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正文內(nèi)容

自動循跡小車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-文庫吧資料

2024-08-02 04:46本頁面
  

【正文】 include //包含HL1藍(lán)牙智能小車驅(qū)動IO口定義等函數(shù) sbit FM= P1^5。 //左電機(jī)慢? pd_time=4*(4state+3)+2*(state1state)。 Right_moto_back。 }else if(state4) { push_val_left=2*(4state+2)+(state1state)/2+3。 //左電機(jī)慢走 pd_time=4*(state4+3)+2*(statestate1)。 Right_moto_go 。以下代碼//偏量修正void pd_run(void){ if(f_state!=0) if(state4) { push_val_left= 3*(state4)/2+(statestate1)/2。若小車的前一個(gè)偏移變大,下一次增大控制量,若變小減小控制量。加入這個(gè)參數(shù)的之后,小車(類似于增加阻力)能夠逐漸使震蕩減弱。得到e(k)后,我們可以建立初步公式修正量=k1*|state4|并且在小車進(jìn)入4狀態(tài)的邊沿觸發(fā)修正。kp 為比例參數(shù),根據(jù)小車的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。從上圖可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)小車從4進(jìn)入5狀態(tài)時(shí),小車其實(shí)保留了右往左的運(yùn)動速度,但是由于小車正好運(yùn)動到中間,因此小車的其實(shí)進(jìn)入直行狀態(tài)是有問題的,由于保留了橫向速度,小車沿著下面的軌跡運(yùn)行。小車的狀態(tài)左右10 0 00 0 020 0 00 1 030 0 01 1 040 0 01 0 060 0 00 0 0高電平檢測到跑道,最外側(cè)傳感器僅在直角時(shí)觸發(fā)。這種原理也可以應(yīng)用到小車上。 簡諧運(yùn)動的停止受到摩擦力,空氣阻力的作用的影響。在多少情況下,由于其直行的狀態(tài)持續(xù)很短,因此其對于這種類似于正弦波的阻尼作用幾乎為0。(1)、思路分析由觀察可以發(fā)現(xiàn),普通算法(普通算法,即第幾級傳感器檢測到后采取第幾級轉(zhuǎn)向的算法)的小車,直行時(shí),由于其原理限制,其軌跡路線類似如圖所示,當(dāng)前方,出現(xiàn)彎道或者速度過快時(shí)小車可能會產(chǎn)生嚴(yán)重的擺動。在這種情況下,小車無需調(diào)整傳感器也能自動適應(yīng)軌道。在通過直線軌時(shí)候小車將以一個(gè)低頻率的擺頭,穿過。因此在小車的程序設(shè)計(jì)時(shí),我采用的方案是寬傳感器間距,允許直線行駛擺頭,保證高扭矩轉(zhuǎn)向。若要小車在直線行駛的時(shí)候減少橫向擺動,一是增加傳感器的數(shù)量,如5個(gè) 7個(gè)從而實(shí)現(xiàn)更加精確的多級控制。即實(shí)現(xiàn)在懸崖時(shí)安全停車的功能。當(dāng)以上兩個(gè)階段,完成時(shí),小車速度為1左右,小車倒退回之前的位置傳感器此時(shí)應(yīng)該檢測到的是直接狀態(tài),重新加速前進(jìn)(由于此時(shí)小車速度較低,不能夠全速,即實(shí)現(xiàn)減速功能)。循跡小車當(dāng)進(jìn)入懸崖停車功能時(shí):小車的電機(jī)首先進(jìn)入一個(gè)120ms的反向運(yùn)行階段,此階段,主要是對小車進(jìn)行快速減速和慣性抑制。在大角度轉(zhuǎn)向時(shí),小車的一輪的速度為8另一輪速度為8,(直線前進(jìn)速度為5,若小車前進(jìn)速度為0時(shí),小車為原地轉(zhuǎn)向),當(dāng)小車直線前進(jìn)時(shí),利用慣性作用,小車完成向前運(yùn)動實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向,同時(shí)能夠一定程度避免,速度太快時(shí)小車沖出跑道的現(xiàn)象。直角彎時(shí),小車大概會以大角度快速轉(zhuǎn)向45176。