“產(chǎn)學(xué)結合，學(xué)以致用“是貝加萊學(xué)界聯(lián)盟競賽的主旨，競賽每?jì)赡昱e辦一屆，面向高等教育的自動(dòng)化、機電相關(guān)專(zhuān)業(yè)，由2-3名學(xué)生與一名指導老師構成一個(gè)戰隊，經(jīng)過(guò)預賽與決賽兩個(gè)階段，最終由學(xué)界聯(lián)盟中的大學(xué)教授、貝加萊自動(dòng)化學(xué)院共同構成評委，對進(jìn)入決賽的小組進(jìn)行答辯，并評出特等獎、一等獎、二等獎若干名。

1、選題：現實(shí)的應用場(chǎng)景

1.1現實(shí)的應用

岸橋，布局于港口，用于對集裝箱船進(jìn)行吊裝業(yè)務(wù)，大型集裝箱船可容納達到18000甚至更高的裝載能力，并且，港口較大的風(fēng)也會(huì )給吊裝造成困難，擺動(dòng)不僅僅來(lái)自整個(gè)過(guò)程的鐘擺效應，還來(lái)自風(fēng)對集裝箱本身的干擾。

岸橋

自動(dòng)軌道吊是用于從港口到堆場(chǎng)短距離的吊裝，或者堆場(chǎng)到運輸車(chē)輛上的吊裝，這些也是要速度比較快的。

自動(dòng)軌道吊

在大型的鋼鐵企業(yè)，軋鋼成卷后的吊裝或者卷裝用于開(kāi)卷之前的吊裝，均需要大型龍門(mén)吊來(lái)進(jìn)行搬運，而且往往量比較大，頻繁的工作，若吊裝速度較低，會(huì )給整個(gè)生產(chǎn)帶來(lái)生產(chǎn)物流瓶頸。

龍門(mén)橋吊

因此，在現實(shí)應用中，防搖擺的控制是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題，很多仍然停留在機械方式，另外，也有部分采用機電一體化的，但往往成本較高，或者性能不佳，因此，需要進(jìn)行優(yōu)化改善，開(kāi)發(fā)“防搖“系統降低吊裝過(guò)程中的擺動(dòng)，可以大幅提升港口吞吐能力，產(chǎn)生較大的時(shí)間資金效益。

岸橋集裝箱吊裝示意圖

開(kāi)發(fā)防搖系統正是基于這一應用背景而設計，因此，具有極大的現實(shí)意義，并且其對于算法設計有較高的要求，最為適合大學(xué)自動(dòng)控制專(zhuān)業(yè)學(xué)生的能力提升，因此，作為比賽題目。

2、競賽硬件模型

貝加萊為本次競賽專(zhuān)門(mén)研發(fā)了一套防搖系統裝置，將整個(gè)碼頭裝卸裝置加以抽象提煉，并盡可能的做到真實(shí)還原。該裝置體積小，設計精巧，十分適合學(xué)校師生在實(shí)驗室做研究開(kāi)發(fā)。

圖

系統描述：防搖系統模型裝置部分由同步帶直線(xiàn)導軌、負載小車(chē)和擺錘組成。其中同步帶直線(xiàn)導軌由伺服電機驅動(dòng)，使得固定在其滑臺上的負載小車(chē)能夠進(jìn)行水平移動(dòng)；負載小車(chē)連接擺臂及擺錘，其中擺臂為材質(zhì)較輕的鋁合金制成，其長(cháng)度不會(huì )改變；擺錘為較重的鋼制成，使用螺絲與擺臂連接固定。在負載小車(chē)上安裝有編碼器并與擺臂連接，擺臂能以編碼器軸為旋轉軸線(xiàn)，在與編碼器軸正交的平面上繞該軸做圓周運動(dòng)。編碼器可以準確測量擺臂的擺動(dòng)角度。

3、初賽

為了方便賽題的描述，整套防搖系統裝置可以抽象為下圖所示的模型：

初賽將是使用數學(xué)模型和Automation Studio的仿真功能來(lái)完成，并不使用真實(shí)的硬件系統。

3.1.初賽題目

3.1.1控制要求

將擺臂拉至水平（即與豎直方向成90°夾角），放開(kāi)擺臂，使其自由擺動(dòng)，當擺角小于某個(gè)角度時(shí)，開(kāi)啟控制器，通過(guò)控制負載小車(chē)在導軌上左右移動(dòng)，使得擺臂盡快穩定下來(lái)

3.1.2初賽提交成果

初賽結束前，需要提交初賽階段的設計成果。順利通過(guò)初賽選拔的隊伍可以進(jìn)入決賽。

提交的設計成果包含以下內容：

系統模型的建立。

賽題的分析、計劃、過(guò)程和結果?？刂扑惴ǖ姆治稣f(shuō)明，包括選擇該算法的原因、該算法如何實(shí)現等等。

程序源代碼，要有詳細的注釋說(shuō)明。

選出一位隊長(cháng)，說(shuō)明隊伍組建情況和隊員分工等等。

其他需要說(shuō)明備注的問(wèn)題。

該成果的提交形式可不僅限于傳統的論文的形式，歡迎使用其他更豐富的表達形式

3.1.3初賽評分規則

根據每隊提交的初賽階段的設計成果，我公司設計了一套打分準則，每隊的最終得分主要由各自的完成情況和各項性能指標共同決定。

3.1.3.1完成情況得分

首先，介紹一下完成情況的評分規則，初賽題目只有一道題，相對簡(jiǎn)單，主要根據完成指定動(dòng)作的情況每隊得到相應的分數，具體見(jiàn)下表：

3.1.3.2各項性能指標評分

其次，介紹一下性能指標的評分規則，根據大家提交的文檔說(shuō)明，我們給出了5項性能指標。分別是：方案設計、程序編寫(xiě)、報告邏輯結構、團隊合作。各項性能指標具體內容說(shuō)明見(jiàn)下表：

