设计报告说明书

竞赛题名称：双翼风动力寻迹小车

一、 设计思路描述

该智能车采用CCD 对赛道进行道路检测，单片机根据采集到的信号的不同状态判断小车当前状态，通过电机驱动芯片L298N 出控制命令，控制电机的工作状态以实现对小车姿态的控制。

二、 理论分析与计算

PID 算法

数字PID 控制算法。P 是比例环节，I 是积分环节，D 是微分环节。在离散化PID 过程中T 为采样周期，K 为采样序号，连续时间t 用离散时间K ×T 表示，用求和形式代替连续时间积分形式，用增量形式代替连续时间微分形式。

其中Kp 为比例系数，T1为积分常数，TD 为微分常数。可得到离散PID 表达式

式（5中），定义积分系数

,微分系数。 在电机控制系统中，一般采用增量式PID 算法，经过一系列数学运算，将小车各

参数代入可得结果。

三、 电路与程序设计

1、电路图

T k t ⨯≈∑∑⎰===≈k j j k

j t e T jT e T t e 000)()(T T T k e kT e dt t de e e k k 1])1[()()(--=--≈u T K t D p dt t de dt t e T t e t u 00])()(1)([)(+++=⎰u e e T e T K u k k D

k j j p k T T ek 0101)]([+-++=-=∑T k k p i 1T =T T D k k p i =

7805电路

L298N电路

2、系统总结构

本系统主要包括PWM控制单元、单片机部分及PWM管脚输出部分、电机驱动部分、摄像头检测及寻迹部分。

四、测试方案与测试结果

1、测试方案

（1）测试仪器

数字万用表DT9205、米尺、秒表，测试环境室内跑道。

（2）测试方法

将跑道中的总路程划分为三个阶段分别为直道，弯道和弧形道，观察小车在不同道路上的反应情况，是否跑出轨道，是否顺畅。

（3）测试内容

小车从A开始，从A运行到B。

小车从A运行到E。

小车从A开始沿轨迹经BCDEF到达A。

（4）测试结果

小车在直道部分表现良好，能较为轻松的完成任务，在角度较大的弯道有少许跑出轨道的几率，在弧度轨道中运动情况较为复杂，但这也是此题目的重点所在，在经过一系列的调整之后，尚可在弧形道上运行。