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飞思卡尔智能车舵机和测速的控制设计与实现

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飞思卡尔智能车舵机和测速的控制设计与实现

飞思卡尔智能车舵机和测速的控制设计与实现

 “飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛以快速跑完规定赛道为目标。尽可能提高车
模速度,跑出好成绩,是整个车模设计的关键。为了进一步提高车模速度,作者曾在车
模调试阶段尝试算法、程序控制等多种方法都无明显效果,经多次分析发现,舵机的优
化及其控制尤为重要,特别合适舵机转向和速度检测反馈控制。经过不断改进、调试和
优化,该设计方案能够使智能车行驶速度和稳定性都得到显著提高。

  1 车模系统

  飞思卡尔智能车系统主要由一系列的机械零部件和控制软件组成,主要包括由大赛
组委会统一提供标准的车模底盘、轮胎、舵机、驱动电机、PC9S12控制板和电源等,另
外,系统中的道路检测装置和测速装置需自行设计安装。图l为车模系统框图。
[pic]

 

  要赛出好的成绩,智能车除应具有可靠的道路检测装置外,舵机的灵活转向控制则
依赖于机械系统中各个零部件间协调运行。为提高智能车的整体协调性能,一定要把握
好“车身简捷、底盘低稳、转向灵活、协调匹配”的设计与安装原则。

  2 舵机

  舵机是操控车模行驶的方向盘。舵机的输出转角通过连杆传动控制前轮转向,其转
角精度直接影响到智能车模能否准确按赛道路线行驶,此外,还可考虑采用舵机进行机
械闸制动以及多个舵机群控等方法。但飞思卡尔智能汽车大赛规则要求车模中的舵机不
能超过3个。

  2.1 舵机工作原理

  舵机在6 V电压下正常工作,而大赛组委会统一提供的标准电源输出电压为7.2
V,则需一个外围电压转换电路将电源电压转换为舵机的工作电压6
V。图2为舵机供电电路。
[pic]

 

  舵机由舵盘、位置反馈电位计、减速齿轮组、直流动电机和控制电路组成,内部位
置反馈减速齿轮组由直流电动机驱动,其输出轴带动一个具有线性比例特性的位置反馈
电位器作为位置检测。当电位……
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