PLC技术的造纸机械设备自动控制系统设计与研究

新型造纸公司依托于高科技实现了生产流程的机械化和自动化,造纸行业的生产效率和效益都得到了提升。PLC技术在工业自动化生产中应用广泛,在造纸机械设备的应用有利于提高造纸设备的自动化运转,同时有助于提高产品的质量,节约产品的人力成本和时间成本等。对PLC技术进行了简要介绍,并讨论了其在造纸机械设备的应用的形式以及自动化设计系统的设计等,为造纸行业的进一步发展提供更多的技术支撑。

基于OBE理念下农业类高校自动控制原理课程思政教学探索

2020年,国家教育部为指导各大高校推动课程思政建设,下发了一份《指导纲要》,要求各大高校全面推动课程思政建设工作,让所有教师和不同类型课程均承担起育人责任,发挥其育人作用,形成全方位、全过程的思政教育理念。在课程思政建设大背景下,农业类高校不仅要注重培养大学生具备过硬的专业技能,同时也要重视塑造学生形成正确的价值观和良好的职业道德素养,这就要求高校在专业课程教学中融入思政教育内容,实现专业课程学习与思政课程教育同向而行。其中,自动控制原理课程是一门以控制系统基础理论为主要学习内容的学科,在该课程的学习过程中也会涉及职业态度、哲学思维、工程伦理以及创新精神等思政元素,具有开展思政课程教学的现实可能。因此,许多农业类高校开始结合自身校园文化特色以及自动控制原理课程教学特点,积极探索实践自动控制原理课程思政教学。

“自动控制原理”课程思政教学探讨——以PID控制教学为例

随着信息技术的飞速发展及在各行各业的深入渗透,高校教学过程中越来越多的专业开设了控制类课程。“自动控制原理”是自动化类专业的核心基础课程,也是武汉大学全校公共专业基础平台课,受众面十分广泛。通过主要阐述经典控制理论PID控制器中体现的系统思想,通过剖析PID控制的物理内涵,润物无声地融入思政元素,将控制理论内在的技术哲学自然融入专业课程教学,在传授知识的同时进行价值引领,切实提升立德树人成效。

数字孪生下的液压缸机械运行位置自动控制

液压缸机械系统非线性特征复杂,机械运行行为特征不明确,位置控制结果存在偏差,对此,该文提出数字孪生下的液压缸机械运行位置自动控制方法。连续检测液压缸机械系统运行状态,构建非线性状态方程,对比实际测量数据与输出数据的差异,选取RBF核函数与支持向量机,机械运行位置变化量,描述机械运行行为特征,建立位置控制目标函数,将最高适应度值对应的位置点自动更新为副本位置点,引入猫群算法求解目标函数,对位置控制目标函数的全局最优解展开更新,实现液压缸机械运行位置自动控制。实验结果表明,所提方法应用后,位移检测曲线与实际位移曲线之间的偏差较小,且在恒负载工况下和变负载工况下,位移稳态误差均较小,说明其机械运行位置自动控制结果精度高、控制效率高、控制精度高。

面向一流学科自动控制理论课程实验教学改革与实践

针对当前自动控制理论课程配套实验环节无法满足“双一流”建设要求的问题,开发了自动控制理论课程虚拟实验平台。依托自动化专业一流学科建设平台,利用虚拟现实和网络信息技术,依据实验室的真实环境和设备,建立了完整的空间、设备模型,构建了模拟实验环境和实验设备的虚拟三维场景。该虚拟实验平台提高了学生的实际参与度与自主性,实现了“以学生为中心、以产出为导向”、以网络信息技术为支持的实验教学改革,对自动化专业宽口径、应用型、复合型的创新人才的培养具有一定意义。

自动控制专业课的穿梭实验设计

为解决自动控制实验课理论与实践脱节、设备与控制对象陈旧等问题,提出一种穿梭实验教学方法,采用学生感兴趣的控制对象,设计7种可编程的实验,并将其穿插在理论课之间,由主讲教师一人贯穿教学。实践证明,采用穿梭实验教学后,学生的平均成绩和对课程的满意度显著提升,改善了自动控制专业课的实验教学效果。

