文档介绍：电子设计大赛控制类题目汇总
第三届(1997年)
C题水温控制系统
一、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。
二、要求
(1)温度设定范围为40~90℃,最小区分度为1℃,标定温度≤1℃。
(2)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℃。
(3)用十进制数码管显示水的实际温度。
(1)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。
(2)温度控制的静态误差≤℃。
(3)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。
三、评分意见
项目
得分
基本要求
设计与总结报告:方案设计与论证,理论分析与计算,电路图,测试方法与数据,对测试结果的分析
50
实际制作完成情况
50
发挥部分
减小调节时间和超调量
20
温度控制的静态误差≤℃
10
实现打印曲线功能
10
特色与创新
10
四、说明
(1)加热器用1千瓦电炉。
(2)如果采用单片机控制,允许使用已右的单片机最小系统电路板
(3)数码显示部分可以便用数码显示模块。
(4)测量水温时只要求在容器内任意设置一个测量点。
(5)在设计报告前附一篇400字以内的报告摘要。
赛题分析:
一、赛题要点:
水温的范围水温调节的误差水温变化的速度打印水温变化的曲线
二、参考设计方案
1、水温的测量。温度传感器(参考型号AD590K)
2、加热水。用脉冲移相触发可控硅来调节加热丝有效功率。
3、控制算法。采用分段非线性加积分分离PI算法进行温度控制。
模糊控制算法
三、一些设计中的创新
1、加入报警装置,当温度变化过大时,报警。
2、通过键盘在线打印曲线与数据。
3、加入语音模块。
四、设计中的注意事项
若采用1000w电炉加热1L水,控制对象的数学模型难以准确确定,所以要通
过实验总结其控制特性,以确定控制算法的各项参数。
第五届(2001年)
C题自动往返电动小汽车
一、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)。
,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所示。
二、要求
(1)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)。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)。
(2)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)。
(3)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。
(1)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)。
(2)自动记录、显示行驶距离(记录显示装置要求安装在车上)。
(3)其它特色与创新。
三、评分标准
项目与指标
满分
基本要求
设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析。
50
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第(1)项
15
完成第(2)项
25
完成第(3)项
10
四、说明
(1)不允许在跑道内外区域另外设置任何标志或检测装置。
(2)车辆(含在车体上附加的任何装置)外围尺寸的限制:长度≤35 cm,宽度≤15cm。
(3)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。
赛题分析
一、题目要点
1、要求往返一次的时间最短,中间有限速区,接近终点也要减速,故要时时对小车的速度进行调整。
2、限速区低速通过,接近终点要减速。故要准确判断加速减速的区域,即要精确定位。
3、前轮方向要有纠偏装置,防止小车撞到挡板。
4.、车速、行驶距离要显示。
二、参考设计
1、控制系统。采用两片单片机分工协作。
2、车速和距离的检测。检测仪器应安装在前轮。因为后轮刹车时易打滑和反转。断续式光电开关。由于该开关是沟槽结构,可以将其置于固定轴上,再在车轮上均匀地固定多个遮光条。让其恰好通过沟槽,产生一个个脉冲。通过脉冲的计数,对速度进行测量。
开关式霍尔传感器。该器件内部由三片霍尔