循迹小车的设计的毕业论文

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毕业设计开题报告 题 目：论新型能源发展与环境保护关系分析 院 部：专 业： 汽车检测与维修 学 号： 学生姓名： 指导教师： 二O一O年 四 月 十二 日 一、题目：论新型能源发展与环境保护关系分析二、题目来源：网络参考三、题目类型：毕业设计四、［摘 要］：机动车业的发展和普及，为人们的生活带来许多方便。但是，随着机动车数量的不断增加，排气污染对城市环境的影响越来越明显。对机动车污染现状的分析，探讨如何控制机动车排放物的措施和方法。将针对城市环境污染,新能源汽车,和新型能源汽车发展与环境保护关系展开讨论，提出相关新型能源汽车在环境保护方面的建议。 五、［关键词］：环境污染，汽车废气，新能源汽车六、阅读的主要参考资料：［1］康龙云.新能源汽车与电力电子技术. 北京：机械工业出版社 ［2］边耀璋. 汽车新能源技术. 北京：人民交通出版社 ［3］邵毅明. 压缩天然气汽车改装与维修. 北京：人民交通出版社 ［4］蔡凤田. 汽车节能与环保实用技术. 北京：人民交通出版社 ［5］崔胜民. 新能源汽车技术. 北京：北京大学出版社 ［6］绍毅明. 汽车新能源与节能技术. 北京：人民交通出版社 ［7］黄家诚. 汽车新能源技术. 北京：人民交通出版社 七、解决思路通过查找资料，最终实现理论与实际相结合，达到真正数据的准确，操作的可行。八、设计的主要阶段与进度安排年3月10日至3月15日：毕业论文选题目。年3月16日至2010年3月30日：阅读相关资料和网络上考察。年4月1日至4月10日：根据阅读和考察的资料开始撰写论文。年4月11日至4月12日：修改并装订论文。九、指导老师审阅意见 。。。。。。。。。。。。毕业论文任务书 汽检 专业 2007级1、毕业论文（设计）题目：论新型能源发展与环境保护关系分析 2、学生完成全部任务期限： 2010 年 04 月 12 日3、任务要求：（1）进程要求1提出选题的初步设想。2搜集、整理与毕业设计或论文有关的、充分的、准确的信息资料，扩充查阅范围。3分析、筛选已有的信息资料，提出研究设想与计划。4向指导教师提出开题报告（见附页）。5 构思论文框架，编写论文提纲，撰写论文初稿。6 提请指导老师审阅，并根据老师的指导意见做进一步修订，装订成册。（2）成果要求1 毕业设计应提交设计图纸和相应的说明书。图纸须规范、完整、清晰、正确，格式符合国家标准的要求；说明书须规范、详实，应包括：任务书、开题报告、正文（摘要、正文内容，结语，参考文献）、附录等。书写认真、清楚，字数不少于8000字。主要包括：前言、摘要、正文内容2 毕业论文应包括：任务书、开题报告、正文（前言、摘要、关键词，正文内容、结语、参考文献）、附录等；书写认真、清楚，字数以15000字左右为宜。4、实验（调研）部分内容要求：（1）实验内容与论文题目一致，数据真实。（2）调研内容详实，调研结论应具备普遍性。5、文献查阅及翻译要求：（1）参考文献应与论文内容相一致。（2）参考文献不少于8篇。（3）参考文献的格式参考抚顺职业技术学院毕业论文格式要求。（4）翻译文献应与原文内容一致。6、发出日期： 2009年 2月 27日 指 导 教 师： （签名）学 生: （签名） 论新型能源发展与环境保护关系分析 毕业院校： 系 别：机电系专 业：汽车检测与维修指导老师： 姓 名： 学 号： ［摘 要］：机动车业的发展和普及，为人们的生活带来许多方便。但是，随着机动车数量的不断增加，排气污染对城市环境的影响越来越明显。对机动车污染现状的分析，探讨如何控制机动车排放物的措施和方法。将针对城市环境污染,新能源汽车,和新型能源汽车发展与环境保护关系展开讨论，提出相关新型能源汽车在环境保护方面的建议。 ［关键词］：环境污染，汽车废气，新能源汽车 目 录前 言----------------------------------------------------------11.