测控技术与仪器专业控制类课程群实验实践教学改革与实践

控制类课程群是测控技术与仪器专业课程体系的重要组成部分,实验实践教学是工程教育的一个关键环节。该文分析合肥工业大学测控技术与仪器专业控制类课程群实验实践教学现状及问题,从课程群课程内容体系、课程实验规划、多元化的实验实践教学、考核与反馈评价机制等环节,提出一系列教学改革措施,建立创新型控制类课程群实验实践教学体系。该文所述方法在教学实践中取得一定的成效,研究成果为其他课程群的教学改革提供很好的参考价值。

机械工程背景下测控专业信号与系统课程教学效果提升策略探索

信号与系统在测控技术与仪器专业人才培养方案中占有重要的地位,在教学过程中需要进行不断的改革以适应人才培养的需求。针对于机械工程背景和学时少的特点,提出总结过往教学效果、教与学并用攻克难点、紧密结合科研或实际工程、课程思政元素的有机融入等提升教学效果的策略,这些策略在一定程度上能够帮助学生克服对新知识的排斥心理和激发求知的主观能动性,有效地提高了课程目标达成度,对于提升人才培养质量具有积极的作用。

DTS传感主机智能云监控系统的设计与实现

分布式光纤温度传感(Distributed optical fiber Temperature Sensing system,DTS)技术采用通信光纤本身作为传感和信号传输介质,由于可以实现大范围高精准度的温度测量,在众多领域获得广泛应用。针对分布式光纤温度传感主机在野外长期使用过程中面临的智能管控能力的不足,采用STM32F429处理器为核心,设计了应用于DTS的远程云监控模块,以实现低功耗、全时监控、长效检测能力的提升。系统软件部分采用直接存储器访问(DMA)的方式搬运数据,结合RS-232、单总线、SPI协议及4G无线通信进行数据传输,并利用数据预处理算法实现了异常变化温度数据准确上传,并大大减少数据通信流量。模块的电源管理功能可实现电池续航时间提高3.7倍~6.6倍,整体功耗小于12 W。户外长期测试结果表明,基于STM32的DTS远程云监控模块具备工作稳定、数据完整、功耗低等优势,提升了DTS传感主机野外应用的可靠性。

基于迁移学习的嵌入式实时系统缺陷研究

为了减少环境变化对软件缺陷评估的影响,提出了一种基于迁移学习的嵌入式实时控制系统软件缺陷评估方法。首先,选择缺陷软件测量指标;在此基础上,利用特征聚类技术将相关的索引特征划分为同一个聚类;然后,根据两项间特征的分布相似性,找到相关特征,去除分布差异较大的特征;最后,从源项目中选择高质量的特征,构建训练数据集,通过权重调整,从源项目中选择更好的评价数据,实现对软件缺陷的准确评价。映射结果目标明确,设计方法的评价结果的错误率在8.7%以内,具有良好的评价效果。

基于星三角启动电路的测控课程教学思考

基于传统的星三角降压启动电路,分析了星三角降压启动电路的原理、使用条件,针对75 kW电机的星三角降压启动电路的选型计算案例,详细计算了三相绕组星形连接和三角形连接时的相电压、线电压、相电流和线电流,得出了主接触器、星接触器和角接触器的选型依据,并对比分析确定了星三角降压启动的最优电路图。进一步结合案例分析,在“工程专业认证”视域下,讨论了有关知识传授、问题分析、提出方案、职业规范和成本控制等一系列测控课程教学思考,以期提高学生解决复杂工程问题的能力。

钢支座预埋件预埋精度的控制

随着我国建筑业的发展,越来越多的大型公共建筑采用钢结构,而钢结构工程底部或承重柱的柱顶都有支承荷载的预埋件和锚栓,此预埋的施工质量和精度允许偏差控制的施工,对整个工程的质量起到至关重要的作用,因此,本文依托昆明轨道交通五号线工程世博车辆段项目钢结构工程施工,从钢支座预埋件预埋精度的安装工艺、施工要点、固定方案、测量精控要点、钢支座预埋件预埋造成偏差的原因及纠偏措施进行分析研究探讨,最终,根据本工程提出一套较为完整的控制措施,实现最终的平面误差平均值为1.94mm,远远大于规范要求的20mm,对后续的工程施工提供依据,具有较大的推广价值。

