基于瑞薩單片機自動(dòng)尋跡智能車(chē)的設計

系統主要由PID控制器和被控對象組成。它根據給定值r(t)與實(shí)際輸出值m(t)構成控制偏差，將偏差按比例、積分和微分通過(guò)線(xiàn)性組合構成控制量，對被控對象進(jìn)行控制。
PID的圖形表達式

式(4)中，T是采樣周期，必須足夠小，以保證系統有一定的精度；Ti為調節器的積分時(shí)間；Td為調節器微分時(shí)間；Kp為調節器的比例系數；e(k)為第k次采樣時(shí)的偏差；u(k)為控制量。
采用增量式PID進(jìn)行控制，由△u(kT)=u(kT)-u(kT-T)，可得
△u(kT)=Kp[e(kT)-e(kT-T)]+Kie(kT)+Kd[e(kT)-2e(kT-T)+e(kT-2T)] (5)
式中，e(kT)為第k次與中心位置的偏差程度；e(kT-T)、e(KT-2T)分別為k-1、k-2次誤差項。以此算法為基礎，用C語(yǔ)言編寫(xiě)出控制算法程序。
3．3 程序設計
主程序采用周期性檢測控制思想。每隔20ms檢測1次引導線(xiàn)、車(chē)速及加速度數據，根據程序處理結果調用舵機控制程序和驅動(dòng)電機控制程序，對智能車(chē)的運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，以完成循線(xiàn)運行的要求。主流程圖如圖4所示。

4 結束語(yǔ)
智能車(chē)設計涵蓋了自動(dòng)控制、電子等多個(gè)學(xué)科，其技術(shù)可被應用到智能機器人、自動(dòng)化作業(yè)平臺等領(lǐng)域，具有較強的實(shí)用性。論文結合實(shí)際設計經(jīng)驗，從智能車(chē)的硬件設計、軟件設計等方面討論了智能車(chē)的設計。試驗證明，用PID算法即使在路面導引線(xiàn)復雜的情況下，也能較好地保證智能車(chē)沿正確的方向前進(jìn)，以及運行的平穩性。