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初始設(shè)定與啟動
首先,我們啟動小車并觀察其運行情況。小車通過測量左右輪的路程差來進行方向調(diào)節(jié)。一旦找到尋跡的黑色線,即開始尋跡操作。我們使用了5個尋跡感應(yīng)管來實現(xiàn)精確的尋跡功能。
尋跡過程
在第一圈中,我們可以看到小車迅速定位并開始尋跡。每一圈結(jié)束后,小車進行角度調(diào)整,通過調(diào)整左右輪的路程差來實現(xiàn)方向調(diào)節(jié)。尋跡過程中,小車沿著預(yù)設(shè)的角度前行,一旦再次檢測到黑色線,即刻重新開始尋跡操作。
控制策略概述
總體而言,我們的控制策略相對簡單明了:在空白區(qū)域通過左右輪的路程差進行實時方向調(diào)節(jié),并在尋跡模塊檢測到線時立即切換到尋跡模式。在達到ABCD點后,我們先進行方向調(diào)整,將車輛轉(zhuǎn)向設(shè)定方向,然后執(zhí)行路程差控制。
其中路程差進行方向調(diào)節(jié)實現(xiàn)代碼如下:
void task0(void) { IR_Check(); if(FLAG_ONir==1&&timecount>=300) //有傳感器了,聲光提示,停下 { StartFlag=0; setspeedr=0;setspeedl=0; // 停車 R_Pid_Ctrl(0,SPEED_RIGHT); L_Pid_Ctrl(0,SPEED_LEFT); beeponflag=1; } else { setrightroad=5000; setleftroad=5000; if(Flag_PID>=1) { if(rightroad>leftroad+10) {Flag_PID=0; Car_turnright(80,40);} else if(leftroad>rightroad+10) {Flag_PID=0; Car_turnright(40,80);} else {Flag_PID=0; Car_turnright(80,80);} R_Pid_Ctrl(setspeedr,SPEED_RIGHT); L_Pid_Ctrl(setspeedl,SPEED_LEFT); } } }
車輛轉(zhuǎn)角實現(xiàn)代碼如下:(以下代碼為左輪速不動,右輪轉(zhuǎn)動調(diào)角度)
void ToangleR(unsigned int targetangl, unsigned int picha) { do { if(Flag_PID>=1) { Flag_PID=0; R_Pid_Ctrl(15,SPEED_RIGHT); } if(Flag_Encode == 1) //標志位檢測執(zhí)行 10ms 實時速度顯示 { Encode_Speed();Flag_Encode=0; } }while(targetangl+picha
此外,左右輪速度的控制也至關(guān)重要。我們采用閉環(huán)電機速度控制,確保在尋跡過程中左右輪速度能夠精確控制,以提高運動穩(wěn)定性和直線行駛效果。
PID速度閉環(huán)實現(xiàn)代碼如下:(以下代碼為左輪速度閉環(huán)控制代碼。)
void L_Pid_Ctrl(unsigned int Target,unsigned int Real) //PID速度控制函數(shù) { int Error=0; //本次差值,上次差值 float j=0.0,i; if(Target==0) { LastError=0; dError=0; SumError=0; outpwml=0; ATIM_SetCompare2B(outpwml); return; } Error =(Target-Real); //本次偏差 if(SumError*L_Ki>1600) //計算積分項 { SumError=1600; SumError=SumError/L_Ki; } // 輸出到最大值后,不再累計偏差,抗積分飽各 else SumError +=Error; dError=Error-LastError; //微分項,偏差的變化 LastError=Error; //記錄本次偏差,用于下次計算 i=L_Kp; j=Errori; i=L_Ki; * j=j+SumError*i; i=L_Kd; j=j+dError*i; if(j>1600)outpwml=1600+1; else if(j1)outpwml=1; else outpwml=j; ATIM_SetCompare2B(outpwml); }
調(diào)試過程中的挑戰(zhàn)
在實際調(diào)試過程中,我們遇到了幾個挑戰(zhàn)。首先是PID參數(shù)調(diào)節(jié),這直接影響到小車的穩(wěn)定性和精確性。其次是尋跡過程中的速度調(diào)整和轉(zhuǎn)向角度的精確控制,這些都需要仔細調(diào)整以保證最佳性能。
綜上所述,項目中涉及到多個參數(shù),它們的合理調(diào)整直接影響小車的最終運行效果。我設(shè)定的是跑6圈,但實際上小車可以持續(xù)運行更多圈數(shù),每一輪的積累反而會減小誤差,從而提高穩(wěn)定性和準確性。
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審核編輯 黃宇
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