智能车实验报告
智能小车实验报告

智能小车实验报告智能小车实验报告摘要为了实现智能小车按照题目要求运动,从指定位置进入规定区域,并寻找到障碍物,驶向障碍物,将障碍物推出规定区域,并实时显示障碍物的位置。
本实验系统分为两个小系统,控制端与运动端。
控制端以单片机C8051F020作为控制核心,运动端采用DSP2812作为控制核心。
并以无线模块实现控制端与运动端之间的交流,以实现智能小车按照题目要求运动,并将信息实时反馈给控制端,显示出来;对于关键的小车运动执行元件,经过充分比较、论证,最终选用了步进电机,能够准确定位并且具有瞬间启动和急速停止的优越特性。
电机的驱动是以L298N为芯片的驱动模块;小车的电源模块采用16V的锂电池供电;通过红外对管TCRT5000判断黑线为循迹,实现了小车在规定区域上行驶并将信息实时反馈给控制端等功能;并且小车的控制端显示部分选用LCD12864液晶屏来显示所需的参数。
最后的实验表明,系统完全达到了设计要求,不但完成了所有基本和发挥部分的要求,并增加了路程显示、全程时间显示等创新功能。
关键词:C8051F020单片机、DSP2812、L298N、红外对管TCRT5000、循迹、LCD12864液晶屏一、系统方案1.1 总体方案设计本实验需要智能小车在规定的120cm*120cm区域内。
从起点位置出发,检测障碍物所在位置并实施清除动作。
在重力感应传感器控制下实现智能小车的前进,后退,左转,右转等操作,控制智能小车行驶到障碍物位置,并且停留至少3秒钟,给出声或光的信号。
然后将障碍物推出规定区域。
为了完成实验要求,控制端在单片机控制下,显示模块,重力传感器模块、无线通信模块的协同配合,共同完成控制端的工作。
运动端以DSP2812为核心,超声波模块、红外避障模块、驱动控制模块、循迹模块和电源模块的统一调配下,让小车符合条件的行驶、通信、并清除障碍物,完成整个实验。
根据实验要求,我们设计的总体方案为控制端以Silicon Laboratories公司生产的单片机C8051F020为控制核心,运动端以TI公司新推出的功能强大的32位定点的DSP2812为核心,采用步进电机和LM298芯片控制小车运动,用锂电池提供16V 电压,用TCRT5000保证小车能在规定的区域内正常行驶,并以超声和红外共同确定障碍物位置,并在远程控制端通过重力传感器控制小车的前进、后退、左转、右转等功能,将障碍物推出指定区域。
车联网小车实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过搭建车联网小车平台,学习车联网技术的基本原理和实现方法,了解车辆环境感知、通信协议、智能控制等相关知识,培养学生的动手能力和创新思维。
二、实验背景随着物联网技术的飞速发展,车联网已成为未来汽车工业和智能交通领域的重要发展方向。
车联网技术通过将车辆与互联网连接,实现车辆之间的信息共享、协同控制和智能化服务。
本次实验旨在通过搭建车联网小车平台,让学生了解车联网技术的基本原理和实现方法。
三、实验内容1. 车辆环境感知实验(1)实验目的:学习车辆环境感知技术,实现小车对周围环境的感知。
(2)实验内容:使用超声波传感器和红外传感器对小车周围环境进行感知,包括障碍物距离、温度、湿度等。
(3)实验步骤:①搭建小车平台,连接超声波传感器和红外传感器;②编写程序,读取传感器数据,进行数据处理;③实现小车避障、跟随等功能。
2. 监控系统及光纤通信实验(1)实验目的:学习监控系统及光纤通信技术,实现小车信息的实时传输和监控。
(2)实验内容:使用摄像头和光纤通信模块,实现小车信息的实时传输和监控。
(3)实验步骤:①搭建小车平台,连接摄像头和光纤通信模块;②编写程序,实现摄像头图像采集和光纤通信数据传输;③实现小车监控画面实时显示,并对传输数据进行处理。
3. 驾驶行为实验(1)实验目的:学习驾驶行为分析技术,实现小车对驾驶员行为的识别和响应。
