北京联大学+光电一队技术报告.doc

第五届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车竞赛 技 术 报 告 学 校：北京联合大学 队伍名称：光电一队 参赛队员：李文龙 刘 磊 王华兵 指导教师：潘峰 冯玮 关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关保留、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：李文龙 刘 磊 王华兵 带队教师签名：潘 峰 冯 玮 日 期：2010.8.1 摘 要 本文介绍了一年多来北京联合大学光电一队队员们在准备Freescale智能车大赛过程中的工作努力成果。智能车的硬件平台采用带MC9S12XS128MAL处理器的S12 环境，软件平台为CodeWarrior IDE 4.7开发环境，车模采用大赛组委会统一提供的1：10 的仿真车模。文中介绍了智能小车控制系统的软硬件结构和开发流程。 整个系统涉及车模机械结构调整、传感器电路设计及信号处理、控制算法和 策略优化等多个方面。为了提高智能赛车的行驶速度和可靠性，试验了多套方案，并进行升级，结合Labview 仿真平台进行了大量底层和上层测试，最终确定了现有的系统结构和各项控制参数。 关键字：智能车，激光管，模糊PID控制 第一章 引 言 1 1.1 研究背景介绍 1 1.2 系统方案介绍 2 1.3 章节安排 2 第二章 技术方案概要说明 4 2.1 智能车系统分析 4 2.2 智能车系统硬件结构设计 4 2.3 智能车系统软件结构设计 5 第三章 机械系统设计说明 6 3.1 智能车的整体结构 6 3.2 智能车运动学状态方程 7 3.3 智能车前轮定位参数的选择 9 3.4 智能车转向机构调整优化 12 3.5 智能车后轮减速齿轮机构调整 13 3.6 其它机械结构的调整 14 第四章 硬件电路设计说明 15 4.1 S12单片机最小系统 15 4.2 路线识别电路设计 18 4.3 电源管理电路设计 20 4.4 电机驱动电路设计 21 4.5 速度检测模块 22 4.6 现场调试模块 24 第五章 软件设计说明 25 5.1 总体控制流程图 25 5.2 工作原理 26 5.3 PID控制以及PID参数的整定 26 5.4 小车控制策略 28 5.5 光电智能车模糊PID控制方法 28 第六章 模型车各项参数 37 第七章 结 论 38 7.1 本系统的所具有的特点 38 7.2 本系统存在的问题 38 7.3 本系统可行的改进措施 39 参考文献 40 附录A 模型车控制主程序代码 I 第一章 引 言 1.1 研究背景介绍 教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，在已举办全国大学生数学建模、电子设计、机械设计、结构设计等 大竞赛的基础上，经研究决定，委托教育部高等学校自动化教学指导分委会主办每年一度的全国大学生智能汽车竞赛，并成立了由教育部、自动化分教指委、清华大学、飞思卡尔半导体公司等单位领导及专家组成的“第一届‘飞思卡尔’杯全国大学生智能汽车邀请赛”组委会。该竞赛是为了提高大学生的动手能力和创新能力而举办的，具有重大的现实意义。与其它大赛不同的是，这个大赛的综合性很强，是以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感、电子、电气、计算机和机械等多个学科交叉的科技创意性比赛，这对进一步深化高等工程教育改革，培养本新意识，培养硕士生从事科学、技术研究能力，培养博士生知识、技术创新能力具有重要意义。 以智能汽车为研究背景的科技创意性制作，是一种具有探索性的工程实践活动，其本质也是人类创造有用人工物的一种训练性实践，其过程属性是综合，而结果属性很可能是创造。通过竞赛，参赛的同学们培养了对已学过的基础与专业理论知识与实验的综合运用的能力；带着背景对象中的各种新问题，学习控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科新知识，包括来自不同学科背景大学生的相互学习，逐渐学会了在学科交叉、集成基础上的综合运用；若是以实用为目的，还必须考虑考虑可靠性、寿命、外观工业设计、集成科学与非科学，在具体约束条件下融合形成整体的综合运用。这样的训练是很有意义的。 在智能车的开发过程