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微流控技术在机械工程-生命科学交叉领域的应用 被引量:6
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作者 满佳 华泽升 +3 位作者 夏荷 李建勇 李方义 李剑峰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第15期1857-1868,共12页
以微流控技术为研究对象,介绍了微流控芯片的制备材料及工艺,阐述了微流控技术在生命科学交叉领域的应用,主要从生物检测、体外结构仿生制造及可控释放的药物载体制备三方面展开介绍;从芯片结构设计及制备、功能模块集成、过程调控等方... 以微流控技术为研究对象,介绍了微流控芯片的制备材料及工艺,阐述了微流控技术在生命科学交叉领域的应用,主要从生物检测、体外结构仿生制造及可控释放的药物载体制备三方面展开介绍;从芯片结构设计及制备、功能模块集成、过程调控等方面入手,探讨了所涉及的关键技术;展望了微流控技术在机械工程-生命科学交叉领域的应用前景。 展开更多
关键词 机械工程 生命科学 微流控 生物检测 仿生 药物载体制备
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基于NX MCD的数字孪生虚拟仿真系统实验教学研究与实践 被引量:6
2
作者 王有新 蔡玉奎 +3 位作者 辛倩倩 毕文波 朱振杰 李伟 《装备制造技术》 2023年第10期80-85,共6页
数字孪生作为工业4.0与中国制造2025的关键核心技术之一,是数字化和智能化相互关联的纽带,高校实验教学作为培养本科生实践能力与创新能力的重要环节,需要根据人才需求实际情况,持续进行教学研究创新与实践。本文以山东大学智能制造专... 数字孪生作为工业4.0与中国制造2025的关键核心技术之一,是数字化和智能化相互关联的纽带,高校实验教学作为培养本科生实践能力与创新能力的重要环节,需要根据人才需求实际情况,持续进行教学研究创新与实践。本文以山东大学智能制造专业实验课程为例,介绍了基于NX MCD的斗式上料设备数字孪生虚拟仿真系统实验教学研究及实践。NX MCD进行模型机电一体化概念定义,作为仿真本体。联合NX MCD、TIA portal、PLCSIM Advanced平台,PLCSIM Advanced桥接TIA portal与NX MCD,搭建NX MCD-PLCSIM-TIA Portal多层次平台联合协同机电一体化虚拟仿真调试环境。跨平台双向映射实时信号,模拟PLC端控制、信号实时交互、数据实时监测,仿真本体模型复现物理实体的运行状态和变化过程。研究通过全面过程评价着重培养学生分析问题和解决问题的能力,提高创新和拓展能力。 展开更多
关键词 NX MCD TIA Portal PLCSIM Advanced 数字孪生 虚拟仿真 过程评价 智能制造 实验教学
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旋转机械运行大数据综合实验云平台的设计及教学实践 被引量:2
3
作者 陈子旭 卢国梁 +2 位作者 叶新来 朱振杰 姜兆亮 《中国现代教育装备》 2022年第3期1-3,共3页
随着网络技术的发展和5G通信技术的应用,提高实验室和设备资源的利用率,从而提升学生的实验能力和专业素养,是高校实验室发展建设的重点任务。以典型旋转机械实验台为机械本体,提出了一种旋转机械运行大数据综合实验云平台,介绍了综合... 随着网络技术的发展和5G通信技术的应用,提高实验室和设备资源的利用率,从而提升学生的实验能力和专业素养,是高校实验室发展建设的重点任务。以典型旋转机械实验台为机械本体,提出了一种旋转机械运行大数据综合实验云平台,介绍了综合实验云平台系统的基本架构和功能模块,并给出了具体的教学应用场景。该综合实验云平台能够为学生提供丰富的教学资源,激发学生的学习兴趣,培养学生的动手能力和创新意识,并为远程实验教学提供了崭新的平台。 展开更多
关键词 机械设备 云平台 实验教学
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新工科背景下过程装备与控制工程专业工程训练课程教学改革 被引量:6
4
作者 杨锋苓 王贵超 +1 位作者 曲延鹏 王卫国 《化工高等教育》 2022年第2期76-81,共6页
根据新工科建设要求,山东大学过程装备与控制工程专业以“工程教育创新”为导向,对工程训练课程教学进行了改革。该专业理论联系实际,面向工业生产,融入科研成果,注重工程创新,丰富课程内容;坚持“以学生为中心,以能力为导向”的原则,遵... 根据新工科建设要求,山东大学过程装备与控制工程专业以“工程教育创新”为导向,对工程训练课程教学进行了改革。该专业理论联系实际,面向工业生产,融入科研成果,注重工程创新,丰富课程内容;坚持“以学生为中心,以能力为导向”的原则,遵循OBE理念,改革教学模式;充分利用校内外工程训练基地,实施强化学生创新和实践能力的教学。此次教学改革培养了学生的创新意识,锻炼了学生的实践和创新能力,为创新型卓越工程人才培养奠定了基础。由此建立的工程训练课程教学模式对其他高校该专业人才的培养具有借鉴意义。 展开更多
关键词 新工科 工程教育 工程训练 教学改革 过程装备与控制工程
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机、电、液传动控制课程的融合教学探索与实践 被引量:1
5
作者 李学勇 邵天资 孔奥星 《大学教育》 2024年第14期77-80,共4页
机、电、液传动控制课程在智能制造类专业人才培养中具有重要的地位,但目前该课程教学中仍然存在知识点分散、系统性不强、考核实验手段落后等问题。课题组提出,应整合现有机电与液气压传动控制教学资源,重建机、电、液传动控制课程的... 机、电、液传动控制课程在智能制造类专业人才培养中具有重要的地位,但目前该课程教学中仍然存在知识点分散、系统性不强、考核实验手段落后等问题。课题组提出,应整合现有机电与液气压传动控制教学资源,重建机、电、液传动控制课程的融合教学体系,并对课程教学内容和实验实践进行了具体设计,将教学内容分为若干教学项目,设计仿真实验,实施过程考核方式。初步实施和测评表明,新的教学体系和考核方式均取得了良好效果。 展开更多
