百年矿大信电一队技术报告
煤矿自动化年度总结(3篇)
第1篇一、前言2023年，我国煤矿行业在科技进步和国家政策的大力支持下，积极推进煤矿自动化建设，取得了显著成效。
本年度，我矿在自动化技术引进、应用和推广方面取得了突破，现将全年工作总结如下：二、自动化技术应用与推广1. 5G技术应用：本年度，我矿成功引进5G技术，并在矿井关键区域部署5G基站，实现了5G网络的全覆盖。
5G网络的低时延、高可靠特性，为远程控制、实时监控等应用提供了有力保障。
2. 人工智能技术：在采煤、掘进等环节，我矿引入了人工智能技术，实现了自动化控制。
通过人工智能算法优化生产流程，提高了生产效率，降低了人力成本。
3. 大数据分析：本年度，我矿建立了大数据分析平台，对生产、安全、设备运行等数据进行实时采集、分析和处理。
通过大数据分析，实现了对生产过程的精准调控，提高了安全生产水平。
4. 智能机器人应用：我矿在采煤、掘进等环节，引入了智能机器人，实现了自动化作业。
智能机器人具备自主导航、自动避障等功能，提高了作业效率，降低了安全风险。
三、智能化矿井建设1. 智能化采煤工作面：本年度，我矿完成了10个智能化采煤工作面的建设，实现了采煤过程的自动化、智能化。
智能化采煤工作面的应用，提高了煤炭资源利用率，降低了生产成本。
2. 智能化掘进工作面：我矿完成了5个智能化掘进工作面的建设，实现了掘进过程的自动化、智能化。
智能化掘进工作面的应用，提高了掘进效率，降低了安全风险。
3. 智能化综采综掘系统：我矿引进了智能化综采综掘系统，实现了采煤、掘进等环节的协同作业。
智能化综采综掘系统的应用，提高了生产效率，降低了安全风险。
四、安全生产与效益1. 安全生产：通过自动化技术的应用，我矿实现了对生产过程的实时监控，有效预防了安全事故的发生。
本年度，我矿未发生重大安全事故，安全生产形势稳定。
2. 经济效益：自动化技术的应用，提高了生产效率，降低了人力成本，提高了煤炭资源利用率。
本年度，我矿实现利润同比增长20%。
煤矿电子信息系统防雷技术
Power Electronics •电力电子Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 231【关键词】煤矿电子信息系统 防雷技术 应用在科学技术不断发展背景下，当今自动化生产技术在煤矿开采领域得到了广泛应用。
由于矿山地表、地下含有大量导电矿藏，提升了对雷电的吸引力，再加上电子信息系统中融合了大量高精度电子仪器，抗雷击能力非常弱。
一旦遭遇了雷击事故，会直接造成精密电子仪表损坏，致使整个电子信息系统瘫痪，影响煤矿正常生产。
这就需要加强上防雷技术的研究，对煤矿整个生产流程展开防雷设计，从而降低雷击率，为电子信息系统运行提供安全保障。
1 电子信息系统防雷技术简述防雷接地技术采用了专业的电气系统保护技术，在设计防雷方案时，需要针对现有问题提前提出解决方案。
电子信息系统虽然是一个整体的系统平台，但也要确保防雷设计的针对性。
由于雷电袭击带有不稳定性，任何一个可能被雷电影响的环节都要进行防雷设计，通过相应的优化措施保障系统整体安全性。
对于电子信息系统来说，雷电会瞬间造成巨大伤害，所以在电子信息系统建设之初就要将做好防雷设计工作。
当今，接地防雷技术依然最主要的防雷方案，接地防雷是将雷电进行均压，并导向大地中。
防雷接地装置主要是将处于地点位的系统导线，与电气设备接地体连接。
接入流程为：避雷针引入导线→接地线→连接导入线→接地体系，最终将电流引入到大地。
通常情况下，矿山产房建设中都会配备避雷针、防雷带等设施，发生累积事故时，可以将厂房吸入的雷电引入到大地当中。
但是泄放雷电过程中会对厂房中电子信息系统产生感应电流、电动势能，损坏信息系统以及相关设备。
所以，传统避雷方案不能阻止雷电损坏电子信息系统，必须要单独增加防雷设计。
2 煤矿电子信息系统中防雷技术的应用2.1 电源防雷电源防雷主要是采用三级防雷体系，这样即使电源受到雷击也不会直接受到损坏，将雷电能量逐渐释放。
