依托科技型社团提高大学生创新能力的方法与具体实践--以上海电机学院机械学院为例

科学技术的迅速发展使得对大学生创新能力的培养成为当前高校研究的热点。作为第一课堂的有效补充,科技型社团在提升大学生创新能力方面显示出越来越多的效果而得到广泛关注。本文基于上海电机学院机械学院的工作实际,分析了科技型社团在大学生创新能力培养方面的作用和优势,介绍了具体的实践经验。

工程教育专业认证背景下机械制造类专业课程教学改革探讨——以上海电机学院机械制造工艺学为例

按照我国工程教育专业认证标准,在对机械制造类专业课程改革的必要性分析的基础上,剖析了目前机械制造工艺学课程教学现状及存在的问题。基于工程教育专业认证标准,从械制造工艺学课程的教学内容、教学方法、考核机制三个方面探讨教学改革问题,并以上海电机学院为例,对教学改革的效果进行了研究,以期达到工程教育专业认证中对课程的要求。

“新工科”背景下专业教学改革新探——以上海电机学院“机械电子工程”专业为例

基于“新工科”理念,从培养新型的科技工程人才出发,以“机械电子工程”专业课程教学为例,从“学科导向”转变为“能力导向”对“机械电子工程”专业课程体系进行了构建。基于职业能力模块,对“机械电子工程”专业课程体系进行了具体分析,并探讨了该专业课程教学方法,为“新工科”专业教学提供参考。

上海电机学院学风建设现状及其对策研究

本文通过对上海电机学院在校大学生学习特点的调研分析,归纳总结出影响学风建设的学生学习特点和状态,并对如何形成良好的学风和怎样进行良好学风建设提出四条措施建议,以帮助学生明确学习目的,转换学习态度和方法,养成良好学习纪律,使其能迅速融入到大学学习中,达到理想的学习效果。同时以学生的良好精神面貌促进学校的学风建设,良好长效的学风机制引导学生良性发展。

临港新片区的多方融合虚拟教研室的探索——以上海电机学院“国家一流本科专业”为例

虚拟教研室是在传统教研室背景下,利用信息化技术构建新型基层教学组织的一种新探索,其对实现校企融合、校校合作、产教协同等多方融合大有裨益。本文基于临港新片区的发展需求,围绕上海电机学院国家一流本科专业,分析了虚拟教研室建设的必要性和可行性,阐述了虚拟教研室的主要建设内容、途径和创新点,得出虚拟教研室适应临港产业发展需求,有利于培养出符合产业发展和需求的人才,解决企业问题,促进区域内高校专业水平的提升。

机械类应用型本科专业力学课程群教学改革——以《理论力学》混合式教学为例

如何有效提升机械类应用型本科专业力学课程的教学效果,是力学课程群建设的重要内容。本文以理论力学课程为例,提出混合式教学改革的具体举措和内容,以学生线上理论自主学习和线下实践教学为主的教学模式改革,充分发挥混合教学优势,构建力学课程群教学体系,形成适合机械类应用型本科专业力学课程群教学改革的经典案例。

基于YOLOv5与迁移学习的目标检测和机械臂抓取位姿估计

针对传统机器学习算法视觉识别准确率低、运行时间缓慢等问题,研究针对家庭场景中机器人做家务的场景,利用RGB图像信息为输入,完成对目标物体的抓取位姿估计。以目标检测模型YOLOv5s为基础,利用其轻便、速度快的优点,结合数据增强以及迁移学习搭建网络架构,搭建家庭场景数据集;将少量训练样本进行数据增强后,利用迁移学习将模型在目标数据集上训练,同时微调参数,将目标物体的定位信息通过坐标变换转换为机械臂的抓取位姿,控制机械臂最终以固定抓取姿态完成抓取任务;最后,通过搭建实验平台,操纵UR5机械臂进行实际抓取实验,验证了算法的有效性。提出的基于目标检测的方法速度快、实时性高、误/漏识别率小于2%,应用在机械臂抓取上可以高效地完成任务。

“校企支部共建”助推工科学院党建与中心工作深度融合

上海电机学院机械学院基于与企业长期建立的“产学研”合作平台,探索以专业为纽带推进“校企支部共建”,以期实现党建工作和学院中心工作深度融合、相互促进、相辅相成。

空冷发电机端部结构件涡流损耗分析研究

端部电磁场的计算是发电机端部涡流分布、温度分布、电磁计算的重要基础,通常采用的时步有限元分析计算一个工频周期的端部磁场需要耗费很长时间,因此提出一个新的计算方法,为端部电磁计算提供新思路。文中以250MW空冷发电机为研究对象,首先建立了发电机端部结构的三维有限元模型;然后,针对端部电磁仿真瞬态仿真耗时长的问题,提出了用稳态的时谐仿真代替瞬态仿真,并结合场内型式试验结果对各机型进行横向对比,验证了计算方法的可行性和准确性;最后,结合不同压圈材料下的涡流损耗计算结果进行分析,为工程设计提供一定参考。

