基于改进YOLOv8m的小麦仓储粮虫检测方法

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作者 吕宗旺 王甜甜 +1 位作者 孙福艳 祝玉华 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第3期108-114,共7页

害虫是造成仓储小麦损失的重要因素之一,及时检测害虫并采取有效手段能够减少仓储小麦损失。传统人工检测害虫方法存在人工因素影响较大、速度慢的问题,基于深度学习的仓储粮虫检测方法虽然耗时短,但存在模型较大、速度和准确率二者难... 害虫是造成仓储小麦损失的重要因素之一,及时检测害虫并采取有效手段能够减少仓储小麦损失。传统人工检测害虫方法存在人工因素影响较大、速度慢的问题,基于深度学习的仓储粮虫检测方法虽然耗时短,但存在模型较大、速度和准确率二者难以平衡的问题。故首先选取YOLOv8m算法作为基础进行改进,接着以更轻量化的网络Shufflenetv2代替Darknet—53;其次,在主干网络末端添加Squeeze—and—Excitation Networks注意力机制获取高质量的特征图,有效提高检测精度;最后,采用WIoUv3 Loss为YOLOv8m的回归损失函数,提高检测的精度和速度。试验结果表明:所提出的改进模型平均精度均值达到95.4%,模型参数量为19.46 M,FLOPs为58.74 G。相比其他模型,精确率更高,模型参数量更低,速度更快,能够为仓储害虫检测提供有效技术支撑。 展开更多

关键词 小麦仓储粮虫 深度学习 小目标检测 注意力机制 轻量化模型

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低照度图像增强算法研究综述

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作者 吕宗旺 牛贺杰 +1 位作者 孙福艳 甄彤 《红外技术》 北大核心 2025年第2期165-178,共14页

低照度图像增强是图像处理领域的重要问题之一,近年来,深度学习技术的迅速发展为低照度图像增强提供了新的解决方案,且具有广阔的应用前景。首先,全面分析了低照度图像增强领域的研究现状与挑战,并介绍了传统方法及其优缺点。其次,重点... 低照度图像增强是图像处理领域的重要问题之一,近年来,深度学习技术的迅速发展为低照度图像增强提供了新的解决方案,且具有广阔的应用前景。首先,全面分析了低照度图像增强领域的研究现状与挑战,并介绍了传统方法及其优缺点。其次,重点讨论了基于深度学习的低照度图像增强算法,根据学习策略的不同将其分为五类,分别对这些算法的原理、网络结构、解决问题进行了详细的阐述,并按时间顺序将近6年基于深度学习的图像增强代表算法进行了对比分析。接着,归纳了当前主流的数据集与评价指标,并从感知相似度和算法性能两个方面对深度学习算法进行测试评估。最后,对低照度图像增强领域改进方向与今后研究作了总结与展望。 展开更多

关键词 低照度图像 图像增强 深度学习 图像处理 低照度数据集

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基于智能算法的储粮通风温度预测

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作者 吕宗旺 柳航 孙福艳 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第1期91-98,共8页

在当前粮食安全日益受到关注的背景下,对储粮过程中的温度波动进行准确预测,并通过智能化的通风控制系统实现对储粮环境的优化管理成为亟待解决的问题。基于此,提出一种CNN-BiGRU-Attention网络模型,通过CNN提取特征图中时序数据之间的... 在当前粮食安全日益受到关注的背景下,对储粮过程中的温度波动进行准确预测,并通过智能化的通风控制系统实现对储粮环境的优化管理成为亟待解决的问题。基于此,提出一种CNN-BiGRU-Attention网络模型,通过CNN提取特征图中时序数据之间的潜在关系,并将处理后的特征向量作为BiGRU网络的输入,根据粮情数据的时序特征,在BiGRU网络中加入Attention为粮情特征分配权重;以及采用IPSO优化模型超参数的多模型融合算法来预测粮堆温度。使用吉林省榆树某直属粮库的数据集验证该预测模型,结果显示:均方根误差RMSE为0.046 9,平均绝对误差MAE为0.031 5,确定系数R~2为0.992 5,与其他模型相比,有效地提高预测精度。通过将储粮温度预测功能应用于粮情测控系统中,实现机械通风智能化来保障粮食的安全储藏。 展开更多

