一、历年竞赛热点题型
运动控制类
在云台追踪系统和自动行驶小车两大题型中,我们看到的是运动目标的精准控制。云台追踪系统要求实现单/双云台的协同工作,通过视觉识别目标坐标并将其传输至单片机。而自动行驶小车则涉及到路径规划、障碍物检测以及轨迹跟踪算法,并需要支持无线通信远程监控。PID算法在这两者中都发挥着至关重要的作用,用于调整舵机角度和小车的行驶轨迹。
温度控制系统
温度控制系统中,我们需要对温度进行精确调控,设定范围在40-90℃,并且要求静态误差小于或等于0.2℃。在突变温度调节时,如何最小化超调量成为技术关键。系统还需要支持温度曲线打印功能。
无线遥控系统
早期的无线遥控系统题目集中在无线电遥控发射/接收机的设计上,要求支持多路设备控制,包括灯光分级调节,并强调抗干扰能力和功耗的优化。
二、核心技术策略解读
控制算法
PID控制在各类题型中广泛应用,其参数整定对于动态性能的优化至关重要。除了PID控制,区域法也是早期视觉处理中的一种目标定位方法,但因其误差较大,逐渐被坐标差值法所取代。
硬件设计
硬件设计中强调双电源隔离供电,以降低干扰。传感器的集成也是关键,需要结合OpenMV视觉模块、温度传感器以及障碍物检测模块。
通信与数据处理
无线通信模块实现远程指令的传输,常用的有蓝牙和WiFi。数据处理方面,数据需要通过串口传输至单片机处理,编程语言多为Python或C语言。
三 近年竞赛趋势与备战要点
题目特点
近年来,竞赛题目强调多模块集成和复杂场景应用。例如,运动控制中不仅要求精准度,还需要应对动态目标追踪等复杂场景。代码需要脱机运行,参赛者不能携带开发工具进入测试现场。
备赛建议
备赛者需重点掌握嵌入式系统(如STM32)、可编程器件(FPGA)以及现代控制算法(如模糊PID)。抗干扰设计(如光电隔离)和低功耗优化也是关键技能。在硬件选择上,除了传统的单片机和传感器外,还需要关注新型的传感器和算法,以应对日益复杂的竞赛题目。团队合作和代码优化也是提高竞赛成绩的重要因素。通过系统性的学习和实践,结合历年竞赛的经验和技巧,备赛者将更有信心在竞赛中取得好成绩。