飞思卡尔杯智能车竞赛报告总结

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飞思卡尔智能车大赛技术报告

飞思卡尔智能车大赛技术报告

第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛光电组技术报告学校:中北大学伍名称:ARES赛队员:贺彦兴王志强雷鸿队教师:闫晓燕甄国涌关于技术报告和研究论文使用授权的说明书本人完全了解第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、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:2014-09-15日摘要本文介绍了第九届“飞思卡尔杯全国大学生智能车大赛光电组中北大学参赛队伍整个系统核心采用飞思卡尔单片机MC9S12XS128MAA ,利用TSL1401线性CCD 对赛道的行扫描采集信息来引导智能小车的前进方向。

机械系统设计包括前轮定位、方向转角调整,重心设计器件布局设计等。

硬件系统设计包括线性CCD传感器安装调整,电机驱动电路,电源管理等模块的设计。

软件上以经典的PID算法为主,辅以小规Bang-Bang算法来控制智能车的转向和速度。

在智能车系统设计开发过程中使用Altium Designer设计制作pcb电路板,CodeWarriorIDE作为软件开发平台,Nokia5110屏用来显示各实时参数信息并利用蓝牙通信模块和串口模块辅助调试。

关键字:智能车摄像头控制器算法。

目录1绪论 (1)1.1 竞赛背景 (1)1.2国内外智能车辆发展状况 (1)1.3 智能车大赛简介 (2)1.4 第九届比赛规则简介 (2)2智能车系统设计总述 (2)2.1机械系统概述 (3)2.2硬件系统概述 (5)2.3软件系统概述 (6)3智能车机械系统设计 (7)3.1智能车的整体结构 (7)3.2前轮定位 (7)3.3智能车后轮减速齿轮机构调整 (8)3.4传感器的安装 (8)4智能车硬件系统设计 (8)4.1XS128芯片介绍 (8)4.2传感器板设计 (8)4.2.1电磁传感器方案选择 (8)4.2.2电源管理模 (9)4.2.3电机驱动模块 (10)4.2.4编码器 (11)5智能车软件系统设 (11)5.1程序概述 (11)5.2采集传感器信息及处理 (11)5.3计算赛道信息 (13)5.4转向控制策略 (17)5.5速度控制策略 (19)6总结 (19)6.1效果 (20)6.2遇到的问题以及解决办法 (20)6.3队员之间的合作很重要 (21)附录 (22)源程序 (23)1绪论1.1 竞赛背景随着经济发展,道路交通面临新的问题和新的挑战。

智能汽车竞赛活动总结

智能汽车竞赛活动总结

智能汽车竞赛活动总结7月24日,第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛在兰州交通大学完美谢幕,经过半年多的努力与学习,我校工业中心(3)队在这次竞赛中获得西部赛区光电组三等奖,虽然成绩不是很理想,但是从学习的角度上看,学生确实学到了不少新知识、也逐渐成长起来。

“飞思卡尔”杯是由教育部高等自动化专业教学指导分委员会主办的全国大学生智能汽车竞赛,该竞赛以智能汽车为研究对象的创意性科技,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。

以“立足培养,重在参与,鼓励探索,追求卓越”为指导思想,旨在促进高等学校素质教育,培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识,激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能,倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神。

“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子电气、计算机、机械与汽车等多学科专业知识的创意性比赛,融合科学性、趣味性和观赏性为一体。

至今我部已参赛两届,在全校形成了具有一定规模影响力,该竞赛给学生提供了广阔的学习空间,丰富了课外兴趣学识,增强了学生的动手能力,深受学生的喜爱。

参赛的是工业中心(3)队的光电组,在指导老师的带领下,队员间团结协作,紧密配合,包括前期准备、宣传,比赛以及赛后相关事宜都有条不紊地完成,同时十分感谢校领导及中心领导在此次赛事中的大力支持和帮助。

对于智能车的控制系统,采用freescale 16 位单片机mc9s12sx128 为核心控制器,利用16个红外光电传感器构成的光电传感器阵列采集路面信息,单片机获得传感器采集的路面信息和车速信息,经过分析后控制智能车的舵机转向,同时对直流电机进行调速,从而实现智能车沿给定的黑线快速平稳地行驶。

