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智能车软件打算培训精品文档

  

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  智能车软件设计培训精品文档_计算机软件及应用_IT/计算机_专业资料。飞思卡尔智能汽车设计 ----软件设计基础 主要内容 一、硬件系统结构(光电组) 二、智能车的主要软件功能模块 三、智能车控制软件总体结构 四、主要控制算法及其实现 一、硬件系统结构(光电组) 飞思卡尔智能汽车设计 ----软件设计基础 主要内容 一、硬件系统结构(光电组) 二、智能车的主要软件功能模块 三、智能车控制软件总体结构 四、主要控制算法及其实现 一、硬件系统结构(光电组) BDM 调试接口 无线V 电源管理 电池 水平陀螺仪 垂直陀螺仪 加速度计 线性CCD 单片机 最小系统 驱动桥1 左电机 驱动桥2 右电机 右电机测速电路 左电机测速电路 键盘 LCD显示器 二、智能车的主要软件功能模块 1. 系统初始化 2. 车模运行状态检测 3. 车模速度测量 4. 车模倾斜角度测量 5. 赛道检测(引导线. 车模启动、刹车、停止控制 8. 直立控制 9. 方向控制 10.参数设置、状态与参数显示等 三、智能车控制软件总体结构 1、智能车主程序结构框架 开始 系统初始化 车模直立控制 N 2秒时间到? Y 读取设定速度启动速度控制 启动转向控制 显示参数或状态信息 发送监控数据 车模跌倒? Y N N 到达终点? Y 车模停止运行 结束 2、时间片轮转 任务调度程序 结构框架 1毫秒中断入口 计数器COUNT+1 Y COUNT=0? N Y COUNT=1? N Y COUNT=2? N Y COUNT=3? N Y COUNT=4? N 读取脉冲计数值 A/D采样平均滤波 车模直立控制 车模速度控制 车模转向控制 退出1毫秒中断 四、主要控制算法及其实现 1.车模直立行走任务分解 光电组要求车模在直立的状态下以两个轮子着地 沿着赛道进行比赛,相比四轮着地状态,车模控制任务 更为复杂。车模直立、运行的动力都来自于驱动两个车 轮的直流电机。从控制角度来看,车模运动控制任务可 以分解成以下三个基本任务: ? 控制车模直立:通过控制两个电机正反向运动保持车 模直立状态; ? 控制车模速度:通过控制两个电机转速速度实现车模 行进控制; ? 控制车模转向:通过控制两个电机之间的转动差速实现 车模转向控制。 在三个任务中,保持车模直立是关键。由于车模同时受 到三种控制的影响,从车模直立控制的角度,其它两个控制就 成为它的干扰。因此在速度、方向控制的时候,应该尽量平滑, 以减少对于直立控制的干扰。 速度控制是在直立 控制下保持了稳定时, 通过改变电机的电压打 破了车模的直立平衡。 然而直立控制一直在起 作用,它会自动改变车 模的倾角,移动车模的 重心,使得车模实现加 速或减速。 2.车模直立控制 直立着的车模直立控制可以看成放置在可 以左右移动平台上的倒立着的单摆。 控制倒立摆底部车轮,使得它作加速运动。这样站在小 车上(非惯性系)看倒立摆,它就会受到额外的力(惯性力), 该力与车轮的加速度方向相反,大小成正比。假设控制车轮 Fm g?m am g ?m k? 加速度与偏? 角 成比例,且比例系数为K1,则有: ?s i n?? ?1 显然,如果满足K1g,那么回复力的方向便于 位移方向相反 ,从而使倒立摆恢复到平衡位置。 为了使得倒立摆能够尽快地在垂直位置稳定下 来,还需要增加阻尼力,设阻尼力与偏角的速度成 正比,方向相反,则有: F? mg?? m( k1 ?? k2 ??) 可得控制车轮加速度的控制算法: a?k1 ??k2 ?? ? ----车模倾斜角度 ? ? ----车模倾斜角速度 陀螺仪输出的是车模的角速度,不会受到车体运 动的影响,因此该信号中噪声很小。车模的角度又是 通过对角速度积分而得,这可进一步平滑信号,从而 使得角度信号更加稳定。因此车模控制所需要的角度 和角速度可以使用陀螺仪所得到的信号。 由于从陀螺仪角速度获得角度信息,需要经过积 分运算。如果角速度信号存在微小的偏差和漂移, 经过积分运算之后,变化形成积累误差。这个误差 会随着时间延长逐步增加,最终导致电路饱和,无 法形成正确的角度信号 : 一种简单的方法就是通过上面的加速度传感器获 得的角度信息对此进行校正。通过对比积分所得到的 角度与重力加速度所得到的角度,使用它们之间的偏 差改变陀螺仪的输出,从而积分的角度逐步跟踪到加 速度传感器所得到的角度。 根据车模角度控制和角度测量方法,可以得到 如下车模角度控制方案框图 。 3.车模速度控制 由于在速度控制过程中需要始终保持车模的平 衡,车模速度控制不能直接通过改变电机转速来实 现,只能通过控制车模的倾角来实现。 (1)速度测量 (2)速度控制原理 给定车模直立控制角度设定值,在直立控制调 节下,车模将会自动维持在一个角度,角度的积分 即是车辆的速度值。 (3)速度控制方框图 缺点:微分运算对高频干扰信号敏感,没有积 分环节始终存在稳态误差。 (3)改进后的速度控制方框图 4.车模转向控制 (1)赛道中心位置与车模中心位置误差检测 电磁组 ?X ?kEELL ?ER ?ER ?KYYSAUDBD 光电组 XR0 XL0 X0 赛道 XX LX RX L E R R 线 赛道 中心 赛道 XR XL X0 ERR 线阵CCD XX LX RX L 1 ? ? ( ? ) / 2 E R R? X 1 ? X 0 (2)电机差速转向控制 利用电磁线偏差检测信号分别与车模速度控制 信号进行加和减,形成左右轮差动控制电压,不间断电源有什么效力吗使得 车模左右轮运行角速度不一致进而控制车模方向。 (3)转向控制方框图 5、软件算法框图 THE END 谢谢各位同学!

本站文章于2019-10-28 17:08,互联网采集,如有侵权请发邮件联系我们,我们在第一时间删除。 转载请注明:智能车软件打算培训精品文档

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