基于系统结构图的模拟电子技术课程教学探索

掌握知识是教学目标的核心要素,对基本元件和基本电路的深入探索是领悟模拟电子技术课程知识的关键。为此,该文提出以系统结构图为工具开展课程教学,首先分析教学内容与系统结构图的关联关系,然后通过两个知识点的分析过程,阐述系统结构图在课程教授中的具体应用,最后运用案例分析、仿真实践、翻转教学等教学方法,实现启发学生融会贯通、注重创新培养、强化学生自主探究的目标。

精准温度控制半导体激光治疗仪及其可靠性分析

目的探究影响基于保偏光纤温度传感器的半导体激光治疗仪功率稳定输出的关键因素,探索实用化的激光治疗系统光电子器件可靠性分析方法。方法基于可靠性框图法,对系统光电子器件及其外围电路建立可靠度(RSL)、失效率(λSL)和平均寿命(LSL)分析模型,分析使用环境、运行时间(t)和工作温度(T)对系统运行可靠性的影响。基于加速寿命模型分别在室温大驱动电流(T=25℃、I=2.5 A)、高温工作电流(T=50℃、I=1.5 A)和高温大驱动电流(T=50℃、I=2.5 A)条件下,测试LSL与T、I以及T和I相互作用条件下的关系。结果仿真结果表明,λSL随T的增加而增加,LSL随T的增加而降低,RSL随T和t的增加而降低,在I为1.5 A、T为50℃的条件下,λSL、LSL、RSL估计值分别为5.229×10-51/h、17824.500 h、0.11418。实验结果显示,LSL分别为22873、17693和4780 h,实验测试结果与仿真结果吻合。结论基于本研究所提方法,可结合系统架构、设计方法、使用环境,分析计算出设备的λSL是否满足使用规范,进而预测出设备的RSL与LSL,为设计制造与临床使用提供数据支撑。

Using IoT to Smart Security Door System with Face Tracking Camera

Security is a serious concern, whether it may be the security of assets, data and human life. Providing humans with security and safety for their belongings and items is an important need. A smart lock door project/ with different types of methods for entry, like fingerprint and authentication PIN code is suggested with an unnoticeable face tracking camera capturing a photo in case of error data entry. It is to be controlled via the user’s smartphone using Blynk with the implementation of IoT. This technology is made with two microcontrollers. ESP32 is used to control the solenoid lock, fingerprint sensor and keypad. ESP32-CAM is used to capture a photo and send it to the owner’s smartphone to be viewed on Telegram application. Many conclusions are extracted from system results, as well as suggested ideas for future work.

提馏段温度自动控制系统设计

通过对精馏塔串级控制系统的分析,设计精馏塔提馏段温度自动控制系统。在该控制系统中,首先选择了控变量、操纵变量、执行器、控制器、过程检测和控制设备等。其次,设计了精馏塔提馏段温度串级控制系统框图。并在MATLAB/Simulink仿真平台上,进行了仿真和设计,验证了本文所提控制策略的正确性。

光电复合缆载流量监测系统光电子器件可靠性分析

针对构成光电复合缆载流量监测系统的分布式光纤温度传感器(DTS)和全光纤电流互感器(FOCT)的运行可靠性问题,基于可靠性框图法,对其中的关键光电子器件及信号处理模块建立可靠度、失效率和平均寿命分析模型,仿真分析了使用环境、运行时间和管芯温度对系统可靠性的影响。结果表明,DTS和FOCT系统中关键光电子器件的失效率均随管芯温度的增加而增加,可靠度随管芯温度和使用时间的增加而降低,平均寿命随管芯温度的增加而降低,且使用环境越恶劣,整体可靠性越低,在光源管芯温度为50℃,运行时间为31500 h,使用环境良好的条件下,DTS和FOCT系统的失效率、平均寿命及可靠度估计值分别为9.84×10^(-5)1/h、10160.96 h、0.2342和1.026×10^(-5)1/h、97434.947 h、0.65316。

车-车通信与车-地通信信号系统方案可靠性分析对比

目前轨道交通信号系统主要基于车-地通信的信号系统,而基于车-车通信的信号系统也已经在国内开始逐步投入运营。为比较两种信号系统的可靠性水平,从故障导致运行延误的角度开展车-车通信与车-地通信信号系统方案的可靠性分析,结合车-车通信与车-地通信信号系统的设计架构与线路配置分别绘制故障导致2 min以上延误、故障导致5 min以上延误的系统可靠性框图,评价与比较两种系统架构下的可靠性水平,并提出改善措施,为轨道交通信号系统的发展与应用提供参考。

