2021年_A题：信号失真度测量装置 一、任务设计制作信号失真度测量装置，对来自函数/任意波形发生器的周期信号（以下简称为输入信号）进行采集分析，测得输入信号的总谐波失真 THD（以下简称为失真度），并可在手机上显示测量信息。测量装置系统组成示意图如图 1 所示。 二、要求 1.基本要求（1）输入信号的峰峰值电压范围：300mV~600mV。（2）输入信号基频：1kHz。（3）输入信号失真度范围：5% ~ 50%。（5）显示失真度测量值THDx 。（6）失真度测量与显示用时不超过 10 秒。2. 发挥部分（1）输入信号的峰峰值电压范围：30mV ~ 600mV。 （2）输入信号基频范围：1kHz ~100kHz。（4）测量并显示输入信号的一个周期波形。（5）显示输入信号基波与谐波的归一化幅值，只显示到 5 次谐波。（6）在手机上显示测量装置测得并显示的输入信号THDx 值、一个周期波形、基波与谐波的归一化幅值。（7）其他。  三、说明（1）本题用于信号失真度测量的主控制器和数据采集器必须使用 TI 公司的MCU 及其片内 ADC，不得使用其他片外 ADC 和数据采集模块（卡）成品。（2）关于 THD 的说明：当放大器输入为正弦信号时，放大器的非线性失真表现为输出信号中出现谐波分量，即出现谐波失真，通常用“总谐波失真 THD（totalharmonic distortion）”定量分析放大器的非线性失真程度。  为本题失真度的标称值。  若失真度测量值为THDx ，则失真度测量误差的绝对值为 （3）基波与谐波的归一化幅值：当输入信号的基波幅值为Um1，各次谐波幅值分别为Um2 、Um3…，基波与谐波的归一化幅值为：1、( Um2/ Um1)、(Um3/ Um1) …。 （4）用函数/任意波形发生器（以下简称为发生器）输出的周期信号作为测量装置的输入信号。参赛队员必须熟练掌握发生器“谐波发生”功能的操作技能（包括但不限于设置信号谐波参数、存储与调用信号）。（5）参赛队必须自带本队自用的发生器参加赛区作品测试，根据测试专家提出的有关要求自行设定、存储自带发生器的输出信号，作为测量装置输入信号。 （6）除输入信号外，不得再有任何其他信号引入测量装置。一键启动测量后，装置应在 10 秒钟内自动完成失真度测量与显示（期间不得有人工操作），超时扣分。一旦测量显示总用时超过 30 秒，停止作品测试。  

2021年_B题：三相AC-DC变换电路 一 、任务设计并制作图 1 所示的三相 AC-DC 变换电路，该电路的直流输出电压 Uo应稳定在 36V，直流输出电流 Io额定值为 2A。 二 、要求1. 基本要求（1）交流输入线电压 Ui=28V，Io=2A 时，Uo=36V±0.1V。（2）当 Ui=28V，Io在 0.1A～2.0A 范围内变化时，负载调整率 SI ≤ 0.3%。（3）当 Io=2A，Ui 在 23V～33V 范围内变化时，电压调整率 SU ≤ 0.3%。（4）在 Ui=28V，Io=2A，Uo=36V 条件下，AC-DC 变换电路的效率 η 不低于 85%。  2. 发挥部分（1）在 Ui=28V，Io=2A，Uo=36V 条件下，AC-DC 变换电路输入侧功率因数不低于 0.99。（2）在 Ui=28V，Io=2A，Uo=36V 条件下，AC-DC 变换电路的效率 η 不低于 95%。（3）三相 AC-DC 变换电路能根据数字设定自动调整功率因数，功率因数调整范围为 0.90~1.00，误差绝对值不大于 0.02。