2019全国大学生电子设计竞赛：模拟电磁曲射炮挑战

"2019年全国大学生电子设计竞赛赛题——模拟电磁曲射炮。本科组参赛队伍需设计并制作一个电磁炮，炮管可调节，能用电磁力发射弹丸，击中环形靶。要求包括基本要求和发挥部分，涉及硬件设计、控制策略以及自动瞄准射击功能。" 在本次2019年全国大学生电子设计竞赛中，模拟电磁曲射炮是一项挑战性的任务，旨在考验参赛者的电子设计和工程实践能力。参赛者需要设计一个电磁炮，它不仅能够发射弹丸，还能根据设定的目标位置进行调整。电磁炮的设计需要考虑炮管的水平和垂直角度调节，以适应不同方位的射击需求。 基本要求主要包括以下几点： 1. 实现弹丸的发射：电磁炮的核心是能够通过电磁力成功发射弹丸，这是设计的基础。 2. 精确射击：电磁炮需要在接收到键盘输入的距离d值（200cm到300cm之间）和角度α后，将弹丸准确地射向环形靶，误差不超过50cm。 3. 自动瞄准和射击：参赛者需设计一个控制系统，能够一键启动后自动瞄准并射击，根据击中的环形靶环数计分。 发挥部分则增加了难度和创新性： 1. 目标搜索：电磁炮需要具备自动寻找环形靶的能力，即使靶子位于指定范围内的任意位置，也能快速定位并射击。 2. 时间限制：在30秒内完成上述所有操作，这涉及到快速响应和高效算法的设计。 这个项目涵盖了多个IT和电子设计领域的知识点，包括： 1. **电磁理论**：理解电磁场的产生和变化，如何通过电磁力推动弹丸。 2. **电路设计**：设计直流稳压电源和容性储能元件，确保电磁炮的能量供应稳定。 3. **微控制器编程**：编写控制程序，实现角度输入、瞄准、射击等功能，可能涉及到C或Python等编程语言。 4. **传感器技术**：可能需要用到角度传感器和距离传感器，以获取炮管位置和目标位置信息。 5. **自动控制**：设计自动瞄准算法，可能涉及到PID控制或其他优化算法。 6. **机械结构设计**：炮管的调节机构需要合理，保证稳定性和灵活性。 7. **数据通信**：键盘输入和设备之间的通信，可能涉及串行通信或I/O接口设计。 8. **实时系统**：在限定时间内完成射击，需要考虑系统的实时性。 完成这个项目不仅要求参赛者具备扎实的电子技术基础，还需要良好的问题解决能力和创新思维，以应对实际环境中的不确定性。同时，团队协作也至关重要，因为每个成员需要在设计、编程、测试等多个环节中发挥自己的专长。