a题单相正弦变频稳压电源。
一、任务。设计并制作一个单相正弦波变频稳压电源,电源框图如下图所示。
二、要求。1. 基本要求。
(1)输出电压波形应尽量接近正弦波,用示波器观察无明显失真;
(2)输出频率范围为20hz~100hz,电压有效值为10v~18v的正弦交流电;
(3)当输入电压为198v~242v,负载电流有效值为0.5~1a时,输出电压有效值应保持在15v,误差小于5%;
(4)具有过流保护,输出电流有效值达2a时动作;
(5)dc-ac逆变器效率η≥70%。
2.发挥部分。
(1)当输入电压为198v~242v,负载电流有效值为0.5~1a时,输出电压有效值应保持在15v,误差小于1%;
(2)设计制作具有测量、显示该变频稳压电源输出电压、电流、频率和功率的电路,测量误差小于5%;
(3)其它。
三、说明。1. 不能使用产生spwm(正弦波脉宽调制)波形的专用芯片;
2. 输出功率可通过电流、电压的测量值计算。
四、评分标准
b题基于红外线的目标跟踪与无线测温系统。
一、任务。设计一个长×宽为200mm×180mm可万向自动旋转的红外线跟踪定位仪a和一个红外线发射器b,系统示意图如下。a与b之间无线连接,采用无线通信方式进行数据双向传输。
发射器b端利用白炽灯(0~200w可调)模拟热源,b端直接检测温度,就地实时显示温度,并能通过无线通信将温度传输给a;跟踪定位仪a能实时定位跟踪发射器b,当达到定位精度要求时,a向b发送温度传送指令,并实时接收b点温度,显示并存储温度;测试结束后可打印全部测试时间段的数据和温度曲线。
a中 “ 表示红外接收器,位置和数量自定;
a、b间距离要求在1000 mm~2000 mm。
二、要求。1. 基本要求。
1)跟踪仪a的接收面绕x轴旋转的角度大于150°,小于180°,a绕y轴旋转角度大于330°,小于360°。a在任意非初始位置时,按复位键能自动复位。a能搜索和定位目标b(b在工作空间内随机设置)。
2)b端设置0~200w 功率可调的白炽灯(现场供电220v),设计功率调整单元。根据测试要求可在0~200w范围内任意设定白炽灯功率。在白炽灯灯座处安放温度传感器,设计温度检测显示与无线通信传输单元。
3)在工作空间内根据测试要求,将b设置在3~4个不同的位置,同时在b端设置不同的加热功率。其间,跟踪仪a能自动搜索与定位b(时间≤60秒)。定位精度要求:
a的法线方向与目标b之间的定位角度x与y两个方向均不大于30°。完成定位后(达到定位精度要求),a端有声光提示,a向b下达温度传送指令,并定时接收存储由b端送来的温度数据,实时显示现场温度与定位时间,打印测试数据。
2.发挥部分。
1)在基本要求中,跟踪仪a的搜寻定位时间≤10秒,定位精度≤10°。
(2)跟踪仪a具有实时跟踪功能,即目标点b在距离跟踪仪a 1000mm~2000mm的某个距离上,瞬间快速移动300~400mm,a能实时跟踪,定位精度≤10°,跟踪时间≤5秒,实时显示跟踪时间。
3)b 沿x轴或y轴某一方向运动,a跟踪达到极限位置时自动停止。当目标b失踪时,a端具有目标丢失显示功能,即显示:“x lost”或“y lost”。
4)根据测试数据打印温度曲线。
三、评分标准
c题自动排爆车。
一、任务。设计并制作一个能模拟自动进入危险现场排除险情的简易排爆机器人小车。危险现场如图1所示。
危险现场的通道起点距危险现场1.3m,通道宽35cm,画有1cm宽的黑色中心线,危险现场为直径1m的圆形平面,1.5cmх1.
