滚球控制系统设计：正交摇臂结构与树莓派STM32协同控制

"这篇文档详细介绍了控制系统的论证与选择，特别是在2017年全国大学生电子设计竞赛中的滚球控制系统（B题）的实现。文中探讨了不同的机械结构、控制系统以及电机的选择，并最终确定了最佳方案。" 文章内容深入讨论了三个机械结构方案：四边悬吊结构、Stewart六自由度平台结构和正交摇臂支撑结构。四边悬吊结构虽然简单，但稳定性不足；Stewart平台结构控制精确但过于复杂；正交摇臂支撑结构则在稳定性和控制简便性之间取得了平衡，因此被选中。 在控制系统方面，提到了MSP430、STM32F103和树莓派三种选项。MSP430具有低功耗和易于控制的特点，但处理速度有限；STM32F103则因为其丰富的资源和高速处理能力适合实时控制；树莓派则因其强大性能、丰富的接口和较低的成本成为处理摄像头数据的理想选择。最后，选择了结合树莓派和STM32F103的方案，前者处理图像信息，后者负责舵机控制，形成闭环反馈系统。 系统理论分析涵盖了运动轨迹仿真计算和正交摇臂支撑数据的计算，确保了小球运动的精确控制。电路与程序设计部分未展开详细说明，但提到了电路设计和程序设计思路，包括功能描述、程序流程图等。测试方案和结果展示了系统能有效完成技术指标，实际运行时间符合要求，能准确执行指定动作。 该文档全面地阐述了一个基于正交摇臂支撑结构、结合树莓派和STM32F103的智能控制系统的设计过程，通过PID控制和Matlab仿真优化了小球运动的控制，实现了高效稳定的滚动控制。