看似简单的控制思路制作实属不易,除了兴趣之外,学生必须花费大量的时间和精力攻克各自负责的模块。

在制作过程中主要做了三个方面的努力:1.单片机初始化模块,包括i/o模块、pwm模块、ad模块、计时器模块、定时中断模块初始化;2.实时路径检测模块,光电传感器检测黑线,将返回信号输入单片机的输入端口,经单片机内部ad转换,进行分析,得出合适的pwm信号控制舵机转向;3.舵机控制模块、驱动电机控制模块,通过直接输出pwm信号控制舵机和电机;5月初,完成了智能车的最初组装以及调试,小车在赛道上能缓慢行走,接下来对各个有效参数进行修改、调试,终于小车的速度和稳定性也有了明显的提升,最后在程序中写入起跑线的检测,基本任务也就完成了。

飞思卡尔智能车比赛总结

飞思卡尔智能车比赛总结

第五届飞思卡尔智能车竞赛总结经过的一个多月的紧张准备,这一届的比赛对于我们来说已经落下了帷幕,其中有困惑、有艰辛、有收获、有快乐。

无论结果如何,我们经历的这个过程也许是我们最大的收获。

回首初次接触小车,我们不了解小车的整个系统工作流程,不懂S12单片机的使用方法,不知道33886的驱动原理......于是,我们要做的只有去学习,去了解,去探索。

实验室成了我们的家,网络资源就是我们的百科全书,不懂就问,不会就查成为我们解决问题最佳的途径。

经过半个月的摸索,发现自己渐渐地入门了,回想起当初提出的一些问题真是有点白痴。

随着学习的不断深入,我们逐步的认识到团队合作的必要性,对于一个不大不小的工程来说“单打独斗”是不行的,只有依靠团队的力量,成员之间紧密配合但又要各有侧重,发挥自己的优势,这样才能在有限的时间内,使工作更快,更优地进行下去。

说到这次比赛,我们真是开阔了眼界,看到了和那些重点院校的差距,无论硬件还是软件,感觉他们都下了很大的功夫。

由于今年有两组比赛用的是新车,勇于开拓,大胆创新在他们的小车上体现得淋漓尽致。

凡是跑的流畅的小车,细看一下他们的机械结构都是动了“大手术”的,把非常“矫情”的舵机改装得“五花八门”,也许其中有些不是最佳效果,但敢于尝试,说明他们弄懂了其中的结构原理。

对于摄像头组我发现各个院校的小车在外观上没有特别创新的地方,也许对与摄像头组最大的挑战是软件部分,大量的数据如何适当的处理,寻迹算法怎样实现,还有道路预测等等问题都需要一一解决。

回过头来,看看我们自己的小车,真是感慨不已,有些感到捉襟见肘的同时,也带着那么一点自豪。

跟别的学校同学交流时,他们不住地为我们的“纯手工打造”而惊讶,为我们的成本低廉而赞叹。

当真正的走到赛场,我们的小车也并不比他们的跑的慢(用老车跑的两个队成绩也算是名列前茅了)。

但我们仍要清楚地看到我们的不足之处,新车的改动空间很大,摄像头这个历史问题我们势必要把它解决掉,小车的驱动也有待改进……现在比赛刚刚结束,我们要做的就是总结自己和别人的先进经验以及我们有待解决的问题,为我们下一届的比赛做些必要的沉淀和积累。

飞思卡尔智能车技术报告

飞思卡尔智能车技术报告

第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告学校:队伍名称:参赛队员:带队教师: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六届“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:摘要随着现代科技的飞速发展,人们对智能化的要求已越来越高,而智能化在汽车相关产业上的应用最典型的例子就是汽车电子行业,汽车的电子化程度则被看作是衡量现代汽车水平的重要标志。

同时,汽车生产商推出越来越智能的汽车,来满足各种各样的市场需求。

本文以第六届全国大学生智能车竞赛为背景,主要介绍了智能车控制系统的机械及硬软件结构和开发流程。

机械硬件方面,采用组委会规定的标准 A 车模,以飞思卡尔半导体公司生产的80管脚16 位单片机MC9S12XS128MAA 为控制核心,其他功能模块进行辅助,包括:摄像头数据采集模块、电源管理模块、电机驱动模块、测速模块以及无线调试模块等,来完成智能车的硬件设计。

