两轮自平衡电动车的结构设计与有限元分析_张三川
电动车跷跷板设计
电动车跷跷板设计报告 山东交通学院禹海岱刘晓君董立国 摘要:为了满足电动车跷跷板的设计要求，进行了各单元电路方案的比较论证及确定，系统以凌阳16位单片机SPCE061A作为电动车的控制核心,选用了上海直川科技有限公司生产的ZCT245AL-TTL型倾角传感器测量跷跷板水平方向倾角，该传感器灵敏度高、重复性好且输出485信号便于与单片机接口；对于关键的小车动力部分，经过充分比较、论证，最终选用了控制精确的步近电机，其最小步进角0.9度，易于平衡点的寻找；通过红外对管TCRT5000寻迹，实现了小车走直线等功能；系统显示部分选用图形点阵式液晶显示器OCJM4*8C，串行接口，编程容易，美观大方。采用单片机内部时钟实现精确计时。最后的实验表明，系统完全达到了设计要求，不但完成了所有基本和发挥部分的要求，并增加了路程显示、全程时间显示和语音播报三个创新功能。 关键词：倾角传感器，红外对管，步进电机，SPCE061A 1.系统方案 1.1 实现方法 本题要求设计并制作一辆电动小车，能实现在跷跷板上运动且在不同配重的情况下保持平衡等功能。我们想利用电机控制小车运行，角度传感器测量跷跷板水平方向倾角来确定小车何时达到平衡，利用寻迹模块实现小车沿直线行走以及在A点外某处能自动驶上跷跷板，还有显示模块以及语音模块等做为人机界面，实现显示及语音提示等功能。上述各模块的方案论证如下。 1.2 方案论证 1.2.1 控制器模块 方案一：采用ATMEL 公司的AT89C51。51单片机价格便宜，应用广泛，但是功能单一，如果系统需要增加语音播报功能，还需外接语音芯片，实现较为复杂；另外51 单片机需要仿真器来实现软硬件调试，较为烦琐。 方案二：采用凌阳公司的SPCE061A 单片机作为控制器的方案。该单片机I/O 资源丰富，并集成了语音功能。芯片内置JTAG电路，可在线仿真调试，大大简化了系统开发调试的复杂度。 根据本题的要求，我们选择第二种方案。 1.2.2 电机模块 电机模块选择是整个方案设计的关键，按照设计要求，小车需在C点和有配重的情况下分别达到平衡状态，这需要对小车的精确控制，而且小车制动性能要好。因此普通直流电机不能满足要求。 方案一：采用直流减速电机控制小车的运动，直流减速电机力矩大，转动速度快，但其制动能力差,无法达到小车及时停车的要求。
基于单片机的两轮自平衡车控制系统设计
基于单片机的两轮自平衡车控制系统设计 摘要 两轮自平衡车是一种高度不稳定的两轮机器人，就像传统的倒立摆一样，本质不稳定是两轮小车的特性，必须施加有效的控制手段才能使其稳定。本文提出了一种两轮自平衡小车的设计方案，采用重力加速度陀螺仪传感器MPU-6050检测小车姿态，使用互补滤波完成陀螺仪数据与加速度计数据的数据融合。系统选用STC 公司的8位单片机STC12C5A60S2为主控制器，根据从传感器中获取的数据，经过PID算法处理后，输出控制信号至电机驱动芯片TB6612FNG，以控制小车的两个电机，来使小车保持平衡状态。 整个系统制作完成后，小车可以在无人干预的条件下实现自主平衡，并且在引入适量干扰的情况下小车能够自主调整并迅速恢复至稳定状态。通过蓝牙，还可以控制小车前进，后退，左右转。 关键词：两轮自平衡小车加速度计陀螺仪数据融合滤波 PID算法 Design of Control System of Two-Wheel Self-Balance Vehicle based on Microcontroller Abstract Two-wheel self-balance vehicle is a kind of highly unstable two-wheel robot. The characteristic of two-wheel vehicle is the nature of the instability as traditional inverted pendulum, and effective control must be exerted if we need to make it stable. This paper presents a design scheme of two-wheel self-balance vehicle. We need using gravity accelerometer
两轮自平衡电动车控制系统的设计与研究
目录 第一章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2两轮自平衡电动车的研究现状 (2) 1.2.1国外研究现状 (3) 1.2.2国内研究现状 (5) 1.3目前两轮自平衡电动车研究存在的问题 (7) 1.3.1 姿态信息的获取 (7) 1.3.2 系统的控制策略 (7) 1.4本文研究的主要内容 (8) 第二章总体设计 (10) 2.1机械系统设计 (10) 2.1.1机械设计结构的参数 (10) 2.1.2整体结构设计 (10) 2.1.3悬挂系统的设计 (12) 2.2电气系统设计 (14) 2.2.1电气系统总体结构 (14) 2.2.2检测系统 (16) 2.2.2控制系统 (18) 第三章平衡车的数学模型 (20) 3.1 动力学模型 (20) 3.2 运动学模型 (25) 3.3 电机及其伺服机构模型 (26) 3.4系统解耦 (28) 第四章姿态传感器检测及其滤波 (31) 4.1 姿态传感器及其原理 (31) 4.1.1自平衡车的姿态描述 (31) 4.1.2捷联惯导定姿方法 (33) 4.1.3传感器定姿原理 (33) 4.2 自适应扩展卡尔曼滤波器 (35) 4.2.1卡尔曼滤波 (35) 4.2.2自适应扩展卡尔曼滤波 (36)
