一個(gè)三流大學(xué)研究生的高科技創(chuàng)業(yè)夢(mèng)想
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1997從湖南來到蘭州,來到甘肅工業(yè)大學(xué)、這個(gè)偏僻西北很普通的三流工科學(xué)校讀本科,九年過去。自動(dòng)化本科畢業(yè)后,因?yàn)橄矚g大海,就和朋友一起去了大連,在一個(gè)國(guó)有企業(yè)的研究所搞傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)/研發(fā)工作,工作就是在已有的圖紙基礎(chǔ)上照葫蘆畫瓢,根據(jù)用戶要求稍作作改動(dòng),使用的產(chǎn)品基本上就是西門子/ABB這樣全球大企業(yè)的產(chǎn)品。這樣的工作與研發(fā)、創(chuàng)新沒有多大關(guān)系。當(dāng)看到那些核心的產(chǎn)品:變頻電機(jī),PLC,變頻器要從國(guó)外進(jìn)口時(shí),當(dāng)看到一個(gè)大型的變頻器比一輛高檔進(jìn)口轎車還貴,而我們能做的只是生產(chǎn)一個(gè)鋼鐵外殼加上一些電纜時(shí),我很震驚,就想,中國(guó)電子產(chǎn)業(yè),制造產(chǎn)業(yè)都去那里了?
2002年8月,工作了一年多,干了5、6個(gè)訂單,很累,我實(shí)在不想做這樣的工作了,覺得盡是重復(fù),還很繁瑣。我思考我該去做什么,我就想到了考研,說實(shí)話,我從來沒有想過我要去考研,我就覺得我因該去做實(shí)際的事情,我的腦子也不笨,沒有什么事情可以難倒我的。但是現(xiàn)在我覺得我因該提高自己,在理論上提高自己。我覺得我們不能只知道怎樣使用工具,這樣我們永遠(yuǎn)只能是一個(gè)體力勞動(dòng)者,我們還要知道制造工具的原理,這樣我們才能生產(chǎn)出新工具來,讓別人去使用,我們才能引領(lǐng)生產(chǎn)力的發(fā)展方向,或者至少在某一個(gè)方向是這樣。不然,我們永遠(yuǎn)是體力勞動(dòng)者,讓別人交給我們勞動(dòng)工具,告訴怎樣去勞動(dòng),而他們只要在高高的技術(shù)壁壘保護(hù)下偶爾產(chǎn)生一下靈感的火花就足以模糊我們的心智。說實(shí)話,我非常喜歡我的自動(dòng)化專業(yè),我于是決定去考北航的控制理論與控制工程的研究生。當(dāng)時(shí)我很窮,第一年每個(gè)月只有一千塊錢,又欠別人的錢,我?guī)缀鯖]有什么錢買什么參考書,課本也是借的,就做課本上的題。向同學(xué)借一些復(fù)習(xí)資料。由于還要工作,沒有時(shí)間復(fù)習(xí),只能晚上復(fù)習(xí),真是很苦,四個(gè)月后,2003年1月,我參加了考試,只考了295分,沒辦法,本來就沒學(xué)好。不過總分已經(jīng)超過了國(guó)家 A類線20分,但是北航是自定分?jǐn)?shù)線,他們定了300分。我沒有考上,只好又調(diào)劑到了我的母校:甘肅工業(yè)大學(xué)。此時(shí)我決定好好學(xué)習(xí)三年,不能再像本科那樣把不在乎,荒廢了學(xué)業(yè)。
2003年我們那一屆研究生有些幸運(yùn),那一年,我們電信學(xué)院與清華大學(xué)搞了一個(gè)教學(xué)項(xiàng)目,學(xué)校為提高青年教師的水平辦了一個(gè)所謂的“清華班”,由清華大學(xué)自動(dòng)化系的教授上研究生課,我們研究生也當(dāng)然的成為授課的對(duì)象,當(dāng)時(shí),《線性系統(tǒng)理論》由鄭大鐘教授講,《系統(tǒng)辨識(shí)》由肖德云教授講,《神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制》由張乃饒教授講,他們都是教材的作者,教學(xué)之認(rèn)真若非親歷很難想象,《魯棒控制》由鐘宜生教授講,《故障診斷和容錯(cuò)》由葉昊老師講,《現(xiàn)場(chǎng)總線》由陽憲惠教授講,她還是我的老鄉(xiāng)呢。