智能调速系统小车调速
pwm调速循迹避障小车的总结与体会

PWM调速循迹避障小车是一种基于单片机控制系统的智能小车,具有很高的实用价值和教学意义。
在实际应用中,PWM调速循迹避障小车可以应用于智能家居、智能物流等领域,为人们的生活和工作带来便利。
在设计和制造PWM调速循迹避障小车的过程中,我们经历了许多挑战和收获了许多成果。
在此,我将共享我对PWM调速循迹避障小车的总结与体会。
一、总结1. PWM调速原理PWM即脉冲宽度调制,是一种用来调节模拟电路的技术。
在PWM 调速循迹避障小车中,我们通过改变电机工作周期内的通电时间来控制电机的转速,从而实现小车的速度调节。
2. 循迹原理循迹是指小车根据预设的路径行驶,通常使用红外线传感器、摄像头等设备来实现。
在PWM调速循迹避障小车中,我们利用红外线传感器来检测小车周围的环境,根据检测结果来调整小车的行驶方向,实现循迹功能。
3. 避障原理避障是指小车在行驶过程中遇到障碍物时,能够及时停车或绕行,避免发生碰撞。
在PWM调速循迹避障小车中,我们通过超声波传感器等设备来检测前方障碍物的距离,根据检测结果来控制小车的行驶,实现避障功能。
4. 控制系统PWM调速循迹避障小车的控制系统由单片机、传感器、驱动电路和执行机构等部分组成。
通过单片机对传感器检测结果的分析和处理,再通过驱动电路和执行机构的协调工作,实现对小车的调速、循迹和避障控制。
二、体会1. 技术挑战在设计和制造PWM调速循迹避障小车的过程中,我们遇到了许多技术挑战,比如传感器的精度和稳定性、控制算法的优化等。
通过不断的尝试和改进,我们最终克服了这些挑战,成功实现了小车的功能。
2. 团队合作制造PWM调速循迹避障小车是一个涉及多个领域知识的复杂任务,需要团队成员之间的合作和协调。
在这个过程中,我们学会了有效的交流和合作,培养了团队精神,提高了解决问题的能力。
3. 实践意义通过制造PWM调速循迹避障小车,我们不仅加深了对相关知识的理解,还锻炼了动手能力和解决实际问题的能力。
智能建筑环境检测小车中嵌入式直流电机调速系统

( a ut fIfr t n& C nrl gn eig,S e y n r htcua nv ri F c l o omai y n o o t ier o En n h n a g A c i trlU iest e y,
p l d h mo u ain ( us wit d lto PW M ) e
0 引 言
随着我 国综 合 国力 的加 强 和 现 代 科 技 的进 步 , 筑 的智 能 化 正 深 人 人 们 的 工 作 和 生 活 中 。 建 在 充分 享受 现代 文 明与技 术所 带来 的安 全 、 便捷 、
关键 词 : 能 建 筑 ; 境 检 测 ; M ; 流 电 机 ; 速 系 统 ; 冲 宽度 调 制 智 环 AR 直 调 脉 中图 分类 号 : P7 :M 0 . 文 献标 识码 : 文章 编 号 : 0 1 5 120 )200 - T 23T 3 12 B 10 — 3 (080 - 1 4 5 0 0
l 智 能 小 车 控 制 系 统 总体 设 计 及 工 作 原 理
韩 中 华 ( 97 ) 17 一 , 男 , 师 , 士 研 究 讲 硕
生 , 究 方 向 为 智 研
能控 制 、 据 挖 掘 、 数 模式识别 。
Em b dd d e e DC— o o e d g l to S s e n I e l e M t r Sp e Re u a i n y t m i nt l g nt i Bui n l g Env r nm e t De e to hi l y t m di io n t c i n Ve c e S s e
智能小车方案

智能小车寻迹与避障方案总体方案:整个电路系统分为寻迹检测、避障检测、控制、驱动四个模块。
首先利用检测模块对路面信号进行检测,经过比较器处理之后,送给软件控制模块进行实时控制,输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动,从而控制整个小车的运动。
检测模块:在该模块中包括有速度信息检测和位置信息检测两个子模块,分别检测小车当前的位置信息和速度信息,并将检测到的信息传给MCU,其核心是传感器。
控制模块:控制模块包括信息处理和控制,其核心是MCU,MCU接收到检测来的信号,对信号进行处理后作出判断,并发出控制命令。
驱动模块:该模块包括了驱动电机,当接收到MCU的命令后便执行相应的操作,同时检测模块又检测到电机的状态信息,反馈给MCU 。
从而整个系统构成一个闭环系统,在运行过程中,系统自动调节而达到正确行驶的目的。
智能小车寻迹与避障系统框图一.方案论证与选择1.1小车方案方案一:三轮智能小车。
