具有自主行驶能力的模型车的设计与开发

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1、学校代码：学号：本科毕业论文具有自主行驶能力的模型车的设计与开发姓名系别专业指导教师学位论文完成日期39全日制本科生毕业设计承诺书本人郑重承诺：所呈交的毕业设计是在导师的指导下，严格按照学校和学院的有关规定由本人独立完成。文中所引用的观点和参考资料均已标注并加以注释。论文研究过程中不存在抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。如若出现任何侵犯他人知识产权等问题，本人愿意承担相关法律责任。承诺人（签名）：日期：39具有自主行驶能力的模型车的设计与开发摘要本文研究的是以MC9S12XS128单片机控制为核心，具有自主行驶能力的模型车，以速度快慢为其评判性能的主要指标。对模型车的电源管理、路径识别

2、、直流电机驱动、转向控制、车速传感等硬件结构及部分软件算法进行了分析。模型车是利用光电传感器获取地面黑色指示线信息，根据路面的反射光线强度的不同来判断行车的方向。并且利用光电编码器获取实时车速。舵机控制是由单片机的PWM信号完成，它使舵机转动到并保持相应角度，使智能车能够顺利过弯。直流电机控制也是由单片机的PWM信号来完成，电机驱动采用场效应管，使智能车在行驶过程中更稳和更快。关键词：单片机；光电传感器；编码器；PWM39DESIGNANDDEVELOPMENTOFANAUTONOMOUSMODELCARAbstractThispaperisfocusedonanautonomousmod

3、elcarwithamicroprocessorunitMC9S12XS128.Itsperformanceevaluationisbasedonspeed.Thispaperintroducesnotonlyitshardwareincludingpowermanagement,lanetrackingcircuit,DCmotordriving,steeringcontrolandspeedsensing,butalsoapartofsoftwareprogram.Photoelectricsensorsareusedtocapturetheinformationongroundgui

4、dingwire,accordingtothedifferentreflexthelightintensitytojudgethedirectionofdriving.Andtheopticalencoderisusedtogetthereal-timespeed.SteeringgearcontroliscompletedbyMCU,whichmakesPWMsignalsturntothecorrespondingAngle,andkeepthecarundercontrolwhensteering.PWMsignalofDcmotorcontrolisalsoaccomplished

5、byMCU,alongwithMOSFET,whichmakethecarrunmorestablyandfaster.KEYWORDS:microprocessor;photoelectricsensors;encoder;PWM39目录第1章绪论11.1设计背景11.2系统总体方案的选定11.3系统总体方案的设计2第2章智能车机械结构设计42.1车体机械建模42.2前轮倾角的调整52.3齿轮传动机构调整72.4后轮差速机构调整82.5舵机的安装与调试92.6光电编码器的选型与安装112.7前轮转向拉杆的调节132.8主电路板的安放与外形设计思路142.9其他机械模块调整15第3章电路设

6、计说明173.1主控板的设计173.1.1供电电源模块173.1.2电机驱动模块183.2智能车传感器模块设计213.2.1光电传感器的原理223.2.2光电传感器的设计223.2.3倾角及高度对光电信号采集的影响243.3模型车的主要技术参数说明25第4章智能车控制软件设计说明264.1主程序流程图264.2路况采集和数据处理274.3舵机控制284.4电机控制算法294.5.1比例控制294.5.2积分控制304.5.3微分控制304.5.4控制效果304.6转弯控制模块304.7开发工具31结论33参考文献34附录1激光管扫描程序3539上海理工大学本科生毕业设计（论文）第1章绪论1

7、.1设计背景为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201号文，附件1)，由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会（以下简称自动化分教指委）主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛由竞赛秘书处设计、规范标准硬软件技术平台，竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节，是以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景，涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电