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标题: 【震惊】电磁节能组规则解析，难道是我想的太复杂了 [打印本页]
作者: quzhanguang 时间: 2016-12-9 01:56
标题: 【震惊】电磁节能组规则解析，难道是我想的太复杂了
本帖最后由 quzhanguang 于 2016-12-18 22:55 编辑
嗯，不知道是不是我想得太复杂的，这一届节能组的比赛简直太烧脑了。
首先看到了规则中给出来了成绩的计算公式（规则公式可能写错，应为T=t+j*A），然后我就开始推导了，跑得快和节能本来就是互斥的；若车子跑得快，加减速都需要耗电，电机负载大效率也低，耗电必然增加。想要拿到更好的成绩，整圈赛道提速一秒，所消耗的电能必须小于20焦耳才有收益。也可以反过来想，20焦耳的电能，放在赛道的哪几个节点上，才能让整圈时间缩短1秒以上。嗯，所以这个比赛就复杂了，有双重目标：
目标一，用电少。电源储能电容供电，一般是使用法拉电容（也叫超级电容），自己选配电容，自己预判决定充电电量，这里涉及到两个问题，很烧脑
。
1）第一个问题是要充多少电，又不知道需要用多少，充多了用不完，被坑一把
，成绩上肯定亏了；充少了半路没电，车子跑不快，甚至停在半路，成绩也不好
。真的到了比赛现场，气氛紧张，赛道长度未知，能不能跑的完还未知的情况下，参赛队员还要先预判要使用的电量，来挑战车子电量的极限，节能组的比赛不仅是对车子的考验，也是对参赛同学精神的考验！
2）第二个问题是电容用多大容量，充电相同的电能，容量小的电容电压高，容量大的电容电压低，电压高低决定了车子的供电使用什么方案。和电池不一样，储能电容放电后期电压会越来越低，小车电路在低压时能否工作，决定了能否充分利用储能电容里有限的电量，也决定了电量这部分的成绩。想要电能充分利用，需要电路在高压时能降压，低压时能升压；或者在电压降低时，电容由并联切换到串联模式。这就需要搭建一个功能强大，而且转化效率高的电源管理系统，恐怕有些人看到这里已经决定放弃低压部分的电量了
。
目标二，跑得快。若建立在耗电量一定的条件下，什么办法才能让车子跑得快，方法比较清晰，主要有两种：
1）第一种方法，减轻车重，减小车轮阻力；规则允许自制车模，用脚丫想想也知道，参赛的各位肯定会对车子的重量进行“优化”，做小做轻，车子底盘掏空，最后只剩下一个“支架”
。但本人觉得底盘减重还不够，车子的阻力很多来自于转弯时四轮的摩擦，若直接拆掉两个轮子和底盘，只用两个驱动轮，转弯时的能量消耗会少很多，如果怕两轮平衡不稳定，可以后面拖一个万向辅助轮，还可以兼具编码器测速轮的功能
。估计明年比赛时会有很多三轮车参赛吧，
。
2）第二种方法，使用效率高的电动机和齿轮组，使用性能优异的电动机，如空心杯电机、无刷电机，能获得电能到机械能更高的转化效率；同时选择传动比合适的齿轮组，能让电动机工作在效率较高的转速；电机和齿轮组两者配合才能综合效率高。但这仅仅考虑了定速的情况，如果低速行驶和加速时，用较高的传动比效率才会高，提速完成后，又需要降低传动比，难道要搞个变速箱？这方面的提高恐怕很大成分上是靠金钱堆出来的了
，替各位参赛的同学肾疼。
当然，这也仅仅是冰山一角，还没考虑减速或者下坡时，能量如何回收利用；也没有考虑软件上如何去权衡车子速度、剩余电量、路况等等因素来做决策；更别提如何通过建模仿真，机器学习，人工智能之类的去做参数优化的问题......嗯，我觉得电磁节能组可以考虑10-15人一个团队做一辆车子参赛。
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作者: quzhanguang 时间: 2016-12-9 08:23
车子能做多小，也可能会成为挑战的一个目标。
越轻肯定越省电，但是轻巧到一定程度，能耗已经很低了，再通过减车重来解决电量可能抵消不过因减重导致的车体强度变差所导致的速度上的下降。问题是这个平衡点是多小多轻还是未知的，手机那么大？火柴盒那么大？明年会不会有很多人把车子装口衣服兜兜里拿去参赛
作者: 残虹断梦 时间: 2016-12-9 08:25
感情我们一个实验室还组不起一个队啊
作者: 2585341750 时间: 2016-12-9 08:36
想的很全啊！
作者: 恋May 时间: 2016-12-9 08:54
6666
作者: 恋May 时间: 2016-12-9 08:55
肯定会在速度和节能之间有一个平衡点。
作者: 大逗比 时间: 2016-12-9 08:55
分析的够够的了 赞
作者: 361369499 时间: 2016-12-9 09:53
三轮车确实很不错。
感觉c车的减速还行，功率也足够了。
作者: zy234567 时间: 2016-12-9 10:29
根据目前计算公式的话，节能方面还是没到锱铢必较的程度。整体上车速不会很慢
作者: quzhanguang 时间: 2016-12-9 18:16
你太小看大家了，决赛的前几名成绩差都不到一秒，节能很关键
作者: 红色男爵 时间: 2016-12-10 15:00
三个轮子应该不太稳吧，转弯好不好擦到地
作者: 机械师hh 时间: 2016-12-10 15:08
20焦耳为1s，100焦耳为5s，节能还不较真？
作者: 阳关西 时间: 2016-12-10 15:43
66666 楼主想的好远，佩服
作者: 564388806 时间: 2016-12-10 16:58
减少不必要的能量损耗很重要
作者: 乡下土豆 时间: 2016-12-11 11:30
如果三轮的话前面那个肯定是万向轮
作者: 小豪 时间: 2016-12-12 13:17
作者: znjqr 时间: 2016-12-12 13:27
分析的够够的了 赞
作者: TYUT信息jyd 时间: 2016-12-14 00:15
作者: 小木123 时间: 2017-2-22 16:01
大写的牛逼啊、、、
作者: cd征途 时间: 2017-3-7 21:01
好主意，可以试试万向轮
作者: 初学者123 时间: 2017-5-10 17:13
T=t+j*A，这里的J是指跑完一圈消耗的能量吗
作者: 龍羽 时间: 2018-1-27 11:05
万向轮可以兼具编码测速功能吗？怎么实现。还有空心机没用过，不清楚他的某些参数，有推荐吗？
作者: lxj1997 时间: 2018-1-28 11:19
很透彻，学习了，大神对今年节能有什么看法
作者: 甜瓜min 时间: 2018-4-6 21:43
分析的很到位啊
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