全国大学生电子设计竞赛测控类赛题解题分析(胡仁杰)
44页1、全国大学生电子设计竞赛 测控类赛题解析及备赛事项东南大学 电工电子实验中心胡仁杰基本基本题:题: 放大器放大器、电源电源、信号源信号源仪器仪表:仪器仪表: 电流电流、电压电压、频率频率、相位相位、失真度失真度 电子元件参数电子元件参数通信题:通信题: 发射发射/ /接收接收、编编/ /解码解码、信息通信信息通信测控题:测控题: 运动控制运动控制、位置控制位置控制、测量控制测量控制 变流技术变流技术竞赛题型大学生电子设计竞赛测控类赛题2003-简易智能电动车 2005-悬挂运动控制系统 2007-电动车跷跷板 2009-声音导引系统 2011-基于自由摆的平板控制系统 2011-智能小车 2013-简易旋转倒立摆及控制装置 2013-四旋翼自主飞行器 2010、2012模拟电子系统设计竞赛题2003-简易智能电动车障 碍 物 1障 碍 物 21m1m2mR=0.8mCB5cm起 跑 线1.2m2.3m0.4m5cm5cm2cm5cm5cm2cm停车区0.4m12cm光源光源1.45 m0.4m0.3m直道区弯道区2mO50cm障 碍 区引导线车库0.2m0.4m15cm12.5cm12.
2、5cm5cm一、任务 设计并制作一个简易智能电动车。 二、要求电动车从起点开始,沿引导线行进,经过 弯道;在光源引导下,避障进入停车区,进入停 车位;检测地下薄铁;控制全程时间,强调速度;记录行程。障 碍 物 1障 碍 物 21m1m2mR=0.8mCB5cm起 跑 线1.2m2.3m0.4m5c m5cm2c m5c m5c m2cm停车区0.4 m12c m 光源光源1.4 5m0.4 m0.3 m直 道 区弯道区2mO50c m障 碍 区引导线车库0.2m0.4m15cm12.5cm12.5cm5cm循迹:光电传感器铁片检测:涡流传感器、霍尔传感器避障:超声波传感器定点停车:红外传感器行程记录主要难点:速度与偏差,光相关自适应调整误区:开环控制2005-悬挂运动控制系统悬挂运动控制系统80cm100cm15cm15cm15cm原点15cm一、任务 通过两只电机控制物体 在倾斜板上运动画出指定 的运动轨迹。 二、要求可控,到达指定目标按指定轨迹运动;控制运动速度;标识当前位置 ;循迹运动,运动趋势判断;2005-悬挂运动控制系统悬挂运动控制系统80cm100cm15cm15cm15
3、cm原点15cm控制方法连接轨迹点与两线轴 过轨迹点向两线轴作垂线计算两三角形的斜线 两个轨迹点的对应斜线差 即为需收放的线长 路径规划:将路径细分成N小线段计算每一线段的起始点与 终点坐标计算移动每一线段时两电 机收放距离注意电机线轴直径的变化2005-悬挂运动控制系统步进电机控制与驱动起始定位循迹运动:光电传感器、轨迹趋势预 测2007-电动车跷跷板电动车跷跷板901600mmAB配重物体C200mm400mm图1 起始状态示意图90800mmAB70mm图2 平衡状态示意图CdAdB300mm90300mm图3 自动驶上跷跷板示意图电动车A B一、任务一、任务 设计并制作一个电动车跷跷 板,起始端A一侧装有可移动 的配重。电动车从起始端A出 发,可以自动在跷跷板上行驶。 跷跷板半圆轴上能转动。 二、要求二、要求电动车在跷跷板上往复行驶;通过行驶使跷跷板保持平衡;控制速度,计时;平衡状态间的调整. 2007-电动车跷跷板水平度检测:用电位器自制的倾角传感器、不 同倾斜度放置的水银开关、倾角传感器、加速 度传感器让小车保持直线运行,行程记录车速控制:步进式控制;车速与水平度相关小车行
4、进速度与行进距离矛盾的协调90800mmAB70mm图2 平衡状态示意图CdAdB2009-声音导引系统声音导引系统一、任务 设计并制作一声音导引 系统,一个可移动声源S, 三个声音接收器A、B和C, 用无线方式传输信号,引 导运动。接收器和声源间 无线通信。 二、要求以声音作为引导运动到指 定位置,定位准确;控制运动速度、运动方向.接收器 CWD1 m图图1 1 系统示意图系统示意图 xy1 mS 可移动 声源接收器 A接收器 B中点 O中点 O2009-声音导引系统声音导引系统接收器 CWD1 m图图1 1 系统示意图系统示意图 xy1 mS 可移动 声源接收器 A接收器 B中点 O中点 O工作原理 根据A、B接收到信号的时 间差引导移动声源作左右 运动;根据A、C接收到信 号的时间差引导移动声源 作上下运动; 运动位置精度要求1cm 时间测量精度: (340100) -12009-声音导引系统采用间歇式发声、音量适中声响传感器的灵敏度在不同控制阶段选择不同接收器的信号车速的控制:速度与偏离度相关难点:环境噪声的影响接收器灵敏度设定自适应能力电机平板摆杆固定支架转轴?电机转轴6cm
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