乐高直线小车实验报告
乐高实验报告
三、设计过程 1、硬件部分 小车的整体结构设计我们的第一个方案是采用后面两个轮子驱动， 在前面设计一个万向轮控制小车运动方向。但是这个结构在实际 运行中表现得非常不稳定，经常出错。这使得我们重新考虑结构的设 计。我们在这之后尝试了在前面用两个轮子，这种结构虽然克服了转 向常出错的弊端，但是令人失望的它的灵活性太差了，到了转弯处总 是转不过来。 第二天我们小组在经历了一夜的反思和讨论之后决定再次重新设 计我们小车的结构。我们一反常理：把小车的驱动轮放在前面，通过 程序控制小车左前轮和右前轮的转与停来实现转向； 而后面我们设计 了三种思路。一是用两个轮子，而是用一个万向轮，三是不用轮子， 直接采用一个相对光滑的支柱支撑住， 只要可以保持小车平衡就足够 了。 经过反复的实验，我们发现后轮用第三种方案效果最好。所以最 终我们确定了我们小车的整体造型。如下图所示：
if ((SENSOR_1 > THRESHOLD1) && (SENSOR_2 < THRESHOLD2)) { OnRev(OUT_B);Wait(fanzhuan); //传感器 2 所在一侧电机反转一段时间 SetPower(OUT_A,0); // 这四句让小车再稍微调整一下姿态, SetPower(OUT_B,3); //将传感器 1 送到假想黑线位置上 OnFwd(OUT_A); OnRev(OUT_B); Wait(onemorestep); //车子没探测到黑色的一侧前进一小段距离// if (SENSOR_1 < THRESHOLD1) {
开放性实验报告
乐高小车
一、乐高发展简介 乐高是一种寓学于玩的高级积木，起源于丹麦。“LEGO”是 丹麦语“leg” 、“godt”的合成品， 意思是“play well”(玩得好 )， 在拉丁语里， 这个词的意思是“I put together”(我把它们砌好了 )。 1932 年，乐高的雏形诞生之时，只是丹麦一名叫 Ole Kirk Christiansen 的木匠在比隆德的小村庄里建的一个杂货铺的其中一 样货品——木制的玩具。 两年后，乐高拥有了现在的名字“LEGO”。1949 年，乐高开 始生产用塑料砖块进行拼砌的玩具。从此奠定今天乐高玩具的基 本形式，但真正的玩具革命，直到 1955 年才发生。那一年，乐高 第一次提出“Play and Learn”(玩和学 )的口号， 倡导学习和玩耍同 步进行的新型理念， 1958 年，乐高把砖块改良为插座形式，这成 为乐高历史上的另一个里程碑，乐高从此开始以加速度迈大步前 进。 二、实验目的 本次实验的目的是要用老师提供的一套 lego 配件搭建一个智 能小车。智能小车在传感器、电机以及 lego 积木搭建的结构下能 够识别一张特制地图上预设好的实验线路并以最快的速度运行。
乐高实验报告
LEGO的实验报告实验名称:小车沿着黑线走的实验报告小组的成员:张海飞路长文马赛安康佗组长:程小恒实验环境:LEGO实验室实验目的:组装一个带齿轮的小车,使之能沿着已有的黑色线走实验内容:首先由我们小组的成员路长文和马赛同学负责组装该小车,利用事先准备好的LDD软件搭建的小车模型按照步骤进行一步一步的搭建,在搭建的过程中按照LDD软件中的步骤一个零件一个零件的搭建很好的,通过借助LDD软件我们能够更好的应用LDD 的软件,小车搭建好以后安康佗和张海飞同学主要负责小车程序的编写和调试的工作。
