星空体育app官方下载 飞思卡尔智能车硬件培训.ppt

2013-10-30 “飞思卡尔”智能小车大赛培训 重庆大学光电工程学院 车模电机：540 舵机：S-D5B 车模 车模：G768 电机 RN-260 舵机：TABA3010C 车模电机 RN-260D 车模E车模电机RS-380电磁组：四轮车模双向行驶。轿厢模型采用C型轿厢模型，轿厢运行方向允许双向运行。车模运行方向光电组：四轮车模双向运行。车型采用B型车型。比赛过程中可根据赛道要求随时调整车模的运行方向。车模运行方向光电组：车模直立行走。使用D型和E型车型。模型运行时，只允许动力轮接触地面，模型直立行走。车模运行方向应如图3所示： 车模运行方向 车模改装规则 Ø 禁止改装汽车底盘结构、轴距、轮径、轮胎；如有必要，可以适当删除汽车模型中的部件。 Ø 禁止使用其他类型的驱动电机和改变驱动电机的传动比。 Ø 禁止改装车型的运动传动结构。 Ø 禁止对伺服模块本身进行改造，但对伺服的安装方式和输出轴的连接器没有限制。车型改装规则：禁止改装驱动电机和电池。车型的前进动力必须来自于车型本身的直流电机和电池。

Ø 禁止车模加装地面支撑装置。在车模静止和动态运行过程中，只允许车模原有的四个轮子支撑车模。对于相机平衡组，汽车模型直立行走。比赛时，只允许原车型的两个后轮支撑该车型。 Ø 为了安装电路、传感器等，允许在底盘上钻孔或安装辅助支架。车型调整参数 Ø 前轮调整 Ø 后轮调整 Ø 减震弹簧 Ø 其他调整 前轮调整 前轮是方向盘。前轮调整包括以下几个方面：主销内倾角；主销脚轮；前轮外倾角；前束和前轮调整 主销内倾角 主销内倾角是指主销安装在前轴上并稍微向内倾斜的角度。其作用是使前轮自动回复直线，增加摩擦力，避免漂移。角度越大，前轮的自动调心越强烈，但转弯时就越费力，轮胎磨损也随之增加。主销倾角一般在50～80度之间。主销内倾角是指主销（转向轴）上端向内倾斜。它是主销轴线与穿过前轮中心的垂直线之间形成的角度。主销倾斜度通过前轮悬架上的螺纹调节。前轮调节主销倾斜度。前轮调节主销后倾角。主销主销后倾角是指主销安装在前轴端并稍微向后倾斜的角度。它的作用是使汽车转弯时产生的离心力与车轮形成的力矩方向一致。偏转方向相反，迫使车轮偏转并自动返回到原来的中间位置。主销后倾角越大，前轮在高速行驶时越稳定，但转弯也越困难。

主销内倾角一般小于30°。主销主销后倾角是使主销（转向轴）上端向后倾斜，即主销轴线与通过前轮中心的垂线所成的角度。主销倾斜度通过前轮悬架上的垫片进行调节。前轮调整主销主销后倾角 前轮调整前轮外倾角 前轮外倾角是指前轮安装后，其上端向外倾斜，前轮转动平面与纵向垂直面形成一个角度，这就是所谓的前轮。车轮外倾角的主要作用是使转向更容易。前轮外倾角一般在~20之间。前轮外倾角的作用是提高前轮操作的安全性和转向控制的简易性。前轮外倾角设定后，面向前轮的地面反作用力沿前轮旋转轴线的分力会将前轮压向转向节内侧，可以防止前轮发生侧倾。汽车行驶时防止车轮向外突出。同时，地面反作用力的作用线靠近转向节轴根部，可以减小转向力，使转向轻便灵活。前轮调整 前轮外倾角 前轮调整 前轮前束 小车两前轮安装后星空·体育中国官方网，左右前轮转动平面不平行，前端稍向内拉。这种现象称为前轮前束。左右前轮后端距离A与前端距离B之差（AB）称为前轮前束值。前轮前束值一般为0～12毫米。前轮调整 前轮前束 前轮前束的作用是保证汽车的行驶性能，减少轮胎磨损。当前轮滚动时，其惯性力自然会使轮胎向内倾斜。如果前束适当，轮胎的偏转方向就会偏移，轮胎内外两侧的磨损就会减少。

前轮前束是通过转向器拉杆的螺纹调节的！后轮调节差速器在汽车转弯时调节左右轮的速度。差速器的作用是利用“最小能量原理”自动分配两个车轮的速度，让汽车顺利过湾。飞思卡尔智能汽车采用的球差速器虽然差速性能不如行星差速器，但调节效果已经足够好，可以满足车型的需要。通过后轮的紧固螺母进行调整。减震弹簧调整改变减震弹簧的预紧力可以改变底盘的刚度，从而改变形态效果。飞思卡尔车型的弹簧预紧力可以通过垫圈的数量进行调整。传感器数量不超过16个。传感器数量统计规则如下： Ø 光电传感器接收单元计为1个传感器，发射单元不计入。 Ø CCD传感器按1个传感器计算。 Ø 磁场传感器在同一位置可以有不同方向的传感器，算作一个传感器。 Ø 电磁组用于检测起跑线永磁体的干簧管或霍尔传感器。无论有多少个，都算作一个传感器。 Ø 还包括检测车型速度和姿态的传感器。所需传感器数量 轨道规则  轨道材料 轨道路面采用特殊的白色KT 基材，可铺设1 至3 层KT 板。轨道铺设背景的材质和颜色没有限制。 赛道尺寸：预赛赛道面积约为5m×7m。最后阶段可以增加赛道面积。

