做的高性能两轮平衡小车 大负载
本帖最后由 xuyang1234 于 2014-3-16 01:58 编辑在做小车的时候也能得到很多的快乐。这个小车采用的是飞思卡尔公司16位中档的单片机,性能优越,工作频率高达80MHZ,IO口数量丰富,姿态传感器采用的当前比较流行MPU6050,当然stm32,arduino也可以做,小车的程序可以移植到相应的单片机上, 在这里我和大家分享一下做小车的体会,不知道对不对(希望高手大神指正)做小车个人觉得,电机的选择是重要的, 电机的性能直接决定小车的性能,优越的电机可以使您在调试当中减去很多事情,之前选择过多种电机来做小车,最终选择的是一款超霸道的电机,该电机是直流减速电机,减速比1:30,低静音,扭矩大,效率高,电机基本没有虚位,尾部带有高速4脚霍尔芯片,配合平面16磁极的磁铁,车轮单圈输出8*30=240个脉冲,配合速度环,小车可以静止在一点,小车的性能就显得更好(现在我用的是更换了测速,采用光栅测速单圈输出4200个AB相脉冲)。电机驱动采用的是 TB6612FNG 电机驱动模块,该驱动和电机配合,的性能就不多说了。
之前用的测速传感器
现在用的测速传感器
小车整个布局
小车视频优酷链接:
麻烦复制下连接,新手等级低! youku.com/v_show/id_XNjU1NDQ1NTUy.html
小车源程序:希望对新人有帮助!!!!
不错 本帖最后由 xuyang1234 于 2014-3-16 09:23 编辑
{:handshake:} 大神啊,受我一拜 膜拜中{:smile:}{:smile:} 不做定一下 需要其他的资料,我会一一上传的各位,祝大家学习工作愉快{:smile:} {:smile:} 小车的性能看上去巨屌,我是来学习LZ的滤波算法的。谢谢LZ的开源资料,膜拜膜拜!!!{:handshake:} 多谢楼主分享 求电机的具体参数 很不错 牛 小车电机参数,程序里应该有的 mpu6050 资料
电机驱动资料
电机参数
参数整定
牛人,我做了个自平衡小车车体,用STC15F2K60S2控制,程序不会移植还在那闲着呢佩服楼主的能力,会程序的就是高啊 不错,顶楼主{:lol:} 小车非常稳啊{:lol:} 看了视频,效果很棒啊。 比我的好{:lol:},不错 赞楼主资料,赞楼主开源精神! 屌爆了 谢谢开源 谢谢分享!!! rantingting 发表于 2014-3-18 20:02
比我的好,不错
朋友你好,我是看了你的程序,写的,只是硬件比你的要好一点,当时看你做的视频背景音乐挺喜欢的{:smile:} {:smile:} 下载顶帖 厉害,顶顶,我做的一直在打抖{:sweat:} xuyang1234 发表于 2014-3-18 21:17
朋友你好,我是看了你的程序,写的,只是硬件比你的要好一点,当时看你做的视频背景音乐挺喜欢的{:smile: ...
选了好久的音乐……{:smile:} 感谢楼主{:victory:} rantingting 发表于 2014-3-18 23:26
选了好久的音乐……
非常有感觉啊! 楼主辛苦了,谢谢分享! 再上传一个视频给大家:视频链接:youku.com/v_show/id_XNjg3NDkzOTMy.html
敢问楼主电机哪里买的,能否发给链接,我正筹备着做 绝版彬仔 发表于 2014-3-21 23:35
敢问楼主电机哪里买的,能否发给链接,我正筹备着做
程序里最上方有链接啊,碉堡电机 楼主不仅是个技术牛,还是生意牛哦,呵呵,mark,收藏了 说不定仿制一个{:biggrin:} 楼主,滤波出来的波形要怎么样才算做好呢?还有啊,卡尔曼滤波的参数要怎么调整呢?我试着调整了几次参数,感觉出来的波形都一样啊 楼主,我用的5A60,卡尔曼程序和PID程序也是参照 ran大神的。目前还没加编码器,怎么调PID也站不住,是没有速度环的原因吗? qrytian 发表于 2014-3-23 08:51
楼主,我用的5A60,卡尔曼程序和PID程序也是参照 ran大神的。目前还没加编码器,怎么调PID也站不住,是 ...
