历届全国大学生电子设计大赛题目

第一篇：历届全国大学生电子设计大赛题目

1994题目一 简易数控直流电源题目二 多路数据采集系统

1995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

1997 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

1999A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

2001

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

2003A 压控制LC振荡器

B 宽带放大器

C 低频数字式相位测量仪D 简易逻辑分析仪E 简易智能电动车

F 液体点滴速度监控装置

2005A 正弦信号发生器B 集成运放测试仪

C 简易频谱分析仪

D 单工无线呼叫系统E 悬挂运动控制系统F 数控恒流源

G 三相正弦波变频电源

整理者 RobinQQ：982052324

2011-7-17

2007 A 音频信号分析仪B 无线识别C 数字示波器D 程控滤波器E 开关稳压电源

F 电动车跷跷板

G 积分式直流数字电压表H 信号发生器I可控放大器J电动车跷跷板

2009A 光伏并网发电模拟装置

B 声音引导系统C 宽带直流放大器D 无线环境监测模拟装置E 电能收集充电器F 数字幅频均衡功率放大器 G 低频功率放大器

HLED点阵书写显示屏I模拟路灯控制系统

第二篇：历年全国大学生电子设计大赛题目

第一届（1994年）

第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛 A.简易数控直流电源 B.多路数据采集系统 第二届（1995年）

第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛 A.实用低频功率放大器 B.实用信号源的设计和制作 C.简易无线电遥控系统

D.简易电阻、电容和电感测试仪 第三届（1997年）

第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛 A.直流稳定电源 B.简易数字频率计 C.水温控制系统 D.调幅广播收音机 第四届（1999年）

第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛 A.测量放大器

B.数字式工频有效值多用表 C.频率特性测试仪 D.短波调频接收机

E.数字化语音存储与回放系统 第五届（2001年）

第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛 A.波形发生器

B.简易数字存储示波器 C.自动往返电动小汽车 D.高效率音频功率放大器 E.数据采集与传输系统 F.调频收音机 第六届（2003年）

第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛 A.电压控制LC振荡器 B.宽带放大器

C.低频数字式相位测量仪 D.简易逻辑分析仪 E.简易智能电动车

F.液体点滴速度监控装置 第七届（2005年）

第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛 A.正弦信号发生器 B.集成运放测试仪 C.简易频谱分析仪 D.单工无线呼叫系统 E.悬挂运动控制系统 F.数控恒流源

G.三相正弦波变频电源 第八届（2007年）

第八届（2007年）全国大学生电子设计竞赛 A.音频信号分析仪 B.无线识别 C.数字示波器 D.程控滤波器 E.开关稳压电源 F.电动车跷跷板

G.积分式直流数字电压表 H.信号发生器 I.可控放大器 J.电动车跷跷板 第九届（2009年）

第九届（2009年）全国大学生电子设计竞赛 A.光伏并网发电模拟装置 B.声音导引系统 C.宽带直流放大器

D.无线环境监测模拟装置 E.电能收集充电器

F.数字幅频均衡功率放大器 G.低频功率放大器 H.LED点阵书写显示屏 I.模拟路灯控制系统 第十届（2011年）A.开关电源模块并联供电系统 B.基于自由摆的平板控制系统 C.智能小车

D.LC 谐振放大器

E.简易数字信号传输性能分析仪 F.帆板控制系统

G.简易自动电阻测试仪

H.波形采集、存储与回放系统 第十一届（2013年）

A.单相AC-DC变换电路 B.四旋翼自主飞行器

C.简易旋转倒立摆及控制装置 D.射频宽带放大器 E.简易频率特性测试仪 F.红外光通信装置 G.手写绘图板

J.电磁控制运动装置 K.简易照明线路探测仪

L.直流稳压电源及漏电保护装置

第三篇：历年全国大学生电子设计大赛题目

1994～2009全国大学生电子设计竞赛历届题目一览

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题目正弦信号发生器（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）

