2019电赛总结（一）

2019电赛总结（一）

4 那之前

2019电赛总结(序）

5 电赛初期

6月初，我基本上把PID和STM32调通，配合队友搭建的小车，加上一个超声波的传感器，开始学着调PID。后续也跟进了一些其他的视频，以及文档，把PID理解深化了一些。
其实电机输出无非两种，一种是像风力摆一样，0->工作，另一种是小车一样，常速->变速以实现差速转向，舵机其实也是，90°->其他角度。

但是，问题开始渐渐露出，队友的事情远不止我想的那么少。每个人都有自己的安排，我们无法安排好别人的时间。我一直以为队友在学STM32，事实上，别人在为了保研而努力复习，在为了90还是91而刻苦。对于我而言，80分足以，多余的部分，竞赛加分他不香吗？（其实我并没有保研的希望，只是想在大学里拿下一些奖项，也算无悔的青春）获奖就可以加0.1-0.3的GPA。可他又想竞赛还想拿到很高的成绩加GPA，怎么可能兼得呢！？有那么一刻我的心还是拔凉拔凉的。搞比赛都不能一心一意，何况我们只有三个月不到的时间，不破釜沉舟，我们怎么可能拿到奖励？

我们之间开始有了争执，因为能力实在是太菜，如果提前一年准备电赛，再菜也能慢慢修炼成大佬。可是三个月不到，怎么可能。作为我自己，已然全力以赴，为了这一次想拼一把，但是队友的所作所为让我心里冒起了凉气。

我并非有意冒犯追求成绩的同学。竞赛当然是给成绩锦上添花，可以没有。**但是在找队友的时候，一定要想清楚为何参加比赛，否则，几个人的志向不同，比赛很难做下去。**对于我们三个月零基础上电赛，真的是少见了吧。不得不投入更多的时间去训练。

一开始我打算6月下旬做风力摆，当时已经从网上找到了很多的资料，也认真研读了代码，各种准备，但是，很可惜，直到期末结束，7月中旬，才真真正正做出了风力摆。6月下旬斗志不佳，整个团队都很涣散，所以低迷直到期末考试结束。这期间我基本完成了32和pid的学习，看了一些四元数（欧拉角，MPU6050用到），玩了下陀螺仪（匿名四轴的上位机软件一绝），还看了一些openmv（很遗憾只学了最开始的几节，大致是色块阈值之类，后面串口都不会用）。虽然没有直接上系统，基本上模拟的效果是有的了。建议学习PID练手用霍尔编码电机，有反馈值和pwm输出，刚刚好。

6 电赛中期

由于实验室历年来都有同学参加电赛，我们自然地继承了他们的获奖作品。看着4年前的国一作品。我们心中不胜感慨，那么好的东西，今年落到我们手上了！！！拆！队友开始了中国式学习道路，开始拆国一的硬件。除了轴流风机的线太难分辨，其他都还好。轴流风机的驱动是MOS管放大电流来的，单片机的引脚接到了mos管的栅极（G），mos管大致是12V电压吧，（一般的H桥驱动等对轴流风机驱动能力不是很强，转速略慢）。整个系统的电压来自于监控电源（第一次听说）220->12V直流电。而我成功让电源短路了。一度怀疑人生。几个月内，短路了一个航模电池，短路了监控电源，还让旁边实验室的空开也干掉了。我这辈子怕是不合适学电吧。哎。

实验室的大佬特别抠，自己买了平衡车还不给我们玩。（怕被打，不多说）

7.15-7.19的校赛，由于宣传力度不够，所以参赛人数不多。（很多同学都直接回去了。不过我想说一句，想通过校赛就能参加国赛的同学真的是在做梦。什么都不练习，就算出了校赛，推荐去参加国赛，也是丢脸。要想拿奖，只有踏踏实实地练习，很一丝丝灵感，加上运气）

我们参赛题目就是风力摆。准备了那么久，还是有些小兴奋。我一直建议队友自己焊一块电路驱动，他焊接了，虽然效果不是很好（买的转接口大小不合适，而且仿照国一大佬的电路，焊出来居然不能用）最后不得已还是用了前人的硬件。但是线路老化，于是重新给换了线。（不得不说，焊接也要多练才行，看焊接水平就知道硬件菜如狗）（当然也不是怪队友菜，队友之前也继承了学长的衣钵，有一堆电子器件，自己也花了很多钱在硬件上。但是吧，我就觉得他练习少了，这是真的，硬件就是要多动手）

