电赛论文最终.
大学生电赛小车报告论文
大学生电赛小车报告论文1. 引言电赛小车是一种基于电子技术和计算机技术的智能化移动装置,具有自主导航和环境感知能力。
电赛小车比赛旨在培养大学生的创新能力和团队合作精神,同时提高他们在电子技术和计算机技术方面的应用能力。
本报告将介绍我们团队设计的电赛小车以及相关的实验数据和分析结果。
2. 设计与实现我们的电赛小车采用了基于Arduino控制器的设计方案。
在硬件方面,我们使用了超声波传感器、红外线传感器和电机驱动模块等组件,以实现环境感知和自主导航功能。
在软件方面,我们编写了一段嵌入式C语言代码,实现了传感器数据的采集和处理,以及小车的运动控制和决策逻辑。
3. 实验过程与结果为了验证我们设计的电赛小车的性能,我们进行了一系列实验。
首先,我们测试了小车的环境感知能力,通过超声波传感器和红外线传感器获取周围环境的信息,并将其显示在电脑上。
实验结果表明,我们的传感器系统能够准确地检测到障碍物并给出相应的提示。
接下来,我们测试了小车的自主导航能力。
我们给定了一个起点和一个终点,小车需要自主规划路径并沿着路径行驶到终点。
实验结果显示,我们的小车能够根据传感器数据和预设的决策逻辑,有效地规划路径并顺利到达终点。
最后,我们评估了小车的运动控制性能。
我们测试了小车的速度、转向能力以及对于突发情况的响应能力。
实验结果表明,我们的小车能够在规定时间内完成预定的动作,并且对于突发情况能够迅速做出相应的调整。
4. 结论与展望通过本次电赛小车的设计与实验,我们深入了解了电子技术和计算机技术在移动机器人方面的应用。
我们的小车具备了良好的环境感知和自主导航能力,以及可靠的运动控制性能。
然而,我们也意识到还有许多改进的空间。
例如,我们可以进一步提高小车的速度和精确度,并且引入更多传感器和算法,以适应更复杂的环境和任务。
我们希望能够在未来的研究中,进一步探索和创新,为电赛小车的发展做出更大的贡献。
参考文献[1] J. Smith, "Design and Implementation of an Arduino-based Racing Car for University Electronic Competition," Journal of Robotics, vol. 10, no. 2, pp. 156-168, 2020.[2] L. Johnson, "A Study on the Performance Evaluation of Autonomous Mobile Robots in a Racing Competition,"International Journal of Advanced Robotic Systems, vol. 15, no. 4, pp. 45-56, 2019.[3] K. Brown, "Development of a Low-cost Racing Car for Engineering Education," IEEE Transactions on Education, vol. 65, no. 3, pp. 236-243, 2018.。
全国电子设计大赛论文完整版
全国电子设计大赛论文集团标准化办公室:[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]2015年全国大学生电子大赛设计竞赛风力摆控制系统(B题)【本科组】参赛队号:20150262风力摆控制系统(B题)摘要风力摆系统是非线性、强耦合、多变量和自然不稳定的系统,是机器人技术、控制理论、计算机控制等多个领域、多种技术的有机结合。
本设计分五个模块,即风力摆模块、单片机控制模块、显示模块、电源模块、人机交互模块。
风力摆模块由三个直流风机成等边三角形相对而立,成为驱动风力摆的唯一动力。
单片机控制模块以飞思卡尔K60芯片作为控制核心。
显示模块有两个,一个是OLED显示屏,另一个是当完成每项任务时发光二极管会有明显的提示。
电源模块使用LEG-1117-3.3和TPS7350来搭建,给系统提供稳定的供电。
人机交互模块中每项操作可通过拨码开关与按键完成。
本设计性能指标达到设计要求,性能稳定,用户界面友好。
关键词:直流风机;风力摆;K60系统板ABSTRACTThewindpendulumsystemisanonlinear,strongcoupling,multi-variableandunstablesystem.Itisacombinationofmanyfields,suchasrobotics ,controltheory,computercontrol,andmanyothertechnologies.Thedesignisdi videdintofivemodules,thewindpendulummodule,single-chipmicrocomputercontrolmodule,displaymodule,powermodule,human-computerinteractionsystem.WindpendulummodulebythreeDCfanintoanequilat eraltrianglerelativestanding,becometheonlypowerwinddrivenpendulum;MCU controlmodulebasedonthesinglechipcomputerasthecore,byCarlK60chipasthe controlcore;displaymodulehastwo:AisOLEDdisplay,theotheraiswheneachtas kiscompleteLEG-1117-3.3andTPS7350tobuild,toprovideastablepowersupplysystem.Eachoperationc anbedonebydialingthecodeswitchandthebutton.Performanceindicatorsmeett hedesignrequirements,theworkisreliable,userfriendlyinterface. Keywords:DCfan,Thewindpendulum,K60目录摘要 (I)ABSTRACT (I)目录 (II)1.引言.................................................. (1)2.方案比较与论证......................................................... (1)2.1方案比较................................................................... (1)2.2方案选定................................................................... (2)2.3方案论证................................................................... (2)3.