（4）其他。  三 、说明（1）图 1 中的变压器由三相自耦调压器和三相隔离变压器组合构成，变压器原、副边侧均为三相对称交流电。变压器原边电压较高，请务必注意安全。 （4）AC-DC 变换电路的直流辅助电源作为变换电路的组成部分，可购买电源模块（亦可自制），由图 1 中的变压器供电，其耗能应计入 AC-DC 变换电路的效率计算中。测试现场不另行提供其他交、直流电源。（5）制作时须考虑测试方便，合理设置测试点，参考图 1。（6）本题测试统一使用功率分析仪。

2021年_C题：三端口 DC-DC 变换器 一 任务设计并制作三端口 DC-DC 变换器，其结构框图如图 1 所示。变换器有两种工作模式：模式 I，模拟光伏电池向负载供电的同时为电池组充电（IB>0）；模式 II，模拟光伏电池和电池组同时为负载供电（IB<0）。根据模拟光照（US 的 大小）和负载情况，变换器可以工作在模式 I或模式 II，并可实现工作模式的自动转换，在各种情况下均应保证输出电压 UO稳定在 30V。  二 要求1. 基本要求（1）US=50V、IO=1.2A 条件下，变换器工作在模式 I，UO=30V±0.1V，IB≥0.1A。（2）IO=1.2A、US由 45V 增加至 55V ，电压调整率 SU ≤ 0.5% 。 （3）US=50V、IO由 1.2A 减小至 0.6A，负载调整率 SI ≤ 0.5%。（4）US=50V、IO=1.2A 条件下，变换器效率I ≥90%。2. 发挥部分（2）US=35V、 IO=1.2A 条件下，变换器工作在模式 II，UO=30V±0.1V，效率II ≥95%。（3）US=35V、 IO由 1.2A 减小至 0.6A，变换器能够从模式 II 自动转换到模式 I，负载调整率 SI ≤ 0.1%。（4）其他。  三 说明 图 1 中直流稳压电源、二极管 D、电阻 RS 构成模拟光伏电池。直流稳压电源建议使用输出电压不小于 60V（可两路串联获得），额定电流不小于 3A 的成品电源，使用过程中应注意安全、避免触电伤害，测试时直流稳压电源由赛区提供；二极管 D、电阻 RS的选用应注意电流、功率等指标，必要时加装散热装置，注意避免烫伤。 图 1 中电池组由 4 节容量 2000~3000mAh 的 18650 型锂离子电池串联组成，要求采用自带管理功能(或自带保护板）的电池。电池组不需封装在作品内，测试时自行携带至测试场地，测试过程中不允许更换电池。 参赛队应认真阅读所用电池的技术资料，能够正确估算或检测电池的荷电状态，测试前自行合理设定电池的初始状态，保证测试过程中电池能正常充、放电。 基本要求（2）中  其中 UO45 为 US=45V 时的输出电压，UO55 为 US=55V 时的输出电压；类似地，发挥部分（1）中，基本要求（3）和发挥部分（3）中的 变换器效率 η1=(Pp+PB)/PⅠ×100%，ηⅡ=Po/（PⅠ+PB）×100%，其中PⅠ=UⅠ·IⅠ、Po=Uo·Io、PB=|UB ·IB| 变换器的所有电路（包括测控电路）均由模拟光伏电池供电，即从输入端口（UⅠ处）取电。赛区测试时不再接入其他任何交、直流电源。 制作时应合理设置测试点，具体可参考图