软件方面,我们在CodeWarrior IDE 开发环境中进行系统编程,使用增量式PD 算法控制舵机,使用位置式PID 算法控制电机,从而达到控制小车自主行驶的目的。

另外文章对滤波去噪算法,黑线提取算法,起止线识别等也进行了介绍。

关键字:智能车摄像头图像处理简单算法闭环控制无线调试第一章引言飞思卡尔公司作为全球最大的汽车电子半导体供应商,一直致力于为汽车电子系统提供全范围应用的单片机、模拟器件和传感器等器件产品和解决方案。

飞思卡尔公司在汽车电子的半导体器件市场拥有领先的地位并不断赢得客户的认可和信任。

其中在8 位、16 位及32 位汽车微控制器的市场占有率居于全球第一。

飞思卡尔公司生产的S12 是一个非常成功的芯片系列,在全球以及中国范围内被广泛应用于各种汽车电子应用中。

2024年飞思卡尔智能车总结(四篇)

2024年飞思卡尔智能车总结(四篇)

2024年飞思卡尔智能车总结关于飞思____智能车轨迹追踪竞赛飞思____智能车竞赛,由飞思____公司赞助,是一项全国本科院校共同参与的科技竞赛活动。

今年,安徽省有幸成为第____届省级赛区,我们专科院校也有幸参与其中。

基于专业的匹配,我们系在本专业中选拔了一些同学,我非常荣幸能与我的团队并肩合作。

由于我们学校初次参加,缺乏经验,指导老师正与我们一起逐步探索解决方案。

我们选择使用B型车进行光电寻迹任务。

根据任务需求,老师将其划分为几个关键模块(寻迹模块、电源模块、驱动模块、测速模块),我负责的是寻迹模块的构建。

起初,对于黑白寻迹,我仅感到“神秘”。

通过查阅资料和老师的指导,我理解了其寻迹原理。

这主要基于黑白颜色对光的反射差异(白色完全反射,黑色完全吸收)来识别黑白线。

由于我们之前未接触过传感器知识,对此领域略感模糊,因此我专门投入时间学习传感器,理解了其在电路中的功能。

接下来,我们面临材料选择的挑战,市场上的光电管种类繁多,各校使用的也不尽相同。

我们需要找到一款适合我们车辆的光电管。

我最初在网上找到一些电路图,并购买了一些光电管进行焊接,但结果并未达到预期。

我一度认为问题出在光电管上,但即使更换为光电发射与接收一体管,问题仍未解决。

在一段时间的停滞和反复试验后,我尝试调整了与接收管串联的电阻值(从10k改为100k),意外地提高了接收距离,达到十几厘米。

这仍不理想,因为为了防止光电管之间的相互影响,每个光电管都需要加上套管,而我们购买的光电管无法满足这一要求。

经过深入研究,查阅资料,以及反复实验,我们最终选择了____公司的光电管(型号)。

我想强调的是,他人的经验可以作为参考,但不一定适用于我们自身,就像我之前选择的光电管电路图,可能在某些情况下适用,但在我们的特定需求下并不理想。

在探索阶段,逐步实验始终是至关重要的。

确定光电管后,我们进入了电路焊接阶段。

我们借鉴了其他学校的经验,初步决定使用____来配置光电管。

2024年飞思卡尔智能车总结

2024年飞思卡尔智能车总结

2024年飞思卡尔智能车总结
2024年飞思卡尔智能车在技术、市场和发展方面取得了重要进展。

在技术方面,飞思卡尔智能车在感知、决策和控制方面取得了显著的提升。

通过引入先进的传感器技术、深度学习算法和决策系统,智能车能够更准确地感知周围环境,并作出更精准的决策。

此外,智能车的控制系统也得到了改进和优化,使得车辆在各种复杂的道路条件下能够更安全、稳定地行驶。

在市场方面,飞思卡尔智能车取得了良好的销售业绩和市场份额。

随着智能汽车的普及,越来越多的消费者开始关注智能车的安全性、效率和便利性。

飞思卡尔智能车凭借其卓越的技术和可靠的性能,获得了广大消费者的认可和信赖,进一步扩大了市场份额。

在发展方面,飞思卡尔智能车与各大汽车制造商、科技公司和城市机构建立了紧密的合作关系。

通过合作,飞思卡尔能够更好地了解市场需求,持续改进和创新智能车技术。

此外,飞思卡尔还积极参与智能交通系统和城市智能化建设,为城市提供更安全、高效的交通解决方案。

综上所述,2024年飞思卡尔智能车在技术、市场和发展方面都取得了显著的进展,为智能汽车行业的发展做出了积极贡献。

未来,飞思卡尔将继续致力于推动智能车技术的发展,为用户提供更智能、更安全的出行体验。

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飞思卡尔智能车总结标准(2篇)

