项目式教学推动下的电气控制类课程群教学改革

为顺应新工科建设中“新技术、新业态、新产业、新模式”的要求,同时满足飞行器动力工程本科专业学生毕业要求中的“针对复杂工程问题,能够发现、评估和选择完成工程任务所需的方法和技术,确定解决方案”的指标点,以课程群为教学研究对象,对学院电气控制类课程群进行优化重构。将“伺服电机驱动控制”这一项目按课程进行分解,在“单片机原理与应用”“电工学”和“自动控制原理”三门课程中实行项目分段式设计与实践,增强课程群知识点间的衔接,培养学生以系统性思维解决实际问题的能力。同时,通过技术博客等形式,补充项目设计过程中课堂外的知识,实现线上线下关联互通,拓宽学生知识视野。

基于内部阵列电极的电容层析成像系统

为了研究电容层析成像系统在测量高介电常数流体中的应用,设计了一套具有内部阵列电极的电容层析成像传感器,改善了传统传感器的灵敏度和非线性特性,拓宽了系统的测量范围。用蒸馏水作为连续相介质进行了数据采集和图像重建,并进一步研究了介质电导率对系统成像的影响。实验表明,该系统可以实现高介电常数介质的测量,并且可用来测量具有微弱导电能力的物体。

基于l_1范数的电容层析成像图像重建算法

传统电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)系统图像重建算法一般基于l2范数优化方法,其解具有一定的平滑性。文中引入l1范数同时作为数据项和正则化项,将问题转化为凸优化问题,采用原始–对偶内插点法(primal-dual interior-point method,PDIPM)进行数值计算,并对数据项和正则化项分别取l2范数或l1范数的不同模型,通过重建图像质量、迭代次数、求解时间和图像相对误差等评价指标进行比较。算法采用仿真数据和实际气固两相流实验数据进行评估。实验结果表明,该模型可以避免图像的过度平滑,能够对物场中不同介质有效区分,重建质量较好。

基于内阵列电极的ECT/ERT双模态成像

电学层析成像(ET)技术正逐渐应用于各工业过程中.目前,实现ECT/ERT双模态成像一般通过双截面的ECT和ERT组合技术完成,因此难以实现同一截面、同时间获取信息的融合.文中设计了内置式单阵列电极的ECT/ERT双模态传感器,并进行了单模态和双模态的相应实验.仿真和实验结果表明,该双模态传感器不仅结构简单、安装方便,而且可实现油水两相流同一截面、同时间的连续测量,实验中含油率的测量值与理论计算值较好地吻合,有效拓宽了单阵列电极油水两相流范围.

三维电阻抗层析成像的跨层激励研究

电阻抗成像技术是一种通过对被测物体施加驱动电流/电压,测量介质的边界参数,从而获得介质中的电导率分布状态的非侵入式成像技术。为了研究三维电阻抗层析成像的跨层激励对三维成像的影响,本文采用直接3D成像原理,借助COMSOL与MATLAB进行数值仿真,设计和采用了同层激励和跨层激励的模式进行图像重建。结果显示,跨层激励模式具有更均匀的灵敏度场分布、更多的有效测量值,且重构图像空间分辨率更优,可以提供z轴方向上更多的信息,并且在跨层激励模式下跨的层数越多,图像还原越准确。