智能车电磁组设计方案

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1、智能车电磁组设计方案第二章、系统整体方案设计2.1、系统整体方框图如图1.1所示Mc9s12xs128控制器电源模块传感器模块编码器测速模块舵机驱动模块转向控制速度控制图2.1、系统整体框图2.2、系统硬件方案设计概述我们参加的是电磁组比赛，主要包含道路信息识别模块、控制决策模块和电机驱动模块。本智能车控制系统采用飞思卡尔公司的16位单片机MC9S12XS128为控制器，采用电磁感应线圈的方案识别道路信息，使用4片BTS7960并联作为电机驱动，可以稳定有力的驱动电机。通过100线编码器实现速度的闭环

2、控制，使得整车的性能稳定可靠。使用干簧管作为起始线的检测，效果良好。2.3、系统软件设计方案概述11通过给11个传感器编号，对舵机转向采用PD控制，系统的快速性好。使用编码器测速对电机进行PID控制。使用ECT捕获停车脉冲方式停车。11第三章、机械调整第三章、机械调整要想智能车跑的快，机械调整很重要，主要是前轮，重心的调整。前轮调整包括主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角以及前轮前束的调整。由于赛道复杂我们将主销后倾角和主销内倾角、前轮外倾角保持0度。3.1、前轮前束的调整前轮前束是为了改善前轮外倾带来

3、的不良后果，而前轮前束的调整必须与前轮外倾角相匹配，实际上，我们通过多次试验，最后将前束调整到内倾2度，整车性能比较稳定。改动后的前轮前束如图3.1图3.1前轮前束改动图3.2、舵机的安装位置将舵机直立安装，并将舵机臂适当加长，可以提高舵机的灵敏性，但是舵机的输出转矩增加，固定比较麻烦。实际证明这样改动舵机灵敏性能高一点。如图3.2所示11第三章、机械调整图3.2、舵机安装图3.3、编码器的安装采用编码器进行测速，将其安装在车架上，齿轮与后轮转轴啮合，如图3.3所示。图3.3、编码器安装图11第三章、

4、机械调整3.4、电池位置的改动小车的重心位置主要影响动力性，制动性和稳定性，经过反复测试，最后我们将电池在原来位置的基础上向前挪了1cm。如图3.4所示图3.4、电池位置的改动3.5、减震的改动由于我们将电池的位置做了适当改动，故原来的减震位置要改动，我们使用一条钢板，将其弯曲，刚好既能卡紧电池，又能发挥减震的作用。更改后的减震如图3.5所示11第三章、机械调整图3.5、减震的改动3.6、主板的安装主控板的安装充分利用减震，在改动后的减震上用单根螺丝固定，由于位置有限，无法再安装其他固定螺丝，故我们用

5、热熔胶将主板粘在减震上，既不影响减震，也牢固固定了主板，安装图如图3.6所示图3.6、主板安装图11第三章、机械调整3.7、电机散热片的安装在调试的过程中，电机发热比较严重，我们给电机安装了一个散热片，如图3.7所示。图3.7、电机散热片的安装3.8、完成后小车的硬件参数最终小车的硬件参数如表1所示，小车如图3.8所示。表1、智能车最终参数项目参数车模几何尺寸（长、宽、高）（毫米）395×245×100车模轴距/轮距（毫米）138车模平均电流（匀速行驶）(毫安)1800电路电容总量（微法）1300传感

6、器种类及个数电磁传感器11个，编码器1个，干簧管4个新增加伺服电机个数0赛道信息检测空间精度（毫米）20赛道信息检测频率（次/秒）500主要集成电路种类/数量Mc9s12xs128mal，c1815，LM339，LM2940，BTS7960车模重量（带有电池）（千克）1.1kg11第三章、机械调整图3.8、完成后的智能车11第三章、机械调整第四章、硬件电路设计4.1、电源模块设计电源是一个系统正常工作的基础，电源模块为系统其他各个模块提供所需要的能源保证，因此电源模块的设计至关重要。模型车系统中接受供

7、电的部分包括：传感器模块、单片机模块、电机驱动模块、伺服电机模块等。设计中，除了需要考虑电压范围和电流容量等基本参数外，还要在电源转换效率、噪声、干扰和电路简单等方面进行优化。可靠的电源方案是整个硬件电路稳定可靠运行的基础。全部硬件电路的电源由7.2V，2A/h的可充电镍镉电池提供。由于电路中的不同电路模块所需要的工作电流容量各不相同，因此电源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。智能车所需电源如图4.1所示舵机控制器编码器传感器5V5V7V电池图4.1系统所需电源电源模

8、块由若干相互独立的稳压电源电路组成。在本系统中，除了电机驱动模块的电源是直接取自电池外，其余各模块的工作电压都需要经电源管理芯片来实现。由于智能车使用7.2V镍镉电池供电，在小车行进过程中电池电压会有所下降，故使用低压差电源管理芯片LM2940。LM2940是一款低压稳压芯片，能提供5V11第三章、机械调整的固定电压输出。LM2940低压差稳压芯片克服了早期稳压芯片的缺点。与其它的稳压芯片一样，LM2940需要外接一个输出电容来保持输出的稳定性。出于稳定