2021年_D题：基于互联网的摄像测量系统 一、任务 设计并制作一个基于互联网的摄像测量系统。系统构成如图 1 所示。图中边长为 1 米的正方形区域三个顶点分别为 A、B 和 O。系统有两个独立的摄像节点，分别放置在 A 和 B。两个摄像节点拍摄尽量沿 AO、BO 方向正交，并通过一个百兆/千兆以太网交换机与连接在该交换机的一个终端节点实现网络互联。交换机必须为互联网通用交换机，使用的网口可以任意指定。在 O 点上方悬挂一个用柔性透明细线吊起的激光笔，透明细线长度为 l。激光笔常亮向下指示，静止下垂时的指示光点与 O 点重合。拉动激光笔偏离静止点的距离小于 10cm，松开后时激光笔自由摆动，应保证激光笔指示光点的轨迹经 O 点往复直线运动，轨迹与 OA 边的夹角为 θ。利用该系统实现对长度 l 和角度 θ 的测量。 二 要求1. 基本要求（1）设计并制作两个独立的摄像节点，每个节点由一个摄像头和相应的电路组成。两个摄像节点均可以拍摄到激光笔的运动视频并显示。（2）设计并制作终端节点。在终端显示器上可以分别和同时显示两个摄像节点拍摄的实时视频。在视频中可以识别出激光笔，并在视频中用红色方框实时框住激光笔轮廓。（3）测量系统在终端节点设置一键启动。从激光笔摆动开始计时，测量系统通过对激光笔周期摆动视频信号的处理，自动测量长度 l，50cm≤ l ≤150cm，θ角度自定。测量完成时，终端声光提示并显示长度 l。要求测量误差绝对值小于2cm，测量时间小于 30 秒。2. 发挥部分（1）一键启动后，测量系统通过两个独立摄像节点的网络协同工作，当 θ=0°和 θ=90°时，能自动测量长度 l，50cm≤ l ≤150cm。要求测量误差绝对值小于 2cm，测量时间小于 30 秒。（2）一键启动后，可以测量 θ，0°≤ θ ≤90°。要求测量误差绝对值小于 5°。测量时间小于 30 秒。（3）其他。三 说明（1）摆的柔性透明细线建议采用单股透明的钓鱼线，直径小于 0.2mm。不要采用一般捻和的缝纫线，防止激光笔吊起后自转。考虑实际摆与理想摆的差异以及各地重力加速度会有差异，系统应具有校准处理的功能。（2）系统获取摆的信息必须来自摄像节点拍摄的视频信息，不得在摆及其附近安装其他传感器和附加装置。θ角度的标定可利用量角器测量激光指示光点轨迹与 OA 边的夹角实现。（3）两个摄像节点拍摄的取景范围仅限激光笔摆动区间的内容，不能包含全部柔性细线的内容和地面激光光点轨迹的内容。在测量 l 和 θ 的过程中，如果视频包含上述内容，需用纸片遮挡这部分内容。否则不进行测试。（4）拍摄背景为一般实验室场景，背景物体静止即可，不得要求额外处理。（5）三个节点不得采用台式计算机和笔记本电脑。

2021年_E题：数字 - 模拟信号混合传输收发机 一 、任务 设计并制作在同一信道进行数字-模拟信号混合传输的无线收发机。其中，数字信号由 4 个 0~9 的一组数字构成；模拟信号为语音信号，频率范围为100Hz~5kHz。采用无线传输，载波频率范围为 20~30MHz，信道带宽不大于 25kHz，收发设备间最短的传输距离不小于 100cm。收发机的发送端完成数字信号和模拟信号合路处理，在同一信道调制发送。 收发机的发送端完成数字信号和模拟信号合路处理，在同一信道调制发送。收发机的接收端完成接收解调，分离出数字信号和模拟信号，数字信号用数码管显示，模拟信号用示波器观测。 二 、要求 1. 基本要求（1） 实现模拟信号传输。模拟信号为 100Hz~5kHz 的语音信号，要求接收端解调后的模拟信号波形无明显失真。在只有模拟信号传输时，接收端的数码显示处于熄灭状态。（2） 实现数字信号传输。首先键入 4 个 0~9 的一组数字，在发送端进行存储并显示，然后按下发送键对数字信号连续循环传输。