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飞思卡尔大赛资料总结

(论坛网友分享,在此分享给广大参加比赛的同学,预祝取得好成绩)机械调整主销内倾3度主销后倾0到1度前轮外倾1度前轮前束6mm3.1 前轮的调整现代汽车在正常行驶过程中,为了使汽车直线行驶稳定,转向轻便,转向后能自动回正,并减少轮胎和转向系零件的磨损等,在转向轮、转向节和前轴之间须形成一定的相对安装位置,叫做车轮定位,其主要定位参数包括:主销后倾、主销内倾、车轮外倾和前束。

对于模型车的前轮四项定位参数均可调。

1)如图3-1 所示,主销后倾角是指主销装在前轴,上端略向后倾斜的角度。

它使车辆转弯时产生的离心力所形成的力矩方向与车轮偏转方向相反,迫使车轮偏转后自动恢复到原来的中间位置上。

因此,主销后倾角越大,车速越高,前轮稳定性也愈好。

但是过大的主销后倾角会使转向沉重,容易造成赛车转弯迟滞。

我们希望赛车能够转向灵活,故把主销后倾角设定为1~5°。

图3-1 主销后倾纠正车轮偏转原理图2)主销内倾角是主销轴线与地面垂直线在汽车横向断面内的夹角,它也有使车轮自动回整的作用。

主销内倾还会使主销轴线延长线与路面的交点到车轮中心平面的距离减少,同时转向时路面作用在转向轮上的阻力矩也会减少,使得转向更轻便灵活。

所以为了使得赛车转向更加灵活,我们将主销内倾角控制在0 度左右。

方法(1)垫片(2)偏心凸轮(3)长孔(4)球头旋转(5)支柱旋转(7)楔形垫片(6)调整轴承座(8)偏心螺栓(7)偏心衬套(10)偏置球头3)如图3-2,前轮外倾角对赛车的转弯性能有直接影响,它的作用是提高前轮的转向安全性和转向操纵的轻便性。

前轮外倾角俗称“外八字”,如果车轮垂直地面一旦满载就易产生变形,可能引起车轮上部向内倾侧,导致车轮联接件损坏。

所以事先将前轮外倾角设在1°左右。

图3-2 前轮外倾角示意图图3-3 前轮约束示意图4)当车轮有了外倾角时,在滚动时就类似于圆锥滚动,从而导致两侧车轮向外滚开。

如图3-3,前束是指两轮之间的后距离数值与前距离数值之差,也指前轮中心线与纵向中心线的夹角。

前轮前束的作用是保证汽车的行驶性能,减少轮胎的磨损。

前轮在滚动时,其惯性力会自然将轮胎向内偏斜,如果前束适当,轮胎滚动时的偏斜方向就会抵消,轮胎内外侧磨损的现象会减少。

3.2 舵机的安装与舵机力臂的调整3.2.1 舵机的安装舵机转向是整个控制系统中延迟较大的一个环节,为了减小此时间常数,可以通过改变舵机的安装位置,而并非改变舵机本身结构的方法就可以提高舵机的响应速度。

分析舵机控制转向轮转向的原理可以发现,在相同的舵机转向条件下,转向连杆在舵机一端的连接点离舵机轴心距离越远,转向轮转向变化越快。

这相当于增大力臂长度,提高线速度。

故我们将舵机架在车的前端部分的较高位置,这样舵盘较小的转幅就能够满足前轮较大的转角要求。

这样安装的优点是:1.改变了舵机的力臂,使转向更灵敏;2.舵机安装在了正中央,使左右转向基本一致。

3.2.2 舵机力臂的调整相对于S12 单片机的处理速度,舵机的响应存在着较大的延时,对舵机的改造着实需要。

在相同的舵机转速条件下,转向连杆在舵机一端的连接点离舵机轴心距离越远,转向轮转向变化越快,本模型车中通过用转向盘代替舵机上的曲柄来增大舵机的上连接点到舵机中心的距离,增加了输出转动力矩,使得前轮在转向时更加灵敏。

