基于Pixhawk飞控的硬件在环仿真系统设计

Pixhawk飞控在民用无人机(UAV)领域得到广泛应用。为了在Pixhawk飞控上实现硬件在环仿真功能以达到验证飞控飞行性能的目的,设计了基于Pixhawk飞控的四旋翼无人机硬件在环仿真系统。通过构建四旋翼机体模型,实现模型在电机转速信号的驱动下输出位姿数据;位姿数据传输到飞控并重构为模拟传感器数据,飞控内核对传感器数据处理后输出电机转速信号驱动模型飞行,由此构成飞控硬件在环的仿真环路。在测试中使用相同航线进行了仿真飞行与真实飞行,并计算2种飞行模式数据的相关系数,系数普遍高于0.85,表明获得了较为逼真的仿真效果。

工程问题在“电力电子技术实验”课程教学中的改革探索

电力电子技术是利用各类电力电子元器件实现电能变换的现代控制技术,是新能源发电开发的重要基础和关键手段,广泛运用在电能的发、输、变、配、用等环节。应用型本科高校电气工程类人才培养应以学生为中心,工程问题为导向,培养电气工程领域急需的高级工程技术人才。地方性应用型本科高校如何在有限的学时以及有限的实践教学条件下,培养出合格的电气工程领域高级工程技术人才,是高校教育教学的急需解决的问题。针对当前应用型本科高校电气工程类人才培养过程中电力电子技术实验课程教学内容达不到培养高级工程技术人才的问题,通过MATLAB/Simulink仿真和与实际工程问题相结合的培养模式,对电力电子技术实验课程教学模式进行改革探索。课程实验以工程问题为导向,采用工程项目实例教学模式,提高学生对电力电子技术理论知识的理解,同时提高学生参与课程实践的兴趣以及提高学生实际动手能力。通过电力电子技术实验课程的项目实例教学法,培养学生解决实际工程问题的技能和工程创新意识,为学生将来成为高级工程技术人才打下坚实基础。

离网小型风力发电系统的建模与仿真研究

进入21世纪后,人们对能源的需求越来越多,然而大量地开采和利用以煤、石油、天然气为主的一次能源不仅污染空气而且随着时间的推移它们会越来越少直到消耗完毕。能源又是人们赖以生存的基础,为了生存人们必须加大对新能源的研究。风能因为其清洁无污染而受到人们的青睐。研究小型离网风力发电系统的各个组成部分,并对其原理进行了分析。利用风力机和发电机的数学模型在MATLAB 2014b/Simulink中,建立了小型离网风力发电系统的仿真模型。仿真的结果表明:离网小型风力发电系统能够在恒定风速的情况下持续稳定地运行,并能够为负载提供稳定的电压供其正常地工作。

一种新的磷脂分子膜界面分子动力学模拟

翻转磷脂分子是把中性磷脂分子的磷酸基团和胆碱基团的位置互换后人工合成的新磷脂分子。本文运用分子动力学方法研究磷脂的亲水带电基团在膜内不同位置时对膜界面的水分子的分布和结构的影响。结果发现翻转磷脂双层膜的磷酸基团周围水分子数目增加,而其胆碱基团周围水分子数目却是减少了。翻转磷脂膜界面的水分子平均偶极取向与自然的磷脂膜界面的水分子平均偶极取向是相反的,而与胆碱基团相关的水分子平均偶极取向也发生了逆向。

基于锁相环的光伏并网发电双闭环控制策略研究

针对光伏并网发电时电压相位差导致并网电流受到冲击,并网电流谐波含量高的问题,在αβ和dq坐标系基础上,引入锁相环对电网侧电压相位信号进行无差跟踪并锁相,采用双闭环控制策略有效降低并网电流谐波含量。

5G背景下《通信原理》课程教学改革探索

5G对电信人才的培养提出新要求,《通信原理》作为高校通信及电子类等专业的一门核心专业课程,需要根据通信新技术的发展持续改革。文章分析5G技术与教育的特点,以《通信原理》课程为例,分析课程的特点和教学现状,从对理论课程的内容作结构化调整、实验环节结合Matlab虚拟仿真、课后5G实训及1+X证书的培训和考证等方面进行改革和探索。实践表明,这一教学改革提高理论教学和实际应用的衔接,提升学生分析和解决问题的能力,更适用于应用型人才的培养。

