科学仪器自搭建实验的课程思政设计——以教学质谱仪的搭建、调试及应用为例

培养能够开展科学仪器原理创新、设计制造、应用开发的高端人才已成为建设人才强国、科技强国的必然要求。本案例在本科实验中引入我国科学家自主研制的教学质谱仪,采用学生亲自动手拆装、调试及应用的方式,深化学生对质谱仪工作原理、构造和相关分析方法的认识,破除对“高端仪器”的神秘感和畏难情绪,激发学生研制科学仪器的兴趣,培养敢于挑战自我、勇于自主创新的意志品质,坚定科技报国、服务国家的家国情怀。

数字孪生驱动的巷道自动成形截割虚拟调试方法研究

针对目前巷道自动成形截割控制调试周期长、调试成本大、安全风险大、成形质量难以评价等问题,提出了一种数字孪生驱动的巷道自动成形截割虚拟调试方法。采用基于即时外观建图(RTAP−MAP)技术重建巷道三维环境,构建掘进机控制系统模型,形成虚拟调试环境,并利用虚拟传感器技术实现物理空间到虚拟环境状态的精准映射。针对难以量化评估断面成形质量的问题,确立了巷道自动成形截割性能评价方法,以断面成形截割控制过程在数据传输中心的记录为基础,主要对断面成形精度、截割效率与油缸开关次数、硬岩切割调整、超挖欠挖4个评价指标进行计算,从而为深度学习算法的迭代优化提供精准反馈信号,并提出了一种融合强化学习的自动截割控制策略,以提高自动化作业的适应性和精确度。为验证该虚拟调试方法的有效性和准确性,搭建了掘进机自动控制实验平台,并将虚拟调试系统应用于掘进巷道成形截割自动控制程序中。虚拟仿真结果表明:①被调试软件在控制关键点位处的X,Y,Z轴定位误差的最大值分别为74.8,72.93,123.67 mm,说明虚拟调试方法的定位精度达到性能要求。②虚拟样机与物理样机轨迹基本一致,说明该调试方法实现了对物理空间的映射。应用结果表明:①强化学习控制器在虚拟掘进测试中适应了复杂环境,将虚拟传感器输入有效转换为精准控制指令,验证了模拟−现实迁移训练的可行性。通过处理掘进精度和避免超欠挖的实时反馈,控制器学习并优化了策略。②优化后的断面成形截割控制性能得到了提升,根据数据库中控制量时间戳的记录,用时126 s,较优化前耗时减少了8 s。③优化后截割部末端轨迹跟踪最大误差为6.0 mm,较优化前降低了0.3 mm,避免了截割轨迹抖动导致的欠挖,同时使得轨迹和断面更加平滑。

电力变压器安装与保护调试要点分析

主要分析了电力变压器安装技术要点,阐述了变压器本体安装方式,并逐一介绍了过流保护、差动保护、瓦斯保护三类保护装置的安装方法,还分析了盘圈、高压套管等变压器附近安装的具体方式。在安装好变压器后,介绍了调试前期准备工作,并对无负荷、半负荷、满负荷3种状态下变压器调试技术要点展开了探讨,旨在为电力系统安装调试变压器提供参考。

程序调试中的数据结构演变可视化方法

数据结构是程序执行时的重要信息载体,其演变过程往往较为复杂和抽象。针对程序设计初学者较难理解数据结构演变过程的问题,提出一种面向程序调试中的数据结构演变可视化方法。在调试开始时,首先使用组件表达式表示数据结构,然后通过配置表以及布局函数将组件表达式生成可视化视图。在进行单步调试后,通过对比单步调试前后的可视化数据方式生成组件演变行为,运用有限状态机理论构建数据结构演变模型,该模型的执行使得组件发生演变,同时生成可视化动作。使用动画单元执行可视化动作,实现数据结构演变的可视化呈现,帮助初学者理解数据结构相关程序的执行过程。实验结果表明,将该方法应用于1个数据结构演变可视化框架StructV,并应用于1个在线可视化编程实训云平台的研发,可有效降低初学者理解数据结构演变过程的难度,并提升编程实训时的程序调试效率。

标准化作业在火电调试中的探索与实践

标准化作业是实现火电调试现场安全目标的有效手段,结合火电调试特点将调试作业过程分解为一系列风险控制点,并建立以控制点安全管理为基础的标准化作业体系。通过某6×800 t/h循环流化床机组调试实践,验证了该标准化作业体系的适用性。该标准化作业体系较好地解决了风险隐患辨识不足、预控措施有效性难以确认的问题,提升了调试过程中的事故防范水平。

一种面向异构片上系统的调试器框架

异构片上系统具有定制化满足应用的特异性需求特点,成为多个领域内的主流解决方案.但用户在异构片上系统上进行开发需要面对多种计算资源带来的程序错误,而不同异构片上系统构建统一的调试器框架也面临巨大的挑战.针对上述问题,本文提出了一种面向异构片上系统的调试器框架,该调试器框架设计了异构处理器调试器框架通用接口,开发者可以通过框架功能接口快速构建异构调试器.该框架功能丰富,通过线程切换实现了对异构多核程序的调试,也实现了异构程序性能分析等功能.该框架生成的调试器与传统硬件调试器相比,加载异构程序速度快,是读内存速率的5.5倍,是写内存速率的16.5倍,调试速度大大提高.

