基于竞赛知识元素引入的机器人工程专业科技创新实践体系构建——以成都信息工程大学为例

文章在阐述研究背景的基础上,首先分析了机器人工程专业科技创新人才培养现状,然后说明了机器人工程专业科技创新实践体系构建基础,接着提出了机器人工程专业科技创新实践体系构建目标,最后论述了基于竞赛知识元素引入的机器人工程专业科技创新实践体系构建。

机器人工程专业“协同融合”建设——以成都信息工程大学为例

为了培养具有扎实实践能力的高素质应用型机器人工程高级专门人才,以更好地服务区域经济发展,文章以成都信息工程大学为例,从建设思路、建设流程、建设成效三个方面对机器人工程专业“协同融合”建设进行了探究。

电气工程专业“工程导论”课程教学中融入思政教育研究

工程导论是面向一门面向电气工程专业新生的学科基础必修课程。为实现立德树人的教育教学目标,本文以成都信息工程大学为例,探讨了如何从党和政府的重要文件精神、电力行业发展态势和新动态、中华优秀传统文化、工程师职业基本工作方法四个方面挖掘思政元素,从理论上找切入点、选择合适的工程案例、寻找思想政治素材、发布各种课外专业知识四个方面探索思政教育融入“工程导论”课程教学的策略。引导学生树立了正确的价值观和世界观,在人生的“岔路口”做出正确的选择。

基于OBE理念的机器人工程专业工程实践类课程教学研究

为解决机器人工程专业工程实践类课程的教学困境,文章构建了一个基于OBE理念的工程实践教学模型,明确机器人工程专业工程实践类课程的培养目标、要求及方案,通过设计多样化的实践项目,构建符合OBE理念的实践项目和评估体系,不断进行教学反思和总结,并持续改进。实践结果表明,学生能够将课堂上学到的机器人工程理论运用到实践中,培养了他们解决实际问题的能力,提高了专业实践水平。

思政融入“自动控制原理”教学典型案例设计

针对“自动控制原理”课程思政建设中典型案例不足,基于钱学森的《工程控制论》、毛泽东关于“没有调查,没有发言权”的论述,中国“天眼”和中国空间站“天宫”飞船交会对接等案例素材,分析了案例的思政元素,契合思政案例与课程知识的融入点,设计了4个课程思政典型案例,较好地引领了学生的情感和价值观,培养了学生爱国情怀和增强科技自信,勇于探索的精神。

多学科交叉融合下机器人工程专业人才培养模式研究

为了提高机器人工程专业人才培养质量,实现人才强国的目标,文章首先分析了多学科交叉融合下机器人工程专业人才培养存在的问题,然后提出了多学科交叉融合下机器人工程专业人才培养方案。

计算机编程融入工程制图课堂教学的探索

为了让学生更好地理解教学内容并提升其逻辑思维与分析能力,文章提出将计算机编程融入工程制图教学中。文章首先对课程知识点进行分析,提出在平面体与回转体的讲解中融入计算机编程,接着给出编程算法并呈现结果,最后提出如何在课堂教学中融入计算机编程,不仅让学生更直观形象地理解工程制图知识点的概念,更能让学生学习到一种基于计算机编程来开展问题分析并可高效得到问题解答的思路与手段。

基于语义信息的三维点云全景分割方法研究

针对端到端点云全景分割网络精度不足的问题,设计一种基于点云语义信息的全景分割算法。首先利用语义分割模型获取点云数据语义信息,然后结合点云语义和空间信息,对前景目标(车、人等)进行聚类。具体地,为避免同类别相邻目标被聚类为一个目标,提出融合法向量夹角特征、空间位置、语义信息的聚类算法进行准确的前景实例分割。最后,提出一种新的类别划分方法,在不影响后续决策处理情况下,显著增加分割质量。SemanticKITTI数据集上的实验结果表明,提出的方法在全景质量、分割质量、识别质量、平均交并比4个指标上取得了较好的效果,分别达到56.6%、82.3%、68.2%、68.1%,并保持较快的速度(175 ms),充分证明其有效性和实用性。

多因素影响下射孔段管柱振动力学分析

聚能射孔爆轰产生的冲击载荷作用于井下射孔段管柱系统,导致管柱发生屈曲断裂等事故。结合管柱自重、射孔液阻尼、地层围压和爆炸冲击载荷的影响,建立射孔冲击载荷下油管—射孔枪动力学模型,得到射孔段管柱纵向振动微分方程。应用有限元软件,对射孔段管柱进行显示动力学响应分析,并将模拟结果同理论数值解进行对比验证。结果显示,应力波由管柱底端向上传播,管柱等效应力和轴向位移均呈现周期性变化,且逐渐衰减。分析不同油管长度、外径、壁厚和单发装药量对管柱动态响应的影响。基于数值模拟结果,利用MATLAB软件进行多元非线性回归,拟合得到射孔段管柱应力峰值经验公式,并与现场试验数据进行对比,验证公式可靠性。

