基于AT89C51的跷跷板自平衡控制系统的研制

针对一个自行制作的跷跷板控制系统,研究其自平衡控制的方法。控制系统采用的CPU是AT89C51,通过光电传感器来检测跷跷板系统的平衡状况,采用改进后的PID算法进行控制,利用单片机输出PWM信号控制s3010舵机的转动,舵机带动重锤转动调节跷跷板系统的重心,能够使跷跷板系统在任意设定位置达到动态平衡。     

基于PTR8000 的电动车跷跷板控制系统

针对2007年全国大学生电子竞赛F题-电动车跷跷板的设计要求,系统采用凌阳16位单片机(SPCE061A)和飞思卡尔公司MC9SDG128作为电动车跷硗板的检测和控制核心,通过PTR8000 组成的无线通信网络,完成信息的无线采集和传输,通过LCD实时显示小车运行状态及时间;采用CCD图像识别技术,检测跷跷板平衡倾角,控制直流减速电动机实现跷跷板平衡调节;语音播报采用凌阳单片机自带的语音模块来实现人机交互.实验证明,系统方案合理,性能良好,完全实现竞赛题目的各项要求.关键字单片机,CCD图像识别,语音播报,无线传输,电动车.     

2007年全国大学生电子设计竞赛一等奖 电动车跷跷板控制系统

电动车跷跷板由一个电动玩具车和自制的跷跷板组成。包含控制和检测两部分,实现电动车按要求在跷跷板上运动。在跷跷板起始端A一侧装有可移动的配重。配重的位置可以在从始端开始的200mm-600mm范围内调整,调整步长不大于50mm;配重可拆卸。电动车从起始端A出发,可以自动在跷跷板上行驶。电动车跷跷板起始状态和平衡状态示意图如图1图2所示。     

基于51单片机的“电动车跷跷板”

2007年全国大学生电子设计大赛已告一段落,但心里却一直记忆犹新。当初我们选择的是本科组F题——电动车跷跷板。题目要求：①电动车能够沿跷跷板上坡、下坡、前行、后退,能在规定的时间到达并停留在指定位置;②在不加、加或改变配重的情况下,电动车都能于规定时间内在跷跷板上找到平衡点停留;③电动车能在指定的地面位置从不同的角度自动驶上跷跷板：④能分阶段实时显示电动车的行驶时间。     

2007年全国大学生电子设计大赛“全国一等奖”基于51单片机的“电动车跷跷板”

2007年全国大学生电子设计大赛已告一段落,但心里却一直记忆犹新。当初我们选择的是本科组F题——电动车跷跷板。题目要求:①电动车能够沿跷跷板上坡、下坡、前行、后退,能在规定的时间到达并停留在指定位置;②在不加、加或改变配重的情况下,电动车都能于规定时间内在跷跷板上找到平衡点停留;③电动车能在指定的地面位置从不同的角度自动驶上跷跷板:④能分阶段实时显示电动车的行驶时间。     

两轮电动车自平衡控制系统的建模与仿真

电动车平衡控制方法的研究与实现,是两轮电动车设计的关键所在,决定了整个系统能否实现,也是电动车能够安全、可靠行驶的保证.两轮电动车在实际运行情况过程中存在突然撞到路面障碍物的可能性,故分别对电动车正常运行时和发生障碍物碰撞时的平衡控制器进行设计,并通过判断电动车的输出状态成功地实现了两种控制方法之间的切换.应用动力学理论和方法对自平衡两轮电动车进行力学分析,建立系统非线性模型,采用PID控制方法完成两轮电动车正常运行下的平衡控制器设计.使用MATLAB建立系统仿真模型,验证平衡控制方法的正确性.仿真结果证明,提出的平衡控制算法具备有效性和可行性,为两轮电动车平衡控制系统设计提供了理论基础.     

