【正文】 量 的 嚴(yán) 重 超 調(diào) 。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書２６}unsigned int v_PIDCalc( PID *pp ){signed long error1,d_error,dd_error。PID3 個(gè)參數(shù)通過(guò)試湊法得到，具體值分別為： 1,8,20??dipK圖 34 PID 控制階躍響應(yīng)曲線4 總結(jié)本文基于飛思卡爾公司的 16 位微處理器 MC9S12DG128 為控制核心，設(shè)計(jì)了采用光電管來(lái)識(shí)別路徑的智能車系統(tǒng)。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書30參考文獻(xiàn)[1] 卓晴,黃開勝,–挑戰(zhàn)“飛思卡爾”空航天大學(xué)出版社，2022.[2] 微控制器原理及應(yīng)用（第一版）. 北京航空航天大學(xué)出版社，2022.[3] 張乃堯,（第一版）. 清華大學(xué)出版社，1998.[4] 張偉．Protel DXP 高級(jí)應(yīng)用．人民郵電出版社,2022.[5] 胡壽松,，2022.[6] 程序設(shè)計(jì)（第三版）.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2022. [7] ，中國(guó)計(jì)量出版社，2022.[8] PID 控制及其應(yīng)用（第二版） ，機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[9] Jochem，T，Pomerleau，D，Kumar,B，et a1．PANS：a portable navigation platform//.Proceedings of the IntelligentVehicles Symposium，Detroit，MI，Sep．2526，1995．河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書31附錄 A 程序代碼include /* mon defines and macros */include /* derivative information */include pragma LINK_INFO DERIVATIVE mc9s12dg128b define N 200define ini_Angle 530define VV_DEADLINE 1define RoundNumber 1unsigned char AD_Data[15]。int error1[100]={0}。 for(i=0。//選擇 CLOCKSB 時(shí)鐘 PWMPOL=0xff。 //divide 128 TIOS = 0b00000110。 //右對(duì)齊無(wú)符號(hào)，單通道采樣，單次轉(zhuǎn)換 ATD0DIEN=0x00。 PTH=0。while(PTS_PTS2==0) { Demarcate()。 for(。isstart=0。if(isstart=2amp。 GetADValue()。 MinAd[i]=255。 //PTJ,PTS in河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書37 DDRJ=0x00。 //AD 模塊不上電, 快速清零, 無(wú)等待模式, 禁止外部觸河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書36發(fā), 中斷禁止 ATD0CTL3=0x08。//級(jí)連 PWMPER01=1000。 //8M河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書34}void intialPWM(void) { PWME=0x00。 SYNR=3。uchar preposition。我不僅收獲了成功的喜悅，而且把在課本里學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中去，它讓我深深地感受到了學(xué)有所用，學(xué)海無(wú)涯。 return (unsigned int)(ppvl_PreU)。 = VV_KPVALUE。 　 　 （ 3） 微 分 控 制 　 　 在 微 分 控 制 中 ， 控 制 器 的 輸 出 與 輸 入 誤 差 信 號(hào) 的 微 分 （ 即 誤 差 的 變化 率 ） 成 正 比 關(guān) 系 。 PID 控制調(diào)整速度本系統(tǒng)采用的是增量式數(shù)字 PID 控制，它是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。輸入黑線位置和黑線位置的變化率，通過(guò)模糊推理輸出一個(gè)當(dāng)前所需的速度量。 程序段如下：void angle_sample(void) { int pwmdty1=0。i++) sum+=percent[i]。從彎道進(jìn)入直道時(shí)，小車的舵機(jī)要轉(zhuǎn)向至中間，速度應(yīng)該立即得到提升。MT_VCC 為 5 伏，IN1 和 IN2 分別為MC33886 的 PWM 信號(hào)輸入端口。根據(jù)檢測(cè)的不同路徑，判斷出小車所在位置，按不同的區(qū)間給出不同的舵機(jī) PWM 控制信號(hào)，小車轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的角度。