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摘 要：笔者在计算方法中使用了HCS12的16位单片机作为间接PID智能车的硬件配置系统，并经过反复测试，检测并验证了间接PID智能车在不同类型道路上的安全、稳定性能。
关键词：间接PID智能车控制；计算方法；测试系统
1 PID控制原理综述
所谓的PID控制原理是指，在控制器的设计过程中，使用反馈检测以提升控制器运行的稳定性。从PID控制计算方法应用以来，其能够有效调节、缩小被监测变量实际数值与目标数值之间的差距，而从起到调节控制系统的作用，并根据反馈测量结果，对设计系统进行调节与优化。
PID控制计算方法的使用优势为：应用简便、普遍适用性强，其所监测、调节的数值具有一定程度的独立性，不与其他数值产生牵连效用，因而被设计人员所推崇和广泛使用，成为当今世界上最为常见、普遍适用的控制计算方法之一。随着科学力量的不断进步，社会工业技术水平也在不断增长与创新，自动化控制系统、计算机智能化系统得到传播与普及，为工业生产提供了便利条件——一方面自动化控制系统、计算机智能化控制系统能够与PID控制计算方法有效结合应用，提升了控制系统的运行效率；另一方面，由微分先行计算方法、位置式计算方法、增量式计算方法构成的PID控制计算方法，可以在通常情况下保证工业控制的需求并形成自动化控制系统，符合系统输出的设定要求与目标。
2 间接PID驱动电机控制算法简介
智能车模型的驱动电机是自流电机，同样可以自接用PID控制算法，但是利用PID算法需要有系统的自接反馈值，如舵相L算法中的反馈值通过光电传感检测获得，而驱动电机要想自接获得反馈值必须在硬件上设计车速传感器，这必然给硬件选择、硬件设计、PCB板设计、软件实现带来比较大的工作量；同时加上车速传感器之后智能车的重量也会增加，这样会增加驱动电机的负载，耗电速度快；同时智能车过重也会给舵机的转向带来负而影响，因为连接舵机和连杆的硬件是塑料做的东西，而且是两三个塑料卡在一起的，当智能车要转弯时，舵机转动的力是一定的，如果车身太重的话那么舵机转弯的力就会带小动前轮，而使这些力消耗在这几块塑料上，时间长了这些力就会使塑料变形，破坏车的硬件结构，影响车的性能，给车的行驶带来小稳定性和小可靠性。
然而加上车速传感器之后又能给驱动电机带来自接的控制，能比较有效、及时地改变驱动电机的转速，为智能车行驶提供比较好的参考。
本文所述的驱动电机间接PID控制算法的思想是：把舵机的PID控制算法的输出控制量当作驱动电机的控制算法的输入量，经过一定的算法之后，输出量做为驱动电机的输出控制量，从而实现驱动电机的间接PID控制算法。
舵機的输出控制量为Uk的公式为：
Uk=△Uk+Uk-1
其中△Uk认为舵机输出控制量的增量，Uk-1，为舵机前一次的输出控制量。把Uk作为驱动电机的输入量。设驱动电机的输出控制量为M，它的计算公式如下：
公式中：常量C为当智能车在自线上行驶时驱动电机的控制量，常量热BRV4为当智能车在最大右转行驶时驱动电机的控制量，常量BR4为当智能车在最大右转行驶时舵机的理论控制值，常量BLV4为当智能车在最大左转行驶时驱动电机的控制量，常量BL4为当智能车在最大左转行驶时舵机的理论控制值。则公式2中M的算式为一元一次分段线性险方程。实际上公式2的函数是两条直线，如图1所示。
从图1中可以看出，智能车左转的驱动电机控制量是线性减小的，而右转的驱动电机控制量是线性增加的。驱动电机控制量的线性变化优点在于能够使电机控制量的变化平稳，有利于小车在转弯时均匀地增加或减小控制量，从而使小车能够在转弯时保持平稳的速度行驶，不至于出现停顿现象。
3 间接PID驱动电机控制算法程序
本系统的驱动电机控制采用间接PID控制算法，其思想及具体描述已经讲过，此处只对间接PID控制算法的软件实现作具体介绍。
具体流程图见图2。
驱动电机间接PID控制算法，首先要用舵机的PID输出控制量作为自己的间接反馈量，然后通过公式2运算之后，得到最后的驱动电机输出控制量。
成绩对比及试验结果表明：本文所述的间接PID驱动电机控制算法能够优化控制算法，使智能车能够更稳定、可靠、快速地跑完比赛规定的路程。
参考文献
[1]侯一民，朱志超.单神经元PID控制算法在智能车控制系统的应用[J].化工自动化及仪表，2015，（2）：117.
[2]徐莺.基于间接PID的智能车控制算法研究[J].湖北广播电视大学学报，2008，28（5）：155-156.