基于阿里云物联网平台的智能家居系统设计

在智慧中国建设牵引下,人工智能、物联网技术得到了快速发展。在智能家居领域应用物联网技术不仅打破了以往传统的家居管理模式,丰富了人们的日常生活体验,还能够做到出门在外便可以控制家庭中的智能家居设备进行清扫等工作,让人们的生活更加舒适。本文设计以STM32单片机为主控,实现了基于阿里云物联网平台的智能家居系统。根据温湿度传感器、光照强度传感器、MQ2气体传感器、MQ7气体传感器、人体红外传感器采集数据,通过单片机的串口来控制ESP-12F连接WiFi,进而连接阿里云平台,并将传感器数据上传至阿里云平台,实时上报环境参数。系统节点通过OLED屏幕显示相关传感器数据。当家中煤气泄露时,MQ7气体传感器采集到MQ7气体浓度高于限值时,蜂鸣器报警,并上传至阿里云实现远程报警。当可燃气泄露时,MQ7气体传感器采集到MQ7气体浓度高于限值时,蜂鸣器报警,并上传至阿里云实现远程报警。此外,当人体红外传感器采集到有人时,也会触发蜂鸣器报警。经系统调式后,本设计已基本具备家居环境参数上报、智能报警等功能。

基于STEAM教育理念的5E教学模式在大学物理教学中的应用探究

结合大学物理教学现状,以“立德树人”为出发点,以学生为中心,以高阶能力培养为目标,将STEAM教育理念融入课堂教学,结合5E教学模式,将分组讨论与实验探究相结合,从生活中的实际问题引入,培养学生利用科学知识解决实际问题的能力,实现知识的迁移应用,进而培养学生的创新精神、合作能力和实践能力。在课程实施中充分体现教师的引导作用,积极调动学生学习的主动性,并结合线上教学资源,将课堂延伸拓展,同时注重思政元素的融入,将价值塑造、知识传授和能力培养融为一体。该教学模式较好地实现了以学生为中心培养创新型人才的教学目标。

基于大单元的《现代教育技术》公共课学习任务群设计

基于大单元的学习任务群可以有效解决项目式教学课堂落实难问题。本研究以学前师范生为例,对师范生信息化教学能力新要求和培养困境深入分析,明确了基于大单元的《现代教育技术》学习任务群对师范生信息化教学能力培养的价值,围绕学前师范生的独特性,创设情境、设计和开发学习任务群、确定评价方式构建了素养导向的大单元学习任务群,探讨了师范生信息化教学能力培养的新路径。

在线文档多条件数据汇总及核对的实现

文章介绍如何使用在线编辑文档和sumifs、if函数实现多条件单元格数据汇总及核对。首先,使用在线编辑文档Excel编辑多个表格,并将它们放在同一个文档中。接下来,使用sumifs函数根据指定的多个条件求和数据,从而实现跨表格数据汇总。最后,通过if函数根据指定的值或表达式比较两个数据,实现多表格数据的核对。结果表明,使用在线编辑文档和sumifs、if函数可以有效地实现多条件表格数据的汇总及核对,提高工作效率。

网络的平均度和规模对部分同步状态的影响

本文从序参量和复杂度2个角度考察网络的平均度和规模对网络的部分同步状态的影响。结果表明,无论对于度分布比较均匀的随机网络、小世界网络还是度分布异质性比较强的配置无标度网络,只有在网络处于部分同步状态时,平均度才对序参量有显著的影响:平均度的增加使得3种网络的部分同步状态变好,相应的序参量变大;在不同的耦合强度区域,复杂度表现出不同的变化规律。当耦合强度较小时,随着网络规模的增加,网络部分同步状态变差,相应的复杂度变小。而对于规则的近邻耦合网络,网络平均度的增加使得网络的同步状态变好、复杂度增加,而网络规模的增加则使得网络的同步状态变差、复杂度减小。

相振子网络中集聚系数和度分布对复杂度的影响

分析了复杂网络的集聚系数和度分布的异质性这两个重要的描述复杂网络结构特点的特征量对复杂度的影响。研究发现,增大集聚系数能增大复杂度的最大值以及增大复杂度钟形曲线的宽度,而增大度分布的异质性不能增大复杂度的最大值却可以明显增大复杂度在上升段和下降段的取值。对于小世界网络集聚系数对复杂度的影响更明显,而对于无标度网络,度分布的异质性更能显著的改变复杂度的取值。进一步加深了人们对描述网络部分同步状态的复杂度的认识,为设计合理的网络结构提供了理论基础。

平行板电容器工作过程特性研究

提出基于模拟仿真的方法研究平行板电容器的工作过程,掌握其工作过程的动态特性。从有限元的基本理论出发,以有限元仿真软件为工具,建立平行板电容器模型,分析与研究了平行板电容器在充放电过程中电场、电压和电流的具体变化情况。研究结果表明,仿真结果能较好地模拟出平行板电容器两板间的场强和等势面、充放电过程的电压和电流的详细变化情况。该方法简单快捷,能将抽象的物理场转化为形象、可见的图形,可为电子和电力工业对电容器的开发和应用提供参考依据,同时可以为超级电容器的研发和应用提供技术支持。

复色光字符屏夫琅禾费衍射的计算机仿真

为获得彩色的复色光任意字符屏夫琅禾费衍射图像,以日光为复色光光源,通过构建字符衍射屏矩阵,依据叠加原理计算字符屏夫琅禾费衍射光强分布,基于Matlab软件仿真任意字符屏夫琅禾费衍射.结果表明,仿真图像色彩丰富而逼真,可应用于辅助教学等领域.该方法可仿真复色光任意形状屏的夫琅禾费衍射.

