全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽測控類賽題分析課件

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(shí)驗(yàn)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(yùn)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(diǎn)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(diǎn)開始，沿引導(dǎo)線行進(jìn)，經(jīng)過彎道；u在光源引導(dǎo)下，避障進(jìn)入停車區(qū)，進(jìn)入停車位；u檢測地下薄鐵；u控制全程時間，強(qiáng)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(diǎn)停車：紅外傳感器r主要難點(diǎn)：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(yùn)動控制系統(tǒng)懸掛運(yùn)動控制系統(tǒng) 80cm100cm15cm15cm15cm原點(diǎn)15cm一、任務(wù) 通過兩只電機(jī)控制物體在傾斜板上運(yùn)動畫出指定的運(yùn)動軌跡。二、要求u可控，到達(dá)指定目標(biāo)u按指定軌跡運(yùn)動；u控制運(yùn)動速度;u標(biāo)識當(dāng)前位置 ;u循跡運(yùn)動，運(yùn)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(yùn)動控制系統(tǒng)r步進(jìn)電機(jī)控制與驅(qū)動r起始定位r路徑規(guī)劃：l將路徑細(xì)分成N小線段l計算每一線段的起始點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)l計算移動每一線段時兩電機(jī)收放距離l注意電機(jī)線軸直徑的變化r循跡運(yùn)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(yùn)行、行程記錄r車速控制：步進(jìn)式控制；車速與水平度相關(guān)r小車響應(yīng)速度與行進(jìn)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(yùn)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(yùn)動到指定位置，定位精確；n控制運(yùn)動速度、運(yùn)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(diǎn) O中點(diǎn) 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(diǎn)：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(jī)平板擺桿固定支架轉(zhuǎn)軸?電機(jī)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(jī)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(jī)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)角u在一定距離范圍內(nèi)設(shè)置并控制實(shí)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(shí)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(shí)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(diǎn)陣書寫顯示屏點(diǎn)陣書寫顯示屏 控制器3232 LED 點(diǎn)陣模塊 光筆 一、任務(wù)l設(shè)計并制作一個基于3232點(diǎn)陣LED模塊的書寫顯示屏。lLED點(diǎn)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(diǎn)亮兩種模式下；當(dāng)光筆觸及LED點(diǎn)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(shí)現(xiàn)“點(diǎn)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(qiáng)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(jìn)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(diǎn)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(diǎn)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(jī)構(gòu)：電流驅(qū)動、電壓控制、電磁機(jī)構(gòu) 直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)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(xì)閱讀任務(wù)、說明部分文字，往往對題目的實(shí)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