老师与学生打赌，谁会赢？

提问卓大大，我在调试直立车模时候遇到以下奇怪现象：直立环和速度环分开是好的，但是两者加到一起就导致直立环和速度环抵消，设置速度后直立环的输出也变了，最后导致总输出很小，车子还是直立的状态。这究竟是为什么呢？

卓****老师，往届比赛中已有相当多的直立车是没有机械零点的，跑起来之后处于全程加速的状态，靠弯道部分损失动能减速，如果比赛中存在长直线，这种车子必然会失控，但根据近几年的情况，正式比赛中不存在长直线，为了同时追求低重心和加速度，便把结构调成了这样。

大家都赌您不会允许比赛中出现长直线，大家都赌对了。

回复上述的问题和昨天的推文讨论车模直立机械零点的问题本质一样的。

对于直立组的经典控制原理，可以参见竞赛秘书处在2011年给出的《电磁组治理形成参考设计方案2.0》文档。在昨天的推文已经讲述直立车模速度控制的方式。

直立车模在角度闭环控制已经实现之后，再增加速度闭环控制。速度的控制实际上是通过直立车模倾角调整，使得车模中心前移，或者后移来实现车模速的加速和减速的。

^{直立车模往前倾斜，开始加速运行}

上述控制方案是在假设车模的重心位于车轮轴承之上进行讨论的。

车模的重心主要是由两个电机、镍镉电池等质量比较大的部件决定。当底盘水平时，两个电机的高度与车轮轮轴高度与一致。因此，最终车模的重心取决于电池安装的方式。

如果电池的高度高于轮轴，则质心基本上会高于轮轴，否则车模的质心就有可能低于轮轴。

^{直立车模的重心主要由电池、电机等质量大的部件决定}

如果车模的重心非常低，或者低于车轮轮轴高度，则就无法通过控制车模姿态的变化来改变重心的位置来进行加速和减速了。

所以，如果发现车模直立控制，和速度控制分别都能够正常工作，但当速度环与角度环合并之后，无法驱动车模运行，说明车模的重心可能等于或者小于车轮轴承高度了。

解决的办法，就是通过对车模的电池、电路板机械位置的调整，提高车模重心的位置，使其大于车轮轴承的高度即可。

^{直立车模往后倾斜，开始减速运行}

在往届智能车竞赛中，由于赛道中存在着“

颠簸路面”元素，这会对直立车模运行产生很大的影响。因此，有很多队伍为了避免车模在高速运行时发生车模直立失控，则将电池的高度尽可能的降低，从而使得车模的重心低于车轮轴承。

这样的车模实际上已经不是倒立摆模型了。有的车模甚至不施加任何控制就能够保持直立状态，即此时车模的重心正好位于车轮轴承下方，这样的车模成了“

佛系车模”。这样的车模无论赛道多么的颠簸，都不会发生失控倾倒。

^None

“佛系直立车模”虽然直立控制比较稳定，但是存在着加速度不足，车模容易前后晃动，不存在“机械零点”，车模无法保持静止等缺点。

为此，参赛队伍通过加长固定电池的支架长度，进而增加电池在重力作用下所产生的转动力矩。这样可以在一定程度上克服上面的问题。

这类车模就不会存在“

机械零点”，也就是在姿态变化范围内始终无法保持车模的平衡。所以它在运行的过程中只能始终保持加速的运行状态。只是在遇到“坡道”，“颠簸路段”，“弯道”等赛道阻力增加，或者由于速度增加所带来的阻尼力增加，才能够最终保持车模速度平衡，不至于失去控制。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Wn4PPLIK-1580543442625)(https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_gif/qNS2Nu0Tg8KRyFCqcPBMibf3gQibQ7p52kWIm7arFHuJiaHcLr0W7eQGnwkRDR41cKOalUjfzB7WST4UmsOBbibIxQ/640?wx_fmt=gif#pic_center)]

^{“佛系车模”没有机械零点}

因此，参赛的同学会发现“佛系车模”“这种方案的车模不能按照控制想法随心所欲的加减速，基本不能控速，只能靠弯道减速。”

在今年（第十四届）比赛中，赛道上已经不存在“颠簸路面”，因此建议大家不要在将车模的重心降低到车轮轴承以下，形成“佛系车模”。

提高直立车模控制响应速度，需要通过改变车模上的部件位置，尽可能减小车模为围绕车轮轴承的转动惯量，其中尽可能将电池的位置降低，但不能够低于车轮轴承高度，并且尽可能靠近电机轴承。

推文与回答提问：卓大大，这个算几个断路？

回复：这应该算作同一个地点断两回的情况了。

提问：卓老师，节能组的车轮是否可以使用下面的结构？

回复：不允许。

提问：请问卓老师，关于室外光电创意组有个情况，就是我们学校之前电院按照规则申请并获得了了免费车模，汽院则是自费购买了车模，注意到本月底（3月31日）前需要提交设计报告，那么同一学校只能出一只队伍提交一份设计报告嘛？针对我们学校的这个情况，卓老师有什么建议嘛？

回复：这的确是一个问题。我再和其他组委会的老师商量一下。

提问：卓老师，浮点精度丢失该怎么办？实质上这个值与；该是25.9。呜呜呜。

回复：由于在计算机里采用的是二进制表示浮点数，只有部分情况可以精确描述。大部分情况都会产生一定的误差。你上面所遇到的浮点数的精度是复合单精度（32bit）浮点数的精度的。

对于工程中的信号，数据，由于存在一定的噪声，所以对于数据的精度并不需要很高。基本上在控制中，能够有千分之一的精度就足以了。所以上面Kd的精度已经远远高于工程中的需要了。

实际上，有的时候为了提高运算的速度，还需要将浮点数进一步降低成定点数来进行计算。

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