两轮自平衡车平衡控制系统的研究

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1、. . 装装 订订 线线 . . . 山东农业大学 毕 业 论 文 两轮自平衡车平衡控制系统的研究两轮自平衡车平衡控制系统的研究 院 部 机械与电子工程学院 专业班级 电气工程及其自动化 2 班 届 次 2015 届 学生姓名 王恒 学 号 20116115 指导教师 娄伟 副教授 二 一五年六月六日 i 目 录 摘要.I Abstrat.II 引言 .1 1 绪论 .1 1.1 两轮自平衡车的研究背景及研究意义.1 1.1.1 两轮自平衡车的研究背景 .1 1.1.2 两轮自平衡车的研究意义 .2 1.2 两轮自平衡车的研究现状.2 1.2.1 两轮自平衡车的国外研究现状 .2 1.2.2

2、两轮自平衡车的国内研究现状 .3 1.3 本课题的研究内容及目标.4 2 自平衡系统的分析 .4 2.1 控制目标 .4 2.2 自平衡系统的控制学原理分析.5 2.2.1 自平衡小车平衡原理解析 .5 2.2.2 自平衡小车的运动学模型分析 .7 2.2.3 自平衡小车的数学建模 .9 3 系统硬件组成 .11 3.1 惯性测量单元 .11 3.1.1 MPU6050 芯片介绍.11 3.1.2 MPU6050 数据处理.12 3.1.3 数据滤波算法 .16 3.1.4 MPU6050 驱动电路.20 3.2 主控单元 .20 3.3 电源模块 .21 3.3.1 LM2596 芯片介绍 .21 3.3.2 AMS1117 芯片介绍.22 3.4 电机驱动模块 .23 3.5 编码器模块 .24 4 系统程序及算法 .25 4.1 MPU6050 获取数据 .25 4.1.1 MPU6050 初始化.26 4.1.2 主函数中的姿态数据处理 .26 5 两轮自平衡车平衡控制的总结 .35 ii 5.1 设计的主要内容 .35 5.2 设计的不足 .36 参考文献 .37 致 谢 .