導(dǎo)言：作為寫(xiě)作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇航空機(jī)電工程論文，它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

一、課題研究的背景

高等職業(yè)教育作為我國(guó)高等教育不可或缺的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著為國(guó)家培養(yǎng)并輸送生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)第一線高素質(zhì)應(yīng)用型技術(shù)人才的重任。高職教育目標(biāo)定位在培養(yǎng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)一線需要的實(shí)踐能力強(qiáng)、具有良好職業(yè)道德的高技能人才。加強(qiáng)對(duì)高職學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)已成為提高培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵。綜合素質(zhì)的培養(yǎng)需滲透在教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)，尤其作為就業(yè)前綜合性工程訓(xùn)練的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是高職院校學(xué)生在系統(tǒng)掌握專業(yè)知識(shí)和技術(shù)的基礎(chǔ)上，將所學(xué)知識(shí)和能力進(jìn)行綜合應(yīng)用和鍛煉的一種行之有效的手段，是理論與實(shí)踐密切結(jié)合的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，更是培養(yǎng)和提高學(xué)生分析、解決實(shí)際問(wèn)題能力的一個(gè)平臺(tái)，也是學(xué)生走向社會(huì)、獨(dú)立開(kāi)展工作的一座橋梁。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生可以獲得感性知識(shí)，更好地掌握職業(yè)技能，養(yǎng)成理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)和獨(dú)立工作的能力，促進(jìn)良好職業(yè)習(xí)慣和職業(yè)道德的養(yǎng)成。可以說(shuō)，它對(duì)培養(yǎng)人才起著十分重要的作用，并且這種作用是其他教學(xué)手段無(wú)法替代的。加強(qiáng)對(duì)高職畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)模式的改革，對(duì)高職院校適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重大意義。但高職院校教師教學(xué)工作負(fù)擔(dān)過(guò)重、投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上學(xué)校發(fā)展的需求等矛盾卻日益突顯，學(xué)生水平參差不齊等問(wèn)題也不容回避。因此，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)模式改革、提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量是一個(gè)值得深入研究的課題。

二、高職院校畢業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析

近年來(lái)，各高職院校都在積極探索畢業(yè)設(shè)計(jì)工作新思路，但有些院校畢業(yè)設(shè)計(jì)工作改革傾向于將學(xué)生推向社會(huì)，變畢業(yè)設(shè)計(jì)為企業(yè)實(shí)習(xí)、變畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為單純的畢業(yè)論文等。高職院校這種畢業(yè)設(shè)計(jì)的“改革”傾向固然有其深層次的背景：我國(guó)的高校畢業(yè)生面臨著嚴(yán)峻的就業(yè)難局面，許多高校學(xué)生在最后一個(gè)學(xué)期幾乎都在校外找工作，急于上崗。但是，這種一味地“推出校門(mén)”式的“改革”使畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)形同虛設(shè)，畢業(yè)設(shè)計(jì)沒(méi)有實(shí)質(zhì)內(nèi)容，只有畢業(yè)論文的形式存在，畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯更是流于形式。

根據(jù)對(duì)平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械工程系部分學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀的調(diào)查結(jié)果，我們可以看出還存在不少的問(wèn)題。例如：畢業(yè)設(shè)計(jì)的材料來(lái)自書(shū)籍、報(bào)刊或網(wǎng)絡(luò)，存在抄襲問(wèn)題；畢業(yè)設(shè)計(jì)選題沒(méi)有結(jié)合實(shí)際，內(nèi)容空洞、陳舊、重復(fù)；畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間與學(xué)生找工作時(shí)間重疊；畢業(yè)論文寫(xiě)作不夠規(guī)范、基本功不夠扎實(shí)；等等。有鑒于此，改變畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的運(yùn)行模式是高職院校迫在眉睫的選擇。如果長(zhǎng)期維持下去不進(jìn)行改革，畢業(yè)設(shè)計(jì)必將成為制約高職院校教育質(zhì)量提高的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必將對(duì)高職院校人才培養(yǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響。如何突破這一瓶頸，已成為高職院校教學(xué)改革亟待解決的問(wèn)題。本課題的提出就是針對(duì)目前畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)普遍存在的問(wèn)題，以畢業(yè)設(shè)計(jì)模式改革為突破口，在平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)中進(jìn)行一些有益的探索。

三、高職院校畢業(yè)設(shè)計(jì)模式改革思路

畢業(yè)設(shè)計(jì)模式改革選擇平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械工程系2008級(jí)部分專業(yè)的學(xué)生，通過(guò)分析查找現(xiàn)有的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題，在畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐時(shí)間周期模式、畢業(yè)設(shè)計(jì)課題選擇與指導(dǎo)教師學(xué)術(shù)造詣提高模式、畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范量化改革模式等方面進(jìn)行研究。

第一，畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)間周期模式改革。傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)間是第6學(xué)期的前10周，鑒于這個(gè)時(shí)間學(xué)生畢業(yè)在即，把找工作放在首位，畢業(yè)設(shè)計(jì)容易流于形式，我們將畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)提前到第5學(xué)期的前10周進(jìn)行，這樣學(xué)生就能夠在校安心進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。

第二，高職院校畢業(yè)設(shè)計(jì)選題要有工程訓(xùn)練背景和較強(qiáng)的實(shí)踐價(jià)值，要達(dá)到既有綜合訓(xùn)練又有綜合素質(zhì)培養(yǎng)的目的。在選題方式上，多選用來(lái)源于企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的題目，也可由校企雙方協(xié)同指導(dǎo)。題目類(lèi)型在滿足教學(xué)基本要求的基礎(chǔ)上，提倡真題真做，這樣能夠使學(xué)生感到自己做的課題有價(jià)值、有意義，產(chǎn)生成就感和創(chuàng)作的欲望，激發(fā)學(xué)生搞畢業(yè)設(shè)計(jì)的積極性和責(zé)任感，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并推動(dòng)學(xué)?？蒲泄ぷ鞯拈_(kāi)展。

第三，突出高職特點(diǎn)，加強(qiáng)指導(dǎo)教師隊(duì)伍建設(shè)。高職工科教育以培養(yǎng)生產(chǎn)第一線應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)，要提高畢業(yè)設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量，關(guān)鍵是提高教師隊(duì)伍的學(xué)術(shù)水平。只有讓高職教師多參加社會(huì)實(shí)踐，才能提高他們的指導(dǎo)能力。指導(dǎo)教師應(yīng)有合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)，具有較高的科研水平，能指導(dǎo)學(xué)生制定切實(shí)可行的畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)劃。

第四，加強(qiáng)專業(yè)文獻(xiàn)閱讀，注意綜合能力的培養(yǎng)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)初期，安排一周時(shí)間廣泛查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料，有助于了解畢業(yè)設(shè)計(jì)題目相關(guān)前沿的學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，拓寬知識(shí)面，同時(shí)也有助于學(xué)生提出課題的初步研究方案。

第五，堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)，全面考核。畢業(yè)設(shè)計(jì)的考核由導(dǎo)師評(píng)語(yǔ)、專家評(píng)閱和論文答辯等環(huán)節(jié)組成。導(dǎo)師評(píng)語(yǔ)主要評(píng)價(jià)學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間的實(shí)際表現(xiàn)，如學(xué)習(xí)態(tài)度、綜合能力和畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成情況等。專家評(píng)閱主要對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)方案的合理性、數(shù)據(jù)采集的可靠性、結(jié)論的正確性及論文撰寫(xiě)的質(zhì)量等提出評(píng)審意見(jiàn)。因此，應(yīng)加強(qiáng)管理，規(guī)范評(píng)語(yǔ)的內(nèi)容要點(diǎn)，未經(jīng)認(rèn)真評(píng)閱的論文不予提交答辯組；要加強(qiáng)答辯小組的師資配備、答辯環(huán)境的學(xué)術(shù)氛圍營(yíng)造和答辯程序的規(guī)范。

四、高職院校畢業(yè)設(shè)計(jì)模式改革取得的成效

實(shí)踐證明，對(duì)2008級(jí)部分學(xué)生實(shí)行畢業(yè)設(shè)計(jì)模式改革，指導(dǎo)教師有針對(duì)性地認(rèn)真進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)，幫助學(xué)生通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)理論知識(shí)有更深刻的理解，可以有效提高教學(xué)質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的連貫指導(dǎo)，加大學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)，大幅度提高學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。畢業(yè)設(shè)計(jì)模式改革取得的成效歸納起來(lái)有以下六個(gè)方面。

一是推動(dòng)了教學(xué)改革，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供了機(jī)會(huì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的改革，要求教師重視科研，爭(zhēng)取各類(lèi)課題，可以進(jìn)一步把產(chǎn)學(xué)研結(jié)合起來(lái)。

二是增強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的銜接和統(tǒng)一，有利于系統(tǒng)訓(xùn)練，多出成果。選擇恰當(dāng)?shù)漠厴I(yè)設(shè)計(jì)與制作課題能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，最大限度地提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。通過(guò)導(dǎo)師的指導(dǎo)以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，可以大幅度提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

三是促進(jìn)了畢業(yè)設(shè)計(jì)與學(xué)生擇業(yè)的有機(jī)結(jié)合。由于學(xué)生提前進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)，系（部）應(yīng)加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)的組織與管理，既有利于搞好畢業(yè)環(huán)節(jié)教學(xué)，又有利于學(xué)生就業(yè)選擇。學(xué)生可以安心做設(shè)計(jì)、寫(xiě)論文，并合理安排求職時(shí)間；對(duì)用人單位來(lái)說(shuō)，能夠提高錄用人才的效率，縮短“磨合期”。

四是提高了學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)性。畢業(yè)設(shè)計(jì)模式改革使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸到具有企業(yè)背景的題目，學(xué)到大量書(shū)本上學(xué)不到的知識(shí)，實(shí)踐能力大幅度提高，為畢業(yè)后從事的工作奠定了一定的基礎(chǔ)，尤其是參與企業(yè)項(xiàng)目，使學(xué)生積累了寶貴的工作經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)社會(huì)適應(yīng)性。

五是強(qiáng)化了師資隊(duì)伍建設(shè)，促進(jìn)了教學(xué)相長(zhǎng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)模式改革要求教師要不斷地提高自身素質(zhì)、提升科研水平和實(shí)踐技能。學(xué)生有機(jī)會(huì)直接參與教師的科研課題，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，最大限度地挖掘?qū)W生潛力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

六是學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量明顯提高。學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)范程度大幅度提高，論文表述更加符合科技論文國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，大大增加了論文的可讀性，強(qiáng)化了對(duì)學(xué)生科學(xué)研究、工程實(shí)踐的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

篇2

基金項(xiàng)目：湖南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2011年項(xiàng)目（湘教科規(guī)領(lǐng)[2011]003號(hào)）湖南省機(jī)電工程及控制大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練中心、湖南省機(jī)械類(lèi)校企合作人才培養(yǎng)基地、湖南省機(jī)電工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)項(xiàng)目。

中圖分類(lèi)號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

實(shí)踐教學(xué)是加深理論認(rèn)識(shí)、鞏固理論知識(shí)和夯實(shí)理論基礎(chǔ)的有效手段，是拓展知識(shí)視野、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的必要環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實(shí)際、培養(yǎng)學(xué)生掌握科技技術(shù)和提高工程實(shí)踐能力的重要平臺(tái)。系統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)和專業(yè)的應(yīng)用能力培訓(xùn)，能有效幫助大學(xué)生挖掘潛在的興趣，引導(dǎo)和激發(fā)他們的求知欲、培養(yǎng)他們的探索精神和探索能力，讓他們?cè)诶碚搶W(xué)習(xí)和工程實(shí)踐中成長(zhǎng)為社會(huì)需要的人才[1]。湖南理工學(xué)院機(jī)械電子工程（集成化傳動(dòng)控制、機(jī)電運(yùn)動(dòng)控制方向）、材料成型及控制工程（模具、焊接方向）和機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造方向）等專業(yè)一直注重培養(yǎng)本科生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神，提出了“基礎(chǔ)實(shí)踐―綜合提高―課外拓展―工程創(chuàng)新”分步驟、分層次的大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練體系。依托湖南省機(jī)電工程及控制大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練中心，通過(guò)在時(shí)間、空間等方面全方位開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室、提供與課程內(nèi)容銜接緊密的自主實(shí)踐活動(dòng)等方式，探索和構(gòu)建基于信息技術(shù)的開(kāi)放性實(shí)踐育人模式，實(shí)現(xiàn)教-學(xué)-研―用互動(dòng)共贏，切實(shí)為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)機(jī)械類(lèi)高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

本文以信息技術(shù)環(huán)境和活動(dòng)理論為基礎(chǔ)，分析了它們的開(kāi)放特性和分布特性。通過(guò)揭示信息技術(shù)環(huán)境下的實(shí)踐活動(dòng)實(shí)質(zhì)，研究地方理工院校如何針對(duì)培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神工程技術(shù)人才構(gòu)建實(shí)踐訓(xùn)練體系。

1 信息技術(shù)視域下的實(shí)踐活動(dòng)分析

底只是信息技術(shù)環(huán)境最突出的特征。因此可以說(shuō)基于信息技術(shù)的實(shí)踐活動(dòng)是一種數(shù)字化的學(xué)習(xí)實(shí)踐?！皵?shù)字化實(shí)踐”是一種新型的、以先進(jìn)的信息技術(shù)為重要支撐的學(xué)習(xí)形態(tài)[2]。要想開(kāi)展以數(shù)字化技術(shù)為支撐的實(shí)踐活動(dòng)，人們必須創(chuàng)建多種多樣的信息化平臺(tái)?；顒?dòng)理論不僅為我們提供了分析傳統(tǒng)實(shí)踐活動(dòng)中所存在問(wèn)題的理論基礎(chǔ)，還為我們提供了信息技術(shù)背景下學(xué)習(xí)創(chuàng)新、工程創(chuàng)新和教學(xué)改革的思路。

1.1 活動(dòng)的交互性

新學(xué)習(xí)觀認(rèn)為：學(xué)習(xí)是信息技術(shù)支撐下主客體社會(huì)性的交互活動(dòng)[2]。這觀點(diǎn)包括兩個(gè)方面的含義：首先，活動(dòng)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者主體的一種主動(dòng)的自覺(jué)的活動(dòng)；其次，這種活動(dòng)可以以當(dāng)前先進(jìn)的信息技術(shù)作為支撐。有學(xué)者把活動(dòng)當(dāng)作一個(gè)維度，把技術(shù)當(dāng)作另外一個(gè)維度，從而建立了一個(gè)二維坐標(biāo)，并以此把學(xué)習(xí)活動(dòng)分為四種類(lèi)別：低技術(shù)含量且學(xué)生消極被動(dòng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)方式就是如此；中等技術(shù)含量，但學(xué)習(xí)者卻比較主動(dòng)自覺(jué)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，傳統(tǒng)課堂環(huán)境下的發(fā)現(xiàn)式教學(xué)學(xué)習(xí)方式便是這種活動(dòng)的代表；高技術(shù)含量但學(xué)習(xí)者消極被動(dòng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，一些技術(shù)神化思潮下的教育信息化所帶來(lái)的書(shū)本搬家、黑板搬家、課堂搬家就屬于這一類(lèi)；技術(shù)含量高且學(xué)習(xí)者積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，這種信息技術(shù)背景下的學(xué)習(xí)活動(dòng)集成了前述幾種學(xué)習(xí)活動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，摒棄了它們的不足[3]。