小车沿着黑线顺时针走的程序如下:#define THRESHOLD 40task main(){SetSensor(SENSOR_2,SENSOR_LIGHT);OnFwd(OUT_A,OUT_C);while(true){if (SENSOR_2>THRESHOLD);{OnRew(OUT_C);Until(SENSOR_2<= THRESHOLD)OnFwd(OUT_A,OUT_C);}}}通过在LEGO Digital Designer运行可以通过,在组长程小恒的帮助下,我们利用LEGO Digital Designer和红外发射塔把程序down到了RCX里面,然后由路长文和马赛同学把RCX再次组装完整。
然后由组长程小恒同学负责把小车放到实验室中的黑线上并运行程序,在实验过程中发现了小车在沿着黑线走的时候不是那么的灵活,而且只能向顺时针方向运动,这时候安康佗和张海飞同学在程序中发现了一个问题就是当光值大于40的时候小车右边的引擎会后退而左边的引擎不会动,导致了小车只能向顺时针的方向去运动如果改用让左边的引擎向后倒再次调试了一下,并且在unitl前边加上了wait(10)的语句使得小车能够运动的更加流畅,并且再次down可以逆时针的方向运动了,这时的程序是:#define THRESHOLD 40task main(){SetSensor(SENSOR_2,SENSOR_LIGHT);OnFwd(OUT_A,OUT_C);while(true){if (SENSOR_2>THRESHOLD);{OnRew(OUT_A);wait(10);if (SENSOR_2>THRESHOLD);{OnRew(OUT_C);wait(10);Until(SENSOR_2<= THRESHOLD)}OnFwd(OUT_A,OUT_C);}}}安康佗同学和张海飞同学把这个程序down到了RCX里面,当再次运行的情况下发现小车能够顺利的向逆时针的方向,可如何才能让小车既能够向顺时针方向又能向逆时针方向运动呢?怎样设计程序才能让我们的爱车能够灵活的运动起来啊?通过查阅相关的资料安康佗和张海飞同学认为语句应该为: {OnRew(OUT_A);if (SENSOR_2>THRESHOLD);{OnFwd(OUT_A);OnRew(OUT_C);Wait(10);Until(SENSOR_2<= THRESHOLD)}这样才能使得小车既能够顺时针运动又能逆时针运动,当我们再次把该程序down时候,程晓恒同学负责测试小车,结果小车是按照我们的想法运动了,实现了顺时针和逆时针双向的转动,我们终于试验成功了!并且进行了小车沿着黑线走的全过程的录像!这让我们的小车能够正确的运行了起来!实验总结:通过这次实验我们小组能够组装沿着黑线走的小车,并实现了程序的编辑和小车的调试工作,我们知道了一个很简单的项目是需要整个团队的合作的,在实验中我们能够最团结协作,各自发挥自己的优势,我们锻炼了团队的协作精神,我们能够顺利的完成实验是我们大家的功劳,这是一个人完成不了的,所以团队很重要的!日期:2011/10/13。
小车实验报告
小车实验报告小车实验报告导言小车实验是一种常见的科学实验，通过对小车的设计、搭建和测试，可以帮助我们更好地理解物理学中的一些基本原理和概念。
本报告将详细介绍小车实验的过程以及实验结果的分析。
实验目的本次实验的目的是研究小车在不同条件下的运动特性，并探讨其与力学、动力学相关的原理。
通过实验，我们希望能够加深对运动学和动力学的理解，并能够运用所学知识解释实验现象。
实验材料与方法实验所需材料包括小车模型、轨道、计时器、测距仪等。
首先，我们需要搭建一个平滑的轨道，确保小车能够在轨道上自由运动。
然后，我们需要将小车放置在轨道的起点，并用计时器记录小车从起点到终点所需的时间。
在记录时间的同时，我们还可以使用测距仪测量小车在不同位置的位移。
实验过程在实验开始前，我们首先对小车进行了一系列的调试和校准，确保其能够正常运行。
然后，我们按照预定的实验方案进行了一系列的实验。