因?yàn)槭羌袝r(shí)間授課,授課時(shí)間短,每門課程都在兩周左右的時(shí)間結(jié)束,那個(gè)時(shí)候每天上午、下午甚至晚上都排滿了課程,說實(shí)話,當(dāng)時(shí)在課堂上不可能搞懂,但是課程講完后有很多的自學(xué)時(shí)間,留了很多的作業(yè)和實(shí)驗(yàn),可以慢慢的去消化,去做作業(yè)和做實(shí)驗(yàn),幾乎每天晚上都要學(xué)到11點(diǎn)多,10點(diǎn)鐘前在教室自習(xí),10點(diǎn)后回到宿舍作仿真試驗(yàn),寫算法,很多算法不允許使用Matlab的工具箱函數(shù),例如:系統(tǒng)辨識(shí)要自己寫各種最小二乘遞推算法,模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也要改變結(jié)構(gòu)和參數(shù)、控制器脫離工具箱函數(shù)。在本科時(shí)主要使用TC編程,接觸過Matlab,當(dāng)時(shí)不懂,就覺得很厲害。通過“清華班”的高強(qiáng)度學(xué)習(xí),以及數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課、其他專業(yè)基礎(chǔ)課如《最優(yōu)控制》的學(xué)習(xí)后,我開始慢慢覺得我的能力有了提高,對(duì)本學(xué)科的總體認(rèn)識(shí)能力,對(duì)學(xué)科問題的產(chǎn)生、問題的提出、問題的解決方法都有了一定的認(rèn)識(shí),特別是《線性系統(tǒng)理論》,700頁的書,從第一頁到最后一頁,我在三年中認(rèn)真看了不下三遍(利用假期),上面幾乎所有公式我都推過,幾乎所有的的題我都做了,大部分可以仿真的例子我也作了實(shí)驗(yàn)。這本書很多部分內(nèi)容都與chi-Tsong Chen(紐約州立大學(xué)石溪分校教授)寫的《Linear SystemTheory and Design》這本書相關(guān),這或許與鄭大鐘教授在紐約州立大學(xué)石溪分校做過訪問學(xué)者有關(guān)系。這本書中也有些缺陷,有些問題沒有說清楚,還有些書寫上的錯(cuò)誤(因?yàn)楣椒浅6啵?,例如:狀態(tài)反饋輸出調(diào)節(jié)器的綜合就沒有講清楚,這使 我覺得需要學(xué)習(xí)更為深入的內(nèi)容,由上面提到的問題,我選擇了著名控制論專家Wonham(旺納姆)教授的書《線性多變量控制—一種幾何方法》,這本書的難度很大,很難讀,用的是抽象的幾何空間的方法,需要精通線性代數(shù)、抽象代數(shù)。這種抽象的好處就是很方便的給出問題的綜合方法。在一個(gè)重要問題:輸出調(diào)節(jié)綜合上,這本書寫得很清晰,但非常難懂,書中給出的參考文獻(xiàn)特別是Francis教授及其與Wonham教授(他們都是多倫多大學(xué)的教授)合作寫的幾篇文章無法得到,我于是給Francis教授寫了一封信,一天后,教授給了我回信和文章。這讓我震驚,國(guó)外的教授與國(guó)內(nèi)(大陸)的某些教授真是兩樣! 后來根據(jù)這本書和一些論文,我把《線性系統(tǒng)理論》中沒有講清楚的幾個(gè)問題整理了清楚。
在研究生的第一學(xué)期結(jié)束的時(shí)候,也就是2004年初,我無意看到了一篇發(fā)表在《中國(guó)科學(xué)》上的文章:《四級(jí)倒立擺的變論域自適應(yīng)模糊控制》,作者李洪興教授,這是全世界首次實(shí)現(xiàn)四級(jí)倒立擺控制這個(gè)極為困難的控制難題,這一成果將在一般和尖端領(lǐng)域有著極為廣闊的應(yīng)用。這個(gè)這篇文章勾起了我很大的興趣。第二學(xué)期期末的時(shí)候,我的Matlab水平有了很大的提高,我決定試一試,仿照文章做一下仿真,然而真正做起來后遇到了很多困難,畢竟根據(jù)一篇文章來做仿真還是有難度的,系統(tǒng)和控制器都很復(fù)雜,我花了近兩個(gè)星期的時(shí)間搭建倒立擺的Simulink 模型,每天要工作10個(gè)小時(shí)以上,大量繁瑣的參數(shù)計(jì)算。