马铃薯收获机扰动分离装置设计与试验

针对现有的小型马铃薯收获机筛面土块破碎效果不佳而影响分离效率和收获品质等问题,结合北方马铃薯主产区收获模式和常用杆条式分离装置,设计了一款马铃薯收获机扰动分离装置。在阐述总体结构及工作原理基础上,结合马铃薯的碰撞特性和土块的破碎过程分析,得到影响薯块损伤和土块破碎的主要因素为扰动深度、偏心轮转速和偏心距;通过EDEM-RecurDyn耦合构建仿真模型,单因素试验得到扰动杆数量最优为4,以扰动深度、偏心轮转速和偏心距为试验因素,以马铃薯碰撞力和土块破碎率为评价指标,运用Box-Behnken中心组合设计方法进行仿真试验,对试验结果进行方差分析,利用响应面分析了各交互因素对试验指标的影响规律,结合实际工况确定影响因素最佳取值。验证试验表明:当收获机分离筛运行速度为0.7 m/s、扰动深度为51.5 mm、偏心轮转速通过调速器设为2.3 r/s、偏心距为31 mm时,土块破碎率为60.7%,电子马铃薯采集的碰撞加速度峰值平均值为790.66 m/s~2,小于马铃薯临界损伤阈值。

履带自走式分拣型马铃薯收获机设计与试验

丘陵山区和小地块是国内马铃薯的主要种植区域,针对这类地形的马铃薯机械化收获技术与装备匮乏的瓶颈问题,并结合马铃薯种植农艺和收获需求,采用自动对行挖掘-薯土分离-人工辅助捡拾相结合的马铃薯机械化单行收获方案,设计了一种履带自走式分拣型马铃薯收获机。该机主要由履带式底盘、自动对行挖掘装置、分离装置及分拣装置等关键部件组成,具有附着力大、高频低幅振动碎土、自动对行挖掘、人工辅助分拣和液压驱动模式等技术优势。在阐述总体结构及工作原理的基础上,结合马铃薯运动学模型和碰撞特性分析,确定了分离筛倾角为30°,分离筛末端与分拣筛始端之间的跌落高度为120 mm等关键部件的结构参数和运行参数。由于采用人工辅助分拣的集薯方式,减少了薯块跌落与翻滚次数,缩短了马铃薯的分离行程。田间试验结果表明:样机作业速度为1.0、1.2 km/h,分离筛运行速度分别为0.61、0.72 m/s,分拣筛运行速度分别为0.42、0.50 m/s时,生产率分别为0.10、0.12 hm^(2)/h;利用电子马铃薯采集的碰撞加速度平均值分别为51.02 g、51.85 g,碰撞加速度峰值均小于马铃薯临界损伤阈值,没有出现薯块漏捡和薯块表皮破损情况,收获效果良好,各项性能指标均满足相关标准的要求,研究可为马铃薯收获机分离分拣装袋工艺和马铃薯收获机的结构优化改进提供参考。

压电陶瓷位移平台的复合控制方法研究

针对压电陶瓷(PZT)位移平台因迟滞特性而降低系统定位精度的问题,该文采用了一种带有前馈补偿的复合型控制方法。首先建立前馈模型,提出了一种分段式Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型,并对所建平台迟滞模型求逆,其建模误差率在0.7%内;然后针对闭环回路设计了串联比例-积分(PI)模拟电路、滤波电路和检测电路,进一步提高了控制系统的响应速度和控制精度。实验结果表明,压电陶瓷位移平台在频率为100 Hz,行程为0~140μm的情况下,基于前馈补偿的复合控制系统的平均绝对误差为0.039μm,最大误差为0.16μm;与仅有前馈控制相比,其控制精度提高了73.76%。