三轮智能小车的结构简单,易于操作,前轮的方向由舵机控制。
但该方案的缺点也十分明显,在小车在行驶过程中的稳定性不足,并且行驶速度过慢。
方案二:四轮智能小车。
四轮智能小车相对于三轮智能小车在结构上更为复杂,但其稳定性得到明显加强。
两个电机分别控制小车的两个后轮,驱动小车前进。
同时四轮小车在转弯的控制性上更好。
综合以上信息,在本次试验中,四轮驱动小车的性能更为优越,也更符合设计的目的和要求。
所以此次智能小车方案选择四轮小车作为小车模型。
1.2电源管理模块方案一:三端固定输出电压式稳压电源L7805:运用其器件内部电路来实现过压保护、过流保护、过热保护,这使它的性能很稳定。
能够实现1A以上的输出电流器件具有良好的温度系数。
L7805有多种电压输出值5V~24V,因此它的应用范围很广泛,可以运用本地调节来消除噪声影响,解决了与单点调节相关的分散问题,输出电压误差精度分为±3%和±5%。
而且它的价格低廉。
方案二:LM1117是一个低压差电压调节器系列。
基于51单片机的步进电机调速系统(含完整代码)

课程设计报告设计题目:遥控小车——基于51单片机的步进电机调速系统学院:专业:班级:学号:姓名:电子邮件:时间:成绩:指导教师:华南农业大学理学院应用物理系课程设计(报告)任务书学生姓名指导教师职称学生学号专业电子信息科学与技术题目基于51单片机的步进电机调速系统(遥控小车)任务与要求1. 设计并制作电路,利用单片计控制步进电机运转。
2. 通过键盘可以不间断地设定改变电机的转速、转向。
3. 利用显示器实时显示转速等参数。
4. 扩展功能:可设定转动步数。
开始日期2014 年3 月完成日期2014 年3 月1引言步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
目前,步进机已经广泛应用于领域,例如工业生产中的机械臂的控制,照明装置和监控摄像机转动等。
步进机在装置转动、精确位移方面有很重大的作用。
本系统是基于STC89C51 单片机的遥控小车。
采用STC89C51单片机作为控制核心,通过ULN2003A驱动步进机(28BYJ-48)转动,由按键和显示屏1602组成人机交互模块,同时通过315M无线发射和接收模块向单片机输入控制信号,将整个系统固定于简易小车上,最终实现小车测试和远程遥控功能。
基本达到预定的设计要求以及功能的扩展。
2系统的设计与理论分析2.1系统总体设计2.2理论分析本设计分为两种工作模式:测试模式、遥控模式。
在电路板上有一个带锁的开关进行设置。
测试模式工作时,通过控制小车上的按键进行加速、减速、反转、设置、步数增、步数减等按键,单片机扫描按键,通过软件控制液晶模块显示对应的转速、设置的速度和步数,同时控制步进机模块进行相应的转动。
步进机的是由ULN2003A达林顿管驱动,由单片机控制输入脉冲的频率来控制步进机的转速,单片机是通过程序查表对4个I/O口输出脉冲,本次设计采用的是两相四线减速步进机,步进角为5.625°,减速比为64:1,程序采用的是8拍查表,具有较好的扭矩。
遥控模式工作时,遥控部分五个按键分别输入前、后、左、右、暂停,单片机扫描按键,通过无线发射模块发射串行编码,小车的无线接收模块接收对应的编码,送至单片机进行解码,从而控制液晶模块的显示和步进机模块的工作,进而完成功能。
基于图像识别的智能小车系统设计

第1章绪论1.1课题背景目前,在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下,智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。
世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。
智能车辆也叫无人车辆,是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。
它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。
智能车辆的主要特点是在复杂的道路情况下,能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预定的道路(轨迹)行进。
智能车辆在原有车辆系统的基础上增加了一些智能化技术设备:1)计算机处理系统,主要完成对来自摄像机所获取的图像的预处理、增强、分析、识别等工作。
2)摄像机,用来获得道路图像信息。
3)传感器设备,车速传感器用来获得当前车速,障碍物传感器用来获得前方、侧方、后方障碍物等信息。
智能车辆作为移动机器人的一个重要分支正得到越来越多的关注。
1.2国内外发展现状及趋势智能化作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。
