双轮自平衡小车小车开题报告(DOC)

(完整word版)智能小车开题报告(word文档良心出品)

（2）蓝牙通信流程
图2蓝牙通信流程
天津理工大学教务处制表
在两个蓝牙模块传送数据之前，先要建立逻辑连接。首先，接收和发送端的主机控制器要初始化各自的蓝牙模块；然后，发送端蓝牙模块被设置成呼叫扫描模式，随时侦听其他蓝牙模块建立连接的请求；接收端主机控制器通过蓝牙模块对发送端进行呼叫，请求建立连接。通过这一双方主机、模块间的协调，完成连接建立。建立一个基本连接通常需要如下的几个步骤：
2、无线蓝牙智能小车控制系统的发展前景
随着科学技术的进步，智能化和自动化技术越来越普遍，各种高科技也广泛应用于智能小车和机器人玩具制造领域，使智能机器人越来越多样化。玩具车是玩具市场中不可或缺的，最常见的是遥控玩具车，利用自带的遥控器来控制玩具车。在玩具车上添加蓝牙模块，丰富了玩具车的控制形式，增添娱乐性。常见的是由智能手机作为控制端，通过相应的手机软件来操控玩具车。从而玩具车的遥控器不再局限于单一的型号，只要手机支持蓝牙功能并且能够安装控制端软件。
（2）学习智能小车控制的相关知识及蓝牙技术，学习与手机通信方式。
（3）提出系统设计方案、开题报告。
（4）设计系统的硬件电路与实物搭建。
（5）设计系统的软件框架。
（6）编制智能小车控制系统的程序，并进行调试。
（7）总结、整理并分析实验数据做最后完善处理。
（8）整理实验资料，撰写毕业设计论文。
（9）检查毕业设计论文、完成终稿，准备答辩。
（1）研究小车车架结构，提出系统设计方案
牙通信及控制模块，实现通过蓝牙遥控控制小车动作
（4）完成相关硬件设计、图纸绘制，软件设计
3、课题研究方法：
本课题使用以单片机为中央控制器，设计一种基于无线蓝牙通信技术的智能小车控制系统，可以灵活且巧妙的通过手机即时的对小车的行动进行控制。本设计主要包括电源模块、单片机主控模块、蓝牙通讯模块、电机驱动模块、传感器模块等。通过电路设计及程序设计，完成蓝牙小车控制系统，可以实现小车的前进、后退、加速、减速和停车等控制。

两轮平衡小车实习报告

两轮平衡小车实习报告一、前言随着科技的不断发展，机器人技术逐渐应用于各个领域，其中两轮平衡小车作为一种具有自平衡能力的新型轮式车，引起了广泛的关注。

本次实习报告主要介绍了两轮平衡小车的原理、设计及实际操作过程。

二、两轮平衡小车原理两轮平衡小车主要由控制系统、传感器、执行器等部分组成。

其工作原理是通过传感器实时检测车体姿态，将车体姿态信息传输给控制系统，控制系统根据车体姿态信息计算出相应的控制策略，并通过执行器实现对车轮的动态调整，使小车保持平衡。

三、两轮平衡小车设计1.硬件设计本次设计的两轮平衡小车采用STM32单片机作为控制核心，配备有MPU6050传感器用于姿态检测，使用TB6612FNG电机驱动模块实现车轮的控制。

此外，还使用了OLED显示屏用于显示实时数据。

2.软件设计在软件设计方面，主要采用了PID控制算法来实现车体的平衡控制。

首先，对MPU6050传感器采集到的数据进行处理，计算出车体的倾角；然后，根据倾角信息计算出控制电压，通过TB6612FNG电机驱动模块对车轮进行控制，以保持车体的平衡。

