面向高校专业特色的课程思政教学探索——以航空航天类院校检测技术与自动化课程为例

在所有高校、所有学科专业全面推进课程思政建设,是培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人的重要举措。对于行业特色鲜明的理工科优势高校,思政教育应突出行业特色。以航空航天类院校检测技术与自动化课程为例,探讨具有空天特色的思政育人目标、特色思政元素、改革举措等关键问题,使该课程成为具特色、有灵魂、能传承的思政引领课堂。

基于CDIO的自动化及电气工程专业课程设计与综合实验教学改革

结合高等工程教育对工程实践教学的需求,分析并总结了学院自动化及电气工程专业课程设计与综合实验这一工程实践教学环节的现状及存在问题。在此基础上,引入CDIO(conceive-design-implementoperate,简称CDIO)实践教学理念,结合复合创新人才培养需求和学生认知规律,围绕实践平台开发、实验项目设置、实验教学方法等方面进行系列改革,设计了基于CDIO多学科交叉融合的自动化及电气工程课程设计与综合实验实践教学体系,并具体给出该体系下的导航专业方向课程设计与综合实验教学理念和具体实施过程。教学效果表明,改革后的课程设计与综合实验进一步提高了学生的工程能力、个人能力、人际团队能力和解决工程复杂问题的能力。

具有航空航天特色的工程伦理案例探讨

为了突出以航空航天特色为中心的工程伦理发展需要,在教学方面需要加大对相关课程案例建设的研究、改革和实施。我们以突出航空航天特色的工程伦理问题为目标,设计提升专业特色的案例教学课程体系建设方案;通过对课堂教学的改革,建立与课程内容联系紧密的工程伦理案例教学库,深化学生对工程伦理的理解,并使学生具备一定的工程伦理分析能力。

产教融合的自动化实践教学探索与实践

面向新工科背景下的自动化专业人才培养需求,针对现有实践教学的“企业需求与实践内容”“高新技术与理论知识”双脱节问题,创建了“学院管理-指导教师-实践学生-高新企业/军工企业-实践对象五级联动”的共享型闭环实践体系。该体系于2015年起在北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院实施,打通了产教融合的“最后一公里”,解决了传统实践模式的“双脱节”问题。

自动化类专业人才的系统思维能力培养探析

自动化类专业人才的系统思维能力培养非常重要,如何通过课程教学把系统思维贯彻到人才培养的具体行动中值得思考。文章将本科核心基础课数字电子技术基础、微机原理及接口技术的思维进行融通,重构课程教学内容体系,分别增加了数字系统和计算机应用系统设计相关教学内容;并以典型而复杂的数字系统--计算机硬件系统为例开展数字电子技术基础课程教学,培养了学生的系统观和系统思维,提高了学生解决复杂工程问题的能力。

新时代国防特色自动化专业人才培养的探索与实践

自动化是将人类从繁重危险的体力和脑力劳动中解放出来并推动生产力发展的关键技术之一,对近代科技发展的贡献无处不在。人工智能技术的飞速发展对自动化专业的人才培养提出了新要求。网络智能时代如何培养具备厚基础、宽口径、强能力、高素质的新一代高质量创新型人才是自动化专业人才培养的重要使命。北航自动化专业始建于1954年飞机设备系,数代自动化人传承红色基因、赓续初心使命,培育出一大批自动化专业的杰出人才,有力支撑了我国国防重大工程领军领导人才的队伍建设。新时代新征程,北航自动化人提出了思政与培养、艺术与专业、理论与实践“三协同”的育人理念;经过三届班子接续干,形成了具有鲜明国防特色的“养德润人、融艺启人、创新育人”的控制学科本研一体人才培养体系,开拓了我国自动化专业人才培养的新途径。

航空航天器配电变换器测试性设计及其仿真研究

文章首先介绍了航空航天器配电系统的组成和作用,进而指出了对配电系统进行测试性设计的实际工程意义。结合航空静止变流器为例详细论述了此类配电变换器装置的性能、组成结构和控制方法,提出了一种基于测试可控性设计以较低成本实现航空静止变流器的板级电路故障诊断方案,给出了系统故障诊断逻辑判断流程。最后搭建了航空静止变流器的仿真模型,通过详细分析变流器系统仿真结果,验证了该方案的可行性。