（作者单位：辽宁通用航空研究院）
关键词：间接PID智能车控制；计算方法；测试系统
1 PID控制原理综述
所谓的PID控制原理是指，在控制器的设计过程中，使用反馈检测以提升控制器运行的稳定性。从PID控制计算方法应用以来，其能够有效调节、缩小被监测变量实际数值与目标数值之间的差距，而从起到调节控制系统的作用，并根据反馈测量结果，对设计系统进行调节与优化。
PID控制计算方法的使用优势为：应用简便、普遍适用性强，其所监测、调节的数值具有一定程度的独立性，不与其他数值产生牵连效用，因而被设计人员所推崇和广泛使用，成为当今世界上最为常见、普遍适用的控制计算方法之一。随着科学力量的不断进步，社会工业技术水平也在不断增长与创新，自动化控制系统、计算机智能化系统得到传播与普及，为工业生产提供了便利条件——一方面自动化控制系统、计算机智能化控制系统能够与PID控制计算方法有效结合应用，提升了控制系统的运行效率；另一方面，由微分先行计算方法、位置式计算方法、增量式计算方法构成的PID控制计算方法，可以在通常情况下保证工业控制的需求并形成自动化控制系统，符合系统输出的设定要求与目标。
2 间接PID驱动电机控制算法简介
智能车模型的驱动电机是自流电机，同样可以自接用PID控制算法，但是利用PID算法需要有系统的自接反馈值，如舵相L算法中的反馈值通过光电传感检测获得，而驱动电机要想自接获得反馈值必须在硬件上设计车速传感器，这必然给硬件选择、硬件设计、PCB板设计、软件实现带来比较大的工作量；同时加上车速传感器之后智能车的重量也会增加，这样会增加驱动电机的负载，耗电速度快；同时智能车过重也会给舵机的转向带来负而影响，因为连接舵机和连杆的硬件是塑料做的东西，而且是两三个塑料卡在一起的，当智能车要转弯时，舵机转动的力是一定的，如果车身太重的话那么舵机转弯的力就会带小动前轮，而使这些力消耗在这几块塑料上，时间长了这些力就会使塑料变形，破坏车的硬件结构，影响车的性能，给车的行驶带来小稳定性和小可靠性。
然而加上车速传感器之后又能给驱动电机带来自接的控制，能比较有效、及时地改变驱动电机的转速，为智能车行驶提供比较好的参考。
本文所述的驱动电机间接PID控制算法的思想是：把舵机的PID控制算法的输出控制量当作驱动电机的控制算法的输入量，经过一定的算法之后，输出量做为驱动电机的输出控制量，从而实现驱动电机的间接PID控制算法。
舵機的输出控制量为Uk的公式为：
Uk=△Uk+Uk-1
其中△Uk认为舵机输出控制量的增量，Uk-1，为舵机前一次的输出控制量。把Uk作为驱动电机的输入量。设驱动电机的输出控制量为M，它的计算公式如下：
公式中：常量C为当智能车在自线上行驶时驱动电机的控制量，常量热BRV4为当智能车在最大右转行驶时驱动电机的控制量，常量BR4为当智能车在最大右转行驶时舵机的理论控制值，常量BLV4为当智能车在最大左转行驶时驱动电机的控制量，常量BL4为当智能车在最大左转行驶时舵机的理论控制值。则公式2中M的算式为一元一次分段线性险方程。实际上公式2的函数是两条直线，如图1所示。
从图1中可以看出，智能车左转的驱动电机控制量是线性减小的，而右转的驱动电机控制量是线性增加的。驱动电机控制量的线性变化优点在于能够使电机控制量的变化平稳，有利于小车在转弯时均匀地增加或减小控制量，从而使小车能够在转弯时保持平稳的速度行驶，不至于出现停顿现象。
3 间接PID驱动电机控制算法程序
本系统的驱动电机控制采用间接PID控制算法，其思想及具体描述已经讲过，此处只对间接PID控制算法的软件实现作具体介绍。
具体流程图见图2。
驱动电机间接PID控制算法，首先要用舵机的PID输出控制量作为自己的间接反馈量，然后通过公式2运算之后，得到最后的驱动电机输出控制量。
成绩对比及试验结果表明：本文所述的间接PID驱动电机控制算法能够优化控制算法，使智能车能够更稳定、可靠、快速地跑完比赛规定的路程。
参考文献
[1]侯一民，朱志超.单神经元PID控制算法在智能车控制系统的应用[J].化工自动化及仪表，2015，（2）：117.
[2]徐莺.基于间接PID的智能车控制算法研究[J].湖北广播电视大学学报，2008，28（5）：155-156.
（作者单位：辽宁通用航空研究院）