天津工业大学磁导航一队技术报告
天津工业大学锋利队技术报告
第一届“飞思卡尔”杯全国大学生
智能汽车邀请赛
技术报告
学校：天津工业大学
队伍名称：锋利队
参赛队员：李超
谢乐成
郭威
带队教师：张军
关于技术报告和研究论文使用授权的说明
本人完全了解第一届“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：
目录第一章引言
第二章硬件设计
2.1单片机
2.2电源管理模块
2.2.1 电源总体分配图
2.2.2 7805和7806降压模块
2.2.3 DC/DC升压模块
2.3后轮电机及其驱动模块
2.4传感器模块
2.5速度负反馈模块
2.6前轮舵机
2.7智能车的主要技术参数
第三章软件设计
3.1 HCS12控制软件理论
3.2算法说明及代码设计介绍
3.3调试过程说明
第四章结论
参考文献
附录
第一章引言
本赛车采用飞思卡尔16位微控制器MC9S12DG128B作为核心控制单元，通过红外光电传感器进行路径识别，采用自制光电码盘检测速度，采用MC33886DH集成H桥芯片驱动电机，具有简单且先进的转向控制算法和速度控制算法，保证智能车能够在各种不同尺寸的赛道上稳定高速的行驶。
本技术报告将从硬件设计（单片机型号、电源管理模块、后轮电机及其驱动模块、传感器模块、速度负反馈模块、前轮舵机）和软件设计两大部分对智能车各项性能进行介绍。
基于改进总变差正则化算法的金属缺陷三维重建方法
3D reconstruction of metal defects based on improved total variation regularization algorithmWANG Qi 1，2，ZHANG Jing-wei 1，2，LI Kun 1，2（1.School of Electronics and Information Engineering ，Tiangong University ，Tianjin 300387，China ；2.Tianjin Key Labo原ratory of Optoelectronic Detection Technology and System ，Tiangong University ，Tianjin 300387，China ）Abstract ：In order to solve the ill-posedness and morbidity of electromagnetic tomography 渊EMT冤image reconstruction袁electromagnetic tomography is used for metal defect detection.According to the sparsity of defect distribution袁an electromagnetic tomography image reconstruction method based on an improved Total Variation 渊TV冤regularization algorithm is proposed.The relationship between the detection depth and the excitation frequency is discussed袁three -dimensional reconstructed images are used for the surface and internal defects of the metalparts.The performance of the proposed algorithm was evaluated through simulations and experiments袁and compared with the reconstructed image and relative error渊RE冤of the Tikhonov regularization algorithm and the L1regularization algorithm.Both simulation and experimental results show that images reconstructed using the improved TV regularization algorithm have better image reconstruction effects and smaller REs袁the relativeerror can be as low as about 0.1袁which can effectively improve the quality and accuracy of the defects images援Key words ：electromagnetic tomography ；TV regularization ；metal defects ；3D reconstruction收稿日期：2019-12-05基金项目：国家自然科学基金资助项目（61872269，61601324，61903273）；天津市自然科学基金资助项目（18JCYBJC85300）；天津市企业科级特派员资助项目（18JCTPJC61600）通信作者：王琦（1985—），女，博士，副教授，主要研究方向为智能信息处理、电学成像技术。