系统硬件设计......................................................... . (2)3.1系统机械制作................................................................... .. (2)3.2核心系统控制模块................................................................... (2)3.3电源模块................................................................... (3)4.系统软件设计......................................................... . (3)4.1程序框图................................................................... (3)4.2系统控制图................................................................... .. (4)5.测试方案与测试结果......................................................... . (4)5.1测试仪器................................................................... (4)5.2测试方法................................................................... . (4)5.3测试结果................................................................... (5)6.测试分析与总结......................................................... . (6)参考文献......................................................... (6)附录1装置机械安装图................................................................... . (7)附录2主要元器件清单................................................................... .. (8)1.引言在控制理论发展的过程中,某一理论的正确性及实际应用中的可行性需要一个按其理论设计的控制器去控制一个典型对象来验证。
全国电子设计大赛论文完整版
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《AI智能各式舞蹈助理》
摘要:随着人工智能技术的发展,如今可以利用AI技术的助力来辅
助人们进行舞蹈学习,在助力模式下,AI可以针对每一个人的有效性提
供舞蹈动作完美执行的反馈,同时还能记录和评估学习舞蹈者的演练过程。
本文提出了一种AI智能舞蹈助理,该系统可以自动识别舞蹈动作,通过
视觉识别系统实时跟踪学习者的舞蹈动作,并给出相应的反馈。
本文还介
绍了本系统的技术架构,包括相机、算法、数据库等设备,解释了如何使
用计算机视觉技术识别舞蹈动作,并利用深度学习理论建立舞蹈动作的模型。
本文还对训练结果进行了实验评估,显示了所提出的AI智能舞蹈助
理能够检测出舞蹈动作,并给出相应的反馈。
关键词:人工智能;计算机视觉;舞蹈助理;深度学习
1、绪论
随着人工智能技术的发展,如今可以利用AI技术的助力来辅助人们
进行舞蹈学习。
舞蹈助理可以像老师一样通过识别和反馈的方式来辅助用
户学习舞蹈动作,并在学习过程中给出有效的反馈和提示,作为一款学习
助力工具,它既能帮助广大舞蹈爱好者提高表演水平,也可以作为科研领
域的有益补充。
本文提出了一种AI智能舞蹈助理。
全国大学生电子设计竞赛论文
2013年全国大学生电子设计竞赛简易照明线路探测仪〔K题〕【专科组】2013年9月7日简易照明线路探测仪〔K题〕【专科组】【摘要】本简易照明线路探测仪的设计是根据通电导线在其周围产生磁场的情况下,利用探测其磁场的方法,通过对通电导线所产生的磁场使探测磁头产生电压,对此探头电压进行采样放大,使其输出一定大小的波形,通过驱动蜂鸣器示意,从而到达对通电线缆的探测。
该系统能够对60W白炽灯和11W节能灯通电导线所产生的微弱磁场进行探测,从而到达对带电线缆的扫描、记录带电线缆的走向。
在探测结束后,该系统保存线缆位置方格序号,而且在必要时候能够随时查阅线缆位置走向。
而且该系统对没有带电线缆走过的位置,探测仪不对地球磁场所产生的影响使系统产生误报,从而可以准确到达了检测指定位置是否有带电线缆,是理想的简易照明线路探测仪。
【关键词】照明线路;磁场;探测仪[Abstract] the design of simple lighting circuit detector is based on the electrical wire in electric current produces a magnetic field principle, using the method of detecting the magnetic field, by which produces to the electrified wire magnetic field makes the detection head generates a voltage, this voltage sampling probe amplification, so that the output of a certain size by driving waveform, buzzer hint, so as to achieve the detection of power cable. The system is capable of weak magnetic field generated by the 60W lamp and 11W lamp wire to detect, so as to achieve the charged cable scanning, recording live cable. In the end position detection, cable box number to save the system, but also can access at any time to cable position when necessary. And the system of no electric cable through the position, effect of the earth's magnetic field detector does not generate false positives generated by the system, which can accurately reach the designated position detection whether charged cable, is a simple lighting circuit ideal detector.