【《基于STM32单片机的平衡车设计》7600字】

---24-5.实物组装与整体调试5.1实物组装首先所有组件和元器件收集好，使用焊枪焊接电路，将各个元器件按照设计好的电路板对应，切记不要虚焊，会影响整个系统的整体结构。组装车体，先安装轮子和电机，注意螺丝和螺栓的安装一定要上紧，避免因为车体零件松动导致的参数捕捉误差。然后将电池安装到预留位置，最后将第一步焊接好的器件和电路板放到电池上的位置，使用铜柱和螺丝将电池和电路板隔开一段距离。最后在顶上安装好亚克力板，以用来保护脆弱的元器件和电路板。图5-1自平衡车硬件平台5.2硬件模块测试两轮自动力平衡电动汽车的各种功能自动实现主要上就是通过各种汽车功能模块的自动相互配合作用来自动实现功能完成的，所以在所有两轮自动力平衡电动汽车功能完成之前，就由于需要各种汽车功能模块都需要做好日常调试，确保各种汽车功能模块均衡的可以正常地工作运行。首先我们对这台单片机最小流量控制管理系统性能进行了一次测试。然后我们接着就对主机硬件测试模块的串口性能检测进行了具体测试，主要检测内容一般包括主机串口测试、oled数字显示系统性能检测调试等。5.2.1OLED显示功能测试oled的调试操作方式比较简单，将该系统放在电中，oled的显示结果如下图图5-2所示。该显示屏能够正常地显示滤波方法、板载温度、超声波检测距离、左右发动机运转速度、锂离子电池的电压、偏角等。故我们就可以检查oled显示器模块是否正常。图5-2OLED显示测试5.2.2编码器功能测试霍尔传感器安装在了编码器上，电机转动时，电源会收到编码器ab相发送的一个相位间距为90度的方波信号。将该信号一起于示波器上显示，显示结果如图5-3所示。可以看到ab与相位之间为90度，所以很明显功能正常。A相A相B相5.2.3电机响应调试图5-4电机转速响应图5.2.4自平衡车整车调试如何判断一个平衡车是否设计成功，我们不仅需要测试各个元件和单个功能的成功与否，还需要将整个平衡车的最基本的功能：是否能平衡直立，并且在有干扰的情况下是否能控制电机进行再平衡操作。自平衡车整车图5-5自平衡车整车调试5.3.5平衡干扰测试下面我们就对在小车已经平衡的情况下进行一个外力干扰，测试它是否可以完成再平衡操作。的测试结果分别为-7所示。1020304050102030405060708090100图5-7干扰倾角波形5.3本章小结本章对小车进行了电路板焊接和组装，然后分别对各个元件在上位机上进行功能测试，接着对整车进行测试，测试了基本功能即平衡直立以及对小车的平衡进行了干扰测试，最后测试结果显示，小车的各个元件功能完整，最基本的平衡和再平衡功能也获得了完美实现。

结 论1.使用STM32系列主处理器和PID相关算法进行设计与实现，确定相关控制理论，通过结构即类倒立摆控制系统的介绍和分析延伸出介绍和分析关于PID算法控制平衡车的控制理论。本文的硬件基础首先为作者对STM32系列单片机的各个硬件和控制系统拥有熟练掌握的相关能力，如此才可以对模块进行正确选型和驱动程序的设计。2.介绍了小车的结构，并且做了受力分析用来分析小车平衡需要的条件。根据获得的条件进行了原理分析，并且对PID算法和kalman滤波进行了介绍和表明他们在本设计中的作用，根据以上所有分析和数据，进行了整体方案的制订。3.从机械结构入手，选择了合适的电机动力模块和驱动器模块。然后介绍了选用的各个重要的模块，包括主控芯片、姿态检测模块等。4.处理了多任务的优先级问题，将优先级高的任务分配成高优先级，使程序运行更高效，然后给出了姿态检测模块和与之关联的滤波处理程序，使之捕捉到的信号更准确无误。5.进行了电路板焊接和组装，然后分别对各个元件在上位机上进行功能测试，接着对整车进行测试，测试了基本功能即平衡直立以及对小车的平衡进行了干扰测试，最后测试结果显示，小车的各个元件功能完整，最基本的平衡和再平衡功能也获得了完美实现。至此，整个基于STM32的平衡车设计已经完全实现了设计时预设的所有功能。但是由于本问设计工作时间有限以及作者的知识和技术还存在一定局限性，该设计还是有很多可以完善和改进的问题。1.仅仅可以完成直立平衡和自动避障，人机交互非常有限，将来技术上可以从遥控以及转向方面进行改善。2.本设计使用的硬件条件优先，仅仅是可以满足该设计的一系列功能，如果是想要实现更多的功能，需要将硬件进行升级换代以满足需求。

参考文献[1]孙波.近五年来中国人口、资源、环境经济学研究综述[J].经济研究导刊，2015,25(4):11-12.[2]刘卡，余经历，许利峰.中国民用汽车保有状态及发展趋势分析[J].汽车实用技术，2017,11(1):67-68.[3]WoudeLHVVD,HoekstraF,GrootSD,etal.Thesegwaypersonaltransportasanalternativemobilitydeviceforpeoplewithdisabilities:physiologicbenefits[J].AssistiveTechnologyResearchSeries,2010,26.[4]王晓宇，闫继宏，秦勇.基于扩展卡尔曼滤波的两轮机器人姿态估计[J].哈尔滨工业大学学报，2007,39(12):1920-1924.[5]阮晓钢.两轮自平衡机器人动力学建模及其平衡控制[J].计算机应用研究，2009,26(01):99-101.[6]曾光奇，胡均安.模糊空控制理论与工程应用[M].武汉：华中科技大学出版社，2006.[7]杨叔子，机械工程基础[M].第6版.武汉：华中科技大学出版社，2011.[8]AIDALAV.J.Kalmanbehaviorinbearings-onlytrackingapplications.IEETrans.OnAES,1979,AES-15(1):29-39.[9]REKalman.ANewApproachtoLine-arFilteringandPredictionProble