智能车技术报告[精选].doc

第一届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车邀请赛 技 术 报 告 附件B 采用双舵机实现综合寻迹的研究与实现 学 校： 山东科技大学 队伍名称： 青岛海狮 参赛队员： 康淑霞 王 堃 吴 岳 带队教师： 吕英俊目录 第一章 引言 1 2．1主要设计思路及技术方案的实现 3 2．2 机械部分的安装改造及车模的固定连接 4 3．1 智能车系统模块组成框图 5 3．2 电源转换模块 5 3．3寻迹传感器（Sensor）模块 6 3．3．1寻迹传感器选型 6 3．3．2使用红外光电传感器方案比较与确定 6 3．3．3寻迹模块传感器固定方案及电路图 8 3．4 舵机（Servo）控制模块 10 3．4．1舵机HS-925简介 10 3．4．2舵机工作原理及控制 10 3．4．3用MC9S12DG128B单片机PWM模块控制舵机 10 3．5直流电机（DC-Motor）控制模块 12 3．5．1直流电机RS-380H简介 12 3．5．2电机控制芯片MC33886简介 13 3．5．3直流电机的控制电路设计 13 3．5．4控制直流电机PWM波频率选择及确定 16 3．5．5车模转速与PWM波形占空比的关系 18 3．6 测速传感器模块 19 3．6．1测速集成霍尔传感器A44E 19 3．6．2霍尔传感器A44E的安装、电路连接图及其测速工作原理 20 3．7 控制算法模块 20 第四章 调试过程及车模主要参数说明 23 4．1 开发工具、制作、安装、调试过程说明 23 4．2 模型车主要技术参数说明 25 第五章 结论 26 参考文献 27 附录 1 附录A: 程序部分源代码 1 附录B:采用双舵机实现综合寻迹的研究与实现 1 第一章 引言 智能车辆又称为轮式移动机器人，是一个集环境感知、规划决策、自动驾驶等多种功能于一体的综合系统【1】。当今半导体在汽车中的应用来越普及，汽车的电子化已成为行业发展的必然趋势。它包括了汽车电子控制装置，即通过电子装置控制汽车发动机、底盘、车身、制动防抱死及动力转向系统等，到车载汽车电子装置，即汽车信息娱乐系统、导航系统、汽车音响及车载通信系统等等，几乎涵盖了汽车的所有系统。据统计，平均每辆车上电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例不断上升，汽车电子的迅猛发展必将满足人们逐步增长的对于安全、节能、环保以及智能化和信息化的需求。MC9S12DG128B(Pin80)作为核心控制单元【3】，充分利用微控制器MC9S12DG128B的系统资源，以脉宽调制（PWM）PID控制算法对小车的转向和速度进行控制修正，完成了传感器信号采集处理、控制算法及执行、直流电机驱动和舵机转向的控制，车模能够完成自动识别路线，稳定平滑行驶，速度理想。 本报告共分五章。引言为第一章内容，第二章是Freescale智能车的设计与制作综述，介绍了智能车主要设计思路及实现的技术方案、机械部分的安装、改造和MC9S12DG128B系统电路板的固定与连接。第三章介绍了Freescale智能车系统模块，包括电源转换模块、寻迹传感器模块、舵机控制模块、直流电机控制模块、测速模块、算法控制模块共六大模块，此模块化设计方案给车模功能带来极大扩展空间。第四章是调试过程及车模主要参数说明。最后一章是结论部分，对智能小车系统方案的实现进行概括，并提出使系统更加完善的新功能扩展。第二章 Freescale智能车的设计与制作综述 2．1主要设计思路及技术方案的实现 智能车模系统以飞思卡尔16位微控制器MC9S12DG128B(Pin80)作为核心控制单元，充分利用微控制器MC9S12DG128B的系统资源，以脉宽调制（PWM）控制方式控制直流电机和舵机，采用红外寻迹走法，利用PID控制算法对小车的转向和速度进行控制修正，完成了传感器信号采集处理、控制算法及执行、直流电机驱动和舵机转向的控制，如图示为车模系统控制框图。 图2.1 车模控制系统框图 2．2 机械部分的安装改造及车模的固定连接 智能车模使用组委会统一提供的韩国车模，按照说明书及其给定尺寸进行组装，除在后轮中轴齿轮盘上均匀粘贴8块小磁铁片，用来测速外，未对车模进行其他改造。 MC9S12DG128B（Pin80）图2.2 车模固定连接图第三章 Freescale智能车系统模块介绍 3．1 智能车系统模块组成框图 智能车系统主要由电源转换模块、寻迹传感器（Sensor）模块、舵机（Servo）模块、直流电机（DC-Motor）图3.1系统模块组成框图 3．2 电源转换模块 智能车系统电源由大赛组委会提供的7.2V 2.0Ah电池提供，根据电路设计需要，电源转换模块采用摩托罗拉公司生产的性能