电磁组设计报告——走你
电磁组-厦门理工学院-倔强年华技术报告
本智能车系统包含以下几个部分： 1.智能车底盘部分（包括驱动电机、转向舵机、电池等） 2.测速编码器部分 3.磁场传感器部分 4.单片机最小系统及外围模块 5.电源模块 6.电机驱动模块 7.干簧管起跑线检测模块 8.障碍检测部分（线性ccd）
“”Βιβλιοθήκη “”1第一章 引言. .................................................................................................................2 1.1 大赛介绍. ................................................................................................................2 1.2 系统介绍. ................................................................................................................2 第二章、电磁寻迹小车的原理. ...................................................................................3 2.2 传感器电路设计. ....................................................................................................3 2.3 车模方向控制原理. ........................................................
第六届 电磁一队技术报告
第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：安徽科技学院队伍名称：电磁一队参赛队员：叶明明陶丰元何雅琼带队教师：权悦梁磊关于技术报告和研究论文使用授权的说明本人完全了解第六届“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：目录第一章引言 (4)1.1概述 (4)1.2技术报告结构 (4)第二章设计方案概述说明 (5)2.1设计思路及方案的总体说明 (5)2.2系统各模块实现简介 (6)第三章机械及硬件电路设计 (7)3. 1机械设计 (7)3.1.1 电磁传感器的安装 (8)3.1.2 PCB主板的固定 (8)3.1.3 测速电路模块的安装 (8)3.1.4 舵机的安装 (9)3.2 车模的机械调校 (9)3.2.1底盘高度 (9)3.2.2前轮定位 (9)3.2.3 差速的调节 (9)3.3硬件电路设计 (10)3.3.1 电源管理模块 (10)3.3.2 主控模块 ................................ 错误！未定义书签。
3.3.3 BDM模块................................. 错误！未定义书签。
3.3.4 接口模块 ................................ 错误！未定义书签。
3.3.5 电机驱动模块 ............................ 错误！未定义书签。
3.3.6 电磁传感器电路 (13)第四章软件设计 (15)4.1传感器的测量算法 (16)4.2舵机的PD控制 (17)4.3增量式编码器的控制 (17)4.4速度PID控制算法及其改进形式 (18)第五章开发调试过程及主要参数 (20)5.1开发工具 (20)5.2制作调试过程说明 (20)5.3智能车主要技术参数 (22)5.4存在问题及改进方法 (23)5.5总结 (24)参考文献/参考程序............................... 错误！未定义书签。
智能车电磁组技术报告-图文
智能车电磁组技术报告-图文第八届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛技术报告目录摘要 ...................................................... ........................................................ 错误！未定义书签。
目录 ...................................................... ......................................................... ............................... II 第一章引言 ...................................................... ......................................................... (1)1.1 比赛背景介绍 ...................................................... ......................................................... .. 1 1.2 本文章节安排及文献综述 ...................................................... ....................................... 1 第二章方案选择 ...................................................... ......................................................... (1)2.1系统组成模型及控制算法 ...................................................... . (1)2.1.1 系统结构与模型 ...................................................... ........................................... 1 2.1.2模糊PID控制器设计 ...................................................... .................................... 2 2.2 测量模块方案选择 ...................................................... (3)2.2.1 路径检测模块 ...................................................... ............................................... 3 2.2.2 速度检测模块 ...................................................... ............................................... 3 2.2.3起跑线检测模块 ...................................................... ........................................... 3 2.3 控制模块方案选择 ...................................................... (4)2.3.1 路径控制模块 ...................................................... ............................................... 4 2.3.2 速度控制模块 ...................................................... ............................................... 7 2.4 执行模块方案选择 ...................................................... (7)2.4.1 路径执行模块 ...................................................... ............................................... 7 2.4.2 方向执行模块 ...................................................... ............................................... 7 2.4.3 速度执行模............................................... 