第三届(光电)上海电力学院计信一队技术报告
考虑车网互动的风-光-车-储微网容量配置方法

考虑车网互动的风-光-车-储微网容量配置方法*刘舒真1,崔昊杨1*,刘昊1,张明达2,孙益辉2,史晨豪3(1.上海电力大学电子与信息工程学院,上海200090;2.国网浙江宁波市奉化区供电有限公司,浙江宁波315500;3.上海电力大学电气工程学院,上海200090)随着化石能源的日益匮乏和环境的不断恶化,以风能和太阳能为代表的新能源具有绿色、清洁、可再生等优点而受到关注。
然而,高渗透率下的新能源出力的不确定性,也给电网运行带来新的挑战。
另一方面,“新基建”的建设给电动汽车(electric vehicle,EV)带来新的热潮,电动汽车规模化入网成为必然趋势。
特别地,以车网互动(vehicle to grid,V2G)模式接入电网后,电动汽车作为一种能量密集型移动储能单元,在平滑区域能量波动的同时提高可再生能源的接纳能力和利用效率。
因此,以风-光-车-储为能量单元的微电网系统的优化配置与管理,逐渐成为研究热点。
在风-光-车-储微电网的优化配置领域,文献[8]结合电动汽车与分布式电源的时空、时序特性,协同规划分布式电源与电动汽车充电站;文献[9-10]建立路径选择模型、耦合交通网与电力网,优化微电网容量配置方案。
以上文献均考虑分布式电源与电动汽车的协同规划,但忽略了对电动汽车充放电引导,所形成的规划方案存在容量浪费,投资额度大,回报周期长等问题。
另外一方面,已有研究或集中于对给定的微电网,研究电动汽车的充电引导策略。
文献[11-12]基于价格激励政策探究电动汽车摘要:以车网互动模式接入微电网后,电动汽车可与分布式电源在微电网内有机集成,促进二者的应用,有助于提高整体的运行能效。
因此,针对风-光-车-储微电网系统的电动汽车充电引导及微源容量优化问题,文章提出了一种考虑车网互动的风-光-车-储微电网容量配置方法。
首先建立了基于电价激励的电动汽车有序排队充放电模型,引导电动汽车充放电行为有序化;接着兼顾经济效益和联络线功率波动值,建立风-光-车-储微电网系统容量多目标优化模型;然后利用NSGA-II算法优化微源容量配置;最后通过不同场景下规划结果的对比,分析不同电动汽车调度策略对规划方案效益和联络线功率波动的影响。
上海电力学院学报2011年总目次

2 1 年 总目次 01
65 3
大容量电动机启动对孤立小电网的影响 …………………………… 靳 希 沙旦华 张立峰等(7 ) 5 9 水轮机及其调速器特性对孤立电网频率特性 的影响 ……………… 曹 炜 祁晓卿 王大宏等( 8 ) 5 3 物 元 分析 法在 负荷 密度 指标 求取 中 的应用 … …… … …… ……… … 汤 波 胡 荣 符 杨等 (8 ) 57 基 于 A M 微处 理器 的动 模实 验故 障时 间控 制 器 的设 计 … ……… …一 R ・刘建锋 罗萍萍 章广 清(9 ) 52
我国燃煤发电发展现状及对策分析 ………………………………… 罗 婷 石奇光 张宏伟等( l) 1 5 大 型汽 轮机 汽封 技术及 其经 济性 分析 … … ……… …… ……… ……… …… …… 曾完平 任建 兴 ( 1 ) 19 基于 C D的循环流化床旋风分离器数值模拟 ………………………… 宗 涛 胡丹梅 李 佳(4 ) F 22 风 电场风 速 预测 的研究 方法 … …… …… …… …… …… ……… …… 陈丹 丹 李 永光 张 莹等 (4 ) 27 火 电厂 主辅 机布 局新方 案 …… …… …… …… …… …… ………… …… 苏志 华 崔 粉 袁 志先 ( 5 ) 22 我 国超 临界 机组 的发展 … …… …… …… … ……… …… ……… ……… …… …… …… …… 冯伟 忠 ( 1 ) 47 60MW 超 临界 汽轮机 蜂窝 汽封 的应用 … … ……… …… ……… ……… …… …… …… …… 翟德 双 (2 ) 0 43
