王 辉, 于立君, 董泽全, 王正安

(哈尔滨工程大学 自动化学院, 黑龙江 哈尔滨 150001)

基于STM32的循迹平衡小车实验教学平台研究

王 辉, 于立君, 董泽全, 王正安

(哈尔滨工程大学 自动化学院, 黑龙江 哈尔滨 150001)

开发了一套基于STM32单片机的实验教学平台。该平台由电机、姿态传感器、摄像头硬件架构及STM32单片机最小系统、PID控制算法、互补滤波算法和上位机软件组成。该平台能够仿真上位机算法并选择最佳运动状态的PID和互补滤波参数,由STM32单片机产生控制信号驱动小车循迹和避障,上位机实时显示相关参数、平衡状态和运动状态。学生能够在平台中独立完成对PID控制算法计算和互补滤波算法参数调试。

循迹小车； 实验教学平台； PID控制； STM32

STM32单片机[1]是一种课程实验教学中常用的控制器,也是入门级的嵌入式芯片。STM32具有高性能、低成本、低功耗的优点,在教学中具有很好的实用性,可根据实验项目要求灵活地设计外围框架,构成一个控制系统。

笔者在“创新认知与实践”课程教学中,为了让学生加深对STM32单片机的理解,更多地动手进行实验,研发了基于STM32的循迹平衡小车实验教学平台[2-4]。该平台利用电机驱动小车,使小车保持平衡并沿着指定路线行驶；利用LabVIEW开发工具设计上位机[5],实现下位机参数的接收和实时显示。该平台有键入可变参数的功能,学生通过键入各种参数,可实时对比窗口化人机界面中显示的互补滤波算法的滤波效果、摄像头的识别效果和实际运行中小车的平衡效果[6]。……