7 2.5本章小结 ...................................................... ......................................................... ........... 8 第三章机械结构设计 ...................................................... ......................................................... . (9)3.1 智能车参数要求 ...................................................... . (9)3.2 车模组装与改造 ...................................................... . (9)3.2.1 车模组装 ...................................................... . (9)3.2.2 前轮定位的调整 ...................................................... ........................................... 9 3.2.3 差速的调 (10)3.2.4 舵机力臂的调整 ...................................................... ......................................... 10 3.3 电感线圈的安装 ...................................................... (11)3.4光电编码器的安装 ...................................................... .................................................. 12 3.5 电路板的固定与安装 ...................................................... ............................................. 12 3.6 车模技术参数 ...................................................... .........................................................13 第四章硬件系统设计与实现 ...................................................... .. (14)4.1 电源模块 ...................................................... (14)4.1.1 电源保护 ...................................................... .. (15)4.1.2 降压稳压电路设计一 ...................................................... (15)II4.1.3 降压稳压电路设计二 ...................................................... ................................. 16 4.1.4 电源模块小结 ...................................................... ............................................. 16 4.2 路径识别模块 ...................................................... .........................................................17 4.3 电机模块 ...................................................... ......................................................... ........ 18 4.4 舵机模块 .............................................................. 19 4.5 测速传感器模块 ...................................................... .. (19)第五章软件系统设计与实现 ...................................................... .. (20)5.1 系统初始化 ...................................................... ......................................................... .... 20 5.2路径识别算法分析及选定 ...................................................... ...................................... 20 5.3基于电感线圈排布理论分析 ...................................................... .................................. 21 5.4电感线圈传感器接收防干扰算法....................................................... .. (24)5.4.1结构化赛道导线之间干扰的消减: ..................................................... ................ 24 5.4.2电感线圈传感器之间的干扰的消................. 24 5.4.3车子上工作的PWM信号和电机工作时产生的磁场对电感线圈干扰的消减 .............. 24 5.5 舵机控制算法 ...................................................... .........................................................255.5.1车体与舵机转角方向测定....................................................... .......................... 25 5.5.2舵机转向角度分配 ...................................................... ...................................... 26 5.5.3舵机PID整定 ...................................................... .............................................. 26 5.6电机PID速度控制算法 ...................................................... (26)5.6.1测试开环与闭环控制响应曲线 ...................................................... ................... 27 5.6.2测试开环控制下PWM占空比与电机转速之间的关系 . (28)5.6.3 bang_bang 控......................................... 29 5.6.4 PID控制 ...................................................... (31)5.6.5 PID参数整定 ...................................................... .............................................. 32 5.6.6速度分配 ...................................................... (32)第六章开发与调试 ...................................................... ......................................................... (34)6.1 软件开发环境介绍 ...................................................... ................................................. 34 6.2 智能车整体调试 ...................................................... .. (35)6.2.1 舵机调试 ......................................................6.2.2 电机调试 ...................................................... .. (35)6.2.3 整体调试 ...................................................... .. (36)III第一章引言1.1 比赛背景介绍1.2 本文章节安排及文献综述本文系统的介绍了制作智能模型车的各项技术。