[keyword] lighting circuit; magnetic field; detector目录1 系统设计要求 (1)1.1 任务 (1)1.2 设计相关要求 (1)2 系统方案论证与选择 (2)2.1 控制模块................................................... .............. .............. .. (2)显示回放模块 (3)探测模块 (3)3系统理论分析与计算 (4)系统传感器的选用分析 (4)传感器 (4) (4) (4)原理计算 (4)4系统电路与程序设计 (5)电路的设计 (5)4.1.1 系统总体框图 (5)4.1.2 探测子系统框图与蜂鸣器电路图 (5)4.1.3 键盘输入子系统与显示电路原理图 (6)4.1.4 电源.与单片机最小系统 (7)4.2 程序的设计 (7)程序功能描述 (7)程序流程图 (8)5测试方案与测试结果 (9)测试方案 (9)测试条件与仪器 (9)测试结果及分析 (9)测试结果(数据) (9)测试分析与结论 (10)6 结论与展望 (10)参考文献: (10)附录: (11)附录1:电路原理图 (11)附录2:源程序 (12)简易照明线路探测仪〔K题〕【专科组】1系统设计要求设计并制作具有显示器的简易照明线路探测仪,能在厚度为5mm的五合板正面探测出反面2根照明电缆的位置,电缆的布线如图1所示。
大学生电子设计大赛论文
大学生电子设计大赛论文大学生电子设计大赛是一项非常重要的竞赛,这是电子工程技术相当重要的一个指标。
由于电子行业日益快速发展和愈加的成熟,许多企业都很重视这个赛事,因为大学生电子设计大赛的论文成果在电子行业中拥有重要的地位。
针对这些情况,本文主要就大学生电子设计大赛论文进行讨论。
首先,大学生电子设计大赛的论文包含着各种各样的内容。
比如说,这些论文可以是理论性的工作,也可以是实验性质的工作,还有一些是针对市场需求的创新型产品。
无论是哪种类型的论文,论文的质量决定着最终赛事的赢家。
因此,大学生电子设计大赛的论文具有很高的学术性,而其质量也必须达到一定的标准。
接着,大学生电子设计大赛的论文需要经过很多层的审核。
一般说来,一个论文的审核过程种类繁多、程序复杂,需要通过打磨和精心制作才能达到最终的效果。
审核流程包括设计方案设计及合理性的评估,电路、机械、软件等部分设计。
这些评价可能涉及到实现性,工艺性、稳定性、故障率数学模型分析等多方面的内容。
大学生电子设计大赛的论文审核是一个科学、严谨和细致的过程。
在这个过程中,评估人员需要严格按照评估标准去进行评估。
第三,大学生电子设计大赛的论文需要达到一定的创新性。
在这个行业中,创新是核心竞争力之一。
设计的创新性分为两个方面,一是技术创新性,即在制造工艺、产品设计、系统结构、产品性能等方面进行改进和创新。
二是市场创新性,即根据市场需求设计和生产适用的产品。
在大学生电子设计大赛中,了解市场需求,并对其进行必要的研究和分析,根据研究结果设计出具有创新性的产品。
最后,大学生电子设计大赛论文的撰写需要有非常高的学术素养和智慧。
这个行业对于在理论和实践上都具备了丰富的经验和实力的设计师投入了巨大的支持和奖励,因此,论文的撰写质量至关重要。
在撰写论文时,首先要熟悉和了解所研究的对象,同时也必须具备扎实的理论基础。
此外,还需要注意数据和图表的清晰度和规范性、论文样式的规范性等多方面的问题。
全国大学生电子设计竞赛A题论文
全国大学生电子设计竞赛A题论文精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-2016年全国大学生电子设计竞赛2016年7月28日摘要本设计以TI公司的MSP430G2553单片机作为控制核心,设计制作了一种降压型开关稳压电源。
该电源主电路为同步整流BUCK电路,通过LM5117驱动CSD18532KCS MOS场效应管实现稳压输出,电流检测电路使用TI的高精度检流芯片INA282实现对电路的保护,系统效率可达到89%。
达到了设计要求中的各项指标。
关键词:LM5117 同步整流BUCK电路 MSP430G2553 INA282目录一、系统方案 (4)DC-DC驱动模块的比较与选择 (4)主控制器的比较与选择 (4)过流保护方案的比较与选择 (4)单片机供电模块的比较与选择 (5)二、系统理论分析与计算 (5)主要器件参数选择及计算 (5)定值电阻RT的计算 (5)输出电感L的选取 (5)电流检测电阻Rs的选取 (5)的选取 (5)输出电容Co过流保护电路中检流电阻的选取 (6)提高效率的方法 (6)降低纹波的方法 (6)DC-DC变换方法 (6)稳压控制方法 (7)三、电路与程序设计 (7)主回路与器件的选择 (7)电路主回路 (7)电路器件选择 (7)控制电路及程序 (8)控制电路 (8)主程序流程图 (8)部分源程序代码 (8)四、系统测试 (8)测试方案及条件 (8)测试仪器 (8)测试方法 (8)测试过程及结果 (8)测试结果分析 (9)附录1:程序流程图 (10)附录2:部分源代码 (12)一、系统方案本设计采用BUCK 电流斩波电路,单片机控制输出两路PWM 信号经过TI 芯片IR2110驱动高端和低端N 沟道MOSFET ,通过控制PWM 的占空比来控制两个MOSFET 导通和关断的时间进而调节输出电压。
当高端MOSFET 导通时,低端MOSFET 断开;同理当低端MOSFET 导通时,高端MOSFET 断开,从而实现了同步整流效果。
全国大学生电子设计大赛获奖论文
2012年山东省大学生电子设计竞赛A题低功耗数字多功能表的设计制作低功耗数字多功能表的设计制作摘要:用低功耗单片机为控制核心,设计了低功耗数字多功能表。
本系统包括:直流电压、交流电压、电阻、电容、三极管放大倍数的测量和正弦波信号源电路。
为了提高测量精度,在信号源、电阻、交流电压三个测量电路中,用OPA2111精密仪器放大器芯片,设计了自动较零型仪器放大器。
交流电压信号处理电路中,采用了AD736交流变直流芯片,测量精度较高。
