哈工大机器人队2015年电控组笔试测试题

哈尔滨工业大学 竞技机器人队哈尔滨工业大学竞技机器人队版权所有 招新资料， 严禁传播 HITCRT2015电控组能力测试题电控组能力测试题共 7 道， 涉及不同的方面。 部分题目会比较有难度， 请尽力作答， 多多益善。 测试题只供了解大家的能力基础， 不要求每部分都会也不提倡每部分都做一点， 在某一部分有较高能力将能得到较高评价。 我们看重的是完成过程。一、 C 语言A. int funcx { Int count0; whilex { count; xx } return count; } 该函数没有注释，试分析该函数的作用，并给出思路。B. 自行建立一个矩阵操作函数库， 要求接口良好， 注释完整， 有良好的数据表示结构，能够完成矩阵的以下基本操作向量的叉乘，向量的点乘，上三角，下三角，转置，相等判断，加，减，数乘，乘法，共轭等基本操作，其他操作可以自行发挥。二、 计算机视觉part1. A． 编写程序实现对图片中直线的识别。B． 编写程序实现对图片中圆形轮廓的识别。本部分要求在关键算法部分不可以调用已有的库函数，语言任意。Part2. 自行制作球形物体抛射视频，软件绘制或者实际录制都可A. 识别视频中的球形物体。哈尔滨工业大学 竞技机器人队哈尔滨工业大学竞技机器人队版权所有 招新资料， 严禁传播B. 实时预测修正球形物体的轨迹线。C. 预测在视频 x 秒时候球形物体的位置（ X为参数） 。本题可以使用各种快速原型语言（ Matlab ， Python）等。三、 电机等执行元件以上是 maxon A-max26系列电机的数据表 , 详细阅读后回答下列问题 均不计摩擦和空气阻力 1. 名义工作电压为 12V的电机工作在 12V 时 , 空载转速为 ___________rpm. 2. 若要让 Order Number为 110937的电机空载转速达到 10000rpm, 则要给该电机接入 ____伏电压 不考虑摩擦和空气阻力 3. 若要让 2. 题的电机输出 0.025NM的扭矩 , 则需给电机供 ___A电流4. 若要让 2. 题的电机工作在 0.015NM, 9000 转的工况下 , 需要的供电电压为____V. 不计摩擦5. 若将 2. 题的电机电机堵住不转 , 接入 12V 电压 , 则经过 _____us 后电机电流会达到 3034mA 6. 若将 2. 题的电机堵住不转 , 通入 2A 电流 , 环境温度 25 摄氏度 , 则足够长时间后 , 电机绕组的温度将稳定在 ______摄氏度哈尔滨工业大学 竞技机器人队哈尔滨工业大学竞技机器人队版权所有 招新资料， 严禁传播7. 若将 2. 题电机施加强散热使电机外壳温度维持在 25 摄氏度 , 给电机通入10A电流 , 为了不使电机绕组温度超过数据表允许值 , 则允许接通 10A电流时间为 _____秒 绕组初始温度也为 25 度 四、 硬件电路设计一 如果你在以前的项目中负责过硬件电路设计， 请选择其中一个项目的硬件电路进行答题（ 1） 画出该项目的硬件电路原理框图（ 2） 将该项目的电路原理图打印出来，作为答题附件或面试时电脑展示（ 3） 面试时，带着电脑，展示下电路 PCB图二 直流有刷伺服电机是目前队里最常使用的电机， 现需要为下面这个电机 （型号 3863024C）设计一款电机驱动器。可以去网上查相关资料。1要求基本要求哈尔滨工业大学 竞技机器人队哈尔滨工业大学竞技机器人队版权所有 招新资料， 严禁传播（ 1） 此驱动器需要是一个可以独立工作的模块，自带微处理器（自选） 。（ 2） 功率驱动部分应该能满足上面电机的最大工作性能 （即能够满足电机达到最大转速、最大功率、最大扭矩） 。（ 3） 此驱动器能够进行上面电机的位置环和速度环控制， 能够对电源电压进行检测，低压报警，说明一下队里用的是 24V（充满是可以到 25.2V）的充电电池，低压报警 22.2V。扩展要求（可以不做，尽量去做，不会可以查资料） （ 1） 此驱动器能够对电机能够进行电流环控制，过流保护（ 2） 控制电路和驱动电路的信号隔离2完成任务硬件电路设计（ 1） 画出设计驱动器的硬件原理框图（ 2） 将设计的电路原理图粘贴，打印或面试时电脑演示程序算法设计（ 3） 画出电机的位置环、速度环、电流环三环控制原理框图（ 4） PID算法是电机控制中常用的算法， 请写一个速度环的 PID函数， 并说明函数的输入与输出。五、 上位机编程与串口通信用你自己熟悉的编程语言编写上位机，实现数据的发送以及采集，内容包括A. 编写发送数据的串口上位机，将正弦波形按照 0x55 data 0xAA的形式发送，可以自定义其他的数据格式，发送条件自定。B. 编写上位机接收 A 中编写的上位机的数据并解析显示。六、 FPGA 逻辑设计假定采用 FPGA解析 ADS8321模数转换器的数字信号。1. 请自行查找此款 AD的芯片手册，找到其输出信号的基本时序图，叙述其时序关系。2. 根据时序关系采用一种 HDL语言编写 FPGA接收端的解析模块， 由 AD信号解析出 16 位 AD数据。 （请贴出模块代码，关键地方需加以注释）3. 编写 testbench 模拟 AD信号，对编写的解析模块进行仿真。 （仿真工具不限，请给出仿真的关键截图并加以说明）哈尔滨工业大学 竞技机器人队哈尔滨工业大学竞技机器人队版权所有 招新资料， 严禁传播七、 系统分析对一个或者多个典型的自动化机电产品进行功能分析， 主要包括 功能分析， 执行器系统分析，传感器系统分析，控制体系分析（最好能够将框图画出） 。