基于自由摆的平板控制系统，基于自由摆的平板控制系统电赛设计报告

基于自由摆的平板控制系统电赛设计报告

1.系统方案与技术路线

系统方案技术路线：本设计采用基于自由摆的平板控制系统，旨在实现对平板设备的精准控制。系统以微控制器为核心，通过传感器采集数据，实现平板设备的精确定位与平衡。

2.系统结构及方案描述

系统结构：系统主要由微控制器、传感器、执行器和电源组成。微控制器负责数据处理和指令输出，传感器用于采集平板设备的姿态和位置信息，执行器根据指令控制平板设备的运动。

方案描述：本系统采用ID控制算法，通过调节控制参数，实现对平板设备的精准定位和平衡。在实验过程中，通过调整ID参数，使平板设备在自由摆动过程中保持稳定。

3.设计与计算控制方法

控制方法描述：本设计采用ID控制算法，通过计算误差、微分和积分，实现对平板设备的控制。具体计算方法如下：

1.计算误差：误差=目标值-实际值

2.计算微分：微分=误差-上一时刻误差

3.计算积分：积分=积分+误差

参数计算：根据实验数据，通过试凑法确定K、Kd和Ki的值。实验结果表明，当K=2.0，Kd=0.5，Ki=1.0时，系统具有良好的控制效果。

4.电路与程序设计

系统组成：系统主要由微控制器、传感器、执行器和电源组成。微控制器选用STM32F103系列，传感器选用MU6050，执行器选用伺服电机。

原理框图：系统原理框图如图1所示。

各部分电路图：各部分电路图如下：

1.微控制器电路图

2.传感器电路图

5.系统软件设计与流程图

软件设计：系统软件采用C语言编写，主要实现以下功能：

1.传感器数据采集

2.ID控制算法

3.执行器控制

流程图：系统流程图如图2所示。

6.测试方案与测试结果

测试方案：本设计对系统进行以下测试：

1.平板设备定位精度测试

2.平板设备平衡性能测试

测试结果：测试结果表明，本系统在定位精度、平衡性能和稳定性方面均达到预期目标。

小编介绍了基于自由摆的平板控制系统电赛设计报告。通过对系统方案、技术路线、设计与计算方法、电路与程序设计、测试方案等方面的详细介绍，展示了本设计的实现过程。实验结果表明，本系统具有良好的控制效果，为平板设备的精准控制提供了有效途径。