《湖南省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽公開賽草案征求意見稿》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《湖南省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽公開賽草案征求意見稿（28頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),2014年湖南省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽公開賽說(shuō)明,設(shè)置公開賽的目的意義,本次公開賽要重點(diǎn)解決的問(wèn)題,本次公開賽的題目,本次公開賽要注意的事宜,時(shí)間/參賽隊(duì)/地點(diǎn)安排,1.設(shè)置公開賽的目的意義,針對(duì)國(guó)賽中存在的共性問(wèn)題,2013年國(guó)賽中,我省存在的共性問(wèn)題是四旋翼飛行器題測(cè)試成績(jī)嚴(yán)重偏低(我省測(cè)試成績(jī)只有30分,而上海山東江蘇等省測(cè)試成績(jī)達(dá)到滿分),反映我省對(duì)三維控制缺乏研究與訓(xùn)練.,探索解決的方法,四旋翼飛行器的控制存在許多沒有引起重視的問(wèn)題,如飛行姿態(tài)控制問(wèn)題,四旋翼配合控制問(wèn)題,穩(wěn)定性問(wèn)題,抗擾動(dòng)問(wèn)題等.,引導(dǎo)

2、學(xué)校培養(yǎng)方向,針對(duì)存在的問(wèn)題,有重點(diǎn)地引導(dǎo)各學(xué)校加強(qiáng)培訓(xùn),為明年國(guó)賽作準(zhǔn)備.,2.本次公開賽要重點(diǎn)解決的問(wèn)題,探索解決穩(wěn)定性問(wèn)題,以保證飛行器能夠平穩(wěn)飛行,四旋翼飛行器是通過(guò)調(diào)節(jié)四個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)改變旋翼轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)升力的變化，從而控制飛行器的姿態(tài)和位置。由于飛行器是通過(guò)改變旋翼轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)升力變化，這樣會(huì)導(dǎo)致其動(dòng)力不穩(wěn)定，所以,需要一種能夠長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的控制方法,。四旋翼飛行器是一種六自由度的垂直升降機(jī)，因此,非常適合靜態(tài)和準(zhǔn)靜態(tài)條件下飛行,。但是四旋翼飛行器只有四個(gè)輸入力，同時(shí)卻有六個(gè)狀態(tài)輸出，所以它又是一種,欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),。,四旋翼飛行器的結(jié)構(gòu),四旋翼飛行器沿各方向的運(yùn)動(dòng),四旋翼飛行器在空間共有 6

3、 個(gè)自由度（分別沿 3,個(gè)坐標(biāo)軸作平移和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作），這 6 個(gè)自由度的控制都可以通過(guò)調(diào)節(jié)不同電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)?；具\(yùn)動(dòng)狀態(tài)分別是：（1）垂直運(yùn)動(dòng)；（2）俯仰運(yùn)動(dòng)；（3）滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；（4）偏航運(yùn)動(dòng)；（5）前后運(yùn)動(dòng)；（6）側(cè)向運(yùn)動(dòng)。電機(jī) 1 和電機(jī) 3 作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，電機(jī) 2 和電機(jī) 4 作順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，規(guī)定沿 x 軸正方向運(yùn)動(dòng)稱為向前運(yùn)動(dòng)，箭頭在旋翼的運(yùn)動(dòng)平面上方表示此電機(jī)轉(zhuǎn)速提高，在下方表示此電機(jī)轉(zhuǎn)速下降。,當(dāng)四個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速不完全相同時(shí)，不平衡的反扭矩會(huì)引起四旋翼飛行器轉(zhuǎn)動(dòng)。,四旋翼飛行器的控制系統(tǒng)分為兩個(gè)部分:飛行控制系統(tǒng)與無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。飛行控制系統(tǒng)通過(guò) IMU 慣性測(cè)量單元(由陀螺傳感器

