悬挂运动控制系统
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第一届(1994年)全国大学生电子设计竞赛题目题目一简易数控直流电源题目二多路数据采集系统第二届(1995年)全国大学生电子设计竞赛题目题目一实用低频功率放大器题目二实用信号源的设计和制作题目三简易无线电遥控系统题目四简易电阻、电容和电感测试仪第三届(1997年)全国大学生电子设计竞赛题目A题直流稳定电源B题简易数字频率计C题水温控制系统D题调幅广播收音机第四届(1999年)全国大学生电子设计竞赛题目A题测量放大器B题数字式工频有效值多用表C题频率特性测试仪D题短波调频接收机E题数字化语音存储与回放系统第五届(2001年)全国大学生电子设计竞赛题目A题波形发生器B题简易数字存储示波器C题自动往返电动小汽车D题高效率音频功率放大器E题数据采集与传输系统F题调频收音机第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目电压控制LC振荡器(A题)宽带放大器(B题)低频数字式相位测量仪(C题)简易逻辑分析仪(D题)简易智能电动车(E题)液体点滴速度监控装置(F题)第七届(2005年)全国大学生电子设计竞赛试题正弦信号发生器(A题)集成运放参数测试仪(B题)简易频谱分析仪(C题)单工无线呼叫系统(D题)悬挂运动控制系统(E题)数控直流电流源(F题)三相正弦波变频电源(G题)简易数控直流电源(94年)直流稳定电源(97年)数控直流电流源(05年)实用低频功率放大器(95年)测量放大器(99年)题高效率音频功率放大器(01年)宽带放大器(03年)集成运放参数测试仪(05年)实用信号源的设计和制作(99年)波形发生器(01年)正弦信号发生器(05年)简易无线电遥控系统(95年)调幅广播收音机(97年)短波调频接收机(99年)调频收音机(01年)电压控制LC振荡器(03年)单工无线呼叫系统(05年)频率特性测试仪(99年)低频数字式相位测量仪(03年)简易频谱分析仪(05年)自动往返电动小汽车(01年)简易智能电动车(03年)悬挂运动控制系统(05年)第一届(1994年)全国大学生电子设计竞赛题目题目一简易数控直流电源一、设计任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。
主动悬架名词解释主动悬架(Active Suspension)是指一种用于汽车悬挂系统的先进技术,通过使用多种传感器和控制单元来实时监测和调整车身姿态和悬挂系统的运动特性,以提供更高的稳定性、舒适性和操控性能。
主动悬架最早由汽车制造商奔驰于1980年代末引入,并在高端豪华车型上广泛采用。
它的出现旨在解决传统悬挂系统的不足之处,比如过硬的悬挂导致的不良路感、车身姿态变化、车身侧倾等问题。
主动悬架的运作原理是基于实时的电子控制系统,该系统通过传感器实时监测车身位置、车速、行驶道路的条件等参数,并将这些信息发送给控制单元。
控制单元根据这些参数进行计算,并调整每个悬挂单元的状况,以达到最佳的平稳性和操控性能。
主动悬架采用了多种技术和组件,例如可调节阻尼器、气动悬挂、主动稳定杆等。
这些技术可以根据驾驶员的驾驶风格和道路条件进行实时调整,以提供最佳的驾驶体验。
主动悬架具有多项优点。
首先,它可以根据不同的驾驶条件和需求进行实时调整,提供更好的悬挂和稳定性能。
其次,它可以提供更高的舒适性,通过减少车身的颠簸和振动,带来更平顺的驾驶体验。
此外,主动悬架还可以提高车辆的操控性能,加强转弯和制动时的稳定性。
然而,主动悬架也存在一些缺点和挑战。
首先,与传统悬挂系统相比,主动悬架技术更加复杂和昂贵,增加了车辆的制造成本。
其次,悬挂系统的实时调整可能会对车辆的燃油经济性产生一定影响。
此外,主动悬架还需要精确的传感器和控制系统,并可能需要进行定期的维护和校准。
总体而言,主动悬架是一项重要的汽车技术创新,它通过实时调整悬挂系统来提供更高的稳定性、舒适性和操控性能。
虽然它存在一些挑战和限制,但随着技术的进一步发展和成本的降低,主动悬架将有望在更多汽车中得到应用。
全国大学生电子设计竞赛历年题目(1994-2011)第一届(1994年)全国大学生电子设计竞赛题目题目三简易无线电遥控系统一、任务设计并制作无线电遥控发射机和接收机.1.无线电遥控发射机2.无线电遥控接收机二、要求1.基本要求(1)工作频率:fo=6~10MHz中任选一种频率.(2)调制方式:AM、FM或FSK……任选一种.(3)输出功率:不大于20mW(在标准75Ω假负载上).(4)遥控对象:8个,被控设备用LED分别代替,LED发光表示工作.(5)接收机距离发射机不小于10m.2.发挥部分(1)8路设备中(de)一路为电灯,用指令遥控电灯亮度,亮度分为8级并用数码管显示级数.(2)在一定发射功率下(不大于20mW),尽量增大接收距离.(3)增加信道抗干扰措施.(4)尽量降低电源功耗.注:不能采用现成(de)收、发信机整机.三、评分意见电子设计大赛控制类题目汇总·控制类(de)题目均要注意外界(de)干扰.要采取一定(de)屏蔽措施.·涉及到电机时要考虑控制部分和电机部分,分开供电.双电源供电.将电动机驱动电源与单片机以及其周边电路完全隔离,利用光电耦合传输信号.这样做虽然不如单电源方便灵活,但可以将电动机所造成(de)干扰彻底消除,提高了系统稳定性.·掌握各种算法.第三届(1997年)C题水温控制系统一、任务设计并制作一个水温自动控制系统,控制对象为1升净水,容器为搪瓷器皿.水温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度降低时实现自动控制,以保持设定(de)温度基本不变.二、要求1.