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复习课件智能车竞赛专题培训.ppt

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智能车竞赛培训第一部分赛车的驱动

智能车竞赛培训第一部分赛车的驱动

直流电动机的工作原理
N
N
S
S
直流电动机的工作原理
电刷 ＋ U －
N ＋ U －
N
S 换向片
S
工作原理
电枢绕组加 直流电压
电枢绕组中 产生 电流
电流与磁场相互 作用产生力
电磁转矩
两层意思： 1、产生电枢电流 2、产生电磁转矩
电枢 旋转
直流电机的基本结构
1. 主要部件
(1) 定子
①主磁极
②换向磁极 ③机座 ④电刷装臵和端 盖等
(4) 额定转速 nN (5) 额定励磁电压 UfN (6) 额定励磁电流 IfN
二、他励（并励）直流电动机的工作特性
供给励磁绕组电流的方式称为励
磁方式，分为他励和自励两大类。
（1） 直流电机的励磁方式
直流电动机按励磁方式分类
+
他 励
Ia
M
If + Uf
+
I
Ia
M
If
并 励
Ua
U
－
+
－
I
Ia
M
－
稳定运行状态的过渡过程。电动机在起动瞬间(n=0)的电磁转矩 称为起动转矩，起动瞬间的电枢电流称为起动电流，分别用Tst 和Ist表示。起动转矩为
Tst CTΦI st
如果他励直流电动机在额定电压下直接起动，由于起动瞬
间转速n=0，电枢电动势Ea=0，故起动电流为
UN I st Ra
(2.3.2)
他励直流电动机的制动
根据电磁转矩Tem和转速n方向之间的关系，可以把电机分 为两种运行状态。当Tem与n同方向时，称为电动运行状态，简 称电动状态；当Tem与n反方向时，称为制动运行状态，简称制 动状态。电动状态时，电磁转矩为驱动转矩；制动状态时，电

2019.11.4智能车培训 共127页PPT文档 128页PPT

2019.11.4智能车培训 共127页PPT文档 128页PPT

智能汽车应包含以下结构：
◦ 智能汽车的信息采集、处理及传输 ◦ 智能汽车的自动控制系统 ◦ 智能汽车的通信系统 ◦ 智能汽车的导驶定位技术 ◦ 智能汽车的电源系统
第2章 智能汽车设计基础——硬件
第2章 智能汽车设计基础—硬件
从外观上看，智能车系统主要表现为由一 系列的硬件组成，包括组成车体的底盘、轮胎、 舵机装置、马达装置、道路检测装置、测速装 置和控制电路板等。
光电式传感器的核心（敏感元件）是光电器件， 光电器件的基础是光电效应。
2.1.1 光电式传感器
光电式传感器的结构简单，响应速度快，可靠 性较高，能实现参数的非接触测量。
光电式传感器由光路及电路两大部分组成，光 路部分实现被测量信号对光量的控制和调制，电路 部分完成从光信号到电信号的转换。
2.1.1 光电式传感器
2.2.1 电源系统
在智能车设计中，电源关系到整个电路设计的稳定性 和可靠性，是电路设计中非常关键的一个环节。 1．直流稳压电源的基本原理
图2.9 直流稳压电源电路
2.2.1 电源系统
电源变压器——将220 V的交流电压变成低压的交流电压。
整流电路——将交流电压变换成脉动的直流电压，通常由 整流二极管构成的整流桥堆来执行。常见的整流二极管 有1N4007和1N5148等，桥堆有RS210等。
2.1.3 测速传感器
图2.7 三种不同结构的霍尔式转速传感器
图2.7 三种不同结构的霍尔式转速传感器
2.1.3 测速传感器
2．光电式脉冲编码器 光电式脉冲编码器可将机械位移、转角或速度变化转换成电脉冲输
出，是精密数控采用的检测传感器。光电编码器的最大特点是非接触式， 此外还具有精度高、响应快、可靠性高等特点。