四、两轮平衡小车实际操作过程1.调试过程在实际操作过程中，首先需要对小车进行调试。

通过调整小车的重心位置，使其能够稳定站立。

调试过程中，发现小车在高速运动时容易失去平衡，通过减小驱动电压，提高小车的稳定性。

2.平衡控制实现在平衡控制实现方面，通过实时检测车体姿态，并根据姿态信息计算出控制电压，实现对车轮的控制。

在实际操作中，发现小车在平衡状态下运行平稳，能够实现前进、后退、转向等基本功能。

3.避障功能实现为了提高小车的实用性，我们为其添加了避障功能。

通过使用HC-SR04超声波传感器，实时检测小车前方的障碍物距离，并在检测到障碍物时，自动调整小车方向，实现避障。

五、总结通过本次实习，我们对两轮平衡小车的原理、设计及实际操作过程有了深入的了解。

两轮平衡小车作为一种具有自平衡能力的新型轮式车，具有占地面积小、转弯灵活等优点，其在未来的应用前景广阔。

两轮自平衡机器人系统设计的开题报告

两轮自平衡机器人系统设计的开题报告一、选题背景和意义随着人们生活水平的提升和科技发展的不断推进，人们对于出行工具的需求也越来越高。

在城市中，出租车、地铁、公交和步行等方式已经无法满足人们的需求。

近年来，两轮自平衡机器人开始逐渐引起人们的关注，其速度快、灵活多变，可控性好，适用范围广，受到了越来越多人的青睐。

并且，在纯电动出行的趋势下，两轮自平衡机器人也成为了出行工具市场的主流之一。

本文将针对两轮自平衡机器人的设计，开展相关研究，从而提高其技术水平和实用性，为广大用户提供更好的出行工具选择。

二、研究内容和技术方案1.目标功能本研究的主要目标是设计并实现一款性能稳定、指令响应迅速的两轮自平衡机器人系统，以满足用户的需求。

2. 硬件设备为了实现两轮自平衡机器人系统的目标，需要精心挑选硬件设备。

本文使用的硬件设备如下：（1）电机：使用高品质的无刷直流电机，提高其转动效率和能量利用效率。

（2）传感器：系统内部集成一系列的传感器，包括陀螺仪、加速度计、地磁仪等传感器，这些传感器能够对机器人状态进行实时监测，从而保证机器人的稳定性。

（3）控制芯片：控制芯片是机器人系统的核心部件，采用高效率、高稳定性、高性能的控制芯片可以更有效地实现系统控制。

（4）电池：使用优质电池，可以大大延长机器人的使用时间和续航里程。

3. 系统设计两轮自平衡机器人的系统设计主要包括机器人控制系统、机械结构设计和电源管理系统等。

（1）机器人控制系统：机器人的控制系统需要实时监测机器人状态，并根据实时数据进行调整。

控制系统具有高精度、快速响应、可靠稳定等特点。

对于控制系统，可以采用PID控制算法，该算法比较成熟，能够有效地控制机器人。

在系统设计过程中，还需要进行参数优化和控制算法调整，以提高机器人的控制性能。

（2）机械结构设计：机械结构设计主要包括重心设计、扭矩和转动力矩分析等内容。

机械结构设计需要具有坚固耐用、稳定性好、抗震性能强等特点，同时还需要考虑机器人的人性化设计，更好地服务于用户。

双轮自平衡小车小车开题报告(DOC)

Harbin University Of Science And Technology科研训练开题报告两轮自平衡车系统设计学校：哈尔滨理工大学学院：自动化学院专业：电子信息科学与技术班级：电技11-1姓名：邓敏学号：1112020103日期：2014.12.08三、研究方案、技术路线3.1 小车动态平衡的基本原理如下图一所示：图一动态平衡原理图两轮自平衡机器人系统是一个复杂的机电系统，设计两轮自平衡机器人需要设计其机械系统、电系统及软件。

而电系统是包括控制处理器、传感器、执行机构和电源的一个复杂系统。

软件设计需设计机器人的工作流程。

因此要设计一个完整的两轮自平衡机器人系统就需要对这些部分分别进行设计并整合，才能完成两轮自平衡机器人系统的设计。

3.2 两轮自平衡机器人机械系统设计两轮自平衡机器人结构上最显著的特点在于其只有两个轮子，而且这两个轮子要同轴安装分别驱动。

当然，一个完整的两轮自平衡机器人还包括控制处理器、传感器、执行机构、电源等期间。

如何将这些系统部件合理地安装在一起，需要机械结构系统的设计。

这部分的设计由具体安装时根据不同模块的轻重来安排设计，总体上让小车承受的重力基本平衡即可。

3.3 两轮自平衡机器人电系统设计两轮自平衡小车要完成其自平衡的功能，首先需要有其感知器官，感知自身的姿态，例如，倾角、倾角速度等，得到这些信息需要选择一些合适的传感器。