(2)实验内容:使用摄像头和加速度传感器,对驾驶员行为进行分析。
(3)实验步骤:①搭建小车平台,连接摄像头和加速度传感器;②编写程序,实现驾驶员行为识别和响应;③实现小车对驾驶员行为的实时反馈。
四、实验结果与分析1. 车辆环境感知实验通过实验,我们成功实现了小车对周围环境的感知。
超声波传感器和红外传感器能够准确测量障碍物距离,摄像头能够实时采集小车周围环境图像。
通过数据处理和图像识别技术,小车能够实现避障、跟随等功能。
2. 监控系统及光纤通信实验通过实验,我们成功实现了小车信息的实时传输和监控。
循迹小车的实验报告

循迹小车的实验报告循迹小车的实验报告引言:循迹小车是一种基于光电传感器的智能机器人,能够通过感知地面上的黑线,实现自主导航。
本次实验旨在探索循迹小车的工作原理及其应用,并对其性能进行评估。
一、实验背景循迹小车作为一种智能机器人,广泛应用于工业自动化、仓储物流、智能家居等领域。
其基本原理是通过光电传感器感知地面上的黑线,根据传感器信号控制电机的转动,从而实现沿着黑线行进。
二、实验过程1. 实验器材准备本次实验所需器材有循迹小车、黑线地毯、计算机等。
通过连接计算机和循迹小车,可以实现对小车的控制和数据传输。
2. 实验步骤(1)将黑线地毯铺设在实验场地上,并保证地毯表面光滑清洁。
(2)将循迹小车放置在地毯上,确保其底部的光电传感器与黑线接触。
(3)通过计算机控制循迹小车的启动,观察小车是否能够准确跟踪黑线行进。
(4)记录小车在不同条件下的行进速度、转弯半径等数据,并进行分析。
三、实验结果1. 循迹性能评估通过实验观察和数据记录,我们发现循迹小车在较为平整、光线充足的黑线地毯上表现较好,能够准确跟踪黑线行进。
然而,在黑线不明显、光线较暗的情况下,小车的循迹性能会有所下降。
2. 行进速度与转弯半径根据实验数据分析,循迹小车的行进速度受到多种因素的影响,包括地面摩擦力、电机功率等。
在实验中,我们发现增加电机功率可以提高小车的行进速度,但同时也会增大转弯半径。
3. 应用前景循迹小车作为一种智能机器人,具有广泛的应用前景。
在工业自动化领域,循迹小车可以用于物料搬运、装配线操作等任务;在仓储物流领域,循迹小车可以实现货物的自动分拣、运输等功能;在智能家居领域,循迹小车可以作为家庭服务机器人,提供家居清洁、送餐等服务。
四、实验总结通过本次实验,我们深入了解了循迹小车的工作原理和应用前景。
循迹小车的循迹性能受到地面条件和光线影响,需要进一步优化。
在实际应用中,循迹小车可以广泛应用于工业自动化、仓储物流和智能家居等领域,为人们的生活和工作带来便利。
智能交通开发实验报告

一、实验背景随着城市化进程的加快,交通拥堵、环境污染等问题日益突出,传统的交通管理模式已无法满足现代城市的发展需求。
为解决这些问题,智能交通系统(ITS)应运而生。
智能交通系统是利用先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术,对现代城市交通系统进行智能化管理和控制的一种系统。
本实验旨在通过开发一套智能交通系统,实现交通流量的实时监控、优化交通信号灯控制、提高交通效率,降低交通事故发生率。
二、实验目的1. 掌握智能交通系统的基本原理和开发方法。
2. 熟悉相关软件和硬件设备的使用。
3. 培养团队合作精神和创新意识。
三、实验内容1. 系统需求分析本实验智能交通系统主要包括以下功能:(1)实时监控:通过摄像头、传感器等设备,实时采集道路信息,包括车辆流量、速度、车型等。
(2)交通信号灯控制:根据实时交通流量,自动调整信号灯配时,提高道路通行效率。
(3)事故预警:通过视频分析和传感器数据,实时监测道路状况,对可能发生的事故进行预警。
(4)交通诱导:根据实时路况,为驾驶员提供最佳出行路线。
2. 系统设计(1)硬件设计:主要包括摄像头、传感器、信号灯控制器、服务器等。