基于dsPIC30F数字信号控制器的电机测控系统设计

基于dsPIC30F数字信号控制器设计一种适用于水下无人航行器平台的电机测控系统,并从总体设计方案、硬件电路及软件程序3个方面介绍系统的设计方法。系统测试结果表明,该系统在响应速度和状态可靠性方面具有优势,能提升直流电机的可测控性能,在水下航行器领域具有较高的应用价值。

新时代“机电传动控制”课程实验教学的改进措施

随着自动控制技术与智能控制技术在工业体系中的应用越来越广泛,“机电传动控制”课程应改进实验教学方式。文章首先阐述了实验教学中存在的问题,然后分析了这些问题产生的原因,最后提出了实验教学的改进措施。建议的主要改进措施有:开设专业导论课,改进实验环节的考核方式,提倡小班制实验教学,启发引导学生设计小程序,合理增加设计性实验模块,使用实验仿真软件提高程序编写能力,强化训练学生的实验接线能力,采用项目任务式实验教学方式。这些改进措施可以提高学生在实践中的综合应用能力与创新能力。

嵌入式船舶操作系统通用软件架构设计

为避免船舶在海上航行时遭遇严重危害,设计基于嵌入式技术的船舶操作系统通用软件架构。通过嵌入式技术构建具备网络传输功能的服务端,并采用远程终端向嵌入式处理器发出控制指令,实现船舶操作系统远程控制;在远程终端中搭建包含嵌入式资源层、模块支持层、操作系统层以及应用层的分层通用软件架构,远程终端从嵌入式处理器中获取硬件资源数据,传输至模块支持层与操作系统层中依次进行存储与管理,并将处理后的数据传输至应用层进行控制。在应用层经PID航向控制器、舵角随动等控制后,传输至显示界面显示给操作人员,实现船舶操作控制。经实验验证:该系统可在恶劣海洋环境下精准实现船舶航线控制,规划最佳航行轨迹;还能够精准控制船舶航行速度,使船舶按照理想速度运行。

基于编码器和PLC的公路智能巡检测距模块设计

针对公路智能巡检过程中如何获取采集数据时刻车载平台所处桩号的问题,设计了一种基于增量式编码器和可编程逻辑控制器(PLC)的测距模块。基于工业互联网实现PLC、编码器、惯性组合导航、上位机、控制端等多种设备的集成,可长时间、长距离自动获取平台的瞬时桩号位置。编码器的标定场标定和实地标定功能使得模块适用于不同尺寸车轮的车载平台,并且在测距精度和生产成本上均有显著优势。经过上万千米的公路巡查测试,模块功能、性能、精度均可满足需求,程序稳定可靠、续航时间长、实用性和适用性较强、操作简洁、交互体验感良好。经过测距试验和标定过程的重复性试验,模块测距精度和编码器标定精度均满足需求。测距模块的实地标定解决了交通、测绘、勘察等行业的公路智能养护巡查计划的核心问题,可为国家五百多万千米公路巡查数据和时空信息的自动采集提供技术支撑,对车载移动测量系统研究领域起到一定的推进作用。

“精密测控系统”科创互动式课程教学改革与实践

科创互动式课程教学改革与实践是在新工科背景下,对大四专业课进行提质改造所采取的措施。致力于启发学生将课堂所学习的专业理论知识与科技创新融会贯通,激发学生的学习意愿,培养学生的创新思维,强化学生的实践技能,全面提高学生在系统设计和解决复杂工程问题上的能力。文章以“精密测控系统”的科创互动式课程教学改革与实践为例,对大四专业课的教学改革进行了有益的探索。

基于OBE的嵌入式测控技术课程群建设与探索

在嵌入式测控技术课程群的建设中,依托企业与科研实体,以OBE教育模式为导向,建立OBE下的课程群标准,开发嵌入企业标准的系列项目化工程案例。将案例通过课程教学大纲有计划有步骤有机地融入到课堂教学和实验教学,以课程群项目化实训教材、基于OBE的实验指导书、课外OBE实训装置、信息化平台、教学视频等构建课程群资源库,在省级精品课程的带动下,与企业行业一道开展课程群建设,实践证明该建设是行之有效的。在介绍该课程群建设的思想、方法、过程的同时,重点讲述了教学案例的建设情况。

