电子设计大赛控制类题目汇总

1、全国大学生电子设计竞赛历年题目(1994 2021 )第一届( 1994年)全国大学生电子设计竞赛题目题目三 简易无线电遥控系统一、任务设计并制作无线电遥控发射机和接收机.1 .无线电遥控发射机2 .无线电遥控接收机二、要求3 .根本要求(1)工作频率：fo=610MHz中任选一种频率.(2)调制方式：AM、FM或FSK任选一种.(3)输出功率：不大于 20mW (在标准75Q假负载上).(4)遥控对象：8个,被控设备用LED分别代替,LED发光表示工作.(5)接收机距离发射机不小于 10m o4 .发挥局部(1) 8路设备中的一路为电灯,用指令遥控电灯亮度,亮度分为8级并用数码管显示级数(2

2、)在一定发射功率下(不大于20mW),尽量增大接收距离.(3)增加信道抗干扰举措.(4)尽量降低电源功耗.注：不能采用现成的收、发信机整机.三、评分意见工程得分根本要求设计与总结报告：方案设计与论证,理论计算与分析,电路图,测试方 法与数据,结果分析50发挥局部实际制作完成情况完成第1项5012完成第2项8完成第3项5完成第4项5特色与创新20电子设计大赛限制类题目汇总限制类的题目均要注意外界的干扰.要采取一定的屏蔽举措.涉及到电机时要考虑限制局部和电机局部,分开供电.双电源供电.将电动机驱动电源与单片机以及其周边电路完全隔离,利用 光电耦合传输信号.这样做虽然不如单电源方便灵活,但可以将电动

3、机所造成的干扰彻底消除,提升了系统稳定性.掌握各种算法.第三届1997年C题水温限制系统一、任务设计并制作一个水温自动限制系统,限制对象为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限制,以保持设定的温度根本不变.二、要求1 .根本要求1温度设定范围为4090C,最小区分度为1C,标定温度TCo2环境温度降低时例如用电风扇降温温度限制的静态误差rco3用十进制数码管显示水的实际温度.2.发挥局部1采用适当的限制方法,当设定温度突变由 40c提升到60 C时,减小系统的调节时间和超调量.2温度限制的静态误差 0.2Co3在设定温度发生突变由 40 c提

4、升到60 C时,自动打印水温随时间变化的曲线.三、评分意见工程得分根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发挥局部减小调节时间和超调量20温度限制的静态误差0 0.2 C10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)如果采用单片机限制,允许使用已右的单片机最小系统电路板(3)数码显示局部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

5、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、限制算法.采用分段非线性加积分别离PI算法进行温度限制.模糊限制算法三、一些设计中的创新1、参加报警装置,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、参加语音模块.四、设计中的考前须知假设采用1000W 电炉加热1L水,限制对象的数学模型难以准确确定,所以要通过实验总结其限制特性,以确定限制算法的各项参数.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

6、有线和无线遥控).跑道宽度0.5m,外表贴有白纸,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 .根本要求(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(以车辆中央点与终点线或起跑线中央线之间距离作为偏差的测量值).3 3) DE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.

7、4 .发挥局部(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、评分标准工程与指标总分值根本要求设计与总结报告：方案比拟、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 局部完成第(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15cmo(3)必须在车身顶部明显标出车辆中央点位置,即横向与纵

8、向两条中央线的交点.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,预防小车撞到挡板.5 .、车速、行驶距离要显示.二、参考设计1、限制系统.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.由于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

9、金属相组成,当磁铁正对金属板时,出于霍尔效应,金属板发生横向导通,因此可以在车轮上安装磁片、而将霍尔集成片安装固定在轴上,通过对脉冲的计数进行车速测量.光电码盘.3、路面黑线检测. 脉冲调制的反射式红外发射一接收器 光电传感器.传感器的放置位置可以使小车底部的前中后,也可以 是小车前面.根据不同的位置,采用不同的算法分析.4、停车方案.满速前进,临近终点反向制动.到终点后再反向制动断电即停.5、限速方案.反向制动-一正向驱动-一反问驱动-正向驱动的循环驱动过程.该方案通过单片机精确的驱动信号,使反向制 动时间小于正向驱动时间,以到达小车总体向前缓速前进.6、预防小车碰壁的方案.超声波传感器.超

