STM32微控制器驱动风力摆：PID控制与卡尔曼滤波技术应用

"本篇文档讨论了关于风力摆控制系统的设计与实现，着重于方案论证和比较。设计目标是利用STM32单片机作为核心控制器，通过四个轴流风机来驱动风力摆，实现精确的运动轨迹控制。系统的关键技术包括使用MPU-6050陀螺仪和加速度计进行姿态检测，通过卡尔曼滤波器提高数据准确性，然后应用PID算法进行实时调节。 在方案论证部分，首先分析了角度测量模块。方案一选用角度传感器，虽然成本低但精度不高且不适合机械安装；而方案二采用MPU-6050，结合陀螺仪和加速度计，能够提供更精确、快速的反馈，因此方案二被选为首选。 HMI模块的选择同样重要，方案一采用独立键盘和1602液晶显示屏，虽然简单但体积大、交互性差；方案二采用彩色、触控的工控LCD屏，操作更为便捷，界面友好。因此，方案二因其易用性和灵活性被采纳。 此外，文中还提及了电机和硬质管棒的选择，这些细节对于风力摆的稳定性和效率有着直接影响。系统设计方面，包括整体架构和详细框图，强调了系统的集成性和优化。硬件电路设计则具体到控制器电路、电机驱动、角度传感器和电源管理等子系统。软件部分设计着重于控制算法的编程实现，包括PID控制算法的编写和卡尔曼滤波器的集成。 这篇文档深入探讨了风力摆控制系统的设计过程，从理论理解、方案选择到硬件和软件的具体实施，展现出对精确控制和高效能的追求，旨在确保系统能在短时间内满足所有指定要求。"