关键词 储粮温度预测 改进粒子群算法 粮食储藏 通风控制

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基于深度学习的低光照图像增强研究综述

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作者 孙福艳 吕准 吕宗旺 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第1期19-27,共9页

低光照图像增强的目的是优化在光线不足的环境中捕获的图像,提升其亮度和对比度。目前,深度学习在低光照图像增强领域已成为主要方法,因此,有必要对基于深度学习的方法进行综述。首先,将传统低光照图像增强方法进行分类,并分析与总结其... 低光照图像增强的目的是优化在光线不足的环境中捕获的图像,提升其亮度和对比度。目前,深度学习在低光照图像增强领域已成为主要方法,因此,有必要对基于深度学习的方法进行综述。首先,将传统低光照图像增强方法进行分类,并分析与总结其优缺点。接着,重点介绍基于深度学习的方法,将其分为有监督和无监督两大类,分别总结其优缺点,随后总结应用在深度学习下的损失函数。其次,对常用的数据集和评价指标进行简要总结,使用信息熵对传统方法进行量化比较,采用峰值信噪比和结构相似性对基于深度学习的方法进行客观评价。最后,总结目前方法存在的不足,并对未来的研究方向进行展望。 展开更多

关键词 低光照图像增强 深度学习 有监督 特征提取 无监督

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实验室微服务体系的研究与构建

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作者 李忠勤 赵岩 +2 位作者 吕宗旺 郭殿林 郑爽 《哈尔滨学院学报》 2025年第2期141-144,共4页

现有实验室管理系统在功能完整性、用户体验、数据准确性和及时性、安全性与隐私保护、系统灵活性和定制化方面存在诸多问题,基于此,文章提出实验室微服务系统设计方案,通过整合手机端、PC端与实验台之间的数据处理技术,实现在手机端进... 现有实验室管理系统在功能完整性、用户体验、数据准确性和及时性、安全性与隐私保护、系统灵活性和定制化方面存在诸多问题,基于此,文章提出实验室微服务系统设计方案,通过整合手机端、PC端与实验台之间的数据处理技术,实现在手机端进行在线或离线实验;采用“虚拟+实物+人工智能+信息资源”的多元技术手段,实现微服务与实验操作的有效结合。实验室微服务系统不仅提升了学生的实践创新能力,同时也促进了学生综合素质的培养。 展开更多

关键词 实验管理系统 微服务 人工智能

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从数据到证据:面向循证教学的学情诊断方法

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作者 李红岩 杨宇 +2 位作者 秦瑶 付麦霞 吕宗旺 《现代教育技术》 CSSCI 2024年第11期90-99,共10页

在循证教学领域,证据的可靠性是确保教学改进措施科学性和有效性的重要前提。文章针对循证教学中证据的可靠性问题,提出了面向循证教学的学情诊断方法,能提炼可靠证据并应用于循证教学。此方法基于大规模的学生学习数据,运用随机森林对... 在循证教学领域,证据的可靠性是确保教学改进措施科学性和有效性的重要前提。文章针对循证教学中证据的可靠性问题,提出了面向循证教学的学情诊断方法,能提炼可靠证据并应用于循证教学。此方法基于大规模的学生学习数据,运用随机森林对数据的特征重要性进行评估,增强了数据选取的可信度;同时将随机森林与AdaBoost融合成随机森林-AdaBoost算法,用于学生期末综合评价成绩层级的学情诊断,提升了诊断结果的可靠性。为验证此方法的应用效果,文章通过对比实验进行了实证研究,结果显示:该方法不仅具有较高的预测准确度,而且表现出良好的稳定性和鲁棒性。文章从繁杂的学习数据中提炼出有效证据,提高了学情诊断的准确性,为实施个性化教学提供了依据,并有助于推动循证教学向数字化和智能化方向发展。 展开更多

关键词 循证教学 学情诊断 随机森林 ADABOOST

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基于姿态估计的粮仓作业人员摔倒检测研究

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作者 孙福艳 桂崇文 +1 位作者 吕宗旺 甄彤 《计算机仿真》 2024年第5期236-241,共6页

