Подводим итоги конкурса Simulink Student Challenge 2015

Для участия в конкурсе было необходимо выбрать актуальную учебную проблему, предложить ее решение с помощью Simulink, записать видео, в котором показана проблема и ее решение с помощью инструментов Simulink.

Всего на рассмотрение жюри поступило 17 работ, 6 из которых из России. По результатам проект Иванова Алексея Александровича, студента магистратуры 1-го курса СГТУ им. Гагарина Ю.А., занял призовое 2 место.

Проект Алексея:

Мы немного побеседовали с Алексеем:

Несколько слов о тебе: где учишься (курс, специальность), кем хочешь работать после выпуска?

Я Иванов Алексей Александрович, студент магистратуры 1-го курса СГТУ им. Гагарина Ю.А. кафедры "Приборостроение". До магистратуры учился здесь же. Специальность моя связана с изучением приборов ориентации и навигации, а именно: гироскопов, акселерометров, систем спутниковой навигации GPS и Глонасс. На самом деле, моя специальность хоть и имеет узкую направленность, применять её можно практически повсеместно. Кем я хочу работать в дальнейшем и чем заниматься, я ещё точно не решил, как бы это странно не звучало. Скорее всего, моя будущая профессия должна быть связана с проектированием и разработкой приборов и устройств, т.к. это моё хобби (я радиолюбитель).

Какие технологии ты считаешь перспективными и интересными для себя?

Перспективными я считаю технологии, которые позволяют добиться автоматизации процессов. Например, существует множество систем "умного дома", которые позволяют контролировать и автоматизировать многие действия: управление электронными устройствами, водоснабжением, охранной системой, поливом растений и прочим. Такие системы позволяют не только упростить жизнь, но и позволяют экономить расходы на содержание такого дома. Я считаю, что через некоторое время такие системы станут более "умными" и они будут работать не только по команде или расписанию, но и учитывать состояние человека. К примеру, это бы могло снизить стрессовое состояние, которое возникает после тяжелого рабочего дня или других причин. В настоящее время я разрабатываю свою систему "умного дома", но в ней предусмотрены только стандартные возможности. Но я пока только учусь:).

Почему решил взять именно эту тему для конкурса? Будешь ли развивать её дальше?

Тема моя вытекла из моей выпускной работы. Я разработал лабораторную установку, позволяющую исследовать характеристики микромеханических инерциальных измерительных модулей (ИИМ). А началось всё с того, что мне не понравилось проводить испытания на стандартной плате и программе, которые были у нас на кафедре вместе с инерциальным модулем ADIS16405. И так получилось, что меня заметил мой научный руководитель (на тот момент будущий), когда я показывал сокурсникам только что собранный светодиодный куб разрешением 8*8*8. Тогда он мне предложил попробовать связать ИИМ с кафедры с микроконтроллером. На тот момент была идея создания системы навигации. Естественно, недолго думая, я согласился. В тот момент я как раз получил первую плату Arduino и мне казалось это неплохой возможностью связать своё хобби с будущим дипломом. Конечно, за 1.5 года я столкнулся с огромным количеством проблем, так как у меня мало что получалось, особенно когда я пытался для проверки когда использовать ИИМ MPU9250, у которого я не нашел в даташите нужных мне регистров. Так же, была проблема с программой, которая должна была обрабатывать сигналы ИИМ на компьютере. А позже я узнал о возможности работать с последовательным портом в Matlab. Таким образом, мне удалось подключить плату Arduino к Matlab. Всё было здорово, пока я не решил усовершенствовать свою установку. Когда я решил использовать соединение Bluetooth, чтобы избавиться от проводов, которые мешали повороту установки на стенде, я столкнулся с проблемой соединения. Соединение устанавливалось через раз, вылетала ошибка, что порт недоступен. После сброса модуля Bluetooth HC-06 и повторного соединения, ошибка не вылетала, но при каждом запуске кода в Matlab приходилось производить аппаратный сброс. Я долго искал решение этой проблемы, так как лабораторная установка с такой неприятной ошибкой не очень бы вписалась в учебный план. Придумал решение я чисто случайно, ехал в автобусе и вспомнил, что при проводном соединении ошибки нет. В тот момент и появилась идея использовать проводное соединение как беспроводное при помощи USB-UART преобразователя на микросхеме FT232RL и Bluetooth UART модуле. Я сразу разработал печатную плату для будущего беспроводного модуля и заказал два Bluetooth HC-05. После сборки и проверки заработало всё с первого раза. А позже, точнее, за две недели до конкурса Simulink, я узнал от преподавателя о Simulink Challenge 2015. Он мне предложил мою дипломную работу из matlab переписать в simulink. Но мне это показалось не очень интересным, т.к. управление 3D моделькой уже было реализовано в matlab. Но в учебных целях Simulink более нагляден и тут я вспомнил, почему я от него отказался в пользу Matlab. Когда я использовал стандартный модуль bluetooth, блок Serial не видел созданный виртуальный COM-порт. Но т.к. я создал свою собственную пару bluetooth (приемник/передатчик), эта проблема была уже решена. А потом, через неделю, мне захотелось не просто наблюдать за графиками и 3D моделькой, а управлять чем-то другим. Тут я вспомнил, что у меня были в наличии три сервопривода, из которых я решил собрать манипулятор. В поиске наиболее удачной конструкции манипулятора я наткнулся на готовое решение, которые, как правило, я не одобряю, но у меня оставалось уже мало времени, поэтому я не стал рисковать с тестовыми конструкциями. Конечно, чертеж своей конструкции я сделал, но мне вырезали детали на час раньше, чем я успел закончить. Оставшееся время я долго пытался научить манипулятор командам Simulink, но у меня терялись байты данных. Я долго не мог понять, в чём дело, пока не поменял кодировку на UINT8. На тот момент, оставалось всего 2 дня до завершения приема заявок. После записи ролика, уже когда я его смонтировал, стали появляться первые видео на youtube с теми самыми хештегами. Я изначально отказался от записи ролика на английском, т.к. моё произношение сделало бы только хуже, по этому я решил рассказать о своём проекте на русском языке, но чтобы могли понять все, добавил перевод в виде текста. Так же я переживал, что не смог уложиться в рекомендованные 3-5 минут.

Дальше планируется развитие моего проекта, но немного в другом направлении. Планируется создание навигационной системы с алгоритмической компенсацией погрешностей для беспилотного летательного аппарата. Созданный проект позволит проводить исследования статических и статистических характеристик ИИМ для создания алгоритмической компенсации погрешностей.

Твои советы будущим участникам конкурса – на что обратить внимание?

Самое главное, не бояться быть оригинальным. Не нужно смотреть на другие проекты и думать, что ваша идея не так интересна. Во многих университетах имеется дорогое оборудование, при помощи которого можно добиваться хороших результатов. Но это не означает, что если у Вас такого нет, то вы заранее проиграли. Если Вы стремитесь к достижению цели, то обязательно к ней придёте.

Учитывая положительные результаты конкурса, а также принимая во внимание повышения уровня проникновения использования Simulink в студенческой среде, департамент MathWorks удвоил сумму приза.

Надеемся что дальнейшее проведение таких конкурсов продолжит позитивное влияние на развитие project-based learning (обучение на реальных проектах).

Официальные результаты конкурса

Проект других участников из России смотрите на нашем канале.