新工科背景下地方高校工科专业建设管窥

新工科背景下,将工程教育理念融入专业建设的各个环节,对于地方高校的内涵式发展具有重要促进作用。工程教育既要注重学生的专业技能发展,也要培养他们良好的品格和价值观。文章通过分析国内外工程教育的发展现状,分析和总结了地方高校工科专业建设面临的关键问题:人才培养和社会需求不匹配、人才培养质量缺乏竞争力、缺乏创新实践环境以及校企协作缺乏长久机制;在明确传统工科教育模式、特点的基础上,对新工科建设过程中地方高校工科专业建设所遇问题的成因进行了详细分析:教学理念因循守旧、专业建设目标定位不明晰、师资队伍建设不足以及校企协同缺乏深度等;进而有针对性地提出了若干建设性举措:加强大学文化建设和大学精神培育、建设创新型多学科交叉培养平台、积极贯彻OBE教育理念、持续推进产教协同平台建设以及拓展国际合作与交流领域。

基于轻量化NDFEDet-SOLOv2的遥感图像建筑物提取方法

目的在地籍测绘和灾害管理等领域中,建筑物轮廓和位置的自动提取是至关重要的一环。为了解决高分辨率遥感图像建筑物因环境因素导致分割精度不准确等问题,提出了一种改进的轻量化SOLOv2实例分割模型——NDFEDet-SOLOv2。方法该模型选用双向特征金字塔网络(BiFPN)特征融合方式的轻量级EfficientDet网络,其中将骨干网络部分的EfficientNet升级为EfficientNetv2,EfficientNetv2中的三层MBConv模块SE注意力更换为含有DropBlock正则化的轻量级标准化注意力机制(NAM),构成NAD-MBConv模块。BiFPN特征融合部分,向其尾端各特征层并入双水平路由注意视觉变压器(BiFormer),形成双向水平路由注意特征金字塔网络结构(Bi-FPN-Former),从而聚焦微小建筑物轮廓信息,以实现更高层次的特征融合。结果NDFEDet-SOLOv2模型相较于传统轻量级SOLOv2实例分割算法,平均精度mAP、mAP 50和mAP 75分别提高了3.9%、3.7%和2.5%,检测帧率(FPS)提高了2.7帧/s。结论轻量化NDFEDet-SOLOv2实例分割算模型消除了建筑物边角的图像畸变,在地理环境空间不均等复杂情况下也能准确提取出遥感图像建筑物的基本轮廓,从而为城市布局更新和建筑变化检测提供理论参考。

基于改进蚁群算法的机器人全局路径规划

针对机器人的全局路径规划问题,结合人工势场法提出一种改进蚁群算法。首先改进人工势场法中的斥力函数,解决局部最优和目标不可达的问题;其次在蚁群算法的启发函数中加入人工势场法中的引力函数,有效提高算法的收敛速度;然后为提高算法的搜索能力,在蚁群算法的状态转移函数中加入改进后的人工势场合力和改进后的启发函数;最后算法输出结果采用三角剪枝法进行优化。通过MATLAB仿真和ROS实验验证了改进算法的有效性。

PLC在反冲洗废水回用中的应用

水厂在生产水的过程会产生生产废水,为了节约水资源,实现可持续发展,水厂对生产废水进行回用。针对水厂中回用反冲洗废水的浊度高,反冲洗废水回用系统的自动化程度低,对滤池反冲洗废水回用的设计,采用PLC和上位机组成的控制系统。对该系统硬件设计和控制流程进行了介绍,并结合监控画面的设计,自动控制废水回用的过程,提高回用水处理的自动化控制水平。

课程思政融入高校电类专业基础课教学研究

在当前高校“大思政”工作背景下,如何做好课程思政的教改工作是专业课要深入研究的内容。针对高校电类专业基础课课程思政存在的问题,本文探索了如何将课程思政融入到电类专业基础课的教学全过程。通过完善管理机制和评价体系、增强授课教师的课程思政意识与能力、采用融入课程思政的线上线下教学模式等措施,进行电类专业基础课课程思政的教学改革,以期为高校电类专业基础课的课程思政建设提供有益参考,为实现“三全育人”的教育目标服务。

电子技术课程信息化教学实践探索

随着现代科技与电子技术的迅速发展,电子技术涉及的领域无所不及,在技术创新上发生着翻天覆地的变化。因此,电子技术作为工科非电类专业的重要基础课程,在教学过程中具有非常重要的地位。文章尝试探索利用现代信息化教学手段,通过收集线上数据,再配合线下相关数据,构建综合评估体系。笔者作为高等学校电子类专业的教师,对该门课程课前课中课后信息化教学进行探索,希望在此探索中能促进学生知识、能力和素质的一体化成长。