基于OBE的嵌入式测控技术课程群研究与实践

在基于OBE的嵌入式测控技术课程群建设与教学改革中,以省级精品课程"单片机与接口技术"为基础,以省级优质课程的建设为"点"来带动课程群建设的"面"。在课程内容、课程建设、课程资源特色等方面进行了研究与改革,特别在项目化教学案例上进行了重点设计,实践证明是行之有效的。该文在介绍该课程群建设的指导思想、研究与改革内容、实施方法的同时,重点讲述了教学案例设计与建设情况。

基于STM32的嵌入式测控系统设计

为了满足水动力实验要求,设计一套基于STM32的嵌入式测控系统。该系统以STM32F103芯片为核心控制器,移植了有多任务、实时性特点的嵌入式系统uC/OS-II,配套应用图形支持软件uC/GUI。该系统软件具备多路数据采集、数据处理与实时显示等功能,用户界面友好简洁。该系统具有很强的实用价值,扩展能力强。

基于ZigBee和3G技术的设施农业智能测控系统

为满足设施农业对精准控制与实时视频的要求,提出将基于ZigBee与3G技术的无线远程传感网络应用于设施农业中,构建一种高效的设施农业远程精准测控系统。该系统通过ZigBee无线传感网络实现本地环境信息的无线采集并上传到嵌入式服务器端。通过3G网络与Internet无缝连接,实现大范围的无线接入,采用B/S模式,实现远程实时监控环境信息与视频信息。通过内嵌的专家系统模型,实现自动化、智能化控制。试验结果表明,该系统性能稳定,信息无线采集与传输、环境自动调控及远程可视化调控均达到实际需求,同时具有很高的实时性及可扩展性。

基于S3C2440和WinCE的嵌入式传感测控系统

介绍了一种基于S3C2440和WinCE的嵌入式传感测控系统,可以实现对某型导弹、某型战车的各种电量信号的测控;通过在测控系统上安装加速度传感器、温度传感器等微传感器,还可以实现对某型导弹的加速度信号、某型战车的温度信号等非电量信号的测控;通过以太网控制器,可以实现远程测控功能;利用Platform Builder,完成操作系统的定制,利用Embedded Visual C++,完成系统应用程序的开发;本系统把ARM9强大的数据处理能力和WinCE良好的实时性、可靠性、易剪裁的优点结合起来,具有体积小、便于携带、可靠性高等特点。

嵌入式以太网技术及其在工业测控领域中的应用

介绍了最近几年发展成熟起来的嵌入式技术,嵌入式系统以应用为中心,软硬件可裁减,以其适应性灵活,高可靠性,成本低,体积小等特性,而广泛应用在各种电子设备产品中。以太网技术和嵌入式技术的结合,是顺应工业、生产、生活等各个领域发展需求的结果,也是这两项技术自身发展和融合的必然结果。介绍了目前常见的3种嵌入式以太网技术的具体实现方案以及各种方案的优缺点。

基于Ethernet网络的远程测控技术

现场总线技术和 IP网络的融合是测控技术的发展趋势 ,但是传统的测控网络不能直接实现和 IP网络的无缝连接。该文在介绍了基于 Ethernet网络的测控系统的基本模式后 ,针对目前的测控系统接入 Ethernet的方法进行了分析 ,并着重介绍了 8/16位的嵌入系统的 L on Works、EMIT、Scenix、e Z80等几种代表性的网络连接方案 。

基于MCS51单片机的8位PCI04总线主板的研发与应用

本文以MCS51系列单片机为CPU,设计出能实现8位PC104总线大部分功能的主板,开发了以太网接口,再组合商业PC104总线接口模块形成测控系统。与使用基于X86处理器的标准PC104主板相比,优点是开发与应用简便,成本较低,适合低速测控系统的设计与开发。已经应用在ZDZ型质谱的测控系统中。发展趋势是开发基于32位单片机的PC104主板。

分布式可重配置航空测控系统设计与实现

通用化、小型化、高可靠性、使用便捷是对大型军用复杂武器装备外场保障设备的通用要求;近年来,随着网络技术、嵌入式计算机技术特别是"可重构计算"技术的发展,可重配置的嵌入式测控系统开发技术成为当前研究的一个热点;文章对该项技术进行了深入研究,并结合飞机子系统外场测试的实际情况,提出并设计实现了一种分布式可重配置航空测控系统;与传统的集中控制测试系统相比较,该系统的体积小、重量轻,使用方便,通过可重配置技术使得测控系统可适应不同的测试需求;该系统的设计实现对军用复杂武器装备外场检测设备设计具有很好的借鉴意义。