汽车不断增加造成城市空气污染------------------------------22.机动车尾气排放中的主要污染物的危害及产生机理一氧化碳(CO)- 氮氧化物(NOx)---------------------------------------------- 碳氢化合物 铅----------------------------------------------------------33.汽车污染对人体健康的危害-----------------------------------34.新型能源汽车种类与原理醇类燃料汽车醚类燃料汽车气动汽车以植物油为燃料的汽车太阳能汽车纯电动汽车池汽车混合动力汽车------------------------------------------------65.中国的能源生产能力有多少，能源制品到底有多少------------76.中国石油紧缺到什么程度，解决石油问题的出路何在---------87.能源节约的作用到底有多大------------------------------98.中国重视新型能源清洁汽车的研制------------------------99.中国新能源产业前景乐观------------------------------------10 10.新型能源轿车环保技术大盘点------------------------------10 混合动力车双燃料车氢燃料电池车----------------------------------------------1011.新能源汽车目前发展现状------------------------------1012.新能源汽车离百姓多远--------------------------------11 总结------------------------------------------------------------12 参考文献--------------------------------------------------------13 前 言从1885年世界上第一辆内燃机汽车诞生以来，石油燃料汽车推动了人类一百多年来的汽车文明，为社会的进步作出了巨大贡献，这些都是客观存在的事实，不容否定。但汽车也与世间其他任何事物一样，具有两面性，这就是在为人类带来巨大利益的同时，也产生了不可忽视的负面影响。汽车污染主要是指汽车尾气的污染，其次是噪声污染一、汽车尾气 中国预防医学科学院最近对汽车尾气作了详尽分析，发现汽车尾气含有上千种化学物质，但主要成分是： 一氧化碳 它是燃油不充分燃烧的产物。汽车对环境的污染不可小视。 发展新型能源汽车保护环境的问题已迫在眉睫。1.汽车不断增加造成城市空气污染经过20年的改革开放，中国私人汽车数量迅速增加，汽车开始进入普通人的家庭生活。2001年后加入世界贸易组织（WTO），中国已经将汽车的进口关税从70-90%降低到44-51%，到2005年将进一步降低到25%。随着汽车价格的下降以及中国人较低的汽车拥有量，中国的汽车市场将会进一步繁荣。从而使汽车废气排放问题更加严重。中国有2000万辆汽车和1亿辆摩托车，而其中大多数都在城市。在城市环境污染物中，汽车所排放的氮氧化物占到了45至60%，而一氧化碳则占到了85%。因此，中国城市居民所吸入的劣质空气主要是由汽车所排放的废气造成的。我国现在的能源结构以煤炭为主，近年来煤炭消费量已占能源消费总量的75%以上。由于煤炭消费量的80%是原煤直接燃烧，由此造成的环境污染问题，已经影响到了国民经济的可持续发展。改善以燃煤为主的能源消费结构，是我国发展经济和保护环境的迫切要求。但是，中国以煤为主的能源消费结构是由能源资源条件决定的。在中国的能源资源中，煤炭占绝对的优势。若以常规能源资源总量为100，那么煤炭资源量在85以上，水能占12，石油和天然气仅占2-3。