张鹤严 邵天洋

摘   要：板球系统是一个比较复杂的，具有非线性的不稳定系统，它既可以作为实验模型也具有其复杂性并与诸多控制类系统具有共通性，所以实现其稳定性的控制，是一项重要的课题。本文以平板上运动的小球作为被控对象，摄像头将采集到小球的位置图像，反馈给STM32系列单片机，来控制动作电机以对小球进行轨迹规划、定位控制等，从而探寻和验证机器人稳定移动的方法。从简单的电机稳定控制，到变积分PID调节，实现了电机的速度内环和位置外环的双闭环控制，最后对图像数据进行了优化处理。建立了一个控制机器人平衡的模型，给机器人研究工作者提供了新的平衡控制和优化数据的方法。

关键词：PID调节  板球控制系统  图传数据优化  STM32系列单片机

中图分类号：TP273+.4                            文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2020）06（a）-0152-03

Abstract： The cricket system is a complex， nonlinear and unstable system. It can be used as an experimental model， but also has its complexity and is in common with many control systems. Therefore， it is an important task to control its stability. In this project， a small ball moving on the plate is taken as the controlled object. By collecting the position image of the ball from the camera and feeding it back to the STM32 series SCM， the motor is controlled to conduct trajectory planning and positioning control for the ball， so as to explore and verify the method of stable movement of the robot. From the simple motor stability control to the variable integral PID regulation， the motor speed inner loop and the position of the outer loop of the double closed-loop control， finally the image data optimization processing. A balance control model is established， which provides a new method of balance control and data optimization for robot researchers.

Key Words： PID regulation; Cricket control system; Optimization of graph transmission data; STM32 series SCM

目前，机器人被广泛应用于汽车、飞机、轮船、手机、家电、等方面。在操作方面，机器人从根本上讲是处于不稳定状态的，很难将其进行稳定控制，所以在实际应用中存在诸多的问题，而控制系统的稳定性则是其中一个至关重要的话题。

现如今板球控制系统的滤波和PID算法两方面相关的技术已经接近成熟，很再难有所突破，但板球控制系统的处理速度和稳定性的确还有待优化和提升，所以我们决定在前人的基础上寻求突破，通过在摄像头图像处理和传回的帧数组上进行创新，以小范围预期扫描、缩小成像规模，来优化程序复杂而引起的处理速度缓慢、反应迟钝等问题，从提高运作效率方面切入作为突破的契机。……