开学第一课与电子线路实验

【日期】

2020.9.7

【杂谈】

《自动控制原理》

上午第一节是自动控制原理,第一节总是令人感到轻松。老师和同学都喜欢概论这一部分,因为站在宏观的角度可以将学科涉及延拓的各个方面尽收眼底,增加谈资的同时不需要担心做为考试重点,给老师自由发挥的空间极大,是课程创新最集中也可能是最前沿的部分;让同学任意驰骋的机会充足,浅显的宏观叙述脱离精细算法,没有压力的状态下完成课程入门。

但凭感觉,老师对于第一节课总会紧张的,即使我想她也明白下面的同学不会特别在意表现,但第一次会面总是具有特殊意义。老师的准备蛮用心,只是时运不济,自带的麦克风与无线笔都不起作用,让我联想起曾经在剑桥暑期夏令营中答辩的自己,突如其来的意外使一切举动都奇怪起来。

老师长相温婉,成就颇丰,目前是华科特聘教授,参与智能系统实验室,主要方向与电网系统的决策相关。正好与舍友璇的未来方向一致,让我艳羡极了,因为老师也十分欢迎同学联系她进行科研学习。

第一节课的授课效果不错,老师准备很多互动,当屏幕放映出狙击枪、弹道导弹与防空导弹时,询问班级是否有军事爱好者,正巧有从军队退伍的插班生专业地为大家讲解,只是过于追求准确性使中途一段绞尽脑汁,暗自为其焦急但还是流畅地进行下去。

主要内容是自动控制系统的概念,以及按照不同方式对系统进行分类,结合实例向我们说明,比如温度仅随时间变化的恒温箱是集中参数系统,温度还随其他参数如空间变化的会场是分布参数系统等。某些概念容易产生分歧,电风扇属于自动控制系统,疑惑一段时间才有所理解;目标信号的形式分类,固定参数、程序控制、随动控制,三种系统的举例有些感觉不大贴切。

电子线路实验

课后,需要分装下午使用的电子器件,面对整体的包装,集中的同学陷入困境。联想到之前智能车队时的分拣流程,我自然而然建议仿效此法,只是同学们犹豫不决。我便着手行动,先将个头比较大的喇叭均匀排布在桌上,提供航标。渐渐的,他们也认可了这一方法,越来越多的人加入了这一队伍,我心中有种敢为人先的豪迈感。说到底,这种方法是有些反人性的,因为越着急的人可能需要更费力才能得到他要达成的目的,而不急切的人可以坐享其成。在这个过程中,我有心观察同学的表现,最初失望其他女生都没有行动,但另一方面让我感觉自己虽然形象改变,但态度未变;之后又审视自己的行为,觉得更合理的举动是不露声色的召唤她们“姐妹们!一起来当流水线分拣工!”,而不是在她们陷入多数人无意识时苛求表现,等待其他男生去指出。

中午稍事休息,进入直播课堂听老师讲解,但状态一般。没有太多思路的我决定先把元件整理好,由老师课件中的提示,利用山竹的泡沫盒,清点电阻阻值,分门别类插在泡沫板上,“棕红橙黄绿蓝紫灰白黑”,这句口诀是标定核心,此外是对颜色的敏感辨识。舍友们也盯上我的箱子,最终经过拆解分为多块,不过她们最终还是选择购买大工厂时代生产的塑料箱子,同样的变迁反映在老师的PPT中。

在这里插入图片描述
整理泡沫板

今日实验需要验收的是使用集成运放LM324搭建反相比例积分电路,在宿舍匆忙接好,在前往南一楼实验室的路上吃晚饭,火急火燎中半碗刀削面下肚。不知是天气灼烧我身体,还是急躁心情不减,在刷卡经过门禁时系统判定我的体温异常为37.3℃,更加剧我的燥热感,再次尝试后成功进入。

落座后,周围同学惯常打趣,“有姐在,可以躺”,我还是不习惯积极回应,含笑迎接此起彼伏的点名。有人观摩我的电路板,我外出接水,从侧楼一直沿走廊走过主楼,直到另一边也不见开水间,于是作罢。一直注意旁边墙上挂的成果与实验室展牌,希望发现感兴趣方向的实验室,以待后期联系,因为距今有一定时间,并非最新进展的介绍在我看来也还前沿,注意到一个智能机器人实验室,只是它陈旧的门紧闭着,不禁使人犹疑它的活动性。回来时注意到不认路的靖,顺便指引一下。

在边学边做边教中完成后,虽然发现产生波形,但事后还是调整良久才找到正确方式,贴上实验报告中的总结:

  • 信号寻迹法。由于起初得到了较稳定的输出波形,但输入信号的频率总在不停波动,不解缘由便向老师请教。老师查看后指出波形并不正确,同时利用示波器的第二个输入信号channel进行输入信号的查验,让我更换信号源再测试电路,因为输出信号也不正确。
  • 对比法。虽然自己已在理解的状态下对电路进行分析与设计,但当局者迷,遇到类似现象的同学首先怀疑是电路接线有误,当与我一同观察我的线路连接后,发现的第一个问题是电源接法,我只使用了稳压电源的一个channel,即:负极接11引脚V-,正极接4引脚V+,但是实际上此时两端供电仅为12V,且没有接地。应修改为,分别开启两个chanel输出12V稳压电源,一个channel供电负电压,故负端接引脚V-,正端接地;另一个channel供电正电压,故正端接引脚V+,负端接地。
  • 部件替换法。当求助多次没有解决方案,只是找到一些难兄难弟,稳定的输出波形是微分电路的典型波形。有后期解决的人提供的原因是线路有误,但我已经运用之前的对比法排除。 
    1. 下一个怀疑对象是接触不良、短路,对引脚长度进行调整,减少不必要的接线,还是没有好转;
    2. 但注意到反馈端的电容与电阻在摇动时会影响输出波形。因此分别替换了他人的0.01μF电容、100kΩ反馈电阻,遗憾的是仍然没有变化;
    3. 最终担心是运放损坏,直接替换为他人的LM324运放,激动人心的事情发生了,示波器上的波形发生变换,AUTOSET后出现了积分电路的波形。

本次实验最初设计较快,但遇到波形问题后调试耗费久。究其原因,是没有提前做好预习工作,因此最初电源接法有误。另外出现问题会心态急躁,没有仔细思考问题原因,归咎于未知的错误。而且为求快经常带电改动线路,一方面有安全隐患,另一方面更易造成电子器件损坏。

反思总结

【絮语·梦】

我的电纸书屏幕破碎,到维修店抢救。

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