(2)软件设计:主要包括前端显示、数据采集、信号灯控制、事故预警、交通诱导等模块。
3. 系统实现(1)前端显示:采用HTML5、CSS3等技术,实现道路信息、信号灯状态、事故预警等数据的可视化。
(2)数据采集:通过摄像头、传感器等设备,采集道路信息,并将数据传输至服务器。
(3)信号灯控制:根据实时交通流量,自动调整信号灯配时。
(4)事故预警:通过视频分析和传感器数据,实时监测道路状况,对可能发生的事故进行预警。
(5)交通诱导:根据实时路况,为驾驶员提供最佳出行路线。
4. 系统测试(1)功能测试:对系统各个功能进行测试,确保系统正常运行。
(2)性能测试:对系统响应时间、处理速度等性能指标进行测试,确保系统稳定可靠。
四、实验结果与分析1. 实验结果本实验成功开发了一套智能交通系统,实现了以下功能:(1)实时监控道路信息,包括车辆流量、速度、车型等。
智能小车课程设计总结心得

智能小车课程设计总结心得一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握智能小车的基本原理,包括电机控制、传感器使用等;2. 引导学生了解编程语言,如Python或C++,并能够运用到智能小车的控制中;3. 帮助学生理解智能小车在不同环境下的行为策略和决策过程。
技能目标:1. 培养学生动手操作能力,能够独立完成智能小车的组装和调试;2. 提高学生编程能力,使其能够编写简单的控制程序,实现智能小车的基本功能;3. 培养学生团队协作能力,通过项目实践,学会与他人共同解决问题。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对科技创新的兴趣,培养其探索精神和创新意识;2. 引导学生关注智能小车在现实生活中的应用,认识到科技与生活的紧密联系;3. 培养学生积极向上的学习态度,增强自信心,勇于面对挑战。
本课程针对五年级学生设计,结合学生好奇心强、动手能力强、合作意识逐渐增强等特点,注重实践性和趣味性。
在教学过程中,要求教师以学生为主体,关注个体差异,鼓励学生积极参与,充分调动学生的主观能动性。
通过本课程的学习,旨在培养学生具备一定的科技创新能力,为我国培养更多具备创新精神和实践能力的优秀人才。
二、教学内容本课程教学内容分为五个部分:1. 智能小车原理介绍:讲解智能小车的基本结构、功能及工作原理,包括电机控制、传感器、电池等组成部分。
2. 编程语言基础:介绍Python或C++编程语言的基本语法、数据类型、控制结构等,为编写智能小车控制程序奠定基础。
3. 智能小车组装与调试:指导学生进行智能小车的组装,学习使用螺丝刀、扳手等工具,并熟悉各类传感器和电机的安装。
4. 控制程序编写:根据项目需求,引导学生编写智能小车的控制程序,实现前进、后退、转向等功能。
5. 项目实践与展示:组织学生进行小组合作,完成智能小车在不同场景下的任务挑战,如避障、追踪等,并进行成果展示。
教学内容与课本关联性如下:1. 教科书第五章:《走进机器人》,涉及智能机器人的基本原理和编程。
循迹小车实验报告

循迹小车实验报告循迹小车实验报告引言:循迹小车是一种基于光电传感器的智能机器人,能够根据环境中的光线变化来调整行进方向。
本实验旨在通过搭建一个循迹小车模型,探索其原理和应用。
一、实验材料和方法本次实验所需材料包括Arduino开发板、直流电机、光电传感器、电池组等。
首先,我们将Arduino开发板与直流电机、光电传感器等器件进行连接,确保电路正常。
然后,将循迹小车放置在一个光线变化较大的环境中,例如黑白相间的地面。
最后,通过编写程序,使循迹小车能够根据光电传感器的信号来判断行进方向,并实现自动循迹。
二、实验过程和结果在实验过程中,我们首先对光电传感器进行了校准,以确保其能够准确地感知光线的变化。
然后,我们编写了一段简单的程序,使循迹小车能够根据光电传感器的信号来判断行进方向。
