工程教育认证理念下电力电子技术课程思政教学改革研究

在浙江理工大学电力电子技术课程学情基础上,引入工程教育认证理念,提出电力电子技术课程思政教学改革思路和方法。首先制定融合工程教育认证理念和课程思政的教学新目标,其次根据思政教育新目标对电力电子技术的教学内容进行改革,接着提出电力电子技术课程思政教育的教学新方法,最后引入多元考评手段,形成有效的持续改进机制。通过电力电子技术课程思政教育教学改革,力求达到思想教育润物无声的效果。

基于时延Petri网的大型工程机械装备排产模型与收敛算法

在大型工程机械装备的柔性制造系统中,由于涉及多个车间且存在大量的并行加工过程,因此资源被闲置浪费的情况比较常见。为解决此问题,提出一种基于时延Petri网的大型工程机械装备排产模型与收敛算法。首先,在建模过程中对各种存在并行加工的情况使用约束矩阵进行描述,利用Petri网建立系统模型,实现对车间内各机床之间调度流程的描述,并在发生突发事件时进行模型重建;其次,使用一种基于遗传算法和粒子群优化的融合算法,构建算法的适应度函数;最后,根据算法求出模型的最优路径,达到资源利用的最大化。

基于时间信息增强Transformer的短时交通流预测模型

交通流预测是提高路网利用效率,缓解城市交通拥堵问题的重要方法之一。为了进一步提高交通流预测精度,提出了一种基于时间信息增强Transformer的短时交通流预测模型。该模型利用多图卷积网络从不同角度建模空间特征,利用长短期记忆网络和Transformer同时建模短期时间特征和长期时间特征。此外,模型采用了一种轻量化的结构以提高模型实时响应速度。在PEMS(Performance Measurement System)数据集上与基线方法相比,该模型的预测精度提高了5%,时间复杂度降低了65%。实验结果表明,基于时间信息增强Transformer的短时交通流预测模型在有效提取交通流数据中时空特征的同时,显著降低了模型的复杂度。

基于最大信息系数和深度残差图卷积的工业过程故障诊断方法

针对工业数据非线性、时变性、时空特征耦合的特点,提出一种基于最大信息系数和残差图卷积网络的工业过程故障诊断算法(MIC-RGCN)。引入最大信息系数(MIC)挖掘变量之间的相关关系,将高维变量之间的相关信息转换为空间距离信息,构建相关性矩阵作为图卷积层的邻接矩阵输入;构建改进的深度残差图卷积网络(GCN)模型对数据的时空特征进行深度融合提取并精准分类。在田纳西-伊斯曼过程和三相流过程数据集上将该算法与4种典型机器学习和深度学习算法进行对比测试。实验结果表明,该算法有效地提升了故障诊断的准确率。

信息熵和改进特征权重融合的Adaboost-SSA-BP步态识别方法

针对采用加速度信号进行步态识别错误率偏高的问题,提出一种基于信息熵和改进特征权重融合的AdaboostSSA-BP步态识别方法。基于信息熵理论和改进特征权重算法,提取不同步态下加速度计输出的信号特征,并对其进行特征组合。利用SSA优化BP神经网络,通过Adaboost算法调整网络的样本权重,并进行训练获得步态识别模型。实验结果表明:该方法能够有效捕获步态特征,步态识别的平均准确率可达96.15%,可为后期开展步态康复训练等相关研究提供技术支撑。

工科专业人工智能类课程思政的路径探索与实践

探讨工科专业中人工智能类课程的思政路径与实施思路。首先介绍课程思政的认识历程,然后以智能控制课程为例,详细介绍课程思政的设计思路、育人元素的提炼及具体实施,最后介绍课程思政的实施效果。实践表明,结合课程特点,选择合适的课程思政切入点及合理的实施方式,对提高学生学习自主性,激发学生内在学习驱动力,提高教学质量均具有积极作用。

正弦波逆变器波形稳定混合控制策略研究

受蓄电池放电能力和实际电压限制,逆变器在稳定运行状态下,若瞬间断开或连接大负载,会使负载电压出现较大波动,严重时损坏设备。若直流母线电压较低,则逆变器输出的正弦波波形易产生削顶削底现象,对感性负载有影响。针对该问题,提出有效值闭环控制与定点电压闭环控制相结合的混合控制策略,在电压高于320 V时,采用定点电压闭环控制方式;若直流母线电压低于320 V,采用有效值闭环控制方式。经过仿真分析和实验验证,采用该混合控制策略,逆变器能够快速响应负载变动并使正弦波波形不会产生畸形。

一种现代安防远程视频监控系统的设计与验证

分析基于Linux的远程视频监控系统的组成,以基于Linux系统的树莓派3开发板为视频采集端,利用H.264编码对视频进行压缩、TCP网络协议传输数据,在Windows客户端对接收到的视频流进行解码并播放。系统测试和分析表明:视频流输出比特率越低,压缩率越大;相同输出比特率,B帧为1时,压缩率较大。

