速停止停止控制引脚使能逻辑关系表由构成的电机驱动电路如图所示，接后轮驱动电机，接前轮转向电机。

的使能信号由单片机的和两个引脚控制，私和经驱动器后，接高速光电隔离器件对电机电路与单片机电路进行隔离，以提高抗干扰能力。

脉冲信号由单片机用软件模拟，由和两个引脚经驱动及光电隔离后接入和，对后轮驱动电机进行调速与控制。

转向电机由和控制，且不需调速。

的接入电路与的接入相同，在电路图中省去。

，通过欧姆的电阻接地，为电流反馈引脚，以便实现系统的电流闭环控制。

东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页图电机驱动电路障碍物检测系统当行驶路线上出现障碍时，车身上的障碍检测传感器应在车子与障碍物保持段安全距离时，向小车发出提示，故障碍检侧传感器检测方式应为非接触式。

本课题障碍检测传感器反射型光电开关，它采用光电开关集成电路传感器与放大器合成体，具有体积小性能可靠，安装使用方便等特点。

其工作原理为当被检测物体经过时，将足够量的发光器所发射的光线直接反射回受光器，光电开关产生检测开关信号。

所以该传感器能以非接触方式检测出前方定范围内的物体，并转换成高电平信号输出。

障碍物检测系统硬件接线如图所示，三根外引线接法如下棕色线接电源正极，蓝色线接电源负极亡，黑色线为信号线，经光隔离后接单片机外中断。

传感器背面的红色发光二极管用来指示开关工作状态，平时熄灭，有反射物时发光灵敏度调节孔用来调节发反射监测距离，顺时针旋转反射东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页监测距离增大，逆时针旋转反射监测距离减小。

本课题中将棕色线和蓝色线分别接在单独的直流蓄电池电源的正负极，其信号输出也为，所以需经过电平转换将其转变为电平才能将信号送给单片机。

电平转换通过光电祸合器完成。

图障碍物检测系统电路图舵机在智能车转向控制系统中，就是用舵机来带动与前轮相连的连杆，通过处理路径检测模块的信号，用单片机产生的控制信号的占空比的变化改变舵机转动的角度位置，从而实现智能车的实时转向。

按照图模型图纸安装舵机，其左右连杆的长度不样，造成左右力矩的不同，使得左右转向产生差异，这里将舵机安装在中间，使左右连杆长度样。

在本智能车系统中采用的是公司型号为的舵机。

其有三条控制线，分别为电源地及控制，电源线与地线用于提供内部的直流马达及控制线路所需的能源，额定工作电压为。

由于舵机工作时会产生较大的噪音，会影起电源电压的波动，因此该电源应尽可能与单片机系统的电源隔离。

甚至小的舵机在大负载时也会拉低放大器的电压，所以整个系统的电源供应的比例必须合理。

由于整个系统采用单电源供电，电源的隔离较难，同时因为转换的电压差不够大，而当电机运行时将电源电压拉低，转换效果更加差，故这里直接给舵机接了的电压。

舵机的控制即是在控制线输入个周期性的正向脉冲信号，这个周期性脉冲信号的高电平时间通常在之间，而舵机的控制频率在之间，其控制要求如图所示。

图表示了个典型的周期性脉冲的正脉冲宽度与舵机的输出臂位置的关系。

东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页图舵机控制要求图输入脉冲与转角关系由于车模在转向的时候不仅受到舵机转向极限位置的影响，而且还受到车模前轮转向硬件条件的影响，通过测试得出，舵机不能转向到其自由的极限位置，系统中其左右极限位置为度。

而其每个转角对应的脉冲宽度近似地成线性关系，约为，其极限转角对应脉宽约为，如图所示。

因此可以通过软件来限定舵机的左右转向极限位置，防止舵机因堵转而烧坏。

脉冲右转极限位置舵机静止脉冲左转极限位置脉宽转角，脉宽脉宽转角为顺时针方向输入正脉冲宽度周期为伺服马达输出臂位置东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页图舵机转角与脉宽的关系第三章系统软件设计在连续控制系统中，按偏差的比例积分微分进行控制的控制算法获得了广泛的应用。

这种数字控制算法结构简单，参数易于调整，适应性强。

本系统设计采用增量式数字控制算法，通过调速直流电机。

控制算法简介控制对象有时也被称作执行装置。

具体指中的后轮驱动电机。

控制变量它既是控制回路的输出量，也是控制对象的输入量，记为。

是决定信号占空比的个不断变化的值。

对象变量记为单片机有两个中断优先级高优先级和低优先级。

每个中断源都可以编程为高优先级或低优先级。

这可以实现两级中断嵌套。

嵌套的原则是个正在执行的中断服务程序可以被较高级的中断请求中断，而不能被同级或较低级的中断请求所中断。

两级中断通过使用寄存器设置。

在本系统中，定时器用作波形发生器，应设置为最高优先级，其它两个中断设置为低优先级，在系统初始化时中断响应的在响应中断请求时，由硬件自动形成转向与该中断源对应的服务程序入口地址。

