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該項(xiàng)目基于AB32微處理器，運(yùn)行RT-Thread操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)倒立擺的自平衡控制。倒立擺模型是自動(dòng)控制領(lǐng)域非常經(jīng)典的控制模型，其自身能提供的力和其自由度不相等因?yàn)楸环Q(chēng)作為欠驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。其力學(xué)平衡原理與火箭控制，飛行器控制等一致，因此倒立擺模型是非常好的控制算法驗(yàn)證平臺(tái)，是對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中非線性系統(tǒng)的很好抽象。 本設(shè)計(jì)對(duì)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求較高，尤其是軟件層面。在硬件層面，AB32微控制器提供了強(qiáng)大的外設(shè)支持，運(yùn)行的高速性也保證了算法運(yùn)算的速度。并且RT-Thread操作系統(tǒng)強(qiáng)大的系統(tǒng)組件和開(kāi)發(fā)環(huán)境支持也使得系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性得以保證。

本設(shè)計(jì)硬件上采用了減速電機(jī)，，霍爾編碼器，高精度電位器，以及倒立擺相關(guān)的金屬結(jié)構(gòu)件（外購(gòu)），硬件上采用了AB32開(kāi)發(fā)板，同時(shí)使用了上位機(jī)助手來(lái)顯示參數(shù)和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。由于AB32開(kāi)發(fā)板上已經(jīng)引出了按鍵等簡(jiǎn)單的交互模塊，所以沒(méi)有額外增加更多的功能外設(shè)。

本設(shè)計(jì)軟件上主要采用了RT-Thread操作系統(tǒng)，使用到了該系統(tǒng)中的UART設(shè)備，ADC設(shè)備，SPI設(shè)備，PWM設(shè)備，TIM設(shè)備等相關(guān)的軟件設(shè)備驅(qū)動(dòng)。

整體程序設(shè)計(jì)包括了兩個(gè)線程，其中一個(gè)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行運(yùn)算，另一個(gè)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)傳輸和顯示數(shù)據(jù)用于調(diào)試，同時(shí)根據(jù)用戶輸入狀態(tài)來(lái)對(duì)參數(shù)進(jìn)行切換與改變。在控制算法方面主要采用了PID算法，對(duì)實(shí)時(shí)速度和實(shí)時(shí)角度構(gòu)建了兩個(gè)雙閉環(huán)的PID控制器，同時(shí)進(jìn)行位置和角度的控制，實(shí)現(xiàn)倒立擺的自平衡。

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