智能小车开题报告.docx

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智能小车开题报告

智能小车开题报告

毕业论文（设计）

开题报告

论文题目：

智能小车的无线控制器设计

系部名称：

信息工程系专业班级：

测控XX

学生姓名：

XX学号：

XX

指导教师：

XX教师职称：

讲师

20年月日

毕业论文（设计）开题报告

二、本论文（设计）要研究或解决的问题以及拟采用的研究手段（途径）：

本论文（设计）要研究或解决的问题：

一、本课题要研究的内容：

1、规划层：

上位机控制系统，规划层提供的是小车行驶的全局信息，包括路径处理模和通信模块。

它要解决的基本问题有：

（1）使用什么工具处理小车的路径图形；

（2）建立小车的运动模型，计算出小车行驶所需的数据；

（3）采用什么方式发送数据。

2、行为层：

下位机控制系统，行为层是智能小车控制系统的底层结构，实现对小车行驶的实时控制，它包括通信模块、电机控制模块和数据采集模块。

它要解决的基本问题有：

（1）接收、处理上位机发送的数据信息；

（2）设计步进电机的控制系统；

（3）采集小车的位移和转角信息，定位小车姿态，分析系统控制误差；

采用电机专用驱动芯片L298N进行电机驱动控制，它的使能端可以外接高低电平，也可以利用单片机进行软件控制，极大地满足各种复杂电路需要。

另外，L298N的驱动功率较大，能够根据输人电压的大小输出不同的电压和功率，解决了负载能力不够这个问题。

本次设计虽然只是一个演示模型，但是具有充分的科学性和实用性。

首先我们根据交通路面的复杂情况，按照适当的比例制作出一个路况模型，包括弯道、直道以及路面上设置的障碍物等。

在弯、直道上，小车沿着预定轨道自由行使，当小车遇到障碍物时，脉冲调制的红外线传感器将检测到的信号发送给单片机，单片机根据程序发出相应的控制信号控制小车自动避开障碍物，进行倒车、前进、左转、右转等动作。

二、本论文（设计）采用的研究手段和方法：

二、本课题的研究方法:

1、循迹控制模块

采用STC89C52R作为控制核心。

STC89C52RC单片机成本低、性能高，超强抗干扰（电源、复位电路都经过特殊处理，每个I／O口接有二极管钳位保护），超低功耗，无法解密，低EMI（电磁干扰），而且与传统805l单片机程序兼容，硬件无需改动，支持ISP（在系统编程）及IAP（在应用编程）技术。

使用ISP可不用编程器直接在用户控制系统板上烧录程序，修改调试非常方便。

2、寻迹传感器模块

脉冲调制的反射式红外发射接收器。

由于采用带有交流分量的调制信号，可大幅度减少外界的干扰t此外，红外发射接收管的工作电流取决于平均电流，如果采用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流很大（50—100mA）（ST—188允许的最大输入电流为50mA），则大大提高了信噪比。

此种测试方案反应速度大约在5us．信号采集部分相当于智能循迹小车的眼睛，由他来完成自线识别并产生高低电平信号传送给控制单元使之对驱动模块发出指令控制小车的转弯最终完成自动循迹。

该部分主要由JY043W型光电对管和电压比较器LM393为核心，再配以必要的外围电路组成。

3、电机模块

采用直流电机。

直流电机的控制方法比较简单，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，电压越高则电机转速越高。

对于直流电机的速度调节，可以采用调节电压的方法，也可采用PWM调速方法。

PWM调速就是使加在直流电机两端的电压为方形波形，通过改变方形的占空比实现对电机转速的调节。

4、电机驱动模块

采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。

L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它响应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。

用该芯片作为电机驱动，驱动能力大，操作方便，稳定性好，性能优良。

三、系统框图

自动循迹小车控制系统由主控制电路模块、稳压电源模块、红外检测模块、电机及驱动模块等部分组成,控制系统的结构框图如图2-1所示。

1、主控制电路模块：

用AT89C52单片机、复位电路，时钟电路

2、红外检测模块：

光电传感器ST188,比较器LM324

3、电机及驱动模块:

电机驱动芯片L298N、两个直流电机

4、电源模块：

双路开关电源

图2-1控制系统的结构框图

毕业论文（设计）开题报告

指导教师意见：

指导教师：

2012年月日

导师组审核意见：

负责人：

2012年月日

系毕业论文领导小组审核意见：

负责人：

2012年月日

PLC的模拟量信号控制变频器：

硬件：

FX1N型、FX2N型PLC主机，配置1路简易型的FX1N-1DA-BD扩展模拟量输出板；或模拟量输入输出混合模块FX0N-3A；或两路输出的FX2N-2DA；或四路输出的FX2N-4DA模块等。

优点：

PLC程序编制简单方便，调速曲线平滑连续、工作稳定。

缺点：

在大规模生产线中，控制电缆较长，尤其是DA模块采用电压信号输出时，线路有较大的电压降，影响了系统的稳定性和可靠性。

另外，从经济角度考虑，如控制8台变频器，需要2块FX2N-4DA模块，其造价是采用扩展存储器通讯控制的5～7倍。

PLC采用RS-485无协议通讯方法控制变频器：

这是使用得最为普遍的一种方法，PLC采用RS串行通讯指令编程。

优点：

硬件简单、造价最低，可控制32台变频器。

缺点：

编程工作量较大。

采用扩展存储器通讯控制的编程极其简单，从事过PLC编程的技术人员只要知道怎样查表，仅仅数小时即可掌握，增加的硬件费用也很低。

这种方法编程的轻松程度，是采用RS-485无协议通讯控制变频器的方法所无法相比的