电子设计大赛11.3.7 控制类题目分析.doc

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1、1.3.7控制类题目分析控制类题目有水温控制系统（第三届，1997年）、自动往返电动小汽车（第五届，2001年）、简易智能电动车（第六届，2003年）、液体点滴速度监控装置（第六届，2003年）。水温控制系统（第三届，1997年）控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。涉及到的基础知识包含有：温度检测电路，加热器控制电路，A/D和D/A变换，单片机或者可编程逻辑器件，数字

2、显示等。自动往返电动小汽车（第五届，2001年）设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小。在限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8秒。涉及到的基础知识包含有：光电检测电路，电机控制电路，单片机或者可编程逻辑器件，数字显示等。简易智能电动车（第六届，2003年）电动车从起跑线出发（车体不得超过起跑线），沿引导线到达B点。在“直道区

3、”电动车检测到薄铁片时需立即发出声光指示信息，并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。电动车到达B点以后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C点。C点下埋有边长为15cm的正方形薄铁片，要求电动车到达C点检测到薄铁片后在C点处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。电动车在光源的引导下，通过障碍区进入停车区并到达车库。电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触。电动车完成上述任务后应立即停车，但全程行驶时间不能大于90秒，行驶时间达到90秒时必须立即自动停车。涉及到的基础知识包含有：光电、金属、超声波检测电路，电机

4、控制电路，单片机或者可编程逻辑器件，数字显示等。液体点滴速度监控装置（第六届，2003年）在滴斗处检测点滴速度，并制作一个数显装置，能动态显示点滴速度（滴/分）。通过改变高度h2控制点滴速度；也可以通过控制输液软管夹头的松紧等其它方式来控制点滴速度。点滴速度可用键盘设定并显示，设定范围为20~150(滴/分)，控制误差范围为设定值10%1滴。当高度h1降到警戒值（2~3cm）时，能发出报警信号。涉及到的基础知识包含有：光电检测电路，步进电机控制电路，单片机或者可编程逻辑器件，数字显示等。各题目具体要求如下：1.第三届（

5、1997年）C题水温控制系统[3]（1）设计任务设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。（2）设计要求①基本要求a.温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。b.环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差≤1℃。c.用十进制数码管显示水的实际温度。②发挥部分a.采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。b.温度控制的静态误差

6、≤0.2℃。c.在设定温度发生突变（由40℃提高到60℃）时，自动打印水温随时间变化的曲线。2.自动往返电动小汽车[5]（第五届，2001年）（1）设计任务设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。允许用玩具汽车改装，但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）。跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。在跑道的B、C、D、E、F、G各点处画有2cm宽的黑线，各段的长度如图1.3.42所示。 图1.3.42跑道顶视图（2）设计要求①基本要求a.车辆从起跑线出发（出发前，车体不

7、得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。往返一次的时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。b.到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值）。c.D～E间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8秒，但不允许在限速区内停车。②发挥部分a.自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。b.自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。c.其它特色与创新。（3）说明a．不允许

8、在跑道内外区域另外设置任何标志或检测装置。b.车辆（含在车体上附加的任何装置）外围尺寸的限制：长度≤35cm，宽度≤15cm。c.必须在车身顶部明显标出车辆中心点位置，即横向与纵向两条中心线的交点。3.简易智能电动车[6]（第六届，2003年）（1）设计任务设计并制作一个简易智能电动车，其行驶路线示意图如图1.3.43所示。（2）