1. 研究目的与意义
近年来，随着科技的不断发展，作为一种环保型新型简易代步工具，平衡车因为操作简单、外形时尚、环保低碳而备受市场的青睐，更是许多年轻人疯狂追棒的对象，这不仅是因为它绚丽的外形、科技感很强的设计，还在于它能提高我们的出行效率、低碳出行保护环境，放松身心锻炼身体。
本课题的两轮自平衡小车提供一种解决方案来满足年轻人的需求。
系统设计的两轮自平衡机小车，采用了两轮共轴、各自独立 驱动的工作方式，车身的重心位于车轮轴的上方，通过轮子的前后移动来保持车身的平衡，并且还能 够在直立平衡的情况下行驶。
2. 课题关键问题和重难点
平衡小车的运动控制可以分为平衡控制、速度控制和方向控制，即直立环、速度环和转向环，其中平衡控制是该课题的关键问题。
平衡小车作为一个控制对象，可以简化地把它看作两个电机的转动速度和转动方向控制，小车的直立控制和方向控制是直接通过控制小车两个驱动电机完成的，小车的速度则是通过调节小车到的角度来完成的，不同的倾角会引起小车的加减速速度和角度，这两个数据是通过检测装置（传感器）获取的。
难点：获取小车的速度和角度这两组数据是实现小车自平衡的前提，这些数值在STM32的中断控制中结合PID算法使用，输出运算后的数值赋值给PWM寄存器驱动电机，从而实现小车的自平衡。
3. 国内外研究现状（文献综述）
目前国内外的研究和发展状况：两轮自平衡小车自问世以来，迅速成为研究各种控制理论的理想平台，具有重大的理论意义，这要归功于她不稳定的动态性能和系统所具有的非线性。
近年来，两轮自平衡小车的研究开始在美国、日本、瑞士等国得到迅速的发展。
建立了多个实验原机型，提出来众多解决平衡控制的方案，并对原机型的自动平衡性能与运动特性进行了验证。
4. 研究方案
自平衡小车系统将利用主控模块、电机驱动模块、MPU6050模块、蓝牙通信模块、降压模块等几大模块为主的硬件来实现本次设计。
系统采用STM32f103单片机为控制核心搭建最小系统电路，该核心板体积较小，内部有三路通用定时器和一路高级定时器，并带有3路串口和两路IIC/SPI输出，比较适合用来做平衡小车的主控。
采用MPU6050陀螺仪搭建倾角传感器信号调理电路，使用的是IIC通信，结合DMP库比较容易获取角度。
5. 工作计划
第 1 周 接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料；翻译相关英文资料；第 2 周 阅读相关资料，理解有关内容；写出开题报告一份；第 3 周 确定硬件选型，参阅有关资料，分析信号调理电路工作原理；第 4~5 周 确定硬件相关参数，绘制系统总体原理图，期中检查；第 6 周 购买材料，搭建硬件电路；第 7 周 分析单片机扩展电路工作原理，设计控制软件框图； 第 8 周 完成软件程序开发； 第 9 周 硬件制作调试和完善软件设计； 第 10 周软硬件联调；验收成果； 第 11 周完成毕设论文查重，提交毕设论文终稿和检测报告，接受答辩资格审查； 第 12 周评阅教师评阅论文；参加答辩； 第 13 周检查毕设文档；毕设结束。
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