其机械结构如下图3.4 所示。

图3.4 舵机力臂机械结构3.3 差速器的调整差速器的作用是在车模转弯的时候,降低后轮与地面之间的滑动,并保证在轮胎抱死时不损害电机。

差速器的调整中要注意滚珠轮盘间的间隙,过松过紧都会使差速器性能降低,转弯时阻力小的车轮会打滑,从而影响车模的过弯性能。

好的差速机构,在电机不转的情况下,右轮向前转过的角度与左轮向后转过的角度之间误差很小,不会有迟滞或者过转动情况发生。

1不管你的CPU的速度如何的快,通信机制如何的优越,系统的精度永远无法超越传感器的精度2默写应用中ADC可能需要连续的采样(4K SPS/S),这可能给CPU带来很大的负荷。

使用PDB定时器触发ADC可以减轻CPU的一部分负担。

ADC 的DMA功能支持可以实现高性能的快速ADC采样或者是ADC使用PDB做周期触发。

在转换完成时ADC可以触发DMA34 可以对pll时钟进行超频5678硬件平均会比软件快吗?采集质量如何?910PWM通道级联去配置一下12811bangbang 赛道记忆12133.3.3 后轮差速机构调节差速机构的作用是在车模转弯的时候,降低后轮与地面之间的滑动;并且还可以保证在轮胎抱死的情况下不会损害到电机。

当车辆在正常的过弯中(假设:无转向不足亦无转向过度),此时4 个轮子的转速(轮速)皆不相同,依次为:外侧前轮>外侧后轮>内侧前轮>内侧后轮。

此时所使用车模配备的是后轮差速器。

差速器的特性是:阻力越大的一侧,驱动齿轮的转速越低;而阻力越小的一侧,驱动齿轮的转速越高,以此次使用的后轮差速器为例,在过弯时,因外侧前轮轮胎所遇的阻力较小,轮速便较高;而内侧前轮轮胎所遇的阻力较大,轮速便较低。

差速器的调整中要注意滚珠轮盘间的间隙,过松过紧都会使差速器性能降低,转弯时阻力小的车轮会打滑,从而影响车模的过弯性能。

好的差速器,在电机不转的情况下,右轮向前转过的角度与左后轮转过的角度之间误差很小,不会有迟滞和过转向情况。

差速器的调整可以使用车模套件里的相应工具拧后轮的螺母,如图3-21 所示。

14 75图7-4 模糊控制器结构图处理模糊运算分为三个阶段:(1)首先根据隶属度函数将过程变量变成模糊输入,这部分工作在模糊化接口中完成,然后将结果放入存储器;(2)推理运算部分根据规则库和模糊运算输入得到模糊输出,也放入存储器;(3)解模糊部分通过隶属度函数及相关规则将模糊输出变成控制输出,送往执行机构。

在计算曲率时取了三个有效点,如图7-5:图7-5 计算曲率的有效点曲率计算示意图定义曲率CURVE= (X1-X2)-(X2-X3)= X1+X3-2*X2式中的X1,X2,X3 定义见上图计算出来的曲率值恒为正,因为有专门的程序判别是左弯还是右弯,所以只需知道赛道的弯曲程度就可以了。

将CURVE 模糊化,模糊子集定义为:CURVE={零,极小,小,大,非常大}注:如果为零,表示曲率半径无穷大,该赛道为直道。

将CURVE 的语言变量定义为:Z = 零VS = 极小S = 小B = 大VB = 极大将CURVE 量化为7 个等级,分别为0,1,2,3,4,5,6那么CURVE 的论域为:CURVE={0,1,2,3,4,5,6}对于KP 值同样进行模糊化,模糊子集定义为:Kp = {零,极小,小,大}将Kp 的语言变量定义为:Z = 零VS = 极小S = 小B = 大然后建立模糊控制规则表,如下表:表7-2 模糊控制规则表CURVEZVSSBVBKPZVSSBB15当智能车在直道行走的时候,可以给最高速度;当智能车在弯道出直道时,速度相对高速;当智能车直道入弯的时候,速度突然减下来;当智能车在弯道时,相对低速。

