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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

自动化的装置在我们的日常生活中非常普遍，自从上世纪开始的电气化的高速发展，带有微型芯片智能控制的系统工具在我们的日常生活中随处可见。它们的出现以及高速发展极大的方便了人们的生活，使一切都变的简单快捷了，本装置也是同样的，依靠以stm32为核心的单片机微型芯片来控制，通过预先载入的程序控制语句，可以实现完全自动调整载物平台平衡的功能，整个控制实现过程具有耗时短、稳定性好、简洁易操作、经久耐用等系列特点。所以本次研究是一件非常有实质意义的一件事，觉得这是一个很不错的想法。然后我就开始想着各种实现方法。最后通过上网查询结合自己所学过的课程，我觉得用stm32来实现这个。

本装置的实现将改善邮轮等水上工具的生活特征，由于水上物品具有很强的波动性和不确定性。这就导致在船体内的生活将变得摇摇晃晃，一切给人的感觉就是不安稳牢固，但是有了自平衡装置以后。船体内的一切就将会变得可控。不管外面的风浪如何倾斜船体，只要有了这个装置，始终能保持载物平台的水平。载物平台上的一切就都会风平浪静的和正常的时候一样，这个装置的推广会提高生活质量。

国内外研究现状

当前对于平衡系统的研究。国内外许多专家教授都在这方面有过很深的研究，他们的研究内容已经非常深入细致了。系统所能到达的预期效果也是非常可观的。而且他们的研究不仅涉及自平衡系统，而且还大多研究到了自平衡小车。但是，他们的研究仍然有待改进的方面和事项。就比如他们中的自平衡小车，他们考虑的主要是如何实现两轮的平衡。也就是像我们人骑自行车一样的让它平衡走动起来，但是这二者看起来相同，实则有很大的不同，我们骑车主要是掌控车头的平衡结合车速来保证车能平稳前进，然而用电子仪器来实现由于电子器件的传输数据过程会随着元器件的灵敏度有时间上的差异，不可能像人一样的及时做出判断和相应的动作，所以平衡起来可能会有很大的难度。当然他们也都考虑到了这个问题，所以他们采用了不同的方法。在自平衡载物平台系统这方面。我并没有查阅到相关文献和资料有所记载。下面我就详细介绍本系统。

2. 研究的基本内容

在如今这个科技发达的社会，电子器件的运用越来越广泛。这就对应的引起了电子器件的发展和优化越来越快。基于STM32等微型单片机为核心的仪器也越来越多，从小到生活中常见的智能家用电器到未来智能城市的一整套智能设施等等。都依赖于先进发展的电子技术。在自平衡这个研究方面，研究自平衡系统的专家学者们很多，他们的研究方向大多以自平衡小车为主。具体有以STM32为核心的两轮自平衡小车、基于STM32的自平衡电车、基于STM32的自平衡车。他们实现的功能主要是以MPU6050陀螺仪作为传感器模拟人们的感觉器官，并将采集到的模拟信号转化为数字信号传递给处理器，而且采集处理后的数据由于含有噪声等干扰因素，所以还要经过卡尔曼滤波进行优化处理。最后达到小车的自平衡。他们的功能虽然和我的平衡系统完全不同，然而其中所蕴含的原理等都是完全一致的。我的平衡系统实现的功能主要是自动调节载物平台平面的水平状态。大致实现方法是将陀螺仪采集到的信息交给单片机分析，然后单片机下达指令给升降杆让其按照程序来升降操作。我的研究和他们在电子器件的选用到主体的程序方面都有很多相同的地方。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

经过大量的文献阅读和分析，再结合我自己系统的特点，本装置能到达的状态是会很令人满意的。首先由于本装置的电机驱动模块很稳定，所以整个推杆的推进上升下降过程理论上是会很平稳的；然后本系统的软件部分还引用了卡尔曼滤波算法，这将使得陀螺仪采集到的数据信息也就是载物平台的平衡状态信息将会最大程度上接近载物平台真实的倾斜状态信息，这就给单片机提供了最为可靠的数据来处理对应的情况。最后整个系统的硬件搭建完全是由自己精心准备的各模块借助实验室专业工具搭建而成。所以本系统预见应该能达到很好的自平衡状态效果。

4. 参考文献

[1] 朱剑芳．两轮自平衡车的研究[j]．电子世界，2016,2016（11）:157~158

[2] 方斌，应刚，方根红．自平衡电动滑板车：中国，cn201620040433.4[p]．2016-8-17

[3] 杨思俊．基于stm32的电动车控制系统设计[j]．机械设计与制造工程，2016,45（11）:37~38