第八届（2007年）全国大学生电子设计竞赛题目音频信号分析仪（A题）【本科组】

无线识别装置（B题）【本科组】

数字示波器（C题）【本科组】

程控滤波器（D题）【本科组】

开关稳压电源（E题）【本科组】

电动车跷跷板（F题）【本科组】

积分式直流数字电压表（G题）【高职高专组】信号发生器（H题）【高职高专组】可控放大器（I题）【高职高专组】

电动车跷跷板（J题）【高职高专组】

第九届（2009年）全国大学生电子设计竞赛题目光伏并网发电模拟装置（A题）【本科组】声音导引系统(B题)【本科组】

宽带直流放大器（C题）【本科组】

无线环境监测模拟装置（D题）【本科组】电能收集充电器（E题）【本科组】

数字幅频均衡功率放大器（F题）【本科组】低频功率放大器（G题）【高职高专组】

LED点阵书写显示屏（H题）【高职高专组】

第四篇：2009年全国电子设计大赛题目全集

光伏并网发电模拟装置（A题）【本科组】

一、任务

设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源US和电阻RS模拟光伏电池，US=60V，RS=30Ω~36Ω；uREF 为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V，频率fREF为45Hz~55Hz；T为工频隔离变压器，变比为n2:n1=2:

1、n3:n1=1:10，将uF作为输出电流的反馈信号；负载电阻RL=30Ω~36Ω。

二、要求 1．基本要求

（1）具有最大功率点跟踪（MPPT）功能：RS和RL在给定范围内变化时，使，相对偏差的绝对值不大于1%。

（2）具有频率跟踪功能：当fREF在给定范围内变化时，使uF的频率fF=fREF，相对偏差绝对值不大于1%。

（3）当RS=RL=30Ω时，DC-AC变换器的效率≥60%。（4）当RS=RL=30Ω时，输出电压uo的失真度THD≤5%。（5）具有输入欠压保护功能，动作电压Ud（th）=（25±0.5）V。（6）具有输出过流保护功能，动作电流Io（th）=（1.5±0.2）A。2．发挥部分

（1）提高DC-AC变换器的效率，使≥80%（RS=RL=30Ω时）。（2）降低输出电压失真度，使THD≤1%（RS=RL=30Ω时）。

（3）实现相位跟踪功能：当fREF在给定范围内变化以及加非阻性负载时，均能保证uF与uREF同相，相位偏差的绝对值≤5°。

（4）过流、欠压故障排除后，装置能自动恢复为正常状态。（5）其他。

三、说明

1．本题中所有交流量除特别说明外均为有效值。2．US采用实验室可调直流稳压电源，不需自制。

3．控制电路允许另加辅助电源，但应尽量减少路数和损耗。4．DC-AC变换器效率，其中。5．基本要求（1）、（2）和发挥部分（3）要求从给定或条件发生变化到电路达到稳态的时间不大于1s。

6．装置应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。7．制作时应合理设置测试点（参考图1），以方便测试。

8．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。

声音导引系统(B题)【本科组】

一、任务

设计并制作一声音导引系统，示意图如图1所示。

图中，AB与AC垂直，Ox是AB的中垂线，O'y是AC的中垂线，W是Ox和O'y的交点。声音导引系统有一个可移动声源S，三个声音接收器A、B和C，声音接收器之间可以有线连接。声音接收器能利用可移动声源和接收器之间的不同距离，产生一个可移动声源离Ox线（或O'y线）的误差信号，并用无线方式将此误差信号传输至可移动声源，引导其运动。可移动声源运动的起始点必须在Ox线右侧，位置可以任意指定。

二、要求 1．基本要求

（1）制作可移动的声源。可移动声源产生的信号为周期性音频脉冲信号，如图2所示，声音信号频率不限，脉冲周期不限。

（2）可移动声源发出声音后开始运动，到达Ox线并停止，这段运动时间为响应时间，测量响应时间，用下列公式计算出响应的平均速度，要求平均速度大于 5cm/s。

（3）可移动声源停止后的位置与Ox线之间的距离为定位误差，定位误差小于3cm。（4）可移动声源在运动过程中任意时刻超过Ox线左侧的距离小于5cm。（5）可移动声源到达Ox线后，必须有明显的光和声指示。（6）功耗低，性价比高。2．发挥部分

（1）将可移动声源转向180度（可手动调整发声器件方向），能够重复基本要求。（2）平均速度大于10cm/s。（3）定位误差小于1cm。

（4）可移动声源在运动过程中任意时刻超过Ox线左侧距离小于2cm。

（5）在完成基本要求部分移动到Ox线上后，可移动声源在原地停止5s～10s，然后利用接收器A和C，使可移动声源运动到W点，到达W点以后，必须有明显的光和声指示并停止，此时声源距离W的直线距离小于1cm。整个运动过程的平均速度大于10cm/s。（6）其他。

