电动智能小车(完整论文)
智能小车毕业论文

智能小车毕业论文智能小车毕业论文引言:随着科技的不断进步,智能小车作为一种新兴的交通工具,逐渐进入了人们的视野。
智能小车以其自主导航、智能感知等特点,为人们的出行提供了更加便捷和安全的选择。
本篇论文将探讨智能小车的发展现状、技术原理以及未来的发展前景。
一、智能小车的发展现状智能小车的发展可以追溯到上世纪,但直到最近几年才迎来了爆发式的增长。
目前,世界各地的科技公司都在积极研发智能小车,如特斯拉、谷歌等。
这些智能小车利用激光雷达、摄像头等传感器,通过感知周围环境,实现自主导航和避障。
同时,智能小车还可以通过云端数据分析,实现智能交通管理和路况预测等功能。
二、智能小车的技术原理智能小车的核心技术包括自主导航、智能感知和智能决策。
自主导航是指智能小车能够根据预设的目标和地图信息,自主规划路径并实现准确的导航。
智能感知是指智能小车通过传感器对周围环境进行感知和识别,包括道路、障碍物、行人等。
智能决策是指智能小车根据感知到的信息,通过算法和模型进行决策,如避障、超车等。
三、智能小车的应用领域智能小车的应用领域广泛,包括城市交通、物流配送、农业等。
在城市交通领域,智能小车可以实现自动驾驶,减少交通事故和拥堵问题。
在物流配送领域,智能小车可以实现自动化的货物运输,提高效率和准确性。
在农业领域,智能小车可以用于农田的巡视和作物的采摘,提高农业生产的效益。
四、智能小车的挑战和未来发展虽然智能小车在技术上取得了一定的突破,但仍然面临着一些挑战。
首先是安全性问题,智能小车在自主导航和避障等方面仍有待提高,需要进一步优化算法和传感器技术。
其次是法律和道德问题,智能小车的出现引发了一系列的法律和道德争议,如自动驾驶时的责任问题等。
未来,智能小车的发展需要政府、企业和学术界的共同努力,加强技术研发和法律法规的制定。
结论:智能小车作为一种新兴的交通工具,具有巨大的发展潜力。
通过自主导航、智能感知和智能决策等技术,智能小车可以为人们的出行提供更加便捷和安全的选择。
智能小车优秀毕业论文

智能小车优秀毕业论文编号本科生毕业设计基于单片机的智能小车设计The Design of Intelligent Vehicle Based on MCU 学生姓名xxx专业自动化学号xxx指导教师xxx学院电子信息工程二〇一三年六月毕业设计原创承诺书1.本人承诺:所呈交的毕业设计(论文)《基于单片机的智能小车设计》,是认真学习理解学校的《长春理工大学本科毕业设计(论文)工作条例》后,在教师的指导下,保质保量独立地完成了任务书中规定的内容,不弄虚作假,不抄袭别人的工作内容。
2.本人在毕业设计(论文)中引用他人的观点和研究成果,均在文中加以注释或以参考文献形式列出,对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。
3.在毕业设计(论文)中对侵犯任何方面知识产权的行为,由本人承担相应的法律责任。
4.本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本;同意学校保留毕业设计(论文)的复印件和电子版本,允许被查阅和借阅;学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计(论文),可以公布其中的全部或部分内容。
以上承诺的法律结果将完全由本人承担!作者签名:• 年•• 月• 日摘要随着我国高科技水平的不断提高和工业自动化进程的不断推进,智能车被广泛应用于各种玩具和其他产品的设计中,极大地丰富了人们的生活。
本文基于ATmega16 单片机设计了一种智能循迹避障小车,由电源模块、红外传感器模块、电机驱动模块、调试模块和MCU模块组成。
利用红外对管和超声波检测黑线与障碍物,当左边的红外对管检测到黑线时,小车往左边偏转,右边的红外对管检测到黑线时,小车往右边偏转。
以ATmega16单片机为控制芯片控制电动小车的速度及转向,从而实现自动循迹避障的功能。
其中小车驱动由L298N驱动电路完成,速度由单片机控制。
关键词:智能小车单片机自动循迹避障AbstractWith the increasing levels of high-tech and industrial automation process progresses, the intelligent vehicle is widely used to all kinds of toys and another production’s devise. It is greatly enriched the life of the people.Based on ATmega16 microcontroller,this paper is about a design of intelligent tracking-avoidance car, which is consist of the power supply module, infrared sensor module, the motor drive module, debug module and the MCU modules. Using infrared and ultrasonic testing on the tube black line and the obstacle, when left on the tube detects infrared black line, the car deflected to the left, the right of infrared tube black line is detected, the car to the right deflection. ATmega16 microcontroller for the control chip to control the speed and steering electric car, enabling automatic tracking avoidance function. Which car is driven by L298N driver circuit completed, the speed controlled by the MCU.Keywords: Intelligent Vehicle; MCU;automatic tracking; obstacle avoidance目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2课题研究目的及意义 (1)1.3课题研究现状及发展趋势 (2)1.4本文的主要工作 (3)第2章小车的总体方案设计 (4)2.1设计思路 (4)2.2小车循迹避障传感器的选型 (6)2.3小车循迹避障设计方案 (8)第3章小车的硬件电路设计 (10)3.1单片机的选型 (10)3.2小车的硬件电路设计 (14)第4章小车的软件设计 (19)4.1主程序设计及流程图 (19)4.2避障子程序设计及流程图 (20)4.3循迹子程序设计及流程图 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)附录1 系统电路图 (24)附录2 智能循迹壁障小车完整程序 (27)第1章绪论1.1引言智能,在科技高速发展的今天,已成为一个引领时尚前沿的代名词,智能手机,智能机器人等等已经在工业,军事中得到广泛的作用,在不为人们所熟知的领域,如深海探测,航空航天,地质勘探,智能也发挥着举足轻重的作用[1]。
