[信息与通信]电磁组中山大学电磁组2队技术报告

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1、第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：中山大学队伍名称：电磁2队参赛队员：李小锟黄志杰誉洪生带队教师：成慧钱宁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七届“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：V摘要本论文中设计的智能车系统采用飞思卡尔公司的kinetisK

2、60作为控制核心，以IRF3205和IRF4905为电机驱动模块，通过编码器获得电机速度信息。使用由电感及放大电路组成的传感器获取赛道信息；在智能车控制方面，基于位置式及增量式的PID控制算法在高速行驶赛车的路径优化和速度控制上有着不错的效果。为了提高车的速度和稳定性，我们使用VC、无线通讯模块、等多种调试工具。结果表明，本系统可靠有效。关键词：kinetisK60，IRT3205,IRF4905，PIDVAbstractWedesignthesmartcarsystembasedonthecontrolofkinetisK60inthi

3、spaper.WechooseIRF3205andIRF4905tobethemotordrive,andencodertofeedbackthespeedofthemotor.Weuseelectricalinductancetogettheinformationofthetrack.Duringthecontrolofthesmartcar,thepositionalPIDandIncreasingPIDperformgoodonpathoptimizationandspeedcontrolinhighspeedingpattern.

4、Inordertoimprovethespeedandthestabilityofthesmartcar,weusekindsofmethods,suchasVC,wirelessmodule.Itturnedoutthatthesystemisreliableandeffective.Keyword：kinetisK60，IRT3205,IRF4905，PIDV目录摘要ⅡAbstractⅢ第一章引言1第二章系统总体设计22.1系统概述22.1.1任务分解22.1.2直立控制分析32.1.3速度控制分析42.1.4转弯控制分析42.2车模

5、倾角检测42.3整车布局42.4结构框图5第三章系统机械结构设计与实现73.1车模73.2车模车身简化及固定73.3陀螺仪及加速度计固定结构设计83.4路径传感器固定结构设计93.5编码器的安装设计93.6主动轮松紧程度的调整10第四章硬件系统的设计与实现114.1硬件设计总体方案114.2系统电路的设计与实现114.2.1电源管理电路114.2.2电机驱动电路124.2.3计数器电路134.2.4平衡传感器电路134.2.5路径检测电路144.3静电处理14第五章软件系统的设计与实现165.1主程序165.1.1程序运行流程165.1.

6、2PWM输出16V5.1.3直立控制195.1.4速度控制195.1.5转弯控制195.2卡尔曼滤波195.3启动方式20第六章开放工具与系统调试226.1开发工具226.2无线通信模块23第七章车辆参数24第八章总结24致谢I参考文献II附录AⅢ附录BⅢV第一章引言全国大学生智能汽车比赛是经全国高等教育司研究，委托高等学校自动化专业教学指导分委会主办的，旨在培养创新精神、协作精神，提高工程实践能力的大学生科技创新活动。本次大赛中，使用竞赛秘书处统一指定的C车竞赛车模套件，采用飞思卡尔半导体公司的32位微控制器kinetisK60作为核心

7、控制单元，自主构思控制方案进行系统设计，包括传感器信号采集处理、电机驱动以及控制算法软件开发等。制作一个能够自主识别路线的两轮自平衡智能车，让车模以两个后轮驱动在专门设计的跑道上自动识别道路行驶。本技术报告主要对小车的整体设计思路，硬件与软件的设计及实现，机械结构的安装及优化以及赛车的调试的过程作简要的说明。5第二章系统总体设计第二章系统总体设计2.1系统概述系统概述图如图2.1所示图2.1系统概述2.1.1任务分解两轮赛车通过检测自身倾斜角度以及倾斜角速度的大小，通过单片机处理采集得到的角度、角速度信号，实现对赛车自身平衡以及前进的控制

8、，再以检测通过以20KHZ、100mA的导线的电磁场为基础，通过单片机处理采集到得磁感应电压信号，实现对赛车的转向控制，进而识别赛道达到路径讯迹的目的。车模的运行可以分为三个过程：直立、前进、