基于Freescale小車的智能控制算法研究.pdf

1、汽車的智能化駕駛將成為未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，兩輪自平衡智能車是近年來(lái)頗受歡迎的一種交通代步工具。其憑借造型輕巧、易于操縱、采用純電力驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)，有效緩解了人們的出行難問(wèn)題，更好的符合社會(huì)所倡導(dǎo)的低碳出行這一理念。同時(shí)，由于兩輪自平衡小車只由一個(gè)后驅(qū)動(dòng)軸構(gòu)成，在行駛過(guò)程中面臨著平穩(wěn)性不足的問(wèn)題，增加了控制原理的復(fù)雜度，也為智能控制算法理論提供了一個(gè)較好的驗(yàn)證平臺(tái)。
　　本論文主要研究了智能控制算法在兩輪自平衡直立車中的應(yīng)用。通過(guò)建模對(duì)三種

2、控制算法進(jìn)行了仿真研究，并利用上位機(jī)對(duì)選取的控制算法進(jìn)行了在線調(diào)試和相應(yīng)的性能對(duì)比研究。主要內(nèi)容安排如下：
　?。?）根據(jù)倒立擺原理，構(gòu)建了以飛思卡爾MK60DN512VLQ10單片機(jī)為核心的兩輪直立小車控制系統(tǒng)。主要包括電源管理、路徑識(shí)別、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、速度檢測(cè)、姿態(tài)控制、遠(yuǎn)程互聯(lián)等六大模塊。
　?。?）在該平臺(tái)上進(jìn)行了控制算法的設(shè)計(jì)。討論了增量式PID控制和模糊控制在兩輪自平衡小車上的工作原理，并在PID控制算法的基礎(chǔ)上，根

3、據(jù)在調(diào)車過(guò)程中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出與該系統(tǒng)匹配的模糊控制規(guī)則表，即可得出整定PID三個(gè)參數(shù)Kp、Ki和Kd的模糊控制表，從而設(shè)計(jì)了適合該小車模型的模糊自適應(yīng) PID控制器。
　?。?）針對(duì)該系統(tǒng)的直流電機(jī)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模。用增量式PID控制、模糊控制和模糊自適應(yīng)PID控制算法分別對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行控制并完成了相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)，選取大S彎道和直角轉(zhuǎn)彎為代表路徑，運(yùn)用 MATLAB/Simulink數(shù)學(xué)軟件對(duì)所選取的上述三種控制算法進(jìn)行系統(tǒng)仿真