【正文】 在后期調(diào)試的過程中，每天雖然重復(fù)著同樣的事情，基本毫無新鮮感， 但是看到車速慢慢提升，我們也就覺得這些付出是應(yīng)該的，我們小組相互鼓 勵，一定要堅持到最后，讓小車成為華南賽區(qū)甚 至全國決賽的嬌子。雖然第一版車使用萬用板和破舊的車模組裝起來的，外表并不美觀，機 械方面也沒調(diào)整，當(dāng)我們用代碼讓小車順利在賽道跑起來的那天，我們對接 下來的工作充滿了信心。數(shù)字信號存儲在 RAM（容量為 32KB）中， 供 ARM7 處理器調(diào)用和處理，ARM7 將處理后的數(shù)據(jù)從編碼接口輸出到其他 設(shè)備，信號發(fā)過程是信號收的逆過程，此外，還包括時鐘和電源管理模塊以33及多個通34用 I/O 口，供不同的外設(shè)使用。 用戶不需要任何硬件支持就可以模擬各種 ARM 內(nèi)核、外部 設(shè)備甚至中斷的軟件 運行環(huán)境。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后(delay)組件，具有 抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。 積分（I）控制在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。PID 控制器問世至今已有近 70 年歷 史，它以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要 技術(shù)之一。//舵機 P else soop=(sokpsokp13)*soerr1+sokp3*soerr3。我們利用陀螺儀在垂直水平面的方向上的角速度積分來判別，當(dāng)積 分值大于設(shè)定值，即認為，處于上坡階段。 rule_L[find]=i。 while(j127) { for(i=j。i1?；叶戎禂?shù)組的處理for (i=8。為方便的調(diào)節(jié)參數(shù)，我們增加了 6 個按鍵加一個四位撥碼，方便參數(shù)的修 改。 OLED 液晶屏及按鍵 由于平時要進行大量參數(shù)的調(diào)試，反復(fù)下載程序調(diào)試效率很低，且 OLED 屏 可以顯示調(diào)試時需要觀察的變量數(shù)據(jù)。 由于電機在急減速或急加 速的時候都會將電源的電壓拉低，因此在電源兩端接大電容濾波。后來對電路做了一些改進，在信號輸出端加了運放芯片 LMV358，放大倍數(shù)通過電位器可調(diào)，這樣可以適應(yīng)不同光線強度的環(huán)境。線性穩(wěn)壓電源的特點是輸出電壓紋 波小，外圍電路簡單，只需要加幾個電容濾波，其中 LM2940 帶載能力最 強 ， 可 達 1A 以 上 ， LM7805 與 AMS1117 帶 載 能 力 相 當(dāng) 都 在 500mA800mA。調(diào)整好編碼器的位置，使編碼器齒輪與后輪大齒適當(dāng)咬合，不緊不松， 太緊會增加電機負載，太松則可能導(dǎo)致掉齒且會磨損齒輪。CCD 安裝的位置與車模的前瞻量以及視野 寬也有直接關(guān)系，CCD 的安裝位置低了，視域不夠廣闊，影響尋線的有效范圍； 安裝過高，整車系統(tǒng)會因重心抬高而穩(wěn)定性變差。在輕微的碰撞中，保護桿受力傾斜，既對力有一個緩沖的效果，又能 使前進方向上的力變換方向，使小車得到旋轉(zhuǎn)的力，避過障礙物。在智能車比賽里，通過 它將舵機轉(zhuǎn)矩傳遞到連接輪子上面的橫拉桿，實現(xiàn)輪子的左右轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn) 轉(zhuǎn)向。另外差速器齒輪與電機齒輪及編碼器齒輪的咬合程度也需要注意。為增加輪胎的受力面， 將前輪調(diào)為主銷內(nèi)傾，相對于在轉(zhuǎn)彎處對前輪進行補償，使前輪與賽道的接觸 面增加。還由于助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的不斷使用，也使 外傾角不斷縮小。8圖 主銷后傾結(jié)構(gòu)示意圖主銷內(nèi)傾角從車前后方向看輪胎時，主銷軸向車身內(nèi)側(cè)傾斜，該角度稱為主銷內(nèi)傾 角。我們用水洗干凈輪胎表面的物資，用毛糙的毛巾使勁擦拭輪胎表 面，是表面盡量平整。小車在直道前進時，受到的主要 是靜摩擦力，靜摩擦力越小，說明小車前進阻力越?。辉谵D(zhuǎn)彎處，小車受到的7摩擦力主要為靜摩擦力，輪胎與賽道接觸為小車提供的靜摩擦力越大，小車在 轉(zhuǎn)彎處穩(wěn)定通過的速度也就越大。而對于其他需要具有較好的周期性和實時性的 控制類函數(shù)，則主要放在了定時中斷函數(shù)里面，如信號采集、信號處理、控 制運算、控制輸出等子函數(shù)，這樣以保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，可以將其稱作 為前臺。