一种基于竞赛的两轮自平衡小车的设计
|
摘要
介绍一种两轮自平衡智能小车控制系统的实现方案。该系统以MC9S12XS128单片机作为主控芯片,采用一组激光传感器进行路径检测,使用ENC-03MA陀螺仪与MMA7361加速度计进行小车直立自平衡检测,利用BTS7960芯片进行电机驱动,使用增量式编码器进行速度检测,借助滑动电阻器和液晶屏对参数进行调整与观测。在软件方面,结合PWM技术和PID控制技术对小车的两个直流电机的转速进行控制,可以实现两轮小车的动态自平衡快速寻迹运行。实践表明该设计达到了理想效果。
An implementation scheme of control system for two-wheel self-balanced intelligent vehicle is introduced in this paper. In the system,MC9S12XS128 is used as a master microcontroller,some laser sensors are used to detect the path,ENC-03 MA gyroscope and MMA7361 accelerometer are used for upright self-balanced detection of the vehicle,the chip BTS7960 is employed to drive the motor,the incremental encoder are used for the speed detection,and sliding resistors and LCD screen are utilized to adjust and observe the parameters. The speed of the two DC motors in the vehicle is controlled with PWM technology and PID control technology,so as to achieve the dynamic self-balance and fast tracking of the vehicle.
An implementation scheme of control system for two-wheel self-balanced intelligent vehicle is introduced in this paper. In the system,MC9S12XS128 is used as a master microcontroller,some laser sensors are used to detect the path,ENC-03 MA gyroscope and MMA7361 accelerometer are used for upright self-balanced detection of the vehicle,the chip BTS7960 is employed to drive the motor,the incremental encoder are used for the speed detection,and sliding resistors and LCD screen are utilized to adjust and observe the parameters. The speed of the two DC motors in the vehicle is controlled with PWM technology and PID control technology,so as to achieve the dynamic self-balance and fast tracking of the vehicle.
引文
[1]赵建伟,阮晓钢.柔性两轮直立式自平衡仿人机器人的建模及控制[J].机器人,2009,31(2):179-186.
[2]郜园园,阮晓钢,宋洪军,等.两轮自平衡机器人惯性传感器滤波问题的研究[J].传感技术学报,2010,23(5):696-700.
[3]阮晓钢,程怀玉,孙亮.自平衡机械系统匀速行走模糊控制[J].控制工程,2009,16(4):481-484.
[4]福建省电子设计竞赛秘书处.2012福建省全国大学生电子设计竞赛D题题目要求[M].福州:福建省电子设计竞赛秘书处,2012.
[5]刘伟.基于MC9S12XS128微控制器的智能车硬件设计[J].电子设计工程,2010,18(1):102-104.
[6]王晓宇,闫继宏,臧希喆,等.两轮自平衡机器人多传感器数据融合方法研究[J].传感技术学报,2007,20(3):668-6772.
[7]董锟,韩帅,孙继龙,等.两轮自平衡智能车系统设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2013(1):71-74.
[8]蒋纬洋,邓迟,肖晓萍.两轮自平衡小车系统制作研究[J].国外电子测量技术,2012(6):76-79.
[9]傅继奋,孙汉旭,王亮清,等.自平衡两轮机器人的控制系统设计[J].机电产品开发与创薪,2004,11(6):75-77.
[10]李龙辉,梅迎.电磁导航直立自平衡智能车的电控系统设计[J].汽车实用技术,2013(4):26-29.
[11]飞思卡尔竞赛秘书处.第七届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛电磁组直立行车参考设计方案(版本2.0)[M].北京:飞思卡尔竞赛秘书处,2012.
[2]郜园园,阮晓钢,宋洪军,等.两轮自平衡机器人惯性传感器滤波问题的研究[J].传感技术学报,2010,23(5):696-700.
[3]阮晓钢,程怀玉,孙亮.自平衡机械系统匀速行走模糊控制[J].控制工程,2009,16(4):481-484.
[4]福建省电子设计竞赛秘书处.2012福建省全国大学生电子设计竞赛D题题目要求[M].福州:福建省电子设计竞赛秘书处,2012.
[5]刘伟.基于MC9S12XS128微控制器的智能车硬件设计[J].电子设计工程,2010,18(1):102-104.
[6]王晓宇,闫继宏,臧希喆,等.两轮自平衡机器人多传感器数据融合方法研究[J].传感技术学报,2007,20(3):668-6772.
[7]董锟,韩帅,孙继龙,等.两轮自平衡智能车系统设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2013(1):71-74.
[8]蒋纬洋,邓迟,肖晓萍.两轮自平衡小车系统制作研究[J].国外电子测量技术,2012(6):76-79.
[9]傅继奋,孙汉旭,王亮清,等.自平衡两轮机器人的控制系统设计[J].机电产品开发与创薪,2004,11(6):75-77.
[10]李龙辉,梅迎.电磁导航直立自平衡智能车的电控系统设计[J].汽车实用技术,2013(4):26-29.
[11]飞思卡尔竞赛秘书处.第七届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛电磁组直立行车参考设计方案(版本2.0)[M].北京:飞思卡尔竞赛秘书处,2012.