天津工业大学磁导航二队技术报告
第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：天津工业大学队伍名称：天津工业大学磁导航二队参赛队员：陈帅高鹏王银鹏指导老师：荣锋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五届“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：摘要本文介绍了飞思卡尔电磁组智能车系统。
本智能车系统是以飞思卡尔16 位单片机MC9S12XS128 为核心，用电感检测赛道导线激发的电磁信号，AD 采样获得当前传感器在赛道上的位置信息，通过控制舵机来改变车的转向，用增量式PID进行电机控制，用MATLAB、AUTOCAD等软件进行软硬件设计，用编码器来检测小车的速度，共同完成智能车的控制。
关键字：电磁、MC9S12XS128、AD、PIDAbstractThis article introduce the Freescale intelligent vehicle system of electromagnetic. This intelligent vehicle system use the micro-controller unit MC9S12XS128 as micro-controller, use mutual inductance coil collection track information, use AD to extract the current information on the line, to change the car’s direction by controlling the servo steering,use an incremental PID to control motor,use MATLAB、AUTOCAD and relative software to design both hardware and soft ware, and we use rotary encoder to calculate the speed of the car, and all of these make it possible to control the car.Key words: MC9S12XS128 PID Magnetic AD目录第一章：引言 (1)第二章、机械结构及布局设计 (3)2.1磁场及相关知识 (3)2.1.1电磁传感器特点 (3)2.2.传感器的布局 (4)2.3智能车底盘的研究 (5)2.4 舵机安装 (12)第三章、硬件电路设计 (15)3.1、信号采集电路模块 (15)3.2、电源电路模块 (16)3.3、电机驱动电路模块 (17)3.4、主控板电路模块 (17)3.5、起跑线检测模块 (19)第四章、软件设计 (21)4.1、系统整体流程图 (21)4.2、舵机转角控制策略 (21)4.3、速度控制策略 (21)4.4、PID算法 (22)4.4.1、PID算法简介 (22)4.4.2、PID三个参数的作用 (23)4.4.3、PID参数调节的一般方法 (24)第五章、开发平台及调试工具 (27)5.1、code warrior开发调试平台 (27)5.2、labview串口调试工具 (28)5.3、无线发射接收 (29)第六章、小车硬件参数 (31)第七章、总结与体会 (33)7.1、所学所想 (33)7.2、本系统的特点 (34)7.3、系统存在的问题 (34)7.4、今后的改进措施 (34)参考文献 (37)附录A 智能车源程序 (I)第一章：引言“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛是由教育部高等自动化专业教学指导分委员会主办的一项以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。
电工技术学报格式
2012年3月 电 工 技 术 学 报Vol.27 No. 3 第27卷第3期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETYMar. 2012永磁同步发电机与Boost 斩波型变换器 非线性速度控制 耿 强1 夏长亮1, 2（1. 天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室 天津 3003872. 天津大学电气与自动化工程学院 天津 300072）摘要 直驱式永磁同步风电系统电机侧变换器的一种常见拓扑结构为二极管整流桥后接Boost 斩波电路。
