数字电路在线实物实验平台建设与教学

围绕如何突破实验教学时空限制,以及满足高阶性数字电路实验教学需要,建设了数字电路在线实物实验教学平台。依托平台打造了线上线下相融合的实验模式,开发了系列在线实验教学项目,以DDS信号发生器设计为例介绍在线实物实验教学设计和实验特色;基于平台开发的实验项目已在国内多所高校推广使用,为同类课程信息化建设与教学改革提供了可借鉴的经验。

基于实物实验的地震下扶梯桁架后屈曲仿真分析

为了评估自动扶梯桁架的安全性,对地震状况下建筑物层间变形所导致扶梯桁架压缩的力学特性进行了实验研究和仿真分析。首先,基于自动扶梯抗震标准的要求,进行了实物实验,获得扶梯桁架压缩变形形态和桁架支撑角钢水平支反力随压缩量大小的变化曲线。然后,通过采用多线性材料模拟扶梯桁架型材的塑性段应力–应变特性,并在分析中考虑焊缝和结构的桁架几何尺寸误差的影响,建立扶梯桁架精细化有限元模型,进行非线性后屈曲分析。结果表明,扶梯桁架仿真与实验的压缩变形方向和位置一致,桁架支撑角钢水平支反力随压缩量大小曲线趋势相同,其中压缩过程中的桁架支撑角钢最大水平和压缩后桁架的回弹量误差均小于5%,验证了所建立的精细化有限元分析模型的有效性,为自动扶梯的抗震分析提供参考。

基于FPGA的三电平空间矢量脉宽调制算法半实物实验方案

以三电平二极管中性点钳位牵引逆变器电机系统为研究对象,首先对各扇区的几何对称性与矢量作用时间之间的密切关系进行了详细分析。在此基础上,探讨了一种简化三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法。然后,给出了该算法基于现场可编程门阵列(FPGA)的详细设计方案,并通过简化乘法器、高效率除法器等关键性设计,避免数字处理器进行大量三角函数运算,减少硬件资源占用,同时兼具FPGA速度快、可移植性好、模块复用率高等特点。最后,通过基于FPGA与dSPACE的半实物实验平台的实验研究,验证了该简化三电平SVPWM算法的正确性及其基于FPGA设计方案的可行性。

新技术在线上实物实验平台的研究与探索

为推进线上实验教学的发展,深入分析实物实验的需求和特点,结合传统实验教学模式积累的成功经验,引入可重构、大数据、混合云计算、物联网、人工智能等技术,研究线上实物实验平台的建设方法,探索新技术应用于实验教学模式的改革方向,构建线上实物实验的实施方案。实施结果表明,在疫情特殊时期下能保障和提供给学生良好的教学效果,值得参考与借鉴。

基于互联网的远程实物实验教学的研究与实践

针对传统实验教学模式在实践过程中遇到的问题，对基于互联网的远程实物实验教学模式进行了探讨，具体研究了基于互联网的远程实物实验教学系统的组成、功能和可开设的实验项目，并结合实践总结了实施这种教学模式的独特之处。说明基于互联网的远程实物实验教学模式不仅是远程教育所必需的，对于全日制普通高校也是非常重要的，具有良好的应用前景。

论仿真虚拟实验与动手实物实验的关系

利用 EWB,PSPice等电路仿真软件可以虚拟许多电路实验 ,在现阶段起着一定的作用。但动手实物实验不可缺少 ,不能用虚拟实验替代实物实验 ,两者应相互配合使用 ,才能培养学生既有动手能力 。

仿真和实物实验结合的机器人学课程实验教学

机器人学课程实验涉及内容多、知识面宽,能锻炼和提高学生的动手能力。提出利用Sim Mechanics对机器人实验中的运动学反解、轨迹规划等环节进行充分的仿真分析,再通过实物实验加以验证的实验教学方法。利用该方法进行实验教学增加了学生对知识的理解,取得了良好的效果。

基于互联网的远程实物实验教学的研究与实践

针对传统实验教学模式在实践过程中遇到的问题,对基于互联网的远程实物实验教学模式进行了探讨,具体研究了基于互联网的远程实物实验教学系统的组成、功能和可开设的实验项目,并结合实践总结了实施这种教学模式的独特之处。说明基于互联网的远程实物实验教学模式不仅是远程教育所必需的,对于全日制普通高校也是非常重要的,具有良好的应用前景。

虚拟实验与传统实物实验的辨证关系

随着科学技术的发展,计算机应用的普及以及因特网的发展,测试技术水平的不断提高,教学手段实时更新,计算机辅助教学系统也从单机多媒体化转向网络多媒体化,传统的实物实验教学在受到了前所未有的冲击,虚拟实验发展势头正旺,虚拟实验与传统实物实验相互关系的思考成为摆在我们面前的现实问题,本文以多年的实验教学经验,详细分析了两种实验手段的优劣及互补关系。

基于UML的远程实物实验平台的设计

采用UML语言为远程实物实验平台建模 ,首先用实施图描绘了网上实物实验系统的体系结构 ,然后分别用UML类图和顺序图描述了平台的静态和动态模型 ,实践证明 ,UML是一种表达能力很强的建模语言 。

