平衡车的控制系统

中国科学技术大学

博士学位论文

自平衡控制系统的研究

姓名：屠运武

申请学位级别：博士

专业：模式识别与智能系统指导教师：张培仁

20040401

摘要

自平衡控制系统的主要特征就是以系统在垂直方向上的角度或水平方向上的位移为控制对象．使其控制在一定的范围内。在实际中所见到的重心在上、支点在下的控制系统就是一个自平衡控制系统。本论文提出的自平衡控制系统具有以下主要特点：与传统的自平衡系统相比，负载状态和运行状态是变化；负载本身具有生理上的平衡调节功能：系统不但要保持静态平衡而且要在运动中保持动态平衡。这些特点决定了系统控制的复杂性。系统稳定性的解决需要综合考虑各种控制理论和控制方法，特别是先进控制理论的应用。本文的研究成果，将为复杂的非线性、不确定性系统的稳定性控制提供一个技术支持平台，同时对于两足行走机器人、火箭垂直度等自平衡控制系统的研究具有重要的参考作用。

本文的主要研究内容包括：系统力学分析与建模、控制理论与应用、控制技术与实现。

ｌ、建立系统空间坐标系，应用动力学理论对自平衡小车运动状态、受力情况进行分析，最后得到系统模型，为控制理论和控制方法的研究奠定基础。

２、在平衡点附近，对系统模型的分析和系统参数的计算证明系统是可控的，应用线性控制理论对系统加以

□科研设计成果□

doi：10．3969/j．issn．1671-1041．2011．05．007

仪器仪表用户

智能车距离控制系统设计

1121

秦连升，曹诗咏，李明海，王玉博

（1．西南石油大学电气信息学院，610500；2．中海油湛江分公司，524057）成都，湛江，

摘要：本文设计了一种智能车的距离控制系统，采用GPS定位，超声波测距，步进电机控制车距等达到距离控制的目的。本GPS定位装置、8255扩展I/O口电路、LCD液晶显示、系统电路主要由AT89S52单片机、步进电机、语音装置、超声波传感距离测量及控制，以及紧急语音报警等功能。器和人体红外传感器组成。系统可实现位置显示、关键词：单片机；GPS定位；超声测距；距离控制中图分类号：TP212．9

文献标志码：A

Designofintelligentvehicledistancecontrolsystem

QINLian-sheng，CAOShi-yong，LiMing-hai2，WANGYu-bo

（1．SchoolofElectricalEngineeringandInformation，SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu610500，China；

2．Zhan

□科研设计成果□

doi：10．3969/j．issn．1671-1041．2011．05．007

仪器仪表用户

智能车距离控制系统设计

1121

秦连升，曹诗咏，李明海，王玉博

（1．西南石油大学电气信息学院，610500；2．中海油湛江分公司，524057）成都，湛江，

摘要：本文设计了一种智能车的距离控制系统，采用GPS定位，超声波测距，步进电机控制车距等达到距离控制的目的。本GPS定位装置、8255扩展I/O口电路、LCD液晶显示、系统电路主要由AT89S52单片机、步进电机、语音装置、超声波传感距离测量及控制，以及紧急语音报警等功能。器和人体红外传感器组成。系统可实现位置显示、关键词：单片机；GPS定位；超声测距；距离控制中图分类号：TP212．9

文献标志码：A

Designofintelligentvehicledistancecontrolsystem

QINLian-sheng，CAOShi-yong，LiMing-hai2，WANGYu-bo

（1．SchoolofElectricalEngineeringandInformation，SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu610500，China；

2．Zhan

河南理工大学

毕业设计（论文）任务书 专业班级 自动化07-5 学生姓名 黄子星 一、题目 智能车控制系统设计 二、起止日期 年 月 日至 年 月 日 三、主要任务与要求

指导教师 职称

学院领导 签字（盖章）

年 月 日

河南理工大学毕业设计说明书

河南理工大学

毕业设计（论文）评阅人评语 题目 智能车控制系统设计

评 阅 人 职称 工作单位

基于PLC的C650车床控制系统设计

摘 要：针对老式车床故障多，检修麻烦，线路复杂，越来越不适应当今工业生产要求的问题，在对其电气原理和控制要求进行分析后，本文提出了用PLC对车床的控制系统进行改进的新方法。 本设计从车床控制需要的I/O点数、性能价格比的高低、各控制功能的实现及优化等方面考虑，主要进行了车床电气原理分析、控制元件的选择、PLC的I/O点分配以及控制系统的梯形图程序设计等过程。PLC控制系统硬件接线少、消耗功能低、反应速度快、工作稳定、功能强大。用PLC控制系统来取代车床原有的控制系统，能使车床在改变控制要求时更为方便，配合合适的程序，还可实现自动加工功能。

关键词：C650卧式车床；电气控制原理; S7-200PLC；梯形图

Control System of The c650 Lathe Design Based on PLC

Abstract:For traditional turning lathes having many examples of machine malfunctions, maintenance of troubles, circuit complexities, it’s not fit f

１７３０７９３

Ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｌｎｄｅｘ：ＴＰ２１２．９ＳｅｃｒｅｃｙＲａｔｅ ￡业ｉ圣ｉ壁查

