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基于STC12C5A60S2单片机及PID控制算法的气味循迹车设计

2019-12-13 20:51 必威体育 杞暖73°c
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2.3 电机驱动模块

KI为积分控制参数;

本设计中,智能小车先由气味传感器感知两个方向的气味浓度,传送给单片机的AD口,由单片机进行判断,判断两个方向的浓度高低,然后通过PID算法,控制舵机打出偏角,跟随轨迹前行。

e.jpg

其中:Kp为比例控制参数;

气味源的循迹是目前的研究热点之一,在以后的日常生活以及生产方面有着较为广泛的运用。本文介绍了一种基于 STC12C5A60S2单片机设计的简便智能气味循迹小车。采用两个气味传感器,根据浓度差判断气味流向,并通过PID算法控制舵机打出偏角,使小车循着气味行走。整个硬件模块的设计结构简单灵活,通过实验仿真,在室内时变气流场的环境下,该小车能达到气味循迹要求。

PID算法调节舵机,控制方向遵循气味来向前行,实验结果显示能有效缩短循迹时间,改善智能车的跟随性能。

g.jpg

PID_out=(servo_P*error_history[2]//比例

由于单片机提供的电流无法直接驱动小车上的直流电机,故本设计采用外接驱动芯片达林顿管,即ULN2003作为电机驱动(图2中电机驱动部分),控制电机转动。此芯片能承受较高的工作电压和电流,采用编程产生有序的PWM波,对电机进行控制,能达到速度可调的效果。

4 结束语

本设计中单片机、电机驱动等元器件的正常工作均需要稳定的电压,因此采用LM7805和LM7806并配上稳压滤波电路分别将干电池的电源直接变压成5 V和6 V的直流电源,来提供单片机、舵机、电机等元件工作所需电源。

KD为微分控制参数。

2.2 舵机模块

C语言是实验的主要编程语言,上述PID算法代码可用下面语句实现: