工业机器人关节复合力测量实验装置设计及其教学应用

自主研制了一种工业机器人关节复合力测量实验装置。该实验装置包括复合力传感器、数据采集器和计算机软件,能够直观地实时测量多个轴向的复合力载荷;可以服务于多个实验项目,帮助学生更深入直观地理解工业机器人的工作原理,激发学生的学习兴趣;能够用于机器人工程等专业学生的课程设计、毕业设计课题研究,作为机器人相关学科专业竞赛的辅助训练设备,锻炼学生的实践动手能力,提升实践类课程的教学质量和教学效果。

新闻快报:我校学子在全国大学生智能汽车竞赛室外专项赛中创佳绩

近日,第18届全国大学生智能汽车竞赛室外专项赛全国总决赛在重庆落下帷幕,我校电子与电气工程学院代表队荣获全国一等奖1项、三等奖3项;机器人工程专业张平安、李志远,电子信息工程专业陈光宇、郭靖,以及自动化专业李俨洁等同学组建跨专业跨年级的“百威队”队,荣获ROS无人车竞速赛全国总决赛一等奖。

基于参数切换算法的混沌系统吸引子近似及其电路设计

基于参数切换算法和离散混沌系统,设计一种新的混沌系统参数切换算法,给出了两算法的原理.采用混沌吸引子相图观测法,研究了不同算法下统一混沌系统和R(o|¨)ssler混沌系统参数切换结果,最后引入方波发生器,设计了R(o|¨)ssler混沌系统参数切换电路.结果表明,采用参数切换算法可以近似出指定参数下的系统,其吸引子与该参数下吸引子一致;基于离散系统的参数切换结果更为复杂,当离散序列分布均匀时,只可近似得到指定参数下的系统;相比传统切换混沌电路,参数切换电路不用修改原有系统电路结构,设计更为简单,输出结果受方波频率影响,通过加入合适频率的方波发生器,数值仿真与电路仿真结果一致.

分数阶超混沌Lorenz系统的数值求解及其动力学特性分析

采用预估—校正算法和Adomian分解算法求解分数阶超混沌Lorenz系统,并对比研究两种算法结果。从得到的吸引子和频谱结果来看,两种算法得到的结果比较一致,都可用于分数阶混沌系统数值求解。分析了系统的动力学特性和C0复杂度,实验结果表明分数阶Lorenz系统具有丰富的动力学特性,采用Adomian算法能够得到更小的系统产生混沌最小阶数,当参数变化时,系统的混沌范围更广。最后基于C0复杂度设计了一种有效的系统参数选取算法。为分数阶混沌系统应用提供了理论与实验基础。

基于ColdFire MCF52223和AD5420的闸门开度仪设计

针对闸门开度仪数据处理量大、控制精度要求高、应具备较强的抗干扰能力和易于与其他厂商的控制设备接口等特点,设计了一种基于ColdFire MCF52223微控制器和AD5420的闸门开度仪。详细分析了其工作原理,并给出了主要功能模块的设计方法。

一种新型附着式升降脚手架控制系统设计

现有的附着式升降脚手架控制系统在实际使用过程中,普遍存在控制台笨重、每幢楼都必需安装一个大型控制柜、缺少位移同步控制功能、通信不稳定、气温低时PLC触摸屏反应迟钝等缺点。根据脚手架生产厂家的要求,研发了一种新型的附着式升降脚手架同步控制系统。硬件部分采用便携式PC机+自主研发的专用仪表,取代了移动不便的PLC控制柜,一台便携式PC机即可分时完成原来多个大型控制柜所做的工作,大幅降低了施工成本,同时还提高了通信的稳定性和操作的灵活性。软件部分采用Labview+Access编写上位机监控程序,通过设计特有的位移自动同步功能,能使架体在升降过程中各机位点之间的垂直距离保持在设定范围之内,增强了施工的安全性。本系统在60机位同步升降过程中,各机位超限自动停机的最大反应时间小于2s;位移同步值设置为25mm时,架体升降速度可达120mm/min。

应用型本科院校《电子设计自动化》课程教学的研究与实践

《电子设计自动化》是应用型本科院校电子信息类专业一门重要的专业基础课程。通过分析课程教学过程中存在的问题,从教学内容、教学方法和教学模式等方面对课程进行了全方位的改革。实践表明,通过教学改革,有利于激发学生的学习兴趣和锻炼学生的综合实践能力,课程的教学质量和教学效果明显提升。

