电动车跷跷板制作心得

2019.4.14

能找到我这个渣渣写的文章的，应该都是来找资源的，中间是我做这个的经历，可以直接跳过，看最后的“注”部分。

前言

我目前是一名大二在校生，对32有了基本的理解和编程能力，这次是我们队准备电赛做的第一个题目，没有预先查找可行方案。
我们共做了三个方案，用时三周，经验非常欠缺。

方案综述

方案一：使用L298N驱动的直流电机，开环系统，直流电机就是你能想到的最垃圾的那种。
方案二：使用8050驱动的直流电机，闭环系统，直流电机为飞思卡尔电机。
方案三：使用A4988驱动的步进电机，开环。
以上三种均为stm32f104zet6芯片，使用6050陀螺仪，12864OLED显示。
陀螺仪仅使用了一个欧拉角，通过相对值进行判断倾斜角度，具体欧拉角选择与硬件安装有关。

方案一

遇到的问题：
如上述，最垃圾的直流电机，大到吓人的回差，当PWM占空比低于三分之一时迅速停转，并不存在低速状态。
解决方法：
回差没解决，要不也不会换方案。
控速方面，在PWM控速的基础上叠加了一个PWM，通过停转和相对低速转换的比例将速度降到需求速度，未使用PID。

程序底层不是我写的，我仅对算法及控诉部分进行更改，变量不知道干啥的没敢动，屏蔽部分代码可能与未屏蔽的存在逻辑冲突，且有部分相关逻辑已被删除，直接忽略即可，没时间整理。

方案二

遇到的问题：
电机太屌，高速状态呈线性，通过PID调节后可稳定在一个速度，但空转的时候达不到需求的低速，加负载后可通过调节达到。这电机在跷跷板反向的时候，若不给一个高占空比的反向PWM波，会刹不住车，于是我在这给PID打了个补丁，反向瞬间给高占空比PWM波进行刹车。PID还打了一堆补丁我忘了是啥了，反正最后调参数阶段我是快崩溃了，于是本程序卒。本来想重新写一个自调节比例系数的PID，原谅我太菜了，PID只学了一周，发呆了好久没有思路，这时候，第三个方案的车模给我搭出来了，于是我抛弃了这个程序，
解决方法：
没解决，留下了一堆没测试的半成品，没时间给我浪费弄这个了。
方案总结： 我觉得这个方案应给能完成，PID参数的更改是必须要有的，要不斜坡起步能慢到让人崩溃，或是中间低速时速度波动过大，当然，完不成也别来找我，就当我没说。
程序乱七八糟的没整理加一。

方案三

遇到的问题：
好像没啥问题，我们在做方案三的同时把跷跷板改了，把平衡点确定在轴与跷跷板接触的地方，而不是随着轴改变平衡点同时改变，并且增大了轴与跷跷板之间的摩擦力。
应用部分
A4988驱动是使用脉冲对步进电机进行控速，我用了32定时器的门控模式产生我想要的脉冲，脉冲产生的程序框架及数据来自网络资源，我进行了微调，把源程序的bug改正，然后就用的很舒服。门控模式我也是第一次接触，通过数据手册和看例程结合搞懂了。两个步进电机的脉冲我是通过同一个定时器产生，用两个通道输出，反正就是一模一样的。我使用的两个步进电机是同一型号同一批次，所以相同模式的步进角度也一样。
我的算法部分应用了硬件搭建的一个问题（应该是硬件的问题），车模陀螺仪返回值会有波动，同一角度的值会出现部分波动，以及初始化后数据会从一个正值缓慢恢复到校准值。稳压模块出了问题，供电貌似一直是6V超压，反正也没烧就没改，也有懒的原因。然后我就发现我原来的算法清除这个误差非常难，陀螺仪数据本身的波动已经超过了跷跷板移动时的波动，这时我发现，这平衡车只要速度够慢，一点点移到平衡点就好了，于是我找了找陀螺仪数据BUG的规律，重写了算法，利用了这个误差，成功达到目标。
本来想加上定时器来读秒计数的，鬼知道是硬件还是软件的问题，效果非常鬼畜，我也懒得排除了。
方案总结
第一次组队配合完成题目，配合的很渣，完全没有默契。

注

第一车模：MPU6050陀螺仪程序，对速度下限依然很高的直流电机降速方案
第二车模：陀螺仪加一，四线旋转编码器正交解码程序，PID调速程序（在主函数中，还带着一堆补丁）
第三车模：陀螺仪加二，用定时器的门控模式产生步进电机需求的脉冲程序及配置，步进电机控制的封装
均由12864OLED显示，可能还有别的，我想不起来了。程序都没有进行优化和整理！

注意：跷跷板的平衡点越稳定越容易平衡，平衡范围越大对算法要求越低。

链接：https://pan.baidu.com/s/1mrdrzvrvKVC1NgUZY39zeQ
提取码：vlm7

溜了溜了，不要喷我，萌新路过。

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电动车跷跷板制作心得

前言

方案综述

方案一

方案二

方案三

注

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