三、说明

本题必须采用组委会提供的电机控制ASSP芯片（型号MMC-1）实现可移动声源的运动。在可移动声源两侧必须有明显的定位标志线，标志线宽度0.3cm且垂直于地面。误差信号传输采用的无线方式、频率不限。可移动声源的平台形式不限。

可移动声源开始运行的方向应和Ox线保持垂直。不得依靠其他非声音导航方式。

移动过程中不得人为对系统施加影响。接收器和声源之间不得使用有线连接。

宽带直流放大器（C题）【本科组】

一、任务

设计并制作一个宽带直流放大器及所用的直流稳压电源。

二、要求 1．基本要求

（1）电压增益AV≥40dB，输入电压有效值Vi≤20mV。AV可在0～40dB范围内手动连续调节。

（2）最大输出电压正弦波有效值Vo≥2V，输出信号波形无明显失真。（3）3dB通频带0～5MHz；在0～4MHz通频带内增益起伏≤1dB。（4）放大器的输入电阻≥50，负载电阻（50±2）。（5）设计并制作满足放大器要求所用的直流稳压电源。2．发挥部分

（1）最大电压增益AV≥60dB，输入电压有效值Vi≤10 mV。

（2）在AV＝60dB时，输出端噪声电压的峰－峰值VONPP≤0.3V。（3）3dB通频带0～10MHz；在0～9MHz通频带内增益起伏≤1dB。

（4）最大输出电压正弦波有效值Vo≥10V，输出信号波形无明显失真。

（5）进一步降低输入电压提高放大器的电压增益。

（6）电压增益AV可预置并显示，预置范围为0～60dB，步距为5dB（也可以连续调节）；放大器的带宽可预置并显示（至少5MHz、10MHz 两点）。（7）降低放大器的制作成本，提高电源效率。（8）其他（例如改善放大器性能的其它措施等）。

三、说明

1．宽带直流放大器幅频特性示意图如图1所示。

负载电阻应预留测试用检测口和明显标志，如不符合（50±2）的电阻值要求，则酌情扣除最大输出电压有效值项的所得分数。

3．放大器要留有必要的测试点。建议的测试框图如图2所示，可采用信号发生器与示波器/交、直流电压表组合的静态法或扫频仪进行幅频特性测量。

无线环境监测模拟装置（D题）【本科组】

一、任务

设计并制作一个无线环境监测模拟装置，实现对周边温度和光照信息的探测。该装置由1个监测终端和不多于255个探测节点组成（实际制作2个）。监测终端和探测节点均含一套无线收发电路，要求具有无线传输数据功能，收发共用一个天线。

二、要求 1．基本要求（1）制作2个探测节点。探测节点有编号预置功能，编码预置范围为00000001B～11111111B。探测节点能够探测其环境温度和光照信息。温度测量范围为0℃～100℃，绝对误差小于2℃；光照信息仅要求测量光的有无。探测节点采用两节1.5V干电池串联，单电源供电。

（2）制作1个监测终端，用外接单电源供电。探测节点分布示意图如图1所示。监测终端可以分别与各探测节点直接通信，并能显示当前能够通信的探测节点编号及其探测到的环境温度和光照信息。

（3）无线环境监测模拟装置的探测时延不大于5s，监测终端天线与探测节点天线的距离D不小于10cm。在0～10cm距离内，各探测节点与监测终端应能正常通信。2．发挥部分

（1）每个探测节点增加信息的转发功能，节点转发功能示意图如图2所示。即探测节点B的探测信息，能自动通过探测节点A转发，以增加监测终端与节点B之间的探测距离D+D1。该转发功能应自动识别完成，无需手动设置，且探测节点A、B可以互换位置。

（2）在监测终端电源供给功率≤1W，无线环境监测模拟装置探测时延不大于5s的条件下，使探测距离D+D1达到50cm。

（3）尽量降低各探测节点的功耗，以延长干电池的供电时间。各探测节点应预留干电池供电电流的测试端子。（4）其他。

三、说明

1．监测终端和探测节点所用天线为圆形空芯线圈，用直径不大于1mm的漆包线或有绝缘外皮的导线密绕5圈制成。线圈直径为（3.4±0.3）cm（可用一号电池作骨架）。天线线圈间的介质为空气。无线传输载波频率低于30MHz，调制方式自定。监测终端和探测节点不得使用除规定天线外的其他耦合方式。无线收发电路需自制，不得采用无线收、发成品模块。光照有无的变化，采用遮挡光电传感器的方法实现。

