开题报告-基于51单片机的两轮自平衡小车设计.docx

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1、徐M工程尊院毕业设计附本基于51单片机的两轮自平衡小车设计DESIGN OF TWO-WHEEL SELF-BALANCINGVEHICLE BASED ON 51 SCM学生姓名12机电1班机电工程学院机械电子工程班级学号学院名称专业名称指导教师2016年 5月 30日1毕业设计（论文）课题申报表12毕业设计（论文）任务书23毕业设计（论文）开题报告54毕业设计（论文）进度记录表105毕业设计（论文）指导手册116毕业设计（论文）中期情况检查表167毕业设计（论文）指导教师评阅表178毕业设计（论文）评阅表189毕业设计（论文）答辩及综合成绩评定表1910外文翻译20徐州工程学院毕业设计（论

2、文）课题申报表指导教师XXX职称讲师教研室机械电子工程申报课题名称基于51单片机的两轮自平衡小车设计课题类型工程设计类课题来源B.社会生产实践课题简介两轮自平衡小车是一种具有自平衡能力的新型轮式车，它通过检测车体倾斜角度，利用平衡原理，控制左右电机使车身前进或后退，实现车体的动态平衡，具有适应性强、灵活便捷、绿色节能等优势。课题要求（包括所具备的条件）1、具备机械原理、传感器技术、单片机等相关知识。2、会使用 AutoCAD、Keil、Altium Designer 等软件。3、具备一定的硬件接口设计能力和软件编程能力。课题工作量要求1、外文文献翻译（4000字以上）；2、毕业设计说明书（20

3、000字以上）；3、毕业答辩图纸（1张A0图纸）教研室审定意见同意室主任签字：学院审定意见同意教学院长签字：徐州工程学院毕业设计（论文）任务书发任务书日期:2016年3月4日学院（系）：机电工程学院专 业:机械电子工程学生姓名:XXX学 号:XXXXXX设计（论文）题目：起迄日期:指导教师:教研室主任:基于51单片机的两轮自平衡小车设计年 月 日年 月曰XXX毕业设计（论 文）任务书1 .毕业设计的背景：随着机器人学和伺服技术的发展，两轮自平衡小车是一种具有自平衡能力的新型轮式车，它通过检测车体倾斜角度，利用平衡原理，控制左右电机使车身前进或后退，实现车体的动态平衡，具有适应性强、灵活便捷、绿

4、色节能等优势。2 .毕业设计（论文）的内容和要求：能力要求：1、具备机械原理、传感器技术、单片机等相关知识。2、会使用AutoCAD、Keil、Altium Designer等软件。3、具备一定的硬件接口设计能力、PCB制版能力和软件编程能力。工作量要求：1、外文文献翻译（4000字以上）；2、毕业设计说明书（20000字以上）；3、毕业答辩图纸（1张A0图纸）设计内容：（1） 了解自平衡车系统的基本原理。（2）查阅资料，确定系统总体设计方案。（3）硬件系统设计：MCU选型、姿态检测电路设计、驱动电路设计等。（4）软件系统设计： 单片机控制程序设计和调试功能要求：通过电机加速度控制实现小车直立

5、稳定，通过电机速度控制，实现小车恒速运行和静止，通过电机差速控制，可以实现小车方向控制。3 .主要参考文献：1谢正侠.两轮自平衡电动车控制系统的设计与研究D.华东交通大学，2015.2刘二林，姜香菊.基于PD算法的两轮自平衡车直立控制J.自动化与仪器仪表，2015,01:203-206.3赖义汉，王凯.基于MPU6050的双轮平衡车控制系统设计J.河南工程学院学报（自然科学版），2014, 01:53-57.陈业伟,刘海刚,项华珍,邹治方,欧翘.两轮自平衡小车控制系统的设计J.微型机与应用，2014, 11:19-21+25.5周牡丹,康恺,蔡普郎,黄天健.两轮自平衡车控制系统的设计与实现J.

6、自动化技术与应用，2014, 10:4-8.6赵智.基于STM32的二轮自平衡电动车系统研制D.华中师范大学,2013.7李斌斌.一种两轮自平衡移动平台的设计与实现D.华南理工大学,2013.8丁磊.基于16位单片机MC9s12XS128的两轮自平衡智能车的系统研究与开发D .长安大学,2013.9李荣伟，李鑫，孙传开,张冬林，江振峰.两轮自平衡小车的设计J.常熟理工学院学报,2012, 10:70-75.10张志强.基于STM32的双轮平衡车J.电子设计工程,2011, 13:103-106.11梁文宇,周惠兴,曹荣敏,赵凯,蒋利兵,文华强.双轮载人自平衡控制系统研究综述J.控制工程，201

7、0, S2:139-144+190.4 .毕业设计（论文）进度计划（以周为单位）：12周了解设计基本要求，查阅相关资料，完成开题报告和翻译3-4周熟悉两轮自平衡车的基本工作原理，整理资料进行总体方案设计5-7周硬件系统设计8T0周 软件控制系统设计11-12周撰写毕业论文13周答辩教研室审查意见：室主任签名： 年 月 日学院审查意见：教学院长签名： 年 月 日徐州工程学院毕业设计（论文）开题报告课题名称:基于51单片机的两轮自平衡小车设计学生姓名:XXX学号:XXXXXX指导教师:所在学院:专业名称:XXX机电工程学院机械电子工程说明1 .根据徐州工程学院毕业设计（论文）管理规定，学生必须撰写

