风力摆控制系统(B题)报告.doc

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1、2015年全国大学生电子设计大赛【本科组】风力摆控制系统(B题)设计报告2015年8月15日摘要关键词：一、设计任务及题目分析41.1设计任务（见附录1）41.2设计指标（见附录1）41.3题目分析4二、硬件设计与原理图42.1系统的总体设计42.2单元电路的设计及计算42.3发挥部分的设计和实现42.4电路原理图（见附录2）4三、系统软件设计53.1程序总体设计流程图53.2各个模块流程图53.3程序清单（见附录3）5四、系统调试54.1电路的测试方案54.2测试仪器54.3基本要求测试54.4发挥部分测试54.5最终测试结果5五、误差分析及改进方向55.1误差分析55.2改进方向5

2、六、大赛心得与感悟5七、附录6附录1.设计任务6附录2.主程序原理图7附录3.部分程序清单7附录4.元器件清单7附录5.引用7一、设计任务及题目分析1.1设计任务（见附录1）1.2设计指标（见附录1）1.3题目分析二、硬件设计与原理图2.1系统的总体设计设计思想：设计步骤：2.2单元电路的设计及计算**模块：**模块：主电路设计：2.3发挥部分的设计和实现2.4电路原理图（见附录2）三、系统软件设计3.1程序总体设计流程图3.2各个模块流程图**模块：**模块：**模块：3.3程序清单（见附录3）一、系统调试4.1电路的测试方案4.2测试仪器4.3基本要求测试4.4发挥部分测试4.5最

3、终测试结果二、误差分析及改进方向5.1误差分析5.2改进方向三、大赛心得与感悟四、附录附录1.设计任务一长约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。1.基本要求（1）从静止开始，15s内控制风力摆做图1风力摆结构示意图类似自由摆运动，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，并且具有较好的重复性；（2）从静止开始，15s

4、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。2.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1~2m距离内用一台50~60W台扇在水平方向吹向

5、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。三.说明1.任务中各项要求，均要考察完成时间及准确性。2.风力摆的制作方法建议：方案1：如图2所示，一组直流风机用细管或棒（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。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°等，详见图3，测试现场将提供此图。4.直流风机是驱动风力摆的唯一动力，不得以任何其它方式影响风力摆的运动；启动后，不得以任何形式人为影响风力摆运动。5.各项目中

6、，运动到达要求时需有明显声或光提示，以便开始测试及记录。6.发挥部分施加干扰的方式是在1~2m的距离，用50~60W台扇在水平方向吹风力摆，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。附录2.主程序原理图附录3.部分程序清单附录4.元器件清单附录5.引用