智能車軟件設(shè)計(jì)培訓(xùn)ppt課件

1、飛思卡爾智能汽車設(shè)計(jì)-軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)光電組）一、硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)光電組）二、智能車的主要軟件功能模塊二、智能車的主要軟件功能模塊三、智能車控制軟件總體結(jié)構(gòu)三、智能車控制軟件總體結(jié)構(gòu)四、主要控制算法及其實(shí)現(xiàn)四、主要控制算法及其實(shí)現(xiàn)一、硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)光電組）一、硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)光電組）二、智能車的主要軟件功能模塊二、智能車的主要軟件功能模塊系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化車模運(yùn)行狀態(tài)檢測車模運(yùn)行狀態(tài)檢測車模速度測量車模速度測量車模傾斜角度測量車模傾斜角度測量賽道檢測引導(dǎo)線、坡道、妨礙）賽道檢測引導(dǎo)線、坡道、妨礙）PWM輸出控制輸出控制車模啟動(dòng)、剎車、停止控制車模啟動(dòng)、剎車、停止控制直立控制

2、直立控制方向控制方向控制參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)與參數(shù)顯示等參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)與參數(shù)顯示等 三、智能車控制軟件總體結(jié)構(gòu)三、智能車控制軟件總體結(jié)構(gòu)1、智能車主程序結(jié)構(gòu)框架、智能車主程序結(jié)構(gòu)框架2、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)任務(wù)調(diào)度程序任務(wù)調(diào)度程序結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)框架四、主要控制算法及其實(shí)現(xiàn)四、主要控制算法及其實(shí)現(xiàn) 在三個(gè)任務(wù)中，保持車模直立是關(guān)鍵。由于車模同時(shí)受到三種控制的影響，從車模直立控制的角度，其它兩個(gè)控制就成為它的干擾。因此在速度、方向控制的時(shí)候，應(yīng)該盡量平滑，以減少對(duì)于直立控制的干擾。 速度控制是在直立速度控制是在直立控制下保持了穩(wěn)定時(shí)，控制下保持了穩(wěn)定時(shí)，通過改變電機(jī)的電壓打通過改變電機(jī)的電壓打破了車模的

3、直立平衡。破了車模的直立平衡。然而直立控制一直在起然而直立控制一直在起作用，它會(huì)自動(dòng)改變車作用，它會(huì)自動(dòng)改變車模的傾角，移動(dòng)車模的模的傾角，移動(dòng)車模的重心，使得車模實(shí)現(xiàn)加重心，使得車模實(shí)現(xiàn)加速或減速。速或減速。 直立著的車模直立控制可以看成放置在可以左右移動(dòng)平臺(tái)上的倒立著的單擺。 1sinFmgmamgmk 控制倒立擺底部車輪，使得它作加速運(yùn)動(dòng)。這樣站在小車上非慣性系看倒立擺，它就會(huì)受到額外的力(慣性力)，該力與車輪的加速度方向相反，大小成正比。假設(shè)控制車輪加速度與偏角 成比例，且比例系數(shù)為K1，則有：12()Fmgm kk可得控制車輪加速度的控制算法：可得控制車輪加速度的控制算法： 12ak

4、k 陀螺儀輸出的是車模的角速度，不會(huì)受到車體運(yùn)動(dòng)的影陀螺儀輸出的是車模的角速度，不會(huì)受到車體運(yùn)動(dòng)的影響，因此該信號(hào)中噪聲很小。車模的角度又是通過對(duì)角速度響，因此該信號(hào)中噪聲很小。車模的角度又是通過對(duì)角速度積分而得，這可進(jìn)一步平滑信號(hào)，從而使得角度信號(hào)更加穩(wěn)積分而得，這可進(jìn)一步平滑信號(hào)，從而使得角度信號(hào)更加穩(wěn)定。因此車模控制所需要的角度和角速度可以使用陀螺儀所定。因此車模控制所需要的角度和角速度可以使用陀螺儀所得到的信號(hào)。得到的信號(hào)。 由于從陀螺儀角速度獲得角度信息，需要經(jīng)過積分運(yùn)算。由于從陀螺儀角速度獲得角度信息，需要經(jīng)過積分運(yùn)算。如果角速度信號(hào)存在微小的偏差和漂移，經(jīng)過積分運(yùn)算之后，如果角速

5、度信號(hào)存在微小的偏差和漂移，經(jīng)過積分運(yùn)算之后，變化形成積累誤差。這個(gè)誤差會(huì)隨著時(shí)間延長逐步增加，最變化形成積累誤差。這個(gè)誤差會(huì)隨著時(shí)間延長逐步增加，最終導(dǎo)致電路飽和，無法形成正確的角度信號(hào)終導(dǎo)致電路飽和，無法形成正確的角度信號(hào) ： 一種簡單的方法就是通過上面的加速度傳感器獲一種簡單的方法就是通過上面的加速度傳感器獲得的角度信息對(duì)此進(jìn)行校正。通過對(duì)比積分所得到的得的角度信息對(duì)此進(jìn)行校正。通過對(duì)比積分所得到的角度與重力加速度所得到的角度，使用它們之間的偏角度與重力加速度所得到的角度，使用它們之間的偏差改變陀螺儀的輸出，從而積分的角度逐步跟蹤到加差改變陀螺儀的輸出，從而積分的角度逐步跟蹤到加速度傳感

6、器所得到的角度。速度傳感器所得到的角度。 根據(jù)車模角度控制和角度測量方法，可以得到如下車模角度控制方案框圖 。 由于在速度控制過程中需要始終保持車模的平衡，車模速度控制不能直接通過改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)，只能通過控制車模的傾角來實(shí)現(xiàn)。 （1速度測量（2速度控制原理速度控制原理 給定車模直立控制角度設(shè)定值，在直立給定車模直立控制角度設(shè)定值，在直立控制調(diào)節(jié)下，車模將會(huì)自動(dòng)維持在一個(gè)角度，控制調(diào)節(jié)下，車模將會(huì)自動(dòng)維持在一個(gè)角度，角度的積分即是車輛的速度值。角度的積分即是車輛的速度值。（3速度控制方框圖速度控制方框圖（3改進(jìn)后的速度控制方框圖改進(jìn)后的速度控制方框圖LRSUBLRADDEEYXkKEEY00(00)/ 20XXLXRXLERR1() /