长期以来我国形成的能源生产格局就是以煤炭为主，未来煤炭工业仍将在整个能源过程中发挥不可替代的作用。为了完成《“十一五”计划和2010年远景目标纲要》提出的“改善能源生产和消费结构”的任务，我们应当着重在煤炭生产、加工和利用上作文章，其重点是提高原煤的入洗比例，减少原煤直接燃烧的数量，增加煤炭用于发电、制气等二次能源生产的数量，加快洁净煤技术的研究和应用。其核心是通过结构优化，提高能源利用的经济效益，最大限度地减轻环境污染，使经济与环境保持协调的可持续发展。2.机动车尾气排放中的主要污染物的危害及产生机理一氧化碳(CO)CO是一种化学反应能力低的无色无味的窒息性有毒气体，对空气的相对密度为0．9670，它的溶解度很小。吸入过量的CO会使人发生气急、嘴唇发紫、呼吸困难甚至死亡。长期吸入CO对城市居民身体健康是一个潜在威胁。其生成主要受混合气浓度的影响，在局部缺氧或低温条件下，燃烧中的碳不能完全氧化生成C02，而CO作为中间产物生成。 氮氧化物(NOx) NOx是在内燃机汽缸内大部分气体中生成的，NOx的排放量取决于燃烧温度、时间和空燃比等因素。氮氧化合物进人肺泡后，能形成亚硝酸和硝酸，对肺组织产生剧烈的刺激作用，增加肺毛细管的通透性，最后造成肺气肿。 碳氢化合物 碳氢化合物尽管在汽车尾气中含量不多，但其构成成分中含有一种已被世界公认的强致癌物质。 铅 汽车主要靠燃烧汽油(柴油)行驶．而汽油是一种易燃易爆的液体，为了防止爆炸，人们往往在汽油里添加一种抗爆剂——四乙基铅。汽车尾气中的铅很容易通过血液长期蓄积于人的肝、肾、脾、肺和大脑中，进而产生慢性危害，尤其是铅，一旦进入人的大脑组织，便紧紧粘附在脑细胞的关键部位，从而导致人的智能发育障碍和血红素制造障碍等后果。 3汽车污染对人体健康的危害 汽车污染主要是指汽车尾气的污染，其次是噪声污染一、汽车尾气 中国预防医学科学院最近对汽车尾气作了详尽分析，发现汽车尾气含有上千种化学物质，但主要成分是： 一氧化碳 它是燃油不充分燃烧的产物。车速越慢，排放量越多，大城市中90％的一氧化碳来自汽车尾气。它与人体血红蛋白的结合能力是氧气的250倍；对人的呼吸和循环系统危害严重。氮氧化物 其中主要是在高温燃烧条件下生成的二氧化氮。它对人和植物都有很强的毒性，能引起呼吸道感染和哮喘，使肺功能下降。它还会与碳氢化合物一起生成光化学烟雾，损伤人的眼睛。柴油机车辆排放的氨氮化物远比汽油机车辆严重，废气中的颗粒物比汽油机车高2－40倍。 苯并а芘 目前已从汽车尾气中分离出300多种环芳烃化合物，其中苯并а芘是公认的强致癌物质，在交通繁忙路口及其附近，苯并а芘污染特别严重。 铅 长期吸入含铅空气，可以引起慢性铅中毒，症状有头痛、头昏、全身无力、失眠、记忆力减退等。此外，还有甲醛、二氧化硫等多种有毒物质。 二、噪声 汽车发动机产生的噪声会对人的听力、生理功能等造成不良影响，使人烦躁不安，长期生活在噪声污染严重的环境中会影响学习、工作和健康。4新型能源汽车种类与原理 醇类燃料汽车 醇类燃料汽车以甲醇、乙醇等醇类物质为燃料，有良好的汽化性和可燃性，是燃油很好的等效替代品。甲醇在与汽油均匀搀混以实现长期稳定使用时必须选用相应的添加剂，以抑制其所表现的极性与活性。而乙醇的制取技术相对更成熟，其最新的技术可利用几乎所有的农林废弃物、城市生活有机垃圾和工业有机废弃物作为原料，使用较广泛。它可以与汽油或柴油以任意比例掺和的灵活燃料驱动，既不需要改造发动机，又具有较高的热效率，能起到良好的节能、降污效果，使汽车尾气污染减少30%以上。当然这种掺和燃料如要获得与汽油或柴油相当的功率，则必须加大燃油喷射量，并相应改变发动机的压缩比和点火提前角。现在国际上用玉米、小麦、糖蜜作乙醇，再勾兑乙醇汽油的技术已经比较成熟。美国在20世纪70年代起用玉米造乙醇汽油，到2003年底已拥有230多万辆乙醇汽车。而巴西的汽车更是全部都用乙醇汽油作为清洁燃料。 