2024年全国大学生电子设计竞赛E/F/H题赛题分析

2024年全国大学生电子设计竞赛E/F/H题赛题分析

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/weiqifa0/article/details/141073504

全国大学生电子设计竞赛（电赛）一直是电子工程领域的重要赛事，选择合适的题目和方案对于参赛选手来说至关重要。以下是达尔闻对2024年电赛E、F、H题的详细分析，邀请了前国一选手对各题目的硬件方案、器件选择和软件程序等方面给出了具体建议。

E题 三子棋游戏装置

硬件方案

1. 下棋硬件

• 舵机机械臂方案：需要进行运动学逆运算，适合已有准备的团队。
• 铝型材+步进电机方案：类似于3D打印机结构，控制方便，精度高。
• 围棋机器人机械臂方案：结构简单，运动学解析简单，精度也不错。

2. 棋子

• 选用铁质棋子，机械臂上使用电磁铁控制。

3. 棋盘

• 可以使用视觉识别（OpenMV、OpenCV），但也可以简化为只识别棋子位置。
• 建议在棋盘底部放置红外对管装置识别棋子，并加装编码器或按键识别棋盘旋转。

软件程序

• 可以自己写算法保证人执黑棋先行时装置不输。三子棋走法有限，可以穷举处理。

F题 磁悬浮实验装置

市面上大多数磁悬浮装置采用外圈永磁体和内圈电磁铁的结构。但本题要求底座不得安装永磁体，因此需要用电磁铁替代永磁体。

• 外圈电磁铁通恒定电流提供恒定磁场，内圈电磁铁用于调整悬浮。
• 中心使用4个电磁铁（两个控制X方向，两个控制Y方向，共同控制Z方向）。
• 电磁铁中心安装3个霍尔传感器（XYZ方向），输出模拟量供单片机读取。
• 控制系统可以使用PID或LQR算法，有能力的话实现电流闭环控制。

H题 自动行驶小车

本题要求小车上不得安装摄像头，因此需要采用其他传感器实现循迹和姿态控制。

• 循迹部分：使用灰度传感器。
• 姿态控制：使用陀螺仪（如ICM42605、ICM42688或MPU6050）进行闭环控制。
• 偏航角偏差校正：通过积分获取偏航角数据，闭环控制小车姿态。
• 全向轮反馈：使用全向轮检测横移量，校准小车姿态（可选）。
• 激光对准：在车顶放置激光器，实现精准对准。

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