随动辊压型低应力精密断料教学实验平台开发

为了增强学生对先进成形装备及低应力精密断料技术的理解,开发了随动辊压型低应力精密断料教学实验平台。该实验平台综合利用机械设计、传感器技术及计算机控制技术,将应力集中效应和随动辊压技术引入管料的精密分离断料工序中,设计了管料断面质量评价方法,对带有V型槽的45#钢及304不锈钢管料进行了裂纹可控式低应力精密下料实验,验证了断料效果。该实验平台不仅使低应力断料过程更加直观,还提升了学生对低应力精密成形技术的认识,增强了学生对“机械制造工程基础”“切削原理与刀具”及“先进制造技术”等课程的学习兴趣。

边坡多源监测协同预警教学实验平台开发与应用

边坡变形监测及预警是边坡稳定性分析的重要保障。为满足矿山智能化的科教要求,提高学生工程实际创新能力,设计开发了基于云计算的边坡多源监测协同预警仿真实验平台。根据露天矿边坡不同监测指标的感知特点和数据特征,分别使用不同的监测手段;基于多源信息融合技术,提出预警指标体系和灾害预警阈值;采用实时监测数据和数值模拟数据进行测算和预测建模。开发了以实际露天矿边坡为实例的灾害预警可视化平台,通过仪器安装、数据采集、数据处理和预警平台使用等步骤,使学生深入理解露天矿边坡的监测预警方法和数据分析技术,在此平台基础上设计综合性和创新性实验项目,提高了学生的创新能力和工程实践能力。

基于Matlab/Simulink模型设计的电动机控制综合教学实验平台

针对利用传统的CCS软件编写和调试DSP代码的工作周期长、效率低的问题,利用Matlab/Simulink模型设计的代码生成技术支持,可快速地生成C/C++代码用于DSP。以F28379D DSP为控制器设计了电源、采样和驱动电路配合使用的电动机综合教学实验平台。介绍了具有扰动补偿的反电动势滑模观测器永磁同步电动机矢量控制设计方法,搭建上位机界面方便实验调试,实验所需观测的电气量可通过串口传输至Simulink的示波器显示。基于模型设计的方法能有效节省代码开发时长和提升工作效率,大大提高学生的学习主动性、实验设计和实际动手能力。

不同边缘高度油池火传热和烟气分析教学实验平台

根据燃烧学、化工安全课程的教学实验需要,设计开发了不同边缘高度油池火传热和烟气分析教学实验平台。该平台主要由可变边缘高度燃烧系统、多元化传热测量系统及三段一体式烟气测量系统三部分组成。该平台能够模拟现实油池内由燃料被逐渐消耗所导致的油池边缘高度(燃料液面与油池上边缘的距离)不断增加的燃烧行为,同时还能获取燃料消耗速率、热反馈与燃烧产物等表征燃烧特性的数据。通过该实验平台,学生可以了解边缘高度影响下油池火产烟特性和热反馈机制,加深对油池火灾燃烧机理的认识,提高动手实践能力和创新能力。

小尺寸燃烧风洞教学实验平台的开发

为满足燃烧学和流体力学等课程的教学实验需要,开发了小尺寸燃烧风洞教学平台。该平台包括风机段、整流段和实验段,能够实现风速为0~5.5 m/s风场环境的无级调节,为模拟环境风影响下的燃烧行为提供理想风场环境。通过该实验平台,为学生充分掌握环境风作用下油池火燃烧、液体火蔓延行为、森林火蔓延等火灾实验的火焰特性和燃烧机理提供了良好实验条件,有助于加深学生对燃烧风洞流场的认识和理解,提高学生的自主创新与学习能力。

原子磁强计标定测试教学实验平台构建

原子磁强计是近年来发展非常迅速的一种量子传感器,它利用激光检测碱金属原子自旋在磁场中的拉莫尔进动从而实现磁场测量,可达到fT(10^(-15)T)级甚至更高的测量灵敏度。为了解决学生对于原子磁强计工作原理以及极弱磁场量级理解较为困难等问题,搭建了原子磁强计标定测试教学实验平台。该平台主要由多层坡莫合金磁屏蔽桶、三轴匀强磁场线圈、高精度电流源、磁通门磁强计、原子磁强计以及上位机组成。该平台可以强化学生的实验动手能力,同时也为研究生和本科生的相关课程提供了有力支撑。