醚类燃料汽车 醚类燃料汽车主要指的是二甲醚汽车（DMEV），使用二甲醚（DME）作为燃料。DME是一种无色无味的气体，具有优良的燃烧性能，动力性能好，稍加压即为液体，非常适合作为压燃式发动机的代用能源。同时，DMEV清洁、污染少，不会排放黑色气体污染环境，产生的NOX比柴油少20%，可达到美国加州的超低排放标准。日本NKK公司早已成功开发出用劣质煤生产二甲醚的设备，并且和住友金属工业公司于1998年完成了用二甲醚作为汽车燃料的试验。 气动汽车 气动汽车是以压缩空气、液态空气、液氮等为介质，通过吸热膨胀做功来供给驱动能量的汽车。它不发生燃烧或其他化学反应，排放的是无污染物辐射的空气或氮气，真正实现了零污染。目前开发比较成功的有压缩空气动力汽车（APV），能量来源于方便、清洁的高压空气，对发动机材料要求低，结构简单，研发周期短，社会基础设施建设费用也不高，设计和建造都比较容易。但缺点是能量密度和能量转换率还不够高，续驶里程仍然较短，其整车性能与传统汽车相差太远，只能在较小的范围内应用于特定场合。2000年MDI公司推出的APV质量仅700kg，速度达120km/h，一次充满压缩空气可行驶200km，充气费用仅为美元。 我自己写的，绝对原稿。。。。

1. 小车控制及驱动单元的选择 此部分是整个小车的大脑，是整个小车运行的核心部件，起着控制小车所有运行状态的作用。通常选用单片机作为小车的核心控制单元，在这里用台湾凌阳公司的SPCE061A单片机来做小车的控制单元。SPCE061是一款拥有2K RAM、32KFlash、32 个I/O 口，并集成了AD/DA功能强大的16位微处理器，它还拥有丰富的语音处理功能，为小车的功能扩展提供了相当大的空间。只要按照该单片机的要求对其编制程序就可以实现很多不同的功能。小车驱动电机一般利用现成的玩具小车上的配套直流电机。考虑到小车必须能够前进、倒退、停止，并能灵活转向，在左右两轮各装一个电机分别进行驱动。当左轮电机转速高于右轮电机转速时小车向右转，反之则向左转。为了能控制车轮的转速，可以采取PWM调速法，即由单片机的IOB8、IOB9输出一系列频率固定的方波，再通过功率放大来驱动电机，在单片机中编程改变输出方波的占空比就可以改变加到电机上的平均电压，从而可以改变电机的转速。左右轮两个电机转速的配合就可以实现小车的前进、倒退、转弯等功能。 2. 小车循迹的原理 这里的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。红外探测器探测距离有限，一般最大不应超过15cm。对于发射和接收红外线的红外探头，可以自己制作或直接采用集成式红外探头。 （1）自制红外探头电路如图1所示，红外光的发送接收选用型号为ST168的对管。当小车在白色地面行驶时，装在车下的红外发射管发射红外线信号，经白色反射后，被接收管接收，一旦接收管接收到信号，那么图中光敏三极管将导通，比较器输出为低电平；当小车行驶到黑色引导线时，红外线信号被黑色吸收后，光敏三极管截止，比较器输出高电平，从而实现了通过红外线检测信号的功能。将检测到的信号送到单片机I/O口，当I/O口检测到的信号为高电平时，表明红外光被地上的黑色引导线吸收了，表明小车处在黑色的引导线上；同理，当I/O口检测到的信号为低电平时，表明小车行驶在白色地面上。此种方法简单，价格便宜，灵敏度可调，但是容易受到周围环境的影响，特别是在图1较强的日光灯下，对检测到的信号有一定的影响。 （2）集成式红外探头可以采用型号为E3F－DS10C4集成断续式光电开关探测器，它具有简单、可靠的工作性能，只要调节探头上的一个旋钮就可以控制探头的灵敏度。该探头输出端只有三根线（电源线、地线、信号线），只要将信号线接在单片机的I/O口，然后不停地对该I/O口进行扫描检测，当其为高电平时则检测到白纸，当为低电平时则检测到黑线。此种探头还能有效地防止普通光源（如日光灯等）的干扰。其缺点则是体积比较大，占用了小车有限的空间。 