《2011全国大学生电子设计大赛---B-基于自由摆的平板控制系统(B题)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011全国大学生电子设计大赛---B-基于自由摆的平板控制系统(B题)（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 B-1基于自由摆的平板控制系统（基于自由摆的平板控制系统（B 题） 题） 【本科组】 【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电机转轴6cm10cm100cm电线硬币图 1 图 2 B-2二、要求 1基本要求基本要求 （1）控制电机使平板可以随着摆杆的摆动而旋转（35 周） ，摆杆摆一个周期，平板旋转一周（360） ，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
2、的打印纸。用手推动摆杆至一个角度（在 3045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（在 4560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发挥部分发挥部分 （1）如图 3 所示，在平板上固定一激
3、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（在 3060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。 20cm100cm150cm激光笔图 3 B-3（2）在上述过程完成后，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
4、。 （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 100 cm5cm；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=30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 10cm6cm，可以采用较轻的硬质材料；不得有磁性；表面必须为光滑的硬质平面；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。 图 4 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
5、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（10cm6cm） ，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见图 5。 图 5-1 图 5-2 图 5-3 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
6、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。 0-5+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 设计报告 项 目 主要内容 满分 设计报告 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 测试方案与测试结果 测试方案 测试结果及分析 3 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告正文的结构 图表的规范性 2 总分 20 总分 20 基本要求 基本要求 实际制作完成情况 50 50 发挥部分 发挥部分 完成第（1）项 10 完成第（2）项 30 其他 10 总分 50 总分 50
