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文檔簡介
1、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析歷年測量控制類競賽題分析東南大學(xué) 電工電子實驗中心 胡仁杰 全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題v2003-簡易智能電動車v2005-懸掛運動控制系統(tǒng)v2007-電動車蹺蹺板(含高職)v2009-聲音導(dǎo)引系統(tǒng)v2009-LED點陣書寫顯示屏v2011-基于自由擺的平板控制系統(tǒng)v2011-智能小車v2011-帆板控制系統(tǒng)v2010-電子式溫度調(diào)節(jié)器v2012-簡易電子秤高職高專類模擬電子系統(tǒng)設(shè)計邀請賽全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析2003-簡易智能電動車 障礙物1障礙物21m1m2mR=0.8mCB5cm起跑線1.2m2.3m
2、0.4m5cm5cm2cm5cm5cm2cm停車區(qū)0.4m12cm光源光源1.45m0.4m0.3m直道區(qū)彎道區(qū)2mO50cm障 礙 區(qū)引導(dǎo)線車庫0.2m0.4m15cm12.5cm12.5cm5cm一、任務(wù) 設(shè)計并制作一個簡易智能電動車。二、要求u電動車從起點開始,沿引導(dǎo)線行進,經(jīng)過彎道;u在光源引導(dǎo)下,避障進入停車區(qū),進入停車位;u檢測地下薄鐵;u控制全程時間,強調(diào)速度;u記錄行程。全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析2003-簡易智能電動車r循跡: 光電傳感器r鐵片檢測:渦流傳感器、霍爾傳感器r避障: 超聲波傳感器r定點停車:紅外傳感器r主要難點:l光相關(guān)自適應(yīng)調(diào)整l速度與偏差r誤區(qū):開
3、環(huán)控制全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析2005-懸掛運動控制系統(tǒng)懸掛運動控制系統(tǒng) 80cm100cm15cm15cm15cm原點15cm一、任務(wù) 通過兩只電機控制物體在傾斜板上運動畫出指定的運動軌跡。二、要求u可控,到達指定目標(biāo)u按指定軌跡運動;u控制運動速度;u標(biāo)識當(dāng)前位置 ;u循跡運動,運動趨勢判斷;全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析2005-懸掛運動控制系統(tǒng)r步進電機控制與驅(qū)動r起始定位r路徑規(guī)劃:l將路徑細分成N小線段l計算每一線段的起始點與終點坐標(biāo)l計算移動每一線段時兩電機收放距離l注意電機線軸直徑的變化r循跡運動:光電傳感器、軌跡趨勢預(yù)測全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析2
4、007-電動車蹺蹺板電動車蹺蹺板 901600mmAB配重物體C200mm400mm圖1 起始狀態(tài)示意圖90800mmAB70mm圖2 平衡狀態(tài)示意圖CdAdB300mm90300mm圖3 自動駛上蹺蹺板示意圖電動車AB一、任務(wù)一、任務(wù) 設(shè)計并制作一個電動車蹺蹺板,起始端A一側(cè)裝有可移動的配重。電動車從起始端A出發(fā),可以自動在蹺蹺板上行駛。蹺蹺板半圓軸上能轉(zhuǎn)動。 二、要求二、要求u電動車在蹺蹺板上往復(fù)行駛;u通過行駛使蹺蹺板保持平衡;u控制速度,計時;u平衡狀態(tài)間的調(diào)整. 全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析2007-電動車蹺蹺板r水平度檢測:用電位器自制傳感器、水銀開關(guān)、傾角傳感器、加速度傳
5、感器r小車保持直線運行、行程記錄r車速控制:步進式控制;車速與水平度相關(guān)r小車響應(yīng)速度與行進距離矛盾的協(xié)調(diào)全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析2009-聲音導(dǎo)引系統(tǒng)聲音導(dǎo)引系統(tǒng) 一、任務(wù) 設(shè)計并制作一聲音導(dǎo)引系統(tǒng),一個可移動聲源S,三個聲音接收器A、B和C,用無線方式傳輸信號,引導(dǎo)運動。接收器和聲源間無線通信。二、要求n以聲音作為引導(dǎo)運動到指定位置,定位精確;n控制運動速度、運動方向.接收器 CW D 1 m 圖圖1 1 系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)示意圖 xy 1 mS可移動聲源接收器 A接收器 B中點 O中點 O全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析2009-聲音導(dǎo)引系統(tǒng)r采用間歇式發(fā)聲、音量適中r聲響傳
6、感器的靈敏度r在不同控制階段選擇不同接收器比較r車速的控制:速度與偏離度相關(guān)r難點:環(huán)境噪聲的影響,接收器靈敏度設(shè)定,自適應(yīng)?全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析電機平板擺桿固定支架轉(zhuǎn)軸?電機轉(zhuǎn)軸6cm10cm100cm電線硬幣?20cm100cm150cm激光筆2011-基于自由擺的平板控制系統(tǒng)基于自由擺的平板控制系統(tǒng) 一、任務(wù) 設(shè)計并制作一個自由擺上的平板控制系統(tǒng),驅(qū)動電機可以控制平板轉(zhuǎn)動。二、要求n自由擺擺動過程中,使平板上硬幣不滑落、少滑動;多個硬幣保持疊放不滑落;n在平板上固定一激光筆,保存照射在靶心,減少偏差;n減少瞄向靶心的時間。 全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析2011-基
