1、懸掛運動控制系統（2005年E題）歐陽引擎（2021.01.01）任務設計一電機控制系統，控制物體在傾斜（仰角100度）的 板上運動。在一白色底板上固定兩個滑輪，兩只電機（固定在板上）通 過穿過滑輪的吊繩控制一物體在板上運動，運動范圍為 80cmxl00cmo物體的形狀不限，質量大于100克。物體上固定 有淺色畫筆，以便運動時能在板上畫出運動軌跡。板上標有間距為lcm的淺色坐標線（不同于畫筆顏色），左下角為直角坐基本要求：(1) 控制系統能夠通過鍵盤或其他方式任意設定坐標點參數；(2) 控制物體在80cmx 100cm的范圍內作自行設定的運動，運動 軌跡長度不小于100cm,物體在運動時能夠在

2、板上畫出運動 軌跡，限300秒內完成；(3) 控制物體作圓心可任意設定、直徑為50cm的圓周運動，限 300秒內完成；(4) 物體從左下角坐標原點出發(fā)，在150秒內到達設定的一個坐 標點(兩點間直線距離不小于40cm)o2. 發(fā)揮部分(1) 能夠顯示物體中畫筆所在位置的坐標；(2) 控制物體沿板上標出的任意曲線運動(見示意圖)，曲線在測試 時現場標出，線寬1.5cml&m,總長度約50cm,顏色為黑 色；曲線的前一部分是連續(xù)的，長約30cm;后一部分是兩段 總長約20cm的間斷線段，間斷距離不大于lcm;沿連續(xù)曲線 運動限定在200秒內完成，沿間斷曲線運動限定在300秒內完 成；(3)

3、 其他。三、評分標準項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電 路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分 析。50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第(1)項10完成第(2)項中連續(xù)線段運動14完成第(2)項中斷續(xù)線段運動16其他10四、說明K物體的運動軌跡以畫筆畫出的痕跡為準，應盡量使物體運動 軌跡與預期軌跡吻合，同時盡量縮短運動時間；2、若在某項測試中運動超過限定的時間，該項目不得分；3、運動軌跡與預期軌跡之間的偏差超過4cm時，該項目不得 分；4、在基本要求(3). (4)和發(fā)揮部分(2)中，物體開始運動前，允許 手動將物體定位；開始運動后，不

4、能再人為干預物體運動；5、競賽結束時，控制系統封存上交賽區(qū)組委會，測試用板(板上 含空白坐標紙)測試時自帶。電動車蹺蹺板(F題)【本科組】任務設計并制作一個電動車蹺蹺板，在蹺蹺板起始端A 側裝有 可移動的配重。配重的位置可以在從始端開始的200mm_ 600mm范圍內調整，調整步長不大于50mm;配重可拆卸。電 動車從起始端A出發(fā)，可以自動在蹺蹺板上行駛。電動車蹺蹺 板起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)示意圖分別如圖1和圖2所示。囹2平衡狀態(tài)示意囹二要求1 基本要求在不加配重的情況下，電動車完成以下運動：(1) 電動車從起始端A出發(fā)，在30秒鐘內行駛到中心點C 附近；(2) 60秒鐘之內，電動車在中心點C附近

5、使蹺蹺板處于平衡狀 態(tài)，保持平衡5秒鐘，并給出明顯的平衡指示；(3) 電動車從(2)中的平衡點出發(fā)，30秒鐘內行駛到蹺蹺板末端B處(車頭距蹺蹺板末端B不大于50mm);(4) 電動車在B點停止5秒后，1分鐘內倒退回起始端A, 完成整個行程；(5) 在整個行駛過程中，電動車始終在蹺蹺板上，并分階段實時顯示電動車行駛所用的時間。 歐陽引擎創(chuàng)編2 發(fā)揮部分將配重固定在可調整范圍內任一指定位置，電動車完成以下運動:團3自動駛上蹺蹺板示意圖(1) 將電動車放置在地面距離蹺蹺板起始端A點300mm以外、90°扇形區(qū)域內某一指定位置(車頭朝向蹺蹺板)，電動車 能夠自動駛上蹺蹺板，如圖3所示：(2)