4.2.3自适应R矩阵 (38) 4.2.4实验与分析 (39) 第五章分层滑模控制器的设计 (44) 5.1 滑模控制思想 (44) 5.1.1 滑模变结构简介 (44) 5.1.2滑模控制基本原理 (45) 5.1.3 基于趋近律的滑模控制 (47) 5.1.4滑模控制的不变性和抖振现象 (48) 5.2分层滑模控制基本原理 (50) 5.3基于分层滑膜控制器的设计 (52) 5.3.1控制器的设计 (52) 5.3.2各层滑模面的稳定性分析 (54) 5.4系统仿真分析 (56) 第六章总结与展望 (61) 6.1主要工作回顾 (61) 6.2后续工作与展望 (62) 参考文献 (63) 个人简历在读期间发表的学术论文 (66) 感谢 (67)
电动车跷跷板设计报告
电动车跷跷板 学校：滨州学院 参赛学生：王璐 李润国 乔文静 专业：电子信息科学与技术 机械设计制造及其机器自动化指导教师：贾荣丛、高坤
电动车跷跷板 摘要： 本系统采用AT89S52作为主控制芯片，再加上黑白传感器、角度传感器等传感器，完成了规定时间内定点停车、保持平衡，倒车至指定位置、能够沿直线行进基本的功能。 关键词：AT89S52，黑白传感器，角度传感器。 Abstract: This system with AT89S52 for core controller, realization pass to add Black-and-white sensor, Angle Sensors and LCD. To spread feeling to equip completion provision time to be a little bit already decided parking and hold the balance in refit behind small car bodywork towards refitting behind commonly the intelligence of the car control, reverse the car to appointed position, advance along the straight lineof essential function. Keyword: AT89S52, Black-and-white sensor, angle sensor.
目录 1.系统方案 (4) 1.1 微控制器模块 (4) 1.2车体设计 (4) 1.3电机模块 (5) 1.4电机驱动模块 (5) 1.5寻迹传感器模块 (5) 1.6 角度传感器模块 (6) 1.7电源模块 (6) 1.8显示模块 (6) 1.9最终方案 (6) 2.主要硬件电路设计 (7) 2.1电机驱动电路的设计 (7) 2.2黑白线检测电路的设计： (7) 2.3角度检测电路的设计： (8) 3.软件实现 (9) 3.1理论分析 (9) 3.2总体流程图 (9) 3.3直线调节流程图 (10) 3.4平衡调节流程图 (11) 3.5返回流程图 (12)
低速电动车市场分析报告资料
低速电动车市场分析资料 一、行业定义及分类 二、行业概况及现状 三、政策及环境 四、竞争分析 五、产业布局 六、技术特点 七、市场分析 八、发展趋势 九、投资分析 十、行业资讯 一、低速电动车行业定义如何？低速电动四轮车并非以传统轿车为原型，而是多以高尔夫球车等为原型发展而来。 低速电动车行业定义及分类 1.低速电动车行业定义 2016年中国低速电动车产业研究报告显示，低速电动车广泛的定义可以涵盖电动自行车、电动摩托车、电动三轮车、低速电动汽车等。低速电动汽车是指速度低于70km/h的简易四轮纯电动汽车。一般最高速度为70km/h，而外形、结构、性能与燃油汽车类似。 2.低速电动车行业分类 由于目前国内还没有出台这类车型的标准，因此国内生产厂家们
大都参考欧盟、日本等国的标准设计，即同时满足车身尺寸小、车身重量轻、最高时速低等条件。 四轮低速电动车可分为以下几类： ①高尔夫车及改装车：用于高尔夫球场、公司仓库搬运货物、建筑工地、家庭使用。 l 观光车、老爷车。譬如用于车速20~30km 旅游观光、住宅小区保安巡逻等场所使用。全国以玛西尔电动车为首约有200多家企业生产，年产约1万辆。 ②打猎车、越野车：由于电动车具有低速大扭矩的特点，爬坡能力比内燃机汽车更强。年产1万辆左右。 ③特种车：如高空作业车、城市扫地车、垃圾车等。年产l万辆，国内已经开始使用。 ④警用巡逻车：年产l万辆。车速在40km/h，6~20个座位，产量不多，主要集中在山东省小城镇. ⑤微型电动轿车：多数为私人购买，用于出租、客运、私家车等。车速在50~60km/h，2009国内销售8000多辆，出口2000多辆，市场增长率极高。 2016年中国低速电动车产业研究报告显示，就市场销售来说，山东省低速电动车从2010年的1.82万辆迅速增长到2014年的18.74万辆，五年即增长了近10倍，且自2010年起，累计向海外市场出口3.2万辆。2014年，山东省共生产低速电动车18.75万辆，同比增长50.46%，主要品牌有时风、雷丁、力驰、宝雅，共生产低速电动车14.36万辆。
