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[原创] 竞赛控制类赛题分析

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纯净的硅(中级)

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发表于 2019-6-11 15:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 sigma 于 2019-6-12 10:09 编辑

“控制类”赛题是全国大学生电子设计竞赛中的一大类,在 11 届电子设计竞赛中,“控制类”赛题除了 1994、1995 和 1999 年外,其它每届都有,共有 15 题,仅次于“仪器仪表类”赛题(16 题) 。历届的 “控制类”赛题如下所示:

  1. 水温控制系统(第 3届,1997年C 题)  
  2. 自动往返电动小汽车(第 5 届,2001 年C 题)  
  3. 简易智能电动车(第 6 届,2003年 E 题)  
  4. 液体点滴速度监控装置(第 6 届,2003年 F题)  
  5. 悬挂运动控制系统(第 7 届,2005 年 E 题)  
  6. 电动车跷跷板(第 8届,2007年F题,本科组)  
  7. 电动车跷跷板(第 8届,2007年J 题,高职高专组)  
  8. 声音引导系统(第 9届,2009年B 题,本科组)  
  9. 模拟路灯控制系统(第 9 届,2009 年 I题,高职高专组)  
  10. 基于自由摆的平板控制系统(第 10 届,2011年  B  题,本科组)  
  11. 智能小车(第 10 届,2011 年  C 题,本科组)  
  12. 帆板控制系统(第 10届,2011 年 F  题,高职高专组)  
  13. 四旋翼自主飞行器(第 11 届,2013 年,B 题,本科组)
  14. 简易旋转倒立摆及控制装置(第 11 届,2013年,C 题,本科组)
  15. 电磁控制运动装置(第 11 届,2013 年,J 题,高职高专组)

从历届“控制类”赛题可以看到,在“控制类”赛题中,控制对象从一个的发展到多个(例如,2011 年  C  题,智能小车就要求控制 2 台电动小车) ,从地上发展到天上(例如,2013年 B 题,四旋翼自主飞行器) ,从单方向、单轴运动发展到多方向、多轴向运动(例如,2013年 C 题,简易旋转倒立摆及控制装置) 。在这 15个赛题中,与电动小车有关的有 6 届7 题。

赛题的要求也是越来越高,例如:

  ① 四旋翼自主飞行器(第 11 届,2013 年,B 题,本科组)

设计并制作一个四旋翼自主飞行器,能够按照赛题要求,在指定飞行区域内进行飞行。四旋翼自主飞行器一键式从 A 区飞向 B 区降落并停机,飞行时间不大于 45s。一键式从 B区飞向 A区降落并停机,飞行时间不大于 45s。 飞行器摆在 A 区,飞行器下面放置一个铁片,一键式启动,飞行器拾起铁片,并从 A区飞向 B 区,保持一定高度,并将铁片投向 B区,并返回 A区降落并停机,飞行时间不大于 30s。

  ② 简易旋转倒立摆及控制装置(第 11 届,2013年,C 题,本科组) 设计并制作一个简易旋转倒立摆及控制装置。旋转倒立摆的结构如图 7.1.1 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。

 

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“系统控制方案和算法设计”是控制类赛题的重点,对于不同的赛题,控制目的和要求都是不相同的,其“系统控制方案和算法设计”也都是不相同的。而“系统控制方案和算法设计”往往决定该赛题能否成功的关键之一。在训练过程中可以选择一些往届的赛题,适当做一随着全国大学生电子设计竞赛的深入和发展,电子设计竞赛从题目要求的深度、难度都有很大的提高,在竞赛规则中对微控制器选型、电路模块的采用的限制、“最小系统”的定义、“性价比”与“系统功耗”指标要求等也出现了一些变化。根据目前的竞赛规则,训练过程中制作的一些功能模块是可以在竞赛中使用的。建议训练过程中,对历届赛题中经常出现的基本电路和功能模块(如直流电机驱动模块、 步进电机驱动模块、传感器模块等)进行设计与制作,制作和掌握这些模块的使用,为竞赛做好充分的准备。

 

 


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