【正文】 ?????????????????????????????????? 60 參考文獻(xiàn) ????????????????????????????????? 62 （附錄） ????????????????????????????????? 63 RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 進(jìn)入 21 世紀(jì)，隨著科技發(fā)展的日新月異，智能控制越來越成為一種不可忽視的動(dòng)態(tài)量，在機(jī)械領(lǐng)域扮演了不容忽視的角色。該智能小車采用 直流電機(jī)及其控制電路為整個(gè)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)部分 ， AT89C51 單片機(jī)為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心 ,采用現(xiàn)在比較流行的無線藍(lán)牙模塊代替 RS232 串口控制，實(shí)現(xiàn)無線控制；運(yùn)用基礎(chǔ)語言 vb 來實(shí)現(xiàn) 控制編程，可操作性大大增加，同時(shí)控制也越來越容易且可讀寫性也有了進(jìn)一步的提高；由于采用 12v 電機(jī)控制又運(yùn)用了 L298 控制模塊，增加了調(diào)速控制， 可以靈活方便地對(duì)車速進(jìn)行控制 。 By using the 12v motor control and L298 control module, increased the speed control, can be flexible and convenient to speed is controlled. KEY WORDS Dc motor ,microcontroller, car ,Bluetooth ,L298RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 課題在理論和實(shí)際應(yīng)用方面的意義 隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)碼相機(jī)、 DVD、洗衣機(jī)、汽車等消費(fèi)類產(chǎn)品越來越呈現(xiàn)光機(jī)電一體化、智能化、小型化等趨勢。因此，遙控加智能的技術(shù)研究、應(yīng)用都是非常有意義而且有很高市場價(jià)值的 。 另外，智能小車自動(dòng)行駛功能的研究將有助于智能車輛的 研究。計(jì)算機(jī)控制與電子技術(shù)融合為電子設(shè)備智能化開辟了廣闊前 景。 20 世紀(jì) 90 年代以來，課題組開展的組態(tài)式柔性制造單元及圖像識(shí)別自動(dòng)引導(dǎo)車的研究對(duì)我國獨(dú)立自主開發(fā)一種新型自動(dòng)引 導(dǎo)車輛系統(tǒng)，從而為我國生產(chǎn)組織模式向柔性或半柔性生產(chǎn)組織轉(zhuǎn)化提供了有意義的技術(shù)支撐和關(guān)鍵設(shè)備。該自主駕駛轎車在正常交通情況下，在高速公路上行駛的最高穩(wěn)定速度為 130 公里 /小時(shí)，最高峰值速度為 170 公里 /小時(shí)，并且具有超車功能，其總體技術(shù)性能和指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。汽車自主駕駛技術(shù)是集模式識(shí)別、智能控制、計(jì)算機(jī)科學(xué)和汽車操縱動(dòng)力等多門學(xué)科于一體的綜合性技術(shù)，汽車自主駕駛功能水平的高低常被用來作為衡量一個(gè)國家控制技術(shù)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。由于 Kalmar 工廠采用 AGVS 獲得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，許多西歐國家紛紛效仿 Volvo 公司，并逐步使 AGVS 在裝配作業(yè)中成為一種流行的運(yùn)輸手段。德意志聯(lián)邦大學(xué)已經(jīng)研發(fā)出多輛智能原型車輛。這兩種車輛都配備 UBM 視覺系統(tǒng)。利用基于視覺的方法實(shí)現(xiàn)道路檢測。算法從圖像中提取出重要的亮域，并以向量行駛存儲(chǔ)，如道路消失點(diǎn)或道寬這樣的數(shù)據(jù)參數(shù)，都可以作為計(jì)算車道標(biāo)志線的參考，最后為了處理點(diǎn)劃車道線，可以通過一階多項(xiàng)式曲線來擬合，在進(jìn)行向量計(jì)算。 ，以及現(xiàn)今國內(nèi)外的智能小車研究的現(xiàn)狀。 圖 1 第二種方案 采用履帶式控制（如圖 2），由于履帶式控制小車速度慢、耗能大且應(yīng)用不是很方便。本方案明顯優(yōu)于以上兩個(gè)方案但與第四個(gè)方案比卻略顯不足。 圖 4 綜上所述進(jìn)行的比較，各種方案都有其可行性，但是進(jìn)行綜合比較之后，第四種方案是比較適合本設(shè)計(jì)的方案。 電機(jī)的角速度為： 260MMn?? ? 折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： GesJ 電壓平衡方程式為 : ? ? ? ? ? ?aa a a a d i tU t E R i t L dt? ? ? 式中反電動(dòng)勢 ? ?EME K t?? 