基于光電管路徑識別的智能車系統(tǒng)設(shè)計

1.6 直流驅(qū)動電機控制模塊

本系統(tǒng)中，直流驅(qū)動電機控制模塊由RS-380SH型直流電機、功率驅(qū)動芯片ULN2003、電機驅(qū)動芯片MC33886及MC9S12DG128微處理器組成。

功率驅(qū)動芯片ULN2003為單片高電流增益雙極型大功率高速集成電路，本系統(tǒng)采用了其中兩組用于增強單片機輸出的PWM信號的驅(qū)動能力。

圖6為直流驅(qū)動電機硬件控制電路圖。

其中，電機驅(qū)動芯片MC33886是單片集成的H橋元件，它適用于驅(qū)動小馬力直流電機，并且有單橋和雙橋兩種控制方式。D1、D2為使能端，IN1、IN2為PWM信號控制輸入端，OUT1、OUT2為輸出端。由于智能車從直道高速進彎時需通過緊急降速來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，所以電機正轉(zhuǎn)時必須能夠產(chǎn)生反向制動力矩。因此本系統(tǒng)選擇了MC33886的全橋工作方式。

當需要智能車減速時，PI控制器計算值為負，令PWM5輸出的PWM信號占空比為零，PWM3輸出的PWM信號占空比與計算值的絕對值相同，并且計算值越負，OUT2的電平高出OUT1越多，電機有反轉(zhuǎn)趨勢。反之，當需要智能車加速時，PI控制器計算值為正，PWM3輸出的PWM信號占空比為零，PWM5輸出的PWM信號占空比與計算值的絕對值相同，計算值越大，OUT1的電平高出OUT2越多，電機有正轉(zhuǎn)趨勢。

2 軟件設(shè)計

本系統(tǒng)的控制方案是根據(jù)路徑識別模塊和車速檢測模塊所獲得的當前路徑和車速信息，控制舵機和直流驅(qū)動電機動作，從而調(diào)整智能車的行駛方向和速度。

圖7為系統(tǒng)程序流程圖。

智能模型車的路徑搜索算法(LineSearchingAlgorithm)是智能車設(shè)計中的關(guān)鍵部分。本系統(tǒng)路徑搜索算法采用簡單的switch語句，根據(jù)檢測到黑線的光電管的位置判斷舵機的偏轉(zhuǎn)角度，同時給出相應(yīng)的速度控制信號。

其程序流程圖如圖8所示。