7、于自由擺的平板控制系統(tǒng)r開始擺動的檢測r起始位置角度的檢測(與平板角度相關(guān))r平板的預(yù)調(diào)整r電機轉(zhuǎn)動的響應(yīng)速度r根據(jù)起始角、周期、擺長、靶距計算擺動過程中激光筆的位置,進而算出激光筆的角度全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析2011-智能小車 一、任務(wù) 甲、乙兩輛小車前后同時起動,在架高跑道上同向而行。二、要求u行進過程中交替超越,不碰撞,不掉落;u控制速度盡量快。 全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析2011-智能小車r光電傳感器的自適應(yīng)性r進程累計r車速的適當(dāng)控制r兩車的協(xié)調(diào)控制全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析2011-帆板控制系統(tǒng)一、任務(wù) 設(shè)計制作一個帆板控制系統(tǒng),通過控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,
8、調(diào)節(jié)風(fēng)力大小,改變帆板偏轉(zhuǎn)角二、要求u檢測顯示偏轉(zhuǎn)角u設(shè)置并控制實現(xiàn)偏轉(zhuǎn)角u在一定距離范圍內(nèi)設(shè)置并控制實現(xiàn)偏轉(zhuǎn)角全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析2011-帆板控制系統(tǒng)r在帆板上安裝角度傳感器,測量偏轉(zhuǎn)角r調(diào)節(jié)電壓(數(shù)字、模擬方式)控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速r形成偏轉(zhuǎn)角測量風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制閉環(huán)r誤區(qū):開環(huán)控制全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析2010-電子式溫度調(diào)節(jié)器電子式溫度調(diào)節(jié)器 圖1 帕爾帖溫度控制裝置一、任務(wù)一、任務(wù) 設(shè)計一電子式溫度調(diào)節(jié)器,對帕爾帖(peltire)溫度控制裝置內(nèi)溫度控制。二、要求二、要求準(zhǔn)確顯示溫度值;指定溫度控制,快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定;1.按照溫度曲線控制溫度變化。全國大學(xué)生電子設(shè)
9、計競賽測控類賽題分析2010-電子式溫度調(diào)節(jié)器r溫度傳感器的校對r溫度檢測抗干擾r升降溫速度與超調(diào)矛盾的協(xié)調(diào)r升降溫速度控制:數(shù)字、模擬方式r散熱對升降溫的影響全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析2012-簡易電子秤簡易電子秤 一、任務(wù)一、任務(wù) 使用電阻應(yīng)變片稱重傳感器,實現(xiàn)電子秤。用砝碼作稱重比對。二、要求二、要求 u準(zhǔn)確、穩(wěn)定稱重;u稱重傳感器的非線性校正,提高稱重精度;u實現(xiàn)“去皮”、計價功能;u具備“休眠”與“喚醒”功能,以降低功耗。 全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析2012-簡易電子秤r稱重傳感器的標(biāo)定r傳感器的線性化處理r低漂移、高精度放大器設(shè)計全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題
10、分析LED點陣書寫顯示屏點陣書寫顯示屏 控制器3232 LED 點陣模塊 光筆 一、任務(wù)l設(shè)計并制作一個基于3232點陣LED模塊的書寫顯示屏。lLED點陣模塊顯示屏工作在人眼不易覺察的掃描微亮和人眼可見的顯示點亮兩種模式下;當(dāng)光筆觸及LED點陣模塊表面時,檢測掃描信號以獲取其行列坐標(biāo)。 二、要求u獲得并顯示光筆位置;u實現(xiàn)“點亮、劃亮、反顯、整屏擦除、筆畫擦除、連寫多字、對象拖移”等書寫顯示功能;u當(dāng)環(huán)境光強改變時,能自動連續(xù)調(diào)節(jié)屏上顯示亮度;超時不操作時進入休眠狀態(tài)。全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析2009-LED點陣書寫顯示屏r題目的理解r光電傳感器的靈敏度及響應(yīng)速度r掃描點的定位r
11、動作指令的識別全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析測控類賽題設(shè)計概要v準(zhǔn)備r處理器平臺:資源集成度、精度與速度r信號輸出通道:DAC、PWMr信息顯示:LCDr電源電壓r傳感器:溫度、聲、光、磁、速度、距離、 加速度、角度、r執(zhí)行機構(gòu):電流驅(qū)動、電壓控制、電磁機構(gòu) 直流電機、步進電機、伺服電機全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析測控類賽題設(shè)計概要v準(zhǔn)備r信號處理、分析、識別r數(shù)值計算r控制算法r菜單顯示、數(shù)據(jù)顯示、曲線顯示r低功耗設(shè)計全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析測控類賽題設(shè)計概要v審題r了解題目明確要求完成的工作;r仔細閱讀任務(wù)、說明部分文字,往往對題目的實現(xiàn)方法、測試方法、元器件有限定;r任務(wù)中的要求一般是全局性的r任務(wù)部分的圖往往給定系統(tǒng)結(jié)構(gòu),說明中的圖一般是解釋性或建議性的全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽
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