基于DSP的兩輪自平衡小車的設計及實現(xiàn).pdf

1、在日趨智能化的時代，科技將人類的生活方式不斷革新，作為一種新型載人載物工具，兩輪自平衡小車越來越頻繁地出現(xiàn)在日常生活中。除此之外，其具備的獨特性能，如結(jié)構(gòu)簡單、靈活性高、低噪聲、自重輕等，使其在資源勘探、安防巡邏、軍事偵察等領域也有著廣泛的應用前景。本文基于一階倒立擺的模型，采用先進的嵌入式控制器作為控制核心，有刷直流電機作為驅(qū)動設備，加速度計和陀螺儀作為傳感器，設計并制作一臺可載人的兩輪自平衡小車。
　　本文首先通過對現(xiàn)有自平衡

2、小車的調(diào)察與研究，確立了以兩輪自平衡小車作為研究對象，并通過對一階倒立擺模型的深入學習，經(jīng)過適當?shù)木€性化處理，最終得到了自平衡小車的控制模型。在系統(tǒng)方案設計時，針對已確立的控制對象，選用了更為合適的硬件方案和控制算法，以達到較好的設計效果。
　　其次，在系統(tǒng)控制平臺硬件設計時，充分考慮到平臺的通用性、可靠性、穩(wěn)定性等因素，選用DSP+ARM雙處理器作為系統(tǒng)的控制核心，不僅保證了平臺強大的數(shù)據(jù)運算能力，同時也解決了傳感器與處理器之間

3、的速度差距問題，減少了控制算法運行時被中斷的幾率，從而便于更好地比較在同一平臺上不同控制算法的控制效果。在硬件設計上，充分考慮到功耗問題，對功耗較大的器件和模塊做出合理的散熱處理，有效提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
　　最后，考慮到控制對象的特殊性，在對小車姿態(tài)檢測時，采用了加速度計和陀螺儀兩種不同類型的傳感器，將傳感器的輸出進行數(shù)據(jù)融合處理，最終得到有效的姿態(tài)數(shù)據(jù)；在對小車的運行狀態(tài)進行監(jiān)測時，監(jiān)測數(shù)據(jù)采用無線傳輸方式發(fā)送到上位機，實