单片机2110 基于stm32的二轮平衡车控制系统设计

项目介绍

摘要 二轮平衡车作为新兴的一种代步交通工具，为我们的日常生活带来了极大的便利，也促进了相关技术的发展与革新。课题以二轮平衡车为研究对象，在先进电力电子控制算法下，结合MATLAB仿真技术，对二轮平衡车控制系统电路进行建模分析。本文根据课题需要，首先概述了平衡车及其控制系统、PID控制算法和MATLAB在控制系统中的应用等相关技术的国内外发展现状；然后分析了二轮平衡车平衡分析、平衡车车轮和车身的受力分析以及平衡车的动能分析等系统基本工作原理；接着给出了PID过程控制策略的基本实现算法；最后基于上述研究与分析，给出了整体设计方案，并在MATLAB/Simulink软件中设计了角度积分漂移校正模块、PID控制模块、电机差动控制模块和输入输出模块的各个模型，给出了二轮平衡车控制系统的基本模型，并对其进行了仿真分析，相关结果表明模型可行，算法良好，满足设计要求，研究结果为平衡车控制系统的设计与发展具有一定的积极作用。 关键字：二轮平衡车，STM32，PID控制算法，MATLAB/Simulink 主要内容及文章各章节安排 本文针对本次课题的研究和设计内容，主要完成相关原理和基本概念的介绍、给出了设计思路，并完成了基于MATLAB/Simulink的二轮平衡车控制系统的仿真与分析。文章的各个部分的具体内容安排如下： 第一章，绪论。主要介绍了本课题的研究背景和意义，对平衡车及其控制系统、PID算法和MATLAB仿真在控制系统中的应用等课题相关的技术的国内外发展情况进行了简要概述，给出了课题主要研究过程和论文的主要框架和内容安排等。 第二章，二轮平衡车基本原理分析。主要分析了二轮平衡车平衡分析、平衡车车轮和车身的受力分析以及平衡车的动能分析等系统基本工作原理，有助于加深对二轮平衡车的认识和理解，也有助于后续方案的设计与仿真分析。 第三章，PID控制算法分析。基于对二轮平衡车基本原理的讨论和分析，分析了一种系统控制算法——PID算法，为相关控制系统的仿真分析奠定了基础。 第四章，基于MATLAB/Simulink的仿真分析。基于前文的研究与设计，本章给出了系统方案，完成了二轮平衡车控制系统的建模，并对其进行仿真与分析，得到了理想的仿真结果，满足课题设计要求。 第五章，总结与展望。基于前文相关理论和二轮平衡车控制系统的仿真分析的结果，给出了本次课题研究的结论，并提出了今后需要改进的地方等。