基于PID控制的自平衡小车设计

平衡车具有体积小、轻便等优点,在许多领域得到了广泛应用。本文分析了平衡小车的平衡原理,提出总体设计方案,在硬件设计的基础上,利用传感器采集的加速度与角速度数据,对小车保持运行时的姿态进行检测与分析,并用互补滤波进行数据处理,优化电机的控制输出,增强了小车的平衡能力。实验证明,小车具有较强的平衡保持能力。     

基于STM32的某型主动防护控制系统设计

主动防护系统通过拦截模块对来袭弹药进行拦截或摧毁,避免弹药对坦克等装甲车辆形成直接侵彻爆炸破坏,极大提升了其战场存活率.本文基于STM32主动防护系统设计了一款控制器来接收探测系统的数据和控制拦截系统.首先设计硬件电路,主要包括通信模块、存储模块、检测模块、电源模块,其中根据火工品特性采用并联电桥法进行检测,通过双MOS管控制起爆和检测,提高各模块的自动化程度.其次依据系统工作流程和通讯协议进行软件设计,软件采用模块化设计,简化程序的同时提高可扩展性和重用性.最后通过仿真实验去验证各模块的可行性和可靠性.结果表明,该控制系统能够实现对火工品电阻的安全精密测量,保证火工品安全可靠的起爆以及建立稳定高效的通信.     

基于STM32的测力仪设计

本文基于STM32处理器设计了一种体积小、技术先进、质量稳定、价格合理的新型测力仪器.根据测力仪功能和误差精度的需求,从硬件构架和软件设计两方面提出了设计方案.对测力仪系统的数据采集、采样电路、接口、主程序、ADC的配置和使用及远程通讯问题进行了研究.结合测力仪系统组成框图、测力仪数据采集框图、数据采样电路、周期时序图...     

基于STM32的定长切割控制系统设计

目的 设计基于STM32为控制核心的定长切割控制系统。方法 介绍了该系统的工作原理、硬件设计、外部中断跟踪程序的实现以及HMI人机界面的设计。同时,针对刀架以高速返回时的平稳性问题,提出了基于Sigmoid函数的S型算法,并将返回时的主要参数代入该函数中进行MATLAB仿真。结果 经测试,该控制系统满足工作要求。仿真结果表明,刀架返回时的频率曲线是连续平滑的。结论 该控制系统采用STM32替代PLC,成本低,功能稳定,实时性高,操作稳定,能够满足定长切割的精度要求。     

基于动态运动基元的微小型四旋翼无人机路径规划

针对微小型四旋翼无人机的路径规划问题,引入运动学习框架,提出了一种基于动态运动基元的路径规划方法。该方法通过对给定运动样本的学习提取出运动基元,并将学习结果推广到新的飞行目标,从而泛化出相应的运动轨迹。有障碍物的情况下,在已有学习基础上通过设计耦合因子规划出避障路径,然后将规划的轨迹点集提供给微小型四旋翼无人机完成路径跟踪飞行任务。该路径规划方法的可行性通过微小型四旋翼无人机不同目标点的飞行任务仿真得到了验证。仿真实验还验证了该方法在三维空间进行有效避障的性能。     

基于STM32的PWM音乐播放器应用设计分析

STM32属于嵌入式单片机的一种,基于其对PWM音乐播放器进行设计,可以在内存卡中读取音频文件,并且再通过音频解码的方式,对音乐文件进行自动播放,进而满足人们对PWM音乐播放器的使用需求。在播放的时候,通过按键有效实现歌曲转换、快慢调整、音量控制以及停止播放、暂停播放等功能,这样可以有效提升PWM音乐播放器的功能性。     

一种基于STM32的3G无线通信系统的设计

本文提出了一种基于STM32的3G无线通信系统的设计方法,STM32F103作为本文使用的主芯片是以Cortex-M3为处理器的,具有更快的中断响应能力,本文采用了华为的MU509作为3G模块,用于基于TCP/IP的无线网络通信,比传统的GPRS在速度上有明显优势,可以广泛地应用于气象、水文水利、自动控制等领域的数据采集、控制和无线传输。     

