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　　作者：中国矿业大学 刘志鑫 马洪斌 王志贺

　　指导教师：贾存良 陈治国

　　作品简介

　　摘 要

　　本文以第七届飞思卡尔杯全国智能车竞赛电磁组为背景，介绍了直立车模电磁循迹系统。系统设计采用了自顶向下的整体设计思想，以Freescale微控制芯片MCF5225X为核心，并以CodeWarriorIDE为系统的开发平台。硬件部分采用自主设计的主板电路、传感器电路以及驱动电路。传感器电路采用LM358运放实现微弱信号放大，采用速度传感器MMA7260和加速度传感器陀螺仪(ENC-03)实现对车模状态的检测，驱动电路采用集成驱动芯片BTS7960B来实现对电机的有效驱动。软件设计中用PWM信号实现对电机速度和方向控制，采用卡尔曼滤波对采集的传感器信号进行滤波和控制理论模糊PID算法实现车模直立，速度和转向的控制。通过LCD液晶显示车模参数，利用无线串口随时进行参数调整，方便车模调试。

　　第一章 引 言

　　1.1 概述

　　全国大学生智能汽车竞赛是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。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。

　　特别需要说明的是，智能汽车竞赛组委会将电磁组比赛规定为车模直立行走，车模直立行走比赛是要求仿照两轮自平衡电动车的行进模式，让车模以两个后轮驱动进行直立行走。近年来，两轮自平衡电动车以其行走灵活、便利、节能等特点得到了很大的发展。国内外有很多这方面的研究，也有相应的产品。在电磁组比赛中，利用了原来C 型车模双后轮驱动的特点，实现两轮自平衡行走。相对于传统的四轮行走的车模竞赛模式，车模直立行走在硬件设计、控制开发以及调试等方面提出了更高的要求

　　本技术报告主要将阐述我们队整个智能车的设计理念和思想，本着交流与共享的原则，我们毫无保留的提供了所有的核心思想及算法理论，希望与大家共同成长交流，因为我们相信思想只有在交流中产能碰撞出火花，技术只有在分享中才能成长进步，希望本文能为下一届同学提供一定帮助。

　　1.2　系统体系结构

　　电磁组比赛要求车模在直立的状态下以两个轮子着地沿着赛道进行比赛，这势必增加了控制难度，算法也相对复杂，我们将控制分为三个基本方面：直立控制，速度控制和方向控制，分别进行算法控制，最终将三方面融合实现目标控制。

全文请访问：电磁组 中国矿业大学 百年矿大信电一队技术报告.pdf。