基于ARMCORTEXM的磁导航自主路径识别系统.ppt

检测永磁铁，使用常开型干簧管，离永磁铁足够近时，便吸合导通。 起跑线检测传感器 系统总体设计 硬件电路 机械 软件编写 论文结构 舵机的安装 前瞻的固定 编码器的安装 降低重心 机械 舵机位置：将舵机的位置挪到了两轮之间，原来是放在车模中心，移动舵机位置后，原来的位置可以放置电路板，更能合理利用小车的空间。 舵机支架：舵机支架使用的是铝合金材料支架，具有牢固不易变形、轻便等优点。 舵机的安装 舵机的安装 使用材料：碳纤维刚 优点：质量轻，强度大，非常适合用来做小车的前瞻。 规格：固定电感的使用的是3.0mm的实心杆，固定前瞻的使用的是4*2mm的空心杆。 前瞻的固定 前瞻的长度：前瞻应该尽量长点，正所谓“站得高看得远”，足够的前瞻量能提前获得赛道的信息以便更好的控制小车。前瞻大约有40cm左右。 前瞻的固定 电感的距离：由于规定小车的宽度不能大于25cm，为了获得更多的赛道信息，电感之间的距离也应该尽可能的大。 前瞻的固定 注意事项：齿轮的咬合，包括编码器与差速、差速齿轮与电机。 判断标准：以松紧合适为准，即不松动，也不卡滞。齿轮咬合太松，容易损坏齿轮；齿轮咬合太紧，影响电机转动。 调节方法：打开电机听声音，如果转动声音尖锐，则表示齿轮咬合的太紧；如果声音零碎，则表示齿轮咬合的太松。 编码器的安装 编码器的安装 一. 好处 1. 运行稳定 2. 转向灵活 3. 过弯时不容易侧翻 二. 如何降低重心 1. 电池是整个小车上最重的，降低电池的高度与移动电池的位置。 2. 电路板的固定尽可能紧凑以及降低固定高度。 降低重心 降低重心 另外，除了降低重心外，还应尽可能地减轻小车的重量。小车越轻，惯性越小，越容易控制。将小车上的一些无关紧要的零件都去掉，最大限度地减轻小车的重量，使小车运行起来轻便，转向灵敏，加速减速更快。 降低重心 系统总体设计 硬件电路 机械 软件编写 论文结构 开发软件：可以使用飞思卡尔公司推出的面向嵌入式应用开发的软件工具CodeWarrior（简称CW），还可以使用第三方的开发环境，我使用的是嵌入式系统开发工具IAR。 程序下载：使用USB接口的J-LINK连接电脑与单片机即可下载。 开发环境 原因：AD转换后的电感值比较杂乱，通常要对大量的电感值进行预处理。 算法：可通过软件滤波去除干扰信号，获取更有价值的信号。 中值滤波：对因偶然因素而引起的波动有很好的克服作用。 均值滤波：使电感值变化比较平稳，不至于跳变的特别厉害。 电感值处理 原因：遇到弯道特别大的时候，由于小车的长前瞻，电感值检测到的赛道信息很弱，甚至为0，当两个电感检测到的信号都很弱时，程序会误判为直道，故容易冲出赛道。 解决方案：当两个电感都变为0时，肯定有一个变化过程，当两个电感值都变为0时，保持上一个转弯状态，甚至将舵机“打死”在一边即可。 丢失处理 方案：两个电感。 公式：pos=(long)((Sensor[0]-Sensor[1]))*K/((long)(Sensor[0])*Sensor[1])，其中pos值代表小车中心偏离赛道中心的程度量。 算法：位置式PID算法。 方向控制 算法：增量式PID算法。 好处：增量式PID算法相比于位置式PID算法，可以控制小车速度变化的比较平稳。 程序：实际上，对于小车的速度控制并没有太高的要求，通常只需要一个P即可。 速度控制 原因：在调试小车的时候，难免会遇到各种问题，比如小车在同一地方多次冲出赛道，看代码可能无济于事，看液晶显示屏也不现实，所以就需要将小车信息传到电脑上进行处理分析。 上位机软件：Serial Digtial Scope，即虚拟示波器，可以实时显示并自动绘图从单片机发送过来的数据。 调试工具 调试工具 由于电磁小车需要采集的数据并不是很多，所以使用无线串口工具来发送接收数据足够了。无线串口工具分为发送部分与接收部分，发送部分插在单片机上，接收部分插在电脑上，要保证传输数据正常，要保证两个无线与程序里的波特率相同。 调试工具 调试工具 原因：再好的算法，没有好的参数，效果也会一塌糊涂。 方法：可通过理论的方法进行PID参数整定，但是在实际中，往往使用的是凑试法。 PID参数整定 具体方法： 1. 参数整定的过程中不妨先设定比例系数Kp为一个较小值，逐步增大，直至系统出现震荡。 PID参数整定 2. 接下来加入积分环节，Ti从一个较大值逐步减小，直至系统振荡，在逐步增大Ti，直至振荡消失，记录Ti。 PID参数整定 3. 最后加入微分环节，Td从0开始逐步增大，直至满足要求。 PID参数整定 谢谢！ 完 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维