在每次实验中，我们都保持其他条件不变，只改变一个变量，比如小车的质量、轨道的倾角、推力的大小等。
通过这种方式，我们可以观察到不同条件下小车的运动情况，并记录相关数据。
实验结果与分析根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 小车的质量对其运动特性有一定影响。
在其他条件不变的情况下，较大质量的小车通常需要更大的推力才能够达到相同的速度。
这是因为质量较大的小车具有较大的惯性，需要更大的力才能够改变其运动状态。
2. 轨道的倾角对小车的运动速度和加速度有影响。
在倾角较小的轨道上，小车的速度和加速度较大，而在倾角较大的轨道上，小车的速度和加速度较小。
这是因为倾角较小的轨道提供了更大的垂直分力，从而增加了小车的加速度。
3. 推力的大小对小车的运动速度有直接影响。
在其他条件不变的情况下，较大的推力会使小车达到更高的速度，而较小的推力则使小车的速度较低。
这符合牛顿第二定律，即力与物体的质量和加速度成正比。
结论与启示通过本次实验，我们深入了解了小车在不同条件下的运动特性，并通过数据分析得出了一些有趣的结论。
区域观察记录乐高小车
区域观察记录乐高小车区域观察记录 - 乐高小车近日，我在一个阳光明媚的下午来到公园附近的乐高展览中心，参观了一场以乐高小车为主题的区域观察活动。
通过观察和参与互动，我对乐高小车有了更深入的了解。
展览中心的工作人员为我们展示了一辆由乐高积木搭建而成的小车。
这辆小车造型简洁，使用的颜色明亮，非常吸引人。
小车分为底盘和车身两部分，它们通过轮子和轴连接起来，整体结构稳固。
车身上还配备了各种乐高装饰，让整辆小车更富有个性。
在观看完展示之后，我参与了一个互动环节。
工作人员给每个参观者发放了一些乐高积木，我们被要求使用这些积木来搭建自己的小车。
这个活动不仅锻炼了我们的动手能力，还让我们能够亲身体验到搭建乐高模型的乐趣。
在活动过程中，我发现乐高积木和小车之间有着密不可分的联系。
乐高积木的设计非常巧妙，每个积木上都有小小的凹槽和凸起，使得它们可以轻松地连接在一起。
这种巧妙的设计让我们能够尽情发挥自己的想象力，创造出各种各样的形状和结构。
乐高小车的设计也非常精巧。
它的轮子可以自由转动，轴能够稳定地连接车身和底盘，整个小车可以顺利地行驶。
乐高小车的设计不仅注重结构的稳定性，还考虑了操作的便捷性和外观的美观性。
这些特点使得它成为了孩子们喜爱的玩具。
在搭建小车的过程中，我遇到了一些困难。
有时候积木不容易连接在一起，有时候又会出现固定不牢的问题。
然而，经过几次尝试之后，我逐渐掌握了一些技巧。
我学会了在连接积木之前先将它们对齐，这样可以使得连接更加稳固。
我还学会了利用一些特殊形状的乐高积木，使得小车的造型更加丰富多样。
通过这次区域观察，我不仅加深了对乐高小车的了解，还提升了自己的动手能力和创造力。
乐高小车以其精巧的设计和互动性，吸引了无数孩子和成年人。
它不仅仅是一种玩具，更是一种能够激发创造力和想象力的艺术品。
乐高小车的设计与操作能力息息相关。
看着自己搭建出来的小车，我感到非常骄傲和满足。
同时，我也意识到小车的设计离不开团队合作和努力探索。
乐高汽车中班科学教案反思
乐高汽车中班科学教案反思一、引言乐高汽车是一种以乐高积木为材料，通过搭建不同的结构和设计不同的机械装置，使汽车能够行驶起来的科学教具。
这种教具往往在幼儿园的科学课程中得到广泛应用，帮助幼儿初步理解机械结构和运动原理。
然而，在实际的教学过程中，我对乐高汽车中班科学教案进行了反思，并总结出了一些需要改进的地方。
二、教案设计不够具体教案是教师备课与教学过程中的重要依据，它直接关系到教学效果的好坏。
然而，在我使用的乐高汽车中班科学教案中，我发现教案的设计并不够具体和细致。
