无人车驱动模块设计报告
- 格式:doc
- 大小:466.00 KB
- 文档页数:10
驱动电机小车实验报告1. 引言驱动电机小车是一种常见的机器人模型,通过驱动电机的控制,可以实现小车的运动和导航。
本实验旨在通过搭建驱动电机小车,并编写控制程序,探究电机控制的原理和方法。
2. 实验设备和材料- 驱动电机小车模型- Arduino开发板- 电机驱动模块- 电源- 面包板- 连接线3. 实验原理驱动电机小车的运动依靠电机的转动来实现,电机驱动模块可以控制电机的转速和方向。
Arduino开发板是一个常用的微控制器,可以通过编写程序实现对电机驱动模块的控制。
4. 实验步骤4.1 搭建电路连接首先将Arduino开发板连接到电脑上,并打开Arduino IDE。
然后将电机驱动模块的控制引脚与Arduino开发板的数字引脚相连,同时连接好电源线和电机线。
4.2 编写控制程序在Arduino IDE中打开新建一个项目,编写以下控制程序:C++定义电机驱动模块的引脚号int motorPin1 = 2;int motorPin2 = 3;void setup() {设置引脚为输出模式pinMode(motorPin1, OUTPUT);pinMode(motorPin2, OUTPUT);}void loop() {控制电机正向转动digitalWrite(motorPin1, HIGH);digitalWrite(motorPin2, LOW);delay(1000);控制电机停止digitalWrite(motorPin1, LOW);digitalWrite(motorPin2, LOW);delay(1000);控制电机反向转动digitalWrite(motorPin1, LOW);digitalWrite(motorPin2, HIGH);delay(1000);控制电机停止digitalWrite(motorPin1, LOW);digitalWrite(motorPin2, LOW);delay(1000);}4.3 上传程序到Arduino将Arduino开发板通过USB线连接到电脑,选择好对应的开发板和端口,然后点击上传按钮将程序上传到Arduino开发板。
智能循迹小车设计专业:自动化班级: 0804班姓名:指导老师:2010年8月—-2010年10月摘要:本课题是基于AT89C52单片机的智能小车的设计与实现,小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。
小车系统以 AT89S52 单片机为系统控制处理器; 采用红外传感获取赛道的信息,来对小车的方向和速度进行控制.此外,对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试,并最终完成软件和硬件的融合,实现小车的预期功能。
引言当今世界,传感器技术和自动控制技术正在飞速发展,机械、电气和电子信息已经不再明显分家,自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要,“智能”这个词也已经成为了热门词汇。
现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平,特别是日本,比如日本本田制作的机器人,其仿人双足行走已经做得十分逼真,而且具有一定的学习能力,还据说其智商已达到6岁儿童的水平。
作为机械行业的代表产品—汽车,其与电子信息产业的融合速度也显著提高,呈现出两个明显的特点:一是电子装置占汽车整车(特别是轿车)的价值量比例逐步提高,汽车将由以机械产品为主向高级的机电一体化方向发展,汽车电子产业也很有可能成为依托整车制造业和用车提升配置而快速成为新的增长点;二是汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展,使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。
无容置疑,机电一体化人才的培养不论是在国外还是国内,都开始重视起来,主要表现在大学生的各种大型的创新比赛,比如:亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛(ABU ROBCON)、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛等众多重要竞赛都能很好的培养大学生对于机电一体化的兴趣与强化机电一体化的相关知识。
但很现实的状况是,国内不论是在机械还是电气领域,与国外的差距还是很明显的,所以作为机电一体化学生,必须加倍努力,为逐步赶上国外先进水平并超过之而努力。
自动识别途径的智能小车设计报告论文关键字:智能小车电机驱动l298自动循迹传感器算法论文摘要:本系统采用存储空间较大的at89s52作为主控制芯片,电动车电机驱动采用l298n芯片;结合gp2a25光电开关,能较有效的控制其在特定位置转弯角度及行驶出错处理;采用ld-5461as数码管来显示系统分阶段运行的时间,可以较准确较明晰地显示两个数码管位的显示,三者的结合使电动车更加智能化,自动化,可视化。
该系统无论在构造和技术上都具有较好的科学性。
一、模块方案比拟与论证:1.车体设计方案1:自己制作电动车。
一般的说来,自己制作的车体比拟粗糙,对于白色基板上的道路面行驶,车身重量以及平衡都要有准确的测量,而且也要控制好小车行驶的道路和转弯的力矩及角度,这些都比拟难良好地实现。