2．发挥部分须在基本要求的探测时延和探测距离达到要求的前提下实现。

3．测试各探测节点的功耗采用图2所示的节点分布图，保持距离D+D1=50cm，通过测量探测节点A干电池供电电流来估计功耗。电流测试电路见图3。图中电容C为滤波电容，电流表采用3位半数字万用表直流电流档，读正常工作时的最大显示值。如果D+D1达不到50cm，此项目不进行测试。

4．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。

电能收集充电器（E题）【本科组】

一、任务

设计并制作一个电能收集充电器，充电器及测试原理示意图如图1。该充电器的核心为直流电源变换器，它从一直流电源中吸收电能，以尽可能大的电流充入一个可充电池。直流电源的输出功率有限，其电动势Es在一定范围内缓慢变化，当Es为不同值时，直流电源变换器的电路结构，参数可以不同。监测和控制电路由直流电源变换器供电。由于Es的变化极慢，监测和控制电路应该采用间歇工作方式，以降低其能耗。可充电池的电动势Ec=3.6V，内阻Rc=0.1Ω。

二、要求

1、基本要求

（1）在Rs=100Ω，Es=10V～20V时，充电电流Ic大于（Es-Ec）/（Rs+Rc）。（2）在Rs=100Ω时，能向电池充电的Es尽可能低。

（3）Es从0逐渐升高时，能自动启动充电功能的Es尽可能低。

（4）Es降低到不能向电池充电，最低至0时，尽量降低电池放电电流。（5）监测和控制电路工作间歇设定范围为 0.1 s～5s。

2、发挥部分

（1）在Rs=1Ω，Es=1.2V～3.6V时，以尽可能大的电流向电池充电。（2）能向电池充电的Es尽可能低。当Es≥1.1V时，取Rs =1Ω； 当Es＜1.1V时，取Rs =0.1Ω。

（3）电池完全放电，Es从0逐渐升高时，能自动启动充电功能（充电输出端开路电压 ＞3.6V，短路电流＞0）的Es尽可能低。当Es≥1.1V时，取Rs =1Ω；当Es＜1.1V时，取Rs=0.1Ω。

（4）降低成本。（5）其他。

数字幅频均衡功率放大器（F题）【本科组】

一、任务

设计并制作一个数字幅频均衡功率放大器。该放大器包括前置放大、带阻网络、数字幅频均衡和低频功率放大电路，其组成框图如图1所示。

二、要求 1．基本要求

（1）前置放大电路要求：

a.小信号电压放大倍数不小于400倍（输入正弦信号电压有效值小于10mV）。b.-1dB通频带为20Hz～20kHz。c.输出电阻为600。

（2）制作带阻网络对前置放大电路输出信号v1进行滤波，以10kHz时输出信号v2电压幅度为基准，要求最大衰减≥10dB。带阻网络具体电路见题目说明1。

（3）应用数字信号处理技术，制作数字幅频均衡电路，对带阻网络输出的20Hz～20kHz信号进行幅频均衡。要求： a.输入电阻为600。

b.经过数字幅频均衡处理后，以10kHz时输出信号v3电压幅度为基准，通频带20Hz～20kHz内的电压幅度波动在1.5dB以内。2.发挥部分

制作功率放大电路，对数字均衡后的输出信号v3进行功率放大，要求末级功放管采用分立的大功率MOS晶体管。

（1）当输入正弦信号vi电压有效值为5mV、功率放大器接8电阻负载（一端接地）时，要求输出功率≥10W，输出电压波形无明显失真。

（2）功率放大电路的-3dB通频带为20Hz～20kHz。（3）功率放大电路的效率≥60％。（4）其他。

三、说明

1．题目基本要求中的带阻网络如图2所示。图中元件值是标称值，不是实际值，对精度不作要求，电容必须采用铝电解电容。

2．本题中前置放大电路电压放大倍数是在输入信号vi电压有效值为5mV的条件下测试。3．题目发挥部分中的功率放大电路不得使用MOS集成功率模块。4．本题中功率放大电路的效率定义为：功率放大电路输出功率与其直流电源供给功率之比，电路中应预留测试端子，以便测试直流电源供给功率。

