2017寒假科研项目：与酷炫机器人和无人机亲密接触（电子、机械及自动化方向）

方案特色

机器人和无人机方向属于当今乃至整个21世纪更热门的先导前沿研究领域，本项目旨在通过理论与实践相结合的方式，系统、全面地介绍机器人和无人机的研究应用前沿、学习相关理论基础、增强实际动手编程能力、培养创新思维和团队协作能力。

项目专门为计划申请自动化、机械、电子、计算机的学生所设计。学生将跟随项目导师一同工作，实际进行机器人及无人机的控制初步仿真工作，更后利用所学知识实现自动巡线小车实验及四旋翼飞行控制。在实习过程中，指导老师全程带领学生进行该科研项目的各个环节。通过参与该项目，学生可以了解如何系统地进行机器人与无人机自动控制领域方向的科研工作。

适合人群

大二以上优秀本科生及部分优秀高中生，计划申请自动化、机械、电子、计算机等相关专业，为了让学生可以更好的完成科研项目，项目组会以笔试和面试的形式对学生进行筛选。

参与流程

项目首先会通过音视频全面地介绍当今国内外机器人、无人机在各领域的代表性研究成果，以期建立一个感性的认识;随后会讲解机器人、无人机的动力学原理、坐标系与坐标变换、机器人传感系统、机器视觉及数字图像处理等基础知识，并教会学员使用MATLAB/Simulink进行仿真研究，学会编写S-函数搭建仿真模型，培养学员具体问题抽象化以及编写、调试、分析仿真平台的能力。

其次，指导学员学习PID控制器的设计和参数调试，并基于PID算法搭建机器人机械臂、四旋翼无人机的控制系统，此外还会讲解粒子群优化算法的使用，并利用粒子群优化进行函数寻优以及PID参数的优化。

更后，项目还会引入自动巡线无人车系统，指导学员进行基于C语言的单片机编程，实现无人车的巡线、避障、障碍跟随等功能，培养在实际硬件平台上的动手能力。项目进行过程中，会以分组的方式布置多个homework，如短时间内系统调研一个新的研究领域并做团队presentation、设计机器人的PID控制系统、在无人车上编程实现指定功能、天马行空地进行机器人和无人机的创新设计并交流idea等。

项目更终的大作业是“四旋翼无人机的控制系统设计和仿真”，将所有的知识点串联起来，并通过teamwork的方式完成和展示交流。

在实习过程中，指导老师全程带领学生进行该科研项目的各个环节，通过参与该项目，学生可以了解如何系统地进行机器人与无人机自动控制领域方向的科研工作。

日程安排：

日期	项目进度	Lab相关
2月2日	下午 外地学生入住酒店，破冰活动，自我介绍，学生分组，导师进行项目介绍
2月3日	上午 机器人概论　 下午 坐标系与坐标变换	机器人在不同坐标系中的平移变换、旋转变换等
2月4日	上午 机器人的运动学和动力学　 下午 MATLAB在机器人控制系统中的应用	MATLAB中控制工具箱相关函数、Simulink的应用
2月5日	上午 自动控制原理基础 下午 自抗扰控制方法介绍	基于自抗扰控制的机械关节控制仿真实验
2月6日	上午 自动巡线小车动手实验与讲解 下午 无人机概论	实验平台基本原理介绍编程练习、自动巡线小车实验演示
2月07日	上午 飞行力学基础 下午 四旋翼飞行器动力学建模	四旋翼飞行器动力学基础与控制系统设计
2月8日	上午 四旋翼飞行器飞行演示与讲解 下午 大作业验收与课程总结	四旋翼飞行演示

备注：实际行程安排顺序可能会根据特定原因进行调整

申请策略

项目收获

1.知识储备与前沿运用：一同工作，实际进行机器人及无人机的控制初步仿真工作，更后利用所学知识实现自动巡线小车实验及四旋翼飞行控制。以帮助申请自动化、机械、电子、计算机等相关专业的学生夯实知识基础，明确学习兴趣与国外求学的动机与目标。

2.科研过程引领与实践：学生会在导师的讲解中明确一个课题研究进行的整个过程，并需要亲自完成一个小项目来应用和检测所学，并在过程中和导师沟通，透彻所学，并有所延伸。

3.学术人脉与申请助力：项目本身的实践让学生明确学习的原因与兴趣，坚定留学信心;同时有知识的增加和项目实践，使学生在文书写作中有高质量的素材积累，让学生在套磁、面试、甚至以后找工作的过程中，都有话可说、且思路开阔灵活。实习结束后，导师还会根据学生表现出具推荐信，让学生离Dream school更近一步。

申请策略end 留学案例

常见问题

　　项目时长：一周

　　项目时段：2017年2月2日-2月8日

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