而传感器检测到的信号，需要一个数字处理中心来接收处理，才能成为有用的信息。

因此还需要选择一个嵌入式的处理器。

在嵌入式处理器中，不仅仅要处理来自传感器的信息，还要对这些信息综合分析得出维持机器人平衡的需要采取的措。

两轮自平衡小车的模糊滑模控制研究的开题报告

两轮自平衡小车的模糊滑模控制研究的开题报告第一部分：研究背景随着科技的迅速发展，人们对机器人的需求也越来越大。

而两轮自平衡小车作为其中一种机器人，被广泛应用于各个领域，如军事、安防、医疗、物流等。

在这些领域中，自平衡小车需要能够稳定运行，并具有高精度和高速度的控制能力。

因此，如何实现自平衡小车的精确控制成为当前的研究热点之一。

在自平衡小车控制领域，目前流行的控制方法包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。

其中，模糊控制是一种以模糊集合和模糊规则为基础的控制方法，具有适应性强、灵活性高、在环境变化时能有效地应对等优点。

而滑模控制则是一种对系统动态特性强鲁棒性的控制方法。

第二部分：研究目的与意义本研究旨在结合模糊控制和滑模控制两种控制方法，研究两轮自平衡小车的模糊滑模控制。

通过建立自平衡小车的数学模型，设计模糊滑模控制器，并在MATLAB/Simulink中进行仿真实验，验证控制算法的有效性和鲁棒性。

本研究的意义在于探究一种新的自平衡小车控制方法，以提高自平衡小车的运动精度和鲁棒性，并为未来进一步研究奠定基础。

第三部分：研究内容和方案本研究的研究内容和方案分为以下几个步骤：1. 自平衡小车动力学建模通过对两轮自平衡小车的动力学特性进行分析，建立自平衡小车的运动方程，同时对系统进行状态空间描述，得到系统状态方程。

2. 模糊滑模控制设计基于自平衡小车的数学模型，设计模糊滑模控制器。

其中，模糊控制器通过分析系统输出与期望输出之间的误差，引入模糊规则进行调节；滑模控制器则通过引入滑模面使系统在特定区域内运动，并消除外部扰动的影响。

3. MATLAB/Simulink仿真实验将控制算法输出的控制信号和系统状态方程输入到MATLAB/Simulink模拟平台中，进行仿真实验。

在仿真过程中，模拟外部扰动和干扰，以验证控制算法的鲁棒性和有效性。

第四部分：预期成果通过本研究的探究，预计能够得到以下预期成果：1. 建立两轮自平衡小车的数学模型，并验证模型的准确性；2. 设计模糊滑模控制器，并验证控制算法在控制小车运动中的有效性、鲁棒性和适应性；3. 通过仿真实验，验证控制算法的实用性和优越性。

两轮自平衡小车设计报告

两轮自平衡小车设计报告设计报告：两轮自平衡小车一、引言二、设计理念本设计希望实现一个简洁、稳定和高效的两轮自平衡小车。

考虑到小车需要快速响应外界环境变化，并迅速做出平衡调整，因此采用了传感器、控制器和执行机构相结合的设计思路。

通过传感器获取小车倾斜角度和加速度等数据，通过控制器对采集的数据进行处理和判断，并通过执行机构实时调整车身的倾斜角度，以实现平衡行走。

三、原理四、硬件结构1.车身结构：车身由两个电机、一个控制器、一个电池和一个平衡摆杆组成。

2.电机：采用直流无刷电机，具有较高的转速和输出功率。

3.控制器：采用单片机控制模块，能够对传感器数据进行处理和判断，并输出控制信号给电机。

4.传感器：主要包括陀螺仪、加速度计和倾斜传感器，用于感知小车的倾斜角度和加速度等数据。

5.电池：提供小车的电力供应，保证小车正常运行。

五、软件控制小车的软件控制主要包括数据处理和判断、控制信号生成和输出三个方面。

1.数据处理和判断：通过获取的传感器数据，包括倾斜角度和加速度等信息，根据预设的控制算法进行数据处理和判断。

2.控制信号生成：根据处理和判断得出的结果，生成相应的控制信号。

控制信号包括电机的转动方向和速度。

3.控制信号输出：将生成的控制信号输出给电机，实现倒立摆的平衡。

六、小车性能测试为了验证小车的设计和功能是否符合预期，进行了多项性能测试。

1.平衡行走测试：将小车放在平坦的地面上，通过传感器检测到小车的当前倾斜角度并进行调整，实现小车的自平衡行走。

2.转向测试：在平衡行走的基础上，通过控制信号调整两个电机的速度差，从而实现小车的转向。

3.避障测试：在平衡行走和转向的基础上，添加超声波传感器等避障装置，实现小车的避障功能。

七、总结通过本设计报告的详细介绍，我们可以看出两轮自平衡小车具备平衡行走、转向和避障等功能，为用户提供了一个稳定、高效的移动平台。

未来，我们将进一步优化小车的设计和控制算法，提高小车的性能和应用范围。

两轮平衡车建模与系统设计的开题报告

两轮平衡车建模与系统设计的开题报告
一、选题背景
随着技术的不断发展，越来越多新型的运动方式开始普及，其中，
两轮平衡车逐渐成为了时尚休闲运动的代表。

而二十一世纪初，随着马
达电动机和陀螺仪等技术的成熟，两轮平衡车得以实现电动化，从而吸
引了更多人的关注。

但是目前，两轮平衡车市场存在着诸多问题，如车
身稳定性、动力系统的优化、安全性等方面，这些问题都需要通过建模
与系统设计加以解决。

二、研究意义
本次研究旨在建立两轮平衡车的动力学模型和控制模型，通过仿真
的方式对两轮平衡车进行控制策略的评估，并提出制约两轮平衡车系统
稳定性和控制性能的因素，从而为两轮平衡车的设计与控制提供必要的
理论基础和技术支持。