活動(dòng)理論認(rèn)為人類(lèi)的所有經(jīng)驗(yàn)都或多或少的受到其所用工具和符號(hào)系統(tǒng)的制約[4]。信息技術(shù)背景下的活動(dòng)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)是一種以目標(biāo)為導(dǎo)向的積極主動(dòng)活動(dòng)，這種活動(dòng)非常重視學(xué)習(xí)者之間的分工和合作，并且強(qiáng)調(diào)以工具、技術(shù)來(lái)加強(qiáng)和促進(jìn)學(xué)習(xí)對(duì)象和學(xué)習(xí)者之間的主體、客體交互以及社會(huì)交互。對(duì)于信息技術(shù)背景下的學(xué)習(xí)實(shí)踐來(lái)說(shuō)，理清以下內(nèi)容非常重要：學(xué)習(xí)者應(yīng)如何借助信息技術(shù)手段與學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行有效的交互；學(xué)習(xí)者主體之間如何開(kāi)展有效的社會(huì)互；學(xué)習(xí)者主體之間如何創(chuàng)建和諧的共同體及共同體的社會(huì)性發(fā)展。

1.2 活動(dòng)的類(lèi)型

活動(dòng)理論認(rèn)為：信息技術(shù)環(huán)境下的學(xué)習(xí)活動(dòng)是以學(xué)生為中心的活動(dòng)，必須充分發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主觀能動(dòng)性或者說(shuō)主體性。信息技術(shù)背景下的學(xué)習(xí)活動(dòng)具有開(kāi)放性、分布式特點(diǎn)，這些特征不僅克服了傳統(tǒng)教學(xué)所固有的制度方面約束，還消除了教師在這種帶有集權(quán)式特征教學(xué)形式的權(quán)威，使學(xué)習(xí)者主體所享有的權(quán)利實(shí)至名歸。以活動(dòng)理論作為指導(dǎo)，以信息技術(shù)為支持的學(xué)習(xí)環(huán)境于是便能突破傳統(tǒng)思維的框架，從而形成以學(xué)習(xí)者積極主動(dòng)活動(dòng)為重要核心的新型實(shí)踐教學(xué)范式。

以活動(dòng)理論作為框架，我們可以將信息技術(shù)背景下學(xué)習(xí)者主體的活動(dòng)分為三種類(lèi)型：① 以外在的客體為對(duì)象的主體活動(dòng)。這種活動(dòng)主要是學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，了解生產(chǎn)的活動(dòng)。這是學(xué)習(xí)者主體與作為客體的學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的交互；② 以外在的其他主體、團(tuán)隊(duì)共同體和社會(huì)作為對(duì)象而開(kāi)展的主體性活動(dòng)。這是學(xué)習(xí)者主體之間的一種社會(huì)互；③ 以內(nèi)在的客體自我為對(duì)象開(kāi)展的主體活動(dòng)。相對(duì)于前兩種活動(dòng)，這是一種層次更為深刻的活動(dòng)，說(shuō)明學(xué)習(xí)者主體已經(jīng)經(jīng)歷了一個(gè)否定之否定的發(fā)展、提升過(guò)程。經(jīng)過(guò)這一自我意識(shí)和自我超越的過(guò)程，學(xué)習(xí)者便能獲得最深層次的情感體驗(yàn)[2]。

1.3 活動(dòng)的動(dòng)機(jī)激發(fā)與知識(shí)內(nèi)化

信息技術(shù)背景下的以外在的客體為對(duì)象的主體活動(dòng)類(lèi)型要求學(xué)習(xí)者必須有明確的目標(biāo)，以此為導(dǎo)向從而實(shí)現(xiàn)作為客體的知識(shí)在學(xué)習(xí)者主體上實(shí)現(xiàn)內(nèi)化[5]。信息技術(shù)背景下的學(xué)習(xí)活動(dòng)明確要求學(xué)習(xí)者主體必須以具體明確的目標(biāo)為導(dǎo)向。這意味著在面對(duì)具體學(xué)習(xí)內(nèi)容時(shí)，學(xué)習(xí)者主體時(shí)時(shí)刻刻應(yīng)保持強(qiáng)大而純正的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)以及濃厚高漲的學(xué)習(xí)興趣。信息技術(shù)背景下學(xué)習(xí)者主體學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的激發(fā)，雖然包含了傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境下學(xué)習(xí)者主體動(dòng)機(jī)的激發(fā)過(guò)程和保持持續(xù)性，但更為重要的是要怎樣讓眾多學(xué)習(xí)者主體所組成的目標(biāo)共同體始終保持高昂濃厚的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。只有這樣，才能夠讓學(xué)習(xí)者主體在社會(huì)性實(shí)踐活動(dòng)中敢于面對(duì)不同挑戰(zhàn)，并一直保持和充滿好奇心；也才能讓學(xué)習(xí)者主體所組成的目標(biāo)共同體中的個(gè)體在這些實(shí)踐活動(dòng)中既能維持良性的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，又能促進(jìn)個(gè)體相互之間的親密無(wú)間的協(xié)同合作。

對(duì)于信息技術(shù)背景下學(xué)習(xí)活動(dòng)的其它兩種類(lèi)型，他們不單單涉及到知識(shí)內(nèi)化，還要涉及到有關(guān)社會(huì)往的其它問(wèn)題?；顒?dòng)理論指出個(gè)體心理機(jī)能的發(fā)展過(guò)程，主體和與之起中介作用的人造制品和社會(huì)情境的互動(dòng)作用有著非常重要的影響。同時(shí)很多學(xué)者也一致認(rèn)為人類(lèi)所有經(jīng)驗(yàn)在不同程度上都受到我們所使用的工具和相應(yīng)符號(hào)系統(tǒng)的制約[3]。以信息技術(shù)作為技術(shù)支撐的信息化學(xué)習(xí)環(huán)境附有多種數(shù)量龐大的技術(shù)工具，從而幫助學(xué)習(xí)者主體來(lái)完成知識(shí)內(nèi)化。這些技術(shù)工具（如認(rèn)知工具）可以幫助學(xué)習(xí)者搭建知識(shí)體系，并獲得可以遷移的、相對(duì)更有意義的知識(shí)。學(xué)習(xí)者主體還可以充分利用這些工具來(lái)分析當(dāng)前社會(huì)和現(xiàn)實(shí)世界，并建構(gòu)出新的知識(shí)或體系，從而展示學(xué)習(xí)成果和水平；甚至可以進(jìn)行批判性反思，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)個(gè)體自身知識(shí)的內(nèi)化。同時(shí)，信息技術(shù)支撐的學(xué)習(xí)環(huán)境還配有大量的供協(xié)同學(xué)習(xí)的即時(shí)通信工具和移動(dòng)終端，這些工具和裝置既是學(xué)習(xí)者個(gè)體或所組成的共同體賴以存在以及今后發(fā)展的基礎(chǔ)，也是學(xué)習(xí)者主體之間開(kāi)展協(xié)同合作以及進(jìn)行社會(huì)往的載體。學(xué)習(xí)者可以在實(shí)踐活動(dòng)中利用這些工具相互之間進(jìn)行交流探討，并以此來(lái)傳遞顯性和隱形的學(xué)習(xí)內(nèi)容和經(jīng)驗(yàn)，從而達(dá)到促進(jìn)自身知識(shí)轉(zhuǎn)化和社會(huì)往順利開(kāi)展的目的[6]。

2. 信息技術(shù)視域下大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練體系構(gòu)建

信息技術(shù)環(huán)境下基于工程教育的大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練體系的建立將會(huì)有效地促進(jìn)學(xué)生工程素質(zhì)的提高[7]并激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。依據(jù)按照活動(dòng)理論框架，工程實(shí)踐教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生能力培養(yǎng)，體現(xiàn)在在工程實(shí)踐教學(xué)中就是要打破陳規(guī)，在學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，更加注重學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐的同時(shí)多動(dòng)腦思考。通過(guò)采用現(xiàn)代信息化的教學(xué)手段，增強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練的趣味性，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到具備工程實(shí)踐能力對(duì)于今后自身發(fā)展的重要性。同時(shí)使學(xué)生形成自我創(chuàng)新的意識(shí)。

2.1 創(chuàng)新工程訓(xùn)練過(guò)程分析

大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練過(guò)程應(yīng)注重學(xué)生基礎(chǔ)理論的積累、沉淀和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。通過(guò)改革訓(xùn)練內(nèi)容和訓(xùn)練方法，利用信息化技術(shù)手段，將實(shí)踐訓(xùn)練化繁為簡(jiǎn)、化難為易，使學(xué)生在訓(xùn)練中加深對(duì)基礎(chǔ)理論的理解，同時(shí)提高實(shí)際動(dòng)手能力，促使學(xué)生逐步形成主動(dòng)思考的意識(shí)。工程訓(xùn)練過(guò)程應(yīng)注重實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和質(zhì)量評(píng)價(jià)的建設(shè)。涉及到訓(xùn)練大綱和訓(xùn)練內(nèi)容的完善，訓(xùn)練資源的設(shè)計(jì)和制作，甚至包含學(xué)生從自主設(shè)計(jì)到動(dòng)手制作出作品的過(guò)程。

人才培養(yǎng)是高校的重要功能之一，而社會(huì)對(duì)高校人才培養(yǎng)質(zhì)量的評(píng)價(jià)是最為客觀的。其中學(xué)生就業(yè)能力便是重要指標(biāo)之一。因此，刨新型工程訓(xùn)練過(guò)程還應(yīng)著重關(guān)注學(xué)生在就業(yè)能力方面提升的實(shí)效。就業(yè)能力的強(qiáng)弱，不但反映出社會(huì)對(duì)學(xué)生認(rèn)可的程度，還反映出學(xué)生在自身綜合素質(zhì)的高低。為達(dá)到這一目的，湖南理工W院機(jī)械工程學(xué)院在本科四年的創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練中，圍繞“基礎(chǔ)實(shí)踐―綜合提高―課外拓展―工程創(chuàng)新”的層次開(kāi)展教學(xué)實(shí)踐，通過(guò)信息技術(shù)手段讓學(xué)生在虛擬和真實(shí)的工程氛圍中去體驗(yàn)，通過(guò)體驗(yàn)提高自身的工程素質(zhì)，激發(fā)自身的創(chuàng)新意識(shí)。

由此可見(jiàn)，信息技術(shù)環(huán)境下的創(chuàng)新訓(xùn)練過(guò)程應(yīng)體現(xiàn)出四方面的特點(diǎn)：① 數(shù)字化課程訓(xùn)練資源應(yīng)有連續(xù)性，在本科四年的培養(yǎng)過(guò)程中，學(xué)生均有條件和機(jī)會(huì)參與訓(xùn)練；② 訓(xùn)練內(nèi)容應(yīng)結(jié)合技術(shù)發(fā)展不斷更新，在保留必要的傳統(tǒng)訓(xùn)練內(nèi)容前提下，應(yīng)突出以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為基礎(chǔ)的虛實(shí)結(jié)合的新技術(shù)、新工藝訓(xùn)練；③ 創(chuàng)新訓(xùn)練學(xué)方式應(yīng)靈活多樣，以激發(fā)學(xué)生參與的興趣和積極性；④ 評(píng)價(jià)體系應(yīng)多元，既包含實(shí)踐理論知識(shí)的評(píng)價(jià)，更應(yīng)包含工程實(shí)踐能力的評(píng)價(jià)。

2.2 基于工程的創(chuàng)新訓(xùn)練體系構(gòu)建

工程創(chuàng)新訓(xùn)練也就是通過(guò)運(yùn)用工程實(shí)踐的手段和方式，將主體所掌握的專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能充分的消化吸收，最后被掌握者轉(zhuǎn)化為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和個(gè)體發(fā)展所需要的能力[8]。對(duì)于大學(xué)生特別是工科專業(yè)大學(xué)生而言，實(shí)施工程創(chuàng)新訓(xùn)練的主要目的就是牢牢鞏固和適當(dāng)拓展專業(yè)理論知識(shí)，使工程實(shí)踐能力得以鍛煉和提高，同時(shí)使創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神得到激發(fā)和培養(yǎng)，從而提高自身綜合素質(zhì)和工程創(chuàng)新能力。地方本科高校實(shí)施旨在培養(yǎng)學(xué)生工程創(chuàng)新能力的工程訓(xùn)練體系的改革，是實(shí)現(xiàn)學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要前提和培養(yǎng)工程創(chuàng)新型人才的必要手段。在當(dāng)前技術(shù)環(huán)境下，也就是必須和信息技術(shù)深度融合。湖南理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院經(jīng)過(guò)多年的探索，構(gòu)建了基于信息技術(shù)環(huán)境的創(chuàng)新訓(xùn)練體系，如圖1所示。

創(chuàng)新訓(xùn)練體系的實(shí)施顯著增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，所培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力得到社會(huì)的高度認(rèn)可。近五年來(lái)，學(xué)生發(fā)表在學(xué)術(shù)刊物和學(xué)術(shù)會(huì)議論文集30多篇，獲批專利5項(xiàng)，學(xué)生主持國(guó)家級(jí)大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目5項(xiàng)，主持省級(jí)大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目27項(xiàng)，主持校級(jí)大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目100多項(xiàng)，獲得市級(jí)以上各類(lèi)獎(jiǎng)項(xiàng)多項(xiàng)，包括獲國(guó)家級(jí)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)12項(xiàng)。近五屆機(jī)械類(lèi)專業(yè)學(xué)生就業(yè)率一直保持在96%以上，其中，前往北京、上海、廣州、深圳等一線城市就業(yè)約55%，并逐年成上升趨勢(shì)；所培養(yǎng)學(xué)生因?qū)嵺`能力較強(qiáng)，大大提升了考研競(jìng)爭(zhēng)力，以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)為例，考研錄取率從2011屆的14.3%，提高到2013屆的24.7%，錄取學(xué)校包括浙江大學(xué)、中南大學(xué)、湖南大學(xué)、南京航空航天大學(xué)等985、211高校。