煤矿机电一体化技术实践应用
浅谈煤矿机电一体化技术的实践应用摘要：计算机事业在我国发展始于20世纪60年代，计算机的发展使我国迅速进入信息时代，特别是微型计算机在机械产品中的应用和推广，使机和电有机的结合形成机电一体化技术。
机电一体化技术的应用，使机械行业的生产率显著增加，产品的性能和质量得到明显的提高，原材料的消耗也得到了控制，工人的劳动强度和工作环境也得到了保障。
总之机电一体化技术是电子信息技术和机械技术有机结合的一门新兴综合技术。
在煤矿设备中采用机电一体化技术，能够获得理想的技术、经济和社会效益。
关键词：煤矿机械机电一体化应用技术中图分类号：g4 文献标识码：a 文章编号：1673-9795（2013）06（c）-0110-011 机电一体化技术的内容及意义机电一体化技术在20世纪80年代被列为国家“863”计划，它是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。
机电一体化技术的应用极大地改变了煤矿传统的作业模式和生产方式，一线工人的劳动强度明显下降，劳动效率明显提高。
如采煤工作面使用综采设备后可根据不同的煤层条件进行多种采煤工艺，极大的提高煤矿生产效率，采煤工的作业环境也得到了极大的改善，基本上不用到潮湿及煤尘飞扬的复杂环境中进行高强度、高负荷工作。
在掘进工作面使用新型掘进机有非常重要的意义，可根据不同类型的巷道采用不同的掘进工艺，具有钻爆法不可比拟的优越性。
另外，全数字直流提升机、计算机监控等机电一体化产品在煤矿中使用均有重要意义。
2 煤矿机电一体化的现状改革开放以来，我国煤炭科学技术取得了迅速的发展，随着机械化程度的逐年上升，开采工艺和生产效率不断提高，煤炭工业的大力发展取得了丰硕的成果。
2.1 机电一体化技术在采煤机中的应用近20年来，在引进国外先进技术的基础上，经过煤炭工业战线上技术人员的努力，我国多电机电牵引采煤机的研发取得了长足的进步，我国煤矿综合机械化采煤工作面国产新型采煤机已占据主导地位。
中国矿业大学-机电1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：中国矿业大学队伍名称：机电一队参赛队员：马同杨熙盛超带队老师：张有忠王洪欣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、技术报告以委会出版论文集中。
参赛队员签名:带队教师签名：日期：目录1 绪论 01.1背景介绍 01.2比赛规则 (1)1.2.1 器材限制规定 (1)1.2.2决赛规则 (1)1.3研究内容 (1)1.3.1电磁引导信号选取 (1)1.3.2起止线检测 (2)1.3.3控制算法 (2)1.3.4车模调整 (2)2 赛车整体结构设计 (3)2.1赛车主要技术参数 (3)2.2硬件系统方案设计 (3)2.3软件系统方案设计 (4)3 赛车机械结构介绍和调整 (6)3.1前轮调整和舵机安装 (6)3.1.1前轮调整 (6)3.1.2舵机安装 (6)3.2后轮差速调整 (7)3.3车体重心调整 (7)3.4齿轮传动机构调整 (7)4 硬件系统设计与实现 (9)4.1单片机最小系统模块 (9)4.2电源管理模块 (9)4.3电机驱动模块 (10)4.4传感器模块 (12)4.4.1电磁引导原理 (12)4.4.2传感器的选择 (13)4.4.3选频，放大，整流 (14)4.4.4起止线检测方案 (15)4.5速度传感器 (16)4.6核心板 (17)4.7核心板接口板 (18)4.8显示模块的设计 (18)4.9赛道电源设计 (18)5智能车软件设计 (20)5.1程序整体设计 (20)5.2系统初始化 (20)5.3硬件初始化代码 (21)5.3.1PWM初始化 (21)5.3.2A/D采样初始化 (22)5.3.3PIT中断初始化 (22)5.3.4光电编码器初始化 (22)5.4电磁采样信号处理与使用 (22)5.4.1数字与模拟信号采集对比 (23)5.4.2电磁采样信号的处理与使用 (23)5.4.3使用不同角度的电磁传感器识别赛道 (23)5.5电机控制策略 (24)5.5.1电机PID控制 (24)6 系统开发与调试 (29)6.1软件调试平台 (29)6.1.1 CodewarriorIDE功能介绍 (29)6.1.2 Codewarrior IDE基本使用方法 (29)6.1.3数码开关 (30)6.2硬件仿真平台 (31)6.3硬件开发平台 (32)6.4调试及数据分析 (33)7总结 (35)参考文献 (53)1绪论现在半导体在汽车中的应用原来越普及，汽车的电子化已成为行业发展的必然趋势。
煤矿综合自动化信息系统的发展及其关键技术
中图 分 类 号 ：Ｐ 自动化信 息 系统 的基本概 念
煤矿综合 自动化信 息 系统是 目前各矿 业集 团建设 的重 要工 程之一 ， 以提高整体 网络 的安 全性 、 可靠性 、 活性 、 灵 实用 性 为原
煤 矿 综 合 自动化 信 息 系统 的 发展 及 其 关键 技术
张 生 益
摘 要 ： 要介 绍 了煤 矿 综 合 自动化 信 息 系统 的基 本 概 念 、 展 特 点 、 设 条 件 及 内容 ， 述 了几 种 网络 的 构 架 及 要 求 扼 发 建 阐
论述 了系统 的主要技术 问题， 以促进矿井生产安全综合 自动 化信息技术的推广 应用， 实现矿井的集约化高效生产。
奠定 了良好的基础 。煤 矿综合 自动化 信息 系统产 品发展 的共 同 直接接入或转换规约 。 ｂ 安 全监 测监 控 系统 。采 集参 数 ： 斯浓 度 ， 速 ， ． 瓦 风 环境 温 特点 ：） １ 控制系统 ： 都具 有 以计算 机（ 括单 片机 、 Ｌ 包 Ｐ Ｃ或嵌入 式 负压 ， 设备开停 ， 门开 关 ， 电开关 ， 风 馈 电压 ， 电流 ， 风筒 开关 ， 计算机 ） 和多种传感器组 成的工 况监测 和控 制系统 ， 对设 备各 部 度 ， 轴温 ， 放管温度 ， 放管压力 ， 放管 瓦斯浓度 ， 放管 流量 ， 抽 抽 抽 抽 故 分工况参数进行连续 监控 及保 护 ， 中一些 参数直接显 示在显示 其 障报警等。采集方式 ： 采用规约转换或读 数据库 的方式均 可。接 屏上 。２ 通信联 网功能 ： ） 现代机 电一体化 产 品已不是 一个 “ 自动 人 方 法 ：Ｃ ／Ｐ通 信 。 ＴＰＩ 化孤岛” 而都具有通信联网的优 良性能 ， ， 一般在计算机 （ Ｐ Ｃ） 或 Ｌ
矿井信息技术
2）网络办公自动化系统功能
收文 公务管理 发文 档案管理 日常审批 会议管理 公共通讯录 规章制度 电子公告牌 政策法规 电子刊物 新闻简报
公共办公
通知 部门文档
公共信息
图书管理
辽宁工程技术大学
网上论坛 个人办公
日程安排
记事本 计划和总结
领导查询 电子邮件 信息采编 部门文档 业务活动安排
矿长办公
技术的应用为重点，努力提高企业自动化、控制智能化和管理信息化水
平。积极推进信息技术与制造技术紧密结合，提高产品质量、水平，降 低成本，缩短生产周期，提高劳动效率及产品和企业综合竞争能力，加 速实现以信息化带动工业化进程。
辽宁工程技术大学
2）煤矿建设信息化的主要内容
煤矿生产经营过程中有大量数据需要存储和管理，包括传统文档数
人员跟踪定位及考勤管理，清楚掌握每个井下人员的位置及活动轨迹， 为事故抢险提供科学依据。系统可实现矿井人员跟踪定位及考勤管理，
掌握每个井下人员的位置及活动轨迹。
辽宁工程技术大学
2）井下人员定位系统结构
（1）地面部分 采用专为人员定位监测及考勤开发的人员定位管理软件，该软件能 提供人员实时定位监测、历史轨迹数据查询、考勤管理等功能，能完全 满足矿上人员定位监测需要；因系统需处理大量数据及稳定运行的需要， 配备高性能的工控机及UPS备用电源； （2）井下部分 井下分站采用智能分站，能及时采集、处理、存储并传输数据。如 图（井下人员定位结构）所示。