電機(jī)軸上 的轉(zhuǎn)矩平衡方程為： 在上式中，電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩 ? ? ? ?M M aT t K i t? ， ? ?MGes dtJ dt?為電機(jī)加速度轉(zhuǎn)矩。智能小車能做出什么樣的運(yùn)動(dòng)軌跡是有其自身結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方式?jīng)Q定的。 1. 智能小車的直線行走 在智能小車運(yùn)動(dòng)過程中，其中直線形式是最基本、最常見的行走軌跡，如圖 5 所示。因此從0n???可得出，保持右輪和左輪從 n 時(shí)刻到 n+1 時(shí)刻之間行走的距離相等。在對(duì)智能小車進(jìn)行控制前必須給出必要的控制要求。假設(shè)在 n 時(shí)刻到n+1 時(shí)刻小車曲線運(yùn)動(dòng)的角 度為 ? 半徑為 R，那么需要確定的就是小車左輪和右輪的運(yùn) 動(dòng)關(guān)系。 利用航位公式： ? ? ? ?1nTn n r lv t v tb? ?? ? ? ????? 其中 b 為 2 個(gè) 驅(qū)動(dòng)輪之間的橫向距離 ， rv 為右輪線速度， lv 為左輪線速度。因?yàn)槲⒎值慕脐P(guān)系，且每一步值較小，所以式子又可近似為 n 2l bSR ??? ? ? n 2r bSR ??? ? ? 根據(jù)上面的分析可以具體知道小車的左右輪來實(shí)現(xiàn)弧線行走，并且實(shí)現(xiàn)RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 控制。 模糊控制系統(tǒng)通常有模糊控制器、輸入輸出接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、測量裝置和被控對(duì)象五個(gè)部分組成，其基本原理如圖 7 圖 7 模糊控制基本原理圖 本設(shè)計(jì)采用模糊設(shè)計(jì) ，增加了操作的可能性和方便性，使設(shè)計(jì)目標(biāo)較為明確，且目標(biāo)較易達(dá)到。關(guān)于電機(jī)的選型，要涉及到電機(jī)型號(hào)，功率大小 、轉(zhuǎn)速等，還有控制部分是一個(gè)核心部分，需要選擇合適的單片機(jī)，進(jìn)行一系列的編程測試。步進(jìn)電機(jī)用電脈沖信號(hào)控制，它的角位移量和線位移量與脈沖成正比，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖成正比，所以通過 改變脈沖頻率可以實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速，而且不容易受電壓擾動(dòng)和負(fù)載變化的影響。 （ 2） 線性的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性。 （ 3） 與步進(jìn)電機(jī)比，有較大的功率，且價(jià)格較為適宜。 按結(jié)果主要分為直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)；按類型主要分為直流有刷電機(jī)和直流無刷 電機(jī)直流電機(jī)的勵(lì)磁方式是指對(duì)勵(lì)磁繞組如何供電、產(chǎn)生勵(lì)磁磁通勢而建立主磁場的問題。 不同勵(lì)磁方式的直流電機(jī)有著不同的特性。如果此電磁轉(zhuǎn)矩能夠克服電樞上的阻轉(zhuǎn)矩（例如由摩擦引起的阻轉(zhuǎn)矩以及其它負(fù)載轉(zhuǎn)矩），電樞就能按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)起來。 因此，電樞一經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，由于換向器配合電刷對(duì)電流的換向作用，直流電流交替地由導(dǎo)體 ab 和 cd 流入，使線圈邊只要處于 N 極下，其中通過電流的方向總是由電刷 A 流入的方向，而在 S 極下 時(shí)，總是從電刷 B 流出的方向。當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電樞繞組在主磁極 N、 S 之間旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞繞組上感生出電動(dòng)勢，經(jīng)電刷、換向器裝置整流為直流后，引向外部負(fù)載（或電網(wǎng)），對(duì)外供電，此時(shí)電機(jī)作直流發(fā)電機(jī)運(yùn)行。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。 程序 程序是智能小車能夠運(yùn)行的保障，實(shí)現(xiàn)無線控制的軟設(shè)施。 RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 結(jié)束語 經(jīng)過長達(dá)半年 的努力和奮斗，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，我完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，雖然不是很完美，但是這次辛勤的努力使我明白了很多 ，一切的東西不是自己想要才去做的，而是為了目標(biāo)與所有實(shí)際的結(jié)合體，這樣才能成功。本以為只要安裝好就行了，沒想到結(jié)果沒達(dá)到設(shè)計(jì)要求，最后明白了還要考慮平面度等才能