融入OBE理念的专业基础课程教学改革与实践——基于“材料成型工艺基础”课程的探索

本课程教学改革立足新工科建设,以工程教育为导向,结合学校“航空特色鲜明,工科优势突出”的办学定位,坚持以学生为中心,利用现代信息技术手段,基于OBE理念采用启发式、任务驱动式、问题探究式等多种教学方法,旨在提高课程目标达成度。通过对近3年材料成型与控制工程专业本科生成绩分析,着眼于解决目前课程体系同质化、教学方法单一化、课程质量不高的问题,促进形成“夯实基础、强化实践、学研结合、突出创新”的课程教学定位。实现课程资源共享及师生交流互动,达到丰富教学内容、优化教学过程设计、增加教学过程吸引力、培养学生创新意识的目的。

基于物理参数和BP神经网络的9310钢本构模型研究

采用Gleeble-3800热模拟试验机对9310钢进行了变形量为70%的等温恒应变速率压缩实验,在变形温度为800~1200℃、应变速率为0.01~50 s^(-1)的范围内研究了9310钢的热变形行为。通过不同热变形参数对自扩散系数D和杨氏模量E的影响,建立了基于物理参数的本构模型,同时基于实验数据构建了BP神经网络本构模型。结果表明:9310钢为负温度正应变速率敏感性材料,且流动应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小。基于不同条件构建的物理本构模型和BP神经网络模型的相关系数r均大于0.98,但BP神经网络模型的r值可达0.996,平均绝对相对误差为3.1%。经过流动应力曲线、相关系数和平均绝对相对误差的综合对比,得出BP神经网络模型对预测9310钢的流动行为具有较好的适用性。

飞机燃油箱参数化布局及结构设计

针对飞机燃油系统方案设计阶段的重心计算及详细设计阶段截面轮廓具有明确变化规律的金属燃油箱基体结构设计,提出了一种基于知识工程,以设计流程化和模型参数化为典型特征的飞机燃油箱参数化布局及结构建模方法,定制了标准化的飞机燃油箱建模流程,并在建模流程化的基础上实现飞机燃油箱布局及结构建模参数化,通过对具有典型结构特征的飞机燃油箱进行参数化设计和重心计算,该技术针对截面轮廓具有明确变化规律的燃油箱进行建模,能够提高飞机燃油系统的设计柔性,提高设计效率。

四火箭助推无人机起飞与降落控制算法

固定翼无人机起降过程对场地要求高,这限制了其应用与发展。为此,提出四火箭助推无人机实现短距离起降的方案,并对火箭助推无人机起降控制算法进行研究。设计火箭助推无人机起降过程的控制策略;建立无人机气动力、助推火箭作用力、发动机推力及控制律数学模型,构建无人机起降过程的动力学方程;设计一种基于PID控制的控制算法,控制目标无人机在各种干扰环境下安全稳定地完成起降过程;利用MATLAB软件编程进行仿真计算,并通过对比仿真结果与试飞结果,来验证该控制算法的有效性。结果表明:所设计的控制算法及控制律满足目标无人机起降过程的控制要求。

轴对称矢量喷管液压伺服系统设计与仿真研究

针对轴对称矢量喷管的功能要求,设计一种基于模糊PID控制的轴对称矢量喷管液压伺服系统。运用AMESim和MATLAB/Simulink对该系统进行建模与联合仿真,并与常规PID控制进行比较,分析系统的响应特点,验证电液伺服阀冗余备份功能和故障回中功能的可行性。仿真结果表明:所设计的轴对称矢量喷管液压伺服系统具有良好的工作性能,而加入模糊PID控制的系统具有更好的稳态特性、动态特性和更强的鲁棒性,同时验证了电液伺服阀冗余备份功能和故障回中功能是切实可行的。

飞行技术专业“飞行力学”课程教学模式探索

飞行技术专业是一个典型的跨学科综合应用型专业,“飞行力学”作为飞行技术专业的一门重要专业基础课,其理论性、技术性较强。由于课程内容繁多、概念抽象且学时有限,传统的教学模式容易导致学生缺乏学习兴趣,教学目标完成度低。本文提出一种“以问题为指导,以项目为导向,以综合考核为手段”的新型教学改革模式,旨在建成一套完整可行的“飞行力学”实践教学平台以及多元化的考核评价体系。教学实践结果表明,新的教学模式可提升飞行技术专业学生的学业水平、实践能力及综合素质。

基于滚球倒立摆模型对新型自平衡车载人研究

针对自平衡车制动性能差、抗干扰能力弱等问题,设计了一种新型自平衡车,利用滚球倒立摆模型研究新型自平衡车载人运动过程。构建动力学模型,基于PID控制方法论证了设计方案的可行性;基于自抗扰控制技术改进控制系统,使用Simulink进行仿真并与实验数据对比分析。结果表明,新型自平衡车在较大加速度(15 m/s^(2))时仍能保持稳定,动态品质较高。