基于改进关联规则算法的双介质喷嘴离线调试平台设计

以往的双介质喷嘴离线调试平台由于仅对双介质喷嘴特征参数的单个模型进行计算,导致平台的调试时间较长、调试效果较差,因此,设计基于改进关联规则算法的双介质喷嘴离线调试平台。在硬件上,设计微处理器和通信器;在软件设计上,利用最小二乘法对双介质喷嘴的特征进行参数化。在改进关联规则算法的支持下,设定相应的约束条件和离线调试目标,通过计算双介质喷嘴特征参数的一阶数学模型、二阶数学模型和参数状态离散控制模型,得到双介质喷嘴的离线调试函数,从而完成双介质喷嘴的离线调试。通过上述软硬件的设计,完成对双介质喷嘴离线调试平台的设计。在仿真实验中,与以往的双介质喷嘴离线调试平台相比,设计的基于改进关联规则算法的双介质喷嘴离线调试平台调试总时间仅为6.8 ms,调试时间更短,调试效果更好。

基于数字孪生的套筒智能检测生产线虚拟调试技术

针对套筒智能检测生产线调试过程中存在调试周期长、试错成本高等问题,设计了基于数字孪生(DT)和虚拟调试(VC)技术,构建了套筒智能检测生产线VC系统。基于DT五维模型的套筒智能检测生产线和VC系统结构模型,明确套筒智能检测生产线的工作原理;阐述VC系统中智能检测生产线的数字空间搭建、控制系统设计、数据同步和交互、实时状态监测、故障模拟与恢复等关键技术。通过实验,证明了该方法的可行性与有效性,并为智能检测生产线的设计提供了参考。

人工耳蜗参数分析和调试平台设计

目的为降低人工耳蜗的言语测试成本,简化言语训练,并降低手术风险,本研究开发了一套人工耳蜗参数分析和调试平台。方法采用Matlab R2020a设计了一个图形用户界面,实现了参数显示、言语处理策略分析和言语训练功能。结果该平台能够实时采集信号并展示波形、频谱和语谱参数,便于分析人工耳蜗处理前后的信号变化。同时,平台植入3种言语处理策略,并提供字词句的言语训练功能,可根据使用者的康复情况定制训练内容。结论所设计的人工耳蜗参数分析与调试平台满足了多信号参数分析、便携式系统调试和快速言语康复训练的要求。

冷却剂泵试验台冷态调试性能分析

本文对某新建冷却剂泵试验台架冷态运行性能调试进行了概述,并进一步对台架测量误差和试验泵容差分别分析。结果表明:新建试验台架测量额定点与基准额定点误差为1.08%,其余试验结果与基准值误差均在1.6%以内,满足泵精度要求;以不同基准曲线额定点为试验泵性能要求,试验泵流量和扬程数据均在允许容差范围内。

基于数字孪生的呼叫机生产线虚拟调试技术分析

阐述基于数字孪生技术的呼叫机生产线虚拟调试技术特点。结合系统设计目标和需要,分析关键技术应用,并通过MCD内部编程,结合仿真技术集成,实现基于孪生技术的生产线设计和验证。

海洋石油供电平台仪表控制系统应用及调试

针对海洋石油供电平台仪表火气控制多、工艺控制较少的特点,对比分析供电平台控制系统的设计与常规石油平台的不同之处;介绍了供电平台与常规石油平台仪表的不同应用,使仪表工程师对供电平台仪表有一定了解;就不同类型的仪表特点,提出相对应的调试方法,以提高调试效率,满足调试工期需求;最后把调试过程中遇到的问题进行提炼,并提供相应的解决方法,为相关领域的工程师提供一些典型案例,作为调试中遇到类似问题的解决思路。

基于Qt和rviz的自动驾驶调试操作界面改进设计

针对自动驾驶系统调试过程中指令下发需求,提出一种基于Qt和rviz的操作界面改进设计。通过自定义指令面板和rviz图形化,实现指令的可视化输入;并关联rviz与指令消息,实现指令实时传递。经测试,界面改进效果良好,对类似界面开发有参考价值。

引进改编版教材的内容调试与图像转换——以《演讲的艺术》为例

引进改编国际版教材是一项极为繁杂的系统工程,不仅涉及出版信息、装帧形式的变更,更关乎内容、图像的调试与转换。作为引进改编版教材的范例,《演讲的艺术》通过内容与图像的替换、添加、删除、调试,完美契合了中国演讲教学的需求,成为当下国内演讲课程最受欢迎的教材。《演讲的艺术》的成功改编可以证明:唯有更广泛地引进改编国际教材,实现国际优秀教材向“中国特色西方课本”,再到“中国化西方课本”的转换,才能充分发挥国际教材的作用,助推我国的教育改革发展。

