“电子工艺实习”课程教学改革与探索

为解决传统“电子工艺实习”课程教学内容和教学模式单一的问题,自上而下对“电子工艺实习”课程教学进行重新布局,设计巩固与电子学科联系、建立与机械及控制学科联系的学科交叉融合的教学内容,构建课内与课外相结合的项目驱动式教学模式,采用软硬件结合的课程教学平台,有助于建立起一整套多元化、立体化、层次化的“电子工艺实习”课程教学体系,对于培养学生的实践动手能力与创新能力具有重要意义。

机器人工程专业“控制类”课程教学改革实践

针对湖南大学机器人工程专业“控制类”课程的教学目标和特点,提出了机器人工程专业“控制类”课程教学改革方案,围绕机器人控制目标,从问题导向、课程知识体系重构、多课程联动、“实践—竞赛”协同方面开展教学改革。实践表明,教学改革方案能够帮助学生全面掌握控制科学理论、控制系统硬件、控制系统集成知识,使学生具备机器人控制系统的建模、分析、设计和实践能力,为学生未来从事机器人领域的相关研究和设计工作奠定基础。

偏流切换桥路型高温超导故障限流器的实验研究

研究了应用于三相电力系统中偏流切换桥路型高温超导故障限流器实验室样机。正常工作情况,在电桥上引入直流偏置电流,不出现限流;短路故障情况,整流桥中的直流偏流影响限流效果,将直流偏置电压源切换到限流电阻,使故障电流限制到预定的范围。研究了该限流器的工作原理,分析限流参数的变化对其限流特性的影响。实验和仿真表明,该限流器有很好的限流和重合闸能力,能显著减少暂态及稳态的故障电流,有效提高系统的动态稳定性和电网的电能质量。

智能四探针电阻率测试仪的研制

从教学实际需要出发,在分析影响四探针电阻率测试仪精度的几个主要因素的基础上,应用微电子技术与嵌入式系统,研制出了智能四探针电阻率测试仪。实际工作表明:该仪器具有自动切换量程、稳定性好的特点;具有PC机接口;功耗小于6 W;误差为±0.5%;测量范围:0.025-2 500 Ω·cm;自动显示小数点和单位.

改进加窗频谱峰值拟合算法及谐波分析应用

加窗FFT是目前应用最为广泛的谐波分析方法。但非同步采样时,离散频谱校正中存在计算准确度与实时性的矛盾。论文结合三角自卷积窗的频谱特性,建立了基于最小二乘法的三角自卷积窗加权电力谐波分析算法。首先利用三角自卷积窗对信号进行加权,以抑制频谱泄漏;其次,采用最小二乘法进行离散频谱校正,构造可以根据精度要求进行调节的频谱校正拟合多项式;最后,根据最小二乘拟合多项式,建立简单、易行的谐波幅值、初相角和频率计算式。非同步采样和非整数周期截断条件下,对白噪声、基波频率波动等情况的谐波参数分析仿真实验验证了算法的有效性和准确性。

两轮自平衡机器人控制系统设计与实现

提出了一种使用PID优化LQR的两轮自平衡机器人控制方案。首先建立自平衡机器人的动态模型,使用卡尔曼滤波实现加速度计及陀螺仪的信息融合,然后设计了一种具有PID动态调节及LQR跟踪功能的PID-LQR控制器,解决了机器人在大角度范围内不能快速稳定地达到设定状态效果的问题,最后搭建了以K60微控制器为核心的机器人软硬件平台。仿真结果表明当设定速度为1m/s时,PID-LQR控制器比LQR控制器动态响应速度减少接近1 s。实际应用测试结果表明当机器人受冲击后,重新回到平衡位置的时间减少接近1s,平衡位置的扰动大小减小50%左右。

电压不平衡度的加窗FFT快速测量方法

电压不平衡度是电能质量的重要参数之一,其准确测量一方面依赖于三相电压基波相量(幅值和相位)的精确估计,另一方面需要快速求取相序分量。但是,频谱泄漏和栅栏效应会严重影响电压幅值和相位的估计精度,而相序分量计算过程中的开方运算又降低了不平衡度测量的实时性。提出电压不平衡度加窗快速傅里叶变换(FFT)测量方法。首先采用加窗FFT实现三相电压相量的准确计算,然后根据几何原理将方均根计算简化为多项式计算,从而实现相序分量及电压不平衡度的快速测量。仿真结果表明,所提方法可以达到与GB/T 15543—2008推荐方法相同的精度等级。实际测量实验进一步验证了所提算法的有效性及可行性。

噪声影响下的高准确度介损角测量方法研究

基于FFT的介损角检测方法易于硬件实现,但其准确度受频谱泄漏和噪声的影响较大。为此,提出了一种基于Black-man自卷积窗的高准确度介损角检测算法,建立了噪声影响下介损角检测结果的统计描述模型。首先采用Blackman自卷积窗对噪声影响下的畸变信号进行加权,其次利用离散频谱对称插值算法计算基波相位角,然后根据电压与电流基波相位差实现介损角检测,最后根据测量不确定度传播原理,推导了噪声对介损角检测准确度的统计模型,并通过仿真和实际检测2验证了本文算法和统计模型的正确性和可行性。

单片机口袋实验室在实践教学中的应用

提出了基于单片机口袋实验室的全程学习与应用模式,开发了一款以ADu C848为核心的功能强、成本低、体积小的单片机最小系统,学生利用单片机口袋实验室可以随时、随地实训,还能应用于大学生创新性实验计划、学科竞赛的培训与毕业设计等,提高了学生的实践兴趣、科研意识和工程实践能力。

