基于超聲波傳感器的障礙物檢測(cè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告(參考版)
2024-08-29 20:04本頁(yè)面
【正文】 課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程． ”千里之行始于足下 ”，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句 千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開(kāi)這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)． 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，本人在許多方面都有所提高，在綜合運(yùn)用課本的同時(shí)也能不斷的提高自己的實(shí)踐能力，同時(shí)我也認(rèn)識(shí)到，遇到困難是不要總是按照自己的思路來(lái)解決問(wèn)題，多聽(tīng)聽(tīng)別人的意見(jiàn)也許能打到事半功倍的效果。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，充分的體現(xiàn)出了團(tuán)隊(duì)合作精神 ，分工明確了后，只有各個(gè)成員的共同努力才能做出更好的成品，只有隊(duì)員的共同努力才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題。深深記下這個(gè)道理：“不懂要多問(wèn)，問(wèn)了要真的懂，懂了要切實(shí)的用在實(shí)際中。 在本次的實(shí)驗(yàn)中，我們仿真取得的實(shí)驗(yàn)效果 還是符合我們預(yù)期期望的，但是我們?cè)诜抡鎸?shí)際操作中還是發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，這需要在日后的實(shí)驗(yàn)中，陸續(xù)加以改正。 以上誤差是不可避免的，而電路設(shè)計(jì)以及算法本身也可能存在誤差，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，努力減小因這種方式造成的誤差從而保證系統(tǒng)精確度是很重要的。 圖 21 超聲波回波接收電路輸出端信號(hào)與輸入端信號(hào)對(duì)比 六、誤差分析 系統(tǒng)的誤差來(lái)源于多 方面，由于系統(tǒng)使用了多傳感器進(jìn)行檢測(cè)，因此，每一個(gè)器件的性能都會(huì)影響到總體結(jié)果的準(zhǔn)確性，例如元件參數(shù)隨外界條件的變化而變化可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的誤差。 圖 18 各級(jí)濾波器信號(hào)效果 在二值化電路通過(guò)節(jié)點(diǎn)示波器采樣得到的信號(hào)圖（如下圖所示），我們可以看到其大致為一個(gè)三角波形，幅值在 ~ 之間。 圖 17 回波接收端信號(hào) 超聲波回波接收電路輸入端輸出 VPP=60mV~2V， f=40KHZ 的正弦波信號(hào)，在本次仿真實(shí)驗(yàn)中，我們用虛擬儀器模擬輸入一個(gè)滿足實(shí)驗(yàn)要求的正弦信號(hào)，如圖 17 紅線所示，其中藍(lán)線為一級(jí)低通濾波后的信號(hào)（幅值約為 ），紫線為二級(jí)低通濾波后的信號(hào)（幅值約為 ），綠線為三級(jí)無(wú)限增益多路反饋低通濾波器濾波后的信號(hào)（幅值約為 ）。由圖可知，其幅值約為 ，滿足 我們的預(yù)期實(shí)驗(yàn)效果。通過(guò)測(cè)試實(shí)驗(yàn)我們可知，在保證輸出波形較為平滑和完整的情況下，可以將負(fù)載電阻 R1 和震蕩電阻 R2 取大一點(diǎn)，以滿足仿真的需要。通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的數(shù)值，我們可以看出如下變化： 圖 14 RV1=1K，超聲波發(fā)射電路輸出值變化 圖 15 RV1=10K，超聲波發(fā)射電路輸出值變化 圖 16 RV1=20K，超聲波 發(fā)射電路輸出值變化 根據(jù)圖像我們可以得出通過(guò)調(diào)節(jié) RV1 滑動(dòng)變阻器的阻值，可以將輸出波形調(diào)節(jié)的更加平滑，用以滿足我們所需的實(shí)驗(yàn)效果。 圖 13 555 定時(shí)器的仿真信號(hào)圖 下列圖 為由 555 定時(shí)器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)電路 、升壓變壓電路等電路處理后的 100V~150V， f=40KHZ 的一個(gè)近似正弦信號(hào)。 圖 12 總體電路圖 五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 如圖 12，為超聲波發(fā)射電路部分中應(yīng)用 555定時(shí)器發(fā)生的幅值在 0~5V范圍內(nèi)的脈沖信號(hào)，并用虛擬示波器測(cè)得。這里，參數(shù)設(shè)計(jì)同時(shí)也是利用的濾波器設(shè)計(jì)軟件。然后利用濾波后的信號(hào)與其相比較，大于基準(zhǔn)值輸出為負(fù)值，小于基準(zhǔn)值輸出為正值。 在 本次設(shè)計(jì)中，我們利用濾波器設(shè)計(jì)軟件對(duì)濾波器參數(shù)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。當(dāng)在超聲波回波接收電路輸入端
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