全国大学生智能汽车竞赛技术报告——智能车系统设计与优化

"这份文档是华南理工大学‘华工冰魄队’参加第十二届‘恩智浦’杯全国大学生智能汽车竞赛的技术报告。报告详细介绍了智能车的机械结构调整与优化，电路设计，软件控制模块以及总结。" 智能车机械结构调整与优化主要关注以下几个方面： 1. 智能车整体：设计考虑了车辆的整体稳定性、轻量化和空气动力学特性，以提高行驶速度和操控性。 2. 前轮定位：调整前轮定位参数（如 caster angle, toe-in/toe-out）以确保车辆在高速行驶时的直线稳定性以及转弯时的可控性。 3. 舵机安装：舵机的安装位置和角度调整直接影响转向精度和响应速度，需根据实际测试结果进行微调。 4. 传感器安装：包括电感传感器、编码器和超声波传感器等，它们的安装位置和方向直接影响到信号的准确性和实时性，需保证不被其他部件阻挡。 5. 编码器的安装：用于检测电机转速和方向，其安装位置和固定方式关系到数据的可靠性。 电路设计部分涉及以下关键模块： 1. 主板硬件设计方案：包括电源管理、电机驱动、数模转换和单片机设计。电源管理模块保证稳定供电，电机驱动模块负责控制电机运转，数模转换模块处理不同信号类型，单片机负责整体控制。 2. 传感器模块：电感传感器用于识别赛道，磁传感器处理信号，两者结合提供赛道信息。电路设计要确保传感器信号的准确传输和处理。 软件控制模块涵盖： 1. 控制系统整体：结构上分为底层模块和高级模块，底层模块处理传感器数据，高级模块执行控制策略。 2. 赛道偏移量计算与处理：通过电感值采集和赛道识别，确定车辆在赛道上的位置。 3. 电机与舵机控制：采用模糊控制算法和位置式PID控制，兼顾快速响应和稳定控制。 4. 双车控制：实现双车协同，包括距离获取、距离控制，以及环形和十字超车策略。 总结部分可能概述了团队在设计、调试和优化过程中遇到的挑战、解决方案以及未来改进的方向。 整体来看，这份报告全面展示了智能车从硬件构建到软件控制的全过程，体现了团队在机械工程、电子工程和控制理论方面的综合应用能力。