三、研究内容
本次研究主要内容包括以下三个方面：
1. 两轮平衡车的动力学建模
2. 控制系统的设计与实现
3. 仿真验证与性能评估
四、研究方法
1. 建立两轮平衡车的动力学模型，包括运动学模型和动力学模型。

2. 设计控制策略，包括PD控制策略、LQR控制策略等。

3. 建立基于MATLAB/Simulink的仿真模型，对两轮平衡车进行模拟。

4. 通过仿真模型验证控制策略的有效性，并对控制性能进行评估。

五、预期目标
本次研究的预期目标为，建立较为准确的两轮平衡车动力学模型和控制模型，实现控制策略的设计与实现，通过仿真验证控制策略的有效性，并提出优化建议。

期望该研究的成果能够为两轮平衡车的设计与控制提供理论依据和技术支持。

二轮平衡车系统的算法研究的开题报告

二轮平衡车系统的算法研究的开题报告一、选题背景随着城市化进程的加快，个人出行工具的种类也越来越多。

而二轮平衡车作为一款新型出行工具，因其小巧便携、省时省力、环保节能等特点，被越来越多的人所青睐。

然而，二轮平衡车的控制技术涉及多个学科，如机械、电子、控制等，其中算法研究是二轮平衡车控制的重要组成部分。

因此，对二轮平衡车控制算法的研究，有着重要的理论和实际意义。

二、研究内容本次开题报告的研究内容为二轮平衡车系统的算法研究，主要包括以下几个方面：1. 算法原理分析：分析二轮平衡车控制算法的原理，对常见的PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等进行深入剖析。

2. 模型建立与仿真：建立二轮平衡车的数学模型，并基于MATLAB平台进行仿真。

3. 实验设计与数据采集：设计实验方案，通过传感器采集实验数据。

4. 算法优化研究：基于实验数据对算法进行优化研究，提高控制效果。

三、研究意义本次研究旨在深入探究二轮平衡车控制算法的原理与实现方式，并在此基础上进行实验验证和优化研究。

对于提升二轮平衡车的控制效果，实现更加精准、稳定的控制具有重要意义。

同时，研究成果也可以为二轮平衡车的进一步研发提供参考。

四、研究方法本次研究采用了文献综述、理论研究、仿真实验、数据采集和算法优化等研究方法，从理论到实验全方位地探讨二轮平衡车算法优化的问题。

五、研究进度目前，本次研究已完成文献综述和算法原理的分析，正在进行二轮平衡车的模型建立和仿真实验设计的工作。

六、预期成果预计本次研究的成果将包括：1. 二轮平衡车控制算法的原理分析和仿真实验结果。

2. 二轮平衡车的控制效果优化研究成果。

3. 研究论文和报告。

七、结论本次研究旨在深入探究二轮平衡车控制算法的原理和实现方式，并通过实验验证和优化研究，提高控制效果。

预期成果包括算法原理分析、仿真实验结果和研究成果等。

通过本次研究的探讨，将探索二轮平衡车控制技术的发展方向，为二轮平衡车的应用和发展提供参考。

自平衡小车开题报告

哈尔滨工业大学深圳研究生院控制科学与工程
Department of Control Science and Engineering in HIT Shenzhen平衡小车设计方案
组员黄涛陶玉龙王亚龙梁华盛
哈尔滨工业大学深圳研究生院控制科学与工程
Department of Control Science and Engineering in HIT Shenzhen Graduate School
哈尔滨工业大学深圳研究生院控制科学与工程
Department of Control Science and Engineering in HIT Shenzhen Graduate School
硬件电路搭建：（1）单片机最小系统：包括AVR单片机，程序下载调试接口等；（2）陀螺仪与加速度计：包括传感器信号放大滤波电路；（3）速度检测：检测电机光电码盘脉冲频率；（4）电机驱动：驱动两个电机运行功放电路；（5）电源：电源电压转转换，稳压，滤波电路；（6）设置与调试：显示系统运行状态与监控
哈尔滨工业大学深圳研究生院控制科学与工程
Department of Control Science and Engineering in HIT Shenzhen Graduate School
五.可行性分析
目前我们组的定位是首先AVR单片机控制电路实现小车自主平衡。速度和方向控制计划用红外遥控实现，放弃使用在软硬件设计方面要求很高的自主寻迹。
谢谢
电机运动控制作用： 1.通过电机加速度控制实现小车平衡稳定。 2.通过电机速度控制，实现小车恒速运行和静止。 3.通过电机差速控制，实现小车方向控制。
哈尔滨工业大学深圳研究生院控制科学与工程

