备战2015全国大学生电子设计竞赛 控制类赛题分析

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1、南华大学黄智伟备战2015全国大学生电子设计竞赛控制类赛题分析七、控制类作品7.1“控制类”赛题分析7.1.1历届的“控制类”赛题“控制类”赛题是全国大学生电子设计竞赛中的一大类，在11届电子设计竞赛中，“控制类”赛题除了1994、1995和1999年外，其它每届都有，共有15题，仅次于“仪器仪表类”[1]赛题（16题）。历届的“控制类”赛题如下所示：①水温控制系统（第3届，1997年C题）②自动往返电动小汽车（第5届，2001年C题）③简易智能电动车（第6届，2003年E题）④液体点滴速度监控装置（第6届，2003年F题）⑤悬挂运动控制系统（第7届，2005年E题）⑥

2、电动车跷跷板（第8届，2007年F题，本科组）⑦电动车跷跷板（第8届，2007年J题，高职高专组）⑧声音引导系统（第9届，2009年B题，本科组）⑨模拟路灯控制系统（第9届，2009年I题，高职高专组）⑩基于自由摆的平板控制系统（第10届，2011年B题，本科组）11智能小车（第10届，2011年C题，本科组）12帆板控制系统（第10届，2011年F题，高职高专组）13四旋翼自主飞行器（第11届，2013年，B题，本科组）14简易旋转倒立摆及控制装置（第11届，2013年，C题，本科组）15电磁控制运动装置（第11届，2013年，J题，高职高专组）从历届“控制类”赛题可

3、以看到，在“控制类”赛题中，控制对象从一个的发展到多个（例如，2011年C题，智能小车就要求控制2台电动小车），从地上发展到天上（例如，2013年B题，四旋翼自主飞行器），从单方向、单轴运动发展到多方向、多轴向运动（例如，2013年C题，简易旋转倒立摆及控制装置）。在这15个赛题中，与电动小车有关的有6届7题。赛题的要求也是越来越高，例如：①四旋翼自主飞行器（第11届，2013年，B题，本科组）设计并制作一个四旋翼自主飞行器，能够按照赛题要求，在指定飞行区域内进行飞行。四旋翼自主飞行器一键式从A区飞向B区降落并停机，飞行时间不大于45s。一键式从B区飞向A区降落并停机，

4、飞行时间不大于45s。飞行器摆在A区，飞行器下面放置一个铁片，一键式启动，飞行器拾起铁片，并从A区飞向B区，保持一定高度，并将铁片投向B区，并返回A区降落并停机，飞行时间不大于30s。②简易旋转倒立摆及控制装置（第11届，2013年，C题，本科组）设计并制作一个简易旋转倒立摆及控制装置。旋转倒立摆的结构如图7.1.1所示。电动机A固定在支架B上，通过转轴F驱动旋转臂C旋转。摆杆E通过转轴D固定在旋转臂C的一端，当旋转臂C在电动机A驱动下作往复旋转运动时，带动摆杆E在垂直于旋转臂C1的平面作自由旋转。图7.1.1旋转倒立摆的结构7.1.2历届“控制类”赛题中使用的传感器传

5、感器及传感器模块是“控制类”赛题必不可少的组成部分。一些获奖赛题中所使用的传感器如下：①水温控制系统（1997年C题）：Cu100铜热电阻，AD590M/K（检测温度）②电动小车类：自动往返电动小汽车（2001年C题），简易智能电动车（2003年E题），智能小车（2011年C题，本科题），电动车跷跷板（2007年F题本科组，J题高职高专组）等：OPT-033红外发射接收对管，E3F-DS10C4光电检测器（黑线检测），反射式红外传感器ST188或者ST178H2（黑线检测），霍尔传感器（转速测量），鼠标光电码盘（转速测量，路径检测），脉冲调制的反射式红外发射接收器E3F

6、-DS10C4或者反射取样式红外传感器ST188（黑线检测），单光束直射取样式红外传感器ST120（车速路径检测），超声波传感器UCM40T/UCM40R（障碍物检测，距离检测），光敏电阻（光源检测），金属探测器LJ18A3-8-Z/BY或者J12-D4NK，红外避障模块（防止两车碰撞），旋转编码器E6A2-WC5C（车辆转弯角度检测），激光传感器（识别路径）。③液体点滴速度监控装置（2003年F题）：脉冲调制的红外对射接收器ST-178（检测点滴）。④悬挂运动控制系统（2005年E题）：反射式红外传感器T602，CMUcam视觉板（摄像头）⑤电动车跷跷板（2007年F

7、题本科组，J题高职高专组）：倾角传感器SCA103T（倾斜角度检测），单轴倾角传感器SCA60C（倾斜角度检测），Accustar电子倾角传感器（倾斜角度检测），光电码盘TCST1030＋码盘（行驶距离检测），AME-B002角度传感器（检测角度），CCT001角度传感器（检测角度），光电传感器TCRT5000漫反射型光电开关（循线），RPR220（循线），反射式红外传感器ST178（循线），E3F-DS30C4光电传感器（循线）。⑥声音引导系统（2009年B题，本科组）：话筒＋LM293比较器（声音接收），驻极体话筒＋LM567（声音接