電賽校賽題目

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1、風板控制裝置（A題）一、任務(wù)設(shè)計并制作一個風板控制裝置。該裝置能通過控制風機的風量來控制風板完成規(guī)定動作，風板控制裝置參考示意圖見圖 1。圖1風板控制裝置參考示意圖二、要求1 .基本要求（1）預(yù)置風板控制角度（控制角度在 45。135。之間設(shè)定）。由起點開始 啟動裝置，控制風板達到預(yù)置角度，過渡過程時間不大于 10s,控制角度誤差不 大于5。，在預(yù)置角度上的穩(wěn)定停留時間為 5s,誤差不大于1s。動作完成后風 板平穩(wěn)停留在終點位置上；（2）在45135范圍內(nèi)預(yù)置兩個角度值（1和2）。由終點開始啟 動裝置，在10s內(nèi)控制風板到達第一個預(yù)置角度上；然后到達第二個預(yù)置角度， 在兩個預(yù)置角度之間做3次擺

2、動，擺動周期不大于5s,擺動幅角誤差不大于5 , 動作完成后風板平穩(wěn)停留在起點位置上；（3）顯示風板設(shè)置的控制角度。風板從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一個狀態(tài)時應(yīng)有 明顯的聲光提示。2 .發(fā)揮部分用細線繩將一個重量為10g物體（可以用10g整碼代替），拴在小長尾金屬 火的尾端上，小長尾金屬夾與重物的總長度不小于 50mm并整體夾在圖1所示 風板對應(yīng)位置上。(1)預(yù)置風板控制角度(控制角度在 45。135。之間設(shè)定)。由起點開 始啟動裝置，控制風板達到預(yù)置角度，過渡過程時間不大于15s,控制角度誤差不大于5。，在預(yù)置角度上的穩(wěn)定停留時間 5s,誤差不大于1s,最后控制風板 平穩(wěn)停留在終點位置上；(2)在45

3、135范圍內(nèi)預(yù)置兩個角度值(1和2)。由終點開始啟 動裝置，在15s內(nèi)控制風板到達第一個預(yù)置角度上；然后到達第二個預(yù)置角度， 在兩個預(yù)置角度之間做4次擺動，擺動周期不大于5s,擺動幅角誤差不大于5 , 動作完成后風板平穩(wěn)停留在起點位置上；(3)其他。三、說明1 .給出的圖1僅作參考，風板的外形尺寸要求為：高150m由寬200mm厚 度和制作材料及風板支架的機械連接方式不做限定；風板上除安裝風板轉(zhuǎn)動軸、 角度指示針和傳感器外，不能安裝其他任何裝置；風機數(shù)量和控制風向方式可自 行設(shè)計確定；可以設(shè)置風板起始位置、終點位置的限位裝置，限定風板能在與水 平線成300 150的夾角內(nèi)擺動；2 .風板的運動

4、狀態(tài)，都要通過控制風機的風量來完成，不能受機械結(jié)構(gòu)或 其它外力的控制?？刂平嵌日`差為實測角度與預(yù)置角度之差的絕對值。風板由靜止開始運動到規(guī)定控制角度的時間定義為過渡過程時間。風板從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一個狀態(tài)時應(yīng)有明顯的聲光提示，聲光提示只作為測評計時的參考，以現(xiàn)場實 測數(shù)據(jù)為準。風力擺控制系統(tǒng)(B題)一、任務(wù)一長約60cm70cm勺細管上端用萬向節(jié)固定在支架上，下方懸掛一組(24 只)直流風機，構(gòu)成一風力擺，如圖1所示。風力擺上安裝一向下的激光筆，靜 止時，激光筆的下端距地面不超過 20cmi設(shè)計一測控系統(tǒng)，控制驅(qū)動各風機使 風力擺按照一定規(guī)律運動，激光筆在地面畫出要求的軌跡。二、要求1 .基本

5、要求(1)從靜止開始，15s內(nèi)控制風力擺做類似自由擺運動，使激光筆穩(wěn)定地 在地面畫出一條長度不短于50cm的直線段，其線性度偏差不大于土 2.5cm,并且 具有較好的重復(fù)性；(2)從靜止開始，15s內(nèi)完成幅度可控的擺動，畫出長度在 3060cm間可 設(shè)置，長度偏差不大于土 2.5cm的直線段，并且具有較好的重復(fù)性；(3)可設(shè)擺動方向，風力擺從靜止開始，15s內(nèi)按照設(shè)置的方向(角度) 擺動，畫出不短于20cm的直線段；(4)將風力擺拉起一定角度(30。45。)放開，5s內(nèi)使風力擺制動達到 靜止狀態(tài)。圖1風力擺示意圖2 .發(fā)揮部分(1)以風力擺靜止時激光筆的光點為圓心， 驅(qū)動風力擺用激光筆在地面畫

