3. 软件设计

       硬件功能的实现需要软件的支持，这里用的软件集成开发环境是ADS1.2（ARM Developer Suite），它是由ARM 公司提供的专门用于 ARM 相关应用开发和调试的综合性软件，用户可用它的CodeWarrior IDE来开发、编译、调试采用包括C、C++和 ARM 汇编语言编写的程序。集成控制软件流程见图8所示，程序开始初始化后进入循环，等待中断，响应后进入中断子程序返回采集信号，ARM对其进行PID控制和模糊处理，输出控制信号到执行机构，同时返回输出信号进行反馈对比。程序中两个关键是PID算法和模糊算法的实现。
为便于在计算机中实现PID控制，当采样信号足够小时，用求和代替积分，用向后差分代替微分，将PID控制方程：
（1）
       离散化为差分方程得到数字PID控制方程：

　　（2）

       式中，Kp，Ki，Kd分别是比例系数、积分系数和微分系数，由仿真整定出这三个参数。

　　图8  软件流程示意图

        在模糊控制子程序中，首先定义模糊控制规则表，再对车身和车轮加速度差值及其变化率进行模糊化，限定论域的饱和值后进行模糊推理，最后反模糊化得到步进电机的方向和脉冲数，进而控制电机的转向和步距角。这里为了易于编程实现，模糊化采用的是三角隶属函数，模糊规则使用最常用的if-then规则，反模糊化采用重心法。