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在長安奮戰(zhàn),于金陵夢圓——西安交通大學(xué)“圓盤小隊”

2021/05/14
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參賽單位:西安交通大學(xué)

參賽隊伍:圓盤小隊

參賽作品:《多電機圓盤懸吊控制系統(tǒng)

作者姓名:楊思恩

獲獎等級:第十五屆中國研究生電子設(shè)計競賽全國總決賽技術(shù)類一等獎、華為專項賽全國一等獎

在長安奮戰(zhàn),于金陵夢圓

——我的研電賽記憶
“聞道金陵龍虎盤,還同謝朓望長安”。金陵和長安,兩個蜿蜒歷史的節(jié)點,兩座造就了無數(shù)夢想的多朝古都,在同一片歷史天空下,也見證了我們的成長和蛻變。2020年夏天,“兆易創(chuàng)新杯”第十五屆中國研究生電子設(shè)計競賽拉開帷幕,在本科階段就有豐富電子設(shè)計競賽參賽經(jīng)驗的我們,自然是想站在全國研電賽這個更加寬廣的舞臺上放手一搏,在結(jié)束自己近20年的學(xué)生生涯前不留遺憾。專業(yè)與興趣的交織融合,理論和技術(shù)的相輔相成,團隊和導(dǎo)師的高效溝通,分工和目標的明確統(tǒng)一以及實驗室內(nèi)燈火通明、不斷求索的夜晚……我們在長安的交大嘗遍了艱辛,也終于在金陵的南信大收獲了成果。

轉(zhuǎn)眼間新一季的夏天又要來臨,第十六屆研電賽也開幕在即,我想借此次投稿,回顧總結(jié)和團隊一路走來的所思所想及所感,畫一個句號;也為參加第十六屆研電賽的選手們提供素材以作參考,寫一對引號,希望更多的同學(xué)可以了解并加入研電賽,提高能力,拓寬視野,感受科技交融的魅力。

只有厲兵秣馬,才能金戈鐵馬
本科期間豐富的比賽經(jīng)驗讓我對“紙上得來終覺淺”深信不疑,與本科期間的競賽相比,研電賽的平臺更加寬廣,綜合水平更高,是研究生實踐鍛煉的不二選擇。參加研電賽是在圖書館準備期末考試時萌生的想法,最初覺得要準備考試,還有實驗室的課題要做,如果再分出時間參賽也許會因為精力不足而事事無成,這應(yīng)該也是很多參賽選手會顧忌的一點。晚上從圖書館出來,覺得如果不去嘗試一次,自己注定會在研究生階段留下遺憾,這并非我想要的結(jié)果。于是我找到課題組同學(xué)講述了自己的想法,三個人一拍即合,帶著電腦就選題方向、方案展開了激烈討論,深夜的研討室成了夢開始的地方。

現(xiàn)在回想起來,參賽準備階段最重要的不是選題,而是團隊心態(tài)上的調(diào)整。參賽過程中可能出現(xiàn)諸多動搖心態(tài)的因素,例如長期的作品開發(fā)過程帶來的身心疲憊感,任務(wù)量的繁重感,時間上的緊迫感,看到其他參賽作品優(yōu)良性能而產(chǎn)生的對比心理等等。如果團隊心態(tài)不穩(wěn),無論哪個環(huán)節(jié)出了問題,泄了氣,都可能影響參賽結(jié)果,所以只有當(dāng)團隊成員有了一致的目標和“咬定青山不放松”的心氣,參賽這件事才從本質(zhì)上有了可行性。厲兵秣馬,給的更應(yīng)該是精神食糧。

于高處立,向?qū)捥幮?/strong>
與本科生的電子設(shè)計競賽相比,研電賽增加了自主命題,組委會只規(guī)定一個大的方向,選手可以在這一方向下自由發(fā)揮,這就體現(xiàn)了更多的開放和包容性,也為更多新穎的想法增加了落地的可能性。

參賽作品的選題應(yīng)該“于高處立”,團隊成員要站在更高的角度去思考自己的出發(fā)點。作品解決的問題可以是比較小的一個點,但是它面對的則應(yīng)該是行業(yè)的一些前沿需求,它所帶來的效應(yīng)可以對行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生積極作用。帶著這樣的思考,我們深入調(diào)研了多電機協(xié)同控制技術(shù)的發(fā)展需求,確定了切入方向為探尋一種自適應(yīng)能力更強,魯棒性更高的多電機協(xié)同控制方法。然而單是停留在理論研究層面不足以具有參賽說服力,我們還需要制作一臺樣機來加以驗證,而這臺樣機和方法的結(jié)合效果應(yīng)該是直觀的、生動的、充滿創(chuàng)新性的。這樣的作品才能給大家?guī)矶恳恍碌母杏X。

確定了參賽的選題方向,就需要從多個角度鋪開實施,即謂“向?qū)捥幮小?。明確成員分工,結(jié)合團隊成員各自的優(yōu)勢,從硬件選型、設(shè)計,模塊化程序編寫、調(diào)試,文案及視頻類素材制作,參賽答辯等角度分配任務(wù),落實好任務(wù)說明書,時間緊張時可以將其簡化為任務(wù)大綱和指標的形式,盡量保證團隊成員進度的一致性,定期匯總問題,討論并完善解決方案。當(dāng)然也要視情況互相分擔(dān)彼此的一部分任務(wù),一方面,作品完整設(shè)計的各個模塊之間是相互滲透交融的,也就注定了沒有明確的任務(wù)邊界,另一方面,彼此分擔(dān)可以調(diào)節(jié)團隊氛圍,有助于進度的推進。

