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基于PID算法多电机协同运动控制系统的研究与设计(最终版) 基于PID算法多电机协同运动控制系统的研究与设计(最终版)

格式:word 上传:2022-06-25 15:57:18

《基于PID算法多电机协同运动控制系统的研究与设计(最终版)》修改意见稿

1、“.....语句使得程序进入死循环,而语句根据不同路况和控制策略跳转到不同的处理部分,在每个中调用不同的函数和子程序。由上可以看出,和为档位选择和开关选择,否则小车停止,闪烁。为路况检测部分,根据路况和控制策略输出和分别控制舵机和直流电机。为直角弯控制部分,由于赛道直角弯道的在距弯道前处有两条宽度为长度为跑道宽度间隔为的垂直于赛道的白线。如图所示图因此在程序中采用双重检测的办法使得检测更加准确,当检测到第条白线时延时再检测第二条白线,如图,如果都能检测到则确定前方为直角弯状态,此后作纠偏走直线直到到达直角弯,直角弯检测只需判断光电传感器是否有半均检测到白线,如果左边部分检测到白线则为左直角弯,右边部分检测到白线则为右直角弯,在直角弯转弯程序中我们采用大角度转弯加强差速的策略使得小车能快速而且能够贴紧白线稳定转弯。图右变线区控制部分......”

2、“.....如图所示图在程序中也是采用双重检测的办法使得检测更加准确,当检测到右边第条白线时延时再检测第二条白线,如果都能检测到则确定前方为右变线区,此后为直线纠偏直到检测到全黑状态,则表示已到达右变线区,此过程如图图为左变线区控制部分,具体跟右变线区样。图脉宽调制脉冲宽度调制脉冲宽度调制是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的种非常有效的技术,广泛应用在从测量通信到功率控制与变换的许多领域中。脉宽调制是开关型稳压电源中的术语。这是按稳压的控制方式分类的,除了型,还有型和混合型。脉宽调制式开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下,通过电压反馈调整其占空比,从而达到稳定输出电压的目的。种模拟控制方式,根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置,来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变......”

3、“.....是种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用,方波的占空比被调制用来对个具体模拟信号的电平进行编码。信号仍然是数字的,因为在给定的任何时刻,满幅值的直流供电要么完全有,要么完全无。电压或电流源是以种通或断的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候,断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够,任何模拟值都可以使用进行编码。多数负载无论是电感性负载还是电容性负载需要的调制频率高于,通常调制频率为到数据类型强行转换控制器的参数调整控制器参数选择的方法很多,例如试凑法临界比例度法扩充临界比例度法等。但是,对于控制而言,参数的选择始终是件非常烦杂的工作,需要经过不断的调整才能得到较为满意的控制效果。依据经验,般参数确定的步骤如下确定比例系数确定比例系数时,首先去掉的积分项和微分项,可以令......”

4、“.....输入设定为系统允许输出最大值的,比例系数由开始逐渐增大,直至系统出现振荡再反过来,从此时的比例系数逐渐减小,直至系统振荡消失。记录此时的比例系数,设定的比例系数为当前值的。确定积分时间常数比例系数确定之后,设定个较大的积分时间常数,然后逐渐减小,直至系统出现振荡,然后再反过来,逐渐增大,直至系统振荡消失。记录此时的,设定的积分时间常数为当前值的。确定微分时间常数微分时间常数般不用设定,为即可,此时调节转换为调节。如果需要设定,则与确定的方法相同,取不振荡时其值的。系统空载带载联调对参数进行微调,直到满足性能要求。结论本文设计并实现了种基于瑞萨单片机为核心的智能车,智能车通过个红外传感器接收赛道信息,通过转换器将信息传给主控制模块,若赛道信息有变化,主控模块根据当前智能车所处的状况运用方向控制算法和速度控制算法分别对智能车方向和速度进行分析......”

5、“.....同时智能车还采用个编码盘和红外接收器的方式在智能车后轴部分进行测速,通过控制对智能车车速进行控制,车速检测设备是红外传感器的补充,两者联合起到达到控制车速的目的。实践证明,智能车系统稳定,能够快速稳定的寻白线行驶,且速度响应时间快,稳态误差小,抗干扰能力强,最高车速可以达到左右。但问题是每个不同路况需要调整三个基本参数以获得最优控制效果,所以需要临场测试修改。由于时间紧迫,如果能加入模糊算法组合算法,利用模糊算法自整定三个参数就能很好地解决问题了,相信利用模糊能令智能车的速度和稳定性更上层楼。致谢在此,首先要感谢给我参赛机会和参赛指导老师,教会了我很多书本上学不到的东西,最后感谢我的队友们。参考文献余志生汽车理论第版北京清华大学出版社,边春元等单片机典型模块设计与应用北京机械工业出版社,谭浩强程序设计第三版北京清华大学出版社......”