他研究好了电路，我这边也给出了单片机的程序，我记得是四路PWM输出（对于风机来说，单个风机即时制动是不可能的，要靠对向风机的反转制动），加上mpu6050的I2C输出（PB10，11，源码如是没有改过）。

我在别人的代码上修改以适应我们自己的电路系统（国一硬件+国二代码+菜鸡修改=风力摆），后来我感觉别人的代码不够好（代码变量值得学习，但是分类就很鸡肋了，而且还带着上位机回传的串口通信??有些忘掉了，总之对于500000的波特率很方，于是我删掉了上位机回传，把波特率改成115200，舒服多了。）

但是删这个过程中很麻烦，简单的删掉后，欧拉角的数据该从哪里获取呢（原来是在主函数里获取）？我最后把采样数据包装成函数，然后被定时器调用。这个修改的过程还是很难受的，出了很多bug，导致代码一度不能用。MPU6050有一个dmp模式，需要初始化。还有就是，extern 变量这个问题。一个变量aaaa在一个c文件里被声明并且extern之后，其他地方使用aaaa时就不必再定义了（全局、局部定义这个变量aaaa都是不合法的）

雄关漫道，渐渐也有了自己的风格，喜欢把东西分类，有了面向对象的感觉。

7 电赛强化练习

一个风力摆怎么能满足比赛呢。我又物色了17年的控制类题目，滚球控制系统，拿来练手。这时候已经没有什么可以直接用的物资了。去淘宝上定制了一块40x40cm的黑色亚克力板（如果想练手，建议不要用亚克力，边上容易形变，另外不要用黑色的，容易反光，摄像头把光当成小球误读数据）。别说，蛮贵的，这就花了40块。（预算电赛花个1000多，三个人平摊一下，还能接受，后面真香）

俩天才队友在亚克力板上用AB胶粘万向节的时候，把万向节方向搞反了（苦笑不得），于是浪费了俩天重新做这个部分。底座部分直接取实验室的木板，在边上粘上俩舵机（控制ｘy方向），连接好亚克力板、万向节和细杆、舵机。另外一边就是支架，上面放一个摄像头（openmv，采集小球位置，串口传输返回给STM32）。电源是220V降24V（因为便宜，而且有现成的），再降压稳压到5V给单片机供电。注意：舵机和单片机的电源要分开给，最好单片机先上电初始化，再打开舵机（就是在舵机的回路上加开关）。

板球结构基本上是这样了，过程中遇到的最大的问题就是舵机电压不稳，这一点一直影响到了省赛。（如上加粗，一定要分开给电源）另外就是摄像头采集的图像不是平面的而是有弧度的（鱼眼镜头？？）这个需要纠正。摄像头采集的对象尽量减少干扰，（我们用白球，和白色的反光就很配，而且不建议用白色作为目标，一旦天气变化，可能颜色的阈值就变化了，采集不到目标）另外需要注意一下，安装舵机的时候，尽量让它在中值（偏转90°)的部分,差一点没关系，可以单片机软件调参到平衡。

其实对于控制小球来说，不过就是球的位移需要一个速度和时间，等效成加速度和时间，继续推导就是亚克力板对小球受到的合力（重力，支撑力）的影响，所以就是亚克力板的角度问题咯，最后就是舵机来决定角度。

再多的理论分析不如调一下，让小球稳定在亚克力板上。（当然前期很难受，球很滑一下子就掉下去了）对于PID算法，还是很容易控制小球的，只要舵机响应时间和范围匹配PID计算的结果。（提前预算好舵机每20ms能移动多大角度，PID调的值范围和这PWM是否匹配，PWM影响占空比进而控制舵机角度）其实一般来说舵机完全能控制到位的，建议不要把舵机移动的角度设置太大，其实亚克力板能在X\Y方向偏移10度完全就足够了。（需要换算成舵机角度，我有些忘了）

只要能定到板子上，后面基本很好做了，就是不停的设置新的目标点，让小球很稳的到达这个点。

板球练习基本上就结束了，时间也来到8月，没有时间再练习倒立摆了，很遗憾。但是我认为，个人完成了板球的思考，还是很不错的。

8 电赛预热阶段8月初

这段时间完成了简单的滤波器（平滑滤波，中位值滤波等），以及把PID从简单的变成了指针式，可以方便调用。同时完成了最后的一版，电赛模板，把电赛的OLED显示等都作了优化，写了自己的UI设计，虽然，这个设计，最后没能用上（因为比赛最后那晚，电脑炸了。被电感感人的炸了。代码全没了。PCIE去哪儿读取。。哎）

9 那以后

2019电赛总结（二）