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C9S12DG128单片机产生的PWM信号。舵机自身硬件特性决定:在给定电压一定时,空载和带载时的角速度ω分别保持恒值,而线速度υωR,正比于转臂的长度R。当舵机所需转动幅度一定时,长转臂要比短转臂转动的角度小,即响应更快。如图5所示,对于转臂1和2,当R1R2且转动相同的位移时,转角θ1θ2。因此对于相同的角速度ω,可得转臂响应时间t1t2。显然利用舵机的转距余量可以提高系统整体的响应速度4。
智能车在行驶过程中,舵机的响应时间决定着系统的稳定性及快速性。为了减小舵机的时滞现象,充分利用舵机的转矩余量,本系统采用了以下三种方法:1提高舵机工作电压,使其工作在额定电压之上,从而减小舵机的响应时间;2将舵机转臂加长至35cm,充分利用转矩余量;3将两个8位PWM寄存器合并为一个16位PWM寄存器,将舵机的PWM控制周
f期放大至2000,从而细化PWM控制量,使转臂变化更加灵活、均匀。16直流驱动电机控制模块本系统中,直流驱动电机控制模块由RS380SH型直流电机、功率驱动芯片ULN2003、电机驱动芯片MC33886及MC9S12DG128微处理器组成。功率驱动芯片ULN2003为单片高电流增益双极型大功率高速集成电路,本系统采用了其中两组用于增强单片机输出的PWM信号的驱动能力。图6为直流驱动电机硬件控制电路图。其中,电机驱动芯片MC33886是单片集成的H桥元件,它适用于驱动小马力直流电机,并且有单桥和双桥两种控制方式。D1、D2为使能端,IN1、IN2为PWM信号控制输入端,OUTl、OUT2为输出端。由于智能车从直道高速进弯时需通过紧急降速来保证系统的稳定,所以电机正转时必须能够产生反向制动力矩。因此本系统选择了MC233886的全桥工作方式。
当需要智能车减速时,PI控制器计算值为负,令PWM5输出的PWM信号占空比为零,PWM3输出的PWM信号占空比与计算值的绝对值相同,并且计算值越负,OUT2的电平高出OUT1越多,电机有反转趋势。反之,当需要智能车加速时,PI控制器计算值为正,PWM3输出的PWM信号占空比为零,PWM5输出的PWM信号占空比与计算值的绝对值相同,计算值越大,OUTl的电平高出OUT2越多,电机有正转趋势。2软件设计本系统的控制方案是根据路径识别模块和车速检测模块所获得的当前路径和车速信息,控制舵机和直流驱动电机动作,从而调整智能车的行驶方向和速度。图7为系统程序流程图。
f智能模型车的路径搜索算法Li
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gAlgorithm是智能车设计中的关键部分。本系统路径搜索算法采用简单的switch语句,根据检测到黑线的光电管r
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