基于四元数的前臂假肢手部自平衡的设计

针对残疾人的前臂假肢在端水等运动过程中需要手部虎口一直与大地保持平行,即手部实现姿态自平衡问题,提出采用四元数的姿态解算算法,并采用卡尔曼滤波融合MPU6050传感器中陀螺仪和加速度计的输出数据,补偿了陀螺仪输出数据的随机漂移误差,得到前臂假肢手部姿态的正确估计。该系统由安卓手机、STM32单片机、MPU6050传感器、高性能数字舵机组成,通过安卓手机语音识别向STM32单片机发送是否保持手部自平衡指令,由STM32实时采集MPU6050中陀螺仪和加速度计的数据并经过算法处理后,通过串口向舵机发送信号。实验结果表明,这种姿态估计算法有效地解决了前臂假肢在运动过程中手部自平衡问题,为前肢缺失的残疾人提供了便利。     

双轮自平衡机器人行走伺服控制算法

为解决双轮自平衡机器人行走伺服控制问题,针对其动力学特性,提出使用分层模糊控制的方法对双轮自平衡机器人运动进行控制,并且设计一种基于mamdani型模糊推理规则的模糊控制器.使用这种模糊控制器在双轮自平衡机器人硬件平台上完成了2个实验.一是以恒定倾斜角行走为控制目标的行走伺服控制;二是以恒定速率行走为控制目标的行走伺服控制.实验结果表明,设计的模糊控制器模糊规则简洁,可以很好地解决双轮自平衡机器人行走伺服控制问题.     

STM32的小型仿人机器人控制系统设计

仿人机器人是一种集机械、电子、控制、通信、计算机等多种技术于一体的智能系统,而控制技术是它的核心.本文设计了一款基于STM32F103芯片的小型仿人机器人控制系统.该控制系统通过输出10路PWM波实现机器人的关节运动控制,通过红外测距传感器实现机器人避障,通过姿态传感器MPU6050实现机器人的姿态测量.经过试验验证,在该系统的控制下,10自由度小型仿人机器人能够稳定行走并完成各种预期动作,且能够实现自主避障功能.     

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。     

基于人体姿态检测的体感滑板控制系统设计

为改善电动滑板的易操纵性,设计了基于人体姿态检测的体感滑板控制系统.该系统由人体姿态检测与滑板主控两大部分组成.首先,通过实验,分析了人体以不同姿态驾驶滑板时MPU6050传感器采集到的加速度和角度的数据变化规律.在此基础上,确定了驾驶滑板时,识别人体姿态改变的方法.最后,制作了人体姿态检测与滑板控制电路,并编写了相应的控制程序.调试结果表明,该系统响应准确,达到了设计要求.     

基于STM32的多传感器四旋翼姿态控制系统设计

针对四旋翼无人机姿态传感器易受干扰,导致姿态输出误差大的问题,设计了一种基于STM32的多传感器四旋翼姿态控制系统。系统使用MPU6050等传感器实时采集四旋翼姿态数据,通过四元数互补滤波算法进行姿态解算,利用串级PID控制,以PWM方式驱动电机。在设计控制系统的软硬件基础上,完成了四旋翼的实物制作与飞行测试。结果表明:该系统能够灵活地控制四旋翼无人机的姿态,实现四旋翼无人机稳定飞行。     

两轮自平衡机器人惯性传感器滤波问题的研究

针对惯性传感器在两轮机器人姿态检测中存在随机漂移误差的问题,基于卡尔曼滤波实现对倾角仪与陀螺仪的信息融合,设计了简单而实用的滤波算法,对传感器的误差进行补偿后得到机器人姿态信号的最优估计,从而将其应用于两轮自平衡机器人系统。实验结果表明,采用卡尔曼信息融合的方法,来得到机器人姿态信息最优估计是有效可行的,并且有利于机器人完成自平衡的控制。     

基于机器学习实现双轮机器人平衡控制的应用研究

为了有效地解决双轮机器人平衡控制问题,改善学习时间过长的问题,使双轮机器人具有自学习能力;将机器学习中强化学习算法应用于双轮机器人上,利用内部回归神经网络构造性能评价函数,设计了一种新型控制算法;该算法是一种不需要预测和辨识模型,在模型未知及没有先验经验的条件下,通过自身神经网络的在线学习,以实现对双轮机器人的自学习平衡控制; Matlab仿真以及物理实验表明:该方法能在短时间内成功实现对双轮机器人的自学习平衡控制,且在性能上优于其它学习算法.     

基于STM32F103C8T6的两轮自平衡车系统设计

在STM32F103C8T6微控制器芯片基础上,提出了两轮自平衡车系统的一种设计方案.系统方案包括STM32F103C8T6微控制器电路设计、车体姿态传感器MPU6050检测电路设计、电机驱动电路设计、以PID控制器为核心的软件设计.经过测试,两轮自平衡车系统样机能够保持车体自我平衡并简单的直立行走,验证了硬件设计和软...     

体感手环控制幻灯片翻页方法及装置设计

针对课堂教学中教师需要手握激光笔遥控PowerPoint幻灯片翻页的问题,提出了体感手环控制幻灯片翻页的方法,设计了基于MPU6050传感器的体感手环教学控制装置,该装置采用体感无线手环和教学接收装置组成的无线数据传输控制结构,重点研究并提出了手势动作定义、手势信号感知与预处理和手势特征提取等算法,并通过该装置的设计和测试,进行算法有效性和准确率的验证。实验结果显示,系统能够有效识别向左或向右一挥的手势动作,能够可靠控制PowerPoint幻灯片向上或向下翻页,实现设计效果。