这种方法为硬件向量中断法。

编译器支持在源程序中直接开发中断程序，因此减轻了用汇编语言开发中断程序的繁琐过程。

并且允许编程者控制中断的所有方面和使用寄存器组，也可以使用属性为中断函数指定所用的寄存器组。

下面定义了三个中断服务程序函数定时器中断服务程序，使用寄存器组外部中断服务程序，使用寄存器组外部中断服务程序，使用寄存器组系统流程该系统的主程序流程图如图所示。

系统首先初始化设备，然后进入参数修改程序，参数设定完毕后打开中断，最后循环执行位置速度控制程序。

东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页图程序流程图口初始化初始化计数器初始化初始化采集红外传感器输出信息，速度检测输出信息送至控制器计算运行信息位置，速度等计算舵机，电机校正量，并送给执行机构各模块初始化循环执行车速控制，角度控制东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页图车载控制系统流程图第四章总结与展望东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页本文在查阅大量文献资料的基础上，全面分析总结了系统的组成原理结构特点及应用领域，对国内外开发研究现状及其发展趋势作了较为系统全面的了解。

在此基础上研制了辆自动导引车，主要完成了自动导引车的系统设计和相关软硬件开发，重点完成了自动导引车的控制系统的软件设计以及相关硬件电路设计，由于时间关系和水平有限，在设计中难免存在些不足和缺陷，有待于在今后的进步设计调试中不断完善。

下步的具体改进意见如下测速系统的改进本课题所研究的的驱动轮是特制的，通过车轮内侧挡盖外圈上均匀刻出的黑白相间色带进行测速。

由于该处于个开放的环境，传感器信号很容易受环境和光线等些随机因素变化的影响，这就影响了测速精度和准确性，从而给系统控制带来定的误差。

所以可对测速系统进行改进，如增加个精度较高的编码盘，从而使测出的速度更加接近的实际速度。

二导航系统的改进本课题研究的的导航系统采用的是光学制导方式，通过红外传感器完成导航功能。

这样红外传感器的输出信号受环境光学影响较大，而且只能按照固定路线行驶。

为了使能适应不同的环境以及该功能的可扩展性，结合当前国际的发展趋势，可以考虑在该上装上台摄像头，利用视觉导航方式进行导航。

三增强其智能性在以后的研究过程中，随着该功能的不断完善，可以适当的结合智能移动机器人的技术，使固定路线行驶方式改为自主使行驶方式，使其具有更高的科技含量和研究价值，从而有着更广阔的应用前景。

东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页参考文献张素杰，程诚，王醒北京科技大学天津学院二队队技术报告，张健，齐华，程光伟基于红外传感器引导的设计，国外电子元器件，李君全局视觉导航控制原理与技术的研究，杨济豪张自友红外反射式传感器在中的应用，科苑论谈李雯雯基于多种传感器的自动导航小车避障的研究，马淑华，任彦硕自动控制原理北京邮电大学出版社，赵丁微机原理与接口技术北京邮电大学出版社，顾德英，马淑华计算机控制技术北京邮电大学出版社，齐世清，金伟现代检测技术北京邮电大学出版社，王鹤，郭君健，张霆大连理工大学飞驰队技术报告陈扬自动导引车系统的设计与实现，张正义技术发展综述，孔令中现代物流设备设计与选用，化学工业出版社，曹建树，夏云生，曾林春单片机实用教程，中国石化出版社，东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页翟志新，张春辉，。

是控制对象的反馈值。

在这里指测速系统测得的速度值。

期望值记为。

是所希望的控制对象的取值。

好的控制回路总是在不断地使值等于值。

基于控制器的电机调速系统的程序流程为第步读取当前指定的值。

第二步读取值。

值与值的单位应相同。

第三步用减去得到偏差信号。

偏差信号的值可以为正，也可以为负。

在本系统中，正值表示电机转得较慢，负值表示电机转得较快。

第四步如果偏差信号值不为零，就应该根据控制算法将其转换为有效的值输出，目的在于使控制对象的输出更为接近。

第五步重复前面的步骤。

图为控制系统方框图，期望速度与实际行驶速度比较后得出偏差值，偏差值经比例环节积分环节微分环节求和后共同作用于控制对象，产生新的输出。

东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页图控制系统方框图控制器软件实现在控制系统中相关的子程序已设计并定义如下速度测量函数比例项常数波形输出函数微分项常数期望速度与实际速度差值。

比例项控制回路中的第个偏差转换环节就是比例项。

这环节简单地将偏差信号乖以常数勒得到新的值。

基本比例控制器的算法代码如下所示上段程序中的函数并非将值作为绝对的占空比来对待。

否则，不断降低的偏差值会使输出值接近零，而且由于电机工作时间需要持续的信号，控制系统将使电机稳定在低速运转状态上，从而导致控制策略失败。

相反，值般被取作当前占空比的改变量，并被附加到当前的占空比上。

这也要求函数必须将相加后所得到的占空比限制在。

正的值将使电机两端的电压增加，负的值将使电机两端的电压降低，如果值等，则无须改变当前占空比。

较低的值会使电机的速度响应缓慢，但是却很平稳。

较高的值会使速度响应更快，但可能导致超调，通常可通过试验的方法确定合适的值。

微分项在控制中，值得关心的是偏差信