辽宁工程技术大学
（六）矿井信息技术
辽宁工程技术大学
1. 概
述
1.1 煤矿信息化的总体框架
1）信息化建设的意义
信息技术已经成为当代最先进的技术手段，信息技术的渗透与融合， 将在提升国民经济各部门的产业技术水平中发挥核心作用。发达国家经 验表明，虽然以信息化推动工业化将增加30％的投资，但可以提高产品 档次和质量、改善生产环境、降低能源和原材料消耗，增加85％的经济 效益。改造提升煤炭产业步伐和实现以信息化带动工业化，必须以信息
中国矿业大学配电自动化系统总结
配电自动化系统学习感悟学校：中国矿业大学班级：电气09-8班老师：刘建华配电自动化系统（DAS）是一种可以使配电企业在远方以实时方式监视、协调和操作配电设备的自动化系统；其内容包括配电网数据采集与监视（SCADA系统）、配电地理信息系统（GIS）和需求侧管理(DSM）几个部分。
配电自动化系统集计算机、自能判断、远控操作、网络互动等于一身，这让我想起了物联网，人只要用身边的电脑甚至手机通过控制电力设备的行为就可以让电网按人类需要的方式运行。
虽然今天的电网还不能做到完全智能，但随着科技的进步和大量研究人员的辛勤付出，实现智能只是时间的问题。
随着国家对这一领域的不断投入，这一领域会大有可为。
我觉得电网未来的发展会从以下三个方向入手：智能设备、智能网络、智能软件。
智能设备：要实现智能，作为系统的前锋，设备的智能程度非常重要。
我理想中的智能设备应具有精确测量、精确操作、精确判断、自我维护。
举个例子：理想设备应能测量到电网中电力指标的微小变化，同时设备动作的速度、力度、角度、位移等均应可精确控制，而且设备的各种性能参数应可标准化、可度量化，这样就可以利用各种传感器对各指标的数值进行测量以形成数据表，并自动与标准值比对，当指标恶化到某一程度后向控制中心发送警报，这样我们就可以对设备进行更换。
再比如：为了保证绝缘子的绝缘性性能，可以在绝缘子上安装马达，不断吹热风，这样既可以防止落尘又能有效应对雨、露、霜等各种恶劣潮湿天气对其绝缘性能的影响。
智能网络：通信网络快速、高效、稳定；电力网络灵活、稳定。
现主要说明电力网的灵活性。
灵活的网络可以保证各种保护失效导致供电中断的情况下，迅速对电网进行切换，换另一个电源或另一个网络进行供电。
正如老师说的，互联互通的网状模型比较合适这种网络。
网络的交叉、重叠程度越高，供电稳定性越高，当然这会提高网络的建设成本。
智能软件：即电网的故障判断、控制切换等不再由人操作，而是由事先编写好的软件系统代替人进行判断并进行操作。
潜心煤矿机电 引领科技前沿
吨 ，约 占到全球煤炭产量的４ ％，煤来 ， 我 国 现 代 化 高 产 高 效
机 械 装 备 市 场 需 求 量 极 大 。 中 国 矿 业 大 矿井 的建设 正 如火 如荼 地进 行 ，年 产 学 （ 京 ） 电 与 信 息 工 程 学 院 院 长 、 博 千 万 吨 的 工 作 面 已 不 鲜 见 。 煤 矿 生 产 北 机 士 生 导 师 吴 淼 教 授 带 领 科 研 创 新 团 队 多 能 力 和 效 率 的 提 高 得 益 于 其 机 械 化 、 自 年 来 致 力 于 煤 矿 机 械 装 备 的 研 究 ，在 大 动 化 、集 约 化 生 产 水 平 的不 断 提 高 。 煤
非 造 化 ！ 淼 教 授 科 研 团 队 所 取 得 的 科 到 关 注 。 吴
其 一 ， 利 用 便 携 式 仪 器 采 集 记 录
煤矿井下设备的原始状态数据 ，带至井
研 成 果 得 到 了社 会 各 界 的 普 遍 认 可 ，他
实 践 证 明 ， 采 用 现 代 故 障 诊 断 技 上 进 行 分 析 处 理 。 针 对 煤矿 井下 的环 境