电工电子远程在线实物实验平台的建设与实践

东南大学电工电子实验中心对远程在线实物实验技术进行了一系列的研究与探索,并于2017年建设可开展“电路实验”“模拟电子电路实验”“数字逻辑电路实验”等课程的在线实物实验平台。在线实物实验平台自上线起就在校内推广使用,并在新冠疫情期间以“东南在线实验”平台形式向全国高校免费开放,拓展了实验教学时间与空间,丰富了实验教学模式,为学生提供了自主学习、自我管理的实践渠道,对后疫情时代的实验教学具有一定的借鉴意义。

永磁同步电机直接转矩控制系统实验教学设计与实现

为加深学生对电气传动控制技术和永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统理论知识的理解,培养学生的团队合作能力和综合实践能力,搭建了直接转矩控制系统的实验平台,在课程教学中引入了HiGale半实物仿真系统和MATLAB软件。学生基于MATLAB软件对永磁同步电机的直接转矩控制系统进行仿真建模、参数调试、运行和分析,并进一步在HiGale中进行半实物仿真实验,对主要实验过程及结果加以分析,使得教学形式更加多样化。该平台帮助学生加深对直接转矩控制系统的理解和认识,提高学生理论联系实际的能力,激发学生对电机控制技术的学习兴趣。

非常规油气井压裂过程中水泥环完整性实验评价

非常规油气井大规模压裂使水泥环处于极端服役环境,极易导致水泥环屏障失效,而避免水泥屏障失效的关键在于弄清压裂诱导的交变压力下水泥环完整性失效机理。因此,采用自主研发的实验装置模拟井筒环境开展了全尺寸“生产套管普通(高强度)水泥环技术套管”两种组合体在交变压力下的密封性能和界面力学性能测试及评价,利用密封失效循环次数和界面胶结强度分别表征了水泥环密封性能和界面力学性能,获取了普通水泥环在4种交变压力(0↗30↘0,0↗50↘0,0↗60↘0和0↗70↘0 MPa)、高强度水泥环在5种交变压力(0↗30↘0,0↗50↘0,0↗60↘0,0↗70↘0和0↗80↘0 MPa)下的完整性实验结果,分析了交变压力峰值及循环次数对水泥环完整性的影响规律,揭示了水泥环完整性在交变压力作用下的失效机理及过程,明确了水泥环密封性能和界面力学性能之间的相关性,发现了高强度水泥环耐交变压力的密封/抗窜能力及界面力学性能均明显优于普通水泥环。研究成果可为非常规油气井水泥浆体系的优选及压裂施工参数的优化提供重要依据。

创建实物培训实验室 推动开放式实验教学

面向经管类学生,创建实物培训实验室、实验项目的设计以及对该实验室进行开放式实验教学管理。

秦山核电二期工程反应堆功率控制系统半实物模拟实验

实验中功率控制系统采用可编程单回路控制器Ｓｐｅｃ２００Ｍｉｃｒｏ，模拟机的硬件配置为Ｉｎｔｅｌ机＋Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ机，模拟实验的支撑软件为ＰＡＲＳＩＭ集成软件环境．经过系统的稳定性实验和半实物模拟与分析计算的比较，验证了功率控制系统初步设计阶段分析计算的正确性．还进行了控制系统参数的整定实验和控制棒棒速单元特性比较实验。

基于鲁棒控制的三自由度直升机半实物仿真实验

针对三自由度直升机系统实验过程中受到外界干扰具有不确定性的问题,设计一种基于鲁棒控制的三自由度直升机半实物仿真实验方法。通过建立三通道姿态运动的动力学模型,利用鲁棒控制方法设计控制律,进行仿真实验,并将鲁棒控制程序用于直升机系统实物,利用H∞控制理论设计鲁棒控制算法进行半实物仿真实验。实验结果表明:仿真实验和半实物仿真实验均能较好地控制直升机姿态,系统模型存在不确定性或外界干扰不明确时,鲁棒控制算法仍能使姿态控制系统稳定并满足预期要求。

仿真实验辅助高中物理实验教学的实践

物理是一门实验性学科,许多物理现象、物理定律等都是通过实验发现。但在实际教学中,物理实验很难全面开展,教学质量和效率受到很大影响。为此,仿真实验方法被提出,此方法与传统的实物实验有明显区别,学生需要在以信息技术为依托的仿真实验软件创设的模拟实验情境中探究知识,观察实验现象,理解物理定律。此方法不受外界环境因素和教学设备不足等多方面的影响,可以更直观地帮助学生观察学习,进而培养学生的物理思维与创新精神,使学生的学习能力在仿真实验辅助下进一步提高。所以,高中物理教师应重视探究仿真实验辅助高中物理实验的实践策略。

实物类实验工具的设计思想、制作及使用方法

初中数学实物类实验工具应用极其广泛，大部分需要一线教师自主开发．经过近三年的工具开发与实践，以探究锐角三角函数增减性演示器、验证圆柱体三视图模型、观察正方体截面和面动成体实验器的设计思想、制作以及使用方法为例．认为实物类数学实验工具的设计与开发要求取材容易，结构简单，易于操作，性能稳定，安全可靠，造价低廉，外形美观，便于自制推广等．