智能制造背景下自动化专业人才培养研究——以河北工业职业技术大学为例

智能制造对高职院校人才培养提出了新的要求.为提升学生的社会竞争力和自身优势,河北工业职业技术大学创新了培养路径:构建了"岗课赛证融通"的人才培养模式;校企深度合作,构建了理虚实一体化的教学体系;校企共建共享课程资源,建立了多元的综合评价体系.

人工智能在自动控制与检测系统中的应用

阐述人工智能技术是提升电气自动化控制系统水平的新手段,它可以使控制系统呈现自动化、信息化、智能化的特点,有利于提高控制系统的检测效果。探讨人工智能技术的特点,电气自动控制系统的构成与控制方式,人工智能在系统检测中的应用方法。

“课程思政”融入职业本科专业课程的实践研究

职业本科院校想要培养高素质技术技能型人才,就要落实好立德树人这一根本任务,而开展课程思政建设是完成这个根本任务的关键,也是推进职业本科教育发展的核心。如何将课程思政建设融入职业本科专业教学,是职业本科院校亟待探索解决的问题。文章根据课程思政融入职业本科专业课程的特点,以职业本科“模拟电子技术”课程为例浅析在职业本科专业课程教学中融入课程思政的策略。

“三维机械设计”职业本科教材建设路径探索与实践

本文以“三维机械设计”职业本科教材建设为例,指出教材建设过程中存在的编写团队结构单一、理论与实践部分比例失衡、思政元素融入不足等问题,提出构建“一库双主体”的教材建设体系、加强统筹协调和顶层设计、创新教材形式形态、保持职业和思政教育双属性等建设思路,并以案例分析的方式阐明职业本科教材建设路径和实践方法。

超声纵扭-低频扭转复合振动攻丝实验

针对钛合金低频扭转振动攻丝效率偏低的问题,提出了超声纵扭-低频扭转复合振动攻丝方法。进行了超声纵扭振动攻丝实验、不同切削液的复合振功攻丝实验和变参数复合振动攻丝实验,研究复合振动攻丝的工艺效果及参数变化的影响规律。实验结果表明:超声纵扭振动增强了切削液的润滑效果,降低了攻丝扭矩,与普通连续攻丝相比,M3螺纹孔的超声纵扭振动攻丝可降低攻丝扭矩约18%;在所选参数范围内,与低频扭转振动攻丝相比,复合振动攻丝最大可降低攻丝扭矩约30%;复合振动攻丝降低攻丝扭矩的效果,随净切削量、主轴转速的增大和回退量的减小而降低。

医科达医用电子直线加速器的工作原理及故障维修三例

放射治疗是恶性肿瘤的主要治疗方式之一[1],而医用电子直线加速器是实现精准放射治疗的关键设备。医科达医用电子直线加速器具有高治疗精度、高输出率、多治疗模式等优点,在临床应用广泛[2]。但随着设备使用年限的延长,故障率随之升高。若无法及时、准确排除故障,将直接影响患者的治疗,给医院造成不良影响。本研究首先介绍医科达医用电子直线加速器的工作原理,然后通过对河北医科大学第四医院在用的医科达医用电子直线加速器3例故障维修情况的总结分析,为医学工程人员提供参考。

基于 AHP/QFD/TRIZ 的消杀机器人创新设计

【目的】针对传统消杀机器人消杀范围有限、越障能力不足、功能单一等问题,设计了一款新型消杀机器人。【方法】通过问卷调查,从医护人员等群体中获取对于消杀机器人的需求信息,利用AHP方法将客户需求分解并计算出用户需求权重,采用QFD方法对机器人进行质量功能展开,应用TRIZ理论解决了设计过程中的冲突问题。【结果】设计的新型消杀机器人能够开展立体式消杀工作,具有良好的越障能力,且功能丰富。【结论】用户对设计方案总体满意,进一步验证了该方法在指导产品创新设计方面的可行性和有效性。

ESMD-SRCC与GG聚类在轴承故障诊断的应用

轴承是旋转机械的关键设备,一旦发生故障会造成严重的经济损失及人员伤亡。对轴承进行状态监测及故障诊断,是机械安全运行的重要保证。为提高轴承故障诊断的准确性,以轴承外圈、内圈、滚动体故障为例,通过ESMD分解有效解决传统EMD模态混叠问题;同时计算SRCC,提取关联性大的IMF分量作为轴承故障的特征向量;再将特征向量输出到GG聚类中进行模式识别。通过仿真验证,ESMD-SRCC与GG聚类的方法实现了轴承故障的准确识别。