的 培 养 。 吴 淼 教 授 高 屋 建 瓴 ， 始 终 准 着 瓦 斯 、 水 和 粉 尘 等 恶 劣 而 苛 刻 的 环 取 煤 矿 井 下 设 备 的 原 始 状 态 数据 。该 科 确 把握 科 技 发 展 方 向 ，站 在 国 际 学 术 前 境 。煤矿安全重于 山，要 求在煤矿井下 研 创 新 团 队 研 制 的 矿 用 大 容 量 机 载 数 沿 ： 组 织 众 多 青 年 教 师 和 研 究 生 建 立 使 用 的 电气 设 备 必 须取 得 煤 矿 用 电气 设 据 记 录 装 置 ，使 煤 矿 采 掘 设 备也 有 了 自 并 起 多 支研 究 队伍 攻 克 亟 待 解 决 的科 技 难 备 安 全 标 志证 书 ，地 面 普 遍 使 用 的仪 器
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本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==矿大信电学院篇一：中国矿业大学信电学院各专业介绍准确性不知，仅做参考电气工程及其自动化1.专业介绍控制理论和电力网理论是电气工程及自动化专业的基础，电力电子技术、计算机技术则为其主要技术手段，同时也包含了系统分析、系统设计、系统开发以及系统管理与决策等研究领域。
该专业还有一些特点，就是强弱电结合、电工电子技术相结合、软件与硬件相结合，具有交叉学科的性质，电力、电子、控制、计算机多学科综合，使毕业生具有较强的适应能力，是“宽口径”专业。
电气工程及其自动化专业对广大考生有很强的吸引力，属于热门专业，高考录取分数线往往要比其他专业方向高许多，造成这一情况的主要原因有：①就业容易，工作环境好，收入高；②名称好听，专业内容对学生有吸引力；社会宣传和舆论导向对其有利。
该专业方向有着非常好的发展前景，研究成果较容易向现实产品转换，而且效益相当可观。
他创造性的研究思路吸引着众多考生，这里的确是展示他们才能的好地方。
但是鉴于国内现在的形式，考生在报考该专业的时候应该注意以下两点：(1)充分考虑自己的兴趣。
也许自己本来并不对该方向感兴趣，但是许多人都说好，于是自己就“感兴趣”了。
这对以后的发展是很不利的，毕竟兴趣是最好的老师。
(2)衡量自己的综合素质。
电气工程及自动化专业需要具有扎实的数学、物理基础，较强的外语综合能力，为今后能够掌握并且灵活运用专业知识做准备。
该专业方向的人才需求虽然大，但可供选择的人也很多，如果没有非常强的综合素质，很难在众人之中脱颖而出，取得突出成绩。
也许这对许多胸怀远大志向的考生来说是不能接受的。
当然，这里所说的两点是否可行也和学生个人的追求有关，如果一个人追求仅限于一份较好的工作，该专业的确是一个不错的选择。
但是，如果想在科技创新方面做出突破性的贡献还是要建立在个人实力以及刻苦努力的基础上，馅饼是决不会无缘无故从天上掉下来的。
中国矿业大学信电学院各学生组织积极开展年末总结大会
中国矿业大学信电学院各学生组织积极开展年末总结大会中国矿业大学信电学院各学生组织积极开展年末总结大会又是一年岁末时，为了总结经验，吸取教训，中国矿业大学信电学院各学生组织纷纷选择在年底召开年度总结大会，力图总结过去，展望未来。
12月21日晚7点，在教四A102，信电学院学生会召开了年度大会，学生会指导老师项青、学生会主席团、各部部长及全体部员共同参加了本次会议。
会上，项青老师首先对学生会xx年的工作做了简短的评价，并希望学生会下一年的工作保持优良传统，稳步发展。
随后，主席团、各部部长分别上台做了本职务的工作汇报，并由各部部员自由上台阐述自己一个学期以来加入学生会的感受。
12月21日晚7点半，在信电学院楼A101报告厅，信电学院锋行志愿者协会全体成员共聚一堂，召开了锋行志愿者协会述职大会暨xx年度总结大会。
大会还邀请到了协会前任主席团骨干成员出席并担任评委。
会上，协会主席高茂成首先对协会xx年的'工作情况作了汇报，并阐述了对下一学期工作的安排。