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改进的 B P算法在短期负荷预测中的应用 ……………………………… 米 阳 朱旺青 李正辉(4 1) 高 压输 电线 路覆 冰 问题 研究 …… … …… …… …… ……… ……… …… 赵 大 乐 姚 秀平 纪冬梅 等 (9 1) 特高压交 流输 电线路零序电抗元件动作特性分析 ……………………… 梁小栋 张永健 戚滢滢(5 2) 配电 自动化通信方案及其比较 ………………………………………………………………… 潘卫钢 (9 2) 新型双 C U继电保护装置的设计 …………………………………… 徐耀 良 杨晓红 杨 宁等(0 ) P 13 振荡波交流耐压试验系统 ………………………………………………………… 陈 炯 王明炎(0 ) 17 光伏并网发电的研究进展 ………………………………………………………… 余 涛 余 婕( l ) 1O 并 联有 源 电力滤 波器 的软启 动 …… …… … ……… …… ……… ……… …… …… 王淮 生 夏 慧峰 (0 ) 29 变 电所 电能 表远 程 比对 系统 开发 及 实用化 进 程 … …… ……… ……… …… …… …… …… 章 奕 ( 1 ) 24 智能电动机控制器保护及其应用 …………………………………………………………… 王 伟( 1 ) 29 基 于 A S S的 16k NY 2 V三相 共罐 式 GS断路 器 电场 分析 …… ……… …… …… 马爱清 潘 三博 (2 ) I 24 大功率高稳定直流高压发生器的研制 ……………………………… 阮浩杰 李永腾 张仕勇等(2 ) 29 基于改进遗传算法的含分布式电源配电网重构 …………………… 雷 振 韦 钢 沈 芸等(3 ) 23 配 电 自动化 系统 中开 闭所 R U 的设计 方案 …… ……… ……… ……… 王浩 国 陈 钢 徐 晓路 (3 ) T 2 8 递 归法 在变 电站 选址定 容运 输模 型 中 的应 用 … ……… ……… ……… …… …… 金义雄 崔 德义 ( 1 ) 37 斩 控式 纯正 弦波 交流调 压器 的设计 …… … ……… …… ……… …… 石 理碧 李 春生 王鲁 杨等 (2 ) 30 酒 泉风 电脱 网事 故原 因及应 对措施 …… … …… ……… ……… ……… …… …… …… …… 寇 兴魁 (2 ) 3 3 20W 正 弦波逆 变 电源 的设计 方法 … …… …… …… ……… ……… …… ……… …… …… 郑文兵 (2 ) 0 3 7 基于 C P的含分布式发电孤岛划分模型及算法 ……………………… 曹家麟 张可夫 边晓燕(2 ) S 4 7 单相逆变器迭代学习控制应用研究 ……………………………………………… 叶建华 曹 旭 (3 ) 41 基于遗传算法的电力系统无功优化 ……………………………………………… 杨旭红 卢栋青 (3 ) 4 5 带 电流检测的非互补控制交流调压的控制方式 …………………… 王鲁杨 郝 静 陈 炯等 (3 ) 4 9 cC 及其混合气体的灭弧性能 …………………………………… 高小飞 陈 炯 李 峰等 (4 ) — 4 4 基于 D A和 F M的电器绝缘结构 自动优化设计 ………………………………… 马爱清 张周胜 (4 ) S E 47 我 国电力 系统 的地震 灾 害及应 对机 制 … …… ……… …… ……… …… 汪 洋 杨 太华 曹加 良(5 ) 41 基 于 P S E考 虑动态 负荷 的短 路 电流计 算 方法 … ……… ……… … 曹 炜 戈睛 天 丁志 刚等 (5 ) S/ 45 1 V用户高压配置继电保护的整定与管理 ………………………………………………… 王阴莉( 7 ) 0k 5 5
一种应用于无线体域网的小型超宽带天线设计

关键词: PMW; 等比例缩小; 液晶聚合物介质板; 无线体域网; 超宽带
中图分类号: TN822+ . 8
文献标识码: A
DOI: 10. 14106 / j. cnki. 1001-2028. 2021. 1675
引用格式: 李凯佳, 杜成珠, 焦哲晶, 等. 一种应用于无线体域网的小型超宽带天线设计 [ J]. 电子元件与材料, 2021, 40(6) : 608-612. Reference format: LI Kaijia, DU Chengzhu, JIAO Zhejing, et al. Design of compact ultra - wideband antenna for wireless body area networks [ J] . Electronic Components and Materials, 2021, 40(6) : 608-612.
