胡雄风

摘要：风力摆控制系统主要由单片机STM32F系统控制模块、电机驱动模块、风机姿态采集模块MPU6050、小型轴流风机摆动模块、电源模块、人机交互系统组成。本系统实现了风力摆在仅受直流风机动力在特定时间内完成快速起摆、画线、恢复静止，并能准确画圆，且受风力影响后能够快速恢复画圆状态，具有很好的线性特征。

关键词：PID算法；STM32单片机；L298N驱动；MPU6050；三维角度传感器

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）05-0190-02

Abstract：This topic is to design control system of wind pendulum， mainly by the STM32F microcontroller ，system control module， motor drive module， acquisition module of fan attitude data ， small axial flow fan oscillating module， power supply module， human-computer interaction system. This system realizes drawing a line， resting again within a specified time by only DC fan power ， and can accurately draw a circle， and fast recovery of the circle after the influence of the wind ，which has a good linear structure.

Key words： PID algorithm； STM32 microcontroller； L298N driver； MPU6050； three-dimensional angle sensor

现代社会中依靠风力驱动的装置已经越来越普遍，在新能源行业有这广泛的应用，而最常用的是对风力进行自行控制。由于风力摆动具有不稳定性、非线性、时变性的特点，所以风力控制系统则成了风力摆动装置的重要组成部分。

1 设计要求

本课题对技术参数及指标有如下要求：

1）采用锂电池作为供电系统，L298N芯片作为驱动模块，采用MPU6050角度传感器作为角度采集模块，利用STM32F4单片机作为系统控制模块；

2）流风机在15s内做自由摆运动，直线摆动距离不低于50cm，误差小于±2.5cm；

3）从静止状态开始，在15s内完成规定幅度的可控摆动，能够画出长度在300～600mm内，且长度误差效益±2.5cm，且重复性达到要求；

4）摆动方向可手动设定，风力摆可以从静止状态开始，15s内完成预先设置的方向摆动，能够画出大于 20cm 的直线段；

5）手动将风力摆拉起一定角度（30°～45°）并放开，5s 内可以使风力摆通过制动达到静止状态。

2 系统方案论证与选择

2.1风力摆运动模块

方案一：采用两只小型直流风机背面相靠反向的粘在PVC塑料杆上作为动力系统，通过调节两只直流风机的转速来使得风力摆运动。……