张树波智能车竞赛专题培训

张树波智能车竞赛专题培训

� � �
占用ＣＰＵ端口资源多； 安装固定、接线较困难； 容易受到外界环境影响；
基于面阵ＣＣＤ赛道参数检测方法
�
使用面阵ＣＣＤ检测路径参数的优点：
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分辨率高： 识别路径参数多：中心位置、方向、曲率； 占用ＣＰＵ端口资源少：
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ＡＤ转换； 一路中断输入； 一路ＩＯ口输入；
�
通过算法减少外部环境影响；
二、MC33886芯片
�
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使用说明：
规则中的电容限制 全部电容容量和不得超过2000微法；电容 最高充电电压不得超过25伏。 电机加速与减速限制，避免对于工作电源 的影响；
�
二、MC33886芯片
�
使用说明：
�
PWM频率限制：< 10KHz
二、MC33886芯片
�
使用说明：
�
PWM频率限制：< 10KHz
最佳路线问题
最佳路线问题
主讲：
张树波
共青团北京联合大学委员会
� � � � � � � � � � � � �
赛车的意义 汽车及车模简介 电池使用方法 赛道及比赛规则 研究项目介绍 关于电机驱动 关于舵机驱动 关于赛道检测方式 最佳路线问题 飞斯卡尔单片机介绍 软硬件设计注意事项 工程化方法与团队精神 答疑时间
赛车的意义
一行有效采集像素：< 8 p/l）
垂直分辨率高：> 300线/帧
矛盾
�
�
采集速率 路径检测需要图像特点： 水平分辨率: 高； 垂直分辨率：低；3-5 点 矛盾：如何解决？Fra bibliotek 解决�
采集速率- 解决方法 摄像头水平旋转90度； 水平分辨率 �� 垂直分辨 率

智能车竞赛专题培训--苦心收集

智能车竞赛专题培训--苦心收集

研究项目介绍
2021/4/9
10
模型车电机特性
电机特性和MC33886芯片
2021/4/9
11
一、电机特性
RS-380SH
2021/4/9
12
一、电机特性
RS-380SH
2021/4/9
13
一、电机特性
RS-380SH
2021/4/9
14
一、电机特性
RS-380SH
2021/4/9
15
二、MC33886芯片
2021/4/9
3
二通道遥控赛车车模
•车模调校的主要参数 • 后倾角 • 外倾角 • 前束 • 减震弹簧预紧力
汽车及车模简介
2021/4/9
4
电池使用方法
参数：
•电压：1.2×6=7.2 v •容量：2000mAh
放电曲线（在3A的大电流放电条件下得到的结果）
2021/4/9
5
电池使用方法
正确充电：
2021/4/9
51
基于光电管赛道参数检测方法
光电管阵列优缺点：
优点：简单、响应快速等；
缺点：
空间分辨率低；
水平分辨率: < 16 pixel /线；（可以采用细分的方法 进行优化）；受到大赛规则传感器个数限制；
垂直分辨率：只能检测一点位置；
占用ＣＰＵ端口资源多； 安装固定、接线较困难； 容易受到外界环境影响；
PWMCTL_CON45 = 0x1; PWMPER4,5 = 60000; 50Hz PWMDTY4,5 = 1500*3; 1500us BUS osc = 24MHz
2021/4/9
45
S12 PWM控制舵机

智能车ppt

智能车ppt

方案设计
传感器设计方案： 安装摄像头时，要考虑的因素很多，主要有以下几 点： 1. 确保摄像头位置的居中，因为当摄像头不居中时， 其采集进来的图像也不是居中的，而处理程序对舵机 输出量是居中的，这样就会导致模型车在直道上也会 存在左右摆动的问题。 2. 摄像头的高度要足够高，这样可以使得模型车在摄 像头的角度不是很高的情况下就能够前瞻到前方足够 远处的路况信息，因为当摄像头的角度过大时候，
名 次
1 2 3
学校名称
湖南大学
比赛成 绩
30.299
北京科技大 30.311 学 山东大学 30.405
摄像头组决赛成绩
名次 1 2 3 4 5 6 7 8 学校名称 湖南大学 北京科技大学 山东大学 杭州电子科技大 学信息工程学院 西北工业大学 队伍名称 睿思队 北京科技大学摄 像头一队 白杨队 杭电信工5队 翱翔队 钱江5号 Drift 雏鹰队 比赛成绩 30.299 30.311 30.405 30.818 30.894 31.692 31.694 31.99
杭州电子科技大 学 华东理工大学
河海大学常州校 区
摄像头



