北京科技大学一队技术报告

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1、附录第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告学校：北京科技大学队伍名称：北京科技大学一队参赛队员：肖玮艾宁谭启寅带队教师：刘立-37-附录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一届“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：-37-附录引言首届"飞思卡尔"杯全国大学生智能汽车竞赛在清华大学的承办下终于落户中国，

2、本届大赛采用邀请赛的方式，邀请了国内具有控制科学与工程学科博士授予点高校（含港澳）50余所，我们北京科技大学作为参赛方，有幸参加了此次“飞思卡尔智能汽车邀请赛”。这份技术报告中，我们小组通过对整体方案、电路、算法、调试、车辆参数的介绍，详尽地阐述了我们的思想和创意，具体表现在电路的创新设计，以及算法方面的独特想法，而对单片机具体参数的调试也让我们付出了艰辛的劳动。这份报告凝聚着我们的心血和智慧，是我们共同努力后的成果。在准备比赛的过程中，我们小组成员涉猎控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科，这次磨练对我们的知识融合和实践动手能力的培养有极大的推动作用，在此首

3、先要感谢清华大学，感谢他们将这项很有意义的科技竞赛引入中国；更要感谢北京科技大学相关学院对此次比赛的关注及投入，我们能有今天这样的成果离不开学院的大力支持及指导老师悉心的教导；还要感谢的是和我们一起协作的队员们，协助，互促，共勉使我们能够走到今天。-37-附录目录引言1目录2第一章、方案设计4第二章、机械部分52.1传感器的设计安装62.2制动舵机传动机构设计72.3光电编码器的安装72.4系统电路板的固定和连接8第三章、电路设计说明93.1主控板的设计93.1.1电源管理模块93.1.2电机驱动模块103.1.3控制模块103.1.4接口模块113.1.5信号采集模块113.2传感器

4、电路设计说明12第四章、智能车控制软件设计说明134.1主程序流程图134.2程序的初始化144.3位置速度控制154.4中断处理程序16-37-附录4.5PID控制程序17第五章、开发工具、制作、安装、调试过程说明185.1开发工具185.2调试过程18第六章、模型车的主要技术参数说明196.1智能车外形参数196.2电路部分参数196.3除了车模原有的驱动电机、舵机之外伺服电机数量196.4传感器种类及个数19结论20参考文献21附录22-37-附录第一章、方案设计MC9S12DG128传感器信号转向主舵机智能车前轮电机智能车后轮伺服电机机械制动装置光电编码器键盘33886驱动电路

5、系统采用主办方提供的飞思卡尔16位微控制器MC9S12DB128作为核心控制单元，信号由安装在车前部的光电传感器采集，经过选频，滤波电路传入MCU，MCU对信号进行处理后，由PWM发生模块发出三路PWM波，分别对转向主舵机，电机，伺服电机进行控制，完成智能车的转向，前进，制动的功能。在智能车后轮上安有光电编码器，采集关于车轮转速的脉冲信号,经由MCU进行PID计算后自动调节对电机的PWM波的占空比，控制车速度。图1系统的总体控制框图-37-附录第二章、机械部分我们对机械结构的要求是：简单而高效。我们在不断的尝试后确定了以下的设计方案:图2.1智能车器件布局图-37-附录2.1传感器的设

6、计安装为实现自动行驶中黑色标识线的跟踪，在车体前部安装了一排光电检测装置来判断车体相对于黑线的位置，作为反馈信号提供给控制器；控制器再据此来调整左、右轮转速，使得车体处于黑线正中行进，传感器排列方式见图2.2。比赛的地面是白色的，为了尽可能避免比赛场地的灯光等影响，我们选择的光电传感器是用可见光做光源，对于白色地面和黑线的反射率有明显的区别。传感器排布我们选择主体为“一”字形排布的方法，共用10个传感器，两两距离如图2.2所示。图2.2传感器布局图实物如图2.3所示。图2.3传感器成品示意图-37-附录2.2制动舵机传动机构设计车以高速进入弯道时容易冲出赛道，PID调速装置与33886

7、的反向制动虽然可以使速度降下来，但还是不理想，所以我们用一个伺服电机进行刹车，如图2.4所示。图2.4伺服电机位置示意图2.3光电编码器的安装在车的调试过程中，由于电源等原因，车的实际速度与程序所给的值往往有区别，于是，我们采用了光电编码器。光电编码器的安装如图2.5。通过光电编码器，程序可以调整电机的PWM波来控制车速。图2.5光电编码器位置示意图-37-附录2.4系统电路板的固定和连接在电路板的安装这部分，我们考虑到结构的稳定性，以及规则中