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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于PID算法和模糊控制技術(shù)的智能車設(shè)計(jì)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 作品是基于PID算法和模糊控制技術(shù)的智能車，它以紅外對(duì)管傳感器、飛思卡爾XS128單片機(jī)為基礎(chǔ)，通過(guò)采集路況信息，利用PID算法和模糊控制技術(shù)進(jìn)行控制處理，將PID參數(shù)模糊化，使用模糊控制的查表法選擇參數(shù)，加入算法轉(zhuǎn)化成小車的舵機(jī)和電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力，進(jìn)行正確的轉(zhuǎn)向和穩(wěn)速的前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)智能控制的目的。該智能車的設(shè)計(jì)主要是為了實(shí)現(xiàn)正確的尋跡，幫助人們完成一些尋跡工作，減輕工作負(fù)擔(dān)，具有一定的實(shí)用價(jià)值。
- 詳細(xì)介紹：
- 為提高智能車路徑識(shí)別和路徑跟蹤的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，研究設(shè)計(jì)一款具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用可行性和廣闊應(yīng)用前景的智能車。以單片機(jī)為控制核心，利用多組紅外傳感器完成小車對(duì)路徑的識(shí)別，數(shù)字編碼器完成智能車實(shí)時(shí)速度的采集，MC33886完成電機(jī)驅(qū)動(dòng)，利用模糊控制技術(shù)和PID算法控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)向，達(dá)到智能車能以較高的速度沿既定路徑前進(jìn)。 課題采用MC9S12XS128作為核心控制單元，自主構(gòu)思控制方案及系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括紅外傳感器信號(hào)采集處理、控制算法及執(zhí)行、動(dòng)力電機(jī)驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向舵機(jī)控制等，完成智能車的工程制作及調(diào)試。最終完成后的智能車能夠自主識(shí)別引線，巡線高速平穩(wěn)行駛功能,能適應(yīng)對(duì)硬件要求相對(duì)較低的場(chǎng)合。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 為提高智能車路徑識(shí)別和路徑跟蹤的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，研究設(shè)計(jì)一款具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用可行性和廣闊應(yīng)用前景的智能車。以單片機(jī)為控制核心，利用多組紅外傳感器完成小車對(duì)路徑的識(shí)別，數(shù)字編碼器完成智能車實(shí)時(shí)速度的采集，MC33886完成電機(jī)驅(qū)動(dòng)，利用模糊控制技術(shù)和PID算法控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)向，達(dá)到智能車能以較高的速度沿既定路徑前進(jìn)。 課題采用MC9S12XS128作為核心控制單元，自主構(gòu)思控制方案及系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括紅外傳感器信號(hào)采集處理、控制算法及執(zhí)行、動(dòng)力電機(jī)驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向舵機(jī)控制等，完成智能車的工程制作及調(diào)試。最終完成后的智能車能夠自主識(shí)別引線，巡線高速平穩(wěn)行駛功能,能適應(yīng)對(duì)硬件要求相對(duì)較低的場(chǎng)合。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 相比傳統(tǒng)的智能車，本智能車： 1.控制精度高，實(shí)際測(cè)試已經(jīng)達(dá)到了初步檢測(cè)的目標(biāo)，如果改進(jìn)電路和傳感器完全可以達(dá)到更高的精確率； 2.采用汽車工業(yè)廣泛使用的飛思卡爾單片機(jī)XS128，為以后實(shí)際運(yùn)用打下基礎(chǔ)； 3.紅外傳感器用來(lái)檢測(cè)外部路徑的狀況，從而控制舵機(jī)轉(zhuǎn)向和電機(jī)速度； 4.利用模糊控制和PID算法對(duì)小車的偏差進(jìn)一步處理，實(shí)現(xiàn)智能化控制小車。 