双轮平衡小车

项目地址

https://github.com/we-worker/Balance_car

设备材料：

• STM32F103RCT6 --主控芯片
• MPU6050 --6轴姿态传感器
• L298N --电机驱动芯片
• GM37-520 *2 -- 霍尔直流减速电机
• 0.72寸oled --屏幕
• 充电宝&3.7v升压模块 --供电

思路设计：

不同点

此项目完全使用hal库开发，每一个原件的控制基本都要改写。

踩坑点：

• 一开始没用过STM32CubeMX，忘记配置debug，所以导致一写入程序，stm32就“废了”，需要通过更改boot其他启动方式才能下载程序。我一开始不知道，以为真坏了，又买了一个，又坏了，又买了一个导致最后买了近150元。
• oled显示的巨大延迟。这个问题导致我荒废消沉了好几天，pid怎么调都调不好。最后怀疑是oled显示导致各种姿态数据读取不及时，电机调节滞后，把oled显示的注释掉之后，果然出来了，哭死，太痛苦了。
• MPU6050的hal库移植真的麻烦，踩坑踩在了mpu6050的设备地址。

PID

这里的PID我只做直立部分，如果需要转弯的话，也是需要一个转向pid的。

直立环PD

直立环只使用了P和D

int balance(float Angle,float Gyro,float kp,float kd)
{  
   float Bias;
	 int balance;
	 Bias=Angle-0;       // Angle减几就是平衡到哪个角度
	 balance=kp*Bias+Gyro*kd;   
	 return balance;
}

速度环PI

int velocity(int encoder_left,int encoder_right,float velocity_KP,float velocity_KI)
{  
    static float Velocity,Encoder_Least,Encoder,Movement = 0;
    static float Encoder_Integral;
    //=============speed PI controller=======================//	
    Encoder_Least =(MotorSpeed1+MotorSpeed2)-0;                   
    Encoder *= 0.8;		                                               
    Encoder += Encoder_Least*0.2;	                                 
    Encoder_Integral +=Encoder;                                       
    Encoder_Integral=Encoder_Integral-Movement;                       
    if(Encoder_Integral>1500)  	
        Encoder_Integral=1500;             //intergral limit
    if(Encoder_Integral<-1500)		
        Encoder_Integral=-1500;            //intergral limit
    Velocity=Encoder*velocity_KP+Encoder_Integral*velocity_KI;        
    if(mpu_pose_msg.pitch<-30	||mpu_pose_msg.pitch>30) 			
        Encoder_Integral=0;     		  //clean intergral if motor close
    return -Velocity;
}

成品展示

改进点

• 转向pid
• 直立pid优化
• 充电宝输出功率不太稳导致电机急速改变转速会直接断电源重启