文献[11] 提出了一种覆盖 2. 8 ~ 12. 0 GHz 频段的 三 角 形 单 极 子 分 形 天 线, 该 天 线 阻 抗 带 宽 达 到 124. 3%, 但是结构较复杂, 加工难度大。 文献[12] 设 计了一种地板开槽的超宽带天线, 天线带宽为 2. 2 ~ 14. 6 GHz(147. 6%) , 但该单极子天线尺寸为 32 mm× 39 mm, 尺寸较大, 不利于天线集成化。 文献[ 13] 提 出了一种共面波导( CPW) 馈电的超宽带天线, 该天线 结构较简单, 天线尺寸为 48 mm × 31. 6 mm, 尺寸过 大, 不适用于小型化的电路。
李凯佳, 等: 一种应用于无线体域网的小型超宽带天线设计
构加载一个 L 型枝节, 将天线的带宽展宽为 3. 1 ~ 10. 6 GHz; 文献[6] 讨论了印刷单极子天线采用圆形、 正六 边形等多种不同形状的宽带性能, 分析了接地面挖槽 对宽带的影响, 并对比发现天线采用共面波导馈电可 以获得更宽的带宽。
光电组-北京科技大学-光电一队技术报告

易筱 王洪阳 带队教师:张文明 杨珏
关于技术报告和研究论文使用授权的说明
本人完全了解第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关于保 留、使用技术报告和研究论文的规定,即:参赛作品著作权归参赛者本人,比 赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计 方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料,并将相关内容编纂收录在 组委会出版论文集中。
参赛队员签名:
带队教师签名:
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期:
目录
目 录................................................................................................................................. 1 引 言............................................................................................................................. 1 第一章 方案设计............................................................................................................... 3 1.1 系统总体方案的选定................................................................................................... 3 1.2 系统总体方案的设计................................................................................................... 3 1.3 小结.............................................................................................................................. 5 第二章 智能汽车机械结构调整与优化........................................................................... 7 2.1 智能汽车车体机械建模............................................................................................... 7 2.2 智能汽车前轮定位的调整.......................................................................................... 8
上海电力学院管理信息系统认知实验报告