智能小车毕业论文完整版

智能小车毕业论文完整版Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】学士学位论文系别:计算机科学与技术学科专业:计算机科学与技术姓名: @@@@@@@2011年 06月智能小车引导控制系统的设计与实现系别:计算机科学与技术学科专业:计算机科学与技术指导老师: @@@姓名: @@@@@@2011年 06月智能小车引导控制系统的设计与实现摘要:面对诸多恶劣的工作环境(如灭火、救援等),为了有效的避免人员伤亡,就需要采用智能小车去现场来完成相应的任务。
因此研究和开发智能小车引导控制系统具有十分重要的意义。
本系统采用STC89C51单片机作为核心控制芯片,设计制作了一款通过红外光电传感器检测路径信息、红外火焰传感器检测火源的智能寻迹灭火小车。
本系统由单片机控制模块、寻迹传感器模块、驱动电机模块、火源传感器模块、风扇模块、电源模块等组成。
实际应用表明,该小车可以在专门设计的场地上实现自主发现火源,自主识别路线,自主行进接近火源并灭火,最终完成灭火的任务。
关键词:单片机小车引导控制传感器Smart cars guide control system design and implementation Abstract: Confronted with so many bad working environment (such as fire fighting, rescue etc), in order to effectively avoid casualties, need to use intelligent go by car scene to complete relevant tasks. Therefore, the research and development of intelligent car guide control system has the extremely vital significance. This system uses STC89C51 as the core control chip, design and make a new electric sensor detection byinfrared sensor information, infrared flame path of intelligent tracing test fire extinguishing car. The system is composed of single-chip microcomputer control module, tracing sensor module, drive motor module, ignition sensor module, fan module, power supply module. The practical application indicates that the car can be in a specially designed field on fire, to realize the independent found autonomous recognition route, independent sources and marching close to the fire extinguishing, finally complete task.Keywords: Microcontroller Car Control system Sensors目录引言现在,随着科技的快速发展,国内外对小型智能系统的应用越来越广泛,种类也越来越多。
智能循迹小车 毕业论文

智能循迹小车毕业论文一、前言随着科技的发展,智能机器人已经成为人们关注的热门话题。
智能机器人的出现和应用,不仅可以提高生产效率,减少劳动强度,并且可以创造出很多新的应用领域。
其中,智能循迹小车作为一种基于仿生学和机器人学的新型机器人,已经逐渐应用到许多领域,如环境监测、病毒检测等。
本文着重介绍智能循迹小车的设计和实现,以期为相关研究提供参考。
二、智能循迹小车的需求分析智能循迹小车主要用于环境监测和物品巡检。
为了保证循迹小车的运转效果,需要进行以下需求分析:1.循迹精度高:循迹小车的自主导航是基于视觉和控制系统完成的,因此需要保证循迹精度高,以便更准确地定位目标位置。
2.交通状况适应性强:循迹小车需适用于不同的路况和环境,如转向直接性、弯道安全性、山地路段行驶性等。
3.控制系统稳定性高:为了确保循迹小车的运转稳定,控制系统需稳定、耐用。
4.多功能性:循迹小车需具备多种传感器和设备,以实现环境监测和物品巡检等多项功能。
三、智能循迹小车的设计方案1.硬件设计智能循迹小车由四个电动轮驱动,需要具备以下硬件配置:1) 微型处理器:采用单片机实现控制、通信等功能。
2) 直流电机:用于驱动小车前进和后退。
3) 舵机:控制小车方向。
4) 金属质量传感器:检测循迹目标的位置,并对小车进行控制。
5) 视觉传感器:采集路面图像,并进行图像处理。
6) 电源模块:提供小车稳定的电力来源。
2.软件设计1) 系统设计:采用嵌入式系统,将设备的物理特性和功能与程序环境相结合,实现对小车的控制和行为规划。
2) 控制算法设计:采用视觉处理和运动控制算法实现对小车的控制,并对其交通状况和循迹精度进行优化。
3) 通信协议设计:采用串口通信协议实现与上位机的数据传输。
四、智能循迹小车的实现演示智能循迹小车的实现演示中,需要注意以下几点:1. 使用电源模块为小车提供稳定的电力来源。
2. 通过视觉传感器采集并处理路面的图像信息。
3. 通过金属质量传感器检测循迹目标的位置。
智能循迹小车毕业论文

智能循迹小车毕业论文本篇论文主要研究了基于Arduino控制器的智能循迹小车设计与实现。
智能循迹小车是一种常见的机器人应用,其主要应用于物流和仓库管理、生产工艺控制等领域。
本文利用Arduino Uno作为核心控制器,通过电机控制模块和红外避障模块等外部组件,实现了小车的轨迹匹配和避障功能。
同时,通过DHT11湿度传感器和MQ-2烟雾传感器,实现了小车的环境检测功能。
论文最后进行了实际测试,验证了智能循迹小车的正确性和实用性。
关键词:智能小车;Arduino;循迹;避障;环境检测1.引言随着科技的不断进步,人工智能、机器人等技术的发展越来越快速。
智能小车作为机器人领域的典型应用,主要应用于物流和仓库管理、生产工艺控制等领域。
因此,设计和制作一种高效、准确的智能小车成为当今热门的研究方向。
2.设计方案2.1硬件设计(1)Arduino UnoArduino Uno是一个基于ATmega328P微控制器的开源电子原型平台,其支持无需编程或者其他硬件电路就可以快速轻松地开发嵌入式系统。
