飞思卡尔 电磁一队

第十届“飞思卡尔”杯全国大学

生智能汽车竞赛

技术报告

学校：广西科技大学 队伍名称：电磁一队 参赛队员：周志良 黄家刚 卢可越 何静

带队教师：谭璐

伍松

技术报告和研究论文使用授权的说明

本人完全了解第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关保留、

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：

摘要

本文介绍了广西科技大学电磁一队在准备第十届飞思卡尔智能车大赛的工作成果。该系统以Freescale微控制芯片MC9S12XS128(以下简称S12)和MK60DN512ZVLQ10(以下简称K60)为核心，并以CodeWarriorIDE和AR Embedded Workbench作为系统的开发平台，车模采用大赛组委会统一提供的B和C型仿真车模。

本文主要介绍了智能车控制系统的机械结构、软硬件模块的设计过程。整个系统主要包括车模机械结构调整、传感器电路设计及信号处理、控制算法和策略的优化等多个方面。车模以安装在车体前的工字电感作为循迹传感器，采用干簧管检测起跑线，以旋转光电编码器来检测速度信息，其简单工作原理为单片机采集工字电感感应电压的模拟量和干簧管的导通状态，结合舵机控制算法控制舵机转角，单片机再综合赛道信息并结合旋转光电编码器的速度反馈信号，利用电机控制算法控制速度变化，结合无线串口的监控调试，最终确定了各项控制参数。

关键字：智能车，电磁循迹，PID算法

目录

第1章引言 ................................................................ 1.1 目的和意义 ............................................................ 1.2国内外发展情况 ......................................................... 1.3 设计的基本要求及内容 .................................................. 第2章检测及控制原理 ....................................................... 2.1路径的识别 ............................................................. 2.1.1导线周围的电磁场 ................................................... 2.1.2磁场检测方法 ....................................................... 2.1.3、传感器布局 ....................................................... 2.2车模方向控制 ........................................................... 2.3车模速度控制 ........................................................... 第3章电路设计 ............................................................. 3.1整体电路框图 ........................................................... 3.2单片机最小系统 ......................................................... 3.3电磁检测模块 ........................................................... 3.3.1传感器的选择 ....................................................... 3.3.2选频、放大、整流 ................................................. 14 3.3.3电机驱动 ........................................................... 3.4速度检测模块 ........................................................... 3.5舵机驱动模块 ........................................................... 3.6电源电压转换模块 ....................................................... 3.7终点线检测模块 ......................................................... 第4章机械设计调整 ......................................................... 4.1舵机的安装 ............................................................. 4.2编码器的安装 ........................................................... 4.3干簧管检测模块安装 ..................................................... 4.4智能车前轮定位参数的选择 ...............................................

4.4.1主销后倾角 ......................................................... 4.4.2主销内倾角 ......................................................... 4.4.3前轮外倾角 ......................................................... 4.4.4前轮前束 ........................................................... 4.5车模其它机械结构的调整 ................................................. 4.5.1 重心位置的控制 ................................................... 4.5.2 小车底盘高度 ..................................................... 4.5.3 后轮距 ........................................................... 4.5.4 减震器 ........................................................... 4.5.5 齿轮啮合 ......................................................... 4.5.6 差速器 ............................................................ 第5章软件开发 ............................................................. 5.1软件功能与流程图 ....................................................... 5.2赛道信息的提取 ......................................................... 5.3舵机控制和直流电机控制程序设计 ......................................... 5.3.1经典 PID 控制算法 .................................................. 5.3.2基于位置式舵机控制算法 ............................................. 5.3.3基于增量式电机控制算法 ............................................. 5.4弯道控制策略 ........................................................... 第6章开发环境、调试工具 ................................................... 6.1软件开发平台 ........................................................... 6.2 蓝牙模块与串口调试 .................................................... 6.3小车硬件参数

总结 ...................................................................... 致谢 ...................................................................... 参考文献................................................................... 附录 ......................................................................

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