赛道为封闭曲线，赛道总长度没有限制。 光电组、相机平衡组轨道宽度不小于45cm；电磁组没有轨道宽度限制。轨道与轨道中心线的距离不小于60cm；如下图所示。赛道规则 赛道规则 赛道元素 赛道规则 赛道元素 赛道元素 电池使用 • 正确充电： • 建议使用比赛可选充电器。这款充电器是专为玩具电池设计的廉价充电器。内部没有智能充电控制电路，只能采用恒功率充电方式。最大充电电流700mA，平均充电电流300mA，涓流充电电流小于100mA，充电时间约10小时。电池使用•正确放电：•由于镍镉电池具有记忆效应，电池放电不完全会人为地减少电池容量；•从放电曲线可以看出，随着电池电量的减少，其电压也随之下降。会逐渐减少。当电压下降到一定阈值并继续放电时，电池电压会迅速下降。该阈值就是电池的放电下限电压。厂家给出的放电电压下限为6V。因此，在使用过程中，建议在动力车的电源设计中加入电池保护电路。当电池电压低于6V时，电路被切断，以保护电池。如果没有保护电路星空·综合体育官网入口，连接电池时注意不要离开。

因为当电池电压下降到接近6V时，电池就无法再提供太大的电流，不再能够驱动电机。这时必须及时断开电路，并给电池充电。放电曲线（3A大电流放电条件下得到的结果） 电池使用汽车系统结构框图•汽车动态分析•速度控制系统•方向控制系统•轨迹检测系统•电子控制系统•策略规划系统•行为决策系统•路况记忆系统 • 数据传输系统 每组电机及电机驱动电机参数不同，请自行查看相关参数！将额定功率、额定电压、额定电流、额定转速电路连接后，用逻辑输出信号来控制电机。高电平（逻辑1）继电器吸合，电机转动；低电平（逻辑 0）会关闭继电器并且电机停止。电机与电机驱动器当电机与电机驱动器电路相同时，反转电机“极性”即可控制电机反转，断开继电器即可控制停止。那么问题来了：如果我们需要电机能够同时正转和反转怎么办？电机和电机驱动如果我们要同时控制正向和反向，我们需要更多的电路——最简单的就是H桥电路。 H桥电路中的“H”表示其实际电路是电路图上小标题H的形式。

我们先来看一个概念：电机转速。当我们在其中一种状态下频繁切换开关状态时，电机的转速不再是恒定的，而是变化的，相应的扭矩也会发生变化。通常反映的是电机速度的变化。电机与电机驱动 电机与电机驱动 电机与电机驱动 电机与电机驱动 电机与电机驱动 直流斩波器-电机系统原理图及电压波形 输出电压计算 电机得到的平均电压为： 电机与电机驱动 电机与电机驱动 PWMt/T：PWM脉冲的占空比，决定平均电压！ T UP 内平均电压脉冲电压幅值 高电平“1” 低电平“0” Tt 电机及电机驱动舵机及舵机驱动舵机基本参数 型号：S3010 电压：～[V]•角度控制：1°/400us工作速度：+ • 堵转扭矩：+ [ ] ∎ 三线连接方式 • 红线：电源线+6V • 黑线：地线 • 白线：PWM 控制信号、伺服及伺服驱动器。 PWM信号从接收通道进入信号解调电路BA6688的12脚进行解调星空体育app下载入口，得到直流偏置电压。

将直流偏置电压与电位器电压进行比较，得到的电压差由BA6688的3脚输出。该输出送至电机驱动集成电路BAL6686，驱动电机正反转。当电机转动时，通过级联减速齿轮带动电位器Rw1转动，直至电压差达到0，电机停止转动。舵机和舵机驱动器利用占空比的变化来改变舵机的位置。方波脉冲信号的周期为20ms。当方波脉冲宽度变化时，舵机轴线的角度发生变化，角度变化与脉冲宽度的变化成正比。舵机及舵机驱动关于轨迹检测方法，轨迹路径的几何特征：由直线和圆弧组成。轨迹路径检测内容：确定路径的中心位置。确定路径方向。确定路径曲率。需要在赛道垂直方向上的3-5个点确定道路参数。轨道路径检测法比赛规则： Ø 校内比赛：选拔每组前两名参加地区比赛，颁发学校一、二、三等奖。 Ø 分区赛：各组别选拔10%的参赛队伍参加全国总决赛，颁发分区赛一、二、三等奖及优胜奖。 Ø 全国总决赛：每组前三名将获得特等奖，约40%的参赛队伍将获得一等奖，其余成功参赛者将获得全国二等奖。 “飞思卡尔”智能赛车比赛时间及规则 最佳路线问题 最佳路线问题 基于虚拟仪器技术的智能汽车仿真系统特点： • 赛道及赛车环境仿真 • 控制算法仿真验证 • 路径辨识方案分析 • 离线/在线仿真相结合基本架构 轨道设计 界面 最优路径问题 基于虚拟仪器技术的智能小车仿真系统 最优路径问题 基于虚拟仪器技术的智能小车仿真系统硬件设计的一般流程 1、建立设计需求。

2、选择合理的方案。 3.绘制原理图和PCB图。 4、焊接、组装。 5、电路调试。 6.实际环境验证。软件设计的一般流程 1. 建立软件需求。 2. 构思软件结构。 3.算法设计。 4. 选择硬件平台。 5. 编程。 6、仿真与调试。 7、软件维护。主要算法：位置PID、增量PID、模糊PID、轨迹记忆算法。软件设计的通用过程工程方法与团队精神共同发挥作用，在人才方面相得益彰。共同完成目标任务的保证在于充分发挥大家的优势，注重过程，形成协同效应。法拉利车队成员各司其职，团结就是力量！