两轮自平衡车系统的研究与设计
| 中文摘要 | 第3-4页 |
| 英文摘要 | 第4-9页 |
| 1 绪论 | 第9-15页 |
| 1.1 两轮自平衡车课题研究背景和意义 | 第9-11页 |
| 1.1.1 课题研究背景 | 第9-10页 |
| 1.1.2 课题研究意义 | 第10-11页 |
| 1.2 两轮自平衡车的研究现状 | 第11-13页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第11-12页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第12-13页 |
| 1.3 两轮自平衡车的关键技术 | 第13页 |
| 1.4 课题主要研究内容 | 第13-14页 |
| 1.5 本章小结 | 第14-15页 |
| 2 系统原理介绍与模型分析 | 第15-25页 |
| 2.1 自平衡车的控制原理 | 第15-17页 |
| 2.1.1 直立控制原理 | 第15-16页 |
| 2.1.2 速度控制原理 | 第16-17页 |
| 2.1.3 转向控制原理 | 第17页 |
| 2.2 APP数据传输原理 | 第17-22页 |
| 2.2.1 蓝牙无线通信协议 | 第17-18页 |
| 2.2.2 手机APP功能实现原理 | 第18-22页 |
| 2.3 系统的数学模型和实体模型分析 | 第22-24页 |
| 2.3.1 车体的数学模型分析 | 第22-23页 |
| 2.3.2 变载荷装置的实体模型分析 | 第23-24页 |
| 2.4 本章小结 | 第24-25页 |
| 3 基于PID算法的控制系统方案设计 | 第25-35页 |
| 3.1 PID控制原理 | 第25-26页 |
| 3.2 PID参数整定方法 | 第26-27页 |
| 3.3 控制系统PID参数初调 | 第27-33页 |
| 3.3.1 直立参数初调 | 第28-30页 |
| 3.3.2 速度参数初调 | 第30-32页 |
| 3.3.3 转向参数确定 | 第32-33页 |
| 3.4 本章小结 | 第33-35页 |
| 4 自平衡车控制系统的详细设计 | 第35-59页 |
| 4.1 硬件系统设计 | 第35-47页 |
| 4.1.1 最小系统电路设计 | 第35-38页 |
| 4.1.2 电机驱动模块设计 | 第38-42页 |
| 4.1.3 电源降压模块设计 | 第42-44页 |
| 4.1.4 传感器电路设计 | 第44-47页 |
| 4.1.5 拓展功能设计 | 第47页 |
| 4.2 软件系统设计 | 第47-54页 |
| 4.2.1 控制板主程序设计 | 第48-49页 |
| 4.2.2 电机驱动程序设计 | 第49-51页 |
| 4.2.3 手机APP程序设计 | 第51-54页 |
| 4.3 传感器数据处理算法 | 第54-58页 |
| 4.3.1 编码器速度检测 | 第54-55页 |
| 4.3.2 姿态传感器的数据融合 | 第55-58页 |
| 4.4 本章小结 | 第58-59页 |
| 5 自平衡车平台实验分析 | 第59-69页 |
| 5.1 实验平台 | 第59-60页 |
| 5.1.1 实验准备工作 | 第59-60页 |
| 5.1.2 车体平台搭建 | 第60页 |
| 5.2 空载自平衡车实验 | 第60-63页 |
| 5.2.1 直立控制K_d参数取值实验 | 第60-61页 |
| 5.2.2 速度控制K_P参数取值实验 | 第61-62页 |
| 5.2.3 获取姿态角的算法选择实验 | 第62-63页 |
| 5.3 负载自平衡车实验 | 第63-67页 |
| 5.3.1 负载自平衡车性能测试 | 第63-65页 |
| 5.3.2 负载自平衡车功能实验 | 第65-67页 |
| 5.4 本章小结 | 第67-69页 |
| 6 总结与展望 | 第69-71页 |
| 6.1 总结 | 第69页 |
| 6.2 展望 | 第69-71页 |
| 致谢 | 第71-73页 |
| 参考文献 | 第73-77页 |
| 附录 | 第77-84页 |
| A.作者在攻读硕士期间取得的科研成果 | 第77-78页 |
| B.硬件系统原理图和PCB图 | 第78-79页 |
| C.自平衡车模型的机械结构图 | 第79-80页 |
| D.相关算法程序 | 第80-84页 |
