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臺灣大學機械系電子報

學生園地

征服設計地獄

文 / 圖◎ B10卓子元同學

 

    自從上了機械工程實務的第一堂課後,我們就有預感這堂機械系的Capstone course 會需要花費許多時間與精力,但我們沒想到的是,實際上費了比想像中更多的時間跟精力。

 

設計地獄-改了超多版車車

 

    因為是第一次做這種專題,大家都還不太懂設計的流程,起初我們真的就是想到什麼就設計什麼,然後直接用成品測試能不能用。搞得負責設計車子的我,一個頭兩個大,上禮拜剛畫完一台車的設計圖,下禮拜就因為車子走得跟想像不符預期,得重新再畫一次,最終結果就是我們期中和期末總共用了20塊密集版做出6台車子,比題目要求的兩台超標許多。在經過無止盡的設計地獄後,我們決定更改設計流程,先設計實驗來訂定設計,也是多虧了設計流程的改變,我們才能在最終時間內做出一台符合我們標準跟期待的車車。

 歷代版本的期末車車

 

自製風向計困難重重

 

    在討論該如何控制車子進行轉向的過程中,我們秉持著一個核心目標:不管賽道如何變化,車子都要能夠自動適應,自行轉彎。因此我們需要有一個偵測當下環境的工具,風向計的想法便油然而生。然而理想很美好,現實很骨感,自製一個靈敏的風向計有許多困難,諸如核心的編碼輪阻力太大、解析度不夠、風向計位置、程式的操控等問題一一浮現,讓我們在不斷的試錯與改進中,解決這些問題所帶來的影響。過程中雖然總是遇到苦澀的失敗嘗試,但我們透過一次次的討論與腦力激盪找出解方,最後解決總總問題後所帶來的成就感,卻是顆令人難忘的甜美果實。

自製風向計


獨一無二的控制系統

 

    在構想車子的控制系統時,我們有兩個方案:一是時間控制,其優點是邏輯簡單,缺點是太過依賴當下所有環境及車子變數;二是風向回授控制系統,優點是能因應各種擾動做出相對應的調整,缺點是邏輯較複雜。透過各種打聽詢問後,我們發現沒有組別選擇第二種控制系統,但出於曾受過自動控制洗禮,我們毅然決然選擇第二種控制方法,儘管在軟硬體的開發上有許多障礙,也沒有其他組別能夠參考,我們還是堅持做出了風向控制系統,在測試時,看到其他組仍在為了當下不同的情況一直改變參數,不禁暗自慶幸當時沒選擇以時間控制,真的是非常感謝三上教導我們自動控制的老師們 。

 

有趣的三兩事-榮譽組員

 

    實作中心可以說是一個大型社交場所,看到別人有趣的設計而想要偷偷參考的時候、問題解決不了很痛苦的時候、還有單純很閒的時候,我們都會到處串門子,交流意見順便講講幹話,可以說是實務課這片苦海裡最大的救贖,有時,去別組的時間甚至是多到被誤認為是那組的組員。在這樣活潑的環境裡,我們的組別從原先的5人,增加了3名榮譽組員,擴張成了8人,真的是聲勢浩大。

 

欣賞其他組慢慢調參數

 

    因為我們有一個很簡單的回授系統,所以我們不用跟其他組別一樣一直調風帆旋轉的時間跟角度,雖然我們還是花了很多時間調煞車的參數,但看到我們的方法能省下好幾天(有些組別是好幾個禮拜)調參數的時間,我們心中都興起一股慶幸和愉悅,這也成為我們努力的原動力。

測試車子(不用調參數真棒)

 

痛哭流涕後的問心無愧

 

    總體來說,我們大家都十分的享受整堂課 (但車子跑不動的時候、重新設計車子的時候例外 ),其中學了很多也做了很多,最重要的是能將親身所學,從設計到運用直至最後實際做出來的快樂。這學期我們待在實作中心的時間絕對有超過100 個小時,雖然中間還因為設計失敗痛哭流涕了好多個晚上,但就結論而言,我們很滿意我們做出來的成品,雖然還有許多可以改進的地方,但至少是個問心無愧,讓人成就感滿滿的作品。Art editor Img