【正文】 的過程中，會出現(xiàn)很大的超調(diào)。5. 智能車由直道進入彎道，Object Speed逐漸減小。3. 智能車小轉(zhuǎn)彎時的速度，Object Speed較大。智能車的目標速度（Object Speed）給定規(guī)則[9]：1. 智能車在直道上的最大速度，Object Speed為SpeedMax。這種方法相當于加入一個滑動平均濾波器，濾除干擾信號。當經(jīng)過4個間隔后做一次PID算法來改變電機驅(qū)動信號，進而改變智能車速度。把D=55mm代入上式，得：L=利用PID算法原理并經(jīng)實驗和調(diào)試[5]，得到結(jié)論：。這個齒輪的一個齒和一個缺口連續(xù)通過速度傳感器后，速度傳感器就會生成一個脈沖信號。 PIDprocessing()。 else Speed = Speed。 } if(IR_Temp[2]==0||IR_Temp[13]==0){ PIDprocessing()。 if(Speed=SpeedMin) Speed = Speed50。 else Speed = Speed。 } if(IR_Temp[4]==0||IR_Temp[11]==0){ PIDprocessing()。 if(Speed=SpeedMin) Speed = Speed50。 else Speed = Speed。 } if(IR_Temp[6]==0||IR_Temp[9]==0){ PIDprocessing()。 if(Speed=SpeedMax) Speed = Speed+50。) { GetIR()。只要將每次改變的速度值設(shè)定小一點，就能保證智能車較平穩(wěn)的行駛。利用14對紅外線傳感器檢測黑線，依據(jù)轉(zhuǎn)向控制策略中的算法，記錄下檢測到黑線的傳感器序號，然后通過程序改變智能車的中心與黑線的位置。第六章 智能車速度控制策略智能車的速度控制也是一個比較重要的環(huán)節(jié)，本系統(tǒng)需要在不同的路況時使智能車擁有不同的速度：在直道上的時候，車子要以較快速度行駛前進，而在彎道上或者車子的中心線偏離黑線一定距離時，以較慢速度行駛。)圖 脈寬轉(zhuǎn)角的關(guān)系Fig. PWMRotate，當角度轉(zhuǎn)過1176。+45176。：其中，+為順時鐘方向。 TPM2C0V = (unsigned int)( AngleInitial + u)。 GetIR()。 A[3]=IR_Mask[i]。 A[1]=A[2]。i14。 } ADCSC1 = 0x1f。 while(!ADCSC1_COCO)。i14。以下是紅外檢測和PID控制程序：void GetIR(void){ unsigned char i,IR_Temp[]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}。上述兩種控制策略中，簡單控制策略不能對舊的數(shù)據(jù)進行比較分析，當遇到復(fù)雜路況時，比如交叉路口，智能車檢測時有可能出現(xiàn)幾個紅外接受管同時接收到黑線，從而得到不正確的信號?？紤]到黑線寬度和轉(zhuǎn)彎時可能有多個光電管落在黑線上方，此時偏差值取其坐標平均值。其數(shù)學模型是以14個光電管的中心為坐標原點。經(jīng)過經(jīng)驗和參考資料得到：KP=，KI=，KD=。同時加入一個一階慣性環(huán)節(jié)，構(gòu)成不完全微分，給智能車一個超前的調(diào)節(jié)。所以在PID控制中不能加入積分環(huán)節(jié)，否則會導致智能車震蕩。由于舵機是一個具有大的延遲的執(zhí)行機構(gòu)，應(yīng)用數(shù)字PID增量型控制算法，即把從當前的控制數(shù)據(jù)當成前面的控制數(shù)據(jù)處理動作反饋回來的信號。D參數(shù)對減少控制器短期的改變很有幫助。導數(shù)的結(jié)果越大，那么控制系統(tǒng)就對輸出結(jié)果做出更快速的反應(yīng)。微分系數(shù)KD 來控制將來，計算誤差的一階導，并和一個負常數(shù)D相乘，最后和預(yù)定值相加。通過加上一個負的平均誤差比例值，平均的系統(tǒng)誤差值就會總是減少。I從過去的平均誤差值來找到系統(tǒng)的輸出結(jié)果和預(yù)定值的平均誤差。但是KP是有差調(diào)節(jié)，無法消除靜態(tài)誤差。P只是在控制器的輸出和系統(tǒng)的誤差成比例的時候成立，KP能夠快速的跟隨變化量。