圖 28 路面信息檢測(cè)原理圖圖 29 傳感器示意圖 車速檢測(cè)模塊旋轉(zhuǎn)編碼器是用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速的裝置。 （3）直接供給直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)。芯片引腳圖如圖 23 所示。在智能車的賽道中，包括如下幾種路況：直道，圓弧彎道，連續(xù) S 形道，十字交叉道，如圖 21 所示。目前 JLUIV 系列已發(fā)展到 JUTIVIII。國(guó)內(nèi)智能車輛研究由于起步晚，以及經(jīng)濟(jì)條件的制約，在智能車輛研究領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國(guó)家有一定的差距，目前開展這方面研究工作的單位主要包括一些大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)，具有代表性的系統(tǒng)有：7B．8 智能車輛系統(tǒng)。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書１ 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在世界科學(xué)界和工業(yè)設(shè)計(jì)界中，眾多的研究機(jī)構(gòu)都在研發(fā)智能車輛，其中具有代表性的智能車輛包括：美國(guó) NavLab 系列智能車輛系統(tǒng)。車模系統(tǒng)的簡(jiǎn)單工作原理是單片機(jī)收集紅外傳感器返回來(lái)的賽道信息，通過(guò)相應(yīng)運(yùn)算后，軟件判斷其有效性，結(jié)合控制算法控制隨動(dòng)舵機(jī)給出合理舵值，控制前輪舵機(jī)轉(zhuǎn)向，單片機(jī)再給出合適的 PWM 波占空比以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。在此基礎(chǔ)上，完成了系統(tǒng)軟件的具體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括 1 臺(tái) SparcLx 便攜式工作站和 l 臺(tái) HCII 微控制器。該系統(tǒng)是由清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系智能河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書２技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室在國(guó)防科工委和國(guó)家 863 計(jì)劃的資助下研制的。 論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)本報(bào)告分為五章：第一章為緒論；第二章主要介紹了智能車硬件電路設(shè)計(jì)包括各個(gè)模塊的電路設(shè)計(jì)方案以及相關(guān)電路。當(dāng)小車在高速運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)入彎道，相對(duì)于低速的情況，道路的變化擾動(dòng)更加迅速，小車偏離黑線越嚴(yán)重；同時(shí)，小車的穩(wěn)定時(shí)間也越長(zhǎng)。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書８圖 25 復(fù)位電路圖 I/O 口分配本系統(tǒng) I/O 口具體分配如下：PTH0——PTH5，PORTA0——PORTA6，PORTE3　共 14 位用于小車前面路徑識(shí)別的輸入口；PACN10——用于車速檢測(cè)的輸入口；PORTB0——PORTB7 用于顯示小車的各種性能參數(shù)；PWM23——用于伺服舵機(jī)的 PWM 控制信號(hào)輸出； PWM01——用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的PWM 控制信號(hào)輸出。通過(guò) AD 對(duì)這個(gè)電壓的采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，根據(jù) AD 值的情況來(lái)判斷黑線的位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)小車角度和速度的控制。因?yàn)槠渚冗_(dá)到車輪每旋轉(zhuǎn)一周，旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生200 個(gè)脈沖，不僅硬件電路簡(jiǎn)單，而且信號(hào)采集速度快、精度高，滿足模糊控制精度要求。實(shí)驗(yàn)證明：舵機(jī)的開環(huán)轉(zhuǎn)向力矩足夠，可以滿足給定 PWM 信號(hào)與角度的一一對(duì)應(yīng)，控制電路簡(jiǎn)單且能滿足控制要求。（2）實(shí)時(shí)路徑檢測(cè)模塊：前排光電傳感器檢測(cè)黑線，將返回信號(hào)輸入單片機(jī)的輸入端口，程序不間斷地讀入輸入端口的信號(hào)，通過(guò)判斷語(yǔ)句，得出合適的PWM信號(hào)控制舵機(jī)轉(zhuǎn)向。