自循跡移動靶車控制系統(tǒng)設(shè)計

2．2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
當(dāng)系統(tǒng)收到校驗(yàn)正確的移動命令后靶車進(jìn)入循跡模式，在移動中根據(jù)經(jīng)過的輔助停位橫條判斷是否到達(dá)目標(biāo)位置，最終停位在目標(biāo)點(diǎn)上。在移動過程中，靶車在任意時刻都要知道自己處在什么位置并決定下一步該如何動作。
為了能夠?qū)崟r、可靠的檢測路徑信息，保證靶車及時作出響應(yīng)，整個循跡控制過程在中斷中完成。系統(tǒng)的軟件流程如圖4所示。

為了得到穩(wěn)定的控制效果，電機(jī)控制采用數(shù)字增量式PID控制算法。圖像處理后得出的靶車位置偏差經(jīng)比例、積分、微分運(yùn)算后，根據(jù)結(jié)果調(diào)節(jié)左、右電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使靶車對當(dāng)前路徑作出快速、準(zhǔn)確的反應(yīng)。增量式PID控制算法如式(1)，其中，Kp、Ki、Kd分別為控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)。

靶車的偏移誤差增量△U只與本次移動偏差ek、上次移動偏差ek-1、上上次移動偏差ek-2有關(guān)。在一般情況下，會在一個相對較小的范圍內(nèi)波動最后達(dá)到平滑控制。考慮到控制量有可能溢出或小于零，因此對輸出增量設(shè)定了上限值Ui_max和下限值Ui_min。
由于靶車沒有固定的數(shù)學(xué)模型，采用工程整定法確定PID控制器的參數(shù)。方法是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先將PID參數(shù)設(shè)定在某些數(shù)值上，然后觀察系統(tǒng)響應(yīng)情況，再根據(jù)具體效果調(diào)節(jié)相應(yīng)參數(shù)比例度，直到找到合適的控制參數(shù)。

3 結(jié)論
本文主要闡述自循跡移動靶車的檢測系統(tǒng)、控制決策系統(tǒng)和動力系統(tǒng)三大功能模塊的設(shè)計方案與實(shí)現(xiàn)方法。由于路徑鋪設(shè)方便、費(fèi)用低、實(shí)時性強(qiáng)，并具有靈活的機(jī)動特性，所以自循跡移動靶車將是進(jìn)行常規(guī)及特種射擊訓(xùn)練必備的現(xiàn)代射擊設(shè)備，適合公安、武警以及一些特殊訓(xùn)練場所應(yīng)用。