当光线较亮时,循迹小车向左转;当光线较暗时,循迹小车向右转。
通过不断调试程序,我们成功实现了循迹小车的自动循迹功能。
在实验过程中,我们还发现了一些有趣的现象。
例如,当循迹小车行进到黑白相间的地面上时,光电传感器能够准确地感知到黑白色块的变化,并根据信号进行相应的调整。
这说明循迹小车的循迹原理基于光线的反射和吸收,具有一定的环境适应性。
三、实验结果分析通过本次实验,我们深入了解了循迹小车的原理和应用。
循迹小车通过光电传感器感知环境中的光线变化,从而判断行进方向,实现自动循迹。
这种智能机器人在工业生产、仓储物流等领域具有广泛的应用前景。
然而,循迹小车也存在一些局限性。
首先,其循迹能力受到环境光线的影响较大,当环境光线较弱或过强时,循迹小车的准确性会受到一定的影响。
其次,循迹小车只能在特定的地面上进行循迹,对于其他类型的地面可能无法正常运行。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况进行合理选择和调整。
四、实验总结通过本次实验,我们对循迹小车的原理和应用有了更深入的了解。
循迹小车作为一种基于光电传感器的智能机器人,具有自动循迹的功能,可以在工业生产、仓储物流等领域发挥重要作用。
智能避障小车实验报告与总结.doc

智能避障小车实验报告与总结.doc
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一、实验目的
本次实验的目的主要是为了开发一款智能避障小车,能够在遇到障碍物的时候自动的
调整小车的行驶线路,从而实现自动避障的功能。
二、实验简介
本次实验是借助Arduino组装智能避障小车,小车拥有机械减速装置和两个安装在小
车前面的发射装置,用来发射超声波信号来检测障碍物,当安装在小车前面的发射装置检
测到障碍物的时候,小车会自动的重新调整走行线路,避免进入发射装置检测到的障碍物。
三、实验流程与原理
1. 硬件接线:
硬件从实验清单上将所需电子元件按照所需顺序连接上Arduino开发板,包括:
发射装置、接收装置、步进电机、电机驱动板和超声波传感器。
2. 编程:
编程采用Arduino IDE,将发射装置发射的超声波信号,接收装置接收的反射信号使用超声波模块采集,并且利用Arduino的程序控制电机驱动板,从而调节小车的行驶方向,最终实现自动避障的功能。
3. 运行实验:
将程序上传到Arduino板上,观察小车的避障功能,当小车行驶到障碍物的时候,小车会自动的重新调整方向,避免进入发射装置检测到的障碍物。
四、实验结果与总结
本次实验,通过无线式避障小车,能够在行驶过程中自动检测到障碍物并调整行驶方
向自动避障,且能排除许多可能发生的外界干扰,满足了自动避障的要求,从而达到了实
验目标。
智能交通系统实验报告

智能交通系统实验报告智能交通系统实验报告引言:智能交通系统作为现代交通领域的重要创新,以其高效、安全、环保等特点,受到越来越多的关注和应用。
本文旨在通过对智能交通系统实验的观察和分析,探讨其在实际应用中的优势和问题,并提出一些建议和改进方案。
一、实验背景和目的智能交通系统实验是为了验证该系统在真实交通环境中的可行性和效果。
通过收集和分析实验数据,可以评估系统的性能和潜在问题,为进一步完善和推广智能交通系统提供依据。
二、实验设计和方法本次实验采用了现场观察和数据收集的方法。
在一个城市的交通繁忙路口,安装了智能交通系统设备,包括交通信号灯、摄像头、车辆识别系统等。
通过对设备的运行和数据的记录,可以对系统的各项功能进行评估。
三、实验结果分析1. 交通流量监测:通过摄像头和车辆识别系统,可以实时监测交通流量情况。
实验结果显示,在高峰时段,交通流量较大,但智能交通系统能够根据实时数据进行智能调控,提高交通效率。
2. 交通信号控制:智能交通系统能够根据交通流量和道路状况,自动调整交通信号灯的时长和配时方案。
