科研训练
总结
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时间过得很快,转眼间两年已经过去了,大学已经过去了一半的时光,我们确实已经上了很多课,学了很多知识。但是关于我们的专业、我们以后从事的工作所要求我们掌握的技能,好像我们真没有太多的了解。因此,学校给我们安排这次科研训练可以说真的是很及时。
科研训练是大学中必不可少的一个环节因为科研训练能培养学生的科研能力、创新意识和创新能力,通过科研训练可以激发学生的专业热情和学习兴趣,并能培养学生的科研组织能力和专业知识综合运用能力,提高与专业有关的综合素质。
我们这次科研训练主要有两个内容,一是外文文献的阅读,另外就是matlab的使用。
其实如果想做科研,不看文献是不行的。只有广看文献,深入学习,才能做出成绩。说到文献就不仅仅是中文文献了,实际上国际上还多著名的杂志都是英文的。比如,我们自动化领域内最著名的IEEE。而且,只有读这些文献的原文我们才能体会文章的精华。
这次科研训练导师首先给我们找了自动化领域最著名的期刊杂志IEEE spectrum,让我们从中选出一篇文章进行阅读然后做
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文档,向大家进行展示自己的阅读收获和心得。
第一次这样读英文原文期刊学术杂志,一开始我真的不适应,而且确实读不懂。但后来还是硬着头皮坚持读下来了。当我回过头来想这个问题时,我发现其实读英语原文著作是有方法的,并不是我一开
始想的那么难的。首先,不能忽视一篇文章的标题,看完标题以后想想要是让自己写我们会怎么用一句话来表达这个标题,根据标题推测一下作者文章可能是什么内容。然后就要快速浏览一遍,看看这篇文章主要介绍什么。也许初看起来不好理解,看不懂,这时候不要气馁,继续往下看,等看完的时候也许就明白了。浏览一遍后就可以仔细详细地看文章了。在看的过程中,还应注意几个问题。一是看分析,这是一篇文章的重点。我们应该认真地看作者的分析,仔细体会作者的观点。当然有时候作者的观点比较新,分析比较深刻,偶尔看不懂也是情理之中。还有就是看结论,作者写这篇文章究竟得出了什么结论,我们一定要搞清楚,不能张冠李戴。另外就是在看的时候应该学会记笔记,毕竟我们是在读英语原文期刊我们肯定有很多句子不明白,这时候我们应该先记下来,待看完了整篇文章再去设法搞懂它是什么意思。
这次我读的2010年4月份的IEEE spectrum中一篇题为THE MAN WHO MADE A COPY OF HIMSELF的文章,主要讲日本大阪大学的石黑浩教授最新研制的一款类人机器人,是石黑浩教授基于过去理念设计出的一款现代机器人,它体现了最细微的差别。石黑浩教授刻意把机器人做的跟自己一样,肤色、表情、眼镜,甚至发型都完全一样。他研制双子机械人的初衷是能给自己带来便利,由于每天事务繁忙,这款仿真机器人可以让他忙中偷闲,作为他的替身进行远程教学。
这款双子机械人皮肤下面植入了50个传感器和电动机,由石黑
浩教授的活动控制,即便做出的是非常简单的一个动作,传感器和电动机都会做出相应的变化。他能通过机器人的“眼睛”看东西,通过内置扬声器与别人交谈,而一刺就会引起机器人耸肩或皱眉。机器人的体内注入了压缩空气,因此感觉会像真人一样呼吸。
石黑浩教授对自己的作品很满意,现在他甚至已经让它代替自己出席会议。
通过阅读这篇文章,我明白很多原来不知道的科技前沿知识,开阔了眼界,我的
思想
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也发生了变化,我总结了一下自己的收获。
1.要有创新精神
石黑浩教授研制双子机器人的初衷是能给自己带来便利,由于每天事务繁忙,这款仿真机器人可以让他忙中偷闲,作为他的替身进行远程教学。可见,没有石黑浩教授大胆的想象是没有这款机器人的。
2.要严谨认真的态度
双子机器人可以做出耸肩或皱眉等这些细微的动作。机器人的体内注入了压缩空气,因此感觉会像真人一样呼吸。试想一下,如果没
有严谨的科研态度,怎么可能将机器人做的这么成功呢,
3.多读学术期刊报纸、杂志,了解我们自动化领域的最新研究进展,争取自己也能取得成就。
第二周的时候老师为我们每人布置了一个题目,让我们用matlab完成题目。这个任务的意义一是让我们重新温习自动控制原理的知识,因为自动控制原理对于自动化来说实在是太重要了,另外就是让我们学习一下matlab的使用,matlab对于我们控制类学生也是一款必须掌握的软件。
我选的题目是:
给定单位负反馈控制系统,被控对象的传递函数为
6Gs(),s(1)(2)ss,,,
利用MATLAB建立控制系统的数学模型,并绘制其幅频特性曲线;
设计一个滞后校正装置,使得系统的相角裕量达到45度。
(提示:采用Bode图校正方法)
首先我在Simulink中对题目给的系统进行了仿真模拟,如下图1:
以下是我使用的matlab程序:
num=6;
den=conv([1 1 0],[1 2]);
g=tf(num,den);
margin(g);
grid;
[gm, pm, wcg, wcp]=margin(g)
dpm=-180+45+10;
[mu,pu,w]=bode(num,den);
wc=spline(pu,w,dpm);
mu_db=20*log10(mu);
m_wc=spline(w,mu_db,wc);
beta=10^(-m_wc/20);
w2=0.2*wc;
T=1/(beta*w2);
nk=[beta*T ,1];
dk=[T,1];
gc=tf(nk,dk)
g1=gc*g;
bode(g1);
grid;
[gml,pml,wcgl,wcpl]=margin(g1)
[num1,den1]=series(num,den,nk,dk);
printsys(num1,den1)
图1
下图2是我用matlab画出的系统的对数幅频曲线,而且由matlab可求的系
统的相角裕量远没有达到要求,因此使用如上提供的程序利用matlab求其滞后
环节的传递函数,和矫正后系统的传递函数如下图3、图4所示:
图2
图3
图4
从图3还可以看出经过矫正后系统的相角裕量为45.1307满足要求,图4则是经过矫正后系统的开环传递函数。
通过此次对matlab的边学习边使用,我对matlab有了个初步的了解也明白了它对我们自动化专业学生的重要性,在以后的学习生活中我一定会抓紧对matlab的学习,提高自己的专业技能。