式中：△un为第n次输出增量；en为第n次偏差；en-1为第n-1次偏差；en-2为第n-2次偏差。增量式PID控制系统中的KP，KI，KD参数，一般经反复测试、分析，最终确定理想数值。考虑到算法的简单可行和实际应用，采用方案一最简单，且能够实现小车速度的控制。

2 单元硬件电路设计
    根据系统组成框图，系统只要由以下几部分电路组成．对各电路的设计与实现，分别有以下不同的设计方案。
2．1 可移动声源调制电路设计
    可移动声源产生的信号为周期性音频脉冲信号。利用RC振荡电路产生可调的周期性音频脉冲信号，经功率放大再由扬声器向外发送，该方案产生的音频信号高次谐波信号较大，经过电路的改进使高次谐波大大减小，可以满足设计要求。电路图如图3所示。

2．2 接收器电路设计
    接收器电路主要用于接收可移动声源发出的音频脉冲信号，然后传送给单片机(MCUl)，由单片机1(MCUl)对接收器接收到声源信号的时间做处理，检测出当前小车的位置，然后通过无线发送给单片机2(MCU2)。所以能不能很好地接收到音频信号是整过设计的关键。设计考虑接收器的信号采集传感器采用MIC，将采集信号放大、滤波、整形，产生方波信号，传送给单片机，由于MIC灵敏度较高，受外界噪声干扰较大，中间加高通滤波电路，可实现对声源信号的接收。电路图如图4所示。

2．3 小车控制电路设计
    小车控制电路设计采用NEC的电机控制ASSP芯片(型号MMC-1)实现可移动声源的运动，用UART模式和ASSP芯片进行通信使之提供控制信号，再用L298驱动电机转动。L298N芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达50 V，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用ASSP芯片口提供信号；而且电路简单，使用比较方便。通过控制L298的INl，IN2，IN3，IN4输入端控制电机的转速及转向。此方案接口简单，不占用系统资源。

2．4 小车转向精度控制及路程计算
    小车转向精度控制及路程计算的方案有多种，考虑到安装的复杂和调试容易程度，设计采用反射式光电对管，对车轮上的黑白码盘检测，产生脉冲计数，从而计算小车行驶路程和转向控制。

3 软件设计
3．1 软件设计说明
    在小车程序中，一开始打开无线接收，在收到数据后进行判断小车是否到达预定位置，如果没有到达则继续由算法控制计算PWM值，由PWM值控制电机的转速和转向；如果收到数据后判断到达了预定位置，则发出声光信号指示到达了预定位置。
    对于监测端程序设计，首先对测量值通过滤波算法进行滤波，然后将上次的测量值发送，再将定时器清零，判断INT3是否有下降沿到来，如果没有监测到下降沿，则继续等待，如果有，则开定时器，开中断，延时100μs后又继续对测量值滤波。

上一页  [1] [2] [3]