电动自行车驱动控制系统设计说明
目录 1、概述 (1) 1.1 电动自行车驱动控制系统设计的意义 (1) 1.2 研究现状综述 (1) 1.3 研究方法 (2) 1.3.1直流电机调速原理 (2) 1.3.2直流调速系统实现方式 (3) 2、系统总体方案论证 (4) 2.1 系统方案比较与选择 (4) 2.2 系统方案描述 (4) 3、硬件电路的模块设计 (5) 3.1控制电路设计 (5) 3.2信号处理电路设计 (6) 3.3驱动电路方案及参数描述 (7) 3.3.1 IR2110驱动电路中IGBT抗干扰设计 (8) 3.3.2 IR2110功率驱动介绍 (9) 3.3.3 H桥驱动电路原理 (10) 3.4 稳压电源设计 (10) 3.5 光电测速电路 (11) 4、系统软件设计 (12) 4.1电动机驱动和速度控制程序设计 (13) 4.2PWM调速与测速程序设计 (15) 4.2.1 PCA捕获模式 (15) 4.2.2 PCA脉宽调节模式 (16) 4.2.3 PWM调制信号接收模块 (17) 5.系统调试 (19) 6、结束语 (20) 参考文献 (21) 致 (22) 附录1 原理图 (23) 附录2 PCB图 (24) 附录3 程序清单 (25) 1、定时器程序 (25) 2、延时程序 (26) 3、LCD显示程序 (26) 4、PWM程序 (30) 5、电动机调速程序 (32) 6、主程序 (35)
电动自行车驱动控制系统设计 1、概 述 1.1 研究现状综述 20世纪70年代以来，直流电机传动经历了重大的技术、装备变革。整流器的更新换代，以晶闸管整流装置取代了习用已久的直流发电机电动机组及水银整流装置使直流电气传动完成了一次大的跃进[1]。同时，高集成化、小型化、高可靠性及低成本成为控制的电路的发展方向。使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用围不断扩大。直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代[1]。 早期直流传动的控制系统采用模拟分离器件构成，由于模拟器件有其固有的缺点，如存在温漂、零漂电压，构成系统的器件较多，使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低[2]。随着计算机控制技术的发展，微处理器已经广泛使用于直流传动系统，实现了全数字化控制。由于微处理器以数字信号工作，控制手段灵活方便，抗干扰能力强。所以，全数字直流调速控制精度、可靠性和稳定性比模拟直流调速系统大大提高。直流传动控制采用微处理器实现全数字化，使直流调速系统进入一个崭新的阶段。采用微处理器控制，使整个调速系统的数字化程度，智能化程度有很大改观；采用微处理器控制，使调速系统在结构上简单化，可靠性提高，操作维护变得简捷，电机稳态运行时转速精度等方面达到较高水平。 现阶段，我国还没有自主的全数字化直流调速控制装置生产商，而国外先进的控制器价格昂贵，且技术转让受限，为此研究及更好的使用国外先进的控制器，吸收国外先进的数字化直流电机调速装置的优点，具有重要的实际意义和重大的经济价值。 1.2 研究方法 1.2.1直流电机调速原理 直流电动机根据励磁方式不同，直流电动机分为自励和他励两种类型。不同励磁方式的直流电动机机械特性曲线有所不同。但是对于直流电动机的转速有以下公式： T C C R C U n c r c φ φ内-= 其中：U —电压；R —励磁绕组本身的电阻；f —每极磁通(Wb)；Cc —电势常数；Cr —转矩常量[3]。由上式可知，直流电机的速度控制既可采用电枢控制法，也可采用磁场控制法。磁场控制法控制磁通，其控制功率虽然较小，但低速时受到磁极饱和的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制[4]，而且由
自平衡车模型分析
自平衡车模型分析
一、 求解车体除两轮外部分动能 车体沿X 轴方向速度： R L V R L x 2 )(cos θθθθ&&&++= 车体沿Y 轴方向速度： R D L V R L y )(sin θθθ&&-= 车体沿Z 轴方向速度 θθsin &L V z = 车体沿过质心的Z 轴的转动惯量为： m yz J J J y z z ???++=d sin cos 22θθθ 由于假设车体关于ZY 平面对称，因此 0d =???m yz 因此 θθθ22sin cos y z z J J J += 则可以得到车体的平动动能： ??? ? ??+-+++=2221)sin ())(sin ()2)(cos 21θθθθθθθθθ&&&&&&L R D L R L E R L R L kp （ 车体的转动动能为： ??? ? ??+-+=22222 ))()(sin cos (21θθθθθ&&&x R L y z kp J R D J J E 则车体的总动能为： 21kp kp kp E E E += 二、 求解车轮动能 左车轮平动速度为：
