各省大学生电子设计竞赛控制类赛题摘录.docx
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各省大学生电子设计竞赛控制类赛题摘录
供选训练题
承载平台平衡调整系统（A题）
一、任务
设计并制作一个承载平台平衡调整系统。
该承载平台由多条腿支撑，并能承受一定重量的载重。
通过调整支撑腿的伸缩来调整平台的水平和倾斜。
平台为长方形，宽度尺寸不小于25cm，长宽比例不小于1.4。
二、要求
1．基本要求
（1）能同时检测平台长边和宽边的倾角，并显示。
（2）能设置平台沿宽边倾斜，倾斜度≤20°，精度<3°。
（3）平台沿宽边在20°内倾斜时，能在15秒内调平，调平精度<3°。
（4）能设置平台沿长边倾斜，倾斜度≤20°，精度<3°。
（5）平台沿长边在20°内倾斜时，能在15秒内调平，调平精度<3°。
（6）平台能承载500克重的物体，且可在平台上任意放置。
2．发挥部分
（1）可设置沿任意方向倾斜，倾斜度≤20°，精度<3°。
（2）平台沿任意方向在20°内倾斜时，能在15秒内调平，调平精度<3°。
（3）在上述两项基础上，倾斜度提高到30°，精度提高到1°，调整时间缩短至8秒（三个指标可分别完成）。
（4）平台能承载1000克重的物体。
（5）在地面不平（地面倾斜超过10°）的情况下，完成上述四个项目。
（6）其它。
三、说明
不得使用成品调整机构和模块。
四、评分标准
设计报告
项目
主要内容
满分
总体方案论证
总体方案描述和方案选择
5
理论分析与计算
倾角检测原理
电机驱动电路设计
调平算法
10
电路与程序设计
总体电路图
工作流程图
6
测试方案与测试结果
调试方法与仪器
测试数据完整性
测试结果分析
5
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
4
小计
30
基本要求
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第
（1）项
5
完成第
（2）项
5
完成第（3）项
15
完成第（4）项
5
完成第（5）项
15
其他
5
小计
50
总分
130
自动追光自动避障电动小车（B题）
一、任务
设计制作一套自动追光太阳能充电系统放置在电动小车上。
小车以一定速度追着光源行进，太阳能板始终能面对光源给蓄电池充电。
小车行进过程中会遇到路障，小车必须能避开路障绕道找到光源并继续追光前进。
二、要求
1．基本要求
（1）光源用不大于100W的白炽灯，场地不小于1.5m×1.5m，障碍物不小于15cm×15cm×15cm。
可以对光源进行聚光。
（2）光源在离小车大于1.5m的固定位置摆放，放置高度不高于25cm。
小车发现光源后沿光源方向前进。
（3）小车前进方向上至少随机放置三个障碍物。
遇到障碍物，小车应绕道前进。
（4）在小车绕道过程中，太阳能板应始终对准光源。
（5）到达离光源一定位置后，小车应停止前进。
（6）小车前进直线距离应大于1.2米，时间不大于2分钟。
（7）能显示太阳能为蓄电池供电状态。
2．发挥部分
（1）场地尺寸2m×2m，光源离小车2米以上。
（2）障碍物5个以上。
（3）能逆着光源前进，并绕过障碍物。
但太阳能板始终对准光源。
（4）完成时间不大于1分钟。
（5）在无白炽灯光源情况下，小车可以沿自然光源方向前进。
（6）其它。
三、说明
1、小车行进路线上不得有任何轨迹，也不得有其它任何引导小车前进的物件，比如金属、声源、无线发射源等，更不得利用遥控手段。
2、可以用浅颜色将场地分割成正方形格子，障碍物放置在格子里边。
但小车不得用浅颜色分割线来寻迹。
3、不得用市场上能买到的成品机器人模块完成本项目。
四、评分标准
设计报告
项目
主要内容
满分
总体方案论证
总体方案描述和方案选择
5
理论分析与计算
太阳能板追光和引导原理
控制和伺服电路设计
跟踪引导算法
10
电路与程序设计
总体电路图
工作流程图
6
测试方案与测试结果
调试方法与仪器
测试数据完整性
测试结果分析
5
