基于新工科的工程实践中心管理方法探索——以防灾科技学院工程实践中心为例

新工科建设提出了多方协同育人、多学科交叉融合、创新产业能力的新要求。工程实践中心作为重要的实践教学平台,在新工科培养模式的探索中发挥着重要作用。文章根据新工科建设的需求,在课程实践、开放课题、校企协同等方面做了探索,并对工程实践中心的教学改革提出了新的对策。

创新创业教育协同育人路径探索——以防灾科技学院为例

大力开展创新创业教育是高校落实国家创新驱动发展战略的重要举措。防灾科技学院将新工科建设作为创新创业应用型人才培养的突破口,以电子科学技术类专业为改革试点,着力破解创新创业教育难点,着力探索协同育人的现实路径,重点在专业教师与辅导员队伍相协同、专业课与课外科技活动相协同、理论教学与实践训练相协同、校企所共建共享相协同、创新教育与创业教育相协同等方面推动融合育人全面发展。在学科课程体系建设、实践教学改革、科技类社团建设、校企所协同育人、创新创业软实力培养等方面积累了大量实践经验,形成了一套成熟有效的创新创业协同育人体系。

基于PID控制器的电力设备电机自动化控制研究

为实现电机自动化控制的自适应性和快速响应性,并提高控制过程对不同工况的泛化能力,提出基于PID控制器的电力运行设备电机自动化控制方法,构建电力运行设备电机的数学模型,融合神经元和PID,构建单神经元PID自适应控制器,通过径向基函数网络实现电力运行设备电机转速误差的非线性逼近,并将其作为单神经元PID自适应控制器的前馈路径,进行电机转速误差的非线性补偿,在控制过程中,不断调整径向基函数网络和单神经元PID自适应控制器的参数,依据参数调整后的单神经元PID自适应控制器反馈路径实现对电机转速误差精准控制。通过实验验证可知,该方法实现的电力运行设备电机转速控制具有较小的运行误差,对电机转速跳变以及突降进行快速反应,快速使得电机转速恢复平稳。

Tiva C系列微控制器PWM外设教学实验设计

为了提高学生对TI公司Tiva C系列微控制器PWM外设的理解和应用能力,以占空比调节控制为重点目标,在介绍PWM产生机制及相关库函数后,使用参数控制、按键控制、外部因素控制实现占空比调节,通过示波器、LED、电机等观察不同占空比条件下的波形输出及实际效应。通过实验设计与演示,使学生掌握了该系列微控制器PWM产生过程、调制方法及其实际场景应用,提高学生对嵌入式系统课程知识的学习兴趣,取得了良好的教学效果。

基于“兴趣主导、项目驱动”的电力电子技术教学改革与实践研究

传统的电力电子技术课程教学存在不能调动学生积极性、学生创造性得不到发挥甚至学生的实践能力得不到应有的提高等不足。针对目前教学中存在的问题,该文提出并论证了通过工学结合、兴趣主导、项目驱动、情景设计的具体实施过程,以实现基于项目驱动法的电力电子技术教学的新模式。该教学模式将理论教学与工程项目设计融为一体,具有一定的科学性、先进性和实用性,是一种提升学生综合素质和创新能力行之有效的方法。

游戏闯关式教学模式在电子技术实践课程中的探索

电子技术课程实践性强、交叉知识多,是电类工程实践的重要基石。针对该类课程实践教学中存在的主要问题,将游戏闯关式教学模式引入实践教学环节中,通过四个难度递进的游戏关卡,实现跨课程知识体系工程技能的培养。教学结果表明,学生动手实践的信心和兴趣得以提升,由过去的被动学习转变成主动学习,激发了学生应用电子技术理论解决工程问题的学习热情,培养了工程思维和能力。

防灾减灾行业“信号与系统”OBE教学体系构建

为了突出培养防灾减灾所需的应用型、复合型和创新型人才,本文研究了以OBE教育理念为导向,建立防灾减灾行业需求与课程目标的支撑关系;设计了面向防灾减灾行业相关教学实践案例;完善了针对毕业要求指标点的学习过程考核评价机制,进行了课程教学体系改革与实践;创新了应用型人才培养理念,提高了学生的工程实践能力和创新应用能力;构建了适应“新工科”教育人才培养的“新模式”。