基于模糊误差判断算法的航空发动机PID控制

普通比例积分微分(PID)控制与其他智能控制相比较,应用广泛,且算法更简单、容易实现。但是应用到复杂的、多变的航空发动机控制时,其难以满足其控制要求。为实现对航空发动机的智能控制,提出模糊误差判断PID控制。由模糊规则表、误差判断规则以及PID控制组成模糊误差判断PID控制器。该方法对控制过程中改变模糊规则表进行了研究。模糊规则表根据经验得出;误差判断规则将根据误差的大小,对模糊规则表进行修改;模糊规则表与PID控制器结合调节控制量,达到控制执行机构的目的。使用MATLAB/Simulink进行算法仿真。仿真结果显示:模糊误差判断PID控制算法运用于航空发动机控制效果良好,验证了所提算法的可行性。仿真结果证明了改变模糊控制规则表的控制方法是有效的。该研究为设计智能控制提出了一种新的方法。

基于表面完整性理论的航空发动机再制造关键技术及应用

本文首先分析了表面完整性理论的内涵,然后介绍了航空发动机再制造的关键技术和航空发动机再制造系统的结构及工艺流程,最后介绍了再制造技术的应用实例,一起为再制造技术的应用和发展提供借鉴。

创新创业教育的《航空发动机故障诊断》课程教改新探索

大学生创新创业意识培养是现代高等教育理念的重要内容之一,本文以《航空发动机故障诊断》课程体系建设与学生创新创业教育意识和能力培养为立足点,构建新的教学内容、教学方法和考核方式等教学体系,为新时代下创新型飞行器制造技术人才的培养模式提供一种新探索。

应变速率对TB15钛合金软化机制的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机对TB15钛合金在变形温度810~930℃、应变速率0.001~10 s^(-1)范围进行等温热压缩实验,基于实验数据分析了不同应变速率下TB15钛合金的流动软化行为,并结合微观组织和变形激活能Q研究了应变速率对其软化机制的影响。结果表明:合金的流动软化程度在不同应变速率范围内的变化规律不同;微观组织和变形热效应是造成流动软化的主要原因,变形热效应在高应变速率(ε≥0.1 s^(-1))范围内的影响更为显著;通过微观组织分析可知,动态回复(DRV)在热变形过程中占主导地位,低应变速率(ε<0.1 s^(-1))下的主要软化机制为DRV和动态再结晶(DRX),随着应变速率的升高,DRX程度降低,且应力集中作用加强,变形带在高应变速率下被激活,这在一定程度上有利于晶粒细化。低应变速率和高应变速率的变形激活能分别为213.8 kJ/mol和255.3 kJ/mol,低应变速率下的微观组织软化效应更加明显。

多尺度形态滤波在行星轮轴承故障诊断的应用

齿轮箱中滚动轴承的故障信号微弱且易受干扰,导致轴承故障特征提取困难。为了提取信号中的微弱故障特征,提出了一种自适应的多尺度广义形态滤波(adaptive multiscale generalized morphological filter,AMGMF),特有的形态变换在抑制干扰的同时还增强了特征提取能力。首先,针对差值形态算子的滤波缺陷,提出了广义的优化差分算子(generalized enhanced different filter,GEDIF),并通过幅频特性和脉冲提取特性揭示其滤波特点;其次,由局部信号特征确定扁平结构元素的长度,改进的长度选择方法确保了形态滤波的自适应性和准确性;最后,以特征幅值比(feature amplitude ratio,FAR)分配各尺度的权重,加权重构得到了AMGMF的处理结果。通过仿真信号和行星轮轴承故障信号分析,结果表明AMGMF方法能有效地从复杂信号中分离出故障特征。与单尺度形态滤波、多尺度形态滤波和EEMD对比,AMGMF方法具有一定的优越性。

基于深度迁移学习的齿轮故障诊断方法

针对齿轮故障样本欠缺问题,提出一种基于Hilbert-Huang谱和预训练VGG16模型的迁移学习故障诊断方法。对振动信号进行经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)得到本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),同时取相关系数最大的IMF做Hilbert变换,获取时频谱;利用预训练VGG16提取变负载下和各健康状态下齿轮的Hilbert-Huang谱图像特征;采用全局均值池化层取代VGG16模型部分全连接层,进行分类输出。实验结果表明,在少量的样本数据下,该方法的齿轮故障诊断准确率达到98.86%,优于TLCNN和Tran VGG-19等迁移学习方法,证明了该方法在齿轮故障诊断中具有一定研究价值。

基于误差修正方法的改进SINS/ADS

针对捷联惯导系统(SINS)导航误差累积、定位精度低的问题,利用大气数据系统(ADS)修正SINS的状态量,包括失准角、速度误差与位置误差,提出一种SINS/ADS误差修正方法,分别对SINS、基于文献的SINS/ADS与本文基于误差修正方法的SINS/ADS进行导航仿真与对比,仿真结果验证了该方法能有效抑制误差发散,降低导航误差,提高定位精度。