我又花了一個(gè)多星期設(shè)計(jì)模糊控制器,因?yàn)槟鞘且粋€(gè)自適應(yīng)模糊控制器,要設(shè)計(jì)一個(gè)完全脫離工具箱的模糊控制器,就要首先生成一個(gè)基本模糊控制器,再填入具體參數(shù),再改進(jìn)控制器結(jié)構(gòu),最后生成一個(gè)模塊。當(dāng)一切都做好后,仿真結(jié)果卻不對(duì),我很受打擊,每天都反復(fù)作仿真,反復(fù)修改,晚上在回宿舍的路上冥思苦想到底問題在哪里,突然有一天仿真結(jié)果出來了,和論文中的一樣!那一刻我真是高興極了!這樣的文章才叫真正的文章!接下來我休息了一個(gè)星期,我又有了一個(gè)想法,我想,是否能夠用硬件去做一下模糊控制器的實(shí)現(xiàn)?首先我想到,對(duì)于倒立擺這樣復(fù)雜的控制對(duì)象,對(duì)于這樣復(fù)雜的控制器設(shè)計(jì),什么樣的硬件才能滿足要求?單片機(jī)肯定不行,一是運(yùn)算速度不夠,二是要寫出這樣復(fù)雜的控制器C算法難度太大,耗時(shí)太長(zhǎng)。我決定使用高性能DSP(數(shù)字信號(hào)處理器),我選擇了TI(德州儀器)的開發(fā)套件:TMS320C6000 ,其最強(qiáng)的C6713DSP芯片,具有每秒13.5億次的浮點(diǎn)運(yùn)算能力。使用這個(gè)開發(fā)板的最大好處就是可以和Matlab結(jié)合,使用Matlab 的集成工具,直接由仿真的Simulink模型生成DSP芯片的可執(zhí)行代碼!使得控制器硬件代碼生成過程簡(jiǎn)化。但是這個(gè)過程說起來容易做起來難,如此復(fù)雜的控制器能否順利生成代碼?也是一個(gè)大問題。經(jīng)歷很多次的失敗,終于生成了無錯(cuò)誤的DSP 代碼,Matlab再次顯示了它的強(qiáng)大,它讓人佩服。代碼的生成是重要的一步,下一步要證明代碼是否能正確運(yùn)行,由于沒有四級(jí)倒立擺可供使用,試驗(yàn)就不可能做成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng),因此只能做開環(huán)試驗(yàn):即首先由Matlab仿真得到數(shù)據(jù),保存起來,然后使用RTDX(實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換)技術(shù),以一定的頻率從計(jì)算機(jī)向DSP傳送仿真時(shí)的輸入數(shù)據(jù),DSP的控制器代碼處理輸入數(shù)據(jù),得到一個(gè)控制器輸出數(shù)據(jù),比較控制器的輸出數(shù)據(jù)和仿真時(shí)的輸出數(shù)據(jù),看兩者結(jié)果是否相同,這樣就可以驗(yàn)證在一定采樣頻率下控制器DSP硬件實(shí)現(xiàn)的可行性。我分別作了采樣周期為0.01秒和0.001秒的試驗(yàn),在0.01秒采樣周期實(shí)驗(yàn)時(shí),得到的結(jié)果和仿真數(shù)據(jù)完全一樣,在0.001秒采樣周期實(shí)驗(yàn)時(shí),得到的結(jié)果和仿真數(shù)據(jù)至少在小數(shù)點(diǎn)10位后面是一樣的,結(jié)果令人驚訝,這說明:一,DSP的控制器代碼生成是正確的!二,在很高的采樣頻率下(對(duì)于控制系統(tǒng)來說,0.01和0.001是很高的采樣周期),DSP能以很高的精度來完成模糊控制器硬件實(shí)現(xiàn)。這說明,在可行性上,控制器的DSP實(shí)現(xiàn)是沒有問題的,甚至是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單、流程化,真實(shí)控制效果更好的一種實(shí)現(xiàn)方法。當(dāng)然要在實(shí)際中可用,還有很多的工作要做。在完成了以上的工作后,我決定再做一下三級(jí)、五級(jí)倒立擺以及柔性連接倒立擺的仿真實(shí)驗(yàn),當(dāng)然在方法上沒有什么改進(jìn),最終我也完成了這樣的實(shí)驗(yàn)。在2005的《控制與決策》雜志上,發(fā)表了羅成等人的關(guān)于五級(jí)倒立擺仿真的文章《基于LQR和模糊插值的五級(jí)倒立擺控制》,總體上來講, 這篇文章沒有什么大的新意。
