“產(chǎn)學(xué)結(jié)合，學(xué)以致用“是貝加萊學(xué)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(jī)電相關(guān)專業(yè)，由2-3名學(xué)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(xué)界聯(lián)盟中的大學(xué)教授、貝加萊自動化學(xué)院共同構(gòu)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(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(jìn)行吊裝業(yè)務(wù)，大型集裝箱船可容納達(dá)到18000甚至更高的裝載能力，并且，港口較大的風(fēng)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(fēng)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(yùn)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(jìn)行搬運(yùn)，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(jī)械方式，另外，也有部分采用機(jī)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(xué)自動控制專業(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(xué)校師生在實驗室做研究開發(fā)。

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(fù)載小車和擺錘組成。其中同步帶直線導(dǎo)軌由伺服電機(jī)驅(qū)動，使得固定在其滑臺上的負(fù)載小車能夠進(jìn)行水平移動；負(fù)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(fù)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(yùn)動。編碼器可以準(zhǔn)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(xué)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(dāng)擺角小于某個角度時，開啟控制器，通過控制負(fù)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(jìn)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(xì)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(dá)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(zhǔn)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(biāo)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?jǐn)?shù)，具體見下表：

3.1.3.2各項性能指標(biāo)評分

其次，介紹一下性能指標(biāo)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(biāo)。分別是：方案設(shè)計、程序編寫、報告邏輯結(jié)構(gòu)、團(tuán)隊合作。各項性能指標(biāo)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(fù)載初始速度為0，控制負(fù)載從起點運(yùn)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(yùn)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(fù)載初始速度為0，同樣是讓被控對象-箱子從起點運(yùn)動到終點，在整個運(yùn)動過程中，隨機(jī)選擇定點使得負(fù)載突然停下，停止的整個過程也要保持?jǐn)[臂不搖晃

4.1.3決賽題目（3）

控制要求：負(fù)載初始速度不為0，控制負(fù)載從起點運(yùn)動到終點，通過添加控制器，使擺臂在整個運(yùn)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(zhǔn)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(yùn)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(jìn)行初步篩選，通過篩選的隊伍可以進(jìn)入決賽。詳細(xì)情況可以參照評分標(biāo)準(zhǔn)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(xì)情況可以參照評分標(biāo)準(zhǔn)文檔。在決賽的評分日當(dāng)天參賽者需要進(jìn)行演示及對整個決賽過程進(jìn)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(zhǔn)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(xué)習(xí)、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(yùn)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(zhǔn)則： 根據(jù)《2014年度貝加萊學(xué)界聯(lián)盟大賽初賽評分說明》標(biāo)準(zhǔn)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(xué)習(xí)、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(xué)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(xué)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(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(xué)界聯(lián)盟支持

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

貝加萊（B&R）是一家自動化技術(shù)領(lǐng)域的全球性領(lǐng)導(dǎo)廠商，總部位于奧地利Eggelsberg，于1979年由Erwin Bernecker先生和Josef Rainer先生共同創(chuàng)建。經(jīng)過30多年的發(fā)展，今天，B&R已經(jīng)在全球68個國家擁有175個分支機(jī)構(gòu)。

貝加萊工業(yè)自動化(中國)有限公司是貝加萊全資子公司，于1996年在上海成立，在過去的十幾年里，貝加萊一直為中國機(jī)械制造業(yè)和流程工業(yè)領(lǐng)域提供深嵌行業(yè)經(jīng)驗及關(guān)鍵技術(shù)的自動化方案。

在機(jī)械制造業(yè)，貝加萊為本土OEM廠商提供了行業(yè)應(yīng)用集成、技術(shù)支持和培訓(xùn)服務(wù)，贏得了業(yè)界廣泛信任和業(yè)務(wù)的持續(xù)高速增長，在塑料、紡織、印刷、包裝、電子半導(dǎo)體、風(fēng)力發(fā)電及太陽能等領(lǐng)域提供了包含行業(yè)軟件集成的整體解決方案，在縮短“Time to Market”、降低成本、提升整機(jī)性能與競爭力方面為眾多戰(zhàn)略合作伙伴做出了卓越貢獻(xiàn)。同時，在自動化方案研發(fā)理念、系統(tǒng)架構(gòu)及服務(wù)理念方面貝加萊也贏得了業(yè)界的廣泛認(rèn)同。

在過程控制領(lǐng)域，貝加萊以靈活的架構(gòu)設(shè)計、開放的系統(tǒng)平臺、良好的通信連接性、組態(tài)的方便性、便于維護(hù)和系統(tǒng)高可靠性等優(yōu)勢同樣在交通、能源與電力、石油與天然氣、水處理等眾多領(lǐng)域贏得了信任，為管控一體化、能源優(yōu)化、綜合管理提供了高效的系統(tǒng)軟硬件平臺。

“深耕行業(yè)，加強(qiáng)軟件標(biāo)準(zhǔn)化與集成”，這是貝加萊在中國發(fā)展的源動力，也是贏得信任的重要因素，為客戶提供完美的自動化方案，并成為互贏的合作伙伴是貝加萊團(tuán)隊信奉的理念，也是對“Perfection In Automation”這一理念的精確闡述。