数据采集系统实验教学设计与实践

“电气测量技术”课程传统实验教学在一定程度上忽视了培养学生分析、解决问题的能力。因此,以“数据采集系统”为项目主题,设计了驱动问题、学习目标以及评价方案;在项目实施中,应用开源软件和硬件搭建项目“脚手架”,融入设计思维理念,从而构建了基于项目式学习与设计思维的实验教学模式。实践结果表明:该教学模式有助于激发学生对课程实验的兴趣以及提升学生的工程实践能力。

考虑生物质能和农业柔性负荷的农业产业园区综合能源系统规划方法

农业产业园区规划是实现农业产业园区用能低碳灵活的基础,而生物质资源高值化利用和农业柔性负荷对于促进农业产业园区的合理规划十分重要。因此,该文提出了一种考虑生物质能和农业柔性负荷的农业产业园区综合能源系统(integrated energy system,IES)规划方法。首先,为实现秸秆高值化利用,引入热解气化炉生产生物质气和生物炭,并通过高厌氧发酵粪污制沼,实现生物质的充分利用。其次,引入农作物日积温作为确定种植业热负荷参与需求响应量的衡量指标,并结合农业负荷特性建立农业柔性负荷模型。然后,以园区投资运行总成本最小为优化目标,考虑设备投资约束和满足农业生长需求的农业用能约束及生物质能成本等运行约束,建立农业产业园区规划模型。随后,为减小天气概率分布不确定性对农业生产和园区供能的影响,基于历史天气数据生成盒式不确定性集合,构建农业产业园区IES分布鲁棒优化模型。最后,通过算例结果分析得出,该文所提的农业产业园区IES规划方法可以显著减少碳排放和系统总成本,并充分利用生物质资源。

基于反向传播神经网络的机轮舱衬套加工质量预测方法

机轮舱衬套是一种高精度的薄壁零件,加工过程工艺参数的设置会影响到成品质量,关键尺寸不易保证。为了找到合适的加工工艺参数,根据已有的加工数据,提出一种基于多输出深度神经网络模型的加工质量预测方法。该方法首先对已有的机轮舱衬套加工数据进行数据处理、选取和相关性分析,明确影响加工质量的主要变量;然后以车削主轴速度、车削进给速度、磨削主轴速度、磨削进给速度、时效时间作为加工工艺参数,衬套内径、外径、圆度作为输出进行模型训练,并在150套机轮舱衬套数据上进行了试验验证。结果表明,提出的模型在衬套内径、外径、圆度的预测精度误差分别为0.202%、0.254%、0.274%,其训练的模型能快速预测成品加工质量,避免人工经验参数带来的误差,提高产品质量。

人工漂珠制备吸声材料的降噪性能研究

中低频噪音污染已是影响人类身心健康的重要环境污染之一,开发中低频吸声系数高、制造成本低的吸声材料一直以来都是降噪行业的重要目标。人工漂珠(简称漂珠)既可以通过收集矿石开采后废弃的小颗粒矿砂获得,又可以通过粉碎矿石形成所需粒径的矿砂,然后再经矿砂预热、煅烧等工艺获得。其表面和内部具有大量孔隙,因而具备潜在的吸声性能,但其用作吸声材料的潜力尚未得到充分的探索。本工作旨在探讨由漂珠制成的吸声材料的吸声性能。采用不同粒径搭配不同用量的漂珠和粘合剂制备四种吸声材料样品,对其微观形貌进行表征,统计孔隙面积分布,并用阻抗管测量四种材料的吸声系数。结果表明,在本工作所涉及的参数范围内,四种吸声材料在400~1000 Hz频率上均可有效吸收噪声(吸声系数大于0.2)。随着粒径小、孔隙小的漂珠用量的增加,漂珠制备的材料的吸声能力逐步增强,主要是由于孔隙的减小延长了声波在材料内部的传播路径。此外,不同粒径搭配不同漂珠用量还会影响材料吸声系数峰值所对应的频率;换言之,可以通过漂珠配比的针对性设计,加强吸声材料对某一给定频率噪声的敏感度。本研究可为开发以漂珠为主要成分的低成本吸声材料提供新的思路。

基于FPGA的大动态范围数据采集系统设计

针对传统数据采集系统受动态范围限制,进行测量时对大信号易过载、小信号易丢失等问题,设计了一种基于FPGA的大动态范围多通道数据采集系统,讨论了噪声相关性与放大器增益对动态范围的影响。该系统采用一种分立式架构的双ADC同步采集单元,结合FPGA高速并行处理的特点进行数据融合,对前端可变增益放大电路实时控制,实现多通道数据采集系统对微小信号采集时的高分辨率以及对大信号采集时的高容差。对采用动态范围最大为108 dB的AD7768芯片研制的实验样机进行测试,结果表明其在64 kHz的采样频率下可达到160 dB以上的动态范围,系统采样精度达到0.1%,线性度优于0.005%,通道间相位精度达到±0.05°。

