基于PD算法的两轮自平衡车直立控制

建立了两轮自平衡车的动力学模型;在Matlab环境中设计了基于PD控制算法的两轮车直立控制器;仿真分析了控制器中各参数对系统的影响。利用普通小功率直流电机,模拟量输出的陀螺仪和加速度传感器,BTS7960半桥芯片等低价位元件设计了一套硬件电路,并将仿真程序移植到16位Freescale单片机中对两轮自平衡车进行控制;实测数据验证了所设计控制算法的合理性和设计电路的正确性。

轮式机器人直立控制研究及实现

如何保证机器人在两个轮子的支撑下一直保持直立,是研究轮式机器人实现站立的重点。以飞思卡尔公司生产的MC9S12XS128系列芯片为整个机器人直立系统信息处理和控制的核心,通过直立传感器中加速度计MMA7361L和陀螺仪ENC-03的检测,将两者的输出信号相互融合,计算出模型的倾斜角度,再利用PID算法得出相应的控制信号,输出给电机驱动,控制轮子的转动方向,从而达到修正角度的目的,实现机器人的直立控制。

卡尔曼滤波在二轮自平衡车直立控制中的应用

目前车模倾角一般采用陀螺仪或加速度计进行测量。然而单纯利用其中一种传感器采集到的信号存在极大误差,无法满足二轮自平衡车直立控制的需要。为此,采用陀螺仪和加速度计测量倾角,并应用卡尔曼滤波算法对上述两种信号进行融合,得出理想的输出倾角。同时,将得到的卡尔曼滤波程序移植到车模直立控制程序中,进行车模直立控制试验。试验结果表明,运用该方法可以得到很好的滤波效果。

自平衡二轮电动车直立控制研究

自平衡二轮电动车是一种平衡移动的新型代步工具。平衡控制是研究自平衡二轮电动车的主要问题,本文建立了自平衡二轮电动车的动力学模型,设计了控制效果良好、精度高的控制器,解决了自平衡二轮电动车平衡控制难的问题;设计出一种基于PID算法的自平衡二轮电动车直立控制器,并在MATLAB/Simulink环境中进行动力学仿真;通过仿真分析所设计的控制器中各参数对系统的影响,对比系统仿真的响应图,确定所设计控制器的参数;结果表明所设计的控制器控制效果良好,控制精度较高,对于自平衡二轮电动车的控制策略研究有一定借鉴意义。

基于磁导航的直立轮式机器人控制系统设计

能够自主循迹的轮式移动机器人在巡检、搬运、配送等领域已经广泛应用,但是在狭窄空间的特殊场景中难以灵活转向。针对这一问题,文章以S9KEAZ128AMLK单片机为核心控制器,设计了一种基于磁导航的智能行驶直立轮式机器人。单片机通过倾斜角及角速度的互补拟合获取姿态数据,由LC并联谐振电路对导航磁场进行选频获取路径信息,将直立、转向和转速3个闭环控制信号共同作用于左右轮电机,使轮式机器人在保持直立姿势的同时,能够根据道路偏移量改变方向和转速。

模糊PID控制在轮式机器人直立系统中的应用

轮式直立机器人具有结构简单、可控性强、行进速度快、控制灵活、低成本等特点,广泛运用于需要按预定路径进行移动的机器人中。依据对轮式机器人建模得出直立状态下车轮加速度的控制算法,设计模糊PID自整定控制器的隶属度关系及模糊规则表,用Simulink仿真比较,表明模糊后的PID自整定算法明显优于常规的PID算法。将两种算法实际运用于机器人直立控制过程,测量直立状态下的z轴角加速度放大1 000倍后的输出曲线,计算出经过模糊化后的方差缩小了73.4%,极差缩小了67.5%,综合性能提高了3倍。结果表明,模糊自整定后的直立控制效果明显优于常规PID。

基于摄像头的直立智能车控制策略研究与设计

文章以智能车大赛为背景,设计研究了基于CMOS摄像头导航的两轮直立智能车。文章基于轻量化思想对车模硬件电路主控板进行了一体化设计;比较研究了几种速度控制策略,有效改善了直立车控速问题;提出了一种"速度环-角度环-角速度环"三环串级控制思想,较传统并级控制策略的智能车提升了高速时的直立稳定性。结果表明,该智能车整体效果较好,能高速稳定运行。

两轮自平衡车控制系统的设计与实现

根据飞思卡尔智能车竞赛的要求,设计了基于MC9S12XS128单片机的两轮自平衡智能车控制系统。介绍了该智能车系统的硬件模块电路设计、控制系统的构成及核心控制算法的实现。在此基础上详细介绍了用于智能车直立控制、速度控制和方向控制的参数调试时简单易行的关键技术。经过反复多次的实验表明,本文设计的两轮自平衡车控制系统性能可靠,在车身保持直立平衡的同时能够沿着赛道快速平稳运行.

