19年電賽——模擬電磁曲線炮(H題省一)

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自行設計并制作一模擬電磁曲射炮(以下簡稱電磁炮),炮管水平方位及垂直仰角方向可調節,用電磁力將彈丸射出,擊中目標環形靶(見圖 3),發射周期不得超過 30 秒。電磁炮由直流穩壓電源供電,電磁炮系統內允許使用容性儲能元件。

二、要求

電磁炮與環形靶的位置示意如圖 1 及圖 2 所示。電磁炮放置在定標點處,炮管初始水平方向與中軸線夾角為 0°、垂直方向仰角為 0°?;沸偉興椒胖迷詰孛?,靶心位置在與定標點距離 200cm≤d≤300cm,與中心軸線夾角a≤±30°的范圍內。

1.基本要求

(1) 電磁炮能夠將彈丸射出炮口。

(2) 環形靶放置在靶心距離定標點 200~300cm 間,且在中心軸線上的位置處,鍵盤輸入距離 d 值,電磁炮將彈丸發射至該位置,距離偏差的絕對值不大于 50cm。

(3) 用鍵盤給電磁炮輸入環形靶中心與定標點的距離 d 及與中心軸線的偏離角度a,一鍵啟動后,電磁炮自動瞄準射擊,按擊中環形靶環數計分;若脫靶則不計分。

2.發揮部分

(1) 在指定范圍內任意位置放置環形靶(有引導標識,參見說明 2),一鍵啟動后,電磁炮自動搜尋目標并炮擊環形靶,按擊中環形靶環數計分,完成時間≤30s。

(2) 環形靶與引導標識一同放置在距離定標點 d=250cm 的弧線上(以靶心定位),引導標識處于最遠位置。電磁炮放置在定標點,炮管水平方向與中軸線夾角a =-30°、仰角 0°。一鍵啟動電磁炮,炮管在水平方向與中軸線夾角a從-30°至 30°、再返回-30°做往復轉動,在轉動過程中(中途不得停頓)電磁炮自動搜尋目標并炮擊環形靶,按擊中環形靶環數計分,啟動至擊發完成時間≤10s。

本設計依據通電導體在磁場中受力加速的原理設計了模擬電磁曲線炮系統,本設計通過線圈、高壓直流電源及高壓電容組成簡易的模擬電磁曲線炮,采用ATMEGA328P作為主控芯片,通過PWM控制二維云臺實現電磁炮對目標的精準炮擊,使用OPEN MV攝像頭??槭迪侄運婊勘甑木級ㄎ?,并由繼電器控制電容的充放電,為線圈提供瞬時強電流,產生洛倫茲力,實現模擬電磁曲線炮對標靶的精準打擊,實現在規定10秒內,自動搜尋目標并炮擊環形靶功能,并設計實現了對運動目標的精準炮擊,具有較高的實際軍事意義。

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    本設計是獲得2017電子設計大賽B題國家一等獎的滾球控制系統,該設計運用ov7725攝像頭,oled顯示圖像,動態分段pid控制兩個舵機,從而實現小球的運動。滾球控制系統是一個復雜的非線性動力學系統,是經典控制對象球桿系統的擴展,同時也可以作為一種具有典型非線性特征的試驗平臺,可以對非線性控制理論及控制算法進行檢驗。由于滾球控制系統中的多變量強耦合、參數不確定性、視覺反饋與傳動機構滯后、小球與平板之間有摩擦以及外界隨機干擾等一系列非線性因素的存在,給板球系統的分析與建模、控制系統設計與實現帶來嚴峻挑戰。本次設計的滾球系統以 K60 微控制器為核心控制單元,通過人眼攝像頭采集小球的信息,使用動態 PID控制算法調節轉向舵機的角度,實現了對小球運動速度和運動方向的雙閉環控制,達到了小球的準確定位和軌??刂?。滾球控制系統視頻演示:https://v.youku.com/v_show/id_XMzAxMDUyNzY2OA==.htm...滾球控制系統源碼截圖:部分源碼展示:/********************************************************************/#include "common.h"#include "include.h"#include "OLED.h"/*********************************************************/uint8 imgbuff[CAMERA_SIZE]; //定義存儲接收圖像的數組uint8 img[CAMERA_W*CAMERA_H]; //攝像頭解壓數組/*坐標定位數據*/uint8 x1=21,x2=40,x3=58;uint8 x4=20,x5=40,x6=59;uint8 x7=22,x8=40,x9=58;uint8 y1=10,y2=10,y3=11;uint8 y4=29,y5=29,y6=29;uint8 y7=48,y8=48,y9=47;uint8 squ_x1=30,squ_x2=50;uint8 squ_x3=30,squ_x4=50;uint8 squ_y1=20,squ_y2=20;uint8 squ_y3=40,squ_y4=40;/*白板邊界初始化*/uint8 img_init_flag=0; //初始化變量uint8 img_init_x_min=0; //橫軸最小值uint8 img_init_x_max=79; //橫軸最大值uint8 img_init_y_min=0; //縱軸最小值uint8 img_init_y_max=59; //縱軸最大值uint8 img_x=40; //掃描橫坐標10uint8 img_y=30; //掃描縱坐標uint8 ball_x=40; //球心橫坐標uint8 ball_y=30; //球心縱坐標uint8 ball_x_set=22; //目標球心橫坐標uint8 ball_y_set=48; //目標球心縱坐標uint8 ball_loca=1; //路徑變量uint8 mission_flag=0; //任務標志uint32 mission_clock=0; //任務時鐘/**********************舵機******************************//*動態 D*/uint8 KD_zone=2;uint32 KD_max=500,KD_min=200; //動態 D/*PID*/uint32 KP_A=10,KP_B=140,KD_X,KD_Y;//舵機 PID/*死區控制*/uint32 DJ_zone=0; //死區控制/*擺幅限制*/uint32 DJ_min=700; //舵機最小擺幅uint32 DJ_max=3000; //舵機最大擺幅/*舵機中值*/uint32 DJ_midpoint_x=8200; //舵機中值 xuint32 DJ_midpoint_y=8374; //舵機中值 y/*舵機變量*/uint64 DJ_x_PWM=8300; //輸出 PWMuint64 DJ_y_PWM=8374; //輸出 PWMuint32 DJ_maxpoint_x=2000; //舵機限幅_xuint32 DJ_maxpoint_y=2000; //舵機限幅_y/*******************************************************/
    來自:DIY創意產品時間:2017-09-07 電賽 k60 pid控制 ov7725 滾球控制
  • 2017電賽全國二等獎-滾球控制系統,附源碼/流程圖

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    來自:電機驅動與控制時間:2017-09-19 電賽 pid控制 滾球控制
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    發布于 2019 年 09 月 10日
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