电磁组 湖北汽车工业学院-电磁二队-技术报告
第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：湖北汽车工业学院队伍名称：电磁二队参赛队员：王凯张卓然鲁方强带队教师：雷钧柴旺兴第七届飞思卡尔智能汽车邀请赛技术报告关于技术报告和研究论文使用授权的说明本人完全了解第七届“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：目录第一章引言 (4)1.1 背景介绍 (4)1.2 控制简述 (5)第二章直立车控制原理分析 (6)2.1 直立行走任务分解 (6)2.2 车模平衡控制 (7)2.3 车模角度和角速度测量 (10)2.4传感器融合与卡尔曼滤波 (11)2.5车模速度控制 (15)2.6 车模方向控制 (17)2.7 车模直立行走控制算法 (18)第三章传感器分析与布局 (19)3.1 电磁感应原理 (19)3.2 电磁感应线圈在磁场中的特性 (21)3.3 传感器布局 (23)第四章硬件电路设计 (27)4.1 循迹传感器放大电路 (27)4.2 直立传感器电路 (28)4.3 测速模块 (29)4.4 电机驱动模块 (29)4.5 主板电路设计 (29)4.5.1电源电路设计 (29)4.5.2主板电路设计 (30)第五章智能车控制算法设计 (31)5.1 控制流程图 (31)5.2 卡尔曼滤波角度算法 (34)5.3直立控制算法 (35)5.4 赛道识别 (36)5.5 转向控制算法 (37)5.6 速度控制算法 (40)第六章机械设计部分 (43)6.1 车模简化改装 (43)6.2 传感器安装 (45)6.3 注意事项 (47)第七章开发与调试 (48)第八章智能车技术参数说明 (50)第九章鸣谢 (51)第十章总结 (53)第七届飞思卡尔智能汽车邀请赛技术报告参考文献 (55)附录A 部分程序代码 (56)第一章引言1.1 背景介绍飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，涵盖了机械、模式识别、电子、电气、传感技术、计算机、自动化控制、汽车理论等多方面知识，从一定程度上反映了当代大学生综合运用所学知识和探索创新的精神。
电磁场及电磁波设计报告
HEFEI UNIVERSITY电磁场与电磁波设计报告题目：电磁场与电磁波设计报告系别：12级电子系班级：电子信息工程1班姓名：指导老师：目录：静电场的基本概念------------------------------------------3 恒定磁场的基本概念----------------------------------------5 时变磁场的基本概念----------------------------------------6 电场和磁场之间的关系--------------------------------------7 电磁场应用之变频电磁场处理油田水防垢技术------------------8 背景---------------------------------------------------8 原理结构图--------------------------------------------11 除垢、防垢工作原理------------------------------------12 电磁场处理对溶液电导率的影响--------------------------13 电磁场对溶液表面张力的影响----------------------------13 电磁场处理对溶液pH值的影响---------------------------14 实验结果分析------------------------------------------16 从水分子的结构方面---------------------------------16电磁场诱导微晶的形成-------------------------------18静电场的基本概念：1.定义：空间位置固定不变且电量不随时间变化的电荷产生的电场，称为静电场。
2.几个基本定律：库仑定律：真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比，和它们距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线，同名电荷相斥，异名电荷相吸。
2013年全国大学生电子设计竞赛电磁控制运动装置设计报告
学校：天津现代职业技术学院参赛队编号：J092013全国大学生电子设计竞赛设计报告题目:电磁控制运动装置（J题）电磁控制运动装置设计报告摘要随着科技的发展，近年来单片机等微型处理器在控制方面的应用越来越多。
加之其易于使用、性价比高，所以用该类型芯片开发的产品成本低廉且使用方便。
本电磁控制运动装置系统是一个兼具手动控制、自动控制盒实时显示功能的控制系统。
该系统是以MSP430 处理器为核心，通过PWM（Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制）技术把直流电压变成电压脉冲列，并通过控制电压脉冲宽度和脉冲列的周期来达到变压、变频目的的一种控制技术，使电磁铁的磁性变化，“推动”摆杆摆动，用键盘设定摆杆摆角幅度和周期，通过角度传感器ADXL345将实时采集到的角度数据以SPI串行接口的形式传递给模数转换器，经由单片机处理使电磁铁吸引摆杆在规定的角度内摆动，形成一个电磁控制运动系统使摆杆能更精准的转动规定的角度，当达到设定要求时可进行声光提示，并可通过按键来操控摆杆的摆动的幅度以及周期。
以该系统摆动角度的准确性以及周期来判断该设计的完成指标。
关键词：MSP430；PWM；电磁铁；ADXL345；电磁控制目录任务与要求................................................................................................................................... - 3 - 1.系统方案比较和选择................................................................................................................ - 3 -1.1 控制模块的比较与选择................................................................................................ - 4 -1.2显示模块的比较和选择................................................................................................. - 4 -1.3按键模块的比较和选择................................................................................................. - 4 -1.4 角度检测模块的比较和选择........................................................................................ - 5 -1.5电磁驱动模块的比较和选择......................................................................................... - 5 -1.6电源模块的比较和选择................................................................................................. - 6 -系统各模块的最终方案....................................................................................................... - 6 - 2.