因此它的傳遞函數(shù)為： （）其中，KP為比例系數(shù)；TI為積分時間常數(shù)；TD為微分時間常數(shù)。PID控制器由比例單元（P）、積分單元（I）和微分單元（D）組成。記錄下檢測到黑線的傳感器序號后，根據(jù)調(diào)試過程中測量得到的PWM波形占空比和前輪轉(zhuǎn)向幅度的對應(yīng)關(guān)系以及實際調(diào)試得到的轉(zhuǎn)向經(jīng)驗編寫程序，控制前輪轉(zhuǎn)向。然后檢測第8號傳感器，及時確定黑線是否還在智能車中心。然后利用記錄的序號值對應(yīng)程序中的轉(zhuǎn)向幅度，進而完成轉(zhuǎn)向控制。由于通過施密特觸發(fā)器后，當傳感器檢測到黑線時輸入單片機的電平為低，所以圖中S7=0成立時則表示第7號傳感器此刻檢測到了黑線；相反，如果S7=0不成立則表示第7號傳感器沒有檢測到黑線。在程序中對傳感器信號進行處理，判斷傳感器是否檢測到黑色引導線。傳感器對白色的反射率比黑色的大。導出簡單轉(zhuǎn)向控制策略[5]：紅外管單排排列在車體頭部，從右到左，分別為1到14號，編號為8的紅外管處于正中央位置。 簡單轉(zhuǎn)向控制策略對于本控制系統(tǒng)采用14對紅外發(fā)光管的方案。}第五章 智能車轉(zhuǎn)向控制策略智能車沿黑線軌跡行駛的控制軟件策略分為：轉(zhuǎn)向控制策略和速度控制策略兩部分。測速中斷程序在第六章有說明，在此列出鍵盤中斷程序：interrupt VectorNumber_Vkeyboard void KeyNum(void){ ButtonNum = PTDD。139。 // Display on PTE the received data from SCIwhile (SCI1S1_TDRE == 0)。 // BUSCLK/([SBR12:SBR0]*16) =4MHz/(26*16) =9600bps} 其中斷程序如下：void interrupt VectorNumber_Vsci1rx SCI_RX_ISR(void) {// SCI vector address = 15 (S08)// SCI vector address = 77 (V1)SCI1S1_RDRF = 0。 // Disable all errors interruptsSCI1BDL = 0x1A。 // 8bit mode. Normal operationSCI1C2 = 0x2C。在本次設(shè)計中，需要將SCI（Serial Communications Interface）設(shè)為8位模式、無奇偶校驗、波特率為9600bps。 dptr = dptr + 1。 i 8。 LCD_SetColumnAddress(adrColumn)。 dptr = dptr + 1。 i 8。 LCD_SetColumnAddress(adrColumn)。ASCII[(XH_Dig0x30)*16]。 if(XH_Dig 0x30) XH_Dig = 0x6E。}//LCD_Init Endvoid LCD_DisplayASCII(byte XH_Dig, byte adrPage, byte adrColumn){ byte *dptr。 LCD_WriteCMD(0x40)。 LCD_WriteCMD(0xA4)。 LCD_WriteCMD(0x2F)。 //Command 18 Electronic volume mode LCD_WriteCMD(0x20)。 //Command 17 V0 voltage regulator internal resistor ratio=0 DelayNus(10)。 //Command 15 Common output mode = normal DelayNus(10)。 //Command 08 ADC select = normal DelayNus(10)。 //Command 11 LCD bias = 1/9 DelayNus(10)。 //Command 01 Display ON DelayNus(10)。 DelayNus(1000)。該模塊用于顯示智能車的一些狀態(tài)參數(shù)，比如當前速度、轉(zhuǎn)角等；還可以顯示修改調(diào)試后的KP、KI、KD參數(shù)值。詳細算法參看第五章和第六章部分。 采集信息、分析處理信息、控制電機模塊采集信息是采用查詢式，每一對紅外傳感器依次對道路信息進行掃描，通過AD轉(zhuǎn)換記錄到單片機內(nèi)部。KBI2ES[4]：用于選擇中斷觸發(fā)沿。