方案2:购置玩具电动车。
购置的玩具电动车具有组装完好的车架车轮。
我们可以保存左右两轮转动动轴,并改换转轴力矩大的电机来准确调节转弯角度,采取保存前方向轮,并使用直流电机进展驱动的方案。
玩具电动车具有如下优点:首先,这种玩具电动车由于装配紧凑,使得各种所需电路的安装非常方便,看起来也比拟美观。
其次,玩具电动车是依靠电机与相关齿轮一起驱动,能适应题目中小车准确前进、后退、转弯的要求,而且这种电动车一般都价格适中。
基于以上分析,我们选择了方案二2.电机模块方案1:采用步进电机作为该系统的驱动电机。
由于其转过的角度可以准确的定位,可以实现小车前进路程和位置的准确定位。
虽然采用步进电机有诸多优点,步进电机的输出力矩较低,随转速的升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,其转速较低,不适用于小车等有一定速度要求的系统。
经综合比拟考虑,我们放弃了此方案。
方案2:直流电机:直流电机的控制方法比拟简单,只需给电机的两根控制线加上适当的电压即可使电机转动起来,电压越高那么电机转速越高。
对于直流电机的速度调节,可以采用改变电压的方法,也可采用p调速方法。
p调速就是使加在直流电机两端的电压为方波形式,通过改变方波的占空比实现对电机转速的调节。
毕业设计报告(论文)题目: 灭火机器人车体驱动的设计毕业设计报告(论文)诚信承诺本人承诺所呈交的毕业设计报告(论文)及取得的成果是在导师指导下完成,引用他人成果的部分均已列出参考文献。
如论文涉及任何知识产权纠纷,本人将承担一切责任。
学生签名:日期:灭火机器人车体驱动的设计摘要随着社会的进步,机器人技术的不断发展使得机器人的应用领域不断扩展,从以往的多应用于工业领域而渐渐融入人们的生活。
消防机器人作为消防部队中的新兴力量,加入了抢险救灾的行列。
而为了更好的为生产生活服务,灭火机器人技术的优化势在必行。
本文灭火机器人是以P89V51RD2单片机为控制核心,加以直流电机、寻火源传感器,电源电路以及其他电路构成。
系统通过对寻火源传感器采集的信息来控制小车的运动,找到火源并进行灭火。
由单片机通过IO口控制小车的前进和停止。
小车停止后,由电机带动灭火风扇进行灭火。
同时采用霍尔传感器测定小车运动的速度,并在数码管上显示。
关键词:P89V51RD2 直流电机寻火源传感器霍尔传感器Body-driven Design of Fire-fighting RobotAbstractAlong with the progress of the society, the development of robot technique make applied realm of the robot expand continuously, from the industry realm which was much applied in to melt into the people’s life gradually, The fire-fight robot, which is the new power within the fire fight troops, join to rob the insurance relief. And for the sake of being better in the service of life, the optimization of the fire-fight robot technical is imperative.This fire-fighting robot is based on P89V51RD2 microcontroller, DC motors, photoelectric sensors, power supply circuit and other circuits in addition. System control the robot's movement to find the fire source and put out the fire through the information of the photoelectric sensors collected. The microcontroller control the robot forward and stopped through IO port .After the robot stopped, the fan driven by motor for fire fighting. At the same time the robot’s movement speed is measured by the hall sensor, and displayed in the digital tube.Keywords: P89V51RD2;DC motor;Photoelectric Sensor;Hall Sensor目录第一章绪论 (1)111 (2) (2)2第二章系统设计 (3)333 (3) (3) (4) (4) (5) (5)第三章单元电路设计 (6)6 (6) (6)7 (7) (7) (8) (8) (8)9 (9) (9)9L298N概述 (9) (10) (11)111111第四章软件的设计 (13)131313 (13) (15)PWM产生程序 (15)16第五章制作与调试 (18)181818第六章结论 (19)致谢 (19)参考文献(References) (20)附录一原理图 (21)附录二PCB图 (22)附录三实物图 (23)附录四程序代码 (24)第一章绪论最近几十年中,大量的高层、地下建筑与大型的石化企业不断涌现。
