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2.3 小车平衡的调节 12
3系统方案分析与选择论证 13
3.1系统方案设计 13
3.1.1主控芯片方案 13
3.1.2 姿态检测传感器方案 13
3.1.3 电机选择方案 14
3.2 确定总方案 15
4主要芯片介绍和系统模块硬件设计 16
4.1加速度传感器ADXL345 16
4.2 陀螺仪传感器L3G4200D 18
4.3 主控电路 19
4.4 电机驱动电路 20
4.5 供电电路 21
5系统软件设计 22
5.1 系统初始化 23
5.2 滤波器 23
5.2.1低通滤波器 24
5.2.2 互补滤波器 24
5.3 PID控制器 26
5.3.1 PID概述 26
5.3.2 数字PID算法 27
5.3.3 PID控制器设计 27
6硬件电路 29
6.1 硬件制作与调试 29
6.2 硬件调试结果 29
6.2.1 姿态感知系统测试结果 29
6.2.2 PID控制器测试结果 30
7结论 32
8参考文献 33
9附录 34
10致谢 37
1.前言
1.1 研究意义
应用意义：自平衡小车在小车行驶过程中，充分利用自身的重力势能，通过陀螺仪传感器感知小车重力变化，并不断调节小车倾斜角度、重力等达到自平衡调节。因此与常规小车相比，自平衡小车具有更好的动力性能，节能效果良好，提高了小车的环保能力。采用两轮运动的自平衡小车与自行车相比，同样采用两轮运动的形式，但自行车在行驶过程中，需使用人员根据车辆形式情况主动做出调节，调节能力差，平衡性能差，而自平衡小车具有自我平衡调节能力，减小了驾驶人员调节车辆平衡的额外工作，因此可供更多人员使用。受到城市的不断发展，道路上所行驶的车辆越来越多，马路相对越来越窄，且人们对于新能源电动车的需求越来越大，环保出行意识越来越多的深入到每个人心中，两轮自平衡小车作为一种新的，零污染、零排放的代步工具，不仅可适用更多人群，而且可在众多道路狭窄的区域自由通行，小车适应能力强。因此自平衡小车的研究对于减少环境污染，提高人们的出行质量，提高企业经济效益等均大为有益。
理论意义：自平衡小车的研究不仅具有极强的现实意义，还具有众多现实的理论意义。由于自平衡小车的自动平衡调节涉及众多传感器、控制理论、制造业等众多行业和产业，其调节难度大，需综合利用各个行业先进的生产和技术，因此可推动各个行业的综合发展，提高控制行业的理论控制水平。目前我国制造业水平的发展，主要受到我国控制理论、控制技术相对薄弱的限制，与发达国家之间具有一定的差距。而自平衡小车的发展，以及对其控制理论的研究和利用，均对我国其它行业的发展水平提高具有极大的帮助。源:自*751`%论,文'网·www.751com.cn/