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
4
小计
30
基本要求
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第
（1）项
10
完成第
（2）项
10
完成第（3）项
10
完成第（4）项
10
完成第（5）项
5
其他
5
小计
50
总分
130
智能电动小车（C题）
一、任务
设计并制作一台智能电动小车，按照相关要求和给定的行驶路线轨迹完成各项规定任务。
智能电动小车行驶路线轨迹如附图所示：
1、跑道基板的网格线为浅色细虚线，仅作为相对位置尺寸的参照线，不能另作他用；
网格规格：
100mm×100mm；网格阵列：
20×25；
2、轨迹线及起点、终点区域线颜色皆为黑色、宽24mm，且以网格线对称；
3、三段区域转换标志线颜色为黑色，长300mm、宽60mm，；且以网格线对称；
4、所有转弯半径都不小于150mm；
5、双轨迹线之间宽度为250mm；
6、障碍物为白色圆木，高400mm、直径100mm；
7、所有的字、字母、数字与行车方向标记箭头都不标示在竞赛用跑道基板上；
8、比赛时，不得在跑道基板上加装任何器件。
二、要求
1、基本要求
（1）比赛时，参赛队员将小车放在起点ABFE区域的中心位置，当参赛队员发出声音命令（内容自定）后，小车沿单轨迹前行并完成在第一区内的自动行驶；
（2）当到达标志线1后，小车在第二区内完成在双轨迹中心线中的自动行驶；
（3）当到达标志线2后，小车在第三区内实现自动避障并且必须在恢复区内自动寻找到规定的行驶轨迹；
（4）在第四区和第五区内完成规定路线的行驶，并在到达标志线3后自动停车；
（5）小车自动按规定路线倒车并停放在终点DCEF区域，以车体方位正确且几何中心在区域中心为佳；倒车过程中车体不能罩线（终点区域的左右边界线DC、EF及底线CF）。
2、发挥部分
（1）在第五区内除完成规定路线的行驶任务外，还应将安装在电动智能小车上的激光笔发出的激光光点投射在目标靶上，定位在图中标定的1～4各点位置上停车后定点进行激光投射，每点停留时间不超过3秒钟，光点定位误差不大于2cm，同时进行声光提示；
（2）在完成
（1）规定路线的行驶和规定动作后，继续行驶到达标志线3后自动停车3秒钟，发出声光提示，再由标志线3处倒车进入ABEF发车区；
（3）智能电动小车在行驶过程中激光光点一直投射在目标靶的中心（在图中标定的1～4各点位置上进行光点投射定位，同时以声光提示）；
（4）参赛队员将小车摆放在终点CDEF区域的中心位置，再次发出声音命令（内容自定且与发车时不同）后，小车自动移动到起点区域的发车位置；
（5）其它。
三、评分标准
项目
内容
得分
设计
报告
方案比较与论证：
方案描述、比较与论证
5
理论分析与设计：
单元设计、系统设计
5
电路图和设计文件：
完整性、规范性
5
测试数据与分析：
系统测试、结果分析
5
分项满分值合计
20
基本
要求
实际完成情况
（1）
5
实际完成情况
（2）
5
实际完成情况（3）
15
实际完成情况（4）
15
实际完成情况（5）
10
分项满分值合计
50
发挥
部分
完成第
（1）项
15
完成第
（2）项
10
完成第（3）项
10
完成第（4）项
10
其它
5
分项满分值合计
50
总分
120
四、说明
（1）跑道基板材料为广告用普通KT板，为保证比赛环境的统一，比赛时由赛会提供；
（2）小车在行驶过程中不得与外部有电缆（电源线、通讯线等）或机械连接，并且不能有计算机等设备介入小车全部行驶过程的监视或控制；
（3）智能电动小车结构与轮距不做限制由参赛队自行确定；
（4）车体外形尺寸：
长不大于350mm、宽不大于220mm；
（5）目标靶中心高度为200mm，靶的有效尺寸为100mm×100mm，靶面中心光电接收装置有效接收原件个数及尺寸由参赛队自定，不做限制，目标靶和智能电动小车之间采用无线方式传输数据；
（6）目标靶在测试时由测试专家现场摆放，目标靶距赛道的水平距离不变，在点1～4间任意位置摆放；
