飞思卡尔大赛资料总结
飞思卡尔智能车竞赛策略和比赛方案综述

飞思卡尔智能车竞赛策略和比赛方案综述一、竞赛简介起源:“飞思卡尔杯”智能车大赛起源于韩国,是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以HCSl2单片机为核心的大学生课外科技竞赛。
组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池,参赛队伍要制作一个能够自主识别路径的智能车,在专门设计的跑道上自动识别道路行驶,谁最快跑完全程而没有冲出跑道并且技术报告评分较高,谁就是获胜者。
其设计内容涵盖了控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识,对学生的知识融合和实践动手能力的培养,具有良好的推动作用。
全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是在规定的模型汽车平台上,使用飞思卡尔半导体公司的8位、16位微控制器作为核心控制模块,通过增加道路传感器、电机驱动电路以及编写相应软件,制作一个能够自主识别道路的模型汽车,按照规定路线行进,以完成时间最短者为优胜。
因而该竞赛是涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科的比赛。
该竞赛以飞思卡尔半导体公司为协办方,自2006年首届举办以来,成功举办了五届,得到了教育部吴启迪副部长、张尧学司长及理工处领导、飞思卡尔公司领导与各高校师生的高度评价,已发展成全国30个省市自治区200余所高校广泛参与的全国大学生智能汽车竞赛。
2008年第三届被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中9个科技人文竞赛之一(教高函[2007]30号文,附件2),2009年第四届被邀申请列入国家教学质量与教学改革工程资助项目。
分赛区、决赛区比赛规则在分赛区、决赛区进行现场比赛规则相同,都分为初赛与决赛两个阶段。
在计算比赛成绩时,分赛区只是通过比赛单圈最短时间进行评比。
决赛区比赛时,还需结合技术报告分数综合评定。
1.初赛与决赛规则1)初赛规则比赛场中有两个相同的赛道。
参赛队通过抽签平均分为两组,并以抽签形式决定组内比赛次序。
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。
飞思卡尔智能车总结模版(2篇)

飞思卡尔智能车总结模版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)。
飞思卡尔图像处理总结

图像处理算法总结一、简介根据第九届全国大学生“飞思卡尔”杯智能车竞赛要求,针对摄像头平衡组的车模要求,我们小组需要自主设计一辆两轮平衡直立的由摄像头自主识别路径并以较快速度行进的智能小车。
其中图像数据的处理是摄像头组能否取得好成绩的关键。
我们这次使用的是野火鹰眼ov7725硬件二值化摄像头(如图1所示),基于飞思卡尔K60单片机控制,并通过IAR6.3编译,编译界面如图2所示。
图1.鹰眼摄像头图2.iar编译界面二、设计要求对鹰眼摄像头采集回来的一副二值化的图像数据进行解压,图像处理,求出赛道中线和车体中心线的偏差,通过PID调节,将转向控制量返回,从而实现转向控制。
其中图像处理包括:黑线提取,赛道类型判断,计算转向偏差。
三、算法设计3.1 黑线提取我们采用的是跟踪边缘检测算法。
由于黑色的目标引导线是连续曲线,所以相邻两行的左右边缘点比较靠近。
跟踪边缘检测正是利用了这一特性,对直接边缘检测进行了简化。
其思路是:若已寻找到某行的左边缘,则下一次就在上一个左边缘附近进行搜寻。
这种方法的特点是始终跟踪每行左边缘的附近,去寻找下一列的左边缘,所以称为“跟踪”边缘检测算法。
该算法的优点:在首行边缘检测正确的前提下,该算法具有较强的抗干扰性,能更有效地消除垂直交叉黑色引导线的干扰,以及引导线外黑色图像的影响,始终跟踪目标引导线。