项目式教学在《电路与电子技术》课程中的应用研究

“应用型本科”教育对普通高等院校提出了新的要求和目标,我国对工程型、应用型等实践人才的培养更加重视。本文通过把项目式教学结合传统方式融入到《电路与电子技术》课程的教学中,课程各个环节紧紧围绕学生开展,学生不仅掌握了课程的基本知识,还锻炼了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,契合应用型高校培养理论基础扎实、实践能力强的复合型人才的培养目标。

杨氏模量实验测量方法的改进

介绍了梁弯曲法测量杨氏模量的实验方法,并在该方法基础上采用LVDT电压位移传感器去测钢尺弯曲形变的同时,增加了利用光杠杆进行读数的方法,对两种测量方法测得的实验数据进行比对,得到利用LVDT电压位移传感器测量数据的方法有实验数据的波动小、精确度高,并且实验装置更加简易,操作更加简单,读取数据直接等优点.

钾离子电池碳基负极材料研究进展

随着锂电池的大范围应用,锂资源匮乏及其价格升高逐渐成为一个全球性的问题。钾离子电池以其原料储量丰富的优点,有望成为锂离子电池的替代品。各类钾电池负极材料中,碳基材料价格低廉,并且有着特殊的多孔结构、良好的导电性以及稳定的电极特性。从软碳、硬碳、石墨三方面综述了近年来国内外钾电池碳基负极材料的相关研究,分析总结了材料改性方法和材料的比容量、循环性能、倍率性能及其影响因素,展望了钾电池碳基负极材料在实现高可逆容量、长循环稳定性等方面的发展方向。

面向低频振动测量的双光纤光栅加速度传感器研究

低频振动测量对地震海啸等灾害预警、地质勘探和能源开发等领域具有重要意义。针对现有FBG加速度传感器测量低频振动时灵敏度较低的问题,提出一种高灵敏度低频双FBG加速度传感器。采用十字簧片作为拾振结构,理论分析传感器的振动响应特性,给出传感器的谐振频率和灵敏度公式。建立传感单元的数学模型,对传感单元结构参数进行优化,并利用有限元仿真验证理论分析结果,最后制作传感器实物并对其进行性能测试。结果表明,传感器固有频率为65 Hz,在3~45 Hz频段具有平坦的灵敏度响应,动态范围为73 dB@10 Hz,灵敏度为1498.29 pm/g,线性度为0.9998,横向串扰为–33.99 dB,能够满足工程中低频振动检测的要求。

空心锥体棱镜研制工艺研究

介绍一种空心锥体棱镜加工工艺。首先,采用光学冷加工技术加工三个玻璃基板,并进行滚外圆和镀膜处理;其次,利用夹具初步固定三个基板,并在粘贴区域涂胶;最后,采用自准直平行光管对空心锥体棱镜的核心技术指标进行实时监测,紫外灯进行固化处理,控制成型。实践证明:该工艺可以对空心锥体的二面角进行精确控制,适合大口径空心锥体棱镜的加工。

基于RTMP的森林火灾预警监控系统设计

高温是森林火灾发生的主要原因之一,对林区进行分布式温度监测是提早发现火灾隐患的有效途径。设计了一种使用Linux系统和实时传输协议进行温度等环境参数检测的森林火灾预警监控系统,系统终端节点集成温湿度、位置和视频采集功能,利用TCP和RTMP协议实现多个分布式终端节点数据和视频流的实时传输,在监控端实时监测多个地点的环境数据,排查潜在的火灾隐患。通过3个节点的测试,系统可以实现终端节点数据、视频汇聚,且使用FFmpeg进行视频拉流比传统VLC拉流速度快约10秒。

防灾减灾类案例在物理化学教学中的应用研究——以地下水科学与工程专业为例

以推动专业背景下物理化学的内涵式教学为主旨,在结合地下水科学与工程专业人才培养方案、调研文献资料、访谈相关专任教师和学生基础上,甄选具有代表性、典型性的防灾减灾领域案例素材,促进物理化学与防灾减灾通识课程、专业核心课程有机融合,力求在增强物理化学课程的吸引力和感染力的同时更好的助力专业教学,提高学生专业素养。

地震烈度快速评估可视化系统设计与实现

为提供地震烈度图实现地震烈度快速评估可视化,本文开发了一款地震烈度快速评估可视化系统。系统以Electron为整体框架,vue.js渲染前端页面,Java为编程语言。破坏性地震发生后,系统可根据位置、震级利用烈度衰减公式快速计算生成地震烈度可视化图,可快速确定地震影响的范围。实例的验证结果表明,系统可在地震后快速生成地震烈度可视化图,为地震应急救援工作的展开提供支持。