基本要求(1)温度设定范围为40~90℃,最小区分度为1℃,标定温度≤1℃.(2)环境温度降低时(例如用电风扇降温)温度控制(de)静态误差≤1℃.(3)用十进制数码管显示水(de)实际温度.2.发挥部分(1)采用适当(de)控制方法,当设定温度突变(由40℃提高到60℃)时,减小系统(de)调节时间和超调量.(2)温度控制(de)静态误差≤℃.(3)在设定温度发生突变(由40℃提高到60℃)时,自动打印水温随时间变化(de)曲线.三、评分意见四、说明(1)加热器用1千瓦电炉.(2)如果采用单片机控制,允许使用已右(de)单片机最小系统电路板(3)数码显示部分可以便用数码显示模块.(4)测量水温时只要求在容器内任意设置一个测量点.(5)在设计报告前附一篇400字以内(de)报告摘要.赛题分析:一、赛题要点:水温(de)范围水温调节(de)误差水温变化(de)速度打印水温变化(de)曲线二、参考设计方案1、水温(de)测量.温度传感器(参考型号AD590K)2、加热水.用脉冲移相触发可控硅来调节加热丝有效功率.3、控制算法.采用分段非线性加积分分离PI算法进行温度控制.模糊控制算法三、一些设计中(de)创新1、加入报警装置,当温度变化过大时,报警.2、通过键盘在线打印曲线与数据.3、加入语音模块.四、设计中(de)注意事项若采用1000w电炉加热1L水,控制对象(de)数学模型难以准确确定,所以要通过实验总结其控制特性,以确定控制算法(de)各项参数.第五届(2001年)C题自动往返电动小汽车一、任务设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间(de)小汽车.允许用玩具汽车改装,但不能用人工遥控(包括有线和无线遥控).跑道宽度,表面贴有白纸,两侧有挡板,挡板与地面垂直,其高度不低于20cm.在跑道(de)B、C、D、E、F、G各点处画有2cm宽(de)黑线,各段(de)长度如图1所示.二、要求1.基本要求(1)车辆从起跑线出发(出发前,车体不得超出起跑线),到达终点线后停留10秒,然后自动返回起跑线(允许倒车返回).往返一次(de)时间应力求最短(从合上汽车电源开关开始计时).(2)到达终点线和返回起跑线时,停车位置离起跑线和终点线偏差应最小(以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差(de)测量值).(3)D~E间为限速区,车辆往返均要求以低速通过,通过时间不得少于8秒,但不允许在限速区内停车.2.发挥部分(1)自动记录、显示一次往返时间(记录显示装置要求安装在车上).(2)自动记录、显示行驶距离(记录显示装置要求安装在车上).(3)其它特色与创新.三、评分标准四、说明(1)不允许在跑道内外区域另外设置任何标志或检测装置.(2)车辆(含在车体上附加(de)任何装置)外围尺寸(de)限制:长度≤35 cm,宽度≤15cm.(3)必须在车身顶部明显标出车辆中心点位置,即横向与纵向两条中心线(de)交点.赛题分析一、题目要点1、要求往返一次(de)时间最短,中间有限速区,接近终点也要减速,故要时时对小车(de)速度进行调整.2、限速区低速通过,接近终点要减速.故要准确判断加速减速(de)区域,即要精确定位.3、前轮方向要有纠偏装置,防止小车撞到挡板.4.、车速、行驶距离要显示.二、参考设计1、控制系统.采用两片单片机分工协作.2、车速和距离(de)检测.检测仪器应安装在前轮.因为后轮刹车时易打滑和反转.○1断续式光电开关.由于该开关是沟槽结构,可以将其置于固定轴上,再在车轮上均匀地固定多个遮光条.让其恰好通过沟槽,产生一个个脉冲.通过脉冲(de)计数,对速度进行测量.○2开关式霍尔传感器.该器件内部由三片霍尔金属相组成,当磁铁正对金属板时,出于霍尔效应,金属板发生横向导通,因此可以在车轮上安装磁片、而将霍尔集成片安装固定在轴上,通过对脉冲(de)计数进行车速测量.○3光电码盘.3、路面黑线检测.○1脉冲调制(de)反射式红外发射—接收器○2光电传感器.传感器(de)放置位置可以使小车底部(de)前中后,也可以是小车前面.根据不同(de)位置,采用不同(de)算法分析.4、停车方案.满速前进,临近终点反向制动.到终点后再反向制动断电即停.5、限速方案.反向制动-----正向驱动-----反问驱动------正向驱动(de)循环驱动过程.该方案通过单片机精确(de)驱动信号,使反向制动时间小于正向驱动时间,以达到小车总体向前缓速前进.6、避免小车碰壁(de)方案.○1超声波传感器.超声波传感器可以给CPU提供足够精确(de)位置信息,使得CPU可以根据该信息精确调整小车(de)运行方向和状态,使小车在运行时达到最小(de)横向抖动.单片机根据发射和接收到超声波(de)时间差判断小车离挡板(de)长度,根据这个数据发出前轮左转、右转或保持方向(de)指令.从而实现自动校正行车路线,少撞墙而快速地往返.○2光电传感器完成对左右挡板(de)检测.同时为了减小车与挡板相撞时(de)摩擦,可以在车体(de)四个角加装四个小滑轮.三、设计中(de)亮点1、加入语音模块.2、可以用实验(de)方法确定脉冲宽度(de)工作频率.3、加装车灯,指示行驶状态.4、刹车时,加入自动防抱死(ABS)环节.第六届(2003年)简易智能电动车(E题)一、任务设计并制作一个简易智能电动车,其行驶路线示意图如下:二、要求1、基本要求(1)电动车从起跑线出发(车体不得超过起跑线),沿引导线到达B点.在“直道区”铺设(de)白纸下沿引导线埋有1~3块宽度为15cm、长度不等(de)薄铁片.电动车检测到薄铁片时需立即发出声光指示信息,并实时存储、显示在“直道区”检测到(de)薄铁片数目.