全国大学生智能汽车竞赛：直立行走控制详解

本篇文章详细解析了陀螺仪加速度计在自平衡小车(电磁组直立行车)中的应用，旨在提升全国大学生智能汽车竞赛的创新性和趣味性。竞赛规则要求车模模仿两轮自平衡电动车的直立行走模式，通过双后轮驱动实现稳定行驶。文章分为六个部分： 1. 前言部分介绍了比赛背景和目标，强调了直立行走对车模控制算法、车体检测和能耗等方面的高要求，并提到了该参考设计方案的编写目的，即帮助参赛者快速理解和制作车模。 2. **原理篇**： - **直立行走任务分解**：详细阐述了如何将直立行走任务分解为车模的直立控制、速度控制和方向控制。 - **车模直立控制**：涉及如何通过陀螺仪和加速度计等传感器来检测和调整车模的姿态。 - **速度控制**：介绍如何根据速度传感器的数据调整电机驱动，保持稳定的移动速度。 - **方向控制**：讲解了利用方向传感器或PID控制策略来实现车模的转向。 - **倾角测量**：陀螺仪和加速度计在测量车模倾斜角度中的关键作用。 - **总图**：给出了整个控制系统的逻辑框架。 3. **电路设计篇**： - **整体电路框图**：展示了电路的整体结构，包括各模块的连接和功能。 - **DSC与单片机**：介绍了微控制器单元DSC在控制系统中的作用以及其最小系统配置。 - **倾角传感器电路**：详细设计了用于测量车模倾角的传感器电路。 - **电机驱动电路**：确保电机按照控制信号正确运转。 - **速度传感器**：选择并描述了用于检测车速的传感器。 - **电磁线检测电路**：可能涉及到用于检测电磁场变化的电路，用于辅助行驶路径的判断。 4. **机械设计篇**： - **车模简化改装**：指出了如何从标准C型车模进行必要的硬件改造以适应直立行走。 - **传感器安装**：说明了各个传感器在车模上的具体安装位置和方法。 - **注意事项**：列举了在设计和制作过程中需要注意的关键事项。 5. **软件编写与调试篇**： - **软件功能与框架**：概述了软件设计的基本架构，包括主要模块和功能。 - **DSC资源配置**：明确了DSC内存储器和I/O口的分配。 - **算法实现**：分享了核心控制算法的实现，如PID控制算法的具体应用。 - **程序调试与参数整定**：讲述了调试步骤和参数优化的重要性。 - **现场测试**：强调了实际比赛环境下的测试与反馈。 6. **结束语**：总结全文，鼓励参赛者根据提供的参考设计进行个性化改进，以提高竞赛表现。 本文不仅提供了理论指导，还结合了实际案例和测试结果，为参赛者提供了一个实用的指南，以便他们在智能汽车竞赛中实现直立行走控制。