面向工业过程的自校正控制教学实验平台

该文针对自适应控制课程中的主干教学内容(自校正控制),研发了面向工业过程的自校正控制教学实验平台。该平台基于工业环境的空气加热混合过程被控对象和PLC控制系统,研发了平台化的自校正控制教学实验软件,可以通过I/O变量配对灵活选择不同特性的单变量被控对象,灵活引入各种扰动,灵活选择各种算法,并可结合自校正控制教学中的关键知识点开展递推辨识实验、模型已知时的控制器设计实验、模型未知时的自校正控制实验等。

履带式液压支架机器人数字孪生教学实验平台

为了推动煤矿井下机器人数字化与智能化的教学与研究,提供一个灵活、安全、经济的实验与教学环境,设计了一套基于履带式液压支架机器人的数字孪生教学实验系统。该系统由物理系统、虚拟监控系统和数字孪生增强现实(AR)监控系统三部分组成,各系统之间通过WI-FI通信。构建了数字孪生教学实验平台,实现对履带式液压支架机器人的模拟和仿真。通过综合实验,可以加强学生对数字孪生以及虚拟现实(VR)、AR与机器人结合的认识,使学生了解相关技术和设计方法,培养学生的自主创新能力。

以可靠性为中心的轨道车辆关键设备虚拟维修仿真教学实验平台设计与开发

针对轨道车辆可靠性相关课程教学实验资源配置困难的实际问题,设计和开发了以可靠性为中心的轨道车辆关键设备虚拟维修仿真教学实验平台。以轨道车辆关键设备为实验对象,采用Solid Works三维建模技术,结合Java开发平台,构建轨道车辆关键设备从设计、运用及维修多过程虚拟仿真实验内容,实现其结构设计、故障识别分析、维修拆卸设计和可靠性设计评价等仿真模拟,从可靠性的角度较为形象地加强了学生对轨道车辆专业知识的运用和理解,提升了教学效率。

基于LabVIEW的电动车智能控制创新教学实验平台

基于虚拟仪器软件LabVIEW,以电动高尔夫球车为载体,在完成对现有机械结构和电控系统改造的基础上,建立了一套电动车智能控制创新教学实验平台。基于NI myRIO控制器,开发了车速与制动控制、自动转向控制和避障预警控制等车辆智能控制算法;通过室内台架实验和道路实车实验,验证了电动车智能控制创新教学实验平台的功能,电动车智能控制创新教学实验平台的建立完善了课程教学内容,丰富了学生的专业技能,提高了学生的实际动手能力,有效提高了实践教学水平。

开放的教学实验平台建设与创新性人才培养

开放教学实验平台对于培养大学生的实验能力和创新能力十分重要。这种强调学生自主式、开放式、合作式、研究式为主的实验教学方式可以全方位促进学生的个性化培养。论文从实验室硬件、实验内容、网络资源、师资队伍等多方面系统构建了一个可以激发学生主观能动性的开放式教学实验平台,调动了学生参与实践活动与科技创新的积极性,让学生成为实验主体,提高了实验教学质量,全面培养了学生的创新精神和实践能力,系统培养创新性人才。

基于自动代码生成的电力电子及电机控制教学实验平台设计

设计了一种基于DSP的电力电子及电机控制教学实验平台。平台采用模型化设计、模块化搭建方法,通过Simulink嵌入式编码器实现从模型到代码的自动生成,再灵活搭配硬件模块电路,能够完成各类高性能算法的设计及快速实验验证。文章以空间矢量脉宽调制算法的实现为例,说明了平台运行的原理与过程,分析了不同搭建方式模型的执行效率等问题,为自动代码生成相关教学实验设计提供了参考。此外,在Simulink中搭建了上位机界面,实现了在线调试,增加了实验结果的可读性,提升了实验效率。该平台功能完善、操作简单,可以高效完成电力电子及电机控制有关算法的设计与验证。

