全校各二级学院、全体在校学生:
全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛-FPGA创新设计赛道是由中国电子教育学会主办的全国性大学生赛事,面向国内高校电子电气类相关专业在校本科生、研究生开展,聚焦FPGA数字系统创新实践能力培养。为做好2026年全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛-FPGA创新设计赛道的组织和选拔工作,广东理工学院将举办校内选拔赛,现将有关事项通知如下:
一、组织机构
主办单位:广东理工学院
承办单位:电气与电子工程学院
二、参赛要求
(一)参赛对象
电子电气类相关专业,包含:电子、信息、计算机、自动化、电气、仪科等专业的在校本科生。
(二)参赛选手的基本要求
1.身份要求:广东理工学院在校本科生,电子电气类相关专业。
2.组队规则
(1)每支队伍队员不超过3人,每位学生只能参加1支队伍,不可多队兼任;
(2)每支队伍指导老师不超过2名;
(3)本组别为本科生组:全部参赛队员均为本科生。
3.操作权限:仅队长拥有报名操作权限,队员、指导教师信息及排序由队长核对确认。
4.项目要求:参赛项目应具备一定创新性、科学性、工程可行性,适配FPGA开发平台。
三、竞赛规则
(一)竞赛题目及要求
1.竞赛题目:基于FPGA的实时姿态控制系统
2.要求
设计一套基于倒立摆的实时姿态控制系统。系统通过角度传感器与编码器,实时、精确地采集摆杆倾角、电机转速及旋转方向;采用FPGA作为主控计算平台,在其内部实现姿态控制算法,根据反馈信息在线计算控制量,并输出PWM驱动信号至直流电机,以实现摆杆的稳定直立控制。在此基础上,系统在稳态条件下具备摆臂定点位置调节能力,可在维持摆杆不倒的同时完成指定位移控制,从而构建一个具有自平衡能力与可控运动能力的实时姿态控制系统。
3.基础要求
(1)摆杆起摆控制,设计并实现一个控制逻辑,使得静止下垂的摆杆能够被抬起,在起摆时控制电机控制转速和转向,摆杆最终实现停在垂直位置附近。
(2)摆杆自平衡控制,设计并完成一套自平衡控制系统算法。系统能实时采集摆杆角度偏差,通过FPGA逻辑运算输出PWM占空比,控制电机的转速和转向,使倒立的摆杆能够长时间稳定地保持在垂直平衡位置。
(3)摆杆起摆时,要求在平衡后,摆杆会缓慢停在垂直位置附近,无明显震荡。在平衡控制时,摆杆长时间保持稳定,不倒下。且能抵抗轻微的外部推力,并在短时间内恢复稳定。
4.拓展要求
(1)在保持摆杆平衡的基础上,加入位置控制,通过键盘或拨码开关设定目标位置,控制电机平滑地移动到指定方向并保持静止。
(2)可尝试让电机按照特定的速度曲线或轨迹运动,同时保持摆杆不倒。
(3)在位置控制过程中,需要保证摆杆在移动过程中始终保持直立。
5.适配板卡:J280姿态控制系统竞赛套件
(二)赛制设置
参赛队伍须在规定时限完成校内报名,按要求提交项目设计报告、设计源码等作品材料。校内专家组围绕作品完整度、专业性、创新性、工程可行性、FPGA平台适配度开展评审,评审包含材料审阅、现场演示、专家答辩环节,不执行国赛组委会资格审查流程。评审结果校内公示3个工作日,根据评审结果评定校内奖项,并择优选拔队伍推送国赛。推送国赛的队伍需自行完成国赛官网报名、材料报送等工作,若进入国赛决赛,必须参加国赛FPGA基础编程设计能力考核,考核通过方可获得国赛评奖资格。
参赛形式:校内现场竞赛,队伍现场完成实物系统调试、功能演示、答辩问询;参赛队伍使用指定J280姿态控制系统竞赛套件,以FPGA为主控平台完成倒立摆实时姿态控制系统开发。
竞赛流程:(1)设备检录:参赛队伍按时到场,提交设计报告、工程源码,检查硬件套件完整性。(2)现场调试:给予规定调试时间,队伍可对硬件、FPGA工程进行调试修改,不得使用外部预编译好的可直接运行的成品工程。(3)现场演示测试:按照基础要求、拓展要求逐项开展实物功能测试,由评审人员记录现象与测试结果。(4)现场答辩:队伍进行作品介绍,讲解系统架构、传感器采集逻辑、控制算法、FPGA内部实现思路,评委进行提问。(5)综合评审:评委结合实物演示效果、设计文档、答辩表现综合打分。待全部队伍评审完毕后现场统计得分,公布排名,公示获奖名单。
(三)作品要求