技能竞赛小车开题报告

技能竞赛小车开题报告技能竞赛小车开题报告一、引言技能竞赛小车是一种基于现代科技的智能机器人，它能够通过感知环境、决策行动并执行任务。

本次开题报告将介绍技能竞赛小车的背景和意义，并提出我们的研究目标和方法。

二、背景和意义技能竞赛小车是人工智能领域的一个重要研究方向，它能够模拟人类的感知、决策和执行能力，具有广泛的应用前景。

在工业自动化、智能交通、医疗护理等领域，技能竞赛小车可以代替人类完成一些重复性、危险性或高难度的任务，提高工作效率和安全性。

三、研究目标本次研究的目标是设计和实现一种智能竞赛小车，使其能够在不同环境中进行感知、决策和执行任务，并达到较高的性能水平。

具体来说，我们将关注以下几个方面的研究内容：1. 感知能力：通过传感器获取环境信息，包括视觉、声音、触觉等多种感知方式。

我们将研究如何有效地处理和利用这些信息，实现对环境的准确感知。

2. 决策能力：基于感知到的环境信息，设计合理的决策算法，使小车能够根据具体任务制定行动策略，并在不同情况下做出正确的决策。

3. 执行能力：将决策转化为具体的行动，包括控制小车的运动、操作外部设备等。

我们将研究如何实现精准的运动控制和灵活的操作能力。

四、研究方法为了实现上述研究目标，我们将采用以下几种研究方法：1. 硬件设计：设计一套完整的硬件系统，包括传感器、执行器、控制器等。

我们将选择合适的硬件组件，并进行系统集成和优化，以提高整体性能。

2. 算法开发：开发适用于感知、决策和执行的算法。

我们将结合机器学习、图像处理、路径规划等技术，设计高效、准确的算法，并进行实验验证。

3. 实验评估：通过一系列实验评估，验证我们设计的技能竞赛小车的性能。

我们将设计不同场景的测试任务，并对小车的感知、决策和执行能力进行综合评估。

五、预期结果我们预期通过本次研究能够实现一种具备较高性能的技能竞赛小车。

该小车将具备较强的感知能力，能够准确感知环境信息；具备优秀的决策能力，能够根据任务要求做出合理的决策；具备精准的执行能力，能够高效地执行任务。

两轮自平衡载具的设计的开题报告

两轮自平衡载具的设计的开题报告设计主题：两轮自平衡载具的设计研究背景和意义：近年来，随着科技的不断发展和人们生活水平的提高，人们对于出行方式和工具的需求也在不断变化。

由于城市化进程的加速，城市内部交通拥堵的问题也日益突出，因此寻找新型出行方式成为了人们关注的焦点。

两轮自平衡载具作为一种新型出行工具，因其小巧、轻便、灵活等特点，成为了现代都市中的时尚出行方式。

该专题旨在研究两轮自平衡载具的设计，希望通过对其设计理论、操作原理、结构特点、电动机驱动系统等多个方面的研究，进一步了解其基本原理和制作方法，为日后实际生产中提供有益的指导。

研究内容和方案：1.两轮自平衡载具的基本原理和设计理论；2.两轮自平衡载具操作原理的研究；3.两轮自平衡载具结构特点的分析和研究；4.两轮自平衡载具驱动系统的设计研究。

研究方法：1.文献资料法：对两轮自平衡载具的相关理论和制作方法进行系统性梳理和分析；2.对比研究法：将不同型号或不同品牌的两轮自平衡载具进行对比研究，找出其优缺点和改进空间；3.仿真模拟法：利用仿真软件对两轮自平衡载具的设计进行模拟和实验，找出其最优解决方案。

预期目标和成果：1.深入阐述两轮自平衡载具的设计理论和基本原理；2.详细介绍两轮自平衡载具结构特点及其优缺点；3.分析两轮自平衡载具怎样通过电动机驱动系统来实现平衡；4.提出改善和创新方案，希望能够更好的满足市场需求。

参考文献：1.程颂.两轮平衡车的综合设计[D].河南科技大学,2015.2.谢建平.两轮平衡车驱动系统设计[D].长春理工大学,2009.3.赵美玲,李晓光.三种马达驱动下的两轮平衡车运动控制比较[J].计算机仿真,2018(4): 176-180.4.郭金花.两轮自平衡车结构设计及完善应用[J].科技资讯,2017(1): 109-110.。

