【正文】 變量 ()iKk中，上式同樣對 ()dKk進行處理。 PID控制設(shè)計： 模糊邏輯整定控制器的表達式為 ( ) ( 1 ) ( )( ) ( 1 ) ( )( ) ( 1 ) ( )p p p pi i id d d dK k K k k KK k K k k KK k K k k K???? ? ? ???? ? ? ??? ? ? ? ?? 其中， ( ), ( ), ( )p i dr k r k r k為校正速度量，其值隨校正次數(shù)增加而減小。 用紅外光來采集道路圖像。 預(yù)測控制算法 PID 控制已成為智能自動化控制的研究中最為活躍而又富有 成果的領(lǐng)域，從過去的傳統(tǒng)與現(xiàn)代控制技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展歷史來講 PID 控制研究與應(yīng)用已經(jīng)得到十分迅速地發(fā)展。當(dāng)車身下左邊的傳感器檢測到黑線時，主控芯片控制左輪電機停止，車向左修正，當(dāng)車身下右邊傳感器檢測到黑線時，主控芯片 11 控制右輪電機停止，車向右修正。原理圖如圖 7： 圖 7 驅(qū)動模塊原理圖 總體設(shè)計 智能小車采用前輪驅(qū)動，前輪左右兩邊各用一個電機驅(qū)動，調(diào)制前面兩個輪子的轉(zhuǎn)速起停從而達到控制轉(zhuǎn)向的目的，后輪是萬向輪，起支撐的作用。 I/O 擴展排針將單片機的管腳引出，可以實現(xiàn)靈活的擴展功能。該模塊包括電源模塊，串口電平轉(zhuǎn)換模塊，以及 I/O 口擴展模塊。 信號采集模塊 為了防止因傳感器太少引起的誤動作，因而在車體前 段安裝了 5個紅外光對管（如圖 6），有效的減小了誤動作的發(fā)生，減小了小車沖出跑道的幾率。 硬件總體設(shè)計如圖 5： 9 圖 5 總體結(jié)構(gòu)圖 本系統(tǒng)是基于 Freescsle 公司的 16位單片機的智能車控制系統(tǒng)，綜合了傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)。所以決定獨 立供電，即單片機控制系統(tǒng)和光對管與電機分開供電。 電源系統(tǒng) 采用 4節(jié)普通 干電池單電源供電，但 6V 的電壓太小，不同時給單片機與與電機供電。小車上裝有電池、電機、電子器件等，使得電機負(fù)擔(dān)較重。出現(xiàn)偏差，及時反饋控制模塊進行調(diào)整?；魻杺鞲衅饕话阌苫魻栐痛配摻M成，當(dāng)霍爾元件和磁鋼相對運動時，就會產(chǎn)生脈沖信號，根據(jù)磁鋼和脈沖數(shù)量就可以計算轉(zhuǎn)速，進而求出車速。并且成功的把仿真內(nèi)容準(zhǔn)確的應(yīng)用于實際中去，研制出了非常多成功的 PID 控制應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng) [8]。所有結(jié)果表明： PID 控制比傳統(tǒng)的經(jīng)典控制要穩(wěn)定，效果也更加良好。例如， PID 控制技術(shù)還尚未在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中得到如同日常家電產(chǎn)品一樣的推廣和應(yīng)用，在這其中包含有如何解決 “ 控制性能優(yōu)于傳統(tǒng) PID 控制器的模糊控制器設(shè)計 ” 問題。從過去的傳統(tǒng)與現(xiàn)代控制技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展歷史來講 PID 控制研究與應(yīng)用已經(jīng)得到十分迅速地發(fā)展。 反饋模塊 單片機程序中 PID 算法的應(yīng)用和霍爾傳感器測速的應(yīng)用。比如常用的 L293D、 L298N、 TA7257P、SN754410等。采取由單片機控制達林管，讓其在能夠調(diào)節(jié)的占空比開關(guān)狀態(tài)下運行。 線性驅(qū)動應(yīng)用是一種最為簡單和最為直接的驅(qū)動應(yīng)用方式，其電路簡單、體積小巧，能滿足一些特定的場合應(yīng)用較多。 驅(qū)動模塊 電機驅(qū)動模塊擬用兩種解決方案，分別如下： 7 (1)采用繼電器對電動機的開或關(guān)進行控制 ,通過開關(guān)的切換對小車的速度進行調(diào)整 .此方案的優(yōu)點是電路較為簡單 ,缺點是繼電器 的響應(yīng)時間慢 ,易損壞 ,壽命較短 ,可靠性不高。 (3)反向電壓最高值 VCEO=。其中三極管 S8550 參數(shù)如下： (1)集電極最大電流 ICM=。 在電路中將 PNP 管的基級串上電阻后與單片機的 口相連，發(fā)射極接蜂鳴器的負(fù)極，正極接電源， 集電極接地，電路圖如圖 9 所示。 音頻驅(qū)動電路通常選用晶體管放大電路，本次設(shè)計中選用 S8550 晶體管，它是一種 PNP 型硅三極管。本設(shè)計采用無源電磁式蜂鳴器。有源蜂鳴器的內(nèi)部有振蕩電路，加電源后就可以發(fā)出聲音，缺點是只能發(fā)出單一的音調(diào)。電容常取 C=30μ F,電阻 R=1000Ω 。 AT89C51 單片機的復(fù)位信號從 RST 引腳輸入，進入到片內(nèi)的施密特觸發(fā)器，復(fù)位信號高電平有效，有效時間持續(xù) 24 個振蕩周期即兩個機器周期。 時鐘電路 中央處理器 CPU ROM RAM 定時 /計算器 ROM 串行接口 中斷系統(tǒng) 6 復(fù)位模塊設(shè)計 復(fù)位操作使單片機系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài) ,并從初始狀態(tài)開始工作。振蕩脈沖的頻率范圍為 fOSC=0～ 24MHz，在本次設(shè)計中采用的是 12MHz 的晶振，所以振蕩信號頻率為 12MHz，從 XTAL2 端輸入到片內(nèi)的時鐘發(fā)生器上 [6]。由于內(nèi)部振蕩方式得到的信號比較穩(wěn)定，所以選擇內(nèi)部振蕩。52 系列單片機 ,沒有多大區(qū)別 ,只是內(nèi)部多了一個EEPROM 空間 ,可以串口下載程序 ,指令執(zhí)行速度快一倍。 