无人驾驶车辆技术实验报告随着科技的迅速发展,无人驾驶车辆技术成为了当今汽车行业的热门话题。
无人驾驶车辆技术的实验报告成为了评估其安全性、可靠性和实用性的重要依据。
本实验报告旨在对无人驾驶车辆技术进行全面评估,并提供有益的建议和改进建议。
一、技术原理无人驾驶车辆技术是基于人工智能和自动驾驶技术的结合,通过传感器、摄像头、雷达和激光雷达等设备,实现车辆在不需要人类操作的情况下自主行驶。
该技术利用先进的算法和模型,识别道路标志、识别障碍物、做出驾驶决策,并实现车辆的自主导航。
二、实验设备本次实验中使用的无人驾驶车辆配备了高精度的传感器、摄像头和激光雷达设备,以确保车辆能够准确获取周围环境的信息,并做出正确的驾驶决策。
此外,车辆还配备了先进的人工智能系统,能够实现自主行驶和智能导航。
三、实验过程在实验过程中,我们对无人驾驶车辆进行了各种道路和环境的测试。
在城市道路、高速公路、复杂路况和恶劣天气下,无人驾驶车辆均表现出色,能够稳定行驶、识别障碍物,并及时做出避让和变道等操作。
在密集车流和复杂交通情况下,无人驾驶车辆也能够灵活应对,确保安全驾驶。
四、实验结果通过本次实验,我们得出结论:无人驾驶车辆技术已经达到了相当成熟的水平,能够满足日常交通需求,并在一定程度上提高了交通安全性和行车效率。
然而,仍存在一些问题需要解决,比如系统容错性不足、对特殊情况的应变能力有待提高等。
五、建议和改进建议为了进一步提高无人驾驶车辆技术的实用性和可靠性,我们提出以下建议和改进建议:一是加强系统的容错性,提高车辆对特殊情况的适应能力;二是加强对人工智能算法的优化和更新,确保车辆能够更准确地识别和判断道路情况;三是加强人机交互系统的设计,优化用户体验,提高乘客的安全感和舒适度。
综上所述,无人驾驶车辆技术的实验报告对该技术的发展和应用具有重要意义。
通过不断的实验和改进,相信无人驾驶车辆技术将更好地服务于人类出行需求,为未来交通带来更多便利和安全。
开题报告机械设计制造及其自动化基于SolidWorks的无人搬运车的设计一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义Solidworks是一个全方位的3D产品开发软件,集合了零件设计、零件装配、模具开发、NC加工、钣金设计、自行测量于一身。
它采用参数化设计,具有单一数据库,可极大缩短人为的设计计算时间,给设计者前所未有的简易、灵活和高效。
本说明书正是鉴于Solid works的强大功能,详细阐述说明了Solid works在三维设计方面的应用情况。
本设计说明书以凸轮轴设计为实例,阐述了使用Solid works设计凸轮轴的全过程,这当中包括凸轮轴的结构分析、学会使用Solid works的各种创建特征、建零件库及二维工程图输出等多方面的工作。
重点介绍了使用Solid works设计凸轮轴和建零件库两方面的情况,说明了凸轮轴造型的基本思路,较详细介绍了建零件库的主要步骤。
无人搬运车是一种物料搬运设备,是能在一位置自动进行货物的装载,自动行走到另一位置,自动完成货物的卸载的全自动运输装置。
无人搬运车是以电池为动力源的一种自动操纵的工业车辆。
装卸搬运是物流的功能要素之一,在物流系统中发生的频率很高,占据物流费用的重要部分。
因此,运输工具得到了很大的发展,其中无人搬运车的使用场合最广泛,发展十分迅速。
1913年,美国福特汽车公司使用有轨底盘装配车。
1953年,美国Barrett Electric 制造了世界上第一台采用埋线电磁感应式的跟踪路径自动导向车,也被称作“无人驾驶牵引车”。
20世纪70年代中期,具有载货功能的AGV在欧洲得到迅速发展和推广应用,并被引入美国用于自动化仓储系统和柔性装配系统的物料运输。
从80年代初开始,新的导向方式和技术得到更广泛研究和开发。
90年代以来,无人搬运车从仅由大公司应用,正向小公司单台应用转变,而且其效率和效益更好。
AGV按照引导方式不同分为:固定路径导引、自由路径导引等。
智能小车设计实践报告**智能小车设计实践报告**一、项目背景与目标随着科技的发展,人工智能和自动化技术在各个领域中的应用越来越广泛。
本项目旨在通过设计一款智能小车,探索和实践这些先进技术,提升我们的理论知识和实践技能。
我们的目标是设计出一款能够自主导航、避障并具有一定的环境适应能力的智能小车。
二、系统设计与实现1. 硬件设计:我们选择了基于Arduino的开发平台,配备了电机驱动模块、超声波传感器、红外线传感器以及Wi-Fi模块。
小车主体采用3D打印技术制作,确保结构稳定且轻便。
2. 软件设计:我们使用C++语言编写控制程序,利用PID算法进行速度和方向控制,结合传感器数据进行避障和路径规划。
同时,通过Wi-Fi模块,实现了远程控制和实时数据传输功能。
三、功能测试与优化1. 自主导航:通过编程,小车能根据预设路线进行自主行驶,遇到障碍物时,能自动调整方向避开。
2. 避障功能:超声波和红外线传感器实时监测周围环境,当检测到前方有障碍物时,小车会立即减速或改变行驶方向。
3. 远程控制:我们开发了相应的手机APP,用户可以通过手机远程控制小车的行驶方向和速度,实时查看小车状态。