单片机控制单轴双轮自动平衡小车设计开题报告剖析

主控芯片stm32是整个小车模型的大脑在接收到小车车身信息之后与预先设定车身平衡数据进行比较计算出小车需要调整的余量转化成pwmiii控制信号输出给电机驱动电路模块电机驱动模块在接收到pwm信号之后再完成对电机的控制电机上的编码器测速模块采集到电机速度信息再把信息反馈给主控芯片stm32
毕业设计（论文）
开题报告
题目：单片机控制单轴双轮自动平衡小车设计
系别：电气工程系
专业：电气工程及其自动化
班级：
学号
学生姓名：
指导教师：
2016年 3月

双轮自平衡小车小车开题报告材料

Harbin University Of Science And Technology科研训练开题报告两轮自平衡车系统设计学校：哈尔滨理工大学学院：自动化学院专业：电子信息科学与技术班级：电技11-1姓名：邓敏学号：1112020103日期：2014.12.08三、研究方案、技术路线3.1 小车动态平衡的基本原理如下图一所示：图一动态平衡原理图两轮自平衡机器人系统是一个复杂的机电系统，设计两轮自平衡机器人需要设计其机械系统、电系统及软件。

而电系统是包括控制处理器、传感器、执行机构和电源的一个复杂系统。

软件设计需设计机器人的工作流程。

因此要设计一个完整的两轮自平衡机器人系统就需要对这些部分分别进行设计并整合，才能完成两轮自平衡机器人系统的设计。

3.2 两轮自平衡机器人机械系统设计两轮自平衡机器人结构上最显著的特点在于其只有两个轮子，而且这两个轮子要同轴安装分别驱动。

当然，一个完整的两轮自平衡机器人还包括控制处理器、传感器、执行机构、电源等期间。

如何将这些系统部件合理地安装在一起，需要机械结构系统的设计。

这部分的设计由具体安装时根据不同模块的轻重来安排设计，总体上让小车承受的重力基本平衡即可。

3.3 两轮自平衡机器人电系统设计两轮自平衡小车要完成其自平衡的功能，首先需要有其感知器官，感知自身的姿态，例如，倾角、倾角速度等，得到这些信息需要选择一些合适的传感器。

而传感器检测到的信号，需要一个数字处理中心来接收处理，才能成为有用的信息。

因此还需要选择一个嵌入式的处理器。

在嵌入式处理器中，不仅仅要处理来自传感器的信息，还要对这些信息综合分析得出维持机器人平衡的需要采取的措。

DSP实验开题报告

实验开题报告——两轮自平衡小车小组负责人：康鹏；组员：黎明光，江立斌，李玲瑶自平衡小车作为移动机器人的一种，是一个研究关于不稳定、多耦合、时变、参数不确定的非线性高阶方程问题。

作为一个不稳定的系统模型，非常适合我们做姿态控制系统研究。

我们先用动力学方法，对自平衡小车系统做力学建模，对自平衡小车的硬件结构做出设计。

同时，为了改善系统性能，我们设计一个数字滤波算法。

最后，我们设计出自平衡小车相应的控制算法。

自平衡小车是基于倒立摆的一种不稳定系统。

因其具有可以实现原地回转和任意半径转向，移动轨迹灵活且减少占地面积等特点，所以是一个极具潜力的实验平台。

同时通过对自平衡小车控制进行研究，它的成果能够推广到其他类似的领域，其因而成为了国内外研究的热点之一。

目前国内外学者已经制作出了各种类型的二轮自平衡小车。

本文主要通过对自平衡小车进行动力学分析，建立数学模型以及设计数字滤波器等手段，为两轮自平衡小车的设计以及控制算法的优化提供依据。

1 动力学建模[1]为地面对车轮的摩擦力，为车体对车轮作用力的水平分量，为电机输出给车轮的作用力矩，为车轮质量，为车轮位移，R 为车轮半径，I 为车轮的转动惯量，为车轮转过角度。

先对一个车轮建立方程，由牛顿第二定律得水平方向合力为得(1-1)绕轮轴心的转动力矩角加速度转动惯量⨯=∑0M所以(1-2)(1-1)和(1-2)约去得到(1-3)转动半径线加速度角加速度=∴∴(1-4)F为两个车轮对车体的水平作用力的合力且，N为两个车轮对车体的垂直作用力合力，为车体质量，为车体轴线和铅垂线的夹角。

