智能汽车电磁导引车控制系统软件设计与实现(3)

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第四章电磁导引智能车控制系统软件设计。首先介绍电磁导引智能车系统整体的工作流程，然后对控制系统软件进行模块化设计，包括电磁传感器检测模块、电机控制模块、舵机控制模块、人机接口模块以及无线通讯模块等。

第五章电磁导引智能车系统的调试。本章对智能车系统的开发环境进行的介绍，然后是对各个模块进行调试，最后进行系统联调。

2 电磁导引智能车系统总体设计文献综述

2．1 系统需求分析

本次的设计是以第八届飞思卡尔杯为背景，设计研究电磁导引的智能车系统。因此系统的设计必须满足大赛的要求。

赛道宽度及间距

图2.1为赛道的基本宽度及间距。特别的，今年在三个组别的赛道直线区会有长度不超过1米的路障区域，赛道直线部分可以有坡度在15°之内的坡面道路，包括上坡与下坡道路。

在满足组委会提出的要求的前提下，设计的智能车系统还必须满足：

（1）针对15°之内的坡面道路，因此在电磁传感器的位置排布方面必须保证在上坡前不会撞上坡面，在下坡时还能检测到有效的电磁信号或者是在检测不到电磁信号的情况下对智能车进行有效正确的控制。

（2）针对赛道上的路障区域，必须保证车机械系统的稳定性，不会因为路障而使得智能车在过路障的过程中震动幅度过大，从而影响整个系统的运行；

（3）赛车的转向系统必须很灵活，响应必须足够快，以满足赛车实时控制方向的要求；

（4）使用高精度的编码器，使得在设定速度不变时，在单位时间内从编码器返回的脉冲数基本恒定。

（5）为了便于调试，赛车系统需要能够和外界进行通信，实时将赛车的自身运行数据存储记录或者传输给上位机便于观察。

2．2 智能车系统总体组成结构

对于这个智能车系统，只要实现了位置控制以及速度控制。在铺设的赛道中间会有直径0.1-0.8mm漆包线，其中通有20kHz，100mA的交变电流。频率范围20k±1k，电流范围(100±20mA) [11-12]。电磁导引的智能车就是根据交变电场产生的交变磁场，而交变磁场又产生的交变电场来检测赛道信息。位置控制根据检测得到的电磁信号通过控制舵机的转向来使智能车在跑道中运行，速度控制是通过编码器这个反馈装置来进行速度的闭环控制，包括加速和减速。我们的要求是在智能车沿跑道运行的前提下，尽量提高车的运行速度。所以控制系统的基本模块包括：电磁信号检测模块、单片机最小系统、舵机转向和电机执行模块、人机接口模块、无线通讯模块