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原文传递双轮自平衡车控制器的研制

论文题名：	双轮自平衡车控制器的研制
关键词：	双轮自平衡车;控制系统;软件开发
摘要：	随着生活水平的提高，城市汽车购买量越来越多，堵车和空气污染在现代都市生活已是司空见惯，这就迫切的要求采用更加高效环保的交通工具，双轮自平衡车具有轻便灵活，速度快，环保节能的优点，而且它也很好的解决了人们的近距离出行问题，同时也具有很高的娱乐性，在生活中越来越受到人们的青睐。　　但是目前市场上的的双轮自平衡车应用还有一定的局限性，首先它对道路环境的要求较高，在一些复杂路况的道路环境中，还不能看见它的身影。　　本文设计了一款基于意法半导体公司的32位单片机的双轮自平衡车控制器，主要内容包括双轮自平衡车体模型分析，控制系统外围电路设计以及模糊PID控制算法三部分。　　首先对双轮自平衡车体基于牛顿力学定律进行研究，分析了双轮自平衡车体的力学模型，并得出了车体的力学方程。其次进行控制器的硬件设计，硬件系统包括单片机最小系统、姿态传感器模块、液晶显示模块、电机驱动模块、蓝牙通信模块以及超声波模块的电路原理图的设计。　　采用模糊PID控制算法，通过对姿态数据进行模糊化，根据规则库设计规则表，输出模糊控制信号，然后进行解模糊，完成控制器的设计，最后进行仿真，验证了算法的可行性。最后进行了模糊PID控制算法的设计，姿态传感器将姿态信息传递给单片机，单片机对姿态信号进行卡尔曼滤波，去除干扰信号，然后通过模糊PID算法对PID参数进行自动调节，驱动电机模块，达到自平衡车平稳运行的目的。
作者：	鞠培吉
专业：	控制工程
导师：	沈永良;石磊
授予学位：	硕士
授予学位单位：	黑龙江大学
学位年度：	2020
正文语种：	中文