基于多隐层小波卷积极限学习神经网络的滚动轴承故障识别

煤矿旋转机械工作环境恶劣,实际采集到的滚动轴承振动信号呈现出明显的非线性和非平稳性,导致轴承故障特征提取较困难。传统的基于“人工特征提取+模式识别”的滚动轴承故障识别方法受主观影响大。针对上述问题,提出了一种基于多隐层小波卷积极限学习神经网络(MHLWCELNN)的滚动轴承故障识别方法。该方法综合了一维卷积神经网络、自动编码器、极限学习机和小波函数的优势:利用一维卷积神经网络的局部连接和权值共享机制,大大减少了需要学习的参数;通过自动编码器使算法适用于轴承振动信号无标签样本;通过极限学习机确定输出权重,避免陷入局部最优,提高训练速度;采用小波函数作为激活函数,提高对轴承时域和频域信号的分辨率,从而提高故障识别率。实验结果表明:与同类方法相比,MHLWCELNN具有更高的识别准确率和更小的标准差,能较为稳定地识别出滚动轴承的不同故障类型;MHLWCELNN的F1值高于同类方法,验证了其对不平衡数据集的有效性;高斯小波在时域、频域均有较高的分辨率,适合作为激活函数;训练集样本占比设置为80%较合适。

RC和RL一阶电路全响应的仿真分析

为了帮助学生深入理解动态元件的工作特性及一阶电路响应的过渡过程,以RC和RL一阶电路全响应为例,首先,基于叠加原理观点和工作状态观点,从理论上阐述了电路全响应的过渡过程及其物理本质;然后,基于Multisim14软件,分别搭建了RC和RL一阶电路全响应仿真实验,并依据仿真结果,分析了电路全响应所蕴含的瞬态规律及其物理内涵.结果表明:仿真电路,模块功能分明、原理易于理解;仿真结果,响应波形直观、数据易于读取;仿真图像,直观呈现一阶电路全响应所蕴含的叠加原理观点和工作状态观点.

RC和RL一阶电路响应的仿真分析及实验实现

为了帮助学生深入理解动态元件的工作特性,以及动态电路响应和过渡过程,以RC和RL一阶电路零输入、零状态响应为例,首先,基于NI Multisim14.0软件,仿真分析了电路的零输入、零状态响应,并测量了电路的时间常数;然后,利用常见电子元件,搭建了对应的实物实验进行验证。结果表明:利用方波,可模拟RC和RL一阶电路响应的激励信号;仿真结果直观、易于观测;实验结果与仿真、理论结果一致。利用仿真辅助动态电路教学,能让学生深入理解动态电路响应及过渡过程的物理内涵与本质。

组合逻辑电路竞争冒险现象的仿真探究

为了突破组合逻辑电路中的竞争-冒险现象教学难点,本研究基于NIMultisim14.0软件,搭建一个仿真程序,变“动态”为“静态”,探究组合逻辑电路中的竞争-冒险现象及其消除方法。搭建的模块化仿真程序有利于辅助教学,设计的电路具有实用性。仿真结果表明:竞争-冒险现象直观,有利于探究产生冒险现象的原因;冒险现象消除前、后的波形对比明晰,有利于探究各种消除方法的原理;该研究应用于辅助教学能提高教学效果。

新工科背景下课程思政协同STEAM教育理念育人路径可行性探究

课程思政和STEAM教育理念的核心目标一致,都是“树人”和“培养人”。新工科背景下高校可推行课程思政协同STEAM教育理念育人,以立德树人为根本任务,以问题项目为导向,致力于培养德智体美劳全面发展、实践与创新能力突出的新时代科技创新应用型人才。经实测,其具有一定可行性。

集成计数器异步清零及同步置数功能的Multisim仿真

为深入理解集成计数器的功能,以中规模集成计数器74LS161为例,基于Multisim14软件,通过仿真,探究了该计数器异步清零及同步置数的功能机理.结果表明:若把译码信号直接作为异步清零信号,则其持续时间约为7ns;通过接入信号延迟模块或锁存模块,可延长异步清零信号的持续时间,提高电路的可靠性;通过调整延迟时间,可直观地观察到异步清零的过渡状态;采用同步置数或清零方法构建计数器,电路简单、可靠性高.