基于虚拟仪器技术的电子信息类课程的教学实验平台

利用虚拟仪器技术,以最小的资金投入开发一个全新的电子信息类课程的综合教学实验平台,借助这个平台,教师可以设计电子信息类课程的实验和课堂演示程序,学生可以自主设计课程实验和大型综合性实验,这将从根本上改变长期以来实验内容落后于技术发展的局面,达到激发学生的学习热情,实现学生的创造性思维能力的培养目标。

钢结构多功能教学实验平台的研制与实践

从实验装置的研制、实验教学组织等方面介绍了同济大学在国内率先构建土木工程钢结构多功能教学实验平台的实施过程。该实验平台将先进的实验设备与技术、前沿的科技成果和工程中的实际问题引入本科生、研究生的钢结构教学实验之中,培养了学生的实践能力和创新意识,收到良好效果。

基于LabVIEW电动车辆双电机控制教学实验平台

基于虚拟仪器的软件LabVIEW,结合双电机、加载装置及转矩、转速传感器,开发了一套经济、实用的车辆双电机控制教学实验平台。该实验平台虚实结合、扩展性好、使用方便,既可以满足车辆电子技术、自动控制原理、测控技术课程教学实践要求,又可用于本科生科研训练(URP)。通过编写多电机驱动车辆在不同载荷下匀速、差速行驶等控制算法,并结合运动学模型构建控制系统,可进行时域和频域分析,得到性能指标。实践表明这种集探索、验证、改进于一体的教学模式,对提高学生测控、模拟仿真和综合素养有着积极的促进作用。

基于声发射的棒料起裂时间测定教学实验平台开发

为加深学生对现代制造技术和广义切削技术的认识与理解,将机械设计、声发射技术和传感器技术结合起来,研发了基于声发射无损检测棒料起裂时间测定教学实验平台。采用多特征参数关联分析法对下料过程中V型槽尖端起裂声发射信号进行了描述,并用峰态系数对该信号进行进一步处理,定量得到了V型槽槽深为2 mm的45~#钢棒料在低应力下料过程中的起裂时间约为24 s。该实验平台使得金属加工成型过程更加直观,不仅加深了学生对现代制造技术、切削原理与刀具等课程的认识与理解,而且提高了学生对机械加工理论的学习兴趣,达到了良好的实验教学效果。

基于锁相放大器的微弱信号检测教学实验平台设计

设计了基于数字锁相放大器OE1022型的微弱信号检测教学实验平台,覆盖了微弱信号检测领域的常用技术,可从教学的角度开展多项实验,如强噪声检测弱信号实验、微弱信号多谐波测量实验、微小阻抗测量实验、自跟踪窄带滤波器实验、电阻热噪声测量实验,在教学过程中让学生熟悉、掌握锁相放大技术以及微弱信号检测原理。实验平台也提供了对OE1022自身进行内部噪声分析评估的方法。

基于PLC与单片机双平台控制的开放式机电教学实验设备的研制

对基于PLC与单片机双平台控制的开放式机电教学实验设备的组成、特点及用途等作了较详细的介绍。

大型仪器平台应用于本科教学实验的探索

为了更好地开展本科教学实验,将大型仪器平台的精密仪器用于本科教学实验中,将简单、验证性的实验扩展为综合实验,从而激发了学生学习热情,进一步提高了大型仪器的利用率。同时,探讨了对整个仪器平台的开放使用问题。

虚拟仪器教学实验平台在电子技术类课程的应用

采用虚拟仪器技术，以最小的资金投入开发一个多功能的电子技术类课程的综合教学实验平台，借助这个平台，教师可以设计电子技术类课程的实验和课堂演示程序，学生可以自主设计课程实验和综合性实验，达到激发学生的学习热情。实现学生的创造性思维能力的培养目标。