分校東秦光電一隊(duì)

和飛思半導(dǎo)體公司可以在相關(guān)主頁(yè)上收錄并公開(kāi)參賽作品的設(shè)計(jì)方案、技日第一章引 概 文本結(jié) 第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及方案論 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及方案的選 系統(tǒng)總體方案的設(shè) 小 第三章智能汽車機(jī)械結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及優(yōu) 智能汽車車體機(jī)械建 智能汽車傳感器的安 速度傳感器的安 尋跡傳感器的安 車模傾角傳感 重心調(diào) 電路板的安 電池安 其他機(jī)械結(jié)構(gòu)的調(diào) 小 第四章硬件電路設(shè)計(jì)和說(shuō) 電源管理模 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模 平衡傳感器模 尋跡傳感器模 編..............................................................................................鍵 液晶 單片機(jī)模 小 第五章控制軟件設(shè)計(jì)說(shuō) 線性CCD傳感器路徑精確識(shí)別技 新型傳感器路徑識(shí)別狀態(tài)分 線性CCD傳感器路徑識(shí)別算 彎道的處 的處 終點(diǎn)線的處 5.8小 第六章開(kāi)發(fā)工具、制作、安裝、調(diào)試過(guò) 開(kāi)發(fā)工 調(diào)試過(guò) 第七章模型車的主要技術(shù)參 結(jié) 概 兩側(cè)邊沿有寬為25mm的連續(xù)黑線作為引導(dǎo)線。參賽隊(duì)員的目標(biāo)是模型汽車需種適合直立光電車的算法，并最終確定我們的設(shè)計(jì)思路。32位微控制器MK60DN512VLL10作為控制單元，自主構(gòu)思控制方案及了艱苦的勞動(dòng)。這份報(bào)告凝聚著東學(xué)秦皇島分校光電一隊(duì)全體隊(duì)員的心血文本系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及方案的選定是在熟悉K60這款單片機(jī)的同時(shí)用最簡(jiǎn)化的將循線小車的功能實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)采用飛思MK60DN512VLL10單片機(jī)為檢測(cè)和控制，以線陣CCD系統(tǒng)總體方案的遵照本屆競(jìng)賽規(guī)則規(guī)定，智能汽車系統(tǒng)采用飛思的32位微控制器MK60DN512VLL10單片機(jī)作為控制單元用于智能汽車系統(tǒng)的控制。線性CCD賽道明暗信息，返回到單片機(jī)作為轉(zhuǎn)向控制的依據(jù)。主控輸出用編作為速度傳感器。編返回的信號(hào)可以形成閉環(huán)[2]，使用PID控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)向以及電機(jī)的轉(zhuǎn)速。整個(gè)調(diào)試過(guò)程就是要保證車身穩(wěn)定循跡的前提下不斷提高車模前進(jìn)的平均速度。在硬件電路設(shè)計(jì)上，采用了模塊化的設(shè)計(jì)思PCB板，增加了硬件電路的可靠性。根據(jù)以上系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，共包括六大模塊：MK60DN512VLL10主控模塊、傳感器模塊、電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、速度檢測(cè)模塊和輔助調(diào)試模塊。如圖2.1所示。 圖傳感器和光電編等傳感器的信號(hào)，根據(jù)控制算法做出控制決策，驅(qū)動(dòng)舵機(jī)輔助調(diào)試模塊，主要用于智能汽車系統(tǒng)的功能調(diào)試、狀態(tài)[3]小智能汽車各系統(tǒng)的控制都是在機(jī)械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，因此在設(shè)計(jì)整個(gè)在實(shí)際的調(diào)試過(guò)程中不斷的改進(jìn)優(yōu)化和提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。本章將主要介紹智智能汽車車體機(jī)械車(E型模型車)。智能車的外形大致如下：智能汽車傳感器的拆卸后，安裝編，固定編的固定件是根據(jù)車得尺寸及與編的相對(duì)位置的連接固定件,并用黑色膠帶進(jìn)行加固。在安裝完后輪后，在利用十字扳手套筒將后輪裝上。安裝時(shí)應(yīng)注意調(diào)整好齒輪間隙。齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)車模的驅(qū)動(dòng)能力有很大的影響。齒輪傳動(dòng)部分安裝位置的不恰當(dāng)，會(huì)大大增加電機(jī)驅(qū)動(dòng),傳動(dòng)部分要輕松、順暢，不能有遲滯或周期性振動(dòng)的現(xiàn)象。判斷齒輪傳動(dòng)是否良好的依據(jù)是，聽(tīng)一下電機(jī)帶動(dòng)后輪空轉(zhuǎn)時(shí)。聲音刺耳響亮，圖3.2編安裝完CCD的主桅，可使車模具維修，具有賽場(chǎng)快速保障能力。尋跡傳感器的安裝如圖3.3所示。3.3CCD一個(gè)與主板分立的電路安裝在車身底部。如圖3.4重心同樣為實(shí)現(xiàn)降低重心，提高小車穩(wěn)定性的目的，電池通過(guò)一個(gè)自行制作的支架固定在車身下部，最大程度上降低重心，電池放在靠近電機(jī)的位置。如圖3.6其他機(jī)械結(jié)構(gòu)的可保護(hù)車模機(jī)械的安全性，保證小車狀態(tài)的穩(wěn)定性。