“控制类”赛题中所涉及到的一些知识点,特别是有关自动控制理论与算法方面,对有些专业的同学来讲,在专业课程中是没有的,需要自己去搞清楚。这一点很重要。理论用来指导行动。没有理论基础,盲人摸象,行动一定会有困难。
“系统控制方案和算法设计”是控制类赛题的重点,对于不同的赛题,控制目的和要求都是不相同的,其“系统控制方案和算法设计”也都是不相同的。而“系统控制方案和算法设计” 往往决定该赛题能否成功的关键之一。在训练过程中可以选择一些往届的赛题,适当做一些修改,进行培训。
电动小车是一个较好的培训载体。2011 年赛前网上传说没有电动小车,结果赛题出来,不仅有电动小车,而且还需要两部电动小车。2013 年终于没有了电动小车,但从地上发展到天上了,四旋翼自主飞行器出来了,2013 年四旋翼自主飞行器的赛题要求相对还是比较简单的,估计四旋翼自主飞行器在今后的赛题中还会出现,控制要求会更高一些。天上+地上(四旋翼自主飞行器+电动小车)一起来的赛题也是可能的。
多个控制对象,多方向、多轴向运动控制在训练中也是必须加强的。
机械结构是控制类赛题的不可缺少的重要组成部分,如小车、摆杆、风帆、飞行器等。这一部分设计制作的好坏也是影响竞赛成绩的关键。采用玩具级的模型(例如玩具小车、飞行器等)是不行的,往往在调试过程中就问题多多,如电机烧毁、齿轮损坏等,而且技术参数指标和功能实现的重复性也不好。要想获得好的成绩,必须采用专业的或者自己制作的机械结构部分(例如小车、飞行器等)。
随着全国大学生电子设计竞赛的深入和发展,电子设计竞赛从题目要求的深度、难度都有很大的提高,在竞赛规则中对微控制器选型、电路模块的采用的限制、“最小系统”的定义、 “性价比”与“系统功耗”指标要求等也出现了一些变化。根据目前的竞赛规则,训练过程中制作的一些功能模块是可以在竞赛中使用的。建议训练过程中,对历届赛题中经常出现的基本电路和功能模块(如直流电机驱动模块、 步进电机驱动模块、传感器模块等)进行设计与制作,制作和掌握这些模块的使用,为竞赛做好充分的准备。
根据我们在培训过程中对学生的了解,主攻“控制类”赛题方向的同学通常对数字信号处理掌握较好,而对模拟电路、小信号处理(如 2009 的音频信号)缺乏训练。模拟电路知识是电子设计竞赛中的一个重点。控制类赛题也不会是纯数字量处理(如全部都是开关动作),控制类赛题也是一个模数混合的系统,从 2007、2009、2011 的赛题就可以看到这个趋势。主攻“控制类”赛题方向的同学需要注意和加强模拟电路方面的训练。看一下 2011 年和 2013 年综合测评题,要想获得国家一等奖,模拟电路方面的训练是必须加强的。
主攻“控制类”赛题方向的同学还可以发挥自己的想象力,考虑一下还有可能出现什么控制类的赛题,还有可能出现什么样的控制算法,还有哪些传感器可能被使用(如图像识别传感器模块、色彩传感器模块、电子罗盘模块等),在培训过程中事先训练一下。
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