1、“.....从而实现对黑白物体的分辨。将个红外对管组成个环，围绕在画笔周围，调整各传感器之间的间距，可以探测出黑线任意延伸方向。可满足题目的精度要求。传感器阵列示意图如图所示。基于以上分析，选择方案二。红外对管红外对管红外对管红外对管红外对管红外对管红外对管红外对管画笔悬挂物支架图光电编码盘示意图图红外传感器阵列示意图控制策略的选择方案开环控制系统。通过对电机输出量的测量来实现距离量的测量。因开环控制不具有修正由于扰动而出现的的悬挂模块实际走过的路程与计算输出量的偏差，故抗干扰能力较差。方案二局部闭环控制系统。在通过测算光电编码盘的光电信号计算电机输出量的同时，在线上加入反馈修正子模块。在外壁不导电的漆包线上，每隔定固定距离，刮掉小段油漆露出导电芯，通过对导电芯的探测达到测量实际路程值的目的，构成个局部闭环控制系统。显而易见，局部闭环控制系统对系统精度有很大程度提高......”。

2、“.....控制核心与悬挂模块通信方式的选择方案采用有线传输方式，通过较长的线缆，直接将探测信号传回控制核心，进行数据处理，作出运行控制决策。方案二采用无线数传方式，通过无线模块，将整个系统分为探测部分和控制部分两个模块，将采集信号首先送到探测控制模块，然后传回主控制器，作出运行决策。使用有线模块时，较多线缆会更多地导致悬挂物体运行误差，考虑悬挂模块在运行过程中的控制精度问题，我们最终选择无线数传方式。二系统硬件设计及相关分析计算直流伺服控制系统的设计与实现含有局部反馈的直流伺服控制系统本设计采用内置的两路输出实现了直流伺服控制系统的控制。系统原理框图如图所示。减速直流电动机角位移悬线长度检测反馈控制对象悬挂物位置给定悬线图直流伺服控制系统电动机传动系统本系统采用带有减速箱的直流电动机，电机额定工作电压，减速箱的减速比为，输出力矩大于，带轮的平均直径为，故悬线牵引力拉大于......”。

3、“.....因此足以满足系统要求，并能使系统具有很大的加速度，增强了灵活性。电动机驱动为求硬件电路简化，电机驱动没有自行设计经典的型桥式电路，而是采用专用电机驱动芯片的两路四个功率输出实现。电路工作过程输出接，当从输出低电平到，电动机正转当从输出高电平到，电动机反转其他情况，电动机停转。光电探测模块设计与实现在黑线寻迹和光电编码盘检测中分别使用了反射式和透射式光电传感器。利用反射式光电传感器检测黑线的电路如图所示，其示意图如图所示。电路工作过程如下当探测到黑线时，红外光电二极管发射出的光被反射回来的强度很弱，光敏三极管无法导通，所以点此时为高电平，通过带施密特功能的反相器，收到的信号是低电平。当探测到白色底板时，红外光电二极管发射的光被反射回来的强度很强，光敏三极管导通，所以点此时为低电平，通过，收到的信号是高电平。图光电传感器原理图利用透射式光电传感器检测光电编码盘......”。

4、“.....其示意图如图所示。其工作原理是通过编码盘阻隔红外二极管发出的光，每当码盘转过条缝时，光敏三极管就接收到个信号。信号处理过程与反射式光电传感器相同。局部闭环反馈模块设计与实现为实现系统的闭环控制，设计悬线检测校正模块来校正线式式圆周运动算法当控制悬挂物完成圆周运动时如图所示，设左右两个定滑轮中心分别为和，圆心为，悬挂物当前位置为，因为滑轮半径较小，因此忽略滑轮半径带来的绕线误差。因为悬挂物做圆周运动，因此图中的定，角和角互补变化，其变化量大小决定画圆准确度。根据余弦定理，计算得到式式且有式在控制过程中，使角按照定精度值步进，最终在纸上将画出个以为圆心的圆。图悬挂物直线运动示意图图悬挂物圆周运动示意图任意轨迹寻迹算法由于所寻黑线是任意绘制，因此将全段曲线微元化，截取足够短小段直线，如图所示。在传感器尺寸设计时......”。