基于产教融合+“四有”课堂的工业机器人编程与调试课程教学改革研究

针对目前高职院校的工业机器人编程与调试课程教学与企业岗位需求脱节的问题,文章分析了课程教学现状,对接行业标准,提出基于“有用、有景、有趣、有效”的“四有”课堂教学模式,并基于产教融合+“四有”课堂实施教学改革,为培养适合产业需求技能人才的工业机器人课程改革提供参考。

白果外种皮中银杏酚酸的中试生产调试及其稳定性试验研究

目的:探索白果外种皮中银杏酚酸的中试生产调试及其稳定性试验研究。方法:在确定白果外种皮中银杏酚酸的最佳提取参数、有机溶剂萃取纯化参数以及大孔树脂柱层析纯化参数后完成中试调试,并进行银杏酚酸的稳定性研究。结果:在确定的白果外种皮中银杏酚酸提取纯化工艺下,平均每批烘干白果外种皮投料量为20 kg,可以获得银杏酚酸2.43 kg,产率为11.98%,银杏酚酸含量为68.38%,回收率为75.76%。在参照2020版《中国药典》对提纯产品进行了银杏酚酸的稳定性试验,确定银杏酚酸的包装方式为密封避光保存,首先采用圆底封盖塑料管密封包装,再用自封袋进行二次包装,最后在最外层采用塑封袋进行包装。由于长期试验时限不足,目前初步得出该包装下银杏酚酸在6个月内含量稳定。结论:该研究将白果外种皮中银杏酚酸的回收利用生产工艺进行中试调试并对银杏酚酸的稳定性进行研究,为银杏产业中银杏酚酸的产业化实施提供参考数据。

5 MW级全功率变速恒频发电电动机调试期间发现的问题及解决方案

国内首座全功率变速恒频抽水蓄能示范电站机组在安装调试期间发现了一些问题,本文针对发电电动机方面所遇到的一些问题及解决方案进行了详细的阐述,可作为其他抽蓄电站机组调试的经验借鉴。

虚拟PLC驱动的生产线调试系统设计

针对目前生产线调试效率低、智能化程度不高的问题,提出一种通过虚拟PLC驱动的软件在环的虚拟调试方案。首先通过对生产线的建模装配,在NX软件的MCD模块中进行机电概念设计,其次利用TIA Portal软件编写PLC程序,最后通过PLCSIM Advanced启用虚拟仿真PLC,通过信号映射与MCD进行连接,完成虚拟调试系统搭建。该系统不需要任何实物设备,只需1台PC即可完成对生产线的调试,模拟生产线运作时各工位状态,经验证该方案可有效完成生产线虚拟调试任务,并获得设备运行数据。同时提出生产线虚拟调试概念模型,为组建生产线虚拟调试系统和生产线数字孪生建设提供了参考。

自动上下料系统的数字孪生模型构建与虚拟仿真调试方法

自动上下料系统中存在多方交互信号,需实时处理并完成对相应设备的运动控制,且系统对运行时间和位置精度要求高,故系统设计及调试阶段成本高。以工业机器人-数控车床上下料系统为研究对象,就数字孪生技术中的虚拟调试部分进行了具体研究。针对自动上下料系统进行方案设计,分析上下料流程,明确系统的总体布局;应用RobotStudio软件中Smart组件模拟传感器信号并完成系统动作仿真,进行控制系统的I/O分配,编写控制程序实现自动上下料系统虚拟动作仿真;将西门子博图软件与RobotStudio进行通讯连接,完成调试环境搭建,使用PLCSIM Advance V3.0将PLC程序与RobotStudio通信关联,重建工作站仿真逻辑,实现上下料系统虚拟仿真联调及PLC对系统各部件运动状态的信号监控。经虚拟调试结果达到预期要求,研究内容既为探索复杂生产环境下的自动化上下料控制方案提供了基础平台,又为数字孪生系统中的虚拟仿真环境搭建、调试及信号监控提供了一定参考。

超声波探伤探头旋转体中心精度调试方法

为了快速及时掌握无缝钢管旋转式超声波探伤线旋转体中心偏差数据和输送辊道精度的变化情况,确保探伤结果的准确性,研发了一种新的旋转式超声波探伤设备中心偏差检测方法。通过对超声波旋转体的机械结构进行分析和尺寸确认,确定纵向组合晶片探头入射角度,通过对组合晶片不同通道界面波在示波器上显示位置一致性判定探头声束中心和旋转体中心的一致性即旋转体探头中心精度。该方法快速确保了旋转体和探头中心的一致性,满足了生产和质检的需要。