此结构具有较强的非线性，采用普通PI 控制器很难使系统在正常运行范围内保关键词：表贴式永磁同步发电机 Boost 斩波电路 输入-输出反馈线性化 最优控制理论中图分类号：TM315Nonlinear Speed Control for a Permanent Magnet Synchronous Generator and the Boost-Chopper ConverterGeng Qiang 1 Xia Changliang 1, 2（1.Tianjin Key Laboratory of Advanced Technology of Electrical Engineering and EnergyTianjin Polytechnic University Tianjin 300387 China 2. Tianjin University Tianjin 300072 China ）Abstract A diode bridge rectifier followed by a boost chopper circuit is a common topology ofthe generator side converter for a direct driven permanent magnet synchronou s generator (PMSG)-based wind energy conversion system(WECS). Owing to its strong nonlinearity, it is difficultfor the system to maintain good dynamic performance within a normal operating range under the ordinary proportional-integral(PI) controller.Keywords ：Surface permanent magnet synchronous generator (SPMSG), Boost chopper circuit, input-output feedback linearization (IOFL), optimal control theory1 引言近年来随着风力发电技术的快速发展，风能在能源中所占的比重也迅速上升。
碳纤维软磁复合材料在无线电能传输电磁耦合机构中的应用
碳纤维软磁复合材料在无线电能传输电磁耦合机构中的应用张欣，韩瑜，宋子晗，王文斌（天津工业大学天津市电气装备智能控制重点实验室，天津300387）摘要：为解决电动汽车无线充电应用中电磁耦合机构长时间工作中铁氧体受振易碎、电磁耦合机构体积和质量大的问题，利用碳纤维屏蔽电磁波和吸能减振的特性，将碳纤维软磁复合材料作为导磁材料，分别建立了基于铁氧体和碳纤维软磁复合材料的仿真模型，设计并制作出碳纤维软磁复合材料，建立无线电能传输测试平台进行实验验证。
结果表明：整块铁氧体的电场和磁场屏蔽最大数值分别为0.29V/m 和1.23伊10-3mT ；碳纤维软磁复合材料的电场和磁场屏蔽最大数值分别为0.22V/m 和0.79伊10-3mT ，铁氧体外侧加入两层碳纤维编织结构制成屏蔽材料，其磁场和电场屏蔽效果均优于铁氧体。
关键词：无线电能传输；电磁屏蔽；碳纤维软磁复合材料；电磁耦合机构中图分类号：TM724；TQ342.742文献标志码：A文章编号：员远苑员原园圆源载（圆园22）园4原园园75原07DOI ：10.3969/j.issn.1671-024x.2022.04.011第41卷第4期圆园22年8月Vol.41No.4August 2022天津工业大学学报允韵哉砸晕粤蕴韵云栽陨粤晕GONG 哉晕陨灾耘砸杂陨栽再收稿日期：2020-12-18基金项目：天津市自然科学基金一般项目（20JCYBJC00190）通信作者：张欣（1978—），男，博士，副教授，主要研究方向为无线电能传输技术。
E-mail ：**************Application of carbon fiber soft magnetic composite material in electromagneticcoupling mechanism of wireless power transmissionZHANG Xin ，HAN Yu ，SONG Zi-han ，WANG Wen-bin（Tianjin Key Laboratory of Electrical Equipment Intelligent Control ，Tiangong University ，Tianjin 300387,China ）Abstract ：In order to solve the problem that ferrite is fragile and the volume and weight of electromagnetic coupling mecha鄄nism are large袁when electromagnetic coupling mechanism works for a long time in wireless charging application of electricvehicles袁using the characteristics of carbon fiber shielding electromagnetic wave and energy absorption and vibration reduction袁and carbon fiber soft magnetic composite material as the magnetic conductivity material袁the simulation models based