5cm的可疑铁磁材料薄片任意放置于圆形平面内,现场所有边界均为宽2cm的黑线。
二、要求。1.基本要求。
1)要求机器人小车进入现场找到任意放置的可疑铁磁材料薄片。在整个搜索和转移过程中机器人小车除探头和机械手外均不得接触边线和可疑铁磁材料薄片,搜索到可疑铁磁材料薄片后将其搬移到起点,整个过程要求在5分钟内完成;
2)机器人小车运行采取分段计时方式,从起点出发开始进行搜索计时,搜索到可疑铁磁材料薄片后再进行转运计时,将可疑铁磁材料薄片送回到出发点后停止计时。
2.发挥部分。
1)增加声、光报讯功能,用以区分运行状态;
2)增加无线数据传送功能,将机器人小车运行状态及计时数据传送到自制的接收显示装置上,显示装置放置在现场便于观察处;
3)其它。三、评分标准。
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<35cm,宽度≤18cm;
3)测试场地由参赛队自行准备;
4)电动货物搬运车不允许在车外另接电源。
d题电动货物搬运车。
一、 任务。
设计并制作一个电动货物搬运车,该装置能够根据设计要求完成指定物件的搬运任务。指定物件结构及搬运场地参考示意图如下图:
二、要求。1.基本要求。
1) 有红色、绿色、黄色三种物件需要进行搬运。要求在2分钟之内将红色物件搬运到仓库a,将绿色物件搬运到仓库b,将黄色物件搬运到仓库c,在搬运过程中不允许有人工干预;
(2)电动货物搬运车在搬运物件时应显示各物件的搬运时间,总的搬运时间;
3)具有运行状态的声、光报讯功能。
2.发挥部分。
1) 能把测试人员指定的被搬运物件搬运到指定的仓库号内;
2) 具有电动货物搬运车自身故障诊断与报警功能;
3) 能把搬运时间、搬运物件等相关数据利用无线通信发送到自行设计的显示装置上,显示装置放在搬运现场附近易于观察的位置。
三、说明。1. 电动货物搬运车外型尺寸规定不能大于:长 300 mm、宽150 mm,高度不限;
2. 搬运场地自行设计,测试时自带,其尺寸不能大于1500 mm * 600 mm,搬运车运行时可以采用任意的引导方式,引导方式自行设定;
3. 搬运物件的重量与材质不限;
4. 电动货物搬运车不允许在车外另接电源。
四、评分标准
e题具有实时语音播报的超声波测距仪。
一、任务。设计并制作一台具有实时语音播报的超声波测距仪(原理框图如图所示),被测物为一块面积不大于30cm20cm的木板。测距仪用4节干电池供电。
图测距仪框图。
二、要求。1) 具有反射式超声波测距功能,测量距离0.2m~3.0m;
2) 测量距离精度:误差±1cm;
3) 自动语音实时播报测量距离数值:几点几几米;
4) 实时播报时间间隔≤10s;
5) 实时播报声音功率≥0.1w;
6) 播报声音无明显失真;
7) 实时显示测量的距离(实时显示要与语音播报同步),显示格式为:m。
1) 测量距离:0.2m~20.0m。
2) 测量距离精度:误差±0.3cm,并能实时同步显示及语音播报。
3) 汉字提醒显示:距离在0.2m~2.
0m,显示“危险距离”并用红色led灯指示;距离在2.0m ~3.0m,显示“保持距离”并用黄色led灯指示;距离在3.
0m以上, 显示“安全距离”并用绿色led灯指示。
4) 实时播报与同步显示时间间隔≤2s,并能将上述(1)、(2)、(3)功能同时实现。
5) 其他特色与创新。
三、评分意见。
四、说明在测试过程中,10分钟内不准更换电池。
f题数控直流恒流电源。
一、任务。设计并制作数控直流恒流电源,其原理示意图如下所示。
二、要求。1、基本要求。
1)直流电源:输入交流200~240v,50hz;输出直流电压10v。
1)输出电流范围:100ma~1000ma;
2)键盘任意设置100ma~1000ma范围内电流输出,并显示输出电流给定值及实际输出电流值,要求实际输出电流与给定值偏差的绝对值≤1%
3)具有“+”步进调整功能,步进为10ma;
4)改变负载电阻大小,要求输出电流变化的绝对值≤1%;
5)自制电源。
2、发挥部分。
1)输出电流范围为20ma~1500ma,步进为1ma;
2)可同时监测显示电源交流输入电压值、输出直流电压值、直流电流输出的给定值和实测值,要求实际输出电流与给定值偏差的绝对值≤0.1%;
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