计算机控制舵机,智能无人驾驶汽车计算机控制系统

积分环节的加入可以调节系统的静态误差。设定Kp=1000,Ki= 50系统基本实现设计要求

所以综上所述,我们设计的PID控制器的传递函数为:

,采样周期为T=0.1s。

然后,利用数字控制器的离散化设计步骤来设计本系统。通过前面的分析,知道被控对象的连续传递函数为:

。其中,m=1000,b=50。因为零阶保持器的传递函数为:

。所以得到广义对象的脉冲传递函数为:

对单位脉冲输入信号的十倍,

,选择

在十倍的单位阶跃信号,采样周期为1s时,只需一拍输出就能跟踪输入,误差为零,非常好的达到了系统的设计要求。

(2)路径识别模块的软件设计

路径识别主要运用MC9S12DG128B内部的模糊推理机运用模糊逻辑的基本知识来实现。

(3)数字滤波技术

在电动机数字闭环控制系统中,测量值是通过系统的输出量进行采样而得到的。它与给定值r(t)之差形成偏差信号,所以,测量值是决定偏差大小的重要数据。测量值如果不能真实地反映系统的输出,那么这个控制系统就会失去它的作用。在实际中,对电动机输出的测量值常混有干扰噪声,用混有干扰的测量值作为控制信号,将引起误动作,在有微分控制环节的系统中还会引起系统震荡,危害极大。

在本系统设计中,采用了移动平均滤波法。移动平均滤波法没计算一次测量值,只需采样一次,所以大大加快了数据处理速度,非常适合于实时控制。

移动平均滤波法是将采样后的数据按采样时刻的先后顺序存放在RAM中,在每次计算前先顺序移动数据,将队列前的最先采样的数据移出,然后将最新采样的数据补充到队列的尾部,以保证数据缓冲区里总有n个数据,并且数据仍按采样的先后顺序排列。这时计算队列中各数据的算术平均值,这个算术平均值就是测量值,它实现了每采样一次,就计算一个。

(4)转向舵机控制算法

舵机控制是智能车系统中很重要的一个环节,舵机控制的好坏也直接影响了小车的控制效果,舵机的控制信号为20ms的脉宽调制信号,其中脉冲宽度从0.5ms—2.5ms,相对应舵盘的位置为0—180度,呈线性变化。也就是说,给它一定的脉宽,它的输出轴就会保持在一个相对应的角度上,无论外界转矩怎样改变,直到给它提供一个另外宽度的脉冲信号,它才会改变输出角度到新的对应的位置上。

(5)速度检测软件设计

速度传感器采用红外对射式传感器,传感器感应出与速度相关的脉冲后,接下来就要识别这些脉冲。有两种方法可以识别,一种是通过测量脉冲的宽度来识别小车的速度,另一种是通过计算一定时间内的脉冲的个数来识别小车的速度。本设计采用后一种方法。在本设计中利用了MC9S12DG128B内部的两个资源,分别是RTI中断和输入捕捉中断:通过RTI中断,可以控制一定的时间,这段时间是固定的;通过输入捕捉中断,来计算捕获脉冲的个数,最后通过在这段时间内捕获的脉冲个数来反映小车速度的大小。

一、 系统设计总结

该智能车控制系统智能化程度较高,使用操作简单,性能可靠;采用专用单片机控制系统,提高系统工作可靠性;智能化程度较高,在一定程度下,基本不用人工操作;采用LCD液晶显示,人机交互化程度较高。

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