“互联网+”时代基础实验教学体系新形态研究

在“互联网+”背景下,对基础实验教学体系现状及发展趋势进行了分析总结,面对“互联网+”背景下的新形势,从多方面着手构建了“层次化教学内容、多元化教学模式、多平台交叉融合和多维度教学评价”四位一体的基础实验教学体系的新形态,并进行了试点与推广,通过分析调查数据发现,研究对于创新型人才的培养具有重要作用,其研究理念具有较好的创新和借鉴意义。

线阵LED显示装置的多学科交叉融合设计研究

以线阵LED显示装置设计研究为主体,通过分解装置设计要素,分析装置设计过程中旋转平台的特殊性,从旋转平台供电方式与装置机械结构设计出发,多学科交叉融合保证装置的性能要求。系统以STC89C52单片机为主控单元,配合红外遥控调控显示内容,通过机械设计技术修正装置平衡效果及旋转平台无线供电效果,基于人眼视觉暂留现象原理,利用电机带动旋转平台实现图像显示,采用3D打印技术完成了装置的制作。通过实验发现装置能够稳定、清晰地完成多种状态显示,多学科知识的有机结合有效解决了科学研究中的复杂问题。

一种物理判据、数据驱动的新型手势识别算法

基于智能家居系统应用背景,结合物联网、深度学习等技术对手势识别算法进行了研究,通过比较现有手势识别算法的不同特点,将数据驱动与物理判据相结合建立了手势识别算法,提出了基于meidapipe手部关键点识别与物理判据、数据驱动相结合的一种手势识别算法,从而改善现有手势识别算法的计算量与准确性。通过实验分析发现相比其他手势识别算法,提出的手势识别算法不仅计算量小,还具有较高的准确率和较强的鲁棒性。

基于类箕舌线的自适应变步长MPPT算法设计

为进一步提高光伏发电系统的稳定性和发电效率,使用最大功率点跟踪技术(MPPT)使输出功率最大化。对此提出一种基于类箕舌线的自适应变步长扰动观测法,该方法综合考虑跟踪速度、振荡幅度和计算复杂度等因素,分析了类箕舌线函数中参数α和β的不同取值对算法的影响。应用Matlab/Simulink分别在改变光照强度和温度两种情况下进行仿真,并与定步长扰动观测法进行对比。仿真结果表明,所提算法明显提高了跟踪速度,改善了靠近MPP时功率的振荡问题,相比于传统算法具有明显优越性。算法计算复杂度小,跟踪性能好,可应用于算力较小的MPPT控制器中。

以实验案例设计竞赛为抓手促进实验教师队伍建设

为满足社会对实践型和创新型人才的需求,该文对西安交通大学电工电子教学实验中心实验教师队伍的现状和面临的问题进行了分析和探讨,提出通过加强教师培训、营造团队文化和团队凝聚力提升实验教师队伍整体素质的构想,总结了以实验案例设计竞赛促进实验教师队伍建设的具体措施,为培养既有扎实理论基础、又有实际动手能力和创新能力的高素质人才奠定基础,可为其他高校提供借鉴参考。

Arduino创意设计——智能植物培育体

基于Arduino进行了智能植物培育体的设计,基于机械结构设计技术及磁力控制方法设计了“电-水-土”分离式渗透给水结构实现系统的给水功能,通过设计两种工作模式——托管模式与辅助模式平衡植物远程自动化培养与用户参与度;应用物联网技术结合Blinker平台与ESP8266实现植物的远程智能培育的同时增加了联网对时、天气预报、植物状态显示等辅助功能。系统测试分析表明系统不仅能够实现智能化的植物培养,且创新性的渗透式给水结构解决了传统水泵灌溉式给水的积水、板结等问题,大大降低了系统功耗。