4、與加速度傳感器組成)檢測(cè)飛行姿態(tài).,3.本次公開賽的題目,本次公開賽計(jì)劃出,2,個(gè)題（,A,題和,B,題）。,重點(diǎn)解決四旋翼飛行器的穩(wěn)定性問(wèn)題。,每校在選題時(shí)，,參賽的兩個(gè)隊(duì)不能選同一個(gè)題,。即參賽隊(duì)只有一個(gè)隊(duì)時(shí)，可選,A,題，也可選,B,題；但參賽隊(duì)有二個(gè)隊(duì)時(shí)，則一個(gè)隊(duì)選,A,題，另一個(gè)隊(duì)只能選,B,題。,題目,A:,四旋翼自主飛行器,一.任務(wù):,設(shè)計(jì)并制作一個(gè)四旋翼自主飛行器,能夠在規(guī)定的測(cè)試場(chǎng)地完成規(guī)定的測(cè)試內(nèi)容.所設(shè)計(jì)的四旋翼飛行器帶防撞圈，外形尺寸（含防撞圈）限定為：長(zhǎng)度50cm，寬度50cm。飛行器機(jī)身必須標(biāo)注參賽隊(duì)號(hào)。,規(guī)定尺寸:,因?yàn)榉乐褂绣X的學(xué)校購(gòu)買成品飛行器,而缺錢的學(xué)校自

5、制飛行器,使大家能夠在同一起跑線.,飛行區(qū)域俯視圖和立體圖分別如圖,1,和圖,2,所示。,二.要求,1.基本要求,(1)四旋翼自主飛行器（簡(jiǎn)稱飛行器）擺放在圖 1 所示的 A 區(qū)，一鍵式啟動(dòng)飛行器向 B 區(qū)起飛。,(2)飛行器要求飛行高度大于 1 M,以越過(guò) 1 M,示高線。,(3)飛行器在飛到 B 區(qū)指示線時(shí),空中停留30秒,要求飛行高度大于 1 M。,(4)飛行器接著在 B 區(qū)降落并準(zhǔn)確停機(jī)。,要求,2.發(fā)揮部分,(1)飛行器擺放在 B 區(qū)，飛行器下面擺放一薄鐵片，一鍵式啟動(dòng)，飛行器拾取薄鐵片并向 A 區(qū)起飛。,(2)飛行器攜帶薄鐵片在飛到 B 區(qū)指示線時(shí),空中停留,30,秒,要求飛行高度

6、大于 1 M。,(3)飛行器接著向 A 區(qū)飛行,要求飛行高度大于 1 M,以越過(guò) 1 M,示高線。,(4)飛行器在 A 區(qū)降落并準(zhǔn)確停機(jī).并將薄鐵片準(zhǔn)確投放到 A 區(qū).,題目,B:,四旋翼自主飛行器,一,.,任務(wù),設(shè)計(jì)并制作一個(gè)四旋翼自主飛行器，能夠在規(guī)定的測(cè)試場(chǎng)地完成規(guī)定的測(cè)試內(nèi)容。尺寸限定以槳葉驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸之間的距離為準(zhǔn)，,任兩個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)軸之間的距離不得大于,40cm,。為了人身和機(jī)器安全，四旋翼飛行器可帶防撞圈（選項(xiàng)，不作為要求）。飛行器機(jī)身必須標(biāo)注參賽隊(duì)號(hào)。,四旋翼自主飛行器測(cè)試區(qū)域布局如圖,1,所示,(,標(biāo)志單的數(shù)據(jù)單位為,cm),。,二、飛行器測(cè)試流程,功能與性能測(cè)試,一鍵操作完成,

7、，測(cè)試過(guò)程中不得有任何人為干預(yù)。,1.,測(cè)試開始：參賽隊(duì)員將飛行器放置于指定區(qū)域（,A,區(qū)），操作按鍵，一鍵式啟動(dòng)。按鍵后，飛行器應(yīng),延遲,至少,20s,但不多于,30s,起飛,。,2.,飛行器由,A,區(qū)起飛后，飛行器進(jìn)入飛行區(qū)，在飛行區(qū),空中停留,不少于,30s,，然后降落到,B,區(qū)。,3,、在,B,區(qū)停留,15s,左右，以最快速度飛至,A,區(qū)并降落,（返回,A,區(qū)）,。,4,、在,A,區(qū)停留,15s,左右，,（再次）起飛,至,B,區(qū)；在起飛前，置于飛行區(qū)中的風(fēng)扇打開，,模擬自由空間中氣流,；要求飛行器在飛行區(qū)空中停留不少于,20s,，然后降落到,B,區(qū)。,5,、在,B,區(qū)停留,15s,左右