(2)电动车到达B点以后进入“弯道区”,沿圆弧引导线到达C点(也可脱离圆弧引导线到达C点).C点下埋有边长为15cm(de)正方形薄铁片,要求电动车到达C点检测到薄铁片后在C点处停车5秒,停车期间发出断续(de)声光信息.(3)电动车在光源(de)引导下,通过障碍区进入停车区并到达车库.电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触.(4)电动车完成上述任务后应立即停车,但全程行驶时间不能大于90秒,行驶时间达到90秒时必须立即自动停车.2、发挥部分(1)电动车在“直道区”行驶过程中,存储并显示每个薄铁片(中心线)至起跑线间(de)距离.(2)电动车进入停车区域后,能进一步准确驶入车库中,要求电动车(de)车身完全进入车库.(3)停车后,能准确显示电动车全程行驶时间.(4)其它.三、评分标准试数据及测试结果分析实际完成情况50发挥部分完成第(1)项15 完成第(2)项17 完成第(3)项8 其它10四、说明1、跑道上面铺设白纸,薄铁片置于纸下,铁片厚度为~.2、跑道边线宽度5cm,引导线宽度2cm,可以涂墨或粘黑色胶带.示意图中(de)虚线和尺寸标注线不要绘制在白纸上.3、障碍物1、2可由包有白纸(de)砖组成,其长、宽、高约为50cm12cm6cm,两个障碍物分别放置在障碍区两侧(de)任意位置.4、电动车允许用玩具车改装,但不能由人工遥控,其外围尺寸(含车体上附加装置)(de)限制为:长度≤35cm,宽度≤15cm.5、光源采用200W白炽灯,白炽灯泡底部距地面20cm,其位置如图所示.6、要求在电动车顶部明显标出电动车(de)中心点位置,即横向与纵向两条中心线(de)交点.赛题分析一、题目要点1、小车(de)尺寸限制.2、全程行驶时间限制,弯道速度要适宜.3、检测到薄片且能显示金属薄片到起跑线(de)距离.4、在C处停留5秒,停车期间发出断续(de)声光信息计时.5、停车后,显示全程行驶时间.6、注意到障碍物高6厘米,而光源高20厘米.二、参考设计整个系统可以分为以下几个模块:线路跟踪金属检测光源检测避障电路路程计算模块1、路程计算.○1光电传感器○2霍尔开关(霍尔传感器)2、线路跟踪.○1脉冲调制(de)反射式红外发射接收对管.启动时,小车跨骑在黑线上.两个红外发射接收对管,分别安装在黑线(de)两侧(de)白色区域,输出为低电压,当走偏,位于黑线上时,输出为高电压.因黑线较窄(2cm),为及时调整车(de)方向,选择比较器(de)阀值为,即黑白相间(de)位置,即开始调整.○2光电传感器.用三只光电开关.一只置于轨道中间,两只置于轨道外侧,当小车脱离轨道时,即当置于中间(de)一只光电开关脱离轨道时,等待外面任一只检测到黑线后,做出相应(de)转向调整,直到中间(de)光电开关重新检测到黑线(即回到轨道)再恢复正向行驶.○3色标传感器.在小车(de)中部平行装有两个色标传感器,采用查询检测(de)方法对黑线进行检测3、金属检测.○1电感式接近开关.当金属物体接近开关(de)感应区域,开关就能无接触,无压力、无火花、迅速作出反应○2金属探测传感器(涡流型铁金属探测传感器,参考型号LJ18A3-Z/BX)4、光源检测.光敏电阻(光敏传感器).只用三到五只光敏电阻就可以达到目(de),只是因其对光非常敏感,所以必需为每只光敏电阻加上黑色隔离板.在各光敏电阻间用隔板隔开如此摆放可以很好(de)解决探测光源方位(de)难题,从而正确控制小车(de)转向.当小车行驶方向朝向光源时,中间电阻阻值为低,当小车偏移光源方向时,由于光敏电阻间挡板(de)遮拦作用,两侧(de)电阻定有一侧为低.参考摆放位置如下图5、避障电路.注意到障碍物高6厘米,而光源高20厘米.故设计避障电路时,可以先寻找光源,当找到光源后,再检测障碍物,调整前进方向.这样做,可以节省时间.○1超声波测距.采用超声波传感器探测障碍物.超声波传感器安装于小车前端,在规定(de)检测距离内,当探测到障碍物时,超声波传感器给出脉冲信号至单片机,单片机检测到该信号后,调整小车方向,以控制小车准确(de)绕过障碍物.○2反射式红外传感器○3采用试验(de)方法,确定一条比较精确(de)路线,让单片机记住(通用性差,但节省时间)三、设计中(de)一些亮点发挥1、因为涉及(de)模块比较多,故要用多片单片机协作工作.最好增加一个时钟模块,统一系统时间.2、软件降温.在长转弯过程中通过设置前端转向电机间隙停转以达到降温(de)目(de).3、弯道要减速.4、增加车顶彩灯等装饰,更加人性化.附:参考元件安装方位第七届(2005年)悬挂运动控制系统(E题)一、任务设计一电机控制系统,控制物体在倾斜(仰角≤100度)(de)板上运动.在一白色底板上固定两个滑轮,两只电机(固定在板上)通过穿过滑轮(de)吊绳控制一物体在板上运动,运动范围为80cm×100cm.物体(de)形状不限,质量大于100克.物体上固定有浅色画笔,以便运动时能在板上画出运动轨迹.板上标有间距为1cm(de)浅色坐标线(不同于画笔颜色),左下角为直角坐标原点,示意图如下.二、要求1、基本要求:(1)控制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数;(2)控制物体在80cm×100cm(de)范围内作自行设定(de)运动,运动轨迹长度不小于100cm,物体在运动时能够在板上画出运动轨迹,限300秒内完成;(3)控制物体作圆心可任意设定、直径为50cm(de)圆周运动,限300秒内完成;(4)物体从左下角坐标原点出发,在150秒内到达设定(de)一个坐标点(两点间直线距离不小于40cm).2、发挥部分(1)能够显示物体中画笔所在位置(de)坐标;(2)控制物体沿板上标出(de)任意曲线运动(见示意图),曲线在测试时现场标出,线宽~,总长度约50cm,颜色为黑色;曲线(de)前一部分是连续(de),长约30cm;后一部分是两段总长约20cm(de)间断线段,间断距离不大于1cm;沿连续曲线运动限定在200秒内完成,沿间断曲线运动限定在300秒内完成;(3)其他.