10、声波传感器可以给CPU提供足够精确的位置信息,使得 CPU可以根据该信息精确调整小车的运行方向和状态,使小车在运行时到达最小的横向抖动.单片机根据发射和接收到超声波的时间差判断小车离挡板的长度,根据这个数据发出前轮左转、右转或保持方向的指令.从而实现自动校正行车路线,少撞墙而快速地往返.光电传感器完成对左右挡板的检测.同时为了减小车与挡板相撞时的摩擦,可以在车体的四个角加装四个小滑轮.三、设计中的亮点1、参加语音模块.2、可以用实验的方法确定脉冲宽度的工作频率.3、加装车灯,指示行驶状态.4、刹车时,参加自动防抱死ABS 环节.第六届2003年简易智能电动车E题、任务设计并制作一个简易智能电动

11、车,其行驶路线示意图如下:1m1m二、要求11、根本要求I车库1电动车及起跑线出发车避0.4msr oI块宽度为I15cmr长度不等帚薄软乂撷胞朱,沿引导线到达1 I直.在区铺设的白纸下沿引导线埋不电动车检测到薄铁片时需立即发出声光揖并实时存储、显g s xr道区检测到的薄铁片数目.匚停车区障碍区 ：2尸电动车中达B点以后进入“弯道区,沿中弧引导线到达长为115cm的正方用薄隼片,要求电动.到达C点检测到薄铁:脱离圆弧引导线到;IC点彳C点.C点里有用疗后在 C点处停车5-杪期间发出断自的声光信息.1弯道区且13打动车在光源的引导下过障碍区进入停区区并到达车库.电动车必须在两个障碍物之过且不得

12、与其接触.,4电动车完成上述任务后应立即停车尹邛全程行驶丁僧堂胪于 rn M Lt 市彳温一2、发挥局部：Id电劭车在“直道区直道区(2)90秒,行驶时M法到 90秒时必须立即自动lit过程中,存储并显示每个薄铁片中央侬手起跑线间的距离. 一m1 rh.2tn电动车进入停车区域后,能进一步准确驶入车库中,要求电动车的车身完全进入车库.车._t_3停车后,能准确显示电动车全程行驶时间.4其它.三、评分标准工程总分值根本要求设计与总结报告：方案比拟、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实际完成情况50发挥局部完成第1项15完成第2项17

13、完成第3项8其它10四、说明1、跑道上面铺设白纸,薄铁片置于纸下,铁片厚度为0.51.0mm=2、跑道边线宽度5cm,引导线宽度2cm,可以涂墨或粘黑色胶带.示意图中的虚线和尺寸标注线不要绘制在白纸上.3、障碍物1、2可由包有白纸的砖组成,其长、宽、高约为 50cm工12cm X 6cm,两个障碍物分别放置在障碍区两侧的 任意位置.4、电动车允许用玩具车改装,但不能由人工遥控,其外围尺寸含车体上附加装置的限制为：长度035cm,宽度015cmo5、光源采用200此炽灯,白炽灯,底部距地面 20cm,其位置如下图.6、要求在电动车顶部明显标出电动车的中央点位置,即横向与纵向两条中央线的交点.赛题

14、分析一、题目要点1、小车的尺寸限制.2、全程行驶时间限制,弯道速度要适宜.3、检测到薄片且能显示金属薄片到起跑线的距离.4、在C处停留5秒,停车期间发出断续的声光信息计时.5、停车后,显示全程行驶时间.6、注意到障碍物高 6厘米,而光源高20厘米.二、参考设计整个系统可以分为以下几个模块：线路跟踪金属检测光源检测避障电路路程计算模块1、路程计算.光电传感器霍尔开关霍尔传感器2、线路跟踪.脉冲调制的反射式红外发射接收对管.启动时,小车跨骑在黑线上.两个红外发射接收对管,分别安装在黑线的两侧的白色区域,输出为低电压,当走偏,位于黑线上时,输出为高电压.因黑线较窄2cm ,为及时调整车的方向,选择比

