农林特色工程训练育人体系构建与评价

针对工程训练课程特色不鲜明、层次边界模糊,学科交叉复合型、创新型人才培养机制不健全,课程思政不系统等一系列问题,探讨了一种具有农林特色的工程训练育人体系构建与评价方法,建立了5维度、4层次、11模块的全覆盖、可评价的工程训练实训科目,采用笔试、实操、答辩、报告等多种组合方式对教学效果进行考核评价,为工程训练教学的持续改进提供依据。该育人体系实现了知识传授、技能培养、人格塑造、价值引导的协调统一、一体化育人,为农林类高校提高工程训练课程改革成效发挥了借鉴作用,为创新型人才培养提供了有力支撑。

农林院校工程实践与创新教育平台建设探索——以浙江农林大学为例

农业强国战略需要一批创新型的人才,浙江农林大学工程实践与创新教育中心以新农科、新工科新要求为理论基础,以培养厚植“三农”情怀,铸就创新实践能力为指导思想,从资源整合、实践项目、课程体系等方面探索农林院校工程实践教育新平台建设方案。经实践表明,该方案促进人才在传统农业、智慧林业、智能装备和互联网等方面的有效交叉,提升人才培养与现代农林产业发展需求无缝对接。

液氨和过氧化氢预处理对稻草酶解效果的影响机制

稻草是一种重要的木质纤维素资源,可以作为纤维素乙醇转化的原料。该试验通过高温过氧化氢(高温HP)、低温过氧化氢(低温HP)和液氨预处理(liquid ammonia treatment,LAT)3种预处理方式来克服生物质原料的酶解顽抗性,促进稻草酶解转化为可发酵单糖。对预处理后的稻草进行酶解试验,利用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)定量测定了酶解液中的单糖含量,通过酶解转化率和单糖产量对预处理效果进行了分析比较。试验结果表明高温HP、低温HP和LAT 3种预处理方式均有效提升酶解率,其中LAT预处理的酶解促进作用效果最佳,高温HP预处理次之。稻草在120℃、预处理时间为60 min、30%H2O2水溶液与原料质量比为0.75∶1的高温HP预处理下,在纤维素酶添加量为15U/g时葡聚糖和木聚糖的酶解率分别为61.55%和47.82%,每千克干基稻草原料经144h酶解可生产单糖334.5 g。稻草在90℃、含水率60%、驻留时间为5 min、液氨与原料比例为1∶1的LAT预处理下,在纤维素酶添加量为15 U/g时,葡聚糖和木聚糖的72 h酶解率分别为88.62%和79.29%,每千克干基稻草原料经144 h酶解可生产单糖554.1 g,是未处理原料的2.9倍,总糖回收率达到90%。综上所述,LAT预处理稻草的酶解率显著高于其他单一预处理方法,该研究结果可为稻草制取燃料乙醇提供基础数据。

液氨预处理对农作物秸秆化学结构及酶解效果的影响

【目的】探索液氨预处理(liquid ammonia treatment,LAT)对生物质原料水解顽抗性和纤维素类生物质酶解效率的影响。【方法】采用LAT法对小麦Triticum aestivum秸秆(以下称麦秸秆)、高粱Sorghum bicolor秸秆、苜蓿Lotus corniculatus草及三者混合物(质量比为1∶1∶1)进行预处理,利用热重分析仪、傅里叶变化红外光谱仪、X-射线衍射仪和扫描电镜等对其预处理前后的化学结构变化进行表征,研究预处理温度和酶解时间对4种原料中葡聚糖和木聚糖的酶解转化率的影响。【结果】LAT预处理对生物质原料的化学结构影响显著。经LAT预处理后,葡聚糖、木聚糖和阿拉伯糖等化学组分的相对含量降低;氧(O)和氢(H)元素的相对含量降低,部分含氢(H)、氧(O)元素的官能团发生脱落;结晶度出现小幅下降,生物质表面孔隙结构增多,酶在生物质化学结构上的可及度增加。麦秸秆和混合物的最佳预处理温度为90℃,苜蓿草和高粱秸秆的最佳预处理温度为110℃;随酶解时间延长,4种原料中葡聚糖和木聚糖的酶解率都增加;葡聚糖的最大酶解率从大到小为麦秸秆、混合物、高粱秸秆、苜蓿草,木聚糖的最大酶解率从大到小依次为高粱秸秆、麦秸秆、混合物、苜蓿草。【结论】LAT预处理可以提高木质纤维素生物质尤其是麦秸秆和高粱秸秆的酶解效率。