R V L x w L θ&= 右车轮平动速度为 R V R x w R θ&= 两轮有同样的绕垂直于半径的转动速度： R D R L w )(θθω&&-= 则左车轮的动能为： 2 22)(2121)(21??? ? ??-++=D R J J R m E R L R L L kw L θθθθφ&&&& 则右车轮的动能为： 222)(2121)(21??? ? ??-++=D R J J R m E R L R R R kw R θθθθφ&&&& 三、 求解车体势能 由于在平地上行进，车轮势能不变。车体整体势能可变部分表示为： θcos g m E p p = 四、 拉格朗日函数的求解 得到最终的拉格朗日函数为： p kw kw kp kp E E E E E L L R -+++=21 依据拉格朗日动力学法求解，进行如下运算： R L M M L dt L d --=??-??θ θ& L L L M L dt L d =??-??θθ& R R R M L dt L d =??-??θθ& 得到动力学方程： 方程一： () R L R L z y p p R L p x p M M R D J J L m gL m R L m J L m --=??? ? ??--+--+++222 )(cos sin sin 2)(cos )θθθθθθθθθ&&&&&&&&（
电动车跷跷板报告
电动车跷跷板报告 【摘要】：本系统采用遥控电动小汽车改装而成，主要由89C52和模拟电路为核 心器件，实现对智能电动车行驶的自动控制。整车长23 厘米，宽5厘米，运行性能良好，符合设计要求。电动车平衡检测使用倾角传感器。电动智能小车电路由平衡检测电路、计时显示电路、电机驱动电路等组成，它不需要遥控就能按要求行走。 一、方案的选择与论证 根据题目要求，系统可以以划分为几个基本模块，如图1.1所示 图1.1 1、步进电机驱动调速模块 方案一：采用与步进电机相匹配的成品驱动装置。使用该方法实现步进电机驱动，其优点是工作可靠，节约制作和调试的时间，但成本很高。 方案二：采用集成电机驱动芯片LA298。采用该方法实现电路驱动，简化了电路，控制比较简单，性能稳定，但成本较高。 方案三：采用互补硅功率达林顿管ULN2003实现步进电机的驱动。采用该方法实现步进电机的驱动，电路连接比较简单，工作也相对可靠，成本低廉，技术成熟。 基于上述理论分析，最终选择方案三。 2、平衡检测模块 方案一：采用精密的倾角传感器，这种传感器对应每个角度输出一个固定电流。可以实现精确控制，但价格昂贵。 方案二：采用简易的倾角传感器，它直接输出一个开关量。当其与地面垂直时，两触点断开；若倾斜角度超出一定范围，两触点短接。这种传感器价格低廉，使用方便。 基于上述分析，最终选择方案二。 3、显示模块 方案一：采用数码管显示。数码管具有经济、低功耗、耐老化和精度比较高等优点，但它与单片机连接时，需要外接存储器进行数据锁存。此外，数码管只能显示少数几个字符。 方案二：采用LCD进行显示。LCD具有功耗低、无辐射、显示稳定、抗干
电动车品牌和市场分析
中国十大名牌电动车综合排名 电动车排名是根据市场多年的反馈，消费者的认知度，以及未来的发展状态等各种因素来排定的！我们将从质量、销量、广告、发展潜力、发展速度等方面客观、公正的评估出目前行业的名牌。而不是简单的以销量来冠以名牌或是品牌的形象，将从一下10个方面来阐述。 1、质量：这一块上海立马独占鳌头，返修率极低。上海立马是一个比较务实的企业，把广告本打算投放广告的资金全都用到了生产上，虽然名气稍逊一筹，但质量均高出其他品牌不少。 2、销量：新日、雅迪、爱玛、立马、绿源齐头并进，一时之间难分伯仲。这五个品牌占据全年总销量两千万台左右的30%左右。他们已经用自己的行动证明他们是目前行业的一流品牌。行业未来的竞争就看他们的征战四方了。 3、广告：爱玛年初承诺两亿重金投放广告和邀约周杰伦担纲形象代言，可谓不惜血本。新日、雅迪都不遗余力，但是效果不佳。尤其雅迪今年巨资投放的广告雅迪超人，收效极微。至于新日，车子一般，凭着成龙的形象，买的还不错。今年速派奇的广告也紧紧跟上。09年堪称电动车行业广告战最激烈的一年。 4、潜力：最具发展潜力电动车品牌，立马电动车飞越黄河将在2010年启动，无疑最具发展潜力。当然绿源、速派奇也都是将来具有冲击力的品牌！简易款北方的小鸟、高仕也将在未来有不可或缺的一席之地。至于爱玛，现在他最重要的如何巩固市场，因为膨胀过快带来了管理上和渠道上的纰漏。 5、技术：电动车虽然是以入行门槛低而闻名，但是随着消费需求不同，科研也变得越来重要了。上海立马的超强核磁动力电机、新日的双动力电机、台玲的力矩王电机都是行业里电机技术的代表者。尤其是上海立马超强核磁动力电机动力强劲，加速迅猛，山地、平原如履平地。上海立马在湖南这块丘陵、山地占80%以上面积的市场取得独霸市场的地位，电机动力功不可没，这就是最好的证明。当然其他技术也不能少。 6、速度：发展速度最快的品牌，豪华款发展速度最快，上海立马一马当先，当仁不让。短短几年时间，就已经跻身行业一流品牌之列。而像新日、雅迪、绿源经过10多年的发展，虽然目前跻身行业一流，但是上海立马却大有后来居上之势，气势撩人。无论品牌形象还是终端市场都是在快马加鞭。北方简易款以爱玛为代表，08年的爱玛速度让行业见证了他的魅力。 7、广告：09年广告最不成功的品牌，如果说雅迪以前采取的是跟随战略，那么在今年应该说是一个超越的机会。但是今年广告的不成功，让雅迪的变形精钢怎么变也变不出个名堂来。砸下重金，不见效果，恐怕难保昔日地位，应该加油了！ 8、未来：2010年最值得期待品牌就是上海立马，2010年将举行飞越黄河的大型活动，同时与采纳品牌营销咨询机构合作，全面规划市场、渠道、终端和品牌形象。上海立马选择在新国标颁布之后搞如此大的动作，意味深长！2010年，真正的竞争才刚刚开始开始，谁能主宰电动车行业，我们只有拭目以待。 9、知名度和美誉度：论及知名度，新日的知名度非常广，有成龙大哥的形象，随着奥运营销的波及，虽然还没有在全国各地圈起地来，但总体还是不错的。如果谈及美誉度最高的品牌，以质量著称的上海立马这是当之无愧了。购买上海立马的都是通过口口相传这样的口碑去购买的。当然，雅迪、爱玛、绿源、小鸟、速派奇也都还是不错的。 10、渠道和终端：渠道和终端建设，新日、雅迪可谓是行业的先行者，绿源也紧随其后开始建设。但是市场是个瞬息万变魔法场，先行者虽然有一定先入为主的效应，但是他们也