同遥控小车不同,遥控小车需要人为控制转向、启停和进退,比较先进的遥控车还能控制其速度,而智能小车,则可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、启停以及速度的控制,无需人工干预,是一个集环境感知、规划决策,自动行驶等功能于一体的综合系统,它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术,是典型的高新技术综合体。
国外智能车辆的研究历史较长。
它的发展历程大体可以分成三个阶段:第一阶段20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。
1954年美国Barrett Electronics公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS (Automated Guided Vehicle System)。
80C51单片机智能小车设计分析

首先分析计时精度 , 由于计时系统所采用的是新型显示芯 片 ,所 以其 理论误差 可以控制在 1sy以内;其次,采用 电机 / 轴光 电码盘检测技术进行测速系统 的设计 , 电机车和车轮轴 在 间采用 的是齿轮箱二级减速 , 比为 1 1 ; 变 / 6 车轮周长为 1 5 m 3m , 电机轴和光 电码盘是安装在一起 的,电机轴每转会产 生 2脉 冲 ,而 车轮则有 3 2个脉冲产生 ,使得测距理论精度可 以控制 在 1 5m / 2 4 2 m 4 5 m 3 m 3 = . 2 m < . m以内;最后 由于本设计采用 了 实际测量 与软件补偿 技术 , 以可 以将定位精度 的误差控制在 所 1m 0 m以内。
【 南建辉, 7 】 熊呜, 王军茹. S 5 MC 一 1单 片机 原理及应 用实例 f . M1 北京 :清华 大学 出版社 ,20 04
[ 者简介] 作 叶伟慧 ( 9 5 ),女,广东湛江人 ,硕士研 17 一 究生 , 广东海洋大学寸金学院信息技术系讲师 , 主要研 究方向: 嵌入式系统 。
参考文献: … 陈伯 时, 电力拖动 自动控 制 系统【 , M] 北京: 机械 x J -k出版 ,
社 , 0 2 4 0
图2 :小车前行与倒车的控制 电路 4 调速 。 . 在设计过程 中一共设计 了三种调速系统方案 ,即 串电阻调速系统 、 宽调速 系统 以及静止可控整流 系统 , 脉 经过 综合 比较后决 定采用 H型双极型可逆脉宽调速变换器实现小 车 的调速功 能, 并对小车 的前行 与后退进 行控 制。 工作过程 其 上文 已做 阐述 ,此处不再赘 述 。 三、软件 设计 对 于微机 控制系统而言, 在设计过程 中硬件 系统只是其中 部分,软件 系统的设计是另外举足轻重的一部分 , 它的主要 内容就是如何根据每个生产对象的实际需要设计 出应用程序 。 具体的程序代码此处不做赘述 , 主要叙述一下程序的安装与维 护。软件 设计完成后便能够生成可执行文件 , 在测试 时点击可 执行文件程序就能正常运行 。 当系统设计完成并安装好各个功 能板卡驱动后 , 要及时进行系统备份 ,以便后续维护 软件 时更 方便 。 外,还要进行重 置功能的设 置,可 以使系统 的安全性 此 得到保证 ,如果系统启动 了重 置功 能,即可恢复到初 始状态 。 四 、系统测试 与性 能评估 在设计制作 完成 后着 重对数据 的精度进 行测试, 包括 计时 精度 以及测距精度和 定准 精度 , 对其 结果进 行分 析做 出如 下性 能评估 :
山西大学大学生创新性实验计划项目1-循迹小车速度智能控制

签字:年月日
九、学校意见签字:年月日来自备注:项目类别填写国家级、省级
山西大学大学生创新性实验计划项目中期检查表
学院名称(章):
项目名称
循迹小车的速度智能控制
项目类别
实践类
项目负责人
张俊军
指导教师
连晋生
一、项目研究进展情况说明(条文列述)
第一阶段:20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年美国Barrett Electronic公司研究开发出来世界上第一台自主引导车系统,该系统只是一个在固定线路上的拖车式运货平台,但它却具有了智能车辆最基本的特征即无人驾驶。
第二阶段:从80后期,世界主要发达国家对智能车辆开展了卓有成就的研究。美国于1995年成立了国家自动高速公路系统联盟,其目标之一就是研究发展智能车辆的可行性。
第三阶段:从90年代开始,智能车辆进入了深入、系统、大规模的研究阶段。最为突出的是,美国卡内基|-梅陇大学机器人研究一共完成了Navlab系列的自主车的研究,取得了显著的成就。目前,智能车辆的发展正处于第三阶段。