电容式倾角传感器在底盘悬挂系统中的应用

以P89V51RD2FN单片机为控制核心,采用电容式倾角传感器实时测量车辆底盘的倾斜角,并用光电传感器检测车辆最终运动姿态和车速。光电传感器和倾角传感器将实时测量信号馈送至单片机,并采用增量式PID控制算法确保车辆能够达到平衡。利用CANBUS 2.0将数据传输至车载电脑来达到智能化车姿控制。实验结果表明:系统响应时间快,精度高,性能稳定。     

自平衡车的电流环串级PID控制设计

为了解决两轮自平衡电动车用传统占空比控制无法实现对转矩的精确控制问题,本文采用飞思卡尔微处理器MK60DN512ZVLQ10,卡尔曼滤波算法获取车身倾角实时最优值,基于电流环的串级PID控制来调节直流电机.电流传感器精度能达到1%左右,系统受扰动后,此方法调节时间更短、超调量更小、鲁棒性更强.实验结果表明,直接转矩控制在快速性、稳定性和抗扰性等方面明显优于传统占空比控制.     

基于NI myRIO的双轮自平衡平台设计

对基于比例积分微分(PID)的自平衡运动平台进行了研究。采用NI myRIO和PID算法相结合的方案,设计了一种新颖的双轮自平衡平台。该平台具有人工操控和自主控制两种工作模式。通过MPU-6050陀螺仪传感器,采集系统的角度信息、移动偏移量;通过NI myRIO主控板进行数据处理,控制减速电机实现双轮平台的平衡。其远程操控和状态实时显示可在iPad上通过LabVIEW编写的上位机软件完成。试验结果表明,该系统具有可扩展性和可维护性,节能经济,同时提供了良好的远程操控界面。该设计为双轮自平衡平台发展领域提供了新思路。     

基于GPS与GSM的电动车智能防盗系统

为了提高电动车的防盗防丢能力,设计了一种可用于电动车基于GPS与GSM的智能防盗系统。该系统以STM32为主控芯片,通过GSM通信技术及GPS定位技术可实时监控电动自行车的位置,并实时上传电动自行车运行轨迹供用户查询,从而避免电动车被盗丢失的问题。该系统具有一定市场应用价值。     

基于物联网的蟹种饲料称重投放系统

饲料的称重投放是现代蟹种养殖的重要组成环节,智能化的称重投放装置有助于科学地投喂管理.基于物联网的三层体系结构设计了系统的控制方案,采用STM32嵌入式单片机作为控制核心,压力传感器实时检测饲料的重量,通过增量式PID算法输出PWM方波控制振动电机的振动下料.并设计了上位机监控软件,PC或移动客户端可远程设置投料要求,通过无线通信传输投料信息,录入数据库,进行实时数据显示和历史数据查询.该系统经实测,结构简单,称重准确,运行稳定,可多台装置协同工作,有良好的推广应用价值.     

基于STM32的工业污染监测系统设计

随着对工业大气污染排放的管理越来越严格、政策越来越规范,为了管理企业污染排放,需要对污染排放进行监测。针对污染排放处理的前端监测问题,设计了基于STM32的在线工业污染监测系统。监测系统以STM32为主控板控制,搭载多种传感器和定位模块,可以监测系统周围温湿度和SO₂浓度等环境数据,通过ESP8266 Wi-Fi模块将数据上传至阿里云物联网平台进行储存。为了方便用户使用查看,设计了一个网页可视化界面。用户可以在界面中的地图上看到实时设备位置和监测数据,并且查询系统监测的历史数据。该设计创新性地将工业污染监测与定位结合,不仅实现了对污染物的监测问题,也实现了对污染物的溯源,并且与阿里云物联网平台连接组成一个综合的集成系统,满足大部分小企业监测要求,实用性较高。试验证明,设计的监测系统能够实现实时、稳定的环境监测的功能,并且在网页可视化界面中可以查看到各项实时监测数据及各项参数的历史数据。     

基于嵌入式的智能家庭衣柜温湿度控制系统设计

以嵌入式芯片STM STM32F407ZGT6为核心,结合DHT22温湿度传感器、TEC1-12706制冷片以及RTL8710BN数据传输芯片设计了一款带有温湿度控制的智能衣柜,系统能够实时采集衣柜各分区温湿度,能够根据目标值与当前值自动进行PID控制,同时将控制效果实时传输至远端便携式设备上.     