两轮平衡车说明书
双轮自平衡车 学校：德州学院 学生：唐文涛焦方磊李尧 指导老师：孟俊焕 时间：二О一四年7 月10日～10 月 6 日共12 周
中文摘要 两轮自平衡车是动态平衡机器人的一种。2008年我国奥运会的时候安全保卫工作使用过它,到今年两轮平衡车已经发展的相对成熟。在国家节能、降耗、环保、低碳、经济的方针政策下，两轮平衡车进行了资源整合、技术升级，在原来的两轮单轴式自平衡的基础上采取两轴双轮可折叠设计，两轮自平衡车具有运动灵活、智能控制、操作简单、驾驶姿势多样、节省能源、绿色环保、转弯半径为0等优点。适用于在狭小空间内运行，能够在大型购物中心、国际性会议或展览场所、体育场馆、办公大楼、大型公园及广场、生态旅游风景区、大学校园、城市中的生活住宅小区等各种室内或室外场合中作为人们的中、短距离代步工具。也是集娱乐、代步、炫酷为一体的，主打形象是汽车伴侣解决停车后几公里内的代步问题。 两轮自平衡车主要由驱动电机、锂电池组、车轮、车身等组成。其工作原理：车体内置的精密固态陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，透过精密且高速的中央微处理器计算出适当的指令后，驱动马达来做到平衡的效果。 关键词：陀螺仪，动态稳定，折叠，驱动系统，平衡。 English abstract Two rounds of self-balancing vehicle is one of the dynamic balance of the robot. In 2008 the Olympic Games security work used it in our country, in the year to balance two rounds of car has developed relatively mature. In the national energy saving, consumption reduction, environmental protection, low carbon, economic policies and regulations, the two rounds of balance of resource integration, technology upgrades, in the original two rounds of single shaft type taken on the basis of self balancing two shaft double folding design, two rounds of self-balancing vehicle movement, flexible, intelligent control, simple operation and driving posture diversity, save energy, green environmental protection, the advantages of turning radius of 0. Apply to run in narrow space, can in a large shopping center, the international conference and exhibition venues, sports venues, office buildings, large parks and square, ecological tourism scenic spot, the university campus, city life in residential quarters and other indoor or outdoor situations as the medium and short distance transport of people. Is entertainment, walking, cool as a whole, the main image is car partner solve the problem of parking within a few kilometers after walking. Two rounds of self-balancing vehicle is mainly composed of drive motor, lithium battery pack, wheel, body, etc. Its working principle: the body's built-in precision solid-state gyroscope to judge the body's position, through sophisticated and high-speed central microprocessor