实验结果表明,相比传统的定时信号灯控制,智能交通系统能够更好地适应交通流量变化,减少交通拥堵。
3. 车辆识别和违章监测:智能交通系统通过车辆识别技术,可以准确记录车辆信息,并实时监测违章行为。
实验结果显示,智能交通系统在违章监测方面具有较高的准确性和效率,可以有效提升交通安全。
四、实验问题和改进建议1. 数据隐私和安全:智能交通系统涉及大量的个人车辆信息和行驶轨迹数据,对数据的隐私和安全保护是一个重要问题。
建议在系统设计和运行中加强数据加密和权限管理,确保数据不被滥用或泄露。
2. 技术可靠性和稳定性:智能交通系统依赖于各种传感器和设备的运行,技术可靠性和稳定性是系统能否正常工作的关键。
建议在设备选择和维护上注重质量和可靠性,确保系统长期稳定运行。
3. 用户体验和参与度:智能交通系统的用户包括驾驶员和行人,他们的体验和参与度对系统的运行效果有重要影响。
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智能车实验报告一.设计目标:小车能自己识别道路,自主导航跑过指定道路。
二.总体方案设计:自动循迹智能汽车系统结构框图单片机控制器主板电源结构框图2.1道路识别根据麦克斯韦电磁场理论,交变电流会在周围产生交变的电磁场。
2.2原理流程图2.3信号滤波过程由于系统中存在噪声或干扰,进行算法滤波抑制和防止干扰是一项重要措施。
可以选择“加权递推平均滤波法”。
2.4赛道检测方式赛道路径几何特点:由直线和圆弧组成。
2.5赛道路径检测内容:确定路径中心位置。
确定路径方向。
确定路径曲率。
需要在赛道垂直方向上3-5点便可确定道路参数。
2.6赛道路径检测方法最简单的方法:查表法根据检测到的电压值,算出左右差值,每一个范围内的值,对应一个舵机转角。
缺点:速度快时,动态响应性不太好PD控制方法:根据检测到的电压值,算出左右差值∆U1,并记录上次检测的左右差值∆U0,PWM∆-VAL∆=P+∆DU1)21(*U_U*特点:P和D的参数调整合适会使转向比较平稳。
需要队员根据自己车的参数调整舵机及电机驱动利用占空比的变化,改变舵机的位置。
方波脉冲信号的周期为20ms,当方波脉冲宽度改变时,舵机转轴的角度发生变化,角度变化与脉冲宽度的变化成正比电路连接好后,用一个逻辑输出的信号来控制马达。
高电平(逻辑1)让继电器导通,马达转动;低电平(逻辑0)让继电器断开,马达停止。
在电路相同的情况下,把马达的“极性”反过来接,可以控制马达的反转,断开继电器就能控制停止。
想要同时控制正反向的话,就需要更多的电路——最简单的就是H桥电路。
H桥电路的“H”的意思是它实际电路在电路图上是一个字母H的样式。
马达速度。
如果在其中一种状态下,频繁的切换开关状态,马达的转速就不再是匀速,而是变化的了,相应的扭矩也会改变。
通常反应出来的是马达速度的变化。
电机驱动板2.7电机速度控制一、低速恒速控制二、根据赛道状态进行变速控制分段控制将赛道分为直道,小半径弯道,大半径弯道,丢失路线。
不同的赛道对应不同的速度。
这些速度可以根据赛道的具体情况通过按键在比赛准备时设定。
PID控制测速反馈构成的闭环控制三.硬件电路设计核心板母版四.软件设计编程方法概述控制系统软件组成]:系统软件:各种操作系统、编译软件等通用软件应用软件:用户设计的处理特定任务的专用软件程序设计的基本方法明确任务:MCU在控制系统中的作用、采用的控制算法、输入/输出信号的类型和频率、系统干扰类型、软件和硬件的功能划分等。
编程方法:模块化与结构化程序设计。
1.模块化程序设计模块化程序设计,其思想就是把整个程序分解为若干个具有单入口单出口结构的子任务或功能模块,每个模块执行单一的功能,各个模块分别设计、调试成功之后再装配在一起,成为一个完整的程序。
(1)自底向上模块化设计。
首先对最低层模块进行设计、编码、测试和调试。
这些模块正常工作后,就可以用它来开发高层的模块。
这种方法是汇编语言设计常用的方法。
