第一年做电磁车，很遗憾进不了省赛，分享一些的东西。用者自取，不喜勿喷！ ——小拉

林智伟

机械调整 主销内倾3度 主销后倾0到1度 前轮外倾1度 前轮前束6mm

3.1 前轮的调整
现代汽车在正常行驶过程中，为了使汽车直线行驶稳定，转向轻便，转向后能自动
回正，并减少轮胎和转向系零件的磨损等，在转向轮、转向节和前轴之间须形成一定的
相对安装位置，叫做车轮定位，其主要定位参数包括：主销后倾、主销内倾、车轮外倾
和前束。对于模型车的前轮四项定位参数均可调。

1主销后倾角是指主销装在前轴，上端略向后倾斜的角度。它使车

辆转弯时产生的离心力所形成的力矩方向与车轮偏转方向相反，迫使车轮偏转后自动恢
复到原来的中间位置上。因此，主销后倾角越大，车速越高，前轮稳定性也愈好。但是
过大的主销后倾角会使转向沉重，容易造成赛车转弯迟滞。我们希望赛车能够转向灵活，
故把主销后倾角设定为 1~5°。
图 3-1 主销后倾纠正车轮偏转原理图

2）主销内倾角是主销轴线与地面垂直线在汽车横向断面内的夹角，它也有使车轮自

动回整的作用。主销内倾还会使主销轴线延长线与路面的交点到车轮中心平面的距离减
少，同时转向时路面作用在转向轮上的阻力矩也会减少，使得转向更轻便灵活。所以为
了使得赛车转向更加灵活，我们将主销内倾角控制在 0 度左右。

方法（1）垫片（2）偏心凸轮（3）长孔（4）球头旋转（5）支柱旋转（7）楔形垫片（6）调整轴承座（8）偏心螺栓（7）偏心衬套（10）偏置球头

3）如图 3-2，前轮外倾角对赛车的转弯性能有直接影响，它的作用是提高前轮的转
向安全性和转向操纵的轻便性。前轮外倾角俗称“外八字”，如果车轮垂直地面一旦满载
就易产生变形，可能引起车轮上部向内倾侧， 导致车轮联接件损坏。所以事先将前轮外

倾角设在 1°左右。

图 3-2 前轮外倾角示意图图	3-3 前轮约束示意图
4）当车轮有了外倾角时， 在滚动时就类似于圆锥滚动， 从而导致两侧车轮向外滚开。	[size=12.0000pt]
如图 3-3，前束是指两轮之间的后距离数值与前距离数值之差，也指前轮中心线与纵向	[size=12.0000pt]
中心线的夹角。前轮前束的作用是保证汽车的行驶性能，减少轮胎的磨损。前轮在滚动	[size=12.0000pt]
时，其惯性力会自然将轮胎向内偏斜，如果前束适当，轮胎滚动时的偏斜方向就会抵消，	[size=12.0000pt]
轮胎内外侧磨损的现象会减少。	[size=12.0000pt]

3.2 舵机的安装与舵机力臂的调整

3.2.1 舵机的安装
舵机转向是整个控制系统中延迟较大的一个环节，为了减小此时间常数，可以通过
改变舵机的安装位置，而并非改变舵机本身结构的方法就可以提高舵机的响应速度。分
析舵机控制转向轮转向的原理可以发现，在相同的舵机转向条件下，转向连杆在舵机一
端的连接点离舵机轴心距离越远，转向轮转向变化越快。这相当于增大力臂长度，提高
线速度。故我们将舵机架在车的前端部分的较高位置，这样舵盘较小的转幅就能够满足
前轮较大的转角要求。这样安装的优点是： 1.改变了舵机的力臂，使转向更灵敏； 2.舵机
安装在了正中央，使左右转向基本一致。
3.2.2 舵机力臂的调整
相对于 S12 单片机的处理速度，舵机的响应存在着较大的延时，对舵机的改造着实
需要。在相同的舵机转速条件下，转向连杆在舵机一端的连接点离舵机轴心距离越远，
转向轮转向变化越快，本模型车中通过用转向盘代替舵机上的曲柄来增大舵机的上连接
点到舵机中心的距离，增加了输出转动力矩， 使得前轮在转向时更加灵敏。其机械结构
如下图 3.4 所示。