5、“.....使悬挂物在有黑线区域，至少有个光电传感器能探测到黑线。系统寻迹算法如示意图所示，每次探测均有个主探测器，并且将屏蔽本次主探测器其后的三个探测器如图所示，即每次使用对光电传感器其中的对。主探测器的确定是在上个状态探测时，记录探测到黑线的探测器，并将它们相对当前主探测器的角度偏移量取平均，从而得到下个状态探测的主探测器。在寻迹过程中，主探测器将随着黑线的方向不断变化，与此同时悬挂物也随着黑线运动。主探测器被屏蔽的三对探测器图任意轨迹寻迹示意图软件流程图主程序流程图主程序流程图如图所示。悬挂物运动子程序流程图悬挂物运动子程序流程图如图所示。人工调零子程序流程图调零子程序流程图如图所示......”。

6、“.....表测试使用的仪器设备序号名称型号规格数量备注型直流稳压电源无数字存储示波器无型函数发生器无型万用表精度为位型秒表精度为机，点到点运动的测试测试数据及结果如表所示。表点到点运动测试结果实际目的位置第次第二次第三次时间停止位置时间停止位置时间停止位置圆周运动的测试测试数据及结果如表所示。表圆周运动测试结果圆心位置圆心偏差最大轨迹偏差时间，连续轨迹寻迹运动的测试测试数据及结果如表所示。表连续轨迹寻迹测试结果寻迹序号最大偏差距离时间断续轨迹寻迹运动的测试测试数据及结果如表所示......”。

7、“.....具体见表。因受竞赛场地实际环境等条件影响，各参数测试会因外界影响而略有误差。表系统实现的功能功能实现情况实际性能基本要求任意设定坐标点参数实现实现通过触摸屏，在人性化的菜单提示下任意设定坐标点参数在坐标纸上作自行设定的运动实现时间误差在坐标纸上，完成自行设定的阶梯轨迹直线轨迹和抛物线轨迹运动圆心任意设定，直径的圆周运动实现误差可作圆心任意设定直径也可任意设定包括的圆周运动原点到点运动实现时间可作坐标纸上原点到任意点运动发挥部分显示悬挂物中画笔所在位置的坐标实现可在点阵式液晶屏上显示悬挂物中画笔所在位置的坐标沿连续黑色曲线段运动实现时间偏差寻迹偏差小，响应时间短沿间断黑色曲线段运动实现时间偏差寻迹偏差小，响应时间短其它无线数传模块局部闭环修正六结束语本设计以两片为核心部件......”。

8、“.....最终使控制系统完成竞赛题目中要求的各项任务。在系统设计过程中，力求硬件线路简单，充分发挥软件编程方便灵活的特点，来满足系统设计的要求。从测试结果看来，在采取多项误差校正措施的情况下，特别是加入的局部闭环反馈环节的引入，系统的控制误差明显减小，系统控制精度达到毫米级，响应时间也符合题目要求。悬挂运动控制系统作者李岩沈志张海宁赛前辅导及文稿整理辅导教师尹仕摘要本系统采用单片机作为控制系统的核心，通过光电编码盘实现对悬挂物位置的精确测量，并引入局部闭环反馈控制环节对误差进行修正。在寻迹过程中，采用无线数传通讯的反馈方式替代了有线连接的反馈方式，避免了线缆牵引带来的控制误差。系统采用点阵液晶和触摸控制屏实现了友善方便的人机交互界面。......”。

9、“.....实现了局部闭环的悬挂运动控制系统。系统框图如图所示。无线模块悬挂核心光电检测阵列悬挂物控制核心电机驱动模块触摸按键模块左电机液晶显示模块右电机无线模块光电编码盘检测反馈环节光电编码盘检测反馈环节主控制模块图系统总体框图各模块方案选择与论证位置测量方案的选择方案采用位移传感器实现对悬挂物的定位。受光电鼠标原理的启发，可采用位移传感器，获取悬挂物的坐标偏移量，得到当前位置坐标。此方案可以通过直接购买鼠标成品作为悬挂物，从鼠标接口取得当前位置量，定位精度高。但是它测量的相对坐标，并非绝对，旦掉帧，系统就无法校正另方面市场上的鼠标多为接口，数据传输协议较为复杂，限于比赛时间限制，实现较为困难。方案二采用步进电机实现对悬挂物的定位。由于步进电机可对旋转角度实现精确控制，因此可得到悬挂线的精确角位移，从而可以计算出线位移，进而可以计算得到悬挂物的位置，实现悬挂物定位......”。