针对电动独轮车的载人自平衡功能,建立电动独轮车控制系统,设计控制系统的硬件和软件。硬件部分主要由以STM32单片机为核心的控制系统、MPU6050姿态感知系统、电机驱动系统和直流无刷电机等模块组成。软件部分是在KEIL软件平台下采用C语言编写程序,主要实现对采集到的姿态数据进行卡尔曼滤波处理、PID控制算法以及电机驱动等功能。研究结果表明,电动独轮车具有较好的载人自平衡效果。为微分常数，Ｔ为釆样周期。对电动独轮车系统进行建模及推导，可得ＰＷＭ输出与最终角度和角速度的反馈关系如下：系统程序设计系统程序需要在定时器周期１０ｍｓ内完成角度和角速度采集、计算、卡尔曼滤波等，并在定时器周期内完成ＰＩＤ控制算法并发送ＰＷＭ，本设计在１ｓ中完成１００次姿态运算，实验证明此时间周期可行，程序流程图如图６所示。４实验及结果分析４．１自平衡实验对独轮车进行自平衡实验，控制系统设计-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港液压滚圆机滚弧机折弯机由图７可知，独轮车初始倾角为１０°左右，启动独轮车，经过１．２ｓ，独轮车基本恢复平衡状态。４．２阶跃干扰冲击实验对独轮车进行阶跃干扰冲击实验。由图８可知，独轮图６程序流程图图７独轮车自平衡实验波形车在１．１ｓ时进入动态平衡状态，在１．５ｓ时用手对独轮车施加外力进行阶跃干扰，经过１．０ｓ，即在２．５ｓ时独轮车基本恢复平衡状态本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/ 。图８独轮车阶跃干扰冲击实验结语本文完成了电动独轮车系统从整个硬件系统８１ 以通过采集按钮采集被监护人当前的心率状态及血氧饱和度状态，利用ｉｅｗ显示心率及血氧饱和度数据。智能手机ＡＰＰ界面如图７所示。图７智能手机ＡＰＰ界面４测试与结果本设计的测试主要分为两大部分：数据有效传输准确率的测试与计步检测及摔倒监测算法准确率的测试。数据的有效传输测试主要通过Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ传输计步及心率、血氧饱和度等历史数据，通过ＧＰＲＳ通信技术发送摔倒报警、心率异常报警或血氧饱和度异常报警短信。测试结果表明，在网络连接通畅的情况下，数据传输的准确性可达到１００％。算法准确率的测试主要分为计步检测算法、ＳＶＭ摔倒监测算法测试。计步检测主要是对人体运动量的直观显示，可以知道用户规划的运动目标。摔倒监测主要是检测人体是否受到危害的监测，因此漏报的危害性远大于虚警的危险性，因此本设计遵循“宁虚勿漏”的原则对ＳＶＭ算法进行不断测试与改进。笔者随机选取了３位测试者对计步检测算法与摔倒监测算法进行测试，测试结果如表２所列。表２计步检测算法与摔倒监测算法测试被测试者测试项目准确率Ａ计步检测９６．５％Ｂ计步检测９３．５％Ｃ计步检测９７．０％Ａ摔倒监测８７系统程序设计系统程序需要在定时器周期１０ｍｓ内完成角度和角速度采集、计算、卡尔曼滤波等，并在定时器周期内完成ＰＩＤ控制算法并发送ＰＷＭ，本设计在１ｓ中完成１００次姿态运算，实验证明此时间周期可行，程序流程图如图６所示。４实验及结果分析４．１自平衡实验对独轮车进行自平衡实验，由图７可知，独轮车初始倾角为１０°左右，启动独轮车，经过１．２ｓ，独轮车基本恢复平衡状态。４．２阶跃干扰冲击实验对独轮车进行阶跃干扰冲击实验。由图８可知，独轮图６程序流程图图７独轮车自平衡实验波形车在１．１ｓ时进入动态平衡状态，在１．５ｓ时用手对独轮车施加外力进行阶跃干扰，经过１．０ｓ，即在２．５ｓ时独轮车基本恢复平衡状态。图８独轮车阶跃干扰冲击实验结语本文完成了电动独轮车系统从整个硬件系统８１控制系统设计-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港液压滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/