飞思卡尔智能车总结标准(2篇)

飞思卡尔智能车总结标准脚踏实地艰苦风斗我有幸能够参加____年全国点学生飞思____智能车竞赛,在这次竞赛中我们学到了很多,有专业方面的知识,比如单片机,各类传感器,不同芯片间的通信等等,也学会了一些书本上没有的东西,比如团队合作,如何网上购买到好的元器件,如何布局pcb板上各个元器件的位置等。

为了这次比赛,学校提前好久就开始准备了。

只是我们的课程比较多,平时去实验室的机会不是很多,为此我们也很伤脑筋。

终于等到寒假了,我们几个全身心的投入到这次比赛的准备中。

每天早上起来买点早餐就直奔实验室,白天动手做下硬件,晚上回到宿舍在就看下理论,联系编程。

这样的日子我们一点都没有感觉到累,每天都希望自己会学到更懂得东西,好似饿了许久的动物,得到了食物一般。

每天感觉都那么充实,想想大学里前两年学到的东西还没有那个寒假学到的东西多。

寒假里我们把历届的技术报告都看了看,这期间学到不少东西,尤其是对各类元器件的认识及使用。

真是受益匪浅。

接下来就是一些以前失败的经验,希望能有所参考。

比赛前在不注重实际赛道和自己练习赛道的区别,赛道一变,以前调试的结果都将无效。

所以,谨记一点,一定要吧硬件做好,比赛前一定好好利用好试车时间,多注意自己的赛道和比赛的赛道的区别,注意摩擦程度,光线的亮暗,空气的潮湿程度等。

其次是传感器的____,这次我们选用的是激光做传感器。

这个传感器相比其它传感器有很多优点,比光电的射的远,而且稳定性高,但是激光的很贵,所以提前一定要看好电路图,____一定要够稳固,不然后期传感器坏起来就头疼了。

我们以前有好多关键时刻传感器出问题失败的例子,不胜枚举,经验惨痛。

如果____不好,系统不够稳定,导致在比赛失败,而且平时调试浪费了好多宝贵的调试时间。

这一点,谨记,硬件固定一定要牢固。

其次是装配,各个模块间的连接线固定不牢靠。

使得导线接触不良,导致小车参赛时好几次冲出跑道(其中一个传感器的输入信号接触不良造成的)。

飞思卡尔智能车大赛总结

飞思卡尔智能车大赛总结

飞思卡尔智能车大赛总结刚进入高校半年,我就有幸参与飞思卡尔智能车竞赛。

说实话,刚报名参与这项赛事的时候我只是抱着奇怪的心态去参与,可是真的进入了这个团队的时候,我发觉这个活动是多么的吸引我,让我立刻在枯燥的学习生活中找到了乐趣。

活动现在也已经接近尾期了,回顾这一段时间在这个活动中所经受的,真是感慨万千啊。

刚进入飞思卡尔智能车竞赛的时候,由于有一些事儿,所以前两周就缺席了活动的前期培训,结果我被支配到了最终一组,最终一组的条件相对来说还是要差一点哎,当时我还挺懊丧的,可是转念一想也没什么,在哪一组都是学习的机会,即使条件再差,也要硬着头皮上,甚至要比其他组都做的更好,就像毛主席说的一句话,没有条件也要制造条件,这样想我的心情也好多了。

