基于创新工程实践课程的战场无人救助车机构设计

针对新军事条件下提出的基于无人系统为主导的创新工程实践课程的教学改革任务,提出了一种战场无人救助车的机构设计,首先在原理上证明机构的可行性,然后利用慧鱼创意组件搭建机构模型,可基本实现战场环境下对伤病员的火线救助和快速撤离功能,该设计案例作为一项创新成果参加科技竞赛取得了优异成绩,证明创新工程实践课程改革可为造就无人领域高素质人才奠定坚实基础。

基于结构光的火炮身管内径测量系统设计与实现

针对当前火炮身管内径实时测量精度不高、难以满足部队技术保障需求的问题,采取模块化设计思路,研制了一套基于结构光的非接触式测量系统。该系统利用光学成像模块采集结构光图像,在控制模块的协调下,通过传动模块的带动,实现身管炮膛内径的全程测量。实验表明:标定参数β=0. 010 084 37时,身管内径的测量值基本在154. 85～154. 95 mm之间,与设计尺寸相比,测量误差≤0. 013 mm,能满足设计指标需求。

基于STM32的低功耗无线电池监测系统设计

针对目前起动电池、小型设备的电池及其他零散使用的电池的状态监测困难问题,文中将集成了低功耗单片机、A/D采集模块、RFID通信模块及低频唤醒模块的监测电路板封装到电池上,借鉴汽车PKE无钥匙系统低频唤醒的理念,设计了一款基于STM32单片机的低功耗无线电池监测系统。该系统利用RFID技术免接触、远距离、批量读取电池状态信息,并借鉴汽车PKE系统远距离低功耗唤醒的优势,依托STM32L151低功耗单片机,实现了零散分布的蓄电池管理的智能化、高效化。

铅酸蓄电池监测系统发展综述

通过对目前铅酸蓄电池典型应用环境的分析,总结了铅酸电池失效的实际原因;评述了铅酸蓄电池监测系统应用现状,在分析各典型电池监测系统性能特点的基础上,提出了铅酸蓄电池监测系统的研究发展方向。

深孔内表面结构光图像几何畸变校正

在针对深孔类零部件内表面检测过程中因曲面特性引起的结构光图像几何畸变校正问题,一直是深孔内表面检测领域的难点。本文提出了一套针对结构光条纹图像的几何校正算法:该算法首先针对无差别建模的深孔内壁模型内表面进行结构光检测;然后基于离散映射理论搭建深孔内壁模型和内壁展开模型内表面之间的几何位置对应关系;最后基于映射关系校正深孔内表面结构光图像存在的几何错位(畸变)。检测结果表明,所提算法能够有效提高几何错位的校正精度,在不考虑图像边缘的基础上,校正偏差达到亚像素水平;并且因条纹斜率不一致造成的对应条纹最大间距(即距离偏差)控制在1.5 pixel范围内,即0.135 mm。

用于脉冲负载的光伏-混合储能系统

数字式雷达属于一种典型的脉冲负载,其具体特点表现为周期性的功率突增突减。光伏设备中的蓄电池由于充放电速率较慢,对于脉冲负载频繁的功率突变往往无法快速响应;而超级电容凭借其比功率大、充放电速度快的特点可以对尖峰功率做出快速补偿。基于此,文中提出利用混合储能的方法来解决脉冲负载供电中存在的问题。在Matlab/Simulink软件中搭建脉冲负载和光储系统的仿真模型,对比分析了蓄电池对脉冲负载单独储能和混合储能时系统运行参数。仿真结果表明:混合储能方案能有效且稳定地供电。

独立微网逆变器VSG控制惯量阻尼系数自适应研究

针对独立微网中新能源逆变器和发电机组在并联过程中功率振荡和稳态误差大等问题,基于逆变器虚拟同步机控制参数灵活可调的技术优势,提出了一种基于分段自适应惯量、阻尼控制方法,在未明确发电机组的惯量和阻尼参数大小的情况下,以功率差值为计算参数,根据频率变化率分阶段进行惯量与阻尼系数自适应控制,以改善功率分配状态。在Matlab/Simulink中建立仿真进行实验,验证了该控制策略能够有效抑制逆变器与发电机组之间的功率波动和差值,提升独立型微电网中逆变器-发电机组并联系统的稳定性。