基于摄像头的直立自平衡智能车设计

设计直立行走式循迹智能车的机械及控制系统;系统选用微控制器MK60为控制核心,利用陀螺仪和加速度传感器,采用互补滤波的方法计算车体的角度和角速度,通过比例微分算法控制智能车车轮的加速度来抵消车模运动倾向,实现智能车直立;单片机通过模拟摄像头进行赛道图像捕捉,采用边沿检测算法识别赛道中心线,计算与设定值的偏差,进而控制左右两个电机产生速度差,完成智能车的转向;经测试,智能车能够在保持直立同时,完成赛道识别,且运行平稳快速。

二轮自平衡机器人姿态控制系统仿真研究

在机器人姿态控制的优化中,二轮自平衡机器人是强非线性的非稳系统,受到扰动后需要有效的姿态矫正算法使其在短时间内、小超调量地恢复平衡,使机器人在受扰动工况下稳定运行。为获得理想的控制器,首先分析机器人平台,对机构简化并进行动力学分析获得状态方程,利用Maple设计整定控制器并在MapleSim中进行动力学仿真,验证PID及LQR算法的控制效果。实际机器人平台中采用PID控制策略,辅助以电流环及速度环控制,得到角度姿态随时间变化的曲线。在实际实验中能够获得与仿真相似的运动曲线,并对二轮自平衡机器人实现稳定控制。仿真结果表明,PID及LQR算法能够很好满足平衡机器人需求,且有一定抗干扰能力,为机器人控制系统优化提供了科学依据。

基于MC9S12XS128的直立轮式智能小车设计

智能车作为人们未来的出行工具,对其研究具有科学性和前沿性意义。本文介绍了一种双轮式直立小车系统,系统以MC9S12XS128作为控制核心,利用光电和倾角传感器进行数据采集,控制系统对数据进行分析处理并结合PID控制算法的整定试验,获得了一款能进行直立控制、智能循迹等功能的小车。试验表明,小车功能齐全,运行可靠,可用于各类机器人比赛和高校相关专业教学实验。

基于卡尔曼滤波的两轮自平衡车姿态检测

建立了两轮自平衡车的动力学模型;设计了一种采用卡尔曼滤波的两轮自平衡车姿态检测控制算法的控制器;搭建了SIMULINK仿真模型,仿真分析了控制器中各参数对系统的影响;并将仿真程序移植到16位Freescale单片机中对两轮自平衡车进行控制;通过实测数据验证了所设计控制算法的合理性和设计电路的正确性。

一种基于竞赛的两轮自平衡小车的设计

介绍一种两轮自平衡智能小车控制系统的实现方案。该系统以MC9S12XS128单片机作为主控芯片,采用一组激光传感器进行路径检测,使用ENC-03MA陀螺仪与MMA7361加速度计进行小车直立自平衡检测,利用BTS7960芯片进行电机驱动,使用增量式编码器进行速度检测,借助滑动电阻器和液晶屏对参数进行调整与观测。在软件方面,结合PWM技术和PID控制技术对小车的两个直流电机的转速进行控制,可以实现两轮小车的动态自平衡快速寻迹运行。实践表明该设计达到了理想效果。

血管迷走性晕厥的诊断与治疗进展

晕厥的定义为意识及体位张力的短暂丧失,晕厥一词来源于希腊术语“Syncoptein”,意即突然停止(to cut short).10多年来,注意力更多的集中在血管迷走晕厥(VVS)这一特殊原因的晕厥,但对其本质的研究发现,VVS仅为自主神经系统(ANS)混乱所致大量疾病的一个方面,这些疾病均可导致低血压、直立不耐性,最终发生晕厥.本文拟将近年来对晕厥病理生理、分类、临床评价以及处理等的认识作一简要综述.1 直立姿势的生理正常情况下约25%的循环血容量在胸部,采取直立姿势后,由于重力影响,约有500(300—800)ml立即转移到腹部和下肢,使静脉回流减少,心室充盈量下降。

基于飞思卡尔单片机的平衡车设计

本文介绍了基于MK60DN256ZVLL10单片机控制系统设计的平衡车硬件电路及直立原理,详细阐述了平衡车直立控制、速度控制和方向控制的参数调试方法。主要创新点为用虚拟示波器来观察速度参数的变化,使调试更为准确和直观。试验证明:该平衡车控制系统稳定,能在直立平衡的基础上实现稳定行走。

智能循迹小车设计

分析了两轮电磁循迹小车的直立原理,合理布置了加速度传感器、陀螺仪、电池、电机、电路板的安装位置,以保证车尽量接近竖直状态;设计了稳压电路、计数器电路、运放电路、电机驱动电路,绘制PCB电路图并制作整车控制板;编写了智能车轮速信号、加速度信号、角速度信号采集程序,信号滤波程序,直立PID控制、速度PID控制、转向差速PID控制程序。通过调节PID参数实现了电磁车的直立、快速、稳定循迹行驶。

七面鸟队技术报告(节选)

根据大赛规则,本智能车系统以单片MCF52259单片机作主控单元,利用振荡回路感应引导线中交变电流产生的电磁波信号指出前进方向,用超声波模块结合陀螺仪控制直立,CPU处理信息后驱动电机推动车模前进及转弯。在运行过程中,依靠PID算法对赛道进行稳定跟踪并对车速进行控制,实现稳定快速的运行。

一种光电平衡智能车设计

设计的光电平衡智能车方案以MC9S12XS128微控制器为核心控制器,采用TSL1401系列线性CCD作为采集跑道数据信息的传感器,用以对采集到的数据信息进行处理、计算分析后得出小车的行驶路径.在小车的直立、速度、方向控制上,硬件选择的是飞思卡尔公司的加速度传感器MMA7260、村田公司的陀螺仪ENC-03,软件控制采用PID控制算法,根据跑道的不同要求设计不同的控制策略.由于小车是直立两轮行走,需要对小车的机械结构方面进行设定,提高小车直立地在跑道上行走的稳定性.在调试方面,通过使用串口、LED状态指示灯等调试工具进行大量的硬件与软件测试,以此得出最终的设计方案.经实际结果测试,该智能车设计制作方案确实可行.

智能循迹小车创新实训系统设计

基于K60P144单片机最小系统设计了智能循迹小车创新实训系统,包括:智能小车单元、软件设计单元。智能小车由主控模块、电机驱动模块、陀螺仪模块、CCD模块、编码器模块以及供电电路模块组成;软件设计中采用C51程序语言开发控制。该系统可用于自动化专业创新实践训练课程综合设计。