多传感器滤波算法下的两轮自平衡机器人控制

文中旨在实现两轮自平衡机器人更加稳定的姿态控制的研究,选择STM32作为开发平台,针对在对两轮平衡车姿态检测过程中存在一定的噪声干扰和测量误差的问题,设计了一种基于卡尔曼滤波的由多个传感器数据融合的方法。在更好地融合了多组陀螺仪与加速度计的数据,同时减少了存储量,得到更准确更稳定的角度值。控制结果表明,卡尔曼滤波方法下的多组传感器数据融合的姿态检测方案,能够更好地有助于系统抑制噪声,使得自平衡机器人的姿态调节更加稳定,更有利于机器人系统的控制。     

基于STM32的两轮自平衡小车控制系统设计

介绍了一种采用STM32F103C8T6单片机和数字运动传感器MPU-6050等设计的两轮自平衡小车。并利用卡尔曼滤波器算法融合陀螺仪和加速度计信号,计算出小车倾角和角速度的最优估计值,利用数字PID算法控制驱动电机的PWM信号实现两轮小车的自平衡控制。实际测试表明,设计的两轮小车可稳定地实现自平衡控制及简单的遥控运动功能。     

基于新型惯性传感器的两轮自平衡车的设计

两轮自平衡车是检验各种控制算法的理想平台之一。设计了两轮自平衡车的实验平台,车体姿态数据采集采用新型加速度传感器和陀螺仪传感器组合,型号分别为ST公司的LIS331DLH和L3G4200D。姿态检测数据融合算法采用卡尔曼滤波算法,系统控制算法采用倾角环,角速度环与电流环的PID控制方法。最后,制作了两轮自平衡车的原型,并给予了初步运动控制验证。该实验平台能够初步实现自平衡功能,后续的研究将着重对各种控制算法在该平台的验证研究。     

基于卡尔曼滤波的两轮自平衡车姿态检测研究

在两轮自平衡车设计的过程中,车身姿态检测是关键的设计环节,关系到自平衡车能否有效进行车身的自动控制。但是,使用单一传感器容易导致姿态检测过程中出现测量误差和噪声干扰,所以还需要对测量信号进行滤波处理。因此,基于这种情况,本文设计了一个基于卡尔曼滤波的两轮自平衡车姿态检测系统,从而更好的解决自平衡车的姿态控制问题。     

基于STM32的两轮自平衡遥控小车

针对于现在流行的两轮自平衡车,设计了一个与其原理相似的研究型平衡小车系统。该系统以STM32为主控芯片,采MPU6050采集小车的姿态。然后通过卡尔曼滤波融对数据进行融合处理,最后利用PID控制算法计算电机的PWM值以控制电机的合理转动＇使小车保持平衡。系统利用自制的无线遥控模块中的NRF24L01模块传输控制信号模拟人体姿态调制,控制小车的行走。     

一种基于竞赛的两轮自平衡小车的设计

介绍一种两轮自平衡智能小车控制系统的实现方案。该系统以MC9S12XS128单片机作为主控芯片,采用一组激光传感器进行路径检测,使用ENC-03MA陀螺仪与MMA7361加速度计进行小车直立自平衡检测,利用BTS7960芯片进行电机驱动,使用增量式编码器进行速度检测,借助滑动电阻器和液晶屏对参数进行调整与观测。在软件方面,结合PWM技术和PID控制技术对小车的两个直流电机的转速进行控制,可以实现两轮小车的动态自平衡快速寻迹运行。实践表明该设计达到了理想效果。     

两轮同轴机器人的自平衡控制研究

研究了一种控制两轮同轴机器人平衡的新方法。通过改良两轮机器人的总体机械结构,将整个机器人的重心降到轮轴高度下方或者维持在通过轮轴的垂直平面内,在轮轴下方外加平衡摆杆以调节机器人重心,使之平衡,解决两轮自平衡机器人非线性、强耦合和绝对不稳定的特点。利用ARMStm32系列单片机实现控制,陀螺仪EWTS86和双轴加速度传感器ADXL330相结合提供一个惯性基准,感知两轮同轴机器人位姿和倾角,进行平衡协调;通过PID调节和卡尔曼滤波,实现机器人轮子转速控制和平衡杆的平衡控制的有机统一。     

两轮自平衡机器人控制系统设计与实现

本文对两轮自平衡机器人控制系统的相关问题进行了简要论述,简单介绍了自平衡机器人的平衡控制机理,对控制系统中主要的硬件设计问题进行一定阐述,在结合工作实践的基础上,提出了几点控制系统实现的注意事项,为以提升两轮自平衡机器人的控制系统的控制有效性,保证控制系统功能的实现提供参考。     

基于ADIS16355 MEMS的惯性测量组件系统设计

首先简介ADIS16355AMLZ型MEMS的原理、构成及应用.在此基础上,搭建一个硬件平台,采用内置USB控制器的AT89C5131A型单片机作为主控制器,控制ADIS16355AMLZ并采集、存储数据.并对惯性测量组件系统进行数据采集设计.经测试,该系统达到了预期设计要求.     

