1、【本科組】祐軸FC風輅代A電動機2013年全國大學生電子設計競賽試題參賽注意事項（1） 9月4日8:00競賽正式開始。本科組參賽隊只能在【本科組】題目中任選一題；高職高 專組參賽隊在【高職高專組】題目中任選一題，也可以選擇【本科組】題目。（2 ）參賽隊認真填寫登記表內容，填寫好的登記表交賽場巡視員暫時保存。（3）參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、專科學生，應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件（如學生證）隨時備查。（4）每隊嚴格限制3人，開賽后不得中途更換隊員。（5 ）競賽期間，可使用各種圖書資料和網絡資源，但不得在學校指定競賽場地外進行設計制 作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內的

2、非參賽隊員必須回避，對違紀參賽隊 取消評審資格。（6） 9月7日20:00競賽結束，上交設計報告、制作實物及登記表，由專人封存。簡易旋轉倒立擺及控制裝置（C題）一、任務設計并制作一套簡易旋轉倒D轉軸立擺及其控制裝置。旋轉倒立擺的結構如圖1所示。電動機A固定在支架B上，通過轉軸F驅動旋轉臂C旋轉。擺桿E通過轉軸D固定在旋轉臂C的一端，當旋轉臂C在電動機A驅動下作往復旋轉運動時， 帶動擺桿E在垂直于旋轉臂C的平面作自由旋轉。一、要求圖1旋轉倒立擺結構示意圖1.基本要求（1）擺桿從處于自然下垂狀態（擺角 0°開始，驅動電機帶動旋轉臂作往復旋轉使擺桿擺動，并盡快使擺角達到或超過-60 +60

3、°（2）從擺桿處于自然下垂狀態開始，盡快增大擺桿的擺動幅度，直至完成圓 周運動；3）在擺桿處于自然下垂狀態下，外力拉起擺桿至接近165°位置，外力撤除同時，啟動控制旋轉臂使擺桿保持倒立狀態時間不少于5s；期間旋轉臂的轉動角度不大于 90°。2發揮部分（1）從擺桿處于自然下垂狀態開始，控制旋轉臂作往復旋轉運動，盡快使擺 桿擺起倒立，保持倒立狀態時間不少于 10s；（2） 在擺桿保持倒立狀態下，施加干擾后擺桿能繼續保持倒立或2s 內恢復倒 立狀態；（3）在擺桿保持倒立狀態的前提下，旋轉臂作圓周運動，并盡快使單方向轉 過角度達到或超過 360°；（4）其他。三

4、、說明1旋轉倒立擺機械部分必須自制，結構要求如下：硬質擺桿E 通過轉軸 D 連接在旋轉臂C邊緣，且距旋轉臂C軸心距離為20cn± 5cm；擺桿的橫截面 為圓形或正方形，直徑或邊長不超過1cm，長度在15cm± 5cm范圍內；允許使用傳感器檢測擺桿的狀態，但不得影響擺桿的轉動靈活性；圖 1 中支 架 B 的形狀僅作參考，其余未作規定的可自行設計結構；電動機自行選型。2擺桿要能夠在垂直平面靈活旋轉，檢驗方法如下：將擺桿拉起至水平位置后 松開，擺桿至少能夠自由擺動 3 個來回。3除電動機 A 之外，裝置中不得有其他動力部件。4擺桿自然下垂狀態是指擺角為 0°位置，見圖

5、2。5擺桿倒立狀態是指擺桿在 -165°至 165°范圍內。6基本要求（ 1）、（2）中，超過 30s 視為失敗；發揮部分（ 1）超過 90s 視為失 敗；發揮部分（ 3）超過 3 分鐘即視為失敗；以上各項，完圖2擺桿位置示意圖7.擺桿倒立時施加干擾的方法是，以15cm長細繩栓一只5克砝碼，在擺桿上方將砝碼拉 起15°45°釋放后用砝碼沿擺桿擺動的切線方向撞擊擺桿上端12cm處；以抗擾動能力強弱判定成績。8.測試時，將在擺桿后12cm處固定一如圖2所示輕質量角器，以方便觀察擺 桿的旋轉角度。四、評分標準設計報告項目主要內容分數系統方案系統結構、方案比較與選擇4理論分析與計算電動機選型、擺桿狀態檢測， 驅動與控制算法6電路與程序設計電路設計程序結構與設計5測試方案與測試結果測試結果及分析3設計報告結構及規范性摘要設計報告正