智能汽车运行控制实践

通过车模基本运行控制,可使得车模在不含任何特殊元素的赛道上行驶,下面对基本运行控制展开介绍,即对模块初始化、电磁偏差获取及方向外环、方向环内环、直立角度环、直立角速度环五个方面进行具体详细的介绍。

(1)模块初始化

车模在运行前,首先需要对各子模块进行初始化,模块初始化主要涉及PIT时钟中断初始化、外设模块初始化以及算法参数初始化三个部分。

下面是模块初始化的基本程序。

(2)电磁偏差获取及方向外环控制

电磁偏差的获取和方向外环PD的计算放在了PID中断8 ms时序中,在该时间段内,车模通过ADC采集电磁信号的值,并通过PID计算方向内环期望的偏航角速度。方向外环控制流程如图7.15所示。

图7.15　方向外环控制流程框图

方向外环控制程序如下:

(3)方向内环

方向内环PD的计算放在了PID中断2 ms时序中,在该时间段内,车模通过方向外环输入的期望角速度与当前测量获取的角速度进行PD运算,最终输出用于方向环控制的PWM信号。方向内环具体实现框图如图7.16所示,相关实现程序如下:

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图7.16　方向内环控制流程框图

(4)直立角度环控制

直立外环角度环PD计算放在了4 ms的PIT中断中,在该部分程序中,PID的输入期望值为速度环所计算输出的期望角度。该期望角度叠加在车模的机械零位上,得到最终角度环参与PID运算的期望角度。直立角度环具体实现框图如图7.17所示,相关实现程序如下:

图7.17　直立角度环控制流程框图

(5)直立角速度环相关

直立环内环角速度环PD计算放在了2 ms的PIT中断中,在该部分程序中,PID的输入期望值为角度环PID所计算输出的期望角速度,角速度环直接输出的是用以控制电机的PWM波占空比。直立角速度环具体实现框图如图7.18所示,相关实现程序如下。

图7.18　直立角速度环控制流程框图