基于光電管路徑識(shí)別的智能車系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.4 車速檢測(cè)模塊

車速檢測(cè)模塊采用韓國(guó)Autonics公司的E30S-360-3-2型旋轉(zhuǎn)編碼器作為車速檢測(cè)器件。該旋轉(zhuǎn)編碼器硬件電路簡(jiǎn)單、信號(hào)采集速度快，360線的精度足以滿足PI控制算法調(diào)節(jié)的需要。旋轉(zhuǎn)編碼器與直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)齒數(shù)為1:1的兩齒輪連接在一起，所以智能車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈即可以用360個(gè)脈沖表示。因此一定時(shí)間內(nèi)單片機(jī)累加器獲得的脈沖數(shù)值可以用來(lái)表示車速，并可直接作為控制器參數(shù)。圖4為車速檢測(cè)模塊硬件電路圖。

1.5 舵機(jī)控制模塊

本系統(tǒng)使用SANWASRM102型舵機(jī)完成智能車轉(zhuǎn)向。舵機(jī)屬于位置伺服電機(jī)，控制信號(hào)是MC9S12DG128單片機(jī)產(chǎn)生的PWM信號(hào)。舵機(jī)自身硬件特性決定：在給定電壓一定時(shí)，空載和帶載時(shí)的角速度分別保持恒值，而線速度，正比于轉(zhuǎn)臂的長(zhǎng)度R。當(dāng)舵機(jī)所需轉(zhuǎn)動(dòng)幅度一定時(shí)，長(zhǎng)轉(zhuǎn)臂要比短轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小，即響應(yīng)更快。如圖5所示，對(duì)于轉(zhuǎn)臂1和2，當(dāng)R1。因此對(duì)于相同的角速度，可得轉(zhuǎn)臂響應(yīng)時(shí)間t1>t2。顯然利用舵機(jī)的轉(zhuǎn)距余量可以提高系統(tǒng)整體的響應(yīng)速度。

智能車在行駛過(guò)程中，舵機(jī)的響應(yīng)時(shí)間決定著系統(tǒng)的穩(wěn)定性及快速性。為了減小舵機(jī)的時(shí)滯現(xiàn)象，充分利用舵機(jī)的轉(zhuǎn)矩余量，本系統(tǒng)采用了以下三種方法：

(1)提高舵機(jī)工作電壓，使其工作在額定電壓之上，從而減小舵機(jī)的響應(yīng)時(shí)間;

(2)將舵機(jī)轉(zhuǎn)臂加長(zhǎng)至3.5cm，充分利用轉(zhuǎn)矩余量;

(3)將兩個(gè)8位PWM寄存器合并為一個(gè)16位PWM寄存器，將舵機(jī)的PWM控制周期放大至2000，從而細(xì)化PWM控制量，使轉(zhuǎn)臂變化更加靈活、均勻。