地方本科高校转型背景下教学学术共同体的构建探索

地方本科高校的应用型转型呼吁教学学术的转型。通过对相关概念的界定,提出了地方本科高校转型背景下教学学术共同体的内涵,分析共同体构建的四大价值取向,其中,育人主体从单一转向多元,育人目标由学术型人才转向应用型人才,育人理念由竞争转向共生,育人活动由理论转向实践。基于此,构建了转型背景下的教学学术共同体,组织建设是教学学术共同体构建的基础,文化建设是教学学术共同体构建的灵魂,教学学术活动是教学学术共同体构建的关键,评价制度建设是教学学术共同体构建的保障。构建此教学学术共同体,一方面为教学学术转型夯实基础,另一方面可推动地方本科高校的应用转型。

废白土热解制备烃类化合物的热解行为分析

文章利用动力学模拟与热解试验相结合的方式探究了废白土的热解行为,并阐述了废白土的热解反应路径。Kissinger-Akahira-Sunose和Flynn-Wall-Ozawa动力学分析表明,废白土的热解主要分为两个阶段,反应所需活化能先由207.874 kJ/mol逐渐上升至455.460 kJ/mol,随后进入稳定阶段,最后热解结束,活化能突变至683.229 kJ/mol。固定床热解试验结果表明,废白土热解第一阶段(180~420℃)的主要产物为羧酸,随着热解温度的升高,热解进入第二阶段(420~550℃),将羧酸转化为脂肪烃、芳烃、酮及其他小分子氧化物。该研究可为废白土的热解处理乃至其他含油固体废弃物的热解处理提供很好的理论依据。

深度学习的困境与转向:从离身学习到具身学习——兼论一种深度具身学习环境的构建

第一代认知科学因桎梏于“身心二元论”而陷入“认知科学危机”,但随着认知科学研究取向由“离身”转向“具身”,认知心理学获得新发展。具身思想为破解深度学习困境提供新的视角。文章首先采用文献分析法,厘清深度学习与浅层学习、具身学习和离身学习、具身学习环境的内涵与特征;其次,基于离身隐喻视域,透视深度学习面临的困境:“理性主义”知识观、“计算机隐喻”学习观、程式化课程观、预成性教学观、“离身传播”媒介观和机械化环境观;再次,透过具身隐喻视角,提出化解困境的新路向,即境脉化知识观、“多模态”隐喻学习观、具身化课程观、生成性教学观、“具身传播”媒介观和生态化环境观,并得出结论:深度学习要从“离身窘境”脱困,必须向“具身学习”进行转变;最后,从宏观情境与脉络、中观教学与学习、微观观念与知识三个层次,构建了深度具身学习环境模型,为具身学习环境设计以及促进学习者深度学习提供一种新的思路。

基于改进滑模控制器的PMSM调速系统

针对在永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)调速系统中采用PI控制器存在控制精度低、响应速度慢以及容易出现积分饱和等问题,提出一种新型指数趋近律的滑模控制策略,基于新型趋近律设计了改进滑模控制器,该方法可有效加快系统响应速度,并能抑制滑模控制过程中出现的系统抖振;同时引入负载转矩观测器作为前馈补偿到滑模控制器,有效提高PMSM调速系统的稳态及动态性能。经过与PI控制器及传统滑模控制的仿真对比实验,改进滑模控制器在系统响应上能够达到无超调快速响应,调节时间为0.011 s;突增负载时,恢复稳态时间为0.008 s,且转速只下降24 r/min,该控制方法使系统动态性能和抗干扰性能得到提高,而且抑制了滑模控制的抖振。

基于Jerk约束的Stewart平台在线轨迹规划

为解决高精度Stewart平台在点位控制下生成平滑轨迹和在线更新轨迹问题,提出了一种基于Jerk约束的在线轨迹规划方法。首先,提出单自由度轨迹决策算法确定各自由度时间最优轨迹曲线;同时,为获得非线性轨迹方程目标最优解,提出基于Quasi-Monte Carlo和Brent算法的数值分析方法;然后,根据多自由度时间同步轨迹规划方法确定平台运动轨迹;最后,通过仿真实验验证算法实时性与可靠性。实验表明:算法满足毫秒级实时性要求,平台能够根据外部命令实时更新轨迹参数序列,最终使平台稳定到达目标运动状态。

