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武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计(论文)说明书论文题目智能小车控制系统设计学号1002040137学生姓名熊杰专业班级10测控技术与仪器01班指导教师卓旭升总评成绩2014年6月1日武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计(论文)I目录摘要....................................................................IIAbstract................................................................III第一章绪论..............................................................11.1背景..............................................................11.2技术现状..........................................................11.3主要内容..........................................................3第二章控制系统设计方案...................................................42.1系统组成..........................................................42.2系统组成框图......................................................42.3电路图............................................................7第三章硬件设计...........................................................93.1图像采集系统......................................................93.2控制系统.........................................................103.3驱动系统.........................................................123.4舵机转向系统.....................................................133.5速度测量.........................................................153.6拨码开关调速电路设计.............................................163.7电源电路设计.....................................................173.8印制电路板设计...................................................17第四章软件设计..........................................................194.1软件结构.........................................................194.2程序流程.........................................................19第五章硬件、软件与机械调试..............................................245.1电路调试.........................................................245.2程序调试.........................................................245.3车体结构调整.....................................................25结论....................................................................28致谢....................................................................29参考文献.................................................................30附录....................................................................31武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计(论文)II摘要“飞思卡尔杯”全国智能车竞赛是以飞思卡尔智能汽车为主要研究对象的创意性科技竞赛,它能够提高大学生的实践能力,激发大学生的创新能力与从事科学研究与探索的潜能和兴趣,为优秀学生人才的脱颖而出提供必要的条件。同时智能汽车在交通运输、工业自动化等方面具有广阔的应用前景。本文是在参加第八届“飞思卡尔杯”智能车竞赛后,再次经过长时间的研究,吸取了该车之前比赛的成功经验,重新构思设计了本智能车。本设计的独到新颖之处主要有如下四个方面:(1)用P-NMOS管自主设计H桥驱动电路来代替以往使用集成驱动芯片来驱动电机。具有发热功率更低、散热更快等优点。(2)独创性的采用四个独立的稳压芯片进行电源设计来对各个模块进行单独供电,保证系统能够更加稳定的运行,各个模块之间相互不受影响。(3)PCB板设计更加精简有序从而减少了信号线之间的干扰,使系统更加的稳定可靠。(4)对车体机械结构进行了比较科学的调整。通过增大舵机臂的长度,加快了舵机的响应速度;固定了底盘扭腰结构,减少了车体的振动;对差速器性能进行了合理的优化,降低了后轮与地面之间的滑动。经过多次反复的试验,结果表明:本智能小车控制系统稳定可行,软、硬件配合得当,机械结构的调整科学有理,调试中所用的方法简单得当。软件程序控制算法经过长时间的调试均达到最优化的状态。关键字:智能汽车;驱动电路;电源设计;PCB板设计武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计(论文)IIIAbstractFreescalecupnationalintelligencecarcompetitionbasedonsmartcarastheresearchobjectofcreativecompetitionofscienceandtechnology,itcanimprovethepracticalabilityofcollegestudents,stimulatethestudents'innovationabilityandengagedinscientificresearchandexplorationpotentialandinterest,providenecessaryconditionsforoutstandingstudenttalentstandout.Smartcarsatthesametimeinthetransportation,industrialautomationhasbroadapplicationprospects.Thisarticleisintheeighthfreescalecupsmartcarcompetition,afteragainafteralongtimeofstudy,learnthesuccessfulexperienceofthevehiclebeforethegame,rethinkthesmartcarisdesigned.Thedesignoftheoriginalnovelofbasicallyhasthefollowingfouraspects:(1)P-NMOStubesdesignedHbridgedrivingcircuittoreplacetheprevioususeintegratedchiptodrivethemotor.Hastheadvantagesoflowerheatingpower,heatfaster.(2)Theoriginalityofthefourindependentvoltagechipisadoptedtoimprovethepowersupplydesignseparatemodulesforpowersupply,ensuretheoperationofthesystemmorestable,betweenvariousmodulesarenotaffected.(3)PCBboarddesignmoreconciseandorderlysoastoreducetheinterferencebetweensignallines,andmakethesystemmorestableandreliable.(4)Comparesthecarbodymechanicalstructureadjustmentofscience.Byincreasingthelengthofthesteeringarm,speeduptheresponsespeedofthesteeringgear;Fixedthechassiswriggledstructure,reducethevibrationofthebody;Theoptimizationofdifferentialperformanceisreasonable,reducetheslidingbetweentherearwheelandtheground.Afterrepeatedexperiments,theresultsshowthattheintelligentcarcontrolsystemisstableandfeasible,withsoftwareandhardwareisproper,scientificandrational,themechanicalstructureadjustmentusedindebugmethodissimpleandgood.Afteralongtimeofdebuggingsoftwareprogramcontrolalgorithmachievestheoptimizationofstate.Keywords:smartcar;drivingcircuit;powersupplydesign;PCBboarddesign武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计(论文)1第一章绪论1.1背景近年来,道路交通事故发生率持续上升,因交通事故造成的伤亡人数直线攀升,由此造成的经济损失不可估量。尤其在中国,汽车已经开始走进千家万户,汽车的快速性和方便性为社会的进步和人类生活环境的提高做出了巨大贡献。但汽车的普及也造成了汽车数量急剧上升,交通供需矛盾的日益严重,由此带来了交通拥挤、甚至是交通事故等诸多问题,道路交通安全形势呈现出恶化的趋势。提高汽车的可靠性、安全性、减少道路交通事故已经成为人们密切关注的社会问题和科学技术进步所面临的重要课题。英国和美国科学家的研究中表明,交通事故中发生的因素当中驾驶员、汽车和道路环境因素占了相当大的比例。尤其是因为驾驶员自身因素造成的因素尤为突出比如饮酒后驾驶汽车出现交通事故频繁发生,近几年我国在道路交通方面实行了极其严格的酒后驾驶处罚的制度就是因为认识到了这一点。而真正解决这一问题的关键所在就是要将“人”从交通控制系统中分离开,从而提高可靠性与安全性。由于无人驾驶汽车不需要人为操作,系统效率也
本文标题:飞思卡尔智能车控制系统设计
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