新冠肺炎疫情下高校信息化服务工作的探索与实践——以吉林化工学院为例

高校的信息化建设已经成为衡量学校办学水平的一项重要标准,也是高校服务工作重点建设部分。同时,加强信息化建设,有利于推动学校发展,提升高校的办公条件,促进学校教学工作的改进与延伸。吉林化工学院在新冠肺炎情况下,对学校信息化服务工作进行的一系列应对探索与实践工作,介绍如何开展全校在线办公、线上教学,也对在爆发传染性突发公共卫生事件后,如何有效的开展各项工作,提供了一定的参考示范。

地方本科院校应用型人才培养模式研究与实践——以吉林化工学院为例

针对一些地方本科院校在应用型人才培养过程中,存在部分学生接受和理解知识不够全面、参与课外科技活动热情低导致这些学生工程实践能力较弱的问题。提出了课上STEAM教育和课后参加课外科技活动相结合的教学模式,将课堂上所学知识充分应用到科技活动中,使学生在锻炼动手操作能力的同时也更好地掌握了所学知识。此教学模式的实施提升了应用型人才的质量,并取得一定成效。

地方工科院校本科学生课外科技活动体系的研究与实践——以吉林化工学院为例

针对部分地方院校实践创新培养过程中稍显缺乏系统的组织和规划,导致实施效果欠佳等问题,提出了构建“四层次递进式多元化”、“四位一体”课外科技实践体系。设计了由浅入深的引导启发过程,注重培养学生的学习兴趣,对专业知识的渴望之情。层次递进的课外科技实践体系补充和延伸了“理论结合实践、教学结合科研、普及结合提高”的“三三式”应用型人才培养体系,有助于应用型人才培养目标的实现。

MOOC引领《大学计算机》课程教学改革初探——以吉林化工学院为例

本文介绍了“互联网+”环境下“大学计算机”课程“MOOC+SPOCs+翻转课堂”混合教学改革模式。从教学理念、师资队伍建设方面介绍课程改革准备工作,提出了“四位一体”的课程建设运行模式。从线上线下教学师生活动,促进计算思维与专业教学方法等方面论述了教学改革实践过程与创新思想,仅供参考。

基于微分平坦的板球系统反步滑模控制

为改善板球系统轨迹跟踪控制误差大,控制精度低的问题,提出了一种基于微分平坦的板球系统反步滑模控制方法。首先基于欧拉-拉格朗日方程建立板球系统的运动学模型,通过合理简化得到解耦线性状态空间模型。以X轴方向控制器设计为例,利用微分平坦技术获得系统的目标状态量以及前馈控制量,建立误差系统,进而采用反步法实现对误差系统的滑模控制,利用李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的稳定性。算法中使用双曲正切函数抑制滑模的抖动,实现了对板球系统的轨迹高精度跟踪控制。仿真实验结果表明,该方法控制精度高,具有良好的控制效果。

基于LMI的二自由度飞行器多变量控制

针对二自由度飞行器存在非线性特性、强耦合性以及易受外界干扰等问题,提出了基于LMI的二自由度飞行器多变量控制方法。首先,根据二自由度飞行器系统的输入和输出变量,结合空间动力学方程建立了系统的状态空间模型;其次,设计满足静态输出反馈稳定的多变量控制律;然后,通过李亚普托夫稳定性定理与极点配置法,将控制系统稳定性问题转化为优化问题,利用线性矩阵不等式(LMI)求解满足最优性能指标的多变量控制器参数;最后,通过对比仿真分析与单变量PID,表明该方法能有效提升二自由度飞行器的轨迹跟踪精度。

工程教育背景下高电压技术课程教学改革探讨

新时代工程教育对人才培养提出了工程技术提升的新要求,传统“高电压技术”课程教学模式已不适应现阶段人才培养的需求,结合课程的特点,提出对传统课堂授课方法进行改进。同时,根据工程教育对人才需求的特点调整课程的考核机制,为良好的课程教学及培养符合工程教育要求的人才提供坚实的保障。

