作者:浙江师范大学 张川 刘帅 陆明伟
指导教师:武林 潘日敏
作品简介
摘 要
本文介绍了浙江师范大学尖峰电磁一队队员们在准备第七届飞思卡尔智能车大赛过程中的工作成果。智能车的硬件平台采用带K60处理器的开发环境,软件平台为 IAR6.3 开发环境,车模采用大赛组委会统一提供的仿真车模。
文中介绍了智能小车控制系统的软硬件结构和开发流程。本智能车采用三个电感线圈来检测磁场的寻迹方案,配合角度传感器、编码器、电机、电池等组成的驱动电路进行信息处理,以达到路径识别的目的,控制模型车高速稳定地在跑道上行驶。整个系统涉及车模机械结构调整、传感器电路设计及信号处理、控制算法和策略优化等多个方面。
为了提高智能赛车的行驶速度和可靠性,试验了多套方案,并进行软硬件升级,通过大量的数据和实验现象分析,最终确定了现有的系统机械结构和各项软件控制参数。
第一章引言
1.1 赛事概况
受教育部高等教育司委托,高等学校自动化专业教学指导分委员负责主办全国大学生智能车竞赛。为加强大学生的创新意识、实践能力、合作精神、的培养,举办了第七届“飞思卡尔”杯大学生智能车邀请赛。该项比赛已列入教育部主办的全国五大竞赛之一。
2012年7-8月,举行第七届全国大学生智能汽车竞赛。本届比赛首先是在全国八个赛区进行预选赛,之后经各赛区选拔出的165只优秀赛车队伍将在南京师范大学进行总决赛。在比赛中,参赛选手须使用大赛组委会统一提供的竞赛车模,自主构思控传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、转向控制等,完成智能车工程制作及调试,于指定日期与地点参加场地比赛。参赛队伍之名次(成绩)由赛车现场成功完成赛道比赛时间为主,技术方案及制作工程质量评分为辅来决定,车模改装完毕后,车模尺寸宽度不超过250mm,长度没有限制,比赛过程中长度不得发生改变。跑道表面为白色。根据比赛技术要求,电磁组竞赛,需要选手设计的智能车能够检测到道路中心线下电线中20KHz交表电流产生的磁场来导引小车沿着道路两轮着地行驶。在平时调试和比赛过程中需要能够满足比赛技术要求的20KHz的交流电源驱动赛道中心线下的线圈,并能达到两轮平衡的行驶。由于电磁组今年改变方案需要两个轮子进行行驶,为比赛增加了难度。
1.2 方案简介
在方案设计的过程中,我们参阅了很多兄弟院校的往届大赛技术报告,如清华大学、北京科技大学。在国内,他们对智能车研究起步的比较早,例如清华大学首创记忆算法、北京科技大学创先使用激光管。由于比赛是以小车的速度记成绩,为了让小车更快更稳得跑完全程,直立行驶不倒,传感器的探测距离以及角度传感器的安装要有一定的讲究了,即电感安装必须要远,要有大的前瞻;角度传感器安装必须要高,要有快速的反应能力,也要有稳定的信号反馈。为了尽快开始制作和调试自己的车模所以我们采用了竞赛秘书处提供的电磁小车的设计参考方案,经过反复调试达到了预期的效果。传感器的布局,经过反复测试与比较,我们最终决定采用三个电磁传感器,同时使传感器位置尽量靠前,角度传感器采用ENC-03,MMA7260,这个方案的优势将在下文阐述。
全文请访问:电磁组 浙江师范大学 尖峰电磁一队技术报告.pdf。