加速度环会好很多 xuyang1234 发表于 2014-3-23 11:13
加速度环会好很多
我的滤波出来后的数据总是在一个小范围内波动,不超前也不滞后,就是幅度小,有关系吗? 佩服!佩服! qrytian 发表于 2014-3-23 15:02
我的滤波出来后的数据总是在一个小范围内波动,不超前也不滞后,就是幅度小,有关系吗? ...
控制效果怎么样啊,什么主控 qrytian 发表于 2014-3-23 15:02
我的滤波出来后的数据总是在一个小范围内波动,不超前也不滞后,就是幅度小,有关系吗? ...
只要电机质量好,很容易做的朋友 卡斯发动机 发表于 2014-3-22 13:36
说不定仿制一个
来吧,做一个 xuyang1234 发表于 2014-3-24 01:44
控制效果怎么样啊,什么主控
stc12车a60 +6050 时间还是10ms但我调整了dt,效果好点。还有啊,请问楼主speed=speed*0.7+speed_now*0.3这是什么滤波方法 我确定啊啊,朋友,现在小车达到什么控制效果了啊 {:smile:}{:smile:}{:smile:} 绝版彬仔 发表于 2014-3-21 23:35
敢问楼主电机哪里买的,能否发给链接,我正筹备着做
491564428 扣Q 牛的一塌糊涂啊 你的车子真是越看越漂亮,我感觉只是电机的话应该没有这么大的提升,你PWM频率多少,电源什么电源? rantingting 发表于 2014-4-10 22:56
你的车子真是越看越漂亮,我感觉只是电机的话应该没有这么大的提升,你PWM频率多少,电源什么电源? ...
电机确实好的电机,电机驱动也比传统的L298效率高,电池是5200MA 6A的,我感觉还是电机和电机驱动。驱动频率应该是100HZ xuyang1234 发表于 2014-4-13 20:51
电机确实好的电机,电机驱动也比传统的L298效率高,电池是5200MA 6A的,我感觉还是电机和电机驱动。驱动 ...
或许我对电机研究的还不够多 rantingting 发表于 2014-4-13 21:11
或许我对电机研究的还不够多
兄弟你用那个电机做的小车很好了啊,我只是选了一个好的电机和驱动做的,要是电机不贵的话,我就送你两个 xuyang1234 发表于 2014-4-14 22:51
兄弟你用那个电机做的小车很好了啊,我只是选了一个好的电机和驱动做的,要是电机不贵的话,我就送你两个 ...
呵呵多谢不用了如果需要的话我自己买就行 受教了。。。 不错,楼主做过飞思卡尔? 没有啊,学过这种单片机的 楼主请教一个问题,电池几伏啊?我用7.4的航模电池感觉力量差点站不住。 有用,楼主经验多,问下dmp好用还是自己的滤波算法好用呢 xuyang1234 发表于 2014-5-3 12:52
没有啊,学过这种单片机的
楼主,看了你的程序, 陀螺仪积分得到的角度值Angle_gy好像没有没有使用啊 滤波分析用的 xuyang1234 发表于 2014-3-23 11:13
加速度环会好很多
你的码盘是怎样安装的 我的安装不好 有的时候有反应 有的时候根本没反应
电机和码盘是配套的,直接用就行,另外电机要选择好 justdomyself 发表于 2014-5-3 15:03
你的码盘是怎样安装的 我的安装不好 有的时候有反应 有的时候根本没反应
...
电机和码盘是配套的,直接用就行,另外电机要选择好 logosz 发表于 2014-5-3 13:24
楼主,看了你的程序, 陀螺仪积分得到的角度值Angle_gy好像没有没有使用啊 ...