自然坐标系SVPWM四桥臂中频逆变器调制策略研究

三相四桥臂中频逆变器逐渐成熟,能满足航电和雷达设备对中频电源的需求,且能在不平衡负载下保持三相电压稳定。为研究逆变器带不平衡负载能力,首先分析了自然坐标系下空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,减少了在αβγ坐标系下坐标变换、矢量选取与占空比计算的复杂性,利于实现DSP数字化控制。通过分析三相四桥臂的平均电流模型,实时采样负载电流并计算参考电压,使逆变器能适应各种不平衡负载,采用PI控制稳定系统输出电压。经仿真和实验验证,逆变器带非线性负载和不平衡负载能力强,输出电压波形THD小。

基于能力培养导向的军校装备课程教学模式改革探索

根据新时期军队院校深化改革的目标要求,以军队工科院校生长学员装备课程教学为例,在客观分析教学现状的基础上,以转变教学理念作为切入点,从优化教学内容体系、创新教学方法、丰富教学手段、完善考评机制四个方面,对以能力培养为导向的课程教学模式进行了改革探索。

直流光储系统混合储能分频控制策略研究

针对直流光储系统中的混合储能部分，在传统的双闭环控制和功率分频控制的基础上，提出针对参考电流的分频控制策略。直接将由电压外环得到的参考电流进行滤波分频，将参考电流中的高频和低频分量分别将其作为超级电容和蓄电池的电流内环的参考值来进行控制，以此来实现功率在超级电容和蓄电池间的合理分配的目的。相较于传统分频控制，该控制策略无须对系统功率进行采样，且方法简单，易于实现。通过仿真软件对该方法进行验证，仿真结果表明，上述控制策略能快速、有效地调节光伏功率输出，抑制直流系统负荷突变引起的电压波动，保证系统的平稳运行。

嵌入式系统设计课程教学的创新策略

为了充分调动学员学习的积极性和主动性,增强学员的动手能力和创新意识,将理论知识应用于工程实践,文章论述了嵌入式系统设计课程教学的创新策略,包括加强教学设计,将理论与实验任务相融合;合理安排实验内容,建立分层衔接的内容体系;改进实践教学方法,突出学员主体地位;改革考核方式,重视学员实践能力培养。

光伏发电系统蓄电池充放电均衡控制仿真研究

为了保证光伏发电系统供电的可靠性及稳定性，为了提高光伏发电系统中蓄电池的运行效率和工作寿命，提出一种基于直流母线电压变化的蓄电池充放电控制策略。控制策略以直流母线电压瞬时值作为输入变量，蓄电池的充放电状态作为输出变量。在确保外界因素发生变化时，光伏发电系统仍能为负载提供稳定可靠电能的同时，避免蓄电池在工作模式之间发生误切换和频繁切换对系统造成的影响。在Matlab／Simulink环境中，搭建了基于双向DC／DC变换器的蓄电池充放电仿真电路，并搭建光储并联供电仿真模型，在不同条件下进行了仿真验证，仿真结果验证了充放电控制策略的有效性。

火炮身管结构光检测系统标定方法研究

火炮身管结构光检测系统工作环境视场小、光线弱,导致传统的标定方法存在较大的局限性。针对这一问题,应用结构光成像原理,提出了一种现场标定方法。以155口径火炮为例,设计了内表面包含多种结构信息的标定筒,利用该方法对标定筒内表面结构光图像进行处理,得到了标定筒内凹槽深度与结构光条纹偏移像素距离之间的关系,进而标定了检测系统结构参数。利用标定完成的检测系统对火炮身管膛线的磨损量进行检测,结果表明,检测绝对误差不超过0.01 mm,符合火炮现场检测的要求。

挡板式叶轮结构的强度校核研究

基于水面矢量推进器,通过省略轮毂和轮辐结构、增加挡板结构与叶片连接,提出了一种新型的挡板叶片式叶轮结构。根据叶片的实际工况,建立了用于求解叶片主应力的数学模型,结合叶片工作载荷,采用第三强度理论进行了强度校核。利用ANSYS有限元分析软件对叶轮的应力情况进行了仿真研究,对仿真和理论结果进行了对比分析,主应力的理论计算值与仿真计算值的偏差分别为7. 7%,1. 7%。

基于NI myDAQ的信号与系统课程实验设计

信号与系统课程由于理论枯燥抽象,学员常常对所学理论一知半解,而实验教学能很好地解决这一问题。传统实验主要基于实验箱和仿真软件,实验箱易老化,仿真软件编程复杂,这两种实验手段教学效果都不理想。利用NI myDAQ和LabVIEW开展信号与系统实验,也是一种很好的实验方式。利用上述软硬件开发出了趣味性的声音信号实验系统,能完成声音信号的基本运算、FFT分析、滤波以及采样定理验证、巴塞瓦尔定理验证等实验,将其应用于学员自主创新实验或课堂演示实验中,对丰富实验手段和改善课堂授课质量会有一定的帮助。