电动车跷跷板说明书(1)
电动车跷跷板 设计并制作一个电动车跷跷板，在跷跷板起始端A一侧装有可移动的配重。配重的位置可以在从始端开始的200mm～600mm范围内调整，调整步长不大于50mm；配重可拆卸。电动车从起始端A出发，可以自动在跷跷板上行驶。在不加配重的情况下，电动车完成以下动作： （1）电动车从起始端A出发，在30秒钟内行驶到中心点C附近。 （2）60秒钟之内，电动车在中心点C附近使跷跷板处于平衡状态，保持平衡5秒钟，给出明显的平衡指示。 （3）电动车从（2）中的平衡点出发，30秒钟内行驶到跷跷板末端B处（车头距跷跷板末端B不大于50mm）。 （4）电动车在B点停止5秒后，1分钟内倒退回起始端A，完成整个行程。 （5）在整个行驶过程中，电动车始终在跷跷板上，并分阶段实时显示电动车行驶所用的时间。 图10.9.1 起始状态示意图 图10.9.2 平衡状态示意图 【项目知识点和技能点】 1、步进电机的应用和控制。
2、自动寻迹系统原理与应用。 3、角度传感器的原理和应用。 4、PTR8000无线发送与接收模块的应用。 5、AT89s52单片机模数转换的原理和应用。 8.2.2 总体设计方案 以单片机AT89S52为主要控制芯片，查询按键的输入，传输各种参数的显示，两台电机的正反转和速度控制以及两台电机的协调运动，负责光电检测信号的接收和对信号的处理，从而能够确定小车轨迹，在B点停止和返回，并最终停止。 角度传感器把角度信号输给单片机，把检测到的角度和基准角度比较，从而确定翘翘板的平衡点。寻找平衡点时主要是采用PID闭环控制算法，在小车行驶过程中每当小车翻过平衡点的时候都令小车向后退一段路程，直到小车再次翻过平衡点，小车再次向前行驶一段比前一段要小的距离直到翻过平衡点，最终找到平衡点。系统框图如8-13所示，由如下几个模块组成 控制模块——采用AT89S52单片机控制。 电机选择模块——采用四线两相步进电机。 显示模块——采用1602LCD液晶显示屏进行显示。 光电检测模块——采用反射式光电传感器检测跷跷板上黑线。 电机驱动模块——采用步进电机驱动电路。 角度检测模块——采用角度传感器检测。 【项目准备】 1、项目原理 本系统共可分为两部分：跷跷板平衡检测系统，以AT89s52单片机为控制核心， 将角度传感器连接在跷跷板中心的转动轴上以检测跷跷板摆动角度，，并通过无线 通讯模块将数据发送给电动车系统。 电动车系统也以AT89s52为控制核心，以两个步进电机分别与左右车轮同轴相连来作为电动车的动力装置，采用光电传感器检测引导线，利用无线通讯模块接收跷跷板 平衡检测系统发送的数据，单片机对数据进行智能分析，调整小车前进速度和方向，使跷跷板达到平衡状态。在电动车到达指定位置时，给出声光提示，同时液晶显示 屏显示时间和小车当前状态。其原理图如图10.9.3所示： 图10.9.3 电动车跷跷板系统原理图
电动自行车市场分析报告
电动自行车市场分析报告 引子：新能源从概念到产品，无论是在国内还是在国外，是大趋势下的必然产物。作为电动自行车大国，磷酸铁锂动力电池的生产制造厂家，尽快切入电动自行车市场，扩大市场占有份额是当务之急。这份报告就2011年就电动自信车市场的当前情况作市场规划方案。 背景：亚太、欧洲、北美市场的扩张是为了有限数量的目标集中。新能源在发达国家的推行与执行力度有利于我们迅速进入这个市场，减免不必要的精力消耗。我们需要各种领域的合作伙伴，但选择需要慎重。企业讲究永续经营，我们有责任维护企业的口碑，所以合作也要注意诚信。竞争是不可避免的，但要有所选择，为此我们需要知己知彼。 公司使命： 产品范围：替代原先铅酸产品、常规市场产品、满足客户指定产品、最终用户DIY产品。 地理范围：亚太、欧洲、北美地区重点。 核心竞争力：技术和生产工艺领先，成本领先。 战略联盟：希望建立更多和我们共同谋求在这个市场发展的战略联盟。 理念：与众不同，成本领先。
市场分析： 供应商的议价能力： 新能源概念和产品在大力得到推广，材料供应商在行业内已有固定市场，电芯制造商竞争激烈，材料买家多，以致每个买主都不可能成为材料商的重要客户。但供应商需要稳固合作的对象，在其这个领域里，技术与工艺稳定且销量好的厂家必定受到材料供应商的青睐。现阶段供应商的议价能力还不是十分强硬。但为防止将来材料转换成本高，不宜只选择有一家材料供应商。此外，当材料供应商们联合或一体化后，议价就不再有空间。 购买者的议价能力： 购买者分类：厂家和消费者 新能源是发展趋势，众多厂家开始涉入此行业，国内Pack厂、电池厂、电动自行车厂都想涉入此行业，而每个购买者的购买量都不大，不存在真正的议价。国外电池生产厂家相对国内来说，电池的生产成本、研发管理成本较高，加之电池不能长时间库存的特殊化，价格上与我们没有太大差异。但在技术开发，材料使用上因为较早涉入而优于我们。多数海外中间商或方案提供商来洽谈，多数是产品试探。如果技术性强，议价也不是特别强烈。如果是批量成熟产品，我们则有成本低的优势。反观最终消费者，他们愿意尝试新产品，但对产品或服务质量有要求，议价要求也强烈。 此外，这个行业有大量电芯制造商模糊新能源在材料应用上的差异，或在不正当竞争中用低价抢占市场份额，一旦将来电动自行车产品标准化后将对我们不利。因而差异化概念需要着重强调，价格上也要谨慎制定。 新进入者的威胁：
电动汽车驱动控制系统设计.
