河南理工大学毕业设计说明书
{
signed long error1,d_error,dd_error;
error1 = (signed long)(pp->vi_Ref - pp->vi_FeedBack); // 偏差计算
d_error = error1 - pp->vi_PreError; dd_error = d_error - pp->vi_PreDerror; pp->vi_PreError = error1; //存储当前偏差
pp->vi_PreDerror = d_error;
if( ( error1 < VV_DEADLINE ) && ( error1 > -VV_DEADLINE ) ); else
pp->vl_PreU += (signed long)( pp -> v_Kp * d_error + pp -> v_Ki *
error1 + pp->v_Kd*dd_error);
if( pp->vl_PreU >= VV_MAX )
pp->vl_PreU = VV_MAX;
else if( pp->vl_PreU <= VV_MIN )
pp->vl_PreU = VV_MIN;
return (unsigned int)(pp->vl_PreU); }
速度PID控制仿真过程如下：
e?0.02s由于智能车直流电机可视为一阶惯性环节，取其传递函数为设控制
s?1系统的采样时间为5 ms。采用PID控制进行阶跃响应，响应结果如图3-4所示。从响应结果中可以看出，采用速度PID控制函数的效果很好，控制器输出超调量小，收敛快，可以满足智能车快速稳定的运动要求和技术性能。PID3
２７
河南理工大学毕业设计说明书
个参数通过试凑法得到，具体值分别为：
Kp?20,Ki?18,Kd?1
图3-4 PID控制阶跃响应曲线
4 总结
本文基于飞思卡尔公司的16位微处理器MC9S12DG128为控制核心，设计了采用光电管来识别路径的智能车系统。实现了智能车能在白色的场地上，沿着任意给定的黑色引导线按照给定的速度行驶。具体工作如下：
（1）硬件部分采用模块化设计，主要由电源的管理单元，路径识别单元，速度检测模块、舵机控制单元和直流驱动电机控制单元组成。
（2）软件部分的模块设计主要包括：单片机初始化模块，实时路径检测
２８
河南理工大学毕业设计说明书
模块，舵机控制模块，驱动电机控制模块，中断速度采集模块，速度控制模块等。
（3）控制算法分为舵机控制和车速控制，舵机控制通过输出的PWM信号进行开环控制，车速控制采用模糊控制进行速度的设定，采用PID控制调节速度。
通过模糊控制器和PID控制的调节，小车动态性能良好，适应性强，整体控制效果良好。采用分段比例控制和BANG-BANG控制之后，能够更合理更平滑地过弯，加减速性能也获得了一定提高。
由于自己的知识比较狭隘的限制，我知道还有许多地方需要完善。如考虑对舵机转向加上反馈信号进行闭环控制，使得舵机的转向更为准确；采用MOS管驱动电机，获得更好的加速性能等。
在智能车硬件电路和软件的设计过程中遇到了好多问题，虽然困难重重，但是我亲身的体会到从发现问题到动手解决问题的成功喜悦。WORD软件现在已经能够熟练运用，画图软件也能够得心应手。这次毕业设计真的让我受益匪浅。我不仅收获了成功的喜悦，而且把在课本里学到的知识运用到实际当中去，它让我深深地感受到了学有所用，学海无涯。
２９
河南理工大学毕业设计说明书
致谢
在本次毕业设计中遇到了许多问题，我自己上网查阅资料，去图书馆补
充知识，但是毕竟自己的知识，经验有限，所以还需要别人的帮助。最后我想说的是感谢王素玲老师的细心指导，细心检查初稿，还要感谢同宿舍的陈启先，马凯同学，因为在大学最后一项课程中他们都给了我极大的帮助。在毕业以后的生活中我会继续学习，活到老学到老，不断充电。
30
河南理工大学毕业设计说明书
参考文献
[1] 卓晴,黄开胜,邵贝贝.学做智能车-–挑战“飞思卡尔”杯.北京航空航天大学出版社，2005.
[2] 王威.HCS12微控制器原理及应用（第一版）. 北京航空航天大学出版社，2007.
[3] 张乃尧,阎平凡.神经网络与模糊控制（第一版）. 清华大学出版社，1998.
[4] 张伟．Protel DXP高级应用．人民邮电出版社,2009. [5] 胡寿松,自动控制原理.科学出版社，2007.
[6] 谭浩强.C程序设计（第三版）.中国矿业大学出版社，2007. [7] 雷玉堂.王庆有.光电检测技术，中国计量出版社，2007.
[8] 陶永华.新型PID控制及其应用（第二版），机械工业出版社，2003. [9] Jochem，T，Pomerleau，D，Kumar,B，et a1．PANS：a portable navigation platform//.Proceedings of the IntelligentVehicles Symposium，Detroit，MI，Sep．25-26，1995．
31