一种倒立摆控制电路制造技术

本技术属于倒立摆控制技术领域，尤其涉及一种倒立摆控制电路。该种倒立摆控制电路通过对倒立摆姿态的检测以及数据采集，而后通过对与倒立摆相配套的直流有刷电机的驱动调整，可以实现对倒立摆的精确控制，其电路结构简单紧凑，使用效果可靠，为协助技术人员实现对倒立摆的控制研究提供了强有力的技术支持。该种倒立摆控制电路包括有：ARM微控制器、姿态检测模块、直流电机驱动模块以及通讯模块；姿态检测模块由姿态传感器与姿态数据传输接口构成；姿态传感器安装在倒立摆的摆杆上，用于采集倒立摆的姿态数据；直流电机驱动模块用于驱动控制与倒立摆相配套的直流有刷电机；通讯模块用于建立ARM微控制器与外接设备的通讯互联。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于倒立摆控制，尤其涉及一种倒立摆控制电路。

技术介绍

1、倒立摆作为一种典型的多变量、高阶次、非线性、强耦合、自然不稳定系统，其稳定控制过程是控制理论和实际应用中的一项典型问题，可以用于反映控制理论中的诸多问题，如非线性问题、鲁棒性问题、随动问题、镇定、跟踪问题等等。因此，对倒立摆控制的研究十分有必要。

2、然而由于倒立摆系统其不稳定、不易控制的特性，因此对倒立摆控制电路提出了较高的控制要求，如何设置控制系统以实现对倒立摆的精确控制，例如对其起摆、倒立等稳定控制，成为了本领域技术人员亟待解决的一项技术难题。

技术实现思路

1、本技术提供了一种倒立摆控制电路，该种控制电路结构简单紧凑，使用方便，可以实现对倒立摆的精确控制。

2、为解决上述技术问题，本技术采用了如下技术方案：

3、一种倒立摆控制电路，包括有：arm微控制器、姿态检测模块、直流电机驱动模块以及通讯模块；

4、其中，所述姿态检测模块由姿态传感器与姿态数据传输接口构成；姿态传感器安装在倒立摆的摆杆上，用于采集倒立摆的姿态数据；

5、所述直流电机驱动模块用于驱动控制与倒立摆相配套的直流有刷电机；

6、所述通讯模块用于建立arm微控制器与倒立摆控制电路外的外接设备的通讯互联。

7、较为优选的，所述arm微控制器选用型号为stm32f103c8t6的芯片；

8、其中，芯片型号为stm32f103c8t6的arm微控制器的vdd引脚接+3.3v直流电压，芯片型号为stm32f103c8t6的arm微控制器的vss引脚接地，芯片型号为stm32f103c8t6的arm微控制器的osc_in引脚与osc_out引脚之间还设置有8mhz/16pf的晶体振荡器。

9、较为优选的，所述姿态传感器选用芯片型号为mpu6050的9轴运动处理传感器；所述姿态数据传输接口选择具有6路引脚的header接插件；

10、通过iic总线，姿态数据传输接口与姿态传感器之间建立通讯连接，用以读取姿态传感器所采集三轴重力加速度数据以及三轴角速度数据。

11、较为优选的，所述直流电机驱动模块选用型号为tb6612fng的芯片；

12、其中，芯片型号为tb6612fng的直流电机驱动模块的pwma引脚与芯片型号为stm32f103c8t6的arm微控制器的pb0引脚相连接；芯片型号为tb6612fng的直流电机驱动模块的ain1引脚与芯片型号为stm32f103c8t6的arm微控制器的pb14引脚相连接；芯片型号为tb6612fng的直流电机驱动模块的ain2引脚与芯片型号为stm32f103c8t6的arm微控制器的pb15引脚相连接；

13、芯片型号为tb6612fng的直流电机驱动模块的ao1引脚与直流有刷电机的正极连接；芯片型号为tb6612fng的直流电机驱动模块的ao2引脚与直流有刷电机的负极连接；

14、芯片型号为tb6612fng的直流电机驱动模块的vm1、vm2、vm3引脚均接+12v直流电压；芯片型号为tb6612fng的直流电机驱动模块的vcc引脚接+5v直流电压；芯片型号为tb6612fng的直流电机驱动模块的gnd引脚接地。

15、较为优选的，所述通讯模块选用型号为ch340g的芯片；

16、其中，芯片型号为ch340g的通讯模块的txd引脚与芯片型号为stm32f103c8t6的arm微控制器的pa10引脚相连接；芯片型号为ch340g的通讯模块的rxd引脚与芯片型号为stm32f103c8t6的arm微控制器的pa9引脚相连接；

17、芯片型号为ch340g的通讯模块的d+引脚与通信接口j3的3引脚连接；芯片型号为ch340g的通讯模块的d-引脚与通信接口j3的4引脚连接；芯片型号为ch340g的通讯模块的vcc引脚与+5v直流电压连接；芯片型号为ch340g的通讯模块的gnd引脚与地连接。

18、较为优选的，还包括有：供电模块；

19、所述供电模块用于将输入的220v交流电压转换为输出的+12v、+5v、+3.3v直流电压。

20、本技术提供了一种倒立摆控制电路，该种倒立摆控制电路包括有：arm微控制器、姿态检测模块、直流电机驱动模块以及通讯模块；其中，姿态检测模块由姿态传感器与姿态数据传输接口构成；姿态传感器安装在倒立摆的摆杆上，用于采集倒立摆的姿态数据；直流电机驱动模块用于驱动控制与倒立摆相配套的直流有刷电机；通讯模块用于建立arm微控制器与倒立摆控制电路外的外接设备的通讯互联。具有上述结构特征的一种倒立摆控制电路，该种倒立摆控制电路通过对倒立摆姿态的检测以及数据采集，而后通过对与倒立摆相配套的直流有刷电机的驱动调整，可以实现对倒立摆的精确控制，其电路结构简单紧凑，使用效果可靠，为协助技术人员实现对倒立摆的控制研究提供了强有力的技术支持。

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【技术保护点】

1.一种倒立摆控制电路，其特征在于，包括有：ARM微控制器、姿态检测模块、直流电机驱动模块以及通讯模块；

2.根据权利要求1所述的一种倒立摆控制电路，其特征在于，所述ARM微控制器选用型号为STM32F103C8T6的芯片；

3.根据权利要求1所述的一种倒立摆控制电路，其特征在于，所述姿态传感器选用芯片型号为MPU6050的9轴运动处理传感器；所述姿态数据传输接口选择具有6路引脚的Header接插件；

4.根据权利要求1所述的一种倒立摆控制电路，其特征在于，所述直流电机驱动模块选用型号为TB6612FNG的芯片；

5.根据权利要求1所述的一种倒立摆控制电路，其特征在于，所述通讯模块选用型号为CH340G的芯片；

6.根据权利要求1所述的一种倒立摆控制电路，其特征在于，还包括有：供电模块；

【技术特征摘要】

1.一种倒立摆控制电路，其特征在于，包括有：arm微控制器、姿态检测模块、直流电机驱动模块以及通讯模块；

2.根据权利要求1所述的一种倒立摆控制电路，其特征在于，所述arm微控制器选用型号为stm32f103c8t6的芯片；

3.根据权利要求1所述的一种倒立摆控制电路，其特征在于，所述姿态传感器选用芯片型号为mpu6050的9轴运动处理传感器；所述姿态...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宁，
申请(专利权)人：山东石油化工学院，
类型：新型
国别省市：