专利名称：汽车列车轨迹跟踪性研究的模型实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种汽车主动安全实验设备，特别涉及一种汽车列车轨迹跟踪性
研究的模型实验装置。
技术背景 目前国内外大部分研究汽车、列车轨迹跟踪的学者主要从事自动化或控制领域， 他们的目标主要是优化控制方法，研究对象大多为单车，而对于汽车列车动力学特性对轨 迹跟踪性的影响、汽车列车轨迹跟踪控制装置的开发和研究，以及对汽车列车轨迹跟踪的 研究不够深入，研究对象即车辆运动模型采用两自由度、三自由度的线性模型，而不考虑车 辆的动力学特性。
发明内容 本实用新型的目的就在于提供一种汽车列车轨迹跟踪性研究的模型实验装置，该 装置是基于汽车列车动力学特性的轨迹来跟踪行驶车辆模型，能够更好地模拟汽车列车的 实际运动情况。 本实用新型的技术方案是一种汽车列车轨迹跟踪性研究的模型实验装置，其特征
在于由电源管理模块、传感器模块、测速模块、微控制器、舵机角度调整模块、舵机角度显示
模块、电机速度调速模块、电机速度显示模块和电机驱动模块组成；传感器模块、舵机角度调
速模块和电机速度调速模块的输出端与微控制器的输入端连接，微控制器的输出端分别连接
电机驱动模块、舵机角度显示模块、电机速度调速模块和舵机的输入端；电机驱动模块的输
出端连接电机，电机与测速模块的输入端连接，测速模块的输出端与微控制器连接。 上述传感器模块采用光电传感器。 上述电机驱动模块是L298和H桥电路的组合。 上述测速模块测速模块通过一个光电管进行检测，U3是用于信号隔离的光耦，检 测的速度经过741进行放大，通过PT0将信号传递给单片机。 本实用新型的优点是基于汽车列车动力学特性的轨迹跟踪行驶车辆模型及汽 车列车轨迹跟踪优化控制方案，将为汽车列车轨迹跟踪控制问题提供新的方法和手段。在 汽车列车的模型中，分别对牵引车、半挂车进行了动力学的模型分析，相对于以前的两自由 度、三自由度的线性模型，能更好模拟汽车列车的实际运动情况。

图1是本实用新型的结构框图。 图2是本实用新型的原理图。
具体实施方式
如图1所示一种汽车列车轨迹跟踪性研究的模型实验装置，其特征在于由电源
3管理模块、传感器模块、测速模块、微控制器、舵机角度调整模块、舵机角度显示模块、电机 速度调速模块、电机速度显示模块和电机驱动模块组成；传感器模块、舵机角度调速模块和 电机速度调速模块的输出端与微控制器的输入端连接，微控制器的输出端分别连接电机驱 动模块、舵机角度显示模块、电机速度调速模块和舵机的输入端；电机驱动模块的输出端连 接电机，电机与测速模块的输入端连接，测速模块的输出端与微控制器连接。 如图2所示电源模块7805用于稳压输出为5v的电源，用于给芯片提供5v的电 源。两排发光二极管是光电传感器，一排用于发送信号，一排用于接收信号。有无信号输出 的电压值不同，单片机通过AD采集AN00 AN07的值进行路线的判断。下面S3S4 (PA0PA1) 用于舵机角度的调整，一个用于加大角度，一个用于减小角度，S5S6(PA2PA3)用于电机速度 的调整，一个用于加速，一个用于减速。数码管PMO PM3用于片选数码管，PHO PH7用 于单片机显示数据，前两个是显示小车当前的速度，后两个用于显示舵机当前的角度。L298 是电机驱动芯片和H桥电路组合，驱动电机工作。PP2(P丽信号)控制电机的速度。下面的 JP2用于舵机的电压给定，因为舵机的电压在6v左右，电池的电压时7. 2v所以用一个二极 管分压，PP1(P丽信号)用于控制舵机的角度。测速模块通过一个光电管进行检测，U3是光 耦，用于信号隔离。检测的速度经过741进行放大，通过PTO将信号传递给单片机。 本设计采用清华开发板标有相应名字的引脚进行连接，用程序进行控制和数据传 输。
权利要求一种汽车列车轨迹跟踪性研究的模型实验装置，其特征在于由电源管理模块、传感器模块、测速模块、微控制器、舵机角度调整模块、舵机角度显示模块、电机速度调速模块、电机速度显示模块和电机驱动模块组成；传感器模块、舵机角度调速模块和电机速度调速模块的输出端与微控制器的输入端连接，微控制器的输出端分别连接电机驱动模块、舵机角度显示模块、电机速度调速模块和舵机的输入端；电机驱动模块的输出端连接电机，电机与测速模块的输入端连接，测速模块的输出端与微控制器连接。
2. 根据权利要求1所述的汽车列车轨迹跟踪性研究的模型实验装置，其特征在于上 述传感器模块采用光电传感器。
3. 根据权利要求1所述的汽车列车轨迹跟踪性研究的模型实验装置，其特征在于上 述电机驱动模块是L298和H桥电路的组合。
4. 根据权利要求1所述的汽车列车轨迹跟踪性研究的模型实验装置，其特征在于上 述测速模块测速模块通过一个光电管进行检测，U3是用于信号隔离的光耦，检测的速度经 过741进行放大，通过PTO将信号传递给单片机。
专利摘要一种汽车列车轨迹跟踪性研究的模型实验装置，由电源管理模块、传感器模块、测速模块、微控制器、舵机角度调整模块、舵机角度显示模块、电机速度调速模块、电机速度显示模块和电机驱动模块组成；传感器模块、舵机角度调速模块和电机速度调速模块的输出端与微控制器的输入端连接，微控制器的输出端分别连接电机驱动模块、舵机角度显示模块、电机速度调速模块和舵机的输入端；电机驱动模块的输出端连接电机，电机与测速模块的输入端连接，测速模块的输出端与微控制器连接。该装置是基于汽车列车动力学特性的轨迹来跟踪行驶车辆模型，能够更好地模拟汽车列车的实际运动情况。
文档编号G01M17/08GK201464188SQ200920098219
公开日2010年5月12日 申请日期2009年8月4日 优先权日2009年8月4日
发明者关志伟, 张蕾, 王新建, 闫光辉 申请人:天津工程师范学院