高校共青团改革背景下关于二级团校建设的思考——以中国石油大学(华东)控制科学与工程学院为例

在高校共青团改革的背景之下,学院聚焦二级团校工作的政治性、先进性、群众性,开展专题临时团支部建设、“探究式作业”等多项工作探索与实践,不断强化工作保障,推进课程体系的改革与创新,有效服务于基层团支部建设,实现二级团校“上接天线、中通实践、下连支部”,推进二级团校工作向深里走,向心里走,充分发挥铸魂、强体、固本的关键作用。

一流学科建设路径的探索与实践——以大连理工大学控制科学与工程学科为例

文章梳理了一流学科建设研究现状,分析了大连理工大学控制科学与工程学科发展现状和建设过程中存在的问题,给出了以学科定位为前提、支撑平台为基础、建设策略为引领的一流学科建设路径的探索与实践。

“过程控制工程”课程体系虚拟教研室建设与探讨

虚拟教研室是“智能+”时代高校教学发展的产物,成为高校专业教学建设和管理的新形态。以自动化类专业“过程控制工程”课程体系的教研室建设为例,探讨在国际工程教育专业认证要求下的虚拟教研室建设方案,包括教学目标、教学资源建设、虚拟化“以赛促教”教学新模式及教学团队建设等,达到提高教学团队整体教学水平、转变教师教学理念、促进学生自主学习能力培养的目的。

高校二级学院英文网站内容呈现研究--以“控制科学与工程”学科为例

二级学院英文网站是高校英文网站的延伸和补充,是世界了解我国高校的重要窗口,在加强高校国际传播力中具有重要作用。基于对五个国内高校二级学院英文网站的调研,分析得出目前内容呈现在完整性、及时性、丰富性、内在感染力、信息内聚力五个方面存在问题,并从顶层设计、队伍建设、组织文化展示、跨文化叙事策略、校地信息联动五个方面提出了对策建议。国内高校二级学院英文网站需要进一步从受众需求出发,在内容呈现上更好地体现以人为本。

新工科建设课程的案例教学实践——以系统科学与工程课程为例

新工科建设给课程教学改革带来了新的机遇与挑战。文章以Z大学系统科学与工程课程为实践背景,结合新工科要求,从案例教学法的实施要点、新工科形势下课程教学面临的新挑战、课程案例教学改革的实施与成效等方面,开展系统科学与工程案例教学改革实践活动,为类似工科课程教学改革积累经验、提供借鉴。

高校工学博士生学术创新能力培养的实践与创新——以浙江大学控制学科学术团队为例

学术创新能力培养对提高研究生整体质量具有重要作用。本研究以浙江大学控制学科的学术团队为例,在分析工学博士生培养的目标定位、运行模式与机制的基础之上,从打造团队文化、规范实验室制度、构建人才联合培养长效机制三个方面总结了工学博士生学术创新能力培养的实践举措,从培养理念、指导模式、育人方法三个方面凝练了学术创新能力培养的创新之处,进一步归纳了工学博士生学术创新能力培养的成效并提出反思。

发挥科研团队综合优势 提高研究生培养质量——以控制科学与工程学科为例

介绍了大连理工大学控制科学与工程学科科研团队集体培养研究生的一些做法和体会,包括团队开设课程、团队培养和"传帮带"、加强实践环节、隐性知识传授、创新能力培养等。

利用麦克风阵列的管道主动噪声控制方法

空调通风管道在运行时,内部出现的低频噪声很难通过包裹消音材料等被动式降噪方法消除.而在部署主动噪声控制时,会出现声反馈现象,影响降噪性能甚至造成控制系统的响应发散.针对这种声反馈现象,本文在分析其产生原因的基础上,将麦克风阵列作为前馈,对Duvall-Frost结构的线性约束最小方差波束成形算法加入预调向,提出了利用麦克风阵列的管道主动噪声控制方法,实现单方向拾取来自管道上游的噪声信号,避免声反馈带来的影响.并利用滤波器x最小均方误差(FxLMS)算法作为自适应控制算法,针对4种典型低频噪声,在真实管道环境下进行主动降噪实验.实验结果表明,相比不使用麦克风阵列的情况,本文提出的主动噪声控制方法能达到明显的降噪性能,且在稳定性方面取得较好结果.

