飛思卡爾智能車舵機(jī)和測速的控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：“飛思卡爾”杯全國大學(xué)生智能汽車競賽要求車模行駛“穩(wěn)”、“準(zhǔn)”、“快”。通過優(yōu)化智能車系統(tǒng)中舵機(jī)安裝，利用霍爾傳感器控制測速，車模在不同賽道都能夠適應(yīng)新賽道，確保了智能車行駛的快速性和可靠性。該車模設(shè)計(jì)方案方法簡單，效果明顯、進(jìn)行穩(wěn)定。實(shí)踐證明該方案時(shí)提高車模自適應(yīng)性具有可行性。
關(guān)鍵詞：飛思卡爾；智能車；舵機(jī)；霍爾傳感器；優(yōu)化

“飛思卡爾”杯全國大學(xué)生智能汽車競賽以快速跑完規(guī)定賽道為目標(biāo)。盡可能提高車模速度，跑出好成績，是整個(gè)車模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。為了進(jìn)一步提高車模速度，作者曾在車模調(diào)試階段嘗試算法、程序控制等多種方法都無明顯效果，經(jīng)多次分析發(fā)現(xiàn)，舵機(jī)的優(yōu)化及其控制尤為重要，特別合適舵機(jī)轉(zhuǎn)向和速度檢測反饋控制。經(jīng)過不斷改進(jìn)、調(diào)試和優(yōu)化，該設(shè)計(jì)方案能夠使智能車行駛速度和穩(wěn)定性都得到顯著提高。

1 車模系統(tǒng)
飛思卡爾智能車系統(tǒng)主要由一系列的機(jī)械零部件和控制軟件組成，主要包括由大賽組委會(huì)統(tǒng)一提供標(biāo)準(zhǔn)的車模底盤、輪胎、舵機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、PC9S12控制板和電源等，另外，系統(tǒng)中的道路檢測裝置和測速裝置需自行設(shè)計(jì)安裝。圖l為車模系統(tǒng)框圖。

要賽出好的成績，智能車除應(yīng)具有可靠的道路檢測裝置外，舵機(jī)的靈活轉(zhuǎn)向控制則依賴于機(jī)械系統(tǒng)中各個(gè)零部件間協(xié)調(diào)運(yùn)行。為提高智能車的整體協(xié)調(diào)性能，一定要把握好“車身簡捷、底盤低穩(wěn)、轉(zhuǎn)向靈活、協(xié)調(diào)匹配”的設(shè)計(jì)與安裝原則。

2 舵機(jī)
舵機(jī)是操控車模行駛的方向盤。舵機(jī)的輸出轉(zhuǎn)角通過連桿傳動(dòng)控制前輪轉(zhuǎn)向，其轉(zhuǎn)角精度直接影響到智能車模能否準(zhǔn)確按賽道路線行駛，此外，還可考慮采用舵機(jī)進(jìn)行機(jī)械閘制動(dòng)以及多個(gè)舵機(jī)群控等方法。但飛思卡爾智能汽車大賽規(guī)則要求車模中的舵機(jī)不能超過3個(gè)。