8、，往,A,區(qū)飛行，進(jìn)入飛行區(qū)后，以盡可能長(zhǎng)的時(shí)間,停留在飛行區(qū)范圍的上空,，然后降落到,A,區(qū)。,三、飛行器要求,1,、飛行器控制板的,MCU,必須采用,TI,公司的微控制器，必須安裝在明顯位置，以便檢查。,2,、飛行器的電池由組委會(huì)專家組統(tǒng)一規(guī)定。,3,、飛行器的總重量不得小于,1000g,。,4,、飛行器應(yīng)有必要的聲光指示：,(1),飛行器的四個(gè)電機(jī)軸需有指示，可用發(fā)光二極管指示，在測(cè)試期間，飛行器停穩(wěn)后應(yīng)工作，光點(diǎn)在地面上顯示位置正對(duì)電機(jī)軸的位置。,【,供測(cè)試定位,】,(2),飛行器在操作狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)有明顯可區(qū)分光聲提示。,四、目的：,1,第一次起降主要是,測(cè)試飛行器的基本測(cè)量與控制,

9、，包括起飛、懸停、降落以及檢測(cè)。,2,第二次起降主要是測(cè)試飛行器的,高速條件下測(cè)量與控制性能,。,3,第三次起降主要是測(cè)試飛行器在模擬自然環(huán)境條件下，有,擾動(dòng)條件下測(cè)量與控制性能,。,4,第四次起降主要是測(cè)試飛行器的,綜合設(shè)計(jì)與優(yōu)化,，包含能量管理。,公開賽題將進(jìn)一步細(xì)化內(nèi)容，計(jì)劃于,6,月,20,日,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)題。,公開賽題在制作過(guò)程中，對(duì)于各校存在的問(wèn)題，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或電話，向競(jìng)賽專家組提出咨詢。由,專家組負(fù)責(zé)解釋,。,4.本次公開賽要注意的事宜,1飛行器槳葉旋轉(zhuǎn)速度高，有危險(xiǎn)！請(qǐng)務(wù)必注意自己及他人的人身安全。,2飛行器控制板的 MCU 必須采用TI公司的微控制器，必須安裝在明顯位置，以便檢

10、查。,3飛行器可自制或外購(gòu)，帶防撞圈，外形尺寸（含防撞圈）限為：長(zhǎng)度50cm，寬度50cm。飛行器機(jī)身必須標(biāo)注參賽隊(duì)號(hào)。,4,A,題中的,薄鐵片為邊長(zhǎng),4cm的正方形，厚度0.05cm。,5,飛行區(qū)域地面為白色；A區(qū)、B區(qū)形狀大小相同，由直徑20cm黑色實(shí)心圓和直徑75cm的同心圓組成，同心圓虛線線寬小于0,.,1cm；引導(dǎo)線寬度4cm，可用黑色膠帶；示高線為直徑0.5,0.8cm的黑色電纜線，橫向懸掛于飛行區(qū)中間，距地高100cm。飛行區(qū)域不得額外設(shè)置任何標(biāo)識(shí)、引導(dǎo)線或其他裝置。,6,A,題,允許測(cè)試,2,次，每次測(cè)試全程不得更換電池。兩次測(cè)試之間允許更換電池，更換電池時(shí)間小于2分鐘。,7.飛行器不得遙控，飛行過(guò)程中不得人為干預(yù)。,8.飛行器飛行期間，觸及地面后自行恢復(fù)飛行的，酌情扣分；觸地后 5s 內(nèi)不能自行恢復(fù)飛行視為失敗，失敗前完成動(dòng)作仍計(jì)分。,9飛行器起飛，距地面高度10cm以上視為飛離地面。,10一鍵式啟動(dòng)是指飛行器擺放在A區(qū)或B區(qū)后，只允許按一個(gè)鍵啟動(dòng)。如有飛行模式設(shè)置應(yīng)在飛行器擺放在A區(qū)或B區(qū)前完成。,11為保證安全，可沿飛行區(qū)域四周架設(shè)安全網(wǎng)（長(zhǎng)500cm，寬300cm，高200cm），頂部無(wú)需架設(shè)。若安全網(wǎng)采用排球網(wǎng)、羽毛球網(wǎng)時(shí)可由頂向下懸掛不必觸地，不得影響視線。安裝示意圖如圖3所示.,THE END,謝謝!,