智能小車尋跡論文-資料下載頁(yè)
2025-06-28 04:40本頁(yè)面
【正文】 非常重要，如果設(shè)置的Rp范圍過(guò)小，那么Rp就會(huì)被鉗位。如果設(shè)置的Rp范圍過(guò)大，真實(shí)的Rp無(wú)法完全利用，在LDC1000的內(nèi)部，就會(huì)浪費(fèi)大量的ADC的資源。增大LDC1000的外部線圈與金屬物體之間的距離，這樣使渦流的損耗最小。測(cè)試此時(shí)線圈的等效并聯(lián)諧振阻抗Rp，LC諧振組件與LDC1000斷開(kāi)測(cè)試Rp。這里需要使用阻抗分析儀。在用戶手冊(cè)的table 7中找最接近Rp值乘以2的值。注意，Rp_Max寄存器雖然有8bit，但是table 7中只有32個(gè)值，所以只能使用0x00到0x1F的范圍。例如用阻抗分析儀測(cè)試出Rp是18k，那么18k*2=36k，而table 。減小LDC1000的外部線圈與金屬物體之間的距離，這樣使渦流的損耗最大。測(cè)試此時(shí)線圈的等效并聯(lián)諧振阻抗Rp，LC諧振組件與LDC1000斷開(kāi)測(cè)試Rp。這里需要使用阻抗分析儀。在用戶手冊(cè)的table 9中找最接近Rp值除以2的值。注意，Rp_Min寄存器雖然有8bit，但是table 9中只有32個(gè)值，所以只能使用0x20到0x2F的范圍。上述方法中，金屬物體與LC的距離是應(yīng)用場(chǎng)景中的最大和最小的距離。所以說(shuō)這個(gè)最大和最小距離需要等設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成之后才可以決定。LDC1000傳感器軟件程序詳見(jiàn)附錄7。 PID算法PID一般分為增量式PID和位置式PID。在小車?yán)镆话阌迷隽渴剑驗(yàn)槲恢檬絇ID對(duì)小車來(lái)說(shuō)有非常大而且沒(méi)有必要的計(jì)算量，這是由于位置式PID的輸出是跟過(guò)去的所有狀態(tài)有關(guān)。所以處理器進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要對(duì)每一次的控制誤差進(jìn)行累加，這會(huì)嚴(yán)重增大處理器的計(jì)算負(fù)擔(dān)。而且小車的PID控制器的輸出而是一個(gè)增減多少的量，而不是絕對(duì)數(shù)值。所以通過(guò)增量PID算法控制的PWM波，是計(jì)算PWM需要比上一個(gè)狀態(tài)增加多少或者減小多少，而不是輸出PWM的實(shí)際值，這樣將會(huì)減輕處理器的負(fù)擔(dān)，同時(shí)對(duì)PWM的控制也會(huì)更加高效準(zhǔn)確。PID算法程序詳見(jiàn)附錄8。 行駛距離的計(jì)算該設(shè)計(jì)采用光電測(cè)速模塊，所用的測(cè)速碼盤(pán)有20個(gè)小孔，所轉(zhuǎn)一圈可以采集到20個(gè)脈沖，我們將輪胎的周長(zhǎng)設(shè)計(jì)為20cm。所以，每采集到一個(gè)脈沖，小車也就向前運(yùn)行了1cm。在單片機(jī)中，我們將這個(gè)脈沖傳輸?shù)絀/O口，通過(guò)單片機(jī)程序就可以計(jì)算出行駛的距離。 主函數(shù)與中斷整個(gè)程序使用模塊化將各個(gè)模塊的函數(shù)整合，并且采用中斷使得各個(gè)程序有序的運(yùn)行并使芯片保持高效的處理能力，并且程序提供了用戶接口，使用戶可以根據(jù)自身情況改變相應(yīng)的參數(shù)。同時(shí)，單片機(jī)芯片通過(guò)循環(huán)程序?qū)崟r(shí)處理按鍵和顯示，與小車運(yùn)行時(shí)的計(jì)算能力可以同時(shí)進(jìn)行，保證芯片可以高效的運(yùn)行。在整合各個(gè)函數(shù)模塊的過(guò)程中，中斷的處理至關(guān)重要。在中斷函數(shù)中，必須要考慮到時(shí)間的計(jì)算，同時(shí)，各個(gè)模塊處理的優(yōu)先級(jí)和中斷的開(kāi)關(guān)，是需要綜合考慮到小車運(yùn)行的實(shí)際情況的。而在此設(shè)計(jì)中的程序，是可以很好的同時(shí)處理時(shí)間，金屬探測(cè)，小車方向控制，速度控制，參數(shù)顯示等功能，并且每一個(gè)功能獨(dú)立且不會(huì)互相干擾，達(dá)到高效處理和運(yùn)算的目的。中斷函數(shù)詳見(jiàn)附錄9，主函數(shù)詳見(jiàn)附錄10。5. 綜合測(cè)試方法、數(shù)據(jù)及結(jié)果分析按照題目要求搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境，在地板上用鐵絲鋪設(shè)了如圖1的軌道，并且考慮到各種可能發(fā)生的情形采取相應(yīng)措施并進(jìn)行測(cè)試。測(cè)量?jī)x器如下：（1）秒表（）：測(cè)量時(shí)間，結(jié)合電機(jī)上的碼盤(pán)測(cè)量速度；（2）鋼卷尺（誤差1mm）：測(cè)量車道、硬幣的幾何尺寸；（3）萬(wàn)用表：測(cè)量電池電壓和信號(hào)電壓，用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。小車設(shè)置好相關(guān)參數(shù)后開(kāi)始正常行駛，探測(cè)鐵絲并沿著鐵絲跑完全程。表1為秒表測(cè)得結(jié)果和LED顯示結(jié)果。秒表測(cè)得時(shí)間LED顯示時(shí)間第一次測(cè)試29s28s第二次測(cè)試30s29s第三次測(cè)試28s28s平均值29s表1 秒表測(cè)得結(jié)果和LED顯示結(jié)果，小車全程的行駛時(shí)間不會(huì)超過(guò)1min。小車行駛中車身平穩(wěn)，轉(zhuǎn)彎靈活，而且巡線精準(zhǔn)。14
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