近些年时常发生粮仓作业人员因意外跌入粮堆无法自救、熏蒸作业中毒晕倒等安全问题。为了及时获取有效信息,减少对工人的伤害,提出一种自下而上的人体姿态估计方法,建立对粮仓工作人员状态检测模型。首先制作不同角度的粮仓作业视频和... 近些年时常发生粮仓作业人员因意外跌入粮堆无法自救、熏蒸作业中毒晕倒等安全问题。为了及时获取有效信息,减少对工人的伤害,提出一种自下而上的人体姿态估计方法,建立对粮仓工作人员状态检测模型。首先制作不同角度的粮仓作业视频和摔倒状态公共数据集;接着改进轻量级OpenPose算法,数据集引入算法生成骨骼图像;最后设计摔倒检测算法,得到一种基于姿态估计的粮仓作业人员摔倒检测模型。实验结果表明,检测摔倒状态准确率有所提高,轻量级OpenPose算法计算量较少,内存占用小,可以实时地检测粮仓作业人员摔倒状态。 展开更多

关键词 人体姿态估计 摔倒检测 轻量级算法

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微机原理及应用课程研究性教学设计与实践

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作者 李红岩 杨静 吕宗旺 《电子质量》 2024年第5期119-123,共5页

为了实现学术型人才培养目标,对微机原理及应用课程进行研究性教学改革,探索如何更有效地融合课程教学与学术型人才培养模式。通过优化教学内容、增设研究性专题、加强实践教学和建立多元评价机制等改革措施,构建微机原理及应用课程的... 为了实现学术型人才培养目标,对微机原理及应用课程进行研究性教学改革,探索如何更有效地融合课程教学与学术型人才培养模式。通过优化教学内容、增设研究性专题、加强实践教学和建立多元评价机制等改革措施,构建微机原理及应用课程的研究性教学模式和实施路径。教学改革实践促进了学生的自主学习和深度学习,提升了学生的创新思维和科研素养。 展开更多

关键词 学术型人才 研究性教学 微机原理及应用

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粮食信息化相关技术的研究进展 被引量：8

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作者 吕宗旺 金会芳 +1 位作者 甄彤 孙福艳 《河南工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第6期116-122,共7页

粮食信息化相关技术的发展对保证国家粮食安全具有重要意义。结合诱捕检测、声检测、图像识别、生物光子检测等技术,阐述了仓储害虫的检测技术;结合三维激光扫描、电磁波探测法、压力传感器和宽波束雷达技术,阐述了粮食数量检测技术;通... 粮食信息化相关技术的发展对保证国家粮食安全具有重要意义。结合诱捕检测、声检测、图像识别、生物光子检测等技术,阐述了仓储害虫的检测技术;结合三维激光扫描、电磁波探测法、压力传感器和宽波束雷达技术,阐述了粮食数量检测技术;通过介绍粮食温度、粮食水分含量和气体体积分数等检测手段,阐述了粮情监测所需的多种技术;并对智能出入库系统、智能通风系统和内环流系统的各项功能及所需技术进行了介绍。分析目前粮食行业信息化各项技术的优缺点,并对未来的发展作出展望。 展开更多

关键词 害虫检测 储粮数量检测 粮情监测 智能出入库 智能通风

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图像处理技术在粮食害虫识别中的应用进展 被引量：10

10

作者 吕宗旺 金会芳 +1 位作者 甄彤 孙福艳 《河南工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第3期128-137,共10页

在储粮过程中,粮食害虫的监控至关重要。常见粮虫的检测方法主要有人工检测、声音检测、传统机器学习图像处理以及深度学习图像处理等。传统机器学习图像处理检测粮虫的步骤有图像预处理、特征提取及特征分类。深度学习技术包括图像分... 在储粮过程中,粮食害虫的监控至关重要。常见粮虫的检测方法主要有人工检测、声音检测、传统机器学习图像处理以及深度学习图像处理等。传统机器学习图像处理检测粮虫的步骤有图像预处理、特征提取及特征分类。深度学习技术包括图像分类和目标检测两大技术,详细介绍了粮虫检测应用的两阶段和单阶段的目标检测算法。研究了使用图像检测技术进行粮虫检测后估计储粮害虫种群密度的方法,包括使用视频监控、特殊分类器等手段来判断活虫、死虫,进一步判断粮虫的种群密度。综述了目前图像处理技术最新的研究方法,并展望了其在粮虫检测未来的发展。 展开更多

