单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2014年湖南省大学生电子设计竞赛公开赛说明,设置公开赛的目的意义,本次公开赛要重点解决的问题,本次公开赛的题目,本次公开赛要注意的事宜,时间/参赛队/地点安排,1.设置公开赛的目的意义,针对国赛中存在的共性问题,2013年国赛中,我省存在的共性问题是四旋翼飞行器题测试成绩严重偏低(我省测试成绩只有30分,而上海山东江苏等省测试成绩达到满分),反映我省对三维控制缺乏研究与训练.,探索解决的方法,四旋翼飞行器的控制存在许多没有引起重视的问题,如飞行姿态控制问题,四旋翼配合控制问题,稳定性问题,抗扰动问题等.,引导学校培养方向,针对存在的问题,有重点地引导各学校加强培训,为明年国赛作准备.,2.本次公开赛要重点解决的问题,探索解决稳定性问题,以保证飞行器能够平稳飞行,四旋翼飞行器是通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置由于飞行器是通过改变旋翼转速实现升力变化，这样会导致其动力不稳定，所以,需要一种能够长期保持稳定的控制方法,四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，因此,非常适合静态和准静态条件下飞行,。
但是四旋翼飞行器只有四个输入力，同时却有六个状态输出，所以它又是一种,欠驱动系统,四旋翼飞行器的结构,四旋翼飞行器沿各方向的运动,四旋翼飞行器在空间共有 6 个自由度（分别沿 3,个坐标轴作平移和旋转动作），这 6 个自由度的控制都可以通过调节不同电机的转速来实现基本运动状态分别是：（1）垂直运动；（2）俯仰运动；（3）滚转运动；（4）偏航运动；（5）前后运动；（6）侧向运动电机 1 和电机 3 作逆时针旋转，电机 2 和电机 4 作顺时针旋转，规定沿 x 轴正方向运动称为向前运动，箭头在旋翼的运动平面上方表示此电机转速提高，在下方表示此电机转速下降当四个电机转速不完全相同时，不平衡的反扭矩会引起四旋翼飞行器转动四旋翼飞行器的控制系统分为两个部分:飞行控制系统与无刷直流电机调速系统飞行控制系统通过 IMU 惯性测量单元(由陀螺传感器与加速度传感器组成)检测飞行姿态.,3.本次公开赛的题目,本次公开赛计划出,2,个题（,A,题和,B,题）重点解决四旋翼飞行器的稳定性问题每校在选题时，,参赛的两个队不能选同一个题,即参赛队只有一个队时，可选,A,题，也可选,B,题；但参赛队有二个队时，则一个队选,A,题，另一个队只能选,B,题。
题目,A:,四旋翼自主飞行器,一.任务:,设计并制作一个四旋翼自主飞行器,能够在规定的测试场地完成规定的测试内容.所设计的四旋翼飞行器带防撞圈，外形尺寸（含防撞圈）限定为：长度50cm，宽度50cm飞行器机身必须标注参赛队号规定尺寸:,因为防止有钱的学校购买成品飞行器,而缺钱的学校自制飞行器,使大家能够在同一起跑线.,飞行区域俯视图和立体图分别如图,1,和图,2,所示二.要求,1.基本要求,(1)四旋翼自主飞行器（简称飞行器）摆放在图 1 所示的 A 区，一键式启动飞行器向 B 区起飞2)飞行器要求飞行高度大于 1 M,以越过 1 M,示高线3)飞行器在飞到 B 区指示线时,空中停留30秒,要求飞行高度大于 1 M4)飞行器接着在 B 区降落并准确停机要求,2.发挥部分,(1)飞行器摆放在 B 区，飞行器下面摆放一薄铁片，一键式启动，飞行器拾取薄铁片并向 A 区起飞2)飞行器携带薄铁片在飞到 B 区指示线时,空中停留,30,秒,要求飞行高度大于 1 M3)飞行器接着向 A 区飞行,要求飞行高度大于 1 M,以越过 1 M,示高线4)飞行器在 A 区降落并准确停机.并将薄铁片准确投放到 A 区.,题目,B:,四旋翼自主飞行器,一,.,任务,设计并制作一个四旋翼自主飞行器，能够在规定的测试场地完成规定的测试内容。
