• 比例调节是按比例反应系统的偏差，系统
一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节 作用用以减少偏差。比例作用大，可以加 快调节，减少误差，但是过大的比例，使 系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳 定。
• 积分调节是使系统消除稳态误差，提高无
差度。因为有误差，积分调节就进行，直 至无差，积分调节停止，积分调节输出一 常值。积分作用的强弱取决与积分时间常 数Ti，Ti越小，积分作用就越强。反之Ti大 则积分作用弱，加入积分调节可使系统稳 定性下降，动态响应变慢。
陀螺仪
• 陀螺仪可算是非常复杂的物体，因
为它们以独特的方式运动，甚至像 在抵抗重力。正是这些特殊属性使 其在各个方面（包括自行车和宇宙 飞船上的先进导航系统）都有极为 重要的用途。一般的飞机要用约10 多个陀螺仪，遍布在罗盘和自动驾 驶仪等各个地方。俄罗斯米尔空间 站曾使用11个陀螺仪保持其方向对 准太阳。哈勃太空望远镜也安装了 大量导航陀螺仪。同样，陀螺效应 对溜溜球和飞盘等玩具也至关重要。
•硬件 •软件 •机械 •团队
法拉利车队人员各尽其责
第七届 飞思卡尔智能车比赛 因你们而精彩！！！
谢谢观赏！
根据车模检测路径方案不同分为
• 光电组 • 摄像头组 • 电磁组
• 光电组
车模通过采集赛道上少数孤立点反射亮 度进行路经检测的属于光电组。
• 摄像头组
车模通过采集赛道图像（一维、二维） 或者连续扫描赛道反射点的方式进行进行 路经检测的属于摄像头组
• 电磁组
车模通过感应由赛道中心电线产生的交 变磁场进行路经检测的属于电磁组
PID演示软件
机械改造
• 舵机的安装 • 编码器的安装 • 传感器的安装 • 车模结构的改造校正 • 车体重心的调整 • 其它……
第六届比赛现场视频
调试工具
• • • • • • • •
串口 蓝牙 无线 液晶 薄码开关 键盘 上位机 其它……
拨码开关
蓝牙模块
无线模块
液晶模块
液晶显示
转角与脉宽
转角与脉宽
直流电机
直流电机模型
电机驱动
编码器
• 旋转编码器 • 光电编码器
• 旋转编码器是一种采用光电等方法将轴的
机械转角转换为数字信号输出的精密传感 器，分为增量式旋转编码器和绝对式旋转 编码器。
• 光电式编码器的工作原理如下：随转轴一
起转动的脉冲码盘上有均匀刻制的光栅， 在码盘上均匀地分布着若干个透光区段和 遮光区段。
智能车整体概念模型
舵机
舵机（伺服电机）
舵机控制方法
• 三线连接方式
– 红线：电源线+6V – 蓝线：地线 – 黑线：PWM控制信号
PWM • 即脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation, 简称PWM）是通过脉宽调制的原理，改变 脉冲在每一个周期内高低电平的时间，它 是利用微处理器的数字输出来对模拟电路 进行控制的一种非常有效的技术 。
上位机和下位机
• 上位机是指人可以直接发出操控命令的计
算机，一般是PC，屏幕上显示各种信号变 化（液压，水位，温度等）。下位机是直 接控制设备获取设备状况的计算机，一般 是PLC/单片机之类的。
编写上位机的软件
• VB • VC++ • Matlab • LabVIEW • 其它……
总结
• 电磁车视频
车模运动控制
• 运行速度控制
– 控制对象：运行电机 – 控制方法：线性调压、PWM驱动
• 转向控制
– 控制对象：舵机（R/C Servo） – 控制方法：PWM脉宽 → 舵盘角位系统初始化系统参数 Nhomakorabea手动调节
处理数字摄像头 采集数据
反馈 路径控制
控 电机转速
制 舵机摆角
路径处理
直道，小S弯，大S弯， 十字交叉，坡道，普通弯道……
控制策略
• 舵机控制策略（转向） • 电机控制策略（速度）
控制算法
• PID算法 • 模糊控制 • 自适应鲁棒控制
其它算法……
• PID控制算法是控制系统中技术比较成熟，应
用最广泛的一种控制算法，它的结构简单、 相比来说，参数容易调整，不一定需要系统 的确切数学模型，因此在各个领域内都有广 泛应用。PID控制算法即将偏差的比例（P）、 积分（I）和微分（D）通过线性组合构成控 制量，用这一控制量对被控对象进行控制。 在PID控制算法中有四个比较重要的参量：采 样周期、比例系数、积分系数和微分系数。
• 微分调节反映系统偏差信号的变化率，具
有预见性，能预见偏差变化的趋势，因此 能产生超前的控制作用，在偏差还没有形 成之前，已被微分调节作用消除。因此， 可以改善系统的动态性能。
• 增量式PID控制的算法为： • Δu (n)= kp [e(n)- e(n-1)]+ kIe(n)+ kD
[e(n)-2 e(n-1) +e(n-2)] • Δu (n)为n时刻的输出量，kp为比例放大系 数，kI为积分放大系数，kD为微分放大系 数，e(n)为n时刻的偏差量，e(n-1)为n −1 时刻的偏差量，e(n-2)为n −2时刻的偏差量。