4、決賽題目

4.1決賽題目

4.1.1決賽題目（1）

控制要求：負載初始速度為0，控制負載從起點(diǎn)運動(dòng)到終點(diǎn)，通過(guò)添加控制器，使擺臂在整個(gè)

動(dòng)過(guò)程中盡量穩定不搖晃。運動(dòng)速度分為高速和低速兩種情況。

4.1.2決賽題目（2）

控制要求：負載初始速度為0，同樣是讓被控對象-箱子從起點(diǎn)運動(dòng)到終點(diǎn)，在整個(gè)運動(dòng)過(guò)程中，隨機選擇定點(diǎn)使得負載突然停下，停止的整個(gè)過(guò)程也要保持擺臂不搖晃

4.1.3決賽題目（3）

控制要求：負載初始速度不為0，控制負載從起點(diǎn)運動(dòng)到終點(diǎn)，通過(guò)添加控制器，使擺臂在整個(gè)運動(dòng)過(guò)程中盡量穩定不搖晃。

4.1.4附加題

根據各參賽組初賽及決賽題（1）、（2）、（3）的完成情況，將會(huì )酌情加設附加題。

4.2決賽提交成果與評分規則

提交成果和評分準則會(huì )在后續公布，敬請留意

5、設計要求

5.1軟件要求

參賽組需要利用我們提供的仿真模型和硬件和Automation Studio軟件平臺共同實(shí)現整個(gè)控制系統。要掌握AS軟件的基本使用，包括基礎PLC控制、軟件編程和基礎運動(dòng)控制（這方面我們會(huì )提供培訓）。對AS熟練的參賽組也可以制作系統的控制畫(huà)面，我們也會(huì )酌情加分。

5.2初賽要求

參賽小組需要在初賽完成時(shí)提交完成情況報告，包括賽題的分析、系統建模和算法使用分析等，并打包你們的整個(gè)程序供我們測試。我們會(huì )根據所有組的完成情況進(jìn)行初步篩選，通過(guò)篩選的隊伍可以進(jìn)入決賽。詳細情況可以參照評分標準文檔。

5.3決賽要求

參賽小組需要在決賽完成時(shí)提交完成情況報告，包括競賽的分析、計劃、過(guò)程和結果文檔、算法使用分析等等，并打包你們的程序源代碼等供我們測試，我們將根據大家的完成情況酌情加設附加題。詳細情況可以參照評分標準文檔。在決賽的評分日當天參賽者需要進(jìn)行演示及對整個(gè)決賽過(guò)程進(jìn)行演講總結。

6、報名

各高校全日制本科生、研究生均可報名參加。以小組形式參賽。每組參賽者不超過(guò)3人，輔導老師不超過(guò)2人

7、競賽時(shí)間安排

7.1.組織報名

時(shí)間：截止至2016年4月30日

報名方式：填寫(xiě)附件報名表并發(fā)送至support.cn@br-automation.com

7.2.發(fā)放軟硬件資料

時(shí)間：2016年4月15日起

內容：比賽說(shuō)明書(shū)，必要的軟件，軟件使用說(shuō)明，模型和例子程序等，初賽評分準則等。

7.3.初賽培訓安排

時(shí)間：2016年4月15日至5月30日

培訓方式：發(fā)布資料的自學(xué)習、在線(xiàn)培訓和在線(xiàn)F&Q。

培訓內容：針對初賽題目，分析如何使用相關(guān)軟件，如何運行例子程序等。

7.4.初賽結果提交

時(shí)間：2016年7月1日之前

提交內容：Automation Studio項目文件，競賽描述文檔及其他資料等

7.5初賽結果發(fā)布

時(shí)間：2016年7月30日前

評分準則： 根據《2014年度貝加萊學(xué)界聯(lián)盟大賽初賽評分說(shuō)明》標準評分

7.6決賽培訓

時(shí)間：2016年7月- 9月

舉辦方式：文檔自學(xué)習、在線(xiàn)培訓和集中培訓（上海）

培訓內容：硬件安裝調試等，文檔介紹

7.7決賽提交、現場(chǎng)審核、頒布名次

時(shí)間：10月24-28日

比賽方式：現場(chǎng)成績(jì)演示、PPT演講答辯，具體參考《2016年度貝加萊學(xué)界聯(lián)盟大賽決賽評分說(shuō)明》

決賽活動(dòng)和時(shí)間安排：待定

8、獎項設置

本競賽設立特等獎一名，獎勵為獲獎學(xué)生和指導教師前往貝加萊工業(yè)自動(dòng)化奧地利總部游學(xué)一周。一等獎兩名；二等獎四名；三等獎六名及優(yōu)勝獎若干。除特等獎之外其余獎項的獎勵待定.

9、競賽組委會(huì )聯(lián)系方式

貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（中國）有限公司

上海市田林路487號21號樓

郵政編碼 200233

聯(lián)系電話(huà) 021-54644800 學(xué)界聯(lián)盟支持

聯(lián)系郵件 support.cn@br-automation.com