尺寸限定以桨叶驱动电机转轴之间的距离为准，,任两个电机转轴之间的距离不得大于,40cm,为了人身和机器安全，四旋翼飞行器可带防撞圈（选项，不作为要求）飞行器机身必须标注参赛队号四旋翼自主飞行器测试区域布局如图,1,所示,(,标志单的数据单位为,cm),二、飞行器测试流程,功能与性能测试,一键操作完成,，测试过程中不得有任何人为干预1.,测试开始：参赛队员将飞行器放置于指定区域（,A,区），操作按键，一键式启动按键后，飞行器应,延迟,至少,20s,但不多于,30s,起飞,2.,飞行器由,A,区起飞后，飞行器进入飞行区，在飞行区,空中停留,不少于,30s,，然后降落到,B,区3,、在,B,区停留,15s,左右，以最快速度飞至,A,区并降落,（返回,A,区）,4,、在,A,区停留,15s,左右，,（再次）起飞,至,B,区；在起飞前，置于飞行区中的风扇打开，,模拟自由空间中气流,；要求飞行器在飞行区空中停留不少于,20s,，然后降落到,B,区5,、在,B,区停留,15s,左右，往,A,区飞行，进入飞行区后，以尽可能长的时间,停留在飞行区范围的上空,，然后降落到,A,区三、飞行器要求,1,、飞行器控制板的,MCU,必须采用,TI,公司的微控制器，必须安装在明显位置，以便检查。
2,、飞行器的电池由组委会专家组统一规定3,、飞行器的总重量不得小于,1000g,4,、飞行器应有必要的声光指示：,(1),飞行器的四个电机轴需有指示，可用发光二极管指示，在测试期间，飞行器停稳后应工作，光点在地面上显示位置正对电机轴的位置供测试定位,】,(2),飞行器在操作状态转换时，应有明显可区分光声提示四、目的：,1,第一次起降主要是,测试飞行器的基本测量与控制,，包括起飞、悬停、降落以及检测2,第二次起降主要是测试飞行器的,高速条件下测量与控制性能,3,第三次起降主要是测试飞行器在模拟自然环境条件下，有,扰动条件下测量与控制性能,4,第四次起降主要是测试飞行器的,综合设计与优化,，包含能量管理公开赛题将进一步细化内容，计划于,6,月,20,日,通过网络发题公开赛题在制作过程中，对于各校存在的问题，可通过网络或电话，向竞赛专家组提出咨询由,专家组负责解释,4.本次公开赛要注意的事宜,1飞行器桨叶旋转速度高，有危险！请务必注意自己及他人的人身安全2飞行器控制板的 MCU 必须采用TI公司的微控制器，必须安装在明显位置，以便检查3飞行器可自制或外购，带防撞圈，外形尺寸（含防撞圈）限为：长度50cm，宽度50cm。
飞行器机身必须标注参赛队号4,A,题中的,薄铁片为边长,4cm的正方形，厚度0.05cm5,飞行区域地面为白色；A区、B区形状大小相同，由直径20cm黑色实心圆和直径75cm的同心圆组成，同心圆虚线线宽小于0,.,1cm；引导线宽度4cm，可用黑色胶带；示高线为直径0.5,0.8cm的黑色电缆线，横向悬挂于飞行区中间，距地高100cm飞行区域不得额外设置任何标识、引导线或其他装置6,A,题,允许测试,2,次，每次测试全程不得更换电池两次测试之间允许更换电池，更换电池时间小于2分钟7.飞行器不得遥控，飞行过程中不得人为干预8.飞行器飞行期间，触及地面后自行恢复飞行的，酌情扣分；触地后 5s 内不能自行恢复飞行视为失败，失败前完成动作仍计分9飞行器起飞，距地面高度10cm以上视为飞离地面10一键式启动是指飞行器摆放在A区或B区后，只允许按一个键启动如有飞行模式设置应在飞行器摆放在A区或B区前完成11为保证安全，可沿飞行区域四周架设安全网（长500cm，宽300cm，高200cm），顶部无需架设若安全网采用排球网、羽毛球网时可由顶向下悬挂不必触地，不得影响视线安装示意图如图3所示.,THE END,谢谢!,。