压力波发生器的调制与控制方法研究

泥浆压力波发生器通过控制转阀产生压力波信号,是石油钻井和煤矿开采中的重要通信装置。针对压力波信号调制和转阀控制需求:首先提出下边带恒包络平滑相位调制方法,保证信号幅值恒定并降低驱动功率需求;然后,基于自抗扰控制算法设计控制系统,实现转阀位置精准控制,保证压力波信号质量;最后,开发具备力矩加载、参数调试和数据管理等功能的实验测试装置对所提方法进行验证。实验结果表明,所提方法有效实现了压力波信号平滑相位调制和转阀抗干扰控制。所提方法和实验装置具有多学科融合特性,有助于提高学生解决实际复杂工程问题的能力。

“自动控制系统”课程中基于Simulink仿真的教学研究

“自动控制系统”课程是自动化、电气工程等工科专业一门重要的高年级专业课,具有知识面宽、综合性高和实践性强的特点。“自动控制系统”课程以Simulink为仿真工具的教学研究,引入运动控制技术的前沿知识和应用案例,搭建Simulink仿真模型,通过课下分组、课下学习、课上汇报的方式将课堂主动权归还给学生,引导学生自主学习,以此来提高课堂学习效率,弥补传统教育模式存在的不足。通过分析仿真案例将方法具体化、实操化。旨在推进现代信息技术与教育教学的深度融合,以激发学生学习的积极性和主动性,加强学生将理论知识应用到工程实践的能力。

真空泵用屏蔽电机无传感器残压重投控制策略

针对真空干泵机组故障、生产工艺需要等原因影响真空设备产线在线运行时间的问题,研究真空干泵用屏蔽式感应电机带速重投策略,寻求重投的有利时刻以保证带速重投的成功,对电机断电后的转速和定子失电残压特性展开研究。为此,根据屏蔽感应电机空间向量模型,建立基于电压电流混合磁链观测的无速度传感器估算模型、推导电机断电期间的转速估算方法以及定子失电残压解析式。通过重点研究定子残压和虚拟重投电压间幅值特性和相角特性,确定控制系统的首次重投点和其次重投点。以4 kW真空干泵用屏蔽感应电机机组为例,通过模型仿真和失电残压实验验证了该控制方法在泵类工程中有较好的适用性和准确性,重投阶段的转速稳定时间为0.5 s以内,重投阶段的冲击电流平均减小59.18%。

高阶时滞系统的改进线性自抗扰控制及参数整定方法

针对高阶时滞系统采用传统线性自抗扰控制调节效果不佳、参数整定困难的问题,提出一种高阶时滞线性自抗扰控制。在一阶线性自抗扰控制的基础上,串联高阶前馈补偿器,从而解决了线性扩张状态观测器前馈信号和反馈信号不同步的问题,提高了系统的状态观测精度;在此基础上,采用目标逼近法定量化参数整定公式,并推导出参数可调节区间,实现利用单参数λ调节控制器参数,简化参数整定;进一步采用频域分析法验证该整定方法的有效性,并确定参数和系统鲁棒性的关系。最后,在选择性催化还原(SCR)脱硝控制系统的仿真实验中将所提出的控制器与其他类型控制器进行了对比,验证了该控制器的优越性。结果表明:所提出的高阶时滞线性自抗扰控制在定值跟随、抗扰动和鲁棒性上均具有明显优势,具有很大的工程应用潜力。

基于FSM的并联谐振中频电源整流逆变调功控制

并联谐振晶闸管中频双控感应加热电源调功系统由整流和逆变两部分构成。调节整流单元的移相角,改变逆变单元的功率因数角都可影响谐振槽路的中频电压的输出,进而控制输出功率。在分析槽路中频逆变电压同晶闸管整流装置的移相角、逆变单元的功率因数角关系的基础上,提出了基于有限状态机(FSM)的并联谐振晶闸管中频电源整流-逆变调功方案。该方案采用控制层与调度层结构。控制层将中频电压作为闭环控制对象,分别以整流环节和逆变环节作为执行单元,设计具有鲁棒稳定性的移相整流控制器和锁相逆变控制器;调度层采用FSM结构,可根据加热工艺需求实现整流-逆变轮换调功和联合调功。该方案已经应用于多台大功率并联谐振晶闸管中频电源中,其可行性和有效性得到验证。

“自动控制原理”一流本科课程建设实践

为了推进落实教育部一流课程“双万计划”的建设要求,对石油类高校“自动控制原理”课程的各教学环节开展了教学改革与实践。课程秉承石油石化特色,强调以学生为中心,遵从“知识扎实—能力创新—素质全面—思政融教”教学理念,采用混合式教学与探究式教学相融合的教学模式,利用多元化评价方法衡量学生学习效果。课程建设成效显著,为行业特色型高校建设一流本科课程提供了新思路。

有源前端组网的直流船舶电网高能效运行控制

直流船舶电网为航运业绿色转型提供了有效可行的解决方案。考虑到实际船舶的运行工况,本文提出一种分层协调控制策略,主要用于有源前端组网的直流船舶电网中功率单元协调运行的设备层控制系统和功率层控制系统。其中,设备层控制系统负责实现发电机组转速的无静差跟随与不同容量柴油发电机组间的动态/稳态功率共享;功率层控制系统负责提升母线电压质量,提高系统能效。最后,利用仿真与半实物仿真系统对控制策略进行验证,结果表明该控制策略可有效提高系统运行能效,最高节省约10%的燃油。

