风力摆控制系统(B题)2015电子设计大赛

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1、2015年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）8月12日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参

2、赛队取消评审资格。（6）8月15日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。风力摆控制系统（B题）【本科组】一、任务一长约60cm~70cm的细管上端用万向节固定在支架上，下方悬挂一组（2~4只）直流风机，构成一风力摆，如图1所示。风力摆上安装一向下的激光笔，静止时，激光笔的下端距地面不超过20cm。设计一测控系统，控制驱动各风机使风力摆按照一定规律运动，激光笔在地面画出要求的轨迹。二、要求1.基本要求图1风力摆结构示意（1）从静止开始，15s内控制风力摆做类似自由摆运动，使激光笔稳定地在地面画出一条长度不短于50cm的直线段，其线性度偏差不大于±2.5cm，并且

3、具有较好的重复性；（2）从静止开始，15s内完成幅度可控的摆动，画出长度在30~60cm间可设置，长度偏差不大于±2.5cm的直线段，并且具有较好的重复性；（3）可设定摆动方向，风力摆从静止开始，15s内按照设置的方向（角度）摆动，画出不短于20cm的直线段；（4）将风力摆拉起一定角度（30°~45°）放开，5s内使风力摆制动达到静止状态。B-1/32．发挥部分（1）以风力摆静止时激光笔的光点为圆心，驱动风力摆用激光笔在地面画圆，30s内需重复3次；圆半径可在15~35cm范围内设置，激光笔画出的轨迹应落在指定半径±2.5cm的圆环内；（2）在发挥部分（1）后继续作圆周运动，在距离风力摆1

4、~2m距离内用一台50~60W台扇在水平方向吹向风力摆，台扇吹5s后停止，风力摆能够在5s内恢复发挥部分（1）规定的圆周运动，激光笔画出符合要求的轨迹；（3）其他。万向节三、说明1.任务中各项要求，均要考察完成时间及准确性。硬2.风力摆的制作方法建议：质管方案1：如2图所示，一组直流风机用细管棒或棒（如碳素纤维管、PVC管等）通过万向节固定在一支架上；方案2：用粗单股导线（减少自旋）将风力摆吊挂在支架上。2-4只轴流风机3.参赛队可以自行选定一方向为0°，以此为起始，顺时针依次为90°、180°、270°图2风力摆实现方案示意等，详见图3，测试现场将提供此0350103402033030图

5、。40320310504.直流风机是驱动风力摆的唯一动30060力，不得以任何其它方式影响风力29070摆的运动；启动后，不得以任何形2808027090式人为影响风力摆运动。2601005.各项目中，运动到达要求时需有明250110显声或光提示，以便开始测试及记240120230130录。1402202101506.发挥部分施加干扰的方式是在2001601901801701~2m的距离，用50~60W台扇在图3方向角度示意水平方向吹风力摆，风速在1.0~2.0m/s范围内。7.风力摆在圆周运动时的旋转方向不限；测试时考察在6个均匀分布点上激光轨迹是否落在圆环内，见图3。B-2/38.各项

6、要求中，长度均以厘米（cm）为单位，角度以10°为最小单位。9.赛题中要求的各项动作完成时间越短越好，超过规定时间1倍时不计成绩。四、评分标准项目分数系统结构及风力摆运动控制方案方案论证4论证测控方法风力摆状态测量及运动控制6设计系统设计系统结构，电路设计4报告系统测试测试方法及测试数据3摘要格式规范设计报告内容完整性3公式、图表的规范性小计20完成第（1）项15完成第（2）项15基本完成第（3）项10要求完成第（4）项10小计50完成第（1）项20发挥完成第（2）项20部分完成第（3）项10小计50总分120B-3/3