3. 結(jié)論

地方高校多以培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型人才為目標(biāo)?；谛畔⒓夹g(shù)的工程創(chuàng)新訓(xùn)練的教學(xué)實(shí)踐改革應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)代工程意識(shí)和工程能力為要旨，將知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高結(jié)合起來(lái)，依托虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練中心等實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，達(dá)到學(xué)生自我管理、自發(fā)實(shí)踐、自主提升。經(jīng)過(guò)幾年的努力，湖南理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院在創(chuàng)新訓(xùn)練方面形成了以真實(shí)體驗(yàn)為主體，虛擬仿真為重要補(bǔ)充的創(chuàng)新訓(xùn)練體系，有效地提高了學(xué)生的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新精神。

參考文獻(xiàn)

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篇3

引言

20世紀(jì)70年代西門(mén)子工程師F.Blaschke首先提出異步電機(jī)矢量控制理論來(lái)解決交流電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制問(wèn)題。矢量控制實(shí)現(xiàn)的基本原理是通過(guò)測(cè)量和控制電機(jī)定子電流矢量，根據(jù)磁場(chǎng)定向原理分別對(duì)電機(jī)的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制，從而達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。

在交流電機(jī)矢量控制策略中，相電流采樣性能是一個(gè)重要的指標(biāo)。在對(duì)成本要求高的應(yīng)用場(chǎng)合，如何低成本地獲得好的電流采樣性能成為關(guān)鍵問(wèn)題。

電流檢測(cè)通常有以下幾種方式：（1）電阻采樣；（2）霍爾電流傳感器；（3）電流互感器。電阻采樣通過(guò)測(cè)量電阻上的壓降來(lái)計(jì)算電流大小，適合于被測(cè)電流較小的場(chǎng)合?；魻栯娏鱾鞲衅鳒y(cè)量精度高、線性度好、響應(yīng)快、使用簡(jiǎn)單，但價(jià)格比較昂貴。電流互感器體積較大，造價(jià)昂貴，適合于被測(cè)電流大的場(chǎng)合。對(duì)于小功率的伺服驅(qū)動(dòng)器適合采用電阻采樣方式，文章以雙電阻電流采樣方式[1]展開(kāi)分析。

1 雙電阻相電流的采樣原理

雙電阻采樣方式的典型電路如圖1所示，微處理器對(duì)某兩相電流通過(guò)采樣電阻進(jìn)行采樣，再根據(jù)iu、iv、iw的矢量和為零，即：iu+iv+iw=0的理論推算出第三相電流的值。從采樣電阻上獲取的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)電壓偏置和放大[2]后，輸入到微處理器的A/D單元。雙電阻采樣的邏輯如圖2所示，電流采樣時(shí)刻是在三相上橋臂都截止的時(shí)刻進(jìn)行的，因?yàn)橹挥性谶@個(gè)時(shí)刻才能保證采樣電阻上均有反映該相電流的電流流過(guò)，只是此時(shí)可能采樣得到的電流是續(xù)流電流，不過(guò)續(xù)流電流也可以真實(shí)的反映相電流的值。由此可見(jiàn)，雙電阻采樣方法也可以實(shí)現(xiàn)三相定子電流的重構(gòu)。

根據(jù)以上分析，雙電阻采樣方法可以實(shí)現(xiàn)三相定子電流的重構(gòu)，不過(guò)由圖2可見(jiàn)該方案也存在電流采樣盲區(qū)問(wèn)題，就是當(dāng)電流采樣相為電壓最大相時(shí)，如果該相占空比比較高的時(shí)候，電流可采樣的區(qū)間（電壓最大相下橋臂開(kāi)通區(qū)間）就變得狹窄，考慮到IGBT剛切換時(shí)會(huì)有比較大的電流震蕩的問(wèn)題，使得電流采樣誤差比較大。目前解決的辦法是限制電壓最大占空比，通用限制在95%以下。這里采樣電阻的選取很關(guān)鍵，負(fù)載一定時(shí)，如果采樣電阻的阻值小，則壓降小，在電機(jī)回路中不會(huì)產(chǎn)生很大的影響；如果采樣電阻的阻值過(guò)大，會(huì)引起電壓損耗，減小能量效率，且較大的阻值還會(huì)使負(fù)載電壓發(fā)生偏移，產(chǎn)生電磁干擾，產(chǎn)生系統(tǒng)對(duì)噪聲敏感等問(wèn)題；此外選取采樣電阻時(shí)，還要考慮電阻的穩(wěn)定性能和阻值誤差[3]。

2 相電流的濾波

由于永磁同步電機(jī)的寬范圍調(diào)速及高速特性，在電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)不易獲得理想的正弦氣隙磁場(chǎng)[4]，同時(shí)電力電子裝置的非線性特性，導(dǎo)致在系統(tǒng)控制時(shí)采樣的相電流含有不規(guī)則的高次諧波和隨機(jī)干擾。再加上電流采樣電路的穩(wěn)定性及A/D轉(zhuǎn)換單元偏差的存在，更是加大了實(shí)際采樣到的電流波動(dòng)。另外，在系統(tǒng)電路中采用的開(kāi)關(guān)電源、大功率電磁鐵等電路，可能還會(huì)引起很大干擾。

可見(jiàn)，永磁同步電動(dòng)機(jī)相電流中，含有各種高次、隨機(jī)的諧波。其中包含PWM斬波引起的高頻諧波，有因電機(jī)非正弦反電勢(shì)引起的低次諧波，還有電力電子線路因干擾出現(xiàn)的隨機(jī)脈沖。因此，在系統(tǒng)控制中，需要采用不同的硬件和數(shù)字濾波方法。硬件濾波是在電流采樣電路上增加LC濾波電路，用于去除逆變器的功率開(kāi)關(guān)斬波引起的干擾。軟件濾波用于去除隨時(shí)脈沖干擾和由低次諧波引起的噪聲。

采用550W伺服驅(qū)動(dòng)器（載波頻率16KHz），配4極15槽永磁同步電機(jī)進(jìn)行測(cè)試。在3500rpm輕負(fù)載下，用示波器分時(shí)測(cè)得U、V相電流如圖3所示，相電流波形除了由于斬波引起的高次諧波外，還由于電機(jī)反電勢(shì)、齒槽等影響，使相電流呈現(xiàn)的不是正弦波。

從處理器A/D轉(zhuǎn)換后，獲取的相電流數(shù)值如圖4所示，相電流又增加了由于A/D電路引起的隨機(jī)電流尖峰。

2.1 程序判斷濾波

對(duì)于隨機(jī)電流尖峰，通常采用限幅濾波法或限速濾波法[5]來(lái)實(shí)現(xiàn)消除。電機(jī)相電流是個(gè)動(dòng)態(tài)的信號(hào)，既要考慮采樣值的實(shí)時(shí)性，又要顧及采樣值的連續(xù)性。文章實(shí)際采用如下濾波算法：設(shè)順序采樣時(shí)刻t1，t2，t3的采樣值分別為Y（1），Y（2），Y（3），ΔY1和ΔY2為根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定的門(mén)限值，其中ΔY1

采用程序判斷濾波后，消除了隨機(jī)的電流尖峰，如圖5所示。

2.2 算術(shù)平均值法

圖5所示的相電流波形中還存在著低次諧波，由于它在時(shí)間域的頻率是不確定的，這里采用平均值濾波法[7]來(lái)處理，具體算法如式（2）所示。

算術(shù)平均值法對(duì)信號(hào)的平滑濾波程度完全取決于n。

當(dāng)n較大時(shí)，平滑度高，但靈敏度低，即外界信號(hào)的變化對(duì)測(cè)量計(jì)算結(jié)果Y的影響小；當(dāng)n較小時(shí)，平滑度低，但靈敏度高。電機(jī)相電流是個(gè)動(dòng)態(tài)的信號(hào)，應(yīng)視具體情況選取n。采用算術(shù)平均值法濾波后，消除了圖5波形中的大部分低次諧波，如圖6所示。經(jīng)過(guò)兩次濾波后，相電流的波形得到了顯著的優(yōu)化。

3 系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

采用上述550W伺服驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)，在測(cè)功機(jī)上進(jìn)行相電流濾波前后的對(duì)比測(cè)試，結(jié)果如下：（1）電機(jī)3500rpm恒速運(yùn)行，測(cè)功機(jī)不加載時(shí)：控制器輸入功率由濾波前的73.47W下降到濾波后的55.01W。（2）電機(jī)3500rpm恒速運(yùn)行，測(cè)功機(jī)加1.3Nm扭矩進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)試時(shí)：控制器的效率由濾波前的81.35%上升到濾波后的82.51%。

由上述結(jié)果可以看出，采用了相電流濾波的伺服系統(tǒng)，減少了功耗，提升了系統(tǒng)的效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

由以上分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在采用雙電阻相電流采樣的伺服控制系統(tǒng)中，通過(guò)復(fù)合數(shù)字濾波方法能夠?qū)⒂蒔WM斬波引起的高頻諧波、電機(jī)非正弦反電勢(shì)引起的低次諧波、電力電子線路因干擾出現(xiàn)的隨機(jī)脈沖等因素引起的相電流噪聲得到有效的抑制，提高了電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性，有效改善了系統(tǒng)的效率。

參考文獻(xiàn)

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篇4

作者簡(jiǎn)介：郭曉琴（1972-），女，河南南陽(yáng)人，鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院副院長(zhǎng)，副教授；王金鳳（1963-），女，河南祁縣人，鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院電子通訊系主任，教授。（河南 鄭州 450015）

基金項(xiàng)目：本文系教育部2011年人文社會(huì)科學(xué)研究（項(xiàng)目編號(hào)：11JDGC018）、2012年度河南省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：219）、鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院2011年教育科學(xué)研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：zhjy11-23）的研究成果。

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）05-0107-02

創(chuàng)新是人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的不竭動(dòng)力。國(guó)家教育事業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃明確指出“高等學(xué)校成為國(guó)家知識(shí)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、國(guó)防科技創(chuàng)新、區(qū)域創(chuàng)新的重要基地”。[1]建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，現(xiàn)已成為高等教育的重中之重。建國(guó)以來(lái)，高校培養(yǎng)了大量理工類(lèi)專業(yè)人才，為我國(guó)工業(yè)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。但學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力培養(yǎng)上的不足仍是我國(guó)高等教育尚未解決好的關(guān)鍵問(wèn)題。深化教育改革、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才已經(jīng)成為高等教育發(fā)展的迫切需要，很多高校都進(jìn)行了創(chuàng)新實(shí)踐方面的研究與探索。[2-6]隨著高等教育規(guī)模的擴(kuò)大，探索一般性本科院校創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式已經(jīng)成為教育教學(xué)改革的重點(diǎn)。

一、圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建創(chuàng)新教育課程體系，突出實(shí)踐教學(xué)

正確定位人才培養(yǎng)目標(biāo)是一個(gè)專業(yè)辦學(xué)的基本立足點(diǎn)。對(duì)鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院材料成型與控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位是：培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)需要，具備材料成型及控制學(xué)科、機(jī)械學(xué)科及計(jì)算機(jī)學(xué)科有關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)與應(yīng)用能力，能夠從事材料科學(xué)研究與材料成型應(yīng)用領(lǐng)域工作，具有創(chuàng)新意識(shí)的復(fù)合型應(yīng)用人才。

培養(yǎng)方案堅(jiān)持以創(chuàng)新教育為核心，建立適于創(chuàng)新教育的課程體系，在注重基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)技能培養(yǎng)的同時(shí)，著力加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，并注重高新技術(shù)與工程創(chuàng)新教育相融合。在培養(yǎng)方案制訂中，應(yīng)遵循“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的教育理念，堅(jiān)持突出“注重基礎(chǔ)，強(qiáng)化實(shí)踐，鼓勵(lì)創(chuàng)新”的培養(yǎng)模式。課程體系包括公共基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)課、專業(yè)選修課和拓展選修課等模塊。在課程體系中應(yīng)注重文理滲透，拓寬基礎(chǔ)，淡化專業(yè)，力求打造更寬闊的材料類(lèi)專業(yè)人才培養(yǎng)平臺(tái)。在課程設(shè)置方面，強(qiáng)化專業(yè)基礎(chǔ)教育，加強(qiáng)公共基礎(chǔ)、機(jī)械基礎(chǔ)、物理化學(xué)等基礎(chǔ)性教學(xué)，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)通過(guò)專業(yè)課程整合，加強(qiáng)了工程類(lèi)課程，如“復(fù)合材料”、“功能材料”等；選修課也與機(jī)電類(lèi)專業(yè)部分打通，開(kāi)設(shè)了“自動(dòng)控制原理”、“機(jī)械制造技術(shù)”、“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”等課程，拓寬了專業(yè)面，體現(xiàn)了多學(xué)科交叉融合。

創(chuàng)新來(lái)源于實(shí)踐，實(shí)踐是創(chuàng)新的不竭動(dòng)力。強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新教育，必須突出實(shí)踐教學(xué)。在實(shí)踐教學(xué)方面，建立了“三層次九模塊”的實(shí)踐教學(xué)體系（見(jiàn)表1），從“基礎(chǔ)-專業(yè)-綜合”三個(gè)層次培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，大學(xué)四年實(shí)踐教學(xué)不斷線。大一新生通過(guò)專業(yè)導(dǎo)論和認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)進(jìn)行專業(yè)認(rèn)知教育。大二學(xué)生提前進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參與科研項(xiàng)目；通過(guò)課程和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的整合，按照培養(yǎng)目標(biāo)將原有專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的教學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分類(lèi)、歸納、刪減和更新，將部分實(shí)驗(yàn)從專業(yè)課程中分離出來(lái)，設(shè)置成不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，獨(dú)立設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程；在鞏固基礎(chǔ)實(shí)踐和專業(yè)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，增設(shè)了為期2周的綜合實(shí)驗(yàn)與制作，讓學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)課題，題目一般來(lái)源于生產(chǎn)中的技術(shù)問(wèn)題或是教師科研中的部分研究?jī)?nèi)容，制定實(shí)驗(yàn)方案，完成對(duì)某材料從制備加工成型性能檢測(cè)數(shù)據(jù)分析的全過(guò)程實(shí)驗(yàn)；開(kāi)設(shè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、大學(xué)生第二課堂和創(chuàng)新學(xué)分系列活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生參與各種大賽，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與創(chuàng)新活動(dòng)的積極性，讓學(xué)生結(jié)合自己興趣，自主選擇指導(dǎo)教師，參與科研項(xiàng)目，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)，在教師的指導(dǎo)下相對(duì)獨(dú)立地完成某個(gè)專題的研究。上述實(shí)踐課程的開(kāi)設(shè)，其目的是使學(xué)生能早期進(jìn)入科學(xué)研究，在材料設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方案制定、材料成型與加工、性能檢測(cè)、數(shù)據(jù)整理與分析、撰寫(xiě)論文等方面得到全方位的實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，掌握正確的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和科學(xué)研究方法，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)技術(shù)和技能，突出對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力及工程素質(zhì)的綜合培養(yǎng)，全面提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

