关键词：直立环 速度环 方向环 卡尔曼滤波 姿态解算 

摘要：本论文主要介绍了一款以Kinetis系列的32位单片机MK60Z256VLL4为中心微控制单元智能平衡车的设计。本平衡车使用到GPIO、ADC模数转换、PIT定时器、外部中断、PWM、I2C和UART串口等外设。主要完成三个闭环控制的设计和调试:直立环以加速度计MMA8451Q和陀螺仪ENC-03作为姿态检测传感器,使用卡尔曼滤波姿态解算和PD控制器;速度环以增量式编码器作为测速传感器,使用阶梯滤波速度解算和纯P控制器;方向环以10mH的线圈作为摄像头传感器检测赛道下方的交变电流,使用线圈电压的差和比位置解算和分段PD控制器。同时也要设计必不可少的人机交互功能,如OLED显示配合红外遥控调试。最终设计出稳定行驶并能适应各种类型赛道的直立平衡小车。

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