| 3,496 | 4 | 84 |
| 下载次数 | 被引频次 | 阅读次数 |
针对单片机教学过程中学生学习能力不同的问题,利用分层教学,来提升学生学习能力、学习兴趣。通过对双轮自平衡小车控制系统的制定,选用STM32单片机设计作为主板芯片,提出了系统方案设计,同时也对双轮自平衡小车控制系统的规定、架构和设计理念进行论述。设计采用串级PID,将直立环,速度环,转向环串联起来,其中直立环采用PD算法的位置式PID,速度环采用PI算法的增量式PID,转向环直接采用P算法。三个环的串联可以显示小车无论在前进,后退还是转弯时都可保持直立。针对本系统采取了参数的调试和性能的检测,从而证实了双轮平衡车控制系统的必要性和可靠性。
Abstract:Aiming at the problem of different learning ability of students in the process of teaching microcontroller, we utilize layered teaching to enhance students' learning ability and learning interest. By formulating the control system of the two-wheeled self-balancing vehicle, the STM32 microcontroller design is chosen as the main board chip, and the system program design is proposed, and the provisions, architecture and design concepts of the control system of the two-wheeled self-balancing vehicle are also discussed.The design uses series PID to connect the upright ring, speed ring, and steering ring in series, where the upright ring uses positional PID with PD algorithm, the speed ring uses incremental PID with PI algorithm, and the steering ring directly uses P algorithm. The series connection of the three loops can show that the trolley can remain upright no matter when it is moving forward, backward or turning.The debugging of parameters and testing of performance were taken for this system, thus confirming the necessity and reliability of the control system of the two-wheeled balance vehicle.
[1]汪万维.单片机课程教学改革探讨[J].武汉大学学报(理学版),2012,58(S2):95-97.
[2]王小娟.单片机原理及应用课程教学现状及应对策略[J].学园,2016(3):57-58.
[3]金国华,滕君华,马宝山,等.单片机课程设计中应用能力的分分层培养[J].中国现代教育装备,2015(21):81-83.
[4]孙宏图.变倾角自适应双轮自平衡机器人控制系统研究[D].天津:天津工业大学,2020.
[5]牛雪娟,孙宏图.变倾角自适应双轮自平衡机器人控制算法[J].控制工程,2021,28(02):306-312.
[6]高雪,刘永新,李艺文.双轮平衡车的设计与研究[J].电子测试,2022,36(04):5-9.
[7]何晓凤.一种双轮自平衡小车的设计[J].电子器件,2023,46(02):391-396.
[8]刘金琨.先进PID控制MATLAB仿真[M].北京:电子工业出版社,2004.
[9]行阳阳.基于模糊PD的双轮自平衡车的设计[D].山西太原:太原理工大学,2013.
[10]刘金琨.滑模变结构控制MATLAB仿真[M].北京:清华大学出版社,2005.
[11]王源,胡寿松,吴庆宪.一类非线性系统的自组织模糊CMAC神经网络自适应重构跟踪控制[J].控制理论与应用,2003,20(1:):70-73.
[12]王蜀泉.基于模糊控制的卫星姿态控制方法研究[D].北京:中国科学院空间科学与应用研究中心,2005.
基本信息:
DOI:
中图分类号:G642.423;TP368.1-4
引用信息:
[1]赵瑄,赵彬宇.基于STM32双轮自平衡车的设计与实现——基于分层教学模式的单片机实验教学案例[J].通信与信息技术,2024,No.268(02):121-125.
基金信息:
西安明德理工学院2022年度教育教学改革研究项目资助(JG2022YB02)