"该文档是关于第七届全国大学生‘飞思卡尔’杯智能汽车竞赛电磁组直立行车的参考设计方案,涵盖了电路设计、机械设计、软件开发和车模调试等方面,旨在帮助参赛团队理解和实现车模的直立行走控制。"
在整体电路框图中,设计了一个复杂的控制系统来实现智能车的直立行走。这个系统的关键在于精确地监测和控制多个变量,包括车模的角度、角速度、速度以及方向。电路设计篇详细介绍了各个组成部分:
1. **DSC介绍与单片机最小系统**:这是控制系统的核心,通常使用微控制器(如单片机)来处理来自传感器的数据,并发出指令控制电机和其他执行机构。
2. **倾角传感器电路**:用于检测车模的倾斜角度,确保车模保持直立。常见的倾角传感器如MEMS加速度计,例如MMA7260,可以感知三个轴向的加速度,从而计算出角度。
3. **电机驱动电路**:负责根据控制指令调整电机的速度和方向,保持车模的平衡和行驶速度。
4. **速度传感器电路**:通常采用霍尔效应传感器或编码器来测量车轮转速,从而推算出车模的行进速度。
5. **电磁线检测电路**:在赛道上,车模需要沿着设定的电磁线行驶,这个电路可以检测到线的存在,确保车模在正确路径上。
6. **角度计算电路**:结合倾角传感器的数据,进行实时的角速度积分,计算出精确的角度变化,辅助控制决策。
7. **车模控制电路全图**:整合以上各部分,形成一个完整的控制回路,包含所有必要的接口和信号处理。
软件开发篇则涉及了控制算法的设计和实现,包括硬件资源配置、控制逻辑和主要算法的编程。这部分可能涉及到PID控制、状态机设计、实时操作系统等技术,确保控制系统的响应速度和精度。
机械设计篇讨论了车模的结构优化、传感器的安装位置以及需要注意的事项,以保证整个系统的稳定性和可靠性。
车模调试篇是实现直立行走的关键步骤,包括静态和动态参数的调试,以及针对不同环境和条件的适应性调整,目的是使车模能够在各种情况下稳定行走。
这份文档提供了一个全面的框架,指导团队如何从概念设计到实际操作,完成智能车的直立行走控制。其中涉及的知识点涵盖了电子工程、自动控制理论、传感器技术、嵌入式系统以及机械设计等多个领域。