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摘 要：为了精确检测汽车的速度并有效控制车速，提高智能车的快速性和稳定性，给出了基于增量光电编码器的车速检测脉冲四倍频电路，以及以PWM桥式功放为电机驱动器，以ATmegA128单片机为控制核心的速度控制系统的设计方法。文相似度检测绍了增量光电编码器四倍频电路和控制器环路的硬件构成、工作原理、
关键词：增量光电编码器；车速检测；速度控制器；ATmegA128
2095-1302（2013）04-0016-04
0 引 言
在智能小车运动控制中，车速是电机控制中的一个重要物理量，车速检测装置是系统的重要组成部分。目前，国内外常用的测量车速的方法有离心式转速表测速法、微电机测速法、光电码盘测速法以及霍尔元件测速法。离心式转速表和微电机测速都要与电机同轴连接，增加了电机机组安装难度，消耗了电机的功率。霍尔元件和增量式光电码盘的测速方法基本类似，都是在转轴上安装一个很轻巧的传感器，将电机的转动信号通过霍尔元件或光电码盘转换为电脉冲，从而通过计算电脉冲的个数来测速。其中，霍尔元件测量精度相对较低，因此高效率车速传感器都采用编码器，有分辨率高、结构简单、体积小、响应速度快、耐恶劣环境、工作可靠、易于维护、性价比高等优点。
式中，为第k次采样时刻的输出增量值。
从式（4）和式（2）比较可以看出，增量式PI算法只与最近两次采样值有关，不需要进行大量的数据累加和存储，不易引起误差积累饱和，易于数字化，计算量少，实时性好。
为了控制智能车在启动、行进、倒车、转弯、刹车等动作时快速响应且超调量小，运行平稳，快速有效躲避障碍物等问题，必须设计好控制策略。数字PI调节器算法有增量式和位置式两种方式。从式（4）分析可知，增量式与位置式相比的优点是积分饱和的情况得到改善， 减少系统的超调量，过渡时间短，提高系统的动态特性。本设计中不允许有大的超调量，所以采用了增量式PI算法。
参 考 文 献
陈志军，梁岚珍，南新元.光电编码器在控制系统中的应用[J].自动化仪表，2003，24（6）：61-62.
王兴，贾晓虎，郝春丽.基于增量式光电编码器位移传感器研究[J].电子设计工程，2012，3（4）：155-156.
[3] 金锋，卢杨，王文松，等.光栅四倍频细分电路模块的分析与设计[J].北京理工大学学报，2006，26（12）：1073-1076.
[4] 武崴，邢庆敏，邵丽颖，等.基于FPGA的增量式编码器接口电路设计在ARM上的应用[J].工程与试验，2012（3）：48-49.
[5] 李拥军，杨文淑.光电编码器测速算法的IP 核设计[J].长春理工大学学报：自然科学版，2008（9）：35-36.
[6] 黄晓冬，邱建琪，金孟加，等.基于FPGA的无刷直流电动机速度闭环系统设计与实现[J].微电机，2009（7）：45-46.
[7] 毕恩兴.基于单片机控制的智能车测速算法研究[J].电子设计工程，2011，8 （15）：118-119.
[8] 周美兰，贾成禹.一种直流电机数字控制系统的设计与实验研究[J].黑龙江大学自然科学学报，2009，12（6）：826-827.
