基于STM32的智能平衡车控制系统设计

基于STM32的智能平衡车控制系统设计(任务书,开题报告,论文13000字)
目前流行的智能汽车大都以四轮为主，后轴两轮采用直流电机控制，推进车身前进后退。前轴两轮采用舵机控制，控制智能车的转向。四轮汽车拥有很好的稳定性，安全性，但是在空间上存在很大的劣势，四轮汽车占地面积较大，行驶不灵活便捷，四轮汽车在汽车普及、交通拥堵的今天，已经不能满足于人们的出行需求。所以我们采用两轮直立平衡智能车，不但节省了汽车行驶的空间，而且方便携带，彻底告别最后一公里的难题。
直立平衡车的设计基于在科技高速发展的今天拥有很大的潜力。我们可以通过自身的硬件设计，设计出电路图以及运用市场上完善的电子模块，开发出属于自己自身特色的小车模型。运用已经相当成熟的开板技术，画出小车的电机、传感器、供电电路等开发板。在主控芯片选型上使用市场占有率较高的STM32单片机作为主控芯片，大大提高了平衡车直立行驶的稳定性。
目前，市场上出现了一些平衡直立智能车，但这些平衡车远远不能达到市场的需求，不单单因为费用昂贵，安全性能也得不到保障。平衡车抗干扰能力差、运行不稳定造成一系列的安全问题，不但对人的生命财产造成威胁，而且使平衡智能车的发展受到前所未有的阻力。本次设计采用PID算法控制，增强了直立平衡智能车的抗干扰能力，对于外界的干扰能够平滑的做出反应，同时也缩短反应时间，维持稳定性。驾驶者在保证安全的同时享受平稳驾驶。
关键词：单片机；平衡车；PID算法
 

目录
摘 要    1
第一章 绪论    1
1.1设计目的及背景    1
1.2平衡车控制系统发展及现状    2
1.3单片机的发展及特点    3
1.4设计的内容目的    5
第二章 控制系统硬件设计    6
2.1控制系统的工作原理    6
2.2硬件电路设计    7
2.3 STM32F103单片机    9
2.4 陀螺仪和加速度计    12
2.5 平衡车原理图整合    13
第三章 控制系统的软件编程    14
3.1 编程软件    14
3.2 程序设计    14
3.2.1角度分析（PD算法）    14
3.2.2测速分析（PD算法）    16
3.2.3差速控制（PD算法）    17
3.2.4完整控制方案    18
3.3 PID算法    19
3.4 重点程序分析    21
3.4.1加速度角速度函数    21
3.4.2速度环控制函数    21
3.4.3角度环控制函数    22
第四章 总结与展望    23
4.1总结    23
4.2展望    24