(2)红外避障模块红外避障模块是一种基于红外线探测距离的传感器模块,通过测量物体与小车之间的距离,判断小车前方是否有障碍物。
(3)电机控制模块电机控制模块是小车的驱动部分,其主要作用是控制小车的行进方向和速度。
(4)DHT11湿度传感器DHT11湿度传感器是一种能够测量环境温度和湿度的传感器,通过该传感器可以实现小车的环境检测功能。
(5)MQ-2烟雾传感器MQ-2烟雾传感器是一种能够检测空气中是否含有有害的烟雾气体的传感器,可以实现小车的环境检测功能。
2.2软件设计设计程序采用C++编写,主程序根据小车周围环境的变化情况,不断地调用各部分模块,实现小车的循迹、避障、环境检测等功能。
3.实现方法和结果3.1循迹实现在小车轮下安装两个红外传感器,实现对黑线的检测和识别。
根据黑线的信号变化情况,调整小车行进的方向和速度。
3.2避障实现在小车前端安装红外避障模块,通过判断距离来实现小车遇到障碍物时自动停车,避免发生碰撞。
智能小车-毕业论文(设计)文献综述

华侨大学厦门工院本科生毕业设计(论文)题目:智能小车软件系统设计姓名:魏雄飞学号: 1102104031系别:电气工程信息系专业:电气工程及其自动化年级: 11级指导教师:晏来成年月日基于单片机的智能小车摘要:随着电子工业的发展,智能技术广泛运用于各种领域,智能小车不仅在工业智能化上得到广泛的应用,而且运用于智能家居中的产品也越来越受到人们的青睐。
国外智能车辆的研究历史较长。
相比于国外,我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晚,在智能车辆技术方面的研究总体上落后于发达国家但是也取得了一系列的成果。
随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,智能控制将有广阔的发展空间.本文就智能小车研究现状以及未来的应用与发展前景做一个全方面的介绍.关键词:智能技术,STC89C52单片机,自动循迹,避障1 前言随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展,数码相机、DVD、洗衣机、汽车等消费类产品越来越呈现光机电一体化、智能化、小型化等趋势。
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。
智能小车,也称轮式机器人,是一种以汽车电子为背景,涵盖控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多科学的科技创意性设计,一般主要路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。
一般而言,智能车系统要求小车在白色的场地上,通过控制小车的转向角和车速,使小车能自动地沿着一条任意给定的黑色带状引导线行驶。
本次课题设计以此为背景,设计一种简易的运动小车,运用直流电机对小车进行速度和正反方向的运动控制,通过单片机来控制直流电机的工作,从而实现对整个小车系统的运动控制。
2 主题智能车辆作为智能交通系统的关键技术,是许多高新技术综合集成的载体。
智能车辆驾驶是一种通用性术语,指全部或部分完成一项或多项驾驶任务的综合车辆技术.智能车辆的一个基本特征是在一定道路条件下实现全部或者部分的自动驾驶功能,下面简单介绍一下国内外智能小车研究的发展情况2.1国外智能车辆研究现状国外智能车辆的研究历史较长,始于上世纪50年代.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BarrettElectronics公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS (AutomatedGuidedVehicleSystem)。
电动智能小车(完整论文)

摘要89s52单片机是一款八位单片机,他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
这里介绍的是如何用89s52单片机来实现课程设计,该设计是结合科研项目而确定的设计类课题。
本系统以设计题目的要求为目的,采用89s52单片机为控制核心,利用超声波传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,慢速行驶,以及自动停车.整个系统的电路结构简单,可靠性能高。
实验测试结果满足要求,本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。
采用的技术主要有:(1)通过编程来控制小车的速度;(2)传感器的有效应用;(3)新型显示芯片的采用.关键词89s52单片机超声波传感器电动小车目录第一章前言 (1)第二章方案设计与论证 (2)一直流调速系统 .................................... 错误!未定义书签。
二检测系统 (2)三显示电路 ........................................ 错误!未定义书签。
四系统原理图 (2)第三章硬件设计 (3)一 80C51单片机硬件结构............................ 错误!未定义书签。
二最小应用系统设计 (3)三 111前向通道设计................................ 错误!未定义书签。
四 111后向通道设计................................ 错误!未定义书签。
五 111显示电路设计................................ 错误!未定义书签。
第四章软件设计 .. (7)一主程序设计 (7)二333 显示子程序设计.............................. 错误!未定义书签。
三避障子程序设计 (11)四软件抗干扰技术 (11)五 333“看门狗”技术 .............................. 错误!未定义书签。
智能小车毕业论文

