光电平衡小车的单片机控制设计与实现

"光电平衡小车设计_单片机课程设计" 这份文档是湖南大学电气与信息工程学院本科学生的单片机课程设计报告，主题为光电平衡小车的设计。该设计项目旨在利用单片机技术实现两轮自平衡小车的控制，通过光电传感器收集信息并进行智能处理，以保持小车的稳定行驶。 在第一章中，详细介绍了车模的整体设计方案。1.1部分阐述了两轮自平衡智能车的基本框架，强调了单片机MC9S12XS128在处理传感器数据和控制电机上的核心作用。1.2部分对直立行走任务进行了分解，将维持车模直立、前进和转向这三个关键任务拆分出来，以便于设计和控制。1.3至1.5部分分别讨论了这些任务的具体实现方法，包括直立控制、速度控制和方向控制。 第二章主要涉及程序控制。11页提到了主程序框架，以及针对电机控制的优化策略，如6.1的电机死区补偿，以减少电机换向时的瞬间停顿，提高控制精度。12页开始探讨了不同类型的闭环控制，包括角度单闭环控制和角度、速度双闭环控制，这些控制策略是实现小车精确平衡和动态行驶的关键。 第三章聚焦于车模的机械设计，涵盖了车模底盘的安装、编码器的设置以及电池位置的改装，这些都是确保小车功能性和稳定性的重要方面。 第四章深入讲解了卡尔曼滤波的原理和应用。卡尔曼滤波是一种高级的数据平滑和预测算法，用于处理传感器数据中的噪声，提高信息的准确性。本章说明了为何选择使用卡尔曼滤波，以及它的基本结构、简化过程和参数整定方法。 第五章展示了车模参数调试图解，帮助理解系统性能调整的过程，并在附录中提供了源代码和硬件电路图，供读者进一步研究和参考。 最后，报告的个人总结部分可能是作者对整个设计过程的反思和学习心得，这部分未提供具体内容。这份报告详尽地介绍了光电平衡小车的设计思路和技术实现，为单片机控制和智能车辆领域的学习者提供了宝贵的参考资料。