基于单片机的智能寻迹小车的设计开题报告

 2021-08-08 10:40:47

1. 研究目的与意义

目前,国内外的许多大学及研究机构都在积极投入人力、财力研制开发针对特殊条件下的安全监测系统。其中包括研究使用远程、无人的方法来进行实现,如机器人、远程监控等。无线传输的发展使得测量变得相对简单而且使得处理数据的速度变得很快甚至可以达到实时处理。

其中智能小车可以作为机器人的典型代表。它可以分为三大组成部分:传感器检测部分、执行部分、cpu。机器人要实现自动避障功能,还可以扩展循迹等功能,感知导引线和障碍物。可以实现小车自动识别路线,选择正确的行进路线,并检测到障碍物自动躲避。

通过构建智能小车系统,培养设计并实现自动控制系统的能力。在实践过程中,熟悉以单片机为核心控制芯片,设计小车的检测、驱动和显示等外围电路,采用智能控制算法实现小车的智能循迹。灵活应用机电等相关学科的理论知识,联系实际电路设计的具体实现方法,达到理论与实践的统一。在此过程中,加深对控制理论的理解和认识。

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2. 国内外研究现状分析

世界各国在智能微型车领域进行了很多研究,己经应用于各个领域,在探测和军事领域使用特别多。近年来,我国也开展了很多研究工作,以满足不同用途的需要。世界各国开发、研制星球探测车系统己经有了多年的历史。美国和前苏联是从20世纪60年代末期开始进行月球表面探测任务的。美国曾在1966^-1968年间,向月球成功发射了两次无人巡游探测器。1997年,由美国JPL(全称JetPropulsion Laboratory,美国太空总署喷气推进实验室)研制的Sojourner号探测车登上了火星。它验证了小型火星车的性能,并完成了一系列技术试验。2004年1月,美国的勇气号和机遇号火星探测车再度登陆火星。前苏联在1959^-1976年间,总共成功发射了两个月球探测车。

3. 研究的基本内容与计划

此次研究的基本方案我打算采用采用52单片机控制平台,经过红外传感模块检测路面的信息,控制运动模块的电机运动方式,近而控制这个智能小车系统的运动,基本实现课题要求。

研究的进程大概可能分为:资料收集及整理阶段、硬件设计阶段和调试阶段。公欲善其事,必先利其器,在做每件事之前都要先经过思考,我在撰写论文之前会先从网上、书上及请教老师来收集资料,把资料经整理理解透了之后,给出设计方案。接着就是研究硬件部分,主要包括系统控制器、系统供电单元、运动控制单元、循迹检测单元、显示单元等。因为方案没有最终确定,我要进行各个方案反复比对推敲,得出比较合理可行的方案。调试阶段就是要测试设计是否成功、合理,当然经常会失败,但我要在每次的失败中吸取经验、改正错误,取得最后的成功。

4. 研究创新点

在运动控制上,通过比较,我打算采用直流电机配合由双极性管组成的H桥电路。用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态,精确调整电机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下,效率非常高;H桥电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;电子开关的速度很快,稳定性也很高。

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