on ferrite and carbon fiber soft magnetic composite materials were established re鄄spectively.Carbon fiber soft magnetic composite material was designed and manufactured袁and a test platform for wireless power transmission was established for experimental verification of transmission efficiency.The results showed that the maximum values of electric and magnetic field shielding of monolithic ferrite were 0.29V/m and 1.23伊10-3mT袁respectively曰the maximum values of electric and magnetic field shielding of carbon fiber softmagnetic composite materials were 0.22V/m and 0.79伊10-3mT袁respectively.The simulation results of the two shielding materials were compared.The simulation results showed that the magnetic field and electric fieldshielding effects of ferrite made by adding two layers of carbon fiber braided structure outside the ferrite were bet鄄ter than those of ferrite.Keywords ：wireless power transmission曰electromagnetic shielding曰carbon fiber soft magnetic composite material曰electro -magnetic coupling mechanism无线电能传输技术可以避免用电设备与电网的直接连接，具有灵活、安全、可靠的优点。
电磁场与微波技术实验报告(全)
信息与通信工程学院电磁场与微波技术实验报告班级：姓名：学号序号：日期：1实验二：分支线匹配器一、实验目的掌握支节匹配器的工作原理；掌握微带线的基本概念和元件模型；掌握微带线分支线匹配器的设计和仿真。
二、实验原理支节匹配器支节匹配器是在主传输线上并联适当的电纳（或者串联适当的电抗），用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波，以达到匹配的目的。
单支节匹配器：调谐时，主要有两个可调参量：距离d 和分支线的长度l。
匹配的基本思想是选择d，使其在距离负载d 处向主线看去的导纳Y 是Y0 + jB 形式，即Y = Y0 +jB ，其中Y0 = 1/Z0。
并联开路或短路分支线的作用是抵消Y 的电纳部分，使总电纳为Y0，实现匹配，因此，并联开路或短路分支线提供的电纳为−jB ，根据该电纳值确定并联开路或短路分支线的长度l，这样就达到匹配条件。
双支节匹配器：通过增加一支节，改进了单支节匹配器需要调节支节位置的不足，只需调节两个分支线长度，就能够达到匹配（注意双支节匹配不是对任意负载阻抗都能匹配的，即存在一个不能得到匹配的禁区）。
微带线微带线是有介质εr(εr > 1) 和空气混合填充，基片上方是空气，导体带条和接地板之间是介质εr，可以近似等效为均匀介质填充的传输线，等效介质电常数为εe ，介于1 和εr 之间，依赖于基片厚度H 和导体宽度W。
而微带线的特性阻抗与其等效介质电常数为εe 、基片厚度H 和导体宽度W 有关。
三、实验内容已知：输入阻抗Z in = 75 Ω 负载阻抗Z L = (64 + j35) Ω特性阻抗Z0 = 75 Ω介质基片εr = 2.55，H = 1mm，导体厚度T 远小于介质基片厚度H。
2假定负载在2GHz 时实现匹配，利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络，假设双支节网络分支线与负载的距离d1 = λ/4 ，两分支线之间的距离为d2 = λ/8。
画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅度从1.8GHz 至2.2GHz 的变化。
光电组-天津大学-天津大学光电一队技术报告(1)模板
第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：天津大学队伍名称：天津大学光电一队参赛队员：孔尚萍刘帆陈步云带队教师：王建荣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九届“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：引言本文以第九届全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛为背景详细介绍了智能车系统的软硬件结构和开发流程。