（7）智能电动小车完成整个规定动作的时间不能大于4分钟，每超过20秒扣一分。
附图
行驶路线轨迹图注释：
20
测
控
计
时
区
19
1
2
3
4
18
标
志
线
3
17
五
区
16
15
14
目
标
靶
倒
一
区
13
D
车
E
A
标
12
终
起
志
11
四
点
点
线
10
区
区
1
9
区
域
域
8
二
7
C
F
B
区
6
标
志
线
2
5
4
3
恢
复
区
2
三
区
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
电动消防车（D题）
一、任务
设计制作一个电动消防车，能到消防场地任意地点进行灭火作业。
以蜡烛模拟火源，火源随机分布在场地中，消防场地如图1所示。
图1：
消防场地示意图
二、要求
1.基本要求
（1）在场地中随机放置一只蜡烛。
消防车从车库启动，计时开始，消防车同时发出出库声音提示。
消防车从车库出口驶出车库，自动行走到距离火源10cm以内区域，发出火警声音提示，停车3秒钟。
（2）消防车执行灭火工作，灭火完毕后，发出火灭声音提示。
（3）消防车经由车库出口自动返回到车库，停稳后，发出返库声音提示，计时结束。
（4）上述过程用时尽可能少。
2.发挥部分
（1）在场地中随机放置三只蜡烛。
消防车从车库启动，计时开始，消防车同时发出出库声音提示。
消防车从车库出口驶出车库。
（2）消防车能够找到一个火源，并自动行走到距离火源10cm以内区域，发出火警声音提示，停车3秒钟。
然后消防车执行灭火工作，灭火完毕后，发出火灭声音提示。
（3）再寻找下一个火源，重复过程
（2），直到三个火源都被扑灭。
（4）扑灭三个火源后，消防车经由车库出口自动返回到车库，停稳后，发出返库声音提示，计时结束。
（5）上述过程用时尽可能少。
（6）其他。
三、说明
1.消防场地为白色背景，尺寸为180cm×120cm。
按图中位置配置黑色线条，线条宽度为1.7cm30%。
但场地边界不允许配置线条。
场地内外均不允许再设置任何其他的引导措施。
2.障碍物为白色，尺寸为：
长×宽×高=56cm×15cm×15cm，障碍物必须按图对称牢固固定在场地上，位置如图1所示。
消防车运行过程中，不允许碰到障碍物，否则扣分。
3.车库地面为红色，车库尺寸为30cm×30cm。
出发前，要求车的整体在车库内；返库时，车头向里或向外自定，车的整体应在车库内，否则扣分。
4.车的长宽高分别不大于25cm、25cm、25cm，电池供电，在一次测试中不允许更换电池。
5.如果消防车车身整体驶出消防场地，则终止测试。
如果消防车部分车体驶出消防场地超过10秒不能自动完全返回，则终止测试。
6.蜡烛直径不小于12mm，高度5~20cm，灭火方式不限（但不允许喷洒液体等弄脏场地或影响消防车运行和测试的物质）。
灭火时每次只允许扑灭一个蜡烛，多灭扣分。
消防车运行过程中碰倒未扑灭蜡烛停止测试，碰倒已灭蜡烛扣分。
7.在消防车发出火警声音提示前，禁止灭火作业，在发出火灭提示音的同时，即停止灭火作业，否则不予测试。
8.在测试过程中如果出现失误，允许消防车重新运行一次。
9.按照灭火过程中功能的完成情况和完成时间来计算成绩。
10.出库声音、返库声音、火警声音、火灭等声音提示是消防车各种功能和计时的确认信号，音量要足够大。
四、评分标准
项目
满分
设计报告
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。
30
基本要求
完成第
（1）项
10
完成第
（2）项
10
完成第（3）项
15
完成第（4）项
15
总分
50
发挥部分
完成第
（2）项
5
完成第（3）项
10
完成第（4）项
15
完成第（5）项
15
完成第（6）项
5
总分
50
炮台打靶（E题）
一、任务
设计并制作1个简易的炮台和电子靶，并在炮台上安装电动机驱动装置，可使炮塔在水平方向左右转动；在炮塔上安装电动机，可使炮塔上的炮口上下运动，用发红光的激光笔代替火炮。
电子靶上能显示该次打靶环数及总环数，并能语音播报单次打靶环数和总环数。