基于AVR单片机的电动车跷跷板

一、要求 赛题要求设计并制作一个跷跷板电动车,在不加配重的情况下,电动车从起始端A出发到跷跷板末端B循线行驶,并要求在中心点C附近,使跷跷板处于平衡。然后电动车从B点停止5s后,1min内倒退回起始端A。     

基于Internet远程过程控制实验系统的设计与实现

描述了以过程控制实验装置为对象的基于Internet远程控制实验系统。该系统可为远程实验提供常规PID控制、模糊控制、模糊自适应整定PID控制、基于BP神经网络整定PID控制、串级控制等五种控制方法;可在线进行实验结果分析与评价,也可支持离线数据分析;实现了视频图像的远程实时传输。测试结果表明此远程过程控制实验系统它能够满足过程控制实验的需要,系统具有易扩展、交互性好、操作简单、实验过程显示直观等特点。     

基于OpenMV四旋翼无人机视觉跟踪系统设计

无人机对目标的实时跟踪是无人机领域的研究热点与难点,该文设计了一个基于OpenMV四旋翼无人机视觉跟踪系统。该系统以STM32F407VGTx为主控芯片,以姿态传感器、气压计传感器、光流传感器、激光传感器和电子罗盘等为传感器,通过高速的SPI和UART接口获取无人机姿态,构建了一个稳定的飞行控制平台。设计了基于串级PID的无人机悬停、定点和定高飞行的控制算法与程序。在四旋翼无人机稳定飞行的平台上,通过OpenMV实现了四旋翼无人机对目标色块的实时跟踪。     

基于参数实时最优整定的智能PID控制器研究

在参数时变系统中,为了解决PID参数不易实时调整问题,提出了基于PID控制律的智能控制方法;其主要思想是以PID的控制律作为神经网络输入输出模型,以PID的3个参数作为神经网络权值,通过对PID的控制模型进行实时在线训练,获得PID的最佳参数,从而实现对参数时变系统的最优控制;研究结果表明,基于PID控制模型的神经网络优化方法在处理非线性和时变系统时具有很强的鲁棒性,因而是一种有效的智能控制方法。     

基于心率和血氧传感器的智能安全帽人体体征状态系统设计

安全帽在施工工地上使用广泛,但普通安全帽功能简单,无法在一些特殊情况下做到安全防护。文中设计了基于心率和血氧传感器的智能安全帽人体体征状态系统,运用了网络通信技术以及定位、传感器网络等物联网技术,可以有效提升安全帽的防护能力。本系统使用STM32开发板进行控制,搭载心率和血氧传感器,可实时监测用户血氧信息。当用户血氧和心率值异常时,报警系统会发出警报,同时将信息发送到服务器,服务器转发到网页端。结果表明,本设计能够实时稳定地监测用户的血氧和心率;当发生异常情况时,能够及时发出警报信息提醒救生人员进行急救。     

基于双传感器和PID控制的呼吸机系统设计

呼吸机除了给患者提供持续稳定的氧气输入,还需对呼吸状态进行准确判断。本文提出一种基于双传感器和PID控制的呼吸机系统,系统主要由单片机主控模块、风机驱动模块、流量传感器、压力传感器、通气管道、面罩以及基于MATLAB开发的GUI上位机软件七部分组成。主控模块将流量传感器监测的实时流量数据通过串口传输至上位机进行处理,上位机采用流量变化率触发算法对呼吸状态进行准确判断,并发送相关指令到主控模块,通过PID控制算法改变风机转速,从而实现气道压力的动态调节。测试结果表明,所设计呼吸机系统能快速准确地实现呼吸状态判断、呼吸异常情况检测以及对呼吸波形、呼吸参数的实时显示,并能通过PID控制实时调整通气压力和流量,改善患者呼吸状况。     

电动车转向系统的模糊控制仿真

本仿真的背景基于全国大学生智能车竞赛,研究电动车在随机轨迹上的跟踪转向控制。由于电动车转向控制系统的不确定性,使用传统PID控制无法满足控制需求并可能产生调节振荡。模糊控制技术基于模糊数学理论,通过模拟人的近似推理和综合决策过程,使控制算法的可控性、适应性和合理性得到提高。根据电动车转向控制的特点设计了一种简化了的模糊控制器,并与传统PID控制器进行比较。通过在MATLAB下搭建传统PID控制器模型和简化了的模糊控制器模型,最终分析和比较了该模糊控制器和传统PID控制器的不同控制效果。