摘自：毕业论文如何写www.udooo.com
控制策略和软件流程；最后提供了实验结论。关键词：增量光电编码器；车速检测；速度控制器；ATmegA128
2095-1302（2013）04-0016-04
0 引 言
在智能小车运动控制中，车速是电机控制中的一个重要物理量，车速检测装置是系统的重要组成部分。目前，国内外常用的测量车速的方法有离心式转速表测速法、微电机测速法、光电码盘测速法以及霍尔元件测速法。离心式转速表和微电机测速都要与电机同轴连接，增加了电机机组安装难度，消耗了电机的功率。霍尔元件和增量式光电码盘的测速方法基本类似，都是在转轴上安装一个很轻巧的传感器，将电机的转动信号通过霍尔元件或光电码盘转换为电脉冲，从而通过计算电脉冲的个数来测速。其中，霍尔元件测量精度相对较低，因此高效率车速传感器都采用编码器，有分辨率高、结构简单、体积小、响应速度快、耐恶劣环境、工作可靠、易于维护、性价比高等优点。
1 增量式光电编码器的测速原理
1.1 增量式光电编码器的构成及工作原理[1，2]
增量式光电编码器（以下简称光电码盘）由光源、光栅码盘和光电检测变换装置组成，光电码盘可随主轴转动。在一定大小的圆盘上等分地开通若干个长方形透光孔就形成光栅码盘，当主轴旋转时，光源照射码盘，透过光孔的光经光电管等电子元件组成的检测变换装置检测输出电脉冲，这样光电码盘就随位置的变化输出一系列的电脉冲信号，然后根据转动变化的方向用计数器对信号进行加/减计数，以此达到位置检测的目的，通过采样固定时间内的脉冲数，经过转换计算得到速度。光电码盘构。式中，为第k次采样时刻的输出增量值。
从式（4）和式（2）比较可以看出，增量式PI算法只与最近两次采样值有关，不需要进行大量的数据累加和存储，不易引起误差积累饱和，易于数字化，计算量少，实时性好。
为了控制智能车在启动、行进、倒车、转弯、刹车等动作时快速响应且超调量小，运行平稳，快速有效躲避障碍物等问题，必须设计好控制策略。数字PI调节器算法有增量式和位置式两种方式。从式（4）分析可知，增量式与位置式相比的优点是积分饱和的情况得到改善， 减少系统的超调量，过渡时间短，提高系统的动态特性。本设计中不允许有大的超调量，所以采用了增量式PI算法。
2.3 软件流程
该系统的软件部分主要由中断怎么写作程序和主程序组成。图6给出了控制器的主程序流程图，主程序主要包括上电自检和对单片机进行初始化、PWM输出模块的初始化、启动定时器 、开中断、进入循环体等，周期为5 ms。图7所示是其中断怎么写作程序，该程序主要完成当前速度信息的获取和处理速度大小和方向，中断周期为1 ms。3 实验结果
按本文原理设计的一套试验电路及测试波形如图8所示，图中包含电机驱动模块、四倍频电路、各种电源变换模块和四倍频后的波形。4 结 语
本设计利用单片机和集成电机驱动器等硬件，同时采用基于增量光电编码器和四倍频电路，提高了电机速度的可控性能。而使用速度控制增量PI算法，则可实现小汽车速度的快速、准确、稳定控制。参 考 文 献
陈志军，梁岚珍，南新元.光电编码器在控制系统中的应用[J].自动化仪表，2003，24（6）：61-62.
王兴，贾晓虎，郝春丽.基于增量式光电编码器位移传感器研究[J].电子设计工程，2012，3（4）：155-156.
[3] 金锋，卢杨，王文松，等.光栅四倍频细分电路模块的分析与设计[J].北京理工大学学报，2006，26（12）：1073-1076.
[4] 武崴，邢庆敏，邵丽颖，等.基于FPGA的增量式编码器接口电路设计在ARM上的应用[J].工程与试验，2012（3）：48-49.
[5] 李拥军，杨文淑.光电编码器测速算法的IP 核设计[J].长春理工大学学报：自然科学版，2008（9）：35-36.
[6] 黄晓冬，邱建琪，金孟加，等.基于FPGA的无刷直流电动机速度闭环系统设计与实现[J].微电机，2009（7）：45-46.
[7] 毕恩兴.基于单片机控制的智能车测速算法研究[J].电子设计工程，2011，8 （15）：118-119.
[8] 周美兰，贾成禹.一种直流电机数字控制系统的设计与实验研究[J].黑龙江大学自然科学学报，2009，12（6）：826-827.