2011全国电子大赛试题B.docx

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1、B-12011年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）2011年8月31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

2、何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）2011年9月3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。基于自由摆的平板控制系统（B题）【本科组】一、任务设计并制作一个自由摆上的平板控制系统，其结构如图1所示。摆杆的一端通过转轴固定在一支架上，另一端固定安装一台电机，平板固定在电机转轴上；当摆杆如图2摆动时，驱动电机可以控制平板转动。电机平板摆杆固定支架转轴θ电机转轴6cm10cm100cm电线硬币图1图2B-2二、要求1．基本要求（1）控制电机使平板可以随着摆杆的摆动而旋转（3~

3、5周），摆杆摆一个周期，平板旋转一周（360º），偏差绝对值不大于45°。（2）在平板上粘贴一张画有一组间距为1cm平行线的打印纸。用手推动摆杆至一个角度θ（θ在30º～45º间），调整平板角度，在平板中心稳定放置一枚1元硬币（人民币）；启动后放开摆杆让其自由摆动。在摆杆摆动过程中，要求控制平板状态，使硬币在5个摆动周期中不从平板上滑落，并尽量少滑离平板的中心位置。（3）用手推动摆杆至一个角度θ（θ在45º～60º间），调整平板角度，在平板中心稳定叠放8枚1元硬币，见图2；启动后放开摆杆让其自由摆动。在摆杆摆动过程中，要求控制平板状态使硬币在摆杆

4、的5个摆动周期中不从平板上滑落，并保持叠放状态。根据平板上非保持叠放状态及滑落的硬币数计算成绩。2．发挥部分（1）如图3所示，在平板上固定一激光笔，光斑照射在距摆杆150cm距离处垂直放置的靶子上。摆杆垂直静止且平板处于水平时，调节靶子高度，使光斑照射在靶纸的某一条线上，标识此线为中心线。用手推动摆杆至一个角度θ（θ在30º～60º间），启动后，系统应在15秒钟内控制平板尽量使激光笔照射在中心线上（偏差绝对值＜1cm），完成时以LED指示。根据光斑偏离中心线的距离计算成绩，超时则视为失败。θ20cm100cm150cm激光笔图3B-3（2）在上述

5、过程完成后，调整平板，使激光笔照射到中心线上（可人工协助）。启动后放开让摆杆自由摆动；摆动过程中尽量使激光笔光斑始终瞄准照射在靶纸的中心线上，根据光斑偏离中心线的距离计算成绩。（3）其他。三、说明1．摆杆可以采用木质、金属、塑料等硬质材料；摆杆长度（固定转轴至电机轴的距离）为100cm±5cm；摆杆通过转轴固定在支架或横梁上，并能够灵活摆动；将摆杆推起至θ=30º处释放后,摆杆至少可以自由摆动7个周期以上。摆杆不得受重力以外的任何外力控制。2．平板的状态只能受电机控制。平板的长宽尺寸为10cm×6cm，可以采用较轻的硬质材料；不得有磁性；表面必须

6、为光滑的硬质平面；不得有凸起的边沿；倾斜一定角度时硬币须能滑落。平板承载重量不小于100g。3．摆动周期的定义：摆杆被释放至下一次摆动到同侧最高点。4．摆杆与平板部分电路可以用软质导线连接，但必须不影响摆杆的自由摆动。5．在完成基本要求部分工作时，需在平板上铺设一张如图4所示画有一组间距为1cm平行线的打印纸（10cm×6cm），平行线与电机转轴平行。6．非保持叠放状态硬币数为接触平板硬币数减1。接触平板硬币数的定义参图5-1中接触平板硬币数为1；图5-2中接触平板硬币数为2；图5-3中接触平板硬币数为3。7．在完成发挥部分工作时，需要在平板上固

7、定安装一激光笔。激光笔的照射方向垂直于电机转轴。激光笔的光斑直径不大于5mm。需在距摆杆150cm处设置一高度可以调整的目标靶子，靶子上粘贴靶纸（A4打印纸），靶纸上画一组间距为1cm的水平平行线。测试现场提供靶子，也可自带。-50+5B-48．题目要求的各项工作中，凡涉及推动摆杆至某一位置并准备开始摆动时，允许手动操作启动工作，亦可自动启动工作。一旦摆杆开始自由摆动，不得再人为干预系统运行。9．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。四、评分标准设计报

8、告项目主要内容满分系统方案方案比较与选择，系统结构4理论分析与计算平板状态测量方法建模与控制方法6电路与程序设计电路设计程序结构与设计5