基于dsp控制的电磁循迹智能小车设计

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1、武汉理工大学《智能仪器原理与应用》课程设计题　　目：基于LABVIEW智能小车设计与调试　学生姓名：　聂鹏　　学号：1049721303692学院：自动化学院专业：　双控1303班　指导老师：　刘红丽　　　　2014年1月1日II目录第一章引言2第二章机械结构部分32.1整车的安装32.2机械手的固定与安装42.3差速的调整52.4整车重心的调整6第三章传感器的选择和布局73.1传感器的选择73.2电磁感应线圈在磁场中的特性83.3传感器布局93.3.1确定导线位置布局103.3.2前瞻设计10第四章硬件电路模块114.1控制器模块124.2路径识

2、别模块134.2.1感应线圈144.2.2信号选频放大154.3电源模块174.4测速模块184.5舵机使能控制电路184.6电机驱动模块19第五章智能车软件设计205.1控制总流程215.2导线位置提取225.3系统控制算法225.3.1数字PID控制235.3.2转向控制算法245.3.3电机控制算法25第六章基于LABVIEW智能小车调试266.1labveiw的调试界面266.2labveiw的程序设计27第七章总结28参考文献29附录A部分程序代码30II武汉理工大学《智能仪器原理与应用》课程设计第一章引言本智能小车以DSPTMS320F

3、2812作为唯一的核心控制单元，采用LC震荡电路进行信号的采集来获取道路信息，通过设计简单的PID速度控制器和简单的模糊控制器实时调整小车的速度与转角。本报告分为七个章节：第一章为引言介绍；第二章介绍了本智能车的机械设计；第三章具体介绍了智能车传感器选择与布局设计；第四章具体介绍了智能车硬件电路设计；第五章介绍了智能车的软件设计；第六章为智能车开发与调试环境。7武汉理工大学《智能仪器原理与应用》课程设计第二章机械结构部分图2.0智能车整体图2.1整车的安装在整车的安装过程中，我们发现，我们的小车是四轮驱动的，每一个电机都是由一路独立的PWM来调速的

4、，由于这次的赛道有上坡和一个斜坡，一般扭矩的电机很难满足这个要求，再加上我们的车身比较重，所以一定需要一个大扭矩的电机来实现赛道的要求。我们在整车的安装过程中不是用底板配套的电机，而是另外买的大扭矩电机，通过在底板上另外打孔和用胶枪固定。如图2.1.1所示：7武汉理工大学《智能仪器原理与应用》课程设计图2.1.1小车的装配图2.2机械手的固定与安装由于本次比赛是以地震救援为背景，设计一款救援机器人，要求携带机械夹持装置，从基地出发，完成崎岖山道（S路），塌方道路（避障），倾斜路面（斜坡），破损桥梁（独木桥）等常规越野任务，途中利用机械夹持装置，将地

5、面上的轻伤目标放到安全目标平台上，将重伤目标携带，并返回基地放下。所以需要一个机械手来抓取和安放伤员，我们之前想过多种组装机械手的方法，开始准备用五个舵机组成多自由度的机械臂，但是由于车子能承受的重量有限，加上机械臂太高车跑起来会有很大的抖动，所以最后我们选择了如图2.1.2的安装方式来固定机械臂。7武汉理工大学《智能仪器原理与应用》课程设计图2.1.2机械臂的组装图2.3差速的调整7武汉理工大学《智能仪器原理与应用》课程设计在车实际跑的过程中，我们发现，后面两个轮的相对松紧程度，也就是差速对拐弯有很大的影响。差速太紧，则拐弯容易甩尾，速度快的时候

6、很容易甩出去，但是差速如果太松，虽然会改善转弯性能，但是严重影响了直线上的加减速，而且齿轮的咬合也不是很好，对齿轮会有一定的损坏。所以，后面两个轮子的相对松紧程度要适中，经过多次的调试，我们得出了比较满意的效果，即将模型车放到跑到上，用手抓住后轮的一只轮子使其不能转动，在赛道上推车子转弯，如果车子能够稍轻松的推动，则此时的差速器为最适合。当然，实际还需要根据不同的赛道和车的机械性能进行相应的微调。调节差速可以通过工具旋紧或者旋松右后轮来得到合适的差速控制，其实就是适当的调整两片轴承的压力以满足后轮驱动和差速的要求。7武汉理工大学《智能仪器原理与应用

7、》课程设计2.4整车重心的调整刚开始的时候由于速度比较慢，车体的重心对整辆车的影响看不出，但随着模型车速度的提高，模型车的重心对车子的整体性能的影响就显得越来越突出了。这集中表现为前轮对地摩擦力的影响和车体否能稳定行驶。垂直高度上的重心影响车的稳定性，重心越低，稳定性越高，当然这要求保证车的底板不会出现触地的现象；水平方向上的重心位置及其重要，它将直接影响了前轮对地的摩擦力，也就是我们想要的前轮抓地能力的强度。重心靠前，将有利于增加前轮的摩擦力。实际测试中，稳定性对跑道S弯和急转弯的影响最大；而摩擦力则对跑道急转弯影响最重。所以为了提高车对整个跑道

8、的综合性能，我们将车的垂直重心尽可能降到最低，而将水平重心的位置调整为靠近前轮。调整模型车的垂直重心只要给前轮悬架下摆臂与