三、评分标准四、说明1、物体(de)运动轨迹以画笔画出(de)痕迹为准,应尽量使物体运动轨迹与预期轨迹吻合,同时尽量缩短运动时间;2、若在某项测试中运动超过限定(de)时间,该项目不得分;3、运动轨迹与预期轨迹之间(de)偏差超过4cm时,该项目不得分;4、在基本要求(3)、(4)和发挥部分(2)中,物体开始运动前,允许手动将物体定位;开始运动后,不能再人为干预物体运动;5、竞赛结束时,控制系统封存上交赛区组委会,测试用板(板上含空白坐标纸)测试时自带.赛题分析:一、题目要点要求概述:寻点画线画圆画一般曲线寻轨1、板是倾斜(de),则在考虑物体(de)运动时只考虑一边即可.2、悬挂物体(de)质量>=100g,要考虑电机(de)功率是否满足.3、各种运动均有时间限制,则要考虑控制系统(de)运算速度是否能够满足.4、因为涉及平面上(de)运动,画直线、圆等,要多多结合数学知识.二、设计系统时(de)注意事项:1、误差(de)分析与补偿.误差来源有,电动机(de)惯性、绳子(de)收缩、坐标(de)计算等.补偿方法有多次测量后修改程序中(de)参数,通过程序修正;选用材料时使用到对系统影响小(de);采用更优(de)算法.2、电机(de)保护.可以在L298N外围接续流二极管,保护电机.3、考虑光电传感器(de)灵敏度问题,加比较器,使输出一致.三、设计参考1、寻点画线采用数学上(de)坐标间(de)关系,计算出两条绳子收放(de)长度,进而转换为步进电机(de)转数.2、画圆○1采用多边形逼近方法,等分圆周,计算出每一点(de)坐标值,利用画直线(de)方法画每一小段.○2也是分割(de)思想,不过是分割圆(de)转角,一般以1°为单位分割,计算从起点到终点每隔1°(de)点(de)直角坐标.3、寻迹○1采用红外对射光电传感器检测黑色轨迹,安装于物体(de)边上.○2采用红外对射光电传感器检测黑色轨迹,安装于物体(de)底部.○3寻迹(de)算法,根据传感器位置(de)不同,采用不同(de)算法.4、利用光电耦合器隔离控制部分和电动机电路.5、画图时可采用逐点逼近(de)方法,减小误差.6、设计(de)一些特点,发挥○1加入语音提示○2利用视频识别采集黑线信息○3LED(de)亮灭提示两电机(de)工作状态.○4加入电机测速模块,尽量通过算法使两电机同时完成转动,这样画出(de)曲线更光滑.第八届(2007年)小车跷跷板(F题)一、任务设计并制作一个电动车跷跷板,在跷跷板起始端A一侧装有可移动(de)配重.配重(de)位置可以在从始端开始(de)200mm~600mm范围内调整,调整步长不大于50mm;配重可拆卸.电动车从起始端A出发,可以自动在跷跷板上行驶.电动车跷跷板起始状态和平衡状态示意图分别如图1和图2所示.二、要求1.基本要求在不加配重(de)情况下,电动车完成以下运动:(1)电动车从起始端A出发,在30秒钟内行驶到中心点C附近;(2)60秒钟之内,电动车在中心点C附近使跷跷板处于平衡状态,保持平衡5秒钟,并给出明显(de)平衡指示;(3)电动车从(2)中(de)平衡点出发,30秒钟内行驶到跷跷板末端B处(车头距跷跷板末端B不大于50mm);(4)电动车在B点停止5秒后,1分钟内倒退回起始端A,完成整个行程;(5)在整个行驶过程中,电动车始终在跷跷板上,并分阶段实时显示电动车行驶所用(de)时间.2.发挥部分将配重固定在可调整范围内任一指定位置,电动车完成以下运动:(1)将电动车放置在地面距离跷跷板起始端A点 300mm以外、90°扇形区域内某一指定位置(车头朝向跷跷板),电动车能够自动驶上跷跷板,如图3所示:(2)电动车在跷跷板上取得平衡,给出明显(de)平衡指示,保持平衡5秒钟以上;(3)将另一块质量为电动车质量10%~20%(de)块状配重放置在A至C间指定(de)位置,电动车能够重新取得平衡,给出明显(de)平衡指示,保持平衡5秒钟以上;(4)电动车在3分钟之内完成(1)~(3)全过程.(5)其他.三、说明(1)跷跷板长1600mm、宽300mm,为便于携带也可将跷跷板制成折叠形式.(2)跷跷板中心固定在直径不大于50mm(de)半圆轴上,轴两端支撑在支架上,并保证与支架圆滑接触,能灵活转动.(3)测试中,使用参赛队自制(de)跷跷板装置.(4)允许在跷跷板和地面上采取引导措施,但不得影响跷跷板面和地面平整.(5)电动车(含加在车体上(de)其它装置)外形尺寸规定为:长≤300mm,宽≤200mm.(6)平衡(de)定义为A、B两端与地面(de)距离差d=∣dA -dB∣不大于40mm.(7)整个行程约为1600mm减去车长.(8)测试过程中不允许人为控制电动车运动.(9)基本要求(2)不能完成时,可以跳过,但不能得分;发挥部分(1)不能完成时,可以直接从(2)项开始,但是(1)项不得分.赛题分析一、题目要点以及实现时(de)注意点1、从A点出发到C点附近,有时间(de)限制,最小平均车速应该在750mm/30S=25mm/S以上.2、寻找平衡点有时间(de)限制,故平衡点(de)判断方法要简单方便,同时还要求控制系统对信息(de)处理速度要快.3、电动车找到平衡后还要保持平衡5秒以上,要注意防止跷跷板(de)抖动.4、电动车行驶到B点后要停留,此时要注意小车不能掉下来.因此要记录位置.5、小车(de)重量以及配重(de)重量均要适当选择.二、设计参考1、驱动方式(de)选择.因为有速度(de)要求而且在平衡点附近要精确定位,要有减速机构.可选择(de)电机有连续旋转伺服电机、直流减速电机、步进电机.2、平衡检测(de)选择.