基于模糊控制的智能车寻迹算法研究

基于模糊控制的智能车寻迹算法研究内容摘要：

（高 电平， LED 熄灭）。 图 红外感应器原理 图 图 红外感应器电路原理图 电路设计 电路原理如图 ： 传感器感应板布局 传感器的布置方案有单排、双排、 W字形排列等。 我们采用了单排一字形的排列方式。 具体的布置方式如图 ,图 ，也就是在车模的头部安装一块电路板，其 5 底部安装 8 个传感器。 图 红外感应器布局框架图 图 红外感应器布局实物图 闸门感应器 闸门 感应器也是采用红外传感器，原理同上，布局 如图 ，图。 图 闸门感应器布局框架图 图 闸门感应器布局实物图 控制部分 日本的瑞萨 H83048 单片机拥有 128KROM 和 4KRAM， 11 个 IO 端口（ 1～ B）， 5个 ITU（整型定时器）等较为丰富的资源。 6 驱动部分 驱动部分主要驱动的是两路电机和一路舵机，均使用 PWM 来控制。 PWM( Pulse Width Modulation)，又称脉冲宽度调制方式，是指通过改变输入脉冲的有效工作时间，改变输入平均电压的调节电机转速方式。 PWM 信号的 有效工作时间和周期的比值为 PWM 信号的占空比 a为 : a= toout/T 式中 ： a— 占空比值 ， toout— PWM一个周期内高低电平中有效电平时间 ， T— PWM周期 电机驱动 硬件 驱动设计是基于 H 桥的电路 （如图 ） ，控速则采用 PMW 控制电流来调整速度。 图 H桥原理图 舵机驱动 舵机采用 PWM 脉冲控制，通过调整脉冲的占空比实现舵机的左转和右转，如图。 图 舵机控制原理图 7 3. 程序设计部分 模糊控制原理 模糊控制（ Fuzzy Control）是以模糊集理论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种智能控制方法，它从行为上模仿人的模糊推理和决策过程。 该方法首先将操作人员或专家经验编成模糊规则，然后将来自传感器的实时信号模糊化，将模糊化后的信号作为模糊规则的输入，完成模糊推理，将推理后得到的输出量加到执行器上。 实现模糊控制算法的过为：单片机采样得到被控制量的精确值，然后将此量与给定 值比较得到误差信号 E；把误差信号 E 的精确题壁进行模糊化变成模糊量，误差E 的模糊量可用相应的模糊语言表示。 至此，得到了误差 的模糊语言集合的一个子集 e(e 实际是一个模糊相量 )。 再有 e 和模糊控制规则 R(模糊关系 )根据推理的合成规则进行模糊决策，得到模糊控制量 u，即 u =e。 R 式中： u 为一个模糊量。 为了给被控对象施加精确的控制，还需进行解模糊处理。 在得到控制量后，经数模转变为精确的模拟量送给执行机构，对被控对象进行一步控制。 之后，中断等待第 2次采样，进行第 2步控制。 这样循环下去，就实现了被控对象漠糊控制。 智能车模糊 逻辑 控制 器 模糊控制器（ Fuzzy Controller,FC） 也称为模糊逻辑控制器（ Fuzzy Logic Controller,FLC），由于所用的模糊控制是由模糊理论中模糊条件语句来描述的，因此，模糊控制器是一种语言型控制器，故也称为模糊语言控制器（ Fuzzy Language Controller,FLC）。 模糊控制器 主要 由 3 个功能模块组成，即模糊化模块、和模糊 判决 模块，如图。 图 模糊逻辑控制器结构图 8 编码 位置偏差 e 及其变化率 ec 是模糊控制器的 2 个输入，其中： ec=eiei1。 模糊控制器 需对这 2个精确量进行编码，使其成为模糊量，进而参加模糊推理。 智能车上使用了 8个光电管，其编码表如表。 表 轨迹位置编码表 轨迹位置 传感数值 编码 轨迹位置 传感数值 编码 L1 0x80。 0x81 7 L5 0x08 1。