就可以確定該光電管下面的黑線比例最大，然后找到它旁邊的兩個(gè)光電管。 }} 轉(zhuǎn)角的控制對(duì)于舵機(jī)的控制，我們采用開環(huán)控制，由于舵機(jī)的控制精度高，一個(gè)PWM 占空比對(duì)應(yīng)一個(gè)角度，因此開環(huán)控制的效果較好。 if(pwmdty158) pwmdty1=58。故設(shè)計(jì)輸出變量的模糊集為 T(U)={NB,NS,Z,PS,PB}，論域輸出 U為{90,120,140,150,160}。 如 果 沒(méi) 有眼 睛 ， 就 沒(méi) 有 了 反 饋 回 路 ， 也 就 成 了 一 個(gè) 開 環(huán) 控 制 系 統(tǒng) 。 所 以 對(duì) 有 較 大 慣 性 或 滯 后 的 被 控 對(duì) 象 ， 比 例 +微 分（ PD） 控 制 器 能 改 善 系 統(tǒng) 在 調(diào) 節(jié) 過(guò) 程 中 的 動(dòng) 態(tài) 特 性 。 error1 = (signed long)(ppvi_Ref ppvi_FeedBack)。實(shí)現(xiàn)了智能車能在白色的場(chǎng)地上，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書２８沿著任意給定的黑色引導(dǎo)線按照給定的速度行駛。unsigned char MaxAd[15]。uchar speed[5][5]={{100,130,150,160,170} ,{90,120,140,150,160},{80,100,120,130,145},{80,130,145,155,180}, {100,130,145,155,165}}。in。//開始輸出高電平 PWMCAE_CAE3=0。 //1,2,The corresponding channel acts as an output pare. TCTL2 = 0b00010100。 //禁止數(shù)字輸入 ATD1CTL2=0x40。 initiaPLL()。 }河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書38delay(1)。) { GetADValue()。flag=0。} void interrupt 9 TimerC1I(void){ //通道 1 定時(shí)器中斷TFLG1_C1F=1。i++) output_mfs[i]=speed[speedlevel][i]。 AD_Data[i]=0 。 DDRB=0xff。 }void initialATD(void){ ATD0CTL2=0x40。//左對(duì)齊 PWMCTL_CON01=1。 //24M//SCI0BDL=0x34。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書33void initiaPLL(void){ REFDV=1。uchar nowposition。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)真的讓我受益匪淺。else if( ppvl_PreU = VV_MIN ) ppvl_PreU = VV_MIN。 = 0 。 因 此 ， 比 例 +積 分 （ PI） 控制 器 ， 可 以 使 系 統(tǒng) 在 進(jìn) 入 穩(wěn) 態(tài) 后 無(wú) 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 。WAV 是解模糊的核心指令，它與EDIV 指令配合完成模糊輸出到控制輸出的變換。給定量是根據(jù)當(dāng)前傳感器的檢測(cè)到黑線的位置給出的，我們選擇了模糊推理給定，該模糊控制器是一個(gè)兩輸入，一輸出。如果小車轉(zhuǎn)過(guò)的彎過(guò)大，則可能使上排光電管全部偏離黑色軌跡，從而沒(méi)有一個(gè)光電管檢測(cè)到黑線，這時(shí)本系統(tǒng)將會(huì)把舵機(jī)轉(zhuǎn)至最大角，讓小車急轉(zhuǎn)駛回黑線，同時(shí)，將速度降至最低，防止小車沖出軌跡。i14。即應(yīng)使小車在直道上以最快的速度行駛，在進(jìn)入彎道的時(shí)刻盡快減速，且角度的轉(zhuǎn)向要適合彎道的曲率，確保小車平滑地轉(zhuǎn)彎。其硬件電路如圖 213 所示。小車轉(zhuǎn)向角的控制通過(guò)輸入 PWM 信號(hào)進(jìn)行控制。如圖 29 所示。圖 26 穩(wěn)壓電源電路圖（2）經(jīng)過(guò)一個(gè)二極管降至 左右后供給轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)。 圖 22 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖電源管理單元路徑識(shí)別電路車速檢測(cè)HCS12 芯片舵機(jī)控制單元驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書６ 控制芯片 MC9S12DG128 電路設(shè)計(jì)智能車系統(tǒng)所采用的控制芯片是飛思卡爾公司的 16 位的微處理器MC9S12DG128。很明顯，我要設(shè)計(jì)的小車是要能沿黑線的正常行駛，并在此基礎(chǔ)上，盡量提高小車行駛速度。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用 1臺(tái) PentiumIII 工業(yè)控制