机电系统网络控制课程的多维度混合式教学探索与实践

针对研究生课程机电系统网络控制的教学现状与发展需求,开展多维度混合式教学探索与实践。构建包含课堂讲授、资源库、专题研讨等在内的线上线下多维度教学体系;针对主题研讨实践环节引入翻转课堂,以项目驱动和研讨式教学引导学生分组完成课程相关的项目任务,掌握并运用所学知识分析解决问题,体验科学研究的过程与思维方法,形成理论知识到科研实践的闭环训练;最终建立形成性和终结性相结合的多元考核评价体系,旨在通过课程学习培养专业基础扎实、科研素养和工程实践能力突出的高端创新型人才。

气流场驱动喷射3D打印熔融聚乳酸微细纤维及表面浸润性调控

提出了一种高速气流场驱动喷射高效三维(3D)打印熔融聚乳酸微细纤维的方法,分析了高速气流致熔融材料剪切破碎原理,研究了打印工艺中供料气压、气流流速、打印高度等关键参数对微细纤维直径分布及结构孔隙率、截面尺寸的影响规律。并对所获得的聚乳酸微细纤维进行了表面浸润性测试。结果表明,该工艺相对于静电纺丝等微细纤维制造方法,加工效率提高10倍以上。通过控制不同的打印参数,可以有效实现纤维直径在6~18μm、孔隙率在55%~96%范围内的有效调控。通过3D打印工艺,可实现具有宏观路径可控、微观具有高孔隙率微纤维结构的制作。表面浸润性结果显示,打印微细纤维由于材料分子基团及高孔隙率综合作用,具有疏水性及粘附性特征,通过对微观局部进行亲水处理,实现了同一材料局部疏水和亲水共存结构的制作,证明了该方法表面浸润性调控的有效性。

参量共振单摆的理论与实验研究

为了将参量共振引入基础物理实验教学,搭建了参量驱动单摆实验系统,并从理论和实验上研究了平衡点附近的运动.理论上,利用微扰方法计算了轨道的一般形式,在此基础上确定了参量共振带的边界,并得到了轨道特征量与驱动参量(频率与幅度)的依赖关系.实验上,利用2个一维激光位移传感器组装成二维位移传感器,实现了单摆轨迹的实时测量.在参量共振带内,测量了不同驱动频率下的轨道发散指数和振子-驱动相位差;在参量共振带的中心,测量了发散指数与驱动幅度之间的关系;在参量共振带的外边缘,测量了轨道包络的拍频和调制深度与驱动频率的关系.所有测量结果都与一阶微扰计算符合良好.

综合天气相似分析方法及其气象预报服务应用

为改进传统“切片”式天气形势相似分析方法存在的不同切片相似结果不一致、预报稳定性欠佳问题,借鉴大数据思维,将天气系统视为一个由高中低层大气相互配合、静力热力动力条件相互影响的综合体,以多种气象要素再分析格点资料为基础,采用机器学习PCA方法对原始数据进行降维、浓缩,经归一化处理后构建出适于综合天气相似分析的样本衍生特征因子矩阵;然后使用KNN算法计算样本间各特征维度的相似距离、并结合方差贡献率赋予其相应的权重,最终按综合相似距离大小排序给出目标样本在历史天气形势库中的综合最相似序列,从而实现对传统相似天气预报方法的升级改进。对比分析和测试应用表明,该方法可提供多要素、多层次“立体”综合相似下的一致性结论,有助于预报员更好地理解天气系统结构和演变过程、进而更准确地研判可能发生的相关天气现象,在精细化气象预报服务方面有良好的应用前景。在2023年以来的几次广西区域性极端降水气象预报服务中,该方法取得了较为显著的应用效果。