完成上述的實(shí)驗(yàn)后,我再也沒有做有關(guān)倒立擺控制方面的東西,2005初年的時(shí)候,導(dǎo)師申請(qǐng)了教育部春暉計(jì)劃的一個(gè)項(xiàng)目,做長(zhǎng)輸管道(特別是天然氣)泄漏檢測(cè)與定位系統(tǒng)研究和開發(fā),我開始做軟件系統(tǒng)的開發(fā),導(dǎo)師只有兩個(gè)研究生,另一個(gè)是女的,我只有一個(gè)人做開發(fā),當(dāng)時(shí)不懂c++,不會(huì)使用VC++6.0,只在本科時(shí)候?qū)戇^C算法和匯編,都忘得差不多了。我直接從C++學(xué)起,同時(shí)開始使用VC++6.0,自己捉摸,首先我在一個(gè)多月內(nèi)把一本C++ 的書看完,把書上大部分例子的程序調(diào)試完。這個(gè)過程也熟悉了VC++6.0編譯器的使用,接下來要做兩部分:一,算法開發(fā),二,軟件界面開發(fā)。 算法包括:小波分析算法,SPRT(優(yōu)化序列分析)算法,這是最主要的兩個(gè)算法。軟件界面設(shè)計(jì)也很重要,你要從使用者的角度來看問題,要把一切復(fù)雜工作隱藏起來,只提供一個(gè)簡(jiǎn)單方便的用戶界面。事實(shí)上,做實(shí)際工作與搞理論研究是非常不一樣的,實(shí)際遇到的問題何其之多,每天要工作10多個(gè)小時(shí),一個(gè)人做太孤單,又沒有人可幫助,一個(gè)問題好幾天,甚至好幾星期不能解決,那種感覺會(huì)無比沮喪,信心受盡打擊,如果沒有堅(jiān)強(qiáng)的意志是不可能堅(jiān)持下去的,看MSDN太慢,有什么問題我就在網(wǎng)上找,或是在CSDN社區(qū)里面向高手提問,其間酸甜苦辣經(jīng)歷真是一言難盡。最終我完成了算法和軟件界面的開發(fā)并結(jié)合了二者。多線程的問題由于沒有時(shí)間和非常繁瑣而沒有去做,但是多線程很重要。在這期間,不寫程序的時(shí)候就看數(shù)學(xué)書,看控制理論方面的書,那是我的興趣所在,下面是三年中所看的主要書籍,看這些書耗費(fèi)我三年中所有的時(shí)間。
主修課程: 矩陣?yán)碚?、泛函分析、隨機(jī)過程、線性系統(tǒng)理論、最優(yōu)控制、
魯棒控制,數(shù)字信號(hào)處理、時(shí)頻分析、系統(tǒng)辯識(shí)、故障診斷與容錯(cuò)控制。
自學(xué)課程: 線性代數(shù)、高等代數(shù)、抽象代數(shù)、微分幾何、非線性控制系統(tǒng)理論(Isidori)、 線性多變量控制(Wonham)、小波分析。C++,VC++程序設(shè)計(jì)。
課外閱讀: 數(shù)學(xué)史,世界百名數(shù)學(xué)家傳記等。
在剛開始上學(xué)的時(shí)候,我就決定,研究生不讀完我不找工作,我要好好利用這三年的時(shí)間學(xué)習(xí),靜下來看自己喜歡的書,作自己喜歡的事??飚厴I(yè)時(shí),我給北京恒潤(rùn)科技有限公司(做國(guó)外專業(yè)軟件如Matlab的代理和電氣、電子、軍工產(chǎn)品方面的技術(shù)咨詢、研發(fā)),給深圳固高科技(做運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā),如倒立擺) 發(fā)了簡(jiǎn)歷,但是沒有得他們的理睬。這讓我有些失望,甚至生氣,我就想,為什么要讓別人來招聘我?我為什不自己成立一個(gè)公司?可是,如果成立公司,我們?cè)撟鍪裁串a(chǎn)品?能不能做?產(chǎn)品有沒有市場(chǎng)?還有將來的發(fā)展前景怎樣?這些都是問題。這個(gè)時(shí)候,我突然想到了我曾經(jīng)做過的有關(guān)倒立擺的工作,在2005年,我的導(dǎo)師主管的先進(jìn)控制實(shí)驗(yàn)室購買過固高的兩臺(tái)直線二級(jí)倒立擺,由于我那個(gè)時(shí)候在做軟件開發(fā),對(duì)倒立擺已經(jīng)沒有了什么興趣,可是這個(gè)時(shí)候,我覺得我想做倒立擺的產(chǎn)品,我能夠做倒立擺產(chǎn)品。