系统理论分析与参数计算........................................................................................................ - 6 -2.1 PWM驱动的基本原理及特点....................................................................................... - 6 -2.2 大幅度摆动单摆的高精度周期.................................................................................... - 7 -2.3 角度测量原理................................................................................................................ - 8 -2.4电磁铁磁性控制............................................................................................................. - 8 -3.电路设计与程序设计................................................................................................................ - 9 -3.1 硬件电路的设计............................................................................................................ - 9 -3.1.1主控电路............................................................................................................ - 10 -3.1.2 角度检测子系统框图与电路原理图............................................................... - 10 -3.1.3按键及显示电路................................................................................................ - 11 -3.1.4总体电路图........................................................................................................ - 12 -3.2 软件程序设计.............................................................................................................. - 12 -3.2.1程序功能描述与设计思路................................................................................ - 12 -3.2.2程序流程图........................................................................................................ - 13 -3.2.3源程序................................................................................................................ - 13 -4.系统测试及结果分析.............................................................................................................. - 14 -4.1 测试方案...................................................................................................................... - 14 -4.1.1硬件测试............................................................................................................ - 14 -4.1.2软件测试............................................................................................................ - 14 -4.2测试条件与仪器........................................................................................................... - 14 -4.2.1测试条件............................................................................................................ - 14 -4.2.2测试仪器............................................................................................................ - 14 -4.3 测试结果与分析.......................................................................................................... - 15 -4.3.1测试结果（数据）............................................................................................ - 15 -4.3.2测试分析............................................................................................................ - 15 -5.总结 ......................................................................................................................................... - 16 - 参考文献：................................................................................................................................. - 17 - 附录1：总体电路图.................................................................................................................. - 18 - 附录2：源程序.......................................................................................................................... - 19 -任务与要求设计并制作一套电磁控制运动装置，该装置由电磁控制装置、摆杆等部分构成。
西南科技大学西科四队技术报告(电磁组)
技 术 报 告
学
校：西南科技大学
队伍名称：西科 4 队 参赛队员：王介阳 王 静
李得亮 带队教师：朱玉玉 武 丽
关于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 有关保留、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。
