2014年TI杯大学生电子设计竞赛题 G题：简易风洞及控制系统（高职高专） 任务 设计制作一简易风洞及其控制系统。风洞由圆管、连接部与直流风机构成，如右所示。圆管竖直放置，长度约40cm，内径大于4cm且内壁平滑，小球（直径4cm黄色乒乓球）可在其中上下运动；管体外壁应有A、B、C、D等长标志线，BC段有1cm间隔的短标志线；可从圆管外部观察管内小球的位置；连接部实现风机与圆管的气密性连接，圆管底部应有防止小球落入连接部的格栅。控制系统通过调节风机的转速，实现小球在风洞中的位置控制。 要求 小球置于圆管底部，启动后5秒内控制小球向上到达BC段，并维持5秒以上。（20分） 当小球维持在BC段时，用长形纸板（宽度为风机直径的三分之一）遮挡风机的进风口，小球继续维持在BC段。（10分） 以C点的坐标为0cm、B点的坐标为10cm；用键盘设定小球的高度位置（单位：cm），启动后使小球稳定地处于指定的高度3秒以上，上下波动不超过±1cm。（10分） 以适当的方式实时显示小球的高度位置及小球维持状态的计时。（10分） 小球置于圆管底部，启动后5秒内控制小球向上到达圆管顶部处A端，且不跳离，维持5秒以上。（10分） 小球置于圆管底部，启动后30秒内控制小球完成如下运动：向上到达AB段并维持3~5秒，再向下到达CD段并维持3~5；再向上到达AB段并维持3~5，再向下到达CD段并维持3~5；再向上冲出圆管（可以落到管外）。（20分） 风机停止时用手将小球从A端放入风洞，小球进入风洞后系统自动启动，控制小球的下落不超过D点，然后维持在BC段5秒以上。（10分） 其他自主发挥设计。（10分） 设计报告。（20分） 项 目 主要内容 分数 系统方案 方案比较，方案描述 5 设计与论证 风洞控制实现方法 电路设计及参数计算 8 测试 测试方法与测试结果 5 设计报告结构及规范性 摘要，正文结构完整性、内容规范性 2 小计 20 说明 题中“到达XX段”是指，小球的整体全部进入该段内； 题中“维持”是指，在维持过程中小球整体全部不越过该段的端线； 小球的位置以其中心点为准（即小球的上沿切线向下移2cm，或下沿切线向上移2cm）； 直流风机的供电电压不得超过24V，注意防止风机叶片旋转可能造成的伤害；可在圆管及其周围设置传感器检测管内小球的位置；