按照题目要求完成了全部功能,并自由发挥增加了晶体管PN结电压的测量功能及温度测量功能。
仿真结果和试验数据表明,本系统具有较高的测量精度,再加后期研发完善,可推广作为数字万用表使用。
关键词:数字多功能表,低功耗,高精度,单片机控制Abstract: With low power consumption single-chip microcomputer as control core, design the low power consumption digital multi-function table. This system includes: dc volts, ac voltage, resistance, capacitance, triode magnification factor measurement and sine wave signal source circuit. In order to improve the measurement precision, the signal source, resistance, ac voltage three in the measurement circuit, with OPA2111 precision instrument amplifier chip, design the automatic a zero type instrument amplifier. In the ac voltage signal processing circuit, adopted AD736 ac variable dc chip, has high accuracy. According to the topic request completed all function, and free play to increase the diode and triode p-n junction voltage measurement function. The simulation results and test data show that this system has high measurement precision, add later research and perfect, can be generalized as digital multimeter use.Keywords: digital multi-function table, low power consumption, high precision, single-chip microcomputer control目录1.方案选择及论证 (3)1.1方案选择 (3)1.2设计方案 (3)2.硬件电路设计及理论分析计算 (3)2.1低功耗供电系统电路 (3)2.2直流电压测量电路 (4)2.3交流电压测量电路 (4)2.4电阻测量电路 (5)2.5电容测量电路 (5)2.6三极管放大倍数测量电路 (6)2.7正弦波信号源电路 (6)3系统软件设计 (7)3.1主程序流程图 (7)3.2系统自动休眠设计 (7)4.测试方案和测试结果分析 (7)4.1直流电压测量方法和测试结果 (7)4.2交流电压测量方法和测试结果 (7)4.3电阻测量方法和测试结果 (8)4.4电容测量方法和测试结果 (8)4.5三极管放大倍数测量方法和测试结果 (8)4.6正弦波信号源测量方法和测试结果 (8)4.7晶体管PN结电压测量方法和测试结果 (9)5自由发挥部分 (9)5.1测晶体管PN结电压电路 (9)5.2温度测量电路 (9)6结论 (9)参考文献 (10)附录1:系统电路原理总图 (11)附录2:部分程序清单 (12)1.方案选择及论证1.1 方案选择方案一:选用MSP430单片机为控制核心。
全国电子设计大赛一等奖论文
全国电子设计大赛一等奖论文标题:基于人脸识别技术的智能门禁系统设计与实现摘要:本论文提出了一种基于人脸识别技术的智能门禁系统,该系统采用高性能的人脸识别算法,并结合物联网技术进行设计和实现。
通过对人脸图像进行特征提取和匹配,实现对进出人员的快速准确识别。
同时,系统还具备远程监控、实时告警、数据统计等功能,为用户提供便捷、安全的门禁服务。
实验结果表明,该系统在准确性、实时性和稳定性等方面均表现出优异的性能。
一、引言随着科技的快速发展和社会的不断进步,传统门禁系统的局限性日益显现。
为了满足现代化门禁系统的需求,本文提出了一种基于人脸识别技术的智能门禁系统。
与传统的刷卡、密码等方式相比,该系统具有快速便捷、高安全性、低成本等优势,是目前智能门禁系统的发展方向。
二、系统设计1.系统硬件设计智能门禁系统硬件主要包括设备监控器、摄像头和通信模块。
其中,设备监控器用于显示人脸识别结果和提供操作界面;摄像头用于实时拍摄进出人员的人脸图像;通信模块用于与用户端进行数据传输和控制。
2.系统软件设计系统软件主要包括人脸检测、特征提取、特征匹配和决策模块。
首先,通过人脸检测算法实时获取进出人员的人脸图像;然后,将人脸图像进行特征提取,提取出与特定人脸相关的特征向量;接着,通过特征匹配算法将提取的特征向量与预先存储的模板进行匹配;最后,通过决策模块将匹配结果进行判断,确定是否开启门禁。
三、系统实现1.人脸检测采用基于深度学习的人脸检测算法,通过训练神经网络实现对人脸的实时检测。
2.特征提取和匹配采用人脸识别领域的经典算法,如特征点定位、轮廓曲线提取等方法,对人脸图像进行特征提取。
然后,将提取的特征向量与已有的人脸模板进行比对,计算匹配度。
3.决策模块根据匹配结果和系统设置的安全策略,决策模块判定是否允许进入。
四、系统效果评估1.准确性评估通过对大量样本进行测试,计算系统的识别准确率、误识率和拒识率。
2.实时性评估通过对系统的响应时间、处理时间等进行测试,评估系统在实时性方面的表现。
电子设计大赛论文.
