电磁导引车控制算法研究与设计+文献综述(2)
4.2 卡尔曼滤波算法简介 27
4.3 车模角度和角速度的卡尔曼滤波算法 28
4.4 车模角度和角速度的卡尔曼滤波算法的matlab仿真 29
4.5 PID算法简介及车模直立控制算法设计 30
4.6 本章小结 34
5 电磁导引两轮自平衡智能车速度控制 35
5.1 车模速度控制算法设计 35
5.2 电机内环控制算法设计 37
5.3 电机内环控制算法的matlab仿真 38
5.4 本章小结 41
6 电磁导引两轮自平衡智能车方向控制 42
6.1 电磁导引赛道路况信息采集 42
6.2 车模方向控制算法设计 42
6.3 电磁导引赛道路况识别算法设计 43
6.4 电磁导引两轮自平衡智能车系统总仿真 44
6.5 本章小结 46
7 电磁导引两轮自平衡智能车系统调试 47
7.1 系统分模块测试 47
7.2 系统联调 49
7.3 调试过程中遇到的问题和解决方法 51
7.4 本章小结 53
结 论 54
致 谢 55
参 考 文 献 56
1 引言
1.1 课题研究背景及意义
随着世界范围内汽车普及率的提高，汽车在极大地方便人们生活的同时也带来了大量问题，如交通安全问题、城市交通拥挤和环境污染等。就近几年的情况来看，单纯地进行道路基础设施的建设由于受到土地、经济成本、时间等多重因素的制约，不可能解决交通问题，真正切实可行的方法是如何提高现有道路的容量和效率。在这一背景下，将智能控制理论与技术应用在交通运输工程中的思想应运而生[35]。
智能车辆作为智能交通系统的关键技术，是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能与一体的综合系统。所谓智能车，就是在网络环境下用信息技术和智能控制技术武装的汽车，它集中运用了计算机、传感器技术、信息融合、通信、人工智能及自动控制等技术，是一种高新技术密集的新型汽车。目前世界各国的研究人员正从智能汽车的信息系统、控制系统、网络环境及智能结构等几个方面进行研究[4]。
智能车的设计和开发，将从根本上改变现有汽车的信息采集处理、数据交换、行车导航与定位、车辆控制的技术方案与体系结构。同时，智能车在传统汽车上配备了远程信息处理器、传感器和接收器，通过无线网络获取前方交通状况信息，引导汽车加速或减速，选择最优化的行车路线。这样，汽车就能更为平稳地行驶，避免不断刹车、启动的动作，以降低油耗，并节省行车时间。随着汽车电子控制技术的发展，中国的汽车工业将面临着巨大的发展机遇和挑战，开展智能车技术的研究与开发工作具有重要意义[1][12]。
两轮自平衡智能车作为一种新型的智能车，它一改自行车和摩托车车轮前后排列的方式，而是采用两轮并排固定的方式，这种结构将给人们带来一种全新的驾驭感受。两轮自平衡智能车的自平衡原理来自于倒立摆的控制原理。倒立摆系统是非线性、强耦合、多变量、自然不稳定的系统，是检验各种控制理论的理想模型，因此，展开对两轮自平衡智能车的研究工作无疑是一项十分有意义的工作[25]。
1.2 国内外智能汽车研究现状