二、科研團(tuán)隊(duì)和實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)建設(shè)

科研團(tuán)隊(duì)建設(shè)是高校學(xué)科建設(shè)的核心，團(tuán)隊(duì)的層次和數(shù)量代表著高校的學(xué)術(shù)地位、創(chuàng)新能力和對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)率與影響力，也直接代表著師資水準(zhǔn)與教學(xué)質(zhì)量。通過(guò)自然形成和有效整合，加強(qiáng)科研團(tuán)隊(duì)建設(shè)，打造一支代表學(xué)科特色和核心競(jìng)爭(zhēng)力的以杰出或優(yōu)秀人才為學(xué)術(shù)帶頭人的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)或?qū)W術(shù)梯隊(duì)。鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院現(xiàn)有2個(gè)省科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、1個(gè)省科技創(chuàng)新杰出人才計(jì)劃和2個(gè)鄭州市科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，擁有以中青年專家、學(xué)者為主的高水平學(xué)科（學(xué)術(shù)）帶頭人隊(duì)伍，以博士、高級(jí)職稱人員組成的團(tuán)隊(duì)骨干，形成了以相應(yīng)學(xué)科帶頭人為核心的具有穩(wěn)定研究方向、結(jié)構(gòu)合理的學(xué)科梯隊(duì)，師資知識(shí)結(jié)構(gòu)不僅包括金屬材料、粉末冶金、無(wú)機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料、生物材料、材料加工、材料物理、材料化學(xué)和凝聚態(tài)物理等，還包括機(jī)械制造、機(jī)械電子、自動(dòng)化等領(lǐng)域。強(qiáng)大的師資力量積極參與到教改及創(chuàng)新活動(dòng)之中，為大學(xué)生創(chuàng)新教育提供了豐富的智力資源，能夠及時(shí)將科研、產(chǎn)業(yè)成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)設(shè)施服務(wù)于教學(xué)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，革新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以高水平科學(xué)研究促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的時(shí)效性、前沿性和科學(xué)性。

實(shí)驗(yàn)室是實(shí)踐教學(xué)的主要場(chǎng)地，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。在人才培養(yǎng)總體思路和方針的指導(dǎo)下，應(yīng)注重創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)境和條件的建設(shè)，使之更好地服務(wù)于本科教學(xué)。為培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力，設(shè)立了力學(xué)性能室、注塑成型實(shí)驗(yàn)室、掃描電鏡室、X射線衍射室等16個(gè)實(shí)驗(yàn)室，專門(mén)建設(shè)了大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)室、大學(xué)生創(chuàng)新制作室等一批能夠啟發(fā)創(chuàng)新思維、拓展創(chuàng)新空間和開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)室。以鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院為例，學(xué)院現(xiàn)有“材料工程”省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、“陶瓷材料界面”省級(jí)工程實(shí)驗(yàn)室、“航空材料與先進(jìn)工程技術(shù)”省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地、“航空復(fù)合材料”市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，并擁有場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、熱分析儀、激光快速成型設(shè)備、ARAMIS應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)等先進(jìn)儀器設(shè)備，設(shè)備總值1800多萬(wàn)元，實(shí)驗(yàn)室面積2400多平方米，一次可容納600余名本科生參與科研和實(shí)踐。師生依托實(shí)驗(yàn)室硬件平臺(tái)，以開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、各類(lèi)創(chuàng)新競(jìng)賽活動(dòng)、綜合性實(shí)驗(yàn)、綜合性設(shè)計(jì)與制作、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)為載體，推動(dòng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)室除承擔(dān)本校學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)之外，同時(shí)對(duì)其他高校、科研院所和產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合體開(kāi)放，共同指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，注重資源整合，實(shí)現(xiàn)資源共享，努力打造全省高校及相關(guān)單位實(shí)驗(yàn)大平臺(tái)。

三、取得的成效

自2005年材料成型與控制工程專業(yè)招生以來(lái)，經(jīng)過(guò)7年的探索與實(shí)踐，進(jìn)一步明確了材料成型與控制工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)踐教學(xué)體系逐步完善，在學(xué)生創(chuàng)新能力、綜合能力培養(yǎng)方面取得了一定的成效。

2008～2012年，大學(xué)生多篇，獲各種大學(xué)生科技活動(dòng)獎(jiǎng)20余項(xiàng)，其中包括全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽二等獎(jiǎng)、全國(guó)大學(xué)生先進(jìn)圖形技能與創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)、“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技作品和大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃等獎(jiǎng)項(xiàng)。3年來(lái)畢業(yè)生一次就業(yè)率均達(dá)到95%以上，根據(jù)畢業(yè)生跟蹤調(diào)查的結(jié)果，用人單位普遍反映學(xué)生“綜合素質(zhì)良好，動(dòng)手能力強(qiáng)，能較快適應(yīng)工作崗位的需要”，大多數(shù)學(xué)生在較短時(shí)期內(nèi)已成為單位的業(yè)務(wù)骨干。歷屆畢業(yè)生有25%以上考取了本專業(yè)或相關(guān)專業(yè)的研究生，大部分是重點(diǎn)大學(xué)，其中50%以上的學(xué)生反饋在研究生復(fù)試過(guò)程中學(xué)校的創(chuàng)新實(shí)踐教育使之受益匪淺，并且后續(xù)的研究生學(xué)習(xí)階段在實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作、科研思路和學(xué)科前沿了解等方面表現(xiàn)出色，受到導(dǎo)師的好評(píng)。

四、進(jìn)一步發(fā)展思路

首先，進(jìn)一步加大學(xué)術(shù)交流與合作辦學(xué)的力度。鼓勵(lì)和支持科技交流、合作研究和合作辦學(xué)等工作，加大校校合作和校企合作，通過(guò)“請(qǐng)進(jìn)來(lái)、走出去”的方式，積極引進(jìn)國(guó)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)教育資源，為創(chuàng)新教育搭建更大的平臺(tái)。

其次，進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方法，不斷探索體現(xiàn)“以學(xué)生為主體”的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。在當(dāng)前大部分教學(xué)過(guò)程中，以知識(shí)傳授為主導(dǎo)的教學(xué)方法并未根本改變，以教師為主導(dǎo)的方式在一定程度上制約了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性及創(chuàng)新能力的發(fā)揮。因此改革教學(xué)方法，營(yíng)造出以學(xué)生為主的實(shí)踐創(chuàng)新環(huán)境，探索符合國(guó)內(nèi)一般院校實(shí)際情況的實(shí)踐性教學(xué)方法是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要保障。

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篇5

 

發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。良好的配氣機(jī)構(gòu)不僅要求氣門(mén)開(kāi)啟有盡可能大的時(shí)面值，而且要求其配氣正時(shí)在任何情況下都能使發(fā)動(dòng)機(jī)性能最佳。在設(shè)計(jì)中，配氣機(jī)構(gòu)的布置與發(fā)動(dòng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)布置密切相關(guān)，要達(dá)到總體設(shè)計(jì)要求，布置緊湊，協(xié)調(diào)合理。同時(shí)提高進(jìn)、排氣工作性能與改善機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性常常是設(shè)計(jì)中的主要矛盾。對(duì)配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行有效的分析研究，不僅能有效防止機(jī)械故障的產(chǎn)生．而且有利于維修方式從定期維修向“以可靠性為中心”的視情維修發(fā)展．控制維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

一、 國(guó)內(nèi)外對(duì)配氣機(jī)構(gòu)研究狀況

配氣機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，配氣機(jī)構(gòu)的維修特性，直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和可靠性，并與發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音與振動(dòng)有著直接的關(guān)系。配氣凸輪、氣門(mén)，氣門(mén)彈簧是配氣機(jī)構(gòu)的心臟，在配氣機(jī)構(gòu)中起著決定性的作用，其維修特性對(duì)機(jī)構(gòu)的充氣性能和動(dòng)力性能具有決定性的影響。其維護(hù)與使用直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性及維修特性指標(biāo)。這些指標(biāo)不僅包括動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性，也包括運(yùn)轉(zhuǎn)性能，如發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)、噪聲及排放指標(biāo)。此外，它對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的耐久性和可靠性也會(huì)產(chǎn)生直接影響。因此，研究發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)維修特性，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展格外重要。隨著現(xiàn)代航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和功率逐漸要求更加安全可靠，配氣機(jī)構(gòu)各零件的負(fù)荷不斷增加，這種由于構(gòu)件本身彈性所導(dǎo)致的工作異常機(jī)械論文，很可能使配氣機(jī)構(gòu)正常工作遭到嚴(yán)重破壞，直到發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。只有在知道了氣門(mén)及其驅(qū)動(dòng)零件的真實(shí)運(yùn)動(dòng)和載荷變化情況后，才能對(duì)其工作條件和日常維護(hù)做出正確結(jié)論。

人類(lèi)對(duì)配氣凸輪機(jī)構(gòu)的使用要追溯到18世紀(jì)，直到19世紀(jì)末，對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)還未曾有過(guò)具有詳細(xì)歷史記載的系統(tǒng)研究。隨著人類(lèi)文明的進(jìn)步和工業(yè)化的逐步發(fā)展，對(duì)高效的自動(dòng)機(jī)械的需求大大增加。特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)誕生之后，以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的機(jī)械逐漸增多，大大提高了人們對(duì)凸輪機(jī)械的重視程度。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力機(jī)械的逐漸普及和發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的特性對(duì)工作性能的影響逐步被認(rèn)識(shí)期刊網(wǎng)。在20世紀(jì)40年代以后，由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，配氣凸輪乃至配氣機(jī)構(gòu)引起的故障日益增多，人們開(kāi)始對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的深入研究。研究的方法也從經(jīng)驗(yàn)性的設(shè)計(jì)過(guò)渡到有理論依據(jù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)的分析研究隨著技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)也逐步得到了應(yīng)用。目前，配氣凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)己廣泛采用各種專用軟件借助計(jì)算機(jī)來(lái)完成，用數(shù)控機(jī)床完成加工。氣門(mén)和氣門(mén)座在工作中承受極高的機(jī)械負(fù)荷、熱負(fù)荷及腐蝕性氣體的沖刷，狀態(tài)極為不良，因而在工作中磨損比較嚴(yán)重，常造成氣門(mén)下沉，燃燒室的有害容積增大，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能變壞，嚴(yán)重時(shí)氣門(mén)一氣門(mén)座的密封作用失效，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作和大修期，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)給予足夠的重視。氣門(mén)和氣門(mén)座處于燃燒室和氣道之間，由于缺乏有效的油供應(yīng)，在氣門(mén)工作表面上不可能形成油膜，從而使摩擦運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損作用。通過(guò)對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)模擬可以知道各零件的真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況和載荷變化規(guī)律;通過(guò)對(duì)氣門(mén)副破壞方式的分析與研究，找出其規(guī)律，以便對(duì)氣門(mén)副材料的選取、表面加工，以及對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的優(yōu)化和配氣間隙的調(diào)整提供更為有效的理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。這樣既研究了配氣機(jī)構(gòu)整體性又研究了配氣機(jī)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。

二、配氣機(jī)構(gòu)維修診斷特性現(xiàn)狀

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)新品種的不斷出現(xiàn)和新技術(shù)新產(chǎn)品的引進(jìn)，配氣機(jī)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)這樣或那樣的問(wèn)題，據(jù)英國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)工程師和用戶協(xié)會(huì)提供的發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)故障表明，造成發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)故障的各種原因中，配氣機(jī)構(gòu)的故障在發(fā)動(dòng)機(jī)的故障中占有比例達(dá)11.9%。它也日益引起從事發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)、研究和有關(guān)教學(xué)方面的重視。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于配氣機(jī)構(gòu)的零星報(bào)導(dǎo)不少，但完整的資料或書(shū)刊卻未見(jiàn)到。航空配氣系統(tǒng)故障的原因往往是多方面的，而故障的發(fā)展也受多方面因素的影響。因此，航空的配氣系統(tǒng)故障診斷技術(shù)應(yīng)是針對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的綜合診斷。現(xiàn)在已經(jīng)投入實(shí)用的故障監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)大多功能單一，系統(tǒng)化、智能化水平低，診斷準(zhǔn)確度不高。目前與汽車(chē)及船用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)比較，使用在航空上的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)較少使用電子控制裝置，在使用過(guò)程中測(cè)量的參數(shù)也較少，維護(hù)檢修主要依靠維護(hù)人員的經(jīng)驗(yàn)和維護(hù)手冊(cè)提供的排故程序。根據(jù)這種情況，航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣系統(tǒng)故障診斷可以利用人工智能結(jié)合排故手冊(cè)和經(jīng)驗(yàn)豐富的維護(hù)人員的排故經(jīng)驗(yàn)開(kāi)發(fā)采用基于故障樹(shù)的故障診斷系統(tǒng)，用于日常維護(hù)中故障的快速準(zhǔn)確的排除。由于發(fā)動(dòng)機(jī)自身的工作原理，凸輪與挺柱之間、氣門(mén)與氣門(mén)座圈之間不可避免的存在碰撞作用，配氣機(jī)構(gòu)工作條件十分惡劣;而且機(jī)械論文，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不斷提提高，配氣機(jī)構(gòu)各零件的負(fù)荷不斷增加，這種由于構(gòu)件本身彈性所導(dǎo)致的工作異常，很可能使配氣機(jī)構(gòu)正常工作遭到嚴(yán)重破壞，例如:凸輪與挺柱之間、氣門(mén)與氣門(mén)座圈之間的早期磨損;而且凸輪與挺柱之間的磨損將導(dǎo)致噪聲增加，甚至影響換氣性能;同時(shí)氣門(mén)與氣門(mén)座圈過(guò)早的磨損現(xiàn)象，會(huì)造成氣門(mén)強(qiáng)度降低，進(jìn)一步發(fā)生氣門(mén)掉頭，氣門(mén)頭與活塞運(yùn)動(dòng)干涉產(chǎn)生撞擊，最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)故障。利用試車(chē)臺(tái)測(cè)試的大量參數(shù)，采集發(fā)動(dòng)機(jī)的各種具有某些特征的動(dòng)態(tài)信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行各種分析和處理、區(qū)分、識(shí)別并確認(rèn)其異常表現(xiàn)，預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)及潛在的故障，查明其產(chǎn)生原因、發(fā)生部位和嚴(yán)重程度，提出針對(duì)性的維修措施和處理方法。