STC89C52 簡介 STC89C52 單片機是利用 CMOS 工藝和高密度非易失性存儲器 制造而成，功能強、靈活性高、低電壓、性能好、價格合理，封裝如圖，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 2。經(jīng)過分析 ， 我選定了 STC89C52 單片機 (如圖）作為本設(shè)計的主控裝置， 51 系列單片機具有功能強大的位操作指令， I/O 口均可按位尋址，程序空間多達 8K，對于本設(shè)計也綽綽有余。所以，這是一種比較符合的方案 [5]。對整體結(jié)構(gòu)進行分析，最主要的還是小車的自動控制的實現(xiàn)，在這方面，單片機的優(yōu)點就顯現(xiàn)出來 即 快速、容易、易操作。如下：（一） 采用 PLC 作為主控系統(tǒng)， PLC 雖然性能穩(wěn)定但是價格昂貴，為此，我們不采用該種方案，進而提出了第二種設(shè)想。（電路圖如圖 1） 圖 1 紅外對光管原理 控制模塊 根據(jù)設(shè)計要求，此設(shè)計屬于多輸入量的復(fù)雜程序控制問題。這些效應(yīng)的輸出大都是電量，或者可用適當(dāng)?shù)姆椒ㄞD(zhuǎn)變成電量。一般說來，紅外輻射照射物體所引起的任何效應(yīng)，只要效果可以測量而且足夠靈敏，均可用來度量紅外輻射的強弱。紅外輻射是波長介于可見光與微波之間的電磁波，人眼察覺不到。該模塊采用比較普遍簡單的紅外探測器。這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進行實時控制預(yù)測，靈活、可靠、穩(wěn)定，可滿足對系統(tǒng)的各項要求 [3]。通過這次設(shè)計，把自己所學(xué)習(xí)的理論知識與實踐緊密結(jié)合在一起，從實踐 中加深對單片機的認(rèn)識與理解，也從中找到理論的不足之處，具有一定意義。本設(shè)計具有預(yù)測功能，在原有出現(xiàn)偏差就調(diào)整的基礎(chǔ)上，添加 PID 算法控制 ,在出現(xiàn)偏差時 ,先由 PID 算法處理偏差 ,再根據(jù)處理結(jié)果舵機進行相應(yīng)的調(diào)整。智能車大致具有避障、循跡、檢測貼片、避崖、尋光入庫等基礎(chǔ)性能，這幾屆的電子設(shè)計競賽智能循跡小車在聲控系統(tǒng)方面有了進步。無線傳輸?shù)陌l(fā)展使得測量變得相對簡單而且使得處理數(shù)據(jù)的速度變得很快甚至可以達到實時處理。國內(nèi)外的許多大學(xué)及研究機構(gòu)都在積極投入人力、財力研制開發(fā)針對特殊條件下的安全監(jiān)測系統(tǒng) [1]。世界上許多國家都在積極進行智能車輛的研究和開發(fā)設(shè)計。 STC89C52 Microcontroller。 關(guān)鍵詞 ： PID；循跡智能小車； STC89C52單片機； L298N Research on the Control Method of Robot Intelligent Prediction Abstract: This design theme is already practice at the present stage of smart car based on the development, the original is not so stable in running, add the prediction function to make it more steady and rapid. There are mainly four modules, respectively is control module, information collection module, drive module and feedback module. Information acquisition module for the black line traffic detection. Control module mainly adopts STC89C52 microcontroller to control chip. Motor drive module adopts special motor L298N drive chip, make the whole system has better stability. Feedback module is mainly posed of hall sensor and singlechip puter and information acquisition module. Information acquisition module of traffic information collected into the STC89S52 microcontroller, when the small car speed deviation or in turn, the hall sensor in the instant speed feedback to the single chip microputer, first by the PID algorithm processing deviation, monolithic integrated circuit to adjust according to the results of the processing, transmission information, make the steering gear accordingly, more steady and rapid turning drive, realize forecast tracking function. 2 Key Words: PID。反饋模塊主要由霍爾傳感器與單片機和信息采集模塊共同完成。控制模塊主要采用 STC89C52 單片機為控制芯片。主要有四個模塊，分別是控制模塊、信息采集模塊、驅(qū)動模塊和反饋模塊。 本畢業(yè)論文內(nèi)容不涉及國家機密。 本人完全了解有關(guān)保障、使用畢業(yè)論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)畢業(yè)論文管理機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。