當(dāng)然,向?qū)捥幮?,也要向細處行。作品設(shè)計過程中多方面的細節(jié)問題也要給與足夠重視,諸如硬件成本規(guī)劃,模塊化程序的最優(yōu)時間成本,模塊間的通信穩(wěn)定性,更換環(huán)境后作品的各項指標是否會受影響,作品模塊是否需要做防風(fēng)、防水、暗光條件等處理,ppt的美觀度,作品講解時如何處理晦澀難懂的原理、公式等,都需要進行詳細的設(shè)計和討論。比賽期間我印象最深的幾個細節(jié)是,我們的作品使用遙控器來完成模式選擇和參數(shù)設(shè)計,但是在準備過程中沒有評估遙控器電池的有效作用時間,在總決賽現(xiàn)場演示時,遙控器電池電量不足導(dǎo)致了第一次演示的失敗,直觀上嚴重降低了作品的穩(wěn)定性;由于不了解決賽現(xiàn)場的測試環(huán)境,我們對作品進行了較高程度的兼容化處理,其中之一就是將底部的圓盤系統(tǒng)改進成圓臺式結(jié)構(gòu),增強了自穩(wěn)性能,有效抵抗了測試現(xiàn)場的風(fēng)力影響。作品立于新,更要精于細。

部署周密細致,謹防“人在囧途”
作品設(shè)計階段是在學(xué)校的實驗室內(nèi)進行,但是參賽時需要在現(xiàn)場進行作品展示,而比賽現(xiàn)場作品能否正常進行功能演示,很大程度上直接影響了比賽結(jié)果。尤其是在總決賽時,需要帶著作品“長途跋涉”,作品的模塊化封裝、保存和材料備份同樣需要引起注意。我們團隊的作品框架是一個用角鋼搭建的邊長70cm立方體結(jié)構(gòu),所有的傳感器,控制器,動作裝置都集成在這個立方體上,因此趕赴決賽現(xiàn)場前,作品外框架只能拆散郵寄,重要的傳感器、控制器隨身攜帶。針對這一現(xiàn)狀,我們將各模塊進行了分類封裝,從工具到元件,小到螺絲刀、束線管,大到電機和為其“量身定制”的減震支架、控制板都專門做了防水、防震的運輸保護措施。在軟件層面,我們將需要調(diào)試的程序代碼封裝成帶參數(shù)接口和返回值的函數(shù)并做了詳細的調(diào)試說明,一方面便于我們在決賽現(xiàn)場用最短的時間完成組裝調(diào)試,另一方面也便于我們增添新的輔助參數(shù)和輔助函數(shù)。這些得當(dāng)?shù)奶幚泶胧?,可以緩解在比賽現(xiàn)場調(diào)試時的緊張感,增加自信,起到很好的輔助效果。

到總決賽場地報道后,只有一天的場地整理和作品調(diào)試時間。濕熱的氣候條件,緊張的準備時間,長途跋涉的疲憊等外界因素,加之我們第一次來到全國比賽的平臺,看到來自全國各賽區(qū)的種子選手和他們帶來的優(yōu)秀作品,心理難免緊張,這些都給我們帶來了不小的挑戰(zhàn),所幸,完整的調(diào)試方案和及時的心態(tài)調(diào)整讓我們只用了半天時間就完成了作品組裝和全部功能的調(diào)試,為后面作品展示和答辯展開奠定了良好的基礎(chǔ)。

沒有成功,只有成長
回顧整個研電賽的歷程,我們最享受的是一個想法從萌生到落地所帶來的成就感,它是選題籌備過程中的橫、縱向比較,是在技術(shù)攻堅克難時山窮水盡又柳暗花明的反復(fù),是面對路人發(fā)出“你做這東西能拿獎嗎”質(zhì)問時的堅定,是面對答辯演示前“山雨欲來風(fēng)滿樓”時的自我激勵,是帶領(lǐng)作品突出重圍,一騎絕塵時的快意,更是技術(shù)提升,歷練拔節(jié)后的“飽腹感”。也再次感謝指導(dǎo)老師裴云慶教授在比賽期間對我們的理解、支持和技術(shù)層面的耐心指導(dǎo),感謝研電賽給我們創(chuàng)新實踐,展現(xiàn)才華,開拓眼界的機會與平臺。

我們沒有成功,我們只是成長了。我們交大的王樹國校長一直在強調(diào)“大學(xué)應(yīng)該打開校門,與社會進行深度融合,有的放矢地培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,把社會進步的目標作為學(xué)生學(xué)習(xí)的目標,讓學(xué)生成為新時代社會進步的貢獻者和牽引者”。經(jīng)過研電賽的歷練,我們確實有了敢于讓想法落地的膽量、上下求索的思維方式以及鞭策自己不斷向前的內(nèi)驅(qū)動力。我想這正是研電賽“培養(yǎng)研究生實踐創(chuàng)新意識與基本能力、團隊協(xié)作的人文精神和理論聯(lián)系實際的學(xué)風(fēng)”這一賽事目標的深刻詮釋。

希望更多的同學(xué)可以積極加入研電賽,拋開雜念,全身心地享受比賽帶給自己的身心鍛煉,賽出成績,賽出水平。畢竟乾坤未定,你我皆是黑馬。

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中國研究生電子設(shè)計競賽是由教育部學(xué)位與研究生教育發(fā)展中心、全國工程專業(yè)學(xué)位研究生教育指導(dǎo)委員會、中國電子學(xué)會聯(lián)合主辦的研究生學(xué)科競賽,是學(xué)位中心主辦的“全國研究生創(chuàng)新實踐系列活動”主題賽事之一。