从这之间,我也领悟到了一个道理,没有什么事情都是根据你想的思路去进展的,对于许多的不确定因素,我们要敏捷的去处理,体验这种过程也是一种成长。

刚进入飞思卡尔智能车这个项目的时候,我对电子产品还不甚了解。

当我真正的接触到了之后,我发觉原来电子产品是这么的奇妙。

一些电子元件焊在一块小的电路板上,一块单片机,就构成了一个小小的系统,自己还可以给这个系统编入程序,让它根据你要求的指令你完成各项指令。

当老师给我们演示的时候,我当时就被深深的吸引了。

以前只是拿着做好的电子产品玩,连那些元器件也很少见,更没想到这些元器件的组合会那么的奇妙,以至于转变我们的世界,转变了我们的生活。

这次参与飞思卡尔智能车的竞赛,不仅让我学到了许多,而且也遇到一些挫折和麻烦。

在前期的培训中,各个不同专业的老师都来给我们辅导,给我们补习学问,说真的,当时参与这个活动的时候我们对这方面就是一张白纸。

从最基础的电子元器件的熟悉开头,到电路图、设计原理、焊接、再到后来kiel软件的运用和编程,虽然有许多我们现在都做的,运用的不太熟识,但是我还是很兴奋,由于它激发了我的爱好,特殊是焊接和编程这一块,使我的动手力量大大的提高了。

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1.1. 系统分析智能车竞赛要求设计一辆以组委会提供车模为主体的可以自主寻线的模型车,最后成绩取决于单圈最快时间。

因此智能车主要由三大系统组成:检测系统,控制系统,执行系统。

其中检测系统用于检测道路信息及小车的运行状况。

控制系统采用大赛组委会提供的16位单片机MC9S12XS128作为主控芯片,根据检测系统反馈的信息新局决定各控制量——速度与转角,执行系统根据单片机的命令控制舵机的转角和直流电机的转速。

整体的流程如图1.1,检测系统采集路径信息,经过控制决策系统分析和判断,由执行系统控制直流电机给出合适的转速,同时控制舵机给出合适的转角,从而控制智能车稳定、快速地行驶。

图2.11.2. 系统设计参赛小车将电感采集到的电压信号,经滤波,整流后输入到XS128单片机,用光电编码器获得实时车速,反馈到单片机,实现完全闭环控制。

速度电机采用模糊控制,舵机采用PD控制,具体的参数由多次调试中获得。

考滤到小车设计的综合性很强,涵盖了控制、传感、电子、电气、计算机和机械等多个学科领域,因此我们采用了模块化设计方法,小车的系统框图如图2.2。

第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告图2.21.3. 整车外观图2.31.4. 赛车的基本参数智能车竞赛所使用的车模是东莞市博思公司生产的G768型车模,由大赛组委会统一提供,是一款带有摩擦式差速器后轮驱动的电动模型车。

车模外观如图3.1。

车模基本参数如表3.1。

图3.1表3.1车模基本参数1.5. 赛车前轮定位参数的选定第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告现代汽车在正常行驶过程中,为了使汽车直线行驶稳定,转向轻便,转向后能自动回正,减少轮胎和转向系零件的磨损等,在转向轮、转向节和前轴之间须形成一定的相对安装位置,叫车轮定位,其主要的参数有:主销后倾、主销内倾、车轮外倾和前束。

模型车的前轮定位参数都允许作适当调整,故此我们将自身专业课所学的理论知识与实际调车中的赛车状况相结合,最终得出赛车匹配后的前轮参数[6]。

1.5.1. 主销后倾角主销后倾角是指在纵向平面内主销轴线与地面垂直线之间的夹角γ,如图3-2。

模型车的主销后倾角可以设置为0、 2°〜3°、 4°〜6°,可以通过改变上横臂轴上的黄色垫片来调整,一共有四个垫片,前二后二时为0°,前一后三为2°〜3°,四个全装后面时为4°〜6°。

由于主销后倾角过大时会引起转向沉重,又因为比赛所用舵机特性偏软,所以不宜采用大的主销后倾角,以接近0°为好,即垫片宜安装采用前二后二的方式,以便增加其转向的灵活性。

如图3.3。

图3.2 图3.31.5.2. 主销内倾角主销内倾角是指在横向平面内主销轴线与地面垂直线之间的夹角β,如图3.4,它的作用也是使前轮自动回正。

对于模型车,通过调整前桥的螺杆的长度可以改变主销内倾角的大小,由于前轴与主销近似垂直的关系,故主销内倾角第三章赛车机械结构与参数调整与车轮外倾角关系密切。

实际调试过程中,一般为了找寻合适的车轮外倾角而改变主销内倾角度。

最终确定的角度为4°〜5°。

图3.41.5.3. 前轮外倾角前轮外倾角是指通过车轮中心的汽车横向平面与车轮平面的交线与地面垂线之间的夹角α,如图3.5,实际汽车一般采用正外倾,即从正面看车轮呈现"八"字。

