基于经典PID算法的智能车系统研究.pdf

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1、《自动化与仪器仪表》2011年第1期（总第153期）基于经典PID算法的智能车系统研究*吴全玉，张晓东，晁晓琪，徐宇宝（皖西学院机械与电子工程系六安，237012）摘要：如何根据各种传感器输入的信息快速识别出前方道路的情况，是智能车系统控制领域研究的难点。本文用MC9SDG128B作为核心处理器，完成智能车电源、驱动、数据采集处理和测速等模块的设计与实现，在此基础上提出了基于经典PID路况识别的控制算法。通过大量的实践和调试总结出PID算法的各项系数参考表，使我们的智能车系统在参赛时最终平均车速达到1.75m/s，入弯道时最大速度达到2m/s，

2、基本上满足全程高速运行的要求。关键词：智能车系统；MC9SDG128B；数据处理；经典PIDAbstract:Inthesmartcarcontrolsystems,akeyproblemishowtorecognizetheroadstatusbytheinformationcomingfromsensors.Inthispaper,wedesignedasmartcarbasedonacoreprocessorofMC9SDG128B,includingthepowermodule,drivemodule,dataprocessingand

3、speeddetectingmodule.Inordertomakethesmartcarrecognizetheroadstatuswell,wehavegiventheclassicalPIDcontrolalgorithmanditssignificantcoefficientsonmanyexperiments.Finally,inthecontesttheaveragespeedofoursmartcarhasreached1.75m/s,andthecurvemaxspeedhasreached2m/s,allofthesebasi

4、callysatisfythehighspeedrequest.Keywords:Systemsofsmartcar;MC9SDG128B;Dataprocessing;ClassicalPIDcontrolalgorithm中图分类号：TP242.6文献标识码：B文章编号：1001-9227(2011)01-0025-030引言舵机用来控制智能车的转向，四个驱动模块MC33886[5]随着智能交通系统的研究在各国越来越被重视，智驱动直流电机使智能车的后轮做前后运动。霍尔传感器[1]能车的系统控制技术也成为一项新兴技术，教育部决定实时测量智能车

5、的速度，数字式光电传感器组采集前方道[6]举办基于高速发展的智能车技术为背景的“飞思卡尔杯”路的信息，同时智能车还带有制动控制装置。[2]全国大学生智能车大赛。信号处理技术和单片机技术使智能车能够以最合适2数据采集与处理的速度自主循线,在碰到传感器盲点时能主动找正，实时利用多对数字型光电传感器，将整个赛道分为多个判断车体是否处正常状态并及时修正。同时本系统的研究区域，直接以传感器组反馈回来一组二进制数组值，来判可以为无人驾驶汽车的后续研究提供经验。断黑线的位置，这种查询方式的优势在于算法简单，易于[3]实现。在实际中，使用的也是这种算法，但是有

6、了一定1硬件总体设计的改进，并不直接以传感器反馈回来的值，而是通过这组根据智能车的功能要求进行总体设计，将各个功能值来计算黑线的中心的方法，这样，可以使反映黑线位置进行模块化，本设计是基于MC9SDG128B单片机的智能车控的值，变的更加平滑连续，同时也有利于转向舵机的PD位制系统，该系统综合了传感器技术、自动控制技术，如图置调节。1所示。中央处理器采用单片机MC9SDG128B，可以通过ISP利用MC9SDG128B单片机的8个A/D采集口，也就对应（In-SystemProgramming）在线编程，控制所有的外围设着同时能采集8路数据，此

7、8路数据将整个空间分成多个备及传感系统协调运行。区域，通过分析这些数据找到路径的关键路径。A/D采集到黑线是转换后的值小于60，而白线一般大于120。但在实际应用中，将面临一定的随机扰动且这些扰动往往不是[4]单一的，有时既要消除脉冲干扰，又要作数据平滑。例如为防止脉冲扰动的平均值滤波算法就是一种应用，但这种算法要求大量数据，因此我们选择程序判断滤波的方法。通过实践，发现相邻两次采样值之间的变化有一定的限度。程序判断滤波就是确定出相邻两次采样信号最大图1硬件系统控制图偏差ΔY，若超出此偏差值，则表明该输入信号是干扰信收稿日期:2010-06-1

8、6号，应去掉；若小于此偏差值，可将信号作为本次采样值。作者简介:吴全玉(1977-),男,安徽砀山人,硕士研究生,主程序判断滤波根据滤波方法的不同，可