基于单片机控制的两轮自平衡小车设计+说明书+3D+CAD+程序

图纸描述

摘要：两轮自平衡小车是一种非线性、多变量、强耦合、参数不确定的复杂系统，他体积小、结构简单、运动灵活，适合在狭小空间内工作。 两轮自平衡小车系统是一种两轮左右并行布置的系统。像传统的倒立一样，其工作原理是依靠倾角传感器所检测的位姿和状态变化率结合控制算法来维持自身平衡。本设计通过对倒立摆进行动力学建模，类比得到小车平衡的条件。从加速度计和陀螺仪传感器得出的角度。运用卡尔曼滤波优化，补偿陀螺仪的漂移误差和加速度计的动态误差，得到更优的倾角近似值。通过光电编码器分别得到车子的线速度和转向角速度，对速度进行PI控制。根据PID控制调节参数，实现两轮直立行走。通过调节左右两轮的差速实现小车的转向。 实验前期，对各个模块进行了解，例如电机、STM32、陀螺仪、蓝牙模块、避障模块等等，对这些进行学习程序并编写。接着研究了小车的自平衡、手机蓝牙遥控、超声波避障。其主要工作内容包括：小车机械本体设计、硬件设计、电气原理图、小车的直立、速度、转向平衡和小车的手机蓝牙控制试验、超声波避障实验。后期进行对小车的机械结构进行完善，并进行三维图二维图的绘制。 制作完成小车样品后，小车实现了前进、后退、和左右转向的基本动作。此外小车能在正常条件下达到自主平衡状态。并且在适量干扰下，小车能够自主调整并迅速恢复稳定状态。小车能够实现手机蓝牙控制前后左右移动的功能，以及能够智能实现避障功能。 关键词：自平衡 ；蓝牙遥控；STM32；避障