基于Cortex-M3 ARM的自由擺平衡控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文分析了測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、微機(jī)技術(shù)以及以嵌入式ARM處理器為代表的微電子技術(shù)設(shè)計(jì)了自由擺平衡控制系統(tǒng)，闡述了系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)方案和實(shí)現(xiàn)方法。考慮到步進(jìn)電機(jī)有定位精確、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，伺服機(jī)構(gòu)采用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件。
　　 系統(tǒng)主要由擺架框架、數(shù)據(jù)采集部分、主控板、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)四大部分組成。本文詳細(xì)介紹了控制系統(tǒng)的軟硬件組成以及控制回路的工作原理。數(shù)據(jù)采集使用高精度低量程加速傾角傳感器；主控板以近年來(lái)迅速發(fā)

2、展的ARM Cortex-M3內(nèi)核處理器為控制核心；自由擺的運(yùn)動(dòng)為連續(xù)的控制過(guò)程，控制規(guī)律采用積分分離增量式PID控制算法。
　　 系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)都采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想。硬件方面詳細(xì)介紹了傳感器電路、信號(hào)調(diào)理電路、ARM最小系統(tǒng)電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路以及系統(tǒng)擴(kuò)展所需的其它一些外圍電路的設(shè)計(jì)，軟件方面以硬件電路為基礎(chǔ)分別進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)。為使測(cè)控系統(tǒng)控制更精確，在數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中采用了非線性誤差校正以及數(shù)字濾波等數(shù)據(jù)處理方法。同時(shí)