另外,与直接边缘检测法比较,跟踪边缘检测算法的时间复杂度更低,因此效率更高。
且通过多次试验,中心线提取基本没有出现大的问题。
如图3,为一次拍摄的赛道图像,经图像处理后将计算的中线显示在上位机上,图33.2赛道类型判断影响赛车速度成绩的一个重要因素就是对弯道和直道的提前识别判断,从而实现安全过弯,快速过直道、S弯道,以提高比赛成绩。
我们通过小液晶模块,或者摄像头上位机将拍回来的赛道图像反复仔细地对比查看,提取出相关的特征作为判断条件,从而完成赛道类型的判断。
另外,由于智能车上安装的摄像头相对于赛道存在一定的倾斜角度,因此会造成采集到的赛道图像具有一定的梯形失真,即图像中的赛道远端窄、近端宽,因而也会对路径的正确识别产生影响。
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。
飞思卡尔技术报告

K60模块分配K60的简介,我们本次使用了以下模块。
1. FTM模块:K60中集成3个FTM模块,而今年我们选用两个B车进行追踪循迹。
B车模使用单电机、单舵机,另外需要一个编码器。
所以对3个FTM模块进行如下配置:FTM0用以产生300Hz PWM信号控制舵机,FMT1用以产生18.5KHz PWM信号控制电机,FTM2用以采集编码器数据。
2. 定时器模块:K60中有多个定时器模块,我们使用了其中2个。
其一用以产生5ms 中断,处理相关控制程序。
另一个用以超声波模块的计时。
3. SPI模块:我们使用了K60的一个SPI模块,用以和无线射频模块NRF24L01P通信。
4.外部中断:我们使用了三个外部中断。
第一个是PORTA的下降沿中断,用以响应干簧管检测到磁铁。
第二个是PORTD的跳变沿中断,用以响应超声波模块的输出信号。
最后一个是PORTE的下降沿中断,用以响应NRF24L01P模块的相关操作。
数据采集算法传感器是智能车的眼睛,它们给智能车循迹和追踪提供了必不可少的信息。
因此,在智能车软件设计中必须保证数据采集算法的稳定性,同时兼顾其快速性。
本车比赛,我们的智能车主要采集以下传感器的数据:电感传感器电路板、编码器、超声波、干簧管。
下面主要详述超声波模块、电感传感器电路板的数据采集。
1 .超声波模块数据采集我们使用的超声波模块的DO引脚输出50Hz的矩形波信号,通过高电平的时间向单片机传递数据。
本超声波传感器的高电平时间为声波单程传输的时间,通过这个时间可计算出两车之间的距离。
我们使用外部中断和计时器结合的方式测量高电平时间。
首先配置PORTD11为跳变沿中断。
中断被触发时,如果PORTD11为高电平则开始计时,如果PORTD11为低电平则停止计时并记录时间间隔。
2. 电感传感器电路板的数据采集电感传感器电路板通过输出电压的大小反应响应位置和方向的磁场强度。
本次比赛中,我们使用了10个电感分布在6个不同位置,因此每个周期都要采集10路ADC数据,每路ADC数据采集32次进行平均滤波。
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。
飞思卡尔技术报告个人小结

读技术报告个人小结最近这段时间读了一些关于智能车的技术报告,现在我最大的感觉就是对智能车有了新的较为全面的一些了解,当然这也只是对智能车构造有了一些认识,不再像以前只是知道智能车的存在。
在读技术报告的过程中,我有了自己的收获,同时也了解到了现在自身存在的问题。
首先我想将自己所读技术报告中的一些关键技术做一个简单的总结。
电磁组一.智能车机械结构调整与优化关于智能车前轮定位的调整有以下几个参数。
主销内倾和主销后倾都有使汽车转向自动回正,保持直线行驶的功能。
不同之处是主销内倾的回正与车速无关,主销后倾的回正与车速有关,因此高速时主销后倾回正作用大,低速时主销内倾的回正作用大。
前轮前束的作用是保证汽车的行驶性能,减少轮胎的磨损。
前轮在滚动时,其惯性力自然将轮胎向内偏斜,如果前束适当,轮胎滚动时的偏斜方向就会抵消,轮胎内外侧磨损的现象会减少.关于舵机的安装可以使用站立式。
