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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘子荣 张晓辉 刘军虎 李焱宇 王同辉
为探究太阳能无人机在飞行过程中飞行姿态与能量状态之间的耦合关系，该文设计了太阳能无人机姿态/能量耦合实验教学平台。该平台可有效模拟无人机俯仰、滚转和偏航姿态，实时测量不同飞行状态时太阳能机翼发电状态的变化，通过单轴转动实验和模拟飞行姿态的多轴转动实验，展示了姿态/能量耦合机理；通过引入最大功率点跟踪控制器，对比分析了不同控制算法的跟踪效果。实验结果表明该实验教学平台可直观展示太阳能无人机的能效特点，帮助学生认知太阳能无人机运动特征与太阳能机翼发电功率的耦合关系，可有效支撑太阳能无人机高能效飞行关键技术实验研究。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孔祥强 高琛 董山东 姜开林 乔尚游
根据实验教学的需要并结合科研项目,设计并搭建了基于微通道换热技术的直膨式太阳能热泵系统综合实验平台,热泵循环工质为R134a。实验平台主要由裸板式太阳能集热/蒸发器、压缩机、微通道冷凝器、蓄热水箱、电子膨胀阀、数据采集与控制系统等组成。开发了基于LabVIEW虚拟仪器软件的数据监控系统,实现了温度、压力、太阳辐射强度、环境风速、功率等运行参数的自动检测、显示、存储和报警等功能。应用表明,该实验平台性能稳定、测量精度高、操作方便,而且功能扩展性好,有利于培养学生的创新精神、实践能力、科研能力和团队合作能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘刚 贺云涛 张晓辉 王正平
设计了一种以绿色能源无人机动力系统为原型的太阳能混合动力系统综合实验平台,该平台采用被动式能源功率分配结构,加入最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制器,以无刷直流电机作为动力系统负载。还设计开发了电流电压采集模块以及控制记录模块。实验结果表明,该实验平台运行稳定可靠,能较真实的反映无人机动力系统工作过程,具有较高教学价值。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
屈晓波 吕永玺 王长青
探索了飞翼布局无人机的设计思路,完成了2种设计方案,利用CFD方法获得了该飞机基本气动数据,建立了方案B的CATIA三维数字样机,实现了实验平台的制作、装配和测试工作,基于该实验平台开展了一系列飞行实验。CFD计算结果和试飞数据验证了设计方法的可行性,体现了实验平台的通用性及良好的工程应用前景。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
曹宝文 陈子坚 王培宏
充分利用太阳能、电能和热能,设计了光电系统和光热系统协调运行的地采暖实验平台。利用直流发热电缆的热响应快和热水散热较慢的特点,双系统运行提高了供热的稳定性及运行效率。控制系统采用模糊PID算法和直流调压器实现温度控制,并设计了相应的控制策略。实验表明,该系统的温度均匀性和热舒适性良好,可以实现节能减排,还可应用于新能源专业的实验实训教学,提高学生运用现有知识解决综合问题的能力和应用技术水平。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王一 乌大琨 隋郁 赵海发
针对目前高校太阳能电池实验教学大多基于单晶、多晶、非晶硅样品及不能解释不同电池性能差异本质原因的不足,新开设砷化镓单晶和硅单晶太阳能电池对比实验。该实验在暗伏安特性、开路电压和短路电流、输出特性等传统测量及数学拟合基础上,还给出在全光强范围内的最大输出功率值、开路电压短路电流的乘积值及其线性拟合,并据此提供全光强范围的填充因子曲线。最后,结合第一性原理方法计算的能带图,解释了两种太阳能电池性能差异的根本原因,弥补了以往实验教学的不足。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
温凯 陈缪
针对无人机培训教学的需求,研制了一款适用于无人机教学的全尺寸四旋翼无人机教学平台,并开发了配套的课程。该平台实现了将无人机带入课堂,并真实飞行,增加了无人机操作的安全性和便捷性。配套课程能够通过与无人机互动实现相关基础知识和理论的学习。该平台建立了逼真的飞行操作环境,具备教学和实时显示功能,可完成无人机的各种训练操作程序,既满足培训要求,又节约费用、降低风险,可以大大提高无人机培训效率,缩短培训时间。
关键词：
四旋翼无人机 教学平台 课程开发
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李璇 张豪杰 杨鸿文
针对无人集群网络实验教学中理论与实践脱节、实验成本高昂、测试稳定性不足以及存在潜在安全风险等挑战，构建了一套无人集群网络仿真实验教学平台。该平台基于高保真的自组织网络模拟技术，集成无人集群算法、飞行控制仿真以及网络效能评估，实现了多系统分布式联合仿真，有效支撑了无人集群网络的仿真验证。在教学过程中，通过平台的直观演示，有助于学生加深对无人集群网络理论的理解，提升学习积极性。该平台提供的开放式接口，能够使学生自主设计并验证通信模型、网络协议和集群算法等模块，实现“学以致用”，激发创新实践能力。
