【正文】 flag1=0。flag3=0。 case 0x0010:N1=9。flag2=0。break。 flag1=1。flag3=0。 switch(STATE) { case 0x0001:N1=1。 //工作在對列方式下 TIE=0x01。 //通道 3 設(shè)定脈寬值 1140 PWMPER1=100。 //時鐘 A 預(yù)分頻設(shè)置 E/8=8/8=1MHz //時鐘 B 預(yù)分頻設(shè)置 E/1=8/1=8MHz PWMCTL=0x20。 //A 口第 8 位為輸出 DDRB=0x00。 U=KP*(E3E2)+KI*E3。} else if(u2c2) {u2=c2。 //轉(zhuǎn)速 r/min Flag=1。 pragma LINK_INFO DERIVATIVE mc9s12dg128b /////////////////*輸入捕捉中斷 */////////////// pragma CODE_SEG __NEAR_SEG NON_BANKED interrupt void CAIJI0_ISR (void) { TFLG1=0x01。 int t=0,t1=0,t2=0,t3=0。畢竟車模在長期的試驗中會出現(xiàn)損耗，性能不如新車模穩(wěn)定。對該模型車以后的發(fā)展提出以下建議： 1） 使用 CCD 傳感器實現(xiàn)對路徑信息的檢測。 6） 細(xì)心全面地選擇控制參數(shù)值。 取得進展比較大的有以下幾個方面： 1） 對紅外傳感器的各種布置參數(shù)進行了精確計算確定，并通過反復(fù)的實驗對比，確定了最后各參數(shù)，在很大程度上提高了行駛穩(wěn)定性。 橋 式電路不容易進行線性放大控制，而且電壓電流反饋也不易實現(xiàn)，因此用于脈寬調(diào)制 (PWM)的情況較多 。 線性放大器由于工作于線性放大的輸出級產(chǎn)生大量的熱量，效率和散熱問題十分嚴(yán)重，其最高效率不超過 50％，所以線性放大器一般僅在小功率的場合有所應(yīng)用，而大量采用的是開關(guān)放大器 。 圖 升高后的舵機 30 第六章 系統(tǒng)電路設(shè)計 電源電路 系統(tǒng)電源電路的作用是將車載 Nicd 電池 + 直流電源轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)各模塊所需電壓，分為三個部分： + 轉(zhuǎn) +5V， + 轉(zhuǎn) +6V，以及 + 直接給電機供電 ，如圖 所示 。如圖 。從理論上講，這樣可以在舵機性能一定的情況下，提高車輪轉(zhuǎn)向的響應(yīng)速度。同時也需要將傳感器的固定高度提高一個墊片的高度。之前也需要通過墊片來調(diào)整傳感器的高度，使得在齒輪轉(zhuǎn)動時利用齒形剛好可以反復(fù)遮擋住紅外光線。 MCU利用增 圖 電池的兩個不同安裝位置 圖 方案一傳感器布置 第一界 全國大學(xué)生智能汽車邀請賽技術(shù)報告 26 強捕捉功能，捕捉每一次脈沖的時刻，并計算出兩次脈沖之間的時間間隔，在知道車輪周長的情況下就可以計算出當(dāng)前車速。因為電池的重量比較重，通過改變電池圖 電路板的支撐 第五章 模型車機械部分安裝及改造 25 的前后位置，可以在一定程度上調(diào)節(jié)模型車整體重心的前后位置。因為車模行駛時不受路 面沖擊力，所以這樣的改動不會降低車模的行駛性能，反而在近似剛性連接后使車模消除擺動，更容易操縱控制。四根銅柱的固定也只是利用了車模底盤上原有的四個螺絲孔，并沒有重新打孔。因此，用試驗確定法來選擇 PID 控制參數(shù)，就成為目前經(jīng)常采用的，并且是行之有效的方法。為此，有如下改進，即增量型數(shù)字 PID 算法 [36]。數(shù)字 PID 控制算法通常又分為位置式PID 控制算法和增量式 PID 控制算法。另外，內(nèi)部時鐘脈沖 m 計數(shù)時，總有一個脈沖的誤差。 電機速度的計算，可以根據(jù)控制器在一定時間內(nèi)讀取脈沖數(shù)，結(jié)合一定測速算法，計算出來。每產(chǎn)生一次輸入捕捉中斷，對傳感器的狀態(tài)進行一次采樣，并將結(jié)果保存在一個數(shù)組里。直道、大彎的識別方法與 S 彎的識別方法不同，下面將分別討論。MC9S12DG128B 輸入捕捉（ IC）通道分為緩沖與非緩沖兩類，緩沖類又具有鎖存與隊列兩種工作方式。模型車的速度控制算法采用 PID 控制算法，能夠很好滿足模型車系統(tǒng)的控制要求。轉(zhuǎn)向伺服電機控制的失當(dāng)，會造成模型車嚴(yán)重擺動甚至偏離賽道。因為在模型車的調(diào)試過程中免不了要有沖出賽道，撞擊到某物體上的情形。 同樣，縱向伸出長度加長也會帶來很多弊病。同時受到傳感器總數(shù)的限制，以及保證整體檢 測寬度不能過小。 為了減小模型車在直線行駛方向校正時的擺動，應(yīng)該使舵機每次的轉(zhuǎn)角輸出相對減小，這就要求傳感器布置的比較密集。當(dāng)傳感器的橫向間隔距離比較稀疏時，這個偏離距離 也會相應(yīng)地增大，這樣在模型車進行方向糾正的時候就產(chǎn)生了在黑線兩側(cè) 較大的波動。注意，要使傳感器的信號線輸出穩(wěn)定的高電平，需要接入上拉電阻。不同顏色對紅外光線有不同的發(fā)射率，白色的很高，而黑色的很低，當(dāng)照射至白色路面時，大部分光線被反射由接收管接收，傳感器輸出低電平，當(dāng)照射至黑色路面時，大部分光線被吸收接收管接收不到足夠的光線而輸出高電平。如 圖 所示。 在各模塊的相互配合之下，模型車根據(jù)黑線的形狀或加速或減速，在黑線路徑上的每一段都充分利用了賽道所能提供的極限物理條件，在保證行駛穩(wěn)定的前提下，大大提高平均行駛速度。 要使模型車有理想的穩(wěn)定的運行狀態(tài)，還需要各個模塊之間通過算法進行默契的配合。對舵機的控制采用的是 PID 控制。 2 第二章 模型車總體技術(shù)方案 本隊所使用的模型車主要采用的是紅外傳感器作為路徑識別方案，并重新設(shè)計了 MCU 的外圍電路，達到了減輕重量、整潔化一的目的。 