5．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。

第五篇：历届电子设计大赛与控制有关的题目

目录

悬挂运动控制系统

2005E.....................................................................................................3

一、任务...........................................................................................................................3

二、要求...........................................................................................................................4

三、说明...........................................................................................................................5 电动车跷跷板

2007F...........................................................................................................5

一、任务...........................................................................................................................5

二、要求...........................................................................................................................6

三、说明...........................................................................................................................7 光伏并网发电模拟装置

2009A.........................................................................................7

一、任务...........................................................................................................................7

二、要求...........................................................................................................................8

三、说明...........................................................................................................................8 四旋翼自主飞行器

2013B...................................................................................................9

一、任务...........................................................................................................................9

二、要求.........................................................................................................................10

三、说明：.....................................................................................................................11 简易旋转倒立摆及控制装置

2013C...................................................................................12

一、任务.........................................................................................................................12

二、要求.........................................................................................................................12

三、说明.........................................................................................................................13 手写绘图板

2013G............................................................................................................14

一、任务.........................................................................................................................14

二、要求.........................................................................................................................15

三、说明.........................................................................................................................16 悬挂运动控制系统

2005E

一、任务

设计一电机控制系统，控制物体在倾斜（仰角≤100度）的板上运动。

在一白色底板上固定两个滑轮，两只电机（固定在板上）通过穿过滑轮的吊绳控制一物体在板上运动，运动范围为80cm×100cm。物体的形状不限，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的浅色坐标线（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的范围内作自行设定的运动，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的圆周运动，限300秒内完成；

（4）物体从左下角坐标原点出发，在150秒内到达设定的一个坐标点(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的坐标；

（2）控制物体沿板上标出的任意曲线运动(见示意图)，曲线在测试时现场标出，线宽1.5cm～1.8cm，总长度约50cm，颜色为黑色；曲线的前一部分是连续的，长约30cm；后一部分是两段总长约20cm的间断线段，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、说明

1、物体的运动轨迹以画笔画出的痕迹为准，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的时间，该项目不得分；

3、运动轨迹与预期轨迹之间的偏差超过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。

电动车跷跷板

2007F

一、任务

设计并制作一个电动车跷跷板，在跷跷板起始端A一侧装有可移动的配重。配重的位置可以在从始端开始的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，并给出明显的平衡指示；

（3）电动车从（2）中的平衡点出发，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 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，给出明显的平衡指示，保持平衡5秒钟以上；（3）将另一块质量为电动车质量10％～20％的块状配重放置在A至C间指定的位置，电动车能够重新取得平衡，给出明显的平衡指示，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，但不得影响跷跷板面和地面平整。（5）电动车(含加在车体上的其它装置)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。

光伏并网发电模拟装置

2009A

一、任务

设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源US和电阻RS模拟光伏电池，US=60V，RS=30Ω~36Ω；uREF为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V，频率fREF为45Hz~55Hz；T为工频隔离变压器，变比为n2:n1=2:

1、n3:n1=1:10，将uF作为输出电流的反馈信号；负载电阻RL=30Ω~36Ω。

二、要求

1．基本要求

（1）具有最大功率点跟踪（MPPT）功能：RS和RL在给定范围内变化时，使Ud=0.5Us，相对偏差的绝对值不大于1%。

（2）具有频率跟踪功能：当fREF在给定范围内变化时，使uF的频率fF=fREF，相对偏差绝对值不大于1%。

（3）当RS=RL=30Ω时，DC-AC变换器的效率ƞ≥60%。（4）当RS=RL=30Ω时，输出电压uo的失真度THD≤5%。（5）具有输入欠压保护功能，动作电压Ud（th）=（25±0.5）V。（6）具有输出过流保护功能，动作电流Io（th）=（1.5±0.2）A。2．发挥部分