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析(一)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析大角度轉(zhuǎn)向功能智能車能夠適應(yīng)090度的道路轉(zhuǎn)向 當(dāng)小車的外側(cè)傳感器被觸發(fā)時(shí),小車將向相應(yīng)方向做大角度轉(zhuǎn)向。 //左電機(jī)往前 Right_moto_back 。 state= 3。 P2 = 0xf3 。 //左電機(jī)往后}/************************************************************************/void rightrun(void){ push_val_left=5。 Right_moto_go 。 P0= table[4]。 push_val_right=5。但是這種方案,需要較大的車體,和能承受大電流的驅(qū)動模塊,故并未采用此方案。解決方案:方法一:對于這種情況,可以更換較好的電機(jī)。當(dāng)小車在轉(zhuǎn)向或者低速運(yùn)行時(shí),較小的扭矩可能無法啟動小車,測試發(fā)現(xiàn),當(dāng)采用低速時(shí),小車容易卡主停下,需要人推一下才能繼續(xù)運(yùn)行。 Right_moto_back delay(50)。 P0= table[8]。 push_val_right=5。對于需要轉(zhuǎn)向較大的彎道有一定效果。小車會在瞬間急停。在程序檢測到一些特殊情況,需要大角度轉(zhuǎn)向時(shí),對小車執(zhí)行一次后退函數(shù)(并且設(shè)置此函數(shù)1s內(nèi)僅能觸發(fā)一次)。測試后發(fā)現(xiàn),小車低速運(yùn)行比高速運(yùn)行要穩(wěn)定的多。降低小車的行駛速率。 //左電機(jī)慢走}(2)、直角轉(zhuǎn)向慣性問題在小車直線行駛時(shí)若小車速度較快發(fā)生轉(zhuǎn)向,在慣性的作用下,小車不能夠立即減速,可能會導(dǎo)致轉(zhuǎn)向尚未完成,小車就已經(jīng)沖出跑道。 Right_moto_go 。 P0= table[4]。 push_val_right=5。 //左電機(jī)往前走 Right_moto_back 。 state= 3。 P2 = 0xf7 。 }/************************************************************************///右小轉(zhuǎn)void l_rightrun(void){ push_val_left=5。 //右電機(jī)往前走 } else if(state==2) leftrun。 Left_moto_go 。 P2 = 0xf9。 //速度調(diào)節(jié)變量 020。改進(jìn)方案:根據(jù)4個(gè)傳感器的位置,判斷需要轉(zhuǎn)動的角度大小,根據(jù)此來控制小車轉(zhuǎn)向,以實(shí)現(xiàn)在直線行駛時(shí)更加穩(wěn)定。三、理論分析與計(jì)算傳感器可能檢測到的的情況如圖所示,當(dāng)黑色軌跡線在傳感器中間時(shí),傳感器接受到的全是地面,即傳感器1傳感2傳感器3傳感器4狀態(tài)0000直行(注:1表示沒有接收到信號,0表示接收到返回的信號)傳感器1傳感2傳感器3傳感器4狀態(tài)0010小轉(zhuǎn)(右)傳感器1傳感2傳感器3傳感器4狀態(tài)0011大轉(zhuǎn)(右)傳感器1傳感2傳感器3傳感器4狀態(tài)0100小轉(zhuǎn)(左)傳感器1傳感2傳感器3傳感器4狀態(tài)1100大轉(zhuǎn)(左)特殊情況傳感器1傳感2傳感器3傳感器4狀態(tài)1111停止傳感器1傳感2傳感器3傳感器4狀態(tài)0110直行所有可能狀態(tài)分析傳感器1傳感器2傳感器3傳感器4狀態(tài) 0000直行兩輪同速 高速一般情況1111停止兩輪同?!     ?000左轉(zhuǎn)左 大轉(zhuǎn)1100左轉(zhuǎn)左 大轉(zhuǎn)0100左轉(zhuǎn)小轉(zhuǎn)      0001右轉(zhuǎn)大轉(zhuǎn)0011右轉(zhuǎn)大轉(zhuǎn)0010右轉(zhuǎn)小轉(zhuǎn)      0110直行保持前一個(gè)狀態(tài)特殊情況1001不可能 0101不可能 1011不可能 1101不可能 1010不可能 0111右轉(zhuǎn)或者直行右轉(zhuǎn)1110左轉(zhuǎn)或者直行右轉(zhuǎn)四、程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體的流程圖如圖12所示: 圖12各個(gè)模塊小程序的流程圖(1)、定時(shí)器的程序 圖13(2)、循跡程序 圖14五、測試與數(shù)據(jù)出現(xiàn)的問題(1)、在實(shí)際運(yùn)行中,小車轉(zhuǎn)向需要的速度在不同的情況下并不完全相同。