在测试过程中,我们对PID参数进行了多次调整,优化了小车的行驶稳定性,同时也对避障算法进行了改进,提高了避障的准确性和响应速度。
四、项目总结与展望本次智能小车的设计实践,让我们深入理解了硬件设计、软件编程、传感器应用和人工智能算法等多个领域的知识。
虽然目前的小车已经具备了一定的智能特性,但仍有很大的改进空间。
未来,我们计划引入更先进的传感器如LIDAR,以及深度学习算法,使小车具有更强的环境感知和决策能力,进一步提升其智能化水平。
五、致谢感谢指导老师的悉心指导和团队成员的共同努力,使得这个项目得以顺利完成。
我们将继续努力,期待在未来的实践中取得更大的突破。
(你的名字)(日期)。
智能小车——寻迹、避障、测距摘要:本文介绍了一种基于51单片机的小车寻迹、避障、测距系统..该系统采用5个高灵敏度的单端反射式红外光电对管和红外传感器以及霍尔传感器来实现小车的寻迹、避障和测距的功能..并利用单片机产生PWM波;通过控制电机驱动芯片L298N去控制小车速度..测试结果表明;该系统能够平稳跟踪给定的路径;并绕过障碍物;在液晶上可以显示出小车走过的路程..关键词:智能小车、寻迹、避障、测距、脉冲宽度调制Abstract:this paper introduces a method based on 51 MCU car tracing; obstacle avoidance; distance measuring system. This system uses five high-sensitivity one-port reflex of tube and infrared electricity infrared sensor and hall sensors to realize the car tracing; obstacle-avoiding and result of the function. And by using single-chip microcomputer control PWM waves generated by motor drive chip L298N to control vehicle speed. Test results show that the system can smooth tracking given path and around obstructions; in liquid crystal can show the distance of the car.Keywords:intelligent car; tracing; obstacle avoidance; ranging; pulse width modulation一.总体方案:整个电路系统分为检测、控制、驱动、显示四个模块..首先利用光电对管对路面信号进行检测;经过比较器处理之后;送给软件控制模块进行实时控制;输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动;从而控制整个小车的运动..然后通过红外传感器和霍尔传感器的输出信号传送给单片机来控制小车的避障和测距;并且用1602液晶来显示小车所测距离..总体设计模块图如图a所示图a:二.方案论证与选择1. 电机的选择:方案一:采用步进电机..步进电机转角精确;扭矩大;但转速较慢;且控制较为复杂..方案二:采用直流电机..直流电机控制不如步进电机精确;但是其速度快;体积小;并且更容易控制..考虑题目的要求;并不需要精确到用步进电机;为了控制的方便;故采用直流电机驱动..2.方向控制方案的选择:方案一:采用后轮动力驱动;前轮由舵机控制其转向..这种方式的优点是转向快速度快;转向灵敏;适合于高速场合;但是其缺点是转弯半径大;不易控制转角;不适合用在对转角精度要求较高的场合..方案二:采用左右两个独立电机驱动;通过控制两电机的转速和正反转来控制车的方向;即通过左右速度差来控制转向..其优点是转弯半径可以很小;甚至可以原地转弯;角度也可以精确控制;适合转向角度比较精确的场合;虽然其转弯速度较慢;但是考虑到使小车运动较平稳;且提速可通过其他方式..相比之下我们选择此方案..综上;选择方案二..3. 车体的选择方案一:采用RP5履带车底盘;其比较专业驱动能力强;扭矩大;造型美观;扩展性强;但是比较贵..方案二:用玩具车改造..成本较低;且省去很多制作上的麻烦;但是由于其是已经设计好的产品;扩展性差;许多方面很难达到我们需要的要求..方案三:自己做车体..这样可以制作出完全符合我们要求的小车车体;各部分可以进行专门的设计;虽然制作方面有点费时费力;考虑到我们有一定的时间且自己动手学到的东西更多一点;故选择该方案..综上考虑;采用方案三..三.硬件设计1.供电模块方案一:采用2节4.2V可充电式锂电池串联共8.4V给直流电机供电..然后将8.4V电压降压到5V;并用稳压芯片使电压稳定在5V给整个系统供电;锂电池的电量比较足;可以充电;重复利用;并且我们有废旧的锂电池;成本不高..方案二:采用6节1.5V干电池供电;电压达到9V;;然后将9V电压再次降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电..但干电池电量有限;并且不易充电;废旧电池还容易造成环境污染..综上;我们选择方案一2.电机驱动模块:方案一:直接通过电源给电机供电来驱动电机转动;这种方案只能使电机保持在停和最大转速两种状态..很难达到题目的要求..方案二:直接选用L298N驱动直流电机;由单片机给它PWM波控制其驱动电机..