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2011全国大学生电子设计大赛---B-基于自由摆的平板控制系统(B题)

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卖家[上传人]：nbwa****ajie

文档编号：37691717

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1、 B-1基于自由摆的平板控制系统（基于自由摆的平板控制系统（B 题）题）【本科组】【本科组】一、任务设计并制作一个自由摆上的平板控制系统，其结构如图 1 所示。摆杆的一端通过转轴固定在一支架上，另一端固定安装一台电机，平板固定在电机转轴上；当摆杆如图 2 摆动时，驱动电机可以控制平板转动。电机平板摆杆固定支架转轴电机转轴6cm10cm100cm电线硬币图 1 图 2 B-2二、要求 1基本要求基本要求（1）控制电机使平板可以随着摆杆的摆动而旋转（35 周），摆杆摆一个周期，平板旋转一周（360），偏差绝对值不大于 45。（2）在平板上粘贴一张画有一组间距为 1cm 平行线的打印纸。用手推动摆杆至一个角度（在 3045间），调整平板角度，在平板中心稳定放置一枚 1 元硬币（人民币）；启动后放开摆杆让其自由摆动。在摆杆摆动过程中，要求控制平板状态，使硬币在 5 个摆动周期中不从平板上滑落，并尽量少滑离平板的中心位置。（3）用手推动摆杆至一个角度（在 4560间），调整平板角度，在平板中心稳定叠放 8 枚 1 元硬币，见图 2；启动后放开摆杆让其自由摆动。在摆杆

2、摆动过程中，要求控制平板状态使硬币在摆杆的 5 个摆动周期中不从平板上滑落，并保持叠放状态。根据平板上非保持叠放状态及滑落的硬币数计算成绩。 2发挥部分发挥部分（1）如图 3 所示，在平板上固定一激光笔，光斑照射在距摆杆 150cm 距离处垂直放置的靶子上。摆杆垂直静止且平板处于水平时，调节靶子高度，使光斑照射在靶纸的某一条线上，标识此线为中心线。用手推动摆杆至一个角度（在 3060间），启动后，系统应在 15 秒钟内控制平板尽量使激光笔照射在中心线上（偏差绝对值1cm），完成时以 LED 指示。根据光斑偏离中心线的距离计算成绩，超时则视为失败。 20cm100cm150cm激光笔图 3 B-3（2）在上述过程完成后，调整平板，使激光笔照射到中心线上（可人工协助）。启动后放开让摆杆自由摆动；摆动过程中尽量使激光笔光斑始终瞄准照射在靶纸的中心线上，根据光斑偏离中心线的距离计算成绩。（3）其他。三、说明 1摆杆可以采用木质、金属、塑料等硬质材料；摆杆长度（固定转轴至电机轴的距离）为 100 cm5cm；摆杆通过转轴固定在支架或横梁上，并能够灵活摆动；将摆杆推起至=30处释

3、放后,摆杆至少可以自由摆动 7 个周期以上。摆杆不得受重力以外的任何外力控制。 2平板的状态只能受电机控制。平板的长宽尺寸为 10cm6cm，可以采用较轻的硬质材料；不得有磁性；表面必须为光滑的硬质平面；不得有凸起的边沿；倾斜一定角度时硬币须能滑落。平板承载重量不小于 100g。 3摆动周期的定义：摆杆被释放至下一次摆动到同侧最高点。图 4 4摆杆与平板部分电路可以用软质导线连接，但必须不影响摆杆的自由摆动。 5在完成基本要求部分工作时，需在平板上铺设一张如图 4 所示画有一组间距为 1cm 平行线的打印纸（10cm6cm），平行线与电机转轴平行。 6非保持叠放状态硬币数为接触平板硬币数减 1。接触平板硬币数的定义参见图 5。图 5-1 图 5-2 图 5-3 图 5-1 中接触平板硬币数为 1；图 5-2 中接触平板硬币数为 2；图 5-3 中接触平板硬币数为 3。 7 在完成发挥部分工作时，需要在平板上固定安装一激光笔。激光笔的照射方向垂直于电机转轴。激光笔的光斑直径不大于 5mm。需在距摆杆 150cm处设置一高度可以调整的目标靶子，靶子上粘贴靶纸（A4 打印纸），靶纸上画一组间距为 1cm 的水平平行线。测试现场提供靶子，也可自带。 0-5+5B-48题目要求的各项工作中，凡涉及推动摆杆至某一位置并准备开始摆动时，允许手动操作启动工作，亦可自动启动工作。一旦摆杆开始自由摆动，不得再人为干预系统运行。 9设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。四、评分标准设计报告项目主要内容满分设计报告项目主要内容满分系统方案方案比较与选择，系统结构 4 理论分析与计算平板状态测量方法建模与控制方法 6 电路与程序设计电路设计程序结构与设计 5 测试方案与测试结果测试方案测试结果及分析 3 设计报告结构及规范性摘要设计报告正文的结构图表的规范性 2 总分 20 总分 20 基本要求基本要求实际制作完成情况 50 50 发挥部分发挥部分完成第（1）项 10 完成第（2）项 30 其他 10 总分 50 总分 50

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