F题 电动机跷跷板.doc

F题 电动机跷跷板 一、任 务 设计并制作一个电动机跷跷板，在跷跷板起始端A一侧装有可移动的配重。配重的位置可以在从时端开始的200~600mm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F-1和图F-2所示。 图F-1 起始状态示意图 图F-2 平衡状态示意图 二、要 求 1.基本要求 在不加配重的情况下，电动车完成以下运动： ①电动车从起始端A出发，在30s内行驶到中心点附近。 ②60s之内，电动车在中心点附近使跷跷板处于平衡状态保持5s，并给出明显的平衡提示。 ③电动车从 中的平衡点出发，30s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5s后，1min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的时间。 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300 mm以外、90o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F-3所示。 图F-3 自动驶上跷跷板示意图 ②电动车在跷跷板上取得平衡，给出明显的平衡提示，保持平衡5s以上。 ③将另一块质量为电动车质量10％％④电动车在3min之内完成①~③全过程。 ⑤其他。 三、 说 明 ①跷跷板长1600mm、宽300mm，为便于携带也可以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的半圆轴上，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，使用参赛队自制的跷跷板装置。 ④允许在跷跷板和地面上采取引导措施，但不影响跷跷板面和地面平整。 ⑤电动车（含加在车体上的其他装置）外形尺寸规定为：长≤300mm，宽≤200mm。 ⑥平衡的定义为A、B两端与地面的距离d=|-|≤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项不能得分 四、评分标准 设计 报告 项目 主要内容 分数 系统方案 实现方法 方案论证 系统设计 结构框图 12 理论分析与计算 测量与控制方法 理论计算 13 电路与程序设计 检测与驱动电路设计 总体电路图 软件设计与工程流程图 12 结果分析 创新发挥 结果分析 8 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告结构 图表规范性 5 总分 50 基本要求 实际制作完成情况 50 发挥 部分 完成第 项 10 完成第项 15 完成第项 10 完成第项 5 其他 10 总分 50 作 品1 作者：刘佳 蔡广庆 范长杰（国防科学技术大学） 赛前辅导老师：刘凯 刘安芝 王宁 文稿整理辅导老师：刘菊荣 关永峰 摘要 本系统采用AVR单片机ATmega128作为核心处理芯片，用ATmega16对光电传感器信号进行采集和处理。跷跷板的角度测量由倾角传感器完成，ATmega128通过SPI接口获得倾角量化值，利用红外线传感器识别黑线标记。ATmega128对信号进行综合分析和判断，应用PID算法实现电动车调速。通过控制电动车的运动，使跷跷板水平方向受力平衡，使转矩为零，从而达到平衡状态。 Abstact Our system adopts the AVR singlechip ATmega128 as the core processing CMOS chip,gathers and processes the singals of photoelectric sensor through the ATmega128.The angle of teeterboard is measured by the obliquitous sensor,then the ATmega128 gains the quantitive value of obliquity throngh the SPI interface and identifies the black-line sign by the using of infrared sensor.The ATmegal128 synthetically analyses and estimates the signals,and uses PID arithmetic to implement the timing of e