在接收端解调出数字信号，并通过 4 个数码管显示。要求开始发送到数码管显示的响应时间不大于 2 秒。当发送端按下停止键，结束数字信号传输，同时在发送端清除已传数字的显示，等待键入新的数字。（3）实现数字-模拟信号的混合传输。任意键入一组数字，与模拟信号混合调制后进行传输。要求接收端能正确解调数字信号和模拟信号，数字显示正确，模拟信号波形无明显失真1。（4） 收发机的信道带宽不大于 25kHz，载波频率范围为 20~30MHz。要求收发机可在不少于 3 个载波频率中选择设置，具体的载波频率自行确定。2. 发挥部分（1）在发送端停止数字信号传输后，接收端数码显示延迟 5 秒自动熄灭。（2）在满足基本要求的前提下，收发机发送端的功耗越低越好。（3）在满足基本要求的前提下，收发机所传输的模拟信号频率范围扩展到50Hz~10kHz。（4）其他。 三、说明（1）数字和模拟信号必须先经过合路电路处理，然后在同一信道上调制传输，其调制方式和调制度自行确定。在合路电路的输出端应留有观测端口，用于示波器观测合路信号的波形变化。（2）收发机的发送端和接收端之间不得有任何连线。（3）收发机的发送端与天线的连接采用 SMA 接插头，发送端为 F（母）头，天线端为 M（公）头。天线的长度不超过 1 米。 （4）收发机的发送端和接收端均采用电池单电源供电，发送端的供电电路应留有供电电压和电流的测试端口。（5）收发机的载波频率选取应尽量避开环境电波干扰。（6）本题目中信道带宽约定为已调信号的 -40dB 带宽，通过频谱仪进行测量。具体如图 2 所示。  

智能送药小车（F题） 一、任务 设计并制作智能送药小车，模拟完成在医院药房与病房间药品的送取作业。院区结构示意如图 1 所示。院区走廊两侧的墙体由黑实线表示。走廊地面上画有居中的红实线，并放置标识病房号的黑色数字可移动纸张。药房和近端病房号（1、2 号）如图 1 所示位置固定不变，中部病房和远端病房号（3-8 号）测试时随机设定。 工作过程：参赛者手动将小车摆放在药房处（车头投影在门口区域内，面向病房），手持数字标号纸张由小车识别病房号，将约 200g 药品一次性装载到送药小车上；小车检测到药品装载完成后自动开始运送；小车根据走廊上的标识信息自动识别、寻径将药品送到指定病房（车头投影在门口区域内），点亮红色指示灯，等待卸载药品；病房处人工卸载药品后，小车自动熄灭红色指示灯，开始返回；小车自动返回到药房（车头投影在门口区域内，面向药房）后，点亮绿色指示灯。 二、要求 1．基本要求 单个小车运送药品到指定的近端病房并返回到药房。要求运送和返回时间均小于 20s，超时扣分。 单个小车运送药品到指定的中部病房并返回到药房。要求运送和返回时间均小于 20s，超时扣分。 单个小车运送药品到指定的远端病房并返回到药房。要求运送和返回时间均小于 20s，超时扣分。  2．发挥部分 两个小车协同运送药品到同一指定的中部病房。小车 1 识别病房号装载药品后开始运送，到达病房后等待卸载药品；然后，小车 2 识别病房号装载药品后启动运送，到达自选暂停点后暂停，点亮黄色指示灯，等待小车 1 卸载；小车 1 卸载药品，开始返回，同时控制小车 2 熄灭黄色指示灯并继续运送。要求从小车 2 启动运送开始，到小车 1 返回到药房且小车 2 到达病房的总时间（不包括小车 2 黄灯亮时的暂停时间）越短越好，超过 60s 计 0 分。 两个小车协同到不同的远端病房送、取药品，小车 1 送药，小车 2 取 药。