关键词 粮虫检测 图像处理 机器学习 深度学习

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一种基于改进的YOLOv3算法在粮虫小目标检测的应用 被引量：6

11

作者 吕宗旺 金会芳 +2 位作者 甄彤 孙福艳 桂崇文 《中国粮油学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期159-165,共7页

原始YOLOv3模型被认为适合求解多尺寸的图像目标检测问题,但是对于粮虫小目标检测存在表征能力不足且检测效率较低的问题。本文基于此提出了一种融合GIoU算法的YOLOv3检测模型,一方面使用GIoU算法弥补IoU算法对于两个不相交box无法进行... 原始YOLOv3模型被认为适合求解多尺寸的图像目标检测问题,但是对于粮虫小目标检测存在表征能力不足且检测效率较低的问题。本文基于此提出了一种融合GIoU算法的YOLOv3检测模型,一方面使用GIoU算法弥补IoU算法对于两个不相交box无法进行量化的问题,同时使用GIoU对损失函数进行优化,损失函数优化为GIoU损失、置信度损失和分类损失三方面;另一方面使用五种数据增强手段对原始1998张数据集进行数据增强,最终形成大小为9990张的数据集,并使用K-means聚类算法对自制数据集进行聚类分析,聚类出符合粮虫小目标检测的先验框。针对自制的9990张粮虫的数据集进行实验获得了99.43%的mAP和每幅图像0.040 s的检测速度,与原始YOLOv3模型相比,本文所提模型对于小目标的粮虫检测效果得到了很大的提升。 展开更多

关键词 粮虫检测 小目标 YOLOv3 GIoU K-MEANS聚类

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基于改进YOLOv5s的轻量化储粮害虫检测方法 被引量：5

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作者 吕宗旺 邱帅欣 +2 位作者 孙福艳 王玉琦 牛贺杰 《中国粮油学报》 CSCD 北大核心 2023年第8期221-228,共8页

粮食的安全储藏关系着国计民生,在粮食储藏过程中快速、精准检测储粮害虫具有重要意义。目前传统储粮害虫检测手段多数是通过人工检测,耗时、误判而且成本高。实验通过深度学习技术,提出一种轻量化YOLOv5的害虫检测方法。首先,通过优化... 粮食的安全储藏关系着国计民生,在粮食储藏过程中快速、精准检测储粮害虫具有重要意义。目前传统储粮害虫检测手段多数是通过人工检测,耗时、误判而且成本高。实验通过深度学习技术,提出一种轻量化YOLOv5的害虫检测方法。首先,通过优化锚框参数;其次,将轻量化的MobileNetv3中的注意力模块替换成更高效的ECA,然后把改进后的MobileNetv3取代YOLOv5s的主干网络;最后,用加权双向特征金字塔Bi-FPN结构替换YOLOv5s中的特征金字塔结构。在自制储粮害虫数据集上训练结果显示,改进后的算法模型平均准确率达到97.1%,FPS提高至91,模型计算量仅有原来的11.6%。实验表明,与原始YOLOv5s相比,改进后的算法在储粮害虫小目标检测上精度更高、速度更快、模型更轻量化。 展开更多

关键词 储粮害虫 轻量化 锚框 MobileNetv3 ECA Bi-FPN

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基于改进U-Net的不同容重小麦籽粒识别检测 被引量：2

13

作者 吕宗旺 王玉琦 孙福艳 《河南农业科学》 北大核心 2023年第10期141-152,共12页

小麦质量等级检测过程中,容重是一项非常重要的指标。人工检测和传统图像处理方法在小麦质量等级检测方面存在设备昂贵、识别效率低等问题,需要进一步改进。采用自制3种等级小麦籽粒样品作为小麦容重数据集,针对小麦籽粒目标小、边缘分... 小麦质量等级检测过程中,容重是一项非常重要的指标。人工检测和传统图像处理方法在小麦质量等级检测方面存在设备昂贵、识别效率低等问题,需要进一步改进。采用自制3种等级小麦籽粒样品作为小麦容重数据集,针对小麦籽粒目标小、边缘分割不清晰等特点对U-Net网络进行改进。在主干网络上,采用残差堆叠模块来减少特征损失,在网络桥接部分嵌入CBAM注意力机制模块来加强对特征的进一步提取,在解码器部分嵌入自注意力机制模块,还原细节信息。结果表明,改进网络模型CBSA_U-Net的平均交并比(MIoU)为81.5%,比U-Net模型提升了1.8百分点,相较于PSPNet、DeepLabv3+模型分别提升了4.2、3.3百分点。 展开更多