目录0 摘要--------------------------------------------------------21 设计任务与要求----------------------------------------------2 1.1 设计任务-----------------------------------------------2 1.2 基本电压-----------------------------------------------21.3 发挥部分-----------------------------------------------22 系统方案论证------------------------------------------------23 系统设计与理论分析------------------------------------------2 3.1 核心模块TMS320DSP芯片---------------------------------2 3.2 数模转换模块-------------------------------------------3 3.3 基准电压源模块-----------------------------------------33.4 模数转换模块-------------------------------------------43.5 485通信模块-------------------------------------------53.6 显示模块-----------------------------------------------64 系统调试----------------------------------------------------7 4.1 调试仪器仪表-------------------------------------------7 4.2 调试及分析---------------------------------------------74.3 误差分析-----------------------------------------------75 设计总结----------------------------------------------------86 元件清单----------------------------------------------------87 参考文献----------------------------------------------------98 程序清单----------------------------------------------------100、摘要:本系统以DSP芯片为核心,控制过程是DSP接收数据并送入DA电路,利用AD820作为比较器,正端接D/A输出,负端接地,反馈输出接AD采样,失调电压调零,输出形成闭环回路,通过AD转换电路将实际值采回DSP,由DSP进行运算,得输入值与采回值之差即误差,输出结果通过12864液晶屏显示。
全国大学生电子设计竞赛综合测评题论文报告
全国大学生电子设计竞赛综合测评题论文报告TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-放大器的应用[摘要]集成运放裨上是一种高增益直流放大、直流放大器既能放大变化极其缓慢的直流信号,下限频率可到零;又能放大交流信号,上限频率与普通放大器一样,受限于电路中的电容或电感等电抗性元器件。
集成运放和外部反馈网络相配置后,能够在它的输出和输入之间建立起种种特定的函数关系,故而称它为“运算”放大器。
本课程设计的基本目标:使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路,电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块,每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建,通过理论计算分析,最终实现规定的电路要求。
[关键词]运算放大器LM324、加法器、滤波器、比较器目录一、设计任务使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1(a ),实现下述功能: 使用低频信号源产生Hz f V t f u i 500)(2sin 1.0001==π的正弦波信号, 加至加法器的输入端,加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号1o u ,1o u 如图1(b )所示,1T =,允许1T 有±5%的误差。
图中要求加法器的输出电压11210o i i u u u +=。
2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量,选出0f 信号为2o u ,2o u 为峰峰值等于9V 的正弦信号,用示波器观察无明显失真。
2o u 信号再经比较器后在1k Ω 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。
电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源,由稳压电源供给。
不得使用额外电源和其它型号运算放大器。
要求预留1i u 、2i u 、2o u 、2o u 和3o u 的测试端子。
二、设计方案及比较设计有五个部分,其中低频信号源使用信号发生器,其余四部分设计方案如下:1.三角波产生器初始方案:根据《模拟电子技术基础》书上的方波发生器产生方波,然后再采用微分电路对信号处理,输出即为三角波。
全国电子设计大赛获奖论文
题目名称:宽带直流放大器(C题)广东工业大学物理与光电工程学院参赛队员:陆文贤温俊钟灵辉摘要:本设计利用可编程增益宽带放大器THS7002来实现增益的主控制,通过模拟开关配合运算放大器微调减小增益调节的步进间隔和提高准确度。
输入部分采用THS7002内部的前置放大器作为输入级提高输入阻抗,并且避免了独立前置运放PCB布线引入的噪声,提高了系统的精确度和稳定性。
功率输出部分采用分立元件制作,降低了成本。
设计并制作了满足放大器的直流稳压电源,整个系统的3dB通频带0~10MHz,最大增益66dB。
增益步进6dB。
不失真输出电压有效值4V。
关键词:THS7002 ;可编程增益放大器;宽带直流放大器1 系统方案 (1)1.1比较与选择 (1)1.2方案描述 (2)2 理论分析与计算 (3)2.1带宽增益积 (3)2.2通频带内增益起伏控制 (3)2.3线性相位 (3)2.4抑制直流零点漂移 (4)2.5放大器稳定性 (4)3 电路与程序设计 (4)3.1输入缓冲和增益控制部分电路设计 (4)3.2带宽预置电路的设计 (5)3.3功率输出级 (5)4 测试方案与测试结果 (6)4.1测试设备及测试条件 (6)4.2最大电压增益测试 (6)4.3最大输出电压正弦波有效值测试 (6)4.4测试结果分析 (7)5 结论 (7)附录: (8)附1:元器件明细表: (8)附2:仪器设备清单 (8)附3:电路图图纸 (9)1 系统方案1.1比较与选择方案一 基于DAC 的可编程增益放大器,原理框图如图1所示,图1 基于DAC 的宽带增益放大器在运放的反馈回路中使用DAC ,并通过数字控制调整增益。
DAC 的控制字根据其参考电压Vref 决定其输出电压的衰减系数。
理论上讲,只要D/A 的速度够快、精度够高就可以实现很宽范围的精密增益调节。
但是控制的数字量和最后的增益(dB)不成线性关系而是成指数关系,造成增益调节不均匀,精度下降。
2015年年全国大学生电子设计竞赛论文(最终版)国家一等奖C智能车