超深井自动控制压井室内物理模拟试验及结果分析

现有超深井溢流压井技术依靠手动控制节流管汇,响应速度慢,井筒压力波动大,容易引发二次溢流、漏失等复杂情况,而自动控制压井技术可实现钻井时溢流压井作业稳定控制。为此,设计了比例–积分–微分(PID)与位移双层协同反馈的自动控制方法,开发了超深井自动控制压井系统,建立了自动控制压井物理模拟试验装置,开展了恒定目标压力、连续变化目标压力、压力突变干扰等条件下的自动控制压井试验。试验结果表明,自动控制压井系统能够在30 s左右完成节流阀开度的调节,节流压力波动范围小于0.02 MPa,与手动控制压井相比,自动控制压井系统具有良好的稳定性、准确性、反应速度和抗干扰能力。研究结果为超深井复杂地层安全压井提供了理论依据。

“自动控制系统”课程中基于Simulink仿真的教学研究

“自动控制系统”课程是自动化、电气工程等工科专业一门重要的高年级专业课,具有知识面宽、综合性高和实践性强的特点。“自动控制系统”课程以Simulink为仿真工具的教学研究,引入运动控制技术的前沿知识和应用案例,搭建Simulink仿真模型,通过课下分组、课下学习、课上汇报的方式将课堂主动权归还给学生,引导学生自主学习,以此来提高课堂学习效率,弥补传统教育模式存在的不足。通过分析仿真案例将方法具体化、实操化。旨在推进现代信息技术与教育教学的深度融合,以激发学生学习的积极性和主动性,加强学生将理论知识应用到工程实践的能力。

对分课堂教学模式在自动控制原理教学中的实践

分析了自动化控制科学与工程专业的传统教学模式中存在的若干问题。由于对分课堂具备了讲授式课堂和讨论式课堂的优点,把对分课堂教学模式应用于自动控制原理教学中,并从教学准备和教学过程2个方面刻画对分课堂教学模式在自动控制原理教学中的具体实施情况。教学实践表明,对分课堂教学模式在自动控制原理课程中的应用确实能够激发和提高学生自主学习的兴趣和能力,培养学生发现问题并解决问题的能力,建立团队协作意识,增强沟通表达能力,提升学生终身学习的能力。对分课堂教学模式在自动控制原理教学中效果良好,为本科院校和本校其他课程教学模式改革提供了新思路。

面向实践与创新能力提升的车辆工程专业自动控制原理课程改革与实践

在汽车智能网联化发展背景下,为满足社会对车辆工程专业高素质人才需求。该文针对目前自动控制原理课程在教学过程中存在的缺乏实践与创新能力培养问题进行分析,并对课程教学内容、教学方式等进行改革与实践。将团队最新的科研成果融入教学当中,通过理论教学与科研相结合、理论研究与实践并重的启发式培养模式,达到提高学生实践与创新能力的目的,使学生能充分运用理论知识分析解决车辆工程领域控制类问题。

自动控制系统稳定性教学中的思政元素设计

针对传统自动控制原理课程教学的不足,将某型号转子绕线机控制系统引入系统稳定性案例教学课堂。通过对案例的数学建模,分别应用时域分析法中的劳斯判据、赫尔维茨稳定判据,系统输出曲线和频域分析法中的奈奎斯特稳定判据及对数稳定判据分析控制系统的稳定性。课程将思政元素与系统稳定性知识有机融合,引申出“条条大路通罗马”的问题解决思想和引导学生认识社会系统稳定的重要意义及自身责任。

小功率柴油发电机谐波励磁自动控制方法仿真

为了降低发电机谐波含有率,提出一种小功率柴油发电机谐波励磁自动控制方法。通过多元经验模态分解(MEMD)预处理三相电流,对预处理的小功率柴油发电机电流信号展开多变量多尺度模糊熵(MMFE)变换处理,得到MEMD-MMFE熵值面积。根据熵值面积辨识谐波励磁涌流,获取异常和正常状态下的电流变化情况。分析谐波励磁原理对定子电流的特殊要求,在矢量六边形SVPWM调制的基础上研究三次谐波注入的调制策略,同时引入比例谐振控制完成小功率柴油发电机谐波励磁自动控制。仿真结果表明,所提方法具有良好的自动控制性能,上述方法控制下小功率柴油发电机中的谐波含有率得到明显改善。

“自动控制原理”课程思政混合式教学探索

为兼顾专业教学与思政教育,探索了“自动控制原理”课程思政的线上线下混合教学模式。明确了专业思政与课程思政之间的关系,吸收马克思主义学院的教师进入教学团队,建立思政案例库,然后将思政教育融入线上、线下各个环节,并改进课程评价方式,形成了一套“自动控制原理”课程思政的线上线下混合教学模式。多年教学实践表明,该教学模式能够取得好的教学效果。

