20世紀(jì)80年代初，學(xué)校很多中青年教師都在準(zhǔn)備考研究生或出國(guó)。一天，王振鈞教授見(jiàn)到我說(shuō)：“你現(xiàn)在沒(méi)有時(shí)間念研究生，但是可以做現(xiàn)在控制理論界很熱門(mén)的課題———倒立擺系統(tǒng)研究”，并介紹給我一些資料。我很高興地接受了他的建議，并向主管科研的教研室主任宋子善老師作了匯報(bào)，他十分支持我。不久，宋老師去香港開(kāi)會(huì)，給我?guī)Щ匾槐竞窈竦年P(guān)于倒立擺的資料。該資料稱(chēng)：“倒立擺是現(xiàn)代控制理論的典型實(shí)驗(yàn)設(shè)備，標(biāo)志著大學(xué)控制理論學(xué)科實(shí)驗(yàn)室水平?！?br>　　我用很短時(shí)間把這些資料消化后，有了基本理論基礎(chǔ)和研究思路。此時(shí)，徐鶴年老師出國(guó)時(shí)，在美國(guó)斯坦福大學(xué)的導(dǎo)師來(lái)北航做學(xué)術(shù)報(bào)告時(shí)，也介紹了倒立擺在高?，F(xiàn)代控制理論教學(xué)中的重要意義。這更堅(jiān)定了我研究此課題的決心，立刻就與當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室主任汪聲遠(yuǎn)老師研究，定下了這個(gè)課題，并組成了研制小組。當(dāng)時(shí)有我、汪老師和楊惠華老師，他們二位負(fù)責(zé)硬件機(jī)械部分設(shè)計(jì)、繪制圖紙和加工，我負(fù)責(zé)理論分析、建模和控制器設(shè)計(jì)，工作很快開(kāi)展起來(lái)。
　　開(kāi)始想得很簡(jiǎn)單，但萬(wàn)事開(kāi)頭難，我們誰(shuí)也沒(méi)見(jiàn)過(guò)倒立擺，只憑書(shū)上的簡(jiǎn)單模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。沒(méi)想到這個(gè)簡(jiǎn)單設(shè)備，楊老師竟畫(huà)出一二十張圖紙。當(dāng)送去加工時(shí)卻為難了，僅倒擺小車(chē)導(dǎo)軌的加工費(fèi)就需500元，相當(dāng)于當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室一年的經(jīng)費(fèi)。無(wú)力支付如此昂貴的費(fèi)用，只能另謀出路。汪聲遠(yuǎn)老師提出用角型材制作導(dǎo)軌，宋子善老師又為我們獻(xiàn)出珍藏多年的測(cè)速電機(jī)和高精度電位計(jì)。當(dāng)其他元部件在車(chē)間加工完后，我們開(kāi)始了緊張的安裝、建模、測(cè)試。機(jī)械部分總算完成了，剩下的就是控制器的電路部分研制了，由于經(jīng)費(fèi)短缺，我們僅制作了一塊功放板，其它模擬電路部分借用現(xiàn)有的模擬計(jì)算機(jī)中的部件，這樣既省錢(qián)、簡(jiǎn)單；又便于調(diào)試。
　　一切準(zhǔn)備好后，開(kāi)始整機(jī)調(diào)試?，F(xiàn)在還清楚地記得，調(diào)試的頭一天，剛一通電，這小小的倒立擺就像一匹脫韁的野馬，嘩地跑到那頭兒，又嘩地跑到這頭兒，用手都拉不住。我們內(nèi)心十分緊張，但耐下心來(lái)坐下分析，一致認(rèn)為：結(jié)構(gòu)上沒(méi)問(wèn)題，問(wèn)題出在建模的準(zhǔn)確度上。因?yàn)檫@是多變量非線(xiàn)性系統(tǒng)，有關(guān)參數(shù)測(cè)試不夠準(zhǔn)確，尤其是非線(xiàn)性的線(xiàn)性化更是如此。于是我們停下來(lái)，反復(fù)測(cè)試改進(jìn)。這時(shí)邱紅專(zhuān)、馬曉燕也參加進(jìn)來(lái)了，經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的努力，終于在1983年的一天，在原6號(hào)樓三層北邊308實(shí)驗(yàn)室里調(diào)試成功了。當(dāng)時(shí)有小邱、馬曉燕和我在場(chǎng)。大家十分高興，手舞足蹈，高喊“我們成功了！”并招呼一些人觀看。這小倒立擺也怪，一旦調(diào)試成功后，運(yùn)行非常穩(wěn)定，有時(shí)自己運(yùn)行很久都相安無(wú)事。有人好奇用手打它一下也不倒，說(shuō)明它不但穩(wěn)定性好，抗干擾性也不錯(cuò)。證明我們的參數(shù)測(cè)量足夠精確，使它從一匹野馬變成了一頭馴服的小毛驢了。但是當(dāng)時(shí)對(duì)它的重要性并不在意，所以我們既未對(duì)外張揚(yáng)宣傳，也未作為成果上報(bào)，只是寫(xiě)了個(gè)工作總結(jié)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)說(shuō)明書(shū)，并作為自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備放在實(shí)驗(yàn)室里而已，不時(shí)也有人來(lái)參觀一下。后來(lái)，在一次上海校際會(huì)議上我才知道，我國(guó)自制倒立擺第一臺(tái)是西安交大馮祖仁研制的，采用模擬式控制器；第二臺(tái)是清華大學(xué)自動(dòng)化系蔣老師在馮老師的基礎(chǔ)上，采用8086單板機(jī)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字式控制器；而第三臺(tái)就是我們這臺(tái)了。我們北航這臺(tái)倒立擺是模擬式的，其特點(diǎn)是完全自己設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試，且利用了實(shí)驗(yàn)室的模擬計(jì)算機(jī)，更適合教學(xué)應(yīng)用。會(huì)上，得到了外校老師的贊揚(yáng)。開(kāi)會(huì)回來(lái)，我向教研室和系里匯報(bào)了這種情況，系里建議我們向?qū)W校申報(bào)教學(xué)成果獎(jiǎng)，于是獲得1990年北航教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。
　　根據(jù)研究生《線(xiàn)性系統(tǒng)》課教學(xué)實(shí)踐需要，在院科研處資助下，我們又與江蘇栗陽(yáng)教學(xué)儀器廠(chǎng)合作，研發(fā)了二級(jí)倒立擺產(chǎn)品；為系內(nèi)外8屆碩士研究生開(kāi)設(shè)了《線(xiàn)性系統(tǒng)》實(shí)驗(yàn)課，編寫(xiě)了實(shí)驗(yàn)教材，受到學(xué)生歡迎，也為系內(nèi)外多名碩士博士研究生提供了科研條件，并榮獲1997北京市教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。
　　在倒立擺研制過(guò)程中，曾得到西安交大馮祖仁老師以及清華蔣老師大力協(xié)助。在仿真方面得到原305郭云芳老師、陸金保老師的無(wú)私幫助。那時(shí)的大協(xié)作精神真好哇！
　　此后，有些老師對(duì)倒立擺課題繼續(xù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。但可以無(wú)愧地說(shuō)，這第一臺(tái)倒立擺的研發(fā)成功，為以后的各種倒立擺研制奠定了良好的基礎(chǔ)。于鳳仙