管理信息系统认知实验报告专业工商管理班级 2012062学号姓名上海电力学院信息管理教研室制2012-2013©目录一、听课笔记---------------------------------------------------------------------------------------------------- 31.变电业务------------------------------------------------------------------- 3 1.2变电站形式种类1.1变电站的定义1.3变电站工作原理1.4变电专业工作的组织机构及岗位1.5 变电检修专业工作1.6 变电专业工作安排情况1.7变电专业业务的信息化方法2.配电业务------------------------------------------------------------------- 5 2.1 配电网定义2.2供配电系统定义2.3配电系统类型2.4配电网供电基本要求2.5配电系统常用电气设备2.6配电网络架构2.7配电网络架构与敷设2.8配电业务管理2.9两票三制2.10配电网与输电网的区别3.输电业务------------------------------------------------------------------- 9二、实操过程-------------------------------------------------------------------------------------------------- 11 ·变电台账信息:·输电台账信息·创建巡视信息·缺陷管理·停役申请单·工作票·操作票·检修记录单三、实验总结------------------------------------------------------------------------------------------------- 25一、听课笔记1.变电业务1.1变电站的定义变电站,改变电压的场所。
第三届全国光电设计大赛理论方案总结报告

第三届全国光电设计大赛理论方案报告编号:参赛题目:基于光电的智能导航车参赛队伍名称:所在学校:长春理工大学光电信息学院队长姓名:张言引提交方案时间:一、参赛题目名称《基于光电的智能导航车》二、研究内容光学理论与应用,光电检测技术,光电传感器原理与应用,光电导航原理与应用,光电转换原理与应用,模拟电子技术,数字电子技术,单片机原理与应用,电机控制学,运动控制系统学,Protel 99 SE 使用,常用光电传感器及电子元器件性能和使用,AD转换和DA转换,车模结构调整等。
该竞赛涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械包括传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、转向舵机控三、研究方案1.智能车平台的选用及改进;⑴智能平台的选用;3这是一款四驱动前转向车,较容易改装成前后轮同步转向。
(2)智能车平台的改进:方案一:进行前轮定位调整,舵机安装调整;方案二:按照前轮既驱动又转向的技术将小车改成前后轮同步转向。
2.信号的采集及处理;(1)信号采集:我们采用两侧检测法。
两根据不同色彩的物体对特定波长光的反射率不同,利用激光传感器(包括:激光发射管和接收器)发射特定波长的光来检测两侧路边,小车基本形状电路板基本形状传感器基本形状两翼各有三个接收器和六个发射器(如上图所示)。
通过在接收器的安装一定长度的黑色圆筒管及调焦器使每个接收器只接收特定区域的信号,如下图所示:5(2)信号处理:由于激光传感器接收到不同的光照后会有不同的阻值从而使采集回来的信号是有高,低电平组成(我们用01表示),对于单片机来说高低电平的区分率不高,所以将采集到的信号通过放大器放大后再输入单片机内。
信号的输入也是有高低电平组成,我将两翼六个接收器采集的信号组成一个指令。
3.智能车的导航;(1)直行:经过信号的采集、处理后得到多组指令,我们将这些指令分类后片有如下控制命令(如下表所示)。
(2)转向:通过转向标志来获得转向命令进行转向,转向标志及原理如下图所示:红线为道路边界线,圆点为传感器接收去;黄点为能接收到信号黑点为接受不到。
电力电子技术实验报告模版

CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 电力电子技术实验报告姓名学号班级任课老师完成时间实验1-1 三相脉冲移相触发电路一、实验目的:1.熟悉了解集成触发电路的工作原理及双脉冲形成过程2.掌握集成触发电路的应用二、实验内容:1.集成触发电路的调试2.各点波形的观察与分析三、实验电路原理三相脉冲移相触发电路,采用三片集成芯片KJ004(或KC04)及外电路组成,以锯齿波移相的方式确定六个晶闸管的触发脉冲,根据输入控制电压U ct的变化,改变晶闸管的整流控制角α或逆变控制角β。
由三相脉冲移相触发电路产生的六路单窄脉冲分别输入到六路双脉冲形成芯片KJ041(或KC41)的1-6号脚,由芯片内的输入二极管完成“或”功能,形成补脉冲。