KBI2PE[4]：KBIE0KBI0~KBIE3KBI3功能與KBI1PE相同，高4位作為輸入中斷。KBI2SC[4]：功能與KBI1SC相同，比KBI1SC多增加“中斷可用”。KBI1PE[4]：按鍵中斷1管腳選擇。 KBI中斷狀態(tài)和控制寄存器1Table。 ADC狀態(tài)和控制寄存器2Table ADC Status and Control Register 2ADACTADTRGACFEACFGT00RR本設(shè)計需要軟件出發(fā)模式，不需要比較功能，初始化為：ADCSC2=0x00。 ADC狀態(tài)和控制寄存器1Table ADC Status and Control Register 1COCOAIENADCOADCH本設(shè)計不需要ADCH，初始化為：ADCSC1=0x1f。 APCTL3=0xff。APCTLAPCTLAPCTL3[4]都是ATD的通道，本設(shè)計需要開啟ATD10~ATD23，初始化：APCTL1=0x00。初始化的PWM模塊的周期公式：TTPM =TBUS/（4*TPM2MOD） ()占空比公式：占空比δ=TPM2C0V/TPM2MOD () ADC模塊的初始化ADCCFG[4]：用于選擇操作、時鐘源時鐘劃分和配置低電平或者長樣本時間等模式。TPM2C0V[4]：表示0通道的值寄存器，共有16位。 TPM2MOD = 20000。 TPM1模塊0通道狀態(tài)和控制寄存器Table TPM1 Channel 0 Status and Control RegisterCH0FCH0IEMS0BMS0AELS0BELS0A00本設(shè)計需要功能為：0通道中斷可用、捕捉上升沿，初始化為：TPM1C0SC = 0x44。初始化程序：TPM1MOD = 100。 TPM模塊1的狀態(tài)和控制寄存器Table TPM1 Status and Control RegisterTOFTOIECPWMSCLKSBCLKSAPS2PS1PS0本設(shè)計需要定時器溢出中斷、總線時鐘頻率和1/4內(nèi)部總線時鐘功能，初始化如下：TPM1SC = 0x4a。 TPM模塊的初始化TPM模塊分為3部分：測速、舵機控制和電機控制。 PTEPE = 0xff。PTDPE、PTEPE、PTJPE表示這幾個端口是否需要上拉電阻。 PTEDD = 0x0f。 I/O口模塊的初始化PTDDD、PTEDD、PTJDD[4]分別表示PTD、PTE、PTJ數(shù)據(jù)流動的方向。4.、系統(tǒng)時鐘控制寄存器2（SCGC2）[4]：設(shè)置了RTC、SPI模塊是否使用總線時鐘。系統(tǒng)時鐘控制寄存器1（SCGC1）[4]：該寄存器設(shè)置了TPM、ADC等模塊是否使用系統(tǒng)總線時鐘。系統(tǒng)選項寄存器2（SOPT2）[4]：該寄存器包含了MC9S08QE128系列的特殊功能。 系統(tǒng)選項寄存器1Table System Options Register 1 COPECOPTSTOPE00RSTOPEBKGDPERSTPE為了選擇：關(guān)閉COP、STOP MOD，開啟BKGDPE、RESET功能。 ADCSC1=0x1f。 //close ATD ch8~9, open ATD ch10~15 APCTL3=0xff。 //fast+inclk/1+short+8bits+busclk APCTL1=0x00。 // Center TPM2SC = 0x0a。Capture on rising edge TPM2MOD = 20000。//TPM2_Servo: PTA1 Pin served as Steering Gear. f= 50Hz TPM2C0SC = 0x24。 TPM1MOD = 100。 PTJPE = 0xff。 PTEPE = 0xff。 PTDPE = 0xff。 //Open DBG,FLS, ,KBI, ,RTC。 //Open TPM2,TPM1,ADC。 //Close COP,Disable STOP,choose TPM3CH4,BKGD,RESET SOPT2 = 0x08。：測速中斷按鍵中斷初始化采集并記錄信息分析處理信息控制驅(qū)動電機和舵機顯示通訊 軟件主流程Fig. The main program flow 系統(tǒng)初始化本系統(tǒng)需要初始化的模塊包括系統(tǒng)模式、I/O口、TPM（Timer/PulseWidth Modulator）、ADC、KBI（Keyboard Inte