航空使用及維修性能指標(biāo)主要是依據(jù)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和廢氣排放指標(biāo)。動(dòng)力性指標(biāo)主要以輸出的有效功率表示，經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)主要用燃油消耗率表示，廢氣排放量指標(biāo)主要用C0，HC.NO、和碳粒表示。配氣機(jī)構(gòu)是的主要組成部分.在各種配氣機(jī)構(gòu)中，其主要零件都包括為氣門(mén)組和氣門(mén)驅(qū)動(dòng)組。氣門(mén)組包括氣門(mén)座、氣門(mén)、氣門(mén)導(dǎo)管、氣門(mén)彈簧及座和鎖瓣等，其主要功用是維持氣門(mén)的關(guān)閉。氣門(mén)驅(qū)動(dòng)組是指從正時(shí)齒輪開(kāi)始至推動(dòng)氣門(mén)動(dòng)作的所有零件，包括凸輪軸，氣門(mén)挺桿，推桿和搖臂等，其主要功用是定時(shí)驅(qū)動(dòng)氣門(mén)開(kāi)閉，并保證氣門(mén)有足夠的開(kāi)度和氣門(mén)間隙。配氣機(jī)構(gòu)的主要作用是按照每個(gè)氣缸的作功順序，按時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉各氣缸進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)，以保證各氣缸及時(shí)吸入清潔空氣和排出廢氣;同時(shí)在壓縮和作功行程中維持燃燒室的密封，保證正常工作。實(shí)踐表明，航空功率下降、排氣冒黑煙、燃料消耗率增加等問(wèn)題均與配氣機(jī)構(gòu)的技術(shù)狀態(tài)緊密相關(guān)。而配氣相位和氣門(mén)間隙是配氣機(jī)構(gòu)技術(shù)狀態(tài)的主要方面，對(duì)的工作可靠性能影響極大。由于的轉(zhuǎn)速較高，活塞每一行程所經(jīng)歷的時(shí)間極短，如Lycoming四沖程轉(zhuǎn)速20O0r/min時(shí)，一個(gè)行程時(shí)間只有0.01，再加上氣門(mén)開(kāi)啟有一個(gè)過(guò)程，氣門(mén)全開(kāi)的時(shí)間就更短，在這樣短的時(shí)間內(nèi)，要使進(jìn)氣充足、排氣干凈是比較困難的，為了增加氣門(mén)開(kāi)啟和時(shí)間斷面，并充分利用氣流的流動(dòng)慣性以及減少換氣過(guò)程的損失，從而改善換氣質(zhì)量，提高充氣系數(shù)，的進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都要“早開(kāi)晚關(guān)”，即進(jìn)氣門(mén)要在活塞位于上止點(diǎn)前便提前打開(kāi)，而推遲到下止點(diǎn)后再關(guān)閉;排氣門(mén)都是在活塞移動(dòng)到下止點(diǎn)前便提前打開(kāi)，而推遲到上止點(diǎn)后才關(guān)閉。表示進(jìn)、排氣門(mén)開(kāi)始開(kāi)啟和關(guān)閉終了時(shí)刻及其持續(xù)過(guò)程的曲軸轉(zhuǎn)角機(jī)械論文，稱為配氣相位。它是設(shè)計(jì)單位經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)而確定的，雖然近年來(lái)己可采用計(jì)算分析的方法來(lái)選擇最佳的配氣相位，然后經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，但大多數(shù)配氣相位仍是經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定的。不同型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的，因結(jié)構(gòu)參數(shù)不同，配氣相位也不同。正確的配氣相位應(yīng)能滿足下列要求:(l)良好的充氣系數(shù)，以保證的動(dòng)力性;(2)合對(duì)于上磨損故障，國(guó)內(nèi)外的科研工作者已經(jīng)進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究與探索，取得了一定成果。其中，對(duì)于滑油零部件的磨損故障，已經(jīng)形成了較為成熟的監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)體系；而對(duì)于氣路磨損故障，尚未形成很有效的解決方法。適的充氣系數(shù)特性，以適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩特性的要求;(3)較小的換氣損失，以改善的經(jīng)濟(jì)性;(4)必要的燃燒室熱氣，適當(dāng)?shù)呐艢鉁囟?，以降低受熱零件的熱?fù)荷，保證運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。由上可見(jiàn)，正確的配氣相位是保證氣缸內(nèi)有足夠的空氣充量，以保證燃油的完全燃燒，使發(fā)動(dòng)機(jī)有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和廢氣排放為目的。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，氣門(mén)實(shí)際開(kāi)閉的時(shí)刻是由凸輪的形狀和配氣機(jī)構(gòu)各零件的正確裝配保證的。在使用和維修過(guò)程中，由于零部件制造偏差、使用過(guò)程產(chǎn)生的磨損偏差及修理裝配過(guò)程各種工藝誤差等，一般都不同程度地改變了原規(guī)定的配氣相位值，如氣門(mén)間隙調(diào)整過(guò)小或凸輪外形加工太肥，使氣門(mén)早開(kāi)晚關(guān)，氣門(mén)開(kāi)啟延續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)期刊網(wǎng)。配氣相位誤差將導(dǎo)致的動(dòng)力性下降、經(jīng)濟(jì)性變壞及排放惡化。相位差很大時(shí)，根本不能起動(dòng):嚴(yán)重時(shí)造成氣門(mén)和活塞碰撞，氣門(mén)桿頂彎、凸輪軸變形及打壞活塞。有資料顯示，某系列發(fā)動(dòng)機(jī)因配氣相位的誤差使最大功率下降13%，最大扭矩下降11%，最低燃油消耗率增加19%。我院Lycoming發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)的結(jié)構(gòu)形式為頂置式和。氣門(mén)間隙是指氣門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，氣門(mén)尾端與搖臂之間留有的一定間隙值。氣門(mén)間隙的作用是保證氣門(mén)、推桿等傳動(dòng)桿件受熱膨脹時(shí)留有余地，當(dāng)氣門(mén)在關(guān)閉時(shí)與氣門(mén)座緊密貼合，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)非常重要的因素，對(duì)其正常工作有很大影響。發(fā)動(dòng)機(jī)在使用過(guò)程中，由于配氣機(jī)構(gòu)某些零件的磨損和緊固件的松動(dòng)，氣門(mén)間隙會(huì)發(fā)生變化，氣門(mén)間隙過(guò)大會(huì)使氣門(mén)遲開(kāi)早閉，縮短開(kāi)放時(shí)間，減小開(kāi)啟高度，造成氣缸內(nèi)進(jìn)氣不足，廢氣排放不徹底，燃燒的準(zhǔn)備條件變壞，燃燒不完全，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性下降機(jī)械論文，起動(dòng)困難，怠速時(shí)發(fā)出“噠、噠、噠”氣門(mén)敲擊聲。隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高噪聲也隨之增大，單缸斷火試驗(yàn)時(shí)聲響不變。若氣門(mén)間隙過(guò)小或沒(méi)有(液壓式配氣機(jī)構(gòu)除外)，當(dāng)氣門(mén)及傳動(dòng)桿件受熱膨脹后氣門(mén)桿端抵觸搖臂，使氣門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)發(fā)生漏氣，造成氣缸壓縮壓力降低、氣門(mén)與氣門(mén)座容易燒損，使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難，動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性下降，排放污染增加。

三、配氣機(jī)構(gòu)研究技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

對(duì)于專門(mén)用于發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)的研究，一直是該領(lǐng)域的研究前沿。研究

摘要進(jìn)一步了解配氣機(jī)構(gòu)各零件的真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況，氣門(mén)彈簧的顫振和高次振型時(shí)配氣機(jī)構(gòu)的異常振動(dòng)，從而明確機(jī)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)，單質(zhì)量模型則無(wú)能為力。因而隨后出現(xiàn)了多質(zhì)量動(dòng)力學(xué)模型。根據(jù)使用者目的的不同，有三質(zhì)量、四質(zhì)量、五質(zhì)量，以至更多質(zhì)量的模型。多質(zhì)量動(dòng)力學(xué)模型的建立、參數(shù)的確定、方程的求解等雖然較困難，但它可以分析傳動(dòng)鏈中的各零件的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)的影響，并能計(jì)算出氣門(mén)內(nèi)、外彈簧圈的大致振動(dòng)情況，使模擬值更接近實(shí)際情況，故近年來(lái)多質(zhì)量模型的應(yīng)用遠(yuǎn)比單質(zhì)量模型的應(yīng)用廣泛。為了進(jìn)一步提高配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模擬精度，有人采用變剛度、變搖臂比進(jìn)行多質(zhì)量模型的模擬計(jì)算。當(dāng)然其模擬精度又有一定程度的提高，多質(zhì)量動(dòng)力學(xué)模型也得到了進(jìn)一步的發(fā)展和完善

四、目前在配氣機(jī)構(gòu)維修特性方面存在的不足：

課題的難點(diǎn)是收集數(shù)據(jù)是一項(xiàng)艱難復(fù)雜的工作，本身發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，引起失效的原因也復(fù)雜。維修特性技術(shù)在航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用理論體系不完整。磨損機(jī)理分析采集數(shù)據(jù)多為實(shí)驗(yàn)得，對(duì)于實(shí)際使用中以參數(shù)變化收據(jù)不足。

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篇6

現(xiàn)代機(jī)械制造所需要的大量數(shù)控技術(shù)人才主要來(lái)自相關(guān)專業(yè)的大中專院校及培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。為滿足實(shí)踐性教學(xué)培訓(xùn)的需求，需要建立專門(mén)的機(jī)加工實(shí)訓(xùn)基地投人大量的數(shù)控設(shè)備及場(chǎng)地，其成本非常高昂；并且學(xué)生在操作初學(xué)階段，非常容易發(fā)生刀具與工件、夾具 、機(jī)床的干涉和碰撞現(xiàn)象，既造成 了易耗品的浪費(fèi)，又使實(shí)訓(xùn)教師勞動(dòng)強(qiáng)度加大，造成人力的浪費(fèi)。因此 ，某職業(yè)技術(shù)學(xué)院對(duì)數(shù)控初學(xué)階段的學(xué)生首先安排在數(shù)控仿真室進(jìn) 行學(xué)習(xí)，然后再采 用虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，vn)技術(shù)實(shí)行課堂、實(shí)習(xí)指導(dǎo)一體化化教學(xué)。VR技術(shù)主要利用計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)械制造的作業(yè)環(huán)境、過(guò)程進(jìn)行完全可視化模擬 ，評(píng)價(jià)各個(gè)焦點(diǎn)對(duì)象 (機(jī)床、待加工件、刀具等 )的運(yùn)動(dòng) ；然后通過(guò)數(shù)據(jù)線將 G代碼傳輸?shù)綄?shí)際機(jī)床 ，使傳統(tǒng)的 VR技術(shù)與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景結(jié)合起來(lái) ，形成 “虛擬 +現(xiàn)實(shí)”的模式。

圖 1為 “虛擬 +現(xiàn)實(shí)”示意圖。作者僅從計(jì)算機(jī)虛擬動(dòng)畫(huà)技術(shù)來(lái)模擬實(shí)際的銑削加工。

1 典型零件結(jié)構(gòu)和 CAXA軟件數(shù)控仿真加工

1．1 典型零件結(jié)構(gòu)

圖2所示為數(shù)控銑削加工零件。該零件長(zhǎng)度為120mm，寬度為 100mm，厚度為 20mm，除了需要加工上面的成型面外，還要加工兩個(gè)深孔，采用的毛坯材料為45鋼。

1．2 零件的數(shù)控模擬仿真

數(shù)控機(jī)床通過(guò)零件程序?qū)ζ浼庸み^(guò)程進(jìn)行控制零件程序的正確與否直接決定加工質(zhì)量和效率的高低，而且不正確的加工程序還會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)事故。零件程序的檢驗(yàn)方法有幾種。方法之一是在正式加工前讓機(jī)床空運(yùn)行，空運(yùn)行只能對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)是否正確即有無(wú)干涉碰撞作粗略的估計(jì)；而若用實(shí)物試切的方法，則可對(duì)加工過(guò)程是否正常及加工結(jié)果是否滿足要求作出較準(zhǔn)確的判斷。但試切是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)且昂貴的工作，其效率很低而且需要增加生產(chǎn)成本，此外試切過(guò)程的安全性也得不到保障。在計(jì)算機(jī)上利用三維圖形技術(shù)對(duì)數(shù)控加工過(guò)程進(jìn)行模擬仿真，可以快速、安全和有效地對(duì)NC程序迅速進(jìn)行修改，免除反復(fù)試切過(guò)程，降低材料消耗和生產(chǎn)成本，提高工作效率。因此，數(shù)控加工過(guò)程中的計(jì)算機(jī)仿真是 NC程序高效、安全和有效的檢驗(yàn)方法。

1．2．1

CAM軟件生成刀具軌跡，輸出 NC程序代碼

毛坯是用來(lái)選擇刀具、確定切削用量和計(jì)算粗加工刀具軌跡的重要依據(jù)。在完成零件造型設(shè)計(jì)之后，選擇加工定義毛坯命令，彈出定義毛坯對(duì)話框，在毛坯定義中選擇參照模型方式，則毛坯尺寸調(diào)整 為120mm×100mm X 20mm，如圖 3所示。首先選擇等高線加工的加工方式。然后設(shè)置軟件要求的一些參數(shù)，諸如加工邊界、刀具參數(shù)、走刀方式、切削用量參數(shù)等，再由編程人員在屏幕上拾取要加工的實(shí)體邊界，最后由 CAM軟件自動(dòng)生成刀具加工軌跡，如圖4所示，再經(jīng)后置處理，生成 NC程序代碼，NC程序代碼如圖5所示。

1．2．2 CAM軟件三維加工仿真

CAM軟件自動(dòng)生成 NC程序代碼之后，軟件要進(jìn)行語(yǔ)法檢錯(cuò)與譯碼，轉(zhuǎn)換成仿真模塊所接受的格式，然后刀具軌跡計(jì)算模塊計(jì)算刀具軌跡，驅(qū)動(dòng)軟件實(shí)現(xiàn)仿真運(yùn)動(dòng)。同時(shí)控制刀具沿軌跡走刀，對(duì)毛坯切削的動(dòng)態(tài)圖像顯示過(guò)程進(jìn)行全方位的模擬仿真，如圖6所示 ，并對(duì)代碼進(jìn)行反讀校驗(yàn)。仿真過(guò)程可以隨意放大、縮小和旋轉(zhuǎn)，便于觀察 細(xì)節(jié)；可 以調(diào)節(jié)仿真速度；能顯示多道加工軌跡的加工結(jié)果；仿真過(guò)程中可以檢查刀柄 干涉 、快速移動(dòng)過(guò)程(G00)中的干涉、刀具無(wú)切削刃部分的干涉情況；可以將切削余量用不同顏色 區(qū)分表示，并把切削仿真結(jié)果與零件理論形狀進(jìn)行比較。靈活、強(qiáng)大的加工仿真將加工的風(fēng)險(xiǎn)降為最低。