一個(gè)星期以來,我在實(shí)驗(yàn)室深入了解了倒立擺設(shè)備,它的硬件配置,硬件選型,軟件設(shè)計(jì),控制算法設(shè)計(jì)。我又查閱了大量的網(wǎng)絡(luò)資料,了解倒立擺的產(chǎn)品市場(chǎng)現(xiàn)狀,產(chǎn)品價(jià)格,生產(chǎn)廠家供貨和現(xiàn)狀,。我又查閱了這兩年來有關(guān)倒立擺控制發(fā)展方面的論文,加上我以前看過的論文,了解了新的控制算法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)狀。我又思考倒立擺設(shè)備將來的發(fā)展,將來的需求,經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的深入思考,我覺得做倒立擺方面的產(chǎn)品開發(fā)是可行的。我開始制定一個(gè)創(chuàng)業(yè)計(jì)劃書。一個(gè)以生產(chǎn)教學(xué)科研儀器:倒立擺,開始的創(chuàng)業(yè)計(jì)劃。
二,創(chuàng) 業(yè) 計(jì) 劃 分 析
一:現(xiàn)階段的倒立擺產(chǎn)品市場(chǎng)(以直線型倒立擺為例)
公司1: 上海寶徠科技開發(fā)有限公司
產(chǎn)品類型: 一級(jí)倒立擺、二級(jí)倒立擺
主要組成模塊:IP02,擺體模塊,編碼器,伺服電機(jī),數(shù)據(jù)采集卡,功率驅(qū)動(dòng)模塊
制造廠家: 加拿大Quanser(寬射)
公司評(píng)價(jià): 公司沒有開發(fā)倒立擺系統(tǒng)的能力,高性能產(chǎn)品代理國(guó)外。有自己的一系列國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品,但技術(shù),產(chǎn)品都很一般。
公司2: 深圳固高科技有限公司
主要組成模塊:擺體模塊,編碼器,伺服電機(jī),控制器板卡模塊,功率驅(qū)動(dòng)模塊
產(chǎn)品類型: 一到四級(jí)倒立擺
制造廠家: 運(yùn)動(dòng)控制板卡由固高公司自己開發(fā),外圍組件模塊購買國(guó)外產(chǎn)品
公司評(píng)價(jià): 是目前國(guó)內(nèi)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)、教學(xué)、應(yīng)用產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)能力最強(qiáng)的公司,公司知名度高,產(chǎn)品豐富, 功能多。主要供應(yīng)一、二級(jí)倒立擺,三、四級(jí)倒立擺生產(chǎn)和需求現(xiàn)狀不清楚。
公司3: 深圳科萊德公司
產(chǎn)品類型: 一級(jí)、二級(jí)、多級(jí)倒立擺
制造廠家: 國(guó)外
公司評(píng)價(jià):此公司沒有研發(fā)能力,沒有自主產(chǎn)品,只在公司網(wǎng)頁上說明提供倒立擺產(chǎn)品,未見實(shí)物圖片。
二,倒立擺產(chǎn)品的市場(chǎng)需求分析
1, 倒立擺是自控專業(yè)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)設(shè)備之一,隨著高校規(guī)模的擴(kuò)大,地方性大學(xué),??茖W(xué)校的升級(jí),專業(yè)性學(xué)校向綜合發(fā)展,工科專業(yè)的增多,大量學(xué)校有配置實(shí)驗(yàn)設(shè)備的需要。
