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、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。