车模直立行走控制算法详解：shell脚本与信号处理

本文档详细介绍了第七届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛中智能车直立组的电磁组直立行车参考设计方案，特别是车模直立行走控制算法。该方案涉及多个关键环节，包括： 1. **控制算法总图**： 图2-40展示了车模运动控制的总框图，这个框图整合了车模的直立行走控制算法，主要包括角度和角速度测量、速度控制、以及方向控制。其中，利用陀螺仪获取车模的倾角和角速度，重力加速度传感器用于补偿陀螺仪漂移，可由速度控制部分替代。电机转速脉冲信号用于速度控制，而电磁偏差信号则用于方向控制，通过调整车模两侧电机的速度来纠正偏差。 2. **传感器与控制**： - **倾角速度陀螺仪**：提供车模倾角和角速度信息。 - **重力加速度传感器**：虽然在图中提及，但在完整方案中可能由速度控制部分替代，用于补偿陀螺仪的误差。 - **电机转速脉冲**：通过测量电机的转速，确定车模运动速度，实现速度控制。 - **电磁偏差检测**：监测车模偏离中心线的距离，用于方向控制。 3. **控制策略**： - **直立行走任务分解**：将复杂任务拆分为角度控制、速度控制和方向控制三个层次，确保车辆稳定直立。 - **速度控制**：通过电机驱动和速度传感器，结合比例和积分控制策略，实现精确的速度控制。 - **方向控制**：通过电磁检测电路，实时调整电机电流以纠正车模偏离中心线的情况。 4. **电路设计**： 文档详细描述了电路结构，包括整体电路框图、DSC（数字信号控制器）及其与单片机的接口、倾角传感器、电机驱动电路、速度传感器和电磁线检测电路的设计。 5. **机械设计与调试**： - **车模简化改装**：对车模进行必要的物理结构调整，以适应控制系统的需求。 - **传感器安装**：确保传感器正确安装，以便准确收集数据。 - **软件开发与调试**：涵盖了软件框架、硬件资源配置和主要算法实现，以及现场静态和动态参数的调试。 本文档提供了一个完整的智能车直立行走控制系统的实施方案，强调了算法设计、硬件选择与集成、以及实际调试的重要性，为参赛者提供了宝贵的参考。