四、存在的问题以及拟采取的解决问题的措施
目前,循迹小车的行进速度基本上为匀速行进,速度不能依据实际路线的曲直自动调节。
本课题主要研究循迹小车速度的智能控制方式和实现手段,目的是通过对小车电机驱动模块的控制,实现在小车行进过程中速度的智能调节。
根据采用由达林顿管组成的H型PWM电路。用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态,精确调整电动机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下,效率非常高;H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;电子开关的速度很快,稳定性也极强,是一种广泛采用的PWM调速技术。
第三,在国家科工委和国家862计划的资助下,清华大学研制的THMR系列机器人,已经能够在校园的非结构化道路环境下,进行道路跟踪和壁障自主行驶。
平衡小车调试指南(直立环速度环)

平衡⼩车调试指南(直⽴环速度环)平衡⼩车调试指南接下来将和⼤家⼀起以⼯程的思想去完成⼀个平衡⼩车的调试,包括平衡⼩车的直⽴环、速度环、转向环,⼀般我们是先调试直⽴环,再调试速度环,最好调试转向环。
另外需要说明的是,因为我们使⽤的电机性能⾮常好,对PID参数不敏感,也就是说每个参数的取值范围都很⼴,这将对我们接下来的调试有很⼤的帮助。
1.1平衡⼩车直⽴控制调试平衡⼩车直⽴环使⽤PD(⽐例微分)控制器,其实⼀般的控制系统单纯的P控制或者PI控制就可以了,但是那些对⼲扰要做出迅速响应的控制过程需要D (微分)控制。
下⾯是直⽴PD控制的代码:int balance(float Angle,float Gyro){float Bias,kp=300,kd=1;int balance;Bias=Angle-0;//计算直⽴偏差balance=kp*Bias+Gyro*kd;//计算直⽴PWMreturn balance;//返回直⽴PWM}⼊⼝参数是平衡⼩车倾⾓和Y轴陀螺仪(这个取决MPU6050的安装),我们的⼩车前进⽅向是MPU6050的X轴的正⽅向,电机轴与Y轴平⾏。
前⾯两⾏是相关变量的定义,第三⾏是计算⾓度偏差,第四⾏通过PD控制器计算直⽴PWM,最后⼀⾏是返回。
调试过程包括确定平衡⼩车的机械中值、确定kp值的极性(也就是正负号)和⼤⼩、kd值的极性和⼤⼩等步骤。
在调试直⽴环的时候,我们要屏蔽速度环和转向环,如下图所⽰:1.1.1确定平衡⼩车的机械中值把平衡⼩车放在地⾯上,绕电机轴旋转平衡⼩车,记录能让⼩车接近平衡的⾓度,⼀般都在0°附近的。
我们调试的⼩车正好是0度,所以就是Bias=Angle-0;1.1.2确定kp值的极性(令kd=0)⾸先我们估计kp的取值范围。
我们的PWM设置的是7200代表占空⽐100%,假如我们设定kp值为720,那么平衡⼩车在±10°的时候就会满转。
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2.1路面……………………4
2.2 LCD显示模块………………………………………………………………………5
作者:vison电子信息毕业设计来源:本站原创点击数:1034更新时间:2008-11-11热★★★类别:单片机
摘要
(关键词:智能车AT89S52单片机金属感应器霍尔元件1602LCD)
智能作为现代的新发明,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作,不需要人为的管理,可应用于科学勘探等等的用途。智能电动车就是其中的一个体现。本次设计的简易智能电动车,采用AT89S52单片机作为小车的检测和控制核心;采用金属感应器TL-Q5MC来检测路上感应到的铁片,从而把反馈到的信号送单片机,使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶,并且单片机选择的工作模式不同也可控制小车顺着S形铁片行驶;采用霍尔元件A44E检测小车行驶速度;采用1602LCD实时显示小车行驶的时间,小车停止行驶后,轮流显示小车行驶时间、行驶距离、平均速度以及各速度区行驶的时间。本设计结构简单,较容易实现,但具有高度的智能化、人性化,一定程度体现了智能。
设计并制作了一个智能电动车,其行驶路线满足所需的要求。
1.1要求:
1.1.1基本要求:
(1)分区控制:
车辆从起跑线出发(出发前,车体不得超出起跑线)。在第一个路程C~D区(3~6米)以低速行驶,通过时间不低于10s;第二个路程D~E区(2米)以高速行驶,通过时间不得多于4秒;第三个路程E~F区(3~6米)以低速行驶,通过时间不低于10s。