随后，各个部门部长依次上台针对本部门职能做，并各自带领一名部员代表上台讲述自己加入协会一学期以来的感受。
主席团和到场评委嘉宾对各部门进行了答辩并作出评价和建议。
12月29日晚9点，在教二A203教室，信电学院新闻传播中心召开了xx年度工作总结大会，中心指导老师常婧出席了会议。
会议开始首先由常婧老师对中心本年度的工作作了简单的评价，并提出了自己的建议。
中心主任范海涛回顾了自己从加入中心以来的发展历史，总结了自己的工作情况，对下一学期的工作作出了初步安排。
随后，各部门部长也分别进行了本部门工作汇报，提出自己的改进计划。
大会还安排了部员自由发言时间，为新部员提供了展示自我风采，讲述自身经历的机会。
中国矿业大学信电学院团委、大学生心理自助中心等组织也在年末召开了各自的年度总结大会，汇报工作进展，总结历史经验，安排部署下一学期的工作计划。
项青老师表示，在回顾中成长，在反思中进步，吸取经验教训，将为各组织下一步的稳健发展提供极大的帮助。
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第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：中国矿业大学队伍名称：百年矿大信电1队参赛队员：刘志鑫马洪斌王志贺指导教师：贾存良陈治国第七届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告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：刘志鑫马洪斌王志贺带队教师签名：徐瑞东马草原日期：2012/8/14目录摘要 (V)第一章引言 (1)1.1概述 (1)1.2系统体系结构 (1)1.3论文结构安排 (3)第二章系统硬件设计 (4)2.1电磁检测电路 (4)2.1.1基本理论分析 (4)2.1.2信号调理电路 (5)2.1.3传感器布局 (7)2.2加速度计和陀螺仪 (8)2.2.1 加速度计 (8)2.2.2 陀螺仪 (9)2.3速度传感器 (9)2.4主板电路设计 (11)2.4.1微控制器（MCU） (11)2.4.2电源电路 (12)2.4.3外围接口部分 (13)2.5驱动电路设计 (14)第三章系统软件设计 (15)3.1MCF5225X片内资源简介 (15)3.2所用模块简介 (15)3.2.1 中断定时模块 (15)3.2.2 PWM 模块 (17)3.2.3 串口模块 (22)3.2.4 ADC模块 (24)3.2.5 IO模块 (26)3.3核心控制部分 (29)3.3.1直立控制 (30)3.3.2 速度控制 (36)3.3.3 方向控制 (43)第七届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告3.4系统调试开发环境介绍 (48)3.4.1 CodeWarrior IDE 功能介绍 (48)3.4.2 CodeWarrior IDE 基本使用方法 (48)3.4.3 辅助调试工具 (50)第四章系统机械设计 (51)4.1车体改造 (51)4.1.1去掉前轮及其支撑部件，去掉后轮悬挂缓冲支架 (51)4.1.2固定车模底盘与后轮支架 (52)4.1.3加固电机引线 (52)4.2传感器安装 (53)4.2.1速度传感器安装 (53)4.2.2电磁传感器安装 (54)第五章赛车主要技术参数 (I)第六章结论 (IV)参考文献 (III)附录 (4)附录A整车效果图 (4)附录B：智能车源程序 (4)摘要本文以第七届飞思卡尔杯全国智能车竞赛电磁组为背景，介绍了直立车模电磁循迹系统。
系统设计采用了自顶向下的整体设计思想，以Freescale微控制芯片MCF5225X为核心，并以CodeWarriorIDE为系统的开发平台。
硬件部分采用自主设计的主板电路、传感器电路以及驱动电路。
