1. 研究目的与意义
1.研究背景
随着时代的进步和经济社会的发展，科技科研水平不断提高，普通民众对于更好生活质量的追求以及工业生产方式的亟需变革，国内外掀起了以智能机器人为代表的研究热潮。目前对机器人的研究趋于深入，机器人的开发应用领域得到了空前的扩张，而移动机器人技术则以广泛的应用前景，在工业化生产、交通运输、医疗手术、社会服务以及娱乐领域方兴未艾。两轮平衡车作为典型的移动机器人正在朝着越来越智能化的方向的发展，已经出现了众多的解决平衡控制的方案，其集结构简单、节能环保、转弯半径小、控制方便等优点于一体，成为许多出行者的代步工具，同时也吸引了很多科研人员的青睐。国内对两轮平衡车的研究起步较晚，随着近年技术的不断发展，国内各大高校和研究院也出了不少研究成果，总体上说与发达国家还是存在不小的技术差距。
2.研究目的
2. 研究内容和预期目标
1.研究内容
该两轮自平衡车采用stm32单片机为主控，驱动电机为步进电机，设计有信号调理电路、电机驱动以及电机接口电路、供电电路、时钟电路、复位电路等。软件设计包括单片机初始化、车身姿态数据采集、卡尔曼融合算法、pid控制算法、电机pwm输出等。主控芯片stm32采集陀螺仪与加速度计测得的倾角和倾角速度，经卡尔曼滤波算法解算小车姿态信息，据此角度做pid调节，得到左右两个电机的pwm脉宽，驱动电机调整轮子速度，使俯仰角为零。在此基础上给两电机加pwm值，实现小车的直立、前进、转向等功能。
2.预期目标
3. 研究的方法与步骤
认真研读任务书的要求，调研和收集设计过程中可能使用的资料、例图，熟悉stm32单片机的基本原理，了解该单片机的硬件组成和结构，理解两轮平衡车控制系统的基础知识，对照所收集的资料进行整体方案构思，整体系统框架设计，整体方案设计好后着手各部分的设计。对不明白的部分通过查阅资料，向指导老师请教，和同学讨论解决。具体分为以下步骤：
（1）了解stm32单片机原理及研究现状，掌握其基本原理、硬件组成及结构、应用概况及熟练掌握单片机编程方法；
（2）了解自平衡车控制系统发展历程及国内外研究现状；
4. 参考文献
[1] 张洪润，孙悦等.单片机原理及应用[m].北京：清华大学出版社,2008.
[2] 沈红卫.基于单片机的智能系统设计与实现[m].北京：电子工业出版社,2005.
[3] 冯建华等.单片机应用的系统设计与产品开发[m].北京：人民邮电出版社,2004.
5. 计划与进度安排
（1）2022.2.25—2022.3.10 查阅资料，撰写开题报告
（2）2022.3.11—2022.3.30 硬件功能分析，熟悉单片机指令及编程语言
（3）2022.4.01—2022.5.01 设计电路原理图、编制应用程序