《机械系统设计》课程思政之教学探索

课程思政是教师教书育人在课程教学中的具体体现,通过教学传递学科育人的内涵。根据机械系统设计课程的特点,深层次挖掘出该课程的育人内涵。通过设计开放性的教学内容,采用以互动研讨为主要特征的层次化教学方式,注意结果与过程并重的考评,构建了一个以教师为主导、以学生为中心的教学模式,真正将课程的育人内涵内化于课程实际教学活动中。

基于KPCA与粒子群优化SVM的扫路车驱动电机故障诊断

针对环卫车辆驱动电机故障特征不明显且存在大量干扰因素等问题,为了提高故障诊断准确率,提出一种基于核主元分析和粒子群优化支持向量机(SVM)的故障诊断方法。该方法利用在电机故障状态下的振动信号构建时频域混合特征集,通过核主元分析,对特征集内的特征量进行降维处理;通过选择主元特征和利用粒子群算法,优化SVM的主要参数,将得到的特征量输入到优化后的SVM中进行计算,并与未进行核主元分析的SVM进行对比分析。计算结果表明:该方法能够显著提高扫路车驱动电机的故障诊断准确率。

应用型本科院校车辆工程专业课程思政建设研究--以机械工程材料课程为例

探讨了如何在应用型本科院校的车辆工程专业中有效融入思政教育,以培养具备技术实力和社会责任感的工程技术人才。分析了课程思政建设的重要性,研究了面临的教育挑战,并提出了路径和建议。通过不断改进教育方法和资源支持,可以更好地实现思政教育与专业教育的有机结合,培养出德才兼备的工程技术人才,为国家社会的可持续发展贡献更多的优秀人才。

三元催化器缩管机多电机同步控制研究

针对“国六标准”排放限值下三元催化器高精度缩管的需求,本文研究了三元催化器缩管机4个伺服电机同步控制的问题,介绍了本文设计的三元催化器缩管机的总体结构、工作原理和数学模型,根据选用的环形耦合控制结构,应用一种结合改进的滑模变结构控制器的环形耦合控制策略,以解决多电机同步控制存在较大误差的问题。本文用Lyapunov稳定性理论论证了控制策略的有效性,结合PLC设计了相应的控制系统和系统硬件结构,通过Matlab/Simulink仿真,分析结果表明本文提出的控制策略相比于传统环形耦合PID控制,具有更高的同步精度和较强的抗干扰能力。最后,以三元催化器自动封装线为试验平台进行实验,结果表明三元催化器在精度、速度、成品率方面均有大幅提升,达到了高精度自动化的缩管目标。

基于改进蚁群算法的外卖配送路径规划研究

从外卖配送员角度出发提出一种改进蚁群算法(Improved Ant Colony Optimization,IACO),在此基础上进行外卖配送路径规划研究.首先通过蚁群算法(Ant Colony Optimization,ACO)求解得到初始规划路径,然后通过大规模邻域搜索算法(Large Neighborhood Search,LNS)优化初始规划路径,通过将ACO和LNS算法结合,提高求解质量.为了验证方法的有效性,对外卖配送过程进行仿真,并且选用不同订单数量场景进行对照分析.根据最优配送方案路线图和目标罚函数的最优值可以得出,IACO算法是有效的,且可以提高外卖配送员外卖配送的效率.IACO算法不但能够提升配送的智能化水平,还从外卖配送员的角度提出一种更为人性化的配送方法,支持网络互联外卖平台派送系统的可持续化发展.