采用1:10 的仿真车模，用线性CCD来识别赛道信息，以飞思卡尔半导体公司生产的16 位单片机MC9S12XS128 为核心控制器，在CodeWarrior IDE v5.1开发环境中进行软件开发，使赛车在跑道上沿着两侧黑线行驶。
本文介绍了总体方案设计、机械结构设计、硬件电路设计、软件设计、无线通信子系统设计以及系统的调试与分析。
机械结构设计部分主要介绍了对车模的改进，以及摇头CCD的机械结构。
硬件电路设计部分主要介绍了智能车的硬件电路设计，包括原理图和PCB设计。
软件设计方面，主要介绍了摇头舵机的控制原理和电机的PID 控制策略。
为了直观显示赛车在赛道上高速前进过程中的某些关键参数，我们在调试的过程中利用无线通信模块实现将关键参数传回PC的过程，使得赛车在行驶过程中的状态清晰可见，便于调试。
关键词：飞思卡尔杯智能车；线性CCD；摇头舵机；PID控制目录引言 (1)目录 (1)第一章方案设计 (1)1.1系统总体方案的选定 (1)1.2系统总体方案的设计 (1)第二章智能车机械结构调整与优化 (3)2.1智能车车体机械建模 (3)2.2智能车前轮定位的调整 (3)2.2.1主销后倾角 (3)2.2.2主销内倾角 (3)2.2.3车轮外倾角 (4)2.2.4前轮前束 (4)2.3智能车转向机构调整优化 (4)2.4智能车后轮减速齿轮机构调整 (5)2.5摇头舵机机械结构的调整 (6)第三章电路设计说明 (7)3.1主控板的设计 (7)3.1.1电源管理模块 (7)3.1.2电机驱动模块 (7)3.1.3主控板设计 (8)3.1.4接口模块 (9)3.2智能车传感器模块设计 (9)3.2.1光电传感器的原理 (9)4.1光感器的路径精确识别技术 (12)4.1.1光电传感器路径识别算法 (12)4.2弯道策略分析 (13)4.3弯道策略制定 (14)第五章开发工具、制作、安装、调试过程说明 (16)第六章模型车的主要技术参数说明 (17)6.1智能车外形参数 (17)6.2电路部分参数 (17)第七章总结 (18)参考文献附录：程序源代码 (I)第一章方案设计1.1系统总体方案的选定通过学习竞赛规则和往届竞赛相关技术资料了解到，路径识别模块是智能车系统的关键模块之一，路径识别方案的好坏，直接关系到最终性能的优劣，因此确定路径识别模块的类型是决定智能车总体方案的关键。
导航技术基础实验报告汇总
《导航技术基础》实验报告学号：姓名：南京理工大学自动化学院目录实验一全球定位系统（GPS）实验 (2)实验二陀螺仪原理实验 (4)实验三 HMR3300传感器实验........................... (7)实验四C100航向传感器实验... ... ... . (9)实验一全球定位系统（GPS）实验一. 实验目的1、熟悉GPS的结构和工作原理；2、熟悉GPS信号串口传输技术；3、掌握GRMIN公司GPS25LP OEM板实验系统。
二. 设备清单(1) GPS25LP OEM板1套(2) 开关电源 1个(3) 五金工具 1套(4) 万用表 1只(5) 《GRMIN公司GPS25LP OEM板技术资料》 1本*上课期间，实验设备由组长保管，上课期间遗失或损坏的器件须按原价赔偿。
三、课堂要求(1) 课前认真预习，精心准备；(2) 在不损坏器件或愿意赔偿的情况下自由使用器件；(3) 不同小组的器件不要混用；(4) 课后整理桌面；(5) 不在课堂做任何与学习无关的事；(6) 课后认真填写实验报告。
四、注意事项(1) 轻拿轻放加GPS实验系统，防止摔落地面；(2) 避免直接接触GPS实验系统电路板；(3) 禁止带电插拔；(4) 常见问题的处理，参见技术手册。
五、实验内容与步骤1、GPS实验系统电路连接(1) 将GPS天线接入电路板；(2) 检查电路连接是否正确；(3) 将GPS天线放至窗外；(4) 接通外接开关电源；(5) 记录所在位置的经纬度、高度、星数。
六、实验报告内容1、记录从GPS接收到数据2、数据分析当前时间：3时23分40秒实验室经度：11851.4462E实验室纬度：3201.6107N卫星编号：12 21 31卫星数量：3其他信息：GPS状态：正在估算；水平精确度：4.2；海拔高度：87.3米；大地水准面高度：2.3；GPGGA校验和是43；定位模式：手动自动2D/3D；定位类型：2D定位；HDOP水平精度因子：4.2；VDOP垂直精度因子：4.2；总的GSV语句电文数：3；可视卫星总数：9；仰角：45度；方位角：96度；七、思考题根据GPS的工作原理和特性，分析如何利用两个或多个GPS系统协同工作提高测量精度。
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第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：天津工业大学队伍名称：天津工业大学磁导航一队参赛队员：高成恩高攀许剑芳带队教师：熊慧尤一鸣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五届“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：目录第一章引言 (1)1.1智能车制作情况 (1)1.2技术报告内容安排说明 (1)第二章赛车整体设计 (2)2.1硬件模块设计 (2)2.2软件结构流程 (4)第三章智能车系统方案的选取 (6)3.1电感检测交变磁场的原理.......................................... 错误！未定义书签。
