電磁感應智能電動車設計報告(編輯修改稿)
2025-08-17 09:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 水平線圈檢測方案。在車模前上方水平方向固定兩個相距L 的線圈，兩個線圈的軸線為水平，高度為h ，如下圖所示：為了討論方便，我們在跑道上建立如下的坐標系，假設沿著跑道前進的方向為z軸，垂直跑道往上為y軸，在跑道平面內(nèi)垂直于跑到中心線為x軸。xyz軸滿足右手方向。假設在車模前方安裝兩個水平的線圈。這兩個線圈的間隔為L，線圈的高度為h，參見下圖5所示。左邊的線圈的坐標為（x,h,z），右邊的線圈的位置(xL,h,z)。由于磁場分布是以z軸為中心的同心圓，所以在計算磁場強度的時候我們僅僅考慮坐標(x,y)。由于線圈的軸線是水平的，所以感應電動勢反映了磁場的水平分量。根據(jù)公式可以知道感應電動勢大小。圖 感應線圈的布置方案假設h=5cm, x∈(?15,+15)cm，計算感應電動勢如果只使用一個線圈，感應電動勢E 是位置x 的偶函數(shù)，只能夠反映到水平位置的絕對值x 的大小，無法分辨左右。為此，我們可以使用相距長度為L 的兩個感應線圈，計算兩個線圈感應電動勢的差值：下面假設L = 30cm ，計算兩個線圈電動勢差值d E。當左邊線圈的位置x = 15cm的時候，此時兩個線圈的中心恰好處于跑道中央，感應電動勢差值d E 為0。當線圈往左偏移， x ∈ (15,30) ，感應電動勢差值小于零；反之，當線圈往右偏移， x ∈ (0,15) ，感應電動勢大于零。因此在位移0～30cm 之間，電動勢差值d E 與位移x 是一個單調(diào)函數(shù)?？梢允褂眠@個量對于小車轉(zhuǎn)向進行負反饋控制，從而保證兩個線圈的中心位置跟蹤賽道的中心線。通過改變線圈高度h ,線圈之間距離L 可以調(diào)整位置檢測范圍以及感應電動勢的大小。ii. 電路設計原理從上面檢測原理可以知道，測量磁場核心是檢測線圈的感應電動勢E 的幅值。首先選擇合適的檢測線圈，然后使用LC 串并聯(lián)電路來實現(xiàn)對20kHz 的信號選頻放大，從而去除其它干擾信號的影響；由于感應電動勢E值很小不便于檢測，故先將其放大到1～5V，最后將放大后的電壓接入單片機的AD 端口，使用單片機直接采樣交變電壓信號。本設計中左側(cè)檢測信號直接送入ATmega16的PA0（ADC0），右側(cè)檢測
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