• 题目分析

本题目的要求是通过控制倾斜，让球在一个平板上做出所要求的动作，因为在绝大多数情况下球都与板相接触，并且球和板的形变可以忽略不计，因此，本题中球的动作可以近似看成一个质点在二位平面上的运动。

• 设计思路

控制球的运动主要可分为三个过程：识别球的位置和运动状况、进行相关计算和判断和控制板的倾斜角度。板的倾斜情况可分解在x和y轴的两个方向上，在这两个方向上的倾斜角度可由两个舵机分别控制，同时，球的运动情况也可分解在这两个轴上。并且，因为板的倾斜角度较小，每个轴的倾斜情况和球在该轴的加速度可近似看作正比关系。综上所述，本作品的核心功能为分别检测小球在两个方向上的分运动，使用PID算法计算并控制板两个方向的倾斜角度，实现球的规定动作。本作品采用openMV4图像识别来判断球的运动情况和进行PID计算，采用MG946R舵机和连杆结构来控制板的偏转。另外，考虑到题目中要求的各种动作的实现和支撑结构形变带来的点位误差，另加入一个STM32F103MCU通过和openMV通信来实现对目标点位的动态控制。 本作品的总系统框图如下

• 原理图分析

因为openMV为现成产 品，故不在此赘述。本工程中的原理图为控制球的目标点位的STM32控制板。 1.STM32F103最小系统：包括STM32F103单片机、晶振、滤波电容等元件，保证STM32单片机正常工作，以实现控制功能。 2.稳压电源模块：本作品中的其他用电元件均为5V供电，为简化供电结构，使用此模块将5V降压为STM32所需的3.3V，以达到兼容外部5V供电的目的。 3.输入设备：包括键盘和摇杆，通过输入设备可以人为控制球的目标点位，实现题目所规定的动作。~~~~ 成品PCB照片：

• 功能测试

作品功能演示视频：链接：https://pan.baidu.com/s/1Am4mEMFgGC5JmoANlwDd5w 提取码：l3qg