本题应完成手动或自动两种方式控制炮台、瞄准光靶，实现激光打靶。
本题考核点是炮台跟踪电子靶的位置、打靶的精确性以及完成任务的时间，电子靶显示和播报的准确性。
炮台打靶示意图如图1所示。
v
图1炮台及电子靶示意图
二、要求
1．基本要求
（1）对电子靶进行测试，用激光笔分别打到每1环上，电子靶能够语音播报该次打靶的环数、总环数，并能显示该次打靶环数及总环数。
（2）把电子靶和炮台摆放好后（按说明5），开始计时，用手动控制炮塔，瞄准电子靶，瞄准完毕，连续发射三炮（按说明4），总时间小于120s。
（脱靶则视为没有完成）
（3）电子靶分别显示每次的环数，显示的同时并播报，最后显示并播报总环数。
（4）两次移动电子靶的位置（按说明5），用手动重新控制炮塔，瞄准电子靶，重复
（2）（3）步骤。
2．发挥部分
（1）炮台摆放好后，参赛队员按下按钮，开始计时，参赛队员离开炮台，炮塔自动搜索电子靶，搜索完成后，炮台提示搜索完成，延时5s后，炮台示意开始发炮，炮塔自动连续发射三炮后（按说明4），示意完成。
（三次全部脱靶，表示自动瞄准没有完成。
）时间小于100s，
（2）两次移动电子靶的位置，炮塔再次重新瞄准发射，重复
（1）。
（3）语音播报与显示同基本部分。
三、说明
1、炮台放在地面上。
2、传感器可放置在电子靶两个正方形边线之间上下左右的所有区域，传感器数量自定，见图1。
不允许利用打靶环区引导炮塔。
3、炮台和电子靶的供电均为电池供电。
4、激光笔必须为点光源，每次发炮必须保证在电子靶上看到红光点，每打一炮必须能完整的看到显示的环数和听到播报。
5、电子靶可以在以炮台中轴线为准，左右90度范围内任意放置，电子靶可以在与炮台水平距离2至3米之内位置任意放置，电子靶在距离地面1米以内任意高度放置。
6、尽量防止每次发炮时红光点在电子靶上抖动，若抖动按最低环计分。
7、以每次打靶的总环数高低、所用的时间多少计分。
四、评分标准
项目
主要内容
满分
设计报告
（本科30分）
报告内容：
（1）方案比较、设计与论证；
（2）理论分析与计算；
（3）电路图及相关设计文件；
（4）测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。
30
基本要求（50分）
完成第
（1）、（3）项
10
完成第
（2）项
20
完成第（4）项
20
发挥部分（50分）
完成第
（1）项
30
完成第
（2）项
20
一种简易图形显示装置（F题）
一、任务
设计并制作一个线阵LED图文显示装置，装置的示意图如图1所示。
图1线阵LED图文显示装置示意图
二、要求
1.基本要求
（1）制作一个由16只LED构成的线状点阵及其控制电路，安装于可旋转的平台上，在平台的中心设置一个按键，用于功能的切换，电机带动平台以合适速度旋转。
（2）开机时装置完成显示自检，能对点阵中16只LED逐个点亮，每只LED显示时间约为1秒，此时平台不旋转。
（3）以离按键最远的一个LED编号为16，离按键最近的一个LED编号为1，能通过按键切换，实现16个同心圆图形中的偶数序号同心圆顺序显示（由大到小）和奇数序号同心圆逆序（由小到大）显示。
每个同心圆图形均显示时间为0.5秒左右。
2.发挥部分
（1）通过按键切换，显示一个指针式秒表，该秒表以标志杆为起始标志，秒针随时间动态旋转，旋转一周的时长为60±1秒。
（2）其它。
三、说明
（1）显示装置利用人眼视觉暂留的生理特性，通过LED在旋转运动过程中经过不同位置时，系统点亮相应的LED，实现线阵LED在旋转平面上构成不同的静态或动态图案。
为保证显示时人眼看到的图形稳定清晰，系统设计应注意LED在不同位置点亮与旋转速度匹配；注意每圈旋转时图像显示的起始位置一致；同时注意旋转速度适当，满足人眼视觉暂留的要求。
（2）不得使用LED显示成品和专用芯片来实现系统。
（3）线阵LED及控制电路由电池供电，电机及电机驱动可由外接电源供电。
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