基于模糊pid控制的智能小车转向系统设计

《基于模糊pid控制的智能小车转向系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、硕士研究生课程论文课程名称：智能控制题目基于模糊PID控制的智能小车转向系统设计题目类型（课程论文或读书报告）：课程论文学院：电气与信息工程学院专业名称：控制科学与工程姓名：李仲强学号：2016200436任课教师：李振壁授课时间：2016年9月8日～2015年11月3日提交时间：2016年11月3日基于模糊PID的智能小车转向系统的设计摘要：因为电动小车的转向性能是决定其整体性能的重要因素之一，它在转向时需要较短的响应速度和较好的动态特性，目前较多的是采用传统的PID控制，但是传统的PID控制很难同时满足以上两种要求，所以把模糊PID控制运用于智能小车中用来改善转向系统。在matla

2、b里simulink中对该系统进行构建模型进行仿真，并且把得到的曲线图和传统PID的图相比较，最后我们可以得出相比于传统的PID控制，模糊PID控制方法可以满足转向统的需求，它具有响应迅速，超调量小，较好的动态特性和鲁棒性。关键字：模糊PID电动小车PIDAbstract:Becausethesteeringperformanceofelectrictrolleyisoneoftheimportantfactorstodetermineitsoverallperformance,itneedsshorterresponsespeedandgooddynamiccharacteristi

3、csinsteering.Atpresent,moretraditionalPIDcontrolisused,butthetraditionalPIDcontrolisdifficulttomeettheabovetworequirements,sothefuzzyPIDcontrolusedinintelligentcartoimprovethesteeringsystem.Inthesimulinkinmatlab,themodelofthesystemissimulated,andtheobtainedgraphiscomparedwiththatofthetraditional

4、PID.Finally,wecanconcludethatthefuzzyPIDcontrolmethodcanmeettherequirementsofthesteeringsystemcomparedwiththetraditionalPIDcontrol.Demand,ithasafastresponse,overshootsmall,gooddynamiccharacteristicsandrobustness.  Keywords:fuzzyPIDelectrictrolleyPID0引言智能小车也称作轮式机器人，它可以运用于一些高危现场，例如环境监测，地质勘探等。智能小车可

5、以根据外部的控制信号而调整运动方向、转速等的参数，而转向的性能则是智能小车的重要参数之一。智能小车的转向系统是一个多输入非线性的模型，并且随着转速的不同转向系统的数学模型也随着发生变化。传统的PID控制虽然控制十分简单，但是由于各个参数初始化以后无法改变，智能小车在转速变化之后PID不能得到很好的控制效果，PID不适合这种时不变系统。针对这一问题，本文把模糊算法和PID算法结合起来应用于这一转向系统，PID的参数会根据误差而调整，从而对PID进行改造消除了缺点。最后运用simulink工具对其进行仿真，再传统PID进行比较。1智能小车转向模型智能小车在转弯时要求控制器能在最短的时间内调

6、节转速和运动方向，让小车按照正确轨迹行驶，否则小车就会冲出跑道。因此这个控制器最主要的是响应速度和控制精度，这两个参数决定这个系统的性能优劣。1.1系统硬件设计超声波避障模块、51单片机最小系统板、电机驱动模块、电源模块、串口通信模块、释红外检测模块(通过检测人体辐射的微量红外线判断周围是否有人)、超声波避障模块和车体(包括电机机）等部分组成。模糊PID控制单片机输出不同占空比的PWM脉冲信号，然后通过信号放大器驱动电机转动如下图1所示。图1小车硬件系统总体结构图1.2小车转向模型由查阅相关文献和根据实际进行推理，我们可知电动车转向系统是一个多输入非线性的，因此很难得到一个精确的理想模

7、型。但在实际应用中，常常将一个复杂系统近似为一个带时滞的二阶线性系，电动车转向系统也不例外。通过不同速度下电动车在直线轨迹下运动的实际参数的测取，将电动车的转向系统用以下传递函数表示：（1）2控制器的设计2.1PID控制器设计PID控制作为传统的控制方式，其按照系统偏差的比例，积分与微分对系统进行调节。具有设计简单，易于实现，适用面广等特点。其数学表达式如下。（2）经过参数整定，本文中的系统参数为=3，=O．1，=O．0l。2.2模糊PID控制