例如，在教案中指导学生搭建乐高汽车的过程中，仅仅给出了一些简单的图示或文字说明，而缺少具体的步骤和详细的操作指导。
这导致了学生在搭建乐高汽车的过程中容易出现困惑和迷失方向。
三、缺乏足够的引导与启发乐高汽车作为一种科学教具，其目的是帮助幼儿通过实践探索，理解机械结构和运动原理。
然而，在我过去的教学实践中，我发现教案中缺乏足够的引导和启发。
教案往往只注重结果的呈现，忽略了学生在实践过程中的思考和探索。
例如，在教案中没有提供问题引导学生思考，只告诉学生如何搭建乐高汽车，缺乏培养学生观察能力、动手能力和创新能力的环节。
四、教学评价不全面教学评价是教学过程中至关重要的环节，它能够反映学生对知识的掌握情况，并为教师提供有针对性的教学反馈。
然而，在使用乐高汽车中班科学教案进行教学时，我发现教学评价不够全面。
教案中往往只要求学生完成搭建乐高汽车的任务，而缺少对学生理解和运用机械结构和运动原理的评价。
这使得教学评价只是停留在表层，无法真实地了解学生的学习情况。
五、教案与幼儿认知特点不匹配幼儿的认知特点决定了教案的设计应该符合他们的认知水平和发展特点。
然而，在过去的教学中，我意识到乐高汽车中班科学教案与幼儿的认知特点不完全匹配。
教案中的内容过于抽象和复杂，难以引起幼儿的兴趣和注意力。
此外，教案中的语言表达也过于晦涩，难以理解。
这导致了学生对乐高汽车的学习兴趣和积极性不高。
乐高直线小车实验报告
乐高小车直线行走实验实验报告一、实验目的由于乐高小车左右使用不同的伺服电机，进行直线行走命令时由于两个电机的同步误差，实际行走路线不为直线。
本次实验基于小车两个舵机的偏转角度传感器，通过PID算法实现乐高小车的直线行走二、实验依据1.PID算法控制PID控制是目前工程上应用最广的一种控制方法，它的优点在于结构简单，且不依赖被控对象模型，控制所需的信息量也很少，因而非常易于工程实现，同时通过参数的调整也可获得较好的控制效果。
PID的三个参数——P（Proportional，比例）、I（Integration，积分）、D（Differentiation，微分）对时域响应的影响：P——将误差信号放大或缩小，产生控制作用，以减小误差；I——将误差不断累积，最终实现消除误差；D——获取误差的微分信息，反映偏差的变化趋势（变化率），能在系统产生大的误差变化前产生控制作用，从而加快系统的响应，减小调节时间。
PID结构框图：PID控制律写成如下形式：或在计算机控制系统中采用的是数字PID，因为计算机控制实际上是采样控制，用一系列采样点kT表示连续时间t，用和式代表积分，用增量代替微分，以进行对PID控制率的离散化。
数字PID有两种控制方式：位置式PID控制和增量式PID 控制。
(1).位置式PID 控制：(2).增量式PID 控制：本次实验采取的是位置式PID 控制。
对本次实验来说，e(k)部分为采样时刻两轮角位移之差0.004（e1-e3）；[e(k)-e(k-1)]为两次采样误差之差，即对误差导数的离散化，作用是消除小车惯性的影响；∑=k j j e 0)(为各个采样误差的累加，即对误差积分的离散化，作用是消除小车行进时的累积误差。
各误差系数取经验数值，其中KP=500,KI=4,KP=250.对本次实验来说，因为小车走的是直线，所以小车惯性对实验目的的影响不是很大，所以取偏小的数值。
2.小车传感器本次实验使用的小车传感器有超声波传感器及电机角位移传感器，其中角位移传感器参与程序的控制，超声波传感器只做数据的采样分析。
乐高实验报告