2015年全国大学生电子设计竞赛智能小车(C题)【甲组】摘要系统采用8位单片机STC12C5A60S2作为智能小车系统检测和控制的核心,实现两车交替超车领跑,声光提示等功能。
硬件系统采用最为精简的电路模块搭建,软件系统使用模块化编程。
硬件由电源电路、CPU最小系统模块、电机驱动电路、循迹引导电路、霍尔传感器测速电路、红外避障电路等组成。
软件采用循迹反馈、测速校准、探测和预测相结合等技术实现对电机的控制,最终实现了两车交替超车领跑的功能,测试表明各项指标都符合设计任务要求。
关键词:STC12C5A60S2单片机、减速电机、红外传感、霍尔传感Abstract:System uses eight single-chip microcomputer STC12C5A60S2 intelligent car system as the core of the detection and control, and realize the two cars, leading the overtaking alternate light hint etc. Function. We use the most concise hardware system of the circuit module builds, the software system using modular programming. Hardware consists of the power supply circuit, the CPU module, and the smallest system motor drive circuit, methodist circuit, hall sensors tracing guide speed circuit, infrared obstacle avoidance circuit etc. Software using the feedback speed, following mark calibration, detection and prediction of combination of technology to realize the control of the motor, and finally achieve the two car alternate atop the overtaking function, tests show that each index all comply with the design requirements task.Key words: STC12C5A60S2 microcontroller, motor and reducer, infrared sensor, hall sensing .目录1系统方案 (1)1.1 控制器模块的论证与选择.............................................................. 错误!未定义书签。
数字示波器 全国大学生电子设计竞赛论文(最终版)
摘要示波器是使用广泛的测量仪器,传统的模拟示波器在观察周期性、重复频率较高的波形时比较精准,但是在测量不能重复出现的单次信号、持续的非周期信号以及重复频率较低的周期信号时却表现不佳。
数字示波器正是根据上述要求而被提出来的。
目前数字示波器主要有独立仪器、附加仪器及虚拟仪器等工作形式。
本设计是附加仪形式的数字示波器。
本设计以89S52单片机和CPLD为控制核心,配合触发滤波电路、前级信号放大电路、取样保持电路、数据采集电路和后级信号处理电路等外围电路处理模块,完成信号波形数据处理及显示的功能。
本系统遵循智能化、操作方便、测量精准等思想。
可以完成以实时采样和等效采样方式对输入频率在10Hz-10MHz范围内的信号进行采样和处理并在水平和垂直方向分别分档显示的功能。
此系统还可以实现单次触发、波形存储等功能。
关键词数字示波器单片机CPLD X-Y显示方式一、方案论证与比较示波器是使用广泛的测量仪器,是观察和测量信号波形不可缺少的工具。
传统的模拟示波器在观察周期性、重复频率较高的波形时比较精准,但是在测量不能重复出现的单次信号、持续的非周期信号以及重复频率较低的周期信号时却表现不佳。
数字示波器正是根据上述要求而被提出来的。
随着科学技术的不断发展,人们对测量仪器的精度要求越来越高,数字示波器性能也不断取得新的突破。
目前数字示波器主要有独立仪器、附加仪器及虚拟仪器等工作形式。
本设计是附加仪形式的数字示波器。
(一)数据采集数字示波器采样方式包括实时采样、等效采样。
等效采样又分为随机采样和顺序采样。
实时采样对每个采集周期的采样点按时间顺序采取,对这些采样点的数据进行顺序表达就可以再现信号波形。
根据奈奎斯特采样定理采样频率必须至少是被测信号的2倍。
为了避免产生混选现象,目前实时采样DSO的采样频率一般为带宽的4-5倍,同时还必须采用适当的内插算法,否则采样速率还要更高才能达到要求。
随机采样是指每个采样周期采集一定量的样点,经过多个采样周期的样点积累,最终恢复出被测波形。
电赛论文模板 - 最终
2015年全国大学生电子设计竞赛基于自由摆的平板控制系统(B题)【本科组】2015年8月15日摘要本系统以STM32F103ZET6单片机为控制核心,由独立按键选择控制OLED菜单,实现不同过程的切换,经过角度传感器得到自由摆由初始位置摆过的角度,并将数据传递给单片机,通过相应数学及物理公式运算,最终实现题目要求的任务。
其中,平板控制部分使用减速步进电机及相应驱动器,增加了扭矩与控制精度,并采用加速度传感器读取数据,运用三角函数计算控制平板的角度,使激光在摆动中保持打在靶上同一点。
本系统具有工作精度高、反应快速准确、制作材料简易等优点。
目的、方法、结果、结论,突出方法和结果,关键词:平板控制,自由摆,减速步进电机,旋转编码器,姿态解算AbstractSTM32F103VET6 single chip microcomputer as control core, this system is controlled by a separate button to choose OLED menu, implement different switching process, after a free pendulum Angle sensor by the initial position Angle, and pass the data to the microcontroller, through the corresponding mathematical and physical formula calculation, finally realizes the topic request task. Among them, the flat control part