毕业设计论文-小车机器人论文.doc

长春工业大学人文信息学院毕业设计(论文)信息工程系摘要双轮自平衡车是一个高度不稳定两轮机器人，是一种多变量、非线性、绝对不稳定的系统，需要在完成平衡控制的同时实现直立行走等任务因其既有理论意义又有实用价值，双轮自平衡小车的研究在最近十年引起了大量机器人技术实验室的广泛关注。本文主要介绍了双轮平衡车的控制系统硬件设计方案。此方案采用ATmega328作为核心控制器，在此基础上增加了各种接口电路板组成整个硬件系统，包括单片机最小系统，姿态检测模块，直流驱动电机控制模块，电源管理模块，测速编码模块，串口调试等模块。对于姿态检测系统而言，单独使用陀螺仪或者加速度计，都不能提供有效而可靠的信息来保证车体的平衡。所以采用一种简易互补滤波方法来融合陀螺仪和加速度计的输出信号，补偿陀螺仪的漂移误差和加速度计的动态误差，得到一个更优的倾角近似值。本文先阐述了系统方案原理，再分别就各模块工作原理进行详细的介绍与分析，最终完成车模的制作和电路原理图以及1PCB板的绘制。最后根据调试情况对整个系统做了修改，基本达到设计要求。关键词双轮自平衡车模块设计传感器AbstractTwo-wheeledself-balancedcarisahighlyunstablerobots,itisasystemwithMultivariable,nonlinearandabsoluteinstability,itneedstocompletethebalancecontroltaskssuchaswalkinguprightbecauseofboththeoreticalsignificanceandpracticalvalue.Two-wheeledself-balancedcarinthelastdecadehasarousedwidespreadconcernintheroboticslaboratory.Thispaperdescribesthecontrolsystemhardwaredesignofthewheelbalancedcar.ThisprogramusesATmega328asthecorecontroller,baseonthisincreaseofvariousinterfacecircuitboardtobuildingthehardwaresystem.Peripheralcircuitsincludingthesmallestsingle-chipsystem,thegesturedetectionmodule,theDCdrivemotorcontrolmodule,powermanagementmodule,velocityencodingmoduleandserialdebuggingmodule.Fortheposturemonitoringsystem，theinformationsolelydependsonthegyroscopeortheaccelerometercouldn’tmakesurethebalanceofvehide．Sothesignalsfromthegyroscopeandaccelerometerwereintegratedbyasimplemethodofcomplementaryfilteringforanoptimalangletocompensatethegyroscopedrifterrorandtheaccelerometerdynamicerror.Thisarticlefirstdescribestheprincipleofthesystemprogram，thendescribedindetaileachmodulehowtoworkingout,thefinalcompletionofcarmodelsproducedandcircuitschematicsandthePCBdrawing.Intheend,accordingtodebugthesituationonthewholesystemchanges,thehardwaresystembasicallyreachedthedesignrequirements.Keywordstwo-wheeledself-balancedcarmodulardesignsensor长春工业大学人文信息学院毕业设计(论文)信息工程系目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc341725864"前言PAGEREF_Toc341725864\h1HYPERLINK\l"_Toc341725865"第1章绪论PAGEREF_Toc341725865\h2H