此种方案可以容易控制电机的正反转和它的转速;可使电机处于多种转速状态;同时为了减小电机与单片机的相互影响;在单片机与该芯片之间加了一个光耦隔离;更加优化了改方案..综上;选择方案二..原理图如下:3.寻迹模块:方案一:采用普通发光二极管用及光敏三极管组成的发射接收方案..该方案在实际使用时受环境干扰很大;很难检测到它的输出信号;严重影响了小车的寻迹..方案二:寻迹模块采用了TCRT5000红外反射型对管作为传感器;发射接收集成在一起;使用方便..由于采用红外光;因此受可见光影响较小;在其输出端接比较器;能得到更稳定的波形..应用电路图如下图所示综上;我们选择方案二..4.避障模块方案一:采用红外避障传感器;它是一种集发射与接收于一体的光电传感器..检测距离可以根据要求进行调节..该传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点..其原理图如下图所示方案二:采用超声波避障;在实际使用中;用超声波避障使程序进一步复杂化且程序相互之间的影响较大;又因为我们只要求避障;没有具体有求测小车与障碍物的距离;另外还考虑到超声波成本较高;故不选该方案..综上;我们选择方案一..5;测距模块方案一:通过测试得出小车平均速度v;在行驶过程中将行驶时间与其乘积t•v 作为驶过的距离..但该方案受电池电量、路面介质等因素的影响;在多数情况下均暴露出误差较大的缺点..故不予采用..方案二:在左轮内侧匀距贴上m 个磁钢;车厢内装上霍尔开关..对轮子转速进行测量;由于低速下轮子与地面接触良好;设轮周长为c;可以用霍尔开关输出脉冲数n 乘以c/m得出行驶距离..只要磁钢在后轮上的位置足够精确;霍尔开关固定牢靠;就可以获得较好的测试效果..方案三:在齿轮箱中安装透射式光电开关;测出变速齿轮的每秒转速;用变速比和车轮周长计算出线速度;积分求行驶距离..但在齿轮箱中使用光电开关;要求有足够的安装位置;不能影响传动机构的机械动作..其优点是工作稳定..综合以上方案优劣和小车的结构特点;本系统采用了方案二..四.软件设计1.寻迹用扫描法;不断扫描IO口;光电传感器寻到黑线出现低电平;所以当我们发现光电传感器对应的IO口出现低电平;就表示寻到黑线..2.避障我们也是用扫描法;不断扫描IO口;如果在制指定的距离内遇到障碍物;传感器就会输出一个低电平;当单片机接收到低电平后就会执行避障程序..3.测距用外部中断法;当霍尔传感器与小磁钢接近时;因为磁场由小变大;传感器会输出一个低电平;当外部中断的IO口接收到低电平;就会进入中断;执行中断处理程序;中断处理程序就是一个测距的算法;并把距离送给液晶显示..软件流程图五.结束语本次设计基本完成了题目的全部要求;能正常完成各项指定任务;并且工作稳定;制作工艺方面也精益求精;使其外观尽量紧凑美观;软件方面也力求简洁可靠..然而本设计任然存在不少不完善和有待改进的地方;例如传感器受环境的影响较大;程序中中断和扫描之间时间上的冲突;还有行驶速度不够快等等;这些正是设计的真正难点所在;也是此题的价值所在..因此在今后的各种设计中;都会继续考虑这些问题并力图解决..。
微小型无人机电机驱动设计及飞行姿态仿真的开题报告一、研究背景及意义随着无人机技术的迅速发展以及应用需求的不断增加,微小型无人机已经成为当前研究的热点领域。
而微小型无人机的设计与研究涉及到多个学科知识,其中包括机械设计、电子电路、控制系统理论等多个方面。
电机驱动作为无人机的重要组成部分,对于微小型无人机的性能以及安全性等方面具有重要影响。
因此,微小型无人机电机驱动设计及飞行姿态仿真研究显得尤为重要。
二、研究内容1. 微小型无人机电机驱动技术研究。
2. 不同电机驱动技术的分析比较和优化选择。
3. 基于MATLAB/Simulink进行微小型无人机飞行姿态仿真研究。
4. 分析并优化飞行控制算法,提高微小型无人机的飞行性能。
三、研究方法本课题将通过文献资料调研、实验仿真、模型建立、控制算法设计等方法展开研究。
四、预期成果1. 理论上,将对微小型无人机电机驱动技术进行全面研究,并选取适当的电机驱动技术,提高微小型无人机的电机驱动性能。
2. 实际上,通过仿真实验,探索微小型无人机在不同控制算法下的飞行姿态变化,优化飞行控制算法,提高微小型无人机的飞行性能。
3. 数据上,本研究将得到微小型无人机电机驱动、飞行姿态仿真及优化算法等方面的有效数据支持。
五、研究进度安排第一年:1. 综述微小型无人机电机驱动技术的相关文献,并分析比较各种电机驱动技术的优缺点,选取适当的电机驱动技术。
2. 建立微小型无人机的仿真平台,并进行基本的飞行姿态仿真实验,并对仿真结果进行分析。
第二年:1. 分析综合微小型无人机的控制策略,并提出新的改进方案,实现微小型无人机的飞行控制及优化。
2. 对微小型无人机的飞行控制算法及优化方案进行仿真实验,并对仿真结果进行分析比较。
第三年:1. 实验验证各种改进方案的有效性,并对微小型无人机的电机驱动、飞行姿态、仿真及控制算法进行综合分析与评价。
2. 撰写论文,准备相关期刊会议的投稿。