(2)自顶向下模块化设计。
首先对最高层模块进行编码、测试和调试。
为了测试这些最高层模块,可以用“结点”来代替还未编码的较低层模块,但这些“结点”的输入和输出应满足程序说明部分的要求,但功能少得多。
该方法一般适合用高级语言来设计程序。
2.结构化程序设计结构化程序设计的基本思想是:任何程序都可用三种基本结构表示,即顺序结构、选择结构和循环结构。
由这三种基本结构经过反复嵌套构成的程序称为结构化程序。
三种结构形式对应用程序的基本要求实时性:指在被控制对象允许的时间范围内对系统进行采样、计算、处理、控制。
采用汇编语言设计的应用程序的实时性最好。
针对性:根据系统的具体需要设计应用程序。
灵活通用性:应用程序应具有一定的可移植性,可采用模块结构,将通用功能程序设计成与具体任务无关的子程序。
可靠性:应用程序应采用自检、软件陷阱、WATCHDOG等软件措施防止程序死机或失控。
应用程序的分类过程监视程序:为监视和控制生产过程提供的人机界面(HMI),如各种键盘输入和CRT、LED、LCD显示输出等。
数据处理程序:A/D、D/A、数字滤波、线性化处理、工程转换等。
控制算法程序:实现特定的控制要求,如PID、FUZZY等。
输出控制程序:将控制算法的结果转换成对执行机构的输出,如步进电机的启停和加、减速,直流电机的速度调节等。
故障自诊断程序:检测控制系统各部分的工作状态,如RAM、ROM的校验和检验,A/D和D/A的自检、显示装置自检等。
3.数字滤波程序设计数字滤波是一种程序滤波,通过程序运算对采样信号进行平滑处理,消除或减少噪声的影响。
与模拟滤波器比较,数字滤波具有以下优点:(1)不需要增加硬件设备,且多通道可用一个滤波程序。
(2)无阻抗匹配问题,可靠性高。
(3)可以对极低频率(0.01Hz)的干扰信号进行滤波。
(4)滤波器的参数调整方便灵活。
1.限幅滤波限幅滤波是根据经验,确定连续两次采样信号的最大偏差。
如果超过此偏差,则采样信号为干扰信号,放弃不用;否则采样信号有效。
设Y(K)、Y(K-1)、Y分别为本次采样、上次采样和最大偏差。
当|Y(K)-Y(K-1)| Y时,Y(K)有效,保留为本次采样信号;当|Y(K)-Y(K-1)| > Y时,Y(K)无效,以Y(K-1)为本次采样信号。
当信号幅度变化比较缓慢时,限幅滤波对于冲击性脉冲干扰的滤波效果较好。
2.中值滤波中值滤波是在采样时刻到来时,连续进行n 次采样,并对这n 个采样值进行排序,取中间位置的采样值为本次采样信号值。
中值滤波对于滤除变化缓慢信号中的脉冲干扰效果较好。
采样值的排序可采用插入排序、冒泡排序、选择排序等通用的排序方法。
3. 算术平均值滤波设在采样时刻k 到来时,连续进行N 次采样。
设Y(k)为需要的第k 次采样的信号值,令Y(k)与各采样值的误差平方和最小。
即: ∑∑∑====-==Ni Ni N i i x N k Y i x k Y i e S 112121)()(]))()((min[])(min[ 上式就是算术平均值滤波算法的公式,x(i)为第i 次采样值,Y(k)为滤波算法的输出值(平均值)。
为了提高运算速度,也可用本次采样值与前N -1次采样值进行算术平均值滤波(移动平均值滤波)。
适用于对周期性干扰信号的滤波。
N 的取值决定平滑程度。
4.一阶惯性滤波RC 滤波电路是模拟量输入通道中常用的低通滤波方法,可以滤除信号中的高频干扰。
但对于频率很低的干扰,R 、C 参数的选择非常困难。
一阶惯性滤波是一种以数字形式实现的低通滤波算法,其滤波公式可以通过对RC 滤波电路的传递函数进行离散处理得到:RC 滤波电路的传递函数为:RC T s T s X s Y s G f f =+==,11)()()(离散化处理后可得:f -T/T e -1 )()()()(=+--=αααk x k y k y 11 其中,Tf 为滤波时间常数,T 为采样周期,y(k)、y(k -1)分别为第k 、k -1次滤波输出,x(k)是第k 次采样值。