8、毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，学院教学院长批准后实施。2 .开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3 .毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4 .本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5 .课题类型填：工程设计类；理论研究类；应用（实验）研究类；软件设计类；其

9、它。6 .课题来源填：教师科研；社会生产实践；教学；其它毕业设计（论文）开题报告课题基于51单片机的两轮自平衡小车设计名称课题社会生产实践课题类型 工程设计类来源|1 .选题的背景及意义：机器人是一种自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。其应用场合很广，例如生产业、建筑业，或是危险的工作场合，用以协助或取代人类工作的工作。两轮自平衡小车是一种具有自平衡能力的新型轮式机器人，可实现载人或载物运动时车体的动态平衡。其应用场合很广，例如可作为载人行驶的代步工具、货物运输等。两轮自平衡小车的平衡原理源自倒立摆模型，通过检测车

10、体倾斜角度，利用平衡原理，控制左右电机使车身前进或后退，克服重心偏移现象，实现车体的动态平衡。其具有适应性强、灵活便捷、绿色节能等优势。本次的两轮平衡小车的设计，旨在实现在51单片机的控制下，两轮平衡小车能够自动调整姿态以实现动态平衡。2 .研究内容拟解决的主要问题：1）查阅研究两轮平衡车相关资料,确定平衡车的整体方案；2）研究两轮平衡车的工作原理，确定两轮平衡车的机械结构；3）研究51单片机的控制原理，传感器及驱动器技术等，设计两轮平衡车控制系统硬件电路；4）两轮平衡车系统软件的设计；5）研究电路制版技术和相关软件，完成系统硬件电路原理图的绘制。3 .研究方法技术路线：1）确定设计的总方案，

11、其控制系统由控制核心核CU）模块、姿态传感器模块、电源模块、电机驱动模块、车速检测模块；2）理解两轮平衡车的平衡和控制原理，确定其主要机械结构，包括动力装置、车身等，主要零件有车轮、直流电机、联轴器、电机支座等;3）所涉及的传感器有姿态传感器，可选择MPU6050；测速传感器可选择编码盘及霍尔传感器组成的测速传感器；电机驱动电路核心元件选择TB6612FNG驱动芯片，其可同时对两个直流电机实现控制。理解单片机和传感器及驱动器接口技术原理，设计两轮平衡车控制系统的硬件电路；4）查阅相关文献，理解两轮平衡车的PID控制算法原理，设计合理的控制算法，应用其对小车的平衡、速度及方向进行控制；4 .研究

12、的总体安排和进度计划：第1至1 2周查询课题所涉及的相关资料，了解设计基本要求，完成开题报告和翻译。第3到4周 熟悉两轮自平衡车的基本结构和工作原理，整理资料进行总体方案设计。第5到7周 机械结构及控制系统设计。第8到10周第11至I12周软件程序设计。撰写毕业论文。第13周毕业答辩。5 .主要参考文献：1谢正侠.两轮自平衡电动车控制系统的设计与研究D.华东交通大学，2015.2刘二林，姜香菊.基于PD算法的两轮自平衡车直立控制J.自动化与仪器仪表，2015,01:203-206.3赖义汉，王凯.基于MPU6050的双轮平衡车控制系统设计J.河南工程学院学报（自然科学版），2014, 01:5

13、3-57.4范呈强.两轮同轴自动平衡载人下车D:硕士学位论文,北京：北京师范大学，2007.赵智.基于STM32的二轮自平衡电动车系统研制D.华中师范大学,2013.俞晓峰.基于DSP的两轮自平衡小车的设计与研究D.太原理工大学，2012.7秦剑.两轮自平衡车的制作J.电子制作,2011, 01:9-11.8张培仁，屠运武，张先舟,等.自平衡两轮电动车：中国，1502513AP. 2004-6-9.指导教师意见：指导教师签名： 年 月 日教研室意见：通过，同意开题教研室主任签名： 年 月 日学院意见：教学院长签名： 年 月 日毕业设计（论文）进度记录表第12周主要完成工作：指导教师意见第34周主要完成工作：第56周主要完成工作：第78周主要完成工作：第910周主要完成工作：第1112周主要完成工作：第1314周主要完成工作：徐州工程学院毕业设计（论文）指导手册设计（论文）题目： 基于51单片机的两轮自平衡小车设计学生姓名XXX学号 XXXXXX年 级 12机电1 专业（全称）机械电子工程指导教师XXX所在学院机电工程学院毕业设计（论文）指导记录第一次指导记录:指导地点年 月 日第二次指导记录:指导地点年 月 日第三次指导记录:指导地点年 月 日第四次指导记录：指导地点年月日第五次指导记录：指导地点_年月H第六次指导记录：指导地点_年