六、参考文献1. 魏炜,曾万松,樊云,等. 微型无人机马达冷却系统设计及性能研究[J]. 现代制造工程, 2018, 37(06): 23-25+29.2. 胡雨航,李庆荣,王玲,等. 基于PID算法的微型飞行器自稳定控制方法[J]. 湖南大学学报(自然科学版), 2018, 45(10): 121-130.3. 许斌,王冬梅,薛霄,等. 微型无人机多旋翼飞行控制系统设计[J]. 电光与控制, 2018, 25(08): 73-75+89.4. 孔祥辉,高鹏程,杨庆良,等. 微型无人机姿态控制方法综述[J]. 现代电子技术, 2017, 40(13): 18-23.5. 林浩,赵琳,段克强,等. 微型无人机飞行姿态控制研究[J]. 安徽建筑大学学报(自然科学版), 2019, 21(03): 15-18+24.。
全国电子设计大赛智能小车报告一、引言随着科技的不断进步,智能化已经成为人们日常生活中的关键词之一、智能化的产品不仅能够给我们的生活带来便利,更能推动社会和经济的发展。
本文报告的主题为全国电子设计大赛中的智能小车设计与制作。
在本报告中,我们将介绍我们团队设计并制作的智能小车的具体细节,并探讨一些设计过程中遇到的挑战以及解决方案。
二、设计目标我们的智能小车设计目标是能够自主导航、避障、遥控操控以及具有图像识别功能。
通过这些功能,智能小车能够在各种环境中安全行驶并完成既定任务。
三、硬件设计智能小车的硬件设计主要包括底盘、电机驱动模块、传感器模块、图像识别模块和通信模块。
1.底盘设计:我们选择了一款坚固耐用、稳定性强的底盘作为智能小车的基础。
该底盘具有良好的承载能力和抗震性能,可以保证小车稳定行驶。
2.电机驱动模块:我们使用了直流无刷电机作为智能小车的动力源,并配备了电机驱动模块来控制电机的转速和转向。
通过对电机驱动模块的精确控制,小车能够实现自主导航和遥控操控。
3.传感器模块:为了实现避障功能,我们使用了红外传感器、超声波传感器以及巡线传感器。
这些传感器能够及时感知到前方障碍物的距离,从而通过控制电机驱动模块来避免碰撞。
4.图像识别模块:为了实现图像识别功能,我们使用了摄像头作为图像输入的设备,并搭建了图像识别系统。
通过对摄像头采集到的图像进行处理和分析,我们能够实现小车对特定物体的识别和追踪。
5.通信模块:为了实现遥控操控功能,我们使用了无线通信模块来远程控制小车的运动。
通过与遥控器的通信,我们可以实时控制小车的方向和速度。
四、软件设计智能小车的软件设计主要包括嵌入式控制程序和图像处理算法。
1.嵌入式控制程序:我们使用C语言编写了嵌入式控制程序,该程序负责控制小车的运动、避障和遥控操控等功能。
通过与硬件的紧密配合,控制程序能够实现对小车各个部分的精确控制。
2.图像处理算法:为了实现图像识别功能,我们使用了计算机视觉技术和机器学习算法。
第1篇一、项目背景随着科技的飞速发展,智能车技术已成为现代交通运输领域的重要研究方向。
本项目旨在设计和实现一款具备自主导航、避障和路径规划功能的智能车,以提高交通运输的效率和安全性。
通过本项目的研究与实验,旨在探索智能车技术在实际应用中的可行性和有效性。
二、项目目标1. 设计并实现一款具备自主导航、避障和路径规划功能的智能车;2. 评估智能车在不同复杂环境下的性能和稳定性;3. 探索智能车在现实场景中的应用前景。
三、实验内容1. 硬件平台搭建本项目选用STM32单片机作为核心控制器,搭载激光雷达、毫米波雷达、摄像头等传感器,以及电机驱动模块和无线通信模块。
具体硬件配置如下:- 单片机:STM32F103C8T6- 传感器:激光雷达、毫米波雷达、摄像头- 电机驱动:L298N- 无线通信模块:蓝牙模块2. 软件平台开发本项目采用C语言进行软件开发,主要包括以下模块:- 控制模块:负责处理传感器数据,实现避障、路径规划和导航等功能;- 传感器数据处理模块:对激光雷达、毫米波雷达和摄像头等传感器数据进行处理和分析;- 电机驱动模块:控制电机驱动模块,实现智能车的运动控制;- 无线通信模块:实现与上位机或其他设备的通信。
3. 实验步骤(1)环境搭建:搭建实验场地,布置激光雷达、毫米波雷达、摄像头等传感器,并连接单片机。
(2)传感器标定:对激光雷达、毫米波雷达和摄像头等传感器进行标定,确保数据准确。
(3)编程实现:编写控制模块、传感器数据处理模块、电机驱动模块和无线通信模块等程序。
(4)调试与优化:对智能车进行调试,优化各项功能,提高性能和稳定性。
(5)测试与评估:在不同复杂环境下对智能车进行测试,评估其性能和稳定性。
四、实验结果与分析1. 避障功能在实验过程中,智能车能够有效识别和避开障碍物,包括静态和动态障碍物。
避障效果如下:- 静态障碍物:智能车能够准确识别并避开障碍物,如树木、电线杆等;- 动态障碍物:智能车能够识别并避开行人、自行车等动态障碍物。
智能无人车报告方案摘要本报告旨在探讨智能无人车的技术和发展趋势。
首先,我们将介绍智能无人车的定义和原理。
然后,重点讨论智能无人车的技术组成和核心功能。
接着,我们将分析智能无人车的应用场景和市场前景。
最后,我们将讨论智能无人车所面临的挑战和未来发展方向。
1. 引言智能无人车是指通过使用传感器、计算机视觉和人工智能等技术,实现无人驾驶的车辆。
智能无人车作为未来交通出行的一种创新模式,具有降低交通事故风险、提高交通效率和减少交通拥堵等优势。
本报告将对智能无人车的技术和应用进行详细的探讨。
2. 智能无人车的定义和原理智能无人车是基于人工智能技术的一种智能交通工具,它能够自主感知和分析周围环境,并进行智能决策和操作。
智能无人车通过配备各种传感器,如雷达、激光雷达、摄像头等,可以实时获取周围环境的信息。
然后,通过计算机视觉和深度学习技术对获取的数据进行处理和分析,进一步识别道路标志、车辆和行人等。
最后,智能无人车通过自主决策和控制系统,实现自主驾驶和导航功能。