第七章 总结 ....................................................................................... - 35 参考文献 ............................................................................................ - 38 附录：部分程序源代码 ....................................................................... - 38 -
第二章 智能车整体方案设计 ................................................................ - 3 2.1 设计思路及方案的整体说明 ..................................................................................... - 3 2.2 智能车系统总体结构 ................................................................................................. - 4 -
智能车电磁组报告参考模板
目录一．学分认定书 (XX)二．实验报告 (XX)三. 智能车制作研究报告 (XX)四．心得体会 (XX)五.附录：程序源代码 (XX)(要求：给出一级目录，宋体加粗，四号字,1.5倍行距。
)一．学分认定书（每个队员1份）二．实验报告实验一. 通用输入输出口和定时中断一、实验目的1. 掌握 MC9S12XS128 汇编语言对通用端口的操作指令。
2. 掌握程序中指令循环和跳转的方法。
3. 学会使用程序延时，并会大概估算延迟时间。
二、实验任务1. 将 PORTA 口接八位DIP 开关，PORTB口接七段数码管显示，PORTK控制四个数码管其中某一个显示。
2. 采用定时中断方式，利用八位DIP 开关输入二进制数，数码管显示其十进制数。
三、实验内容实验中每个通用输入输出端口要用到的寄存器都有两个，端口定义寄存器和端口方向寄存器。
以A 端口为例，端口定义寄存器为PORTA和端口方向寄存器为DDRA。
在MC9S12XS128的DATASHEET 上可以查到DDRA的地址是0x00(输入), DDRB的地址是0xFF(输出), DDRK的地址是0xFF(输出)。
则初始化端口PORTA、PORTB、PORTK 的语句为:void initGPIO(void){DDRA = 0x00;DDRB = 0xFF;DDRK= 0xFF;}置0 表示该位为接受输入位，置1 表示该位为输出位。
MC9S12DP256/DG128 中可以使用实时时钟或增强型定时器来完成定时功能，二者是相互独立的。
本实验中用实时时钟定时。
实时时钟的可以通过对外部晶振分频而得到一个定时中断。
RTICTL 是实时时钟控制寄存器，向该寄存器写入内容，通过查表会得到一个分频因子，外部晶振除以分频因子就是中断的频率了。
因为外部晶振频率是16MHz，要得到1ms中断一次，需要16000分频。
在MC9S12XS128的DATASHEET 上可以查到RTICTL设置为0x8F, 中断允许寄存器CRGINT设置为0x80（开中断）。
清华大学电磁组技术报告 19页看
第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：清华大学队伍名称：清华大学三角洲电磁队参赛队员：张迪张旭张欣然带队教师：陆耿李默2010年8月15日关于技术报告和研究论文使用授权的说明本人完全了解第五届“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：目录第一章引言 (1)1.1 概述 (1)1.2 整车设计思路 (1)1.2.1 控制系统 (1)1.2.2 整车布局 (2)1.2.3 电磁组赛道主要特点 (3)第二章硬件设计 (4)2.1 传感器方案 (4)2.1.1 磁场检测传感器 (4)2.1.2 传感器的布局 (4)2.2 主板电路设计 (5)2.2.1电源模块 (5)2.2.2驱动模块 (5)2.2.3信号检测电路 (6)2.2.4各模块接口 (6)2.3 最小系统板 (6)2.4 其它外设 (7)第三章机械设计 (9)3.1 舵机的安装 (9)3.2 传感器的安装 (10)3.3 车模的机械调校 (10)3.3.1底盘高度 (10)3.3.2前轮定位 (10)3.3.3差速调整 (10)第四章软件设计 (11)4.1 程序整体设计 (11)4.1.1 程序框图 (11)4.1.2中断调用 (11)4.2 赛道识别 (12)4.3 舵机控制 (13)4.4 控速策略 (13)4.5 调试手段 (14)4.5.1无线模块 (14)4.5.2 matlab数据分析 (14)第五章赛车主要技术参数 (16)第六章结论 (17)参考文献 (17)附录A 程序源代码 (I)第一章引言1.1 概述“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛今年进行到第五届，四年经验的积累使得比赛形式丰富，比赛规则比较完善，为广大同学提供了一个良好的学习提高的平台。
智能车电磁组技术报告
第三届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：队伍名称：参赛队员：带队教师：关于技术报告和研究论文使用授权的说明本人完全了解第三届“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：目录第一章引言 (1)第二章机械结构部分 (2)2.1 舵机的固定与安装 (2)2.2 前轮的调整 (1)2.3 差速的调整 (1)2.4 整车重心的调整 (1)第三章传感器的选择和布局 (1)3.1 传感器的选择 (1)3.2 电磁感应线圈在磁场中的特性 (2)3.3 传感器布局 (1)3.3.1确定导线位置布局 (1)3.3.2前瞻设计 (1)第四章硬件电路模块 (1)4.1 控制器模块 (1)4.2 路径识别模块 (1)4.2.1感应线圈 (1)4.2.2信号选频放大 (1)4.2.3检波整流 (1)4.3 电源模块 (1)4.4 测速模块 (1)4.5 舵机使能控制电路 (1)4.6 电机驱动模块 (1)4.7 起跑线检测模块 (1)4.8 LCD液晶显示与键盘模块 (2)第五章智能车软件设计 (1)5.1 控制总流程 (1)5.2 导线位置提取 (1)5.3 系统控制算法 (1)5.3.1数字PID控制 (1)5.3.2转向控制算法 (1)5.3.3电机控制算法 (1)第六章开发与调试 (1)第七章智能车技术参数说明 (1)第八章鸣谢 (1)第九章总结 (1)参考文献 (1)附录A 程序代码 (1)第一章引言本智能小车以飞思卡尔16位微控制MC9S12XS128作为唯一的核心控制单元，采用电感线圈和干簧管获取道路信息，通过设计简单的PID速度控制器和简单的PID方向控制器实时调整小车的速度与转角。
北京科技大学电磁组技术报告
2.1 系统总体方案的选定
根据竞赛规则相关规定，智能车系统采用大赛组委会统一提供的 B 型车模， 以飞思卡尔半导体公司生产的 32 位微控制器 K60 作为核心控制器，在 IAR 开发 环境中进行软件开发。赛车利用加速度计和陀螺仪分别获取当前赛车的角度和 角速度来观测车身姿态，由车体前方的电磁传感器采集赛道信息，经内部 AD 进 行模数转换后，输入到控制核心，用于赛车的运动控制决策。通过光电码盘测 速模块来检测车速， 并采用 K60 的输入捕捉功能进行脉冲计数计算速度和路程； 电机转速控制采用 PID 控制，通过 PWM 控制驱动电路调整电机的转速，完成 智能车速度的闭环控制。此外，还增加了键盘作为输入输出设备，用于智能车 的角度和方位控制。
3.1 智能汽车车体机械建模
此次竞赛选用的是北京科宇通博科技有限公司生产的智能车竞赛专用 模型车 (E 型模型车 ) ，配套的电机型号为 RS-380 。智能车的控制采用的是双 后轮驱动方案。智能车的外形大致如下：
图 3.1 智能汽技术报告
3.2 智能汽车传感器的安装
2
