基于模糊控制的智能竞速车舵机转向系统设计

（2） 舵机的控制

本系统采用的控制信号为周期13ms的脉冲信号，改变脉冲宽度就可以改变舵机的方向，另外脉冲宽度和转角成线性关系[14-16]，其计算公式为：

a=（l-1.5）×90° (1)

其中a是舵机的转角，单位是度；l是脉冲宽度，单位是毫秒。其转角和脉冲宽度的对应关系如图2所示。



图2 舵机的控制

在硬件实现上，利用了一路16位的pwm来驱动舵机转向。

模糊控制方案的设计

模糊控制器有三个功能模块：模糊化，模糊推理，清晰化，如图3所示。



图3 模糊控制器

模糊子集和隶属函数的建立红外接收管编码如图4所示。



图4 红外接受管编码

本系统模糊控制器采用常规模糊控制器，其输入量为当前位置偏差e，输出量为舵机控制信号u。

位置偏差e是光电传感器反馈回的实际位置与智能车中轴线的偏差。e为零时，智能车未偏离路径；e为正数时，智能车向左偏离路径；e为负数时，智能车向右偏离路径。其偏离范围e（论域，单位为cm）为[-9，9]，将论域离散化为整数集e={-9，-6，-3，0，3，6，9}，则量化因子k=n/x=1.0。

将位置偏差e的值模糊化。设模糊子集e={nb,nm,ns,ze,ps,pm,pb}，其中，nb：[-9，-6]，表示左偏特大；nm：[-9，-3]，表示左偏较大；ns：[-6，0]，表示左偏较小；ze：[-3，3]，表示正中；ps：[0，6]，表示右偏较小；pm：[3，9]，表示右偏较大；pb：[6，9]，表示右偏特大。

e的隶属函数为三角形函数分布，如图5所示。



图5 e的隶属度函数

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