基于动态FOA优化RBF神经网络的综合能源系统负荷预测

综合能源系统多元负荷预测是有效提升能源利用效率、降低用能成本的主要途径之一。针对综合能源系统数据繁杂、不易预测的问题,首先引入动态FOA算法优化RBF神经网络,帮助RBF神经网络寻优;其次运用Lasso原理对气象因素进行选择,将负荷数据及气象因素输入到动态FOA优化后的RBF神经网络;最后对北方某园区进行综合能源系统负荷预测,并与BP神经网络进行对比验证。预测结果表明,采用该方法进行负荷预测能有效改善预测效果,保障了区域综合能源系统的优化运行。

基于德国行动导向教学法的高职机电一体化技术专业课程体系研究

随着和普通教育一样重要的社会战略地位得以承认,职业高等教育也将担负起构建和中国经济结构转变需要相符的人力资源供给的重担,行动导向教学法按照职业工作过程来确定学习领域并设置学习情境,目的是提升学生的职业行动能力。以河北工业职业技术大学中德职业教育合作项目为例,参考德国机电一体化技术专业框架教学计划,结合学校实际情况设置机电一体化技术专业的学习领域和学习情境。

深孔精加工中的自适应减振镗杆系统设计

针对深孔镗削精加工中高长径比镗杆存在较低的颤振稳定极限,导致容易发生颤振的问题,设计了一种自适应减振镗杆系统。通过调节O形环弹簧的轴向压缩,调谐附加质量阻尼减振器的固有频率,以最大化其动态刚度和适应大范围的长径比;利用电磁激振器和非接触式电容位移传感器自动测量镗杆的频响函数,并通过压缩O形环自适应调谐附加减振器的固有频率;最后,将镗杆频响函数的负实部最小化,以最大限度地提高无颤振切削深度。研究结果表明:安装减振器后镗杆频响函数的实部从-15.17μm/N缩小到-0.24μm/N,相当于动态刚度增大了63.2倍,且表面粗糙度得到明显改善。该系统能够覆盖相当宽的镗杆长径比范围,可适应各种实际安装需求。

钛合金超声椭圆—低频扭转复合振动攻丝实验研究

为提高TC4钛合金小螺纹孔的攻丝效率,通过研制双弯复合超声椭圆振动换能器并进行超声椭圆—低频扭转复合振动攻丝实验,探讨了超声椭圆振动攻丝的特点以及低频扭转振动参数对复合振动攻丝的影响。实验结果表明,与低频扭转振动攻丝相比,复合振动攻丝在所选参数范围内能够降低约16%的攻丝扭矩,且在保持攻丝扭矩基本不变的前提下加工效率提高约1倍;低频扭转振动的净切削量越小,回退量越大,主轴转速越低,复合振动攻丝中超声椭圆振动发挥的作用越明显。

基于MPPT的太阳能充电控制器设计与实现

本文设计了一种太阳能充电器,采用STM32F103ZET6单片机作为充电器控制核心,采用降压式变换(BUCK)电路作为充电控制主电路,通过PWM信号脉宽调整蓄电池的充电电压,利用MAX4080检测太阳能电池输出电流,经过计算获得太阳能电池的输出功率,通过扰动观察算法自动调整充电电压使充电功率保持在最大值,实现了最大功率点跟踪技术(Maximum Power Point Tracking,简称为MPPT)。利用MPPT充电技术提高了太阳能电池的充电效率,缩短充电时间至少0.2h,且降低了光照强度变化对充电效率的影响,防止过度充电损坏蓄电池。此外,使用LCD1602液晶显示屏显示充电系统的状态,使用户随时了解太阳能电池板的电能输出情况和蓄电池的充电状态,具有较强的实用性。

铬铁高温合金恒温氧化动力学行为研究

基于金属氧化理论和扩散控速机制,建立了铬铁合金平板高温氧化动力学模型,研究了合金成分、温度、气氛、氧分压等因素对合金氧化行为的影响。结果表明,该氧化动力学模型可较好地定量描述铬铁合金平板氧化过程,模型拟合结果与实验结果吻合程度较好。铬铁合金的氧化特征时间tΦ约为(3~4)×10^(-14)s,氩气中tΦ随合金中铁含量增加总体呈下降趋势,氧分压对合金氧化速率的影响不显著,铬铁合金在氩气中的氧化平衡产物均为Cr_(2)O_(3)。依据高温合金的抗氧化标准,铬铁合金在空气中可达到抗氧化和次抗氧化的评级标准。