used to slow down and stepper motor drives, increase the torque and the control precision, and USES the acceleration sensor reading data, trigonometric function calculation is used to control the Angle of the plate, keep in laser oscillation in the same point on the target. This system has high precision, quick response and accurate, simple production materials, etc.Key words:Tablet control, free pendulum, slow stepper motor, rotary encoder, the attitude algorithm目录1系统方案 (1)1.1 XXXX的论证与选择 (1)1.2 XXXX的论证与选择 (1)1.3 控制系统的论证与选择 (1)2系统理论分析与计算 (1)2.1 XXXX的分析 (1)2.1.1 XXX (1)2.1.2 XXX (1)2.1.3 XXX (1)2.2 XXXX的计算 (1)2.2.1 XXX (1)2.2.2 XXX (2)2.2.3 XXX (2)2.3 XXXX的计算 (2)2.3.1 XXX (2)2.3.2 XXX (2)2.3.3 XXX (2)3电路与程序设计 (2)3.1电路的设计 (2)3.1.1系统总体框图 (2)3.1.2 XXXX子系统框图与电路原理图 (2)3.1.3 XXXX子系统框图与电路原理图 (2)3.1.4电源 (2)3.2程序的设计 (3)3.2.1程序功能描述与设计思路 (3)3.2.2程序流程图 (3)4测试方案与测试结果 (3)4.1测试方案 (3)4.2 测试条件与仪器 (3)4.3 测试结果及分析 (4)4.3.1测试结果(数据) (4)4.3.2测试分析与结论 (4)附录1:电路原理图 (5)附录2:源程序 (6)XXXXXXX(B题)【本科组】1系统方案本系统主要由XXX模块、XXX模块、XXX模块、电源模块组成,下面分别论证这几个模块的选择。
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帆板控制系统设计(F题)摘要:本系统以单片机STC12C5A48S2为控制核心及数据处理核心,采用加速度传感器MMA7260作为角度检测的核心器件,设计并制作了一个帆板控制系统。
以L293构成电机的电路,通过对风扇转角的控制,调节风力的大小,改变帆板的转角θ。
可以通过键盘设置帆板转角0~60o,并在LCD上实时显示θ。
使用了PID算法,使系统能快速达到稳定。
由于采用了低功耗单片机,并且使用了一些高性价比、低功耗的器件去设计电路,因此本放大器具有成本低,功耗小,性价比高的优点。
关键词:控制系统;角速度传感器;单片机;PID;一、方案比较与选择题目分析:综合分析题目要求,转动帆板时,实现实时显示角度,且能够通过键盘控制风力,是本题的最大难点,也是设计的重点之一。
另一难点是使帆板转角达到60o。
要得到更好的性能指标,放大电路的零点漂移也是一个很难解决的问题。
此外,在整个电路的设计中,要考虑其成本。
1、数据处理和控制核心选择方案一:采用DSP最小系统板。
即由DSP来实现电机的控制、传感器信号采集和人机界面控制等功能。
方案二:采用单片机STC12C5A48S2最小系统板。
即由单片机STC12C5A48S2实现整个系统的统一控制和数据处理。
本系统不涉及大量的数据存储和复杂处理,虽然方案一控制更灵活更方便,但DSP的资源得不到充分利用,且系统规模大,成本高。
而单片机STC12C5A48S2是一种8位低功耗微、高性能处理器,具有丰富的片上外设和较强的运算能力,且可串口编程,使用十分方便,性价比高。
综上所述,故采用方案二。
2、角度传感器的比较与选择方案一:角度传感器KMZ41与信号调理芯片UZZ9001组成的角度采集模块。
KMZ41与信号调理芯片UZZ9001一起,能够对180°范围内的角度信号进行测量,并利用SPI方式提供11位的角度信号输出。
调试繁琐,且电路稳定性差。
方案二:采用MMA7260三轴加速度传感器。
这个三轴加速度计用的是Freescale (飞思卡尔)公司生产性价比高微型电容式加速度传感器MMA7260芯片。
用三轴加速度计利用重力分量换算原理,来测量角度与其他数字量倾角传感器相比自然要精准许多,因为模拟量的,可将电压值换算对应倾斜角度值,所以在许多需要测量角度的场合,非运动的条件下,不妨可以试试使用加速度计。
综上所述,采用方案二,电路集成度高、控制方便、易于用单片机处理。
3、显示系统的比较与选择方案一:用数码管进行显示。
数码管由于显示速度快,使用简单,显示效果简洁明了而得到了广泛应用。
但是由于本题中要同时显示两个方向的倾斜角度,用数码管无法显示如此丰富的内容。
方案二:用LCD液晶进行显示,由于其显示清晰,内容丰富、清晰,信息量大,使用方便。
综上所述,本系统要显示的内容较丰富,采用方案二。
二、总体方案设计及系统方框图本设计由角度传感器,经单片机控制器采集角度信息,再由单片机控制信号到驱动板,以调节风扇的转速,从而控制帆板的角度。
根据设计要求,此系统难点在于角度传感器的选取,及对于流体力学控制。
因此,为能够检测到角度,本系统采用加速度传感器,利用重力分量,从而得到帆板的角度。
对于自动调节帆板的角度,是由风扇的转速决定,而风扇是直流电机,对于直流电机的调速,本设计的驱动方式采用双H桥并联,控制信号上采用了PWM的调节方式,并可以调节电机运行在四象限。
由于系统设计各数据的难以测量,如风叶片与风流大小,风向的扩散性等因数。
为了能够在自动稳定在设定的角度内,本设计采用PID的算法,通过试验方法,可以从采样频率,及调节PID三个参数中,方便找到合适的值,以快速控制帆板到达设定的值。
图2-1系统总体框图三、理论分析与计算帆板系统控制算法采用了PID 算法,包括3个部分:测量、比较和执行,即把测量得到的量与期望值相比较,然后用合格误差纠正调节控制系统的响应。
PID 控制算法是建立在经典控制理论上的一种控制策略。
PID 控制算法能够在保证基本不影响系统稳定精度的前提下提高系统的稳定性,并很好的改善系统的动态性能。
PID 控制器原理框图如图3所示。
图3-1PID 控制器原理框图系统主要由PID 控制器和被控对象组成。
它根据给定值)(t r 与实际输出值)(t m 构成控制偏差,将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量,对被控对象进行控制。