“金课”建设视角下研究生课程教学改革探索--以工业通信网络理论基础与技术体系课程为例

基于新工科建设,为符合“两性一度”的“金课”标准,文章针对工业通信课程现有的教学问题,以建构主义学习理论为指导,提出“一体两翼三驱动四融合”的教学改革思路,并在此基础上重构教学内容体系,设计丰富多样的教学方法,同时引入目标与关键成果工作法建立教学评价体系,通过这些教学改革举措提高该课程的“两性一度”。从学生评价可以看出,以上教学改革举措取得了显著的效果。

基于有限元的传输线接头及波导波长仿真实验设计

电磁场理论是公认的难教、难学和难用,电磁场实验是学生认识电磁场应用的一个窗口。引入有限元现代仿真工具Maxwell及HFSS,通过图形图像诠释抽象的矢量方程。以高压传输线为例,基于Maxwell仿真接头电场分布;以矩形空气波导传输线为例,基于HFSS分析电磁场的周期性分布。实验以解决电磁场问题为依据,通过理论分析、建模仿真和实际操作形成完善的电磁场实验经历,培养学生利用电磁场理论进行分析和解决问题的能力,提升学习兴趣和工程实践能力。

一种基于多模态特征增强网络的抑郁症检测方法

针对传统的多模态融合方法在抑郁症检测中忽略了模态之间的交互性、未能充分提取出更全面的特征表示的问题,本研究提出一种基于多模态特征增强网络的抑郁症检测方法,该方法有效地集成了视频、音频和远程光电容积脉搏(photoplethysmographic,rPPG)信号3种模态,通过模态间Transformer、模态内Transformer和多头自注意力机制,共同学习输入模态序列每个时间步的模态内和模态间的动态关系,达到了特征增强的目的。最终,拼接3个模态增强后的特征获得全面特征表示。在AVEC2013公共数据集上的实验结果显示,该方法的平均绝对误差为7.07,优于单模态抑郁症检测,表明该方法有效促进了模态之间的交互,并实现了特征增强,在自动抑郁症检测任务中展现出显著的有效性。

三极管共射放大实验电路频率特性的测试与分析

三极管共射放大电路实验是模拟电子技术基本实验之一,实验前基于Multisim波特图得到幅频特性及相频特性曲线。经与理论分析对照,有两个现象:一是上限截止频率远大于理论估算值;二是相频特性曲线在中频段某频率点发生-180°到180°相位跳变。针对第一个现象,实验后对测试数据利用Python进行处理,表明幅频特性下限频率点理论值、仿真值与测试值基本一致;上限频率点介于理论值与仿真值之间。针对第二个现象,经Python绘制了理论相频特性曲线,用示波器实测输入、输出信号的李莎如图形,表明没有相位的跳变。

基于改进YOLO v5n的工厂化育秧田间铺盘装置设计与试验

针对目前工厂化育秧育苗田间铺盘自动化程度低、成本高等问题,设计了一种全自动双边轨道式田间铺盘装置,并配备苗床异常凸起视觉检测模块。首先对铺盘结构工作原理进行分析,之后对铺盘装置满载作业状况进行结构设计、受力分析和仿真分析。为了防止苗床异常凸起导致铺盘时秧盘倾斜,影响炼苗成活率,提出了一种基于CBAM-YOLO v5n的苗床异常凸起目标识别算法,改进后的YOLO v5n算法添加了注意力机制,对苗床异常凸起目标检测准确率、召回率和平均精度均值分别为98.1%、91.7%和94.9%,相对于原模型分别提高1.2、1.7、0.9个百分点。对设计的铺盘样机进行了正交试验,试验结果表明,当铺盘高度为90 mm、铺盘机构转速为550 r/min、铺盘箱平移速度为0.14 m/s时,铺盘成功率最高为96.4%,植入机器视觉模块后,铺盘成功率可达99.3%。设计的铺盘装置可有效降低人工铺盘劳动强度,降低铺盘劳动成本。

数控三轴弯圆机人机交互系统设计与实现

针对传统弯曲型材加工设备运行时不稳定、加工效率低、加工成本高以及操作界面复杂等问题,设计了弯圆机人机交互系统。主要介绍了上位机软件的设计与实现过程,包括逻辑算法、用户交互、通信处理以及数据存储等模块的设计方法。上位机软件使用Qt Creator编程软件进行开发,以TCP/IP协议作为通信总线实现数据交互,使用二进制文件和SQLite数据库存储数据。结果表明,根据所述方法设计的人机交互系统在实际生产中,型材加工精度误差小于1 mm,并且该系统具有性能稳定、功能齐全等优点,能够满足弯曲型材加工市场的需求。

基于跟踪微分观测器的永磁同步电机控制系统

传统PI控制无法实现永磁同步电机(PMSM)交直轴间的完全解耦。为此该文提出一种基于跟踪微分观测器(TD-NLESO)的永磁同步电机(PMSM)控制系统。采用线性自抗扰控制器(LADRC)对扰动的观测来抵消电感耦合项,实现电流环解耦,并对线性扩张状态观测器的结构进行改进,提高对扰动的观测速度;同时设计含预估因子的跟踪微分器以克服控制延时问题;最后,通过实验验证该策略具有可行性和良好的控制性能。

