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[经验] 模拟电磁曲射炮+【2019电赛国一作品】

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童生

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发表于 2019-9-15 23:40:55 | 显示全部楼层
我们本来做的是电源题,奈何今年没有电源题,学校又安排了测控组的同学做A题,于是只好我们来做测控题,所幸这次测控题是开环,相对来说比较简单,所以上手也不难。后来一路下来,很幸运拿到了国一。

先说硬件部分吧,因为之前做的是电源,所以对充电这些掌握得挺好,我们并了7个大电容,保证有足够的电能发射到3米远。测距并没有使用摄像头,因为OpenMV没买测距模块,直接测距非常不准,所以采用的是TFmini的红外测距。原理图等具体见附件中的报告。

下面的参赛感想(偷懒直接用了交给学校的参赛感想)包括了电源题训练时的感想,可能对电源题的同学帮助挺大,测控只是在正式比赛时做的。

为期一个多月的电设终于结束了,虽然提前知道了这会是个很累的竞赛,但还是有种再也不想参加的感觉。一个多月里只休息了4天,其他时候从早上9点到晚上11点都是在电工楼度过。这段奋斗的日子令我永生难忘。

先说培训吧,我们一直是做电源题的培训。第一轮是05年的国赛题,题目是数控直流电流源,我们这一轮做得并不好,最后拿了C,因为直到验收早上才把电源模块什么的加进来,之前因为放大器一直不好用导致负反馈有时候形成,有时候不形成。这个bug我们焊了两块板子,调了差不多3天,用万用表试了各个地方,就是不知道为什么会出现放大器正负输入端电压不相同的情况。最后虽然解决了,但是写软件的我因为之前在和他们调硬件电路,本来应该是直接设置的值,我使用了步进,而每步步进都有误差,所以在2A时,电流只有1.8A,这个误差非常大,再加上纹波也很大,第一轮做得很糟糕。第一轮就是这样的成绩,如果再拿一个C就会被劝退,于是我就很沮丧,甚至想要直接弃赛了,最后想想如果弃赛了队友也没得做了,还是坚持了下来。
第二轮培训是15年的双向DC-DC变换器,实现对电池的充放电,这一轮的硬件电路没有什么问题,只是一开始电容容值比较大,ESR比较高,效率可能达不到,于是队友就又焊了一块板子,用多个小电容并联,减小ESR,最后的效率也是超过了要求。我是写软件的,这一轮用的是MSP432,因为432的主频只有48MHz,如果要20kHz的开关频率,则PWM波的分辨率只有1200,即10位。这分辨率感觉并不够,其他组用的都是C2000的f28069,主频高了一倍,可调的值也多了一倍。我们最终用的是拟合来确定1A~2A的步进是准确的,拟合是个好方法,在后面我们几乎每一轮都在用。

第三轮培训是17年的三相并网,这道题出名得难。我们在一开始就没打算并网,几个电气的学长讨论题目都讨论了好久,或许基本概念都已经超出了他们课程的范围。有些组打算并网,我们组就打算把三相做出来就好了,我从这一轮开始用C2000,还好从图书馆借了本参考书,第二天也整出SPWM波了。后面有时间写了个键盘,键盘本来想直接用432扩展板上的,因为那个只需要3个引脚就可以控制了,有一块控制芯片,而直接接键盘需要8个引脚控制,我担心引脚会有其他重要功能,就死磕了两天432扩展板上的键盘,后来实在不行就用8个引脚写了,两三个小时就写完了。之前浪费的时间就很可惜。还好显示屏可以直接用扩展板上的,代码也不用改,应该是键盘芯片的I2C的延时要求比显示器要高很多。