如圖3.7圖小電源管理電機(jī)驅(qū)動(dòng)我們沒(méi)有使用主辦方推薦的電機(jī)驅(qū)動(dòng)MC33886，嘗試過(guò)H橋，但由于H橋電路MOS管只有TO-263封裝，電路板過(guò)大，不方便安裝，最終采用更小的BTN7971來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)自主設(shè)計(jì)的電路能很好的滿足頻繁調(diào)速控制的要求，在電路大負(fù)載極限測(cè)試之后沒(méi)有異常情況發(fā)生[4]。如圖4.2平衡傳感器4.3尋跡傳感器CCD128圖圖 CCD內(nèi)部感光單正比。因此為了適應(yīng)場(chǎng)地，CCD的積分時(shí)間應(yīng)該是可變的。編為了使用閉環(huán)控制，我們?cè)谄嚹Ｐ蜕细郊恿司?。和其他元件相比，選用編可以使電路更加完善，信號(hào)更加精確。編功耗低，重量輕，抗沖擊抗震動(dòng)，精度高，長(zhǎng)，非常實(shí)用[5]。編內(nèi)部無(wú)上拉電阻，因此編碼器接口出需要設(shè)計(jì)上拉電阻。同時(shí)為了保證波形的穩(wěn)定主控板上使用了74HC244。K60自身具有正交功能，因此這里無(wú)需使用任何計(jì)數(shù)輔助器件，只需要將接口連接到單片機(jī)相應(yīng)接口即可。接口如圖4.11所示4.11鍵對(duì)參數(shù)作修改處理，如果每修改一個(gè)數(shù)據(jù)就一次程序的話，就會(huì)浪費(fèi)時(shí)間，這時(shí)應(yīng)用鍵盤，它就起到一個(gè)人機(jī)交互的作用。液晶塊。由于模塊是直接的成品。所以電路在這里不做介紹了。單片機(jī)款飛思32位的單片機(jī)，其開(kāi)發(fā)方法和工作特點(diǎn)都與常用的單片機(jī)有一定的區(qū)別。開(kāi)發(fā)環(huán)境也有不同。我們采用IAR作為開(kāi)發(fā)工具[6]。小與數(shù)字部分等措施。我們的硬件電路的設(shè)計(jì)思想是在保證正確檢測(cè)信號(hào)的CCD傳感器路徑精確識(shí)在本屆大賽中，要求選擇使用線性CCD以及LED作為光電車的傳感器，CCD包含128個(gè)像素點(diǎn)[7]。CCD進(jìn)行巡線；在十字的時(shí)候出現(xiàn)；黑色處雖有左右兩個(gè)跳變，但左右跳變間距會(huì)比直道跳變間距CCD同時(shí)檢測(cè)，前瞻較遠(yuǎn)出的跳變有3-4個(gè)，且前瞻較近處的跳變只有一個(gè)；終點(diǎn)線依靠CCD返CCD路徑識(shí)別算法是我們使用的是由CCD先從左到有檢測(cè)上升沿，再?gòu)挠蚁駽CD1 for(i=0;i<122;i++)//0-{ {}} for(j=127;j>5;j--)//127-{if(ccd1_array[j-6]-ccd1_array[j]>=breakpoint1{rightbreakshuzu1[m1]=j；}}m1n1分別為下降沿與上升沿的個(gè)數(shù)，這里采用最外側(cè)的上升沿與下彎道的PID控制策略其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，可靠性高，并且易于實(shí)現(xiàn)。其缺點(diǎn)在在成熟性和可操作性上都有著很大的優(yōu)勢(shì)。所以最后我們選擇了PID的控制方IPIDPD控制。速度閉環(huán)控制采用了增量式PIDPID控制參數(shù)。試湊不是盲積分調(diào)節(jié)（I）作用：是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無(wú)差度。因?yàn)橛姓`差，TiTiTi大則積分作調(diào)節(jié)規(guī)律結(jié)合，組成PI調(diào)節(jié)器或PID調(diào)節(jié)器。律相結(jié)合，組成PD或PID控制器[10]。終點(diǎn)線的上位置不一定正的原因，導(dǎo)致實(shí)際跑的時(shí)候不一定能檢測(cè)到6個(gè)跳變，經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)，我們發(fā)現(xiàn)每次到終點(diǎn)線時(shí)，CCD4個(gè)跳變，從而對(duì)小車做5.5起點(diǎn)（終點(diǎn)）CCD5.8CCDPID控制理論和對(duì)彎開(kāi)發(fā)程序的開(kāi)發(fā)是在提供的IAR下進(jìn)行的，包括源程序的編寫、編譯，并最終生成可執(zhí)行文件。IARSystems是全球領(lǐng)先的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工調(diào)試通過(guò)提供的IAR編譯軟件的調(diào)試功能，可以得到大量的信息，CCDView工具用于監(jiān)測(cè)智能6.1PIDPC機(jī)上，用串口獵人實(shí)時(shí)觀測(cè)設(shè)定值與實(shí)際值的圖形，通過(guò)試湊法來(lái)確定其PID參數(shù)。6.27.1長(zhǎng) 寬 高3無(wú)“飛思”杯大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽已經(jīng)成功舉辦了九屆，該競(jìng)賽涵蓋PIDCCD得到了小車偏離賽道中心線的距離,通過(guò)電機(jī)控制車模按預(yù)定軌道行走。的主要內(nèi)容與結(jié)論制系統(tǒng)的控制策略，一個(gè)CCD頭傳感器作為路徑檢測(cè)的基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)雙電機(jī)進(jìn)行PID控制使小車可以直立行走，分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該識(shí)別方法是可PID控制，具有較好的實(shí)時(shí)性和實(shí)用性。結(jié)合上面講到的路徑檢測(cè)，可以有效的縮短行車時(shí)間，提高效率。通過(guò)8個(gè)月的辛勤付出,我們通過(guò)了賽區(qū)賽進(jìn)入了國(guó)我們相信通過(guò)這段時(shí)間