4.线性化处理程序设计传感器的输入/输出特性通常有一定的非线性特征,微机直接计算处理比较困难。
线性化处理就是要提供简化、实用的计算处理方法。
1. 计算法当传感器的输入/输出特性有明确的数学表达式时,可将该表达式转化成简单的线性运算的多次循环迭代。
例:热电偶的输出热电势E 与被测温度T 的关系为: T = a4E4 + a3E3 + a2E2 + a1E + a0 (a )上式可简化成 T ={[(a4E + a3)E + a2]E + a1}E + a0 (b )这样可将一个高次多项式简化成线性运算(Ax+B)的4次迭代。
2. 查表法当传感器的输入/输出特性非常复杂,或没有明确的数学表达式时,可以事先计算好每个输入对应的输出数据,并将这些数据做成表格存入微机。
给定一个输入,通过查表就可得到其输出。
(1)顺序查表法:顺序查找: 是一种最简单的查找方法,对数据表的结构无任何要求,是针对无序排列表格的一种方法。
查找过程:从数据表头开始,依次取出每个记录的关键字,再与待查记录的关键字比较。
如果两者相符,那就表明查到了记录。
如果整个表查找完毕仍未找到所需记录,则查找结束。
(2)计算查表法:当输入值之间存在线性关系时,可将输出值按对应的输入值从小到大排列。
当要查找某个输入值对应的输出值时,通过计算可以得到其输出值的存放地址。
例.设输入为0、1、2……9;对应输出值为Y(0),Y(1)……Y(9),依次存放在#TAB开始的RAM单元中,则输入值I对应的输出的存放地址为:LOC(I)= #TAB + I(3)对分查表法:对分查找的具体过程(设有一个按关键字从小到大顺序排列的数据表,待查的关键字为Di):先选取数据表中间的一个数据与Di比较,如果相等,则查到;如果关键字Di大于中间数据,那就再取数据表的后半部分中间的数据,与关键字比较;如果关键字Di小于中间数据,那就再取数据表前半部分中间的数据与关键字比较;……。
这样重复进行,直至找到为止。
如果没有,则查找失败。
3. 折线法当传感器的输入/输出特性用一条曲线表示时,可以根据曲线的形状将其分成若干段直线。
即用分段线性的折线逼近整条曲线。
折线可用拐点序列(Vi1,Vo1),…,(Vik,Vok)确定。
当给定一个输入Vi 时,首先确定其所在的区间Vim<Vi<Vim+1,然后用下面的公式计算的出对应的输出Vo 。
om i im 1im om 1om o V )V (V )V (V )V (V V im +-⋅--=++i1i2i3i4i5V V V V V2.3 标度变换程序设计1.线性参数标度变换这种标度变换的前提是被测参数值与A /D 转换结果之间为线性关系,是最常用的变换方法。
其变换公式如下(a))(00max 00max Y N N N X Y Y Y +---=Y -被测参数的测量值; Ymax -被测参数量程的最大值;Y0-被测参数量程的最小值; Nmax -Ymax 对应的A /D 转换后的数字量;N0-Y0对应的A /D 转换后的数字量;X -测量值对应的A /D 转换后的数字量。
当: N0=0 Y0 = 0 时,简化为:m axm axN X Y Y =2. 非线性参数标度变换 (一)公式变换法测量流量时差压流量计的输出数字信号与实际流量为平方关系,标度变换公式为:()(a)00max 00max Q N N N X Q Q Q +---=3.1 PID 控制器的组成在工业控制中,比例+积分+微分的控制规律是一种常用的方法,可适用于多种被控对象。
PID 调节器是一种线性调节器,它的实质是将设定值r (t )与输出值c (t )进行比较构成控制偏差e (t )=r (t )-c (t )将其按比例、积分、微分运算后,并通过线性组合构成控制量,如图所示,所以简称为P (比例)、I (积分)、D (微分)调节器。