创新虚拟实验教学模式培养自主学习能力

针对高校测控专业教学与人才培养中存在的若干问题,课题组以培养应用型人才为目标,以网络技术、多媒体技术和测控技术发展的最新成果为手段,开发了创新性远程虚拟测控实验室,建成了新颖生动的测控专业网络教学平台,创建了理论教学新模式,构造了实践教学新体系,营造了"学教并重"的高度协调一致的教学新氛围,提炼了培养自主性、探究性学习能力的新方法。多年的教学实践证明,教学改革成果显著,教学效果明显,学生的自主学习能力和实践创新能力不断提高。该教学模式实用性和可操作性强,能在国内同类院校很好的推广和应用。

电力机车接触导线几何参数光电检测系统

为了实现对电力接触导线几何参数的实时、有效检测,从而保证电气化铁路安全运营,延长导线使用寿命,提出了基于图像处理的非接触测量方案。根据双目立体视觉技术的测量原理,推导了电力接触导线几何参数测量的数学模型。对图像处理算法进行了深入研究,采用了基于零交叉点算法与二次曲线拟合相结合的亚像素边缘检测方法,提取导线磨损创面的边界点坐标值,实现了导线高度、拉出值和磨损面宽度等几何参数的测量。通过大量实验进行了原理验证,实验结果表明文中提出的方案思路正确、可行,为电力接触导线几何参数测量系统的研制打下了良好的基础。

基于LabVIEW的测试系统特性分析

介绍了测试系统静态、动态特性参数的分析方法,指出了传统方法的不足。在此基础上,运用图形化编程语言LabVIEW设计了测试系统特性参数分析软件。利用最小二乘拟合、样条插值等数学工具实现了静态特性参数(灵敏度、线性度等)和动态特性参数(固有频率、阻尼比等)的实时计算和分析。实验结果表明:软件具有良好的人机界面、易于操作,计算结果准确、效率较高,完全可以满足工业测试的需要。

接触线几何参数CCD交汇测量分辨率及精度分析

采用双CCD交汇测量技术对电力机车接触导线磨损面边界点进行精确定位,可以实现导线高度、拉出值、磨损宽度等几何参数的非接触实时测量,而边界点定位精度及分辨率会受测量系统的光学参数、结构参数等的影响。基于交汇测量机理,推导出了接触线几何参数测量的表达式,详细分析了分辨率和测量精度与边界点位置、CCD像元尺寸、成像镜头焦距、两CCD之间的距离、交汇仰角等参数之间的关系,并进行了数值模拟。在此基础上,结合测量条件及技术指标完成了各参数的优化设计,得到了理论上能达到的最佳测量精度和分辨率,同时对测量装置的制作和安装提出了合理化的建议。

差动变压器零残电压产生的原因及其补偿方法

介绍了差动变压器式传感器的结构和输出特性,详细分析了其零残电压产生的原因,以及对测量系统非线性和灵敏度的影响。介绍了一种补偿电路,同时进行了实验。结果表明,经过补偿,零残电压从65.6mV减小为15.6mV,系统灵敏度由1360.39×10–3V/mm提高到1386.69×10–3V/mm,非线性误差由2.04%减小为0.49%。表明给出的补偿电路简单有效,起到了很好的补偿作用。

基于虚拟仪器和USB技术的热电偶测温系统设计

针对传统热电偶测温中的若干问题,设计了基于虚拟仪器和USB技术的测温系统;热电偶和AD590测量热端和冷端温度,USB采集卡实现信号的转换和传输;上位机软件利用LabVIEW编制,实现数字滤波、非线性和冷端补偿、生成统计直方图等功能;在0～200℃范围进行了实验,系统非线性误差为0.8%,对于同一温度点,顺测和回测的最大误差为0.6℃;这表明系统能够实现高精度实时补偿、重复性较好、结构简单、界面良好,可以满足工业测试的需要。

基于双目视觉的接触线几何参数检测系统优化设计

传统的电力机车接触线几何参数人工检测方式危险大、效率低、不能满足频繁实时检测的需要。采用双目立体视觉技术,对接触线磨损面边缘点进行精确定位,从而实现其几何参数的在线测量,具有极大的优越性。但双目视觉测量系统不同的结构参数会影响空间目标的探测精度,因此对测量系统进行优化设计是十分必要的。运用误差传递理论推导了测量误差表达式,详细分析了测量精度与各参数之间的关系,结合测量实际要求,充分利用计算机仿真技术进行了结构参数的优化设计,同时对如何进一步提高测量精度提出了若干建议,为样机制作打下了很好的基础。

基于虚拟仪器的远程振动测试及分析系统

针对传统振动测试方法的不足,运用图形化编程语言LabVIEW设计了远程振动参数测试及动态特性分析系统。实现了对振动物体加速度、速度、位移信号的实时处理、显示以及频谱分析。通过样条插值得到了振动系统幅频特性曲线,在此基础上完成了固有频率、阻尼比等动态特性参数的估计。同时利用Data Socket技术实现了基于网络的远程自动测试。

光致漂白材料的激光三维信息高密度存储

光信息存储是目前数字化信息存储的主要手段,传统二维光信息存储中存在的不足限制了存储密度及存储容量的进一步提高。基于光致漂白材料的三维光信息存储机理,建立了共焦/双光子扫描荧光显微镜系统。采用一种新型光致漂白芴类衍生物ATFTBAr作为存储材料,利用飞秒激光实现了在该材料上的三维光信息存储和读取。存储层达到四层,每层间距和信息点间距分别达到了10μm和8μm。对信息点进行了信号强度的识别和对比,详细分析了由于折射率失配所引起的信号串扰问题。研究表明,建立的实验系统和选用的存储材料能够较好地实现三维光信息存储。

