文档介绍：第七届“飞思卡尔”杯全国大学生
智能汽车竞赛
技术报告
学校:北京科技大学
队伍名称:北京科技大学电磁队
参赛队员:
带队教师:
关于技术报告和研究论文使用授权的说明
本人完全了解第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定,即:参赛作品著作权归参赛者本人,比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料,并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。
参赛队员签名:
带队教师签名:
日期:
引言
这份技术报告中,我们小组通过对小车设计制作整体思路、电路、算法、调试、车辆参数的介绍,详尽地阐述了我们的思想和创意,具体表现在电路的创新设计,以及算法方面的独特想法,而对单片机具体参数的调试也让我们付出了艰辛的劳动。这份报告凝聚着我们的心血和智慧,是我们共同努力后的成果。
在准备比赛的过程中,我们小组成员涉猎控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科,这次磨练对我们的知识融合和实践动手能力的培养有极大的推动作用,在此要感谢清华大学,感谢他们将这项很有意义的科技竞赛引入中国;也感谢北京科技大学相关学院对此次比赛的关注,我们的成果离不开学校的大力支持及指导老师悉心的教导;还要感谢的是和我们一起协作的队员们,协助,互促,共勉使我们能够走到今天。
目录
引言 - 1 -
目录 - 2 -
第一章、方案设计 - 5 -
第二章、原理篇 - 6 -
直立行走任务分解 - 6 -
车模直立控制 - 7 -
车模速度控制 - 11 -
车模方向控制 - 13 -
车模倾角测量 - 14 -
车模直立行走控制算法总图 - 19 -
第三章、电路设计篇 - 22 -
整体电路框图 - 22 -
K60介绍与单片机最小系统 - 23 -
电源管理 - 25 -
倾角传感器电路 - 26 -
电机驱动电路 - 27 -
速度传感器 - 28 -
电磁线检测电路 - 28 -
- 28 -
- 29 -
- 32 -
第四章、机械设计篇 - 34 -
车模简化改装 - 34 -
传感器安装 - 35 -
电路板的安装 - 37 -
电池安装 - 37 -
其他机械结构的调整 - 37 -
第五章、软件编写与调试篇 - 38 -
软件功能与框架 - 38 -
K60 的资源配置 - 40 -
主要算法及其实现 - 41 -
底层初始化程序 - 41 -
传感器采集算法 - 42 -
直立控制算法 - 43 -
方向控制算法 - 43 -
速度控制算法 - 43 -
模拟电压采集子程序 - 46 -
车模直立控制子程序 - 47 -
车模速度控制子程序 - 48 -
车模方向控制子程序 - 50 -
中断服务程序 - 57 -
程序调试与参数整定 - 57 -
现场运行测试 - 59 -
第六章、模型车的主要技术参数说明 - 60 -
智能车外形参数 - 60 -
电路部分参数 - 60 -
传感器个数以及种类 - 60 -
除了车模原有的驱动电机、舵机之外伺服电机数量 - 60 -
、频率 - 60 -
结论 - 61 -
参考文献 - 62 -
第一章、方案设计
本章主要简要地介绍智能车系统总体设计思路,在后面的章节中将整个系统分为机械结构、控制模块、控制算法等三部分对智能车控制系统进行深入的介绍分析,。
系统框图
第二章、原理篇
直立行走任务分解
电磁组比赛要求车模在直立的状态下以两个轮子着地沿着赛道进行比赛,相比四轮着地状态,车模控制任务更为复杂。为了能够方便找到解决问题的办法,首先将复杂的问题分解成简单的问题进行讨论。为了分析方便,根据比赛规则,假设维持车模直立、运行的动力都来自于车模的两个后车轮,后轮转动由两个直流电机驱动。因此从控制角度来看,由控制车模两个电机旋转方向及速度实现对车模的控制。车模运动控制任务可以分解成以下三个基本任务:
(1) 控制车模直立:通过控制两个电机正反向运动保