○1可选用单轴倾角传感器(参考型号SCA60C)可将传感器固定在小车上,并在轴上挂一个重锤.由于地球引力,重锤竖直向下,当小车行驶时,随车体倾斜位置变化,角度传感器输出也会有相应(de)变化,即可测出倾角.由于小车行驶时,重锤会有一定(de)摆动,要采用软件滤波.○2选用Accustar电子倾角传感器.电子倾角传感器是基于液态电容原理、无可动部件(de)敏感器件.当绕其灵敏轴旋转时,器件(de)电容值发生线性变化,通过电子线路将其转化为角度值输出,其精度比较高.3、发挥部分(de)寻迹,○1采用光电传感器○2反射式红外线传感器○3CCD摄像头4、定位测距.○1采用光电开关(参考型号TCST1030)和安装在车轮上(de)码盘实现计数进行测距.○2可采红外对管和编码盘.将一个转上孔(de)编码盘固定在转轴上,然后由红外对管检测编码盘(de)孔对红外线(de)阻通.通过在单位时间对其计数可计算出车辆行驶(de)瞬时速度,累计开关信号可以计算出小车行驶(de)距离.5、控制算法(de)选择.○1PID算法○2模糊控制算法○3仿人工智能算法三、设计中(de)一些亮点1、数字滤波.单片机通过ADC采集到(de)角度信号是离散(de),由于电机(de)控制脉冲,会对电子角度传感器产生干扰,所以采用数字滤波(de)方法进行数据处理.常见(de)数字滤波方法有程序判断法、中值滤波法、算数滤波法、加权平均滤波法、滑动平均值滤波法、低通滤波发和中位置滤波法.2、加入语音模块,更加人性化.3、主从单片机分工协作.。
电子竞赛培训1、经验分享人员组合与分工这是很关键的,人员组合主要考虑两点:1、大家相处融洽,团队有凝聚力,在学习过程中能互相学习,互相鼓励,形成一个良好的学习氛围,要现在的话说叫:和谐;(以实例说明)2、实现较好的知识组合,即队员之间在知识、技能上扬长避短,科学互补,每组3人,可以按照软件编程、硬件制作、设计总结报告写作三部分进行分工,每个队员各有侧重,分工合作,在制作过程中及时进行分析、交流和经验总结。
(说一下三人的工作去向,洪:创业,有一次去买篮球:老板开135,最后50元成交了,现在经商中)准备过程1、要有激情,要有对电子制作的爱好,有句话大家应该很熟悉了:兴趣是最好的老师。
孔圣人说过:知之者不如好之者,好之者不如乐之者。
所以,我希望大家能够真正的乐在其中。
本来有感情基础的可以加深,还没感觉的可以培养,不过,我想大家在这么热的天气不回家避暑,而是坐在这里听我讲课,可见大家对电子制作都是很感兴趣的。
2、要冷静。
你们肯定会觉得很奇怪了,刚叫我们要有激情,这又让我们冷静,老师这不是自相矛盾吗?其实不是的,荀子说过:不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海。
那我们现在有了这个到“千里之外”的目标和热情,在行动上,就要脚踏实地,一步步来,要不可能就要“大跃进”时一样,雄心壮志,到最后变成“进一退二”了。
所以我希望同学们能根据各自小组的实际情况,制定比较切实可行的计划。
3、要坚持。
当时我们那届暑假刚开始时也有大十几组参加集训,最后真正报名参加比赛的有20几组,那中间总共有多少组真正在实验室里呢?你们猜一下?只有4组,不过,我们这4组在比赛是最低的成绩是省二等奖。
我们这几组的同学现在大多是公司的技术骨干了。
我希望大家能持之以恒,比赛的准备过程也是你学习、进步、挑战自我的过程。
元器件的选购与准备1、集中采购,量大价优。
我们这的人买东西就喜欢砍价。
我和继山每次去买东西,那个老板娘都很无奈,说你们买这么少还要这么优惠。
主动悬挂系统 发布时间:2010-03-10 作者:李志随着汽车制造研发水平的不断提高,人们对于汽车的操控性和舒适性有了更高的要求。
这其中,车辆减震系统起着至关重要的作用。
而采用普通螺旋弹簧很难做到两全其美。
于是,适应能力更强,感受更完美的可变悬挂系统就诞生了。
目前市面上主流的主动悬挂主要有四种形式:空气悬挂、液压悬挂、电磁悬挂以及电子液力悬挂。
本篇文章就跟大家一同了解下。
空气式可调悬挂技术特点:底盘可升降,应用车型广泛技术不足:可靠性不如螺旋弹簧应用车型:奔驰S350、奥迪A8L、保时捷卡宴等其实提到主动悬挂系统,我们首先想到的,并且应用最广泛的自然是空气式可调悬挂,而在系统组成上,它主要是由控制电脑、空气泵、储压罐、气动前后减震器和空气分配器等部件。
主要用途就是控制车身的水平运动,调节车身的水平高度以及调节减震器的软硬程度。
通常来讲,装备空气式可调悬挂的车型前轮和后轮的附近都会设有离地距离传感器,按离地距离传感器的输出信号,行车电脑会判断出车身高度变化,再控制空气压缩机和排气阀门,使弹簧自动压缩或伸长,从而降低或升高底盘离地间隙,以增加高速车身稳定性或复杂路况的通过性。
而在日常调节中,空气悬挂会有几个状态。
1、保持状态。
当车辆被举升器举起,离开地面时,空气悬挂系统将关闭相关的电磁阀,同时电脑记忆车身高度,使车辆落地后保持原来高度:2、正常状态,即发动机运转状态。
行车过程中,若车身高度变化超过一定范围,空气悬挂系统将每隔一段时间调整车身高度:3、唤醒状态。
当空气悬挂系统被遥控钥匙、车门开关或行李厢盖开关唤醒后,系统将通过车身水平传感器检查车身高度。
如果车身高度低于正常高度一定程度,储气罐将提供压力使车身升至正常高度。
同时,空气悬挂可以调节减震器软硬度,包括软态、正常及硬态3个状态(也有标注成舒适、普通、运动三个模式等),驾驶者可以通过车内的控制钮进行控制。
当然,相比传统悬挂,由于空气式可调悬挂结构较为复杂,其出现故障的几率和频率也会高于螺旋弹簧悬挂系统,而用空气作为调整底盘高度的动力来源,相关部件的密封性也是一个问题,另外,如果频繁地调整底盘高度,还有可能造成气泵系统局部过热,会大大缩短气泵的使用寿命。