6、 電動車在蹺蹺板上取得平衡，給出明顯的平衡指示,保持平衡5秒鐘以上；(3) 將另一塊質量為電動車質量10%20%的塊狀配重放置在A至C間指定的位置，電動車能夠重新取得平衡，給出明顯的平衡指示，保持平衡5秒鐘以上；(4) 電動車在3分鐘之內完成(1) (3)全過程。(5) 其他。三.說明(1) 蹺蹺板長1600mm、寬300mm,為便于攜帶也可將蹺蹺板制成折疊形式。(2) 蹺蹺板中心固定在直徑不大于50mm的半圓軸上，軸兩端支 撐在支架上，并保證與支架圓滑接觸，能靈活轉動。(3) 測試中，使用參賽隊自制的蹺蹺板裝置。(4) 允許在蹺蹺板和地面上采取引導措施，但不得影響蹺 蹺板面和地平整。(5)

7、電動車(含加在車體上的其它裝置)外形尺寸規(guī)定為：長 <300mm,寬<200mmo(6) 平衡的定義為A、B兩端與地的距離差d= | dA-dB | 不大于40mmo(7) 整個行程約為1600mm減去車長。(8) 測試過程中不允許人為控制電動車運動。(9) 基本要求(2)不能完成時，可以跳過，但不能得分；發(fā)揮 部分(1)不能完成時，可以直接從(2)項開始，但是(1) 項不得分。四、評分標準設計 報告項目主要內容分數系統方案實現方法 方案論證 系統設計 結構框圖12理論分析與計算測量與控制方法 理論計算13電路與程序設計檢測與驅動電路設計 總體電路圖 軟件設計與工作流程圖12結果分

8、析創(chuàng)新發(fā)揮結果分析8設計報告結構 及規(guī)范性摘要設計報告結構 圖表的規(guī)范性5總分50基本要求實際制作完成情況50發(fā)揮 部分完成第（1）項10完成第（2）項15完成第（3）項10完成第（4）項5其他10總分50音導引系統（B題）【本科組】_、任務設計并制作一聲音導引系統，示意圖如圖1所示。圖中，AB與AC垂直，Ox是AB的中垂線，CTy是AC的中垂線，W是Ox和Oy的交點。聲音導引系統有一個可移動聲源S,三個聲音接收器A、B和C,聲音接收器之間可以有線連接。聲音接收器 能利用可移動聲源和接收器之間的不同距離，產生一個 可移動聲源離Ox線（或Oy線）的誤差信號，并用無線 方式將此誤差信號傳輸至可移動

9、聲源，引導其運動?？梢苿勇曉催\動的起始點必須在Ox線右側，位置可 以任意指定。二、要求1. 基本要求(1) 制作可移動的聲源?？梢苿勇曉串a生的信號為周期性音頻 脈沖信號，如圖2所示，聲音信號頻率不限，脈沖周期不 限。(2) 可移動聲源發(fā)出聲音后開始運動，到達Ox線并停止，這 段運動時間為響應時間，測量響應時間，用下列公式計算 出響應的平均速度，要求平均速度大于5cm/so(3) 可移動聲源停止后的位置與Ox線之間的距離為定位 誤差，定位誤差小于3cm。(4) 可移動聲源在運動過程中任意時刻超過Ox線左側的 距離小于5cmo(5) 可移動聲源到達Ox線后，必須有明顯的光和聲指ZJo(6) 功耗低

10、，性價比高。2發(fā)揮部分(1) 將可移動聲源轉向180度(可手動調整發(fā)聲器件方 向)，能夠重復基本要求。(2) 平均速度大于10cm/so(3) 定位誤差小于1cm。(4) 可移動聲源在運動過程中任意時刻超過Ox線左側距 離小于2cm。(5) 在完成基本要求部分移動到Ox線上后，可移動聲源在 原地停止5s10s,然后利用接收器A和C,使可移動聲 源運動到W點，到達W點以后，必須有明顯的光和聲指 示并停止，此時聲源距離w的直線距離小于lcmo整個 運動過程的平均速度大于10cm/So,，士.可移動聲源在5線上重新啟動位置到移動停止點的直線距離平均速度=再次運動時間(6) 其他。三、說明1. 本題必須采用組委合提供的電機控制ASSP芯片(型號 MMC-1)實現可移動聲源的運動。2. 在可移動聲源兩側必須有明顯的定位標志線，標志線寬度0.3cm且垂直于地。3. 誤差信號傳輸采用的無線方式、頻率不限。4. 可移動聲源的平臺形式不限。5. 可移動聲源幵女臺運行的方向應和Ox線保持垂直。6. 不得依靠其他非聲音導航方式。7. 移動過程中不得人為對系統施加影響。8. 接收器和聲源之間不得使用有線連接。四、評分標準項目主要內容分數設計報告系統方案