滤波分析用的 xuyang1234 发表于 2014-5-3 23:33
滤波分析用的
恩,我在其他部分没见引用这个变量,你的意思是不是说这个只是调试时候用的,实际小车没有这一句代码也可以正常运行是吧 恩,程序分析部分没有在程序里啊 光栅的那个电机和码盘不是配套的吧貌似和rantingting的那个是一个码盘和编码器
还是你的pid参数是怎么调节的 你上传的那个里面没有提到啊
我当时试的时候车子总是站不稳 总是一倾斜就向一侧倒
还有就算没有速度环 平衡应该是没有问题的 要不载人的车子如何正常使用 你那个霍尔传感器1圈输出多少个冒充啊 和这个光栅的有啥区别 霍尔传感器是电机自带的么 justdomyself 发表于 2014-5-5 18:21
你那个霍尔传感器1圈输出多少个冒充啊 和这个光栅的有啥区别 霍尔传感器是电机自带的 ...
精度不一样,光栅的精度比霍尔的要高150倍左右 justdomyself 发表于 2014-5-5 18:20
光栅的那个电机和码盘不是配套的吧貌似和rantingting的那个是一个码盘和编码器
测速精度要4到5倍,电机性能更好,
下面复制一位大神的讲解,先感谢一下您!
1、关于加速度计的转换系数 要制作自平衡车,角度和角速度的计算就很重要。关于加速度计和陀螺仪的使用就不多说了,他们一个用来测加速度计,一个用来测角速度。 把从加速度计读出来的数据转换成角度,要乘以一个比例系数。在转换成角度角度的过程中,可以完全不用三角函数(因为车的倾角其实不会超过正负10度,后面会提到),直接把(最大值-最小值)/90(/2如果有正负的话)作为比例系数就可以了(这样可以和真实角度比较)。其实理论上这个比例系数是什么都可以,因为后面陀螺仪转换系数是根据加速度计的转换比例系数跳出来的,所以加速度计的比例系数无论是什么值都没有影响。 2、关于陀螺仪转换系数 陀螺仪的转换系数需要根据滤波的波形来调(我是在飞思卡尔公布的官方方案中看到的,经实践千真万确),陀螺仪的转换系数不用去算,只需要通过看波形去调就可以了,直到不超调也不滞后就可以了,具体的可以看附件官网方案中的93页(第二版)。 3、关于滤波 角度滤波有很多方案,我所知道的是互补滤波、官网的方案和卡尔曼滤波,我的感想是什么滤波都不重要,重要的是参数要调好。 互补滤波:这是很简单也很实用的方法,其实和官网的方案有一点类似的地方,在网上有一个很著名的20页的PPT文件The Balance Filter,介绍的是互补滤波,相信大家看了之后都会明白的。在文件中,作者把高通滤波系数a和时间常数T(涛,不知道怎么打出来)及采样周期dt用一个公式建立了联系,而我的经验是,我们不要用这个公式去计算。高通滤波系数取0.98(不能比0.98再小了,会不平滑),采样周期根据你程序的需要是多少就多少(5ms的效果会比10ms好很多,越小越好),滤波可以通过调陀螺仪的转换系数达到很好的效果。也就是说,用互补滤波的关键调试参数是陀螺仪转换系数,把加速度计转换系数、高通滤波系数和采样周期定好之后,只需要调试陀螺仪转换系数就可以达到满意的效果了 PS:互补滤波的效果一定不差,我看过网上用互补滤波和单纯的P控制达到很好的效果的。 官网滤波方案:我总觉得官网的和互补滤波有些相似,经实验,效果也是很好的。具体的公式在参考方案里面也有。调试的关键就是陀螺仪转换系数。 卡尔曼滤波:一直没用过,也不会用,主要是没弄懂。我不喜欢用一知半解的东西,因为出现问题的时候排查不出来或者不知道怎么解决问题。网上也有很多卡尔曼滤波的程序,因为一直看不懂,就连试也没试。如果会用的话,效果应该是好的,但我不会用。如果有谁用兴趣的话还请多多指教,互相交流一下。 4、关于控制 当然有再好的角度和角速度控制不好的话也是站不好的。控制就用一般的PID控制,PWM=P*角度+D*角速度,这里没用积分控制,效果已经很好了。 在官网的方案中,还加上了死区电压,我的最大的体会就是,这个死区电压是可以不要的,而且不要更好(或者去一个小一点的值)。 这样的话就要把P调的很大。