随着开赛倒计时落下帷幕,2025年全国大学生电子设计大赛赛题也是随之公布,话不多说让我们看看今年的赛题概况。
1、电源题
能量回馈的变流器负载试验装置(A)
设计并制作一个装置,核心是通过两个变流器实现能量循环。变流器1把直流电变成交流电,变流器2再把交流电转回直流电,并送回给变流器1,这样就能减少外部电源的消耗,达到节能目的。
单相有源电力滤波实验装置(B)
设计并制作单相有源电力滤波实验装置(APF),检测非线性负载电流谐波,产生补偿电流降低网侧电流谐波含量。非线性负载电路包括半波或桥式整流、电容滤波选项。
基本要求:
(1) 制作非线性负载电路,输出直流电流≥2A
(2) 检测并同步显示变压器副边电压u_S和负载电流i_L波形,测量i_L有效值I_LRMS(误差≤5%)。
(3) 测量i_L谐波含有率H_2~H_5,最高谐波含有率H_mL测量误差≤3%。
发挥部分:
(1) APF输出补偿电流i_F,有效值≥0.1A,频率f_F与最高谐波频率f_m偏差≤1Hz。
(2) 降低网侧电流中最高谐波含有率H_mS≤5%(K_D、K_C断开)。
(3) 同上,但K_D、K_C闭合。
(4) 降低网侧电流总谐波畸变率THD≤5%。
(5) 其他创新。
STM32如何利用快速傅里叶变换FFT获取信号的总谐波失真(THD)
2、控制题
基于单目视觉的目标物测量装置(C)
设计制作基于单目视觉的目标物测量装置,测量基准线到目标物的距离D和物面上几何图形的边长或直径x。装置由摄像头和测量电路组成,5V直流电源供电。
对四个发挥目标物(正方形组合)测试,测量D和最小面积正方形的
wc,这题不就是20年的电赛,非接触物体尺寸形态测量来打复活赛了,也是检测圆形、三角形、矩形的颜色和尺寸,这道题在于不能用集成的摄像头模块,但是STM32H7+摄像头+Yolo的方案不是很好实现嘛。
简易自行瞄准装置(E)
设计制作一个简易自行瞄准装置,包括自动寻迹小车和瞄准模块。小车采用TIMSPM0系列MCU控制巡迹和电机,瞄准模块使用蓝紫激光笔通过二维云台瞄准目标靶(A4紫外感光纸)。装置需支持小车沿轨迹行驶,并发射激光击中靶心或画圆。
果不其然,就是固定靶+移动车的组合,许多的UP主押题也是这个,博主的押题也是这个。
注意这道题目限制TI单片机,其实也是电赛老作风了,国赛年限制小车TI板子。
3、测量题
设计并制作一个简易以太网双绞线测试仪,用于测量线缆的线对连接关系(直连或交叉)、类型(UTP或SFTP)、直流电阻、交流衰减(仅发挥部分)、长度和短路位置。测试仪通过RJ45连接器连接线缆,由不大于6V的单电源供电,需支持“双端检测”和“单端检测”两种工作模式。
电路模型探究装置(G)
设计并制作RC有源滤波电路(已知模型电路)和电路模型探究装置。基本要求中,探究装置控制已知模型电路输出信号;发挥部分中,探究装置对未知模型电路自主学习、建模,并推理生成相同输出信号。
这部分涉及到了非常深厚的数学知识,博主专业课是主修自动控制理论的,所以对这道题非常感兴趣。
4、射频题
简易自动接收机(F 题)
设计并制作一台简易自动接收机,自动搜索并接收 88MHz~108MHz 频率范围内的调频或调幅信号。接收机接收的信号由射频信号源产生,载波频率调节步进为 100kHz,调制信号的频率范围为 300Hz~3400Hz接收机输出端接 8Ω 负载电阻。自动识别调制方式,解调输出信号用示波器观察,波形应无明显失真
基本要求:
(1) 搜索解调FM信号(频偏Δf_max=5kHz~75kHz),输出信号峰峰值≥0.9V。
(2) 搜索解调AM信号(调制度m=30%~60%),输出信号峰峰值≥0.9V。
(3) 解调输出信号幅度自动控制在1V±0.1V(正弦调制)。
(4) 响应时间≤10s。
发挥部分:
(1) 自动识别单频载波、FM或AM信号,显示结果并解调。
(2) 提高灵敏度,解调载波电平≤-95dBm的AM信号。
(3) 响应时间≤5s。
(4) 其他创新。
5、总结
看这次电赛的控制题和测量题,并没有让人眼前一新的感觉,甚至控制题从赛前大家都能够猜出来题目形式,甚至C题单目标检测,纯粹的在玩图像处理,只不过要求不能使用现成的摄像头模块,但是像STM32H7这类单片机,跑Yolo模型都随便能跑的,只要熟悉ST的视觉方案,实现这个题目完全是没有什么难度的。
再看测量题,以太网双绞线测试,果然和23年电赛那样子对一个常见的实验室器材进行测量,和同轴电缆异曲同工的感觉,G题信号装置更是有点招笑的感觉了。深入学习过自动控制理论的同学,都知道这个传递函数是一个经典的二阶振荡环节,用电路实现起来也非常的简单,2问探究装置,更是直接一个DDS就能解决的问题,输出可调正弦波?什么我没听错吧?这居然能单独当作一个小问出现?
总而言之,这次电赛的题目博主并没有感觉到眼前一亮,特别是G题测量装置,我在早些时候就分享过一些拉普拉斯变换和实际电路之间的数学联系。
拉普拉斯变换:数学与工程中的强大工具
学了这么久才搞明白RC公式是怎么来的!
去年八月份的构思如同子弹一般,击中了一年后的我,论一种阶跃响应测电感参数电路的理论分析
从数学角度分析,在RCL串联电路中,改变元件位置为什么会让我的电路发生振荡?
这些都是博主将拉普拉斯变化和实际的电路相结合的文章,希望对选手们有所帮助。
预祝大家马到成功!
最后,祝愿所有参加电赛的选手,都能够取得自己心满意足的成绩。