基于差速模型的气垫悬浮车控制系统设计

本系统设计的悬浮车包含悬浮单元和动力单元,其中,悬浮单元采用两个反桨式轴流风机,动力单元采用左、右两个轴流风机实现转向、驱动功能。系统采用3D打印对车身结构进行改造,降低了车身重心。系统首先控制反桨轴流风机,使车身的悬浮高度不小于2mm,并保持与地面的摩擦力。然后,调整轴流风机的转速,使其推力与摩擦力完全抵消。最后,在定时中断程序中调整PWM的占空比增量ΔD,产生悬浮车前进的扰动力Δf,循迹单元通过线性CCD循迹摄像头捕捉的车头位置和尺寸之间的关系,计算出车身的偏移角度θ。在θ=0约束下,设计了差速驱动控制器,控制轴流风机的转速差以实现转向、循迹功能。为限定速度,采用六轴运动组件反馈速度信息,对ΔD进行修正。本系统推导了悬浮车的运动方程,实现了赛题中列出的各项功能。