补脉冲按+A←-C,-C←+B,+B ←-A,-A←+C,+C←-B,-B←+A顺序列组合。
经电流放大后分别对应于15–10引脚输出间隔为60°的双窄脉冲,经功放后加至1-6号晶闸管(使三相桥式全控整流电路中的器件导通次序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6,彼此间隔60°,相邻器件成双接通)。
芯片KJ041(或KC41)的7号引脚为电子开关端口,当其为“0”电平时,允许各路输出触发脉冲,为“1”电平时,封锁各路输出触发脉冲。
实验电路原理如图1-1所示。
图1-1四、实验设备:1.YB4320A型双线方波路一台2.万用表一块3.实验挂箱:LY101,LY105-1,LY124五、实验步骤和方法:1.将挂箱LY101的给定信号输出接入LY105-1的U ct孔,并将LY105的U bif、U bir孔接地。
2.LY105-1的触发脉冲输出25芯插件与LY123 I组桥的触发脉冲输入25芯插件相连。
3.将LY124的±15V电源、地与LY105-1及LY101的±15V、地相连。
4.先合LY121中的三相交流总开关,再合直流控制电源开关(不允许合主电路电源开关),并用万用表直流电压档检查±15V电源是否在+15+1V范围内。
光伏发电毕业设计开题报告

11.赵争鸣,等.太阳能光伏发电及应用[M].北京:科学出版社, 2005. 1-20
12.Anton, I.; Perez, F.; Luque, I.; Interaction between Sun tracking deviations and inverter MPP strategy in concentrators connected to grid[C]. Photovoltaic 19-24 May 2002 Page(s):1592–1595
4.余海.太阳能利用综述及提高其利用率的途径[J].能源研究与利用, 2004, 79(3): 8-9
5.KALOGIROU, S. The Potential of solar industrial Process heat aPPlieation[J]. APPlied Energy, 2003, 76(1): 337-362
开题报告内容:
1.1开发新能源的迫切需要
人们很难想象,如果没有电,人类的生活会变成什么样子。随着社会生产的日益发展,人类对电的需求每年以很大幅度增加,进而对能源的需求也迅速增长。全世界对能源的消耗在1970年约为83亿吨标准煤,而在1995年,这种消耗达到了140亿吨标准煤,即25年间增长了69.7%,并预计,到2020年全世界对能源的消耗会达到195亿吨标准煤。根据公认的估算,如果人类对能源的需求以目前的速度增长,全世界的石油将在今后40年间被耗尽,而天然气和煤也最多分别能维持60年和200年左右。可见,矿物热料并不是取之不尽的。不仅如此,大量使用化石能源己经开始造成全球变暖,燃煤会通过煤渣和烟尘放出大量有化学毒性的重金属和放射性物质,严重污染了人类的生存环境[1]。
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第三届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告学校:上海电力学院队伍名称:计信一队参赛队员:唐明轩张会芳姬旭东带队教师:袁三男关于技术报告和研究论文使用授权的说明本人完全了解第三届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定,即:参赛作品著作权归参赛者本人,比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料,并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。
参赛队员签名:带队教师签名:日期:目录第1章引言 (1)1.1 概述 (1)1.2 本文章节安排 (1)第2章智能车机械结构调整 (2)2.1 车模照片 (2)2.2 模型车的主要技术参数 (2)2.3 车模机械改装 (3)2.3.1 前轮定位参数的调整 (3)2.3.2 后轮距,后轮差速的调整 (4)2.3.3 底盘刚度的调整 (4)第3章模型车整体设计 (5)3.1 电机的驱动和控制 (6)3.2 电源供电模块 (7)3.3 传感器的设计与安装 (8)3.3.1 红外传感器的设计与安装 (8)3.3.2 霍尔传感器的设计与安装 (10)第4章软件算法部分 (12)4.1 概述 (12)4.1.1 智能车工作原理 (12)4.1.2 系统软件流程图 (13)4.1.3 编译及调试平台 (13)4.1.4 MC9S12DG128B模块及端口使用 (14)4.2 控制算法的选取 (14)4.2.1 各种控制算法分析 (14)4.2.2 模糊控制算法的优点 (14)4.3 行驶策略 (15)4.3.1 赛道分析 (15)4.3.2 舵机转角控制 (16)4.3.3 电机速度控制 (17)4.4 记忆算法的运用 (17)4.5 信号采样、滤波与处理 (19)4.6 小结 (19)第5章开发工具制作安装及参数测试 (21)5.1 软件仿真 (21)5.2 路径识别传感器的性能测试 (21)5.3 转向性能测试方案 (21)5.3.1 测量舵机与转角关系 (21)5.3.2 测量转向延时 (22)5.4 调试与结果 (22)第1章引言1.1 概述第三届全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛是为了提高大学生的动手能力和创新能力而举办的。
它是以迅猛发展的汽车电子为背景,涵盖了控制、模式识别、传感、电子、计算机和机械等多个学科交叉的科技创意性比赛。
在竞赛中所使用的车模是由大赛组委会统一提供的。
参赛队伍通过设计基于单片机的自动控制器控制模型车在封闭的赛道上自主循线运行。
在保证模型车不冲出赛道的前提下,所用时间越短越好。
自动控制器是以MC9S12DG128为核心,传感器、电池、舵机和相应的驱动电路与之配合。
在此次比赛中我们队伍是光电组的,即使用红外传感器来采集路面信息,得到的数据送到单片机进行A/D转换,单片机根据转换后的数据,通过PWM 波控制舵机的转动,通过MC33886控制电机的转动,以达到控制车速的目的。
传感器对赛道的信息进行采样后,以电压的形式送给单片机,单片机经过A/D转换后通过对电压进行比较,识别出黑线的位置,以控制舵机的转动,从而达到循迹的目的。
1.2 本文章节安排第一章引言,介绍模型车设计制作的主要思路以及对实现的技术方案进行概要说明。
第二章智能车机械结构调整,介绍了模型车的技术参数以及对车模进行的机械方面的改造。
第三章模型车整体设计,介绍了各个模块的设计以及传感器的选择与安装。
第四章软件算法部分,介绍了赛车的控制算法原理及行驶策略。
第五章开发工具制作安装及参数测试,介绍了赛车传感器及转向性能的测试,以及赛车软硬件调试的过程方法。
第2章智能车机械结构调整2.1 车模照片图2.12.2 模型车的主要技术参数表2.12.3 车模机械改装为了使模型车在直线行驶时稳定,转向轻便、灵敏,转向后能自动回正,并减少轮胎磨损,现对其前轮定位,后轮距,后轮差速,底盘刚度进行了调整。
2.3.1前轮定位参数的调整前轮定位参数包括:主销后倾、主销内倾、前轮外倾和前束。
主销后倾:可以通过改变横臂轴上的4个垫片位置来调整主销后倾角。
设置主销后倾角可以使模型车在车轮偏转后,产生一回正力矩,纠正车轮的偏转,速度越高回正力越大。
垫片设置为前一后三,即2°~3°。
主销内倾:主销内倾角也会使车轮具有自动回正的作用,在转向时轮胎会被抬高,通过重力的作用使其自动回正。
主销内倾角设置为0°。
前轮外倾和前束:前轮外倾角可以减小转向的阻力,使模型车转向轻便,还可以减少轴承以及锁紧螺母的负荷。
在这里前轮外倾角设置为1°。
前束是一个与前轮外倾角相对应的参数。
通过调整前轮前束可以减小由于前轮外倾带来的转向轮的磨损。
在这里前轮前束设置为一个很小的值。
2.3.2后轮距,后轮差速的调整大的后轮距可以使模型车行驶更加平稳,不易发生侧滑。
因此在这里通过更换调节块而增大了模型车的后轮距。
后轮差速对模型车的转弯影响较大。
差速的作用是在车模转弯的时候,降低后轮与地面之间的滑动;并且还可以保证在轮胎抱死的情况下不会损害到电机。
通过不断的实验与观察,最终将后轮差速调整到较为合适的值,使其在行驶中不易发生侧滑现象,转弯灵活,直道不易摆动。
2.3.3底盘刚度的调整通过在后悬挂纵向减震弹簧处增加垫片而增大了弹簧的预紧力,同时还增加了后悬挂横向减震弹簧,从而提高了底盘横向、纵向的刚度,使模型车行驶更加平稳。
在调试中还发现在行驶一段时间后,舵机会有少许松动,此后模型车的转向会变得不灵活。
因此在这里对舵机进行了加固,避免了因舵机松动而造成的转向延迟。
同时还对霍尔器件进行了加固,避免了因霍尔器件抖动而造成的测速不准确。
第3章模型车整体设计整个系统由主控制模块、电机的驱动和控制模块、电源供电模块、传感器感测模块和舵机控制模块这五个部分构成,系统框图如图3.1所示。
图3.13.1 电机的驱动和控制电机是小车前行的直接动力源,电机的控制效果直接影响小车的速度以及前行的稳定性。
直流电机的控制由单片机的PWM信号来完成,驱动芯片采用飞思卡尔半导体公司的半桥式驱动器MC33886。
如图3.2所示。
该芯片内部具有过流保护电路,刹车效果好,驱动能力强,接口简单易用等特点。