飞机燃油箱增压系统模拟试验的压力补偿方法

采用通气增压系统对飞机燃油箱内燃油上表面空气增压,可避免燃油箱内燃油高空沸腾、汽化。通气增压系统在研制过程中,必须进行地面模拟试验以验证飞机飞行过程中的通气增压性能。由于大气压力随高度变化而变化,燃油箱内空气压与环境大气压之间的相对气压也随飞行高度变化,因此在地面模拟试验时,如何模拟相对气压的变化成为试验的关键。提出了一种基于压力补偿的燃油箱通气增压地面模拟系统,在飞机爬升过程中对燃油箱充正压、在下滑过程中抽负压,以实现对燃油箱相对气压进行补偿。通过通气增压系统压力补偿的流量理论计算,求解燃油箱正压力补偿向燃油箱充入空气的流量和燃油箱负压力补偿向燃油箱抽出空气的流量。然后通过仿真研究燃油箱通气增压特性,得到全剖面过程中燃油箱增压压力变化情况。最后通过地面模拟试验,试验和仿真的油箱增压压力变化趋势一致,误差均小于5%,验证了燃油箱通气增压系统仿真结果可信、基于压力补偿的地面模拟试验方法正确有效。

飞行技术专业飞行员核心素养培育与课程思政探索与实践

发展核心素养、培养符合时代及行业需求的飞行人才,是当前飞行员培养的重点和难点。本文基于飞行人才的核心素养内涵分析,构建了民航飞行员核心能力体系化模型;根据大学人才培养特点,明确了飞行技术专业在学历教育阶段飞行员核心素养的发展目标定位;通过将课程思政与飞行技术专业建设相结合,探索以提高飞行学员核心素养为目标的课程思政建设,形成课程思政实践与专业建设同向而行,实现课程思政协同育人。

金课背景下飞行学员航理课程系统化教学设计研究

该研究对照“金课”建设标准,从航理核心课程“空中领航学”入手,探索航理课程系统化教学设计方案。在教学设计过程中,大量融入实践元素,将教学目标向“能力、创新和难度”这3个维度偏移。教学实践和教学评价表明,新的教学设计方案能够提高飞行学员的理论水平,促进飞行学员建立情景意识,缩短飞行学员的航校适应期。

基于优化多尺度形态学的滚动轴承失效研究

针对普通多尺度形态学在滚动轴承微弱故障识别时的结构元素尺度优化问题,提出了自适应多尺度形态学的滚动轴承故障诊断方法。首先,以基本形态算子为基础,构建了具有双向脉冲特征提取能力的差分形态算子;为了在结构元素尺度范围定义出敏感于轴承故障的尺度,将以峭度作为其选取依据,并将得到最优尺度下的形态处理结果平均处理来重构故障信号,最终实现故障信号的综合分析和故障特征解调。通过对实际滚动轴承内、外圈故障振动信号的分析,结果表明:优化算法能够提取出强噪声背景下的滚动轴承微弱故障特征;且相比于普通多尺度形态学,该方法所提取的轴承故障特征频率幅值提升近1倍,适合处理弱信噪比的滚动轴承内、外圈故障识别。

基于PCA-GA-BP神经网络的飞机飞行载荷预测研究

飞行载荷的获取对飞机设计、飞机可靠性评估、飞机寿命监控等有着重要影响。为获取高精度飞行载荷,本文通过主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)及遗传算法(Genetic Algorithm,GA)优化BP神经网络,建立了PCA-GA-BP神经网络。将某飞机飞行的飞行参数作为输入,飞行载荷作为输出,对PCA-GA-BP神经网络进行训练和预测,并将其预测结果与传统BP神经网络和PCA-BP神经网络的预测结果进行对比。结果表明:PCA-GA-BP神经网络预测精度最高,且误差波动最小,平均相对误差为5.79%,最小相对误差为0.07%。综上,PCA-GA-BP神经网络具有较高的预测精度并且网络收敛速度极快,是一种预测飞行载荷的优良模型。

优秀社区文化在新时代弘扬方式探索——以《逗吧逗把街》为例

弘扬与传播优秀社区文化是推进新时代社区共同体建设的重要措施,在信息化时代的大环境下优秀社区文化的弘扬与传播必然不能够脱离信息化的网络空间,信息化的传播措施已然成为优秀社区文化传播的主要途径。《逗吧逗把街》整部剧立足于湖南的本乡本土特色,在弘扬和传播优秀社区文化上对节目内涵、拍摄方式、拍摄内容以及传播方式做出了创新,是新时代弘扬和传播优秀社区文化的典型。弘扬与传播优秀社区文化是维系社区共同体的精神纽带,同时优秀社区文化的弘扬与传播能够引导社区居民文化自觉的回归,解决社区在社会转型时期所面临的一系列新问题。如何创新优秀社区文化在新时代的弘扬方式是社区文化研究新的关注热点。