
基于飞思卡尔单片机的两轮车控制系统设计
3.6 角速度检测模块
本系统选用陀螺仪ENC-03来测量物体在旋转时的角速度。陀螺仪的输出信号是相对灵敏轴的角速度,通过角速率对时间积分可得到围绕灵敏轴旋转过的角电感器的参数度值,即小车的倾斜角度。因为陀螺仪易受温度和震动等因素的影响而产生微小的漂移和偏差,经积分后形成累计误差,最终导致电路饱和,无法得到准确的角度信号。因此,本系统采用互补滤波算法把加速度传感器获得的角度信号与陀螺仪输出经积分后的角度进行融合,最后得到较准确的车模倾角信息。
3.7 直流电机驱动模块
车速控制单元采用脉宽调制技术( P W M ),加上P I D算法实现闭环控制。系统利用单片机输出PWM信号通过隔离芯片LM244来控制直流电机驱动芯片BTS7960,通过改变PWM波的占空比调节电机的转速,加上PID算法对电机转速进行闭环控制。直流电机驱动芯片BTS7960是大电流、半桥、低通态电阻的集成芯片,它带有一个P沟道的高边MOSFET、一个N沟道的低边MOSFET和一个驱动IC.P沟道高边开关省去了电荷泵的需求从而减小了EMI.集成驱动IC具有逻辑电平输入、电流诊断、斜率调节、死区时间产生和欠压、过压、过温、过电流及短路保护的功能。采用BTS7960搭建的电机驱动电路如图4所示。

3.8 串口调试模块
调试模块用于建立良好的人机交互界面,便于对系统相关波形及参数的观察和调试。本系统的调试模块采用RS-232串口通信,其最远传输距离可达到50英尺,最高传输速率是20Kbps.能做到双向传输,全双工通信。因为RS-232上传输的数字量采用负逻辑,只与地对称,所以与单片机连接时需要加入电平转换芯片MAX232.
4.系统软件设计
系统软件使用C语言编写而成,采用模块化设计思想,以主程序为核心,设计了单片机初始化模块、平衡控制模块、速度控制模块、转向模块、串口发送模块、液晶显示等模块。
绕行电感4.1 系统主函数
系统进入工作状态时主函数首先进行系统初始化、发送系统相关参数到上位机、液晶显示、读取小车倾角参数等功能。初始化工作结束后便等待各个中断函数的执行。主程序流程图如图5所示。

4.2 中断函数
系统中断函数利用主函数设置和通过传感器检测到的各项参数来控制小车的平衡、速度和转向。程序进入总中断后,首先通过加速度传感器和陀螺仪检测小车的倾角信息,以控制小车的平衡;在保证小车平衡的前提下给定小车前进速度,然后 通过路径信息检测模块获得小车转向所需要的信息。这样一来,在固定周期内循环控共模电感制小车的功率电感器平衡、速度和转向,最终使得小车稳定并且快速地在跑道上行驶。中断函数流程图如图6所示。
4.3 互补滤波算法
陀螺仪的动态响应较好,可以检测瞬态角度变化,但由于其本身存在累计漂移误差,不适合长时间单独工作;加速度计的静态性能较好,能够准确地检测静态角度,但受动态加速度影响较大,不适合测量动态变化角度。因此本文采用互补滤波算法将陀螺仪和加速度计测量到的角度信息进行融合,得到准确的车模倾角信息。
互补滤波算法公式为:

上式中θ_new是第n次滤波后的角度值,θ_old是第n次滤波前的角度值,α_gyro是陀螺仪滤波权重系数,在本系统中取值为0.97,β_acc是加速度计滤波权重系数,在本系统中取值为0.03,ω_gyro是第n次陀螺仪采样测量的角速度值,θ_acc时第n次加速度计采样测量的角度值。其中陀螺仪滤波权重系数和加速度计滤波权重系数纯在如下关系:
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4.4 小车平衡控制算法
本系统在小车平衡控制上采用了PD算法,小车平衡控制算法公式为:

上式中ν_temp是控制小车平衡的电机控制变量,θ_new是当前小车倾斜角度,ν_gyro是当前小车的角速度。通过上位机观察在不同P、D参数情况下的响应曲线来确定具体的P、D参数。具体调节方法是首先改变P参数,得到一个超调量最小的响应曲线;然后改变D参数,使得响应曲线的反应速度快并且超调量小。 平面变压器厂家 | 平面电感厂家
高手来分析 手机充电器简易电源原理图的疑问 本帖最后由 kamen588 于 2014-9-10 10:48 编辑 如图 KY-718型 手机充电器原理图 RCC反激式的 而拆下一个坏的实物电路 发现C2的极性和 图中相反 即为 上负下正 ----- C2正极接C1 负极 我觉得原理图的接法是正确的 那难道是实物电路接错了?请大家帮忙分析一下这个Q1的过流保护有意思,R4电流过大时,Q1基极电位升高,拉
[开关电源]这电源,我也是醉了。。。去中山古镇转悠了几天,这电源我也是醉了。 。 。 只贴图,不说话。 。 。 满意回复+2戈卫东 查看完整内容便宜啊。 。 。 。 。 。 拼价格拼到大家都没有饭吃。 。 。 。 。 。 +2PIGYONG801 查看完整内容主要是不大耐用,我现在又用来以前的节能灯+2yytda 查看完整内容便宜没好货,还有很多手机充电器也是,看了都不敢用了+2Siderlee
主回路-开关电源的分析随着各种技术的发展,主回路-开关电源在各个产品中应用。主回路-开关电源中,功率电流流经的通路。主回路一般包含了开关电源中的开关器件、储能器件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器、等所有功率器件,以及供电输