山东大学F1术报告.doc

第三届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车邀请赛 技 术 报 告 学 校： 山 东 大 学 队伍名称： F1 参赛队员： 田 崇 翼 田 滨 孙 庆 轩 带队教师： 杨 西 峡 关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第二届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：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。 参赛队员签名： 带队教师签名： 日 期： 目录 第一章 引言 4 第二章 智能车整体设计思路和方案 5 第三章智能车机械部分安装和调试 6 第四章智能车的电路设计与实现 6 4.1电源部分 6 4.2电机驱动电路 7 4.3测速电路 7 4.4红外对管检测电路 8 4.5拨码开关电路 9 第五章智能车的控制策略和算法 10 5.1路径有哪些信誉好的足球投注网站算法 10 5.2舵机、电机的控制 11 第六章运行调试部分 13 6.1 Codewarrior 开发环境 13 6.2 软件仿真 13 6.2 实际调试 14 第七章技术参数统计 15 参考文献 16 附件 程序 17  第一章 引言 “飞思卡尔”杯智能车大赛是教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养而举办的面向全国大学生的智能汽车比赛。“飞思卡尔”杯智能车大赛从2006年开始举办，今年是第三届。比赛所涉及的专业知识包括控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科，对大学生的知识融合和实践动手能力的培养，对汽车电子技术的发展，具有良好的长期的推动作用。大赛要求使用组委会统一提供的车模，采用飞思卡尔16位单片机MC9S12DG128作为核心控制单元，自主构思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。系统按照功能划分为：电源模块、单片机模块、运行调试模块、路径识别模块、直流电机驱动模块、转向伺服模块、速度测量模块等。 本文将先从整体上介绍模型车的制作思路和方案，再从车子的机械、传感器、电路等硬件方面到控制的策略、算法的实现和代码等方面具体介绍模型车的制作以及调试过程，最后介绍模型车的主要技术参数。 第二章 智能车整体设计思路和方案 由于今年组委会光电管和摄像头分开比赛。所以传感器部分我们选择了光电管，比赛以小车的速度记成绩，为了让小车更快更稳得跑完全程，传感器的探测距离必须要远，既要有大的前瞻，普通的红外对管由于功率较小，探测距离增大时，干扰严重，所以我们自制了大功率对管，同时采用了程序控制脉冲发光的办法，有效的降低了发热，提高了系统的稳定性。 系统采用采用了7.2V 2000mAh Ni-Cd蓄电池作为系统能源，并且通过稳压电路分出6伏，5伏已分别给舵机和单片机供电。 直流电机驱动模块接收速度控制信号控制驱动电机运行，达到控制车速目的。转向伺服模块控制舵机转向，进而控制智能车转弯。速度测量模块实时测量智能车车速，用于系统的车速闭环控制，以精确控制车速。 系统充分使用了MC9S12DG128单片机的外围模块，具体使用到的模块包括：ADC模拟数字转换模块、定时器模块、PWM脉冲宽度调制模块、中断模块、I/O端口和实时时钟模块等。 系统调试过程中，使用了组委会提供的代码调试环境CodeWarrior IDE，同时使用了清华的Plastid2软件进行了仿真试验。 图1.1 系统结构框图 第三章智能车机械部分安装和调试 3.1舵机部分 为了使转弯更加灵活，对舵机相关部分作了部分改动。首先，我们将舵机力臂加长85mm。这样，对于同样的转弯角度值，只需更小的舵机转角，减小了舵机转弯时惯性带来的弊端。其次，我们将舵机反装，使舵机连杆水平，因为此时舵机提供的力全部用在转弯上。 3.2前轮部分 为了增加前轮转弯时的稳定性，对前轮相关部分进行了部分改动。首先，更改前后垫片的数量，使前轮主销后倾，这样，车轮具有更好的自动回正功能。其次，更改连杆的长度，使车轮外倾，车轮转弯时，前半部分重心上移，促使赛车转弯更加稳定。再次，我们通过更改舵机连杆的长度，增加前轮前束，同样增加了前轮的稳定性。 3.3底盘