传感器电路采用LM358运放实现微弱信号放大，采用速度传感器MMA7260和加速度传感器陀螺仪（ENC-03）实现对车模状态的检测，驱动电路采用集成驱动芯片BTS7960B来实现对电机的有效驱动。
软件设计中用PWM信号实现对电机速度和方向控制，采用卡尔曼滤波对采集的传感器信号进行滤波和控制理论模糊PID算法实现车模直立，速度和转向的控制。
通过LCD液晶显示车模参数，利用无线串口随时进行参数调整，方便车模调试。
关键词：MCF5225x 直立控制卡尔曼滤波 PID算法第一章引言1.1 概述全国大学生智能汽车竞赛是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。
该竞赛以“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，为优秀人才的脱颖而出创造条件。
特别需要说明的是，智能汽车竞赛组委会将电磁组比赛规定为车模直立行走，车模直立行走比赛是要求仿照两轮自平衡电动车的行进模式，让车模以两个后轮驱动进行直立行走。
近年来，两轮自平衡电动车以其行走灵活、便利、节能等特点得到了很大的发展。
国内外有很多这方面的研究，也有相应的产品。
在电磁组比赛中，利用了原来C 型车模双后轮驱动的特点，实现两轮自平衡行走。
相对于传统的四轮行走的车模竞赛模式，车模直立行走在硬件设计、控制开发以及调试等方面提出了更高的要求本技术报告主要将阐述我们队整个智能车的设计理念和思想，本着交流与共享的原则，我们毫无保留的提供了所有的核心思想及算法理论，希望与大家共同成长交流，因为我们相信思想只有在交流中产能碰撞出火花，技术只有在分享中才能成长进步，希望本文能为下一届同学提供一定帮助。
1.2系统体系结构电磁组比赛要求车模在直立的状态下以两个轮子着地沿着赛道进行比赛，这势必增加了控制难度，算法也相对复杂，我们将控制分为三个基本方面：直立控制，速度控制和方向控制，分别进行算法控制，最终将三方面融合实现目标控制。
第七届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告图1-1电磁车体系结构图为实现上述要求，设计电磁车体系结构如图1-1。
根据功能不同，电磁车体系结构大致包括传感器、控制、执行机构、人机接口和电源五大部分。
1.控制部分分析传感器数据，提取赛道信息，运行控制算法，向执行机构发出动作信号，控制赛车沿赛道行驶。
控制部分主体是单片机MCF5225X。
2.传感器部分负责感知外部世界的环境信息和车模自身的状态信息，为小车完成赛道的检测与跟踪以及实现小车的直立、速度和方向控制提供所需的信息。
传感器部分包括电磁传感器、轴编码器、加速度计和陀螺仪等几个模块。
3.执行机构负责执行动作信号，实现车的直立、变速和转向。
执行机构包括电机驱动和电机。
4.电源部分负责向各部分提供合适的电源，包括电池和稳压模块。
5.人机接口第一章引言实现模式和参数选择、状态指示、实时监控以及数据存储等人机交互功能，包括拨码开关、LCD液晶显示、无线等模块。
1.3论文结构安排本技术报告总共分为七个章节。
第一章节是引言，主要介绍研究背景、系统方案和论文安排等。
第二章节是系统的硬件设计，分别介绍了硬件的几个基本部分：电磁传感电路，加速度计和陀螺仪，编码器和控制器。
第三章节是系统软件设计，就直立、速度和方向控制介绍PID算法，系统软件设计的基本框架，以及开发调试环境都做了简要介绍。
第四章节主要介绍系统的机械设计，车模改造。
第五和第六章节主要是赛车主要技术参数和结论，就车模制作过程整体情况和技术指标做简要说明，以及存在的问题和改进方法。
34 第二章 系统硬件设计硬件设计是整个系统的基础，只有搭建好了稳定可靠的硬件环境，才能为后续的软件提供帮助，同时硬件设计也能为软件算法提供一种补偿作用，所以说好的硬件设计是系统最初设计的关键。