基于STM32的无刷直流电机控制器

无刷直流电机是永磁式同步电机的一种。它既具备交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等优点,又具备直流电机运行效率高、调速性能好等特点,而且还有起动力矩大、起动电流小、噪声低、体积小等优点,因此被广泛应用于工业控制领域。STM32F107系列芯片是具有ARMCortex—M3内核的可用于工业控制领域的芯片,具有强大的处理能力和丰富的片载外设,非常适合制作低价位的无刷直流电机的控制器。本文研究了模糊自适应PID控制算法在无刷直流电机中的应用,并设计了低价位的STM32F107VCT6来控制无刷直流电机,完成了无刷直流电机控制器的制作及调试工作。实验结果表明,与传统的PID控制相比,模糊自适应PID控制的无刷直流电机控制系统具有转速响应快,超调量小等优点,使系统对扰动和参数变化都具有较强的鲁棒性,达到了较好的控制效果;而且基于STM32的控制器价位低。     

基于STM32小型纸币清分装置控制系统设计研究

为了提高零钞纸币在分拣时的自动化水平,根据零钞纸币的特点,设计了以STM32为控制核心的小型纸币清分装置的控制系统,详细介绍了硬件控制系统的组成,搭建了安全线信号检测电路、宽度和计数的测量电路。开发了与之配套的小型纸币清分装置控制系统软件。该控制系统可以满足小型纸币清分装置的控制要求,能够提高纸币的分拣速度,降低了人工分拣的劳动强度。进行了安全线信号测试试验,不同纸币采集到的磁安全线信号的波形是不一样的。所述控制系统的可靠性好、便于维护,可满足用户的实际需求。     

Design of X-type unmanned quadrotor based on STM32北大核心CSCD

For the flight attitude control of unmanned quadrotor, there still exist some issues on accurate measurement, calculation and output. To acquire a stable flight attitude control, an X-type unmanned quadrotor was designed based on STM32 microprocessor. Dual processors, dual gyroscopes and dual accelerometers were integrated into the hardware architecture. Real time flight attitude information was collected. Quaternion complementary filter algorithm and cascade PID control algorithm were adopted in attitude calculation and output. The experiment results showed that the structure of dual gyroscopes and dual accelerometers had higher measurement accuracy under little angle disturbance, and the attitude angle got a smaller output error with appropriate parameter settings of cascade PID. The results demonstrate that dual sensors can perform stronger noise immunity in attitude measurement, and the designed X-type unmanned quadrotor has good flying performance and can achieve the purpose of flight attitude stability control, which provides guidance for further study on flight control system.     

基于STM32的远程脉象复放系统的设计

为了实现远程脉象诊断,设计了一套远程脉象复放系统。针对当前脉象复放装置反应慢、控制复杂的不足,设计了新型的机械与液路相结合的脉象复放装置;针对复放脉象不能根据"浮、中、沉"不同压力产生变化的缺陷,设计了智能压力反馈模块,运用自适应逆控制算法对输出误差进行校正。设计实验对比复放脉象和采集脉象,分析两者相关性并对脉搏波特征参数进行t-检验分析。结果表明:复放波形和采集波形之间脉搏波特征参数无显著性差异,且2种波形相关系数大于0.91,具有显著相关性。邀请3名老中医对系统进行盲测,正确率均在93%以上,证明该系统可以准确实现远程条件下脉象的复放,可应用于中医远程脉诊及中医教学领域。     

基于STM32的机车防滑阀性能测试系统设计

针对防滑阀单个部件性能检测设备操作复杂、成本高的问题,设计一套基于STM32的机车防滑阀综合性能测试系统。测试系统以ARM Cortex-M3核的STM32为主控制器,采用高速功率驱动电路控制防滑阀内部两个电磁阀的通断,实现防滑阀的充气、排气和保压3种工作状态快速切换。在模拟机车制动的工作条件下,测试系统对防滑阀的密封性、动作响应时间、阶段充排气性能、快速充排气性能、全缓解和排空性能进行测试。其中,采用内部AD转换器进行高速采集,采集频率最高设置为1 MHz;采用功率驱动电路进行电磁阀控制,开关时间为100μs。经过大量重复性实验,并对测试系统进行不确定度评定,测试结果表明:基于STM32的机车防滑阀性能测试系统的性能稳定,满足测试要求。     

基于STM32和LabVIEW的无线温湿度检测系统

基于STM32和LabVIEW平台,设计一种无线温湿度检测系统方案.该系统以STM32为控制核心,nRF24L01P为无线收发模块,采用功耗低、响应快的数字温湿度传感器AM2303进行温湿度信号的采集.上位机利用LabVIEW作为开发平台,通过串口进行STM32单片机与上位机的通信,从而实现对环境温湿度的实时检测.实验结果表明:该系统具有稳定性高、抗干扰能力强和使用方便等优点,适用于各种温湿度环境检测.     