机电一体化创新综合实验报告机械与汽车工程学院07机电1班目录(一)Lab1 光电传感器自动跟踪小车(二)Lab4 超声波传感器测试(三)Lab5 超声波传感器位移传感应用(四)寻线机器人Lab1 光电传感器自动跟踪小车1.实验目的：➢了解光电传感器感光特性；➢掌握LEGO基本模型的搭建；➢基本掌握ROBOLAB软件；2.实验要求：能做搭建比较牢靠的小车模型，能够实现小车沿着黑线行走(实际上是沿着黑线走Z字形)。
3.软件设计：编写程序流程图并写出程序。
程序如下图：4.测试环境：如图所示：5.实验步骤：1)搭建小车模型。
2)用ROBOLAB编写上述程序。
3)将小车与电脑用USB数据线连接，并打开NXT的电源。
点击ROBOLAB的RUN按钮，传送程序。
4)取有黑线的白板，运行程序，观察小车的运动情况，不断的调试，力求沿黑线走得越快越好。
6.注意事项：●光电传感器对环境光较为敏感，现采用直接采光装置，提高对环境的适应度。
另外，采用光电传感器的自身光源，最大限度的减少环境光对实验的不利影响。
●小车在行进之中，并不能保证轨迹完全沿着黑线行走，而是沿着黑线走Z字形。
7.实验总结经过实验，自动寻线小车基本达到实验要求，但仍然不很稳定。
环境光干扰仍会引起小车错误。
或者由于检测不到黑线而原地打转。
思考应该考虑在当前环境下，先读取白板值，再将小车放在黑线上读取黑线值，然后在求平均值作为小车是否转弯的临界值。
Lab2 光电传感器测距功能测试1.实验目的：➢了解光电传感器测距的特性曲线；➢掌握LEGO基本模型的搭建；➢熟练掌握ROBOLAB软件。
2.实验要求：能够用LEGO积木搭建小车模式，并在车头安置光电传感器。
能在光电传感器紧贴红板，以垂直红板的方向作匀速直线倒车运动过程中进行光强值采集，绘制出时间－光强曲线，然后推导出位移－光强曲线及方程。
3.软件设计：编写程序流程图并写出程序。
程序可参考下图：4. 测试环境：如图所示：红板光电传感器直尺注意事项：实验应尽量降低环境干扰因素，同时小车的设计宜使速度尽量低。
线性小车实验报告
线性小车实验报告线性小车实验报告引言线性小车是一种常见的实验装置，用于研究物体在直线运动中的力学性质。
本实验旨在通过对线性小车的运动进行观察和分析，探究力与运动之间的关系。
实验装置与方法实验装置主要由一条直线轨道、一个小车和一组传感器组成。
小车可以在轨道上自由运动，传感器可以测量小车在不同位置的速度和加速度。
实验过程在实验开始前，我们首先将小车放置在轨道的起点，并确保轨道表面光滑平整。
然后，我们通过启动传感器，记录小车在不同位置的速度和加速度数据。
在实验过程中，我们还改变了小车的质量和施加在小车上的力的大小，以观察这些因素对小车运动的影响。
实验结果与分析通过对实验数据的分析，我们得出了以下结论：1. 力与加速度的关系：根据牛顿第二定律，力与物体的加速度成正比。
实验结果表明，在其他条件不变的情况下，施加在小车上的力越大，小车的加速度也越大。
这验证了牛顿第二定律的基本原理。
2. 质量与加速度的关系：根据牛顿第二定律的公式F=ma，质量与加速度成反比。
实验结果表明，在施加相同大小的力的情况下，小车的质量越大，加速度越小。
这进一步验证了牛顿第二定律的原理。
3. 速度与时间的关系：实验结果还显示，小车的速度随着时间的增加而增加，呈线性关系。
这表明小车在直线运动中的速度是随时间不断累积的。
4. 摩擦力的影响：在实验中，我们还观察到小车在轨道上运动时会受到摩擦力的阻碍，导致速度逐渐减小。
这表明摩擦力对物体在直线运动中的速度有一定的影响。
结论通过本次实验，我们深入了解了线性小车在直线运动中的力学性质。
实验结果验证了牛顿第二定律的原理，并揭示了力、质量、加速度、速度和时间之间的关系。
此外，我们还观察到了摩擦力对小车运动的影响。
这些研究成果对于理解物体在直线运动中的力学行为具有重要的理论和实际意义。