我們是光電組，需要處理 的內(nèi)容包括陀螺儀、加速度計和 3 個線性 CCD，數(shù)據(jù)采集頻率較高，于是我 們選擇了 MK60FX512。 1 第五章 程序設(shè)計，包括閾值計算、賽道判別、舵機和電機的控制； 第六章 系統(tǒng)開發(fā)工具介紹，介紹了 DXP，IAR workbench 等。參賽隊員簽名：帶隊教師簽名：日 期：II目 錄第一章 引 言 1 概述 1 內(nèi)容分布 1第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計 2 設(shè)計概述 3 控制芯片的選擇 3 線性 CCD 檢測的基本原理 3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 5 第三章 機械系統(tǒng)設(shè)計 7 底盤加固 7 輪胎處理 7 四輪定位 8 差速器的調(diào)整 12 舵機的安裝 13 保護桿的安裝 15 CCD 的安裝 16 編碼器的安裝 17 檢測起跑線光電管及加速度計陀螺儀的安裝 18第四章 硬件系統(tǒng)設(shè)計 19 最小系統(tǒng)版 20 電源模塊 21 CCD 模塊 22 驅(qū)動橋模塊 23 車身姿態(tài)檢測模塊 24 測速模塊 24 OLED 液晶屏及按鍵、撥碼 25第 5 章 程 序 設(shè) 計 27III 閾值計算 27 賽道判別 28 舵機控制 28 電機控制 29 PID 介紹 30第六章 相關(guān)工具介紹 32 軟件開發(fā)平臺 32 藍牙模塊及超級示波器 35第七章 車模主要技術(shù)參數(shù)說明 37第八章 總結(jié) 38IV第一章 引言 概述全國大學(xué)生“飛思卡爾杯”智能汽車競賽，以“立足培養(yǎng)、重在參與、 鼓勵探索，追求卓越”為宗旨，培養(yǎng)大學(xué)生的綜合知識運用能力、基本工程 實踐能力和創(chuàng)新意識，激發(fā)大學(xué)生從事科學(xué)研究與探索的興趣和潛能，倡導(dǎo) 理論聯(lián)系實際、求真務(wù)實的學(xué)風(fēng)和團隊協(xié)作的人文精神。 內(nèi)容分布本技術(shù)報告采用先總后分的結(jié)構(gòu)，先對系統(tǒng)總體設(shè)計進行介紹，然后依 次詳述車體機械結(jié)構(gòu)、硬件電路和控制算法（軟件）三部分。另外主板上留有藍牙接口，以便觀察小車在行駛過程中的一些變量， 例如電池電壓，行駛速度，車身角度等數(shù)據(jù)。 4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為了保證小車既能穩(wěn)定運行，又能提升速度，我們需要使整個系統(tǒng)控制 具有良好的實時性和周期性，因此除了既要能實現(xiàn)功能的完整性，還要使其 能夠在既定的時間里穩(wěn)定執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)，在設(shè)計時，需要用到定時器中斷 來完成。 底盤加固原裝 B 型車模后懸掛底板與底盤采用的是活動柔性連接，但這種方式會占用 底盤空間，并且小車在行駛過程中具有不可控因素，行駛不穩(wěn)定，于是小組決定 改掉這種結(jié)構(gòu)，采用剛性連接，使后懸掛底盤與底盤成為整體。但是小車行駛時間加長后，輪胎問題又會出現(xiàn)。設(shè)置主銷后傾角后，主銷中心線的接地點與車輪中心的地面投影點之 間產(chǎn)生 距離(稱作主銷縱傾移距，與自行車的前輪叉梁向后傾斜的原理相 同)，使車輪的 接地點位于轉(zhuǎn)向主銷延長線的后端，車輪就靠行駛中的滾動 阻力被向后拉，使車 輪的方向自然朝向行駛方向。使用斜線輪胎的鼎盛 時期，由于 使輪胎傾斜觸地便于方向盤的操作，所以外傾角設(shè)得比較大。圖 前輪前束結(jié)構(gòu)示意圖起初，我們隊車模的四輪定位是采取增大接觸面的原則，將前輪調(diào)為主11銷垂直車輪垂直，有較好的效果。差速器的特性是：阻力越大的 一側(cè)，驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)速越低；而阻力越小的一側(cè)，驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)速越高。為了減小打角死 區(qū)，提高打角范圍，決定將舵機稍微靠車頭安裝，舵機高度適中。經(jīng)過試驗，我們選擇了舵機擺 桿長度為 32mm.圖 舵機安裝圖 擺桿 CAD14同時最終的轉(zhuǎn)向機構(gòu)還應(yīng)該盡量滿足符合阿克曼轉(zhuǎn)向理論，依據(jù)阿克曼轉(zhuǎn) 向幾何設(shè)計的車輛，沿著彎道轉(zhuǎn)彎時，利用四連桿的相等曲柄使內(nèi)側(cè)輪的轉(zhuǎn)向 角比外側(cè)輪大大約 2~4 度，使四個輪子路徑的圓心大致上交會于后軸的延長線 上瞬時轉(zhuǎn)向中心，這樣可以使車輛在過彎時轉(zhuǎn)向輪處于純滾動狀態(tài)，減少過彎 時的阻力，減小輪胎的磨損。 第二種為鋁合 金底座，質(zhì)