3. 智能无人车的技术组成和核心功能智能无人车的技术组成主要包括传感器系统、计算机视觉系统、决策与控制系统和导航系统。
传感器系统负责获取周围环境的信息,计算机视觉系统负责对获取的数据进行处理和分析,决策与控制系统负责智能决策和控制车辆的行驶,而导航系统负责确定车辆的行驶路径和目的地。
智能无人车的核心功能包括自主感知、智能决策和自主控制。
自主感知指智能无人车通过传感器系统获取周围环境信息的能力,包括道路标志、车辆、行人等。
智能决策指智能无人车通过计算机视觉和深度学习等技术对获取的数据进行处理和分析,并基于分析结果做出智能化的决策。
自主控制指智能无人车通过决策与控制系统对车辆进行智能控制,实现自主驾驶和导航功能。
4. 智能无人车的应用场景和市场前景智能无人车具有广泛的应用场景和市场前景。
首先,智能无人车可应用于城市交通领域,实现城市交通的智能化和高效化。
其次,智能无人车可应用于物流配送领域,帮助企业提高物流运输效率和降低成本。
无人巡逻车控制系统设计与实现随着科技的发展,无人巡逻车作为一种新型的安保设备,正在被越来越多的单位和机构所应用。
无人巡逻车具有自主导航、实时监控和报警等优点,能够有效地改善安保工作效率,提高工作质量。
本文将介绍无人巡逻车控制系统的设计与实现,包括硬件、软件和通讯模块等方面。
一、需求分析在进行无人巡逻车控制系统设计之前,首先需要进行需求分析。
根据巡逻车的实际使用情况和工作要求,我们可以得到以下需求。
1. 实时监控和报警功能。
巡逻车需要安装摄像头和传感器,能够实时监控周围环境,一旦发现异常情况能够及时报警。
2. 自主导航功能。
巡逻车需要具备自主导航能力,能够根据预设路线自主行驶,避障和避免障碍物,并具备地图绘制和路径规划能力。
3. 远程控制功能。
巡逻车需要具有远程控制功能,管理员能够通过手机或电脑等终端设备远程实时监控和控制巡逻车。
4. 应急处理功能。
在遇到突发情况时,巡逻车需要具备相应的应急处理能力,如自主返航、紧急停车等。
二、硬件设计无人巡逻车的硬件设计包括底盘、传动系统、控制系统、传感器和通讯模块等部分。
其中,底盘和传动系统是巡逻车的骨架,控制系统和传感器是巡逻车的大脑和感官,通讯模块则是实现远程控制的关键。
底盘和传动系统。
底盘是巡逻车的基本骨架,传动系统是巡逻车的动力来源。
底盘需要具备稳定性和耐久性,传动系统需要具备高效、低噪音和低能耗等特点。
在硬件设计中,为了满足这些要求,可以采用轮式或履带式底盘,配备电机和减速器等传动系统。
控制系统和传感器。
控制系统是巡逻车的中枢神经系统,传感器则是巡逻车的感官器官。
在硬件设计中,需要选用高性能的处理器和电路板,支持实时监控和报警功能。
同时,还需要安装摄像头、红外线和超声波等各种传感器,实现巡逻车的自主导航和避障功能。
通讯模块。
通讯模块是实现远程控制和监控的关键。
在硬件设计中,需要选择支持4G、Wifi、蓝牙等多种通讯方式的模块,以保证巡逻车的远程控制和监控功能。
基于SolidWorks的无人搬运车的设计【开题报告】开题报告机械设计制造及其自动化基于SolidWorks的无人搬运车的设计一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义Solidworks是一个全方位的3D产品开发软件,集合了零件设计、零件装配、模具开发、NC加工、钣金设计、自行测量于一身。
它采用参数化设计,具有单一数据库,可极大缩短人为的设计计算时间,给设计者前所未有的简易、灵活和高效。
本说明书正是鉴于Solid works 的强大功能,详细阐述说明了Solid works在三维设计方面的应用情况。
本设计说明书以凸轮轴设计为实例,阐述了使用Solid works设计凸轮轴的全过程,这当中包括凸轮轴的结构分析、学会使用Solid works的各种创建特征、建零件库及二维工程图输出等多方面的工作。
重点介绍了使用Solid works设计凸轮轴和建零件库两方面的情况,说明了凸轮轴造型的基本思路,较详细介绍了建零件库的主要步骤。
无人搬运车是一种物料搬运设备,是能在一位置自动进行货物的装载,自动行走到另一位置,自动完成货物的卸载的全自动运输装置。
无人搬运车是以电池为动力源的一种自动操纵的工业车辆。
装卸搬运是物流的功能要素之一,在物流系统中发生的频率很高,占据物流费用的重要部分。
因此,运输工具得到了很大的发展,其中无人搬运车的使用场合最广泛,发展十分迅速。
1913年,美国福特汽车公司使用有轨底盘装配车。
1953年,美国Barrett Electric 制造了世界上第一台采用埋线电磁感应式的跟踪路径自动导向车,也被称作“无人驾驶牵引车”。
20世纪70年代中期,具有载货功能的AGV在欧洲得到迅速发展和推广应用,并被引入美国用于自动化仓储系统和柔性装配系统的物料运输。
从80年代初开始,新的导向方式和技术得到更广泛研究和开发。
90年代以来,无人搬运车从仅由大公司应用,正向小公司单台应用转变,而且其效率和效益更好。
无人车电机驱动设计报告
学院:仪器与电子学院
专业:测控技术与仪器
学号姓名:1306014208王浩宇
学号姓名:1306014211崔恒瑞
学号姓名:1306014235高晟淇
学号姓名:1306014244张可迪
起迄日期: 2016年4月5日~4月15日设计地点: 主楼12层1217#
指导教师: 唐军、申冲、段俊萍
2016年4 月17 日
无人车电机驱动设计报告
一.问题综述