6、 圓，30s內(nèi)需重復(fù)3次；圓半徑可在1535cm范圍內(nèi)設(shè)置，激光筆畫出的軌跡應(yīng) 落在指定半徑 2.5cm的圓環(huán)內(nèi)；(2)在發(fā)揮部分(1)后繼續(xù)作圓周運動，在距離風力擺12mfiE離內(nèi)用一 臺5060W后扇在水平方向吹向風力擺，臺扇吹 5s后停止，風力擺能夠在5s內(nèi) 恢復(fù)發(fā)揮部分(1)規(guī)定的圓周運動，激光筆畫出符合要求的軌跡；(3)其他。三、說明1 .任務(wù)中各項要求，均要考察完成時間及準確性。2 .風力擺的制作方法建議：方案1:如2圖所示，或棒(如碳素纖維管、PVC向節(jié)固定在一支架上；方案2擺吊掛在支架上。3 .參賽隊可以自行選定一方向為0為起始，順時針依次為90、180等， 詳見圖3,測試現(xiàn)場

7、將提供此圖。4 .直流風機是驅(qū)動風力擺的唯一動力，不得以任何其它方式影響風力擺的 運動；啟動后，不得以任何形式人為影響風力擺運動。5.各項目中，運動到達要求時需有明顯聲或光提示，以便開始測試及記錄。|6 .發(fā)揮部分施加干擾的方式是在12m的距離，用5060W后扇在水平方向 吹風力擺，風速在1.02.0m/s范圍內(nèi)。7 .風力擺在圓周運動時的旋轉(zhuǎn)方向不限；測試時考察在 6個均勻分布點上 激光軌跡是否落在圓環(huán)內(nèi)，見圖 3。0節(jié) 如晚由管棒圖2風力排實現(xiàn)方案示意圖3方向角度小裳簡易風洞及控制系統(tǒng)（C題）：1 .任務(wù)設(shè)計制作一簡易風洞及其控制系統(tǒng)。風洞由圓管、連接部與直流風機構(gòu)成， 如右所示。圓管豎直

8、放置，長度約 40cm,內(nèi)徑大于4cm且內(nèi)壁平滑，小球（直 徑4cm黃色乒乓球）可在其中上下運動；管體外壁應(yīng)有 A、B、C、D等長標志 線，BC段有1cm間隔的短標志線；可從圓管外部觀察管內(nèi)小球的位置；連接部 實現(xiàn)風機與圓管的氣密性連接，圓管底部應(yīng)有防止小球落入連接部的格柵。 控制 系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)小球在風洞中的位置控制。2 .要求（1）小球置于圓管底部，啟動后 5秒內(nèi)控制小球向上到達 BC段，并維持5 秒以上。（20分）（2）當小球維持在BC段時，用長形紙板（寬度為風機直徑的三分之一）遮擋風機的進風口，小球繼續(xù)維持在 BC段。（10分）（3）以C點的坐標為0cm、B點的坐標為10

9、cm；用鍵盤設(shè)定小球的高度位置（單位：cm）,啟動后使小球穩(wěn)定地處于指定的高度 3秒以上，上下波動不超 過 1cm。（ 10 分）（4）以適當?shù)姆绞綄崟r顯示小球的高度位置及小球維持狀態(tài)的計時。 （10分） 小球置于圓管底部，啟動后 5秒內(nèi)控制小球向上到達圓管頂部處 A端，且不 跳離，維持5秒以上。（10分）（5）小球置于圓管底部，啟動后 30秒內(nèi)控制小球完成如下運動：向上到達 AB段并維持35秒，再向下到達CD段并維持35;再向上到達AB段并維 持35,再向下到達CD段并維持35;再向上沖出圓管（可以落到管外）。（20 分）（6）風機停止時用手將小球從 A端放入風洞，小球進入風洞后系統(tǒng)自動啟動

10、， 控制小球的下落不超過 D點，然后維持在BC段5秒以上。（10分）（7）其他自主發(fā)揮設(shè)計。（10分）3 .說明（1）題中“到達XX段”是指，小球的整體全部進入該段內(nèi)；（2）題中“維持”是指，在維持過程中小球整體全部不越過該段的端線；（3）小球的位置以其中心點為準（即小球的上沿切線向下移2cm,或下沿切線向上移2cm）;（4）直流風機的供電電壓不得超過 24V,注意防止風機葉片旋轉(zhuǎn)可能造成 的傷害；可在圓管及其周圍設(shè)置傳感器檢測管內(nèi)小球的位置；可將圓管、連 接部與直流風機安裝在硬質(zhì)板或支架上，以便于使圓管保持豎直狀態(tài)，并保 持風洞氣流通暢。(1)每一個項目最多進行三次測試；對于任何測試項目，測