清晰运动(ClearMotion)是一种汽车底盘控制技术,旨在提高车辆的平稳性和舒适性。
在本文中,我们将深入探讨清晰运动CM1的工作原理,以及它对汽车悬挂系统和驾驶体验的影响。
清晰运动CM1的工作原理可以分为以下几个方面:1. 传感器监测清晰运动CM1利用一系列高精度的传感器对车辆的运动进行实时监测。
这些传感器可以检测车辆的悬挂系统、车轮的位置、车身的倾斜角度等参数,从而构建出车辆的运动模型。
2. 实时调节基于传感器监测到的数据,清晰运动CM1能够实时调节车辆的悬挂系统,以平衡车身的倾斜和震动。
通过精确的控制,CM1可以降低车辆在颠簸路面上的颠簸感,提高车辆的稳定性和舒适性。
3. 主动悬挂系统清晰运动CM1将传感器监测到的数据传输给主动悬挂系统,通过调节阻尼和弹簧的硬度,使车辆能够更好地应对不同路面条件下的挑战。
这种主动悬挂系统可以在毫秒级的时间内做出反应,从而有效地减少车辆在颠簸路面上的晃动和颠簸感。
清晰运动CM1对汽车悬挂系统和驾驶体验的影响可以总结如下:1. 提高舒适性清晰运动CM1通过实时调节车辆的悬挂系统,降低了车辆在颠簸路面上的颠簸感。
这使得乘坐者可以更加舒适地享受驾驶过程,减少了长时间行车后的疲劳感。
2. 提高稳定性由于CM1能够平衡车身的倾斜和颠簸,车辆的稳定性得到了显著提升。
这使得驾驶者在高速行驶或者紧急转弯时更加放心,减少了意外事故的风险。
3. 优化悬挂系统清晰运动CM1的实时调节能力为主动悬挂系统带来了新的机遇。
主动悬挂系统可以更加精准地适应不同路况和驾驶风格,从而提高车辆的整体性能和驾驶体验。
在总结清晰运动CM1的工作原理及其对汽车悬挂系统和驾驶体验的影响后,我们可以得出结论:清晰运动CM1作为一种先进的汽车底盘控制技术,为提高车辆的平稳性和舒适性提供了有效的解决方案。
它通过实时监测和调节为车辆的悬挂系统带来了全新的可能性,为驾驶者和乘坐者带来了更加舒适和安全的驾驶体验。
目录
一、山东科技大学-单工无线呼叫系统1
二、海军航空工程学院-悬挂运动控制系统1
三、中国海洋大学-悬挂运动控制系统(1>1
四、中国海洋大学-悬挂运动控制系统(2>1
五、山大学-集成运放参数测试仪(1-1>1
六、山东大学-数控直流电流源(1-2>1
七、山东大学-悬挂运动控制系统(2-1>1
八、山东大学-数控直流电流源(2-2>1
九、山东大学-悬挂运动控制系统(2-3>1
一、山东科技大学-单工无线呼叫系统
二、海军航空工程学院-悬挂运动控制系统
三、中国海洋大学-悬挂运动控制系统(1>
四、中国海洋大学-悬挂运动控制系统(2>
五、山大学-集成运放参数测试仪(1-1>
六、山东大学-数控直流电流源(1-2>
七、山东大学-悬挂运动控制系统(2-1>
八、山东大学-数控直流电流源(2-2>
九、山东大学-悬挂运动控制系统(2-3>
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电子信息工程专业本科毕业设计(论文)选题指南一、电子信息工程专业的学科领域电子信息工程(080603)专业属于电气信息类专业。
电气信息类专业还包括:电气工程及其自动化(080601);自动化(080602);通信工程(080604);计算机科学与技术(080605);电子科学与技术(080606)。
二、电子信息工程专业的主要研究方向和培养目标1、电子信息工程专业的主要研究方向(1) 电路与系统(2) 信息与通信系统(3) 计算机应用2、电子信息工程专业的培养目标本专业培养具备电子技术和信息系统的基础知识,能从事各类电子设备和信息系统的研究、设计、制造、应用和开发的高等工程技术人才。
本专业是一个电子和信息工程方面的较宽口径专业。
本专业学生主要学习信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的专业知识,受到电子与信息工程实践的基本训练,具备设计、开发、应用和集成电子设备和信息系统的基本能力。
毕业生应具备以下几方面的知识、能力和素质:(1)较系统地掌握本专业领域宽广的技术基础理论知识、适应电子和信息工程方面广泛的工作范围;(2)掌握电子电路的基本理论和实验技术,具备分析和设计电子设备的基本能力;(3)掌握信息获取、处理的基本理论和应用的一般方法,具有设计、集成、应用及计算机模拟信息系统的能力;(4)了解信息产业的基本方针、政策和法规;(5)了解电子设备和信息系统的理论前沿,具有研究、开发新系统、新技术的初步能力;(6)掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有较强的获取新知识的能力及一定的科学研究和实际工作能力;(7)具有独立观察,分析问题的能力,敢于标新立异,勇于置疑,具备开展科学创新活动的基本能力,能灵活地把所学知识服务于社会;(8) 善于自我设计、自我推销,具有较强的协调和处理人际关系的能力,能够及时掌握人才市场需求的信息,具有自主择业的能力。
三、毕业设计(论文)选题原则本专业毕业论文(设计)题目的选择要遵循以下原则:1、要结合所学专业毕业论文主要用来衡量学生对所学知识的掌握程度,所以论文题目不能脱离所学的专业知识。
汽车主动悬挂系统的最优减振控制的开题报告
主动悬挂系统是汽车悬挂系统的一种新型技术,它能够根据汽车的运动状态和路面情况自动调整悬挂系统的刚度和压缩阻尼,以保持汽车的稳定性和舒适性。
然而,主动悬挂系统的减振控制需要考虑多种因素,如路面状况、行车速度、驾驶者的喜好等,因此需要进行最优减振控制,以达到最佳的行车效果。
为了实现最优减振控制,需要解决以下问题:
1. 如何建立主动悬挂系统的动力学模型,以描述汽车悬挂系统的动态响应和变化规律。
2. 如何确定最优减振参数,即悬挂系统的刚度和压缩阻尼,以最大限度地提高汽车的运动性能和舒适性。