基于PSO-LSSVM的疲劳裂纹漏磁定量识别技术

针对疲劳裂纹难以定量识别的问题,提出一种将主成分分析(PCA)和粒子群优化的最小二乘支持向量机(PSO-LSSVM)相结合的建模方法,通过建立漏磁信号与疲劳裂纹宽度、深度之间的非线性映射关系,对疲劳裂纹宽度、深度进行定量识别.搭建漏磁检测系统,采用疲劳拉伸试验制备一系列疲劳裂纹样本,通过疲劳裂纹漏磁定量识别实验,建立漏磁缺陷样本库,对基于PSO-LSSVM的疲劳裂纹漏磁定量识别方法的可行性进行验证.结果表明,该方法能够有效定量识别尺寸小于1mm;疲劳裂纹的宽度、深度,误差在0.1mm左右.

流动卫星激光测距系统的距离选通实现方法

现有流动卫星激光测距系统的距离选通模块因硬件架构问题,有稳定性不高、可靠性不强等不足。由于和固定站的设备互不兼容,因此需要研制新的距离选通模块,在兼顾高集成度的同时提升运行稳定性。在基于距离选通与后向散射规避的实现原理基础上,依靠ARM、FPGA嵌入式双核心架构设计全新的距离选通模块。采用人卫激光测距卫星lageos1、ajisai和地球同步卫星compassi3的星历进行距离门参数拟合等测试。经测试,该距离门控模块参数拟合误差小于0.01%,在2kHz重复频率下单次预期回波时刻计算时间约为34.365μs,平均后向散射规避点火频率损失率低于1%,在2kHz重复频率下距离门分辨率优于5ns,高频率门控信号输出平稳,并且能够满足20kHz以上的重复频率应用需求,符合预期结果,具有实际应用价值。

2022年青海门源地震震源机制与同震滑动分布研究

采用Sentinel-1A卫星提供的升降轨雷达影像数据研究门源地震同震形变及震源机制。首先利用合成孔径雷达差分干涉(D-InSAR)技术获得门源地震的同震形变场;然后以升降轨同震形变场为源数据,利用弹性半空间位错模型进行反演,确定地震的断层几何参数和滑动分布;最后基于同震滑动模型对升降轨同震形变场进行正演。结果表明,沿雷达视线方向的升轨和降轨同震形变场最大抬升形变量分别为39 cm和58 cm,最大沉降形变量均为56 cm。此次门源地震为左旋走滑型地震事件,发震断层方向为NWW-SEE、走向为109°、倾角为86°,主要集中在地下2~6 km处,最大滑动量为4.2 m,释放的地震距为8.22×10^(18)Nm(M_(W)6.6)。正演结果表明,本文滑动分布模型准确可靠。

基于MPI并行算法的电阻率法多种装置数据的三维联合反演

由于地表电阻率法受到浅地表局部异常体的干扰,反演精度受到影响,井中装置数据资料参与反演虽然可以减小浅地表局部异常体的干扰,但是由于钻井位置的局限性,数据量得不到保障,也会导致反演精度降低.为此,本文开发了一套结合地表、地-井、井-地和井-井装置数据的三维联合反演算法.首先,利用有限差分法实现正演模拟,采用非线性共轭梯度法(NLCG)恢复电阻率结构;其次,调用Message Passing Interface(MPI)函数库加速正演模拟和灵敏度矩阵运算,当开辟12个进程时,反演程序获得最大加速比4.51;最后,通过合成数据和实测数据算例证明该反演算法的有效性,也证实了多种装置组合数据体反演结果明显优于单一地表装置数据体反演结果.

基于数学形态学滤波的漏磁信号预处理方法研究

漏磁检测是一种广泛应用于铁磁材料表面裂纹检测的磁性无损检测技术,漏磁信号的质量直接关系到裂纹定量识别的准确性和精度。针对漏磁信号的噪声特性,提出一种基于数学形态学滤波的漏磁信号预处理方法,即利用改进的中值滤波法剔除信号中的奇异点,采用多项式拟合法消除信号趋势项,使用形态滤波法对漏磁信号进行消噪处理。结果表明:该方法对漏磁信号中的干扰噪声具有较强的抑制能力,不仅剔除了漏磁信号中的干扰噪声,而且完整地保留原始信号的具体细节,提高降噪速度。