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 func(x) { Int count=0; while(x) { count++; x=x } 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） 。