智能车文献综述

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1、信息与控制工程学院毕业设计（论文）文献综述成绩：西安建筑科技大学毕业设计(论文)文献综述院（系）：专业班级：自动化0701毕业设计论文方向：综述题目：智能小车设计学生姓名：学号：指导教师：2011年3月日信息与控制工程学院毕业设计（论文）文献综述智能小车设计摘要：智能车技术以汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感、电子、电气、计算机和机械等多个学科，这对进一步提高学生的综合素质，培养创新意识，培养学生从事科学、技术研究能力有着重要意义。智能小车系统以飞思卡尔16位单片机作为系统处理器，采用基于光电传感器的信号采样模块获取赛道黑线信息，通过算法控制策略和PWM

2、控制技术对智能小车的转向和速度进行控制。使小车能够自主识别黑色引导线并根据黑色引导线实现快速稳定的寻线行驶。系统介绍了硬件和软件两个方面。在硬件方面，设计了具有电源管理、路径识别、车速检测、舵机控制和直流驱动电机控制的相关电路；在软件方面，根据PID控制或模糊控制并使用CodeWarrior软件编程和BDM调试实现小车行驶控制。关键词：智能车；单片机；光电传感器；路径识别；1.前言飞思卡尔智能车具体包括一种基于光电传感器的智能寻迹小车的设计和实现。智能小车硬件系统由XS12微控制器、电源管理模块、路径识别电路、车速检测模块、舵机控制单元和直流驱动电机控制单元组成

3、。本系统以飞思卡尔16位微处理器MC9S12XS128为控制核心，并采用CodeWarrior软件编程和BDM作为调试工具。运用红外发射接收原理进行道路信息采集，经单片机AD转换后通过相关算法及控制策略和PWM控制技术对智能小车的转向和速度进行控制，使小车能够自主识别黑色引导线并根据黑色引导线实现快速稳定的寻线行驶。2.小车机械结构调整与优化车身机构调整包括：底盘调整、前轮的调整、后轮距及后轮差速的调整、齿轮传动机构调整。信息与控制工程学院毕业设计（论文）文献综述3.硬件设计方案3.1电源模块设计由于电路中的不同电路模块所需要的工作电压和电流容量不相同，因此电源

4、模块应该包含多个稳压电路，将充电电池电压转换成各个模块所需要的电压。常用的电源有串联型线性稳压电源和开关型稳压电源两大类。前者具有纹波小、电路结构简单的优点，但是效率较低，功耗大；后者功耗小，效率高，但电路却比较复杂，电路的纹波大。对于单片机，需提供稳定的5V电源，故选用线性度好的串联型稳压芯片对其单独进行供电；而其它模块如控制系统和执行部分则需要通过较大的电流，利用转换效率高、带载能力大的开关型稳压芯片对其供电，可以有效地防止各器件之间发生干扰以及电流不足的问题，使得系统能够稳定地工作。3.2XS12单片机最小系统设计3.3电机驱动模块设计小车直流驱动电机控制

5、直接影响到小车的速度控制。直流电机的驱动控制效果影响直线路段速度及入弯速度。根据赛道的不同路段，可采用不同的速度控制策略，主要包括：直线段加速行驶、高速稳定行驶，入弯制动减速行驶、弯道低速行驶，S弯间断制动行驶。直流驱动电机的控制由单片机的PWM信号完成。小车的速度控制算法可采用PID或模糊控制算法，均能满足小车系统的控制要求。通过电机驱动模块，控制驱动电机两端电压可以使小车加速或制动。常用电机驱动有以下三类：3.3.1集成方案：33886驱动采用飞思卡尔公司的直流电机驱动芯片MC33886。其驱动能力强，有过流保护功能，状态监测功能，通过pwm调节可实现正反转

6、。信息与控制工程学院毕业设计（论文）文献综述1.单独使用一片33886优点：应用电路简单，实现方便。缺点：芯片驱动电流小，内阻大，可能存在发热严重的问题，不好加散热片。2.采用两片或者四片MC33886并联优点：可以增大驱动能力，减少单片机发热量。缺点：存在均流不佳的问题，有碍提高整个装置的输出，甚至造成器件和装置的损害。3.3.2组合方案：33886+场效应管驱动采用MC33886或其他驱动芯片与场效应管设计驱动。优点：驱动电流理论上能达到74A，解决了33886的散热问题，充分发挥33886的性能，场效应管也不用加散热片，使小车发挥更好的加速性能。缺点：电路

7、复杂。3.3.3分立元件方案：H桥驱动采用大功率场效应MOS管自行搭建H桥电路对电机进行驱动。优点：内阻极小、开关速度快、加散热片很方便，可发挥电机极限速度。缺点：电路连接和逻辑控制较为复杂，设计难度大。3.4舵机控制单元小车舵机扭力大，稳定性好，控制角度精确，但是响应灵敏度较差，存在严重的机械滞后。因舵机的工作电流变化大、干扰较大，舵机可采用单独供电方式，并在电源正极和舵机之间串联二极管，防止舵机影响电源电压。这有效地减小了舵机的机械滞后，使小车的稳定快速行驶。舵机的控制可使用开环控制方式。3.4.1舵机安装舵机转向在整个控制系统环节中延迟较大，可通过改变舵机

8、的安装位置减小时间常数。