硅钢比铁损测量实验平台设计

以培养复合型人才为目标,结合工程应用和实验教学的需求,开展了一种新实验平台的设计。硅钢比铁损测量实验设计,以国标规定的爱泼斯坦方圈设计试样结构,将经典的功率表法与传感器相结合,引入LabVIEW软件设计工具构建测量系统的软硬件平台,用形式多样的实践活动提升学生自主创新能力。实践证明,采用虚、实结合设计的实验平台,激发了学生自主学习、自主实践、自主设计和自主拓展的内生动力,有利于模块式、阶段式、渐进式、互动式实验教学过程的实施,显著地提高了实验教学效果。

虚实结合探索“互联网+”实验教学体系新形态

对“电工学实验”教学的现状进行了分析,根据“电工学实验”教学存在的问题,融实验微课、虚拟仿真教学及传统实验教学于一体,虚实结合探索“互联网+”实验教学体系新形态。以“单管低频电压放大器”实验为例,详细阐述了新形态下的实验教学目标、过程及成果。“互联网+”实验教学体系新形态的探索,提高了实验教学的效率,激发了学生主动学习和自主创新的兴趣,实现了大类培养改革背景下培养创新型人才的目标。

“电工学实验”混合教学模式的探索与实践

基于“电工学实验”教学现状进行了混合教学模式的研究,建立了“微课”资源并通过新型教学平台进行推送,确立了完备的混合教学模式应用机制并在部分专业进行了试点,通过分析试点调查数据得出混合教学模式具有在实验教学中提高学生学习效率、激发学生学习动力、促进学生个性发展、培养学生实践应用能力的优势,是落实创新型人才培养目标的重要举措。

新工科视野下电工电子类实验教学模式的改革与实践

为适应新工科建设要求、培养创新型应用人才,西安交通大学电工电子国家级实验教学示范中心打破原有的实验教学模式,进行了实验教学模式的改革与实践。通过重新整合实验教学资源、应用模块化实验平台、现代信息技术与实验教学相融合等途径,将探究式、互动式、启发式教学贯穿实验教学全过程。积极开发和建设慕课、微课、远程实验教学资源,建立多元化实验教学体系,努力提高学生的自主学习能力和实践能力,实现个性化发展培养目标,以期培养适应新工科发展的创新型人才。

压电传感器测量加速度-速度和位移的虚拟仿真设计

基于线上教学与虚拟仿真实验教学的研究背景,依托西安交通大学电工电子教学实验中心分析了“非电量电测技术”课程的实验教学现状,通过开发一系列基于传感器的虚拟仿真实验和远程测控实验,解决了传统传感器实验教学中的问题。通过对教学案例压电传感器测量加速度—速度和位移的介绍,详细说明了虚实结合进行虚拟仿真实验案例的开发方法、过程与具体实践,综合多年实践效果证明,虚拟仿真实验项目的建设有力地提升了信息化管理效率和实验教学服务质量。

一种具有电气隔离的数据采集与处理系统

由于高压侧设备的数据采集对高压绝缘和抗电磁干扰性能有很高的要求,本文设计了一种具有电气隔离的数据采集处理系统。在高压侧对采集的信号进行I/F转换,通过光纤通信传输至低压侧进行F/D转换实现高压侧信号的数据采集,最后将数据传输给DSP完成后续处理。实验结果表明高压数据采集系统线性度好,达到0.2%精确度,具有抗强电磁干扰和高压绝缘隔离能力。

高压真空断路器真空度在线检测系统研究

真空断路器真空度的降低会影响其可靠切除故障电流的能力,提出了基于潘宁放电原理进行真空度检测,并设计了一个完备的高压真空断路器真空度在线检测系统,该系统主要由供电系统和信号采集与处理系统组成,实现了对真空度传感器及其他设备的供电,在高压强电磁场环境下能够对真空度信号进行较高精度的测量,完成对真空断路器真空度的直接在线检测。