高校教师混合式教学临场感测量模型研究

混合式教学的普及掀起了教学临场感的研究热潮。目前,对教学临场感的研究大多处于在线教学层面,且尚未形成一致性结果。因此,基于探究社区理论及已有研究,采用问卷调查法编制包含教学设计、教学活动、协作交互、绩效表现、信息素养和教学反思6个维度的高校教师混合式教学临场感量表,以有过混合式教学经验的高校教师为样本,收集到有效问卷236份,采用相关性分析、项目分析和结构方程模型等对问卷数据进行分析,在此基础上构建混合式教学临场感测量模型,为混合式教学过程中教师教学临场感的测量提供工具支持,为教师的混合式教学实践提供一定的借鉴。

木质纤维素生物质厌氧发酵沼渣热化学转化利用研究进展

厌氧发酵技术可以将木质纤维素生物质转化为沼气,并伴随副产物沼渣产生。随着大型沼气工程的发展,大量沼渣排放已成为厌氧发酵技术推广应用的主要限制因素之一,亟须对沼渣进行快速有效处理。其中,沼渣的热化学转化利用符合大型沼气工程发展趋势,是当前的研究热点之一。首先分析木质纤维素沼渣的原料特性与热化学转化潜力;再对沼渣成型燃料、热解以及水热炭化等领域的研究现状进行分析,着重对沼渣衍生产物特性、热化学转化过程中存在的问题以及与厌氧发酵结合的潜在优势等方面进行讨论;最后,对沼渣热化学转化的发展趋势进行了展望。木质纤维素生物质厌氧发酵与沼渣热化学转化结合的应用模式研究对大型沼气工程推广应用具有一定的科学意义。

活化赤泥催化热解玉米芯木质素制备高值单酚

木质素富含芳香基团,对其催化热解可制取高值单酚,然而木质素热解气组分复杂,易导致单酚收率低及催化剂快速积碳失活,不利于提高经济效益。该研究利用酸溶-碱沉淀耦合焙烧处理方法制备低成本活化赤泥催化材料,研究活化赤泥催化热解玉米芯木质素制取高值单酚化学品的影响规律,同时对玉米芯木质素及活化赤泥催化剂进行结构表征,并对活化赤泥的催化性能及应用潜能进行分析。结果表明:赤泥活化处理过程可显著改善其自身的表面形貌、孔结构和催化性能;相比于木质素常规热解,活化赤泥提升了生物油中苯酚、烷基酚等高值单酚的含量(60.38%);与商业分子筛催化剂相比,低成本活化赤泥可高效制取单酚,且具备较好的循环使用性能,能作为商业介孔分子筛的有效补充;同时赤泥和木质素2种废弃物耦合共处理,具备潜在的经济与生态环境效益。研究成果为赤泥和木质素等固废的资源化利用提供基础参考。

教学学术的学术本质及其发展路径

教学学术理论与大学功能的完善和高等教育的发展具有密切联系。在辨析教学、卓越教学、学术与教学学术等概念相关关系的基础上,需要明确教学学术的根本性质。教学学术有着教学属性与学术属性:教学是一种重要的学术研究领域,是一种重要的学术研究方式与手段,教学学术体现了学术研究应有的思想意义和情感内涵,彰显了教学工作者的学术尊严感和荣誉感;教学学术的根本性质是学术。教学学术存在于各类学术活动中,在知识、研究、交流等方面体现出了与其他学术的区别。为了深化教学学术本质,应该着重加强教学活动与科研活动的联系、推动教学学术成果公开化、采取新型教学学术评价模式、强化教学学术与学科建设之间的关系。

