全国大学生智能竞赛：PID调教下的平衡车直立行走策略

"平衡车的应用"这一主题主要探讨了平衡车技术在第七届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛电磁组直立行车比赛中的应用，尤其是关注于PID调节技术在车辆姿态控制、速度控制和方向控制中的关键作用。竞赛要求参赛队伍设计并制作一款能够直立行走的车模，模拟两轮自平衡电动车的行驶特性，这种新型的行走模式对车辆的稳定性和控制系统提出了更高的要求。 文章详细地阐述了以下几个关键部分： 1. 前言：智能汽车竞赛旨在提升大学生的创新思维和实践能力，通过设定车模直立行走任务，鼓励参赛者研发具备自平衡功能的车模。该比赛模式借鉴了两轮自平衡电动车的优点，并对传统四轮车模提出了新的挑战。 2. 原理篇： - 直立行走任务分解：将复杂任务拆分成直立控制、速度控制和方向控制三个子任务，以便于理解和设计。 - 车模直立控制：介绍了如何通过PID控制器维持车模的垂直稳定性。 - 速度控制：讨论了如何根据设定的速度目标调整电机输出，确保车模移动速度的准确性。 - 方向控制：讲解了如何通过转向机制来改变车模的行进方向。 - 倾角测量：强调了精确的倾角感知对于保持平衡的重要性。 - 控制算法总图：给出了整个控制系统的设计架构。 3. 电路设计篇：涉及整体电路设计、DSC（数字信号控制器）及其与单片机的接口、倾角传感器电路、电机驱动电路、速度传感器以及电磁线检测电路的设计和连接。 4. 机械设计篇：包括车模简化改装、传感器的安装位置以及需要注意的事项，如保证传感器的准确性和机械结构的稳定性。 5. 软件编写与调试篇：阐述了软件的功能和框架，如何配置DSC资源，主要算法的实现，以及程序的调试和参数调整过程。这部分着重于实际操作和实践技能的培养。 6. 结束语：总结全文，并提供了经过验证的参考设计方案，以及可供下载的车模测试运行视频，以便参赛者参考和学习。 整个文档旨在提供一个基础平台，让参赛者能够理解和实施平衡车的直立行走控制技术，从而提升他们的比赛表现和技术水平。