智能小车毕业论文智能小车毕业论文目录引言............................................................................................................................ 1第一章小车总体系统方案的设计.......................................................................... 31.1械部分方案的拟定与比较.............................................................................. 31.1.1实现方法............................................................................................... 31.1.2行走机构............................................................................................... 31.2控制单元方案的拟定与比较.......................................................................... 41.3传感检测部分方案的拟定与比较.................................................................. 51.3.1 遥控模块.............................................................................................. 51.3.2路径检测模块....................................................................................... 61.3.3 避障模块.............................................................................................. 61.4电机方案的拟定与比较.................................................................................. 71.4.1电机驱动............................................................................................... 71.4.2电机驱动芯片....................................................................................... 71.5 电源模块方案的拟定与比较......................................................................... 71.6 系统方案的总体确定..................................................................................... 8第二章硬件电路的设计.......................................................................................... 92.1 电源模块电路设计......................................................................................... 92.2 控制单元电路设计......................................................................................... 92.2.1 时钟电路............................................................................................ 102.2.2 复位电路............................................................................................ 11I 2.2.3 并口下载线电路................................................................................ 122.3 电机驱动电路............................................................................................... 132.4 红外遥控电路............................................................................................... 162.4.1 发射部分............................................................................................ 162.4.2 接收部分............................................................................................ 172.5 路经检测电路............................................................................................... 182.6 避障电路....................................................................................................... 19系统软件设计 ............................................................................................ 20第三章系统软件设计3.1 模糊控制算法............................................................................................... 203.1.1 模糊理论的发展................................................................................ 203.1.2 模糊控制算法原理............................................................................ 203.2 智能小车的模糊控制算法........................................................................... 213.2.1 模糊化................................................................................................ 213.2.2 模糊规则库的建立............................................................................ 