电磁直立车E车模总结报告:

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机械结构描述:

电池不好平衡,在装第一次直立电磁时,尝试着把电池紧靠着直立车前端,且靠下的方位,我们选用的电感探杆的前瞻长度在40MM左右,经过实践证明,前瞻长度正好。长了,在车拐弯的时候就会窜道。短了,车拐弯的预测性不好。我们组在中心轴线上树一个直立杆用来架设单杆,前端用水平探杆架设电感,三个电感相对于铜线垂直,均匀分散在水平探杆上。

对于加速度传感器+陀螺仪模块,我们组用胶枪把它黏在电池支架的背后,感觉温飘现象并不严重。
电感连线一开始选用的是很细的黑色导线,后来又选用了较粗的导线。

在车的平衡方面,我们先让电池和电磁探杆的位置确定,让剩下的东西(eg:电磁运放,主板和驱动板),来让直立车保持一个相对较好的直立位置。(在我们组看来,好的直立位置,应该与地面呈30度以上,在跑的时候让直立车前倾,前倾的观察方法主要是目测,在跑的时候,车的后端应与地有一个较大得角度)。

弊端:

  1. 在前期调车的时候,车速并不快,电池的位置还算可以,当速度快了之后,开始发车的时候,电池的位置就会和地面接触,及时在速度平稳以后,电池的位置也很低,感觉不利于后期的提速,还有   如果有坡道也有可能会碰到。
  2. 还有在调车的时候,调的不好的时候,会冲出赛道,然后碳素杆一被撞,碳素杆的结构就被破坏了,所以如果是单杆的话,就尽可能用碳纤维杆。
  3. 这种机械结构要注意再设计主板时,要人性化,使之主板的功能和机械结构相对应。
  4. 电池在车的前端使用硬质扎带固定外加海绵减震,但由于扎带是硬质的,会很容易撞坏。
  5. E车模由于本身的机械特性(轮子大,底盘低),容易平衡,但是由于工艺的劣质,E车模的齿轮两边咬合不可能完全一样,再调平衡的时候,可能不会跑直线。所以不必过分苛求。
  6. 对于车上的三脚架构,是后来因为探杆晃而加上的,但是并没有任何实际有用的意义。
  7. 在跳车的时候一定要擦一擦轮胎,增强摩擦力。
  8. 一定要写好保护程序!

机械结构部分整理完毕!

硬件部分:

电磁车对于电感的选取和运放的制作有较高的要求。

  1. 电感的选择:电感一般选取10MH的电感,选取电感的步骤:分别在两个AD口测试两个电感,最大值一般在2000以上的电感在赛道上有很好的识别作用。
  2. 关于运放的选择:上一届用的集成运放,这一届也是用的集成运放,不过有种仪器放大比较好用,当并不知道型号,再而,网上流传的运放电路的电容和电阻的值是很不正确的。
  3. 关于电机驱动:上一届用的BTN,效果还可以,网上说,直立车用BTN就可以了,不需要那么大功率,对于MOS管来说,他需要一个12V的升压模块(最容易出问题)。MOS管驱动电路适用于四轮车。
  4. 对于蓝牙模块:工作室里的蓝牙模块烂的掉渣!传送距离连20cm都达不到,还是自己买比较好,17--18一个,距离超远,工作大厅的对角线之间能实现传输。

硬件部分整理完毕!

软件部分:

对于变量的定义:全局变量,和局部变量要有鲜明的区分。

对于直立环:

  1. 首先应该看第七届的官方技术报告。对于倒立摆和直立有详细的理论实践。
  2. 在山外论坛的资料专栏中有光于平衡组的参考程序。
  3. 我们用的程序就是参考的野火的程序。
  4. 对于智力控制的核心就是加速度计和陀螺仪模块的AD值的处理,和直立公式:PWM = P * angle + D * 角加速度;
  5. 传感器AD值的处理一般采用清华滤波,卡尔曼滤波或者清华滤波。

对于直立环还有LQR等处理方法••••

速度环:

  1. 要先深刻理解PID的含义,了解各种积分和微分的处理方式
  2. 对于官方方案:用的是位置式PID,使用PI控制。在进行速度调试的时候,在速度低的时候还可以,等速度一高,就会出现积分量过大,后退不止的现象。
  3. 需要对积分进行积分限幅的操作,还要对速度的PWM进行限幅,但会出现不时的点头,还有停止的现象。
  4. 我们调试了几天,我们组使用了增量式PID算法,输出量值与增量有关,经过实践,有很好的控制效果,不会有静态误差,一开始的超调量也会很小。但随着时间的增加,速度总会减低,因为直立环的抑制作用。速度环调出来以后,P和I参数基本上就不用动了。

方向环:

  1. 应用的官方方案,差比和。对电感采集的数据进行滤波操作,还有归一化操作,增强赛道适应性。
  2. 对于方向环,当速度越大,P值越大,D值也越大。但当速度达到2M/s时,P和D的值的作用并没有那么明显。这是官方方案的局限作用。
  3. 对于P的限制作用,我们组用了模糊P的方法。效果并没有想象中的好。                                                                                                               

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