3.2电感电容的选取原则.................................................. 错误！未定义书签。
3.3方案确定...................................................................... 错误！未定义书签。
第四章赛车机械结构调整. (9)4.1底盘调整 (10)4.2前轮调整 (11)4.3后轮调整 (12)4.4齿轮传动的调整 (12)4.5舵机安装 (12)4.6传感器安装 (13)第五章电磁信号采集模块 (14)5.1电感的安装方式选择.................................................. 错误！未定义书签。
5.2信号采集模块安装高度的选择.................................. 错误！未定义书签。
第六章电机驱动模块. (16)6.1驱动电路硬件选取 (17)第七章舵机转向模块 (19)7.1舵机的结构 (19)7.2舵机工作原理 (20)7.3舵机的初始化编程： (21)第八章电源分配模块 (22)8.1LM25765V稳压电路 (22)8.2MAX6035V稳压电路 (23)8.312V稳压电路 (24)第九章测速模块 (25)9.1测速策略 (25)9.2测速电路 (26)9.3电路要求 (26)9.4码盘测速的优缺点 (27)9.5光电脉冲编码器测速 (27)9.6编码器测速的计算 (28)第十章赛车控制策略 (29)10.1XX YY的求取： (29)10.2AD_CHA0AD_CHA1的求取： (29)10.3赛车调速 (30)10.4积分项的改进： (30)10.5B ANG-B ANG控制的引入 (30)第十一章总结 (30)参考文献 (31)第一章引言1.1智能车制作情况第五届智能车的制作从2010年3月到2010年8月，倾注了队员的汗水和心血。
在整个过程中，我们共同努力，克服各种困难，主要完成了以下几方面工作。
1、硬件电路方面主要完成了磁场信号采集，舵机驱动，电机驱动，测速，电源以及辅助测试等模块的研究与设计；2、路径识别方面包括电感的安装方法，高度，宽度3、赛车结构调整方面包括舵机臂的加长、前轮倾角、后轮差速、整车重心的设计及调整以及与控制策略的配合。
4、控制策略及软件设计方面主要解决了多个中断联合使用的时序问题、赛车快速行驶时的滞后问题以及转角与速度、机械结构的配合问题。
本队在华北赛区取得了优异成绩，有幸参加在杭州电子科技大学举办的全国总决赛。
现向组委会提交本队技术报告，本技术报告详细介绍系统方案的选取、整车的参数、传感器的选取及个数、MC9S12XS128单片机最小系统，各个模块的电路设计及工作原理，硬件结构的设计和改进、软件的控制策略等。
1.2 技术报告内容安排说明本文的正文部分大致分为十二个部分：第一章，引言部分，介绍比赛背景，技术报告内容安排说明，智能车制作情况等。
第二章，赛车整体设计，从硬件及软件方面简单的介绍了赛车结构。
第三章，智能车系统方案的选取，介绍电感与电容的选取以及电路设计。
第四章，赛车机械结构调整，具体介绍了对赛车各个机械部分的调整，使其达到最佳状态。
第五章，电磁信号采集模块，主要对电感电路的不同的安装方式所得到的信号进行介绍。
第六章，电机驱动模块，介绍了驱动电机的原理及电路设计。
第七章，舵机转向模块，介绍了舵机的结构、参数，以及舵机的控制方法和程序初始化。
第八章，电源分配模块，介绍了系统各个部分的电源分配和电路设计。
第九章，测速模块，介绍了测试模块的硬件设计，电路和程序初始化。
第十章，赛车控制策略，介绍了控制赛车舵机，赛车调速。
第十一章，总结，参赛队员对参加比赛的体会和感想，存在的不足之处。
1第五届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第二章赛车整体设计2.1 硬件模块设计系统硬件模块设计图如图2.1所示。
电源模块电磁信号采集模块测速模块电机驱动模块舵机转向模块MC9S12XS128辅助调试模块2.1 系统硬件模块设计图整个赛车硬件模块主要分为六大部分：电源模块、电磁信号采集模块、测速模块、驱动模块、舵机转向模块。
电源模块：由于在赛车运行过程中阻力的变化频繁，加速制动剧烈，电池负载变化剧烈，所以采用MAX063将电池电压稳压到5V，单独给单片机供电，以提高单片机工作电压的稳定性；采用lm576将电池电压稳压到5V给信号采集模块电路、测速电路、电机驱动芯片供电；电机驱动和舵机电源直接采用电池7.2V 供电。
第二章 赛车整体设计3电磁信号采集模块：将由电感和电容的谐振电路得到的信号通过运放放大后，由mc9c12xs128AD 模块采取电压信号，通过比较峰值大小，判断小车位置测速模块：测速模块主要由小型编码器和ect 脉冲捕捉功能构成。
通过一定时间内捕捉到编码器发出的脉冲来计算出赛车的速度。