4.2.1 电感传感器的原理 ................................... 16 4.2.2 磁传感器信号处理电路 ............................... 16 4.2.3 磁传感器的布局原理及改进 ........................... 19 4.2.4 陀螺仪 ............................................. 22 4.2.5 加速度传感器 ....................................... 22 4.2.6 速度传感器 ......................................... 23 4.3 键盘，OLED 显示屏 ............................................ 24 4.4 小结 ......................................................... 24 第五章 智能汽车控制软件设计 ...................................... 27 5.1 电感采集传感器路径精确识别技术 ............................... 27 5.2 寻线行驶算法实现 ............................................. 29 5.3 弯道的处理 ................................................... 31 5.3.1 弯道策略分析 ....................................... 31 5.3.2 对速度的闭环控制 .................................. 32 5.4 小结 ......................................................... 33 第六章 开发工具、制作、安装、调试过程说明 ....................... 35 6.1 开发工具..................................................... 35 6.2 调试过程..................................................... 35 6.2.1 上位机系统 ......................................... 35 6.2.2 控制算法的参数整定 ................................. 37 第七章 模型车主要参数 ............................................ 39 7.1 智能汽车外形参数 ............................................. 39 7.2 电路部分参数 ................................................. 39
电磁组 中山大学电磁组2队技术报告
第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：中山大学队伍名称：电磁2队参赛队员：李小锟黄志杰誉洪生带队教师：成慧钱宁关于技术报告和研究论文使用授权的说明本人完全了解第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、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：摘要本论文中设计的智能车系统采用飞思卡尔公司的kinetisK60作为控制核心，以IRF3205和IRF4905为电机驱动模块，通过编码器获得电机速度信息。
使用由电感及放大电路组成的传感器获取赛道信息；在智能车控制方面，基于位置式及增量式的PID控制算法在高速行驶赛车的路径优化和速度控制上有着不错的效果。
为了提高车的速度和稳定性，我们使用VC、无线通讯模块、等多种调试工具。
结果表明，本系统可靠有效。
关键词：kinetisK60，IRT3205, IRF4905，PIDAbstractWe design the smart car system based on the control of kinetisK60 in this paper. We choose IRF3205 and IRF4905 to be the motor drive, and encoder to feedback the speed of the motor. We use electrical inductance to get the information of the track. During the control of the smart car, the positional PID and Increasing PID perform good on path optimization and speed control in high speeding pattern. In order to improve the speed and the stability of the smart car, we use kinds of methods, such as VC, wireless module . It turned out that the system is reliable and effective.Keyword：kinetisK60，IRT3205, IRF4905，PIDIII目录摘要 (Ⅱ)Abstract (Ⅲ)第一章引言........................... 错误！未定义书签。
电磁轨道炮方案与初步研究报告(设计方案)
电磁轨道炮的设计与初步研究组长：夏君非二（2）组员：张丰泽二（9）王敬淳二（2）周云暐二（）指导老师：徐明上海市七宝中学完成时间2012.4摘要进行电磁轨道炮简要模型的制作，分析其工作原理，即安培定理、电磁感应定理等，加深对各种电磁学原理的认知与运用，试对电磁轨道炮在生活中的运用提出自己的见解，对电磁轨道炮未来的发展提出自己的观点。
提升动手能力，沟通能力等多种人际交往能力。
贯彻落实学校人文见长，全面发展的理念。
关键字电磁轨道炮安培力电磁感应定理一：研究背景本组实验研究的基本目的在于还原轨道炮的雏形，以其最原始的构造对影响电磁轨道炮的各种因素进行探究轨道炮是电磁炮最常见的式样。
电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器．与传统的大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁炮是利用电磁系统中电磁场的作用力，其作用的时间要长得多，可大大提高弹丸的速度和射程．但因材料和电力等关键问题无法从根本上解决，致使电磁轨道炮研究中断了很久。
电磁轨道炮有一些突出优点：一是弹丸速度快，精度高，射程远，威力大。
二是炮弹体积小，重量轻。
三是生存能力强。
电磁炮引起了世界各国军事家们的关注基于电磁炮多方面的优点，本文研究小组计划构造出电磁炮的基本模型，以此研究并改进其性能。
经查阅资料，已得知该方面研究的进展与部分细节：1轨道炮是利用轨道电流间相互作用的安培力把弹丸发射出去．它由两条平行的长直导轨组成，导轨间放置一质量较小的滑块作为弹丸．当两轨接入电源时，强大的电流从一导轨流入，经滑块从另一导轨流回时，在两导轨平面间产生强磁场，通电流的滑块在安培力的作用下，弹丸会以很大的速度射出。
2轨道间的强磁原由两导轨通以电流而产生，小型轨道装置无法产生大磁场，而是使用加装在轨道下的永久磁铁替代。
故磁铁的磁感强（到导轨一定距离）大小、空间均匀性及其取向是产生磁场的要素。
3轨道炮通常是大功率机械。
通电流后，在子弹和轨道间产生的大量热足以使其部分氧化，从而影响子弹和导轨的接触，降低轨道炮性能。
电磁组小车课程设计
电磁组小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电磁感应的基本原理，掌握电磁组小车的工作机制。
2. 学生能描述电磁组小车的电路构成，解释各部分功能及其相互关系。
3. 学生能运用物理公式计算电磁组小车的运动参数，如速度、加速度等。
技能目标：1. 学生能够独立组装并调试电磁组小车，解决在组装过程中遇到的技术问题。
2. 学生能够运用所学的物理知识对电磁组小车的性能进行优化，提高其运动效率。
3. 学生能够通过实验操作，收集数据，并对电磁组小车的性能进行分析和评估。
情感态度价值观目标：1. 学生在课程中培养对物理学科的兴趣，增强学习动力。
2. 学生在团队协作中，学会沟通、分享、尊重他人意见，培养合作精神。
3. 学生在探索电磁组小车的过程中，体验科学研究的艰辛与快乐，增强自信心和创新能力。
4. 学生能够关注电磁组小车在现实生活中的应用，认识到物理知识在实际问题解决中的价值。
本课程针对初中年级学生，结合物理学科特点，注重理论知识与实际操作相结合。
课程要求学生在掌握基本概念和原理的基础上，能够动手实践，解决问题，从而达到预期的学习成果。
在教学过程中，教师需关注学生个体差异，提供个性化指导，确保每个学生都能在课程中取得进步。
二、教学内容1. 电磁感应原理：通过课本相关知识，介绍法拉第电磁感应定律，理解电磁感应现象及其在电磁组小车中的应用。
- 教材章节：第五章“电磁感应”- 内容列举：法拉第电磁感应定律、感应电流的产生、洛伦兹力的作用。
2. 电磁组小车电路构成：分析电磁组小车的电路结构，了解各部分功能及其相互关系。
- 教材章节：第七章“简单电路”- 内容列举：电路元件、电路图的识别、电路连接方式。
3. 电磁组小车组装与调试：指导学生按照电路图组装电磁组小车，并进行调试。
- 教材章节：第八章“实践与探究”- 内容列举：组装步骤、调试方法、故障排查。
4. 电磁组小车性能分析与优化：运用物理知识，对电磁组小车的性能进行实验分析，并提出优化方案。
电磁设计报告