关键词 小麦 质量等级 籽粒识别 容重 残差模块 注意力机制 U-Net模型 分割

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基于二叉树搜索算法的粮仓温度监测系统研究与实现 被引量：2

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作者 吕宗旺 邱帅欣 +2 位作者 孙福艳 桂崇文 李方伟 《河南工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第4期102-107,131,共7页

粮食温度监测系统是粮食安全储藏的重要环节,现有的平房式粮仓温度监测系统存在管理效率低、维护成本高和升级困难等问题。采用DS18B20作为粮情温度信息采集传感器,研究了基于二叉树搜索算法的温度监测系统,提出一种动态巡检式的无线传... 粮食温度监测系统是粮食安全储藏的重要环节,现有的平房式粮仓温度监测系统存在管理效率低、维护成本高和升级困难等问题。采用DS18B20作为粮情温度信息采集传感器,研究了基于二叉树搜索算法的温度监测系统,提出一种动态巡检式的无线传输粮情信息的监测方法,设计了一种基于动态无线传输的粮仓温度监测系统。对比分析实测温度与粮仓实际温度发现:实测温度平均误差率为0.28%,误差小于0.5%。粮仓温度监测系统能够对各个基站的节点温度信息进行采集、传输等,该系统性能优良,可移植性好,达到了在粮仓温度监测系统中应用的预期目的。 展开更多

关键词 粮情监测 无线通信 二叉树算法 ZIGBEE

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基于OBE理念的电气类专业开放实验室教学模式的探索与实践

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作者 李忠勤 赵岩 +2 位作者 吕宗旺 刘丹丹 任思璟 《黑龙江工业学院学报(综合版)》 2024年第12期21-23,共3页

探讨了基于OBE理念的电气类专业实验室开放模式,并通过分析高校实验教学的不足和问题,以及开放实验室面临的主要问题,提出解决开放实验室的措施。同时,还阐述了实验室开放的必要性,并从电气类专业特色和工程实际出发,探索了实验室开放... 探讨了基于OBE理念的电气类专业实验室开放模式,并通过分析高校实验教学的不足和问题,以及开放实验室面临的主要问题,提出解决开放实验室的措施。同时,还阐述了实验室开放的必要性,并从电气类专业特色和工程实际出发,探索了实验室开放模式和开放实验室管理模式的具体实践。实践结果表明,实验室开放不仅能充分发挥学生的主体性,还激发了学生的学习兴趣和学习动力,提高了学生的实践动手能力和创新能力。 展开更多

关键词 OBE理念 实验室开放 实践能力 创新能力

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工程教育认证理念下电子信息工程专业实践教学改革探析 被引量：3

16

作者 吕宗旺 孙福艳 《黄河水利职业技术学院学报》 2019年第4期82-86,共5页

当前很多高校培养的学生与社会需求严重脱节,学校培养的人才企业无法直接使用。根据工程认证理念和企业需求,改变传统的实践教学方法和手段,让学生在实验室里参与各项创新实践活动,提高学生解决复杂工程问题、创新、动手实践和团队协作... 当前很多高校培养的学生与社会需求严重脱节,学校培养的人才企业无法直接使用。根据工程认证理念和企业需求,改变传统的实践教学方法和手段,让学生在实验室里参与各项创新实践活动,提高学生解决复杂工程问题、创新、动手实践和团队协作等能力。以电子信息工程专业为例,根据教改前后就业质量数据对比结果发现,OBE教育理念下的实践教学改革有利于提高毕业生就业质量。 展开更多

