【智能车竞赛】基于四电机协同控制的气垫船优化设计：硬件架构创新与控制算法突破实现高效自主航行

内容概要：本文以哈尔滨工程大学在2024年新增的本科气垫船组全国智能车竞赛中获得一等奖的方案为例，详细解析了其技术架构、创新策略与实战效果。文章首先介绍了赛项背景和技术难点，包括无轮式接触推进、水面环境干扰和转向控制漂移等问题。接着，阐述了硬件架构与创新设计，如动力系统的重构和传感器融合方案，特别是通过流体动力学仿真优化风扇布局，以及摄像头抗干扰设计。在控制算法方面，文章展示了分层控制架构，包括姿态平衡控制和路径跟踪，并提出了漂移抑制算法和能耗优化策略。最后，文章分析了测试调优与实战表现，强调了该方案的技术迁移意义和人才培养范式。 适合人群：对智能车竞赛感兴趣的学生、教师及科研人员，尤其是从事自动化、机器人或嵌入式系统开发的专业人士。 使用场景及目标：①理解智能车竞赛中的技术创新和实际应用；②学习如何通过硬件重构和算法优化解决复杂环境下的控制难题；③探讨气垫控制模型在水上救援机器人和其他水上无人载具开发中的应用前景。 阅读建议：本文不仅介绍了具体的硬件和算法细节，还强调了从仿真到实车迭代的重要性。读者应重点关注创新点和实战效果，结合自身研究方向思考技术迁移的可能性，并借鉴文中的人才培养范式，鼓励低年级学生参与高水平竞赛。