制造企业供应链系统可靠性评估方法研究

供应链系统作为企业运营的重要组成部分,其可靠性对于企业的成功至关重要。然而,由于供应链的复杂性和不确定性,评估其可靠性难度较大,而且现有研究往往局限在供应链的某个特定环节或某个特定类型的风险上,忽视了供应链整体的可靠性。文章旨在探索制造企业供应链系统的可靠性评估方法,以提高整体供应链系统的稳定性和可靠性。首先,基于供应链系统的结构和流程构建了可靠性框图,明确了各个组成部分之间的逻辑关系;其次,对供应商、制造商、分销商、零售商的可靠性进行建模分析,构建了制造企业供应链系统可靠性模型;最后,针对具体算例进行计算并进行仿真验证,通过对仿真结果进行分析和比较,验证了制造企业供应链系统可靠性模型的可行性,为制造企业供应链系统的可靠性评估提供了新思路。

改善下缸体压铸件缩孔缺陷的模具优化设计

介绍了一款铝合金下缸体压铸件的结构特点及缺陷形式,运用“鱼骨图”对下缸体局部缩孔缺陷进行分析。采用局部挤压技术对铸件局部厚大处进行增压补缩,同时加大缺陷部位的型腔冷却,采用“分水盘”结构改变冷却水道进出口位置,避免与挤压油缸的干涉。通过以上措施有效地提高了下缸体的内部和外观质量,大幅提高产品的合格率。

基于马尔可夫等效模块化的核电厂DAS系统可靠性分析

核电厂多样性驱动系统(DAS)是当保护系统发生共因失效时,用于抵御核电厂发生的设计基准事件的系统,对DAS进行可靠性分析至关重要。针对马尔可夫方法的组合爆炸问题,本文提出了一种等效模块化的分析方法,能够将DAS的隐马尔可夫模型分解成若干的部分,并对这些复杂度相对低的部分进行定量分析,根据计算的结果将每个部分再等效为一个设备或模块,最后整合所有部分等效的设备来组成一个等效系统,构建该等效系统的马尔可夫模型,以替代原系统的马尔可夫模型进行定量分析。然后用于对核电厂DAS系统平台进行了定量计算,并采用动态可靠性框图法(DRBD)对结果进行验证,结果显示了其有效性。

基于OpenBlock的飞行训练维修经费仿真系统设计

基于框图建模的方法,在柔性仿真环境OpenBlock中设计维修经费仿真系统,对系统的主要模块功能和实现进行了分析;构建仿真系统中的飞行计划生成、决策、大修、飞行前检查和定检等关键模型,对飞行训练中维修经费复杂消耗过程进行抽象描述,实现了维修经费定量评价。最后以某团年度飞行训练维修经费仿真为例进行分析,结果表明,文中方法满足维修经费预测的精确性要求,为飞行训练经费管理提供了有效工具。

高重频窄脉宽多波长激光器可靠性分析

本文对高重频窄脉宽多波长激光器的可靠性进行了分析及验证,建立了高重频窄脉宽多波长激光器的框图法模型。在初始设计阶段开展激光器的可靠性分析,定量计算了激光器各单元的可靠性结果,包括失效率λ和平均无故障工作时间(Mean Time Between Failure,MTBF),预计激光器整机的无故障工作时间为1798.8 h。为满足激光器的设计指标要求,通过选用高品质晶体、半导体激光器的Ⅰ级降额设计和电源控制的冗余设计,实现激光器的可靠性优化。经优化设计后,激光器整机的无故障工作时间达2260.9 h。搭建激光器整机对可靠性优化设计结果进行验证,验证结果表明:激光器无故障工作时间可达2400 h。

基于可靠性框图的维修规则可靠性指标制定方法研究

国家核安全局2022年发布的《核动力厂调试和运行安全规定》,要求国内核电厂实施维修规则以提高维修有效性。针对以上要求,简述了维修规则和性能指标的概念,对可靠性框图方法进行了初步研究,介绍了一种利用二项式分布和泊松分布制定可靠性指标的方法和示例,可为国内核电厂维修规则制定、实施提供参考。