数据驱动的气动热建模预测方法总结与展望

气动热的准确预测是指导高超声速飞行器设计的基础。在经典气动热预测方法愈发难以满足工程中高效准确的气动热预测需求的背景下,近年来蓬勃发展的数据驱动气动热建模预测方法逐渐成为气动热预测的新范式。对此,首先阐述了数据驱动气动热建模预测方法和经典气动热预测方法的相互关系。然后,从建模思路上将数据驱动气动热建模预测方法归纳为3类,即气动热特征空间降维建模预测、气动热逐点建模预测和气动热物理信息嵌入建模预测,并对这3类方法进行了详细介绍和分析总结。数据驱动气动热建模预测方法不仅比工程算法准确,而且和采样方法结合后,还能够有效降低实验测量和数值计算的工作量,给出的模型也更加高效简洁。最后,对数据驱动气动热建模预测方法的发展趋势进行了展望,指出数据驱动技术与经典气动热预测方法的深度结合、气动热物理信息嵌入建模预测方法和气动热预测大模型将会是未来研究的要点。

“双一流”建设背景下的大学生创新能力培养

针对大学生创新能力不足的问题,在深入分析大学生创新能力培养现状的基础上,以“模拟电子技术”课程为例,提出了实践教学“三步走”策略,多维度融合创新能力培养与课题驱动的培养模式。实践结果表明:该培养模式可以有效地提升学生的工程实践能力和创新能力,为大学生创新能力培养提供了借鉴。

“双元驱动、三维融通”的《内科护理学》课程思政教学实践

护理专业的本质决定了其必备的人文内涵,护生不仅要有精湛的专业技能,更要具备良好的职业素养和高尚的道德情操,将“课程思政”融入护理专业教育有助于培养德才兼备的护理人才。《内科护理学》是护理专业核心课程,在《内科护理学》课程教学中加强思政教育,是培养高素质护理专业人才的必由之路。文章阐述了《内科护理学》“双元驱动、三维融通”的课程思政建设与实践方案、教学成效及教学反思,以期将专业知识、技能与思政教育有机结合,并与后续临床实习有效衔接,充分发挥专业课的育人功能,实现立德树人的目标,为培养德才兼备的护理人才提供保证,同时也为专业同类课程开展课程思政提供借鉴。

基于项目驱动的高职思政课程立体化实践教学模式研究

针对当前高职思政课实践教学面临的学生参与积极性不高、教学方法亲和力不足、教学内容针对性不强、教学平台融合度不足、教学评价反馈度不够等问题,进行思政课教学模式探索并提出基于项目驱动的高职思政课立体化实践教学模式,总结高职思政课实践教学的改进建议,实践证明该模式整体上提升了学校的办学水平和质量,提高了教师的思政课实践教学能力和学生的思政综合素养。

磁驱动样品实验数值模拟研究

采用二维磁驱动数值模拟程序对磁驱动样品实验进行了模拟研究。数值模拟结果表明,二维磁驱动数值模拟程序模拟的样品/窗口界面速度(或飞片/窗口界面速度)与实验测量速度基本一致。磁驱动样品实验的结构系数与样品材料、阴阳极之间的初始间隙、电极板宽度等负载初始结构相关,不随磁驱动样品实验的演化过程而改变。样品材料不同,结构系数不同。对于同一样品材料,在其他初始条件相同的情况下,电极板越宽,结构系数越大。二维磁驱动数值模拟程序能够正确模拟磁驱动样品实验,是磁驱动样品物性研究的重要工具。

回流罩结构Z-箍缩实验的数值模拟

采用二维磁驱动数值模拟程序(MDSC2)对大电流脉冲功率装置FP-2上的回流罩结构Z-箍缩实验exp90和exp60进行了数值模拟。数值模拟表明,回流罩结构Z-箍缩实验测量电流/回路电流不是负载套筒电流,回流罩结构Z-箍缩实验中回路电流不完全从负载套筒通过,回路电流和负载套筒电流之间存在一个结构系数,提出了边界磁场强度与回路电流关系的新公式。采用具有结构系数的边界磁场强度公式和磁流体力学程序能正确模拟exp90和exp60两个回流罩结构Z-箍缩实验,模拟的套筒内径运动速度和实验测量速度相一致。回流罩结构Z-箍缩实验的结构系数为一常数,仅由回流罩的初始结构确定。90 mm和60 mm内直径套筒的结构系数分别为0.87和0.90。在套筒初始厚度、绝缘材料等其它条件相同的情况下,套筒内径越大,回流罩结构Z-箍缩实验的结构系数越小。

