2014 电子设计竞赛培训-控制类2.ppt

电子竞赛辅导（控制类） 历届大赛控制类题目 控制系统设计的能力需要 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 控制专题（一）：直流电机控制 （4）智能小车设计实例——避障小车 功能：小车从无障碍地区启动前进，感应前进路线上的障碍物后，根据障碍物的位置选择下一步行进方向。 组成：电源模块、避障模块、主控模块、电机驱动模块 器件：51单片机、9V直流电机、避障传感器 避障模块设计 常见避障传感器： 超声波、激光、红外对管、视频和光电开关等 避障模块设计 超声波传感器使用： 距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2; 避障模块设计 避障模块设计 光电开关使用： 模块工作原理： （1）红色：接4.5-5V电源 （2）黄色：接单片机，输出TTL电平给单片机（先接10k上拉电阻），无障碍该引脚为高电平，有障碍输出低电平 （3）绿色：接GND 黄色输出端的电平信号可用查询方式或中断方式读取。 避障算法设计 直行 000 无障碍 直行 010 两边有障碍但中间无障碍 后退并左转 100 左方有大障碍 后退并右转 001 右方有大障碍 较大的后退并右转 000 前方有大障碍 前进并右转 110 左方有小障碍 前进并左转 011 右方有小障碍 后退并右转 101 前方有小障碍 动作 探测值 情况 （4）智能小车设计实例—— 寻光小车 功能：小车自动寻找光源，并向光源行驶 组成：电源模块、寻光模块、主控模块、电机驱动模块 器件：51单片机、9V直流电机、寻光传感器 寻光模块设计 常见寻光传感器： 硅光电池、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等 寻光模块设计 光敏电阻特性： 光敏电阻器又称光导管，特性是在特定光的照射下，其阻值迅速减小，可用于检测可见光。 光敏电阻器的主要参数 　　 1）亮电阻（kΩ）：指光敏电阻器受到光照射时的电阻值。 2）暗电阻(MΩ)：指光敏电阻器在无光照射（黑暗环境）时的电阻值。 3）最高工作电压(V)：指光敏电阻器在额定功率下所允许承受的最高电压 。 寻光模块设计 光敏电阻电路： AD端电压=Vcc×R2/(R1+R2) 调节R2，使AD端电压在无光照和有光照时的电压范围尽量宽。 AD端电压可送入AD转换器转换为数字量以备后续处理。 寻光 算法 设计 车头安放两路光敏电阻采样电路，并用遮光板隔开。 两路电压采样值送AD转换器进行转换。 根据转换结果控制小车运行方向。 情况一： AB 光源在左侧，小车左转 寻光算法设计 情况二： AB 光源在右侧，小车右转 车头安放两路光敏电阻采样电路，并用遮光板隔开。 两路电压采样值送AD转换器进行转换。 根据转换结果控制小车运行方向。 寻光算法设计 情况三： A=B 若A,B大于阀值X，则光源在车正前方，小车直行 若A,B小于阀值X，则光源在车正后方，小车左转/右转/后退 车头安放两路光敏电阻采样电路，并用遮光板隔开。 两路电压采样值送AD转换器进行转换。 根据转换结果控制小车运行方向。 寻光算法设计 说明： |A-B|=Z，表示两个传感器值几乎相等，此时的情况有两种，光源在车正前方（A和B均大于阀值X）和光源在车正后方。 |A-B|Z，表示光源在车的侧方，若AB，则在左侧；反之，