基于MEMS的电容式传感器信号调理电路设计

为了提高（Micro-electro-mechanical Systems,MEMS）微机电系统电容式传感器测量低电容的灵敏度,提出了一种MEMS电容式传感器调理电路,并采用绝缘硅片（SOI）MEMS电容式加速度传感器组成了完整的电容测量系统。该信号调理电路采用了一组片上电容阵列用以抵消电容结构的失配。并且采用可调的方形波发生器来调谐系统的灵敏性,以此弥补电子装置制成后产生的变化。电路采是0.18-μm CMOS 技术设计并制成,测量结果显示,提出的测量系统能够准确测量到MEMS传感器的电容变化以及加速度,证明了信号调理电路的正确性和精确性。     

A novel MEMS inertial sensor with enhanced sensing capacitors

A novel MEMS inertial sensor with enhanced sensing capacitors is developed. The designed fabricated process of the sensor is a deep RIE process, which can increase the mass of the seismic to reduce the mechanical noise, and the designed capacitance sensing method is changing the capacitance area, which can reduce the air damping between the sensing capacitor plates and reduce the requirement for the DRIE process precision, and reduce the electronic noise by increasing the sensing voltage to improve the resolution. The design and simulation are also verified by using the FEM tool ANSYS. The simulated results show that the transverse sensitivity of the sensor is approximately equal to zero. Finally, the fabricated process based on silicon-glass bonding and the preliminary test results of the device for testing grid capacitors and the novel inertial sensor are presented. The testing quality factor of the testing device based on the slide-film damping effect is 514, which shows that the enhanced capacitors can reduce mechanical noise. The preliminary testing result of the sensitivity is 0.492 pf/g.     

一个新型的大检测电容结构的MEMS惯性传感器研究

A novel MEMS inertial sensor with enhanced sensing capacitors is developed. The designed fabricated process of the sensor is a deep RIE process, which can increase the mass of the seismic to reduce the mechanical noise, and the designed capacitance sensing method is changing the capacitance area, which can reduce the air damping between the sensing capacitor plates and reduce the requirement for the DRIE process precision, and reduce the electronic noise by increasing the sensing voltage to improve the resolution. The design and simulation are also verified by using the FEM tool ANSYS. The simulated results show that the transverse sensitivity of the sensor is approximately equal to zero. Finally, the fabricated process based on silicon-glass bonding and the preliminary test results of the device for testing grid capacitors and the novel inertial sensor are presented. The testing quality factor of the testing device based on the slide-film damping effect is 514, which shows that the enhanced capacitors can reduce mechanical noise. The preliminary testing result of the sensitivity is 0.492pf/g.     

基于惯性传感器的射手动作检测系统设计

为了检测射手在模拟射击过程中动作是否规范,实现操作要领的自查自纠,提出一种通过安装在枪支上的惯性测量单元进行射手动作数据捕获的方法。根据射击实际动作要领在枪支相应部位绑定惯性传感器,用以采集对应位置的动作数据。系统下位机完成射手动作检测与识别,并将采集到的数据显示在上位机上。实验表明,本文设计的基于惯性传感器的射手动作检测系统,提高了射击训练的自动化程度,节省了训练资源投入,使训练更加安全有效。     

基于MEMS的压阻式超声传感器的设计与测试

A kind of piezoresistive ultrasonic sensor based on MEMS is proposed,which is composed of a membrane and two side beams.A simplified mathematical model has been established to analyze the mechanical properties of the sensor.On the basis of the theoretical analysis,the structural size and layout location of the piezoresistors are determined by simulation analysis.The boron-implanted piezoresistors located on membrane and side beams form a Wheatstone bridge to detect acoustic signal.The membrane-beam microstructure is fabricated integrally by MEMS manufacturing technology.Finally,this paper presents the experimental characterization of the ultrasonic sensor,validating the theoretical model used and the simulated model.The sensitivity reaches -116.2 dB(0 dB reference = 1 V/μbar,31 kHz),resonant frequency is 39.6 kHz,direction angle is 55°.     

基于MEMS技术的微型电场传感器设计与仿真

报道了一种新型的基于MEMS技术的微型电场传感器。该传感器采用半导体微加工工艺制备 ,具有体积小、重量轻、功耗低等优点。阐述了传感器的工作原理 ,描述了设计方案 ,介绍了计算机模拟仿真结果     

基于MEMS技术的微型电场传感器设计与仿真

报道了一种新型的基于MEMS技术的微型电场传感器。该传感器采用半导体微加工工艺制备，具有体积小、重量轻、功耗低等优点。阐述了传感器的工作原理，描述了设计方案，介绍了计算机模拟仿真结果。     

基于MEMS加速度传感器的轴承故障检测

提出了一种通过利用低成本的MEMS加速度传感器进行振动分析,实现检测电动机深沟球轴承多重故障的简易方法。首先分析了轴承多故障特征频率,然后通过快速傅里叶变换算法对轴承出现故障的电动机振动频率进行了分析,从振动频谱中提取故障频率来诊断轴承多重故障的存在。同时,基频分量周围的边带频率分量表明由于故障轴承存在空气间隙。在空载、单相以及失衡电压条件下通过实验对提出的方法进行了研究,结果显示提取出的故障频率与理论值两者十分接近,表明提出的方法能够有效检测并识别出感应电动机的多故障特征。     

基于MEMS传感器的运动轨迹的追踪系统

设计一种基于MEMS惯性传感器的行人运动轨迹的追踪系统。测量方式采用计步器的原理,直接利用加速度传感器来检测记录行人步伐的加速度的变化波形,采用三轴磁力计检测行人的运动方向,同时采用加速度值对方向进行倾角补偿。采用平滑滤波的方法对测量结果滤波,通过微处理器处理原始数据,得到比较准确的行人步数和运动方向。最后通过实验验证系统的有效性和可行性。