3.红外探头的安装 在小车具体的循迹行走过程中，为了能精确测定黑线位置并确定小车行走的方向，需要同时在底盘装设4个红外探测头，进行两级方向纠正控制，提高其循迹的可靠性。这4个红外探头的具体位置如图2所示。图中循迹传感器共安装4个，全部在一条直线上。其中InfraredMR与InfraredML 为第一级方向控制传感器，InfraredSR 与InfraredSL 为第二级方向控制传感器。小车行走时，始终保持黑线（如图2 中所示的行走轨迹黑线）在InfraredMR和InfraredML这两个第一级传感器之间，当小车偏离黑线时，第一级探测器一旦探测到有黑线，单片机就会按照预先编定的程序发送指令给小车的控 制系统，控制系统再对小车路径予以纠正。若小车回到了轨道上，即4个探测器都只检测到白纸，则小车会继续行走；若小车由于惯性过大依旧偏离轨道，越出了第一级两个探测器的探测范围，这时第二级动作，再次对小车的运动进行纠正，使之回到正确轨道上去。可以看出，第二级方向探测器实际是第一级的后备保护，从而提高了小车循迹的可靠性。 4.软件控制 其程序控制框图如图3。小车进入循迹模式后，即开始不停地扫描与探测器连接的单片机I/O口，一旦检测到某个I/O口有信号，即进入判断处理程序（switch）,先确定4个探测器中的哪一个探测到了黑线，如果InfraredML(左面第一级传感器)或者InfraredSL(左面第二级传感器)探测到黑线，即小车左半部分压到黑线，车身向右偏出，此时应使小车向左转；如果是InfraredMR(右面第一级传感 器)或InfraredSR(右面第二级传感器)探测到了黑线，即车身右半部压住黑线，小车向左偏出了轨迹，则应使小车向右转。在经过了方向调整后，小车再继续向前行走，并继续探测黑线重复上述动作。 由于第二级方向控制为第一级的后备，则两个等级间的转向力度必须相互配合。 电动循迹小车设计1. 小车控制及驱动单元的选择 此部分是整个小车的大脑，是整个小车运行的核心部件，起着控制小车所有运行状态的作用。通常选用单片机作为小车的核心控制单元，在这里用台湾凌阳公司的SPCE061A单片机来做小车的控制单元。SPCE061是一款拥有2K RAM、32KFlash、32 个I/O 口，并集成了AD/DA功能强大的16位微处理器，它还拥有丰富的语音处理功能，为小车的功能扩展提供了相当大的空间。只要按照该单片机的要求对其编制程序就可以实现很多不同的功能。小车驱动电机一般利用现成的玩具小车上的配套直流电机。考虑到小车必须能够前进、倒退、停止，并能灵活转向，在左右两轮各装一个电机分别进行驱动。当左轮电机转速高于右轮电机转速时小车向右转，反之则向左转。为了能控制车轮的转速，可以采取PWM调速法，即由单片机的IOB8、IOB9输出一系列频率固定的方波，再通过功率放大来驱动电机，在单片机中编程改变输出方波的占空比就可以改变加到电机上的平均电压，从而可以改变电机的转速。左右轮两个电机转速的配合就可以实现小车的前进、倒退、转弯等功能。 2. 小车循迹的原理 这里的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。红外探测器探测距离有限，一般最大不应超过15cm。对于发射和接收红外线的红外探头，可以自己制作或直接采用集成式红外探头。 （1）自制红外探头电路如图1所示，红外光的发送接收选用型号为ST168的对管。当小车在白色地面行驶时，装在车下的红外发射管发射红外线信号，经白色反射后，被接收管接收，一旦接收管接收到信号，那么图中光敏三极管将导通，比较器输出为低电平；当小车行驶到黑色引导线时，红外线信号被黑色吸收后，光敏三极管截止，比较器输出高电平，从而实现了通过红外线检测信号的功能。将检测到的信号送到单片机I/O口，当I/O口检测到的信号为高电平时，表明红外光被地上的黑色引导线吸收了，表明小车处在黑色的引导线上；同理，当I/O口检测到的信号为低电平时，表明小车行驶在白色地面上。