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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
童建军 易文豪 王明年 赵思光 程海兵 刘琛
该文引入人工智能方法和技术，设计了隧道施工期间掌子面地下水智能判识实验。依托科研成果，搭建了包括地下水模拟单元、隧道掌子面模拟单元、地下水视频采集分析单元的实验系统，开展了基于视频智能分析技术的地下水自动解析，重构了地下水三维形态，采集了地下水流量、流速和水头高度等动力学参数。该实验能使学生掌握人工智能在隧道工程中的应用方法和流程，锻炼动手操作能力，激发科学探索兴趣。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘恒 黄晓钰 李昊汶 吴朝阳
针对电子信息类大类一年级新生构建了专业认知综合性实验。该实验选用基于Arduino UNO开源硬件平台的车形机器人套件为实验对象,以模拟火山岛营救为主题任务,针对单线程处理多任务,采用时间片法分配使用CPU。教学实践表明,基于开源的图形化编程的该实验平台入门简单、趣味性强,能有效拓展学生思维空间,增强学生学习兴趣和专业认同感,对培养学生解决复杂工程问题能力具有积极意义。
关键词：
实验设计 时间片法 多任务 专业认同感
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
高庆华 商云晶 秦晓梅 崔承毅 程春雨 周晓丹
设计了适用于单片机综合设计实验的实验项目——基于STC单片机的智能风扇系统。介绍了系统的总体设计方案和功能要求,并对各功能模块进行了硬件设计。该实验项目具有层次性、开放性及实现方式多样化特点,通过该实验不仅加深了学生对多门理论课知识的理解,还提升了学生的实践动手能力、综合设计能力和创新能力。
关键词：
单片机 智能风扇 综合设计能力 创新能力
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
傅筱 那丽春 韩俊毅 曹阔 窦方彤
针对风机运行环境复杂、缺乏现场实验数据等问题，提出数字孪生驱动的高炉风机导叶开度智能控制实验平台。以数字化方式创建高炉风机的虚拟模型，通过虚实交互，阐述了物理风机控制原理与虚拟风机智能调控相结合的教学内容。经由“机理—数据—知识”的实验过程，能够使学生准确、直观地理解风机在真实变工况条件下的行为特征，并掌握构建基于机器学习的智能调控模型的基本方法，提升实践操作和工程创新能力。该实验平台可广泛应用于智能制造相关课程的实验教学。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘凯 张立民 张兵强
针对现有大学计算机基础课程实验内容技术有限、与战场脱节的不足,结合未来智能化战场以及课标中计算思维训练需求,提出了基于人工智能理论的综合实验方案。首先设计了以任务为驱动的综合实验项目;再以航空装备故障诊断实验为例,详细论述了基于案例实践的实验方案及过程;最后总结了教学实施的效果。教学实践表明,综合实验能够使学生掌握利用计算机技术与人工智能方法解决实际军事问题的流程,提高学生计算思维能力,并为计算机类实验内容建设提供可参考、可复制的实施案例。
关键词：
人工智能 综合实验 任务驱动 案例教学
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
万春秋 李擎 崔家瑞 李希胜 徐银梅
将经典粒子群算法（particle swarm optimization，简称PSO）和4种不同改进形式的PSO应用于精轧自动厚度控制（automatic gauge control，简称AGC）系统PI控制参数的优化整定，设计了基于PSO-PI控制策略的精轧AGC智能优化控制系统。在控制参数的整定过程中，通过加权系数法将控制精度、动态响应特性等多项性能指标的优化问题转化为单目标优化问题，并通过仿真实验研究了各项控制指标权重系数对控制效果的影响。最后，基于PSO算法研究成果构建了精轧AGC智能优化控制虚拟仿真实验系统，为学生解决冶金自动化领域复杂工程问题能力培养提供了有力支撑。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
罗钧 李志学 龚燕峰
针对传统交通标志识别系统存在识别精度较低、识别种类少和识别实时性较低的不足,设计了一套高精度、低功耗、便携式的交通标志智能识别系统。系统硬件为以德州仪器AM5749高性能处理器为核心的嵌入式开发系统,通过结合训练选择设计的基于深度学习的轻量级卷积神经网络所得的系统软件模型,对多达62种的交通标志图像进行分类识别,结果显示在液晶显示器上。通过该实验,学生加深了对卷积神经网络的理解,熟悉利用嵌入式平台进行深度学习算法的开发流程,提高了解决实际问题的学习和实践能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
白春妹 赖焕生
以富勒烯为研究对象,探索地下含水层中的高渗透层区对富勒烯迁移分布的影响和富勒烯在非均质饱和多孔介质中的运移规律。结果显示,高渗透层区为富勒烯纳米材料的迁移提供了优先传播路径;高渗透层区吸附的富勒烯浓度S均比周边背景饱和介质上的低;6个观测点对应的水相富勒烯浓度值中最高的观测点位于最高渗透层。
