全国大学生电子设计 竞赛试题

发布 2022-02-22 15:49:28 阅读 4603

参赛注意事项

1)本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题;高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题,也可以选择【本科组】题目。 ,参赛队认真填写《登记表》内容,填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。 ,参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生,应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件(如学生证)随时备查。

,每队严格限制 3 人,开赛后不得中途更换队员。 ,参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作,不得以任何方式与他人交流,包括教师在内的非参赛队员必须迴避,对违纪参赛队取消评审资格。

6)上交设计报告、制作实物及《登记表》,由专人封存。

本科组】 一、任务

设计并制作一个由两个额定输出功率均为 16w 的 8v dc/dc 模块构成的并联供电系统(见图 1)。

图 1 两个 dc/dc 模块并联供电系统主电路示意图二、 要求

1.基本要求 , 调整负载电阻至额定输出功率工作状态,供电系统的直流输出电压。

uo=8.0±0.4v。

,额定输出功率工作状态下,供电系统的效率不低于 60% 。调整负载电阻,保持输出电压 uo=8.0±0.

4v,使两个模块输出电流之和 io =1.0a 且按 i1:i2=1:

1 模式自动分配电流,每个模块的输出电流的相对误差绝对值不大于 5%。 调整负载电阻,保持输出电压 uo=8.0±0.

4v,使两个模块输出电流之和 io =1.5a 且按 i1:i2= 1:

2 模式自动分配电流,每个模块输出电流的相对误差绝对值不大于 5%。

2. 发挥部分 , 调整负载电阻,保持输出电压 uo=8.0±0.

4v,使负载电流 io 在 1.5~3.5a 之间变化时,两个模块的输出电流可在(0.

5~2.0)范围内按指定的比例自动分配,每个模块的输出电流相对误差的绝对值不大于 2%。 调整负载电阻,保持输出电压 uo=8.

0±0.4v,使两个模块输出电流之和 io =4.0a 且按 i1:

i2=1:1 模式自动分配电流,每个模块的输出电流的相对误差的绝对值不大于 2%。 额定输出功率工作状态下,进一步提高供电系统效率。

,具有负载短路保护及自动恢复功能,保护阈值电流为 4.5a(调试时允许有±0.2a 的偏差)。

其他。 ,评分标准 , 说明

1)不允许使用线性电源及成品的 dc/dc 模块。(2)供电系统含测控电路并由 uin 供电,其能耗纳入系统效率计算。 ,除负载电阻为手动调整以及发挥部分(1)由手动设定电流比例外,其他功能的测试过程均不允许手动干预。

,供电系统应留出 uin、uo、iin 、io、i1、i2 参数的测试端子,供测试时使用。 ,每项测量须在 5 秒钟内给出稳定读数。 ,设计制作时,应充分考虑系统散热问题,保证测试过程中系统能连续安全工作。

参赛注意事项

1)本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题;高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题,也可以选择【本科组】题目。 ,参赛队认真填写《登记表》内容,填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。 ,参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生,应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件(如学生证)随时备查。

,每队严格限制 3 人,开赛后不得中途更换队员。 ,竞赛期间,可使用各种图书资料和网络资源,但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作,不得以任何方式与他人交流,包括教师在内的非参赛队员必须迴避,对违纪参赛队取消评审资格。

6)上交设计报告、制作实物及《登记表》,由专人封存。

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。

图 1图 2

1.基本要求 , 控制电机使平板可以随着摆杆的摆动而旋转(3~5 周),摆杆摆一个周期,平板旋转一周(360),偏差绝对值不大于 45°。 在平板上粘贴一张画有一组间距为 1cm 平行线的打印纸。用手推动摆杆至一个角度θ(θ在 30~45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。 ,用手推动摆杆至一个角度θ(θ在 45~60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 , 如图 3 所示,在平板上固定一激光笔,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θ(θ在30~60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。 ,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。 ,其他。

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 cm±5cm;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θ=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 10cm×6cm,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(10cm×6cm),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。 8.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。

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