航空航天院校本科生科研创新团队模式研究与实践

在系统分析组建本科生科研创新团队必要性的基础上,以北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院的几组自动化专业本科生科研创新团队试点为背景,探讨了自动化专业本科生科研创新团队制度建立和实施的若干问题,最后结合实践讨论了目前航空航天院校自动化专业本科生科研创新团队所存在的主要问题及其对策。

航空航天仪表中的图形、图像和符号化测量

从图像、图形和符号化测量的角度对航空航天仪表进行了概述．在此基础上，提出智能航空航天仪表的一种设计思想，以解决困扰航空航天仪表板总体设计数十年的难题：要求仪表显示的参数越来越多、驾驶员负担越来越重的问题．

航空航天中的综合运载器健康管理技术

新一代战斗机中采用综合健康管理技术是为了解决高的战术技术指标与可承受的成本之间的矛盾.

图形化测量及其在航空航天仪表中的应用

本文提出图形化测量，它比符号化测量内容更广、能说明的问题更多。首先，以作者多年来在航空航天仪表中的一些研究结果，说明图形化测量的诸多特点，其中最重要的是它能说明的问题丰富、深入，并能给出更高层次的结果。其次，给出从测量信号到图形的多种变换方法，特别是作者多年采用的方法。最后，指出计算机图形学的迅速发展和大量图形软件的开发给图形化测量的发展以极大的推动力。

航空电推进电机多层波浪形拓扑及散热设计方法

针对航空电推进电机的散热问题,提出一种基于多层波浪形散热拓扑的航空电推进电机高效散热设计方法。航空电推进电机采用多层波浪形散热拓扑,建立电机等效热网络模型,确定等效热阻、对流换热系数等重要参数,完成电机温度精确计算,并通过CFD仿真验证所建立电机等效热网络模型的准确性和有效性。以此为基础,对比分析传统散热翅和多层波浪形散热拓扑对电机功率密度的影响。基于多层波浪形散热拓扑的等效热网络模型,采用遗传学习粒子群优化(GL-PSO)算法,完成航空电推进电机高效散热优化设计。优化结果表明:相比于原始方案,优化方案的机壳质量减轻15.1%,整个电机的功率密度提升0.06 kW/kg。

航空电源系统 FMEA 自动化技术研究

以飞机电源系统为例提出了一种在系统设计阶段，利用系统动态性能仿真模型自动进行定量故障模式影响分析的方法．该方法将系统中各个元器件可能的故障模式计入系统的动态模型中，并进行系统仿真，再将系统故障状态下的仿真结果与其正常状态下的仿真结果进行比较，以量化判定每种故障影响的严重程度，从而实现故障模式影响分析的自动化．

自动化专业本科工程实验教学改革方案探讨

本文依照现代高等工程教育的工程实践教学要求,对自动化专业本科的专业实验教学改革进行了探讨,提出了一些初步设想,并且正在实施这些设想。

MIT电气科学与工程专业本科培养体系研究

本文根据美国麻省理工学院(MIT)2013年秋季电气科学与工程专业课程设置和培养体系,重点研究了该校电气科学与工程专业本科培养目标、课程设置、培养模式、实践创新项目等方面的内容,对我国高校本科教学体制的改革具有借鉴意义。

航空电气系统接口电路设计与仿真研究

航空及低压电力系统中较多信号通过接口电路进行传递和处理,近年来国产化器件的大量应用和生产设计任务的紧迫性对接口电路仿真提出了新要求。针对我国航空及工业领域基于模型的系统工程(MBSE)具体领域建模要求,设计了一种电流信号输出电路,利用Saber软件完成了“器件电路”逐级建模与仿真,并结合对应硬件电路进行静态功能与动态性能的理论、仿真和实验对比。结果表明所设计的建模方法可以较好综合建模仿真的快速性和准确性,有利于优化接口电路设计过程,提高数字化程度,为我国航空及工业领域MBSE提供了模型支持。