其工作电压为5-40V,导通电阻为120mΩ,输入信号为TTL/CMOS,PWM频率小于10KHz。
图3.2驱动电路由两片MC33886 组成,如图3.3所示。
这样做首先是为了得到更大的驱动能力,其次是减小单片MC33886的发热量。
起初采用一片MC33886驱动电机,发现调速时MC33886发热量很大,在这里用两片MC33886来为同一个电机供能,可以有效地减小单片MC33886的功耗,发热现象也可以得到部分缓解。
在设计PCB 时还要为MC33886 添加散热盘,降低其工作时的温度。
图3.33.2 电源供电模块在设计中除了电池通过给定的MC33886来为电机供电之外,还选择了LM2596来为单片机、传感器供电,从LM2596输出的5V电压直接加到单片机和舵机上,而在接传感器电路板的时候,通过MOS管IRF530来使传感器的电源可关断,同样是为了降低功耗。
LM2596是150KHz、3A的稳压芯片,我们使用的是其中的LM2596-5.0。
其输入电压7V≤V IN≤40V,输出电流0.2A≤I LOAD≤3A,输出电压为5V,极限状态为V MIN=4.800,V MAX=5.200。
LM2596的功率利用率如图3.4所示。
可以看出,在输入电压V IN =7.2V,输出电流I LOAD =3A时,利用率为77%左右。
图3.43.3 传感器的设计与安装在模型车上我们使用了两种传感器,红外传感器和霍尔传感器。
霍尔传感器装在后轮上,对智能车的当前速度进行采样读取。
红外传感器位于智能车的最前方,起到预先判断路径的作用,我们采用的是反射式红外传感器。
3.3.1红外传感器的设计与安装红外传感器电路如图3.5所示图3.5本模型车采用了12对发射/接收管,传感器固定的距离距车模头部约150mm,同时传感器的电路板有一定的角度,增加了车模的前瞻距离。
每对发射/接收管都通过图3.5所示的电路接到单片机的AD口上。
需要事先对红外传感器进行选择和测试,选择最佳的红外传感器以及最佳的感测距离。
我们最终选择的传感器的最佳感应距离为40~80mm,白色感应电压大于4V,黑色感应电压小于0.5V,通过A/D转换后,可以通过PC机很清楚的读出数据,来进行判断,能很好的识别到赛道的变化,具有较高的稳定性。
根据图3.5的电路,画出原理图,然后需要设计好红外传感器的摆放位置,我们采用了直线型的摆法,相邻两个红外传感器之间距离为19mm,这样由12对发射/接收管组成的电路板总长度为230 mm,不会超过车宽要求。
把发射/接收管焊接到电路板上之后,我们自制了一个铝条将PCB板固定在模型车前部。
通过调节铝条,可以对发射/接收管的角度以及距地面高度进行调整。
3.3.2霍尔传感器的设计与安装图3.6霍尔传感器的外形图和与磁场的作用关系如图3.6所示。
磁钢用来提供霍尔能感应的磁场,当霍尔元件以切割磁力线的方式相对磁钢运动时,在霍尔输出端口就会有电压输出,所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用。
图3.7霍尔传感器检测转速示意图如图3.7所示。
在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢,霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。
圆盘每转动一圈,霍尔传感器便输出一个脉冲。
通过单片机测量产生脉冲的频率,就可以得出圆盘的转速。
同样道理,根据圆盘(车轮)的转速,再结合圆盘的周长就是计算出物体的位移。
如果要增加测量位移的精度,可以在圆盘(车轮)上多增加几个磁钢。
图3.8霍尔传感器测速电路图如图3.8所示。
我们采用了开关型霍尔传感器,霍尔器件的响应速度大约在us 量级,对于我们系统中用来测量速度是足够的。
车轮的周长约为15cm,添加多个磁钢能够更好的反映速度的变化,根据车模的结构,我们选用了12个磁钢,可以对速度做出很精确地判断。
我们安装的时候霍尔传感器与磁钢的距离为5mm左右,在测试时,传感器的输出高电平为5V,低电平为0.02V,效果很好。
第4章软件算法部分在软件调试方面,我们使用的是大赛组委会提供的CodeWarrior4.5,使用Windows下的超级终端软件实现PC机与开发板的通信,通过RS-232串行电缆往单片机烧写程序。
部分程序源代码见附录B。
智能车控制算法,是影响智能车运动的重要因素之一,在输入信号有限的条件下,运用一种行之有效的算法,对于提高智能车的运动性能,有着重要的作用。
4.1 概述4.1.1智能车工作原理在每个运算周期内,控制器即时地得到智能车车速以及传感器采样来的信号,经过控制算法的计算后,控制单元输出相应的前轮控制转角以及电机占空比的值,其输出值再经过函数映射关系转换为PWM脉宽信号传至前轮舵机以及驱动电机,从而实现一个周期的控制。