關鍵詞：直立環 速度環 方向環 卡爾曼濾波 姿態解算 

摘要：本論文主要介紹了一款以Kinetis系列的32位單片機MK60Z256VLL4為中心微控制單元智能平衡車的設計。本平衡車使用到GPIO、ADC模數轉換、PIT定時器、外部中斷、PWM、I2C和UART串口等外設。主要完成三個閉環控制的設計和調試:直立環以加速度計MMA8451Q和陀螺儀ENC-03作為姿態檢測傳感器,使用卡爾曼濾波姿態解算和PD控制器;速度環以增量式編碼器作為測速傳感器,使用階梯濾波速度解算和純P控制器;方向環以10mH的線圈作為攝像頭傳感器檢測賽道下方的交變電流,使用線圈電壓的差和比位置解算和分段PD控制器。同時也要設計必不可少的人機交互功能,如OLED顯示配合紅外遙控調試。最終設計出穩定行駛并能適應各種類型賽道的直立平衡小車。

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