水平方向上对车体进行建模为车体在水平方向的位移，为车轮在水平方向的位移，为车体质心相对于车轮的水平位移。

车体水平方向合力(1-5)F 为车轮对车架的水平推力，为车架转动时的向心加速度在x 方向的水平分量，为车价摆动时垂直于车架产生的惯性力在水平方向的分力。

沿车架垂直方向的合力为又∵∴(1-6)以质心为转轴合外力矩(1-7)由(1-4)和(1-5)消去F 得=++22222)(2dt X d R I m dt X d m Lc cp p c p p c Ldt d l m dt d l m R M θθθθcos sin )(222--（1-8）由(1-6)*l+(1-7)得(1-9)∵∴p θ为小角度∴做近似代换p p θθ≈sin∴1cos ≈p θ∴有(1-10)将(1-8)和(1-9)线性化后联立得到∴整理得解得因为我们只考虑两轮转速相同，小车沿直线前进的情况∴我们可以得到结论，车体的偏转角和电机输出的力矩和当前车体在水平方向的加速度有关。

两轮自平衡机器人的控制技术研究的开题报告

两轮自平衡机器人的控制技术研究的开题报告一、选题背景和意义随着现代科技的发展，智能机器人已经开始走进人们的生活，而自平衡机器人作为智能机器人中的一种，具有较高的实用价值和市场前景。

自平衡机器人可以使用不同的方式实现其自平衡功能，比如使用陀螺仪、加速度计、控制电机等技术手段。

而其控制技术又是保证机器人运动稳定的关键。

本研究选取了两轮自平衡机器人的控制技术作为研究方向，通过对该领域的探索和研究，对于相关的机器人控制技术的提高和应用推广将会具有重要的意义。

二、研究内容和目标本研究的研究内容包括两轮自平衡机器人的硬件构造和控制策略等方面。

重点研究以下几个方面：1、两轮自平衡机器人的机械设计：根据现有的机器人构造，对机器人的整体结构、外形、材料等进行选择和设计。

2、两轮自平衡机器人的电子硬件设计：根据机器人的机械设计，决定机器人的电路板的设计方案，并制作出相应的电路原型。

3、两轮自平衡机器人的控制算法设计：研究机器人的平衡控制算法，设计对应的算法。

4、两轮自平衡机器人的实验验证：基于设计好的机器人控制算法和硬件系统，进行相应的实验验证，检验所设计控制算法的正确性和可行性。

三、研究方法和技术路线本研究整体采用四步走的方法：第一步：常规综述，翻阅相关行业资料，官方论文，累计掌握两轮自平衡机器人控制技术的前沿研究成果。

第二步：设计机械收缩并予以制作，加工、焊接、铆接等需要的工序，保证机器人基础结构的OK水平。

第三步：设计机器人的控制算法，测试其自平衡能力。

第四步：通过对机器人的控制策略进行优化和修改，最优化机器人自平衡的效率和稳定性。

四、预期结果本研究最终预期实现两轮自平衡机器人的控制技术和算法的优化和完善，能够使机器人在更多的地方和场合中得到应用和推广。

同时，本研究也将有助于了解现代机器人控制技术的发展趋势，推动该领域的不断前进。

单片机控制单轴双轮自动平衡小车设计开题报告剖析

[10]高玉培.轮式移动机器人的结构设计[J].南昌航空大学学报.2014
[11]张培仁.基于16/32位处理器机器人控制系统设计与实现[M].北京:清华大学出版社, 2006
[12]屠运武,徐俊艳,张培仁.自平衡控制系统的建模与仿真[J].系统仿真学报.2004
[13]刘斌.两轮自平衡小车软硬件研发与基于模糊线性化模型的变结构控制研究.西安电子科技大学工学硕士学位论文.2009
调研计划：第1-2周：文献查找，主要是建立平衡车系统总体方案设计的雏形；第3-5周;确定主要硬件电路各部件的选型，以及总体方案的设计；第6-8周：硬件电路设计及部分电路制作；第9-11周：编写系统控制程序及进行初步的系统调试；第12-15周：总结整个设计过程中的不足之处，完成设计报告。
参考文献
[1]王晓宇.两轮自平衡机器人的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2007
4完成论文的条件、方法及措施，包括实验设计、调研计划、资料收集、参考文献等内容：
条件方法和措施：小车的最初设计方案比较；设计单片机最小系统电路原理图；对小车单片机最小系统STM32进行最初的使用练习，例如简单地点亮LED灯、定时析，建立设计思路，设计总体方案，硬件工作原理分析，各元器件引脚功能资料收集，主程序设计；学习本设计涉及到的主要算法包括PID控制算法；卡尔曼滤波，可以参考原来已有的单片机控制单轴双轮自动平衡小车PID参数设定方法和经验。
控制系统的设计：整个控制过程分为以下几步，第一步，主控芯片STM32首先采集姿态传感器MPU6050的数据，经过卡尔曼滤波，就得到了车身的姿态信息，第二步，根据此角度做PID调节，得到小车两个电机的PWM脉宽，再调整轮子速度，使它的俯仰角为零。之后就是重复采集、处理、调节、处理这一过程。然后，在这个基础上，给两电机加PWM值，就会实现小车的前进，倒退。软件设计流程是：首先单片机初始化，在获取车身姿态数据，经过卡尔曼[]融合算法，PID控制完成小车直立速度控制。