基于MPC的智能拖拉机实时路径跟踪

针对具有非线性特征的智能拖拉机运动控制问题,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的横向轨迹实时跟踪控制策略。从非线性运动模型线性化和离散化入手,建立以前轮转角增量和纵向速度增量为状态量的目标函数;设计系统控制量极限约束和控制增量约束,并将MPC最优求解问题转化为二次规划问题,目标函数采用有松弛因子和无松弛因子2种形式。基于Matlab/Simulink平台设计MPC控制器,进行了2种目标函数的固定坐标系下的给定轨迹跟踪试验。结果表明:2种控制算法均可以快速跟踪期望路径,目标函数具有松弛因子的MPC控制器的拖拉机跟踪效果和平稳性更好,前轮转角始终被限定在约束范围内。

汽车滑行试验及阻力系数测定

在分析汽车行驶阻力特性后,建立了含有滚动阻力系数、空气阻力系数和传动系效率4个未知系数的车辆滑行运动微分方程,并经过积分推导出此4个未知系数与滑行速度、滑行时间和滑行总距离之间的关系。按照GB/T12536—1990《汽车滑行试验方法》对试验车辆进行了滑行试验,并根据试验数据,用MATLAB的符号微分方程求解法,求解出车辆滑行阻力模型的主要参数:滚动阻力系数、空气阻力系数、传动系效率。本方法方便易行又比较准确。

开放性实验教学促进学生创新素质培养的探讨

开放性实验教学是当前实验教学改革的重要举措,开放性实验对于培养学生的创新思维和创新能力、提高学生的综合素质都起着重要的作用。本文阐述了开放性实验教学体系的内涵、特点及优越性,结合教学实践探讨了实施开放性实验的策略。

基于模糊阻抗控制的车辆液压主动悬架研究

为更好地权衡车辆的操纵稳定性和行驶平顺性,建立了一种模糊阻抗液压主动悬架的控制策略。通过建立的1/4车辆主动悬架模型和液压作动器模型,设计了带有位置闭环、力闭环的阻抗控制器,阻抗控制跟踪车轮动载荷,位置闭环采用模糊控制以跟踪由阻抗控制确定的车身期望垂直位置,力闭环采用比例积分(PI)控制以追踪控制器的期望力,同时分析了阻抗参数与车辆行驶平顺性和操纵稳定性之间的关系。利用Matlab20116/Simulink搭建了带有0.1 m高凸起的B级路面输入及液压主动悬架系统模型,仿真结果表明,相对于被动悬架,液压主动悬架的车身垂直加速度、悬架动挠度及车轮动位移分别下降了39.97%,49.46%和23.63%,该控制策略能有效提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。

拖拉机-牵引式农机具的运动建模与跟踪控制

对拖拉机—牵引式农机具跟踪控制进行研究,建立该系统在卡迪尔坐标系和极坐标系下的车辆非线性运动模型。为简化求解过程,通过准确线性变换方法对建立的系统进行线性化,设计滑模变结构控制器,基于Ackermann公式进行极点配置选取控制参数,最后对直线运动轨迹和圆弧轨迹的跟踪控制进行仿真分析。仿真结果表明:设计的路径跟踪控制器可以使线性化的拖拉机—牵引式农机具系统的状态变量经过约3 s收敛到0;直线跟踪时,农机具车轴中心从偏离X轴0.5 m的初始位置经过3 s跟踪到期望路径X轴;半径为5 m、10 m和20 m的圆弧轨迹跟踪时,农机具车轴中心从偏离期望圆弧半径1 m的初始位置经过约3 s跟踪到期望圆弧,验证了设计的控制器具有良好的道路跟踪精度,使偏离的车辆快速返回到不同期望的稳态轨迹上。

多聚甲醛合成热塑性酚醛树脂过程中游离酚含量的研究

在热塑性酚醛树脂合成过程中,由于苯酚过量,部分苯酚没有参与反应而是进入废液中,不仅导致苯酚的浪费,同时也使废液中的酚含量过高。研究反应体系中酚含量的变化,对提高苯酚的转化率以及减少树脂中游离酚的含量有重要的意义。在酚/醛物质的量比为1∶0. 75的条件下,用草酸做催化剂,催化苯酚与多聚甲醛合成热塑性酚醛树脂。研究了催化剂用量、反应温度和时间、后处理工艺等因素对游离酚的影响。结果表明,草酸用量为苯酚质量1%时,催化效果较好。同时延长低温反应阶段时间,可以提高苯酚的转化率。后处理工艺对最终树脂游离酚含量的影响较大,要保证树脂中的低游离酚含量,后处理的温度和时间是关键。