自适应阈值Harris算法遥感图像配准的FPGA实现

针对Harris角点检测器响应值R的阈值选择而导致角点失真问题,文章提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的自适应Harris角点检测器实现遥感图像的配准方式。该方式依据非最大值抑制(NMS)处理后的响应值对阈值进行实时变化。实验结果显示,优化架构在硬件资源仅增加2.76%的情况下,准确率相应提升了8.31%。因此,文章提出的遥感图像配准架构适用于硬件资源有限的平台。

基于FPGA的Sobel边缘检测架构

本文提出了一种基于Field Programmable Gate Array(FPGA)实现的高效8-bitSobel边缘检测硬件架构,通过结构优化和引入流水线技术,不仅减少了硬件资源利用率,并且提高了系统运行的最大频率。与三种现有的Sobel边缘检测架构相比,第一种是传统的Sobel边缘检测结构,另外两种也是8-bitSobel边缘检测结构。结果表明,本文提出的8-bitSobel边缘检测结构比传统的Sobel边缘检测结构在硬件资源上减少了37.55%,运行速度上提高了14.74%.尽管与运行速度最快的8-bitSobel边缘检测结构相比在速度上降低了1.24%,但是在资源率上提高了25%。因此,本文提出的8-bitSobel边缘检测架构更适用于硬件资源有限的平台。

优化的动态帧时隙ALOHA防碰撞算法

对动态帧时隙ALOHA防碰撞算法中的标签个数估计进行改进,采用动态调整机制,使标签个数估计式系数自动调整,解决阅读器下一个查询周期应该使用的帧时隙长度的问题。针对实测中当帧长度与标签个数相等时冲突率较高的问题,将查询命令时间计入总的帧长度中以优化帧长度。仿真结果表明,优化后的DFSA算法延迟时间减少,冲突率降低,系统效率提高,在标签数量较少时效果尤为明显。

多先验信息约束的三维电阻率反演方法

先验约束信息可以有效提高直流电阻率三维反演精度,多数约束信息的施加是通过修改目标函数实现的,具有约束信息单一、施加约束信息繁琐的不足。为了改进上述问题,修改迭代重加权最小二乘法反演方程,将数据加权矩阵中的重加权函数修改为误差函数和互补误差函数的形式,增加结构度量、权重均值和标准偏差等参数,通过修改地下空间不同区域的重加权函数参数,达到施加不同先验约束信息目的;反演方程计算采用并行共轭梯度最小二乘法,以提高反演速度。在合成数据算例中,分别施加了平滑约束、块状约束和多信息混合约束,反演结果表明多信息约束的成像精度远大于单一信息约束。工程项目中可根据地质结构状况合理选择权函数参数,达到提高三维电阻率反演精度和计算速度的目的。

基于面波的巷道揭煤超前探测试验研究

为实现对揭煤巷道前方煤层界面的探测,研究面波在巷道中的速度变化,以潘二煤矿为例,利用面波具有能量强,S波遇不连续界面反射的特点,开展了地震波超前探测的试验研究。通过分析巷道面波在巷道中的传播特征和对激发震源的要求,使用可控震源激发巷道面波、微震监测系统连续记录;利用面波在巷道中的走时,应用直达波和反射波的时间差计算巷道面波和S波速度,实现掘进工作面与煤层距离的计算。试验结果表明:地震波超前探测法可以准确探测巷道掘进工作面与煤层界面的距离,与钻探距离相比,测量误差不超过0.5 m,可为石门揭煤前地质构造探测提供一种新途径。

基于微震成像的采煤工作面应力异常监测

为了实现对深井采煤工作面的冲击地压灾害预防,采用微震走时成像技术,监测采煤工作面的应力异常.根据系统要求布置传感器台网,实现工作面全覆盖;采用层状模型分析地震波传播路径,计算地震波传播速度,利用子空间分阶段求解的方法进行反演,实现对监测区域的地震波走时层析成像;结合地震波速度和岩石所受应力的关系,达到研究采煤工作面应力异常的动态分布及变化特征的目的.试验结果表明:工作面推进时,煤层顶板高应力异常达到最大,工作面前方的高应力异常区动态变化范围较大,工作面后方存在较稳定的地震波低速异常,利用微震成像技术可以有效地监测地震波速度异常区域的范围及变化特征.