基于工程教育认证标准的过程控制仪表及装置实验教学改革

过程控制仪表及装置实验是高校自动化专业过程控制方向的主要教学课程之一,在控制工程课程教学体系中起到承上启下的关键作用,综合性强,是培养解决工程实际问题能力的重要实践环节。近年来,国际工程教育专业认证对高校实践类课程提出新要求,教学团队根据认证标准进行深入的教学改革,分析改革后应实现的教学目标,提出新的教改方案和教学模式,并且改进教学方法,大力建设实验资源和提高教学队伍水平,由此取得明显的教学成果。

复杂地形六轮独立驱动与转向机器人轨迹跟踪与避障控制

为研究六轮移动机器人在复杂地形的运动控制方法,针对六轮独立驱动与转向机器人复杂地形轨迹跟踪问题,提出一种预测控制和动态补偿的控制方法。基于非完整约束的线性六轮移动机器人运动学模型,以模型预测控制算法为基础,引入比例-积分-微分补偿控制器,抑制动态滞后引起的跟踪误差,设计速度与转向角动态反馈补偿,以应对地形扰动对轨迹跟踪的影响。分析机器人运动过程中障碍物的避碰问题,设计可求解避障轨迹的避障规划器,通过轨迹跟踪系统对局部避障轨迹进行跟踪控制,实现机器人的轨迹跟踪和自动避碰。对轨迹跟踪算法和避障算法进行仿真实验。实验结果表明:在典型工况下,机器人可完成凹形斜坡、凸形斜坡和凹凸地形正弦型轨迹跟踪控制和静态与动态障碍物避碰,验证了新方法的有效性。

铅基固废协同熔炼过程在线智能优化控制

铅基固废是生产端和消费端产生的常见固体废物,具有很强的污染性,其绿色处理技术是实现含铅废物污染防治的关键环节。双底吹炼铅工艺协同处理铅基固废是一种经济合理的铅基固废处理方式,相对于传统矿铅冶炼生产操作更为复杂,为确保生产状况处于稳定、经济的状态,对工艺控制系统有了更高要求。中国恩菲工程技术有限公司研发了一套铅基固废协同熔炼过程在线智能优化控制系统,整个系统由在线优化控制系统、智能预警与高效监控系统和系统数据库集成,主要实现以下功能:(1)针对铅基固废协同熔炼过程自动化水平不高的问题,基于冶炼过程机理与生产运行大数据,应用计算机建模和神经网络方法建立了冶炼过程关键参数预测模型,开发了一套铅基固废协同熔炼在线优化控制系统;(2)以车间实景模型为载体,建立了铅基固废协同熔炼智能预警与高效监控系统,实现了工业信号、场景及流程的数字化与可视化;(3)控制系统集成了现场相关软硬件,详细展示各模块间的数据交互与协同运行情况,形成了智能、高效、安全的协同熔炼车间。

自主多旋翼无人机系统:感知、规划与控制

无人机成本低、机动性强且视野广阔,广泛用于军事和民用领域.不断增强感知与决策能力,进而提高无人机的自主性,是无人机系统发展的必然趋势.本文围绕实现多旋翼无人机自主控制所面临的关键科学技术问题,即灵敏稳健的飞行控制、实时精准的感知与估计和高效的在线运动规划,展开全面概述.从硬件和软件系统,到飞行控制、感知与估计、运动规划的具体算法,试图构建多旋翼无人机自主控制系统的整体认知体系,旨在为相关理论的研究提供系统性的见解,并为多旋翼无人机自主控制系统的设计提供技术参考.最后,总结了现阶段多旋翼无人机自主控制技术的局限性,并对未来发展趋势进行了展望.

基于语音交互的四足机器人多模式控制实验设计

针对四足机器人全向运动控制、步态与行为切换、人员跟随、自主导航等多模式运动中的人机交互难题,设计了1套基于语音识别与指令解析的四足机器人交互控制系统。明确了四足机器人语音交互系统的硬件组成,并搭建了包含语音采集、识别、解析、播报一体的交互模块;基于SOFM网络设计了语音识别算法;基于ROS建立了语音模块与机器人运动控制模块的通信交互机制,实现了语音指令下达与机器人状态信息播报反馈。通过一系列四足机器人语音交互控制实验,验证了在动态场景下机器人的语音识别准确率高于85%,而在静态场景下则超过95%,保障了四足机器人不同运动模式的准确运动控制。