在调查资料后，发现摄像头组的智能车在处理采集的 信号后再转换为单片机所需的信号所用的时间需要 20ms，而电磁和光电组的处理信号在10~20us之间， 我们组觉得这个可以是个突破点。 由于制作摄像头组的智能车需要有关于图像处理方面 的知识，而我们组的组员都是通信工程专业的学生， 今后发展可能会和图像处理，视频方面是工作挂钩。 去年我们学校代表队在摄像头组方面取的成绩相比于 其他组较好，所以我们能利用到更好的前辈资源。 我们发现摄像头组在采集信号，处理信号比其他组的 较为麻烦，所以觉得这是突破点。

全国大学生智能车竞赛知识培训

全国大学生智能车竞赛知识培训

S12 PWMtPWM输出； PWM4 控制信号；
PWMCTL_CON45 = 0x1; PWMPER4,5 = 60000; 50Hz PWMDTY4,5 = 1500*3; 1500us BUS osc = 24MHz
二、MC33886芯片
使用说明：
PWM频率限制：< 10KHz
舵机内部结构
舵盘、齿轮组、位置 反馈电位计、直流电 机、控制电路板等。
工作原理 脉宽信号给定参考位 置，舵机内部电路通 过反馈控制调节舵盘 角位。 舵盘角位由PWM控 制信号的脉宽决定。
关于舵机驱动
舵机基本参数 型 号： S3010 电 压： 4.0 ~ 6.0 [V] •角度控制： 1°/ 400us 工作速度： 0.16 + 0.02 •堵转力矩： 6.5 + 1.3 [ Kg.cm]
正确放电：
•由于镍镉电池具有记忆效应，对电池的不完全放电将 会人为的降低电池的电容量； •从放电曲线可以看出，随着电池电量的减少，其电压 也会逐渐降低，当电压降低到某个阈值后继续放电， 电池电压将很快的跌落。这个阈值就是电池的放电下 限电压。厂家给出了放电下限电压为6V。因此，在使 用时，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时切断电路，用来保护电池。如果 没有保护电路，要注意，电池接通时人不要离开。因 为当电池电压降到接近6V时，电池已经给不出多少电 流，已经没有能力驱动电机了，此时一定要及时断开 电路，到了给电池充电的时候了。
放电曲线（在3A的大电流放电条件下得到的结果）
电池使用方法
正确充电：
•推荐使用比赛选配的充电器。该充电器是为玩具电池设计的廉价的 充电器，内部没有智能充电控制电路，只能采用恒功率充电模式， 最大充电电流为700mA，平均充电电流300mA，涓流充电电流小于 100mA，充电时间约为10小时。

第六届飞思卡尔智能车东北赛区经验交流ppt课件




1
b1 c
1 a h2
h2
h2 x2
100 100
k
x2 x2
d k k

d d
C XA
B E
x 50ac ab
2bc ac ab
从而准确知道了信号线的实际位置了。
PID算法+模糊算法
• 在过程控制中，按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控 制的PID控制器（亦称PID调节器）是应用最为广泛的一种自动控制器。 PID控制器是一种最优控制。PID调节规律是连续系统动态品质校正的 一种有效方法，它的参数整定方式简便，结构改变灵活（PI、 PD、…）。
• 如果这时差速过紧，造成两个轮子互相角力以使自己得 到适当的转速，从而使总体抓地力下降。
• 另一方面，如果差速比较松，当一个轮子失去抓地力的 时候(比如通过一个起伏)，会造成过度的空转，使另外 一个轮子失去动力。这样会减少加速的反应。
底盘调整
• 前轮主销后倾角的作用是在车轮 偏转后形成一回正力矩，会阻碍 车轮偏转。
r2
→ dB
0 4
Idl sin r2
元磁场积分：B
A2 dB 0 I
A1
4
A2 dl sin
A1
r2
通过空心螺绕环可以容易导出含磁芯的线圈的自感能为：
Wm

