工程应用型地方大学“卓越计划”教学改革探究——以湖南工程学院自动化专业为例

“卓越计划”是高等学校培养工程应用型人才的重要手段,是完善教育体系的重要举措。文章结合湖南工程学院自动化专业“卓越计划”的实施现状,对面向“卓越计划”的工程应用型地方大学自动化专业存在的现有课程体系不适应、产教研联系不紧密、企业类型参差不齐、学生主动性较差等问题进行分析。并提出几点思考,以期与同行一起探讨工程应用型地方大学自动化专业在“卓越计划”背景下的工程能力培养体系构建及综合质量提升举措。

新工科背景下的创新创业人才培养探索——以湖南工程学院电气类专业为例

新工科建设是加快推进新经济发展的重要举措,如何认识和理解新工科建设的内涵,关系到我国新经济是否能长期高效发展。创新创业能力是对新工科培养的工程科技人才的首要能力要求,所以我们想要建设好新工科,首先就要积极引导学生的创新创业能力培养。该文首先介绍了新工科的建设背景与创新创业的培养现状,其次提出了电气类创新创业人才能力培养的几点新举措,最后总结了新举措的实施效果,以期为高校开展新工科建设下的创新创业能力培养提供些一些新思路。

3D打印实践课程课堂教学设计--以湖南工程学院产品设计专业3D打印综合训练为例

基于3D打印实践教学优势,本文探讨了党史教育融入3D打印技术实践教学,以及PBL模式的教学法在产品设计专业的实施过程,并结合情景教学法,阐述了3D打印实践课程课堂教学设计,包括课程导入、3D打印技术概述、相关场景的选择、场景还原方案的可行性验证、模型的制作、设备日常维护等内容,全过程融入思政元素,使学生掌握3D打印技术原理与工艺,并回顾解放战争的历史,最后对课堂效果进行了问卷调查,对结果进行分析和总结。课程实践结果表明,针对产品设计专业所开展的教学活动,充分展现了学生美术专业背景的优势,同时,教师隐形地将工科理论和实践知识传导给了学生,激发每个组员的积极性,开放式的课堂使得学生既有选择主题的权利,又不偏离教师基本的教学内容,使得学生学习兴趣空前浓烈,提高了学生的三维设计能力、科学思辨能力、学科综合能力,实践课程的可适应度得到提高,对同类课程有一定参考意义。

新工科背景下新能源科学与工程专业人才培养研究与实践

为了适应新工科在人才定位、培养目标、教学过程、教学条件、办学特色等方面的特殊要求,本文结合新能源科学与工程专业的教学与实践,围绕该专业人才培养方案的修订、课程体系建设及教育教学过程进行探索与研究。

载波调光技术及其在照明工程中的应用

为解决直流集中供电技术在工程应用中存在的问题,提出了一种载波调光技术,通过在配电柜中引入载波调光模块,结合灯具上的直流调光驱动电源,实现了高性价比的分回路光亮度调整。经某地铁实际工程验证,载波调光技术在直流照明配电工程中的应用有效、合理,电能质量好,单回路调光成功率达100%,可节省80%以上施工时间。

串并联型海上风电场机组均压控制

针对串联型风机簇产生弃风的问题,在直流侧添加基于超级电容的储能单元,并在串联簇中设置一台参考机组,通过控制双向DC/DC变换器的吸收、释放电能,使同串联簇中除参考机组之外的其他机组向直流汇集母线上输出的功率相同,使直流风机风电功率和风机出口电压一致,实现基于超级电容储能的直流机组的均压控制,以此减少直流风机串联簇各机组间的风电功率差,降低弃风率。针对传统两相DC/DC变换器电感电流纹波大,两相电流不均衡等问题,采用了一种移相均流控制策略。最后,在Matlab/Simulink搭建了仿真模型,仿真结果验证了所提出的策略的有效性。

工科研究生过程思政教育改革探索与实践

研究生的培养管理关系创新型国家建设,其思政教育日益重要。目前,研究生思政的实践和研究成果主要集中在课程思政方面,虽然部分研究者探讨了全员育人、全程育人、全方位育人等三全育人的理论和方式,但大多仍只考虑教育方式,忽视了研究生的内在需求,影响了教育效果。本文探讨思政教育如何提高研究生的能力问题,从研究生专业能力培养中的学习目标、专业知识、职业技能、科学思维四个方面出发,构建全过程研究生思政教育体系,在服务国家发展的目标下,引导研究生塑造正确的人生观、世界观,实现人生价值。过程思政不仅解决思政教育形式单一,效果不佳等问题,还提高了研究生的科学思维、专业能力,具有较好的教育效果。