主要目的是为承载车辆车轮磨损均匀,并有一定的回正力矩,尤其适用于城市排水街道的拱形路面。

模型车没有提供专门的外倾角调整配件,一般情况下由主销内倾角决定。

鉴于比赛中赛车经常出现的急弯,车轮适当的内倾对改善转向特性有很明显的效果。

前轮外倾角和主销内倾角近似相同,调定采用4°左右的内倾角。

图3.51.5.4. 前轮前束所谓前束是指两轮之间的后距离数值与前距离数值之差,如图3.6,也指前轮中心线与纵向中心线的夹角。

习惯上沿赛车行进方向俯视,两前轮呈内八字即第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告前端小后端大的称为"前束",反之则称为"后束"。

其主要作用是减少对有外倾的汽车轮胎的磨损、而对于车轮内倾的赛车,要有相应的后束才能保证轮胎向前滚动而不会滑动,轮胎磨损均匀。

我们采用的后束基本有3mm左右。

图3.61.6. 赛车后轮减速器差速机构调整模型车采用大赛组委会统一采用的RS-380SH电机驱动,电机轴与后轮轴之间的理想传动比为18:76(电机轴齿轮齿数为18,后轴传动齿数为76〕。

减速器对车模的驱动能力有很大的影响。

齿轮啮合不恰当,会大大降低电机驱动效率,严重影响最终成绩。

调整的一般原则是:两传动齿轮轴保持平行,齿轮齿顶系数、重合度等要适当,齿顶宽要在保证一定范围。

齿轮轴不平行,会使阻力陡增,轮齿不正常磨损,电机抖动等;齿轮啮合过松容易打齿,过紧则会增加齿轮磨损,齿顶变尖,最终都使传递效率降低,噪音增大;重合度小的啮合噪音严重,动力波动很大,赛车会出现跳动。

判断齿轮传动是否良好的依据是,听一下电机带动后轮空转时的声音。

声音剌耳响亮,说明齿轮间的配合间隙过大,传动中有打齿现象;声音闷,则说明齿轮间的齿顶间隙过小,若同一控制量下转速明显低则可能是齿轮轴不平行,要更换后轴或重新固定电机以改善同轴度。

调整好的齿轮噪音很小,调速过程中也不会有碰撞杂音,跑动中也无任何杂音,达到"润物细无声"的境界。

差速器对车模的转向灵活性,直线行驶稳定性等影响较大。

差速器调整不第三章赛车机械结构与参数调整当,过松会严重影响驱动能力,尤其原地起步时滑动严重,噪声大;过紧则转向不灵活,甚至无法滚动过弯,全靠车轮的侧滑使车体通过弯道,致使转弯半径增加,对速度提升不利。

理想差速器应为两轮不转则主减速齿轮不会转动,一轮抱死另外一轮以双倍驱动轴转速旋转,驱动轴不转,左右两轮旋转任意某个,另一个会等速反转,无延时和角度偏差,声音和顺。

对此,我们尝试了各种磨损程度的摩擦环与主减速器上均布的滚珠配合,终于得出一些经验:新车的差速普遍好,关键在于滚珠突出、摩擦环平整;对于有磨损的摩擦环,应与旧主减速器配合使用。

同时,一副好的差速,最好不要单独更换其中某一部件。

否则会使磨损加剧,影响差速器整体寿命。

1.7. 赛车其他重要参数的调整智能车在比赛中要保持高速行驶状态,故对赛车操纵稳定性要求很高,尤其是重心位置与质量分布,悬架刚度等,对于坡路,还要考虑到车辆的通过性要求。

因此,我们在组装车模时充分考虑小车的整体性能,重心偏后而且低些,对小车行驶稳定性提升很有帮助,我们通过更换前轮减震弹簧刚度、长度等,与轮胎搭配调试出比较合适的刚度比;在保证通过性的前提下,力求将重心降到最低,而重心降低则用调整垫片、更换后轴的轴承座即调整电池座等,实现小车性能要求;前轮减震弹簧刚度较小时,转向时前轮跳动较小,转向平顺,而后悬架纵向刚度调的较大以保证驱动轮传递动力的稳定性,横向刚度需向车模添加弹簧以改善后轴侧偏特性,同时大刚度对直线行驶能力有所帮助,但经过突起时后轮跳起严重,最终我们采用过突起减速的控制策略。