系统执行一个周期所用的时间为5ms左右,舵机作出响应需要十多毫秒的时间,提高系统反应速度唯一的时间瓶颈是舵机的响应时间。
因此,不断优化舵机控制策略是令智能车平稳高速行驶的有效方法。
在模型车制做过程中,赛车的转向是通过舵机带动左右横拉杆来实现的。
转向舵机的转动速度和功率是一定,要想加快转向机构响应的速度,唯一的办法就是优化舵机的安装位置和其力矩延长杆的长度。
由于功率是速度与力矩乘积的函数,过分追求速度,必然要损失力矩,力矩太小也会造成转向迟钝,因此设计时就要综合考虑转向机构响应速度与舵机力矩之间的关系,通过优化得到一个最佳的转向效果。
经过最后的实际的参数设计计算,最后得出一套可以稳定、高效工作的参数及机构。
为了达到较远前瞻,必须把电感架到较远的位置,会引起车重心特别靠前,后轮正压力不足导致甩尾。
为了使重心后移,可以通过调整传感器支架的搭建方式,使得保证结构稳定的前提下尽量减轻重量。
同时,可以把舵机和电池均往后移,以达到预期的效果。
在实际调试过程中还可以对车轮进行粘胎处理,以图有效地防止由于轮胎与轮辋错位而引起的驱动力损失的情况。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(论坛网友分享,在此分享给广大参加比赛的同学,预祝取得好成绩)机械调整主销内倾3度主销后倾0到1度前轮外倾1度前轮前束6mm3.1 前轮的调整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,并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,叫做车轮定位,其主要定位参数包括:主销后倾、主销内倾、车轮外倾和前束。
对于模型车的前轮四项定位参数均可调。
1)如图3-1 所示,主销后倾角是指主销装在前轴,上端略向后倾斜的角度。
它使车辆转弯时产生的离心力所形成的力矩方向与车轮偏转方向相反,迫使车轮偏转后自动恢复到原来的中间位置上。
因此,主销后倾角越大,车速越高,前轮稳定性也愈好。
但是过大的主销后倾角会使转向沉重,容易造成赛车转弯迟滞。
我们希望赛车能够转向灵活,故把主销后倾角设定为1~5°。
图3-1 主销后倾纠正车轮偏转原理图2)主销内倾角是主销轴线与地面垂直线在汽车横向断面内的夹角,它也有使车轮自动回整的作用。
主销内倾还会使主销轴线延长线与路面的交点到车轮中心平面的距离减少,同时转向时路面作用在转向轮上的阻力矩也会减少,使得转向更轻便灵活。
所以为了使得赛车转向更加灵活,我们将主销内倾角控制在0 度左右。
方法(1)垫片(2)偏心凸轮(3)长孔(4)球头旋转(5)支柱旋转(7)楔形垫片(6)调整轴承座(8)偏心螺栓(7)偏心衬套(10)偏置球头3)如图3-2,前轮外倾角对赛车的转弯性能有直接影响,它的作用是提高前轮的转向安全性和转向操纵的轻便性。
前轮外倾角俗称“外八字”,如果车轮垂直地面一旦满载就易产生变形,可能引起车轮上部向内倾侧,导致车轮联接件损坏。
所以事先将前轮外倾角设在1°左右。
图3-2 前轮外倾角示意图图3-3 前轮约束示意图4)当车轮有了外倾角时,在滚动时就类似于圆锥滚动,从而导致两侧车轮向外滚开。
如图3-3,前束是指两轮之间的后距离数值与前距离数值之差,也指前轮中心线与纵向中心线的夹角。
前轮前束的作用是保证汽车的行驶性能,减少轮胎的磨损。
前轮在滚动时,其惯性力会自然将轮胎向内偏斜,如果前束适当,轮胎滚动时的偏斜方向就会抵消,轮胎内外侧磨损的现象会减少。
3.2 舵机的安装与舵机力臂的调整3.2.1 舵机的安装舵机转向是整个控制系统中延迟较大的一个环节,为了减小此时间常数,可以通过改变舵机的安装位置,而并非改变舵机本身结构的方法就可以提高舵机的响应速度。
分析舵机控制转向轮转向的原理可以发现,在相同的舵机转向条件下,转向连杆在舵机一端的连接点离舵机轴心距离越远,转向轮转向变化越快。
这相当于增大力臂长度,提高线速度。
