Case 11 PID巡线

简介

本课程旨在通过制作智能赛车，让学生学习和探索程序设计中的判断、分支、与或非等概念，并了解巡线传感器的工作原理和PID控制的基本原理。学生将通过实践操作，掌握PID巡线算法，培养逻辑思维、问题解决和团队合作能力，并进一步提高小车的巡线行驶效果。

教学目标

理解程序设计中的判断、分支、与或非等基本概念，并能够应用于实际问题。

了解巡线传感器的工作原理，理解其在巡线行驶中的应用。

掌握PID控制算法的基本原理，并能够将其应用于巡线行驶。

教学准备

Cutebot Pro × 1

micro:bit × 1

教学过程

课程引入

大家好！今天我们将要继续我们的智能赛车制作项目，但这次我们要提升小车的巡线行驶效果。你们是否注意到在之前的巡线行驶中，小车可能会出现抖动或频繁转向的情况？为了使小车能够更加顺滑地沿着黑色线条行驶，我们将引入一个新的概念——PID控制。PID控制可以帮助我们根据传感器的反馈信号进行更精确的控制。

PID是比例（Proportional）、积分（Integral）和微分（Derivative）的缩写，它们是控制系统中常用的三个调节参数。通过合理调整这些参数，我们可以使小车更好地跟随线条并减小偏差。

探究活动

如何利用巡线传感器和PID控制算法，使小车能够顺滑地沿着黑色线条行驶？你们有什么想法和猜测？

尝试调整PID控制算法中的参数，观察对小车巡线行驶效果的影响。

设计和实现其他巡线行驶策略，如根据线条的弯曲程度调整行驶速度等。

分组讨论，鼓励学生分享自己的观点和想法。

示例代码

请参考程序连接：https://makecode.microbit.org/S63375-59249-43112-97194

你也可以通过以下网页直接下载程序。

案例展示

总结与反思

回顾课程内容，提醒学生掌握了哪些知识和技能。

引导学生讨论他们在制作过程中遇到的问题和困难，以及如何解决这些问题。

鼓励学生思考智能赛车制作案例的应用领域和未来发展。

延伸活动

让学生尝试改进智能赛车的巡线行驶功能，使其能够应对更复杂的线路和路况。

引导学生设计和实现更复杂的十字路口处理算法，考虑不同交通规则和情况。

鼓励学生思考和讨论智能赛车在日常生活中的实际应用和未来发展前景。