162.3.4 采样周期的选择香农(Shannon)采样定律:为不失真地复现信号的变化,采样频率至少应大于或等于连续信号最高频率分量的二倍。

根据采样定律可以确定采样周期的上限值。

实际采样周期的选择还要受到多方面因素的影响,不同的系统采样周期应根据具体情况来选择。

采样周期的选择,通常按照过程特性与干扰大小适当来选取采样周期:即对于响应快、(如流量、压力)波动大、易受干扰的过程,应选取较短的采样周期;反之,当过程响应慢(如温度、成份)、滞后大时,可选取较长的采样周期。

采样周期的选取应与PID参数的整定进行综合考虑,采样周期应远小于过程的扰动信号的周期,在执行器的响应速度比较慢时,过小的采样周期将失去意义,因此可适当选大一点;在计算机运算速度允许的条件下,采样周期短,则控制品质好;当过程的纯滞后时间较长时,一般选取采样周期为纯滞后时间的1/4~1/8。

17人们通过对PID 控制理论的认识和长期人工操作经验的总结,可知PID 参数应依据以下几点来适应系统的动态过程。

1、在偏差比较大时,为使尽快消除偏差,提高响应速度,同时为了避免系统响应出现超调,Kp取大值,Ki取零;在偏差比较小时,为继续减小偏差,并防止超调过大、产生振荡、稳定性变坏,Kp值要减小,Ki取小值;在偏差很小时,为消除静差,克服超调,使系统尽快稳定,Kp值继续减小,Ki值不变或稍取大。

2、当偏差与偏差变化率同号时,被控量是朝偏离既定值方向变化。

因此,当被控量接近定值时,反号的比列作用阻碍积分作用,避免积分超调及随之而来的振荡,有利于控制;而当被控量远未接近各定值并向定值变化时,则由于这两项反向,将会减慢控制过程。

在偏差比较大时,偏差变化率与偏差异号时,Kp值取零或负值,以加快控制的动态过程。

3、偏差变化率的大小表明偏差变化的速率,e -e 越大,Kp取值越小,Ki取值越大,反之亦然。

同时,要结合偏差大小来考虑。

4、微分作用可改善系统的动态特性,阻止偏差的变化,有助于减小超调量,消除振荡,缩短调节时间t ,允许加大Kp,使系统稳态误差减小,提高控制精度,达到满意的控制效果。

所以,s在e 比较大时,Kd取零,实际为PI 控制;在e 比较小时,Kd取一正值,实行PID控制。

18PID自整定Kp Ki 自动调整方程19 PID参数整定一般步骤a.确定比例增益P确定比例增益P 时,首先去掉PID的积分项和微分项,一般是令Ti=0、Td=0(具体见PID的参数设定说明),使PID 为纯比例调节。

输入设定为系统允许的最大值的60%~70%,由0逐渐加大比例增益P,直至系统出现振荡;再反过来,从此时的比例增益P逐渐减小,直至系统振荡消失,记录此时的比例增益P,设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。

比例增益P调试完成。

b.确定积分时间常数Ti比例增益P确定后,设定一个较大的积分时间常数Ti的初值,然后逐渐减小Ti,直至系统出现振荡,之后在反过来,逐渐加大Ti,直至系统振荡消失。

记录此时的Ti,设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。

积分时间常数Ti 调试完成。

c.确定积分时间常数Td积分时间常数Td一般不用设定,为0即可。

若要设定,与确定P和Ti的方法相同,取不振荡时的30%。

d.系统空载、带载联调,再对PID参数进行微调,直至满足要求20主程序为一个顺序执行的无限循环的程序。

主程序首先对系统硬件和系统各变量进行初始化。

先关中断,设置MCU工作频率和各个外设的状态,初始化各端口,控制算法初始化,然后开中断,最后程序进入主循环。

21弯心前减速,弯心后加速转弯坡道减速直道加速22 差速调的好,过弯可以不减速因为要节能,所以尽量不要加减速23直道的速度直接由弯道决定,再除去轮胎等情况的问题下,弯道能达到多快是决定一切的一个重要因素。

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