教学抓两头,毕业设计学会“杀一头猪”

——蒋校长的办学思想使我受益匪浅

郑芝菁

我是1960年自动控制专业自002班毕业生,我们这一个年级共有10个小班,这批毕业生正是为满足国防科研需要而培养的。蒋南翔校长(也是当时的高教部长)提出大学办学要抓两头,即基础课和毕业设计,毕业设计要学会“杀一头猪”，即解决一个实际问题的思想。我们这批学生,正是经历了这个办学思想的全过程。

值此纪念建系50周年之际,结合毕业后40多年的亲身体会，更深感蒋校长的办学思想是非常正确的。毕业后，我就一直从事航天的科研工作,亲自研制了5个壮国威、振民心的型号，我们工作的特点就是绝大部分都是靠自已探索。根据我的切身体会，研制新的产品都是根据基础课的知识研究解决的。我们这批学生工作后，绝大部分都是马上就从事开创性的工作，而且，干起来得心应手，这要归功于真刀真枪的毕业设计培养。

抓好真刀真枪的毕业设计，大大缩短了由学生到工作人员的时间

我的毕业设计题目是 “惯性导航系统”，当时参加这个项目的有: 自动控制专业4个小班毕业生、计算机专业1个小班、精密仪器专业1个小班(7人)共约140人，还有相关教研组老师及任务提出单位的20多人。

按计划,方案讨论1个月,研制成产品11个月。1960年我国自行研制出数字计算机，当时，世界水平也不高，控制器件中的执行元件还是电机减速器水平。大型的精密加工还受尺寸、设备的限制。因为我们的毕业设计是真刀真枪课题，必须做出成果，大兵团作战的领导大力动员大家提设计方案，然后介绍、比较、确定方案。在这种条件下，我和大家一样积极投入到方案讨论，当时，我还是高精度陀螺系统设计组副组长。因此，在组织同学提方案的同时，自已也更努力研究方案。我仔细分析国际传统的制导方式: 几何式、解释式、半解释式。 由于受当时我国条件限制，实现起来都不是很理想。 几何式受加工条件限制, 解释式受计算机影响, 惯性仪表也是研制初期阶段。如果，采用比半解释式方案对仪表、加工精度、计算机要求都更低一些的导航形式，它既保留几何式、半解释式优点，又克服其缺点的导航形式。显然，这是当时条件下更有利于实现的形式。于是，我提出了第4种导航形式，被章燕申教授定名为三环几何式。该方案被采用了。140多人用了近一年时间研制成功三环几何式惯性导航系统。

这一方案的产生就是根据惯性导航的基本原理,结合当时的实际情况,应用我们所学的基础知识研制而成。这也是很好例证，表明一个学生可以通过真刀真枪的毕业设计,学会如何解决实际问题的方法。抓好真刀真枪的毕业设计，大大缩短了由学生到工作人员的时间。

通过毕业设计，实现了将书本知识向实际图纸设计转化的飞跃

我工作后的第一个任务就是研制空军的天线稳定平台。

当时, 陀螺还未研制出来，为了抢时间,平台与陀螺同时研制,这就有可能平台生产出来没有表装。当时，围绕这个问题就展开了研究。我们通过收集资料发现,平台结构形式通常有两种：内撑式和外撑式。由于飞机上过载量不大, 研制进度上陀螺又比平台的慢。在这种情况下，我们研究出与内撑式近似的亚铃式，解决了上述矛盾。领导决定采用了这一方案,并分派我负责该结构的核心框架设计。这是平台结构的主要设计,对我这个偏重于系统的自动控制专业毕业生来说,确实也不易，但是，我工作得心应手，并不感觉困难。这还得感谢在学校最后一年的毕业设计。当时，我是本着设计需要就要认真学,通过毕业设计实现了将书本知识向实际图纸设计转化的飞跃。

由于采用了亚铃式结构,解决了一个难题，无论是原设计的液浮陀螺还是临时代用的陀螺都能使用,促进了平台研制工作的进展。

扎实的基础知识是进行开创性工作的基础

我工作后参观过一个反浪费展览,其中有一个作为浪费的典型展品就是振动摇摆台。研制了2～3年,花费了很昂贵的代价，结果却不适用。当时，我正在准备论证研制大型惯导设备,对我教育很深。

鉴定和试验惯性导航系统的设备是一套复杂昂贵的设备，通过这套设备在地面能摸清上天的精度和可靠性。因此,国外花费大量资金,耗费若干年研制出了火箭撬、质检弹、高精度离心机等,这样关键的一步我们如何走,是必须十分慎重对待的。经过深入研究,考虑到我们的国力、研制时间及当时条件, 我认为我们必须走自已的路。

解决惯性导航系统性能包括两个方面:一个是精度和可靠性达到什么水平的设备;另一个是通过建立误差模型进行误差系数分离补偿所需要的设备。这都是研制高精度惯性导航系统所需要解决的。设备在满足使用要求的前提下越少越好。

根据我国的实际情况不搞复合环境考核,通过单一环境考核,进行综合评价;可靠性与精度分开鉴定。根据我们产品的特点，用 ≤ 1g的条件下鉴定精度，用大g主要用于考验可靠性。这样，我们就可以利用现有的标准设备，如：离心机、振动台、高低温箱,再配套研制一批非标准设备如：精密倾斜回转台、三轴摇摆台、自动化测试系统等。这些新研制设备造价不是很高，研制时间也不是很长，由于论证研究比较充分，不但解决了精度测试，还完成误差系数分离补偿，其生命力很强，用了30多年了，还在用。用这套方法解决了新型号研制的一次成功和成熟型号的精度提高问题，既省钱又省时间。

惯性导航系统是高精度的机电系统,在研制初期,靠提高加工精度是可以达到目的的,可是到一定水平后就事倍功半了。通过大量研究分析不难发现,从物理性能出发, 惯性导航仪表的精度与环境条件,包括力学环境和气候条件有关。力学环境如过载、振动、冲击等等;气候条件如温度、气压、湿度等。这些与仪表性能联系起来,将环境条件量化,其影响就可以与精度对应起来了。

总之，从我的亲身经历，深刻体会到，教学抓两头,毕业设计学会“杀一头猪”的办学思想是培养高质量大学毕业生的好办法。社会上普遍反映,清华这批毕业生工作能力也比较强，到工作单位马上就可以接手工作,能很好的完成任务。

[作者简介] 郑芝菁，男，1936年6月生，研究员。就读122cc太阳集成游戏自动控制系自动控制专业，1960年毕业(学制5年，又在校真刀真枪毕业设计1年)分配到现在的中国航天十三所，一直从事航天惯性导航系统研制工作，担任过国家重点型号和对外发射服务的主任设计师。获国务院特殊津贴。