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附件1:竞赛题目

来源:本站原创 时间:2018-12-27 15:15:53 编辑: 电气与计算机工程系团委宣传部 点击:电气与计算机工程系团委宣传部

题目1水位控制装置

一、任务

设计制作一台简易水位控制装置,结构参照图示。

利用传感器检测水箱为水位,利用水泵或电磁阀实现注水和排水,按照题目要求改变水位或在不同扰动下保持水位恒定。

二、要求

1.基本要求

(1)手动控制排水、注水动作,完成向水箱内注水、排空操作;

(2)检测并显示水箱内水位高度;

(3)排空水箱,设置3个目标水位,启动自动操作,装置根据目标水位对水箱进行注水、排水操作,当达到目标水位时停止注/排水5s,并给出适当提示(声音或灯光)。

2.发挥部分

(1)排空水箱,设置1个目标水位,启动自动操作,装置根据目标水位对水箱进行注水操作,达到目标水位时停止,向水箱内投入、取出重物(密度大于水),装置须自动注、排水,以保持水位不变。

(2)尽可能提供水位检测控制精度。

三、说明

(1)水箱应选择容积合适的透明质容器,如玻璃量筒,并在表面设置适当刻度,刻度由学生自行设计。

(2)水位传感器安装位置不限,水箱内、外或水面上、下均可。

(3)水位传感器建议但不限制使用TI企业出品的FDC2214型电容传感器。

(4)基本要求(2)中所谓排空水箱是指水位低于最低检测、控制水位,允许少量剩余。

题目2简易旋转倒立摆及控制装置

一、任务

设计并制作一套简易旋转倒立摆及其控制装置。旋转倒立摆的结构如图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C的平面作自由旋转。

图1旋转倒立摆结构示意图

二、基本要求

(1)摆杆从处于自然下垂状态(摆角0°)开始,驱动电机带动旋转臂作往复旋转使摆杆摆动,并尽快使摆角达到或超过-60°~+60°;

(2)从摆杆处于自然下垂状态开始,尽快增大摆杆的摆动幅度,直至完成圆周运动;

(3)在摆杆处于自然下垂状态下,外力拉起摆杆至接近165°位置,外力撤除同时,启动控制旋转臂使摆杆保持倒立状态时间不少于5s;期间旋转臂的转动角度不大于90°。

三、发挥部分

(1)从摆杆处于自然下垂状态开始,控制旋转臂作往复旋转运动,尽快使摆杆摆起倒立,保持倒立状态时间不少于10s;

(2)在摆杆保持倒立状态下,施加干扰后摆杆能继续保持倒立或2s内恢复倒立状态;

(3)在摆杆保持倒立状态的前提下,旋转臂作圆周运动,并尽快使单方向转过角度达到或超过360°;

四、说明

(1)旋转倒立摆机械部分必须自制,结构要求如下:硬质摆杆E通过转轴D连接在旋转臂C边缘,且距旋转臂C轴心距离为20cm±5cm;摆杆的横截面为圆形或正方形,直径或边长不超过1cm,长度在15cm±5cm范围内;允许使用传感器检测摆杆的状态,但不得影响摆杆的转动灵活性;图1中支架B的形状仅作参考,其余未作规定的可自行设计结构;电动机自行选型。

(2)摆杆要能够在垂直平面灵活旋转,检验方法如下:将摆杆拉起至水平位置后松开,摆杆至少能够自由摆动3个来回。

(3)除电动机A之外,装置中不得有其他动力部件。

(4)摆杆自然下垂状态是指摆角为0°位置,见图2。

(5)摆杆倒立状态是指摆杆在-165°至165°范围内。

(6)基本要求(1)、(2)中,超过30s视为失败;发挥部分(1)超过90s视为失败;发挥部分(3)超过3分钟即视为失败;以上各项,完成时间越短越好。

(7)摆杆倒立时施加干扰的方法是,以15cm长细绳栓一只5克砝码,在摆杆上方将砝码拉起15°~45°,释放后用砝码沿摆杆摆动的切线方向撞击摆杆上端1~2cm处;以抗扰动能力强弱判定成绩。

(8)测试时,将在摆杆后1~2cm处固定一如图2所示轻质量角器,以方便观察摆杆的旋转角度。

题目3方波-正弦波转换器

一、任务

设计并制作一个方波-正弦波转换器,不得使用成品、不得使用模块。

二、基本要求

(1)用频率为20kHz,电压峰峰值为1V的方波产生频率为20kHz,电压峰峰值为5V的正弦波;

(2)波形应无明显失真;

(3)频率误差≤5%,电压幅度误差≤5%。

三、发挥部分

(1)用频率为20kHz,电压峰峰值为1V的方波产生频率为60kHz,电压峰峰值为3V的正弦波;

(2)第1条中正弦波频率误差≤1%,电压幅度误差≤1%;

(3)使用12V单电源供电。

四、说明

(1)18级学生方波可以使用信号源产生,也可以自己制作电路产生;

(2)17级方波必须自己制作电路产生。

题目4基于TDA2030的音频功放

一、任务

利用DXP绘制出对应的原理图和PCB,手工制作一个具有高低音调节功能的音频功放。

二、要求

1.基本要求

2.发挥部分

三、说明

(1)TDA2030在正常带负载工作时发热非常严重,需要加上散热片进行散热,手在触摸的时候注意避免烫伤自己。

(2)布线时需要考虑给散热片预留合适大小的安装位置。

(3)布线时注意看原理图中的交叉导线是否需要连接在一起,画完后再多检查几遍原理图。

(4)调试和测评时提供喇叭。

(5)除了板子整体的功能,功放板子面积的大小也是考核的一部分(面积越小越好)。

题目5基于51单片机LED 8x8点阵显示

一、任务

利用DXP绘制出51单片机最小系统板的原理图和PCB,并且手工制作最小系统板,并且实现以下相 应的功能。

二、要求

1.基本要求

(1)通过按键切换,单片机能控制点阵屏显示多种花样流水灯。

(2)通过按键切换,点阵屏能分别显示字母,“B”“C”“E”。

2.发挥部分

(1)通过按键切换,控制字母,“B”“C”“E”依次向左或向右滚动显示。

(2)显示中文“电子设计竞赛”,实现滚动显示。

三、说明

(1)8x8点阵屏实物图

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