1.8. 传感器、主板的固定和舵机的架设传感器的固定主要包括电感PCB板和光电编码器两者的固定。

PCB板的固定既要考虑前瞻性,又要考虑小车的通过性。

因此我们用自己做的铝架将PCB板固定在小车前端,距离地面有一定高度,避免小车过坡时PCB 板碰到坡道,而且此时采集到的信号也满足控制要求。

如图3.7。

第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告图3.7光电编码器的安装精度要求较高,编码器轴与赛车后轴平行,通过齿轮与赛车差速器相啮合。

用组委会提供的旧电机上自带的齿轮进行改造后固定在编码器上,由于该齿轮不仅模数与差速器齿轮相同,而且反馈回来的是电机的实际转速,使得速度控制的程序可读性增强很多。

编码器最终用铝板支架固定于赛车尾部。

如图3.8。

图3.8电路板设计成与车底盘形状接近的梯形。

安装时为防止静电干扰,用垫片将其抬离底盘表面一定距离。

最终用三个螺钉稳定地固定在底盘中前端,舵机后侧的空间内,如图3.9。

舵机依旧沿用去年第四代爱德车的舵机架固定,只是增加了两个固定螺钉,通过旋紧度,还能微调赛车前轮内倾角度,使调整机械更细化,赛车的性能更稳定。

图3.10。

图3.9 图3.10系统的硬件电路分为主控板和电机驱动两大部分,下面对两大部分分模块进行详述。

1.9. 主控板主控板主要由电源模块、传感器信号采集(AD)、及其他模块(电机、舵机控制、无线模块)接口组成,实现信号采集和处理、输出控制及为系统提供稳定的工作电压。

1.9.1. 单片机最小系统MC9S12XS128使用的是龙丘的成品,故外围电路无须另行设计,在此不赘述,单片机各个端口分配情况如表4-1所示:表4.1 单片机端口分配表1.9.2. 电源模块的设计稳定的电源对于一个控制系统来说非常重要,关系到整个系统是否能够正常而稳定的工作,因此在设计控制系统时为每个工作系统设计了合适的电源。

第四章电路设计说明由于智能车竞赛要求车模用7.2V 2000mAh Ni-Cr电池供电,而单片机、光电编码器以及传感器等均需要5V的供电电压,伺服电机工作电压4V-6V(电压越大伺服电机反应时间越短),直流电机可以直接由提供的电池供电,因此智能车电压调节电路如图4.2所示:图4.25V电源模块用于给单片机、传感器等供电,由于低压差线性稳压芯片LP3853ES-5.0的纹波电压小,能对负载的变化迅速作出调整,适合为微处理器供电,故采用如下电路搭建了5V稳压电路图4.3无线模块所要求的电压为3.3V,采用了低压差降压稳压芯片LD1117-3.3来为无线模块供电,在压差为1V左右就能输出3.3V电压,最大输出电流为800mA,能够满足需求,其典型应用电路如图4.4所示:第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告图4.46V 电源模块用于给舵机供电。

赛车调试过程中发现,若直接用电池给舵机供电,虽然舵机反应迅速,但电机驱动时对电源的电流冲击会是电源电压波动,导致舵机在给定打角时仍然会出现左右频摆的现象。

故采用AMS1117-ADJ稳压芯片,其最大输出电流为1A,满足需求。

应用电路如4.5所示:图4.5电机通过驱动芯片获得电压,具体将在电机驱动模块进行叙述,在此不再赘述。

1.9.3. 信号采集模块所选传感器为10mH工字型电感,经过简单滤波后经三极管放大,再经过整第四章电路设计说明流后直接由单片机内部AD采集信号,所用电路图4.6:图4.61.9.4. 无线模块在调试赛车的过程中,经常需要查看某些参数和变量值,虽然通过BDM可以实时的在电脑上看全局变量的值,但是在赛车跑动时非常不方便,特别是当车速较高时更加困难。

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