电动汽车驱动控制系统设计 摘要 驱动系统是电动汽车的心脏，也是电动汽车研制的关键技术之一，它直接决定电动汽车的性能，本文根据异步电动机矢量控制理论，结合电动汽车的实际要求，研究设计基于无速度传感器矢量控制的电动汽车驱动系统。矢量控制通过坐标变换将定子电流矢量分解为转子磁场定向的两个直流分量并分别加以控制，从而实现异步电动机磁通和转矩的解耦控制，已达到直流电动机的控制效果。最后，在Matlab环境中建立了仿真系统，验证了无速度传感器矢量控制系统原理应用于电动汽车驱动系统的可行性。 关键词：电动汽车；驱动系统；异步电动机；无速度传感器矢量控制
ABSTRACT Driving system is the heart of EV and one of the key parts of the vehicle that determines the performance of the EV directly. According to the control technique、the method of induction motor drive system and based on the factual requirement of EV, the speed sensorless vector control was designed in this article. By transforming coordinate, the stator current is decomposing two DC parts which orientated as the rotator magnetic field and controlled respectively, So magnetic flux and torque are decoupled. It controls the asynchronous motor as a synchronous way. Finally, intimation system is established in the environment of Matlab to validate these control arithmetic. The system proved its enormous practical value of application. Key words: EV; Drive system; Induction motor; speed sensorless vector control
电动车跷跷板(J题)
电动车跷跷板（J题） 【高职高专组】 一、任务 设计并制作一个电动车跷跷板，要求跷跷板起始端一侧装有可移动的配重物体，配重物体位置可调范围不小于400mm。电动车从起始端出发，按要求自动在跷跷板上行驶。电动车跷跷板起始状态和平衡状态示意图分别如图1和图2所示。 图1起始状态示意图 图2平衡状态示意图 二、要求 1．基本要求 （1）先将跷跷板固定为水平状态，电动车从起始端A位置出发，行驶跷跷板的全程(全程的含义：电动车从起始端A出发至车头到达跷跷板顶端B位置)。停 止5秒后，电动车再从跷跷板的B端倒退回至跷跷板的起始端A，电动车能 分别显示前进和倒退所用的时间。前进行驶在1分钟内、倒退行驶在1.5分钟 内完成。 （2）跷跷板处在图1所示的状态下（配重物体位置不限制），电动车从起始端A出发，行驶跷跷板的全程。停止5秒后，电动车再从跷跷板的B端倒退回至跷 跷板的起始端A，电动车能分别显示前进和倒退所用的时间。前进行驶在1.5 分钟内、倒退行驶在2分钟内完成。
2．发挥部分 （1）由参赛队员将配重物体设定在可移动范围中的某位置，电动车从起始端A出发，当跷跷板达到平衡时，保持时间不小于5秒，同时发出声光提示，电动 车显示所用的时间。全过程要求在2分钟内完成。 （2）在可移动范围内任意设定配重物体的位置（由测试人员指定），电动车从起始端A出发，当跷跷板达到平衡时，保持时间不小于5秒，同时发出声光提示， 电动车显示所用的时间。全过程要求在2分钟内完成。 （3）其他。 三、说明 1.跷跷板长1600mm、宽300mm。为便于携带也可将跷跷板制成折叠形式。 2.跷跷板中心固定在直径不大于40mm的圆轴上，圆轴两端支撑在两个支架上，与 支架圆滑接触。跷跷板在图2所示的平衡状态下，跷跷板底距地面或桌面的距离为70mm。 3.允许在跷跷板面上画有寻迹线。 4.电动车（含车体上的其它装置）的外形尺寸规定：长≤300mm，宽≤200mm。测试 过程中电动车外形尺寸不允许变动。 5.电动车不允许采用有线或无线遥控，电动车自身应具备转弯功能。 6.电动车行驶距离的测量以车尾为基准。 7.平衡状态的含义是：当跷跷板出现上下摆动，且B端底部与水平状态的偏移量≤ 60mm范围内时，可视为进入平衡状态。 四、评分标准
电动车商业计划书
电动车商业计划书
A电动车商业计划书 A电动车商业计划书 一、公司简介 A公司是一家专业生产、经营顶级品牌——电动自行车、电动摩托车、电动喷雾器等A系列产品的企业。 本公司创立于 7月份, 当前, 拥有生产流水线两条, 固定资产800万元, 员工120多人, 其中高级管理人员10人, 中层管理人员15人。并在 6月经过了国家生产许可证的验收; 被省质量监督局抽查测定为合格产品。 3月经过北京中大华远认证中心的ISO9001质量体系认证。 本公司在电动车行业的产销量名列前茅, 成功地在浙江县市级市场上网络遍布率达80%; 并渗透了福建省、江西省、安徽省、重庆市、广西省等省市市场; 并经过了浙江省、江苏省、上海市、山东省等新产品鉴定, 并在以上各省份公安厅上了目录。 本公司将以打造A品牌为企业目标, 发展多元化经营, 加快网络建设; 开展网络服务和电子商务, 努力将本公司建设成为集研制、开发、生产、销售、信息网络、科技服务于一体的区域性乃至全国性的电动车企业。 二、市场分析 ( 一) 品牌定位 争做电动车行业的领导品牌
( 二) 目标市场 县级、地级市( 25-35岁的女性为主要目标消费群) ( 三) 市场前景 二十一世纪已经到来, 二十年的改革开放使中国大地发生巨大的变化, 市场已不在是昨天的市场。各行各业的人们在不同的领域中拼搏发展, 或沉或浮, 实现各自的理想。在走过原始积累的辛酸苦辣后, 她们成为社会财富的拥有者。 而随着高新技术产业的迅猛发展, 加快了信息的传递速度, 使国内 电动车市场前进的步伐在不断加快。电动自行车作为一个新兴的 产物, 它的诞生来自于自然资源的日渐减少、城市环境的日渐恶劣、人们生活需求日需提高的情况下, 故电动自行车的出现使之 成为人们为之风靡的产品。这不但是国内市场, 国外市场亦是; 公 司的网站以及公司注册在阿里巴巴的网站, 外商的访问率居高不下, 良好的市场前景为电动车行业带来前所未有的机遇和挑战。 当前, 公司引用人才, 布好棋局, 提炼公司核心价值, 提高自身的竞 争力。在产品质量管理、新产品开发、营销策略制定等都充分地体现公司”做大、做强”的定位需求, 故公司并驾国内销售、国际 贸易两条轨道, 把A公司在电动车行业耸立起来。 ( 四) 产品优势 低噪音、高效率、驱动力矩大、无火花换向 ( 五) 市场现状 的浙江电动车市场, 由于绿源、小飞哥、欧豹、以人等国产厂
双轮自平衡车设计报告
双轮自平衡车设计报告 学院………….......... 班级…………………… 姓名………………..手机号…………………..姓名………………..手机号…………………..姓名………………..手机号…………………..