基于MC9S08JM16和AD7780的一体式旁压起重量限制器设计

设计了一种基于Freescale MC9S08JM16微控制器和AD7780模数转换器的一体式旁压起重量限制器,专门用于0.5～32t电动单梁起重机的安全保护。该仪表采用一体式紧凑结构,具有极强的抗震性和很高的可靠性;采用无线方式设置系统参数,调整参数时无需派专人攀爬起重机吊臂,简化了设置流程并避免了安全事故。该仪表同时具备起吊重量显示、超限声光报警、自动切断起重机起升动力回路、零点校准等功能。详细分析了该起重量限制器的工作原理,并给出了主要功能模块的设计方法。工程应用表明,该仪表具有结构紧凑、易于安装、校准方便、超限响应速度快和生产成本低等特点,可有效避免起重机械在工作过程中因过负荷超载而造成的人身事故和设备损伤。

Multisim和Protel在《数字电子技术》课程设计中的应用

介绍了EDA软件Multisim和Protel的特点及其在《数字电子技术》课程设计中的应用。通过一个具体实例——电子拔河游戏装置在课程设计中的成功应用,表明此两款EDA软件在数字电子课程设计中有具有设计方便、仿真效果直观等优点,取得了较好的教学效果。详细介绍了此实例的电路设计、Multisim仿真、Protel电路原理图及PCB板图等设计流程,也可作为实用电路设计的参考。

基于飞思卡尔微处理器的数字传感器设计

介绍了基于飞思卡尔MC9S08QE8微处理器的数字传感器的组成,详细分析了其工作原理,给出了信号调理模块、AD转换模块和RS-485通信模块的设计与实现方式。该数字传感器体积小、抗干扰能力强、精度高,满足了设计要求。

MC9S08QG8在智能力敏传感器系统中的应用

介绍一种基于Freescale MC9S08QG8单片机和S型力敏传感器的智能力敏传感器系统,详细说明了系统的机械结构和各功能模块的设计方法。工程应用表明,该系统具有结构紧凑、抗干扰能力强、运行稳定等优点。

基于改进粒子群优化支持向量机的水利闸门卡阻故障诊断

针对水利闸门卡阻故障诊断主要依赖专家经验、故障样本少且难以自动识别的特点,提出了一种基于改进粒子群算法优化最小二乘支持向量机的水利闸门卡阻故障诊断方法。该方法以闸门的开度值、左右两侧荷重值及上下游水位差作为输入向量,通过最小二乘支持向量机进行故障分类,通过改进粒子群算法对支持向量机的参数进行优化。并将建立的诊断模型制作成Labview子VI程序模块,嵌入到闸门调度监控软件中,实现了闸门卡阻故障的快速自动诊断。通过在淮洪新河某泄洪闸实地实验及应用表明,该诊断程序具有较高的诊断准确率和诊断效率。

用迈克尔逊干涉仪测量全息干板膜厚度

全息干板膜的厚度是全息干板的重要参数之一。使用迈克尔逊干涉仪和白光光源对2种全息干板膜厚度进行测量,并对测量结果误差进行分析,给出了测量误差与膜厚及折射率之间的关系以及此方法的适用范围。研究结果表明:在膜厚从8μm增至41μm的过程中,测量结果的绝对误差≤2μm且变化很小,相对误差则从14.1%降到了2.2%。随着膜厚的增加,相对误差明显降低;折射率n也参与了误差传递,其值与测量误差呈类似反比关系;当n值在1.5附近时,为保证测量的准确性,所测膜厚≥40μm。最后指出,迈克尔逊干涉仪在测量全息干板膜等较厚的薄膜时,具有测量范围大,结果较准确等优点。

嵌入式操作系统RTX51 Tiny的分析及应用

在嵌入式开发中,嵌入式操作系统的应用是重要的一环。文中对一种适用51单片机的实时多任务操作系统———RTX51 Tiny进行应用。首先从任务管理和内存管理的角度来分析该操作系统,在此基础上,用C语言编写应用程序traf-fic。应用实践得到以下结论:该操作系统的应用程序启动简单,没有操作系统的启动过程;短小精悍,代码不足50行;运行可靠,仿真、硬件运行结果充分证实了这一点。从而得到RTX51 Tiny操作系统对任务和堆栈管理的有效性及其代码精简和运行可靠的基本特点。

基于动态扭矩传感器的荷重检测

动态扭矩传感器直接连接于旋转动力设备和荷重装置之间,可以输出与实际负载相关联的力矩信号。为了从动态扭矩传感器输出的力矩信号中得到实际负载,在荷重模型建立阶段,通过给荷重装置施加不同的负载,并对动态扭矩传感器输出力矩信号对应的AD转换值进行灰色关联校正,得到趋于稳定的AD转换校正值,在此基础上,利用移动最小二乘回归(MLSR)实现对荷重装置实际负载的非线性回归,得到实际负载与AD转换校正值间的非线性模型。在荷重检测阶段,进一步利用灰色关联校正并结合实际负载回归模型,得到荷重装置最终的实际负载。试验结果表明,结合灰色关联校正及移动最小二乘回归模型,荷重检测误差低于±0.3%。