图 3.4 舵机力臂机械结构
3.3 差速器的调整
差速器的作用是在车模转弯的时候，降低后轮与地面之间的滑动，并保证在轮胎抱
死时不损害电机。
差速器的调整中要注意滚珠轮盘间的间隙，过松过紧都会使差速器性能降低，转弯
时阻力小的车轮会打滑，从而影响车模的过弯性能。好的差速机构，在电机不转的情况
下，右轮向前转过的角度与左轮向后转过的角度之间误差很小，不会有迟滞或者过转动
情况发生。

1不管你的CPU的速度如何的快,通信机制如何的优越,系统的精度永远无法超越传感器的精度

2默写应用中ADC可能需要连续的采样（ 4K SPS/S），这可能给CPU带来很大的负荷。使用
PDB定时器触发ADC可以减轻CPU的一部分负担。 ADC的DMA功能支持可以实现高性能的快
速ADC采样或者是ADC使用PDB做周期触发。在转换完成时ADC可以触发DMA

4 可以对pll时钟进行超频

10PWM通道级联去配置一下 128

11bangbang   赛道记忆

133.3.3 后轮差速机构调节

差速机构的作用是在车模转弯的时候，降低后轮与地面之间的滑动；并且还可以保证在轮
胎抱死的情况下不会损害到电机。当车辆在正常的过弯中（假设：无转向不足亦无转向过度），
此时 4 个轮子的转速（轮速）皆不相同，依次为：外侧前轮>外侧后轮>内侧前轮>内侧后轮。
此时所使用车模配备的是后轮差速器。差速器的特性是：阻力越大的一侧，驱动齿轮的转速越
低；而阻力越小的一侧，驱动齿轮的转速越高，以此次使用的后轮差速器为例，在过弯时，因
外侧前轮轮胎所遇的阻力较小，轮速便较高；而内侧前轮轮胎所遇的阻力较大，轮速便较低。
差速器的调整中要注意滚珠轮盘间的间隙，过松过紧都会使差速器性能降低，转弯时阻力
小的车轮会打滑，从而影响车模的过弯性能。好的差速器，在电机不转的情况下，右轮向前转
过的角度与左后轮转过的角度之间误差很小，不会有迟滞和过转向情况。

差速器的调整可以使用车模套件里的相应工具拧后轮的螺母

file:///C:\Users\林智伟\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9BC8.tmp.jpg

林智伟

链接：http://pan.baidu.com/s/1kULKa7H 密码：hsuk

1092639052

谢谢，收益很多，马上国赛了，程序这些还有很多漏洞唉，一个人做车真的累，要带女朋友，还要带一个大二的，我也是第一次坐车，省赛，西部赛，国赛都是一个人坚持过来的，谢谢楼主了

林智伟

wx327 发表于 2017-6-26 16:51
楼主好厉害。有没有视频好想膜拜一下

节能组渣车，实验室最快跑过2米4左右吧，不放视频了。

林智伟

111 用山外上位机看电机脉冲波形
112 先开环看看你的测速是否，稳定给一个固定的占空比，看速度脉冲波形
113 采样值一直没有稳定在理想值附近，我只给了p ,增量式PID

单纯增量P是没法达到稳态值的，应该先纯I控制，纯I一定会有超调，先把I调到合适的震荡周期，然后再引入P，这样超调就没有了
114 为了防止频繁调节和意外输出过大，设置调节死区(-LOCA_DEADLINE, LOCA_DEADLINE)。loca_error在死区内，不进行调节，维
持上一状态。
115 一般的智能车弯道策略是入弯道减速并内切，既能防止造成侧滑，又能减少行驶路径，出弯加速，迅速通过直道节省时间。但节能组因为需要通过电轨获取电能，需要让车辆始终沿着电轨前行，虽然在电路中并入数个电容用来存储电能防止芯片初始化，但所储能量无法长时间驱动电机，所以在行驶过程中保证车辆始终能获取电能是最为重要的，一切策略都要在持续取电基础上制定，同时因为比赛中速度与节能同样重要，所以在方案制定的过程中快速完成比赛与减少能耗都是需要考虑的。我们通过实验发现剧烈的加减速相比于匀速行驶会增加能耗，同时加减速过程中可能发生的侧滑都会产生断电的风险，所以在权衡之后我们选择了闭环控速，全程匀速的运行策略，既减少了调试过程中的调节难度，也增加了车辆运行过程中的安全性。
116 能说说D的作用吗？D变化后电机相应的有什么变化。

