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1、X电子设计竞赛辅导-运动控制类先看一看2010年简易射门机器人的视频(农大) 这里有 三个要点:1、机器人的能源、动力、自重。2、机械的运动控制:启动、停止、转向。3、辅助的传感器:目标检测、信号获得、判别。围绕这几个方面讨论要解决的问题,它们同样适 用于其他的机械运动控制,目标也各种各样。 比如:滑轮组,吊车,摆,速度优先的车,循迹 为主的车,过跷跷板的车,自动XY绘图板等等。X电子设计竞赛辅导-运动控制类一、动力部分(只需要考虑电动类型)1、微型电机的控制特点永磁式直流有刷电机:电压等级:3VDC,5VDC,12VDC,24VDC。转速:很高,通常要机械降速使用。力矩:采用调节电压来控制电
2、流,从而改变扭矩,在 低压的时候,力矩较小。控制方式:转动方向(电流方向),PWM调压。X由于换向器是有接触的电刷结构,磨损大,特别是机械 负荷大的时候,电流也大,换向器产生的火花是很强 的干扰,必须用光电隔离的办法消除其对cpu等弱电 部件的影响!(大量的简易小车都是这种电机)例如:X可以反转控制电路。X无刷直流电机:如机箱风扇,功率较小,控制复杂。 低压交流感应电机:速度恒定,启动力矩很小,运行力 矩与只与电压有关,如电风扇。以上两种一般不会采 用2、步进电机(2相,4相)实际上可以看成多相直流电 机,开关型控制信号,以换相的开关频率来调节速度。转速较慢,力矩大,精确定位。3、电磁吸铁:用
3、于小位移机械动作。4、电机测速方式:脉冲码盘,霍尔元件,反馈电压;数字控制通常都采用前两者。纯粹用模拟电路来稳定电机转速,才用电压反馈方式 。X4、电机测速方式:脉冲码盘,霍尔元件,反馈电压;反射方式X4、电机测速方式:脉冲码盘,霍尔元件,反馈电压;X4、电机测速方式:脉冲码盘,霍尔元件,反馈电压;直射方式X4,红外;X1. 轨迹检测方式,光、电、磁、超声波,目标检测。2. 传感器与检测电路的选择(尽量选择现有的电路, 同时要做实物,经过仪器测试(信号源和示波器), 备用)3、转向问题。4、参考“解放军理工大学的培训方案”目标检测部分:X电子设计竞赛辅导-运动控制类三、动力能源与自重的关系1、
4、电池电量和重量的问题 (这是小车特有的)只能靠购买高性能的电池来解决,影响很大。2、电压等级的考虑(电路中的电源电压种类尽量少)3、整体结构的自重考虑所有的材质要轻且强度好,电路板和元器件最小化连接线除非必要,尽量用最细或薄膜。X电子设计竞赛辅导-运动控制类四、控制算法和其他考虑根据被控制量的性质(转速或位置),包括电机的 整个系统,可以简化成一阶惯性环节或2阶振荡衰减 环节(电动机械摆)。控制方法: 1、 PID调节 (放大倍数,累积,预测).对位置控制,或速度控制有比较满意的效果。2、模糊控制 (输出在一个预定的范围内,不做调节, 可以简单看成是分阶段控制) 3、根据具体情况,设计策略(农大的线格子和刹车停顿 ) X电子设计竞赛辅导-运动控制类再来看看2010的B题,怎样来实现这个设计目标?设计策略(农大的线格子和刹车停顿 ,避障碍,取乒 乓球,射门等等)。 注意观察视频。