基于改进YOLOv8曲轴表面缺陷检测算法

针对曲轴表面小目标缺陷检测难度大、缺陷背景复杂和检测速度慢等问题,提出一种改进曲轴表面缺陷检测的算法RB-YOLOv8。首先,用RepViT模块取代了传统的C2f模块,有助于减少网络的计算负担并加快其运行速度;接着,通过优化双向特征融合模块BiFPN及增加小目标检测层,改善小目标缺陷识别的能力;然后,利用BiFormer注意力机制强化模型的抗干扰能力和解决缺陷背景复杂的难题,提高检测准确率;最后,使用MPDIoU损失函数调整,从而进一步提升检测的精准度。实验结果表明,所提出的算法的检测精度可以达到98.4%,模型大小缩减为2.797 MB,同时使每秒帧数(FPS)达到了169 f/s,成功地实现了对曲轴表面的缺陷检测。

基于改进Mask R-CNN的青菜杂质检测研究

绿叶蔬菜的智能包装加工是实现绿叶蔬菜智能化生产、降低生产成本的重要部分,对绿叶蔬菜在包装加工时的杂质检测是其重要前提。以青菜为研究对象,提出一种基于Mask R-CNN的青菜杂质检测模型。首先采集标注掺杂枯树叶、枯菜叶和碎纸片3种常见杂质的青菜图像1370多张,并通过数据增强的方法扩充建立含有2740张青菜杂质图像的数据集。为减少背景对杂质检测的影响,通过在Mask R-CNN模型中加入协调注意力机制,同时添加全连接层和Dropout层,增强模型特征提取能力,减少过拟合现象,并使用迁移学习方法对模型进行微调。结果表明改进后的Mask R-CNN算法对青菜杂质识别的平均精度均值为99.19%,检测速度为8.45 FPS,检测效果良好,可以满足青菜杂质的检测需求。

3D金属打印机设计评价研究

为了使产品能够更好的满足企业的生产需求,进一步降低设计、制造过程中的成本风险,结合企业实际需求,针对3D金属打印机设计三个方案,并对设计方案进行评价排序。首先采用SET分析法通过问卷与访谈的形式获取用户需求,发现产品的市场机会缺口,然后使用AHP法确定指标元素,由专家打分建立判断矩阵,确定权重进而建立3D金属打印机设计的评价模型,最后使用组合赋权和TOPSIS法对3D金属打印机设计方案进行评价,并对三个方案进行排序,选择评分最高的作为最终的设计方案。结果表明,该方法能够更加快速、有效的确定最优设计方案,同时也为其他产品的创新设计提供了思路。

门式起重机巡检机器人强风作业稳定性分析

磁吸附爬壁机器人在代替人工完成造船门式起重机表面缺陷检查过程中,风载荷对机器人的影响不能忽视。以造船门式起重机和爬壁机器人为对象,对突发强阵风下门式起重机的风场特性、爬壁机器人风载稳定性进行了研究。采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)及流固耦合分析方法,结合现场实测数据,分析近海风场环境下门式起重机的风压风速分布特征并计算瞬态动力响应;之后,构建爬壁机器人力学稳定性分析模型,得到极限风载条件下的机器人最小磁吸附力阈值条件;最后,开展门式起重机-爬壁机器人风振稳定性分析。结果表明,该爬壁机器人在7级风及以下能够安全作业,并为未来同类型机器人提供吸附安全性设计依据。

基于PPO的自适应PID控制算法研究

采用MATLAB物理引擎联合Python搭建了一个六轴机械臂,并模拟带有扰动的复杂控制环境,为机械臂训练提供现实中无法提供的试错环境。使用强化学习中近端优化算法(proximal policy optimization,PPO)算法对传统PID控制算法进行改进,引入多智能体思想,根据PID三个参数对控制系统的不同影响及六轴机械臂的特性,将三个参数分别作为不同的智能个体进行训练,实现多智能体自适应调整参数的新型多智能体自适应PID算法。仿真结果表明:该算法的训练收敛性优于MA-DDPG与MA-SAC算法,与传统PID算法的控制效果相比,在遇到扰动及振荡的情况下,能够更有效地抑制振荡,并具有更低的超调量和调整时间,控制过程更为平缓,有效提高了机械臂的控制精度,证明了该算法的鲁棒性及有效性。

考虑稳定边界和侧倾稳定的车辆路径跟踪控制

为了解决无人驾驶车辆的路径跟踪任务中跟踪精度和车辆稳定性之间的冲突问题,提出了一种考虑横向和侧向稳定的路径跟踪控制器.首先以四轮独立驱动智能车为研究对象,设计了一种基于主动转向和电机驱动扭矩分配的整体模型预测控制器,以保证车辆在极端工况下的稳定和跟踪精度.然后通过相位图法和轮胎最大侧偏角设计车辆稳定性约束以优化动力学性能,利用零力矩方法建立侧倾约束,防止侧倾.最后在仿真中对比现有控制器,结果表明,所提出的控制器能够最大化地发挥车辆动力学极限,并在保证车辆稳定性的同时提高车辆的路径跟踪精度.