景德镇陶瓷学院电子线路课程设计任务书目录1、总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42、单元电路一直流稳压电源. . .. .. . . . . . .. .. . . . .53、单元电路二秒脉冲发生器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64、单元电路三计数和编码电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85、单元电路四译码/驱动/显示电路模块. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106、单元电路五报警模块. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127、总体电路原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138、总体电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .149、元件清单. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1510、参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1611、设计心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171、总体方案与原理说明显示30秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器灭灯；计时器为30秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。
飞思卡尔智能车 电磁组 技术报告
[7]杨延玲.载流直导线的电磁场特性分析[J].山东师范大学.2007
[8]王毅敏.马丽英等.一种改进的数字PID控制算法及其在励磁系统中的应用电网技术[J].1998
[9]高金源，夏洁.计算机控制系统[M].清华大学出版社.2007
[10]第五届北京交通大学电磁二队的技术报告.2010
[11]第五届哈尔滨工程大学电磁组—极品飞车三号队的技术报告.2010
[12]第五届清华大学三角洲电磁队的技术报告.2010
附
源代码
（1）main.c文件代码
#define MotorMax 14000
#define MotorMin10
#define NMAX 3//使用3个电感拟合
本校积极组队参加第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛。从2010年底着手准备，历时半年多，经过不断试验设计，最终设计出较为完整的智能赛车。在赛区比赛中获得了较好的综合性能和成绩。
在本次比赛中，采用大赛组委会统一提供的竞赛车模，采用飞思卡尔16位微控制器MC9S12XS128作为核心控制单元，构思控制方案及系统设计，进行包括机械结构的调整与优化，硬件的设计与组装、软件控制算法的编写与改进等过程（小车上的具体方案模块有传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、转向舵机控制等）从而实现小车智能化的识别道路，最终实现智能化竞速。
电磁传感器是赛车循迹的前提，采用图4.1电路，由谐振回路，放大电路和倍压整流电路三部分组成，电路如下图所示。
图4.1电磁传感器电路
4.2
主板承担着整部赛车各类电源的提供以及信号采集控制任务，主要由各类电源电路和单片机系统与接口电路组成。我们没有将传感器和传感器电路设置在主板上。否则，将大量消耗狭小的底盘安装空间，使得主板面积过小元件信号线过度密集导致抗干扰性能变差，不利于系统的可靠性，电路图与PCB图分别如图4.2、4.3所示。
电磁轨道驱动对空打击装置设计报告
电磁轨道驱动对空打击装置设计报告老师：高宏力组别：第六组成员：田雨，王钊，尼玛扎西，格桑多吉P1.设计报告作者：西南交通大学2016级机械工程学院11班尼玛扎西2016111364经过一个学期各个层次各个角度的学习，我们积累了丰富的知识技能。
期末将至，本小组递交电磁轨道驱动对空打击装置设计报告如下：一、设计目的：1、巩固相关知识，增强对传感器等技术的了解；2、培养思维方式与创新能力；3、培养自学能力与解决问题的能力。
二、设计任务：通过编程控制电磁轨道驱动，让装置锁定并瞄准空中飞行物体，实行打击。
三、设计要求：装置成功锁定物体，成功击落物体。
四、系统设计：1、介绍所使用的软件硬件情况及工作原理。
（1）飞盘识别系统【视觉开源库——opencv库】由intel发起的视觉开源库,基本涵盖了机器视觉的经典算法,霍夫变换,开尔曼滤波,支持向量机等内容，应用于装置可以通过分析传感器传来的数据对装置进行调整。
（2）摄像头通过光传感与热传感捕捉目标物，在云台转动下对目标物的路径进行记录，传感器所记录的数据用于数据分析，从而使装置得以进行下一步调整。
（3）二自由度云台通过两个旋转机构实现水平转动与垂直转动，依据电脑传输的数据可以独立自主调整转动幅度进而调整轨道角度，从而将传感器得到的数据转化为机械运动。
（4）电磁轨道炮由电磁场提供能量用于发射操作者所填充的子弹，发射轨道路径可由电脑计算得出，从而成功击落物体。
2、编程思路和程序流程框图。
（1）编程思路：从出发点横向捕捉目标物影像，若没有发现则抬高视角，水平反方向在此重复，直至捕捉到物体影像。
分析路径得到目标物下一步将会到达的方位，镜头随之追踪。
调整轨道角度，预判子弹发射路径，电磁轨道炮进行发射，击落物体。
（2）流程图：1.捕捉物像→2.分析路径→3.追踪路径→4.发射子弹→5.击中物体3、制作过程与调试过程可能的问题【1】所用视觉开源库（即opencv库）仅能实现理想情况下的数据处理，在实际操作中有较大误差，暂定通过减小实验环境与理想环境的差异从而尽可能减小误差。
电磁工程设计方案怎么写
电磁工程设计方案怎么写一、项目背景随着科技的不断发展，电磁工程在各个领域中扮演着越来越重要的角色。
从通信领域到医疗、交通、能源和军事领域，电磁工程的应用越来越广泛。
因此，进行电磁工程设计是非常有必要的。
二、项目目标本项目旨在设计一套高效、可靠的电磁系统，以满足特定领域的需求。
具体目标包括：1. 分析目标领域的需求，确定电磁系统的性能指标；2. 设计并优化电磁系统的结构和参数；3. 进行性能测试和验证，确保系统满足设计要求；4. 提出系统的改进建议，以进一步提高系统的性能。
三、项目范围本项目范围包括以下内容：1. 确定目标领域的需求分析；2. 设计电磁系统的结构和参数；3. 制造、装配电磁系统；4. 进行性能测试和验证；5. 提出改进建议。
四、项目工作流程1. 需求分析阶段a. 调研目标领域的需求，包括性能指标、使用环境等；b. 确定设计电磁系统的目标和范围；c. 制定需求分析报告。
2. 结构设计阶段a. 设计电磁系统的结构和参数；b. 进行系统的仿真分析，优化设计；c. 制定设计方案报告。
3. 制造与装配阶段a. 制造电磁系统的零部件；b. 进行系统的装配和调试；c. 完成制造与装配报告。
4. 性能测试阶段a. 进行系统的性能测试，获取数据；b. 对测试数据进行分析和评估；c. 完成性能测试报告。
5. 改进建议阶段a. 提出系统的改进建议；b. 制定改进建议报告。
五、质量保证措施1. 确保设计方案符合目标领域的需求；2. 严格按照设计方案制造与装配电磁系统；3. 进行严格的性能测试和验证；4. 提出系统的改进建议，以不断优化系统的性能。
六、项目预算本项目的预算包括以下内容：1. 设计人员、制造人员、测试人员的工资；2. 设计、制造、测试设备的采购费用；3. 设计、制造、测试的材料费用；4. 其他相关费用。
七、项目进度计划本项目的进度计划为：1. 需求分析阶段：1个月；2. 结构设计阶段：2个月；3. 制造与装配阶段：3个月；4. 性能测试阶段：1个月；5. 改进建议阶段：1个月。
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惠州学院第二届“速度与激情”智能小车竞速赛电磁组设计报告队名：走你队员：翁铢炜（队长），林贵玉，冯宇东时间：2013/03/（10—23）摘要：本设计是基于STC12C5A60S2单片机的智能小车的设计与实现，小车完成的主要功能是能够自主识别赛道中的通电导线实现快速稳定的寻线行驶。
小车系统以STC12C5A60S2 单片机为系统控制处理器；采用红外传感获取赛道的信息，来对小车的方向和速度进行控制。
此外，对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试，并最终完成软件和硬件的融合，实现小车的预期功能。
一、实验目的：通过设计进一步掌握５１单片机的应用，熟悉C语言的编程环境。
进一步学习５１单片机在系统中的控制功能，能够合理设计单片机的外围电路，并使之与单片机构成整个系统。
二、设计方案：该智能车采用电磁传感器对赛道进行道路检测，单片机根据采集到的信号的不同状态判断小车当前状态，通过电机驱动芯片L298N 发出控制命令，控制电机的工作状态以实现对小车姿态的控制。
三、报告内容安排：本技术报告主要分为三个部分。
