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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
窦东阳 李昌 王启立 彭耀丽 陈昌贺
为培养本科生创新思维和工程实践能力，达到工程教育认证中“具备解决复杂工程问题”的毕业要求，推动虚拟仿真实验教学改革和实验设备数字化，设计了基于ABAQUS和MATLAB的振动筛大梁裂纹故障诊断仿真实验系统，并通过产学研融合与现场效果进行了验证。该仿真实验系统采用ABAQUS有限元软件建立大梁裂纹模型，研究大梁的振动规律并模拟振动信号，同时在某选煤厂奥瑞AHS3661矸石筛大梁上安装加速度传感器采集振幅信号。通过对实测与仿真信号的振幅峰值和奇异谱熵进行时域波形分析和对比，这两个指标可被用于现场大梁的故障监测。最后借助于MATLAB开发通俗易懂的人机界面，调用底层仿真逻辑，完成相关实验操作流程。该系统能够满足过程控制相关专业的实验教学任务与创新拓展训练，取得了较好的应用效果。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张柯 夏静萍
利用Matlab开发了多智能体系统仿真实验,通过编写m文件求解故障诊断观测器增益矩阵,可以进一步加深对多智能体系统分布式故障诊断算法的理解。利用Simulink搭建的仿真实验,学生可以直观、清晰地学习故障诊断观测器在线故障诊断,并准确辨别出现故障的智能体以及完成准确故障诊断。将该开发的仿真实验应用到研究生课程教学中,取得了良好的教学效果。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
李郁侠 刘立峰 陈继尧 张宝芳
以D em pster-Shafer证据理论为基础,提出了一种神经网络局部初步诊断与证据理论融合决策诊断相结合的水电机组振动故障诊断方法,通过故障征兆信息的有效组合,从不同侧面对水电机组振动故障进行了初步诊断,对每一个子神经网络的输出结果归一化处理后,作为此证据下各种状态的基本概率分配函数,再用证据组合理论融合各个证据信息,得出最终的诊断结果。仿真试验结果表明,诊断结论的可信度显著提高,不确定性明显减少,证明了该诊断方法是有效的。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王向华 王静远 任衍恒 盖文东
这是利用风力机实验平台和MATLAB开发的故障诊断实验项目。利用风力机实验平台上的传感器采集齿轮振动信号并传输到电脑，利用MATLAB软件对振动信号进行特征提取，所提取的特征包括时域特征和频域特征。对于时域特征，直接利用计算公式即可求出具体特征值；对于频域特征，先利用傅里叶变换将采集的时域信号转换为频域信号，再通过公式计算频域特征值。从时域和频域特征中，选择了不同工况间特征值差距较大的两个特征，并利用所选择的特征和阴性选择算法进行了风力机齿轮的故障诊断。该文详细阐述了风力机齿轮故障诊断的实验原理和具体过程，旨在帮助学生掌握基本的信号处理方法和具体的故障诊断流程。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
曹玉苹 邓晓刚 田学民 刘润华 任旭虎 张冬至
设计了一套基于数据驱动方法的模拟电路故障诊断实验平台。该平台利用OrCAD PSpice软件模拟电路的正常运行状态和故障运行状态,利用人工神经网络、支持向量机和随机森林等数据驱动的故障诊断方法建立故障模型并识别电路故障。该平台涵盖了电路故障模拟和故障诊断等实验教学内容,有助于学生深入认识电路故障、增强调试故障电路的能力,为本科生和研究生研究先进数据驱动方法提供实验条件。
关键词：
模拟电路 故障诊断 数据驱动 旋转森林
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李峥 李宗 王天杨 秦朝烨 卢文秀 褚福磊
机械故障诊断实验具有工程实践背景,对于培养学生的综合能力有着重要意义。为此基于MATLAB GUI设计开发了机械故障诊断实验系统,系统包含振动信号的时域、频谱、时频分析3大功能模块,借助案例分析有效地验证了系统的适用性。该实验系统的开发与应用有助于学生理解相关领域的原理与分析方法,切实提高了学生在机械故障诊断领域里的实践和应用能力,为学生今后开展相关研究奠定了理论与工程实践基础。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘龙浩 张厚升 蒋俊杰 靳舵 王傲 赵翔宇 邢雪宁
随着仿真软件的快速发展，虚拟仿真实验已成为高校教学中的重要组成部分。为了提高学生的系统建模分析能力，实现电机驱动系统的安全可靠运行，针对五相永磁同步电机（FPMSM）驱动系统单相开路故障问题，提出了一种基于电流特征分析的故障诊断定位方法，并利用MATLAB/Simulink仿真软件进行验证。首先，研究根据故障前后三次谐波平面电流的不同表现特征，依次使用有效值计算、均方根等方法处理三次谐波平面电流，提取故障信号。其次，利用反正切函数求取的故障相位角以及滑动采样获取的符号信息进行故障定位、隔离，克服因谐波污染造成的诊断短时失效问题。最后，搭建Simulink仿真模型并进行相应分析。结果表明，所提的故障诊断算法能够快速准确地实现FPMSM驱动系统单相开路故障诊断，避免因故障长时间存在而产生的系统二次损伤及生产事故问题，为后续容错操作及故障后系统持续稳定运行奠定基础。同时，该研究为电机控制类高校虚拟教学实验提供了一个潜在案例，具有较高的理论与实用价值。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