螺纹参数误差对钻杆接头密封性的影响分析

为探究钻杆接头螺纹参数极限误差对其密封性的影响,基于API NC38钻杆接头,分析了锥度、牙侧角和螺距3种螺纹参数极限误差的存在情况,建立了12种内、外螺纹极限误差组合的钻杆接头有限元模型,分析了不同误差组合的钻杆接头在上扣扭矩单独作用、上扣扭矩和轴向载荷组合作用下的密封性和应力分布。分析结果表明:螺距极限误差对钻杆接头密封性影响最为明显,且极易出现接触面屈服失效的情况;锥度极限误差使钻杆接头在受拉伸载荷时密封性显著降低;内外螺纹牙侧角极限误差变化情况相反时,钻杆接头局部出现塑性变形,影响密封效果。因此钻杆接头螺纹加工时有必要进一步控制螺纹参数的误差范围,避免出现标准规定的极限误差,降低钻杆接头密封失效的风险。研究结果可为快速、安全钻井提供技术支撑。

问题导向式教学在“测控电路”的实践

针对学生在“测控电路”课程的学习过程中,对课程中出现的过度性抽像公式、复杂电路以及与工程实践紧密关联的重要指标参数接受能力差的问题,提出问题导向式教学模式并应用于教学实践,诱思性地分别进行理论推导、理实结合分析和指标参数的方程求解,让学生逐步克服习惯性过滤重点难点,消除惰性的被动接受,激发自主性学习的动力,弥补学生理论认知较差,实践能力薄弱的缺陷。

基于DN50双环型切割器的优化设计

在工业领域中,待切割的不锈钢管处于密闭容器内,考虑到在容器内部不能产生电火花和铁屑,在较小空间作业,用其他切割方法难以实现管道切割,因此采用冷切割的方式。根据实际需要,设计一款用于安放在机械臂末端的环形切割器,完成管道切割工作。为了验证切割效果,先利用Workbench软件,进行应力分析结果处理和强度校核。最后,此次实验对象选用316L材质的DN50不锈钢管,通过多次切割实验比较,完成对切割器的改进和优化。

桥面板施工顺序对钢-混组合梁桥的受力影响研究及优化

为分析桥面板施工顺序对钢-混组合梁桥成桥受力性能的影响并优化现有的桥面板施工顺序,基于钢-混组合梁桥的受力过程,以交通部颁发的装配化钢-混组合梁通用图为依托,选取3×40 m钢-混组合连续梁桥为对象进行研究。采用桥梁博士软件建立钢-混组合梁桥有限元模型,以桥面板施工工序和结构体系转换时间为变量,分析7种桥面板施工顺序下的结构受力性能。结果表明:钢-混组合截面的受力模式分为一次受力状态和分阶段受力状态,其中采用一次受力状态的施工顺序具有施工方便、成桥整体刚度大、钢梁应力小的优点,但存在支点处桥面板拉应力过大的缺点;分阶段受力状态的施工顺序能有效降低支点处桥面板拉应力,但成桥钢梁应力偏大,结构刚度不足。针对采用上述2种受力模式的施工顺序不能兼顾结构成桥性能(钢梁应力、整体刚度等)较优与控制支点桥面板拉应力的问题,提出优化的混合受力状态的施工顺序,该顺序既保留了一次受力状态较优的成桥性能又显著降低了支点处桥面板拉应力,兼顾了上述2种受力模式的优点,可为钢-混组合梁桥的设计和施工提供参考。

一类变系数时滞分数阶神经网络的同步控制

研究一类带有Caputo分数阶导数的变系数时滞神经网络的同步问题.首先,通过将时滞及变系数引入已知的神经网络模型,得到一类能更准确地描述神经元之间相互作用的全新神经网络模型;其次,基于新的神经网络模型,提出一种简单的全局同步方案,并给出了同步控制器的解析表达式;最后,通过构造Lyapunov函数并利用时滞分数阶微分系统的Razumikhin型稳定性定理,证明了由驱动-响应系统得到的误差系统的零解稳定性,从而得到确保所研究的变系数时滞神经网络全局同步的充分条件.此外,通过数值算例验证了所得理论结果的正确性.

基于极限学习机的超短期电力负荷度量研究

针对电力负荷超短期输出数据相似度较高导致输出结果不精准的问题,提出基于极限学习机的超短期电力负荷度量方法。基于极限学习机网络计算电力负荷度量偏差,最大程度消除冗余数据。以负荷影响因素为模型输入,以负荷为模型输出,在相似性原则下,读取历史负荷数据。利用激活Sigmoid函数平滑处理样本数据,设置切换准则,设计极限学习机度量过程,完成超短期电力负荷度量。由实验结果可知,该方法 12月21日、12月25日电力负荷的波动范围分别为0~600 kW、0~1 300 kW,与实际数据存在较小的偏差,具有精准度量结果,受数据相似度影响较小。