基于MC9S08SH4和AD7705的智能传感器系统设计

介绍了一种基于Freescale MC9S08SH4微处理器和AD7705模/数转换器的智能传感器系统设计,给出了系统硬件电路和软件流程。该系统在普通传感器上增加了软件调零、浮点数据处理、多点测量及RS-485双向通信等功能。工程应用表明,该系统具有测量精度高、结构紧凑、运行稳定、抗干扰能力强等优点。

基于工程项目的电子信息工程专业课教学方法研究

电子信息工程专业课的一个显著特点是与工程实际联系紧密,在以往的教学过程中发现,有很多重要知识点对于缺乏工程实践经验的学生来说显得非常抽象和难以理解,单凭教师按照传统方法在课堂上讲授,学生很难理解和掌握,容易产生懈怠,影响教学效果。针对传统教学方法的不足,在授课过程中结合教学内容适当引入一些实际工程项目,通过分析实际案例,引导学生理解和掌握一些平时觉得很抽象的重要知识点。这样不但有利于激发学生的学习兴趣、加深学生对一些重要知识点的理解和掌握,还能锻炼学生的工程实践能力,提高工程化人才的培养水平,经过数年的实践表明,该教学方法取得了较好的效果。

电动机拖动的启闭机荷重开度检测系统研究

荷重开度一体式传感器安装在电动机输出轴与启闭机的动力输入轴之间,可以输出包括启闭机实际负载引起的总力矩及用于开度检测的计数脉冲等电信号,同时起到联轴器的作用。通过次级旋转的变压器耦合及光电耦合方法分别实现了传感器内部旋转电路的供电及总力矩与开度脉冲等电信号的非接触传输。为了从一体式传感器输出的总力矩信号中获取启闭机的实际负载,荷重检测分为2个阶段,首先利用灰色关联校正环节对传感器内部弹性轴所受总力矩对应的模数转换(ADC)输出值进行校正,将获得的趋于稳定的ADC校正值作为第1阶段实际输出值,并将该输出值作为输入变量,在第2阶段,分别利用最小二乘支持向量回归(LS-SVR)和偏最小二乘回归(PLSR)方法实现对启闭机负载的回归预测,再通过灰色关联校正环节对该负载预测值进行校正得到最终的启闭机实际负载。试验结果表明,结合灰色关联校正方法,采用LS-SVR的启闭机实际负载回归误差在±0.6%范围内,利用PLSR的启闭机负载回归误差在±1%范围内。同时,由于荷重开度一体式传感器与电动机输出轴直接连接,在启闭机升降过程中,输出的开度计数脉冲数增加,提高了开度检测分辨率,实际开度分辨率远小于1 mm。

汽车起重机力矩限制器软硬件系统的抗干扰设计

力矩限制器作为安全保护装置,稳定性和可靠性是最为关键的部分。针对力矩限制器工作在较为恶劣的工作现场环境,容易受到外界干扰信号影响的情况,本文着重阐述了汽车力矩限制器的软硬件抗干扰设计方法。设计了性能可靠稳定的隔离开关电源,可以保证系统电源的纯净,线性模拟信号隔离电路的设计可以进一步降低干扰信号对系统的稳定性和可靠性的影响;软件抗干扰措施主要采用uC/OS-Ⅱ操作系统保障多任务的协同运行和不同任务间可靠切换,软件数字滤波可进一步抑制干扰信号对系统的冲击。通过现场调试和装机实验验证了该力矩限制器具有较强的抗干扰能力和较高的工作稳定性。

地方应用型本科高校学生专业课期末考核成绩预测

选取学生在专业课学习过程中的相关行为及数据,将学生的日常学习及实践等多方面行为活动作为输入变量,期末考核成绩作为输出变量,利用偏最小二乘回归(PLSR)分析方法建立学生专业课期末考核成绩的预测模型。为验证预测模型的准确性,以传感器与测试技术课程为例,选取2013-2014和2014-2015学年部分学生的学习行为和期末成绩为样本,建立期末考核成绩的预测模型,并利用2015-2016学年的期末考核成绩进行验证,结果表明,基于PLSR的成绩预测模型具有较高的准确性,预测成绩与实际成绩最大偏差不超过8分。通过建立专业课期末考核成绩预测模型,一方面可以规范学生在专业课学习过程中的行为,另一方面可以改进教师在专业课教学过程中的教学方法并优化期末考核内容,对教与学的相互促进具有一定的实际意义。