故我们将舵机架在车的前端部分的较高位置,这样舵盘较小的转幅就能够满足前轮较大的转角要求。
这样安装的优点是:1.改变了舵机的力臂,使转向更灵敏;2.舵机安装在了正中央,使左右转向基本一致。
3.2.2 舵机力臂的调整相对于S12 单片机的处理速度,舵机的响应存在着较大的延时,对舵机的改造着实需要。
在相同的舵机转速条件下,转向连杆在舵机一端的连接点离舵机轴心距离越远,转向轮转向变化越快,本模型车中通过用转向盘代替舵机上的曲柄来增大舵机的上连接点到舵机中心的距离,增加了输出转动力矩,使得前轮在转向时更加灵敏。
其机械结构如下图3.4 所示。
图3.4 舵机力臂机械结构3.3 差速器的调整差速器的作用是在车模转弯的时候,降低后轮与地面之间的滑动,并保证在轮胎抱死时不损害电机。
差速器的调整中要注意滚珠轮盘间的间隙,过松过紧都会使差速器性能降低,转弯时阻力小的车轮会打滑,从而影响车模的过弯性能。
好的差速机构,在电机不转的情况下,右轮向前转过的角度与左轮向后转过的角度之间误差很小,不会有迟滞或者过转动情况发生。
1不管你的CPU的速度如何的快,通信机制如何的优越,系统的精度永远无法超越传感器的精度2默写应用中ADC可能需要连续的采样(4K SPS/S),这可能给CPU带来很大的负荷。
使用PDB定时器触发ADC可以减轻CPU的一部分负担。
ADC 的DMA功能支持可以实现高性能的快速ADC采样或者是ADC使用PDB做周期触发。
在转换完成时ADC可以触发DMA34 可以对pll时钟进行超频5678硬件平均会比软件快吗?采集质量如何?910PWM通道级联去配置一下12811bangbang 赛道记忆12133.3.3 后轮差速机构调节差速机构的作用是在车模转弯的时候,降低后轮与地面之间的滑动;并且还可以保证在轮胎抱死的情况下不会损害到电机。
当车辆在正常的过弯中(假设:无转向不足亦无转向过度),此时4 个轮子的转速(轮速)皆不相同,依次为:外侧前轮>外侧后轮>内侧前轮>内侧后轮。
此时所使用车模配备的是后轮差速器。
差速器的特性是:阻力越大的一侧,驱动齿轮的转速越低;而阻力越小的一侧,驱动齿轮的转速越高,以此次使用的后轮差速器为例,在过弯时,因外侧前轮轮胎所遇的阻力较小,轮速便较高;而内侧前轮轮胎所遇的阻力较大,轮速便较低。
差速器的调整中要注意滚珠轮盘间的间隙,过松过紧都会使差速器性能降低,转弯时阻力小的车轮会打滑,从而影响车模的过弯性能。
好的差速器,在电机不转的情况下,右轮向前转过的角度与左后轮转过的角度之间误差很小,不会有迟滞和过转向情况。
差速器的调整可以使用车模套件里的相应工具拧后轮的螺母,如图3-21 所示。
14 75图7-4 模糊控制器结构图处理模糊运算分为三个阶段:(1)首先根据隶属度函数将过程变量变成模糊输入,这部分工作在模糊化接口中完成,然后将结果放入存储器;(2)推理运算部分根据规则库和模糊运算输入得到模糊输出,也放入存储器;(3)解模糊部分通过隶属度函数及相关规则将模糊输出变成控制输出,送往执行机构。
在计算曲率时取了三个有效点,如图7-5:图7-5 计算曲率的有效点曲率计算示意图定义曲率CURVE= (X1-X2)-(X2-X3)= X1+X3-2*X2式中的X1,X2,X3 定义见上图计算出来的曲率值恒为正,因为有专门的程序判别是左弯还是右弯,所以只需知道赛道的弯曲程度就可以了。
将CURVE 模糊化,模糊子集定义为:CURVE={零,极小,小,大,非常大}注:如果为零,表示曲率半径无穷大,该赛道为直道。
将CURVE 的语言变量定义为:Z = 零VS = 极小S = 小B = 大VB = 极大将CURVE 量化为7 个等级,分别为0,1,2,3,4,5,6那么CURVE 的论域为:CURVE={0,1,2,3,4,5,6}对于KP 值同样进行模糊化,模糊子集定义为:Kp = {零,极小,小,大}将Kp 的语言变量定义为:Z = 零VS = 极小S = 小B = 大然后建立模糊控制规则表,如下表:表7-2 模糊控制规则表CURVEZVSSBVBKPZVSSBB15当智能车在直道行走的时候,可以给最高速度;当智能车在弯道出直道时,速度相对高速;当智能车直道入弯的时候,速度突然减下来;当智能车在弯道时,相对低速。
