风力摆控制系统（B 题 本科组）-- 2015 年全国大学生电子设计竞赛试题

Posted 2021-09-14 行走的皮卡丘

风力摆控制系统（B 题 本科组）-- 2015 年全国大学生电子设计竞赛试题

• 一、任务
• 二、要求
• • 1.基本要求
  • 2．发挥部分
• 四、评分标准

一、任务

一长约 60cm~70cm 的细管上端用万向节固定在支架上，下方悬挂一组（2~4 只）直流风机，构成一风力摆，如图 1 所示。风力摆上安装一向下的激光笔，静止时，激光笔的下端距地面不超过 20cm。设计一测控系统，控制驱动各风机使风力摆按照一定规律运动，激光笔在地面画出要求的轨迹。

二、要求

1.基本要求

• （1） 从静止开始，15s 内控制风力摆做类似自由摆运动，使激光笔稳定地在地面画出一条长度不短于 50cm 的直线段，其线性度偏差不大于±2.5cm，并且具有较好的重复性。

• （2） 从静止开始，15s 内完成幅度可控的摆动，画出长度在 30~60cm 间可设 置，长度偏差不大于±2.5cm 的直线段，并且具有较好的重复性。

• （3） 可设定摆动方向，风力摆从静止开始，15s 内按照设置的方向（角度）摆动，画出不短于 20cm 的直线段。

• （4） 将风力摆拉起一定角度（30°~45°）放开，5s 内使风力摆制动达到静 止状态。

2．发挥部分

• （1） 以风力摆静止时激光笔的光点为圆心，驱动风力摆用激光笔在地面画 圆，30s 内需重复 3 次；圆半径可在 15~35cm 范围内设置，激光笔画出的轨迹应落在指定半径±2.5cm 的圆环内。

• （2） 在发挥部分（1）后继续作圆周运动，在距离风力摆 1~2m 距离内用一 台 50~60W 台扇在水平方向吹向风力摆，台扇吹 5s 后停止，风力摆能 够在 5s 内恢复发挥部分（1）规定的圆周运动，激光笔画出符合要求的轨迹。

• （3） 其他。

三、说明

• 1.任务中各项要求，均要考察完成时间及准确性。

• 2.风力摆的制作方法建议：
  方案 1：如 2 图所示，一组直流风机用细管或棒（如碳素纤维管、PVC 管等）通过万向节固定在一支架上；
  

方案 2：用粗单股导线（减少自旋）将风力摆吊挂在支架上。

• 3.参赛队可以自行选定一方向为 0°，以此为起始，顺时针依次为 90°、180°、270° 等，详见图 3，测试现场将提供此 图。

• 4.直流风机是驱动风力摆的唯一动力，不得以任何其它方式影响风力摆的运动。启动后，不得以任何形式人为影响风力摆运动。

• 5.各项目中，运动到达要求时需有明显声或光提示，以便开始测试及记录。

• 6.发挥部分施加干扰的方式是在1~2m 的距离，用 50~60W台扇在水平方向吹风力摆 ，风速 1.0~2.0m/s 范围内。

• 7.风力摆在圆周运动时的旋转方向不限；测试时考察在 6 个均匀分布点上激光轨迹是否落在圆环内，见图 3。

• 8.各项要求中，长度均以厘米（cm）为单位，角度以 10°为最小单位。

• 9.赛题中要求的各项动作完成时间越短越好，超过规定时间 1 倍时不计成绩。

四、评分标准