【兩輪避障藍牙遙控平衡小車程序設計分析案例1700字】

兩輪避障藍牙遙控平衡小車程序設計分析案例1.1小車的制作因為本次設計需要雙電機驅動，選擇TB6612FNG作為兩輪避障藍牙遙控平衡小車的電機，底盤使用亞克力板，使用芯片接在面包板上，如圖4-1所示。圖4-1小車的制作1.2小車傳感器的安裝小車傳感器包括MPU6050,紅外模塊，將他們接在亞克力板上的面包板，這樣可以很大程度的提升抗干擾能力，因為是在直立方向的，陀螺儀保持水平安裝，如圖4-2所示。圖4-2小車的安裝1.3功能調試1.3.1小車調試的條件在小車組裝完成以后，需要小車達到以下準備條件：小車的電路調試，控制電路可以正確上電，單片機可以下載程序；小車調試輔助硬件和軟件：小車運動保護和參數監控軟件。1.3.2藍牙調試首先寫完程序，燒寫之后，先試試可不可以實現單片機和串口助手的正常通信，嘗試發送數據和接收數據，使用我們的OLED屏幕顯示，經測試可以實現正常通信后，修改接收函數。采用Keil編寫輸入C程序，編譯運行通過以后，生成HEX文件，再通過USB下載口把HEX文件下載到單片機中，上電之后就可以進行調試。1.3.3避障調試按照電路原理圖進行電路檢查，查看線路是否連接正確，特別是注意電機是否正確，然后查看電源模塊有沒有街上，檢測電機的控制效果是否是正確的。打開波動開關之后，前方沒有障礙物的時候，小車是平衡直立的。往前方放障礙物，在小車前方較遠處，小車是平衡直立的。往前方放置障礙物，讓小車運動，小車運動到一定距離之后，小車停止，隨后保持直立。調試成功，當小車前方遇到障礙物的時候，小車就會停止下來。1.3.4性能調試通電后，測量電路的工作電流和各穩壓電路的輸出值是否在安全范圍內，在開發和下載單片機軟件的基礎上，編寫了單片機的PWM輸出控制程序。檢查發動機轉速，檢查驅動電路的正確性，確定兩個電極輸出電壓的極性，確保釋放正電壓PWM時，發動機驅動汽車前進；當PWM產生負電壓時，汽車后退，輸出的PWM信號驅動發動機旋轉。通過調節PID，使發動機在不同的外阻力下保持恒速運行。車輛的調試如圖4-3所示。圖4-3小車調試過程傳感器參數調試：包括車輛靜止時測量各傳感器的零點偏移量及單位標度值轉換。小車控制參數靜態調試：包括角度參數（比例和微分參數）、速度參數（比例和微分參數）、方向參數（比例和微分參數）。垂直KP是p，垂直環的垂直KD是垂直環的d。在調試參數時，需要確定P和D的大小和極性。例如，當定時器的最大脈寬調制為7200且占空比為100%時，發動機應全速運轉。如果機器想要筆直，擺動應小于或等于10%。如果超過這個半徑，汽車就會嚴重搖晃。由于最大脈寬調制為7200，角度為10，可以得出垂直環P的可選范圍應為0~700。當然，這只是一個通用范圍，需要進一步調試。垂直環P的極性由汽車的性能決定。正常現象是負反饋。汽車掉在那里，馬達轉動使汽車朝著墜落的方向追去。這樣車子就可以反方向站起來了。如果有一個正反饋，哪一邊的車要掉下來，電機會旋轉，使汽車迅速下降。這種現象是錯誤的。垂直環P的尺寸可通過調試由大到小確定。從小到大，響應速度緩慢加速，即汽車垂直返回的時間越來越短，直到汽車出現較大的低頻抖動。垂直環D的極性最好確定。分別將p設置為0，D設置為正值和負值。試著看看效果。當你通過旋轉來收集汽車時，輪子必須以相同的方向旋轉。如果車輪的旋轉方向與汽車不同，則表示此時極性相反。垂直D尺寸用P調整。在P的基礎上，加D，從小到大慢慢嘗試。發動機編碼器的最大值與脈寬調制的最大值之比也是確定轉速周期P間隔的必要條件。為了確定速度環P的極性，垂直環必須閉合，即整個系統的控制參數只能有速度環P，而只能依靠垂直環來控制車輛。汽車可能停了很短時間，但它會前后移動，然后就會掉下來。所以速度環被用來抑制這種現象。在確定了P的極性和大小之后，P和I的大小可以一起調試，P和I的參數可以從小到大慢慢試著看車的效果。Turn_Kp則是可以矯正小車走直線的問題，固定電機pwm差速控制。Vertical_Kp-500-400-300-2400240300400500Vertical_Kd-3-2.5-2-1.6801.6822.53Velocity_Kp-2.5-2-2-1.5-1.5-1-123Velocity_Ki000000000Turn_Kp-0.3-0.2-0.1-0.0500.050.10.20.3結論小車快速倒下小車快速倒下小車快速倒下小車快速倒下不穩定穩定，基本無平衡位移穩定，少許平衡位移小車抖動小車抖動劇烈我們設置的機械中值為0.即機械平衡角度。通過PID調參測得出兩組數據比較符合小車的正常平衡直立，當Vertical_Kp=300，Vertical_Kd=2，Velocity_Kp=-1，Velocity_Kd=0的時候抗干擾能力強。當Vertical