15、拟器的阀值为2.5v ,即黑白相间的位置,即开始调整.光电传感器.用三只光电开关.一只置于轨道中间,两只置于轨道外侧,当小车脱离轨道时,即当置于中间的一只光电开关脱离轨道时,等待外面任一只检测到黑线后,做出相应的转向调整,直到中间的光电开关重新检测到黑线即回到轨道再恢复正向行驶.色标传感器.在小车的中部平行装有两个色标传感器,采用查询检测的方法对黑线进行检测3、金属检测. 电感式接近开关.当金属物体接近开关的感应区域,开关就能无接触,无压力、无火花、迅速作出反响金属探测传感器涡流型铁金属探测传感器,参考型号LJ18A3-Z/BX 4、光源检测.光敏电阻光敏传感器.只用三到五只光敏电阻就可以到达

16、目的,只是因其对光非常敏感,所以必需为每只光敏电 阻加上黑色隔离板.在各光敏电阻间用隔板隔开如此摆放可以很好的解决探测光源方位的难题,从而正确限制小车的转向. 当小车行驶方向朝向光源时,中间电阻阻值为低,当小车偏移光源方向时,由于光敏电阻间挡板的遮拦作用,两侧的电阻定有一侧为低.参考摆放位置如下列图5、避障电路.注意到障碍物高 6厘米,而光源高20厘米.故设计避障电路时,可以先寻找光源,当找到光源后,再检测障碍物,调整前进方向.这样做,可以节省时间.Q超声波测?以采用超声波传感器探测障碍物.超声波传感器安装于小车前端,在规赛的检测距离内,当探测到障碍物时,超声采用试验的方法,三、设计中的一些亮

17、点模块,统一系统时间.更加人性化.波传感器给出脉冲信号至单片机,单片机检测到该信号后,调整小车方向/以限制小车准确的绕过障碍物.事国较精确的路线,让单片机记住通用性差,1、由于涉及的模块比拟彳,2、软件降温.在长转弯过程中3、弯道要减速.4、增加车顶彩灯等装饰, 附：参考元件安装方位 第七届2005年悬挂运动限制系统E题、任务设计一电机限制系统,限制物体在倾斜仰角 0100度的板上运动.在一白色底板上固定两个滑轮,两只电机固定在板上通过穿过滑轮的吊绳限制一物体在板上运动,运动范围为80crrK 100cm.物体的形状不限,质量大于 100克.物体上固定有浅色画笔,以便运动时能在板上画出运动轨迹

18、.板上标有间距为 1cm的浅色坐标线不同于画笔颜色,左下角为直角坐标原点,示意图如下.、要求1、根本要求：1限制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数；2限制物体在80cmx 100cm的范围内作自行设定的运动,运动轨迹长度不小于100cm,物体在运动时能够在板上画出运动轨迹,限300秒内完成；3限制物体作圆心可任意设定、直径为 50cm的圆周运动,限300秒内完成;(4)物体从左下角坐标原点出发,在 150秒内到达设定的一个坐标点(两点间直线距离不小于 40cm)2、发挥局部(1)能够显示物体中画笔所在位置的坐标;(2)限制物体沿板上标出的任意曲线运动(见示意图),曲线在测试时现场标出

19、,线宽 1.5cm1.8cm,总长度约50cm,颜色为黑色；曲线的前一局部是连续的,长约 30cm；后一局部是两段总长约 20cm的间断线段,间断距离不大于1cm ;沿连续曲线运动限定在 200秒内完成,沿间断曲线运动限定在 300秒内完成；(3)其他.三、评分标准工程总分值根本要求殳计与总结报告：方案比拟、设计与论证,理论分析与计算,电路图及有关 殳计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析.50归制作完成情况50发挥局部完成第项10完成第(2)项中连续线段运动14完成第(2)项中断续线段运动16其他10四、说明1、物体的运动轨迹以画笔画出的痕迹为准,应尽量使物体运动轨迹与预期轨迹吻合,

20、同时尽量缩短运动时间；2、假设在某项测试中运动超过限定的时间,该工程不得分；3、运动轨迹与预期轨迹之间的偏差超过4cm时,该工程不得分；4、在根本要求(3)、(4)和发挥局部(2)中,物体开始运动前,允许手动将物体定位；开始运动后,不能再人为干预物体运动；5、竞赛结束时,限制系统封存上交赛区组委会,测试用板(板上含空白坐标纸)测试时自带.赛题分析：一、题目要点要求概述：寻点画线画圆画一般曲线寻轨1、板是倾斜的,那么在考虑物体的运动时只考虑一边即可.2、悬挂物体的质量=100g ,要考虑电机的功率是否满足.3、各种运动均有时间限制,那么要考虑限制系统的运算速度是否能够满足.4、由于涉及平面上的运

