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第五届“飞思卡尔”杯—电磁组-合肥工业大学-电磁队

高工
2014-01-16 17:18:55    评分

作者:合肥工业大学  褚向华  杨冰  刘丹

指导教师:张阳  史久根

      作品简介

 

第一章 引言

1.1 研究背景介绍

  本课题来源于“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛。“飞思卡尔”杯智能车竞赛是教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养而举办的面向全国大学生的智能汽车比赛。“飞思卡尔”杯智能车大赛从2006年开始举办,今年是第五届。该竞赛是为了提高大学生的动手能力和创新能力而举办的,具有重大的现实意义。在2006年至2009年举办的“飞思卡尔杯全国大学生智能汽车竞赛中,参赛的队伍分光电组和摄像头组两个组别。2010年将要举办的第五届飞思卡尔杯全国大学生智能汽车竞赛增加了新的组别——“电磁组”。

     根据比赛技术要求,参加电磁组竞赛的选手设计的智能车要能够检测到道路中线下导线中20kHz 交变电流产生的磁场来导引小车沿着道路行驶。

1.2 研究内容和意义

本系统研究的内容有跑道电源设计、智能车系统硬件设计、智能车系统软件设计和智能车系统调试。

在平时调试过程和比赛中,需要能够满足比赛技术要求的可以提供20kHz 的脉冲信号的电源驱动赛道中心线下的导线。本课题要求设计出能够满足比赛技术要求的电源。

智能车要能够完成路径识别、舵机驱动、直流电动机驱动、小车行驶速度测量、无线通讯和永磁铁位置探测等功能。本课题要求设计出能够实现这些功能的电路,完成相应程序的编写,完成系统的整体调试。

该竞赛与其他全国竞赛的不同之处在于:它是以迅猛发展的汽车电子为背景,涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉的科技创意性比赛,这对进一步深化高等工程教育改革,培养本科生获取知识、应用知识的能力及创新意识有重要意义。

智能车的研究很有应用前景,对无人驾驶汽车控制的研究能起到引导的作用。同时对提高驾驶安全,提升汽车功能等的研究具有重要意义。

为了满足该组别的参赛要求,将对该项课题进行研究,使赛车具备参赛能力。

1.3 章节安排

本技术报告总共分为七个章节。

    第一章节是引言,主要介绍研究背景、内容及意义等。

    第二章节是智能车跑道电源设计说明,主要内容是对跑道路径设计的概述。

    第三章节是智能车系统硬件设计说明,主要对小车系统的各个模块的设计进行概述,包括处理器、路径探测、直流电机、舵机、测速、无线通信、电源管理等模块,其中重点阐述路径探测模块。

    第四章节是智能车系统软件设计说明,主要内容是智能模型车设计中探测数据的处理、电机和舵机的控制理论、算法说明和程序的框架等。

    第五章节智能车系统调试的说明,主要内容是路径探测、电机、舵机、测速的调试,以及系统的整体调试。

第六章节是模型车的各项参数,包括车模基本尺寸,电路功耗以电容总容量等。

第七章节是结论,对本模型车的特点、存在的问题、可行的改进措施等。


第二章 智能车跑道电源设计

在平时调试的过程和比赛中,需要可以提供20kHz的方波信号的电源驱动赛道中心线下的导线。接通电源后,赛道中心线下的导线中有交变的电流流过。变化的电流在导线周围产生变化的磁场。小车能够检测到这种磁场来沿着路径行驶。跑道电源的技术要求如下:

1)驱动赛道中心线下铺设的0.1~0.3mm直径的导线;2)频率范围:20kHz±2kHz;


3)有效电流范围:50~100mA。

跑道电源主要有振荡电路、功率放大电路、恒流控制电路等部分组成,如图2.1所示。


全文请访问:合肥工业大学电磁队—技术报告.doc




关键词: 处理器     路径探测     直流电机     舵机     测速     无线通信         

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