周岩 姜雨 刘晓胜 李建广
该文在分析5E模型与i-MMLOE相融合的虚拟仿真实验教学模式基础上,应用KANO-QFD法确定了CMF平台的主要功能和工业设计教学需求;以典型的CMF教学内容为基础,设计了面向工业设计专业的CMF虚拟仿真教学实验平台;通过眼动实验、任务度量以及用户体验对视觉界面、交互界面进行了综合评价,确定了最优设计方案。该平台包括基础知识介绍、知识应用反馈以及虚拟产品设计实践三部分,很好地解决了工业设计实践教学问题,对提高工业设计专业学生的设计实践能力有积极作用。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
程晓涵 李宗吾 王亚洲 丁南钦 路雨欣 王萌
该文借助数值仿真技术设计了具有煤矿行业特色的仿真实验与科研实践联动的项目案例。该案例以矿用振动筛激振器的关键部件斜齿轮副为研究对象，建立了振动筛激振系统虚拟样机，确定了斜齿轮副的复杂工况点和危险工况点，计算了标准中心距和非标准中心距下的疲劳寿命。深入研究了非标中心距下斜齿轮副中心距的动态波动特征和动力学振动响应特性，得出非标中心距不仅可以消除“挤齿”现象，而且能使啮合传动更加平稳。经过仿真实验与科研实践联动的案例训练，促进了学生专业知识的内化吸收，以及学生综合实践能力和工程创新能力的培养。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
盛立 周东华 高明
基于Lab VIEW和A3000过程控制实验装置,设计了双容水箱故障检测虚拟仿真实验平台,建立了双容水箱的线性数学模型。以A3000水箱系统为仿真对象,利用Lab VIEW软件开发实验平台的操作面板与后台程序,实现了双容水箱系统的故障模拟与检测功能。通过实例说明了此实验平台的运行过程。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
贾嵘 陈晓芸 李辉 席文飞
【目的】针对单一径向基(RBF)神经网络在水轮发电机组振动故障诊断中泛化能力不足的缺点,提出基于粒子群(PSO)算法优化的RBF神经网络。【方法】利用PSO算法操作简单、容易实现等特点及其深刻的智能背景,对RBF神经网络的参数(中心和宽度)、连接权重进行优化,并用经PSO算法优化的RBF神经网络对水轮发电机组振动故障进行仿真诊断。【结果】仿真诊断结果表明,PSO算法优化的RBF神经网络具有较好的分类效果,较RBF诊断模型精度高、收敛快。【结论】PSO算法优化的RBF神经网络,适用于水轮发电机组振动故障诊断,其诊断精度较高,具有推广应用价值。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
许丽 王鸿鹏 刘觉晓 高振元
为了整合全校虚拟仿真实验教学资源,建立开放共享机制,探索并实践了建设高校虚拟仿真实验教学公共实验室的设计理念、整体架构和技术方案。实验室采用开源、开放的设计思想与技术路线,充分体现了通用性、集成性、交互性与创新性。在面向全校各专业的虚拟仿真实验教学应用中已取得了一定的效果,对实验室设计的先进性进行了验证。
关键词：
虚拟仿真 人工智能 实验教学 公共实验室
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李红岩 樊超
以实训项目"ADSL拨号上网"为例,具体阐述了基于项目教学法和Packet Tracer模拟软件的虚拟仿真实验内容设计。教学实践表明,虚拟仿真实验有效弥补了现代交换原理实验教学中存在的实验设备陈旧、实践深度不够、实践范围狭窄等不足,促进了学生从系统角度理解、掌握理论知识点,提高了学生分析、解决问题的能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
陈涛 范林坤
为了解决汽车运输安全实验的高危险性、高成本难题,同时为了提高实验的交互性和实用性,设计了汽车运输安全虚拟仿真实验。实验包括实验准备、参数设置、仿真计算、实验结果分析4个模块,开发了人机交互实验界面。实验平台采用浏览器/服务器网络架构,利用3D Max和Unity 3D实现道路、车辆的建模和视景仿真,利用Java Server Pages和Visual Studio 2013 C#完成界面开发和实验结果分析。实现了轿车、大客车、货车等不同车型汽车在公路弯道、直线路段行驶时的安全性虚拟仿真,丰富了交通运输学科的实验教学手段。
关键词：
汽车运输安全 虚拟仿真实验 模块设计
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
宋磊 冯大奎 姚朝帮 李威 李天匀
为使学生能够更加深入参与船模阻力教学,设计了船模阻力虚拟实验。基于该实验,学生可选择不同船舶类型、不同拖曳水池作为学习对象,自主设计船模阻力实验,全方位参与实验实践。该实验向学生直观展现了模型加工与检测、实验安装与调试、实验过程与现象、实验数据采集与读取等过程,突破了传统船模阻力实验教学中设施设备的限制,使学生能够独立深入地参与实验教学,提高其创新能力和综合实践能力。
关键词：
实验教学 船模阻力 虚拟实验
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