2.方案比较与选择:
根据设计任务要求,并且根据我们自己的需要而附加的功能,该电路的总体框图可分为几个基本的模块
2.1路面检测模块:
采用铁片感应器TL-Q5MC来检测路面上的铁片从而给单片机中断脉冲。
2.2 LCD显示模块:
采用1602LCD,由单片机的总线模式连接。为节约电源电量并且不影响LCD的功能,LCD的背光用单片机进行控制,使LCD的背光在小车行驶的过程中不亮,因为我们不必看其显示;在其它我们需要看显示的内容的时候LCD背光亮。
2.3测速模块:
2.3.1方案1:
采用采用霍尔开关元器件A44E检测轮子上的小磁铁从而给单片机中断脉冲,达到测量速度的作用。霍尔元件具有体积小,频率响应宽度大,动态特性好,对外围电路要求简单,使用寿命长,价格低廉等特点,电源要求不高,安装也较为方便。霍尔开关只对一定强度的磁场起作用,抗干扰能力强,因此可以在车轮上安装小磁铁,而将霍尔器件安装在固定轴上,通过对脉冲的计数进行车速测量。
1602LCD 1片
小车1部
小磁铁片4片
发光二极管2个
带锁按钮2个
不带锁按钮3个
12MHz晶振1个
排阻510 1个
74ls00 2个
16位排线1条
排针若干
电阻若干
电容若干
导线若干
1设计任务………………………………………………………………………………3
1.1要求………………………………………………………………………………3
小车走动的模式选择有:
(1)直线型:满足设计任务的基本要求,能稳定的走完全程。之后按顺序循环不断的显示走完全程所用的时间、走完高速区所用的时间和走完低速区所用的时间这三个时间;或者可以通过两个按钮以及LCD显示的菜单选择所要看的内容如平均速度、全程距离以及那三个时间。
(2)S型:满足设计任务的发挥部分的要求,小车能自动的感应到在前面或在后面铁片,即第一次转弯后若感应到的是错误的方向,则小车会后退自动调整方向,沿着S型的铁片走。当走完S型铁片后的一定时间里,小车自动停止。之后自动进入菜单由我们自己选择要看的内容时间、平均速度和所走的距离。
(3)自动型:小车先以一定的速度走完全程,之后再以一定的速度倒退回起点,再调整速度在一定的时间内走完全程。走完后LCD显示的内容与直线型显示的内容一样。
3.程序框图:
单片机主程序框图、速度感应程序框图和铁片感应程序框图。
附录:
元件清单:
元件数量
AT89S52单片机1片
霍尔元件A44E 1个
铁片感应器TL-Q5MC 1个
2.4.2方案2:
采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过开关的切换对小车的速度进行调整.此方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢,易损坏,寿命较短,可靠性不高。
2.4.3方案3:
采用由双极性管组成的H桥电路。用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态,精确调整电机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下,效率非常高;H桥电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;电子开关的速度很快,稳定性也很高,是一种广泛采用的调速技术。
(2)小车能自动记录、显示行驶时间、行驶距离以及行驶速度,还能记录每段所走的时间,从而判断是否符合课程设计要求。(记录显示装置要求安装在车上)。
1.1.2发挥部分:
S型控制::
车辆沿着S形铁片行驶,自动转弯,自动寻找正确方向和铁片。当离开S型铁片跑道或者感应不到铁片一段时间的时候,小车自动停止,并记录行驶时间,路程,平均速度并通过LCD显示出来。
2.3.2方案2:
采用红外传感器进行测速。但无论是反射式红外传感器还是对射式红外传感器,他们对都对外围环境要求较高,易受外部环境的影响,稳定性不高,且价格较为昂贵。
通过对方案1、方案2的比较其优缺点,综合多方面因素决定选用方案1
2.4控速模块:
2.4.1方案1:
使用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。线性型驱动的电路结构和原理简单,成本低,加速能力强,但功率损耗大,特别是低速大转距运行时,通过电阻R的电流大,发热厉害,损耗大,对于小车的长时间运行不利。
综合3种方案的优缺点,决定选择方案3
2.5模式选择模块:
模式选择模块通过一个74LS00与非门和两个不带锁按钮来控制单片机单片机的两个中断口,从而按动按钮来选择小车走动的路型、来选择小车的速度是快速、中速、慢速;走完路程小车停止后还可以通过按钮选择想要在LCD上想看的信息,比如总时间、走过各段路程的时间、平均速度、总路程等。