162.3.4 采样周期的选择香农(Shannon)采样定律:为不失真地复现信号的变化,采样频率至少应大于或等于连续信号最高频率分量的二倍。
根据采样定律可以确定采样周期的上限值。
实际采样周期的选择还要受到多方面因素的影响,不同的系统采样周期应根据具体情况来选择。
采样周期的选择,通常按照过程特性与干扰大小适当来选取采样周期:即对于响应快、(如流量、压力)波动大、易受干扰的过程,应选取较短的采样周期;反之,当过程响应慢(如温度、成份)、滞后大时,可选取较长的采样周期。
采样周期的选取应与PID参数的整定进行综合考虑,采样周期应远小于过程的扰动信号的周期,在执行器的响应速度比较慢时,过小的采样周期将失去意义,因此可适当选大一点;在计算机运算速度允许的条件下,采样周期短,则控制品质好;当过程的纯滞后时间较长时,一般选取采样周期为纯滞后时间的1/4~1/8。
17人们通过对PID 控制理论的认识和长期人工操作经验的总结,可知PID 参数应依据以下几点来适应系统的动态过程。
1、在偏差比较大时,为使尽快消除偏差,提高响应速度,同时为了避免系统响应出现超调,Kp取大值,Ki取零;在偏差比较小时,为继续减小偏差,并防止超调过大、产生振荡、稳定性变坏,Kp值要减小,Ki取小值;在偏差很小时,为消除静差,克服超调,使系统尽快稳定,Kp值继续减小,Ki值不变或稍取大。
2、当偏差与偏差变化率同号时,被控量是朝偏离既定值方向变化。
因此,当被控量接近定值时,反号的比列作用阻碍积分作用,避免积分超调及随之而来的振荡,有利于控制;而当被控量远未接近各定值并向定值变化时,则由于这两项反向,将会减慢控制过程。
在偏差比较大时,偏差变化率与偏差异号时,Kp值取零或负值,以加快控制的动态过程。
3、偏差变化率的大小表明偏差变化的速率,e -e 越大,Kp取值越小,Ki取值越大,反之亦然。
同时,要结合偏差大小来考虑。
4、微分作用可改善系统的动态特性,阻止偏差的变化,有助于减小超调量,消除振荡,缩短调节时间t ,允许加大Kp,使系统稳态误差减小,提高控制精度,达到满意的控制效果。
所以,s在e 比较大时,Kd取零,实际为PI 控制;在e 比较小时,Kd取一正值,实行PID控制。
18PID自整定Kp Ki 自动调整方程19 PID参数整定一般步骤a.确定比例增益P确定比例增益P 时,首先去掉PID的积分项和微分项,一般是令Ti=0、Td=0(具体见PID的参数设定说明),使PID 为纯比例调节。
输入设定为系统允许的最大值的60%~70%,由0逐渐加大比例增益P,直至系统出现振荡;再反过来,从此时的比例增益P逐渐减小,直至系统振荡消失,记录此时的比例增益P,设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。
比例增益P调试完成。
b.确定积分时间常数Ti比例增益P确定后,设定一个较大的积分时间常数Ti的初值,然后逐渐减小Ti,直至系统出现振荡,之后在反过来,逐渐加大Ti,直至系统振荡消失。
记录此时的Ti,设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。
积分时间常数Ti 调试完成。
c.确定积分时间常数Td积分时间常数Td一般不用设定,为0即可。
若要设定,与确定P和Ti的方法相同,取不振荡时的30%。
d.系统空载、带载联调,再对PID参数进行微调,直至满足要求20主程序为一个顺序执行的无限循环的程序。
主程序首先对系统硬件和系统各变量进行初始化。
先关中断,设置MCU工作频率和各个外设的状态,初始化各端口,控制算法初始化,然后开中断,最后程序进入主循环。
21弯心前减速,弯心后加速转弯坡道减速直道加速22 差速调的好,过弯可以不减速因为要节能,所以尽量不要加减速23直道的速度直接由弯道决定,再除去轮胎等情况的问题下,弯道能达到多快是决定一切的一个重要因素。