旋流导叶式生物质热解反应器内气固两相涡旋流动特性

针对生物质现有热解反应器存在的传热效果差、产物与催化剂不能及时分离导致产率降低等问题,采用计算流体力学方法与脉冲示踪实验测量法对旋流导叶式反应器内的固相体积分数梯度分布、停留时间分布等进行了研究。结果表明气固两相在新型反应器不同区域不同强度涡旋流场内哥氏力、离心力的作用下达到了较好的混合接触和分离效果,为实现反应器内的反应分离一体化过程提供了前提。研究发现,当催化剂粒径为10μm、剂气比为10. 5时,反应器达到最佳混合与分离效果。催化剂颗粒停留时间分布曲线呈平滑的单峰分布,拖尾较小,平均停留时间为1. 055～1. 235 s,催化剂颗粒流动接近平推流。

水相生物油原位汽化-催化重整制氢工艺优化

为了“碳达峰,碳中和”的目标,开发以可再生能源为主体的绿色制氢技术势在必行。基于原位汽化策略,本文在自主研发的固定床/流化床催化重整一体式反应装置上开展水相生物油催化重整制氢对比实验。结果发现,在经原位汽化改进后的催化重整制氢工艺中,流化床内水相生物油转化效率(95%左右)明显高于固定床(80%左右),两种反应体系中的H_(2)选择性均能100%保持较长时间稳定,但在反应进行到100min左右时,固定床反应体系中出现了明显的催化剂积炭失活现象,而流化床体系中催化剂始终保持较高活性,未发现积炭生成。从反应后液相产物分析可以发现,流化床反应体系中水相生物油各组分接近完全转化,而固定床反应体系中除有少量乙酸和苯酚残留外,还有少量酮类物质产生(丙酮等)。因此,原位汽化策略可以有效促进水相生物油催化重整制氢过程,结合流化床中催化剂的流化效果,将极大促进生物质-生物油-氢气的产业链推广进程。

高校在线教师教学学术能力的评价指标体系构建

在新冠疫情的影响下,全球范围的高校普遍采取在线授课的方式进行教学。面对"互联网+教育"和"互联网+教研"的时代变革,教师的教学学术能力愈显重要。对高校在线教师教学学术能力进行分析和评价,有利于把握当前高校在线教师教学学术能力水平,并有效促进在线教师教学学术能力评价体制与机制的建立。基于对教学学术及高校在线教师能力水平相关文献的分析,初步构建了高校在线教师教学学术能力评价指标框架,并通过两轮专家咨询、结构方程模型指标路径分析和层次分析法,确定指标权重等系列过程,最终形成了包含教学准备、课程资源开发、在线教学和交流反思4个一级指标、10个二级指标和32个三级指标的高校在线教师教学学术能力评价指标体系。通过对1471位高校在线教师教学学术能力的问卷调查发现,该指标体系具有较高的科学性和使用价值,能较为有效地诊断高校在线教师教学学术能力等级和存在的短板,为今后培养和发展教师教学学术能力,提供一定参考依据。

完全连续式生物质水热转化系统的研发趋势

生物质水热转化技术具有原料适应性好、成本低、转化效率高的特点,使其具有未来工业化生产生物原油和化学品替代化石燃料的巨大潜力。本文综述了目前生物质水热转化连续式系统的研发进展,指出目前研发系统的主要环节部分仅水热反应器基本实现了连续化反应,而其他环节如原料进料、产物分离尚未实现连续化运行。分析表明,未来的生产模式要求具备效率高、能耗低、环保和节能等特点,才能实现商业化。本文提出了一套面向未来的完全连续式生物质水热转化系统模式。该系统可以实现包括生物质原料预处理、喂料/泵送、水热反应及产物分离各环节能完全连续化运行。同时,系统在产物分离过程中通过对关键水相产物反复循环回用进行热交换,实现更高的热效率实现节能;其次,通过水相产物的热量回收和水相产物循环回用实现过程水排放更加环保。通过分析实现此系统所需关键部件的研发进展,对该系统面对未来的商业化可能性提供了一种启示。

