基于CCD的自平衡小車的設(shè)計(jì).pdf

1、TheDesignofaSelfbalancingCarBasedonCCDADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanUniversityinPartialFulfillmentoftheRequriementsfortheDegreeofMasterofEngineering一一ByLiuXiulongSupervisor：ProfGuYuzongMay2014摘要兩輪自平衡小車是

2、一種利用動態(tài)平衡原理為基礎(chǔ)的控制對象，它的原理主要是建立在一種被稱為“動態(tài)穩(wěn)定”的基本原理上，也就是車輛本身的自動平衡能力。以內(nèi)置的陀螺儀ENC03MB來采集兩輪車的角速度，加速度計(jì)MMA7361來采集兩輪車的角度，然后將角度融合得出兩輪車所處的姿勢狀態(tài)，透過精密且高速的中央微處理器MC9S12G128計(jì)算出適當(dāng)?shù)闹噶詈螅ㄟ^PWM模塊驅(qū)動馬達(dá)來做到平衡的效果。隨著兩輪車車身的傾斜，微控制器可以隨心所欲地控制兩輪車的行駛速度及前進(jìn)方向。

3、由此開發(fā)出來的智能平衡車“賽格威”不僅非常的輕巧、靈活、安全并且攜帶方便，而且極大地擴(kuò)展視野，也帶給您不一般的駕駛體驗(yàn)。兩輪自平衡電動車具有智能控制、運(yùn)動靈活、節(jié)省能源、操作簡單、綠色環(huán)保、轉(zhuǎn)彎半徑為0等優(yōu)點(diǎn)。因此把它運(yùn)用在狹小空間內(nèi)運(yùn)行，比如體育場館、大型公園及廣場、國際性會議或展覽場所、大型購物中心、生態(tài)旅游風(fēng)景區(qū)、辦公大樓、城市中的生活住宅小區(qū)等各種室內(nèi)或室外場合中作為人們的中、短距離代步工具是非常合適的。本來因?yàn)閮奢嗆嚨膬奢喗Y(jié)構(gòu)

4、，導(dǎo)致兩輪車的重心在上、支點(diǎn)在下，所以它本身為一個不穩(wěn)定系統(tǒng)。但是，我們可以利用倒立擺舊’的原理，通過微控制器來保證它的平衡。并且能夠在平衡的基礎(chǔ)上，按照我們的意思辦事。形象地說，兩輪平衡車的工作原理就像人行走的過程。在人行走的過程當(dāng)中，如果人體的重心往前傾斜并要失去平衡的時候，人會通過自己的眼睛觀察到自己身體的傾斜，于是人就會做出相應(yīng)的反應(yīng)來防止自己摔倒。反之，如果人體的重心往后傾斜，人體會做出相反地動作來防止自己摔倒在地。因此，如果

5、將兩輪車的車輪比作是人的兩條腿，再加上可以測量小車的角速度和傾斜角度，最后通過微控制器的控制便可以實(shí)現(xiàn)車體自平衡的效果。“賽格威”自平衡車具有循環(huán)儲能設(shè)計(jì)，采用重心控制方式，剎車，停車都是靠檢測重心來實(shí)現(xiàn)的，并沒有專門的摩擦剎車系統(tǒng)，因此減速過程中，動能并沒有因?yàn)槟Σ赁D(zhuǎn)化為熱能而浪費(fèi)掉，而是又轉(zhuǎn)化成電能儲存到電池中。中國智能平衡車的出現(xiàn)，無疑是讓人們在越來越擁堵的城市里，自由靈活的出行。CCD稱為電荷耦合器件，也可以把它稱之為CCD圖像