STM32与增量PID：低成本低功耗倒立摆控制系统设计

本文主要探讨了基于STM32和增量PID技术的旋转倒立摆系统设计。STM32作为一种32位低功耗嵌入式芯片，被选作该系统的核心控制器，其在成本效益和节能方面具有显著优势。传统的倒立摆设计中，往往存在成本高昂、功耗较大的问题，而本文提出的解决方案正是针对这些痛点。 增量PID（Proportional-Integral-Derivative）控制算法在此发挥了关键作用。PID是一种经典的控制策略，通过连续多次采集角度传感器WDX35D的数据，STM32能够实时处理这些数据，进行增量PID计算。这种计算方式允许系统快速响应和调整，确保摆杆在受到外部扰动时能够保持稳定，并实现平滑的伺服电机控制，通过BTS7960 PWM信号驱动电机。 惯性起摆作为控制算法的一部分，利用摆自身的物理特性，通过初始的加速度帮助系统进入倒立状态，进一步提升了系统的稳定性。整个设计不仅实现了摆杆的稳定倒立，而且表现出良好的抗干扰能力，使得系统在实际运行中更加可靠。 实践证明，这种基于STM32和增量PID的旋转倒立摆设计，不仅成本低廉，功耗低，而且运行平稳，适合于工业控制、军事、航天和机器人等多个领域。由于倒立摆系统的特殊性，它常被用作复杂控制系统的研究平台，以验证和测试各种控制理论。 总结来说，本文提供了一种创新的解决方案，通过集成高效的硬件和优化的控制算法，成功解决了传统倒立摆存在的问题，为低成本、低功耗的稳定倒立摆控制技术开辟了新的道路。这对于推动相关领域的技术进步和应用具有重要意义。