2022年遥控小车运动系统设计文献综述 .pdf

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1、毕业设计文献综述遥控小车运动系统设计（软件部分）Design of remote control vehicle movement system(software)学生姓名：XXXX 申请学位门类：工学学士学号：*专业：自动化学院：机械与电子工程学院指导教师：XXXX 职称：副教授二一三年五月名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 5 页 -前 言在传感器技术和自动控制技术正在飞速发展时代，机械、电气和电子信息已经不再明显分家，自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要，“智能”这个词也已经成为了热门词汇。现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平，特别是日本，比如

2、日本本田制作的Asmara 机器人，其仿人双足行走已经做得十分逼真，而且具有一定的学习能力，还据说其智商已达到6 岁儿童的水平。作为机械行业的代表产品汽车，其与电子信息产业的融合速度也显著提高，呈现出两个明显的特点：一是电子装置占汽车整车（特别是轿车）的价值量比例逐步提高，汽车将由以机械产品为主向高级的机电一体化方向发展，汽车电子产业也很有可能成为依托整车制造业和用车提升配置而快速成为新的增长点；二是汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展，使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。无容置疑，机电一体化人才的培养不论是在国外还是国内，都开始重视起来，主要表现在大学

3、生的各种大型的创新比赛，比如：亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛（ABU ROBCON）、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛等众多重要竞赛都能很好的培养大学生实践能力。但很现实的状况是，国内不论是在机械还是电气领域，与国外的差距还是很明显的，所以作为机械设计制造及其自动化学生，必须加倍努力，为逐步赶上国外先进水平并超过之而努力。为了适应机电一体化的发展在汽车智能化方向的发展要求，提出简易智能小车的构想，目的在于：通过独立设计并制作一辆具有简单智能化的简易小车，获得项目整体设计的能力，并掌握多通道多样化传感器综合控制的方法。所以立“寻线智能小车系统设计与调试”一题作为毕业设计来锻炼自己巩固自身

4、知识修养。1.智能技术的应用及发展趋势如今知识工程、计算机科学、机电一体化和工业一体化等许多领域都在讨论智能系统，人们要求系统变得越来越智能化。显然传统的控制观念是无法满足人们的需求，而智能控制与这些传统的控制有机的结合起来取长补短，提高整体的优势更好的满足人们的需求。随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，智能控制必将迎来它的发展新时代。计算机控制与电子技术融合为电子设备智能化开辟了广阔前景。2.单片机技术单片机微型计算机(简称单片机)是微型计算机的一个重要分支，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器

5、、存储器和I/O 接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 5 页 -部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。单片机经过 1、2、3、3 代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU 功能在增强，内部资源在增多、多功能化，以及低电压低功耗。52 高性能单片机越来越多地渗透到工业过程控制测量、机电一体化及各种智能自动化仪器仪表的应用领域中。使用该系列单片机的系统和装置，以其性能灵活、使用方便、工作可靠、体积小和性能价格比高等优点，赢得了广大用户的信赖。因此本系统的设计就采用52 单片机来实现，系统结构简单,调速

6、性能可靠,易于维护,易于改变算法,性能价格比高。3 直流电机概述直流电机在当今生活的各方面应用越来越广泛，直流电机的调速控制是电机应用的一个重要技术保障。直流电机具有良好的调速性能、较大的起动转矩和过载能力强等许多优点，因此在许多行业中仍有应用。目前，直流电机调速控制方法很多，随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元器件的不断出现，采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制(pulse width modulation,简称 PWM)已成为直流电动机新的调速方式。这种调速方法具有开关频率高、低速运行稳定、动态性能优良、效率高等优点，更重要的是这种调速方式很容易在单片机控制系统中实现，硬件比较简

7、单，运算速度快，精度高，因此具有很好的发展前景。本设计采用单片机产生PWM 脉宽信号来控制直流电机的转速。随着单片机技术的日新月异,使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成,为直流电动机的控制提供了更大的灵活性,并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统,可以节约人力资源和降低系统成本,从而有效的提高工作效率。电机调速系统采用单片机实现数字化控制，是电气传动发展的主要方向之一，整个调速系统结构简单，可靠性高，操作维护方便，电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平，静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气传动的要求。由于单片机性能优越，具有较佳的性能价格比，所以单片机在工业过程及