“数字思政”的生成背景、基本内涵和实践运用

在教育数字化转型的现实要求下,作为思想政治教育科学化发展的内在选择和高质量发展的重要着力点,“数字思政”被学界广泛关注和研究。“数字思政”是以数字技术为基础对思想政治教育资源进行高效整合利用,在数据要素支撑和驱动下推动思想政治教育有效开展与提质增效,进而实现多维度数字化融入的思想政治教育体系。“数字思政”能够助力提升思想政治教育的针对性和实效性,促进构建完善思想政治教育数字空间,有力推动思想政治教育深层次变革。

基于降噪自动编码器与一维卷积网络的风机故障诊断方法

针对风力发电机在发生不同故障时相应的传感器数据会发生变化的特点,提出了一种基于自动降噪编码器与一维卷积网络的故障诊断模型。通过构建在时序上能同时识别多个特征的一维卷积层,实现对所有传感器时序数据的特征提取,提取的特征在全连接层的作用下,通过合理设置网络结构与参数,实现对故障的准确识别。同时,针对在复杂生产环境中,传感器的数据会含有噪声的情况,提出了基于自动降噪编码器的降噪方法,通过降噪编码器的降噪作用,将噪声信号重构成原始信号,从而提高在噪声环境下的故障识别效果。仿真算例表明,与基于模型的方法和其他基于数据驱动方法相比,所提出的方法在精度、鲁棒性上都有明显优势。

一种三维可调式气压驱动的水表自动对中系统设计

针对传统水表检定装置不易调节水表位置和安装低效的不足,提出了一种三维可调式气压驱动水表自动对中系统。系统由固定底板、前后导轨、左右导轨、第一V形槽托盘、第二V形槽托盘和气缸等组成。驱动V形槽托盘,实现水表在左右导轨上的左右滑动;驱动左右导轨,实现水表在前后导轨上的前后滑动;调节气缸分隔板上下两侧的气路气压,可驱动固定底板上下移动,从而调节水表的安装高度。该设计方案实现了水表检定前的左右、前后、上下的三维调节,以便水表快速到达安装位置并完成对中、夹紧、固定等工序;减少了人力输出,提高了检定效率,装表时间从原来的大于5 min降低至1 min以内。

二维直线电机的无模型高阶滑模解耦控制

针对二维直线电机运动系统存在的非线性、多变量、不确定性以及强耦合作用对控制精度的影响,提出一种无模型高阶滑模解耦控制方法。以紧格式动态线性化无模型控制技术为基础,设计一种数据驱动滑模面并验证滑模面的渐进稳定性;利用高阶滑模控制思想设计高阶滑模控制律,对二维直线电机XY轴进行整体控制,减小位置跟踪误差,并进行稳定性和收敛性证明。采用自适应解耦控制策略,设计离散扩张状态观测器对系统两轴间耦合、未建模动态和未知外部干扰进行估计和补偿,进一步实现系统的解耦。仿真和实物实验结果表明,所提方案能够有效提高二维直线电机的位置控制精度。

大数据视域下新能源汽车全维度数据定位终端系统的研究

在大数据时代,传统的汽车数据采集和处理方式已无法满足新能源汽车行业的需求,新能源汽车全维度数据定位终端系统的研究已是大势所趋。本文搭建了一款全维度数据定位终端系统架构,其包含空天地一体化对地观测网络、社会感知网络、全维度空间3层。为了解决新能源汽车定位异常问题,本文提供了基于数据驱动和基于知识库两种技术路径。研究发现,基于数据驱动的方法和基于知识库的方法均能够有效解决系统问题,新能源汽车全维度数据定位终端系统为新能源汽车的发展和普及提供了一定的借鉴与参考。

基于消费者扫码动机的二维码广告设计研究

将二维码广告作为研究对象,针对二维码广告中扫码转化率较低的问题,通过分析消费者扫码动机,挖掘促使消费者产生扫码动机的因素-外部诱因、内在驱动,并以这两个因素入手通过版式、文字、图片、色彩、技术5个层面提出提升消费者扫码动机的二维码广告设计策略。以此增强二维码效益在广告中的作用,为二维码广告中消费者扫码动机的研究提供理论支撑。

二维弹塑性磁流体力学数值模拟

为了研究物质弹塑性对磁驱动实验运动过程、不稳定性发展等的影响,在MDSC2程序的基础上,增加了弹塑性模块,研制了包括弹塑性的磁流体力学程序,并进行了弹塑性项影响的数值模拟和分析。数值模拟表明:没有初始扰动时,弹塑性项几乎不影响套筒内外半径的运动轨迹;有初始扰动时,弹塑性项对磁驱动固体套筒的Rayleigh-Tayor不稳定性有明显的抑制作用。

太湖水动力学三维数值试验研究──1.风生流和风涌增减水的三维数值模拟

本文建立了太湖风生流和风涌增减水的一个三维数值模型．该模型可对垂直方向进行多层次划分，且各计算网格点层数一样，模拟计算了1997年8月的11三号台风对太湖水位和湖流作用．用环湖六个水位站水位过程资料对模型计算出的水位进行了验证，并用太湖梅梁湖湾口的实测流速资料对模型计算出流场进行了检验．结果表明模拟计算的水位过程与实测资料吻合一致，模型基本上反映了实际流场的结构，模型的结果还显示太湖风生流存在垂直切变，底层湖流为补偿流，中间为转换层．

基于大维数据驱动的油气管网泄漏监控模糊决策方法

输油管网状态量多及工艺复杂,难以建立精确的管网数学模型,为了能够实时监控管网的安全运行情况,本文提出一种基于大维数据驱动的管网泄漏监控模糊决策方法.首先利用管网现有的数据信息,在不对数据进行降维处理的情况下,从信息物理系统的角度出发,将油气管网的拓扑结构、阀门开度等管道物理数据以及压力、流量等运行信息数据结合起来对复杂管网系统建立数据驱动模型.然后基于大维随机矩阵谱理论,将得到的信息物理数据协方差矩阵谱分布及圆环率作为模糊决策的条件对管网运行情况进行判断.当管网拓扑发生动态变化时,提出的方法可以有效地解决误报率高的问题.最后通过仿真及实例的分析,可以证明所提出方法的有效性.

二维磁驱动数值模拟程序MDSC2的验证与确认

为了对磁驱动实验提供高置信度的数值模拟,需要开展磁流体力学程序的验证与确认。采用人为解比较法、网格收敛性研究和与成熟程序比较等方法,对二维磁驱动数值模拟程序MDSC2进行了程序验证。数值模拟表明:MDSC2程序正确地表示了磁流体力学模型,其中热扩散、磁扩散的离散格式具有二阶收敛精度。采用与磁驱动实验相比较的方法,进行了MDSC2程序的确认。对聚龙一号装置上的PTS-061发次磁驱动单侧飞片发射和PTS-122发次磁驱动双侧飞片发射实验进行了模拟,模拟的飞片自由面速度与实验测量的飞片自由面速度相一致;对FP-1装置上的固体套筒实验进行了模拟,模拟的套筒内外半径与实验测量结果相一致。MDSC2程序能正确模拟磁驱动单侧飞片发射、磁驱动双侧飞片发射和磁驱动固体套筒等磁驱动实验。