风力摆控制系统的制作方法建议

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：风力摆上安装一向下的激光笔，静止时，激光笔的下端距地面不超过20 cm。风力摆的制作方法建议：方案1：如图B-2所示，一组直流风机用细管或棒通过万向节固定在一支架上；方案2：用粗单股导线将风力摆吊挂在支架上。

一、任务

一长约60～70 cm的细管上端用万向节固定在支架上，下方悬挂一组(2～4只)直流风机，构成一风力摆，如图B-1所示。风力摆上安装一向下的激光笔，静止时，激光笔的下端距地面不超过20 cm。设计一测控系统，控制驱动各风机使风力摆按照一定规律运动，激光笔在地面画出要求的轨迹。

图B-1风力摆结构示意

二、要求

1.基本要求

(1)从静止开始，15 s内控制风力摆做类似自由摆运动，使激光笔稳定地在地面画出一条长度不短于50 cm的直线段，其线性度偏差不大于±2.5 cm，并且具有较好的重复性；

(2)从静止开始，15 s内完成幅度可控的摆动，画出长度在30～60 cm间可设置，长度偏差不大于±2.5 cm的直线段，并且具有较好的重复性；

(3)可设定摆动方向，风力摆从静止开始，15 s内按照设置的方向(角度)摆动，画出不短于20 cm的直线段；

(4)将风力摆拉起一定角度(30°～45°)放开，5 s内使风力摆制动达到静止状态。

2.发挥部分

(1)以风力摆静止时激光笔的光点为圆心，驱动风力摆用激光笔在地面画圆，30 s内需重复3次；圆半径可在15～35 cm范围内设置，激光笔画出的轨迹应落在指定半径±2.5 cm的圆环内；

(2)在发挥部分(1)后继续作圆周运动，在距离风力摆1～2 m距离内用一台50～60 W的台扇在水平方向吹向风力摆，台扇吹5 s后停止，风力摆能够在5 s内恢复发挥部分(1)规定的圆周运动，激光笔画出符合要求的轨迹；

(3)其他。

三、说明

(1)任务中各项要求，均要考查完成时间及准确性。

(2)风力摆的制作方法建议：

方案1：如图B-2所示，一组直流风机用细管或棒(如碳素纤维管、PVC管等)通过万向节固定在一支架上；

方案2：用粗单股导线(减少自旋)将风力摆吊挂在支架上。

(3)参赛队可以自行选定一方向为0°，以此为起始，顺时针依次为90°、180°、270°等，详见图B-3，测试现场将提供此图。

图B-1风力摆结构示意

二、要求

1.基本要求

(2)从静止开始，15 s内完成幅度可控的摆动，画出长度在30～60 cm间可设置，长度偏差不大于±2.5 cm的直线段，并且具有较好的重复性；

(3)可设定摆动方向，风力摆从静止开始，15 s内按照设置的方向(角度)摆动，画出不短于20 cm的直线段；

(4)将风力摆拉起一定角度(30°～45°)放开，5 s内使风力摆制动达到静止状态。

2.发挥部分

(3)其他。

三、说明

(1)任务中各项要求，均要考查完成时间及准确性。

(2)风力摆的制作方法建议：

方案1：如图B-2所示，一组直流风机用细管或棒(如碳素纤维管、PVC管等)通过万向节固定在一支架上；

方案2：用粗单股导线(减少自旋)将风力摆吊挂在支架上。

(3)参赛队可以自行选定一方向为0°，以此为起始，顺时针依次为90°、180°、270°等，详见图B-3，测试现场将提供此图。

图B-2风力摆实现方案示意

图B-3方向角度示意

(4)直流风机是驱动风力摆的唯一动力，不得以任何其他方式影响风力摆的运动；启动后，不得以任何形式人为影响风力摆运动。

(5)各项目中，运动到达要求时需有明显声或光提示，以便开始测试及记录。

(6)发挥部分施加干扰的方式是在1～2 m的距离，用50～60 W的台扇在水平方向吹风力摆，风速在1.0～2.0 m/s范围内。

(7)风力摆在圆周运动时的旋转方向不限；测试时考查在6个均匀分布点上激光轨迹是否落在圆环内，见图B-3。

(8)各项要求中，长度均以厘米(cm)为单位，角度以10°为最小单位。

(9)赛题中要求的各项动作完成时间越短越好，超过规定时间1倍时不计成绩。

四、评分标准