2 VNUC軟件中的數(shù)控仿真加工

在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，有很多問(wèn)題需要解決，諸如實(shí)訓(xùn)設(shè)備少，學(xué)生多，設(shè)備無(wú)法分配；實(shí)訓(xùn)教學(xué)的安全問(wèn)題；教師在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的勞動(dòng)強(qiáng)度太，神經(jīng)高度緊張等。為了解決這些問(wèn)題，在實(shí)訓(xùn)初級(jí)階段，建議在數(shù)控仿真軟件上進(jìn)行操作練習(xí)。

VNUC數(shù)控加工仿真軟件是利用計(jì)算機(jī)虛擬動(dòng)畫(huà)技術(shù)來(lái)模擬實(shí)際機(jī)床的加工過(guò)程，用它驗(yàn)證數(shù)控加工程序的可靠性，預(yù)測(cè)切削過(guò)程的正確性，減少工件的試切，提高生產(chǎn)效率。VNUC數(shù)控加工仿真軟件是讓學(xué)生在操作真正機(jī)床前先充分掌握安裝了不同類(lèi)型數(shù)控系統(tǒng)的加工仿真操作，同時(shí)通過(guò)仿真演示積累一定的數(shù)控加工操作經(jīng)驗(yàn)，用起來(lái)形象、科學(xué)、安全、經(jīng)濟(jì)。

選擇華中世紀(jì)星數(shù)控銑床，安裝毛坯和刀具，進(jìn)行機(jī)床回零操作，然后進(jìn)行對(duì)刀，并把刀具偏置值輸入到 G54坐標(biāo)系中，最后把 CAXA生成的 NC代碼加載到 VNUC數(shù)控加工仿真軟件里，這時(shí)選擇 自動(dòng)加工方式，再循環(huán)啟動(dòng)就可以進(jìn)行仿真加工了。圖7為在VNUC數(shù)控加工仿真軟件里進(jìn)行仿真加工。然后把NC程序代碼通過(guò)工廠的局域網(wǎng)送到車(chē)間進(jìn)行實(shí)際加工，加工之前再校驗(yàn) G代碼功能，看一下加工代碼的軌跡形狀，做到加工之前心 中有數(shù)。這樣就形成“虛擬 +現(xiàn)實(shí)”的仿真模式，將虛擬的機(jī)床運(yùn)動(dòng)與實(shí)際的數(shù)控操作融為一體。

3 結(jié)束語(yǔ)

“虛擬 +現(xiàn)實(shí)”的仿真模式彌補(bǔ)了僅 CAM軟件仿真的不足，將虛擬的機(jī)床運(yùn)動(dòng)與實(shí)際的數(shù)控操作融為一體，可使用戶既掌握數(shù)控機(jī)床加工的基本原理，又掌握數(shù)控系統(tǒng)操作的基本技能。因此，“虛擬 +現(xiàn)實(shí)”的仿真模式是以計(jì)算機(jī)虛擬機(jī)床代替真實(shí)機(jī)床，可以減少培訓(xùn)成本，保證培訓(xùn)質(zhì)量。具有強(qiáng)大的生命力和廣闊的發(fā)展前途。

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篇7

1.引言

在工業(yè)化時(shí)代，大規(guī)模機(jī)械電氣設(shè)備的使用讓社會(huì)生產(chǎn)效率大幅度的增加，但與此同時(shí)，機(jī)械設(shè)備故障也頻繁發(fā)生，延誤生產(chǎn)時(shí)機(jī)。所謂故障，是指機(jī)械系統(tǒng)偏離正常功能，造成設(shè)備基本功能不能保證。最初故障診斷是依賴人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)及簡(jiǎn)單檢測(cè)儀器，隨著電工電子、傳感器、信號(hào)分析、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的發(fā)展，對(duì)發(fā)生的故障，除要求設(shè)備管理人員具備掌握一定的機(jī)械專業(yè)技術(shù)、還要有電氣、計(jì)算機(jī)等專業(yè)知識(shí)。這對(duì)于依賴于個(gè)人知識(shí)儲(chǔ)備在故障面前顯得杯水車(chē)薪，特別是高技術(shù)含量進(jìn)口機(jī)械設(shè)備故障如民航發(fā)動(dòng)機(jī)故障，我們有時(shí)候卻無(wú)能無(wú)力而不得不依賴外國(guó)專家指導(dǎo)。這樣在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展下，基于WEB的遠(yuǎn)程故障診斷分析由此而產(chǎn)生。

遠(yuǎn)程故障診斷可提高復(fù)雜機(jī)械電氣設(shè)備的維護(hù)和診斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)分設(shè)備和關(guān)鍵部件進(jìn)行分散集中式監(jiān)視、診斷和管理。不僅提高了設(shè)備的管理效率，降低了維護(hù)費(fèi)用，還提高了故障診斷的水平和快速性，也有利于資源共享。

2.監(jiān)控診斷系統(tǒng)

監(jiān)測(cè)與診斷主要是根據(jù)快變信號(hào)、緩變信號(hào)以及開(kāi)關(guān)量信號(hào)的變化，運(yùn)用通頻和分頻振幅值等多種方法來(lái)判斷機(jī)組是否正常運(yùn)行。

系統(tǒng)需有多種采集卡，包括振動(dòng)信號(hào)采集卡、轉(zhuǎn)速采集卡、溫度壓力流量采集卡以及報(bào)警信號(hào)采集卡。還需要有相應(yīng)的信號(hào)變換和調(diào)理電路。各種參量的獲取是通過(guò)振動(dòng)、溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等測(cè)量傳感器實(shí)時(shí)獲取機(jī)組工作狀態(tài)信息。然后將各種信號(hào)通過(guò)信號(hào)分析處理方法通過(guò)PC總線和計(jì)算機(jī)顯示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)各種工況的實(shí)時(shí)顯示。再到更高層次就是利用智能診斷系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和模態(tài)識(shí)別，利用邏輯推理和數(shù)值分析方法相結(jié)合的方式，利用專家知識(shí)和固有原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和比較，得出診斷結(jié)論，以上過(guò)程可用下圖結(jié)構(gòu)表示。

圖1 監(jiān)控診斷系統(tǒng)組成框圖

3.遠(yuǎn)程故障診斷地應(yīng)用

遠(yuǎn)程故障診斷是一門(mén)實(shí)用性強(qiáng)的技術(shù)，它在工業(yè)、醫(yī)療、石油、航空等各個(gè)方面都有廣泛地推廣和使用。

利用INTERNET技術(shù)，F(xiàn)ANUC的數(shù)控機(jī)床采用了C/S的架構(gòu)設(shè)計(jì)，這其中包括了服務(wù)器和客戶端。運(yùn)用SQLSERVER 2008可以創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)，利用TCP/IP協(xié)議可以建立通訊鏈路，利用柔性制造系統(tǒng)可以對(duì)機(jī)床故障診斷分類(lèi)，利用電腦分發(fā)出診斷號(hào)、參數(shù)號(hào)，進(jìn)行PMC接口診斷。也有的專家獨(dú)辟蹊徑，將遠(yuǎn)程故障診斷在數(shù)控裝置的應(yīng)用劃分成了四個(gè)模塊，即信息檢索模塊、智能診斷模塊、網(wǎng)絡(luò)會(huì)診模塊、遠(yuǎn)程檢測(cè)模塊。信息檢索模塊主要是利用專家系統(tǒng)人工或者機(jī)器進(jìn)行檢索，智能診斷模塊主要應(yīng)用對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行分析，再利用與此類(lèi)似的遠(yuǎn)程數(shù)控設(shè)備監(jiān)控診斷系統(tǒng)是由CNC、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控工況機(jī)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器、WEB服務(wù)器及遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷系統(tǒng)中心等組成。楊賢等介紹了一種監(jiān)控軟件，HOMS監(jiān)控軟件是以狀態(tài)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，最優(yōu)檢修決策為目的的。它的體系架構(gòu)為狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，廠級(jí)診斷中心，企業(yè)級(jí)決策中心。

在汽車(chē)行業(yè)，常用的維修檢測(cè)設(shè)備是從電噴車(chē)解碼器、手持式故障診斷儀慢慢發(fā)展到行業(yè)中比較流行的離線PC式汽車(chē)故障診斷儀?，F(xiàn)在又有新的趨勢(shì)了，顏伏伍、曹愷等研究了基于智能手機(jī)的汽車(chē)遠(yuǎn)程故障診斷。他們發(fā)現(xiàn)一些手持式診斷設(shè)備存在攜帶不方便、缺乏維修指導(dǎo)并且診斷效率低下等情況，利用ARM公司推出的開(kāi)發(fā)復(fù)雜應(yīng)用程序的RVDS（Realview Development Suite）開(kāi)發(fā)工具設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了讀清故障碼、讀凍結(jié)幀、讀數(shù)據(jù)流等，另外還具有遠(yuǎn)程交互能力和方便專家進(jìn)行遠(yuǎn)程輔助診斷等功能。

在石油與礦山機(jī)械領(lǐng)域，王峰、路小琪研究了基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井提升機(jī)感知系統(tǒng)設(shè)計(jì)。所謂物聯(lián)網(wǎng)就是通過(guò)二維碼識(shí)別設(shè)備、射頻識(shí)別裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。在這種技術(shù)環(huán)境下，提升機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)傳感器、檢測(cè)設(shè)備以及安裝在系統(tǒng)中的無(wú)線傳感器等關(guān)于該設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)經(jīng)過(guò)以太網(wǎng)傳遞至調(diào)度室。在長(zhǎng)輸油氣管道中，實(shí)現(xiàn)輸油泵在online狀態(tài)下監(jiān)測(cè)最好是使用在線故障診斷軟件，可是幾乎所有的都是通過(guò)安裝在設(shè)備商的各種監(jiān)測(cè)儀表，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳到SCADA系統(tǒng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理、多線程進(jìn)行管理?？梢赃_(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控狀態(tài)，準(zhǔn)確地找到故障報(bào)警。在鉆機(jī)的在線檢測(cè)中，從萬(wàn)生、張鵬飛、林智敏、于輝等人在石油機(jī)械雜志上研究了利用國(guó)際上最先進(jìn)的remote數(shù)據(jù)與圖像監(jiān)測(cè)處理技術(shù)，采用移動(dòng)通信衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)及視頻傳輸?shù)墓δ?，利用這些專有技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的網(wǎng)間共享以及信息捕捉等功能。在壓縮機(jī)的故障診斷與監(jiān)控上，吳文莉采用了嵌入式CPU和無(wú)線通訊GPRS發(fā)送模塊如遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸單元DTU組成。在對(duì)鐵路設(shè)備的診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，李桂林發(fā)表在《自動(dòng)化與儀器儀表》上論述了采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和故障診斷技術(shù)，一定程度上提高了列車(chē)的運(yùn)行效率和保障了行車(chē)安全。

另外，Deb.S，Domagala.C，Gho-shal，Alena.R在《The international society for optical Engineering》利用美國(guó)Qualtech的軟件開(kāi)發(fā)了一種基于上述系統(tǒng)判斷的遠(yuǎn)程診斷服務(wù)器，建立了遠(yuǎn)程檢測(cè)空間服務(wù)站的模型。我國(guó)葉文君等利用基于模型和信號(hào)處理的方法對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的故障診斷和檢測(cè)進(jìn)行了分析和總結(jié)。在機(jī)器人焊接方面，由星云焊接公司研制的Nebula型焊機(jī)，它可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷、遠(yuǎn)程檢測(cè)，還可以將數(shù)字電視技術(shù)應(yīng)用在它上面。

4.結(jié)語(yǔ)

文章簡(jiǎn)要介紹了故障診斷系統(tǒng)的組成和基本原理，肯定了基于WEB故障診斷系統(tǒng)的作用，并且介紹了監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)的組成以及遠(yuǎn)程故障診斷在各行各業(yè)的應(yīng)用。基于WEB的故障診斷技術(shù)發(fā)展已有多年了，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，對(duì)于遠(yuǎn)程故障診斷的前景可能會(huì)在對(duì)故障位置精確性確定、故障時(shí)間準(zhǔn)確性預(yù)測(cè)、檢測(cè)故障地點(diǎn)的精密化等方向發(fā)展。

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篇8

中圖分類(lèi)號(hào)：G40-059.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）20-0046-02

沈陽(yáng)航空航天大學(xué)（SAU）和美國(guó)密西西比州立大學(xué)（MSU）在聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生、交流訪問(wèn)學(xué)者和科研合作方面建立了良好的合作P系。筆者在密西西比州立大學(xué)工程學(xué)院學(xué)習(xí)期間了解了該校和其他一些院校機(jī)械工程專業(yè)的課程設(shè)置和部分重點(diǎn)課程的授課安排，與我校機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械工程專業(yè)的課程體系進(jìn)行對(duì)比分析，從發(fā)達(dá)國(guó)家的課程體系設(shè)置得到啟示，對(duì)合理配置我校機(jī)械工程專業(yè)課程結(jié)構(gòu)提出改進(jìn)建議。

一、比較與分析

（一）總體培養(yǎng)計(jì)劃

兩校的本科學(xué)制為四學(xué)年八學(xué)期，都采用學(xué)分制，課程設(shè)置包括公共基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程和選修課程等。密西西比州立大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)總學(xué)分為128學(xué)分（筆者同時(shí)調(diào)查了美國(guó)其他一些高校如普度大學(xué)、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、威斯康辛大學(xué)、密舒里大學(xué)等高校，學(xué)分設(shè)置都在120―130學(xué)分），每學(xué)分學(xué)時(shí)數(shù)為16學(xué)時(shí)。我校機(jī)械工程專業(yè)總學(xué)分為200學(xué)分，一些課程或教學(xué)環(huán)節(jié)，例如軍訓(xùn)、軍事理論、體育課等，共計(jì)12學(xué)分，在密西西比州立大學(xué)和其他國(guó)外大學(xué)的課程表中并未發(fā)現(xiàn)，略去這些課程，總學(xué)分為188學(xué)分。

我校課程設(shè)置在英語(yǔ)、政治、專業(yè)課程、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)較MSU安排多，MSU在力學(xué)方面的課程較多。兩校都重視數(shù)學(xué)課程，我校在大學(xué)剛開(kāi)始連續(xù)三學(xué)期都開(kāi)設(shè)有數(shù)學(xué)課程，但沒(méi)有很好地建立培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)、力學(xué)、設(shè)計(jì)能力的有效課程體系，缺乏工程模型和計(jì)算方面的應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)和實(shí)踐，以至于學(xué)生不清楚對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)如何應(yīng)用。密西西比州立大學(xué)重視數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，內(nèi)容由基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)及工程簡(jiǎn)單模型應(yīng)用，到工程學(xué)科中的數(shù)學(xué)技術(shù)方法和計(jì)算，直至工程數(shù)學(xué)及其在機(jī)械、化工、環(huán)境等領(lǐng)域的應(yīng)用。