1.硬件平台要求:采用J280姿态控制系统竞赛套件,以FPGA作为主控芯片;摆杆倾角、电机转速与方向由角度传感器和编码器采集;姿态控制算法、闭环计算、PWM驱动信号输出均在FPGA内部实现,不得使用单片机、上位机完成核心控制运算,可增加少量辅助扩展电路。
2.基础必做功能:(1)起摆控制:下垂摆杆可自动起摆抬起,起摆完成后摆杆平稳停在垂直位置,无明显震荡。(2)自平衡控制:能够长时间维持摆杆倒立直立;受轻微外部推力扰动后,可以快速恢复平衡、不倾倒。
3.拓展加分功能(选做):(1)通过键盘或拨码开关设定目标位置,电机平滑移动到指定位置并保持静止,移动过程摆杆保持直立。(2)实现指定速度曲线或轨迹运动,运动全程摆杆维持不倒。
4.提交材料要求:现场提交设计报告、带注释的FPGA完整工程源码,报告包含总体方案、算法原理、测试结果等内容。
5.合规要求:严禁抄袭现成工程方案,全部控制逻辑需队伍自主开发。
(四)评分标准(总分100分)
1.基础功能-起摆控制(25分)
20-25分:下垂摆杆可靠自动起摆,起摆结束后平稳停在垂直位置,几乎无震荡;
12-19分:可以完成起摆,平衡后有小幅震荡,能够收敛;
0-11分:无法完成自动起摆,起摆后震荡剧烈,无法稳定在垂直位置。
2.基础功能-自平衡与抗干扰(30分)
24-30分:摆杆长时间稳定直立;受到轻微外力扰动,可快速恢复平衡;
14-23分:可以实现直立平衡,但维持时间有限;抗扰动能力弱;
0-13分:不能实现倒立摆直立自平衡。
3.拓展功能实现(20分)
14-20分:完成位置设定、定点移动,移动过程摆杆不倒;速度/轨迹运动控制;
8-13分:可实现拨码/键盘定点位置控制,但移动存在抖动,轨迹运动未实现;
0-7分:拓展功能部分实现或者完全未实现。
4.FPGA系统设计与工程质量(15分)
12-15分:传感器采集、控制算法、PWM驱动全部在FPGA内部实现;工程结构清晰,模块划分合理,注释完整;
7-11分:核心算法FPGA实现,但代码规范性一般;部分逻辑处理存在缺陷;
0-6分:核心控制依赖外部单片机/上位机运算,不符合题目FPGA主控要求。
5.现场答辩与设计报告(10分)
8-10分:报告完整规范,队伍清晰讲解系统原理,能够准确回答评委提问;
4-7分:报告基本完整,答辩回答部分问题;
0-3分:报告缺失严重,对系统原理不熟悉。
(五)奖项设置
根据现场评审总得分进行排名,获得第1、2、3名的队伍,直接推荐代表学校参加省赛。出现同分情况时:优先对比基础功能完成质量;基础功能一致时,比较拓展功能完成情况;仍同分参考答辩与工程文档质量。若出现队伍违规(抄袭、使用外部设备替代FPGA核心运算),直接取消评奖与推荐资格。
四、赛程安排
各参赛队伍于2026年9月19日现场按签到顺序参加评审,具体地址另行通知。
五、参赛报名
(一)报名截止时间:2026年9月15日。
(二)比赛时间:2026年9月19日,具体时间另行通知。
(三)报名方式:提交队伍学生信息和指导老师信息至康泽威老师处
(四)联系人:康泽威,电话:18186309423
(五)参赛选手可加入QQ群(741351691),了解比赛信息。
六、结果公示
本次大赛结果将在赛后发布于电气与电子工程学院公众号进行公示(公示不少于3个工作日),公示期内任何单位和个人如有异议,请以实名书面形式反映至赛事负责人或教务处(求实楼713办公室,联系电话:0758-8387256)。
七、其他事宜
1.本次校内选拔赛不收取参赛费用,参赛所需J280姿态控制系统竞赛套件、元器件等硬件设备由参赛队伍自行准备。
2.参赛队伍应爱护赛场公共设施与测试环境,现场调试时注意用电安全,避免短路等硬件损坏事故;若人为造成赛场设备损坏,由涉事队伍承担相应责任。
3.参赛队伍须严格遵守赛程时间安排,按照抽签顺序参加演示及答辩,迟到超过15分钟视为自动放弃比赛资格。
4.严禁抄袭、盗用他人代码与设计方案,严禁使用外部单片机、上位机替代FPGA完成核心姿态控制运算。一经查实违规,立即取消该队伍参赛、评奖及省赛推荐资格。
5.参赛队伍提交的设计报告、工程源码,学校拥有非商业性展示、交流学习使用权,作者保留原有著作权。
6.各队伍须保持通讯畅通,及时关注竞赛相关通知。因不可抗力因素影响,赛事时间、评审形式可根据实际情况进行调整。
7.对评审分数、结果存在异议的,仅允许由队伍队长在成绩公示环节向竞赛组委会提交书面复核申请,公示结束后不再受理异议。
广东理工学院教务处 广东理工学院电气与电子工程学院
2026年9月11日