基于电机的“自动控制原理”实验教学

针对ACCT-Ⅲ实验箱开展“自动控制原理”实验教学缺乏具体的被控对象的问题,设计以电机为被控对象的实验教学,内容包括建立电机电流和速度数学模型,设计电流、速度闭环PID控制系统,控制系统Matlab仿真,实际伺服电机平台实验等。该实验教学从实物建模、模型仿真、控制器设计到控制系统仿真与实物验证,以项目设计理念为指导,让学生更好地理论与实际相结合,达到知识的内化,提高了教学质量。

基于OBE理念的林业“自动控制原理”实践教学改革探索

基于OBE理念,从林业领域对新工科工程技术人员的具体特色需求出发,遵从“电类”专业实践教学培养方案及毕业要求,以“自动控制原理”实验课程为例,以问题为抓手,以成果为导向,探索基于OBE理念的“自动控制原理”实践教学目标,改革实践教学内容及教学方法,建立合理的考核评价体系,通过科研反哺教学,建立基于林业科研项目的案例库,并应用于“自动控制原理”实践教学,促使专业承担起人才培养的任务和基础,为林业生态发展提供高素质的“电类”工程技术人员。

基于模糊PID汽车变速箱自动控制方法

为改善汽车变速箱的目标速度跟踪水平,提升汽车的动力性,基于模糊PID汽车变速箱自动控制方法,确定汽车行驶的目标车速,计算目标车速与实际车速之间的偏差,以及速度偏差的变化率,将上述结果作为PID控制器的输入,利用参数整定后的PID控制器,确定汽车变速箱的控制变量,控制汽车传动机构输出理想车速。实验结果表明,汽车以阶跃信号、斜坡信号和正弦信号状态行驶时,该方法均可以精准跟踪汽车变速箱的速比,控制效果与动态跟踪性能优异,为保持汽车的最佳动力性能提供了良好的控制策略。

新工科背景下农业院校自动控制原理课程教学改革

自动控制原理课程是山西农业大学电气工程及其自动化、农业电气化专业的必修课,为后续专业课奠定控制理论基本知识。以新工科背景下对人才培养的交叉型、创新型和实践型要求为导向,针对农业院校自动控制原理课程教学中存在的不足,重新修订教学大纲,对该课程的教学内容、教学方式和实践教学模式进行了一系列教学改革,取得了一些效果,为新工科背景下兄弟院校自动控制原理课程教学改革提供参考。

“自动控制原理”一流本科课程建设实践

为了推进落实教育部一流课程“双万计划”的建设要求,对石油类高校“自动控制原理”课程的各教学环节开展了教学改革与实践。课程秉承石油石化特色,强调以学生为中心,遵从“知识扎实—能力创新—素质全面—思政融教”教学理念,采用混合式教学与探究式教学相融合的教学模式,利用多元化评价方法衡量学生学习效果。课程建设成效显著,为行业特色型高校建设一流本科课程提供了新思路。

自动控制类专业教学实验室建设探索

自动控制原理实验室是面向全校自动控制类专业共享开放的专业基础课程实验室。通过对实验室现状进行分析,制订实验室建设的总体方案,主要按照验证性实验、综合创新性实验和其他辅助实验等三个维度进行建设。搭建综合创新性实验平台,解决目前缺乏高质量综合创新性实验平台的问题,进一步支撑综合创新性实验和竞赛、实践、科研训练等培养环节;建设辅助实验平台,支撑实验教学等环节多种控制对象仪器设备的数据交互、运行监测,以及学生实验操作的实时评价考核、原始实验数据查询和自动打印实验报告等智能化功能。自动控制类专业教学实验室的建设很好地支撑了课程的教学改革和目标达成度,效果较好。

自动控制理论课程的思政建设探索

自动控制理论是本科院校人工智能、电气工程及其自动化、电子信息等专业重要的基础性课程。在“大思政课”建设的时代背景下,结合自动控制理论课程思政目标,将创新教学方法,将社会责任感、爱国主义精神、民族自豪感、工匠精神等思政元素融入课程教学中,可进一步引导学生深化、内化社会主义核心价值观和哲学观,从而完成立德树人的根本任务,保证课程教学质量。