（二）課程設(shè)置

1.母語(yǔ)寫(xiě)作技能。在密西西比州立大學(xué)的課程設(shè)置中，英語(yǔ)寫(xiě)作、科技寫(xiě)作課程12學(xué)分，占總學(xué)分的9.4%，是學(xué)生寫(xiě)學(xué)術(shù)論文和作學(xué)術(shù)報(bào)告的基本要求，筆者同時(shí)調(diào)查了卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、威斯康辛大學(xué)、密舒里大學(xué)等高校課程設(shè)置中的母語(yǔ)寫(xiě)作和表達(dá)都占有一定的學(xué)分。由于國(guó)內(nèi)現(xiàn)在對(duì)英語(yǔ)課程的普遍重視，對(duì)英語(yǔ)學(xué)習(xí)和寫(xiě)作技能較為重視，而對(duì)于漢語(yǔ)寫(xiě)作類(lèi)課程沒(méi)有安排，在母語(yǔ)類(lèi)課程的設(shè)置上存在欠缺。

2.力學(xué)知識(shí)。美國(guó)大學(xué)重視力學(xué)知識(shí)，課程設(shè)置中除了包括工程靜力學(xué)、工程動(dòng)力學(xué)、材料力學(xué)等力學(xué)課程，還設(shè)置了熱力學(xué)、流體力學(xué)及傳熱學(xué)等課程共12學(xué)分，占總學(xué)分的9.4%。我校機(jī)械工程專業(yè)力學(xué)課程只開(kāi)設(shè)了理論力學(xué)和材料力學(xué)課程，關(guān)于熱力學(xué)、流體力學(xué)及傳熱學(xué)方面的課程沒(méi)有涉及到。

3.實(shí)踐環(huán)節(jié)。密西西比州立大學(xué)沒(méi)有制定學(xué)生到工廠實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)內(nèi)容，但很多學(xué)生利用暑假時(shí)間到工廠去見(jiàn)習(xí)或者到學(xué)校相關(guān)研究實(shí)驗(yàn)室去工作，學(xué)生在工廠或?qū)嶒?yàn)室見(jiàn)習(xí)期間，通常還可得到一定的報(bào)酬。我校學(xué)生有單獨(dú)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)分為3學(xué)分，時(shí)間為3周，集中安排學(xué)生到相關(guān)工廠進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)。

密西西比州立大學(xué)沒(méi)有單獨(dú)設(shè)置課程設(shè)計(jì)時(shí)間和學(xué)分，但對(duì)機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課程均有設(shè)計(jì)課題，設(shè)計(jì)基本安排在課后進(jìn)行，集中在第3學(xué)年和第4學(xué)年。設(shè)計(jì)課題安排學(xué)生分組進(jìn)行，每組5―6人，要求口頭答辯和書(shū)面報(bào)告。我校課程設(shè)計(jì)學(xué)分單獨(dú)計(jì)算，共計(jì)12學(xué)分，包括機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)、金屬切削刀具及機(jī)床構(gòu)造與設(shè)計(jì)等課程設(shè)計(jì)。

（三）考核方式

密西西比州立大學(xué)學(xué)生考核成績(jī)包括作業(yè)、平時(shí)測(cè)驗(yàn)和期末考試，一些課程還要求學(xué)生小組合作項(xiàng)目。國(guó)外課程教材內(nèi)容較多，教師課堂講解主要內(nèi)容之后，課后給學(xué)生留大量作業(yè)，通過(guò)作業(yè)來(lái)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)。對(duì)于小組合作項(xiàng)目，要求學(xué)生有書(shū)面報(bào)告和口頭陳述，培養(yǎng)學(xué)生在完成項(xiàng)目期間的團(tuán)隊(duì)合作精神。作業(yè)、平時(shí)測(cè)驗(yàn)和小組合作項(xiàng)目通常占總成績(jī)的60%左右。

二、啟示與建議

美國(guó)密西西比州立大學(xué)開(kāi)設(shè)的普通化學(xué)、計(jì)算機(jī)編程、力學(xué)、傳熱學(xué)等基礎(chǔ)課，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)專業(yè)課的橫向了解，有助于提高學(xué)生的科研素養(yǎng)和擴(kuò)寬學(xué)生視野。我校應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)課的深度理解，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)課聯(lián)系專業(yè)課的能力。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際工程的能力，使學(xué)生具有一定的專業(yè)知識(shí)和科研素養(yǎng)，面對(duì)實(shí)際的工作問(wèn)題能夠提出解決問(wèn)題，在實(shí)際的工作學(xué)習(xí)環(huán)境中不斷地成長(zhǎng)，為學(xué)生能夠更好地升學(xué)深造或盡早地步入工作崗位提供有利的保障。

國(guó)內(nèi)過(guò)多的學(xué)時(shí)數(shù)將使學(xué)生疲于應(yīng)付上課和考試，不利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和自學(xué)能力，并使學(xué)生難以對(duì)自己感興趣的知識(shí)進(jìn)一步學(xué)習(xí)，抑制了其學(xué)習(xí)的積極性，因此應(yīng)進(jìn)一步改變教學(xué)方法，適當(dāng)減少課堂教學(xué)時(shí)間，課程內(nèi)容向綜合化方向發(fā)展，等等。這些措施將為進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)、增設(shè)部分專題討論課和提供個(gè)性化的培養(yǎng)方案提供時(shí)間上的保證。鼓勵(lì)將行業(yè)新知識(shí)、新成果、新技術(shù)引入主干課程中，拓寬學(xué)生的知識(shí)面。貫徹先進(jìn)教育理念，加強(qiáng)各課程間的協(xié)調(diào)優(yōu)化。

為保證本科教學(xué)的培養(yǎng)質(zhì)量，勢(shì)必需要學(xué)校加強(qiáng)對(duì)平時(shí)課堂教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)督，改進(jìn)傳統(tǒng)的考核方式，注重平時(shí)的學(xué)習(xí)情況，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，將學(xué)生接受的課堂內(nèi)容與課后的學(xué)習(xí)充分結(jié)合起來(lái)，加深學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解。同時(shí)加大平時(shí)的考核力度，細(xì)化平時(shí)成績(jī)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，以避免課后作業(yè)的抄襲和期末考試突擊的現(xiàn)象。

為提升本科教學(xué)的質(zhì)量，工程實(shí)踐應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，應(yīng)當(dāng)重視知識(shí)與能力的協(xié)同。在保證學(xué)生掌握一定基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的深入有助于學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，有助于學(xué)生把理論知識(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)化和拓展，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的深入，可以讓學(xué)生對(duì)自己所學(xué)專業(yè)和從事工作的發(fā)展前景有更加深刻的認(rèn)識(shí)，可以增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作和與人溝通的能力。同時(shí)，在實(shí)踐過(guò)程中，學(xué)生不能作為旁觀者來(lái)進(jìn)行，要真正融入到實(shí)踐內(nèi)容和實(shí)踐角色中去，只有這樣才能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合性工程素質(zhì)、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的目的。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)美國(guó)密西西比州立大學(xué)和沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)置的對(duì)比分析，揭示出兩個(gè)學(xué)校在教學(xué)理念和培養(yǎng)目標(biāo)上的差異。美國(guó)的高校更看重學(xué)生本身的發(fā)展和素質(zhì)的提升，當(dāng)然也包括專業(yè)技能的培養(yǎng)，而我校在相當(dāng)程度上還停留在專業(yè)訓(xùn)練和專業(yè)素質(zhì)上，對(duì)全面的關(guān)注性不夠。美國(guó)高校重視母語(yǔ)寫(xiě)作課程的開(kāi)設(shè)和對(duì)學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)能力的培養(yǎng)，重視力學(xué)和熱學(xué)等基礎(chǔ)課程的開(kāi)設(shè)，這些課程對(duì)于學(xué)生個(gè)人科研素養(yǎng)培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提升必不可少。因此，我們應(yīng)對(duì)美國(guó)高校的課程設(shè)置和相關(guān)背景進(jìn)行進(jìn)一步研究，以利于我們有效借鑒、取長(zhǎng)補(bǔ)短，追求我們自身課程設(shè)置體系的完善。

參考文獻(xiàn)：

篇9

1 引言

電子相冊(cè)也叫做數(shù)碼相框，是指可以不借助計(jì)算機(jī)能在LCD 液晶屏上顯示圖片的一種電子產(chǎn)品。電子相冊(cè)結(jié)合了數(shù)字電視技術(shù)、數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)技術(shù)和LCD液晶顯示技術(shù)，即將成為最受歡迎的個(gè)性化數(shù)碼產(chǎn)品之一。電子相冊(cè)繼承了相框的溫情和數(shù)碼的時(shí)尚，給人類(lèi)的生活帶來(lái)了無(wú)窮的樂(lè)趣。鑒于電子相冊(cè)廣泛的用途，電子相冊(cè)的開(kāi)發(fā)具有重要的意義和市場(chǎng)價(jià)值。雖然目前電子相冊(cè)還沒(méi)能普及，但隨著數(shù)碼照相機(jī)的普及，電子相冊(cè)將成為必不可少的配套產(chǎn)品，它也將會(huì)成為繼電視機(jī)、計(jì)算機(jī)之后人們生活中不可或缺的第三類(lèi)顯示器件！本文提出了一種基于STM32系列單片機(jī) STM32F103RCT6的低功耗、低成本設(shè)計(jì)方案，該方案電路簡(jiǎn)單，主要依靠軟件實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。而STM32 更是具有價(jià)格低、自身外設(shè)豐富、實(shí)時(shí)性能強(qiáng)、功耗低等特點(diǎn)。因此，進(jìn)行基于STM32平臺(tái)的電子相冊(cè)的設(shè)計(jì)具有重要的實(shí)用價(jià)值和理論意義。

2 硬件電路

本系統(tǒng)采用基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的STM32作為主控制器，外擴(kuò)SD卡、TFT彩屏以及按鍵。STM32主控模塊：主要用來(lái)讀取存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)，并且驅(qū)動(dòng)LCD顯示。液晶顯示模塊：主要用來(lái)顯示BMP、JPG等格式的圖片。存儲(chǔ)模塊：主要用來(lái)存放BMP、JPG等格式的圖片。按鍵模塊：主要用來(lái)對(duì)圖片進(jìn)行翻頁(yè)。

2.1 STM32主控模塊

本設(shè)計(jì)選用的STM32系列單片機(jī) STM32F103RCT6 ，該芯片具有256KB閃存、48KB RAM、8個(gè)定時(shí)器、3個(gè)SPI、5個(gè)串口、1個(gè)FSMC接口以及64個(gè)通用IO口。該芯片是基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的嵌入式處理器，其特點(diǎn)是高性能、低功耗、低成本。基于以上優(yōu)點(diǎn)，該設(shè)計(jì)采用此單片機(jī)作為主控芯片。

2.2 顯示模塊

本設(shè)計(jì)采用2.8英寸TFT-LCD屏作為顯示模塊，TFT-LCD即薄膜晶體管液晶顯示器，該顯示屏具有亮度好、層次感強(qiáng)、顏色鮮艷、對(duì)比度高等特點(diǎn)，在手機(jī)、MP4等產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。該顯示屏采用ILI9341作為控制器，采用16位80并口與外部連接，選用觸摸屏專用芯片XPT2046，可實(shí)現(xiàn)觸摸操作。

2.3 存儲(chǔ)模塊

SD卡（Secure Digital Memory Card）是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記憶設(shè)備，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于許多電子產(chǎn)品中。例如數(shù)碼相機(jī)、PDA和多媒體播放器等。SD卡體積小、重量輕，但卻有容量大、數(shù)據(jù)傳輸率快、移動(dòng)靈活以及安全性高等特點(diǎn)。SD卡只能使用3.3V的輸入輸出電平，故控制器一定要能夠支持3.3V電壓。設(shè)計(jì)中使用SPI模式，在SD卡收到復(fù)位信號(hào)，同時(shí)CS為低電平時(shí)啟用SPI模式。在SD卡初始化的時(shí)候，時(shí)鐘周期最大不能超過(guò)400KHZ。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

該設(shè)計(jì)通過(guò)CPU對(duì)SD卡中的BMP、JPG等格式圖片進(jìn)行處理、讀取，然后以幻燈片的形式在TFT彩屏上顯示出來(lái)，并通過(guò)按鍵控制圖片的切換。該設(shè)計(jì)的總體流程圖如圖1所示。

3.1 SD卡的讀取

常用的文件系統(tǒng)有FAT12/16/32等，F(xiàn)AT12管理8M左右的空間， FAT16管理2G的空間， FAT32管理2TB的空間。由于FAT32采用了更小的簇，這樣就可以更有效的保存數(shù)據(jù)，不會(huì)造成浪費(fèi)。通常SD卡上的數(shù)據(jù)信息由MBR（有的也沒(méi)有MBR）、DBR、FAT、FDT和數(shù)據(jù)區(qū)5個(gè)部分組成。MBR稱為主引導(dǎo)記錄區(qū)， DBR為操作系統(tǒng)引導(dǎo)記錄區(qū)，F(xiàn)AT稱為文件分配表，F(xiàn)DT稱為文件根目錄表。

SD卡在進(jìn)行讀寫(xiě)操作之前都必須首先對(duì)SD卡進(jìn)行的初始化。初始化SD卡時(shí)，SPI的時(shí)鐘不能太快。在初始化之后，再提高SPI的速率。剛開(kāi)始要先發(fā)送至少74個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，隨后就是寫(xiě)入兩個(gè)命令CMD0與CMD1，使SD卡進(jìn)入SPI模式。SD卡的讀寫(xiě)操作是通過(guò)發(fā)送SD卡命令完成的。SPI總線模式支持單塊（CMD24）和多塊（CMD25）寫(xiě)操作，在需要讀取SD卡中的數(shù)據(jù)時(shí)，執(zhí)行命令字CMD17，首先接收到第一個(gè)響應(yīng)命令字節(jié)（0xFE），接著接收到512個(gè)字節(jié)的SD卡數(shù)據(jù)，最后接收到2個(gè)字節(jié)的CRC驗(yàn)證碼。

3.2 液晶顯示屏的控制

ILI9341液晶控制器的主要使用6個(gè)重要的命令：0XD3，是讀ID4指令，用于讀取LCD控制器的ID；0X36，是存儲(chǔ)訪問(wèn)控制指令，可以控制ILI9341存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)方向；0X2A，是列地址設(shè)置指令，在從左到右，從上到下的掃描方式（默認(rèn)），該指令用于設(shè)置橫坐標(biāo)；0X2B，是頁(yè)地址設(shè)置指令，在從左到右，從上到下的掃描方式（默認(rèn)），該指令用于設(shè)置縱坐標(biāo)；0X2C，是寫(xiě)GRAM指令，在發(fā)送該指令之后，便可以往LCD的GRAM里面寫(xiě)入顏色數(shù)據(jù)了，該指令支持連續(xù)寫(xiě)；0X2E，是讀GRAM指令，用于讀取ILI9341的顯存（GRAM）。