两轮同轴自动平衡载人小车的开题报告

两轮同轴自动平衡载人小车的开题报告一、研究背景随着现代城市交通的快速发展，人们日常出行的交通工具需求也不断提高，特别是对于小型的两轮载人车辆需求。

传统的人力自行车已经无法满足现代人的日常出行需要，因此，电动两轮车成为了一个非常受欢迎的选择。

然而，电动两轮车在行驶过程中存在悬挂性能差、转向不稳定、易倾倒等安全隐患，因此需要进行进一步的设计和研究。

本项目旨在设计一种两轮同轴自动平衡载人小车，能够解决传统两轮车存在的安全问题，提高行驶的舒适性和稳定性，满足现代城市出行的多样化需求。

二、研究内容本项目主要研究以下内容：1.两轮同轴自动平衡系统设计：通过传感器探测小车的倾斜角度，使用PID算法对小车进行自动平衡控制，保证小车稳定行驶。

2.小车悬挂系统设计：采用多轮悬挂系统，通过提高小车的行驶平稳性。

3.小车转向控制算法设计：让小车在转向时更加稳定，提高小车的安全性能。

4.小车整体框架的设计：设计出轮架、车架、车体等结构来保证小车的稳定性和可靠性。

三、研究方法1.理论分析法：通过借鉴和推广现有的电动自行车平衡控制技术和自动控制理论，深入探讨小车整体平衡控制的理论基础和控制算法。

2.仿真验证法：使用MATLAB等软件对平衡控制、车轮运动和悬挂系统等关键问题进行仿真分析，验证小车设计的可行性和有效性。

3.实验研究法：通过小车实验室等现代化实验设施，对小车的各项性能进行测试和评估，检验小车的设计是否稳定、可靠。

四、研究意义本项目通过设计出一种新型的两轮自动平衡载人小车，使得小车行驶更加稳定、舒适、安全性更高。

同时，研究的理论和控制算法可以应用到其他类型的智能载人工具中，提高其行驶的安全性和舒适度。

因此，该项目具有重大的社会和经济效益。

五、预期成果通过本项目的研究，预期实现如下成果：1.设计出能够自动平衡的两轮同轴载人小车。

2.提出贯彻可行的悬挂系统设计方案。

3.设计出小车转向控制算法，提高小车的安全性能。

4.将小车整体框架结构设计，确保小车的稳定性和可靠性。

开题报告小车

沈阳航空航天大学电子信息工程学院毕业设计开题报告开题报告一、选题的依据和意义智能化作为现代社会的新产物, 是以后的发展方向, 他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作, 无需人为管理, 便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。

同遥控小车不同, 遥控小车需要人为控制转向、启停和进退, 比较先进的遥控车还能控制其速度, 而智能小车, 则可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、启停以及速度的控制, 无需人工干预, 是一个集环境感知、规划决策, 自动行驶等功能于一体的综合系统, 它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术, 是典型的高新技术综合体。

随着我国科学技术的进步, 智能化和自动化技术越来越普及, 各种高科技也广泛应用于智能小车和机器人玩具制造领域, 使智能机器人越来越多样化。

智能小车是一个多种高新技术的集成体, 它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识, 涉及到当今许多前沿领域的技术。

而智能电动车正是智能机器人的一种, 具有不可估量的实际意义。

智能车辆是一个运用计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自动行驶为一体的高新技术综合体。

它在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用, 对解决道路交通安全提供了一种新的途径。

随着汽车工业的迅速发展, 关于汽车的研究也就越来越受人关注。

全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目, 全国各高校也都很重视该题目的研究, 许多国家已经把电子设计比赛作为创新教育的战略性手段。

电子设计涉及到多个学科, 机械电子、传感器技术、自动控制技术、人工智能控制、计算机与通信技术等等, 是众多领域的高科技。

我国开展智能车辆技术方面的研究相比于国外起步较晚, 开始于20世纪80年代。

而且大多数研究处在于针对某个单项技术研究的阶段。

虽然我国在智能车辆技术方面的研究总体上落后于发达国家, 并且存在一定得技术差距, 但是我们也取得了一系列的成果, 主要有：（1）中国第一汽车集团公司和国防科技大学机电工程与自动化学院与2003年研制成功我国第一辆自主驾驶轿车。