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作者：华中科技大学 方华启  张江汉  诸金良

指导教师：何顶新  罗惠

      作品简介

　　第1章 引言

       教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，在已举办全国大
学生数学建模、电子设计、机械设计、结构设计等4 大竞赛的基础上，委托教
育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办每年一度的全国大学生智能汽
车竞赛（教高司函[2005]201 号文）[1]。

       为响应教育部的号召，本校积极组队参加第五届“飞思卡尔”杯全国大学生
智能汽车竞赛。从 2009 年 12 月开始着手进行准备，历时近 8 个月，经过设
计理念的不断进步，制作精度的不断提高，经历 2 代智能车硬件平台及相关算
法的改进，最终设计出一套完整的智能车开发、调试平台。作为电磁组的华中
科技大学五队采用轻质量机械设计、大前瞻传感器和连续化算法处理的基本技
术路线，在前瞻距离、噪声抑制、驱动优化、整车布局等方面加强研究创新，
在有限计算能力下获得了较高的赛道信息准确率。使智能车能够满足高速运行
下的动力性和稳定性需求，获得了良好的综合性能和赛场表现。

       本文将对智能车的总体设计和各部分的详细设计进行一一介绍。

1.1 概述

1.1.1 电路设计
       飞思卡尔电磁组智能汽车硬件主要分为主控板，传感器板。本车在主控板上
主要特色为电机使用H 桥驱动，从性能和扩展性上优于集成驱动器方案。传感
器板设计着重考虑提高传感器的前瞻量和信号的抗干扰能力。
1.1.2 机械设计
       机械方面，主要是对舵机的安装进行了研究，加长了舵机的连杆，以增加反
应速度。另外，主要研究车差速性能的研究以及传感器支架的固定。
1.1.3 控制程序设计
       一方面使用免费的μCOS 操作系统，这给智能车的整体调试提供了很多方
便；另一方面，在大前瞻传感器的基础上设计出合理的舵机、电机控制算法，
在满足稳定性要求的基础上提高速度。

1.1.4 调试平台
为了提高调试效率，并在制作的过程中减少控制决策的工作量，在MATLAB
平台的基础上，设计了相应的数据调试工具，方便对采集的数据进行处理，并
对小车的运行参数进行实时监控，达到了事半功倍的效果。
1.1.5 预赛成绩

       由于华南赛区比赛赛道摩擦力与学校调试环境相差较大，但从整体稳定性和
速度上在华南赛区靠前，并以华南赛区第3 名的成绩获得决赛资格。以下是参
数对比：

1.2 全文安排

       本文在第二章中详细说明电路部分的设计。

       本文在第三章中详细说明机械部分的改装。

       本文在第四章中详细说明软件部分的实现。

       本文在第五章中详细说明调试平台部分的设计。

       本文在第六章中做全文总结。

       由于作者水平有限，报告中的错误和不足之处，希望各位读者能及时批评和
指证，并提出建议和意见。

全文请访问：第五届飞思卡尔智能车大赛华中科技大学电磁组技术报告.pdf