ＵＤＣ：６２１．３ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＣｏｄｅ：１００８２

ＴｈｅｓｉｓｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆＭ Ｓｃｉｅｎｃｅ

（ＦｏｒＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌｓＨｏｌｄｉｎｇＥｑｕｉｖａｌｅｎｔＤｅｇｒｅｅｓ）

．ＴＨＥＤＥＳＩＧＮＢＡＳＥＤＯＮ．ＰＬＣＦＯＲ

ＡＧｌＴＡＴｌＮＧＬＯＲＲＹＨＹＤＲＡＵＭＡＴＩＣ

Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＸｕＨｏｎｇ

Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＳｕｉＢｉｎｇｄｏｎｇ

ＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ：ＴｅｓｔｉｎｇａｎｄＭｅａｓｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄ

ＩｎｓＣｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ

ＤａｔｅｏｆＤｅｆｅｎｓｅ：Ｍａｙ２９，２０１０

Ｍａｒｃｈ１０曲．２０１０

』！Ｉ｜１１１｛｛｛｛｛Ｉ｛｝Ｉ｛ＩＪＩＩＪｌ｛｛ＩｆＩ｛ｆ舢

Ｙ１７１４４２１

河北科技大学学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究１作所取得的成果：对本文的研究做出重要贡献的个人和集体．均已往文中以明确方‘式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任

１７３０７９３

Ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｌｎｄｅｘ：ＴＰ２１２．９ＳｅｃｒｅｃｙＲａｔｅ ￡业ｉ圣ｉ壁查

ＵＤＣ：６２１．３ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＣｏｄｅ：１００８２

ＴｈｅｓｉｓｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆＭ Ｓｃｉｅｎｃｅ

（ＦｏｒＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌｓＨｏｌｄｉｎｇＥｑｕｉｖａｌｅｎｔＤｅｇｒｅｅｓ）

．ＴＨＥＤＥＳＩＧＮＢＡＳＥＤＯＮ．ＰＬＣＦＯＲ

ＡＧｌＴＡＴｌＮＧＬＯＲＲＹＨＹＤＲＡＵＭＡＴＩＣ

Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＸｕＨｏｎｇ

Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＳｕｉＢｉｎｇｄｏｎｇ

ＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ：ＴｅｓｔｉｎｇａｎｄＭｅａｓｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄ

ＩｎｓＣｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ

ＤａｔｅｏｆＤｅｆｅｎｓｅ：Ｍａｙ２９，２０１０

Ｍａｒｃｈ１０曲．２０１０

』！Ｉ｜１１１｛｛｛｛｛Ｉ｛｝Ｉ｛ＩＪＩＩＪｌ｛｛ＩｆＩ｛ｆ舢

Ｙ１７１４４２１

河北科技大学学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究１作所取得的成果：对本文的研究做出重要贡献的个人和集体．均已往文中以明确方‘式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任

基于电磁传感器的智能直立车控制系统设计

摘 要 本文设计并实现了电磁智能车的整体框架结构和相关硬件电路。电磁智能车的实现使用mc9s12sx128 单片机作为核心控制芯片，并采用数字增量式pid和模糊方法作为控制算法。 关键词 mc9s12sx128 单片机 舵机控制 速度控制 pid 中图分类号：tp273.5 文献标识码：a 0 引言

全国大学生智能汽车竞赛是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性的工程实践活动。本论文采用飞思卡尔半导体公司的 8 位、16 位处理器（单核）作为唯一的微控制器，采用a型车模。车模通过感应由赛道中心导线产生的交变磁场，进行路径检测。本文则采用通电导线产生的电磁场对智能车进行引导。使用磁场信号引导车沿一定轨迹行走的优点主要体现在磁场信号具有很好的环境适应性，不受光线、温度、湿度等环境因素的影响。 1 智能车整体方案设计

根据电磁寻迹的设计方案，赛车整体包括以下五大模块：mc9s12xs128单片机控制模块，路径识别模块（电磁传感器模块），电机驱动模块 ，电源管理模块，编码器测速。mc9s12xs128单片机是智能车的核心，负责赛道信息的接收、滤波、

毕业综合实践

系 别： 电气电子工程系 专 业：电气自动化技术 班 级： 学 号： 作 者： 指导老师： 专业技术职务：

2011年 3 月 浙江温州

题 目： 车床PLC控制系统设计

温州职业技术学院 毕业综合实践开题报告

姓 名： 学 号：

专 业： 电气自动化技术

课程名称： 车床PLC控制系统设计 指导教师：

2010年 12月 20日

本课题意义及现状、需解决的问题和拟采用的解决方案 随社会工业自动化的腾飞，对工业控制要求越来越严格，传统的继电器/接触器控制系统已不不满足当今社会工业

自动控制研究性教学 电动车车速控制系统校正

电动车车速控制系统校正

目 录

一、研究内容............................................................................................. 2 1、研究内容 ........................................................................................ 2 2、控制原理图 .................................................................................... 2 二、系统建模............................................................................................. 3 1、系统分析 ........................................................