关键词：
富勒烯 地下水污染 高渗透层区 仿真实验
[期刊] 科技进步与对策
[作者]
林鸣 王青娥 王孟钧 李建光
从港珠澳大桥岛隧工程环境和技术挑战两方面分析岛隧工程智能建造实际需求,定义智能建造内涵和应具有的基本功能;搭建由感知层、网络层、数据层、应用支撑层及应用层构成的智能建造平台架构;在此基础上对岛隧工程建设中应用的沉管安装保障系统和水下无人作业安装系统进行了详细阐述。
关键词：
港珠澳大桥 智能建造 智能安装系统
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
罗佳 刘大刚 杨姝 杨菊英
隧道位移测量是西南交通大学重点实验室的一个国家级子课题。利用图像测量技术设计开发出用于隧道位移测量的实验平台,主要包括图像采集、图像处理和图像分析3大模块。相较于传统人工位移量测方法,此实验平台除了提供友好的人机交互界面外,还具有成本低、精度高、实用价值高等特点。该实验平台还广泛用于"地下工程"等相关课程的实验教学,效果令人满意。
关键词：
位移测量 图像测量 图像处理 图像分析
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
陈念 张强 汪小刚 王玉杰 王鹏 王丹
外水压力是深埋隧洞建设中面临的一个关键问题，由于深埋隧洞埋深大、地下水位高、地层间水力联系规律复杂，因此给深埋隧洞外水压力确定提出巨大挑战。厘清隧洞全生命周期地下水的水力联系规律，是准确评价深埋隧洞外水压力和隧洞建设影响地下水环境的关键。该文采用数值模拟法研究不同地层类型对隧洞开挖后地下水演化规律的影响，在此基础上，提出一种深埋隧洞地下水分层水力联系地表深孔监测技术，并应用于滇中引水工程蔡家村隧洞。数值模拟结果显示：隧洞上方存在隔水地层对开挖后地下水水力联系有显著影响。工程实践应用不仅验证了该技术的可行性，还证实了深埋隧洞地下水水力联系存在分层现象。该文提出的深埋隧洞地下水分层水力联系地表深孔监测技术为深埋隧洞高外水压力的取值研究提供了有效手段。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
万春秋 李擎 崔家瑞 杨旭 李希胜
针对飞行器姿态复合控制问题研究中直接力连续化处理导致的与实际工程特性差距较大问题，研究了体现直接力离散特性的控制系统构建方法及控制参数优化设计方法。首先，搭建了体现直接力离散特性的飞行器姿态复合控制系统框架及模型；然后针对复合控制问题的非线性、强耦合、多约束等复杂特性，采用PSO算法对控制律及控制分配参数进行多目标优化设计，构建了飞行器姿态智能控制系统；再通过数字仿真从控制算法、PSO算法参数、飞行器系统参数三个方面对智能控制问题研究方法进行了说明；最后，依托最新科研成果设计开发了飞行器姿态智能控制实验系统，为自动化专业本科生智能控制类课程实践教学及创新型人才培养提供了自主开放的实验研究平台。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
严家明 周一恒 徐瑞东 邓先明
该文设计了局部放电模式识别实验,改进了基于智能算法的样本分层实验分析方法,建立了基于教研融合的实验教学新模式。通过设计三种放电缺陷采集局部放电信号,利用小波变换清洗局部放电数据,基于统计学构建局部放电相位分布(PRPD)图谱并提取特征量,对比分析了利用BP神经网络(BPNN)传统算法和改进的样本分层算法对放电类型识别的效率。实验结果表明,样本分层智能算法能够提高局部放电模式识别效率。该实验基于教师科研成果,综合运用了电气、信息、统计学及计算机等多学科交叉,建立了“基于实践、递进启发、学科交叉”的教研融合实验教学新模式,锻炼了学生的实践动手能力和知识综合运用能力,培养了学生的探索热情和创新意识。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王伟 韩雪 高照玲 马永刚
为提高学生工程实践和创新能力、促进理论教学和实验教学紧密结合,针对嵌入式Linux相关课程,以智能家居控制系统为例,介绍了综合实验设计思路和设计内容,给出阶段性成果。应用表明,基于Linux的智能家居控制系统综合实验设计,在实验教学、学生兴趣、学生应用实践能力和创新能力培养和提升等方面都有很好的效果。
关键词：
智能控制 ARM Linux 综合实验
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张立立 赵琦 王力 李晶 王兆琦 赵美玲
文章设计了基于"在线-在环"融合的智能交通控制系统综合实验。首先,通过实体沙盘全景模拟城市道路交通网络形态;再利用自主研发的OSP(open simulation platform)交通仿真软件动态仿真沙盘路网交通流状态,并进行交通控制策略设计;最后,采用现场级交通控制器执行所设计的交通控制策略,并反馈到仿真软件中进行控制效果评价。该实验将交通流理论、交通控制策略设计、交通仿真和交通控制器应用等知识融为一体,不仅可使学生更好地理解交通控制理论的基本原理和关键技术,还可有效提高学生综合运用知识开展实践的能力。
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