### 2009年全国大学生电子设计竞赛知识点解析 #### 一、竞赛基本信息与规则 - **竞赛时间**：2009年9月2日至9月5日。 - **参赛队伍分类**： - **本科组**：只能选择本科组题目。 - **高职高专组**：可以选择高职高专组题目，也可以选择本科组题目。 - **参赛资格**：必须是具有正式学籍的全日制在校本科生或专科生，并需提供有效的身份证明（如学生证）。 - **队伍构成**：每队限定3名成员，且比赛过程中不得更换队员。 - **竞赛场地**：参赛队伍必须在指定场地内独立完成设计和制作，不允许任何形式的交流，非参赛人员需回避。 - **提交要求**：竞赛结束时需提交设计报告、实物作品及填写好的《登记表》。 #### 二、光伏并网发电模拟装置知识点详解 **任务描述**：设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，该装置通过模拟光伏电池的工作状态，实现与电网的交互。 **模拟装置结构**： - **电源模拟**：采用直流稳压电源US（60V）和电阻RS（30Ω~36Ω）模拟光伏电池。 - **电网模拟**：通过正弦参考信号uREF模拟电网电压，频率范围45Hz~55Hz，峰峰值2V。 - **变压器**：工频隔离变压器T，变比n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，用于电压转换。 - **反馈信号**：uF作为输出电流的反馈信号。 - **负载电阻**：RL=30Ω~36Ω。 **基本要求**： 1. **最大功率点跟踪(MPPT)**：确保在RS和RL给定范围内变化时，能够实现最大功率点跟踪，相对偏差不超过1%。 2. **频率跟踪**：当uREF的频率在给定范围内变化时，uF的频率能够同步变化，相对偏差不超过1%。 3. **DC-AC变换器效率**：当RS=RL=30Ω时，DC-AC变换器效率不低于60%。 4. **输出电压失真度**：当RS=RL=30Ω时，输出电压uo的失真度THD不大于5%。 5. **输入欠压保护**：设置动作电压Ud(th)=（25±0.5）V，实现输入欠压保护。 6. **输出过流保护**：设置动作电流Io(th)=（1.5±0.2）A，实现输出过流保护。 **发挥部分**： 1. **提高效率**：进一步提高DC-AC变换器的效率至80%以上。 2. **降低失真度**：降低输出电压的失真度至1%以下。 3. **相位跟踪**：实现uF与uREF的同相位跟踪，相位偏差不超过5°。 4. **故障恢复**：过流、欠压故障排除后，装置能自动恢复正常状态。 5. **其他创新设计**：鼓励创新设计。 **评分标准**： - **设计报告**：包括方案论证、理论分析与计算、电路与程序设计、测试方案与测试结果等内容。 - **实际制作**：评估完成的实际情况。 - **发挥部分**：根据完成的具体内容给予额外加分。 - **总分**：设计报告30分+基本要求50分+发挥部分最多45分。 **设计与测试要点**： - **总体设计**：明确设计思路，绘制系统总体框图。 - **核心电路**：绘制核心电路原理图。 - **软件程序**：编写必要的控制程序。 - **测试方案**：制定详细的测试计划，确保各项性能指标符合要求。 - **测试结果**：记录完整的测试数据及分析结果。 通过以上分析可以看出，2009年的全国大学生电子设计竞赛不仅考验了参赛者的技术能力，还考察了团队合作、创新能力等方面的能力。光伏并网发电模拟装置的设计，既要求参赛者具备扎实的理论基础，又需要有较强的实践操作能力和创新思维，是一项综合性很强的比赛项目。

【标题解析】 "电赛题目：平衡车跷跷板 基于串级pid" 这个标题表明这是一个电子竞赛中的项目，挑战是设计一个能够保持平衡的自平衡车，其控制系统采用了串级PID（比例-积分-微分）算法。在实际应用中，这种技术常见于自动控制领域，如无人机、机器人以及各种需要动态稳定性的设备。 【描述详解】 描述中提到“使用stm32f103c8t6”作为微控制器，这是一款基于ARM Cortex-M3内核的STM32系列芯片，具有高性能、低功耗的特点，常用于嵌入式系统设计。它负责处理传感器数据，执行PID算法，并通过控制电机来调整平衡车的姿态。 "串级pid进行调节" 指出控制策略采用的是串级PID控制器。串级控制是一种将系统分为两个或多个子系统的控制方式，每个子系统都有独立的PID控制器。在这种情况下，可能有一个控制器负责粗调平衡车的整体姿态，另一个控制器则负责微调，以实现更精确的平衡控制。 "使小车在平衡板上保持平衡" 这句话表明系统的目标是通过实时调整电机转速，使车辆在倾斜的跷跷板上保持静态或动态平衡。这需要精确地测量车辆的倾斜角度，通常通过陀螺仪和加速度计等传感器获取数据。 【知识点拓展】 1. STM32微控制器：STM32是意法半导体公司的产品，广泛应用于嵌入式系统，具有丰富的外设接口和强大的处理能力，适合处理实时控制任务。 2. 串级PID控制：串级控制结构可以提高系统的控制精度和稳定性，对于复杂的多变量系统尤其有效。PID控制器分别对主环（如速度）和副环（如位置）进行控制，副环的输出作为主环的输入，形成闭环控制。 3. 自平衡车原理：自平衡车的核心是通过连续监测车辆姿态并调整电机转速，使车辆能够在不同条件下保持直立状态。这涉及到动态系统分析、控制理论和传感器融合技术。 4. 传感器技术：陀螺仪和加速度计用于感知车辆的倾斜角度和运动状态，为PID控制器提供反馈信息，帮助计算出合适的电机控制信号。 5. PID算法：PID控制器是工业自动化中最常用的控制算法，通过比例、积分和微分三个部分的组合，能够快速、稳定地调整系统输出，以减小误差。 这个项目不仅涉及硬件设计，还涵盖了软件编程和控制理论，对于学习者来说，是理解和实践嵌入式系统控制、传感器应用和PID控制的好案例。

2015年全国大学生电子设计竞赛全部赛题，从A题双向DC-DC变换器到J题小球滚动控制系统全部，需要的可以下载下来看看

包含2021、2020、2019、2018、2017、16、15、13、11、9。并带近四年表格题目汇总

电赛题目测量放大器设计（Proteus完美仿真）（基于C语言设计，完美仿真）

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压缩包中收集了1994年到2019年的电子设计竞赛题目，以及元器件清单可以用于准备电赛，题目是按年分的。

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适合想要了解全国大学生电子设计比赛的同学，如果你想要入门，想要参赛，那这份文档就特别适合你，我当初也是从新手小白入门，一点点到最后拿了浙江省二等奖，非常荣幸，希望能把这份好粉=运带给你。

此文档包含1994-2015全国大学生电子设计大赛的全部题目。其中2007-2015年的题目还包含器件清单。从各大网站收集而来，电子设计爱好者必备。