关键词：
无人集群 网络仿真 实验教学
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
方可 杨明 李伟
为了使本科生在"无人机飞控与作业系统"创新课上更直观地掌握所学知识,体验学生自己设计的控制逻辑在无人机上运行的效果,设计与开发了一套基于无线电遥控信号和电子开关的无人机作业系统实验平台,采用基于Mega8L单片机、APM9926场效应管等元器件,解决了遥控信号识别、作业通道高速开关、失控保护等方面的问题,实际运行情况证明该系统具有良好的快速性和可靠性。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
张秀艳 王琪
在民航飞机起飞离地过程中,飞行员的操作失误容易导致擦机尾等安全事故。飞机离地姿态与飞行操作紧密耦合。针对飞机离地姿态与飞行操作解耦问题,该文以“安全Ⅱ”模式为指导,关注飞机离地风险应对的全过程表现,对飞机离地姿态与飞行操作之间的耦合机理进行研究。根据安全韧性理论,构建了飞机离地姿态与飞行操作“因果-时序”耦合模型;基于国内某航空公司A319机队1 359个航段快速存取记录器(QAR)数据,利用动态Bayes网络进行正常操作与超限操作的特征量化与验证。结果表明,该模型可对飞机离地姿态的动态形成机理进行有效分析;选择“重载”“轻载”“顺风”“逆风”等单一情景及其组合情景,通过调节关键飞行操作节点的概率分布得到最佳飞行操作模式。该研究得到了不同情景变量影响下飞机离地姿态与飞行操作之间的耦合机理,有助于提高飞行员的风险预测与应对能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
祝晓琳 刘会娥 李军 李传 严文娟 杨朝合
基于对传统固体流态化专业实验的系统分析，自主研制了气固流态化综合实验教学平台。该平台包括一套多功能大型循环流化床冷模装置，以及配套的先进测试仪器和虚拟仿真系统，可在常规固体流态化和气固循环流态化两种操作模式下，进行流化现象观测、颗粒流动特性测试、气固流动结构测定及两器压力平衡分析等方面的教学和研究工作。该实验平台不仅拓展了气固循环流态化方面的教学内容，而且通过虚实结合的方法，加深了学生对气固流态化现象的理解和流化床反应器工程实际的认知，推动了产学研结合，提升了教学效果。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
林日亿 杨正大 王新伟 姜烨
针对高温、高压工业生产过程中的水蒸气相态转变问题,设计并搭建了一套氮气/蒸汽混合气体特性研究实验平台,探究了混合气体温度、压力(总压和分压)等对水蒸气状态特性的影响规律,通过光学窗口实现了气液相态转变的可视化,结合理论计算获得了混合气体的分压规律。该实验平台具有结构紧凑、操作灵活、实验精度高和安全性好等特点,可以有效地将科研实验和教学实验相结合,有助于学生对蒸汽性质、混合气体分压定律、气液相平衡等内容的理解。
关键词：
混合气体 蒸汽状态 分压定律 气液相平衡
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
许伯强 孙丽玲 董淑惠 李志远
由于异步电机实验教学平台多是针对正常工况设计开发的,缺乏对故障状态的模拟和分析,因此造成了教学和实际需求的脱节。该文设计开发的异步电机综合故障实验教学平台可以开展定子绕组匝间故障、转子断条故障、轴承故障实验和在线诊断,该平台综合了异步电机拆解与组装、故障特征分析以及数字信号处理技术的实际应用,有助于学生深入理解相关知识,提升实际动手能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
晁涛 杨明 马萍 李伟 王松艳
设计开发了集教学、效果评价与师生互动于一体的综合实验教学软件平台。在平台的教学模块设计中引入"基于问题学习"和翻转课堂教学思想,建立了多角度、多层次的实验问题库,可进行知识巩固实验、自主设计实验、竞赛题目求解实验和实际问题设计实验,适应本科生、研究生以及竞赛预备生的实验需求。在教学效果评价模块设计中引入系统综合评价方法,建立合理的教学效果评价指标,从多维度考查教学效果。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李祺 韦振振 周锐南 张靖宇 聂为之
结合飞机自动化装配中的舱段对接工艺，开发了基于双目视觉技术的舱段自动对接实验教学平台。平台包含双目视觉检测系统、六自由度位姿调整系统和实验平台客户端，用双目视觉原理的位姿检测方法实现高精度舱段对接装配。面向实验教学需求，设计了双目视觉参数标定实验、位姿检测实验和舱段对接模拟实验，将先进的视觉检测技术融入实践教学环节，丰富了实验教学手段，取得良好成效。
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