融合图像局部和退化表征信息的盲超分辨重建

针对假设的退化模型与实际模型不一致时图像超分辨性能显著降低的问题,提出了一种融合图像空间局部和退化表征信息的深度卷积神经网络模型。首先对低分辨图像提取初始特征和退化表达量;然后构建级联的空间局部信息和退化信息模块以及特征融合块,这些模块进一步级联组成特征变换子网络;最后,利用反卷积层得到高分辨率图像。在基准测试数据集上的实验表明,当高斯核宽度不为0时,算法在采样因子为×2和×4的盲超分辨重建中均取得了较当前主流算法更高的峰值信噪比值(PSNR),其中×2盲超分辨时最高的PSNR值为37.56,×4盲超分辨时最高的PSNR值为31.87,并且与主流算法相比也有较高的重建效率和较好重建视觉效果。

基于分段FFT的抑制载波调相信号载波捕获方法研究

针对在低码速率大频偏范围条件下抑制载波调相信号载波捕获困难的问题,提出了一种改进的基于分段FFT载波捕获方法。该方法根据抑制载波调相信号的载波提取特点,采取了分段并行FFT分析、两级滤波、相干累积和非相干累积的改进措施,以适应低码速率大频偏范围的载波捕获。对改进的基于分段FFT的抑制载波调相信号载波捕获方法进行了仿真。仿真结果表明,改进的方法具有较好的抗噪性能,在低信噪比条件下能够较好地完成载波捕获。

基于天牛须搜索优化支持向量机液压泵故障诊断

为准确地对液压泵的典型故障进行诊断,同时针对支持向量机(Support Vector Machine,SVM)在故障诊断中的参数选择问题,将天牛须搜索算法(Beetle Antennae Search,BAS)应用到SVM的参数优化中,建立BAS-SVM液压泵故障诊断模型,以此来提高SVM在液压泵故障诊断中的性能。液压泵故障诊断实例的结果表明,相比于遗传算法、粒子群算法、果蝇算法等算法的改进算法,BAS得到的SVM参数更优,使SVM获得更高的诊断精度,从而验证了所提方法的有效性。

自适应核相关滤波的运动目标跟踪

为实现复杂环境下的目标跟踪,提出了基于自适应核相关滤波(AKCF)的方法。该方法训练状态转移滤波器和尺寸滤波器分别用于目标位置检测和尺寸变化检测。为适应不同运动速度的目标,跟踪过程中利用卡尔曼滤波估计目标运动速度,以改变目标搜索图像块大小。为适应目标尺寸变化,对尺寸滤波器及尺寸因子实时更新。最后将方法与其他相关算法在典型视频序列中进行验证。实验结果表明,所提方法跟踪性能稳定,实时性强,解决了跟踪过程中的目标运行速度变化及尺寸改变等问题。

基于点线特征的快速单目惯性SLAM算法

以提高弱纹理场景下同步定位与建图(SLAM)算法的定位精度、鲁棒性和运行效率为目的,提出一种基于点线特征的快速单目视觉惯性SLAM算法。算法通过融合点线特征以及惯性测量信息估计出SLAM系统初始运行参数,在SLAM后端通过构建先验误差、惯性测量单元(IMU)测量误差、视觉特征重投影误差、回环检测误差函数进行非线性优化,估计更加精确的相机运动、路标点坐标及IMU状态信息,对算法中的点线特征检测基于计算机统一设备架构(CUDA)并行计算模型设计了并行检测方法。实验结果表明,该算法运行效率相对于串行计算模式有了较明显提升,且在某些场景下具有比VINS-Mono算法更高的定位精度和鲁棒性。

电动静液作动器双惯性建模与高精度位置响应研究

非线性的摩擦会使电动静液作动器产生严重的谐振问题,为此,在对电动静液作动器进行双惯性系统建模的基础上,提出了一种电动静液作动器的谐振比控制方法。首先,分析了电动静液作动器的工作原理,并通过采用由一个低刚度轴连接的两个高刚度惯性体,对电动静液作动器进行了双惯性系统建模;然后,通过采用反馈调制器对作动器静摩擦进行了补偿,并在参数辨识的基础上设计了一种包含反馈控制器和干扰观测器的谐振比控制方法,有效抑制了作动器的振动;最后,在单连杆机械臂实验装置上进行了频率响应和位置响应测试。研究结果表明:电动静液作动器频率响应曲线中观测到的双谐振现象验证了双惯性系统建模的可行性;相比于其他两种常规的比例积分控制方法,该谐振比控制方法的最大超调量仅为0.035 rad,平均响应误差仅为0.005 rad,具有更高精度的位置响应控制性能,在液压传动研究领域中具有较好的参考价值和应用前景。