1 2
LI 2

1 2
0n2I 2V

1 2
B HV
V就是它的体积，所以磁能密度为：
m
Wm V
竞赛经验介绍
我们经历过
首届大连理 工大学智能 车竞赛
我们经历过

智能车竞赛专题培训--苦心收集PPT课件

尺寸：39.4*37.8*27.8 重量：56g 工作速度: 0.11sec/60(4.8V) 0.8sec/60(6.0V) 堵转力矩: 6.1kg.cm(4.8V) 7.7kg.cm(6.0V) 工作角度： 45度/400us
.
32
舵机的连接方法
三线连接方法： 黑线：底线； 红线：电源线；两种标准：4.8V, 6V; 蓝线（黄线）：控制信号线； 颜色区分电源线和底线；
.
20
二、MC33886芯片
使用说明：
规则中的电容限制 全部电容容量和不得超过2000微法；电容
最高充电电压不得超过25伏。 电机加速与减速限制，避免对于工作电源
的影响；
.
21
二、MC33886芯片
使用说明：
PWM频率限制：< 10KHz
.
22
二、MC33886芯片
使用说明：
PWM频率限制：< 10KHz
.
33
标准驱动模型
.
34
实测波形（0度）
.
35
实测波形（15度）
▪ 舵机的控制方法
.
36
.
3
二通道遥控赛车车模
•车模调校的主要参数 • 后倾角 • 外倾角 • 前束 • 减震弹簧预紧力
汽车及车模简介
.
4
电池使用方法
参数：
•电压：1.2×6=7.2 v •容量：2000mAh
放电曲线（在3A的大电流放电条件下得到的结果）
.
5
电池使用方法
正确充电：
•推荐使用比赛选配的充电器。该充电器是为玩具电池设计的廉价的 充电器，内部没有智能充电控制电路，只能采用恒功率充电模式， 最大充电电流为700mA，平均充电电流300mA，涓流充电电流小于 100mA，充电时间约为10小时。