基于Data Socket技术的远程铂电阻测温系统

针对传统铂电阻测温存在的若干问题,运用图形化编程语言LabVIEW设计了虚拟远程测温系统。系统服务器端采集温度信号,由软件实现数字滤波和非线性校正。利用Data Socket技术实现数据远程传输。客户端程序记录实时温度值,生成温度趋势曲线、温度统计直方图。实验结果表明:系统结构简单、界面良好、易于操作、测量准确、稳定可靠,可以满足工业测试的需要。

“传感器原理及应用”重点课程建设的探索与实践

文章针对传感器原理及应用课程建设的思路、理论和实践环节以及教学内容的调整、教学手段和方法的改进与完善、课程的特色和不足等方面进行了详细的阐述。

“传感器原理及应用”网络平台的研发与应用

为解决传统课程教学中存在的一些问题,课题组充分发挥网络技术和多媒体技术在教学中的辅助作用,自主研发了"传感器原理及应用"课程立体化网络教学平台,并依托网络平台实施了一系列的教学改革,取得了良好的效果。文章对网络平台的特点、主要内容、解决教学中存在问题的方法以及取得的成效等方面进行了详细阐述。

基于CSY型传感器实验台的位移测量特性分析与研究

CSY型传感器与检测技术实验台主要用于各大、中专院校开设的“传感器原理与技术”“自动检测技术”、“非电量电测技术”等课程的实验教学。笔者通过在该仪器上的静态位移测量实验并利用MATLAB对实验数据进行处理,比较各常用传感器用于位移测量时的非线性误差,分析其产生原因,同时提出了合理的改进方案,希望对使用者有一定的帮助。

基于改进BP神经网络算法的短期负荷预测

分析了BP神经网络的特点,从学习速率的角度讨论了BP算法的改进方法,并用加州负荷数据进行24 h负荷预测及算例分析.仿真结果表明,改进BP神经网络算法预测的平均误差比常规算法降低了0.445%,并且克服了当接近最优解时易产生波动和振荡现象的问题,训练速度也有所提高.

基于VB的齿轮齿距偏差及其累积误差的数据处理

在长度计量与测试中,对齿轮齿距偏差及其累积误差的测量大多采用周节仪以相对法进行测量。由于测量数据较多,传统的手工计算与图解法十分繁琐。作者用VB语言编制程序进行数据处理,界面清楚、明了,大大缩短计算时间,提高了效率。

电力系统中长期负荷预测改进算法分析

讨论了基于支持向量机的电力系统负荷预测模型建模方法.通过对模型结构的分析,提出了最小二乘支持向量机算法学习参数的选取方法.结合粒子群优化算法,给出了粒子群优化对最小二乘支持向量机系数优化选择的方法.采用某省的经济、人口、天气和电价等实证数据对几种预测方法进行比较分析,算例结果表明,所提出的方法可以加快计算速度,并有效提高预测精度.

基于能量中心的电力机车接触导线几何参数视觉检测方法

传统的电力机车接触导线几何参数检测方法存在若干不足。根据检测要求和磨损后接触线的图像特征,提出了基于双目视觉技术的在线、非接触、多参数综合测量方法。对基于LOG算子的线条边缘图像处理方法的误差进行了深入的理论分析,在此基础上提出了采用图像能量中心算法的边缘定位新方法,并进行了数值模拟。仿真结果表明:能量中心算法的抗干扰和抗模糊能力更强,定位精度更高。以不同高度、拉出值和磨损宽度的圆钢为检测对象进行了验证实验,并与激光测距仪和数显式游标卡尺检测的结果进行了比对。实验表明,能量中心算法的边缘检测精度优于LOG算法,同时,提出的测量方法示值误差小、重复性较好,能够满足接触线在线、非接触综合检测的需要。

激光微加工中产生的像差分析及补偿方法

激光微加工中,被加工材质与空气的折射率不同会产生像差,影响加工效果。基于激光微加工机理,运用波前像差函数推导出像差表达式,得到光学系统参数、加工深度与像差的关系曲线。采用泽尔尼克循环多项式对像差进行补偿,获得补偿后的系统点扩散函数。以双光子飞秒脉冲激光在光致变色材料上进行点加工为例,对该补偿函数进行数值模拟。仿真结果表明建立的补偿模型能有效校正像差。初级像差补偿后,加工点荧光信号强度衰减现象得到显著改善,加工深度可接近600μm;二级像差补偿后,信号强度基本不随加工深度的改变而改变。提出使用开普勒望远镜系统进行像差补偿的方法并进行试验,对补偿效果进行深入分析。理论与试验结果为激光微加工过程中减小像差,改善加工效果提供了充分的依据。

电力交易模式对市场力影响的均衡分析

分析了电力市场中电力库与双边交易模式对市场力及市场结构的影响,运用微观均衡分析法对相应的电力市场均衡效率进行了理论层的比较分析,并以英国电力市场的改革结果为例进行了论证.分析表明,不同的电力交易模式对市场力的分配存在直接的影响,市场力分配对电价的形成存在影响,强制电力库制度安排相对于双边协议更容易造成市场力对均衡价格的扭曲.

变间隙自感式传感器线性度和量程关系的探讨

简要分析了一类非线性传感器的输出特性,在此基础上,运用最佳一致逼近理论,导出了线性度和量程之间的关系式,并进行了实例计算和MATLAB仿真,同时与传统方法所得结果做了比较。结果表明,当输入值相对变化量为0.1时,非线性误差由原来的10%降为1.25%;而当非线性误差给定为1%时,输入的相对变化量由0.01增加为0.08,即量程是原来的8倍。