面向制造业产业链图状区块链模型

针对传统区块链构建制造业产业链区块链模型所面临的复杂业务关系难以处理的问题,提出一种图状区块链模型。首先,将原有区块分解为业务关系与业务数据两部分,由业务关系构建关系模型,并通过业务数据构建物理区块;然后,由双映射机制建立图状区块链中的顶点与物理区块的对应关系;最后,针对制造业产业链业务特点建立制造业联盟图运行机制,并基于制造业的业务场景构建制造业联盟图框架,结合Hyperledger Fabric平台,对图状区块链进行了验证,得到了初步的效果,为制造业产业链在业务处理与区块链瓶颈突破方面提供了一种新的方法与思路。

矿用隔爆绞车与油压站综控系统设计

阐述了矿用隔爆绞车与油压站综控系统和程序,系统由可编程控制器、触摸屏、语音芯片、输入、输出信号等组成,详细说明了监控人机界面,给出了程序主要结构框图和部分程序流程图。本综控系统将矿用绞车和油压站的监控统一起来,充分发挥了可编程控制器在自动控制方面的性能,达到矿山安全生产集中控制的目标。本系统功能齐全,性能可靠。

基于风险权重的综合传动装置任务可靠性预计

针对综合传动装置内不同类别零部件功能和工作风险差异化,提出了一种基于风险权重联合的综合传动装置任务可靠性预计新方法。首先,根据系统任务功能利用可靠性框图法评估综合传动装置系统可靠性。其次,在给定部件故障模式发生概率等级定义及评分准则基础上,引入模糊理论建立风险权重系数计算方法。最后,用某履带车辆综合传动装置的可靠性预计进行了实例验证。实验结果表明,该方法具备一定的合理性和有效性,可为管理部门提供可靠性设计需改进的重点关注部件,为传动装置后续优化设计提供更大的改进空间,具备广泛的应用推广前景。

高温质子交换膜燃料电池系统可靠性分析

可靠性是影响高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)系统结构设计及实用化程度的重要指标之一。使用可靠性框图和采用马尔可夫模型的状态空间法分析了HT-PEMFC系统的可靠性,其中可靠性框图用于评估不可修复系统的可靠性,根据HT-PEMFC系统的可靠寿命及辅助系统各组件可靠性数据,评估了燃料处理器和燃料电池电堆的故障率及平均工作时间(MTTF)。采用马尔可夫模型的状态空间法用于评估可修复系统的可靠性,在1 000 h后系统可靠性为93.49%,3 000 h后系统可靠性保持稳定,约为92.20%,表明系统维护有利于提高系统的可靠性;此外若增加系统各组件的维护频率(修复率),可大幅提升系统在额定功率状态的概率和系统的可靠性。

基于可靠性框图法的过程层信息流最优控制技术

智能变电站过程层网络作为“三层两网”中的重要部分,其负责保护装置、测控装置、安稳装置及智能终端等智能电力电子设备之间的信息交互工作,过程层网络设备的运行可靠性直接关系到断路器能否及时切除故障设备。基于此,首先分析典型过程层网络组网结构及报文发布/订阅关系。其次,根据过程层不同信息对保护设备的影响程度,建立过程层信息分类方案。最后,采用可靠性框图法分析过程层设备的可靠性,指出过程层网络结构存在的问题,并针对性提出优化过程层网络结构的组网方案,研究优化后的组网方案对变电站现场运维管理工作的影响。

基于专家信息的舰船电力系统服役技术状态评估

舰船电力系统负责向舰船上多个负载设备提供电能,若该系统发生故障,不仅影响舰船护航任务,而且影响其作战能力.由于获取舰船电力系统早期服役阶段的状态数据较困难,因此对其进行服役技术状态评估大多依赖专家的主观意见,致使评估结果存在大量的认知不确定性,这也使基于概率论的传统评估方法不再适用.不确定理论是近年来发展起来的数学分支,主要对认知不确定性进行建模.因此,本文提出采用不确定理论度量专家的认知不确定性,结合舰船电力系统的可靠性框图对其进行服役技术状态评估.在此基础上,针对具体舰船电力系统进行服役技术状态评估,验证了该模型的有效性.

民用建筑供配电系统可靠性研究

基于可靠性工程理论,建立民用建筑典型低压配电系统可靠性评估模型,计算并比较分析各模型可靠度,对证GB 51348-2019 《民用建筑电气设计标准》中新增做法的合理性。以JGJ 284-2012《金融建筑电气设计规范》中相关可靠度规范要求,验证该模型研究方法和相关数据的有效性。