1 位機(jī)在開關(guān)決策、邏輯電路仿真、過程控制方面非常有效;而8 位機(jī)在數(shù)據(jù)采集,運(yùn)算處理方面有明顯的長處。由上可見,80C51 單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類全,功能強(qiáng)等特點(diǎn)。、特殊功能寄存器共有21 個(gè),用于對片內(nèi)的個(gè)功能的部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視??捎脕磉M(jìn)行串行通訊,擴(kuò)展并行I/O口,甚至與多個(gè)單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng),從而使單片機(jī)的功能更強(qiáng)且應(yīng)用更廣。、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器片內(nèi)有2 個(gè)16 位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器, 具有四種工作方式。程序存儲器由于受集成度限制,片內(nèi)只讀存儲器一般容量較小,如果片內(nèi)的只讀存儲器的容量不夠,則需用擴(kuò)展片外的只讀存儲器,片外最多可外擴(kuò)至64k 字節(jié)。(2)、組成模塊介紹微處理器該單片機(jī)中有一個(gè)8 位的微處理器,與通用的微處理器基本相同,同樣包括了運(yùn)算器和控制器兩大部分,只是增加了面向控制的處理功能,不僅可處理數(shù)據(jù),還可以進(jìn)行位變量的處理。它們都是通過片內(nèi)單一總線連接而成,其基本結(jié)構(gòu)依舊是CPU 加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。一80C51 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)80C51 單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個(gè)尺寸有限的集成電路芯片上[2]。模塊接口說明1 VCC ()2 GND 外接GND3 OUT 小板數(shù)字量輸出接口(0和1)(3)、原理圖如圖112: 圖112控制模塊(1)、基本原理一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包含有兩部分內(nèi)容:一是系統(tǒng)擴(kuò)展,即單片機(jī)內(nèi)部的功能單元,如ROM﹑RAM﹑I/O 口﹑定時(shí)/記數(shù)器﹑中斷系統(tǒng)等能量不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時(shí),必須在片外進(jìn)行擴(kuò)展,選擇適當(dāng)?shù)男酒?,設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路。OUTIO比較器采用LM393,工作穩(wěn)定;可采用35V直流電源對模塊進(jìn)行供電。傳感器模塊輸出端口OUT可直接與單片機(jī)IO口連接即可,也可以直接驅(qū)動一個(gè)5V繼電器;連接方式:VCCVCC。其中黑色探測距離最小,白色最大。檢測距離可以通過電位器進(jìn)行調(diào)節(jié),順時(shí)針調(diào)電位器,檢測距離增加;逆時(shí)針調(diào)電位器,檢測距離減少。該傳感器的探測距離可以通過電位器調(diào)節(jié)、具有干擾小、便于裝配、使用方便等特點(diǎn),可以廣泛應(yīng)用于機(jī)器人避障、避 障小車、流水線計(jì)數(shù)及黑白線循跡等眾多場合。正常行駛時(shí),發(fā)射管發(fā)射紅外光照射地面,光線經(jīng)白紙反射后被接收管接收,輸出高電平信號;電動車經(jīng)過黑線時(shí),發(fā)射端發(fā)射的光線被黑線吸收,接收端接收不到反射光線,傳感器輸出低電平信號后送80C51 單片機(jī)處理,判斷執(zhí)行
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