223.3 编程软件Keil C51简介简介 .............................................................................. 233.4软件设计........................................................................................................ 243.4.1 软件设计思路.................................................................................... 243.4.2 各模块流程图和程序设计................................................................ 25软硬件系统调试 ........................................................................................ 34第四章软硬件系统调试4.1 路径检测调试场景....................................................................................... 344.2 调试结果....................................................................................................... 344.3 结果分析....................................................................................................... 35参考文献...................................................................................................................... 36辞谢.......................................................................................................................... 37附录.......................................................................................................................... 38引 言随着控制技术、计算机技术、信息处理技术和传感器检测技术以及汽车工业的飞速发展,智能小车在工业生产和日常生活中已经扮演了非常重要的角色,近年来,智能车在野外、道路、现代物流及柔性制造系统中都有广泛应用,已成为人工智能领域研究和发展的热点之一。
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摘要80C51单片机是一款八位单片机,他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
这里介绍的是如何用80C51单片机来实现长春工业大学的毕业设计,该设计是结合科研项目而确定的设计类课题。
本系统以设计题目的要求为目的,采用80C51单片机为控制核心,利用超声波传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,快慢速行驶,以及自动停车,并可以自动记录时间、里程和速度,自动寻迹和寻光功能。
整个系统的电路结构简单,可靠性能高。
实验测试结果满足要求,本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。
采用的技术主要有:(1)通过编程来控制小车的速度;(2)传感器的有效应用;(3)新型显示芯片的采用.关键词80C51单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车Design and create an intelligence electricity motive small carAbstract80C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users. This article introduces the CCUT graduation design with the 80C51 single chip computer. This design combines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 80C51 for controlling core, super sonic sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It also can record the time, distance and the speed or searching light and mark automatically the electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyze.The adoption of technique as:(1)Reduce the speed by program the engine;(2)Efficient application of the sensor;(3)The adoption of the new display chip.Keywords 80C51 single chip computer, light electricity detector, PWM speed adjusting, Electricity motive small car目录第一章前言 (1)第二章方案设计与论证 (3)一直流调速系统 (3)二检测系统 (4)三显示电路 (9)四系统原理图 (9)第三章硬件设计 (10)一 80C51单片机硬件结构 (10)二最小应用系统设计 (11)三前向通道设计 (12)四后向通道设计 (15)五显示电路设计 (17)第四章软件设计 (20)一主程序设计 (20)二显示子程序设计 (24)三避障子程序设计 (25)四软件抗干扰技术 (26)五“看门狗”技术 (28)六可编程逻辑器件 (29)第五章测试数据、测试结果分析及结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录A 程序清单 (33)附录B 硬件原理图 (41)第一章前言随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。