提高动态特性，一定程度上也能消除稳态误差
117 if(error<30&&error>-30)error=0;
118 入弯速度太慢，出弯速度太快时，就用棒棒控制
119 死区的范围可以看发送到上位机的波形，看震荡的范围
120 骑过自行车的话肯定知道气不足会比较费劲，前几天充气轮胎的方案，对节能组的意义可能远比普通组大
121 大致流程:首先密封轮胎的一侧，然后填充化学药品，然后密封另一侧。放到热水里，1分钟后取出。ok了。

注意事项:不建议使用酒精，我用的是 碳酸铵+无水氯化钙。

别问我为啥，化学学的不好，随意找的。社团快关门了，找时间再详细说。另外可以在轮胎密封好后，放到水里，用手挤压，看是否有气泡出现，如果有，说明密封不好。
122可以模仿机械差速：一侧快多少，另一侧就慢多少（总速度为0，右边正转一圈，左边就会反转一圈）。当总的期望速度不变时，一侧比总的期望快了多少，另一侧的期望就要慢多少，然后PID控制。
123 电机限幅可以根据档位给定。
124 正确的舵机中值时，若跑偏，是前瞻歪了
125 关于静电
让单片机离电源模块稍远一点
把车放赛道上，拍一拍前瞻，看电感值的变化
有可能是车身的静电通过碳素杆传到了传感器附近引起的跳变
车子进了太多灰也可能造成静电干扰
试试把电感的排线换了
锡箔纸贴完底盘，在引一根线出来接个电容再接到地上
敏感的地方贴上黑胶带
今天下午把车子底部（金属螺钉较多）用铝薄给贴了，效果还不错（后来开空调调试结果也还行）
试试把地用杜邦线引出来在赛道上拖着
把编码器外壳接地、在底盘的螺钉上糊上热熔胶。
跑之前用湿抹布擦整个车身
明天把赛道和轮胎用湿布擦一遍再跑
智能车论坛上提到的静电一般是指赛道与轮胎摩擦，积累在赛道与轮胎之间的静电。这静电电场很强，容易使单片机复位。
在底盘下面贴一层锡箔纸有助于防静电

林智伟

15
当智能车在直道行走的时候，可以给最高速度；当智能车在弯道出直道时，
速度相对高速；当智能车直道入弯的时候，速度突然减下来；当智能车在弯道时， 相对低速。
16
2.3.4 采样周期的选择
香农（ Shannon） 采样定律 ：为不失真地复现信号的变化， 采样频率至少应大于或等于连续
信号最高频率分量的二倍。根据采样定律可以确定采样周期的上限值。实际采样周期的选择还要受
到多方面因素的影响，不同的系统采样周期应根据具体情况来选择。
采样周期的选择，通常按照过程特性与干扰大小适当来选取采样周期：即对于响应快、（如流
量、压力） 波动大、易受干扰的过程，应选取较短的采样周期；反之，当过程响应慢（如温度、 成
份）、滞后大时，可选取较长的采样周期。
采样周期的选取应与 PID参数的整定进行综合考虑，采样周期应远小于过程的扰动信号的周期，
在执行器的响应速度比较慢时，过小的采样周期将失去意义，因此可适当选大一点；在计算机运算
速度允许的条件下，采样周期短， 则控制品质好；当过程的纯滞后时间较长时， 一般选取采样周期
为纯滞后时间的 1/4～1/8。
17人们通过对 PID 控制理论的认识和长期人工操作经验的总结， 可知 PID 参数应依据以下几点来
适应系统的动态过程。
1、 在偏差比较大时，为使尽快消除偏差，提高响应速度，同时为了避免系统响应出现超调，Kp
取大值，Ki取零；在偏差比较小时，为继续减小偏差，并防止超调过大、产生振荡、稳定性变坏，
Kp值要减小，Ki取小值；在偏差很小时，为消除静差，克服超调，使系统尽快稳定，Kp值继续
减小，Ki值不变或稍取大。

