EEPW论坛

作者：西北工业大学  陶模  王明亮  谢兰

指导教师：曲仕茹  陈小锋

      作品简介

　　摘要

　　本文以第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车比赛为背景，在―立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越‖的指导思想下，自主设计并制作出基于电磁引导的智能车系统，而且在在此基础上研究了一套切实可行的路径取优方案。并且其超强的环境适应能力有望在未来得以大范围的应用。
       本系统主要由MC9S12XS128控制核心、电源管理单元、路径识别电路、车速检测模块、舵机控制单元和直流电机驱动单元组成，以飞思卡尔公司的16位单片机S12为控制核心，路径识别和车速的检测相结合，通过对不同方位的传感器数据进行综合分析来控制转向舵机和驱动电机，使智能车系统达到所需的稳定性及快速性要求。本文详细的介绍了智能汽车的机械结构设计，硬件电路设计，系统软件设计和理论分析以及模型车的控制算法设计。本智能车采用了适合智能精确控制的PID算法，首先对系统的模型进行了分析，从而选择合适的算法，其次，根据不同方位传感器特性而设计出的传感器模块进行了简要说明，然后介绍了所使用的数据拟合和路径取优的算法。

关键词：智能汽车，PID控制，传感器，直流电机，路径取优

第一章 引 言 1.1 比赛背景介绍
       教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，在已举办的全国大学生数学建模、电子设计、机械设计、结构设计等4大竞赛的基础上，经研究决定，委托教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办每年一度的全国大学生智能汽车竞赛，并成立了由教育部、自动化分教委、清华大学、飞思卡尔半导体公司等单位领导及专家组成了组委会。
       该竞赛与教育部已举办的4大专业竞赛一样，都是为了提高大学生的动手能力和创新能力而举办的，具有重大的现实意义。与其他大赛不同的是，这个大赛的综合性很强，是以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感、电子、电气、计算机和机械等多个学科交叉的科技创意性比赛，这对进一步深化高等工程教育改革，培养本科生获取知识、应用知识的能力及创新意识，培养硕士生从事科学、技术研究能力，培养博士生知识、技术创新能力具有重要意义。
       根据自动化专业教学指导分委员会与飞思卡尔公司签署的有效期为5年的飞思卡尔公司协办全国大学生智能竞赛的合作协议书，竞赛由飞思卡尔公司提供统一的标准硬软件技术平台。各参赛队以飞思卡尔HC12单片机为核心控制模块，以引导改装后的模型汽车按照规定路线行进，以完成时间最短者为优胜。
       组委会办公室技术组专家赴韩国汉阳大学交流访问，认真考察了其举办的多届智能汽车竞速比赛，在学习与总结其宝贵经验的基础上，为了保证竞赛的普及性，规定每支参赛队伍三名成员中最多只能有一名研究生参加；为了保证竞赛的公平性，制定了多种赛道方案以及体现公平、透明的比赛规则；为了进一步训练大学生的科学技术研究素质，参赛队伍除了进行现场比赛之外，还须提交技术报告，并计入竞赛总分。
       为了使该竞赛向普及、健康的方向发展，成为在全国范围内大学生科技创意性的重要赛事，经自动化分教指委、飞思卡尔公司及组委会协商决定，在清华大学自动化系设立竞赛秘书处。

全文请访问：西北工业大学--湛庐队.pdf