电子设计大赛控制类题目主要涉及的是自动化控制技术在电子设备中的应用,涵盖了硬件设计、软件算法、系统稳定性、干扰抑制等多个方面。以下是这些题目中关键的知识点解析: 1. 干扰抑制:在设计电子控制系统时,特别是涉及电机操作时,必须考虑外界干扰的影响。采取屏蔽措施可以减少电磁噪声,比如采用双电源供电并将电动机驱动电源与控制电路隔离,利用光电耦合器传输信号,可以有效提高系统的抗干扰能力和稳定性。 2. 温度控制系统设计:例如第三届电子设计大赛中的水温控制系统,要求能够根据设定值自动调节水温,并在环境温度变化时保持设定温度的稳定。设计中需要使用温度传感器(如AD590K)来实时监测水温,采用控制算法(如分段非线性加积分分离PI算法或模糊控制算法)进行温度控制,同时注意静态误差和动态响应的优化。 3. 控制算法:在水温控制系统中,控制算法的选择至关重要。PI(比例积分)控制器是常用的一种,它能够有效地减少系统误差。而模糊控制则提供了更为灵活的控制策略,适应复杂非线性系统的控制需求。 4. 实时性能:在实际制作中,如第五届电子设计大赛中的自动往返电动小汽车,要求车辆能够快速、准确地自动往返。这就需要实时调整速度,特别是在限速区和接近终点时。这需要精确的位置检测和速度控制,可能需要用到编码器或其他传感器来实现。 5. 系统集成:在设计中,往往需要集成多种功能,如数据显示、报警装置、数据记录等。例如,电动小汽车的设计可能需要包含速度显示、行驶距离显示,甚至语音模块,这些都是系统集成能力的体现。 6. 创新点:在比赛中,参赛者通常会被鼓励展示创新点,如在线打印数据、语音提示等,这些可以提高系统的用户体验和实用性,也是评分的重要依据。 7. 实验与参数优化:在控制对象的数学模型不易确定的情况下,需要通过实验获取控制特性和参数,如加热器控制中的功率调节,电动小汽车中的速度控制等。 8. 设计规范:参赛作品通常会有一些尺寸、功能限制,比如电动小汽车的尺寸、车辆中心点的标识等,这些都需要在设计过程中严格遵守。 电子设计大赛控制类题目主要考验参赛者的控制理论理解、硬件设计能力、软件编程技能以及创新思维,要求在实践中解决具体问题,实现高效稳定的自动化控制。
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