2.1 电磁检测电路电磁车要检测的赛道环境是由通有 20kHz 、100mA 交变电流的导线所产生的电磁场。
所以电磁信号检测放大传感器是要解决的第一个关键技术，电磁检测的核心是要提供一种能在最大范围保证一定放大倍数并且波形不失真的电路。
2.1.1 基本理论分析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。
赛道中用于路径导引的交流电流频率为20kHz ，产生的电磁波属于甚低频（VLF ）电磁波。
根据电磁场理论分析可得无线长直导线周围磁场分布如公式r IB πμ20=并且我们知道其分布情况符合右手螺旋法则，如下图所示：图2-1 无线长直导线电磁分布图从上面的分析我们可以得出以下两点启示：第二章 系统硬件设计51. 赛道上电磁场大小与高度成反比，由于车模是直立的，电磁传感器的高度随车模运动（速度）会发生变化，所以在进行方向控制是必须采用差分的方法。
2. 赛道上电磁信号具有方向性，所以传感器布局要从分考虑这一特性，保证左右那个传感器关于中心对称。
同时，赛道上的交流电频率是20kHZ,为了达到滤波作用，必须用选频网络来提取正确的赛道信号，滤除掉不必要的杂波信号。
我们最后采用的是品质因数较高的工字电感，并配以计算后合适大小电容形成LC 并联滤波网络（电感大小103，电容6.8nf ）。
f =图2-2实际采用的工字型电感2.1.2 信号调理电路信号调理电路的主要作用是把谐振回路的原始微弱电压信号进行放大处理，并且能做到放大倍数可调，检测范围广，抗噪声性能好，波形良好等作用。
常用信号放大电路有三极管放大，集成运放电路两类。
最常用的8050，9014等三极管放大电路，但是效果都不太理想，存在着以下缺点：（1） 工作点电压调整比较复杂；（2） 电路的放大倍数依赖于三极管的电流放大倍数和基极导通阻抗等，比较分散；第七届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告（3）由于检波二极管的正向导通电压的存在对于非常弱的电磁信号无法进行检波。
鉴于三极管放大电路存在的缺点，我们最终采用集成放大电路可以简化电路设计，提高电路的性能。
比较几种常见的集成运放，最终我们选择LMV358，其具有以下几方面优点：（1）轨到轨输出，100%电压利用率，最大输出能达到电源电压。
（2）单电源供电，最小可达2.7V。
（3）低失真率，抗干扰能力强。
LMV358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。
它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
由于原始信号具有负值，而系统中采用的是5V单电源供电，所以必须提供虚地来实现信号放大，实际电路原理图如下：图2-3 传感器电路原理图用示波器测试，放大后波形良好，且即使在赛道最边缘也能采集到良好的信号波形，也意味着这样的传感器电路能实现满赛道检测，这就为后续算法提供了良好的设计基础。
6第二章系统硬件设计2.1.3电磁传感器布局从前面分析可以看出，导线周围的电磁信号具有方向性，我们以导线方向为Y 方向，垂直于导线方向为X方向。
由图2-1可以看出，当电感放置于X方向时，磁通量最大，能有效检测路径，这是最常用的放置方法，能基本实现要求。
图2-4 赛道模型最后传感器布局图如下：图2-5 电磁传感器布局2.2加速度计和陀螺仪2.2.1加速度计加速度传感器可以测量由地球引力作用或者物体运动所产生的加速度。
竞赛规则规定如果车模使用加速度传感器必须使用飞思卡尔公司产生的加速度传感器。
该7第七届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告8系列的传感器采用了半导体表面微机械加工和集成电路技术，传感器体积小，重量轻。
由于加速度使得机械悬臂与两个电极之间的距离发生变化，从而改变了两个电容的参数。