高校教师教学学术水平评价模型建构研究

教学学术水平评价适应新时代对教师的要求,对高校解决教学科研失衡和改善教师评价制度从"实然"走向"应然"的实践性具有一定的引领作用。基于文献分析和相关模型结构对照,以教学学术内涵和属性特征为核心,以观念、知识、交流和反思为内容维度,以教学过程公开化及教学成果公开、分享、交流和接受批评质疑为评价依据,以自我评价、同行评议、学生评价和多元主体评价为评价方式,形成一个核心、四个内容维度、三个评价依据和四种评价方式的高校教师教学学术水平评价模型和评价体系。S大学验证结果表明,评价模型构建合理,评价体系较好地反映了S大学教师教学学术水平现状,这对于该评价体系在更大范围推广使用提供了很好的例证。

新时代高校教学学术共同体的蕴意与构建

运用新技术促进教学与教育研究已成为新时代的必然趋势,而高校教学学术共同体则是教学学术发展创新的重要支撑。当前,我国高校教学学术共同体已然形成,但却存在结构僵化、模式单一、认知与实践脱节、资源共享不足、运行效果不佳等现实问题。为适应新时代要求和技术发展趋势,高校教学学术共同体应当具备自由平等、多元融合、智能开放和实践研究等特性,以创新教学和提升教学学术水平为目标,以信息技术搭建的混合空间为载体,通过跨时空、跨区域、跨文化的合作寻求教学问题的解决。其构成要素包括成员、领域、活动、空间和机制,各要素又内含若干组成成分,要素与成分间相互关联影响,形成高校教学学术共同体的基本样态。为使其有效运作,可采取挖掘教学问题、人机合作探究、智能评价反思、协同创新教学的“四环节”运行模式,进而构建起内外协同、多元融通和虚实一体的高校教学学术共同体结构体系。

数字化场馆中的非正式学习影响因素及其模型研究

场馆学习在非正式学习中扮演着重要的角色。随着移动互联网和虚拟现实技术的发展,数字化场馆逐渐成为非正式学习的主要场所之一。文章依据情境学习理论和社会认知理论,基于文献分析和访谈等方法,认为学习主体、物理环境、数字技术和互动交流等四个方面是数字化场馆环境中非正式学习的主要影响因素,并采用相关分析和回归分析等量化研究方法作了验证和回归模型建构。研究表明:参观者的学习兴趣、先前知识和经验、参观动机和期望对学习效果产生直接影响;展品设置、学习活动的设计和场馆环境氛围等物理环境影响非正式学习效果;虚拟增强现实技术、移动互联等数字技术,不仅可以改善数字化场馆展品呈现和参观者体验感知模式,还可以扩展非正式学习的深度和广度;互动交流可以促进参观主体对知识的深层加工和整理,更新和重组原有知识体系,加强相关知识的关联与固化,引发反思,提高后续学习的效率。

心脏畸形与其他器官畸形(胎儿与围产期小儿122例分析)

本文对122例各期胎龄和围产期畸形死亡儿进行全身系统尸解,初步发现心脏畸形和神经管畸形最多见,各占48例(39.34%),占全部畸形儿的78.78%,且二者常并发,这可能是胎儿不能成活的主要原因。48例神经管畸形并发心畸形者16例(占1/3),唇裂、腭裂胎儿6例均并发心畸形,7例肢体畸形并发心畸形3例。其他各类畸形13例仅并发心畸形2例。除单独心畸形外,74例各型畸形并发心畸形27例(占36.49%)。本组结果提示在同一早期胎龄(胚胎第15~60天)发育的各器官;一旦发生畸形,常联合发生畸形。因此,对神经、肢体畸外和唇、畸裂畸形儿等,尤应仔细检查心脏及早发现心畸形。