8、设备控制中得到日益广泛的应用。4.脉冲宽度调制(PWM)控制技术脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，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，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。在本设计中，采用PWM 技术对电机进行控制，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 5 页 -这种方式能使电源的输出电压在工

9、作条件变化时保持恒定，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。PWM 控制技术以其控制简单,灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式,也是人们研究的热点.由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限,结合现代控制理论思想或实现无谐振软开关技术将会成为PWM 控制技术发展的主要方向之一。5.国内外发展状况无线遥控小车的出现大大的缩减了人在危险环境中工作和对危害性任务的作业的直接参与，如在军事侦察、扫雷排险、防核化污染等这些危险与恶劣的环境中。因此，无线遥控小车在这方面的领域中，特别是近些年，发展迅速，并利用这种思想，从小车发展到大车。2005年卡内

10、基梅隆大学与美国国防工业制造的Gladiator（角斗士），是一种可无线遥控，并具有自动侦察与搜索能力的无人地面车。2006 年斯洛伐克研究出“天蝎座”无线遥控机器人车简易爆炸装置的克星。2006 年为了确保飞机起降安全，我国机场有关方面组织专家技术攻关，研制成功无人驾驶遥控驱鸟车，走出了一条利用高科技驱鸟的新路。人员通过遥控器操作，可以变速，在 1 公里范围内从机场南端到北端来回行驶，具有全天候使用、承担重复强度大、自动化程度高的优点。2007 年 8 月法国公司新近推出的“INBOT”微型无人车，该车可通过掌上电脑或与操纵杆连接的个人计算机控制，虽然貌不惊人，但发展前景却不容小视，无论爆炸

11、物处理还是战术侦察都是它的强项。2010 年 6 月，武汉科技大学机械工程学院完成气动遥控消防小车的设计，该车动力均以气动为主，通过手持遥控器发出预设指令，在各功能的协调配合下，该车完全可代替消防人员进入复杂危险环境实施救灾作业，从而确保消防人员的人身安全。此外该设备绿色环保，节能减排，有较好的应用价值，具有良好的市场推广前景。2010年 11月开始，我国科技创新协会首届遥控小车比赛正式启动。科技创新协会会员通过组员之间的配合，查阅资料，从零开始。历经4 个月，自主设计制作出了一辆辆可以左右转向，前后行进的遥控小车，经过不断调试，无线遥控小车最终成功启动。2011年德国与瑞士联合组建的“地雷狼

12、”(Minewolf)系统公司最近展出了新型中型“地雷狼”MW330 扫雷车。该车可以选择人员操作和远程遥控两种方式,在操作模式中能够抵御重型反坦克地雷的攻击。2011年 5 月就读于西班牙加泰罗尼亚理工学院的两名大学生亚历克斯.洛维名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 5 页 -特和哈维尔 萨卢埃尼亚，制造了世界首架利用汽水铝罐拉环作为燃料的无线遥控小车 DAlH2Orean。参考文献1 梁强，高凡，贾磊磊著.基于 89C51的低速无线串行通信.桂林航天工业高等专科学校学报.2005，10(2)2 王科飞，张晓光著.智能消防小车系统的设计.吉林工商学院学报.2011，

13、（5）3 董春，王阿兴，陈高升，龚珂著.遥控避障寻迹小车.电子制作.2011，（2）4 余烈著.基于 PT2262/PT2272的无线数据传输.硕士.武汉科技大学.2011 5 朱兆优，陈坚，王海涛，邓文娟著.单片机原理及应用.北京.电子工业出版社.2010 6 童诗白，华成英著.模拟电子技术基础.北京.高等教育出版社.2006 7 阎石著.数字电子技术基础.北京.高等教育出版社.2006 8 Jeffery A.Wepman,J.Randy Hoffman.RF AND IF DIGITIZATION IN RADIO RECEIVERS:THEORY,CONCEPTS,AND EXAMPLES.19969 David Li A thesis.Design and Analysis of Metastable-Hardened,High-Performance,Low-Power Flip-Flops.201110 邢汉承，方靖淮著.无线控制的智能家居安保系统研究及应用.硕士.东南大学.2006 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 5 页 -