6DOF机械臂运动学分析与轨迹规划仿真

为改善6DOF机械臂DOBOT CR3在运动过程中出现的关节抖动、运动轨迹偏差的问题,提出在关节空间采用7次多项式插值算法对机械臂的运动轨迹进行规划。首先采用标准DH(Denavit Hartenberg)参数法建立6DOF机械臂仿真模型并进行正逆运动学分析解出其存在的八组逆解。其次使用蒙特卡罗法画出机械臂的空间点云图,给出机械臂的工作空间范围。最后基于MATLAB对7次多项式插值算法进行运动轨迹规划实验并对常用多项式插值算法进行对比分析。结果表面,经7次多项式插值算法所规划的运动轨迹在空间中平滑连续、无突变,很好满足了实际生产需求。

基于联邦学习的智能电网AMI入侵检测方法研究

高级量测体系(Advanced Metering Infrastructure,AMI)是建设智能电网及泛在电力物联网的关键一环。随着海量终端接入和异构通信网络组件的应用,AMI遭受网络攻击的风险大大增加。针对传统AMI网络攻击入侵检测方法存在主站计算压力过大、抗灾能力弱以及识别精度不足的问题,提出一种基于联邦学习的AMI入侵检测方法。首先,构建面向AMI的联邦学习入侵检测模型,在模型中集成联邦学习框架;然后,设计一种边缘侧的融合决策树的轻量级入侵检测算法,并提出跨台区云边协同的联合训练方法,实现跨台区经验的共享,提升入侵检测性能;最后,基于NSL-KDD数据集进行仿真验证,结果表明,与集中式、联邦学习与神经网络的入侵检测模型相比,所提方法准确率可达99.76%,误报率仅为0.17%。同时减少了检测时间,提高了通信效率,并且保证数据不离开本地,降低了数据隐私泄露的风险。

电力高级量测体系网络攻击致损路径图构建及风险评估

高级量测体系(AMI)是新型电力系统的重要组成部分,随着大量智能终端和异构通信链路广泛接入,网络攻击的风险与日俱增。因此,提出电力AMI网络攻击致损路径图构建及风险量化评估方法,量化分析网络攻击对系统的影响。首先,考虑AMI中的3种网络攻击场景,构建了各场景攻击致损路径图及贝叶斯攻击图。其次,考虑到漏洞利用的难度和攻击者的技术水平,建立了漏洞平均攻破时间(MTTC)模型,计算各攻击目标的攻破概率。然后,建立了针对AMI虚假数据注入的负荷损失评估模型,求解出负荷削减问题,并结合攻击概率提出了安全风险综合定量评估模型。最后,基于IEEE 39节点系统,对比分析了不同级别攻击者在AMI不同攻击致损路径下的MTTC,计算了网络攻击下系统的安全风险值,验证了所提方法的有效性。

地方高校电子信息类专业实践教学体系构建

针对目前地方高校毕业生结构性失业的现状,本文基于对电子信息产业人才需要的分析,提出了应用型本科中电子信息类专业的实验实践教学体系的优化方案,并详细分析了每个子系统的功能,且在实施过程中实时完善该方案,以响应教育部提出的地方高校本科向应用技术和职业教育类转型的指示。

基于弛豫电压的锂离子电池内短路分级检测方法

为了提高锂离子电池在运行过程中的内短路故障检测效率,提出基于弛豫电压的锂离子电池内短路分级及检测方法。首先根据内短路电池暂停放电后的弛豫电压曲线特征,基于支持向量机模型对电池内短路等级进行分类。然后根据分类结果,提出相应的电池内短路故障检测方法。对于中期内短路电池,立即令其退出电池系统;对于早期内短路电池,利用卡尔曼滤波(Kalman filtering,KF)算法实时计算电池荷电状态(state of charge,SOC)偏差;对于无短路电池,保持原检测措施。最后对所提分类及检测方法进行实验验证。实验结果表明该分类方法的正确率受弛豫电压序列的采样总时间长度和采样间隔时间影响,增加恒流恒压充电阶段获取的特征数据能进一步提高内短路分类结果的正确率,实时检测电池SOC偏差的方法能及时发现异常的早期内短路电池。

基于自适应VSG控制策略永磁直驱风电系统研究

高比例风力发电使用大量的电力电子装置接入电网,本身不能像传统的同步发电机一样具备内在的惯性响应特性,在受到外界扰动时很难支撑风电系统自身频率的稳定性。常规的虚拟同步机(VSG)控制在惯量主动支撑方面很难满足实际运行需求,因此提出一种灵活自适应旋转惯量、阻尼综合VSG永磁直驱风电系统控制策略。首先,建立虚拟同步机永磁直驱风电系统机侧、网侧控制单元模型以及网侧和机侧之间的电流前馈控制单元。对风电VSG系统进行稳定性分析及参数整定。其次,设计自适应旋转惯量、阻尼综合控制规律,并对控制规律相关参数进行分析。最后,基于自适应灵活旋转惯量、阻尼综合控制规律建立风电系统仿真模型。通过仿真验证了该方法的可行性,仿真结果表明:该方法应用于风电系统相比于VSG/自适应旋转惯量VSG具有更好的调频特性以及具备直流母线抗扰动调压的特性。

