《智能车实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能车实验报告.docx（11页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、智能车实验报告宁波大学创新性开放实验报告题目基于光电传感器得自动寻迹小车学学口口VV：.姓姓名：专专业业：指导教师：目录光电感应智能错误！未定义书签。一、硬件系统错误！未定义书签。（一）硬件框图31、电源模块42、寻迹模块43、驱动模块54、测速模块6。二、软件系统7（一）主程序流程图71、电机驱动8。2、舵机驱动10参考文献13光电感应自动寻迹智能车摘要如果把自动寻迹小车成比例得扩大数倍，就成为真正有意义上得智能车，可以运用于军事、民用领域，对未来汽车行业得发展有一定得借鉴意义。通过光电传感器来寻找轨迹，以所编写得程序为软件支持，通过单片机计算生成相应得控制参数，驱动电机来使小车按照轨迹运动
2、。其中小车在直线行驶过程控制参数保持不变，匀速行驶，而在小车要转弯之前则要先减速以防止小车过弯时冲出赛道，弯道过去之后在加速行驶以减少行驶时间。【关键词】红外传感器D；PID控制；自动寻迹、硬件系统（一）智能小车得整体结构图智能车通过单片机来接受与发出参数状态信号，电源模块就是给智能车各个模块提供电压以使模块可以正常运作，寻迹模块则就是包含着参数输送给单片机得作用，驱动模块就是小车动起来得根源，测速模块就是为了控制车速以使智能车平稳得沿着车道运行。1、电源模块在“飞思卡尔”比赛中，比赛方提供得就是智能车竞赛统一配发得标准车模用7、2V供电，但就是在单片机系统、路径识别得光电传感器、光电码编码器
3、等均需要5V电源，直流电机可以使用7、2V蓄电池直接供电，我们采用得电源有串联型线性稳压电源(LM2940、7805等)与开关型稳压电源(LM2596)两大类。对于单片机，选用LM2940-5单独对其进行供电；而其它模块则需要通过较大得电流，利用LM2940；5与LM2596；5对控制系统与执行部分开供电，可以有效地防止各器件之间发生干扰，以及电流不足得问题,使得系统能够稳定地工作.电源电路图：2、寻迹模块寻迹模块就是智能车系统得关键模块之一，所寻找得路径得好坏，将直接影响竞赛得结果，我们采用得就是光电传感器来寻找路径，光电传感器具有电路简单、信号处理速度快等特点。因为在赛道中由黑色轨迹线与大
4、面积得白色区域组成，则会使发光二极管发射得光线强度不同，从而使接受到得光线强度不同，以此来指示小车前进。红外传感器电路图：3、驱动模块电机驱动电路可以用MOS管搭建H桥驱动电路。采用M0S管构成得II桥电路，控制直流电机紧急制动。用单片机控制MOS管使之工作在占空比可调得开关状态，精确调整电动机转速。这种电路由于M0S管工作在饱与截止状态，而且还可以选择内阻很小得MOS管，所以效率可以非常高，并且H桥电路可以快速实现转速与方向控制。MOS管开关速度高，所以非常适合采用PWM调制技术.所以我们选择了用MOS管搭建II桥驱动电路。电机正转电路：电机驱动电路：4、测速模块在比赛中常用霍尔传感器来测速
5、。如图1所示，在半导体薄片两端通以控制电流I,并在薄片得垂直方向施加磁感应强度为B得匀强磁场,则在垂直于电流与磁场得方向上，将产生电势差为UH得霍尔电压，它们之间得关系为U=k,d为薄片厚度,k为霍尔系数，通过对一定时间内脉冲信号数量得捕捉可以计算出车轮得速度.霍尔传感器得电路图：一1、软件系统系统主程序流程图11、电机驱动因为智能车在赛道上得路径不就是一条直线，它就是存在弯道得，所以让小车以个加速度均匀得行驶就是难以实现得，在此,我们采用在弯道里速度慢一些以保证稳定性，在直道上速度快一些以减少整体行驶时间。在软件上得计算方法采用PID控制.PID控制器简单易懂，使用中不需精确得系统模型就是我
6、们选择得原因。算法：u(t)=kpLe(t)+1/TIint；e(t)dt+TD*de(t)/dt:在实验中为提高精确度，选择积分分离PID算法，即当速度误差较大时选择PD控制，可避免大得超调，又使系统有较快得相应，当速度误差较小时选择PID控制，可保证控制精度。u(k)=kpe(k)+bTisum；e(j)+Td*e(k)；e(k-1)b=l或0e(k)就是当前给定速度与测量速度得偏差，e(k1)就是上次得偏差.PID控制程序：#includelee(fi。000一阶偏差得限制范围ee1=500；4)005；MUS_e_DIP(f00)00/积分最多累计得温差00;。2=MUS_e_DIP，
7、if(PID_e_SUM-20_)；002=MUS_e_DIPodk_DIP+0e_DIP_pk_DIP=tuO_DIPeel；/计算PID比例与微分输出/)002)0e_DIP(sba(fi。如果温度相差大于1度时积分累计限制)001MUS_e_DIP(fi。PID_e_SUM=100；。)001-MUSeDIP(fi。；051二MUSeDIP。0340if(PID_e_SUM0)/Ao出输正分积弱削时度5、0度温定设于高度温前当。；1=tuo_d3,43。PID_Out+=d_out；bPID比例，积分与微分输出es1&；0=MUS_e_DIP。4；001=/tu0_DIPeqa笫9页共1
8、2页。/_DIP被复恢。Out系数放大得倍数if(PID_Out200)；002=tuO_DIPa)0PID_Out=O；4o)003)0e_DIP(f0/当前温度比设定温度低3度则全速加热PID_Out=200；)02Oe_DIP(fio。、0度温定设于高度温前当2。度则关闭加热；0=tuO_DIP。aoHot_T_Run=PID_Out；。出输制控间时热加3。PIDe2=PIDel；保存上次偏差PIDel=PIDeO；保存当前偏差11、舵机驱动原理：控制电路板接受来自信号线得控制信号，控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机得输出轴与位置反馈电位计就是相连得，舵盘转动
9、得同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机得转动方向与速度，从而达到目标停止。即由pwm波产生模块计算相应得pwm波占空比，产生pwm波，驱动舵机，改变舵机前轮转角意识智能车转弯.程序：#includereg51、h)#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintuinta,b,c,d；/*a、b为舵机1、2得脉冲宽度/_/*c、d为中间变量/*sbitp12=PT2；sbitpl3=Pr3；sbitp37=P3人7；/*输出管脚voidtimer0(void)interrupt1
10、using1pl2=!p12；/_输出取反*/c=20_00；c；/_20_00/_一个周期时间20nlsTHO=；(c/256)；TL0=-(c%256)；/*重新定义初值if(c)=500&；c=500；d=2500)d=b；elsed;”20000-b；voidmain(void)TM0D=0_11；/_设初值pl2=l；p13=1；a=l500；b=1500；/*舵机90度得位置c=a；d=b；TI10=；(a/256)；TL0=-(a%256)；THl=-(b/256)；TL1=-(b%256)；/_设定定时器初始计数值EA=1；ETO=1；TR0=l；EX0=1；E_l=l；ETl=l；TR1=1；P_0=0；P_l=0；PT1=1；PTO=1；/*设定中断优先级在程序中只要改变a,a从500变化到2500,就可以让舵机从0变化到180度。舵机PWM波模块初始化A/D转换器A/D转换计算智能车偏差得传感器监测状态发生改变得传感器第11页共12页