基于STM32的船载机械手控制系统设计

船舶作为海上运输的重要工具,其技术研究一直以来都备受关注。船载机械手是安装在船舶上的一种用于吊装、搬运和操作货物或设备的机械装置,而现有的技术中对于船载机械手控制的精度上并不算高,并且船载机械手因需要长时间工作在恶劣海洋环境中,对于其稳定性以及可靠性也是一个考验。本课题基于STM32微处理器作为核心,结合CAN总线技术设计一套船载机械手的控制系统,并选择引入模糊控制的控制策略引入到此次控制方案,详细地描述了在这个主导由STM32构成的输入和输出端口管理模组中的接口、通信方式及功能,为决策提供了一个稳固的基础。基于STM32的船载机械手控制平台系统对于机械手的控制具有较高的可靠性以及安全性,能够满足机械手的抓取等工作。

具有H_(∞)性能的输入受限三级倒立摆控制器设计

【目的】针对直线三级倒立摆控制输入受限下的稳摆控制问题,设计了具有H_(∞)性能的输入受限三级倒立摆控制器。【方法】利用线性矩阵不等式(LMI)方法,将控制输入约束问题转化为利用线性矩阵不等式求解优化值的优化问题,经Lyapunov稳定性推导出符合条件的LMI,利用MATLAB中的LMI工具箱求解得到有效的K。进一步在控制输入受限下引入H_(∞)性能指标,使所设计的控制输入受限下的算法具有H_(∞)性能。【结果】仿真结果表明,该控制器对于控制输入受限下的复杂高阶次不稳定系统具有很好的控制效果。【结论】控制输入信号在给定的受限范围内实现了三级倒立摆的稳摆要求,且引入H_(∞)性能指标后控制输入和摆杆波动更小。

考虑控制器饱和约束的单杆柔性机械臂鲁棒H∞保性能控制方法

针对单杆柔性机械臂建模误差,控制器饱和及外界扰动的不确定性因素,提出了单杆柔性机械臂的鲁棒H∞保性能控制方法。现有单杆柔性机械臂控制方法多是忽略了其质量对系统性能的干扰,未考虑控制器输入饱和对电机寿命的影响。因此,文章将柔性机械臂的质量作为建模不确定性,然后基于李亚普诺夫函数推导出不确定线性系统鲁棒H∞保性能控制器存在的充分必要条件,将控制问题转换为一个线性矩阵不等式的优化问题。最终使二次性能指标上界或H∞变化范围最小。仿真结果表明,所设计的控制器对于柔性机械臂的振动有很好的抑制效果。

多传感器信息融合技术及其在温度控制领域的应用发展

介绍多传感器信息融合技术的研究背景和意义,列出其主要算法和应用领域。重点说明了多传感器信息融合技术在温度控制领域的应用,比较多传感器与传统单一传感器的优劣。多传感器信息融合技术将在温度控制领域有着极大的发展潜力。

模糊PID控制在生物质锅炉燃烧控制系统的设计及仿真

生物质锅炉是一种能够充分、高效利用可再生资源的锅炉,由于生物质锅炉的燃烧机理复杂,构建模型和进行控制变得非常困难,使用传统的PID算法并不理想。为了解决这个问题,本文提出了一种模糊PID控制方案,并选用MATLAB软件进行了仿真。通过仿真曲线结果,验证模糊PID控制在生物质锅炉燃烧系统中具有良好的控制效果。

基于多传感器信息融合工业机器人的应用研究

本文主要在探讨基于多传感器信息融合的工业机器人应用,以增强其在复杂工业环境中的功能和性能。首先,我们选择了多种传感器,包括视觉传感器、红外测距传感器和激光传感器、定位传感器等,以获取不同类型的环境信息。然后,采用自适应加权信息融合算法,将不同传感器获取的信息进行融合,基于实测最优值权比重与固定权值融合。建立工业机器人关节空间和笛卡尔空间在人工势场的函数模型,并通过快速随机树(RRT)算法进行路径规划,最后通过MATLAB进行仿真实验,经仿真证明该方法相对于传统的路径算法,效率更高,避障效效率更高。

