电磁组 同济大学_tj-金戈队技术报告（电磁）.docx

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:同济大学
队伍名称:tj-金戈队
参赛队员: 朱鹏
王法旭
吴海兵
带队教师: 朱劲
张志明
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竞赛关保留、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: 朱鹏
王法旭
吴海兵
带队教师签名: 朱劲
张志明
日期:
摘要
本设计以第七届飞思卡尔杯全国智能车大赛为背景,以大赛组委会指定的C型车模为平台,搭建了一个以飞思卡尔半导体公司的32位微控制器MK60DX256ZVLQ10为控制核心的智能车控制系统。以Keil ,利用基于微机械工艺MEMS的陀螺仪和加速度计实现了两轮小车稳定地自平衡,该小车系统还能有效地控制两轮小车的运动速度,实现自由地加速减速功能,自主地识别铺有100mA,20kHZ交流导线的赛道,并沿着赛道以尽可能快的速度运行。
该两轮自平衡小车系统显示了高度的智能化、人性化,并且具备良好的安全性、稳定性,可以为无人驾驶汽车的后续研究提供经验
【关键词】智能小车; 飞思卡尔; 两轮自平衡; PID; 循迹; 无线通信
目录
第一章引言 1
“飞思卡尔”杯智能车大赛介绍 1
报告章节安排 2
第二章系统总体方案设计 4
车模机械调整概述 4
硬件电路设计概述 5
软件系统设计概述 6
第三章机械结构部份的设计及调整 8
车模简介 8
车模机械调整 8
电磁传感器支架 9
光电编码器的选择和安装 10
第四章硬件电路设计 12
单片机最小系统模块 13
电源管理模块 14
电机驱动模块 15
循迹传感器模块 16
车模倾角及角速度传感器模块 17
液晶显示和按键输入模块 18
无线数传模块 19
第五章总体理论分析及控制器软件算法实现 20
系统控制总体流程图 20
直立控制部分 20
两轮直立小车系统的模型建立与分析 20
直立控制器的设计与调试 22
路径识别部分 24
基于电感传感器排布理论分析 25
路径识别的控制器设计与调试 25
速度控制部分 27
速度控制的理论分析 27
测试开环控制下PWM占空比与电机转速之间的关系 27
速度控制器设计的调试 28
辅助车模调试程序设计 30
第六章 系统的开发环境与车模调试 32
Keil 32
工程的建立 32
代码的编辑、编译与链接 33
Keil的在线调试 33
基于LABVIEW的上位机 34
上位机的编写 34
上位机的使用在调试车模的过程中的作用 36
cadence电路板制作软件 36
第七章总结和参数统计 38
38
39
参考文献 40
附录 41
附录A 核心算法子程序 41
第一章引言
“飞思卡尔”杯智能车大赛介绍
本文以第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛为背景,该比赛受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201号文,附件1),由教育部高等自动化专业教学指导分委员会(以下简称自动化分教指委)主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛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,为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养,促进高等教育教学改革。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。
  该竞赛由竞赛秘书处为各参赛队提供/购置规定范围内的标准硬软件技术平台,竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节,要求学生组成团队,协同工作,初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一