第一部分是对整个系统实现方法的一个概要说明，主要内容是对整个技术原理的概述；第二部分是对硬件电路设计的说明，主要介绍系统传感器的设计及其他硬件电路的设计原理等；第三部分是对系统软件设计部分的说明，主要内容是智能模型车设计中主要用到的控制理论、算法说明及代码设计介绍等。
硬件电路的设计1、最小系统：小车采用国产的增强型51单片机STC12C5A60S2作为控制芯片，图1是其最小系统电路。
主要包括：时钟电路、电源电路、复位电路。
其中各个部分的功能如下：1、时钟电路：给单片机提供一个外接的11.0592MHz的无源晶振。
2、电源电路：给单片机提供5V电源。
3、复位电路：在电压达到正常值时给单片机一个复位信号。
图1 单片机最小系统原理图2、电源电路设计：模型车通过自身系统，采集赛道信息，获取自身速度信息，加以处理，由芯片给出指令控制其前进转向等动作，各部分都需要由电路支持，电源管理尤为重要。
在本设计中，51单片机使用5V电源，电机使用7.2V电源。
考虑到电源为充电电池组，额定电压为7.2V，实际充满电后电压则为7.0-7.3V，所以单片机及传感器模块采用LN2940稳压后的5V电源供电，电机直接由电池供电。
3、传感器电路：①传感器的选择：电磁传感器采用10mH的工字电感②采用10MH电感和6.8nF的涤纶电容组成RLC并联谐振回路进行选频。
③LM386是一种音频集成功放，具有功耗低，电压增益可调，④二极管采用贴片的肖特基二极管。
⑤LM386的第七引脚连接10uF的电解电容。
⑥经多次试验测试，最终将上图的R12改为650K欧，此时结果最佳。
⑦传感器的布局：采用两路传感器，将两路传感器所检测到的电压值相减即可判断小车所在的位置与赛道中心导线的距离。
⑧传感器最终实物图：4、电机驱动电路：电机驱动芯片L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。
是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。
其引脚排列如图1中U4所示，1脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传感信号。
L298可驱动2个电机，OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。
5、7、10、12脚接输入控制电平，控制电机的正反转，ENA，ENB接控制使能端，控制电机的停转。
也利用单片机产生PWM信号接到ENA，ENB端子，对电机的转速进行调节。
L298N的逻辑功能：外形及封装：图3 L298N实物图L298N电路原理图：由于一片L298N可以直接驱动两个电机，但是为了加大驱动力，我们采用两路并联的方式来驱动电机。
图3.3 L298N电路5、小车最终布局图：软件系统的实现1、小车循迹规则：小车控制采用PWM控制算法，当两个传感器的差值大于或小于某一值的时候，小车左移（左轮减速，右轮全速）或右移（右轮减速，左轮全速），当两个传感器的差值在某一范围内是，小车全速前进。
2、小车最终程序：#include<STC12C5A60S2.h>#include<intrins.h>#define FOSC 18432000L#define BAUD 9600#define ADC_POWER 0x80 //ADC power control bit 电源控制位#define ADC_FALG 0x10 //ADC complete flag 标志位#define ADC_START 0x08 //ADC start control bit 启动控制位#define ADC_SPEEDLL 0x00 //420 clocks#define ADC_SPEEDL 0x20 //280 clocks#define ADC_SPEEDH 0x40 //140 clocks#define ADC_SPEEDHH 0x60 //70 clockstypedef unsigned char BYTE;typedef unsigned int WORD;float bj1,bj2;int cg1,cg2,go;go=0x05; //电机驱动设为0101BYTE ch=0;void InitADC();void Delay(WORD n);void kongzhi();void PWM();void GetADCResult(BYTE ch);void main(){P0=0X00; //P0口的LED灯全亮InitADC(); //初始化ADIE=0xa0;PWM(); //调用PWM函数while(1){GetADCResult(ch); //读取AD值并赋值给变量kongzhi(); //调用控制函数}}void GetADCResult(BYTE ch) //读取AD的函数{ADC_CONTR &=!ADC_FALG;for(ch=0;ch<2;ch++){switch(ch){case 0: ADC_CONTR=0xe9; //定义P1.1为AD转换1110 1001 _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();while(!(ADC_CONTR&ADC_FALG));ADC_CONTR&=~ADC_FALG; //清除falg位cg1=ADC_RES;//把传到P1.1口的AD值（二进制）赋值给cg1break;case 1: ADC_CONTR=0xea; //定义P1.2口为AD转换1110 1010_nop_();_ nop_();_nop_();_nop_();while(!(ADC_CONTR&ADC_FALG));ADC_CONTR&=~ADC_FALG;cg2=ADC_RES;//把传到P1.2口的AD值（二进制）赋值给cg2break;default: break;}}if(++ch>=2) ch=0;}void InitADC()//初始化AD函数{P1ASF=0XE7; // 1110 0111 //定义为AD转换的IO口P1M0=0xE7 ; // P1.7-P1.0:1110 0111P1M1=0xE7 ; // P1.7-P1.0:1110 0111ADC_RES=0;ADC_CONTR=0xe9;Delay(2);}void Delay(WORD n) //延时函数{WORD x;while(n--){x=5000;while(x--);}}void kongzhi(){bj1=((cg2*5/256)-(cg1*5/256)); //两个传感器所检测到的电压的差值bj2=((cg1*5/256)-(cg2*5/256));if((bj1<1)&&(bj2<1)) //全速{CCAP0H=0x00; //左轮CCAP1H=0x00; //右轮P3=go;}else if(bj1>4/3) //强左拐{CCAP0H=0x45; //左轮CCAP1H=0x00; //右轮P3=go;}else if(bj1>1&&bj1<4/3) //微左拐{CCAP0H=0x25; //左轮CCAP1H=0x00; //右轮P3=go;}else if(bj2>1&&bj2<4/3) //微右拐{CCAP0H=0x00; //左轮CCAP1H=0x18; //右轮P3=go;}else if(bj2>4/3) //强右拐{CCAP0H=0x00; //左轮CCAP1H=0x35; //右轮P3=go;}}void PWM(){CCON=0;CL=0;CH=0;CMOD=0X02;CCAP0H=CCAP0L=0X80;CCAPM0=0X42; //允许比较器功能、PWM脉宽输出CCAP1H=CCAP1L=0X80;PCA_PWM0=0x00; //组成9位P1.3PCA_PWM1=0x00; //组成9位P1.4CCAPM1=0X42;CR=1; //启动PCA计数器阵列}收获与感受：根据本次设计要求，我们小组系统地阅读了大量的资料，并认真分析了设计课题的需求，还系统学习了51系列单片机的工作原理及其使用方法，并独自设计智能小车的整个项目。
虽然条件艰苦，但经过不懈钻研和努力，购买到了所有所需的元器件，并系统的进行了多项试验，最终做出了整个小车的硬件系统，本系统能够基本满足设计要求，能够较快较平稳的是小车沿引导线行驶，但由于经验能力有限，该系统还存在着许多不尽人意的地方有待于进一步的完善与改进。
通过本次课题设计，不仅是对我们课本所学知识的考查，更是对我的自学能力和收集资料能力以及动手能力的考验。
本次毕业设计使我们对一个项目的整体设计有了初步认识，还认识了几种传感器，并能独立设计出其接口电路，再有对电路板的制作有了一定的了解，并学会了使用Altium Designer设计电路。
本次毕业设计使我们意识到了实验的重要性，在硬件制作和软件调试的过程中，出现了很多问题，最终都是通过实验的方法来解决的。
还有以前对程序只是一个很模糊的概念，通过这次的课题设计使我对程序完全有了一个新的认识，并能使用C 熟练的进行编程了。
通过本次比赛，极大的锻炼了我们的思考和分析问题的能力，并对单片机有了一个更深的认识。
总之，在课题设计的过程中，无论是对于学习方法还是理论知识，我们都有了新的认识，受益匪浅，这将激励我们在今后再接再厉，不断完善自己的理论知识，提高实践运作能力。