小车 1 识别病房号装载药品后开始运送，小车 2 于药房处识别病房号等待小车 1 的取药开始指令；小车 1 到达病房后卸载药品，开始返回，同时向小车 2发送启动取药指令；小车 2 收到取药指令后开始启动，到达病房后停止，亮红色指示灯。要求从小车 1 返回开始，到小车 1 返回到药房且小车 2 到达取药病房的总时间越短越好，超过 60s 计 0 分。 其他。 三、说明 院区可由铺设白色亚光喷绘布制作。走廊上的黑线和红线由喷绘或粘贴线宽约为 1.5cm~1.8cm 的黑色和红色电工胶带制作。药房和病房门口区域指其标线外沿所涵盖的区域，其标线为约 2cm 黑白相间虚线。图 1 中非黑色、非红色仅用于识图解释，在实测院区中不出现。 标识病房的黑色数字可在纸张上打印，数值为 1-8，每个数字边框长宽为 8cm×6cm，将“数字字模.pdf”文件按实际大小打印即可；数字标号纸张可由无痕不干胶等粘贴在走廊上，其边框距离实线约 2cm；图 1 中标识远端病房的两个并排数字边框之间距离约 2cm。 小车长×宽×高不大于 25cm×20cm×25cm，使用普通车轮（不能使用履带或麦克纳姆轮等特殊结构）。两小车均由电池供电，小车间可无线通信，外界无任何附加电路与控制装置。 作品应能适应无阳光直射的自然光照明及顶置多灯照明环境，测试时不得有特殊照明条件要求。 每项测试开始时，只允许按一次复位键，装载药品后即刻启动运送时间计时，卸载药品后即刻启动返回时间计时。计时开始后，不得人工干预。每个测试项目只测试一次。 小车于药房处识别病房号的时间不超过 20s。发挥部分（1）中自选暂停点处的小车 2 与小车 1 的车头投影外沿中心点的红实线距离不小于 70cm。 有任何一个指示灯处于点亮状态的小车必须处于停止状态。两小车协同运送过程中不允许在同一走廊上错车或超车。 测试过程中，小车投影落在黑实线上或两小车碰撞将被扣分；小车投影连续落在黑实线上超过 30cm 或整车越过黑实线，或两小车连续接触时间超过5s，该测试项计 0 分。 参赛者需自带 2 套数字标号纸张，无需封箱。

植保飞行器（G题） 一、任务  设计一基于四旋翼飞行器的模拟植保飞行器，能够对指定田块完成“撒药” 作业。如图 1 所示作业区中，灰色部分是非播撒区域，绿色部分是待 “播撒农药” 的区域，分成多个 50cm× 50cm 虚线格区块，用 1~28 数字标识，以全覆盖 飞行方式完成播撒作业。 作业中播撒区域不得漏 撒、重复播撒，非播撒区 域不得播撒，否则将扣分； 播撒作业完成时间越短 越好。 图 1 中，黑底白字的 “十”字是飞行器起降点标 识；“21”是播撒作业起点 区块，用“A”标识；飞行 器用启闭可控、垂直向下安装 的激光笔的闪烁光点表示播撒动作，光点在每个区块闪烁 1~3 次视为正常播撒； 同一区块光点闪烁次数大于 3 次，将被认定为重复播撒。激光笔光点闪烁周期1~2s。 二、要求 1. 基本要求（1）飞行器在“十”字起降点垂直起飞，升空至 150 ± 10cm 巡航高度。（2）寻找播撒作业起点，从“A”所在区块开始“撒药”作业。（3）必须在 360 秒内完成对图 1 中所有绿色区块进行全覆盖播撒。（4）作业完成后稳定准确降落在起降点；飞行器几何中心点与起降点中心距离的偏差不大于 ± 10cm。2. 发挥部分（1）将作业区中任意位置的 3~4 个连续播撒区块改为用非播撒区域颜色覆盖，重复基本要求（1）~（3）的作业。