參賽隊員簽名： 趙玉壯 尹 軍 吳 林 帶隊教師簽名： 張幽彤 日 期： 第一界 國大學(xué)生智能汽車邀請賽技術(shù)報告 I 第一章 引言 .............................................................1 第二章 模型車總體技術(shù)方案 ..................................................2 模型車各功能模塊組成 .................................................2 路徑檢測模塊 ......................................................2 行駛方向控制模塊 ..................................................3 行駛車 速控制模塊 ..................................................3 MCU 及其外圍電路 ..................................................3 模型車的工作邏輯過程 ...................................................4 模型車的供電 ...........................................................5 第三章 路徑檢測方案 ..........................................................7 紅外傳感器 .............................................................7 紅外傳感器布置參數(shù) ....................................................8 橫向間隔距離 .......................................................8 縱向伸出長度 .......................................................9 傳感器排列方式 .....................................................9 第四章 智能模型車系統(tǒng)控制軟件設(shè)計 ...........................................11 控制軟件的設(shè)計目標(biāo) .....................................................11 控制軟件的模塊設(shè)計 .....................................................11 系統(tǒng)主程序設(shè)計 ....................................................12 自由定時器溢出中斷程序和輸入捕捉中斷程序設(shè)計 .......................14 目標(biāo)轉(zhuǎn)速程序設(shè)計 ...................................................14 控制算法的實現(xiàn) .........................................................18 周期法測速 .........................................................18 數(shù)字 PID 控制算法 ...................................................20 數(shù)字 PID 算法在模型車系統(tǒng)中的應(yīng)用 ...................................21 第五章 模型車機械部分安裝及改造 .............................................23 前排紅外傳感器的固定 .................................................23 拆除不必要構(gòu)件 ........................................................23 電路板 的安裝 ..........................................................24 電池的安裝 ............................................................24 速度傳感器的安裝固定 ..................................................25 第一界 國大學(xué)生智能汽車邀請賽技術(shù)報告 II 舵機的升高方案 .......................................................27 第六章 系統(tǒng)電路設(shè)計 ........................................................30 電源電路 .............................................................30 串行通訊接口電路 ......................................................30 直流電機驅(qū)動電路 ......................................................31 硬件電路其余部分 ......................................................33 第七章 模型車主要參數(shù)說明 ...................................................35 第八章 總結(jié) .................................................................36 工作總結(jié) ..............................................................36 后續(xù)展望 ..............................................................37 致謝 ........................................................................39 參考目錄 ....................................................................40 附錄 A 源程序代碼 ............................................................41 1 第一章 引言 “飛思卡爾”杯全國大學(xué)生智能車設(shè)計大賽在國內(nèi)還是第一次舉辦，其是由