基于双能γ射线的煤质灰分软测量技术研究

为提高煤质灰分测量精度,提出了基于双能γ射线的煤质灰分智能软测量方法,该方法以137Cs和241Am作为中能和低能的γ射线源,并以探测器检测到的γ计数作为辅助变量,利用混沌算法优化的函数链神经网络实现灰分软测量辨识建模,最后对煤质灰分进行软测量预测和验证。研究结果表明:混沌算法优化的函数链神经网络预测方法的预测精度高,具有较强的泛化能力;基于混沌算法优化函数链神经网络的灰分智能软测量值与实测值的平均误差为0.7%,最大误差为0.9%,煤质灰分测量准确度高。

一种基于DNA自组装模型求解最大团问题的算法

基于tiles理论模型和已有DNA自组装模型,结合最大团问题给出基于DNA自组装模型的算法设计,得到具体设计初始分子、规则分子和检测分子所需的DAE块种类.在此基础上采用荧光标记和凝胶电泳生物操作提出了一种求解最大团问题算法.该算法设计tiles的种类为Θ(n2+|E|),其生物操作复杂性为Θ(1).此算法降低了实验的复杂度,而且保证了实验的易操作性和结果的准确性。

电压不平衡度的准同步采样快速测量方法

采用IEC 61000-4-27所推荐方法进行电压不平衡度测量时,复杂的开方运算是不可避免的。提出一种电压不平衡度的准同步采样快速测量方法,该方法首先采用准同步采样算法计算三相电压相量(幅值和初相角),然后利用几何原理将开方运算转化为三角函数计算,并最终利用代数多项式简化三角函数式,实现电压不平衡度的快速、准确测量。与IEC 61000-4-27所推荐方法相比,提出的电压不平衡度的准同步采样快速测量方法避免了傅里叶变换和复杂的开方运算,减少了运算量。仿真和实际测量结果表明,电压不平衡度的准同步采样快速测量方法与IEC 61000-4-27所推荐方法具有相同的测量准确度,为电压不平衡度的快速测量提供新的思路。

基于双能γ射线的煤炭灰分测量模型及其应用

针对传统双能γ射线测量法检测误差较大以及灰分成分对检测精度影响大的问题,建立了基于模糊神经网络的双能γ射线的新型煤炭灰分测量模型,并应用该模型对煤炭灰分进行了在线检测试验,实例分析了两种双能γ射线测量方法在煤炭灰分检测中的应用情况.试验结果表明:相比于传统双能γ射线测量法3%的平均相对误差,本文提出的基于模糊神经网络的双能γ射线的灰分测量法的相对误差小于1%,且其测量结果不受灰分组成成分的影响.同时,利用X-射线荧光光谱分析法(XRF)分析了灰分的化学组分与其含量的关系,研究了灰分化学组分对双能γ透射法检测结果的影响.结果表明:煤炭中Fe,Ca,Mg和S元素的含量会影响双能γ射线透射法的检测精度,其成分含量波动越大,检测结果误差也越大.

CMOS图像传感器优势和最新产品

概述了CMOS图像传感器的优势,介绍了现阶段市场最新产品的情况。结合实际应用中CMOS图像传感器的弱点,提出了相关的改进措施和新技术。

移动通信基站动力环境监控系统设计及实现

随着电信事业的迅速发展,通信设备供电电源等动力环境必须稳定可靠;文章根据远程通信和控制技术的发展,设计了一种以MSP430F149为核心处理器的通信基站监控系统,该监控系统采用ATT7022B电能计量芯片完成基站电能信息的采集,并利用移动网络自身的通信优势,通过GPRS将基站信息传递到监控终端,很好地实现了基站动力量和环境量的准确实时监控;目前该系统已在湖南益阳等多处基站投入使用,运行情况良好。

基于模糊神经网络的无线隧道照明节能控制系统

针对公路隧道照明的安全性、舒适性及节能性的要求,设计了一种无线隧道照明节能控制系统。系统以监控计算机作为控制核心,以S7-200作为本地控制器,利用基于Zigbee技术的CC2430模块搭建无线传感器和LED灯具无线控制网络。系统通过无线传感器模块采集车流量、车速以及洞内外亮度信息,作为系统输入控制参数,经过模糊神经网络控制决策,输出照明回路的控制命令,经Zigbee无线网络传输至LED灯具模块,通过灯具功率模块实现隧道各段照明亮度实时调节。

新型混合型高温超导限流器的仿真研究

在研究混合型高温超导限流器和失超型桥式整流高温超导限流器原理的基础上,介绍了混合型高温超导限流器的概念,提出了一种新型单相混合型高温超导限流器,该限流器利用IGBT快速动作来控制保护电阻,IGBT在故障发生后的100μs时间间隔内动作并投入保护电阻.利用MATLAB进行仿真分析,研究结果表明该限流器模型设计参数准确,限流效果明显.

电子信息类专业课研究型教学模式的改革与创新

培养高素质的创新人才,是现阶段我国研究型大学的人才培养目标。介绍了寓学于研的电子信息类专业课研究型教学模式,包括改革课程设置、教学内容、教学方法和教学评价体系等方面,实践表明该模式提高了学生科技创新能力和综合素质。

基于TCN的车辆控制单元(VCU)的研究与设计

详细介绍了基于TCN的VCU通信系统的构成、车辆控制单元硬件平台的系统方案设计、软件平台的系统设计以及VCU的主要功能。现场应用表明,VCU功能强大,性能稳定,可靠性高。

基于MF RC500的Mifare射频卡读写器设计

介绍基于MF RC500读写卡芯片和STC89C52RC型单片机实现的Mifare1射频卡读写器的设计方法。对其系统硬件设计进行分析,并给出对Mifare1卡操作流程。