國(guó)賽技術(shù)報(bào)告-電磁組合肥工業(yè)

第一章引 第三章硬件電路設(shè)計(jì)說(shuō) PID控制算法介 第七章結(jié) 第八 關(guān)鍵字 自主尋跡直立智能車(chē)工字電感ThistechnicalreportoftheEleventh"NXP'CupNationalSmartCarUniversityStudentsracebackground,detailsthewordinductancesensorbasedautonomoustracinginligentvehicledesign.Afterstudyingtheprevious"NXP"inligentvehicledesignschemeproposeduprightinligentvehicledesign.Thispaperdescribesthesystemhardwaredesign,includingthedesignofthesystemboard,motordrivecircuitboarddesign.Onthebasisofthehardwaredesign,thispaperdescribesthesystemdesignandsoftwarealgorithmsandcomparedthedifferencebetweenthelocationandtypeofincrementalPID.Eventually,thesystemdebugging,verifythatthesystemcanachievethedesireddesignIndependenttracking、Erectsmartcar、inductance、比賽背教育部高等學(xué)校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分主辦了每年一度的大學(xué)生智能汽車(chē)競(jìng)賽。大學(xué)生智能汽車(chē)競(jìng)賽是在競(jìng)賽提供的統(tǒng)車(chē)模型平臺(tái)上，使用公司的8位、16位微控制器作為控制模塊，通過(guò)設(shè)計(jì)道路識(shí)別傳感總體方案介紹分組成。其中，以單片機(jī)為，配有傳感器、測(cè)速電路，執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及它們的驅(qū)和模擬的加速度計(jì)車(chē)模角速度和角度信息?？刂品矫嫦到y(tǒng)重點(diǎn)研究在保證智能本文結(jié)第二章機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)及調(diào)低，并且電池要盡量減小與的間距，以減小智能車(chē)在過(guò)彎的時(shí)側(cè)翻的可能性，2.0.1車(chē)總體電感的安裝過(guò)實(shí)驗(yàn)，前瞻固定到30CM。我們選擇碳纖維管作為電感的支架，該材料質(zhì)量輕、硬度高。在主板（信號(hào)部分位于主板上）與支架之間用三通支架形成三角陀螺儀的安裝編的安的行駛阻力，過(guò)松會(huì)導(dǎo)致滑齒，計(jì)數(shù)。因此減小摩擦同時(shí)增強(qiáng)齒輪間的咬合是我們主要的考慮因素，編安裝示意圖如2.3.1所示：2.3.12.3.1電路板的安裝電池的安裝限接近地面，防止過(guò)坡道時(shí)打到坡道，規(guī)則。干簧管的安裝硬件設(shè)計(jì)概述本智能車(chē)采用MC9S12XS128作為主。需要5V供電。系統(tǒng)還包括：編接傳感器模塊工字電感模塊陀螺儀和加速度傳感器模塊3.2.2.1L3G4200D速度傳感電機(jī)驅(qū)動(dòng)模