（2）在作业区中放置一只高度为 150cm、直径 3.5 ± 0.5cm 的黑色杆塔，杆塔上套有圆环形条形码（放条码的高度为 120~140cm）；作业中或返航途中，飞行器识别条形码所表征的数字，用 LED 闪烁次数显示数字，间隔数秒后再次闪烁显示。（3）以起降点“十”字中心为圆心，以上述（2）中识别的数字乘 10cm 为半径，飞行器在该圆周上稳定降落；飞行器几何中心点与该圆周最近距离的偏差不大于 ± 10cm。（4）在测试现场随机抽取一个项目，30 分钟内现场完成一组飞行动作任务的编程调试，并完成飞行动作。（5）其他。  三、说明 1.作业现场说明（1）参赛队在赛区提供的测试现场测试，不得擅自改变测试环境条件。（2）作业区域铺设亚光喷绘布，非播撒区为淡灰色（R-240，G-240，B-240），播撒作业区为淡绿色（R-150，G-250，B-150），播撒区中区块数字编号颜色与非播撒区相同；播撒区上、右两侧有 0.5cm 宽黑色标志线；参赛队应考虑到材料及颜料导致颜色存在差异的可能性。（3）作业起始区块标志“A”为加粗黑体，字符高 25cm。 （4）400cm × 500cm 作业区四周及顶部设置安全网，安全网外有支架。（5）测试现场避免阳光直射，但不排除顶部照明灯及窗外环境光照射，参赛队应考虑到测试现场会受到外界光照或室内照明不均等影响因素；测试时不得提出光照条件要求。（6）杆塔放置在作业区中非播撒区域，距离边缘 100cm 以上。杆塔颜色为黑色，套有环形黑白条形码。4 位数条形码高度为 4cm，制成圆环状套在杆塔顶部。参见图 2。条形码图片可在网站上生成，网址：http://barcode.cnaidc.com/html/BCGcode128b.php 2.飞行器要求（1）参赛队使用飞行器时应遵守中国民用航空局的相关管理规定。（2）飞行器最大轴间距不大于 45cm。（3）飞行器桨叶必须全防护，否则不得测试。（4）飞行器上的激光笔垂直向下安装，不可移动、转动，激光笔可被控制开或关。（5）起飞前，飞行器可手动放置到起降点；起飞可手动一键启动，起飞后整个飞行过程中不得人为干预；若采用飞行器以外的启动操作装置，一键启动起飞操作后必须立刻将装置交给工作人员。（6）调试及测试时必须佩戴防护眼镜，穿戴防护手套。3. 测试要求与说明（1）基本要求（1）~（4）的作业须连续完成，期间不得人为干预；发挥部分（1）~（3）的作业亦如此。基本部分可测试两次，参赛者选择其中一次记录；发挥部分只能测试一次。（2）飞行器播撒作业可参考激光笔光点轨迹判定：激光点在图 1 所示播撒区虚线格中闪烁 1~3 次即视为正常播撒；若激光点在同一虚线格中往复或闪烁次数大于 3 次即视为重复播撒；激光点未在虚线格内闪烁视为漏撒。飞行器飞行经过但激光笔未开启，不作为播撒。（3）每次测试全过程中不得更换电池；两次测试之间允许更换电池，更换电池时间不大于 2 分钟。（4）飞行期间，飞行器触及地面后自行恢复飞行的，酌情扣分；触地后 5秒内不能自行恢复飞行视为失败，失败前完成动作仍计分。（5）基本要求及发挥部分播撒作业全程不能在 360 秒内完成的不记录成绩。（6）发挥部分中，先放置杆塔后再开始测试。（7）平稳降落是指在降落过程中无明显的跌落、弹跳及着地后滑行等情况出现。（8）现场编程实现的任务在所有其他测试工作（包括“其他”项目）完成之后进行。编程调试超时判定任务未完成；编程调试时间计入成绩。编程下载工具必须与作品一起封存。 