基于模糊PID的大型双旋翼无人机

相较于四旋翼无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV),大型双旋翼无人机具有价格低廉、续航长以及效率高等优点,但存在耦合严重、抗干扰能力差等问题。为解决上述问题,文中提出了一种采用变论域模糊PID(Proportional Integration Differentiation)双旋翼控制算法。将无人机系统分解为位置控制和姿态控制两部分,在姿态控制上采用模糊PID实时调节PID参数,从而提高无人机的稳定性。根据无人机的运动方式提出一种新型无人机结构,搭建了双旋翼的动力学模型,并在Simulink上搭建了仿真模型进行验证。结果表明,相较于普通PID控制算法,所提算法将控制的超调量减少了50%,说明该算法在大型双旋翼无人机上具有更好的稳定性,在受到干扰的情况下可更快恢复。

基于图卷积网络的交通流预测方法综述

近年来,基于深度学习的交通流预测方法一直是交通流预测领域的研究热点.与传统卷积神经网络不同,适合处理非欧几里得数据的图卷积网络在空间特征建模方面表现出了强大的能力,而反映路网空间特征的拓扑图、距离图、流量相似图等正是典型的非欧几里得数据.因此,基于图卷积网络及其变体的交通流预测方法成为交通流预测领域的一个研究热点,并取得了很多有吸引力的研究结果.本文对近年来基于图卷积网络的交通流预测模型进行了分类和总结.首先,从图卷积网络的基本定义出发,结合空域图卷积和谱域图卷积的定义详述了图卷积的基本原理.其次,根据预测模型的网络结构特点,将基于图卷积网络的交通流预测模型分为“组合型”和“改进型”两大类,并对其中最具代表性的模型结构进行了详细分析和讨论.此外,对交通流预测领域中常用于模型性能对比的典型数据集进行了综述,并以其中一个真实数据集为例开展仿真测试,展示了4个基于图卷积网络交通流预测模型的预测性能.最后,基于当前的研究现状和发展趋势,对基于图卷积网络的交通流预测方法研究领域中未来的研究热点和难点进行了开放性的讨论和展望.

基于卡尔曼滤波的激光外差干涉位移测量误差补偿

针对激光外差干涉仪测量过程中测量镜随被测对象旋转而导致的位移测量误差,提出了一种基于卡尔曼滤波的激光外差干涉位移测量补偿方法。根据测量镜转角和测量光束光斑位置变化对应关系,利用位置敏感探测器(PSD)和位置电压信号卡尔曼滤波方法测得降噪后的光斑位置变化,从而获得更为准确的转角测量结果,最后根据转角与位移的解耦数学模型利用测得的转角进行位移补偿。为验证滤波算法和位移补偿方法的可行性和有效性,搭建激光外差干涉测量实验装置,分别进行光斑位置稳定性测量实验、角度测量验证实验和激光外差干涉位移测量补偿实验。实验结果表明:经卡尔曼滤波降噪后系统装置测得的光斑位置抖动标准差从0.52μm降至0.18μm,测量的转角与索雷博六自由度转台的转角偏差在±1.38×10^(-4°)内,对M-531.DD线性导轨200 mm量程内的位移和转角进行测量,将测得的转角进行位移补偿后,系统的位移测量结果与M-531.DD线性导轨位移的标准差从1.55μm减小到0.29μm。

高响应交流永磁伺服系统快速电流环带宽扩展方法

交流永磁伺服控制系统中现有电流采样和脉冲宽度调制(Pulse width modulation,PWM)占空比更新的方法延迟时间较长,在一定程度上会影响电机的电流环带宽和动态特性;针对该问题,建立了电流环闭环系统数学模型,分析了电流环的内部延迟和影响电流环带宽的因素,在此基础上提出了一种通过改进电流采样与PWM更新时间的电流环带宽扩展方法。该方法通过提前PWM占空比更新时机来降低电流采样和PWM占空比更新之间的延迟,减小信号传输滞后,从而扩展电流环系统的闭环带宽,提高系统响应速度。仿真与实验结果表明,相比现有电流采样方法,采用新方法的交流永磁伺服控制系统的电流环具有更宽的带宽和更高的动态响应能力,从而提高了交流伺服系统的动态响应能力和稳态精度。该方法可为交流伺服系统在机器人、高端智能装备等对响应速度和定位精度要求较高领域的应用提供参考。

中空铜纳米线的拉伸断裂分布与初始滑移分布的关系

构建了系列球形中空结构的纳米线(NW),采用分子动力学(MD)对每个模型300个不同初始态的样本开展拉伸形变模拟。并利用基于密度的噪声应用空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)机器学习算法,获得了初始滑移面的位置。基于大数据统计,分析了初始滑移位置分布以及断裂位置分布两者之间的相关性。研究结果表明:当内部中空半径较小时,断裂位置分布形成于塑性形变阶段,初始滑移分布与断裂位置分布之间无显著的相关性;但是对于脆性特征明显的大中空半径的NW,高能内表面诱导产生的滑移面迅速积累,产生颈缩并导致最终的断裂。因此当内部中空结构达到一定尺寸时初始滑移位置的分布与最终断裂位置的分布之间有明确的因果关系。