基于STM32的煤质化验仪器数据传输系统设计

针对火力发电厂煤质化验设备数据上传的问题,本文设计了一款基于STM32微处理器的数据传输系统。系统使用了虚拟仪器技术、RS232、RS485和TCP/IP协议等通信技术,实现了将多种化验仪器的不同协议不同格式的数据进行逐级封装上传到云端服务器的功能。经过测试表明,系统在全负荷工作时的稳定性、实时性和准确性较高,满足设计要求。     

基于STM32的遥控墨斗系统设计

目的针对国内胶印机数字化供墨系统墨量精确调节不足的问题,分析现有供墨系统的优缺点,提出一种基于STM32的遥控墨斗系统设计方案。方法采用分区独立控制墨键开度的墨斗机械结构,以STM32F103单片机为主控制器构建墨键电机驱动硬件系统,采用6位拨码开关选址区分不同的驱动板,对磁编码器输出脉冲反馈计数实现墨键位置控制;设计操作台面板按键及显示单元,将墨键位置调节分为0～99分位,系统间采用CAN总线通讯方式,操作台面板和上位机监控界面实时显示墨键位置及状态信息。结果实验结果表明,遥控墨斗系统调节墨键开度范围为0.05～0.6mm,墨键定位精度为5μm,且重复定位精度良好。结论基于STM32的遥控墨斗系统实现了胶印机印刷过程中墨量的精确调节,且运行稳定,满足当前胶印机数字化供墨要求,具有较大的应用价值。     

基于STM32的大功率超声间歇式控制信号

在石油开发过程中,大功率超声能够有效地对堵塞的渗透层进行解堵,提高地层的渗透性,增加注水井的注水能力或采油井的产液量,提高原油产量。系统以STM32单片机为核心,产生大功率超声需要的两路间歇式控制信号。这两路信号的相位差为180°,“死区时间”均为3μ,控制大功率超声电源中的 IGBT 驱动电路。将该控制电路接入大功率超声系统后,大功率超声系统能正常工作,设备运行稳定,能基本满足工业应用的要求。     

基于STM32的全自动病理染色控制系统的设计与实现

FISH （fluorescence in situ hybridization,荧光原位杂交）染色是应用于病理分析的重要技术。传统的手工染色方式由于操作繁琐及实验条件限制难以控制杂交质量,而国内现有的染色系统存在自动化程度低等缺点。为了解决上述问题,基于STM32嵌入式系统和GUI （graphical user interface,图形用户界面）开发了一套全自动病理染色控制系统。以STM32F103ZET6作为下位机处理器,利用QT软件和C++语言设计GUI界面,实现了对多样本FISH染色过程的全自动化控制。所研发的控制系统能够满足全自动病理染色系统的控制要求,滴加试剂的位置精度达到0.05 mm,试剂体积精度达到0.6 μL,设备故障响应时间小于0.5 s,多次实验设备运行故障率小于3%,加样时试剂类型选择准确率达到100%,图像可判读率达到90%以上。该控制系统具有高效率、高鲁棒性的优点,结合全自动病理染色硬件系统进行染色实验,取得了均匀、良好的染色效果,因此具有良好的应用价值。     

基于自适应模糊PID控制的四旋翼飞行器的自主跟踪

为了提高四旋翼飞行器控制系统的动态性能和工作效率,研究了自适应模糊PID控制。目前在实际应用中,四旋翼的控制算法主要采用经典PID算法和模糊控制算法,然而经典PID算法,系统容易超调,动态性能较差;模糊控制算法,系统的稳态误差难以消除,工作效率不高。为此采用了经典PID与模糊控制的分段策略,提出了一种新的控制算法:当误差较大时,为提高系统的动态性能,控制器选取模糊控制算法;当误差较小时,为减小稳态误差,提高工作效率,选取经典PID算法。完成了悬停飞行实验,对自适应模糊PID、模糊控制和经典PID三种控制算法进行性能对比,结果表明自适应模糊PID算法能有效解决上述问题。采用自适应模糊PID算法完成了自主跟踪实验,将该算法成功应用到导航制导领域。