完美版智能车全解精


二、MC33886芯片
使用说明：
PWM频率限制：< 10KHz
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二、MC33886芯片
使用说明：
PWM频率限制：< 10KHz
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一、电机特性
RS-380SH
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一、电机特性
RS-380SH
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二、MC33886芯片
使用说明：
规则中的电容限制 全部电容容量和不得超过2000微法；电容
最高充电电压不得超过25伏。 电机加速与减速限制，避免对于工作电源
的影响；
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赛道及比赛规则
赛道材料： KT板、高密度、白色、0.5厘米厚。 中心黑线： 为黑色即时贴经过裁减而成。
7 Of 63
官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店---致力于服务师生（更多资料都在红树伟业） shop66530622.taobao
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关于舵机驱动
优选
27
使用S12 PWM输出控制舵机
舵机简介 S12 PWM控制舵机
优选
28
一、舵机简介
▪ 舵机功能 ▪ 舵机结构 ▪ 舵机的基本参数 ▪ 舵机控制方法
优选
29
舵机的功能
舵机最早出现在航模运动中；
发动机进气量； 副翼舵面； 水平尾翼舵面； 垂直尾翼舵面；
赛车中控制前轮转向；
优选
16
二、MC33886芯片
优选
17
二、MC33886芯片
优选
18
二、MC33886芯片
应用说明：
多个MC33886并联使用；
优选
19
二、MC33886芯片
应用说明：
使用半桥：由于赛车过程中不时用倒车，所 以可以只使用其中的半桥；并且将两个半桥 并联，扩大芯片的驱动能力；
使用其中的一个半桥驱动电机；使用另外一 个半桥作为12V升压电路为CCD提供工作电 源；
研究项目介绍
优选
10
模型车电机特性
电机特性和MC33886芯片
优选
11
一、电机特性
RS-380SH
优选
12
一、电机特性
RS-380SH
优选
13
一、电机特性
RS-380SH
优选
14
一、电机特性
RS-380SH
优选
15
二、MC33886芯片
特性：
工作电压：5-40V 导通电阻： 120毫欧姆 输入信号：TTL/CMOS PWM频率：< 10KHz 短路保护、欠压保护、过温保护等；
关于舵机驱动
优选
25
舵机基本参数 型 号： S3010 电 压： 4.0 ~ 6.0 [V] •角度控制： 1°/ 400us 工作速度： 0.16 + 0.02 •堵转力矩： 6.5 + 1.3 [ Kg.cm]
关方法
三线连接方式 •红线：电源线+6V •蓝线：地线 •黑线：PWM控制信号
书籍
作 者：卓晴 等编 I S B N ：781124022X 出版社：北京航空航天大学出版社 定 价：36.50元
优选
9
•汽车动态分析 •车速控制系统 •方向控制系统 •赛道检测系统 •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
优选
6
电池使用方法
正确放电：
•由于镍镉电池具有记忆效应，对电池的不完全放电将 会人为的降低电池的电容量； •从放电曲线可以看出，随着电池电量的减少，其电压 也会逐渐降低，当电压降低到某个阈值后继续放电， 电池电压将很快的跌落。这个阈值就是电池的放电下 限电压。厂家给出了放电下限电压为6V。因此，在使 用时，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时切断电路，用来保护电池。如果 没有保护电路，要注意，电池接通时人不要离开。因 为当电池电压降到接近6V时，电池已经给不出多少电 流，已经没有能力驱动电机了，此时一定要及时断开 电路，到了给电池充电的时候了。
PWM频率限制：< 10KHz
优选
23
二、MC33886芯片
使用说明：
PWM频率限制：< 10KHz
优选
24
舵机内部结构
舵盘、齿轮组、位置 反馈电位计、直流电 机、控制电路板等。
工作原理 脉宽信号给定参考位 置，舵机内部电路通 过反馈控制调节舵盘 角位。 舵盘角位由PWM控 制信号的脉宽决定。
优选
30
舵机的结构
舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计5k，直流 电机、控制电路板等；
工作原理： 控制信号控制电路板电极转动 齿轮组减速
舵盘转动 位置反馈电位计控制电路板反 馈；
控制量 舵盘角度
优选
31
舵机的基本参数: HS-925
尺寸：39.4*37.8*27.8 重量：56g 工作速度: 0.11sec/60(4.8V) 0.8sec/60(6.0V) 堵转力矩: 6.1kg.cm(4.8V) 7.7kg.cm(6.0V) 工作角度： 45度/400us
优选
7
赛道及比赛规则
赛道材料： KT板、高密度、白色、0.5厘米厚。 中心黑线： 为黑色即时贴经过裁减而成。
7 Of 63
优选
8
赛道及比赛规则
用指定车模沿黑线跑两圈取单圈最快者为胜。
详细参考资料 第二届智能车竞赛专网
联合大学团委网站
优选
20
二、MC33886芯片
使用说明：
规则中的电容限制 全部电容容量和不得超过2000微法；电容
最高充电电压不得超过25伏。 电机加速与减速限制，避免对于工作电源
的影响；
优选
21
二、MC33886芯片
使用说明：
PWM频率限制：< 10KHz
优选
22
二、MC33886芯片
使用说明：
优选
2
赛车的意义
该竞赛与教育部已举办的数学建模、电子设计、机械设 计、结构设计4大专业竞赛不同，是以迅猛发展的汽车电子为 背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算 机、机械等多个学科交叉的科技创意性比赛。
引导和激励学生实事求是、刻苦钻研、勇于创新、多出成 果、提高素质，发现和培养一批在学术科技上有作为、有潜力 的优秀人才。
优选
32
舵机的连接方法
三线连接方法： 黑线：底线； 红线：电源线；两种标准：4.8V, 6V; 蓝线（黄线）：控制信号线； 颜色区分电源线和底线；
优选
33
标准驱动模型
优选
34
实测波形（0度）
主讲： 张树波
共青团北京联合大学委员会
优选
1
▪ 赛车的意义 ▪ 汽车及车模简介 ▪ 电池使用方法 ▪ 赛道及比赛规则 ▪ 研究项目介绍 ▪ 关于电机驱动 ▪ 关于舵机驱动 ▪ 关于赛道检测方式 ▪ 最佳路线问题 ▪ 飞斯卡尔单片机介绍 ▪ 软硬件设计注意事项 ▪ 工程化方法与团队精神 ▪ 答疑时间
优选
3
二通道遥控赛车车模
•车模调校的主要参数 • 后倾角 • 外倾角 • 前束 • 减震弹簧预紧力
汽车及车模简介
优选
4
电池使用方法
参数：
•电压：1.2×6=7.2 v •容量：2000mAh
放电曲线（在3A的大电流放电条件下得到的结果）
优选
5
电池使用方法
正确充电：
•推荐使用比赛选配的充电器。该充电器是为玩具电池设计的廉价的 充电器，内部没有智能充电控制电路，只能采用恒功率充电模式， 最大充电电流为700mA，平均充电电流300mA，涓流充电电流小于 100mA，充电时间约为10小时。