綜合電子系統(tǒng)設計-5舉例(歷屆測控類競賽題分析)

歷年測量控制類競賽題分析東南大學電工電子實驗中心胡仁杰hurenjie@大學生電子設計競賽測控類賽題2003-簡易智能電動車2005-懸掛運動控制系統(tǒng)2007-電動車蹺蹺板2009-聲音導引系統(tǒng)2009-LED點陣書寫顯示屏2011-基于自由擺的平板控制系統(tǒng)2010-電子式溫度調(diào)節(jié)器2012-簡易電子秤模擬電子系統(tǒng)設計邀請賽2003-簡易智能電動車一、任務設計并制作一個簡易智能電動車。二、要求電動車從起點開始，沿引導線行進，經(jīng)過彎道；在光源引導下，避障進入停車區(qū)，進入停車位；檢測地下薄鐵；控制全程時間，強調(diào)速度；記錄行程。2003-簡易智能電動車障礙物1障礙物21m1m2mR=0.8mCB5cm起跑線1.2m2.3m0.4m5cm5cm2cm5cm5cm2cm停車區(qū)0.4m12cm光源1.45m0.4m0.3m直道區(qū)彎道區(qū)2mO50cm障礙區(qū)引導線車庫0.2m0.4m15cm12.5cm12.5cm5cm一、任務設計并制作一個簡易智能電動車。二、要求電動車從起點開始，沿引導線行進，經(jīng)過彎道；在光源引導下，避障進入停車區(qū)，進入停車位；檢測地下薄鐵；控制全程時間，強調(diào)速度；記錄行程。2003-簡易智能電動車一、任務設計并制作一個簡易智能電動車。二、要求電動車從起點開始，沿引導線行進，經(jīng)過彎道；在光源引導下，避障進入停車區(qū)，進入停車位；檢測地下薄鐵；控制全程時間，強調(diào)速度；記錄行程。2003-簡易智能電動車循跡： 光電傳感器鐵片檢測：渦流傳感器、霍爾傳感器避障： 超聲波傳感器定點停車：紅外傳感器主要難點：光相關自適應調(diào)整速度與偏差誤區(qū)：開環(huán)控制2005-懸掛運動控制系統(tǒng)

一、任務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、要求可控，到達指定目標按指定軌跡運動；控制運動速度;標識當前位置;循跡運動，運動趨勢判斷;2005-懸掛運動控制系統(tǒng)步進電機控制與驅(qū)動起始定位路徑規(guī)劃：將路徑細分成N小線段計算每一線段的起始點與終點坐標計算移動每一線段時兩電機收放距離注意電機線軸直徑的變化循跡運動：光電傳感器、軌跡趨勢預測2007-電動車蹺蹺板

一、任務設計并制作一個電動車蹺蹺板，起始端A一側裝有可移動的配重。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、要求電動車在蹺蹺板上往復行駛；通過行駛使蹺蹺板保持平衡；控制速度，計時；平衡狀態(tài)間的調(diào)整.2007-電動車蹺蹺板水平度檢測：用電位器自制傳感器、水銀開關、傾角傳感器、加速度傳感器小車保持直線運行、行程記錄車速控制：步進式控制；車速與水平度相關小車響應速度與行進距離矛盾的協(xié)調(diào)2009-聲音導引系統(tǒng)

一、任務設計并制作一聲音導引系統(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，引導運動。接收器和聲源間無線通信。二、要求以聲音作為引導運動到指定位置，定位精確；控制運動速度、運動方向.2009-聲音導引系統(tǒng)采用間歇式發(fā)聲、音量適中聲響傳感器的靈敏度在不同控制階段選擇不同接收器比較車速的控制：速度與偏離度相關難點：環(huán)境噪聲的影響，接收器靈敏度設定，自適應？2011-基于自由擺的平板控制系統(tǒng)

2011-基于自由擺的平板控制系統(tǒng)

一、任務設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；在平板上固定一激光筆，保存照射在靶心，減少偏差；減少瞄向靶心的時間。2011-基于自由擺的平板控制系統(tǒng)開始擺動的檢測起始位置角度的檢測（與平板角度相關）平板的預調(diào)整電機轉(zhuǎn)動的響應速度根據(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2010-電子式溫度調(diào)節(jié)器

圖1帕爾帖溫度控制裝置一、任務設計一電子式溫度調(diào)節(jié)器，對帕爾帖(peltire)溫度控制裝置內(nèi)溫度控制。二、要求準確顯示溫度值；指定溫度控制，快速、準確、穩(wěn)定；按照溫度曲線控制溫度變化。2010-電子式溫度調(diào)節(jié)器溫度傳感器的校對溫度檢測抗干擾升降溫速度與超調(diào)矛盾的協(xié)調(diào)升降溫速度控制：數(shù)字、模擬方式散熱對升降溫的影響2012-簡易電子秤

一、任務使用電阻應變片稱重傳感器，實現(xiàn)電子秤。用砝碼作稱重比對。二、要求準確、穩(wěn)定稱重；稱重傳感器的非線性校正，提高稱重精度；實現(xiàn)“去皮”、計價功能；具備“休眠”與“喚醒”功能，以降低功耗。2012-簡易電子秤稱重傳感器的標定傳感器的線性化處理低漂移、高精度放大器設計LED點陣書寫顯示屏

控制器32×32LED點陣模塊光筆一、任務設計并制作一個基于32×32點陣LED模塊的書寫顯示屏。LED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。二、要求獲得并顯示光筆位置；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；當環(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)。2009-LED點陣書寫顯示屏題目的理解光電傳感器的靈敏度及響應速度掃描點的定位動作指令的識別測控類賽題設計概要準備處理器平臺：資源集成度、精度與速度信號輸出通道：DAC、PWM信息顯示：LCD電源電壓傳感器：溫度、聲、光、磁、速度、距離、加速度、角度、執(zhí)行機構：電流驅(qū)動、電壓控制、電磁機構直流電機、步進電機、伺服電機測控類賽題設計概要準備信號處理、分析、識別數(shù)值計算控制算法菜單顯示、數(shù)據(jù)顯示、曲線顯示低功耗設計測控類賽題設計概要審題了解題目明確要求完成的工作；仔細閱讀任務、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；任務中的要求一般是全局性的任務部分的圖往往給定系統(tǒng)結構，說明中的圖一般是解釋性或建議性的測控類賽題設