西北工业大学智能汽车技术报告

《西北工业大学智能汽车技术报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第八届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛技术报告摘要本文以第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车比赛为背景，在“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”的指导思想下，自主设计并制作出基于电磁引导的智能车系统，而且在此基础上研究了一套切实可行的路径取优方案。并且其超强的环境适应能力有望在未来得以大范围的应用。本系统主要由MC9S12XS128控制核心、电源管理单元、路径识别电路、车速检测模块、舵机控制单元和直流电机驱动单元组成，以飞思卡尔公司的16位单片机S12为控制核心，路径识别和车速的检测相结合，通过对不同方位的传感

2、器数据进行综合分析来控制转向舵机和驱动电机，使智能车系统达到所需的稳定性及快速性要求。本文详细的介绍了智能汽车的机械结构设计，硬件电路设计，系统软件设计和理论分析以及模型车的控制算法设计。本智能车采用了适合智能精确控制的PID算法，首先对系统的模型进行了分析，从而选择合适的算法，其次，根据不同方位传感器特性而设计出的传感器模块进行了简要说明，然后介绍了所使用的数据拟合和路径取优的算法。关键词：智能汽车，PID控制，传感器，直流电机，路径取优目录摘要I目录II第一章引言11.1比赛背景介绍11.2本文章节安排及文献综述2第

3、二章方案选择12.1系统组成模型及控制算法12.1.1系统结构与模型12.1.2模糊PID控制器设计22.2测量模块方案选择32.2.1路径检测模块32.2.2速度检测模块32.2.3起跑线检测模块32.3控制模块方案选择42.3.1路径控制模块42.3.2速度控制模块72.4执行模块方案选择72.4.1路径执行模块72.4.2方向执行模块72.4.3速度执行模块72.5本章小结8第三章机械结构设计93.1智能车参数要求93.2车模组装与改造93.2.1车模组装93.2.2前轮定位的调整93.2.3差速的调整103.2.

4、4舵机力臂的调整103.3电感线圈的安装113.4光电编码器的安装123.5电路板的固定与安装123.6车模技术参数13第四章硬件系统设计与实现144.1电源模块144.1.1电源保护154.1.2降压稳压电路设计一15III4.1.3降压稳压电路设计二164.1.4电源模块小结164.2路径识别模块174.3电机模块184.4舵机模块194.5测速传感器模块19第五章软件系统设计与实现205.1系统初始化205.2路径识别算法分析及选定205.3基于电感线圈排布理论分析215.4电感线圈传感器接收防干扰算法245.4.

5、1结构化赛道导线之间干扰的消减:245.4.2电感线圈传感器之间的干扰的消减245.4.3车子上工作的PWM信号和电机工作时产生的磁场对电感线圈干扰的消减245.5舵机控制算法255.5.1车体与舵机转角方向测定255.5.2舵机转向角度分配265.5.3舵机PID整定265.6电机PID速度控制算法265.6.1测试开环与闭环控制响应曲线275.6.2测试开环控制下PWM占空比与电机转速之间的关系285.6.3bang_bang控制295.6.4PID控制315.6.5PID参数整定325.6.6速度分配32第六章开发

6、与调试346.1软件开发环境介绍346.2智能车整体调试356.2.1舵机调试356.2.2电机调试356.2.3整体调试36第七章结论37参考文献I附录A：控制程序II附录B：电路板详细原理图VIIIII第二章方案选择第一章引言1.1比赛背景介绍为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201号文)，由教育部高等自动化专业教学指导分委员会（以下简称自动化分教指委）主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的

7、一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。该竞赛由竞赛秘书处为各参赛队提供/购置规定范围内的标准硬软件技术平台，竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节，要求学生组成团队，协同工作，初步体会一个工程性的研究开发项目从设

8、计到实现的全过程。该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体，是以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景，涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多学科专业的创意性比赛。该竞赛规则透明，评价标准客观，坚持公开、公平、公正的原则，保证竞赛向健康、普及，持续的方向发展。该竞赛以飞思卡尔半导体公司为协办方，