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  南华大学黄智伟 备战 2015 全国大学生电子设计竞赛 控制类赛题分析 七、 控制类作品 7.1 “控制类”赛题分析 7.1.1 历届的 “控制类”赛题 “控制类”赛题是全国大学生电子设计竞赛中的一大类，在 11 届电子设计竞赛中，“控制 类”赛题除了 1994、1995 和 1999 年外，其它每届都有，共有 15 题，仅次于“仪器仪表类” 赛题（16 题）。历届的 “控制类”赛题[1]如下所示： ① 水温控制系统（第 3 届，1997 年 C 题） ② 自动往返电动小汽车（第5 届，2001 年 C 题） ③ 简易智能电动车（第 6 届，2003 年 E 题） ④ 液体点滴速度监控装置（第 6 届，2003 年 F 题） ⑤ 悬挂运动控制系统（第 7 届，2005 年 E 题） ⑥ 电动车跷跷板（第8 届，2007 年 F 题，本科组） ⑦ 电动车跷跷板（第8 届，2007 年 J 题，高职高专组） ⑧ 声音引导系统（第 9 届，2009 年 B 题，本科组） ⑨ 模拟路灯控制系统（第 9 届，2009 年 I 题，高职高专组） ⑩ 基于自由摆的平板控制系统（第 10 届，2011 年 B 题，本科组） 11 智能小车（第 10 届，2011 年 C 题，本科组） 12 帆板控制系统（第 10 届，2011 年 F 题，高职高专组） 13 四旋翼自主飞行器（第 11 届，2013 年，B 题，本科组） 14 简易旋转倒立摆及控制装置（第 11 届，2013 年，C 题，本科组） 15 电磁控制运动装置（第 11 届，2013 年，J 题，高职高专组） 从历届“控制类”赛题可以看到，在“控制类”赛题中，控制对象从一个的发展到多个（例 如，2011 年 C 题，智能小车就要求控制 2 台电动小车），从地上发展到天上（例如，2013 年 B 题，四旋翼自主飞行器），从单方向、单轴运动发展到多方向、多轴向运动（例如，2013 年 C 题，简易旋转倒立摆及控制装置）。在这 15 个赛题中，与电动小车有关的有 6 届 7 题。 赛题的要求也是越来越高，例如： ① 四旋翼自主飞行器（第 11 届，2013 年，B 题，本科组） 设计并制作一个四旋翼自主飞行器，能够按照赛题要求，在指定飞行区域内进行飞行。 四旋翼自主飞行器一键式从 A 区飞向 B 区降落并停机，飞行时间不大于 45s 。一键式从 B 区飞向A 区降落并停机，飞行时间不大于 45s 。 飞行器摆在 A 区，飞行器下面放置一个铁片，一键式启动，飞行器拾起铁片，并从 A 区飞向 B 区，保持一定高度，并将铁片投向 B 区，并返回A 区降落并停机，飞行时间不大 于 30s 。 ② 简易旋转倒立摆及控制装置（第 11 届，2013 年，C 题，本科组） 设计并制作一个简易旋转倒立摆及控制装置。旋转倒立摆的结构如图 7.1.1 所示。电动 机 A 固定在支架B 上，通过转轴 F 驱动旋转臂 C 旋转。摆杆 E 通过转轴 D 固定在旋转臂C 的一端，当旋转臂 C 在电动机 A 驱动下作往复旋转运动时，带动摆杆 E 在垂直于旋转臂 C   1   的平面作自由旋转。 图7.1.1 旋转倒立摆的结构 7.1.2 历届“控制类”赛题中使用的传感器 传感器及传感器模块是“控制类”赛题必不可少的组成部分。一些获奖赛题中所使用的传 感器如下： ① 水温控制系统（1997 年 C 题）：Cu100 铜热电阻，AD590M/K （检测温度） ② 电动小车类：自动往返电动小汽车（2001 年 C 题），简易智能电动车（2003 年 E 题）， 智能小车（2011 年 C 题，本科题），电动车跷跷板（2007 年 F 题本科组，J 题高职高专组） 等：O