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智能小车讲座报告  PAGE \* MERGEFORMAT 18 摘 要 智能车以汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、计算机、机械等学科。具有自动行驶，自动变速，自动识别道路的功能。智能小车是智能行走机器人的一种，这种智能小车可以适应不同环境，可以在人类无法进入或生存的环境中完成人类无法完成的探测任务。全国大学生智能车竞赛是基于飞思卡尔16位微控制器的基于电磁场检测巡线智能车系统。系统以MC9S12XS系列微控制器为核心，软件平台为Codewarrior IDE 5.0开发环境，车模是主委会统一提供的仿真车模。 在这里，其系统主要由MK60DN512ZVLL10控制核心、电源管理单元、路径识别电路、车速检测模块、舵机控制单元和直流电机驱动单元组成，以飞思卡尔公司的 32 位单片机K60为控制核心，路径识别和车速的检测相结合，通过对不同方位的传感器数据进行综合分析来控制转向舵机和驱动电机，使智能车系统达到所需的稳定性及快速性要求。本文详细的介绍了智能汽车的机械结构设计，硬件电路设计，系统软件设计和理论分析以及模型车的控制算法设计。本智能车采用了适合智能精确控制的 PID 算法，首先对系统的模型进行了分析，从而选择合适的算法。然后对不同电感摆放位置的不同进行分析，从而确定适合我们自己的布局方式。 关键词：智能汽车 PID控制 传感器 直流电机 算法 一、前言 为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201 号文)，由教育部高等自动化专业教学指导分委员会（以下简称自动化分教指委）主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。 该竞赛由竞赛秘书处为各参赛队提供/购置规定范围内的标准硬软件技术平台，竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节，要求学生组成团队，协同工作，初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体，是以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景，涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多学科专业的创意性比赛。该竞赛规则透明，评价标准客观，坚持公开、公平、公正的原则，保证竞赛向健康、普及，持续的方向发展。 该竞赛以飞思卡尔半导体公司为协办方，得到了教育部相关领导、飞思卡尔公司领导与各高校师生的高度评价，已发展成全国30个省市自治区近300百所高校广泛的参与的全国大学生智能汽车竞赛。2008 年起被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中科技人文竞赛之一（教高函[2007]30 号文）。 全国大学生智能汽车竞赛原则上由全国有自动化专业的高等学校（包括港、澳地区的高校）参赛。竞赛首先在各个分赛区进行报名、预赛，各分赛区的优胜队将参加全国总决赛。每届比赛根据参赛队伍和队员情况，分别设立光电组、摄像头组、电磁组、创意组等多个赛题组别。每个学校可以根据竞赛规则选报不同组别的参赛队伍。全国大学生智能汽车竞赛组织运行模式贯彻“政府倡导、专家主办、学生主体、社会参与”的16 字方针，充分调动各方面参与的积极性。 而全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛是受教育部高等教育司委托，由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛是以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。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，系统涵盖了机械、电子、电气、传感、计算机、自动化控制等多方面知识，一定程度上反映了高校学生科研水平。竞赛要求在规定的汽车模型平台上，使用飞思卡尔半导体公司的微控制器作为核心控制模块，通过增加道路传感器、电机驱动模块以及编写相应控制程序，制作完成一个能够自主识别道路的模型汽车。智能汽车竞赛的赛道路面为宽度不小于45cm的白色面板，赛道中间有直径0.1-0.8mm的漆包线，其中通有20kHz，100mA的交变电流作为引导线。参赛队员的目标是模型汽车需要按照规则以最短时间完成单圈赛道。 全国大学生智能汽车竞赛一般在每年的10 月份公布次年竞赛的题目和组织方式，并开始接受报名，次年的3 月份进行相关技术培训，7 月份进行分赛区竞赛，8 月份进行