目录 一、双轮自平衡车原理 二、总体方案 三、电路和程序设计 四、算法分析及参数确定过程
一.双轮自平衡车原理 1.控制小车平衡的直观经验来自于人们日常生活经验。一般的人通过简单练习就可以让一个直木棒在手 指尖上保持直立。这需要两个条件：一个是托着木棒的手掌可以移动；另一个是眼睛可以观察到木棒的倾斜角度和倾斜趋势（角速度）。通过手掌移动抵消木棒的倾斜角度和趋势，从而保持木棒的直立。这两个条 件缺一不可，让木棒保持平衡的过程实际上就是控制中的负反馈控制。 图1 木棒控制原理图 2.小车的平衡和上面保持木棒平衡相比，要简单一些。因为小车是在一维上面保持平衡的，理想状态下，小车只需沿着轮胎方向前后移动保持平衡即可。 图2 平衡小车的三种状态 3.根据图2所示的平衡小车的三种状态，我们把小车偏离平衡位置的角度作为偏差；我们的目标是通过 负反馈控制，让这个偏差接近于零。用比较通俗的话描述就是：小车往前倾时车轮要往前运动，小车往后倾时车轮要往后运动，让小车保持平衡。 4.下面我们分析一下单摆模型，如图4所示。在重力作用下，单摆受到和角度成正比，运动方向相反的回复力。而且在空气中运动的单摆，由于受到空气的阻尼力，单摆最终会停止在垂直平衡位置。空气的阻尼力与单摆运动速度成正比，方向相反。 图4 单摆及其运动曲线
类比到我们的平衡小车，为了让小车能静止在平衡位置附近，我们不仅需要在电机上施加和倾角成正比的回复力，还需要增加和角速度成正比的阻尼力，阻尼力与运动方向相反。 5 平衡小车直立控制原理图 5.根据上面的分析，我们还可以总结得到一些调试的技巧：比例控制是引入了回复力；微分控制是引入了阻尼力，微分系数与转动惯量有关。 在小车质量一定的情况下，重心位置增高，因为需要的回复力减小，所以比例控制系数下降；转动惯量变大，所以微分控制系数增大。在小车重心位置一定的情况下，质量增大，因为需要的回复力增大，比例控制系数增大；转动惯量变大，所以微分控制系数增大。 二.总体方案 ■小车总框图
两轮自平衡车
两轮自平衡车 算法：和大家的一样，一个倾角环，一个车速环。取得角度、角速度、车速、车位移四个量后经过运算送给PWM驱动电机。 硬件： 主控：atmega16； 角度传感器：角速度传感器(陀螺仪)ENC-03MB(直接接AD输入，未加硬件滤波)、加速度传感器MMA7260，二者kalman融合取得角度、角速度。PS：抄zlstone的，呵呵。 电机速度传感器：每个电机两个霍尔传感器（AB相）。 电机：型号不清楚，很常见的减速电机。额定电压6V，功率3W。 电机驱动:L298N 电源：变压器整流桥那种普通电源，几块钱一个。两个，电机、MCU分开供电。电机电源电压打到最高不接电机时15V多，接了电机5V多，汗。。 显示器：LCD1602B 遥控：电视红外遥控器
引用图片 (原文件名:20110110_0104.jpg) 引用图片 源代码WINAVR20100110+AVRStudio4.18ourdev_610434C8FD1C.rar(文件大小:104K)(原文件名:Balance.rar)原理图： atmega16最小系统版ourdev_610214M89OEI.pdf(文件大小:30K)(原文件名:M16迷你板电路图.pdf)
上位机，带波形、数据显示ourdev_610318TY8G24.rar(文件大小:48K)(原文件名:串口调试.rar) 车速未滤波之前波形(原文件名:车速未滤波之前波形.JPG)
车速10Hz低通滤波后波形(原文件名:车速10Hz低通滤波后波形.JPG) 视频在这里https://www.wendangku.net/doc/671475791.html,/v_show/id_XMjM1OTQ3NzU2.html 现在还不是很稳，我想有两个原因，一个是参数没调到最佳，调了好久，先这样吧。再有就是电源太烂了，电机是额定6V的可实际电压空载的时候才打到5伏多一点，在平衡的时候没测，肯定更低了。 陀螺仪ENC-03是直接接AD输入端的，因为按照datasheet上边的参考电路有过冲问题，这个问题有个帖子已经讨论过，很多人都是 围绕怎么补救这个问题，我来算一下为什么这样子，呵呵~如下： 高通滤波脉冲响应(原文件名:QQ截图未命名.jpg) 因为有这个问题，会给倾角数据造成影响，所以我就去掉了滤波，直接接到AD。这样1deg/s有0.67mv，10位AD参考电压是3.36V，最小才能测到3.28mv，小于4.8deg时就测不到了。本来担心这个问题，但试了下KALMAN滤波，真是强啊！角度很精确，就这么用了。 车体研究了好久，没有用钢化玻璃的设备，就一直没动工。有天去打水突然看到旁边有个大的三合板，呵呵，于是乎。。