（1）提高DC-AC变换器的效率，使ƞ≥80%（RS=RL=30Ω时）。（2）降低输出电压失真度，使THD≤1%（RS=RL=30Ω时）。

（3）实现相位跟踪功能：当fREF在给定范围内变化以及加非阻性负载时，均能保证uF与uREF同相，相位偏差的绝对值≤5°。

（4）过流、欠压故障排除后，装置能自动恢复为正常状态。（5）其他。

三、说明

1．本题中所有交流量除特别说明外均为有效值。2．US采用实验室可调直流稳压电源，不需自制。

3．控制电路允许另加辅助电源，但应尽量减少路数和损耗。4．DC-AC变换器效率ƞ=P0/Pd，其中P0=U01*I01，Pd=Ud*Id。

5．基本要求（1）、（2）和发挥部分（3）要求从给定或条件发生变化到电路达到稳态的时间不大于1s。

6．装置应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。7．制作时应合理设置测试点（参考图1），以方便测试。

8．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。

四旋翼自主飞行器

2013B

一、任务

设计并制作一架四旋翼自主飞行器。飞行区域俯视图和立体图分别如图1和图2所示。

图1飞行区域俯视图（图中单位：cm）

二、要求

1.基本要求

（1）四旋翼自主飞行器（下简称飞行器）摆放在图1所示的A区，一键式启动飞行器起飞；飞向B区，在B区降落并停机；飞行时间不大于45s。

（2）飞行器摆放在B区，一键式启动飞行器起飞；飞向A区，在A区降落并停机；飞行时间不大于45s。

2.发挥部分

（1）飞行器摆放在A区，飞行器下面摆放一薄铁片，一键式启动，飞行器拾取薄铁片并起飞。

（2）飞行器携带薄铁片从示高线上方飞向B区，并在空中将薄铁片投放到B区；飞行器从示高线上方返回A区，在A区降落并停机。

（3）以上往返飞行时间不大于30s。（4）其他。

三、说明：

1．飞行器桨叶旋转速度高，有危险！请务必注意自己及他人的人身安全。2．飞行器控制板的MCU必须使用组委会统一下发的R5F100LEA，必须安装在明显位置，以便检查。

3．飞行器可自制或外购，带防撞圈，外形尺寸（含防撞圈）限定为：长度≤50cm，宽度≤50cm。飞行器机身必须标注参赛队号。4．薄铁片为边长4cm的正方形，厚度≤0.05cm。

5．飞行区域地面为白色；A区、B区形状大小相同，由直径20cm黑色实心圆和直径75cm的同心圆组成，同心圆虚线线宽小于0.1cm；引导线宽度4cm，可用黑色胶带；示高线为直径0.5~0.8cm的黑色电缆线，横向悬挂于飞行区中间，距地高100cm。飞行区域不得额外设置任何标识、引导线或其他装置。

6．允许测试2次，每次测试全程不得更换电池。两次测试之间允许更换电池，更换电池时间小于2分钟。

7．飞行器不得遥控，飞行过程中不得人为干预。

8．飞行器飞行期间，触及地面后自行恢复飞行的，酌情扣分；触地后5s内不能自行恢复飞行视为失败，失败前完成动作仍计分。

9．飞行器起飞，距地面高度10cm以上视为飞离地面。

10．一键式启动是指飞行器摆放在A区或B区后，只允许按一个键启动。如有飞行模式设置应在飞行器摆放在A区或B区前完成。

11．为保证安全，可沿飞行区域四周架设安全网（长500cm，宽300cm，高200cm），顶部无需架设。若安全网采用排球网、羽毛球网时可由顶向下悬挂不必触地，不得影响视线。安装示意图如图3所示。

简易旋转倒立摆及控制装置

2013C

一、任务

设计并制作一套简易旋转倒立摆及其控制装置。旋转倒立摆的结构如图1所示。电动机A固定在支架B上，通过转轴F驱动旋转臂C旋转。摆杆E通过转轴D固定在旋转臂C的一端，当旋转臂C在电动机A驱动下作往复旋转运动时，带动摆杆E在垂直于旋转臂C的平面作自由旋转。