3. 如何设计一个有效的控制算法,以实现最优减振控制,并实时调整悬挂系统的参数。
本文将重点研究以上问题,首先分析主动悬挂系统的动力学特性,建立汽车悬挂系统的动力学模型,并根据该模型进行仿真分析,以验证模型的准确性。
其次,采用优化算法确定最优减振参数,包括悬挂系统的刚度和压缩阻尼,以最大限度地提高汽车的运动性能和舒适性。
最后,设计控制算法,基于反馈控制理论,实现最优减振控制,并实时调整悬挂系统的参数。
通过实验验证,证明控制算法的有效性。
综上所述,本文的研究对于汽车主动悬挂系统的最优减振控制具有重要的理论和实践意义,可以提高汽车的运动性能和舒适性,为未来汽车的发展提供技术支持。
悬挂运动控制系统设计报告摘要:本系统以TI公司生产的高性能,低功耗MSP430单片机为控制核心,通过所需运动轨迹曲线的参数方程,建立运动控制模型,并对两组步进电机采用一定的算法进行控制,实现了悬挂画笔在给定的范围内的定点运动、任意曲线运动、显示坐标以及做圆心可任意设定的圆周运动等功能。
关键词:悬挂运动控制MSP430 步进电机一、方案的选择与比较1.主体控制方案比较本题目要求设计一个电机控制系统,能够实现指定位移转换、画圆、循迹运动等。
系统主要由电机模块,速度检测模块,,循迹模块,主控制模块组成。
重点在于电机的精确控制与位移的精确计算。
下面分别论证这几个模块的选择。
1.1主控制系统的论证与选择方案一:选用STC89C52等51系列芯片价格便宜,应用范围广,运转速度慢,抗静电抗干扰弱;方案二:选用MSP430芯片运转速度块,抗静电抗干扰强。
方案比较:STC89C52等51系列内部寄存器等资源较少,处理速度慢。
MSP430内部资源丰富,处理速度快,稳定性高。
本系统对控制芯片要求较高,需要大量数据处理。
考虑到电路的简便性及快速性,我们采用方案二。
1.2电机论证与选择方案一:步进电机。
在非超载的情况下,电机的转速、停止位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响。
每给一次脉冲信号,电机能够转过一个步距角。
而采用专用驱动块,通过细分器的将输入控制脉冲细分,可以更加的精确。
步进电机定位准确,精度高,可控制性强。
这样我们就可以根据驱动脉冲总数来计算绳子所走过的路程,从而得出坐标和时间。
方案二:直流减速电机。
此电机在正常通电状态下,转速平稳,角度的变化也近乎连续,控制简单方便。
方案三:舵机。
舵机是一种位置伺服的驱动器,适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。
具有良好的速度控制特性,在整个速度区内可实现平滑控制,几乎无振荡,减速效率可达90%以上,可完成较高精确位置控制。
方案比较:直流减速电机角度变化连续,无法做到精确地起停控制。
舵机控制没有步进电机精细,且存在死区现像。
本题目要求对电机进行精确控制,要求准确地步进度数。
步进电机可以做到精确步进,我们采用细分驱动器可以使步进电机最大达到50000细分。
满足题目需要,所以,本系统最终采用步进电机。
1.3悬挂物体定位方式的选择方案一:坐标查询方式在80cm×100cm的白色底板上,等分为8000个方格,视其为8000个点,每个点都有横纵坐标(a,b)两个数据,即共有16000个数据,而底板左右对称,所以只需记录一半的数据,即8000个,这样我们只需事先计算出悬挂物体在每一点对应的两侧绳长(x,y),将这8000个数据,即4000个确定的绳长数组记录在单片机中,这样就可以对所设定的坐标,采用查询的方式,找到相应点所对应的数组(x,y),与当前点对应的绳长做差,得到所需的绳长改变量,从而控制电机使物体到达该点。
此方案的优点在于查询方便快捷,准确性高,动作运动迅速,但准备工作的计算量太大,而且需要通过一块片外的ROM来存储如此庞大的数组集,不方便实现。
方案二:公式计算方式根据题目中给出的各段长度,可以很容易的得到底板上各点坐标与两电机分别对应的绳长之间的函数关系,这样可以根据给定点的坐标求出各绳长或根据绳长求出点的坐标,能够实现各项指标,实现悬挂物体的精确定位,满足题目的要求。
该方案数学模型清晰,可以在较短时间内完成绳长或坐标的计算,使电机快速动作,无须片外ROM存储,而且占用单片机内存少,空间利用率较高,可操作性强。
综上方案的比较分析,根据本课题技术指标要求,用公式计算的方法比较容易实现,故而本设计采用方案二。
1.4控制算法选择与论证直线部分:方案一:直线插补法。
直线插补法是在绘图系统中常用的一种逐点比较算法。
它的原理是:执行机构每走一步,都要和给定轨迹上的坐标值进行一次比较,看当前位置和轨迹位置的关系,从而确定下一步的进给方向。
如果当前位置在给定轨迹的下方,下一步向给定轨迹的上方走,反之则相反。
如果当前位置在给定轨迹的里面,下一步向给定轨迹的外面走,反之则相反。
这样走一步看一步,决定下一步走向,形成"逐点比较", 使走线逼近给定轨迹。
方案二:直线简易算法。
这种算法是根据计算机图形学中直线的显示方法改变而来,基本原理也是"逐点比较",执行机构根据当前位置和轨迹位置的关系,从而确定下一步的进给方向,但是数据的处理过程不同。
通过将直线细分成为很多小份,采用逼近的方法达到画直线的效果。
方案比较:在直线插补法中,一次循环只能确定一个走向(X向或Y向),而在直线简易算法中,一次循环可以走两步,这样可以大大提高效率。
同时,直线插补法要考虑象限的问题,不同的象限有不同的计算公式,而直线简易算法绕开了象限的问题,可以节省很多代码。
因此,我们选择方案一。
画圆部分:本系统画圆,参考数学里的微积分。
一条曲线,我们把它分成数段直线代替。
从理论上来说,当直线段数趋近于无穷大时,所有直线就能组合成一个标准的圆形。
