复件 基于电磁传感器的竞速智能小车的设计定稿郑恒军.docVIP

编号 本科生毕业 Electromagnetic Sensors Based on The Design of The Car Racing Intelligence 学 生 姓 名 专 业 自动化 学 号 0733103 指 导 教 师 刘富 分 院 电子工程分院 2011年 6 月 摘 要 本智能车采用单片机（MC9S12XS128）作为智能车的检测和控制核心，在电源信号为路径引导下，采用七个一字排开的电感传感器识别未知路径，由2 片BTS7960B 级联来控制驱动电机正反转的快速切换，采用增量式旋转编码器进行车速检测，利用PWM 技术控制小车的运动速度及运动方向，并使用相应的PID 优化算法完成了对智能车运动方向及速度的闭环控制。根据大赛要求，设计了完备的软硬件系统，经多次调试，该智能车运行稳定、可靠，取得了较好的效果。 关键字： 电感传感器 智能车 闭环控制 PID Abstract The SCM（MC9S12XS128）as a Detection and control center of this design.Seven Inductances sytled like one word and incremental rotary encoders are taken to determine the unknow road and speed, the part of reversiblemotor for fast switching is controled by two BTS7960B, the smartcar’s speed and direction is controled by PWM technology . Complete hardware and software systems is designed requirements under competition,Achieved the closed-loop control, and PID algorithm is proposed. Afterseveral debuggings,the smartcar is running Stable, reliable,achieved good result. Keywords: Inductive Sensors Martcar Closed- loop control PID 目 录 绪 论 1 第一章 电磁传感器小车简介 2 1.1国外的发展状况 2 1.2国内的发展概况 3 1.3研究智能车系统的意义 3 1.4论文的背景和概况 4 第二章 智能车机械分析与设计 6 2.1 智能车前轮定位的设计 6 2.1.1 主销后倾角 7 2.1.2 主销内倾角 7 2.1.3 前轮外倾角 7 2.1.4 前轮前束 8 2.2 智能车车体重心设计 8 2.3 智能车后轮减速齿轮机构 9 2.4 舵机的安装 9 2.5 测速编码器的安装 10 2.6其它机械结构的调整 10 第三章 系统硬件设计 11 3.1系统结构 11 3.2电源部分 11 3.3电机驱动电路 11 3.4 电磁磁场发生器模块 12 3.5 电磁检测模块 13 3.5.1电感传感器的原理 14 3.5.2电感传感器分布 15 3.6电磁传感器检测原理 16 3.7测速电路 16 3.8 舵机控制模块 17 第四章 软件设计 19 4.1 软件处理流程 19 4.2 速度控制算法与弯道控制策略 19 4.3 舵机控制 22 第五章 系统联调 23 5.1 开发工具 23 5.2 上位机调试 23 总 结 24 致 谢 25 参考文献 26 绪 论 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，采用一组线圈作为传感器，感应由赛道中心导线产生的交变磁场检测道路信息，通过单片机处理优化，把控制信号发送给电机和舵机。同时通过自制的转速传感器获取小车速度，进行速度反馈处理，最后利用 PID控制方式作为电机驱动。本文对线圈的选择及对跑道位置的检测进行了简要的分析，对小车的硬件与软件设计进行了介绍。 本论文以智能小车的设计为主线，包括小车的构架设计、软硬件设计，以及控制算法研究等，共分为五章。其中，第一章为简介部分。第二章总体介绍了智能小车。第三章介绍了硬件设计，主要介绍了电路的设计；检测模块的设计。第四章对小车的软件设计进行了详细的介绍。第五章描述了小车的软件调试过程。 第一章 电磁传感器小车简介 智能车辆，是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。它集中运用