全国大学生电子设计竞赛测控类赛题分析

历年测量控制类竞赛题分析东南大学 电工电子实验中心 胡仁杰 hurenjieseu.edu.cn大学生电子设计竞赛测控类赛题v2003-简易智能电动车 v2005-悬挂运动控制系统 v2007-电动车跷跷板（含高职） v2009-声音导引系统 v2009-LED点阵书写显示屏 v2011-基于自由摆的平板控制系统 v2011-智能小车 v2011-帆板控制系统 v2010-电子式温度调节器 v2012-简易电子秤高职高专类 模拟电子系统设计邀请赛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1.45 m0.4m0.3m直道区弯道区2mO50cm障 碍 区引导线车库0.2m0.4m15cm12.5cm12.5cm5cm一、任务设计并制作一个简易智能电动车。 二、要求u电动车从起点开始，沿引导线行进，经过 弯道；u在光源引导下，避障进入停车区，进入停 车位；u检测地下薄铁；u控制全程时间，强调速度；u记录行程。2003-简易智能电动车r循迹： 光电传感器r铁片检测：涡流传感器、霍尔传感器r避障： 超声波传感器r定点停车：红外传感器r主要难点：l光相关自适应调整l速度与偏差r误区：开环控制2005-悬挂运动控制系统 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u可控，到达指定目标u按指定轨迹运动；u控制运动速度;u标识当前位置 ;u循迹运动，运动趋势判 断;2005-悬挂运动控制系统r步进电机控制与驱动r起始定位r路径规划：l将路径细分成N小线段l计算每一线段的起始点与终点坐标l计算移动每一线段时两电机收放距离l注意电机线轴直径的变化r循迹运动：光电传感器、轨迹趋势预测2007-电动车跷跷板 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u电动车在跷跷板上往复行驶 ；u通过行驶使跷跷板保持平衡 ；u控制速度，计时；u平衡状态间的调整. 2007-电动车跷跷板r水平度检测：用电位器自制传感 器、水银开关、倾角传感器、加速 度传感器r小车保持直线运行、行程记录r车速控制：步进式控制；车速与 水平度相关r小车响应速度与行进距离矛盾的 协调2009-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n以声音作为引导运动到指 定位置，定位精确；n控制运动速度、运动方向.2009-声音导引系统r采用间歇式发声、音量适中r声响传感器的灵敏度r在不同控制阶段选择不同接收器比较r车速的控制：速度与偏离度相关r难点：环境噪声的影响，接收器灵敏度 设定，自适应？2011-基于自由摆的平板控制系统 一、任务设计并制作一个自由摆上的平板控制系统，驱动电 机可以控制平板转动。 二、要求n自由摆摆动过程中，使平板上硬币不滑落、少滑动； 多个硬币保持叠放不滑落；n在平板上固定一激光笔，保存照射在靶心，减少偏差 ；n减少瞄向靶心的时间。 2011-基于自由摆的平板控制系统r开始摆动的检测r起始位置角度的检测（与平板角度相关 ）r平板的预调整r电机转动的响应速度r根据起始角、周期、摆长、靶距计算摆 动过程中激光笔的位置，进而算出激光 笔的角度2011-智能小车 一、任务甲、乙两辆小 车前后同时起动 ，在架高跑道上 同向而行。 二、要求u行进过程中交 替超越，不碰撞 ，不掉落；u控制速度尽量 快。 2011-智能小车r光电传感器的自适应性r进程累计r车速的适当控制r两车的协调控制2011-帆板控制系统一、任务设计制作一 个帆板控制系 统，通过控制 风扇转速，调 节风力大小， 改变帆板偏转 角二、要求u检测显示偏转角u设置并控制实现偏转角u在一定距离范围内设置并控制实现偏转角2011-帆板控制系统r在帆板上安装角度传感器，测量偏转 角r调节电压（数字、模拟方式）控制风 扇转速r形成偏转角测量风扇转速控制闭环r误区：开环控制2010-电子式温度调节器 图1 帕尔帖温度控制装置一、任务设计一电子式温度调节器 ，对帕尔帖(peltire)温度控 制装置内温度控制。 二、要求 1.准确显示温度值； 2.指定温度控制，快速、准 确、稳定； 3.按照温度曲线控制温度变 化。2010-电子式温度调节器r温度传感器的校对r温度检测抗干扰r升降温速度与超调矛盾的协调r升降温速度控制：数字、模拟方 式r散热对升降温的影响2012-简易电子秤 一、任务 使用电阻应变片称重传感 器，实现电子秤。用砝码 作称重比对。 二、要求 u准确、稳定称重；u称重传感器的非线性校 正，提高称重精度；u实现“去皮”、计价功 能；u具备“休眠”与“唤醒 ”功能，以降低功耗。 2012-简易电子秤r称重传感器的标定r传感器的线性化处理r低漂移、高精度放大器设计LED点阵书写显示屏 控制器32×32 LED 点阵模块 光笔 一、任务l设计并制作一个基于32×32 点阵LED模块的书写显示屏。lLED点阵模块显示屏工作在人 眼不易觉察的扫描微亮和人眼 可见的显示点亮两种模式下； 当光笔触及LED点阵模块表面 时，检测扫描信号以获取其行 列坐标。 二、要求u获得并显示光笔位置；u实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移” 等书写显示功能；u当环境光强改变时，能自动连续调节屏上显示亮度；超时不操作时进入休 眠状态。2009-LED点阵书写显示屏r题目的理解r光电传感器的灵敏度及响应速度r扫描点的定位r动作指令的识别测控类赛题设计概要v准备r处理器平台：资源集成度、精度与速度r信号输出通道：DAC、PWMr信息显示：LCDr电源电压r传感器：温度、声、光、磁、速度、距离、加速度、角度、r执行机构：电流驱动、电压控制、电磁机构直流电机、步进电机、伺服电机测控类赛题设计概要v准备r信号处理、分析、识别r数值计算r控制算法r菜单显示、数据显示、曲线显示r低功耗设计测控类赛题设计概要v审题r了解题目明确要求完成的工作；r仔细阅读任务、说明部分文字，往 往对题目的实现方法、测试方法、元 器件有限定；r任务中的要求一般是全局性的r任务部分的图往往给定系统结构， 说明中的图一般是解释性或建议性的测控类赛题设计概要v创新r功能：题目中没有要求的。一般情 况下，参数输入、显示方式不算；r指标：速度、精度、量程明显超出 题目要求；r技术路线、实现方法与众不同，有 创意；测控类赛题设计概要v提示r杜绝“复制”、“移植”、“拆机 ”r做好测试“条件”、“思想”准备r切忌“小聪明”、“钻空子”r不要“临场发挥”