2, 在已有的工科院校中,由于本科生/研究生人數(shù)的擴(kuò)招。學(xué)校在增添新實(shí)驗(yàn)室,增加實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備水平上有需求。
3, 高端倒立擺,如三級(jí)、四級(jí)、柔性連接,平面倒立擺的生產(chǎn),控制算法的開發(fā)是倒立擺的發(fā)展方向,也是高校,研究所的需求方向。
4.倒立擺產(chǎn)品目前還不是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng),很少的制造廠家,高端產(chǎn)品尤其少,很多的硬件和算法實(shí)現(xiàn)難度較大,還在實(shí)驗(yàn)室階段,因而沒有批量生產(chǎn)和需求能力,因而加快算法開發(fā)很重要。
三,倒立擺產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)可行性分析
硬件方面:外圍設(shè)備如伺服電機(jī)、擺體、傳感器有成熟的國(guó)外產(chǎn)品可供選用。在控制器硬件設(shè)計(jì)方面,可自主開發(fā),也可與硬件供應(yīng)商(如合眾達(dá))合作開發(fā)符合特定要求的硬件設(shè)計(jì),這方面不存在問題。
軟件方面:以強(qiáng)大的Matlab軟件為基礎(chǔ),可實(shí)現(xiàn)基于多種算法開發(fā)的一整套解決方案。也可根據(jù)控制器硬件的不同(如選用單片機(jī))開發(fā)自主控制軟件。這方面是可行的。
算法開發(fā)方面:這是最核心的部分,開發(fā)能控制高端倒立擺的控制算法,如模糊控制,先進(jìn)模糊控制,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、變結(jié)構(gòu)控制算法。以優(yōu)秀的國(guó)內(nèi)外研究論文為基礎(chǔ),依靠?jī)?yōu)秀的研究、開發(fā)人才,去實(shí)現(xiàn)這些算法。
目前的基礎(chǔ)是:基于變論域自適應(yīng)模糊控制的直線三級(jí)、四級(jí)倒立擺已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了仿真研 究,成功完成了控制器DSP硬件實(shí)現(xiàn)的可行性初步論證研究,完成了直線五級(jí)倒立擺的仿真研究。
人才需求:需要各方面的優(yōu)秀人才,綜合性人才,例如:有很好的數(shù)學(xué)、控制理論基礎(chǔ),有很好的Matlab仿真研究能力,懂嵌入式C算法開發(fā),有可視化應(yīng)用軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)等,考慮到每年都有大量的理工類畢業(yè)人才,人才將不成問題。
四,倒立擺產(chǎn)品(或我們)的發(fā)展方向
硬件方面:
1.產(chǎn)品類型:直線三級(jí),四級(jí),柔性連接,平面倒立擺等高端產(chǎn)品,關(guān)鍵是產(chǎn)品的高可靠性,高質(zhì)量。
2.外圍模塊:國(guó)外的設(shè)備是首選,但是非關(guān)鍵部件也可以考慮國(guó)產(chǎn)設(shè)備,以降低價(jià)格。
3. 控制器: 硬件升級(jí),選用高性能的DSP芯片,高精度的IO芯片,以適應(yīng)復(fù)雜系統(tǒng)的控制,隨著芯片價(jià)格,性能的提高,控制器的性能提高,價(jià)格下降,能夠滿足復(fù)雜算法的開發(fā)需要。
軟件方面:
1.控制軟件:以Matlab為主,開發(fā)難度小,先進(jìn)算法前期仿真、實(shí)現(xiàn)方便,成熟后,也可脫離Matlab,自主開發(fā)可視化的控制軟件。
2. 控制算法: 提供極點(diǎn)配置、LQR、基本模糊控制、先進(jìn)模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、變結(jié)構(gòu)等算法開發(fā)的解決方案。自主開發(fā)并提供滿足各種控制要求的算法源代碼,這樣高端產(chǎn)品才有需求。