基于虚拟仿真平台的航天器编队实践课程建设

北京航空航天大学开设的“航天器智能自主编队控制”课程较侧重于理论性,缺少有特色的创新实践模块,不利入学生直观理解理论知识的原理和应用方法。为激发学生对该前沿领域的兴趣和树立空天报国的航天梦,通过采用虚拟仿真设计技术,开发了航天器编队经典构型仿真实验平台以及航天器线性双脉冲交会仿真实验平台,构筑了理论课程与工程实践中的桥梁,培养了学生创新实践能力。

LEO航天器太阳电池阵激光诱导电弧放电试验与分析

基于太阳电池阵空间电弧放电理论,对纳秒脉冲激光诱导太阳电池阵电弧放电机理进行分析,采用空间放电模拟试验系统,试验研究了低地球轨道(LEO)等离子体环境下纳秒脉冲激光诱导太阳电池阵电弧放电的功率密度阈值及其放电特性。试验结果表明:LEO等离子体环境下激光诱导太阳电池阵电弧放电的功率密度阈值约为1.08×10^(8)W/cm^(2),与无激光诱导相比,放电持续时间增加了20%,且每施加1次纳秒脉冲激光诱导电弧放电概率约为60%。对比分析不同工况下的太阳电池阵损伤效应可得:纳秒脉冲激光诱导电弧放电破坏绝缘层最严重,容易造成太阳电池阵中部分PN结短路失效,其损坏程度远远大于空间环境太阳电池串间电弧放电烧蚀损坏效应和盖玻片表面热应力损伤造成的PN结断路失效。此结论可为航天器太阳电池阵放电试验的措施及试验参数选取提供参考。

激光诱导航天器太阳电池阵放电电弧特性的研究与分析

太阳电池阵空间放电电弧严重威胁航天器的可靠运行和安全寿命。基于太阳电池阵在空间等离子体环境放电电弧理论,对高能脉冲激光诱导太阳电池阵放电电弧机理进行分析,采用空间放电地面模拟实验系统研究3种不同工况下的太阳电池阵放电电弧特性,得到3种工况下激光诱导放电电弧的功率密度阈值分别约为1.8×10^(8)W/cm^(2)、1.45×10^(8)W/cm^(2)和1.08×10^(8)W/cm^(2)。在近地轨道等离子体环境下每次施加脉冲激光诱导放电电弧的概率达到约60%,且激光诱导放电电弧电流峰值为5.4 A,平均持续时间达到16.68μs,极易对太阳电池阵造成较大危害。

航空变频交流真空灭弧室的设计研究

随着航空电气负载的增长,传统恒压恒频电源已难以满足需求,变频电源正成为现代飞机电气系统的发展方向。变频条件下真空灭弧技术面临三方面的挑战:一是开断难度的增加,二是通流能力下降,三是小体积、轻量化的设计限制。通过两个关键技术:小体积下的开断能力提升技术,轻量化结构下的通流能力设计方法,提出适应航空变频条件的变频灭弧室设计方案。分析变频条件下影响电流开断能力的触头因素,设计灭弧室小体积触头结构。提出一体式外置主屏蔽罩结构方案,为增加触头直径提升开断能力提供保障。提出趋肤效应下的导体结构轻量化方法,采用外置屏蔽罩增加散热能力,研制出了航空变频交流真空灭弧室。基于设计的三相接触器样机搭建了符合航空变频条件的实验环境,对灭弧室的开断能力、绝缘性能与温升情况进行了实验研究。结果表明:设计的灭弧室能够在360~800 Hz频率范围内有效开断过载电流1.68 kA,样机成功开断50次三相过载电流1.1 kA。开断前后三相主回路接触压降稳定,最高仅为83.49 mV,所有接触压降均低于设计值100 mV。整机重量仅为975 g,满足设计要求的同时具备更高开断能力。研究为航空变频电源系统的发展提供了实验数据支持,对推进航空电器领域真空开断技术应用具有重要意义。