“產(chǎn)學結(jié)合，學以致用“是貝加萊學界聯(lián)盟競賽的主旨，競賽每兩年舉辦一屆，面向高等教育的自動化、機電相關(guān)專業(yè)，由2-3名學生與一名指導(dǎo)老師構(gòu)成一個戰(zhàn)隊，經(jīng)過預(yù)賽與決賽兩個階段，最終由學界聯(lián)盟中的大學教授、貝加萊自動化學院共同構(gòu)成評委，對進入決賽的小組進行答辯，并評出特等獎、一等獎、二等獎若干名。

1、選題：現(xiàn)實的應(yīng)用場景

1.1現(xiàn)實的應(yīng)用

岸橋，布局于港口，用于對集裝箱船進行吊裝業(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，港口較大的風也會給吊裝造成困難，擺動不僅僅來自整個過程的鐘擺效應(yīng)，還來自風對集裝箱本身的干擾。

岸橋

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

自動軌道吊

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

龍門橋吊

因此，在現(xiàn)實應(yīng)用中，防搖擺的控制是一個普遍存在的問題，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，需要進行優(yōu)化改善，開發(fā)“防搖“系統(tǒng)降低吊裝過程中的擺動，可以大幅提升港口吞吐能力，產(chǎn)生較大的時間資金效益。

岸橋集裝箱吊裝示意圖

開發(fā)防搖系統(tǒng)正是基于這一應(yīng)用背景而設(shè)計，因此，具有極大的現(xiàn)實意義，并且其對于算法設(shè)計有較高的要求，最為適合大學自動控制專業(yè)學生的能力提升，因此，作為比賽題目。

2、競賽硬件模型

貝加萊為本次競賽專門研發(fā)了一套防搖系統(tǒng)裝置，將整個碼頭裝卸裝置加以抽象提煉，并盡可能的做到真實還原。該裝置體積小，設(shè)計精巧，十分適合學校師生在實驗室做研究開發(fā)。

圖

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

3、初賽

為了方便賽題的描述，整套防搖系統(tǒng)裝置可以抽象為下圖所示的模型：

初賽將是使用數(shù)學模型和Automation Studio的仿真功能來完成，并不使用真實的硬件系統(tǒng)。

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），放開擺臂，使其自由擺動，當擺角小于某個角度時，開啟控制器，通過控制負載小車在導(dǎo)軌上左右移動，使得擺臂盡快穩(wěn)定下來

3.1.2初賽提交成果

初賽結(jié)束前，需要提交初賽階段的設(shè)計成果。順利通過初賽選拔的隊伍可以進入決賽。

提交的設(shè)計成果包含以下內(nèi)容：

系統(tǒng)模型的建立。

賽題的分析、計劃、過程和結(jié)果。控制算法的分析說明，包括選擇該算法的原因、該算法如何實現(xiàn)等等。

程序源代碼，要有詳細的注釋說明。

選出一位隊長，說明隊伍組建情況和隊員分工等等。

其他需要說明備注的問題。

該成果的提交形式可不僅限于傳統(tǒng)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(guī)則

根據(jù)每隊提交的初賽階段的設(shè)計成果，我公司設(shè)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(guī)則，初賽題目只有一道題，相對簡單，主要根據(jù)完成指定動作的情況每隊得到相應(yīng)的分數(shù)，具體見下表：

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(guī)則，根據(jù)大家提交的文檔說明，我們給出了5項性能指標。分別是：方案設(shè)計、程序編寫、報告邏輯結(jié)構(gòu)、團隊合作。各項性能指標具體內(nèi)容說明見下表：

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，控制負載從起點運動到終點，通過添加控制器，使擺臂在整個

動過程中盡量穩(wěn)定不搖晃。運動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-箱子從起點運動到終點，在整個運動過程中，隨機選擇定點使得負載突然停下，停止的整個過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，控制負載從起點運動到終點，通過添加控制器，使擺臂在整個運動過程中盡量穩(wěn)定不搖晃。

4.1.4附加題

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

4.2決賽提交成果與評分規(guī)則

提交成果和評分準則會在后續(xù)公布，敬請留意

5、設(shè)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軟件平臺共同實現(xiàn)整個控制系統(tǒng)。要掌握AS軟件的基本使用，包括基礎(chǔ)PLC控制、軟件編程和基礎(chǔ)運動控制（這方面我們會提供培訓(xùn)）。對AS熟練的參賽組也可以制作系統(tǒng)的控制畫面，我們也會酌情加分。

5.2初賽要求

參賽小組需要在初賽完成時提交完成情況報告，包括賽題的分析、系統(tǒng)建模和算法使用分析等，并打包你們的整個程序供我們測試。我們會根據(jù)所有組的完成情況進行初步篩選，通過篩選的隊伍可以進入決賽。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提交完成情況報告，包括競賽的分析、計劃、過程和結(jié)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(jù)大家的完成情況酌情加設(shè)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行演示及對整個決賽過程進行演講總結(jié)。

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3人，輔導(dǎo)老師不超過2人

7、競賽時間安排

7.1.組織報名

時間：截止至2016年4月30日

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

7.2.發(fā)放軟硬件資料

時間：2016年4月15日起

內(nèi)容：比賽說明書，必要的軟件，軟件使用說明，模型和例子程序等，初賽評分準則等。

7.3.初賽培訓(xùn)安排

時間：2016年4月15日至5月30日

培訓(xùn)方式：發(fā)布資料的自學習、在線培訓(xùn)和在線F&Q。

培訓(xùn)內(nèi)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(jié)果提交

時間：2016年7月1日之前

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

7.5初賽結(jié)果發(fā)布

時間：2016年7月30日前

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

7.6決賽培訓(xùn)

時間：2016年7月- 9月

舉辦方式：文檔自學習、在線培訓(xùn)和集中培訓(xùn)（上海）

培訓(xùn)內(nèi)容：硬件安裝調(diào)試等，文檔介紹

7.7決賽提交、現(xiàn)場審核、頒布名次

時間：10月24-28日

比賽方式：現(xiàn)場成績演示、PPT演講答辯，具體參考《2016年度貝加萊學界聯(lián)盟大賽決賽評分說明》

決賽活動和時間安排：待定

8、獎項設(shè)置

本競賽設(shè)立特等獎一名，獎勵為獲獎學生和指導(dǎo)教師前往貝加萊工業(yè)自動化奧地利總部游學一周。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、競賽組委會聯(lián)系方式

貝加萊工業(yè)自動化（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 021-54644800 學界聯(lián)盟支持

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