二、要求

1．基本要求（1）摆杆从处于自然下垂状态（摆角0°）开始，驱动电机带动旋转臂作往复旋转使摆杆摆动，并尽快使摆角达到或超过-60°~ +60°；

（2）从摆杆处于自然下垂状态开始，尽快增大摆杆的摆动幅度，直至完成圆周运动；

（3）在摆杆处于自然下垂状态下，外力拉起摆杆至接近165°位置，外力撤除同时，启动控制旋转臂使摆杆保持倒立状态时间不少于5s；期间旋转臂的转动角度不大于90°。

2．发挥部分

（1）从摆杆处于自然下垂状态开始，控制旋转臂作往复旋转运动，尽快使摆杆摆起倒立，保持倒立状态时间不少于10s；

（2）在摆杆保持倒立状态下，施加干扰后摆杆能继续保持倒立或2s内恢复倒立状态；

（3）在摆杆保持倒立状态的前提下，旋转臂作圆周运动，并尽快使单方向转过角度达到或超过360°；（4）其他。

三、说明

1．旋转倒立摆机械部分必须自制，结构要求如下：硬质摆杆E通过转轴D连接在旋转臂C边缘，且距旋转臂C轴心距离为20cm±5cm；摆杆的横截面为圆形或正方形，直径或边长不超过1cm，长度在15cm±5cm范围内；允许使用传感器检测摆杆的状态，但不得影响摆杆的转动灵活性；图1中支架B的形状仅作参考，其余未作规定的可自行设计结构；电动机自行选型。

2．摆杆要能够在垂直平面灵活旋转，检验方法如下：将摆杆拉起至水平位置后松开，摆杆至少能够自由摆动3个来回。

3．除电动机A之外，装置中不得有其他动力部件。4．摆杆自然下垂状态是指摆角为0°位置，见图2。

5．摆杆倒立状态是指摆杆在-165°至165°范围内。

6．基本要求（1）、（2）中，超过30s视为失败；发挥部分（1）超过90s视为失败；发挥部分（3）超过3分钟即视为失败；以上各项，完成时间越短越好。

7．摆杆倒立时施加干扰的方法是，以15cm长细绳栓一只5克砝码，在摆杆上方将砝码拉起15°~45°，释放后用砝码沿摆杆摆动的切线方向撞击摆杆上端1~2cm处；以抗扰动能力强弱判定成绩。

8．测试时，将在摆杆后1~2cm处固定一如图2所示轻质量角器，以方便观察摆杆的旋转角度。

手写绘图板

2013G

一、任务

利用普通PCB覆铜板设计和制作手写绘图输入设备。系统构成框图如图1所示。普通覆铜板尺寸为15cm×10cm，其四角用导线连接到电路，同时，一根带导线的普通表笔连接到电路。表笔可与覆铜板表面任意位置接触，电路应能检测表笔与铜箔的接触，并测量触点位置，进而实现手写绘图功能。覆铜板表面由参赛者自行绘制纵横坐标以及6cm x 4cm（高精度区A）和12 cm x8cm（一般精度区B）如图中两个虚线框所示。

二、要求

1.基本要求：

（1）指示功能：表笔接触铜箔表面时，能给出明确显示。（2）能正确显示触点位于纵坐标左右位置。（3）能正确显示触点四象限位置。（4）能正确显示坐标值。

（5）显示坐标值的分辨率为10mm，绝对误差不大于5mm。2．发挥部分：

（1）进一步提高坐标分辨率至8mm和6mm；要求分辨率为8mm时，绝对误差不大于4mm；分辨率为6mm时，绝对误差不大于3mm。

（2）绘图功能。能跟踪表笔动作，并显示绘图轨迹。在A区内画三个直径分别为20mm，12mm和8mm不同直径的圆，并显示该圆；20mm的圆要求能在10s内完成，其它圆不要求完成时间。（3）低功耗设计。功耗为总电流乘12V；功耗越低得分越高。要求功耗等于或小于1.5W。

（4）其他。如显示文字，提高坐标分辨率等。

三、说明

1．必须使用普通的覆铜板

（1）不得更换其它高电阻率的材料。

（2）不得对铜箔表面进行改变电阻率的特殊镀层处理。（3）覆铜板表面的刻度自行绘制，测试时以该刻度为准。

（4）考虑到绘制刻度影响测量，不要求表笔接触刻度线条时也具有正确检测能力。2．覆铜板到电路的连接应满足以下条件

（1）只有铜箔四角可连接到电路，除此之外不应有其它连接点（表笔触点除外）。（2）不得使用任何额外传感装置。3．表笔可选用一般的万用表表笔。4．电源供电必须为单12V供电。

5．基本要求除（5）外均在B区测，测分辨率和圆均在A区内测。