基于PID的智能小车循迹控制

admin • 2022-05-26 12:25 • 人工智能

1、内容简介

随着计算机技术，控制技术和信息技术的飞速发展，智能化已经成为时代发展的需要。在柔性自动化生产线，智能仓储管理及物流配送等领域，当生产现场环境恶劣时，人工不能完成的任务，如物料运输和装卸等，可采用智能寻迹小车完成相应的任务。基于生产现场和日常生活的实际需求，研究开发智能小车循迹系统具有十分重要的意义。本文是基于改进PID控制算法的智能小车循迹控制系统,利用MATLAB软件来实现智能小车的轨迹控制，基于给定的车辆行驶轨迹，采用标准PID算法和改进的PID控制算法输出位置变量，实现控制跟踪。

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2、内容说明

智能小车是一种以汽车电子为背景，涵盖控制，模式识别，电子、电气、单片机、机械等多学科的科技创新性设计，它能够根据前进路线自动搜寻，还能爬坡；可以感知前方的障碍物，并自动寻找前进方向，避开障碍物；如果加入相关声光讯号后，更能体现出智能化和人性化的一面。在智能仓储管理及物流配送等领域，当生产现场环境恶劣时，人工不能完成的任务如物料运输和装卸等，可采用智能小车完成相应的任务。基于生产现场和日常生活的实际需要，研究和开发智能小车循迹系统具有十分重要的意义。

然而在工程实践中，最广泛使用的调节器是PID控制器。PID控制器已经发展了近70年，它具有结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便等优点，已成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握时，或当精确的数学模型不可用时，系统控制器的结构和参数必须通过经验和现场调试来确定， PID控制技术的应用最为广泛，最为方便。也就是说当我们对系统和被控对象不完全了解时,或者不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制在实际中也有PI和PD控制，PID控制器是基于系统的误差，利用比例、积分和微分来计算控制量来进行控制。本文中我们通过对PID的控制算法进行设计，基于开发智能小车循迹系统的现状，来确定智能小车的运动轨迹。

本说明书共分为七章，第一章是课题分析与方案设计；第二章是PID控制算法及参数设定；第三章是对标准PID算法进行具体设计；第四章是对增量式 PID算法进行具体设计；第五章是两种算法进行比较及MATLAB仿真；第六章是程序调试，列举了在程序调试过程中会出现的问题，并具体问题、具体分析，其中重点是算法设计过程中参数的整定；第七章是结论与展望。设计的最终成果是基于PID的智能小车的循迹控制算法，利用MATLAB软件对该算法进行仿真，实现了智能小车的轨迹控制。