第三届“英飞凌”杯太阳能应用设计全国高校竞赛总决赛于2009年7月30日至 31日在上海英飞凌科技中国区总部举行,遴选出的6所高校参加,包括西安交通大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学、南京航空航天大学、福州大学和我校。我校由自动化与信息工程学院电气工程系孙向东老师指导、张凯、吴迎丰和曹先贵同学组成的参赛队凭借新颖的电路拓扑、创新性的控制算法、优良的性能指标、完备的技术资料,以及出色的答辩,赢得了评委的褒奖,摘取了本次比赛的桂冠。
目的明确 积极备战
2008年10月20日,以西安理工大学自动化与信息工程学院所属的电气工程系师资力量为依托,以全球500强的半导体器件知名生产商德国英飞凌公司及其销售伙伴裕能达公司提供的软硬件资源为平台的“西理工—英飞凌—裕能达”联合实验室正式挂牌成立,成为了陕西省唯一一所高校联合共建实验室。该实验室现有英飞凌公司及裕能达公司提供的价值50万的软硬件设备,包括20套XE164F微控制器仿真系统、10套XC800微控制器仿真系统、5套小功率电机调速系统和8套TASKING软件系统等。为电气工程及其自动化相关专业课程设计、毕业设计和生产实习等实践性教学环节以及综合性的工程训练提供创新性平台。
继我校跻身成为拥有“英飞凌”公司联合实验室的高校之后,同年11月,我校收到了第三届“英飞凌”杯太阳能应用设计全国高校竞赛的邀请。于是在孙向东老师的指导之下,张凯、吴迎丰和曹先贵同学进入了长达半年的比赛准备阶段。
由于光伏发电在国内还处于起步阶段,而自动化学院之前也从来没有涉及过这个领域,这一切让三位同学在刚开始的一段时间里步履维艰。由于他们刚刚上研一,对于这方面的专业知识还不熟悉,所以他们只能从基础知识一点点学起。他们凭借着当时实验室仅有的一台电脑和老师给的一些论文,进行了两周左右的系统学习,并从网上搜集了大量的文献资料,边学习边探索,积累了丰富的理论知识,为以后的比赛打好了坚实的理论基础。随后,三位同学开始了方案的选择。由于孙向东老师是研究这个课题方向的,又从日本带回了国际上最先进的拓扑结构和新颖的控制算法,使得在设计方案的选取上有了坚实的依据,从而避免了方向性的错误,为比赛的准备节省了不少珍贵的时间。比起其他学校的参赛队,他们的目的性更强,而且他们知道,只要在这个方向上做出努力,就一定可以收获成果。
分工明确 团结一致
在做课题的时候,这个三人小组有着明确的分工,队长张凯和曹先贵主要负责绘制硬件的设计和PCB电路板的绘制,吴迎丰同学主要负责程序的编写。确定了明确的分工,他们在做实验的时候就有了不同的偏向,从而为整个实验节省了不少时间。在遇到问题的时候,他们会和孙老师一起去发现问题、讨论问题继而解决问题,在他们初学英飞凌单片机的时候,由于不熟悉该款单片机,在设计电路的时候忽略了内电压的影响,以至于接连烧坏了三片单片机。在重新研究了该款单片机的说明书,终于找到了这个问题的所在后,他们随即修正了电路,使单片机终于能正常的工作了。在准备比赛的半年时间里,他们每个周四下午都会和老师一起开研讨会,汇报一下这周的工作进度,和老师探讨一下自己所遇到的问题以及新的思路,并确定下一周每个人所要做的工作。虽然在这半年时间里他们遇见的问题很多,但是他们都逐一解决,并坚持了下来。
在谈到这次的成功,他们说一切都离不开他们的坚持和努力。备战比赛的那段时间他们正在上研一,既要面对研究生阶段繁重的课程和考试,也要为这个项目腾出充裕的时间来,因为老师对于各个部分的进度情况都有明确的时间要求。就拿张凯同学设计PCB电路板为例,由于之前他并没有实际的画过pcb电路板,因此这项工作是在一边摸索一边设计中完成的。那段时间里,他起早贪黑的在实验室里工作,为的是能设计出一个符合要求、性能稳定的电路板来,因为他知道一个优良的电路板对于整个项目的重要性。另一个重要的因素就是要经常的向老师和师兄请教,在自己不懂的时候一定要向别人请教,这样可以避免将宝贵的时间消磨在走弯路之上。当然也不能一遇到问题就想到求助于别人,自己独立思考问题和解决问题也是非常重要的,在遇到问题的时候先从书本中寻找答案,当思考分析依然没有答案的时候再去请教别人,很多的经验是从书本上无法学到的,在经常的交流和分析中,我们的分析能力和沟通的能力也会逐渐的提高。
精城所致 水到渠成
经过孙老师和三位同学半年的精心准备之后,我校的参赛作品“太阳能发电并网系统”终于如期地出现在第三届“英飞凌”杯太阳能应用设计大赛的决赛中。该作品使用了三路独立的DC/DC变换器,有效地解决了当一块或者几块电池板被阴影所遮挡时造成的电流不稳定,从而性能严重下降的问题,这也为光伏发电的理论提出了一个创新性的思想。再加上一套在国内领先的算法思想,因此在实际测试环节,本系统展示了良好的环境适应能力,能够在各种测试条件下都展现出很好的性能,并具备各种过压、欠压、过流及孤岛保护功能,使得本系统的安全性能大幅提高。
在决赛中,该作品在每项测试环节都体现出了良好的工作性能,相比于别的学校很多代表队的作品出现的烧坏元件等问题,我们学校的参赛作品在各个方面都可谓出类拔萃。在这次参赛的学校中,其他学校的名气都高于我们,但是我们学校的参赛队员们毫不示弱,一举摘取了本次比赛的第一名。不仅展示了我校在科学研究上的先进水平,也为我校“西理工—英飞凌—裕能达”联合实验室成为国内一流的共建实验室迈出了坚实的一步。