简易智能电动车的设计 大学毕业设计.doc

简易智能电动车（E题） 摘要：本设计对象为一个简易小车的智能控制系统。该系统以FPGA技术作为核心控制技术，以行为控制作为核心控制策略。控制决策所需的信息主要来源于光电传感器、金属探测传感器以及超声传感器等传感器。通过光电传感器获取小车的车速、行驶距离、引导线以及引导性光源等信息；金属探测传感器主要获取轨道上的金属标志信息；超声传感器主要用来探测障碍物的位置。小车根据以上诸信息“了解”它所处的位置，并根据运动策略做出运动决策。实验表明，本文所提供的设计方案正确可行，能够达到设计要求。本设计的主要特色： (1) 控制电路电源和电动机电路电源隔离，信号通过光电耦合器耦合； (2) 采用以FPGA控制脉宽调制（PWM）信号的方式实现了八个档位的车速调节； (3) 基于行为的智能控制策略； 关键词：智能 电动车 FPGA Abstract：This paper describes an approach of designing an intelligent control system for a facility car. In this control system, FPGA chips act as a core hardware surpport, and FPGA technology as a core technology. Based on the signals (information) picked up by sensors such as photoelectrical sensors, metal sensors, and ultrasonic wave sensors, the information about circumstance are “known of” by car. On knowing of these pieces of information, the car can infer about actions it will take. This control system is characteristic of its: (1) dual powers supply, which separate motor control circuits system from that of others; (2) control system based on FPGA technology; (3) and intelligent control algorithms based on bahavior. Key words：FPGA/ Facility car /Intelligent control system 目 录 简易智能电动车设计方案的比较、论证与选取 ………………………… 3 1.1 控制方案与控制策略的选取 …………………………………………………………3 1.2 信号检测与处理方案的选取 …………………………………………………………4 1.2.1 小车移动距离（速度）检测 …………………………………………………………4 小车移动引导线信号的检测 ………………………………………………………4 1.2.3 小车金属路标信号的检测 … ………………………………………………………4 1.2.4 路障信号的检测 …………… ………………………………………………………5 1.2.5 引导性光源信号的检测 … ………………………………………………………5 1.3 执行部件和显示模块的方案及选取 ………………………………………………5 1.4 小车控制、驱动系统电源的方案及选取 …………………………………………6 1.5 简易智能小车测控系统的总体方案 ………………………………………………6 2．简易智能小车测控系统的设计 ……………………………………………………7 2.1小车的电动机驱动控制模块设计 ……………………………………………………7 2.2 信号检测与处理模块的设计 …………………………………………………………8 2.2.1小车移动距离（速度）信号的检测与处理模块的设计 ……………………………8 2.2.2 小车移动引导线信号的检测与处理模块的设计 ……………………………………8 2.2.3金属探测传感系统的设计 ……………………………………………………………9 2.2.4障碍物信号的检测和处理系统设计 …………………………………………………9 2.2.5小车运动方向引导光源信号的检测系统设计 ………………………………………10 2.3 简易智能小车运动控制策略设计 ……………