翻转课堂用于军校教学的SWOT分析及策略探讨

针对军校教育教学的特点,对翻转课堂应用于军校教学进行SWOT分析研究,联系军校实际分析其优势、劣势、机会与挑战,构建SWOT策略矩阵,从宏观角度提出“发展性、转化性、促进性、防御性”策略,以期对翻转课堂有效应用于军校教学有所启示和帮助。

面向微振信号的驻极体减振俘能装置设计与建模

随着航天工程的飞速发展以及先进制造业对加工精度要求的持续提高,对低频微振信号的控制与利用越发受到关注.本文采用驻极体材料,参考动力减振器理论,开发了一种面向低频微振环境的减振俘能一体化装置,建立了驻极体减振俘能装置的机电耦合模型.为兼顾减振和俘能的双重要求,本文分析和等效了静电力对系统动力学特性的影响,并进行了参数的评估,提出了适用于驻极体减振俘能的优化方法.建立了AMEsim和Simulink的联合仿真环境,对模型和结果进行了仿真验真.建模和仿真的结果表明,本文建立的驻极体减振俘能装置的机电耦合模型可以准确描述装置的运动过程,建模与仿真的误差在5%以内.驻极体减振俘能装置对参数变化十分敏感,且副结构刚度、初始间距等对减振俘能性能的影响都明显强于副结构阻尼.经过优化,本文设计的驻极体减振俘能装置,能够兼顾减振和俘能需求,可以实现接近于理想动力减振器的减振效果,也可以在牺牲15%减振效果前提下,获得1700 V输出电压和3.1 m W俘能功率.本文建立的机电耦合模型和动态静电力解析模型,有助于理解驻极体减振俘能机构的工作原理,揭示了非线性静电力的变化过程和作用机理.

基于GRU Encoder-decoder和注意力机制的RUL预测方法

深度学习模型可直接建立机械设备的状态与剩余使用寿命(RUL)之间的映射关系,从而避免人工提取特征和建立健康指标的过程。文中基于深度学习理论,提出一种基于注意力机制和时序编码解码器(Encoder-decoder)相结合的RUL预测方法。首先,基于门控循环神经网络(GRU)构建一个时序编码解码器以实现输入序列的重构,其中GRU-Encoder对输入的多元时间序列进行编码;再引入注意力机制对GRU-Encoder在每个时刻的输出向量进行加权融合,以融合后的向量作为编码结果,并将其输入到GRU-Decoder中实现输入序列的重构,同时将编码结果映射为输入样本的RUL。采用CMAPSS数据集对所提方法的有效性进行验证,结果表明,该方法预测精度较高,可行且有效。

微电网虚拟惯量改进自适应控制策略

新能源系统与电网间存在的不相容性,使得新能源接入电网会造成系统频率稳定性下降。为此在充分发挥电压源型逆变器原有的快速精确控制特性的基础上,从控制特性、响应能力和灵活性三个方面入手,提出一种基于新能源微电网的惯量自适应控制策略。一方面,微电网系统应具备提供惯性响应和一次调频响应的辅助服务能力,参与全网的有功功率平衡和频率稳定调节;另一方面,微电网系统也需根据不同的工作条件对响应特征进行动态调整,以确保稳定性,从而增强其操作的灵活性。

Al_(2)O_(3)-TiCN涂层硬质合金刀具干切削N型HT250灰铸铁表面粗糙度研究

基于正交试验,采用Al_(2)O_(3)-TiCN涂层硬质合金刀具干切削N型HT250灰铸铁,研究切削速度、进给量和背吃刀量对表面粗糙度的影响及机制,为N型HT250的切削提供理论依据。结果表明:Al_(2)O_(3)-TiCN涂层硬质合金刀具切削N型HT250的表面粗糙度优于普通HT250,尤其在低切削速度(v_c=100 m/min)的情况下,N型HT250表面粗糙度更具优异性;对N型HT250表面粗糙度影响最显著的因素是进给量,其次是背吃刀量,切削速度对表面粗糙度的影响程度相对较小;表面粗糙度随着进给量的增加而显著增加,随着背吃刀量的增加先减小后增大,当a_p=1 mm时,表面粗糙度综合表现最佳。