电磁组-德州学院白杨-M技术报告

关键字：MK60N512VMD100，电感，干簧管，PID，LABVIEW
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目 录
摘 要................................................................................................................ II
第八届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车竞赛
技 术 报 告
学
校：德州学院
队伍名称：白杨-M 参赛队员：房立朝 卢瑞建 刘增强 带队教师：孟俊焕 高莉
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：
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摘
要
本文主要介绍了智能小车控制系统的软硬件设计及开发过程。 整个系统涉及车模机 械结构调整、电机驱动和放大电路的设计、路况采集和信号处理等多个方面。
本文设计的智能车系统以 MK60N512VMD100 微控制器为核心控制单元， 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，通过光电编码 器检测模型车的实时速度，使用 PID 控制算法调节驱动电机的转速和转向舵机的角 度，实现了对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。为了提高模型车的速度和稳 定性，使用 LABVIEW、遥控、按键等调试工具，进行了大量硬件与软件测试。实 验结果表明，该系统设计方案确实可行。 经实际场地测试， 本车模系统可以很好的适应各类不同的赛道类型以及不同类 型赛道的不同组合。
目 录.................................................................................................................. IV 引 言.................................................................................................................1
III
第四章 软件系统设计及实现............................................................................ 17 4.1 电感的布局............................................................................................ 17 4.1 传感器滤波与归一化............................................................................. 19 4.1 位置解算................................................................................................ 20 4.1.5 路径优化..................................................................................... 20 4.2 PID 控制算法介绍................................................................................ 21 4.2.1 位置式 PID.................................................................................. 22 4.2.2 增量式 PID.................................................................................. 22 4.2.3 PID 参数整定.............................................................................. 23 4.4 驱动电机的控制算法............................................................................. 24 第五章 系统开发及调试工具............................................................................ 25 5.1 开发工具................................................................................................ 25 5.2 无线调试蓝牙模块................................................................................. 25 5.2.1 Labview 上位机.......................................................................... 26 5.4 遥控模块................................................................................................ 27 第六章 模型车的主要技术参数........................................................................ 29 结 论.................................................................................................................. 30 参 考 文 献........................................................................................................... I 附录：程序源代码..................................................................................................I
第一章 系统设计................................................................................................. 2 1.1 整车设计.................................................................................................. 2 1.2 整车布局.................................................................................................. 3 第二章 系统机械设计及实现..............................................................................4 2.2 底盘高度的调整.......................................................................................4 2.3 舵机安装结构的调整............................................................................... 4 2.4 前悬挂调整.............................................................................................. 5 2.5 后悬挂的调整...........................................................................................6 2.6 测速装置的安装.......................................................................................6 2.7 电感支架的安装.......................................................................................7 2.8 轮胎的处理.............................................................................................. 7 2.9 差速结构调整...........................................................................................8 第三章 硬件系统设计及实现..............................................................................9 3.1 硬件设计方案...........................................................................................9 3.2 单片机最小系统板......................................................................... 10 3.3 传感器的选择.........................................................................................11 3.4 放大电路和检波电路的设计..................................................................11 3.5 电路设计方案.........................................................................................12 3.6 电源稳压电路及检测电路..............................................................13 3.7 电机驱动电路................................................................................. 14 3.8 舵机接口电路................................................................................. 15 3.9 人机交互界面................................................................................. 16