2012年比赛题目

闭环结构框图2

该系统的工作原理是小车驶在跑道后，通过光电传感器寻迹，然后把信号传输给单片机，再由单片机送给驱动信号，进而由驱动控制小车加速、减速、转弯、停车等功能（减速采用一个电机转的慢、一个转的快）。经过调试最终实现给定的要求。

本次设计小车车轮周长207mm。电机选用减速比为1：74 的直流电机，减速后电机的转速为90r/min。车轮直径为6cm，小车的最大速度可以达到V=2πr·v=2*3.14*0.033*90/60=0.314m/s，能够较好的满足系统的要求。经分析让小车在加速区以30cm/s行驶，在减速区以15cm/s行驶。经计算在加速区行驶2s，减速区行驶4s，满足题目的要求。

2.2控制方案设计

我们把小车直线行进时分成三种状态，当中间两个传感器都检测到黑线时，小车在跑道的正上方，这时控制两电机同速度全速运行。当第一次检测到有八个传感器同时检测或者除了中间两个外两侧至少各有一个探测到黑线时，此时小车处于加速区，小车加速前进；同理当第二次检测到黑线时，此时小车处于减速区，小车减速行驶，同理当小车第三次检测到黑线时，小车全速前进。当检测到有一个传感器或者同侧的两个传感器偏离黑线时，小车处于偏离状态，这时将一个电机速度调慢，另一电机速度调快，小车完成自动转弯。当检测到有三个传感器偏出时，小车处于较大的偏离状态，这时把一个电机的速度调至极低，另一电机全速运行，从而在较短时间内完成路线的调整。当小车经过D点进入空白区域，传感器把检测到的数据送入单片机处理，单片机再给驱动信号使小车全速前进，此时并关闭小车左侧最外三个传感器。当小车左侧检测到大于等于两个传感器则小车向左转，同理当小车右侧检测到大于等于两个传感器则小车向右转。当小车8号传感器检测到黑线时让小车加速冲一段，并开启之前关闭的传感器，从小车驶入空白区域D、E段开始算起，当小车转第四次弯后关闭小车最右侧三个光感，这样小车顺利完成S型寻迹行驶，在下一次转弯后开启左右之前关闭的光感。

3.电路与程序设计

3.1 控制器设计（见附录1） 3.2电机驱动设计（见附录1） 3.3 光电传感器设计（见附录1） 3.4自动循迹小车总体设计