飞思卡尔智能车-电磁组-技术报告.doc

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1、第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛技术报告学校：队伍名称：参赛队员：带队教师：XV关于技术报告和研究论文使用授权的说明本人完全了解第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。参赛队员签名：带队教师签名：日期：XV目录第一章引言1第二章方案设计22.1总体设计思路2第三章机械结构

2、调整与优化33.1机械结构部分33.1.1传感器的安装33.1.2前轮定位的调节33.1.3舵机的安装33.1.4主控板的连接与固定43.1.5赛道起始检测元件及安装43.1.6电机驱动模块的安装53.1.7编码器的安装53.1.8后轮差速的调整6第四章电路的设计说明74.1电磁传感器电路的设计74.2主控板的设计84.3电机驱动模块的设计9第五章控制软件的设计说明115.1程序流程图115.3速度控制13第六章开发工具与调试过程说明14第七章赛车的主要技术参数15第八章总结16参考文献17附录I源代码I

3、XV第三章机械结构调整与优化第一章引言全国大学生智能汽车竞赛是全国高等教育司委托高等学校自动化专业教学指导分委会主办，旨在培养创新精神、协作精神，提高工程实践能力的科技活动。该竞赛是以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉的科技创意性比赛。本校积极组队参加第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛。从2010年底着手准备，历时半年多，经过不断试验设计，最终设计出较为完整的智能赛车。在赛区比赛中获得了较好的综合性能和成绩。在本次比赛中，采用大赛组委会

4、统一提供的竞赛车模，采用飞思卡尔16位微控制器MC9S12XS128作为核心控制单元，构思控制方案及系统设计，进行包括机械结构的调整与优化，硬件的设计与组装、软件控制算法的编写与改进等过程（小车上的具体方案模块有传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、转向舵机控制等）从而实现小车智能化的识别道路，最终实现智能化竞速。本技术报告主要对小车的整体设计思路，硬件与软件设计与优化，机械结构的安装以及赛车的调试操作等过程作简要的说明。XV第三章机械结构调整与优化第二章方案设计2.1总体设计思路赛车是以检测

5、通以20KHz、100mA的导线的电磁场为基础，通过单片机处理采集到的磁感应电压信号，实现对赛车的转向控制，进而识别赛道达到路径寻迹的目的。根据电磁寻迹的设计方案，赛车整体包括以下四大模块：1.单片机控制模块2.电磁传感器模块3.电机驱动模块4.电源管理模块等，除此之外系统还有一些外部设备，例如编码器测速、舵机控制转向、直流电机驱动车体，干簧管起跑线识别等。系统总体结构如图2.1所示。图2.1系统结构图XV第三章机械结构的调整与优化-------------------------------------

6、-----------------------------------------------------------------------------------------------------第三章机械结构调整与优化3.1机械结构部分机械结构部分工作主要包含传感器的安装、前轮注销倾向的调节、舵机的安装、主控板得连接与固定，干簧管的安装、驱动模块的安装、编码器的安装以及后轮差速的调整等。3.1.1传感器的安装传感器采用的是6个磁场检测电感一致字匀布的布局安装，如图3.1所示。传感器伸出车体一定的距

7、离以获得相应的前瞻性。图3-1传感器布局3.1.2前轮定位的调节对于汽车而言，要保持车辆直线行驶的稳定性，使之转弯自动回正、转向轻便，必须确定车轮定位参数，包括主销后倾、主销内倾、前轮外倾和车轮前束。主销后倾角和车轮前束可以提高车模行驶时的转向回正力。所使用的车模中，车轮和主销是平行的，调成了0度左右，适当的正前束可以提高连续转向的反应能力。主销内倾角给了一个适当的值，会更有利于过弯。3.1.3舵机的安装考虑到适当增加力臂来提高舵机的灵敏度和为了赛车布局的的紧凑，采取了如图3.2所示的安装方法。XV第三章

8、机械结构的调整与优化------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------图3.2舵机安装结构3.1.4主控板的连接与固定采用接插件与焊接结合的方式连接传感器、主控板、编码器、电机驱动电路、电机、赛道起始检测