高等农业机械化及其自动化专业人才培养模式探索

在分析国内外高等农业工程教育现状的基础上,认为我国高等农机教育存在学科地位得不到确定、生源质量和就业质量不高以及专业教育水平层次较低等问题。提出为适应新形势下农机行业发展的需要,高等农业院校农机应用人才培养与市场需求相适应、改革课程体系和人才培养模式以及提升教育者自身能力素质等建议。通过构建以面向市场为导向,激发学生兴趣为手段,努力为学生创造创新条件为途径,探索培养农业机械类创新型人才的模式。

情境教学法在机械CAD教学的改革探索

为较好地适应市场就业需求,提高学生的学习兴趣,培养学生的实践能力和创新能力,本文在分析机械CAD教学现状的基础上,引入情境教学法,通过改革教学内容创建情境主题、教学手段多样化应用展示情境、教学环节多元化深入情境、反馈情境及改革成绩考核评价体系等方面,探讨情境教学下机械CAD教学改革的模式,经实践并取得了较好效果。

《汽车构造》课程三位一体化教学模式的探索与实践

针对《汽车构造》课程教学特点，介绍了一种新型的“三位一体化”教学模式以及该教学模式的应用实践情况。该教学模式对原有的汽车构造课程体系进行整合和优化，综合课堂教学、现场实践、网络教学等多种教学手段的优点和长处，应用于汽车构造课程教学之中，实践证明，对课程改革的探索和实践具有一定的意义。

基于滑膜控制的半挂汽车自动倒车路径跟踪

文章针对半挂汽车倒车时的跟踪控制问题进行了研究,建立了该系统在卡迪尔坐标系下的车辆非线性运动模型。为了简化求解过程,通过准确线性变换方法对建立的系统进行了线性化,设计了滑膜变结构控制器,基于Ackermann公式进行极点配置选取控制参数,最后对直线倒车路线的跟踪控制进行了仿真分析。仿真结构表明:设计的反馈控制器能改善半挂汽车对行驶路径的跟踪能力,使偏离的挂车快速返回到期望的稳态轨迹上。

高校师资测评MIS的研究与应用

本文介绍了用于高校师资考核测评及管理的MIS应用系统，探讨了其系统设计、数学模型、模块设计和实践应用。在数学模型和数据结构设计中采用了初步的DSS功能。

《汽车构造》课程三位一体化教学模式的探索与实践

针对《汽车构造》课程教学特点,介绍了一种新型的"三位一体化"教学模式以及该教学模式应用实践情况。该教学模式对原有的汽车构造课程体系进行整合和优化,综合课堂教学、现场实践、网络教学等多种教学手段的优点和长处,应用于汽车构造课程教学之中,实践证明,对课程改革的探索和实践具有一定的意义。

基于滑模控制的半挂汽车倒车轨迹跟踪

针对半挂汽车自动倒车时的轨迹跟踪问题,建立了铰接式半挂汽车在极坐标系下的车辆非线性运动学模型。为简化求解过程,以半挂车期望路径的弧长作为新的时间量标,通过准确线性变换方法对建立的系统模型进行线性化,设计了滑模变结构控制器。为保证半挂车快速趋近期望路径同时削弱抖振,采用指数趋近律的方法和准滑动模态控制,采用极点配置法选取控制参数,最后对曲线轨迹的倒车路线跟踪控制进行了仿真分析。仿真结果表明,设计的反馈控制器能改善半挂汽车对行驶路径的跟踪能力,使偏离的挂车快速返回到期望的稳态轨迹上。

基于新型农业经营主体培育的农机化本科职教师资培养探讨

在对农机龙头企业、农机中高职学校、普通高等院校、农机大户等广泛调查分析的基础上,归纳出了新型农业经营主体的能力结构和以农业机械使用与维护实践能力为核心的培养模式,提出了新型农业经营主体培育的两个途径。结合大学应用型人才培养创新,本文还对农机化本科职教师资的能力标准、能力实现矩阵、实践环节设计、成长规律等进行了系统分析。

虚拟仿真技术在木材科学与技术学科实验教学上的探索

本文分析了木材科学与技术学科传统的实验教学中存在的一系列问题,比如硬件资源不足、涉及有毒有害物质和危险操作、教学方法落后、教材设备陈旧以及信息化程度低等。虚拟仿真技术具有能解决教学资源不足、实验时间受限、污染和安全性等问题,并能突破传统讲授模式以及和现代生产技术联系紧密。因此有必要在木材科学与技术学科中开展虚拟仿真实验教学。本文还讨论了在木材科学与技术学科中构建虚拟仿真实验教学体系的基本原则。