智能车电磁场检测及其控制算法设计Intelligentvehicleelectromagneticfielddetectionandcontrolalgorithmdesign张阔，张韶，黄文强，娄孝东（辽宁工程技术大学，幻影）摘要：设计根据电磁感应原理检测道路中的变化电流，实现小车对位置的确定和对路径的识别，再根据PID算法实现对小车精准的控制，根据蓝牙模块和红外测距模块实现两车之间的通讯，从而实现两车“追逐”而行。关键词：PID控制、智能车、MATLAB、磁场、磁感应强度、感应电动势、电磁寻迹、上位机I.引言本小车采用10mh的工字电感与68nf电容谐振作为传感器来选择出赛道磁场信号，加以合理的传感器布局，经过后续放大整流电路的处理，完成对赛道信号的检测并以此来控制车子的转向和行驶速度，通过红外测距来测量两车距离，控制两车间的距离。关于软件，采用改进型PID控制算法来作为车子的主导控制。II.电路设计（一）小车主控电路总体设计原理如图图2-1系统整体结构如图2-1所示，可以将硬件电路分成几个模块——单片机最小系统，电源电路，编码器速度检测电路，电磁信号采集与放大检波电路，红外测距电路，干簧管电路，电机驱动电路，调试用的液晶显示&按键电路。在设计时我们将大电流驱动电路与小电流的主控及传感电路分开制作腐蚀电路板，并用相应的隔离芯片将其隔开，减轻两者之间的相互干扰，并实现物理上和电气上的隔离。因为电磁组的信号为模拟电路，抗干扰能力较弱，所以将电磁信号放大等模拟电路与单片机最小系统电路之间尽量布置的相对较远，地线采用单点接地，并用零欧姆电阻相互隔开，以实现较强的电磁兼容。上述措施可以防止电磁干扰，显著的提高电路的稳定性。（二）MOS管驱动电路图2-2我们用4N-MOS搭的H桥方案如图2-2，采用内阻小的8片NMOS来搭建的2个H桥使得双电机驱动问题彻底解决。因为上下桥都用NMOS，所以上桥MOS管并不能完全导通，这就会使得MOS管发热严重，所以必须提高上桥的开启电压，我们采用MC34063对电池电压进行了升压处理，同时使用专门的MOS管驱动芯片IR2104，IR2104内部自置死区时间，所以不用我们去调节，使得电路搭建比较容易，在输入端输入驱动信号后，芯片会直接输出双极性驱动信号，可以驱动两块NMOS工作，实际使用时，由四块NMOS就可搭出一个完整全H桥，并且由于MOS管导通内阻较小，使得电机驱动能力大大增强，而且MOS管价格比传统7971系列驱动芯片更加便宜。在控制端，为了防止电机电流倒灌入单片机及其他电路造成损坏，我们使用单向总线驱动74HC24...