21、动,画直线、圆等,要多多结合数学知识.二、设计系统时的考前须知：1、误差的分析与补偿.误差来源有,电动机的惯性、绳子的收缩、坐标的计算等.补偿方法有屡次测量后修改程序中的参数,通 过程序修正；选用材料时使用到对系统影响小的；采用更优的算法.2、电机的保护.可以在 L298N外围接续流二极管,保护电机.3、考虑光电传感器的灵敏度问题,加比拟器,使输出一致.三、设计参考1、寻点画线采用数学上的坐标间的关系,计算出两条绳子收放的长度,进而转换为步进电机的转数.2、画圆也采用多边形逼近方法,等分圆周,计算出每一点的坐标值,利用画直线的方法画每一小段.也是分割的思想,不过是分割圆的转角,一般以 1.为单

22、位分割,计算从起点到终点每隔1.的点的直角坐标.3、寻迹也采用红外对射光电传感器检测黑色轨迹,安装于物体的边上.采用红外对射光电传感器检测黑色轨迹,安装于物体的底部.寻迹的算法,根据传感器位置的不同,采用不同的算法.4、利用光电耦合器隔离限制局部和电动机电路.5、画图时可采用逐点逼近的方法,减小误差.6、设计的一些特点,发挥参加语音提示利用视频识别采集黑线信息LED的亮灭提示两电机的工作状态.参加电机测速模块,尽量通过算法使两电机同时完成转动,这样画出的曲线更光滑.第八届(2007年)小车跷跷板(F题)一、任务设计并制作一个电动车跷跷板,在跷跷板起始端A 一侧装有可移动的配重.配重的位置可以在

23、从始端开始的200m什600mm围内调整,调整步长不大于 50mm配重可拆卸.电动车从起始端A出发,可以自动在跷跷板上行驶.电动车跷跷板起始状态和平衡状态示意图分别如图 1和图2所示.二、要求1.根本要求在不加配重的情况下,电动车完成以下运动：(1)电动车从起始端 A出发,在30秒钟内行驶到中央点 C附近；(2) 60秒钟之内,电动车在中央点 C附近使跷跷板处于平衡状态,保持平衡5秒钟,并给出明显的平衡指示；(3)电动车从(2)中的平衡点出发,30秒钟内行驶到跷跷板末端 B处(车头距跷跷板末端 B不大于50mm);(4)电动车在B点停止5秒后,1分钟内倒退回起始端 A,完成整个行程；(5)在整

24、个行驶过程中,电动车始终在跷跷板上,并分阶段实时显示电动车行驶所用的时间.2.发挥局部将配重固定在可调整范围内任一指定位置,电动车完成以下运动：(1)将电动车放置在地面距离跷跷板起始端A点300mm以外、90.扇形区域内某一指定位置 (车头朝向跷跷板)电动车能够自动驶上跷跷板,如图 3所示：(2)电动车在跷跷板上取得平衡,给出明显的平衡指示,保持平衡 5秒钟以上；(3)将另一块质量为电动车质量 10%20%的块状配重放置在 A至C间指定的位置,电动车能够重新取得平衡,给出明显的平衡指示,保持平衡 5秒钟以上；(4)电动车在3分钟之内完成(1)(3)全过程.(5)其他.三、说明(1)跷跷板长16

25、00mm宽300mm为便于携带也可将跷跷板制成折叠形式.(2)跷跷板中央固定在直径不大于 50mnt勺半圆轴上,轴两端支撑在支架上,并保证与支架圆滑接触,能灵活转动.(3)测试中,使用参赛队自制的跷跷板装置.(4)允许在跷跷板和地面上采取引导举措,但不得影响跷跷板面和地面平整.(5)电动车(含加在车体上的其它装置)外形尺寸规定为：长0 300mm宽0 200mm(6) 平衡的定义为 A、B两端与地面的距离差 d= I dA-dB I不大于 40mm(7)整个行程约为1600mnM去车长.(8)测试过程中不允许人为限制电动车运动.(9)根本要求(2)不能完成时,可以跳过,但不能得分；发挥局部(1)不能完成时,可以直接从(2)项开始,但是(1)项不得分.赛题分析一、题目要点以及实现时的注意点1、从A点出发到C点附近,有时间的限制,最小