第四轮培训是09年的题,光伏并网发电模拟装置,我们一看到这个题目还吓了一跳,又是并网,那这一轮怎样都需要并网了。后来仔细看题才发现只是模拟,也就是要达到同频同相而已,如果能够同幅,就能真正实现并网,17年的题也就能做出来了(其实后来发现C2000就有两块单片机的pwm波同步功能,可以直接实现同频同相)。我们这一轮碰到的问题就是C2000的eCAP模块采样不准,在电压小的时候是正常的可以采集到频率是多大,但电压大时就很不稳定了,完全检测不到正常的频率,一开始以为是过零比较器的问题,我们使用了迟滞比较器,这样在0附近就不会产生波动,但仍然没解决问题,就以为随着电压增大纹波也在增大导致的,于是通过各种方法,如并电容啊,并磁珠之类的把纹波控制住了,但仍然没解决,后来实在是很绝望,就乱插拔线,结果就是这样给解决了,将单片机的地用杜邦线连到电路的地上,而不是通过电源直接共地连接。或许通过电源共地会产生高频的干扰,如果单片机直接接地就不会。这个bug我们调了两天,才回到两天前的水平,后面还有个同相的问题,通过异步调整相位和检测频率解决了。

赛题出来后我们看到A是无线充电小车???那不是测控题最后一轮练的吗?我们就不知道做什么了,所以第一天上午电源组的人到处逛街,没有可以做的题呀!然后也为自己花了1个多月积累下来的模块都没用到可惜,单片机的SPWM程序等等也没用了。后来黄老师过来给我们安排说让我们做电磁炮,就是测控的题目,而测控组去做小车,我们只好服从了安排。四天三夜还是挺漫长的,毕竟每天没有睡多久。一开始打算用OpenMV来测距,整了半天多的通信,把通信搞定了才发现测距非常不准,人的皮肤都会识别为红色。于是只好半路转为激光,还好找了官方的Arduino例程,我照着它写了遍,很快就把测距模块搞定了。最后就是调试了,测距时测距非常不稳,我们用方法固定,后来还在舵机下塞了块硬币,总算稳住了。装箱那天下午三点我们就做完了,当时想着要做其他,但是想不到要做什么其他,就没有加其他。

省赛挺顺利,国赛时运气就很差了,先是测距模块掉了下来,然后同济大学提供的万用表还是坏的,还是很晚才发现。而我们一直以为是电压源是坏的,这两个问题叠加起来,让我们发挥非常之差,也积累了挺宝贵的教学,一是能加固的地方就尽量加固,二是电压源一般不会出问题,出问题先看万用表对不对。

不管怎样,电设让我学到了很多东西,感谢两位队友,感谢学校提供的丰富资源和各位老师辛勤的付出。电设会是我大学里最累但学到最多东西的一段经历了。
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点评

gk18965 https://www.ishopauto.com 硬件工程师必上网站 发表于 2019-10-14 21:12

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童生

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发表于 2019-9-16 14:22:53 | 显示全部楼层
附上获奖名单
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betway必威官网-17

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白丁

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发表于 2019-9-17 15:12:36 | 显示全部楼层
感谢楼主的分享,愿前程似锦

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白丁

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发表于 2019-9-17 16:46:50 | 显示全部楼层
牛。。。。。。

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白丁

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发表于 2019-9-17 18:21:57 | 显示全部楼层
感谢楼主分享,愿前途无量

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白丁

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发表于 2019-9-18 07:46:29 来自手机 | 显示全部楼层
有原理部分说明没有

  • TA的每日心情

    2017-12-13 18:06
  • 签到天数: 12 天

    连续签到: 1 天

    [LV.3]偶尔看看II

    发表于 2019-9-18 08:24:48 | 显示全部楼层
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    童生

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    发表于 2019-9-18 10:34:50 | 显示全部楼层
    x654876266 发表于 2019-9-18 07:46
    有原理部分说明没有

    原理在报告里

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    发表于 2019-9-18 10:51:13 来自手机 | betway必威官网登陆网址-显示全部楼层
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    白丁

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    发表于 2019-9-18 22:44:19 来自手机 | betway必威官网-显示全部楼层
    楼主好厉害
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