展望尽管本次实验取得了一定的研究成果，但仍存在一些局限性。
例如，我们没有考虑其他可能影响小车运动的因素，如空气阻力和轨道的弯曲程度等。
四年级科学运动的小车实验记录报告
四年级科学运动的小车实验记录报告【实验目的】通过实验观察和探究，了解小车在不同力的作用下的运动情况，进一步认识力的效果。
【实验材料】小车、绳子、书籍、斜面、直线轨道、各种物品（如铁球、球、书等）【实验步骤】1. 实验一：直线运动的小车（1）将小车放在平直的桌面上，用手推动小车，观察小车的运动情况。
（2）再用绳子将小车拴在桌边上，拉动绳子，观察小车的运动情况。
2. 实验二：倾斜面上的小车（1）将小车放在倾斜的斜面上，观察小车的运动情况。
（2）在斜面上放置不同重量的物品，再观察小车的运动情况。
3. 实验三：受力的方向对小车运动的影响（1）将小车放在直线轨道上，用手推动小车，观察小车的运动情况。
（2）在小车前方放置各种物品（如铁球、球、书等），再用手推动小车，观察小车的运动情况。
【实验记录】实验一：直线运动的小车（1）用手推动小车时，小车会沿着直线平稳地前进。
（2）用绳子拉动小车时，小车会沿着绳子的方向运动，但速度较慢。
实验二：倾斜面上的小车（1）将小车放在倾斜的斜面上，小车会沿着斜面向下滑动。
（2）在斜面上放置较重的物品，小车滑动的速度会加快，放置较轻的物品，小车滑动的速度会减慢。
实验三：受力的方向对小车运动的影响（1）用手推动小车时，小车会沿着直线轨道平稳地前进。
（2）在小车前方放置物品时，小车会受到物品的阻碍，无法沿着直线轨道前进，而是改变方向或停止运动。
【实验结论】1. 小车在直线运动时，受力方向与运动方向一致时，速度较快；受力方向与运动方向相反时，速度较慢。
2. 小车在倾斜面上滑动时，斜面的倾斜程度和所放置的物品的重量会影响小车的滑动速度。
3. 小车受到的阻力会影响其运动方向和速度。
【实验思考】1. 为什么用绳子拉动小车时速度较慢？答：用绳子拉动小车时，受到的拉力较小，无法提供足够的力量使小车快速运动。
2. 小车在倾斜面上滑动时，为什么会加快或减慢速度？答：小车在倾斜面上滑动时，受到的重力分解成平行于斜面的力和垂直于斜面的力。
乐高机器人实验报告-小车沿线运动
班级：14级软件技术日期：2015年05月21日
小组成员：熊建赵文龙何雷明于君君李孟可宋冠平李文康
实验名称
实验4：小车沿线运动
实验目的
小车沿地面上的黑的线条运动
实验环境
BricxccRCX
实验内容（算法、程序、步骤和方法）
1.小组讨论小车光电传感器在感应到黑线，和感应不到黑线是的运动方案；
2.在bricxcc,上编写好小车运动程序；
备注或说明编写程序：熊建，宋来自平组装小车：李孟可,何雷明
拍照：赵文龙,于君君
实验报告：李文康
实验得分
3.组装小车；
4.将程序下载到小车上；
5.让小车运行，观察小车运行情况并对程序进行适当调整；
6.将调整过得程序重新下载到小车上，反复操作。
7.最后在程序里加上音乐程序，使小车在运行的同时，能够发出音乐；
编写的程序如下：
#define THRESHOLD 40
task music()
{
while (true)
{
PlayTone(262,40); Wait(50);
PlayTone(294,40); Wait(50);
PlayTone(330,40); Wait(50);
PlayTone(294,40); Wait(50);
PlayTone(262,160); Wait(200);
}
}
task main()
{
start music;
SetSensor(SENSOR_2,SENSOR_LIGHT);
OnFwd(OUT_A+OUT_C);
while (true)