关键词 工程教育认证理念 复杂工程问题 电子信息工程专业 实践教学改革 创新 实践

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模拟电子技术课程教学改革研究与实践 被引量：2

17

作者 吕宗旺 孙福艳 《科技视界》 2019年第5期108-109,共2页

为了提高模拟电子技术这门课程的教学效果,根据学生的调查问卷,找出教学中需要改进的教学手段和教学方法,通过改善教学手段和教学方法,提高了模拟电子技术的教学效果,增加了学生的自信、提高了学生的创新能力、团队协作能力和就业能力,... 为了提高模拟电子技术这门课程的教学效果,根据学生的调查问卷,找出教学中需要改进的教学手段和教学方法,通过改善教学手段和教学方法,提高了模拟电子技术的教学效果,增加了学生的自信、提高了学生的创新能力、团队协作能力和就业能力,实现了提高教学效果的最终目的。 展开更多

关键词 模拟电子技术 教学方式 复杂工程问题 教学改革

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模拟电子技术课程教学创新研究与实践 被引量：1

18

作者 吕宗旺 孙福艳 +1 位作者 李明星 李智慧 《电子质量》 2023年第5期110-113,共4页

为了调动学生对模拟电子技术的学习热情,提高学生的综合素质和培养质量,采用体现“创新性、高阶性、思政性和挑战度”的线上线下混合教学模式,同时引入科研训练实践环节,创新地提出了设计、仿真、制作、数据分析、项目报告和学生互教(SM... 为了调动学生对模拟电子技术的学习热情,提高学生的综合素质和培养质量,采用体现“创新性、高阶性、思政性和挑战度”的线上线下混合教学模式,同时引入科研训练实践环节,创新地提出了设计、仿真、制作、数据分析、项目报告和学生互教(SMART Design)的科研训练教学法,挖掘课程思政元素,重构教学内容,创新综合过程性评价方法;对比最近3个学期的学生综合评价数据发现,改革成效显著,提高了学生的学习积极性、解决复杂工程问题的能力和综合素养。 展开更多

关键词 混合式教学 科研训练 过程性评价 创新

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电子信息工程专业创新创业教育融合发展研究 被引量：1

19

作者 吕宗旺 孙福艳 +1 位作者 李忠勤 傅洪亮 《电子质量》 2023年第10期51-55,共5页

近年来,随着大学生创新意识的逐步普及和发展,应用型人才培养取得了很大的成绩,主要表现在提高大学生创新、创业和就业潜力等方面。在新工科项目背景下,传统的人才培养模式已难以适应人才培养的需要,把创新创业教育有机融合到专业教育中... 近年来,随着大学生创新意识的逐步普及和发展,应用型人才培养取得了很大的成绩,主要表现在提高大学生创新、创业和就业潜力等方面。在新工科项目背景下,传统的人才培养模式已难以适应人才培养的需要,把创新创业教育有机融合到专业教育中,改革人才模式,充实学校师资队伍,提高学校办学水平,潜移默化地提高学生的就业能力,提升学生的自身内涵,是地方高校的必然选择。新工科背景下我校的电子信息专业与创新创业教育进行融合,取得了良好的效果,这些实践经验将为高校电子信息专业的创新创业教育模式提供借鉴。 展开更多

关键词 新工科 电子信息 创新创业 融合

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基于直流永磁电机的X-Y工作台设计与实现

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作者 吕宗旺 孙福艳 蔡芃 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2014年第3期16-19,共4页

伺服系统一般成本都比较高,为了降低成本同时不降低系统的稳定性、响应速度、可靠性和精度,利用某公司生产的永磁直流(PMDC)电动机,通过控制位置环、速度环和电流环的PID控制方法,实现对马达精确控制,设计出基于直流永磁电动机的X-Y工... 伺服系统一般成本都比较高,为了降低成本同时不降低系统的稳定性、响应速度、可靠性和精度,利用某公司生产的永磁直流(PMDC)电动机,通过控制位置环、速度环和电流环的PID控制方法,实现对马达精确控制,设计出基于直流永磁电动机的X-Y工作台的控制系统,利用Matlab软件对该控制系统进行仿真,根据仿真结果和对实际样板的测量数据对比可知,该系统稳定性好、响应速度快、性能可靠、精度高,可以满足生产控制的需要,并且可以节约50%的成本。 展开更多

关键词 PID X-Y工作台 永磁直流电动机 DSP

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