基于PatMax视觉引导的机械臂末端轨迹规划与控制

该文旨在介绍一种基于PatMax视觉引导的机械臂末端轨迹规划与控制方法。该系统主要是利用了美国Cognex公司旗下的VisionPro机器视觉开发软件,开发环境为C#语言环境,主要完成了视觉定位系统硬件设计、3D相机的预处理采集及校准和图像定位等核心工作。首先利用了视觉传感器来采集目标物体的姿态和位置信息,并采用PatMax算法对目标物体进行识别和定位。不同于传统方法,该方法采用了2D到3D的图像数据转换成点云数据,从而实现了无需人工示教。该方法具有高精度和稳定性,并且可以实现机械臂末端轨迹规划和控制。通过PatMax算法,该系统可以达到2 mm图像定位精度。该精度下的机械臂轨迹规划和控制在实际工业,特别是机器人领域中有着重要的应用价值。

基于改进粒子群算法的智能微电网多目标调度

微电网优化调度是一个复杂问题,具有多个目标和非线性特征,仅以运行成本为目标的优化方法可能导致解决方案单一且运行环境受到影响.本文提出了一种经济、环保和创新的微电网调度模型,并对微电网中的微型燃气轮机、风力发电机、光伏发电、柴油发电机和电池等进行了详细的优化研究.构建了一种将运行成本和环境保护成本结合在一起的多目标模型.采用多目标粒子群优化算法(MOPSO)求解,以满足各种系统约束条件.该方法旨在确保微电网的运行在经济和环境方面都能取得最佳效果.这一模型提供了一个更全面和实用的框架,为微电网实现经济性和环境友好性的运行提供了重要指导.

14极12槽定子模块化永磁电机的性能分析

永磁电机的定子模块化结构有利于大型电机的制造、运输、组装和维护,对于可模块化且极数多于槽数的电机,定子模块化结构还能提高电机的部分性能。利用有限元软件分析了定子模块化结构对14极12槽永磁电机性能的影响,结果表明,模块化结构对定子磁密、转矩和损耗等参数有影响,可利用合适的模块间隙宽度来提高电机负载转矩并降低转矩脉动。

永磁同步电机新型滑模观测器无传感器控制

针对采用符号函数的滑模观测器控制系统由于高频信号的切换导致系统出现较大抖振及相位延迟等问题,提出一种新型滑模观测器.该滑模观测器采用准滑动模态中的饱和函数以代替传统滑模观测器当中的符号函数,并通过李亚普诺夫稳定性判据对系统进行稳定性分析,通过MATLAB/Simulink软件搭建控制系统仿真模型验证其有效性.仿真结果表明,采用新型滑模观测器能够有效削弱抖振现象,并且能够准确估算转子位置以及转速信息.

基于工程教育专业认证的地方高校“卓越计划”人才培养模式探索与实践

工程教育专业认证是实施卓越工程师培养计划的底线和标准,其中实践教学体系是工程教育中的重要环节,大多地方高校卓越计划实施需入企学习一年,为切实提高工程实践能力,在不同企业学习如何达到专业认证标准成为卓越计划实习的关键问题。本文以湖南工程学院实施卓越计划校企联合“3+1”培养方式为例,结合工程教育专业认证标准,从培养目标和毕业要求提出、课程体系构建、实践育人体系、校企联合实践培养特色等方面对人才培养进行深入分析与改革,探索出在新形势下地方高校应用型卓越工程师人才培养模式,有效提升了人才培养质量,取得了一定阶段性成效,可为相关地方院校提供有效方向与参考。

逆变型分布式电源接入配电网的电流纵联保护研究

针对逆变型分布式电源(IIDG)接入的配电网,首先在新的并网规程下,分析了IIDG的故障特性,提出了故障等值模型;然后根据IIDG接入配电网故障时,线路两端故障电流的比值分布情况,指出现有电流纵联保护方案不能准确区分区内外故障与高投资的缺陷,提出一种主保护结合辅助保护的电流纵联保护新方案,辅助保护只需要在主保护不能正确区分区内外故障的情况下进行配置,减少了投资。最后,通过标准的IEEE 33节点线路进行仿真,验证了该方案的可行性,为大量IIDG接入配电网后的保护提供可靠的保障。

基于Boost变换器的D-PMSG风力发电系统MPPT控制

为了提高直驱永磁风力发电系统的最大功率点跟踪控制性能,通过对Boost占空比变化与风力机输出特性的关系分析,提出一种基于模糊梯度步长爬山搜索法,将风力机输出转速变化量和风力机输出功率变化量作为模糊控制器的输入量,Boost变换器的占空比作为模糊控制器的输出量,实现风力机最大功率点跟踪控制。建立了系统仿真模型并进行仿真验证,结果表明,模糊梯度步长爬山搜索法能实现直驱永磁风力发电系统的最大功率点跟踪控制,控制效果优于传统变步长爬山搜索算法。