智能车建模与仿真软件设计

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1、智能车建模与仿真软件设计学科：控制理论与控制工程研究生：毕诗皓(签名：茎童熊)导师：钱富才教授(签名：琶嘞赵跃讲师(签名：趁迭)摘要清华大学承办的第一届“飞恩卡尔”杯全国大学生智能车大赛，要求参赛者在提供的模型车体及主控制器芯片基础上，设计制作具有自主道路识别能力的智能赛车，在赛道上以最快速度完成赛程者为优胜．本课题以智能车比赛为背景，以缩短智能车控制算法的开发周期为目的，基于虚拟仪器tabVIEW开发了智能车仿真软件。为智能车比赛提供可以离线验证控制算法的软件平台．本文首先对智能车的运行模型进行分析。建立了数学模型，在此基础上，运用

2、传统的PID控制算法为智能车的转向机构舵机和驱动机构电机设计了调节器，完成智能车转向控制系统和速度控制系统的设计。其次，制作仿真软件，软件包括赛道创建，赛车建模，运行仿真，和赛车运行回放四个环节，奏道和赛车是运行仿真的基础条件，运行仿真可以实现控制算法的验证，赛车回放环节是赛车运行数据的后期处理。软件能够实现赛车的仿真运行。最后，对赛车转向过程时间优化问题进行探讨，提出了三种转弯策略，并通过仿真研究了三种转弯方案的转向过程，从而得出，从靠近赛道外侧提前进行转弯的策略可以缩短智能车比赛时间，提高智能车比赛成绩．关键词：LabVI研,PI

3、D控制：仿真INTELUGENTCARMODEUNGANDSlMULAnON．Specialty：．ControlTheoryandControlEngineeringCandidate：BIShihao’(Signature：!!竺：!竺>Supervisor：Prof．QianFucal(Signature：丝竺＆垄)(Signature：么垒!怨)fTsinghuaUniversityhostedthefirstcollegestudentcompetition,the。Freescale。Cup．ThepartidFlants

4、arcrequiredtoprovidetheintelligentvehiclemodelcapacityoftheself-road-recognizebasedonthedesignedmodd．．carandthemicro-controllerchip，Thewinncrwasthefirstonefinishedtheraceontherightroad．Based∞thiscompetition,thispaper,aimsatreducingthedevelopmentperiodofthecontrolalgofit

5、iun’providesthesoftwareplatformfortheoff-linetestoftheRIcccarcontrolalgorithmbyusingLabVIEW．Inthisdissertadon,first,weanalyzetheworkingprocessoftheintelligentcaLthemathematicalmode]ofthemarcsetup．ThenwedesignedacontrolleroftheturningrudderanddrivingmotorusmgtraditionalP

6、IDalgorithm,thusweimprovetheperformanceoftheintelligeneecar’stumingandvelocitycontr01．Second,thesimul孤ionsoftwareisdevelopedbasedOnthefirststep．Thesoftwazeconsistsoffoursteps：nIccroadcreation,伽modeling,maningsimulationandrunningreplay．Theroadandthecarplayafundamentalrol

7、eofmaningsimulation．Therunningsimulationc锄rea[izethetestfunctionofthealgorithm．Thereplaycanberegardastheafterwardprocessoftherunningdata．Attheendofthedissertation,thetimeoptimizationoftheturningprocessisdiscussedandthreeturningstrategies珊prepaid．Comp龇-ingwiththethreetur

8、ningstra忙giesviasimulation,thebeforehandoutsideturnouttobcthebestinwhichtheracetimeisreducedandtheperformanceo