全国大学生电子设计竞赛2019年电磁炮项目完整代码解析

资源摘要信息:"全国大学生电子设计竞赛——2019电磁炮完整代码" 一、竞赛背景及任务概述 全国大学生电子设计竞赛是一项面向在校大学生的科技创新活动，旨在提高学生运用电子信息技术解决实际问题的能力。2019年的竞赛任务是设计并制作一款模拟电磁曲射炮（简称电磁炮），该电磁炮需满足以下基本要求和发挥部分要求。 二、电磁炮设计与制作基本要求 1. 设计与制作原则：电磁炮应能够自行设计并制作，其炮管在水平方位和垂直仰角方向上可以调节。使用直流稳压电源供电，允许在电磁炮系统内使用容性储能元件。 2. 电磁炮与环形靶的位置关系：电磁炮应放置在定标点处，炮管初始水平方向与中轴线夹角为0°，垂直方向仰角为0°。环形靶应水平放置在距离定标点200cm至300cm的范围内，并且靶心位置与中心轴线的夹角应不大于±30°。 3. 发射要求：电磁炮必须能够在不超过30秒的周期内完成发射。电磁炮需能将弹丸射出炮口，并在满足条件后击中环形靶。设计者需要编写程序控制电磁炮的发射距离和方向。 三、电磁炮的基本功能与性能指标 1. 基本功能：电磁炮需要满足以下三个基本功能： （1）能够将弹丸射出炮口。 （2）根据键盘输入的靶心距离d（200cm≤d≤300cm），电磁炮能将弹丸发射到该距离范围内，并且距离偏差的绝对值不大于50cm。 （3）根据键盘输入的靶心距离d和靶心与中心轴线的偏离角度a，一键启动后，电磁炮能自动瞄准射击，并根据击中环形靶环数计分，脱靶则不计分。 2. 性能指标：电磁炮需要达到以下性能指标： （1）电磁炮的发射周期不超过30秒。 （2）击中环形靶的精度需满足一定的标准，即距离偏差的绝对值不超过50cm。 （3）电磁炮应能够通过程序控制实现自动瞄准和射击功能。 四、电磁炮的发挥部分要求 发挥部分强调设计者在满足基本要求的基础上，可以进行更为创新的设计，例如增加自动搜寻目标的能力，以及提高电磁炮的自动化程度和准确性。 五、电磁炮系统的组成与关键技术 1. 系统组成：电磁炮系统可能包括但不限于以下部分： - 供电系统：使用直流稳压电源供电。 - 储能与释放系统：利用容性储能元件进行能量的储存与快速释放。 - 发射与定位系统：实现弹丸的发射和精确打击。 - 控制系统：包含电子控制单元（ECU）和用户界面，用于输入参数和控制射击流程。 - 目标识别与自动瞄准系统：如果设计中包含自动瞄准，则需要相应的传感器和算法来识别环形靶的位置并进行自动瞄准。 2. 关键技术：设计电磁炮时可能需要掌握的关键技术包括： - 电子电路设计：包括供电、储能、控制电路的搭建。 - 机械结构设计：炮管的调节机制，保证炮管的精准运动。 - 精准定位技术：使用传感器和算法实现对目标的精确定位。 - 控制算法：实现对电磁炮发射参数的精确控制，如电磁线圈的激发时序和力度。 六、竞赛的意义与目标 全国大学生电子设计竞赛旨在激发大学生的创新意识，培养电子信息技术应用能力，通过解决实际问题来提高工程实践能力。竞赛不仅要求参赛者具备扎实的电子技术知识，还需要具备良好的创新思维、团队协作精神和工程实践能力。