{
if (SENSOR_2 > THRESHOLD)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
乐高小车直线行走实验实验报告
一、实验目的
由于乐高小车左右使用不同的伺服电机，进行直线行走命令时由于两个电机的同步误差，实际行走路线不为直线。
本次实验基于小车两个舵机的偏转角度传感器，通过PID算法实现乐高小车的直线行走
二、实验依据
1.PID算法控制
PID控制是目前工程上应用最广的一种控制方法，它的优点在于结构简单，且不依赖被控对象模型，控制所需的信息量也很少，因而非常易于工程实现，同时通过参数的调整也可获得较好的控制效果。
PID的三个参数——P（Proportional，比例）、I（Integration，积分）、D（Differentiation，微分）对时域响应的影响：
P——将误差信号放大或缩小，产生控制作用，以减小误差；
I——将误差不断累积，最终实现消除误差；
D——获取误差的微分信息，反映偏差的变化趋势（变化率），能在系统产生大的误差变化前产生控制作用，从而加快系统的响应，减小调节时间。
PID结构框图：
PID控制律写成如下形式：
或
在计算机控制系统中采用的是数字PID，因为计算机控制实际上是采样控制，用一系列采样点kT表示连续时间t，用和式代表积分，用增量代替微分，以进行对PID控制率的离散化。
数字PID有两种控制方式：位置式PID控制和增量式PID 控制。
(1).位置式PID 控制：
(2).增量式PID 控
制：
本次实验采取的是位置式PID 控制。
对本次实验来说，e(k)部分为采样时刻两轮角位移之差0.004（e1-e3）；
[e(k)-e(k-1)]为两次采样误差之差，即对误差导数的离散化，作用是消除小车惯性的影响；∑=k j j e 0)(为各个采样误差的累加，即对误差积分的离散化，作用是消除
小车行进时的累积误差。
各误差系数取经验数值，其中KP=500,KI=4,KP=250.对本次实验来说，因为小车走的是直线，所以小车惯性对实验目的的影响不是很大，所以取偏小的数值。
2.小车传感器
本次实验使用的小车传感器有超声波传感器及电机角位移传感器，其中角位移传感器参与程序的控制，超声波传感器只做数据的采样分析。
角位移传感器得到的物理量为电机的角位移，而无法直接得出电机的转速，故将前后两次采样的比较作为小车速度误差参与分析。
三、实验过程
基于以上理论，利用小车自带的可视化编程系统进行编程。
其中超声波数据采样间隔为0.01秒，采样时间长度为6秒。
所编程序如图1
图 1 实验程序
将小车放于前方有障碍物的跑道上，启动小车，待小车发出声音时表示采样完毕，取回小车，采集车内数据。
四、实验结果分析
对小车行走路径进行观察，发现小车行走路径已非常接近直线。
小车采样的物理量为小车与障碍物间的距离，所以首先对数据进行倒向，得蓝色折线，为小车的位移量。
（图2）错误!
图 2 小车位移曲线
对蓝色折线数值进行取均值与拟合，得到一条光滑直线（图3）错误!
图 3 小车位移拟合直线
对黄色直线进行求导，得小车的平均速度（图4）
错误!
图 4 小车速度曲线
读数为14.33cm/s
将图线进行汇总，得图5
错误!
图5实验曲线汇总
其中上线为原始折线，中线为小车速度，下线为原始折线的倒相。
五、实验结论
1.PID算法从多个层次进行对系统的反馈控制，依据不同的控制需要可以对各误差系数进行调整。
如本次实验中惯性影响较小时可以取较小的KD,而对小车循线实验则需取较小累积误差系数KI（小数点后两位）。
而一般KP为最大。
2.本次实验结果显示小车行走路径符合要求，控制程序对小车路径进行了有效的修正，体现了PID算法的威力。