徐　錦

（長安大學(xué) 電子與控制工程學(xué)院,西安 710021）

基于STM32單片機(jī)的雙輪自平衡小車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

徐錦

（長安大學(xué) 電子與控制工程學(xué)院,西安 710021）

本文介紹了基于 STM32F103C8T6 單片機(jī)的雙輪自平衡小車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以 MPU6050 三軸陀螺儀加速計(jì)為傳感器的姿態(tài)感知系統(tǒng)，通過卡爾曼濾波對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波融合，采用 PID 算法實(shí)現(xiàn)小車兩輪自平衡，使用 TB6612 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)小車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，綜合實(shí)現(xiàn)小車的直立行走。通過藍(lán)宙的線性 CCD 實(shí)現(xiàn)小車的循跡功能。

姿態(tài)感知；卡爾曼濾波;PID控制；MPU6050三軸陀螺儀加速計(jì)；TB6612電機(jī)驅(qū)動(dòng)；線性CCD

1　電路設(shè)計(jì)

1.1 MPU6050三軸陀螺儀加速計(jì)模塊子系統(tǒng)框圖

圖1　MPU6050三軸陀螺儀加速計(jì)模塊子系統(tǒng)框圖

1.2 TB6612電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊子系統(tǒng)框圖

圖2　TB6612電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊子系統(tǒng)框圖

1.3 線性CCD模塊子系統(tǒng)框圖

圖3　線性CCD模塊子系統(tǒng)框圖

2　程序設(shè)計(jì)

2.1 程序功能描述

（1）實(shí)現(xiàn)直立平衡控制

（2）平衡的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)行走

（3）進(jìn)而實(shí)現(xiàn)循跡功能

2.2 程序設(shè)計(jì)思路

首先寫程序要有整體思路，小車最先應(yīng)該讓電機(jī)先轉(zhuǎn)，然后達(dá)到平衡的目的，利用MPU6050三軸陀螺儀加速計(jì)為傳感器的姿態(tài)感知系統(tǒng)，通過卡爾曼濾波對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波融合，采用PID算法實(shí)現(xiàn)小車兩輪自平衡，使用TB6612電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)小車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，綜合實(shí)現(xiàn)小車的直立行走,差速轉(zhuǎn)向。進(jìn)而寫出線性CCD的部分程序。

圖4　主程序流程圖

所以程序中應(yīng)該有平衡部分，速度控制部分，轉(zhuǎn)向控制部分，然后應(yīng)該根據(jù)芯片與電路的鏈接方法，寫出芯片的初始化程序。

3　測試分析與結(jié)論

3.1 根據(jù)直立控制調(diào)試，由此可以得出結(jié)論見表1，表2

表1　kp大小測試（kd=0）

表2　kd大小測試（kp=500）

（1）可以確定得到kp=500,kd=1.7是P、D參數(shù)的最大值；（2）對(duì)每個(gè)系數(shù)乘以0.6,取整得到kp=300,kd=1，為理想的值。（3）小車的機(jī)械中值在0°。

3.2 根據(jù)速度控制調(diào)試，由此可以得出結(jié)論見表3

（1）kp=80，ki=kp/200是速度控制P、I參數(shù)的理想值；（2）kp=80，ki=kp/200是正極性。

平及需求。

3.2.3 項(xiàng)目定位

在前期工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行房地產(chǎn)項(xiàng)目定位，產(chǎn)品要考慮消費(fèi)者的需求，要有效彌補(bǔ)市場供應(yīng)的空白。同時(shí)要充分考慮項(xiàng)目品牌的培育，通過成功的項(xiàng)目口碑帶動(dòng)開發(fā)商品牌的樹立，讓企業(yè)品牌增值。

3.2.4 投資分析

對(duì)定位后的房地產(chǎn)項(xiàng)目進(jìn)行投資分析，估算項(xiàng)目投資、銷售收入、成本等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，計(jì)算項(xiàng)目的投資收益率、凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率等基本評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)項(xiàng)目的財(cái)務(wù)可行性進(jìn)行論證。

3.2.5 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

房地產(chǎn)項(xiàng)目產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要包括規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑風(fēng)格設(shè)計(jì)、綠化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和公共配套設(shè)施規(guī)劃等。充分考慮市場需求、消費(fèi)者心理需求，凸顯現(xiàn)代、活力、地區(qū)文化、客戶群、生態(tài)綠化、公共配套設(shè)施等因素，進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，力求產(chǎn)品符合市場和消費(fèi)者的需求。

近年來，國家不斷調(diào)整銀行貸款政策、經(jīng)濟(jì)調(diào)控、土地等政策，房地產(chǎn)市場的競爭不斷加劇，房地產(chǎn)開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)性加劇。對(duì)于房地產(chǎn)企業(yè)來說，應(yīng)該做好房地產(chǎn)前期策劃工作，以便于增強(qiáng)房地產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目的競爭能力，解決企業(yè)管理問題，更加有效地整合房地產(chǎn)項(xiàng)目資源[4]，提高房地產(chǎn)企業(yè)的市場競爭能力。

[1]劉青.淺析房地產(chǎn)開發(fā)前期市場定位策劃[J].建材發(fā)展導(dǎo)向,2013(05).

[2]華彥,劉軍.房地產(chǎn)項(xiàng)目前期策劃工作淺析[J].建筑工程,2015(02).

[3]劉新宇.探討房地產(chǎn)項(xiàng)目開發(fā)前期策劃[J].江西建材,2015.

[4]高非凡.基于房地產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目前期策劃的研究[J].城市建設(shè)理論研究,2015(05).

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.234

叢蘇莉，女，碩士研究生，講師，研究方向:建設(shè)工程管理、房地產(chǎn)經(jīng)營與管理等。