DivNum为其细分系数。
理论上来讲,细分数越大,则画的圆越接近于理想圆。
但是,由于受到步进电机性能的限制,当细分数大到一定程度时,即每走一步,步进电机的步进角将变得非常小,而步进电机每走一步是会有一定误差的,最后误差积累将变得非常大,同时,步进角过小,电机将会停止转动或不能正常转动。
最后,通过计算及实际实验,我们把圆细分为12000份,最后绘出的图形基本就是一个圆形了。
实际测量结果为,实际所画的圆与理想圆的最大偏差为1cm,达到了题目所给定的要求。
画圆的数学模型:本设计要求悬挂物能够画一个圆,设所画圆的圆心坐标为(X0,Y0)半径为固定的25cm,(x,y)为圆周上的任意一点,由此确定圆的方程为:(x-X0)^2+(y-Y0)^2=25^2 若直接使用该方程来求圆上点的坐标,算法比较复杂,采用了圆的三角参数方程:x=X0+25sint;y=Y0+25cost;这样,则圆的坐标仅与参数t有关,因此,使角度t以某一设定的角度步长v累加,使t+q×v 在周期[t,t+2π]内变化,其中q为累加步数。
这样就可以采样到圆上均匀的点,显然,角度步长v越小,在圆周上取得点越多,控制也会更精确。
如图1所示图 1二、硬件电路设计电源模块:图 2检测模块:检测黑线我们采用四个ST188光电传感器进行检测,如图3所示。
图 3R(X 0,Y 0)电机驱动模块:图4 三、系统程序设计程序流程图及系统框图:图 5图 6 3.1直线的计算和编程从图6我们可以看到假设原点坐标X 0,Y 0,要达到的坐标点X 1,Y 1xY(x 1,y 1)(x 0,y 0)L 的直线图7 直线算法图那么到坐标点的距离L L=201201)()(y y x x -+-我们没有采用Y=KX+B 的直线方程,而是把L 的长度分为COUNT_L 等分 即 COUNT_L=5.0L 我们计算出每一个增量INC_X,INC_Y INC_X=L COUNT X X _01-INC_Y=LCOUNT Y Y _01-MSP430单片机控制器模块键盘输入循迹模块绳子收缩机械模块LCD1602显示模块步进电机驱动模块我们假设一个变量i ,i 的范围从1----COUNT_L 所以每走一步的坐标值 X X =i *INC_X+X 0 Y Y =i *INC_Y+Y 0误差补偿:步进电机的步距角为0.9度,也就是400个步进电机转一圈。
给一个脉冲就前进一个步进,根据绕线的周长就可以计算出每一个脉冲的位移。
绕线的周长为153mm 。
所以步进电机每一个步进可以放线或者收线的长度是0.3825mm 。
根据两点之间距离计算出步进电机应该走的步数是一个取整的过程,所以步数是有误差的,这个误差是累计误差,计算的次数越多,误差越大。
为了减小累计误差,算法在设计时,采用了补偿的方法。
具体的做法是,记录步进电机走过的步数,每移动一段距离后,计算该点与原点距离,从而计算出步进电机应该走过的步数,然后与记录的步数相比较,做一个补偿。
经过补偿算法之后,精度大大提高。
3.2圆的的计算和编程在圆弧的编程中,它的算法比直线的算法更复杂.从图我们可以看到假设圆心坐标X 0,Y 0,半径为R 如图7所示(X 0,Y 0)YXX Q ,Y QR图8 圆的画法图解圆上的一点坐标为X Q ,Y QX Q =X 0+R Y Q =Y 0假如我们把圆分成360度,即设一个变量i ,i 的范围从1到360,每走一小步的坐标值X X ,Y YX X =0)*180cos(*x i R +πY Y=0)*180sin(*y i R +π那么它的力臂L L ,L RL L=22)115()15(y x y x -++L R=22)115()95(y x y x -+-而原点坐标的力臂L L0,L R0L L0=2020)115()15(y x -++L R0=2020)115()95(y x -+-因此力臂的增量为L L ,L R △L L= L L- L L0 △L R= L R- L R0因我们的步进不同,所以它的增量分别为0.039,0.078. 最后才计算出要给的脉冲数COUNT_L,COUNT_RCOUNT_L=039.0LL ∆ COUNT_R=078.0rL ∆当然,在实际情况中,我们发现将圆细分成12000分时,系统运行的很好,画的圆很接近于标准圆。
四、系统测试 4.1、测试方法按照题目要求,对每一项功能经行演示,同时记录完成功能的时间,最后测量误差。
4.2、测试仪器测试使用的仪器设备如下表所示。
序号名称、型号、规格数量 / 台1 数字万用表UT56 12 直流稳压电源SG1732 13 双踪示波器 LDS21010 14 米尺 15 秒表 PC3860 14.3 、自行设定运动测试将物体放在坐标原点,控制物体作自行设定的运动。
运动距离设定为 136cm ,完成时间为 55.86s 。
表 4.2 是多次测试的纪录。
表4.2 自行设定运动测量数据测试次数 1 2 3行程 /cm 136 136 136全程行使时间 /s 55.86 55.45 55.654.4 、圆周运动测试首先设定圆心坐标,根据给定半径,单片机控制物体运动到画圆的起始位置,并语音提示开始画圆。
经测试所画圆的最大轨迹误差为 0.5cm ,所用时间为 48.56 秒。
经过多次测试完成良好。
表 4.3 圆周运动测量表测试次数 /次设定圆心坐标( X , Y )画笔位置坐标显示情况完成时间/s完成情况误差/cm1 40.00 , 50.00 实时显示48.83 良好0.102 45.00 , 55.00 实时显示48.56 良好0.103 35.00 , 50.00 实时显示47.85 良好0.104.5 、定点运动测试首先设定物体所要到达的一个点的坐标,控制物体总左下角原点出发,在规定时间内较好的完成了题目要求。