现代工业中,自动化发展占据了行业发展的重要地位,自动化是当今工业中的重中之重[1],为了与时代的发轨迹接轨,从细微处培养学生,现我们需要对一飞思卡尔C型车模设计电机驱动电路[2],要求可正常启动电机、按控制信号进行速度控制并可以进行正反转切换,
二.设计思路
驱动电机需要较大电流,在使用专用电池作为电源来满足电源需求可以提供足够电流的同时,还需要保证传输线路也可承受足够大的电流,因并且为了延长电池使用时间,提高电路效率,需要减小在传输线路上的功耗,还可减小电路体积。
[4]
三.方案比较与论证
3.1 电路拓扑选择
可选拓扑结构有四分之一桥,半桥,以及全桥电路,四分之一桥电路简单,但对开关管压力较大;半桥电路驱动能力强,对开关管压力较小,但不能正反转;全桥驱动结构相较而言稍复杂[3],如图1,但其驱动方向灵活,负载能力极强,因此选用全桥电路作为基本驱动拓扑。
驱动原理如图2。
图1 全桥
图2 全桥驱动示意图
3.2 开关器件选择
可选用的开关器件有继电器,mos管,三极管,晶闸管,igbt等,其中,继电器导通电阻极低,可通过电流较大,但由于对控制信号的频响性能较差,无法适应上千赫兹的控制信号,因此不予考虑;
三极管对控制信号敏感,控制信号的幅值可任意选择,但导通电阻过大,在驱动电机时的大电流情况下功耗较大,同时还会有较大压降,不予考虑。
晶闸管本身在作为驱动开关管时具有物理缺陷,在此不予讨论。
场管对控制信号要求较高,有导通下限电压,但导通后导通电阻可以只有几毫欧,可承受较大电流,同时对高频信号的频响性能很好,因此选择大功率场管作为驱动电路的开关器件。
在此我们选择IRF3710作为开关管,其具有100V漏源耐压,最大57A长时间漏级电流,以及导通电阻最大仅23mΩ的优秀特性。
在本次设计中其漏源电压不大于30V,导通时间不大于0.1ms,如图3,在安全使用区域内。
图3 IRF3710安全使用区域
3.3 开关驱动选择
驱动MOS管的开关电压为栅源电压,通常要求至少5V的栅源电压才可以完全导通,导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。
NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。
但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。
在这里,由于全桥负载为电机,并不是纯粹的阻性元件,所以选用自举式驱动电路以增强驱动电路的驱动能力,为减少走线,使用同一驱动信号驱动一个全桥电路,选择ir2184作为驱动电荷泵,其具有单信号输入双反相信号输出、最大1.8A驱动电流输出、600V耐压等功能,符合驱动电路需求。
其专用电路如图4,输入输出关系如图5所示。
图4 IR2184典型应用电路
图5 IR2184驱动波形图
2.2设计原理框图
图七设计框图
四.元器件参数计算
4.1电荷存储电容及开关信号频率选择
对于电荷泵,频率越高,所需要的电容越小,但频率过高则会导致开关管的驱动波形杂波增加,开关能力下降,同时还会在电路中造成不必要的大量干扰杂波,因此,驱动频率也不能太高,通常驱动频率选择10到100kHz,此时,1uF的电容即可满足需求,10uF的电容可达最佳效果。
4.2电荷泵防倒灌二极管选择
防倒灌二极管需要在极短的时间内向电容提供足够的电荷,即需要能经受瞬时超大电流,同时在高端自举时还需经受高压,但用作电机驱动时无需过高的电压,耐压超过100V即可,通常使用1N4007即可较好的完成电路目标。
五.仿真分析
全桥驱动电路简单原理仿真
图九全桥电路仿真
六.电路设计与实现
C车模具有两个电机,因此驱动电路需要相同的两块,在此仅画出一块,另一块完全相同。
图八驱动原理图
图十
七.小结
电机驱动设计应从大电流,调速,抗干扰及防止对外干扰等方面出发,全方位考虑设计对整体无人车系统的影响,结合技术手段,知识水平,资金现状的方面来进行设计。
自举电路中自举电容的选择十分重要,电容过小会严重影响驱动效果
自举式全桥驱动由于开关管栅极和驱动芯片高端输出处存在漏电阻,会缓慢的放电,所以不可以长时间维持在高端导通状态,如需要高端长时间导通,可以采用抬高自举电压的方法,使不处于自举状态也可使高端导通即可,对于C车模,电池供电电压7.2V,为取得良好导通效果,需要至少15V栅源电压,因此IR2104电源电压为7.2+15=22.2V,取22V即可,为取得高电压,需要一个升压模块来从电池电压来获得高电压,在此可选用MC34063A来产生高电压。
图十一MC34063A典型应用电路
表一MC34063A应用电路元件参数计算表
图十三IR2184内部框图
八.参考文献
[1] 陈国顺,宋新民,马峻等.网络化测控技术[M],电子工业出版社,2006.9.
[2] 庞君,计算机辅助测试的发展趋势——虚拟仪器[J],攀枝花学院学报,2003.6:83-83.
[3] 宋国梁,王冰川,姜海宽.直流电机半臂全桥驱动电路的设计[J].中国新通信,2012,(第21期).
[4] 闫莹.电机驱动电路设计[J].科学与财富,2014,(第6期).
[5] 郝晓剑等.测控电路设计与应用[M],电子工业出版社
[6] 徐锦钢,孙俊杰,韩丹丹.直流电机驱动和调速研究[J].科学时代,2015,(第8期).
[7] 马宗毅,曾绍稳.基于STM32的无刷直流电机驱动器设计[J].科技创新与应用,2016,(第10期).
[8] .BD65491FV/2MUV:电机驱动[J].世界电子元器件,2011,(第5期).。