1. 風力擺控制系統簡介
雖然說風力擺已經是2015年的國賽題了，既沒有用到攝像頭，也無需搭建很大的系統，似乎覺得它不值得一練，但是當你去玩風力擺之後你就會發現，風力擺十分有趣，當你沒掌握關鍵點的時候，你要麼就是蕩不起來，要麼就是蕩得天高。
首先看一下風力擺的要求吧。
圖1-1 風力擺控制系統題目要求
注意題目是要求風力擺做類似自由擺運動，有些同學直接上手無刷電機，強行吹到最高點又吹到另一個目标點，雖然說部落客沒有試過，但是顯然這樣是不符合題目要求的，這個不屬于題目要求。其實，我們控制要做是維持自由擺狀态，因為理想情況下懸挂的小球就是自由擺。其他的詳細點也不再獒述，相信全網網友都參照這位大神的，主要講一些踩坑點。
風力擺控制系統賽題解析+源代碼開源
2.軟體設計（踩坑點）
2.1 MPU6050初始化失敗
MPU6050采用的是IIC通訊協定，通常來說我們都是使用IO口模拟的IIC，性能比較差，同時通訊線長度受限，部落客在做這個項目的時候線長超過20cm就會資料錯誤，留下眼淚，别人一米都沒什麼問題，外加上拉電阻也不行，聽網友建議可以使用内阻較小的線，我也沒試過，遇到這個問題的可以嘗試一下；還有一個解決方案是使用序列槽通訊協定的MPU6050，部落客也買了一個，但是發現姿态角資料好像有點問題而且姿态角是絕對的，和上電位置無關，是以後面也放棄了。
2.2 風力擺起蕩
風力擺關鍵點就是了解這個系統控制流程，當系統的期望當固定了幅度之後，就會被劃分成簡諧運動，目标一直是動态變化，像一條牽引的繩子，起初你無需立刻跟随他，需要一個起蕩的過程。後面才是一個跟随過程，并且系統要做的僅僅是維持自由擺狀态，如果電機反應過于激烈，那麼就很大可能說明你的控制政策有誤。
2.3 風力擺波形滞後
雖然說波形之後問題不大，但是當繪制圓形是還是保持波形一緻更好一點，詢問廣大網友，他們幾乎一緻的說調大D，可能對于他們的系統有用，也可能時他們隻是看了上面大神的文章，亂說一通。但是我做風力擺的時候，解決波形滞後不是通過調節D搞定的，而是通過調節周期period，對于每一個系統的period都是不同的，你需要去改變period觀察波形相位變化。
圖2-1 周期1400ms時波形圖
圖2-2 周期1000ms時波形圖
具體增大減小需要看你的系統，都有可能。
2.4 制動
題目基礎四是要求制動，我們發現使用姿态角去解析位置有一個問題，在中心點的一個方向，例如左方，對于擺動來說是會有兩種趨勢的，一個是在左方爬升，就是上升過程，一個是在左方下落，也就是下落過程，當解析姿态角進行PID計算時，這兩種情況均屬于誤差大于零（假設），但是控制政策其實應該需要不同，為了制動零點，我們在左方上升過程應該由左邊電機工作，制動上升；在左方下降過程，我們要右方電機工作，制動下降，單純位置控制無法做到這一點。為了制動中點，我們可以采用速度控制，因為在自由狀态下，單擺就是穩定在重點的，是以我們可以利用MPU6050中的角速度資料進行制動，效果明顯，同時穩定，使用位置控制某些時刻可能會失控。
圖2-3 基本要求四
2.5 如何調試
風力擺如何調試，風力擺是一個動态調節的系統，我們很難觀察目前系統與期望的誤差，很難判斷系統運作狀态，是以我們可以借助一些風控愛好者常用的調試工具進行調試，有興趣的可以參考我 匿名四軸上位機調試 博文