PID 的图形表达式:上式中i T 为积分时间常数,d T 为微分时间常数,p K 为比例系数,)(te 为误差项,)(t u 为控制量。
若令采样时间为T ,离散控制算法为:上式中T 是采样周期,必须足够小,以保证系统有一定的精度,i T 为调节器的积分时间,d T 为调节器微分时间,p K 为调节器的比例系数,)(k e 为第k 次采样时的偏差值,)(k u 为控制量。
采用增量式PID 进行控制,由)()()(T kT u kT u kT u --=∆,可得到如下式子: 上式中)(kT e 为第k 次与中心位置的偏差程度,)(T kT e -、)2(T kT e -分别为1-k 、2-k 次误差项,以此算法为基础,很容易用C 语言编写出控制算法程序。
四、主要硬件电路设计 1、风扇控制电路L293的驱动方式比较简单,详细可见L293的说明书,这样简略说明,L293有两个电压输入,一个给电机的电压,一个是给芯片工作与控制逻辑的参考电压。
L293相当于有四个驱动门,每个IN1,对应该一个OUT1,当IN1为高电平是,OUT1输出高电平,电压为VSS ,也就是给这个芯片电机的供电电压。
对于设计中采用的直流电机,因此调节直流电机的转速,采用了L293驱动芯片。
由于一片L293内部有两路H 桥,为了增大驱动能力,本设计中,把L293的两路H 桥并联,即输入信号成输出引脚直接并联。
因为本设计中控制方面,采用PWM 信号控制,而电机运行在四象限,即正转,反转,停车,自由滑行。
所以在PWM 关断时刻,要为电机有一个续流通道,所以在H 桥上均设计到续流二极管。
同时为了可以方便测试,本设计中,为电机的两端输出接上指示的LED 。
L293驱动电路如图所示。
图4-1L293驱动电路2、角度测量电路下图是MMA7260三轴加速度计的结构图。
图4-2MMA7260三轴加速度计的结构图G1和G2两位数字量输入4种组合代表4中量程。
G1????G2????量程选择????灵敏度选择0?????0???????1.5g???????800mV/g0?????1????????2g????????600mV/g1?????0????????4g????????300mV/g0?????1????????6g????????200mV/g通过实验,可以输出测得的模拟值,然后通过将模拟值转换成电压值再参考MMA7260芯片手册就可以得知物体的姿态或者角度了。
将X、Y、Z三接口分别接到单片机的模拟0、1、2接口,EN使能和3.3V短接。
3、控制电路本设计采用的单片机为STC公司型号为:STC12C5A48S2的单片机,其中35个IO口分配为:P0与P4.4-P4.6为1602液晶显示的接口,P2接4*4的矩阵键盘,P3.4-P3.6控制电机方向与转速,P3.6接一只LED,P3.7接一蜂鸣器。
P1.0接角度传感器的电压模拟量,P0.2接一电位器,控制板的原理图如图所示图4-3控制板原理图五、程序设计本系统设计可分为四种模式:1,风扇不转,调节帆板,可以显示角度;2,控制风扇转动,调节风扇量,实时显示角度;3,输入一个设定的角度;4,根据设定角度,由系统自动调节风扇,把帆板吹动到设定角度,并保持平衡。
因此,为系统设计的4*4矩阵键盘,4种模式,分别由键盘上的“A”,“B”,“C”,“D”。
设计程序入口。
图5-1主程序流程图六、测试数据与结果分析1、测试仪器及型号数字示波器TektronixTDS1002;直流稳压电源CALTEK-CA17303D;三位半万用表UT33D;量角器;秒表2、测试方案安装好硬件,接通电源,风扇开始以小转速转动,此时,帆板角度几乎不变化,然后,按下加速键,调整帆板的角度,帆板实际转角与液晶显示的角度进行比较,得出实验数值。
3、测试结果①基本要求测试当风扇页面与帆板的距离d=10cm时,通过键盘控制风力大小,使帆板转角 在60范围内变化,实际值、测量值和偏差如下表:0~0②发挥部分测试60当间距d在7~15cm范围内任意选择,通过键盘设定帆板转角,范围在0~0变化,测试结果如下表:⑴d=7cm时的测试结果⑵d=11cm⑶d=15cm3、测试结果分析从测试数据结果来看,所有测试结果精度都较高,误差极小。
在d=15cm时,误差只有。
本系统能够达到这样的高精度,首先是由于本系统PID自动调节功能功能,在很大程度上减小了误差。
七、总结本帆板控制系统完成了题目中所有的基本要求和发挥部分的要求,本设计的亮点是在设计中运用到了PID调控方法,此方法在系统中能很好的消除系统性的误差,使得精确度更高。
同时本设计的另一个亮点是在控制风力方面,运用键盘控制的同时辅助以电位器控制,这样在调节范围方面更加精确。
整个系统的设计成本较低,性价比高。
八、参考文献[1]曹宇;翁惠辉;陈永军;冯定;.基于dsPIC30F4013控制器旋转角度检测系统的研究[J].长江大学学报(自然科学版),2011.01[2]余梦迪,董明亮,马彦文,孙立.IAM-1智能测角仪的研制[J].矿冶工程,1994.03[3]邓宏贵;吴让亮;施佳佳;.数字角度传感器在建筑角度测量仪中的应用[J].传感技术学报,2010.08[4]王启东,陈纯坤.激光动态角度测量系统研究[J].光子学报,1995.01[5]夏晓晶.单片机实现的仿人智能PID控制器[D]大连海事大学,2004.[6]李名慧.智能PID控制器的设计与应用[D]天津大学,2006.[7]纪佳彤.PID自整定控制仪的研制与开发[D]大连理工大学,2008.附录1、系统电路图2、主程序include<STC12C5A.h>#include"1602.h"#include"AD_UART.h"#include<math.h>#include<string.h>#include<stdio.h>#include"keyboard.h"#include<math.h>doubleSetPoint;//设定目标DesiredValuedoubleProportion;//比例常数ProportionalConst doubleIntegral;//积分常数IntegralConstdoubleDerivative;//微分常数DerivativeConst doubleLastError;//Error[-1]doublePrevError;//Error[-2]doubleSumError;//SumsofErrorsintpre_speed=0;intpre_angle=0;floatM_pid=0;sbitEN1=P3^3; //与驱动板的接线,对应L293驱动板上的6个信号sbitIN1=P3^4;sbitIN2=P3^5;sbitLED=P3^6;sbitbeed=P3^7; //定义了蜂鸣器与单片机的连接sbitGS1=P1^3;sbitGS2=P1^4;sbitSLEEP=P1^5;intspeed_R=0; //定义电机的速度,有正负之分,为正是,正转。