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直立行车参考设计方案 评分:

这是关于平衡车制作的材料文件,本人在制作飞思卡尔智能车赛中,从该文档学到了很多,这是官方所提供的,推荐学习
图表索引 第一章 图电傚组午模直立运行模式 图参考设计方案内容 图车模制作路线图 第二章 图车模控制任务分解 图车模倾角会引起车速速度变化 图三层控制之间相互配合 图保持木棒直立的反馈控制 图通过车轮运动保持车模直立 图车模简化成倒立的单摆 图普通单摆受力分析 图不同阻尼力下的单摆运动 图在车轮上的参照系中车模受力分析 图车模控制两个系数作用 图车模运动方程 图 加入比例微分反馈后的系统框图 图电机在不同电压下的速度变化曲线 图加速度传感器原理 图 三轴加速度传感器 图 车模运动引起加速度信号波动 图实际测量 轴信号 图车模运动引起加速度轴信号变化 图角速度传感器及参考放大电路 图 角速度积分得到角度 图 角速度积分漂移现象 图通过重力加速度来矫正陀螺仪的角度漂移 图双加速度传感器获得车模角加速度 图角度控制框图 图 电机速度检测 图车模倾角给定 图 车模倾角控制速度中的正反馈 图 午模倾角控制分析 图 车模运动速度控制简化模型 图增加微分控制后的系统 图 改进的微分控制 图车模角度和速度控制框图 图 速度角度控制方案的改进 改进后的速度和角度控制方案 图图图图图图图 检测道路中心电磁线方式 通过电机驱动电压的差动控制控制车模方向 检测车模转动速度的陀螺仪 电感线圈的偏角影响感应电动势 车模方向控制算法 车模运动控制总框图 第三章 图直立车模控制电路整体图 图图图 内部资源示意图 最小系统电路 最小系统电路实物 图陀螺仪、加速度传感器电路 图车模倾角传感器电路实物图 图双电机驱动电路 图单极性 双极性 图两片 组成的电机驱动电路 图 速度传感器电路 图基于三极管的电磁信号放大检波电路 图基于三极管的电磁放大检波电路实物图 图 使用运放进行电磁信号放大检波 图 放大检波输出波形 图基于 放大检波电路实物图 图双加速度测量角速度电路 图 双加速度计测量角度波形图 图简化角速度电路 图实测车模角速度信号波形 图角度信号处理电路 图 不同角速度比例情况下输出波形 图 角度计算环节的传递函数 图 个运算放大器实现角度计算 图不同阻值对应的输出波形 图 简化的角度和角速度处理电路 图 车模控制电路全图 第四章 图完整的型车模底盘 图简化后的型车模底盘 图使用热熔胶固定电机支架与车模底盘 图去掉后轮之后的车模底盘 图电机引线转接板 图使用复合胶水固定光电编码盘 图定好的光电码盘和光电检测管 图电磁传感器支架 图车模组装全图 第五章 图图 主程序框架 中断服务程序 图任务中断时间波形 图算法框图中与控制相关的软件函数 图控制函数调用与参数传递关系 图程序中变量命名规范 图电机死区补偿 第六章 图调试车模参数复杂而关键 图需要调整的参数和相关的单位 图车模运动巫标定义 图图图 电源检查 单片机串口通信 信号输出 图采集电机光电码盘信号 图陀螺仪、加速度传感器采集信号 图车模静态参数调整桌面 午模动态参数调试场地 监控软件界面 无线遥控开关 图图图图图图图图图图图图图图图图图 无线通信模块进行参数监控 内部 应用划分 需要整定的传感器参数 车模保持垂直静止 测量加速度传感器的极值 测量陀螺传感器比例因子,角度补偿回路断开 几种不同陀螺仪比例因子角度输出 午模控制参数 角度参数调整过程 速度参数调整过程 方向参数调整过程 角度补偿时间常数调整 轴附加信号分析 死区常数调整 附录 图参考设计方案视频截图 图参数整定与调试指南 图软件控制算法全图 图参考方案电路全图 第一章、前言 为了提高全国大学生智能汽车竞赛创新性和趣味性,激发高校学生参与比赛的兴 趣,提高学生的动手能力、创新能力和接受挑战能力,智能汽车竞赛组委会将电磁组比 赛规定为车模直立行走,如图所示。其它两个组别的车模行走方式保持不变。 丰模运行向 原表的向 轮没有用 可以去除掉 29 年模 图1-1电磁组车模直立运行模式 车模直立行走比赛是要求仿照两轮自平衡电动车的行进模式,让车模以两个后轮 驱动进行直立行走。近年来,两轮自平衡电动车以其行走灵活、便利、节能等特点得到 了很大的发展。国内外有很多这方面的研究,也有相应的产品。在电磁组比赛中,利用 了原来型玍模双后轮驱动的特点,实现两轮自平衡行走。相对亍传统的四轮行走的 模竞赛模式,玍模直立行走在硬件设计、控制软件开发以及现场调试等方面提岀了更高 的要求。为了能够帮助参赛学生尽快制作车模参加比赛,竞赛秘书处编写了型车模直 立行走的参考设计方案。