其功率元件由四個(gè)N溝道功率MOSFET管組成，額定工作電流可以輕易達(dá)到100A以路相同的驅(qū)動(dòng)器分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī)。該驅(qū)動(dòng)器主要由以下部分組成：信號(hào)輸入接口、邏輯換向電路、死區(qū)控制電路、電源電路、上橋臂功率MOSFET管柵極驅(qū)動(dòng)電壓泵升電路、功率MOSFET管柵極驅(qū)動(dòng)電路、橋式功率驅(qū)動(dòng)電路、緩沖保護(hù)電路電源模電流為1.0A，而LT1086最大承受電流為1.5A。陀螺儀、編需要5V供電，為減少單片電源的功耗，避免編等影響主控工作，本設(shè)計(jì)采用了一片LM2940和一片LT1086分別為主控和其他需要5V的模塊供電。整體算法說(shuō)明軟件控制程序主要用到MC9S12XS128中的PIT模塊、模塊、AD模塊、SCI模塊、FTM模塊等。PIT模塊用于設(shè)置定時(shí)中斷；模塊用于控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，AD模塊、I2C模塊分別用于加速度計(jì)、陀螺儀的數(shù)據(jù)信息，SCI模塊用于串口調(diào)試， 4.1.1序流程PIDPID量來(lái)獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。PID控制，實(shí)際中也有PI和PDPID制，故稱(chēng)PID控制器，原理框圖如圖4.2.1所示。k——采樣序號(hào)，k=0，1，2?； c(k)——第k次實(shí)際輸出值； e(k)——第k次偏差； e(k-1)——第k-1次偏差； TD——微分時(shí)間常數(shù) T——采樣周期PIDPIDPID位置式可能造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。因而產(chǎn)生了增量式PID控制的控制算法，所謂增量式增量式供增量的PID控制算式。PID算式中不需要累加?？刂圃隽俊鱱(kk所以較容易通過(guò)處理而獲得比較好的控制效果。PID參數(shù)整PIDKP、KI、KDPID參數(shù)的直立控PD直立模型分析F=mgsinθ-只要運(yùn)動(dòng)的加速度a>g，就可以產(chǎn)生回復(fù)力，來(lái)保持車(chē)模的直立。當(dāng)然回直立控制算法說(shuō)明用進(jìn)行濾波，得到車(chē)模的角度和角速度。一開(kāi)始我們選用的是方案進(jìn)行濾波，由于重力補(bǔ)償系數(shù)的影響，當(dāng)較大時(shí)融合時(shí)間，但是加速度計(jì)的噪聲影響較大。所以嘗試濾波：void{g_fCarAngle+=(g_fX_GYROq_bias)*dt;//Pdot[0]Q_angleK[0][1]K[1][0];//PkPdot[1]=-Pdot[2]=-Pdot[3]=K[0][0]Pdot[0]*dt;//PkK[0][1]+=Pdot[1]*K[1][0]+=Pdot[2]*K[1][1]+=Pdot[3]*angle_err=g_fverticalangle-g_fCarAngle-angle;//zkPCt_0=C_0*K[0][0];PCt_1=C_0*E=R_angle+C_0*PCt_0;K_0=PCt_0/E;//KkK_1=PCt_1/t_0=t_1=C_0*K[0][0]K_0*t_0;//后驗(yàn)估計(jì)誤差協(xié)方差K[0][1]-=K_0*t_1;K[1][0]-=K_1*K[1][1]-=K_1*g_fCarAngleK_0*angle_err;/q_bias+=K_1*angle_err;/g_fX_GYRO_ADDg_fX_GYRO-q_bias;//輸出值（后驗(yàn)估計(jì)）}速度控速度控制理論分析通常情況下速度控制部分由光電編把的速度反饋回來(lái)，然后通過(guò)負(fù)反加大給電機(jī)的電壓讓加速，速度控制反而是讓電機(jī)，這樣車(chē)模就會(huì)往前傾，速，因?yàn)檐?chē)模往前有一個(gè)傾角就會(huì)有往前倒的角加速度，為了保持角度也必須有一個(gè)向前的加速度，這樣車(chē)模就可實(shí)現(xiàn)加速了。要實(shí)現(xiàn)則要讓車(chē)模向后仰就4.4.1.1度控制框速度PID控制速度控制采用的是增量PIDPI控制，積分控制能使速度最終void{ dty_measure=(float)(( TL_num+g_iPORTB_num)/2.0);g_iPORTB_num=TL_num=g_fspeed_deviation_i=g_fspeed_ g_fspeed_deviation=g_fspeed_deviation_i*g_fI_speed;g_fa+=g_fspeed_deviation; dty_out_old=g_fspeed_if(g_fa<=(-{g_fa=(-}elseif(g_fa>={g_fa=} dty_out_new=g_fP_speed*g_fspeed_deviation_i+g_fa+g_fD_speed*(g_fspeed_deviation_i-g_fspeed_deviation_last_i);g_fspeed_deviation_last_i=}函數(shù)名稱(chēng)void功能簡(jiǎn)介:占空比輸出參數(shù):無(wú)出口參 void{ dty_out_new dty_out>700){ dty_out=}else dty_out<-{ dty_out=-}}路徑識(shí)別算電感傳感器的原理根據(jù)競(jìng)賽的相關(guān)規(guī)定，我們選用磁傳感器，磁傳感器的應(yīng)用首先在于選磁傳感器信號(hào)處理電路它磁場(chǎng)的干擾，因此信號(hào)放大需要進(jìn)行選頻放大，使得20kHz的信號(hào)能夠有效的放C12πf12π的容量為C=6.33×10-9F。通常在市場(chǎng)上可以到的標(biāo)稱(chēng)電容與上述容值最為接近的電容為6.8nF，所以在實(shí)際電路中選用6.8nF的電容作為諧振電容。磁傳感器的布局原理及改進(jìn)采水平線(xiàn)圈檢測(cè)方案，在邊緣情況下，其單調(diào)性發(fā)生變化，這樣存在一個(gè)

void{floatfValue;fValue=fDValue=g_all_error-g_preall_error;fDValue*=g_fD_Direction;fValue+=fDValue;g_fDirectionControlOutNew=fValue;g_fDirectionControlOut=g_fDirectionControlOutNew;g_preall_error=g_all_error;}單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具在MC9S12XS128的開(kāi)發(fā)上我們使用的是CodeWorrior,其編譯簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)潔給5.1.1CodeWorrior譯環(huán)波形調(diào)試上位機(jī)波形調(diào)試使用了虛擬示波器VisualScope3，用于觀測(cè)濾波后最終算出的車(chē)模傾角對(duì)于加速度計(jì)所得傾角的追蹤情況，看是否出現(xiàn)“過(guò)沖”或“緩5.2.1形調(diào)試上位系統(tǒng)調(diào)路徑檢測(cè)方法（競(jìng)賽組車(chē)模幾何尺寸（長(zhǎng)、寬、高電路電容總量（微法約工字電感5個(gè)，編2個(gè)，加速度計(jì)個(gè)，陀螺儀1個(gè)，干簧管2賽道信息檢測(cè)空間精度（毫米1存在問(wèn)題及解決方案心得體最后，感謝、老師的指導(dǎo)，感謝學(xué)長(zhǎng)們對(duì)我們不厭其煩的傳授第八 部分程序附voidmain(void){/*putyourowncodehere*/DDRK_DDRK1=1;{if(g_uc_pit_flag=={g_uc_pit_flag= {}}}{{g_uc_pit_flag={{}}{}if(g_uc_speed_i==4){g_uc_speed_i=}{}}}/*loopforever{{}{}}/*pleasemakesurethatyouneverleavemain}voidAnglecontrol(){g_fdty=}voiddouble_celiang(void){unsignedchark;