具体是多大呢,至少是电机满值的十分之一(五分之一甚至三分之一都是没问题的),例如电机最大输出是1的话,P取0.1、0.2、0.3都是没问题的(官网的方案好像是取的0.3),如果点击最大输出是5000的话,那么P取500、1000、1500都是可以的,(当然前提是加速度计转换系数转换出来的角度值和真实值相当,否则另当别论)。所以车模的角度应该不会超过正负十度,因为当P=0.3的时候,车模有三度多的偏差时电机就满电压输出了。我之前就是一直用一个很小的P去调,原来所有的问题就在于把P调大就可以了。 至于D的话,大概在P的七十分之一或八十分之一之间都是可以有很好的效果的。这个关系就和加速度转换系数没有关系了。比如官网中P=0.3则D=0.3*1/75=0.004,在我这里P=1000,则D=1000*1/75=13.3,效果都是很好的。PS:这个关系只是在车模静止平衡时的关系,行进中的关系我还没有实验过。 附官网车模调试录像资料 调试指南 http://v.youku.com/v_show/id_XMzUzMzE1MDI4.html 多车演示 http://v.youku.com/v_show/id_XMzUyNTQyNjM2.html 调试全过程 http://v.youku.com/v_show/id_XMzUyNTUwOTI0.html 5、说明 (1)陀螺仪的过冲是一个严重问题,高通滤波的那个电容是不可取的,要把它去掉才好。 (2)每一步都是关键,要真正理解原理才会知道怎么调,还有各个参数的极性要设置好。 (3)欢迎交流 mark,高性能两轮平衡小车,顶,做得很好! 学习 牛逼得很,谢谢分享 效果很好啊,顶一个。 小车非常稳啊{:lol:}{:lol:}{:lol:} justdomyself 发表于 2014-5-5 18:20
光栅的那个电机和码盘不是配套的吧貌似和rantingting的那个是一个码盘和编码器
没有速度环,小车没有抵抗力的 xuyang1234 发表于 2014-5-9 23:11
没有速度环,小车没有抵抗力的
但是载人的那种平衡车 貌似没看到有用编码器之类的啊 justdomyself 发表于 2014-5-10 01:05
但是载人的那种平衡车 貌似没看到有用编码器之类的啊
载人的好像还有其他的算法,有时间去研究一下 买了两片TB6612FNG,测试的时候全部烧了,你调试的时候有烧过么,不知道是芯片问题还是电路问题,感觉电路没什么问题,电机稍微堵的时候芯片就挂了,感觉芯片很脆弱…… 围观中。。 羡慕年轻人!
顶!!
谢谢分享 下载顶贴~! 楼主开网店的?刚在淘宝上看到一样的图片、视频,莫非楼主做的太好了被人盗去做宣传了?{:titter:} 六月峰 发表于 2014-5-31 20:56
楼主开网店的?刚在淘宝上看到一样的图片、视频,莫非楼主做的太好了被人盗去做宣传了? ...
同一个人,开源 MARKMARKMARK LZ我准备仿作一个,不知道AVR的单片机可以做吗 pz91 发表于 2014-6-9 15:38
LZ我准备仿作一个,不知道AVR的单片机可以做吗
可以的啊 rantingting 发表于 2014-3-18 23:26
选了好久的音乐……
lz的背景音乐确实很有感觉,不知道叫什么 楼主太厉害了,以后还请多多分享。 好啊,哈哈 谢谢分享 谢谢楼主 pz91 发表于 2014-6-16 09:51
lz的背景音乐确实很有感觉,不知道叫什么
she is my sin 442502587 发表于 2014-7-6 19:45
she is my sin
用酷狗收索NBA 歌曲就里面很多的 {:smile:}高手在民间 谢谢楼主分享,改天做一个玩玩
rantingting 发表于 2014-5-29 22:23
买了两片TB6612FNG,测试的时候全部烧了,你调试的时候有烧过么,不知道是芯片问题还是电路问题,感觉电路 ...
没有啊,芯片要原装的应该没有问题 高手在民间,感谢分享 牛人~~~~~~~~~~ 楼主,我想请教一下你的平衡车算法。你的车采用了速度闭环,我想问一下你的速度闭环是怎么加到最终的PWM输出里去的?是采用了串级PID还是直接把速度、速度积分、角度、角度积分加起来?
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