智能循跡小汽車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)位論文范文模板參考資料-在線瀏覽
2025-02-02 21:39本頁面
【正文】 動機(jī)的結(jié)構(gòu)和控制方式都發(fā)生了很大變化，隨著計(jì)算機(jī)進(jìn)入 控制領(lǐng)域，以及新型的電力電子功率元器件的不斷出現(xiàn)，使采用全控型的開關(guān)功 率元件進(jìn)行脈沖調(diào)制 (pulsewidthmodulation 簡稱 PWM)控制方式己成為主流。 采用專用集成電路芯片可以很方便地組成單片機(jī)控制的小功率直流伺服系 統(tǒng)。其管腳示意圖如左圖所示，應(yīng)用電路如 右圖所示 MC33886 管腳示意圖 MC33886 應(yīng)用電路 工作特性 : (1)5V 到 40V 的連續(xù)操作。 (3)PWM 控制頻率可以達(dá)到 10kHz。 (5)內(nèi)部設(shè)有短路保護(hù)，欠壓保護(hù)電路。 在應(yīng)用中，為了給小車提供強(qiáng)勁的動力，把 MC33886 的兩個半橋并聯(lián)來增強(qiáng) 驅(qū)動能力，但這樣做也增加了發(fā)熱量，帶來了散熱問題。按照 MC33886 參考布線的情況下還安裝了 散熱片。行駛過程中可以通過 單片機(jī)的控制使直流電機(jī)緊急制動。 3. 路面檢測模塊 路徑識別是小車循跡系統(tǒng)最基礎(chǔ)的部分，只有路徑識別正確，才能將小車下面的路面信息傳給單片機(jī)，使其發(fā)出正確的檢測信號，進(jìn)而完成后續(xù)動作。 路徑識別常用的一種簡單方法就是采用若干個光電傳感器，將它們置于小車前方，就可以較快的獲取小車前方的路況信息，具有電路簡單，處理信息量少等優(yōu)點(diǎn)。在智能車控制系 統(tǒng)中，小車有多種尋跡方案。下面依次具體介紹 幾種尋跡方案。攝像頭有面陣和線陣兩種。由于賽道中存在軌跡指示黑線，落在黑線區(qū)域內(nèi)的光電二極管接收到的反 射光線強(qiáng)度與白色的賽道不同，由此判斷行車的方向。 基于兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，以及智能汽車控制核心 AT89C51的處理速度 和內(nèi)部資源，本文采用了光電傳感器的設(shè)計(jì)方案。 (1)紅外管布局的設(shè)計(jì) ①“一”字型布局 “一”字型布局是傳感器最常用的布局形式，即各個傳感器都在一條直線上， 從而保證縱向的一致性，使其控制策略主要集中在橫向上。將中間兩傳感器進(jìn)行前置的主要目的在于能夠早一步了解到 車前方是否為直道，從而可以進(jìn)行加速。因此為了能夠更早地預(yù)測到彎道的出現(xiàn)，還可以將左右兩端的傳 感器進(jìn)行適當(dāng)前置，從而形成“ w”型布局。本文采用了“一”字型排列。根據(jù) 設(shè)計(jì)要求， 中間黑線 (導(dǎo)引線 )的寬度為 30mm，如果間隔過大，還會出現(xiàn)另一種情況，即在間隔之間出現(xiàn)空白。在設(shè)計(jì)中采 用紅外管間隔為 20mm。最終的紅外傳感器排列的正面圖如圖所示。但從實(shí)際出發(fā)，增加徑向探出距離會使光電傳感器位于小車前方，必然會使小車的重心前移，如果小車本事的重量較輕的話，勢必會影響到小車自身的平衡性，嚴(yán)重影響小車在行駛過程中的穩(wěn)定性能，當(dāng)然不會得到理想的控制效果的。 此外，在采取合理的安置光電傳感器方案后，還可以將傳感器的探頭向下傾斜安置，這樣做會比垂直安置光電傳感器更能獲得較大的徑向探出距離，是一種行之有效的方法 如圖所示 小車的路線檢測部分是整個小車最重要的，就如同人的眼睛 ,故采用的是單光束紅外 光電傳感器 RPR221，因?yàn)榧t外線具有很強(qiáng)的反射能力，采用專門的紅外接收和發(fā)射一體的 傳感器可以有效的防治可見光和相鄰傳感器之間的干擾。 當(dāng)發(fā)射光被反射，接收管能收到信號時，三極管導(dǎo) 通，輸出低電平。 但由于光電傳感器受外界光照影響較大，容易產(chǎn)生“毛刺”，使單片機(jī)產(chǎn)生誤判，產(chǎn)生錯誤的控制信號，因此 可放棄這種電路，采用下面這種更精確的檢測電路： 如上圖，一體化紅外發(fā)射接收 IRT中的發(fā)射二極管導(dǎo)通，發(fā)出紅外光線，經(jīng)反射物體反射到光敏接收管上，是光敏接收管的集電極與發(fā)射極間電阻變小，輸入端電平變低，輸出端為高電平，三 極管 9013 導(dǎo)通，集電極 C 為低電平，經(jīng)斯密特電路整形后變?yōu)楦唠娖?，輸入?AT89C51 單片機(jī)的 INT0端口。在三極管的基極 B 和發(fā)射極 E 接一個，減少電路中的“毛刺”，以增加電路的抗干擾能力，由于光電傳感器受外界光照影響較大，容易引起單片機(jī)的誤判，因此在電路中加入了一個電位器（阻值為 1KΩ ），通過調(diào)整電位器，改變光電傳 感器的輸入電流，從而改變其靈敏度。 另外 1 個傳感器安裝在小車底盤的最前端，傳感器頭部向前。 這個模塊的主要功能是實(shí)現(xiàn)智能小汽車按照給定的黑線軌道行駛，并且是沒有人為控制的條件下進(jìn)行智能循跡。 ： （ a）工作原理 車速度控制系統(tǒng)中，通過安裝速度檢測模塊，將小車當(dāng)前的運(yùn)行速度采集，再通過相應(yīng)的 AD 轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換成 MCU 能夠識別數(shù)字信號， MCU 進(jìn)行處理和計(jì)算后，發(fā)出控制信號到 LCD 顯示模塊，就可以實(shí)現(xiàn)速度檢測 功能。 關(guān)于傳感器的選擇，目前主要有以下兩種傳感器： （ 1） 軸編碼器：這是一種將傳感器和小車的車軸連在一起， 同步運(yùn)轉(zhuǎn)，傳感器 被帶動選擇，產(chǎn)生正比于速度的 脈沖序列。 速度傳感器的選擇：實(shí)際檢測中， 采用軸編碼器，由于本設(shè)計(jì)中，小車的體積，重量的限制，軸編碼器不能太重，體積不能太大，為解決此問題可以自己制作一個質(zhì)量較輕，體積較小，制作精良的轉(zhuǎn)速傳感器。 紅外傳感器分為兩種，一種是反射式傳感方式，另一種是對射式傳感方式，具體圖如下： 對射式紅外傳感器具有精度低，誤差較對射式大等缺點(diǎn)，不利于對小車的精確控制，為此選用對射式傳感方式 。 因?yàn)橄到y(tǒng)只要求小車能夠按照給定的黑色線路前行，不需要進(jìn)行倒車，所以不需要安裝太多組光耦用來檢測小車的運(yùn)行方向（前進(jìn)或倒退）， 所以只需安
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1