本帖最后由 冰月银离 于 2019-7-2 13:41 编辑
准备电设的第一步是确定选题方向,这一点非常重要,这直接决定了你需要准备的知识和技能,基本每年电设的题目都会包括:信号类(低频,高频)、仪表类、控制类、电源类。
我的专业是电气工程及自动化, 再加之有数电模电基础会编程,觉得我可能比较适合控制类这个方向。(电源类也可以考虑,只是这个方向需要比较深厚的硬件基础,有长期调板子的经验,需要的更多是长期知识的积累,而非技术,所以不太推荐。)这方面就是这样。选方向是第一步同时也是最重要的。选好方向之后,我有一些建议和心得可以和大家分享下
1.如何学以致用?
这个问题可以说是中国高校本科教育最被诟病的(特别是工科专业),在这种重理论,轻实践的大背景下,真正要将理论实践相结合,靠的还是自己。针对现在的目标(做好比赛),我认为我们应该采取动手为主,理论为辅的战略方针。因为比赛的最终目标还是要做出好用的实物来,强调的是工程能力和执行力,往往也并不需要太多太深奥的理论知识。所以想要学以致用,还是要从实践出发,以实践为主线,当遇到需要理论支撑的地方,在返回到课本中预习或者复习理论,这样你的目的性会强很多,也会逐渐明白课本中的理论的应用。
2.学习什么内容?
这个问题我就控制类这个方向总结一下,近年来基本以四旋翼无人机和智能小车之类的为主,所以控制类的题目方向很明确,就是要制作一个控制系统,由于赛方是不提供任何材料和器件,所以除了电子部分,机械结构也是非常重要的一块,需要你自己来搭出来。控制类的任务基本可以分为三大块:机械,硬件电路,控制程序。所以想要做这部分题目的同学要学习的内容包括一下几个方面:
(1)单片机
这个是最基础的,也是电子部分的核心,控制算法要在它上面跑,用来采集各种传感器的数据,控制各种电机。因此熟练的掌握单片机编程是基本功。奉劝大家就不要太指望微机原理这门课了。刚开始的话推荐从51单片机开始学,应该自己找一块开发板来学习,争取快速的掌握单片机C语言编程,推荐郭天祥的单片机教程,网上很容易就可以找到他的教程,开发板的话我这里还是希望同学们多去了解下 TI 公司的开发板,毕竟作为赞助商是有至少一题指定开发板的。多写程序多看书,要短时间内玩明白51单片机。但是51很可能满足不了电设中控制类的要求,要学习如果精简代码,提高运行效率,大部分的的题目实际上也是能够满足的。所以大家应该在有余力的条件下再学习一款更高端的单片机,AVR,MSP430,STM32,一点点进阶,即使现在用不上以后的工作生活中也会接触到的。
(2)各种传感器
控制类的题目几乎都要用到各种各样的传感器,红外对管、摄像头、超声波模块、陀螺仪、加速度计等等。所以大家要在开赛前准备各种传感器,淘宝上都有卖的,并且事先写好单片机的驱动代码,对一些常用的模块得用的熟悉。不要等开赛前再去买,那个时候很有可能价格会上涨的非常多,而且时间也可能不够。
(3)各种电机
控制类,控制的对象是什么?答案就是各种电机,比如:步进电机、直流电机、减速电机等等。所以事先要对各种电机的特点非常熟悉,在什么场合下用哪种电机,也得买好这些电机,不同大小不同功率的。
(4)控制算法
这也是控制类题目中最核心的内容,倒立摆为什么能够保持平衡,飞行器为什么不会翻起,小车拐弯为什么不会冲出赛道,这都需要单片机内的控制算法。这点往往决定你的参数作品能否拿到好的名次,大家都应该学过自控原理了,其中的PID算法就是控制的重点,学习算法的话空谈理论是不可行的,还要经过不断的测试,然后进行不断的改进才能够出现比较满意的成品,比如自己做一个两轮平衡车,一个绕跑掉转圈的小车等等,差不多你做出来之后算法也大概掌握了。
(5)硬件电路
由于电赛都是要求最小系统,所以我们一定要准备好单片机最小系统板,各种电机的驱动板,电源模块,还要调试好,到时候连上线就能用,能节省很多时间。
(6)机械结构
我认为这个是控制类最大的难点,这也是我们当时放弃控制类的主要原因。特别是14年省赛的B题,其机械设计的难度已经超过了电子部分。也被我们戏称为全国机械设计大赛,搭建机械部分所付出的精力要远远大于编译。这个对于广大电子类学生是非常难受的,关键是没有系统学习的方法,只能是通过练习往年的赛题,自己亲手搭一搭,慢慢熟悉各种胶,各种机械材料等等。
3.如何准备
首先你需要一个适合准备比赛的环境,每个学校都应该有准备电赛的实验室或者社团,现在就需要加入他们,一方面那里有需要的设备和材料,另一方面也能找到目标一致的小伙伴。没错,好的队友是成功的一半,找队友切忌拉自己的朋友一起做,往往朋友碍于面子会答应和你做,但往往都坚持不下来,最后都是坑队友的节奏。所以最好还是能找到有决心,有基础的小伙伴,在实验室或者社团找是比较靠谱的。
确定好队友之后,接下来就是分工。可以根据每个人的兴趣和特长来分工,把必要的学习任务分到每个队员。今年的国赛大概是在8月初,准备的时间其实已经不多了,先巩固必要的知识,等知识储备完成后,期间可以练习往年的真题。在做题的过程中提升水平,弥补知识的漏洞,这样在面对真正的比赛的时候才不会乱了阵脚。
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