基于GBDT算法的吉林省玉米产量预测模型研究

玉米是我国种植面积最广、产量最高、食用最多的3种主要农作物之一,掌握科学预测玉米产量的技术,可以为农业的种植规划、粮食储存加工、市场调控提供技术支持。该文兼顾气象因素和土壤因素,建立BP神经网络模型、RBF径向基神经网络模型、GBDT梯度提升决策树模型,对吉林省各县市玉米产量进行回归分析,对比分析其误差。实验结果中,GBDT模型预测的产量和真实产量间的拟合程度较高,R2达到0.92,可以在吉林省各县市玉米产量预测中表现出较好的效果。结果表明该模型对吉林省40个县市玉米产量进行预测的可行性,数据易于获取,能够帮助政府农业部门制定相关政策和方针指导生产。

基于伺服运动系统的三步非线性控制方法

为了提高伺服运动系统的瞬态性能,加快系统的响应速度,获得更优的轨迹跟踪效果,本文提出了伺服运动系统三步非线性控制方法。首先假定伺服运动系统达到稳定状态,求得类稳态控制律;其次考虑参考目标的动态变化,求出前馈控制律;接着利用参考目标与实际输出之间的差值设计误差反馈控制律,最后通过仿真验证了所提方法的有效性。

基于非线性干扰观测器的磁悬浮球系统自适应反演滑模控制

为解决磁悬浮球系统易受模型内部参数变化和外界干扰的问题,提出了基于非线性干扰观测器的自适应反演滑模控制算法(NDO-ABSMC)。首先,建立磁悬浮球系统状态空间模型,然后设计非线性干扰观测器(NDOB),用来观测系统受到的外部干扰,经证明,该观测器对扰动的观测误差可以在有限时间内收敛。其次,为克服系统不确定性,设计了基于非线性干扰观测器的自适应反演滑模控制器;最后,对所提出的(NDO-ABSMC)进行了仿真验证。结果表明:与反演滑模控制算法(BSMC)相比,基于非线性干扰观测器的自适应反演滑模控制对扰动有明显的抑制作用,轨迹跟踪效果显著,优化了磁悬浮球系统的控制效果,增强了系统的鲁棒性。

基于Nussbaum函数的板球系统输入受限控制研究

为了实现板球系统在控制输入约束下的高精度轨迹跟踪控制,在反步法(Backstepping)的基础上采用了基于Nussbaum函数的控制输入受限控制方法。首先建立带有伺服系统的板球系统一体化模型,设计带有约束条件的控制律,设计Nussbaum函数,结合反步法设计其自适应律,最后,利用Barbalat引理证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明,该方法在输入受限的情况下,具有一定的抗扰动能力,以及良好的轨迹跟踪控制性能。

吗啉脱氨过程塔顶压力选择控制系统设计

针对吗啉脱氨精馏过程塔顶压力控制问题,基于西门子S7-300 PLC,设计了塔顶压力选择控制系统,正常工作时通过冷凝水流量控制塔顶压力,当回流罐内不凝气累积过多导致冷凝液的压力调节功能失效时,切换到放空控制回路排出不凝气,继而恢复冷凝液对压力的调节能力。经离线仿真测试,投入自动控制后,控制程序能够较好地满足预定的控制要求并按照限定的参数条件进行控制器切换,对现场实际工程改造具有良好的参考意义。

吗啉精馏过程塔釜温度串级控制系统应用研究

针对吗啉精馏过程塔釜温度易受压力波动干扰问题,研究了串级PID控制方案。通过对现场生产数据进行系统辨识获得被控对象传递函数,利用Simulink搭建仿真模型,验证了串级PID控制方案的可行性,基于S7-300PLC设计了塔釜温度串级控制系统。该控制方案实现简单、调试方便,易于在PLC系统中实施,具有良好的推广价值。

基于指数趋近律的机械臂神经网络滑模控制

为解决机械臂轨迹跟踪控制中存在建模不确定性以及外界干扰及摩擦造成的控制效果不理想等问题。利用神经网络对建模的不确定项进行逼近,本文提出一种基于指数趋近律的神经网络滑模控制对机械臂完成轨迹跟踪控制。采用二自由度的刚性机械臂为控制对象进行实验,仿真结果表明,该控制方法能缓解外部干扰对控制系统的影响,保证系统的稳定性,有效地提高系统的控制性能。