五,對(duì)手的實(shí)力以及我們的思考
國(guó)外:無論是在外圍硬件還是在控制器硬件上,我們都需要依靠國(guó)外的產(chǎn)品,他們的優(yōu)勢(shì) 明顯。我們的優(yōu)勢(shì)在于控制算法(世界領(lǐng)先)、市場(chǎng)需求。
固高公司:固高公司有很強(qiáng)的研發(fā)能力,有雄厚的資金,有很好的市場(chǎng)影響力,面對(duì)它我們幾乎沒有任何優(yōu)勢(shì),但是也要看到倒立擺(或者實(shí)驗(yàn)、教學(xué)儀器)是一個(gè)市場(chǎng)產(chǎn)品,不是一個(gè)壟斷行業(yè),不能由一家或幾家公司壟斷。自動(dòng)化技術(shù)是影響國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的核心技術(shù)之一,中國(guó)發(fā)展的希望是更多的私營(yíng)高科技企業(yè)的出現(xiàn),只有本土高科技產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)百花齊放的局面,國(guó)家提出的自主創(chuàng)新的強(qiáng)國(guó)之路才能走下去。目前的中國(guó),就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈,很多的人才沒有真正發(fā)揮其才能,廣納有夢(mèng)想、不甘平庸的人才,是可以有所作為的,民間的力量只有自立、自強(qiáng)才有出路。
六,創(chuàng)業(yè)計(jì)劃步驟的初步設(shè)想。
第一步:前期的資金投入。所要做的是購買外圍硬件,設(shè)計(jì)高性能DSP控制器硬件。下圖給出硬件配置(由于需要圖示,所以硬件配置圖表取消),總體投入在1-2萬元以上。
第二步:完成直線四級(jí)倒立擺的實(shí)物控制實(shí)驗(yàn),這是最重要的前期工作,一旦實(shí)物控制實(shí)驗(yàn)成功,在核心技術(shù)上就有了與固高競(jìng)爭(zhēng)的資本,這方面的工作已經(jīng)有了很好的基礎(chǔ),所要做的是完成變論域自適應(yīng)模糊控制器算法的轉(zhuǎn)工作,生成適合倒立擺閉環(huán)控制的DSP算法,設(shè)計(jì)適合四級(jí)倒立擺閉環(huán)實(shí)物控制的DSP控制器。四級(jí)倒立擺的閉環(huán)實(shí)物控制在2002年由李洪興教授領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室在全球首次實(shí)現(xiàn),因此在理論上是沒有風(fēng)險(xiǎn)的,但在具體實(shí)踐上還有很多的困難、問題需要攻克。
第三步:尋找投資資金,尋找研發(fā)人才(不需要很多),一方面:完善產(chǎn)品軟件的功能開發(fā),更多算法的開發(fā),實(shí)現(xiàn)倒立擺產(chǎn)品系列化開發(fā),實(shí)現(xiàn)硬件的多樣化設(shè)計(jì),例如:開發(fā)基于低檔DSP 或單片機(jī)的控制器算法以及控制器硬件,降低倒立擺成本,提高倒立擺可靠性設(shè)計(jì)。另一方面:實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),尋找和開拓產(chǎn)品市場(chǎng)。
第四步:如果有這一步的話,公司已經(jīng)生存了下來。這一步才是真正的開始,將來怎樣還是未知。
七,創(chuàng)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分析
技術(shù)風(fēng)險(xiǎn): 倒立擺產(chǎn)品具有專業(yè)性,有著一定的技術(shù)壁壘,但是作為一個(gè)市場(chǎng)化的產(chǎn)品,它的硬件需求、基本控制算法的開發(fā)都是成熟的,這方面沒有風(fēng)險(xiǎn)。不成熟部分在于高端產(chǎn)品,先進(jìn)控制算法的開發(fā)部分,因此,高端產(chǎn)品的開發(fā)存在一定的風(fēng)險(xiǎn),高端產(chǎn)品的實(shí)物控制實(shí)現(xiàn)是主要的風(fēng)險(xiǎn),例如:四級(jí)倒立擺的實(shí)物控制實(shí)現(xiàn)。但是這方面的工作并不是探索性的研究,而是在理論、實(shí)踐上都有很好的基礎(chǔ)下的工作,因此只要有人才,下定決心搞開發(fā),成功地可能性是非常大,并且前期資金的投入并不多。