11、試專家可要求進行重復(fù)測試。(2)風洞制作方法參考：圓管長度約40mm,可以選用透明的有機玻璃(或亞克力材料)圓管, 也可以選用不透明的PVC圓管。圓管的內(nèi)直徑必須大于 40mm,保證小 球(直徑為40mm的乒乓球)在管內(nèi)能夠自由運動。如果選用不透明的PVC圓管，為了能夠方便直觀地觀察管內(nèi)小球的 位置，可以在管臂上沿軸線方向開鑿寬度約 5mm的長條形槽孔，再用寬 的透明膠帶貼在槽孔上，保證圓管的氣密性。開鑿長條形槽孔后，應(yīng)清除 管壁內(nèi)的殘屑，以免影響小球的運動。為了防止小球落入連接部，可將一根細鐵絲或?qū)Ь€，用 AB膠或透 明膠帶粘在圓管下端口處。連接部的材料可以采用冰箱保鮮袋。剪去袋底封口部分，

12、得到一個 兩端開口的塑料薄膜“軟管”。將“軟管”的一端包住圓管的下端口，并 用透明膠帶將重疊部分纏緊；將軟管的另一端包住直流風機出風口的外 沿，并用透明膠帶將重疊部分纏緊。注意直流風機的風向，應(yīng)向連接部方 向吹風?？蓪L洞的圓管、直流風機部分固定在一塊硬質(zhì)板上，再固定硬質(zhì) 板，使圓管保持豎直狀態(tài)；也可做一個三腳支架，將風洞的圓管部分固定 在支架上并保持豎直狀態(tài)，直流風機垂掛在圓管下方。直流風機的進風口 處應(yīng)留有足夠的空間，保證氣流通暢。承載平臺平衡調(diào)整系統(tǒng)（ D 題）一、任務(wù)設(shè)計并制作一個承載平臺平衡調(diào)整系統(tǒng)。 該承載平臺由多條腿支撐， 并能承受一定重量的載重。 通過調(diào)整支撐腿的伸縮來調(diào)整平臺

13、的水平和傾斜。 平臺為長方形，寬度尺寸不小于25cm,長寬比例不小于14二、要求1基本要求（ 1）能同時檢測平臺長邊和寬邊的傾角，并顯示。（2）能設(shè)置平臺沿寬邊傾斜，傾斜度020。，精度3。（ 3）平臺沿寬邊在20內(nèi)傾斜時，能在15 秒內(nèi)調(diào)平，調(diào)平精度3 。（4）能設(shè)置平臺沿長邊傾斜，傾斜度020。，精度3。（ 5）平臺沿長邊在20內(nèi)傾斜時，能在15 秒內(nèi)調(diào)平，調(diào)平精度3 。（ 6）平臺能承載500 克重的物體，且可在平臺上任意放置。2發(fā)揮部分（1）可設(shè)置沿任意方向傾斜，傾斜度0200 ,精度3。（ 2）平臺沿任意方向在20內(nèi)傾斜時，能在15秒內(nèi)調(diào)平，調(diào)平精度70% U2=8V、負載為1個LE

14、D、Io=300mA,電源變換器 效率n 70%2.發(fā)揮部分(1)具有輸出短路保護功能。(2)在電源交流輸入側(cè)加入功率因數(shù)校正電路，使其功率因數(shù)不低于 0.90;(3) LED亮度可隨環(huán)境光線增強而自動降低：暗環(huán)境，負載為1個LED、 Io=500mAo亮環(huán)境，Io減小至300mA;(4)主電源和備用電源之間的切換時間小于1ms；(5)其他。三、說明1 .不得采用各種電源產(chǎn)品改制。2 .在調(diào)試過程中，要注意安全；注意作品制作工藝，留出測試端口。LED 應(yīng)安裝在通用板(或PCB)上，做串聯(lián)連接，并可方便改變接入個數(shù)。3 .電源效率指直流輸出功率與交流輸入(Ui處)有功功率之比。4 .測試時，備用電源中的一節(jié)鋰電池可用直流電源代替。5 .在發(fā)揮部分(3)中，只需改變對光敏元件的照度，自行設(shè)置明、 暗兩種照度即可。