基于单片机的智能小车控制系统研究文献综述
2020-04-15 09:42:25
随着我国科学技术的进步与发展,智能化和自动化技术越来越普及,各种智能化机器设备,甚至智能玩具等层出不穷。智能车作为当今时代国内热点之一,在最近的几年得到了很大的发展。
智能小车是一个多种高新技术的集成体,它融合了机器、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等多学科的知识,涉及当今许多前沿领域的技术。
智能小车可实现环境感知,规划决策和自动行驶,等功能。它在军事、民用和科学研究等方面都得到了更广泛的运用,对解决道路交通安全提供了一种新的途径。智能小车是一个较为完整的智能化系统,而智能化的研究已成为我国追赶世界科技水平的重要任务。智能小车有它特有的特点:成本低,涉及的知识面广,易于拓展。整个智能小车系统作为一个完整的系统,从它的原理图的实现到实物的完成的过程,不仅需要深厚的电子方面的知识,还有对电路实现的良好掌握,对于培养学生的实践能力都有重要的意义。
在一些高性能的智能小车研究开发中,往往需要一些灵活且能自我决策的算法,最普通和最广泛使用的是PID算法。
PID 控制策略其结构简单,稳定性好,可靠性高,并且易于实现。其缺点在于控制器的参数整定相当繁琐,需要很强的工程经验。相对于其他的控制方式,在成熟性和可操作性上都有着很大的优势。使用试凑法来确定控制器的比例、积分和微分参数。
试凑法是通过闭环试验,观察系统响应曲线,根据各控制参数对系统响应的大致影响,反复试凑参数,以达到满意的响应,最后确定 PID 控制参数。 试凑不是盲目的,而是在控制理论指导下进行的。在控制理论中已获得如下定性知识:
比例调节(P)作用:
是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差, 比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。
积分调节(I)作用:
是使系统消除稳态误差,提高无差度。因为有误差,积分调节就进行, 直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成 PI调节器或PI调节器。