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介绍基于STM32技术的两轮自平衡车的设计原理及实现过程

目录

自平衡车辆概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.1自平衡车辆定义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.2自平衡车辆分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2.1直线行驶自平衡车辆．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.2.2转弯行驶自平衡车辆．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

STM32微控制器概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.1STM32系列简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.2STM32微控制器特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.2.1高性能处理器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.2.2大容量存储器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.2.3平台化开发环境．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.2.4支持多种外设．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

自平衡车辆关键技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.1基础力学知识．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

3.2半主动控制策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.2.1速度调节．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

3.2.2加速度控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

基于STM32的自平衡系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

两轮自平衡车总体设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

两轮自平衡车具体实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

6.1车身结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

6.1.1车架材料选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

6.1.2车身尺寸计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

6.2动力系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

6.2.1发动机选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

6.2.2变速箱设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

6.3传感器与数据处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

6.3.1前置轮转角传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

6.3.2后置轮加速度传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

1.自平衡车辆概述

自平衡车辆是一种智能交通工具，它能够通过内置的传感器和算法自动调整其行驶状态，以保持平衡。这种车辆通常由一个或多个轮子组成，并通过电机驱动。它们可以在不同的地形上行驶，包括平坦的道路、崎岖的山路以及复杂的城市环境。

在设计原理方面，自平衡车辆采用了一种称为“动态稳定控制系统”的技术。这种系统通过分析车辆的速度、转向角度、加速度等信息，计算出车辆的重心位置和方向。然后系统会控制电机的转速和转向，使车辆的重心保持在预定的位置和方向。

实现过程方面，自平衡车辆通常需要使用到一些高级的电子组件和算法。例如，它可能包括陀螺仪、加速度计、磁力计等传感器，用于检测车辆的姿态和速度信息。此外它还可能需要使用到一些先进的控制算法，如PID控制器、模糊逻辑控制器等，用于处理传感器数据并生成控制指令。

自平衡车辆的设计原理是通过利用传感器和算法来感知和预测车辆的状态，然后通过控制电机来实现车辆的自平衡。实现过程则需要涉及到电子