全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。
可见其研究意义很大。
本设计就是在这样的背景下提出的,指导教师已经有充分的准备。
本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。
设计的智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程,具有自动寻迹、寻光、避障功能,可程控行驶速度、准确定位停车。
根据题目的要求,确定如下方案:在现有玩具电动车的基础上,加装光电、红外线、超声波传感器及金属探测器,实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。
这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足对系统的各项要求。
本设计采用MCS-51系列中的80C51单片机。
以80C51为控制核心,利用超声波传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,快慢速行驶,以及自动停车,并可以自动记录时间、里程和速度,自动寻迹和寻光功能。
80C51是一款八位单片机,它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
它是第三代单片机的代表。
第三代单片机包括了Intel公司发展MCS-51系列的新一代产品,如8xC152﹑80C51FA/FB﹑80C51GA/GB﹑8xC451﹑8xC452,还包括了Philips﹑Siemens﹑ADM﹑Fujutsu﹑OKI﹑Harria-Metra﹑ATMEL等公司以80C51为核心推出的大量各具特色﹑与80C51兼容的单片机。
新一代的单片机的最主要的技术特点是向外部接口电路扩展,以实现Microcomputer完善的控制功能为己任,将一些外部接口功能单元如A/D ﹑PWM﹑PCA(可编程计数器阵列)﹑WDT(监视定时器)﹑高速I/O口﹑计数器的捕获/比较逻辑等。
这一代单片机中,在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片间的串行总线,为单片机应用系统设计提供了更加灵活的方式。
Philips公司还为这一代单片机80C51系列8xC592单片机引入了具有较强功能的设备间网络系统总线----CAN(Controller Area Network BUS).新一代单片机为外部提供了相当完善的总线结构,为系统的扩展与配置打下了良好的基础。
本设计就采用了比较先进的80C51为控制核心,80C51采用CHOMS工艺,功耗很低。
该设计具有实际意义,可以应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面。
尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景;在考古方面也应用到了超声波传感器进行检测。
所以本设计与实际相结合,现实意义很强。
第二章方案设计与论证根据题目的要求,确定如下方案:在现有玩具电动车的基础上,加装光电检测器,实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。
这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足对系统的各项要求。
一直流调速系统方案一:串电阻调速系统。
方案二:静止可控整流器。
简称V-M系统。
方案三:脉宽调速系统。
旋转变流系统由交流发电机拖动直流电动机实现变流,由发电机给需要调速的直流电动机供电,调节发电机的励磁电流即可改变其输出电压,从而调节电动机的转速。
改变励磁电流的方向则输出电压的极性和电动机的转向都随着改变,所以G-M系统的可逆运行是很容易实现的。
该系统需要旋转变流机组,至少包含两台与调速电动机容量相当的旋转电机,还要一台励磁发电机,设备多、体积大、费用高、效率低、维护不方便等缺点。
且技术落后,因此搁置不用。
V-M系统是当今直流调速系统的主要形式。
它可以是单相、三相或更多相数,半波、全波、半控、全控等类型,可实现平滑调速。
V-M系统的缺点是晶闸管的单向导电性,它不允许电流反向,给系统的可逆运行造成困难。
它的另一个缺点是运行条件要求高,维护运行麻烦。
最后,当系统处于低速运行时,系统的功率因数很低,并产生较大的谐波电流危害附近的用电设备。
采用晶闸管的直流斩波器基本原理与整流电路不同的是,在这里晶闸管不受相位控制,而是工作在开关状态。
当晶闸管被触发导通时,电源电压加到电动机上,当晶闸管关断时,直流电源与电动机断开,电动机经二极管续流,两端电压接近于零。
脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation),简称PWM。
脉冲周期不变,只改变晶闸管的导通时间,即通过改变脉冲宽度来进行直流调速。
与V-M系统相比,PWM调速系统有下列优点:(1)由于PWM调速系统的开关频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流,电枢电流容易连续,系统的低速运行平稳,调速范围较宽,可达1:10000左右。
由于电流波形比V-M系统好,在相同的平均电流下,电动机的损耗和发热都比较小。
(2)同样由于开关频率高,若与快速响应的电机相配合,系统可以获得很宽的频带,因此快速响应性能好,动态抗扰能力强。
(3)由于电力电子器件只工作在开关状态,主电路损耗较小,装置效率较高。
根据以上综合比较,以及本设计中受控电机的容量和直流电机调速的发展方向,本设计采用了H型单极型可逆PWM变换器进行调速。
脉宽调速系统的主电路采用脉宽调制式变换器,简称PWM变换器。
脉宽调速也可通过单片机控制继电器的闭合来实现,但是驱动能力有限。
为顺利实现电动小汽车的前行与倒车,本设计采用了可逆PWM变换器。
可逆PWM变换器主电路的结构式有H型、T型等类型。
我们在设计中采用了常用的双极式H型变换器,它是由4个三极电力晶体管和4个续流二极管组成的桥式电路。
二检测系统检测系统主要实现光电检测,即利用各种传感器对电动车的避障、位置、行车状态进行测量。
1.行车起始、终点及光线检测:本系统采用反射式红外线光电传感器用于检测路面的起始、终点(2cm宽的黑线),玩具车底盘上沿黑线放置一套,以适应起始的记数开始和终点的停车的需要。
利用超声波传感器检测障碍。
光线跟踪,采用光敏三极管接收灯泡发出的光线,当感受到光线照射时,其c-e间的阻值下降,检测电路输出高电平,经LM393电压比较器和74LS14施密特触发器整形后送单片机控制。
本系统共设计两个光电三极管,分别放置在电动车车头的左、右两个方向,用来控制电动车的行走方向,当左侧光电管受到光照时,单片机控制转向电机向左转;当右侧光电管受到光照时,单片机控制转向电机向右转;当左、右两侧光电管都受到光照时,单片机控制直行。
见图2.1 电动车的方向检测电路(a)。