参赛队员可以在此基础上:,进一步改进硬件和软件方案,提高 竞赛水平。 为了适应初学者,方案介绍过程中,尽可能减少公式推导,使用通俗的科学语言介 绍控制原理和方法,给出型车模制作过程中的核心环节。本文的主要內容安排如图 所示。 电憾组直立行走任务分解 车模直立控制 本模速度控制 原理篇不模方向控制 车模倾角测量 控制算法总框图 整休电路框图 C最小系统 倾角传感器电路 人家选择了人电路设计篇十驱电 看看吧! 速度传感器电络 电憾检测电烙 在模简化与修改 传感器安装 机械设计篇 其它注意事项 软件功能框架 软件廾发 HDXC资源配置 主妻算法以及实现 调试环境与工具 车模调试篇 桌面调试 跑道词试 图1-2参考设计方案内容 参考设计方案经过了实际验证测试,测试运行视频请在竞赛网站上下载。 附录中给出了用于下载资料的竞赛网站地址以及可以下载的相关资料。 午模制作大致分为方案确定、车模制作、模调试三个阶段,如图所示。由于 电傚直立车模所涉及到的算法参数众多,所以调试阶段所占比重很大。车模调试不仪对 于提高车模性能非常重要,同时也是理解车模控制原理、提高知识运用能力、培养现场 实际操作技巧的重要阶段 车模性能 调试准备1实际调试 [稳定性,速度] -现场 比赛 动态参数 七全围大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竟膏 电磁组直立行奉参考设计方案 段 测试车模 修改方案 重新来过 测试赛道 准备调试 车模制作环境与工具 ●调试不一定一帆 知识学习 风顺,可能需要 次反复才能够 AM 制作时间(周) 漫长的车模制作讨程 车模性能 艰苦的车模参数调整过程现场比赛 迅速提高 图1-3车模制作路线图 为了帮助同学进行车模调试,附录给出了车模调试指南和相关的视频文件网站。 可以通过这些资料尽快获得车模参数调整的直观感受。 第二章、原理篇 直立行走任务分解 电磁组比赛要求车模在直立的状态下以炳个轮子着地沿着赛道进行比赛,相比四轮 着地状态,车模控制仟务更为复杂。为了能够方便找到解决问趣的办法,首先将复杂的 问题分解成简单的问题进行讨论。 根据比赛规则要求,维持车模直立也许可以设计出很多的方案,本参考方案假设维 持车模直立、运行的动力都来自于车模的两个后车轮。后轮转动由两个直流电机驱动。 因此从控制角度来看,车模作为一个控制对象,它的控制输入量是两个电极的转动速度 车模运动控制仁务可以分解成以下三个基本控制任务,如图所示 ()控制车模平衡:通过控制两个电机正反向运动保持车模直立平衡状态; ()控制车模速度:通过调节车模的倾角来实现车模速度控訇,实际上最后还是 演变成通过控制电机的转速来实现车轮速度的控制。 ()控制车模方向:通过控制两个电机之间的转动差速实现车模转向控制。 自速度 速度控制 通过调节 车模倾角 斜,车来实现 模加速 前 线性叠加形成一组 驱动电机 将复杂任务 0@直立 分解成个⑥Cr GO Co 简单任务 直立控制电压 图2-1车模控制任务分解 车模直立和方向控制任务都是直接通过控制车模两个后轮驱动电机完成的。假设车 模电机可以虚拟地拆解成两个不同功能的驱动电机,它们同轴相连,分别控制车模的直 立平衡、左右方向。在实际控制中,是将控制车模自立和方向的控制信号叠加在一起加 载电机上,只要电机处于线性状态就可以同时完成上面两个任务。 车模的速度是通过调节车模倾角来完成的。车模不同的倾角会引起车模的加减速 从而达到对于速度的控制。 车模倾角引起车模 加速或者减速运行 图2-2车模倾角会引起车速速度变化

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2014-08-20 上传 大小:4.86MB
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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第二版.

为了适应初学者,方案介绍过程中,尽可能减少公式推导,使用通俗的科学语言介绍控制原理和方法,给出C型车模制作过程中的核心环节。 车模直立行走比赛是要求仿照两轮自平衡电动车的行进模式,让车模以两个后轮 驱动进行直立行走。近年来,两轮自平衡电动车以其行走灵活、便利、节能等特点得到 了很大的发展。国内外有很多这方面的研究,也有相应的产品。

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直立行车参考设计方案

学习平衡车制作

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