用电器分析识别装置（H题） 一 任务  设计并制作一个根据电源线电流的电参量信息分析在用电器类别的装置。该装置具有学习和分析识别两种工作模式。在学习模式下，测试并存储用于识别各单件 电器的特征参量；在分析识别模式下，实时指示在用电器的类别。 二 要求1. 基本要求（1）电器电流范围 5mA ~10.0A，可包括但不限于以下电器：LED 灯泡和 220V灯带、节能灯管、USB 充电器（带负载）、无线路由器、机顶盒、电风扇、热水壶、电磁炉。（2）自定可识别的电器种类，总数不低于 7，用序号表示。电流不大于 50mA的电器数不低于 5，包括一件自制电器，编号为 1~5；编号为 7 的电器电流大于 8A。（3）随机增减在用电器，实时显示可识别电器是否在用和电源线上电流的特征 参量，响应时间不大于 2s。特征参量的种类、性质自定。（4）用电阻，电容和二极管自制 1 号电器，其电流与 2 号电器相同但相位不同，且含有谐波，两者电流差小于 1mA。  2．发挥部分（1）具有学习功能。清除作品存储的所有特征参量，重新测试并存储指定电器的特征参量。一种电器的学习时间不大于 1 分钟。（2）随机增减在用电器，实时显示可识别电器是否在用和电源线上电流的特征参量，响应时间不大于 2s。（3）提高识别电流相同，其他特性不同的电器的能力和大、小电流电器共用时识别小电流电器的能力。（4）装置在分析识别模式下的工作电流不大于 15mA，可以选用无线传输到手机上显示的方式。（5）其他三 说明图 1 中 A1 和 A2 分别用于测量装置电流和在用电器电流。测试基本要求的电器自带，并安全连接电源插头。不满足基本要求（2）对用电器电流的要求判为违规，不测试。交作品之前完成学习过程，赛区测试时直接演示基本要求的功能。 

2021年_I题：具有发电功能的储能小车【高职高专组】 一 任务 设计并制作一个具有发电功能的智能小车，该小车具有液晶显示功能，采用超级电容（法拉电容）作为储能元件。手动推动小车在图1所示的手动发电区内，从A点单向直线运动至B点，重复该过程5次，完成一次完整充电过程，为超级电容充电。充电完成后的小车，按要求完成规定动作。 二 要求 基本要求 (1) 小车在充电过程中，能够点亮 LED 指示灯。 (2) 将完成充电的小车，置于地面的指定起始点，一键启动，小车延迟 1s后向前行驶直至完全停止，测量小车从起始点到停止点的直线距离 L1，要求 L1不小于 100cm，小于 100cm 扣分。 (3) 要求小车能实时显示其行驶距离。 发挥部分 (1) 小车在手动发电区内完成充电后，将小车置于图 1 所示的圆形循迹区起始点 S，一键启动，小车延迟 1s 后沿着黑色圆形循迹线行驶直至完全停止，记录小车行驶距离 L2, L2越远越好。 (2) 在圆形循迹线下方放置多枚人民币壹元硬币，要求小车在行驶的第一圈探测硬币，每探测到一枚硬币 LED 灯点亮一次，并显示探测硬币的枚数。一圈后不再检测，错检、漏检或多检均扣分，硬币由参赛队自带。 (3) 其他。  三 说明 手动发电区用长为 100cm，表面未做过任何打磨处理的细木工板制作，木工板厚度不小于 15mm；圆形循迹线可通过打印的方式，打印于白色广告纸上，线宽≤2cm，颜色为黑色；循迹区外径为 60cm，可由参赛队自备。 一个完整充电时间不大于 40s。 法拉电容作为小车的唯一储能元件；不可通过对机械结构的改装，利用惯性原理辅助小车运行，一经发现，不予测试；电路板需暴露便于检查，车体不得加外壳。 测试开始后装置不可更换任何部件；每次测试前，要求对小车的储能元件进行完全放电，确保小车无预先储能。 每次小车充电结束，启动运行前，需确保小车轮子停止转动，由静止状态一键启动。 测试过程中，起始点与停止点均以小车最前端投影为准，L1 为指定的起始点到小车停止点的直线距离。 发挥部分（2）中硬币放置于圆形循迹线（白色广告纸）下方，在测试现场根据专家要求，可进行位置和数量调整。