 2、当偏差与偏差变化率同号时，被控量是朝偏离既定值方向变化。因此，当被控量接近定值
时，反号的比列作用阻碍积分作用，避免积分超调及随之而来的振荡，有利于控制；而当被控量远未接近各定值并向定值变化时，则由于这两项反向，将会减慢控制过程。在偏差比较大时，偏差变化率与偏差异号时，Kp值取零或负值，以加快控制的动态过程。

 3、偏差变化率的大小表明偏差变化的速率，e －e 越大，Kp取值越小，Ki取值越大，反
之亦然。同时，要结合偏差大小来考虑。 

 
 4、微分作用可改善系统的动态特性，阻止偏差的变化，有助于减小超调量，消除振荡，缩短
调节时间t ，允许加大  Kp，使系统稳态误差减小，提高控制精度，达到满意的控制效果。所以，s
在e 比较大时，Kd取零，实际为 PI 控制；在e 比较小时，Kd取一正值，实行 PID控制。
18PID自整定 Kp Ki 自动调整方程
19 PID参数整定一般步骤
a.确定比例增益P
确定比例增益P 时，首先去掉PID的积分项和微分项，一般是令Ti=0、Td=0（具体见PID的参数设定说明），使PID为纯比例调节。输入设定为系统允许的最大值的60%~70%，由0逐渐加大比例增益P，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例增益P逐渐减小，直至系统振荡消失，记录此时的比例增益P，设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。比例增益P调试完成。
b.确定积分时间常数Ti
比例增益P确定后，设定一个较大的积分时间常数Ti的初值，然后逐渐减小Ti，直至系统出现振荡，之后在反过来，逐渐加大Ti，直至系统振荡消失。记录此时的Ti，设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。积分时间常数Ti调试完成。
c.确定积分时间常数Td
积分时间常数Td一般不用设定，为0即可。若要设定，与确定 P和Ti的方法相同，取不振荡时的30%。
d.系统空载、带载联调，再对PID参数进行微调，直至满足要求
20主程序为一个顺序执行的无限循环的程序。主程序首先对系统硬件和系统各变量进行初始化。先关中断，设置MCU工作频率和各个外设的状态，初始化各端口，控制算法初始化，然后开中断，最后程序进入主循环。
21
弯心前减速，弯心后加速
转弯 坡道减速  直道加速
22 差速调的好，过弯可以不减速
因为要节能，所以尽量不要加减速
23直道的速度直接由弯道决定，再除去轮胎等情况的问题下，弯道能达到多快是决定一切的一个重要因素。以曲率最小的方式度过弯道就是最优的路径，就是说以最缓的轨线压过赛道
24  差速可以是外轮加速 内轮减速
25大神说S3010舵机的最适合频率是50Hz
26前瞻40cm或更长
27关于单电机车模后轮的硬件差速问题，大家都知道，车体的转向一方面靠前轮控制方向，一方面靠后轮的差速。但是这次我们使用的是单电机，不能像双电机一样程序控制差速。所以要用到硬件差速。具体实现就是调后轮的螺丝。听学长们说把电机开着，用手捏着一个轮子（不让它转动），另一个轮子还能转动，这样硬件差速就算调好了
28电机控制用增量+棒棒
29完整的pid系统是和时间有密切相关的。时间反应到程序中我想就是咱们说的采样周期吧。
在控制电机的时候，采样周期一定要尽可能的短。这样才能使响应时间尽可能的短。
编码器的话在有条件的情况下尽可能选择线数大的。我们这次采用的是200线的编码器。后来发现计得的数值比较小。不太利于控制。
30关于调试板，由于比赛不可以考程序，我们只能带着爱车和一块取代电脑地位的调试板去比赛，
           调试板可以用拨码开关：八位可以有256个状态，怎么配合使用是自己的思路了；

wx327

楼主好厉害。有没有视频好想膜拜一下

林智伟

奔跑的雪雪酱

谢谢！❀❀❀

林智伟

暗修罗 发表于 2018-11-18 20:54
道一声莫忘

加油哇~

暗修罗

道一声莫忘

苏格拉底

大佬良心贴，小白正在备战，顶你顶你

纵@横

楼主好励志！赞一个666

hesha

楼主好人

麋鹿迷路

谢谢楼主分享了

有理想的小蜗牛

赞，谢谢