市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn): 市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的根源還是來自我們的產(chǎn)品,關(guān)鍵是我們的產(chǎn)品是否有競(jìng)爭(zhēng)力?無論是在技術(shù)上,還是在產(chǎn)品價(jià)格、種類,滿足用戶要求上。我們不求每個(gè)方面最好,但在某些方面要有特點(diǎn),要有競(jìng)爭(zhēng)力,比如,我們的產(chǎn)品提供更為先進(jìn)、多樣的算法,滿足更為尖端研究的需要,在性價(jià)比上也可提高。這方面關(guān)鍵是人才。有人才就有競(jìng)爭(zhēng)力。毫無疑問,市場(chǎng)是有需求和前景的,而且需求將會(huì)增長(zhǎng)。
八:目前的技術(shù)基礎(chǔ)(有關(guān)我的工作)
一級(jí)、二級(jí)倒立擺: 極點(diǎn)配置、LQR控制器的實(shí)物控制,基本模糊控制、變論域自適應(yīng) 模糊控制的仿真實(shí)驗(yàn)。熟悉倒立擺實(shí)物系統(tǒng)(固高產(chǎn)品)的硬件配置,算法開發(fā)流程。
三級(jí)、四級(jí)倒立擺: 變論域自適應(yīng)模糊控制的仿真研究;變論域自適應(yīng)模糊控制器的DSP硬件實(shí)現(xiàn)的可行性初步研究,控制器DSP硬件設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)。
五級(jí)倒立擺: 五級(jí)倒立擺變論域自適應(yīng)模糊控制的仿真研究。
九,需要的各方面人才:
理論基礎(chǔ):有好的數(shù)學(xué)功底,有好的控制理功底,會(huì)運(yùn)用理論分析問題,例如,會(huì)運(yùn)用分析力學(xué)建立模型。
Matlab: 精通Matalb,有很好Simulink仿真能力,有很好的Matlab編程能力。
C/C++/VC++程序開發(fā): 有很好的C/C++算法編程能力,有桌面軟件開發(fā)能力。
單片機(jī)/DSP: 單片機(jī)/DSP 開發(fā)板的設(shè)計(jì), 很強(qiáng)的C語言程序的編寫能力
興趣: 對(duì)技術(shù)的興趣。
十,我的夢(mèng)想
1, 成立一個(gè)公司,做控制理論應(yīng)用方面研究和產(chǎn)品開發(fā),做尖端控制方面的研究和咨詢,現(xiàn)在的世界是以企業(yè)為主體的科技研發(fā)和競(jìng)爭(zhēng),這種模式的優(yōu)點(diǎn)是明顯的,例如,美國(guó)生產(chǎn)的一種高科技電動(dòng)代步工具“Segway”,事實(shí)上是一個(gè)一級(jí)倒立擺方面的應(yīng)用,如果不是企業(yè)去做,這樣的產(chǎn)品是不會(huì)出現(xiàn)在市場(chǎng)上的。同時(shí),公司也要廣納人才,記得我們的前輩曾國(guó)藩說過:天下事天下人辦。廣納天下的人才,形成團(tuán)隊(duì),讓每個(gè)人各盡其材,實(shí)現(xiàn)其人生價(jià)值。
2, 希望國(guó)家出現(xiàn)更多有技術(shù)追求、有夢(mèng)想的高科技公司,讓國(guó)家看到希望,為社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值,改善人們的生活。也為更多有才能的人提供機(jī)會(huì)。
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評(píng)論