一种高精度微震信息采集系统

针对我国煤炭采动过程中对地质灾害预防的技术障碍,设计一种微震采集系统。高灵敏度传感器和24位精度的AD转换器可以准确捕捉极其微弱的岩层波动;每60 s进行一次同步复位,能够使采集数据的时间与服务器时间精确一致;对采集数据采取高阶全并行流水线滤波处理,可以有效消除干扰噪声;异步FIFO的乒乓操作可以实现无死时间的数据连续接收和处理。实验结果表明:该系统能够准确判断震源的位置和时间,实现井下微震信息的实时监测,为矿山地质灾害提供预测和防治的技术手段。

基于FPGA的多方向阈值自适应Sobel算法实现

Sobel边缘检测技术是图像处理中最基本的技术之一。传统算法速度较慢且只有垂直和水平两个方向的梯度,对于一些其他方向的边缘检测效果不明显。文章设计了一种四方向(0°,45°,90°,135°)的Sobel算法来提高边缘检测的准确性,针对传统Sobel边缘检测算法阈值设置会出现偏差的缺点,基于中值滤波,采用自适应算法提高阈值准确性。本设计采用Verilog语言编程。仿真结果表明:多方向阈值自适应Sobel处理速度快,自适应阈值合理,边缘的完整性比传统方法有显著提高。

基于鲸鱼优化算法的低压串联故障电弧特征研究

针对低压配电网电气事故频出,串联故障电弧检测困难的问题,提出一种基于鲸鱼优化算法的低压串联故障电弧特征研究方法。选取适当参数对故障电弧进行仿真分析,通过收集三种类型负载的回路电流和电压数据,对正常状态和发生故障时的波形进行对比,通过快速傅里叶变换计算出各次谐波分量,将故障和正常状态下差值大的谐波次数作为故障特征量,作为WOA-BP神经网络的故障电弧模型的输入值,并与传统BP神经网络比较,结果表明,鲸鱼优化算法对低压串联故障电弧检测效果更好。

一种新的快速并行结构的优化CORDIC算法

对传统的CORDIC算法进行改进,采用角度二进制低位转换成两极的模式和基本角度线性编码方式,更易于确定旋转方向,加快迭代速度。迭代过程中低位采用最高非零位最大逼近角的算法,高位采用基于4∶2压缩器的高速进位加法器的结构,在精度提高时其速度优势更加明显。实现结构采用流水线方式,不需要ROM存储空间,节省逻辑资源,满足高速高精度领域的运算要求。

新时代电子信息工程专业综合实训方案开发与设计

近年来,随着我国电子科技的迅猛发展,普通高校电子信息工程专业的发展面临着一些挑战。为了确保普通高校电子信息工程专业学生符合新时代人才培养要求,拟以电子信息工程专业为着手点,解析综合实训教学模式,切实依照笔者所在院校电子信息工程专业学生实际情况,制定符合新时代要求的人才培养目标,通过开发设计综合实训方案,预设明确任务、确立团队、制定方案、汇报展示等实施过程,检验电子信息工程专业学生综合实训成效。

基于FPGA的分数阶PI~λD~μ控制器设计与实现

针对分数阶PI~λD~μ控制器求解公式复杂、计算耗时和占用资源量大等问题,提出一种改进的计算分数阶PI~λD~μ控制器实现方法。首先将PI~λD~μ控制器的传递函数离散化,以矩阵相乘的形式表示,然后采用有限状态机和查找表相结合的方式,实现传递函数系数矩阵的计算。根据分数阶PI~λD~μ控制器硬件架构图编写代码在FPGA中实现,并用ModelSim仿真平台仿真的结果与Matlab计算的结果对比,并应用该方法试验控制电机。结果表明,采用该方法能够实现简化计算公式、缩短计算时间和节约资源,且相对误差小于0.3%。实际测试结果表明该方法可有效、快速地实现对电机速度的控制。

应用于Σ-ΔA/D转换器的数字抽取滤波器的设计

设计了一种应用于Σ-ΔA/D转换器的滤波器结构,采用梳状滤波器和半带滤波器级联的多级形式实现。梳状滤波器采用开关降频和流水线级联形式,降低了功耗和复杂度;半带滤波器采用多相结构,数据量减少了近50%。该抽取滤波器信噪比达到98dB,可以满足高精度A/D转换器的设计要求。

基于FPGA的自适应噪声消除DLMS算法

研究了自适应噪声消除DLMS(Delay Least Mean Square)算法在实现时的速度和运算复杂度问题,提出了二进制树直接结构实现DLMS算法。算法采用了割集重定时技术和流水线结构,对延迟模块重新分割,使系统关键路径降到最低的同时具有较快的收敛速度。仿真结果表明与原有结构相比,新算法结构提高运算速度近3倍,较好地消除了含噪信号中的噪声。