第八届“恒拓”杯题目探讨.doc

1、电动机恒流跟踪装置 难度系数:1.0 一、任务 设计并制作一个包含H桥对直流电动机绕组或步进电动机绕组进行恒电流驱动的装置，用于实现电动机的恒转矩驱动或步进电动机的微步细分驱动。 二、要求 1．基本要求 （1）设计并制作一个电动机绕组驱动装置，装置内部使用H桥开关模式对电动机绕组进行供电，能实现电动机绕组电流（由串入电流表显示）与指令值相对应并保持稳定不变； （2）使用分压器（由电位器实现）输出指令电压，指令电压与输出电流的对应关系为：0V-0A，1V-0.5A，2V-1A，3V-1.5A； （3）要求电池供电（7～15V）； （4）精度要求：输出电流与期望电流的误差小于10%； 2．发挥部分 （1）可以输出正反向电流，即分压器输出负电压时，可以输出反向电流。指令电压与输出电流的对应关系为：-3V(-1.5A),-2V(-1A),-1V(-0.5A),0V(0A)，1V(0.5A)，2V(1A)，3V(1.5A)； （2）输出电流纹波峰峰值小于0.2A（???量串入电机绕组的0.1欧小电阻上的压降）。 （3）可以输出两路H桥正反向电流跟踪输出（可用于驱动双极性步进电动机）。 三、评分标准 项 目主要内容满分设计报告 方案论证与设计整体方案设计15方案比较电路设计系统组成和理论计算15具体电路测试结果测试数据完整性10测试结果分析报告要求摘要10正文结构完整性图表的规范性总分50基本部分完成第(1)项15完成第(2)项20完成第(3)项15完成第(4)项20总分70发挥部分完成第(1)项10完成第(2)项10完成第(3)项10总分30 2、多功能空间角度测量仪 难度系数:1.2 一、任务 设计并制作一台多功能空间角度测量仪器。该仪器主要实现空间角度和运动状态测量，主要用于测量空间物体的角度、方向、以及加速度等物体姿态信息。该仪器独立于被测物体 ，可以方便拆装，检测不同的物体。 该检测仪器所用传感器以及检测方式任选，要求中所需要达到的功耗、精度等，请选手自己预留测量接口并自行提出可信验证方式，用可信的方式证明该仪器精度。 二、要求 1、基本要求 （1）能够检测单个物体任意倾斜方向上的水平夹角和竖直夹角。并显示。 （2）能够测量单个物体相对于地磁场的地磁偏角。 （3）能够检测单个物体任意运动方向上的加速度。 （4）能够检测两个物体任意状态下的夹角（可以预先设置零位）。 注：该文中提到的物体夹角，根据不同的物体，选手自行选择测量的面夹角或者空间线夹角。测量过程中请选用棒状物体和平板状物体进行测试。便于验证。 2、 发挥部分 （1）可以检测物体的运动状态，在计算机二维平面内绘出运动轨迹曲线。 （2）功耗尽可能低，请选手自行证明功耗、检测精度情况。 （3）检测物体的三维运动状态，利用计算机在三维空间模拟运动状态。 （4）其他发挥部分。 三、说明 1、需要设置参考平面或者姿态的情况，选手自行设计。 2、电路形式不限，尽量少采用成品电路模块，自行设计。 四、评分标准 项 目主要内容满分设计报告 方案论证与设计整体方案设计15方案可行性论证电路设计系统组成和理论计算15模块电路测试结果测试数据完整性10测试结果分析报告要求摘要10正文结构完整性图表的规范性总分50基本部分完成第（1）项10完成第（2）项10完成第（3）项10完成第（4）项10总分40发挥部分完成第（1）项15完成第（2）项15完成第（3）项20完成第（4）项10总分60 3、无辐射电磁炉 难度系数：1.1 一、任务 设计并制作一个，可定时加热并可进行加热时间显示的电磁炉（电磁炉的加热装置可用LED或白炽灯模拟），并且其可以在有人经过时自动停止加热以降低电磁炉对人体的辐射。 二、要求 1．基本要求 （1）可手动设定加热时间并显示加热时间。 可手动设置不同加热功率，并通过led的明暗程度反应出来。 （2）可以在任何人进入电磁炉一米范围内时停止加热，并在人离开时恢复加热。 （3）在电磁炉停止工作30秒后自动声光报警，提醒人离开。 2．发挥部分 （1）所使用的替代加热装置的LED功率在10W以上。 （2）计算出电磁炉停止工作时损耗的热量，并在规定的加热时间结束后进行补偿加热，并将补偿加热的时间显示出来。 三、说明 1．电磁炉供电直接采用220V市电。 2．对人体的探测可使用3～4个人体红外热释电传感器完成。 四、