基于间接PID算法的智能车控制策略研究新动力智能车技术报告

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1、第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告附录B基于间接PID算法的智能车控制策略研究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，HP：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。第一章引言第二章系统方案设计32.1系统结构设计32.2设备选型4第三章系统硬件设计53」单片机核心电路53.2电源电路53.3光电检测电路73.4直流电机驱动电路83.

2、4.1直流电机PWM调速原理[2]83.4.2电机驱动芯片MC33886103.4.3直流电机驱动电路103.5舵机控制电路123.5.1基本原理123.5.2舵机控制电路133.6辅助电路14第四章智能车控制策略与方法174」路径识别与传感器使用174.1.1路径识别174.1.2传感器的使用174.2智能车导航策略184.2.1整体结构184.2.2智能车转弯态势分析204.3驱动电机和舵机的控制算法234.3.1舵机的PID控制算法及改进234.3.2驱动电机的间接PID控制算法254.3.3数字PID参数及采样周期选择28第五章系统软件设计315.1系统软件设计综述315丄

3、1系统软件设计总体任务315.1.2系统算法的创新思想325.2主程序流程图335.3系统初始化程序345.3.1系统初始化总述345.3.2PLL锁相环设置345.3.3I/O口设置及变量赋初值355.3.4驱动电机换档判断及参数选择365.3.5舵机及驱动电机PWM生成子程序初始化375.3.6实时时蚀设置及启动385.4光电传感采集程序385.5舵机PID及改进控制算法程序395.6驱动电机间接PID控制算法程序405.7舵机及驱动电机PWM生成子程序415.7.1驱动电机PWM生成子程序415.7.2舵机PWM生成子程序41第六章安装与调试436.1智能车安装436.2调试

4、44621硬件调试446.2.1.1光电传感器调试446.2.1.2其它电路调试456.2.2软件调试45第七章结论477.1模型车主要技术参数说明477.2问题探讨47参考文献495159附录A程序源代码附录B研究论文第一章引言第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛以飞思卡尔HCS12单片机为核心控制模块，引导改装后的模型汽车按照规定路线行进，以完成时间最短者为优胜。该竞赛是涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科的科技创意性比赛。参赛选手须使用大赛组委会统一提供的竞赛车模，采用飞思卡尔16位微控制器MC9S12DG128作为核心控制单元，白主构思

5、控制方案及系统设计，包括传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、转向舵机控制等，完成智能车工程制作及调试，于指定口期与地点参加场地比赛。参赛队伍之名次（成绩）由赛车现场成功完成赛道比赛时间为主，技术方案及制作工程质量评分为辅来决定。邀请赛自2006年1月报名确认至今历时半年，在指导老师的悉心指导下，我们查阅了大量文献资料，对整个智能车系统有了更系统地认识，并很快熟悉了MC9S12EVK模块及开发工具和开发环境。Z后我们共同讨论确定智能车控制方案，设计智能车硬件电路及编制算法程序，并最终完成了智能车工程制作。经过认真反复调试，在实验赛道上我们的智能车基能够稳定、快速的行驶，

6、取得了很好的效果。在制作过程屮我们查阅了大量的文献，从中获益良多。张幽彤、陈宝江、翟涌等编著的《汽车电子技术原理及应用》一书系统介绍了各类汽车电子系统的基本原理及控制方式，并扼要介绍了飞思卡尔用于汽车电子系统的半导体器件及系统解决方案；邵贝贝所著《单片机嵌入式应用的在线开发方法》一书以Frccscale16位单片机MC9S12为例讲述单片机不使用仿真器的在线开发方法；宗光华等编著的《机器人的创意设计与实践》一书介绍了如何巧妙的构思机器人系统，进行机器人的总体设计，并介绍了与机器人的设计制作有关的机械、电子、传感、控制、驱动、材料等方面的基础知识；谢洪友的《基于DSP的足球机器人设计

7、与研究》一文详细介绍了如何制作一个机器人系统；等等。本章为引言部分。本文第二章是系统方案设计，分析了智能车控制系统的功能要求，并概要说明智能车设计制作的主要思路以及实现的技术方案。第三章是系统硬件设计，介绍了包括微控制器、电机驱动、速度采样、系统电源等智能车系统的硬件设计方案。第四章是智能车系统的控制策略与方法，阐述了智能车巡线控制的主要思路。第五章是系统软件设计，探讨了包括程序初始化、PWM波生成、PID运算、判线程序等算法程序的编制。第六章是系统安装与调试，具体说