此种方法简单，价格便宜，灵敏度可调，但是容易受到周围环境的影响，特别是在图1较强的日光灯下，对检测到的信号有一定的影响。 （2）集成式红外探头可以采用型号为E3F－DS10C4集成断续式光电开关探测器，它具有简单、可靠的工作性能，只要调节探头上的一个旋钮就可以控制探头的灵敏度。该探头输出端只有三根线（电源线、地线、信号线），只要将信号线接在单片机的I/O口，然后不停地对该I/O口进行扫描检测，当其为高电平时则检测到白纸，当为低电平时则检测到黑线。此种探头还能有效地防止普通光源（如日光灯等）的干扰。其缺点则是体积比较大，占用了小车有限的空间。 3.红外探头的安装 在小车具体的循迹行走过程中，为了能精确测定黑线位置并确定小车行走的方向，需要同时在底盘装设4个红外探测头，进行两级方向纠正控制，提高其循迹的可靠性。这4个红外探头的具体位置如图2所示。图中循迹传感器共安装4个，全部在一条直线上。其中InfraredMR与InfraredML 为第一级方向控制传感器，InfraredSR 与InfraredSL 为第二级方向控制传感器。小车行走时，始终保持黑线（如图2 中所示的行走轨迹黑线）在InfraredMR和InfraredML这两个第一级传感器之间，当小车偏离黑线时，第一级探测器一旦探测到有黑线，单片机就会按照预先编定的程序发送指令给小车的控 制系统，控制系统再对小车路径予以纠正。若小车回到了轨道上，即4个探测器都只检测到白纸，则小车会继续行走；若小车由于惯性过大依旧偏离轨道，越出了第一级两个探测器的探测范围，这时第二级动作，再次对小车的运动进行纠正，使之回到正确轨道上去。可以看出，第二级方向探测器实际是第一级的后备保护，从而提高了小车循迹的可靠性。 4.软件控制 其程序控制框图如图3。小车进入循迹模式后，即开始不停地扫描与探测器连接的单片机I/O口，一旦检测到某个I/O口有信号，即进入判断处理程序（switch）,先确定4个探测器中的哪一个探测到了黑线，如果InfraredML(左面第一级传感器)或者InfraredSL(左面第二级传感器)探测到黑线，即小车左半部分压到黑线，车身向右偏出，此时应使小车向左转；如果是InfraredMR(右面第一级传感 器)或InfraredSR(右面第二级传感器)探测到了黑线，即车身右半部压住黑线，小车向左偏出了轨迹，则应使小车向右转。在经过了方向调整后，小车再继续向前行走，并继续探测黑线重复上述动作。 由于第二级方向控制为第一级的后备，则两个等级间的转向力度必须相互配合。第二级通常是在超出第一级的控制范围的情况下发生作用，它也是最后一层保护，所以它必须要保证小车回到正确轨迹上来，则通常使第二级转向力度大于第一级，即level2>level1(level1、level2为小车转向力度，其大小通过改变单片机输出的占空比的大小来改变)，具体数值在实地实验中得到。根据上面所讲述的方法，我们可以较容易地做出按照一定轨迹行走的智能电动小车。但是按照该方法行走的小车如果是走直线，有可能会是蛇形前进。为了使小车能够按轨迹行走的更流畅，可以在软件编程时运用一些简单的算法。例如，在对小车进行纠偏时，适当提前停止纠偏，而不要等到小车完全不偏时再停止，以防止小车的过冲。 第二级通常是在超出第一级的控制范围的情况下发生作用，它也是最后一层保护，所以它必须要保证小车回到正确轨迹上来，则通常使第二级转向力度大于第一级，即level2>level1(level1、level2为小车转向力度，其大小通过改变单片机输出的占空比的大小来改变)，具体数值在实地实验中得到。 根据上面所讲述的方法，我们可以较容易地做出按照一定轨迹行走的智能电动小车。但是按照该方法行走的小车如果是走直线，有可能会是蛇形前进。为了使小车能够按轨迹行走的更流畅，可以在软件编程时运用一些简单的算法。例如，在对小车进行纠偏时，适当提前停止纠偏，而不要等到小车完全不偏时再停止，以防止小车的过冲