2021年_J题：周期信号波形识别及参数测量装置【高职高专组】 一、任务  设计一个周期信号的波形识别及参数测量装置，该装置能够识别出给定信号的波形类型，并测量信号的参数。 二、要求 1. 基本要求（1）能够识别 1V≤VPP≤5V、100Hz≤ f ≤10kHz 范围内的正弦波、三角波和矩形波信号，并显示类型。（2）能够测量并显示信号的频率 f，相对误差的绝对值不大于 1%。（3）能够测量并显示信号的峰峰值 VPP，相对误差的绝对值不大于 1%。（4）能够测量并显示矩形波信号的占空比 D，D 的范围为 20%~80%，绝对误差的绝对值不大于 2%。 2. 发挥部分（1）扩展识别和测量的范围。能够识别 50mV≤VPP≤10V、1Hz≤ f ≤50kHz 范围内的正弦波、三角波和矩形波信号，并显示类型。同时完成与基本部分（2）、（3）和（4）相同要求的参数测量。（2）识别结果和所有测量参数同时显示，反应时间小于 3 秒。（3）增加识别波形的类型不少于 3 种，增加测量参数不少于 3 个。（4）其他。 三、说明 被测信号由函数发生器产生。测量精度以函数发生器输出显示为基准，测试时函数发生器自带。反应时间从函数发生器输出信号至装置时开始计时。

2021年_K题：照度稳定可调LED台灯 一 任务 设计并制作一个照度稳定可调的 LED 台灯和一个数字显示照度表。调光台灯由 LED 灯板和照度检测、调节电路构成，如图 1 所示。 二 要求 1．基本要求（1）数字显示照度表由电池供电，相对照度数字显示不少于 3 位半，不需照度校准。数字显示照度表检测头置于调光台灯正下方 0.5 米处，调整台灯亮度，最大照度时显示数字大于 1000；遮挡检测头达到最低照度时显示数字小于 100。台灯亮度连续变化时，数显也随之连续变化。亮度稳定时，数显稳定，跳变不大于 10。数字显示照度表和调光台灯间不能有信息交换。（2）调光台灯输入电压 Vi：直流 10V～15V，Vi 变化不影响亮度。（3）亮度从最亮到完全熄灭连续可调，无频闪（LED 灯板供电电压纹波小于5%）。（4）台灯供电电压为 12V 时, 电源效率（LED 灯板消耗功率与供电电源输出功率之比）不低于 90%。  2．发挥部分（1）将台灯调整到最大亮度，在其下方 0.5 米距离处放置一张 A4 白纸，要求白纸整个区域内亮度均匀稳定，各点照度差小于 5%。台灯的照度检测头可有多个，位于 A4 纸面以外的任何位置。（2）用另一调至最大亮度的 LED 灯板作为测试用环境干扰光源，改变距离实现干扰光强变化。当环境光缓慢变化时，最弱最强变化时长不小于 10 秒，台灯能自动跟踪环境光的变化调节亮度，保持纸面中心照度变化不大于 5%;当环境光突变时，最弱最强变化时长不大于 2 秒，纸面中心照度突变变化不大于 10%。当环境光增强直至台灯熄灭，纸面中心照度变化不大于 10%。（3）环境干扰光强变化对纸面照度影响越小越好。（4）其他。 三 说明（1）台灯结构不做限制，参赛队自行确定。（2）供电电源用带输出电压、电流显示的可调稳压电源。（3）现场测试所用外加干扰光源由参赛队自备。（4）如果自制数字显示照度表不能使用，可自带成品照度表代替测试，但要扣除基本要求（1）项 20 分。