3.3 圖片解碼

我們常用的圖片格式有很多，最常用的有三種：JPEG（或JPG）、BMP和GIF。其中JPEG（或JPG）和BMP是靜態(tài)圖片，而GIF則是可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)圖片。

BMP（全稱Bitmap）是Window操作系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)圖像文件格式。它采用位映射存儲(chǔ)格式，除了圖像深度可選以外，不采用其他任何壓縮，故此，BMP圖片文件占用的空間較大，但是沒(méi)有失真。BMP格式文件存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，圖像的掃描方式是按從左到右、從下到上的順序。對(duì)于BMP格式的圖片，我們采取從SD卡中邊讀取邊解碼顯示的方式進(jìn)行解碼，一般FAT32文件簇的大小都是512字節(jié)，所以我們以簇為單位讀取圖片信息，之后解碼顯示，接著讀取下一簇信息并在液晶上顯示，直到讀完最后一簇，我們的圖片也就解碼顯示完畢

JPEG是Joint Photographic Experts Group（聯(lián)合圖像專家組）的縮寫(xiě)，同BMP格式不同，JPEG是一種有損壓縮格式，能夠?qū)D像壓縮在很小的儲(chǔ)存空間。JPEG壓縮技術(shù)非常先進(jìn)，它使用有損壓縮方式除去多余的數(shù)據(jù)。而且JPEG是一種靈活的圖像格式，可以調(diào)節(jié)圖像的質(zhì)量，壓縮比率通?？梢蕴幱谠?0∶1到40∶1之間，壓縮率越高，圖像的品質(zhì)越差，反之，圖像品質(zhì)就越高。JPEG格式主要壓縮高頻信息，同時(shí)較好的保留了色彩的信息，它可以支持24bit真彩色，主要適用于互聯(lián)網(wǎng)和連續(xù)色調(diào)的圖像。JPEG的解碼是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，該設(shè)計(jì)中用到了FATFS的作者提供的一個(gè)的JPG/JPEG解碼庫(kù)：TjpgDec，只需3.5KB的FLASH和3KB的RAM即可實(shí)現(xiàn)JPG/JPEG解碼。JPEG/JPEG圖像文件解碼過(guò)程如下：首先從文件頭開(kāi)始讀出文件的相關(guān)信息；接著從圖像數(shù)據(jù)流中讀取一個(gè)編碼單元（MCU） ，并提取里邊的各個(gè)顏色分量；將顏色分量從數(shù)據(jù)流恢復(fù)成矩陣數(shù)據(jù)；接下來(lái)對(duì)8×8 的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)一步解碼；最后顏色系統(tǒng)YCrCb 向RGB 轉(zhuǎn)換，排列整合各個(gè)MCU 的解碼數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論

本論文設(shè)計(jì)了一款基于STM32單片機(jī)的電子相冊(cè)，該設(shè)計(jì)的主控芯片具有256KB閃存和48KB RAM，時(shí)鐘頻率可達(dá)72MHz，并且集成了豐富的片內(nèi)外設(shè)，功耗低，價(jià)格便宜。TFT液晶觸摸屏具有亮度好、對(duì)比度高、層次感強(qiáng)、顏色鮮艷等特點(diǎn)。該系統(tǒng)的硬件電路很簡(jiǎn)單，主要通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)具體的功能，最終設(shè)計(jì)了一款具有價(jià)格便宜，功能齊全，顯示效果良好，模塊化結(jié)構(gòu)的電子相冊(cè)。

參考文獻(xiàn)

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篇10

 

1、高速度切削的基礎(chǔ)理論

高速切削技術(shù)不只是一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，它的發(fā)展和推廣應(yīng)用將帶動(dòng)整個(gè)制造業(yè)的進(jìn)步和效益的提高。在國(guó)外，20世紀(jì)30年代德國(guó)Salomon博士提出高速切削理念以來(lái)，經(jīng)半個(gè)世紀(jì)的探索和研究，隨數(shù)控機(jī)床和刀具技術(shù)的進(jìn)步，80年代末和90年代初開(kāi)始應(yīng)用并快速發(fā)展到廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、模具制造業(yè)加工鋁、鎂合金、鋼、鑄鐵及其合金、超級(jí)合金及碳纖維增強(qiáng)塑料等復(fù)合材料，其中加工鑄鐵和鋁合金最為普遍。

2、 高速切削加工理論基礎(chǔ)

(1) 切屑形成特征

不同材料在不同狀態(tài)下的切屑形態(tài):

(a)供貨狀態(tài)，切削速度127.2m/min （b）硬度325HB，切削速度125.5m/min

連續(xù)帶狀切屑（D.LEE）鋸齒狀切屑

工件材料及其性能和切削條件對(duì)切屑形態(tài)起主要作用，其中工件材料及其性能有決定性的影響。一般低硬度和高熱物理性能KρC（導(dǎo)熱性K、密度ρ和比熱容C的乘積）的工件材料如鋁合金、低碳鋼和未淬硬的鋼與合金鋼等，在很大切削速度范圍內(nèi)容易形成連續(xù)帶狀切屑。

硬度較高和低熱物理特性KρC的工件材料，如熱處理的鋼與合金鋼、鈦合金和超級(jí)合金，在很寬的切削速度范圍均形成鋸齒狀切屑，隨切削速度的提高，鋸齒化程度增高，直至形成分離的單元切屑。

(2)切削力學(xué)

圖中Fs為剪切力，F(xiàn)m為高速切削時(shí)切屑動(dòng)量改變所需的作用力；Ff為作用在后刀面上的摩擦力

直角切削時(shí)剪切角和前刀面受力簡(jiǎn)圖

（3）切削熱和切削溫度

切削時(shí)的熱量主要來(lái)自剪切變形功、刀－屑和刀－工件摩擦功。干切時(shí)，切削熱主要由切屑、工件和刀具傳出去，周?chē)橘|(zhì)傳出小于1％。

切削時(shí)熱的產(chǎn)生與傳出

切削速度對(duì)切削溫度的影響試驗(yàn)結(jié)果。隨切削速度的提高，開(kāi)始切削溫度升高很快，但達(dá)到一定速度后，切削溫度的升高逐漸緩慢，甚至很少升高。

3、 高速切削的優(yōu)點(diǎn)

（1） 隨切削速度的大副度提高，進(jìn)給速度也相應(yīng)提高5―10倍。這樣，單位時(shí)間內(nèi)的材料切除率可以大大增加，可達(dá)到常規(guī)切削的3―6倍，甚至更高。同時(shí)機(jī)床快速空程速度的大副提高，也大大減少了非切削的空行程時(shí)間，從而極大地提高了機(jī)床的生產(chǎn)率。

（2）在切削速度達(dá)到一定值后，切削力可降低30%以上，尤其是徑向切削力的大副減少，特別有利于提高薄壁細(xì)肋等剛性差的高速精密加工。

（3）在高速切削時(shí)，95%--98% 以上的切削熱來(lái)不及傳給工件，被切削飛速帶走，工件可基本上保持冷態(tài)，因而特別適合加工容易熱變形的零件。

（4）高速切削時(shí)，機(jī)床的激震頻率特別高，它遠(yuǎn)遠(yuǎn)離開(kāi)了“機(jī)床―刀具―工件”工藝系統(tǒng)的固有頻率范圍，工作平穩(wěn)震動(dòng)小，因而能加工出非常精密、非常光潔的零件，零件經(jīng)高速車(chē)、銑加工的表面質(zhì)量?？蛇_(dá)到磨削的水平，殘留在工件表面上的應(yīng)力也很小，故?？墒∪ャ娤骱蟮木庸すば?。

（5）高速切削可以加工各種難加工材料。例如，航空和動(dòng)力部門(mén)大量采用的鎳基合金和鈦合金，這類(lèi)材料強(qiáng)度大、硬度高、耐沖擊、加工中容易硬化，切削溫度高，刀具磨損嚴(yán)重。在普通加工中一般采用很低的切削速度。如采用高速切削，則其切削速度可提高到100―1000m/min，為常規(guī)切削速度的10倍左右，不但可大副提高生產(chǎn)率，而且可有效地減少刀具磨損，提高零件加工的表面質(zhì)量。

（6）降低加工成本，由于高速切削，零件的單件加工時(shí)間縮短了；在一臺(tái)機(jī)床上，一次裝夾完成零件地所有粗、半精、精加工，提高了效率；高速加工提高了零件表面粗糙度質(zhì)量，免去了后續(xù)地光整加工工序以及替代了一部分電加工工序；因此，雖然高速機(jī)床地價(jià)格高于普通速度機(jī)床，但是綜合幾方面的因素，仍可大幅度降低加成本。

4、高速切削加工的刀柄系統(tǒng)

BT系統(tǒng)：刀柄錐度7：24，單面接觸。 HSK系統(tǒng)：刀柄錐度1：10，雙面接觸。

BT刀柄（7：24）BT刀柄與主軸接合圖

HSK刀柄（1：10）HSK刀柄與主軸接合圖

刀柄與主軸接觸 不同刀柄系統(tǒng)，高速加工時(shí)，離心力有很大影響。

BT主軸/刀柄聯(lián)結(jié)

主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到某一極限值 (n=15000r/min，F(xiàn)=15kN) 時(shí)，主軸/刀柄聯(lián)接處大端的分離導(dǎo)致刀柄在切削力的作用下以刀柄為支承發(fā)生擺動(dòng)，極大地降低了刀柄在主軸錐孔內(nèi)的定位精度和重復(fù)定位精度，無(wú)法保證聯(lián)結(jié)的可靠性。BT40聯(lián)結(jié)的最佳轉(zhuǎn)速范圍為0~12,000r/min，12,000~15,000r/min仍可使用，15,000r/min以上，由于精度降低，無(wú)法使用。HSK－63A刀柄系統(tǒng)最佳轉(zhuǎn)速范圍為0－30000r/min，超過(guò)這個(gè)范圍精度降低。

5、高速切削加工技術(shù)展望

高效率、高精度、高柔性和綠色化是機(jī)械加工領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。高速切削加工技術(shù)必將沿著安全、清潔生產(chǎn)和降低制造成本的方向繼續(xù)發(fā)展，而成為21世紀(jì)切削技術(shù)的主流

切削速度目標(biāo)：

銑加工鋁及其合金10000m/min；銑加工鑄鐵5000m/min；銑加工普通鋼2500m/min。

鉆削鋁及其合金30000r/min，鉆削鑄鐵20000r/min，鉆削普通鋼10000r/min。

進(jìn)給速度目標(biāo)20～50m/min，進(jìn)給量1.0～1.5mm/齒。

鋁及其合金等有色金屬和碳纖維增強(qiáng)塑料等非金屬材料的切削速度主要受限于機(jī)床主軸最高轉(zhuǎn)速和功率。在高速加工機(jī)床領(lǐng)域，具有小質(zhì)量、大功率的高速電主軸、高加速度的快速直線電機(jī)和高速精密數(shù)控系統(tǒng)，以及配套的高速軸承及其技術(shù)、刀庫(kù)技術(shù)和自動(dòng)換刀裝置及監(jiān)控技術(shù)等正在迅速發(fā)展，可望達(dá)到更高的加工水平。

鑄鐵、鋼及其合金、鈦及鈦合金、高溫耐熱合金等超級(jí)合金以及金屬基復(fù)合材料的高速切削加工目標(biāo)主要受刀具壽命困擾，發(fā)展新型高溫力學(xué)性能（硬度、強(qiáng)度與斷裂韌性）和高抗熱震性能更高的高可靠性的刀具材料對(duì)進(jìn)一步發(fā)展高速切削技術(shù)具有決定性的意義。

現(xiàn)有高速切削刀具材料PCD、CBN、陶瓷刀具、金屬陶瓷、涂層刀具和超細(xì)硬質(zhì)合金刀具等仍將起主導(dǎo)作用，并將得到新的發(fā)展。進(jìn)一步發(fā)展新型高溫力學(xué)性能和高抗熱震性能的高可靠性的刀具材料（包括自刀具材料），特別是為加工超級(jí)合金和高性能新型工程材料和高速干切削的刀具材料是發(fā)展的重點(diǎn)。

金剛石刀具領(lǐng)域，人工合成單晶金剛石和金剛石厚膜涂層刀具具有更好的優(yōu)越性，隨技術(shù)日益成熟和成本降低，可望成為高速切削有色金屬和非金屬材料比較理想的刀具材料。

陶瓷刀具有獨(dú)特優(yōu)越性，可望通過(guò)多種強(qiáng)韌化機(jī)理（如微－納、納－納等）大幅度提高其性能，它將成為高速切削鋼、鐵材料的最有前途的刀具材料之一。

涂層刀具在高速切削加工技術(shù)領(lǐng)域具有巨大潛力，通過(guò)深入研究涂層技術(shù)和涂層物質(zhì)，如高強(qiáng)度的硬質(zhì)合金粉末表面涂層、CBN涂層，納米涂層等進(jìn)一步提高其性能，可望成為高速切削加工最具有誘人吸引力的刀具材料。

在發(fā)展高速切削加工技術(shù)領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)高效復(fù)合切削技術(shù)和高性能切削技術(shù)及其多功能與專用刀具，是提高切削效率和加工質(zhì)量十分有效的方法之一。

高速切削過(guò)程的機(jī)床、刀具和工件質(zhì)量的智能監(jiān)控技術(shù)將得到更加重視和發(fā)展。

6、結(jié)束語(yǔ)

高速切削加工技術(shù)是一項(xiàng)全新的、正在發(fā)展之中的先進(jìn)實(shí)用技術(shù)，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已得到廣泛的應(yīng)用，取得巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。在我國(guó)高速切削加工技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用還處于初步階段，還有大量研究、開(kāi)發(fā)工作需要進(jìn)行。但國(guó)內(nèi)已進(jìn)口了大批高速加工設(shè)備，也開(kāi)發(fā)了多種高速機(jī)床和加工中心，還有許多可供應(yīng)高速切削刀具系統(tǒng)的工具企業(yè)，只要充分認(rèn)識(shí)高速切削加工技術(shù)的優(yōu)越性和誘人的巨大經(jīng)濟(jì)效益的潛力，完全有可能迅速把我國(guó)高速切削加工技術(shù)的應(yīng)用推進(jìn)到一個(gè)新水平

參考文獻(xiàn)：

（1）《第一屆全國(guó)數(shù)控技能大賽決賽試題解析與點(diǎn)評(píng)》

第一屆全國(guó)數(shù)控技能大賽 機(jī)床雜志社組編 中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社

（2）機(jī)電工程現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 萬(wàn)耀青，阮寶湘 北京理工大學(xué)出版社