6、“.....杨欣,王玉凤,刘湘黔电子设计从零开始北京清华大学出版社,袁鹏平,付刚,罗开玉电路设计实用教程北京化学工业出版社,王明顺,沈谋全传感器与智能车路径识别东北东北大学信息科学与工程学院,黄开胜,金华民,蒋狄南韩国只能模型车技术方案分析电子产品世界王彦基于光电传感器的智能循迹模型车设计西安长安大学汽车学院车辆工程系,,王晓明电动机的单片机控制北京北京航空航天大学出版社吴斌华,黄卫华,程磊,杨明基于路径识别的智能车系统设计电子技术应用,卓晴,黄开胜,邵贝贝学做智能车挑战飞思卡尔杯北京北京航空航天大学出版社,邵贝贝单片机嵌入式应用的在线开发方法北京清华大学出版社,徐莺基于间接的智能车控制算法研究湖北广播电视大学学报,陈恳,扬向东等机器人技术与应用北京清华大学出版社,之间。许多微控制器内部都包含有控制器。例如,公司的内含两个控制器......”

7、“.....占空比是接通时间与周期之比调制频率为周期的倒数。执行操作之前,这种微处理器要求在软件中完成以下工作设置提供调制方波的片上定时器计数器的周期在控制寄存器中设置接通时间设置输出的方向,这个输出是个通用管脚启动定时器使能控制器的个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的,无需进行数模转换。让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。噪声只有在强到足以将逻辑改变为逻辑或将逻辑改变为逻辑时,也才能对数字信号产生影响。对噪声抵抗能力的增强是相对于模拟控制的另外个优点,而且这也是在些时候将用于通信的主要原因。从模拟信号转向可以极大地延长通信距离。在接收端,通过适当的或网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式。总之,既经济节约空间抗噪性能强,是种值得广大工程师在许多设计应用中使用的有效技术。则利用丰富的定时器来模拟信号......”

8、“.....具体程序如下,,对于算法部分,我们在每次采样后才运算次,也就是在定时中断中计算,具体应用如下,我们用结构体把参数部分制作为个整体,然后在过去现在未来中直接调用即刻。程序处理值设定值这时舵机输出转角为,智能车车速进步降低,方向控制系统和速度控制系统相互协同的通过直角弯。前面已经介绍了单片机对舵机的控制采用技术,舵机为伺服电机,在正常情况下,其输出转角与给定的脉宽成线性关系。其转向公式为式式中,为舵机控制脉宽为对应舵机转角为时的值为比例系数,表示舵机每转动度对应的控制量。速度控制方案的设计速度控制能使智能车在直道上加速行驶而在入弯时刹车减速以尽量提高行驶速度和避免因入弯速度过快而造成的冲出跑道。赛道分析经分析,赛道大致分为以下三种情况,如表所示。表行驶策略要使智能车沿着白色引导线行驶......”

9、“.....即智能车在中间状态时,速度控制能很好的加速,短时间内使速度达到最大,在传感器发现偏离中间位置时能减速调整车的位置,在调整结束后用最短的时间加速。速度给定算法速度给定算法由赛道分析及行驶策略可以看出其大致分为以下两类目标车速算法对于目标车速的选择问题,目前还没有比较可靠的公式,只能根据驾驶经验确定。在直线赛道上设置其为较高车速,在弯道时应该根据转弯半径的大小决定车速大小,即应该随着赛道曲率半径的变化改变车速。目标车速的控制函数可以定为式其中为给定速度为设定的最高车速,为白线偏移量,为比例系数,为定时器测得的时间值,表明白线偏离的快慢程度,值越小表示白线位置变化的越快,反之变化得越慢为偏差变化率系数,当路线变化剧烈时,值较小,值越大,此时速度可降低很多,将此比例值运用到直角转弯时会很快速的降低车速。弯道车速算法由于智能车四个车轮由四个单独的电机驱动......”

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