基于STM32的光控舵机随动系统的设计与实现

通过对基于STM32光控舵机随动系统的设计与实现具体实例的详细介绍,本文提出以开放实验的形式展开项目设计活动,引导学生将学过的各科知识结合起来进行综合应用设计。在不增加实验学时的基础上,培养学生的工程素质、团队合作精神,使学生由机械式学习转变为自发探究、自主创新的学习,实现以学生为中心的个性化的教学。

大学生实验室安全意识培养模式的研究与探索

高校实验室安全教育是高校人才培养的重要环节,面对大类招生培养改革新形势,西安交通大学电工电子教学实验中心总结多年从事安全教育的经验,充分利用网络手段和教学平台,建立了以专题讲座为引导、教材内容为参照、教学指导为规范、网络宣传为辐射、安全考核体系为保障五位一体的大学生实验室安全意识培养模式,为高素质创新型人才培养提供了重要保障。

基于PWM控制技术的循线避障运行装置的设计思考

循线避障运行装置可以实现循线和避障双重功能,通过反射式光点开关,可以实现对于地面上颜色反差较大的线条的循行,也能够通过红外传感器的作用,避开前进方向上的障碍物。本文对循线避障运行详细解析,以期为学习者们带来便利。

一种实验用自动计量存储式电子秤系统的设计与制作

以氧化钙-氢氧化钙储能实验为例,分析了质量检测过程中用时长、效率低、准确度差等问题,从实际应用出发,设计了一种实验用可自动计量存储的电子秤系统,实现了被测物体的质量自动、实时、准确地测量和存储。通过多次实验得出系统的测试相对误差小于1.2%,满足一般实验的测试要求。该系统优化了准确度、提高了实验人员的工作效率,在长时间、变质量检测实验中具有较好的应用性和推广性。

基于卡尔曼滤波的太阳跟踪装置控制策略

复杂环境将导致光伏领域中传统太阳跟踪系统的跟踪性能和适用范围较差。为了解决该问题,首先设计一种可以检测太阳位置与转台法向偏差角度的硅光电池传感器,并采用多种传感器感知环境信息;其次基于不同的传感器、执行器和太阳跟踪方式的组合,建立太阳运动的状态方程和传感器系统的测量方程;最后将卡尔曼滤波算法引入太阳跟踪系统中,设计并研究增量控制的赤道式跟踪、增量控制的地平式跟踪、位置控制的赤道式跟踪和位置控制的地平式跟踪4种太阳跟踪装置的控制策略。通过MATLAB软件对控制策略进行仿真分析。结果表明,4种控制策略均可以有效消除视日运动跟踪的算法误差,克服光电跟踪在弱光条件下的不准确问题,具有更高的太阳跟踪精度,跟踪性能更佳,适用范围更广,能够有效提高光伏发电系统的发电效率。

基于STM32的图形化LED旋转显示装置设计

基于当前发展迅速的LED显示领域进行了图形化LED旋转显示装置研究,以STM32为主控芯片融合软件编程、硬件电路设计与机械结构设计于一体进行了装置的具体设计。系统设计的图形化算法形成了图形化预处理程序,有效避免了多种图案显示程序编写的复杂性与不稳定性,提高了运行效率,导电圆环无线供电电路的设计与机械结构设计相结合,有效保证了系统工作的稳定性和装置的灵巧便捷性,为新型图形化显示屏的设计提供了研究思路,具有广泛的应用价值。

基于红外线视距仪的街道景观距离测量研究

街道景观距离的测量中,缺少高精度、可衡量的稳定特征,提出基于红外线视距仪的街道景观距离测量方法。通过间接方式计算测尺频率。设计一种红外线视距仪,测量同一段街道景观距离时,计算两种测尺频率之间的相位尾数差,利用位数差当做测尺频率的稳定特征,完成街道景观测距。在实验中,利用设计方法对两个街道景观之间的距离进行测量。实验中的测量次数为十次。对测量三种距离时的标准偏差值、算术平均误差值、绝对误差平均值进行计算。通过比较三种指标的计算值,可以发现设计方法的测量精度更高、更加稳定,并且各方面表现都更突出,有一定应用价值。