基于光電管路徑識(shí)別的智能車系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.6 直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制模塊

本系統(tǒng)中，直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制模塊由RS-380SH型直流電機(jī)、功率驅(qū)動(dòng)芯片ULN2003、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片MC33886及MC9S12DG128微處理器組成。

功率驅(qū)動(dòng)芯片ULN2003為單片高電流增益雙極型大功率高速集成電路，本系統(tǒng)采用了其中兩組用于增強(qiáng)單片機(jī)輸出的PWM信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力。

圖6為直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)硬件控制電路圖。

其中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片MC33886是單片集成的H橋元件，它適用于驅(qū)動(dòng)小馬力直流電機(jī)，并且有單橋和雙橋兩種控制方式。D1、D2為使能端，IN1、IN2為PWM信號(hào)控制輸入端，OUT1、OUT2為輸出端。由于智能車從直道高速進(jìn)彎時(shí)需通過緊急降速來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，所以電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)必須能夠產(chǎn)生反向制動(dòng)力矩。因此本系統(tǒng)選擇了MC33886的全橋工作方式。

當(dāng)需要智能車減速時(shí)，PI控制器計(jì)算值為負(fù)，令PWM5輸出的PWM信號(hào)占空比為零，PWM3輸出的PWM信號(hào)占空比與計(jì)算值的絕對(duì)值相同，并且計(jì)算值越負(fù)，OUT2的電平高出OUT1越多，電機(jī)有反轉(zhuǎn)趨勢(shì)。反之，當(dāng)需要智能車加速時(shí)，PI控制器計(jì)算值為正，PWM3輸出的PWM信號(hào)占空比為零，PWM5輸出的PWM信號(hào)占空比與計(jì)算值的絕對(duì)值相同，計(jì)算值越大，OUT1的電平高出OUT2越多，電機(jī)有正轉(zhuǎn)趨勢(shì)。

2 軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的控制方案是根據(jù)路徑識(shí)別模塊和車速檢測(cè)模塊所獲得的當(dāng)前路徑和車速信息，控制舵機(jī)和直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)作，從而調(diào)整智能車的行駛方向和速度。

圖7為系統(tǒng)程序流程圖。

智能模型車的路徑搜索算法(LineSearchingAlgorithm)是智能車設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分。本系統(tǒng)路徑搜索算法采用簡(jiǎn)單的switch語句，根據(jù)檢測(cè)到黑線的光電管的位置判斷舵機(jī)的偏轉(zhuǎn)角度，同時(shí)給出相應(yīng)的速度控制信號(hào)。

其程序流程圖如圖8所示。