舵机模块和驱动模块分别用于实现赛车转向和驱动。
驱动模块采用H 桥电路，一方面提高了驱动能力，另一方面所选芯片承受最大电流可达60A ，完全可以满足电机堵转时所要求的驱动承受能力。
图2.2为主板电路图图2.2 主板电路图第五届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告2.2 软件结构流程系统软件流程图如图2.3所示。
开始系统初始化赛车启动（将赛车舵机转到中间位置）数据处理并且计算出舵机转角调速模块延时2秒是否完成是否已检测到起跑线AD 采集是否完成X 次采集NYNY测速是否完成YN图2.3 系统软件流程图第二章赛车整体设计在系统程序中，主要包含电压采集，采集数据处理，测速及控制量的计算三部分。
采集电路的电压信号是在AD中断中采集的,每完成一次有效的AD采集，关闭AD中断，进行数据处理和测速处理。
数据处理完成后，进行有效的转角和速度控制。
5第五届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第三章智能车系统方案的选取3.1 电感采集交变电流信号的原理1、导线周围的电磁场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。
智能汽车竞赛使用路径导航的交流电流频率为20kHz，产生的电磁波属于甚低频（VLF）电磁波。
甚低频频率范围处于工频和低频电磁波中间，为3kHz～30kHz，波长为100km～10km。
如图3.1所示：图3.1电流周围的电磁场示意图导线周围的电场和磁场，按照一定规律分布。
通过检测相应的电磁场的强度和方向可以反过来获得距离导线的空间位置。
2、电磁场的检测方法磁场的检测方法有很多，利用物质与磁场之间的各种物理效应，人们发明了很多磁场传感器，例如：磁敏二极管，磁敏三极管，电磁线磁场传感器。
各种磁场传感器由于测量原理不同，测量的磁场精度和范围是不一样的。
但是这些磁场传感器相对于交变磁场的实现起来具有一定难度。
从价格和适用性考虑，我们选择了官方提供的电磁感应线圈的方案，它具有原理简单、价格便宜、体积小（相对小）、频率响应快、电路实现简单等特点。
由电磁感应定理，变化的磁场在导线中产生电动势，闭合的导线中则会产生电流，按正弦规律变化的磁场则产生按正弦规律变化的电动势。
由图3.1知，离导线越远磁场越弱，检测到的电动势就越小，又由于得到的是正弦变化的电压，电压的变化即电压幅值的变化。
为了得到稳定的电压信号，采用LC振荡电路进行信号采集。
3.2 对原始信号的处理通过LC谐振电路得到的原始信号如图3.2。
第三章 智能车系统方案选取7图3.2 原始信号图从LC 谐振电路得到的信号是交变的电压信号，电压幅值太小，只能达到几百毫伏，需进行放大，要直接能由AD 采集，还必须把负电压升高为正电压且不能让信号失真，才能通过AD 直接采集进行数据的处理。
放大电路如图3.3所示。
图3.3 信号放大电路图该电路里的电阻都是通过实验得到了，不同的电阻搭配将会得到不同的放大倍数，但是如果电阻匹配不合理就不能得到理想的放大倍数，也会使原始信号变坏，出现毛刺、不稳定等现象。
原始信号通过此电路过后，得到放大且电压升高的信号，信号如图3.4。
第五届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告图3.4 处理信号图3.3 电感和电容类型的选取对于谐振电路，电感和电容的选取只需满足。
我们选择了10mh的电感和6.8nf 的电容。
在电感和电容的数值匹配上，只要满足选取原则即可，对信号影响不大。
但是电感和电容类型的选择则会对信号的稳定性，信号的强弱产生很大的影响。
10mh的电感在市面上有很多类型，主要是绕线的粗细，粗的绕线可以得到更大，更稳定的信号，而细的绕线电感体积小，重量轻，且产生的信号也很稳定。
所以从各方面考虑，我们选择了细绕线的电感。
电容的类型则决定了谐振电路选频能力的高低。
最开始我们选用瓷片电容，得到的信号会随外界条件而发生变化，且相同的两块电路对称性很低，信号之间有很大的差值。
后来改用云母电容，改变了这样的现状，使信号稳定且电路之间的对称性提高。
由此，我们明白，不同的电容将会对电路造成很大的影响。
第三章 智能车系统方案选取9第四章 赛车机械结构调整要保证赛车的稳定的行驶，而且直道加速阻力较小，转弯比较灵巧，除了有相应的软件和硬件电路的设计之外，赛车的机械结构对其也有很重要的影响。
本章将介绍赛车的机械结构特点及调整方案。
今年整车布局采用低重心紧凑型设计，降低舵机调整力臂长度以提高响应速度。
而且由于驱动电路的改进，电机动力性提高的同时热负荷也显著增加了，提高了赛车持续调试和比赛的能力。
在降低整车重心方面采用了低位主板的布局，尽量减轻信号采集电路和支架的重量。
赛车整体图如图4.1所示。
图4.1赛车整体布局图赛车基本尺寸参数如表4.1所示。
第五届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告表4.1 赛车基本尺寸参数基本参数尺寸轴距200cm前轮距126cm后轮距135cm车轮直径54cm车长39mm车宽24mm传动比18/764.1 底盘调整从空气动力学角度上讲，影响赛车行驶稳定性的三个主要内容是：下压力，阻力以及灵敏性。