智能車在國(guó)內(nèi)有了一定的發(fā)展，但在人們生活中的應(yīng)用還有一定的限度，國(guó)外市場(chǎng)對(duì)于智能車的開(kāi)發(fā)已經(jīng)有了很大的突破而且在航天民用等各個(gè)方面都有了很大的發(fā)展同時(shí)也取得了巨大的經(jīng)濟(jì)利益。國(guó)內(nèi)的一些高端產(chǎn)品大部分可還是依靠國(guó)外的進(jìn)口來(lái)維持，基于模糊控制技術(shù)的智能車設(shè)計(jì)為智能車的發(fā)展提供了一套優(yōu)秀的方案。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 獲得河南省挑戰(zhàn)杯競(jìng)賽二等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 已開(kāi)發(fā)出基于PID算法和模糊控制技術(shù)的智能車
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 轉(zhuǎn)讓給學(xué)校
作品可展示的形式
- 樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 智能車是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它在各個(gè)領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。例如，在工業(yè)生產(chǎn)中，可以代替人類完成惡劣環(huán)境下的貨物搬運(yùn)、設(shè)備檢測(cè)等任務(wù)；在軍事上，大型的無(wú)人坦克沖鋒陷陣，小型的昆蟲機(jī)器人“間諜”到處爬行，少量的作戰(zhàn)人員在安全的信息中心運(yùn)籌帷幄，可以在危險(xiǎn)地帶代替人類完成偵察、排雷等任務(wù)；在民用上，可以作為導(dǎo)盲車為盲人提供幫助。 智能車在國(guó)內(nèi)有了一定的發(fā)展，但在人們生活中的應(yīng)用還有一定的限度，國(guó)外市場(chǎng)對(duì)于智能車的開(kāi)發(fā)已經(jīng)有了很大的突破而且在航天民用等各個(gè)方面都有了很大的發(fā)展同時(shí)也取得了巨大的經(jīng)濟(jì)利益。國(guó)內(nèi)的一些高端產(chǎn)品大部分可還是依靠國(guó)外的進(jìn)口來(lái)維持，基于模糊控制技術(shù)的智能車設(shè)計(jì)為智能車的發(fā)展提供了一套優(yōu)秀的方案。
同類課題研究水平概述
- 由于智能車廣闊的應(yīng)用前景，已有很多的智能車生產(chǎn)廠商和芯片設(shè)計(jì)廠家，像飛思卡爾、MAXIM、TI、意法半導(dǎo)體（ST）等多家芯片機(jī)構(gòu)介入智能車的研究，并開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的芯片產(chǎn)品。 美國(guó)、韓國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家的大學(xué)等教育機(jī)構(gòu)都對(duì)大學(xué)生等一些愛(ài)好者舉行了有關(guān)智能車類的比賽。國(guó)家教育部和工業(yè)信息化部聯(lián)合開(kāi)展引用飛思卡爾單片機(jī)為基礎(chǔ)，已經(jīng)連續(xù)舉辦了五屆飛思卡爾智能車大賽，來(lái)鼓勵(lì)廣大大學(xué)生加入該項(xiàng)賽事。以推動(dòng)國(guó)內(nèi)智能車的發(fā)展。 基于PID算法和模糊控制技術(shù)的智能車設(shè)計(jì)是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策等功能于一體的綜合系統(tǒng)。隨著信息技術(shù)、電子技術(shù)的發(fā)展，智能車作為機(jī)器人的一個(gè)分支也將吸收這些成果，功能將更完善，新型的智能化更強(qiáng)的智能車都將被一步一步的被開(kāi)發(fā)出來(lái)，它在各個(gè)領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。例如，在工業(yè)生產(chǎn)中，可以代替人類完成惡劣環(huán)境下的貨物搬運(yùn)、設(shè)備檢測(cè)等任務(wù)；在軍事上，大型的無(wú)人坦克沖鋒陷陣，小型的昆蟲機(jī)器人“間諜”到處爬行，少量的作戰(zhàn)人員在安全的信息中心運(yùn)籌帷幄，可以在危險(xiǎn)地帶代替人類完成偵察、排雷等任務(wù)；在民用上，可以作為導(dǎo)盲車為盲人提供幫助；在科學(xué)研究方面，可以代替人類完成外星球勘探或者礦藏勘探等?？偠灾麑?duì)我們未來(lái)在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用有著很大的幫助。 我們此次設(shè)計(jì)的基于PID算法和模糊控制技術(shù)的智能車，即能應(yīng)用于飛思卡爾智能車大賽，又能為推動(dòng)國(guó)內(nèi)智能車領(lǐng)域的智能化進(jìn)程提供一套優(yōu)秀的解決方案。