关键词 机、电、液传动控制 课程改革 思维导图 建模仿真
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数控双面渐进成形实验平台设计及教学实践 被引量:1
6
作者 李燕乐 刘飞飞 +2 位作者 袁昊 李方义 李剑峰 《中国现代教育装备》 2023年第15期52-54,共3页
渐进成形是一种新型板材成形技术,适用于小批量、个性化的薄壁板材快速柔性成形制造。研制了一个新型双面渐进成形实验平台,通过数控编程控制对称分布在板材两侧的成形工具头,可实现三维板材件的柔性成形制造。该实验平台每侧的工具头... 渐进成形是一种新型板材成形技术,适用于小批量、个性化的薄壁板材快速柔性成形制造。研制了一个新型双面渐进成形实验平台,通过数控编程控制对称分布在板材两侧的成形工具头,可实现三维板材件的柔性成形制造。该实验平台每侧的工具头包含两组偏转控制机构,可实现多角度偏转控制。基于该实验平台开设新的工科实验课程,通过数字化编程实现定制化零件的柔性成形制造,可用于新工科课程实践教学,有利于培养学生的创新思维。 展开更多
关键词 渐进成形 实验平台 多角度偏转 教学实践
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计算思维课程以赛促教教学模式改革探索
7
作者 卢国梁 《中国教育技术装备》 2024年第12期100-102,110,共4页
“以赛促教”教学模式改革探索打破教师“填鸭式”传统教学模式,贯彻“以赛促教、以赛促学”理念,充分调动学生学习的积极性与主动性。以山东大学机械工程学院“C语言之星”程序设计大赛为具体案例,深入研究探讨计算思维课程“以赛促教... “以赛促教”教学模式改革探索打破教师“填鸭式”传统教学模式,贯彻“以赛促教、以赛促学”理念,充分调动学生学习的积极性与主动性。以山东大学机械工程学院“C语言之星”程序设计大赛为具体案例,深入研究探讨计算思维课程“以赛促教”教学模式改革的内容与意义。 展开更多
关键词 “以赛促教”教学模式改革 学科竞赛 计算思维
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基于Unity的生产线可视化智能监控系统
8
作者 于盼磊 高玉飞 +2 位作者 袁徽涌 赵晓龙 马嵩华 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第1期1-4,9,共5页
针对自动化生产线存在的高效智能监控难题,设计了一种基于Unity的生产线可视化监控系统架构。对虚拟场景搭建、模型随动控制、虚拟生产线可视化等技术进行了论述,提出了一种基于权重的优先通信策略;对设备故障、转运干涉/卡顿、异物进... 针对自动化生产线存在的高效智能监控难题,设计了一种基于Unity的生产线可视化监控系统架构。对虚拟场景搭建、模型随动控制、虚拟生产线可视化等技术进行了论述,提出了一种基于权重的优先通信策略;对设备故障、转运干涉/卡顿、异物进入等异常状况,基于多源数据的差异进行分析和判断,形成了多源数据驱动下的智能监控方法。对于离散制造生产线上设备众多、数据异构带来的通信延迟问题,提出了复杂生产线的通信优先级和数据同步性,形成一套可行的生产线可视化智能监控解决方案。 展开更多
关键词 生产线监控 UNITY3D 三维可视化 实时驱动 数据采集
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基于振动图像特征的机械状态异常检测算法 被引量:3
9
作者 卢国梁 陈光远 +2 位作者 曾世琛 李苏 闫鹏 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期148-153,201,共7页
针对实时监测得到的振动信号,从图像角度出发,提出了一种新的特征提取方法。首先,将实时监测得到的连续信号划分为独立的循环片段,将各个片段内的一维振动信号重构成二维灰度图像,在此基础上对灰度图像进行特征提取;其次,通过计算相邻... 针对实时监测得到的振动信号,从图像角度出发,提出了一种新的特征提取方法。首先,将实时监测得到的连续信号划分为独立的循环片段,将各个片段内的一维振动信号重构成二维灰度图像,在此基础上对灰度图像进行特征提取;其次,通过计算相邻周期图像间的相似性建立能描述机械运行动态特性的量化指标;然后,采用拉依达准则对机械设备运行状态进行实时监测与异常决策;最后,基于转速变化检测、(外部)负载变化检测以及早期轴承故障检测这3种典型的工程应用,对提出方法进行了验证。实验结果表明,对以上3种典型的工程应用场景均可实现100%的准确检测,证明了本研究方法的有效性。 展开更多
关键词 机械状态监测 信号处理 特征提取 振动信号
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柔性Rushton搅拌桨混合性能的实验研究 被引量:7
10
作者 杨锋苓 张翠勋 李美婷 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期626-632,共7页
提高混合效率是流体搅拌混合领域的重点研究内容之一。几十年来,人们在开发新型搅拌桨及研发流体混合新技术方面做了大量工作。基于刚性Rushton桨,开发了一种柔性叶片Rushton搅拌桨,并以罗丹明6G为荧光剂,采用平面激光诱导荧光法对介质... 提高混合效率是流体搅拌混合领域的重点研究内容之一。几十年来,人们在开发新型搅拌桨及研发流体混合新技术方面做了大量工作。基于刚性Rushton桨,开发了一种柔性叶片Rushton搅拌桨,并以罗丹明6G为荧光剂,采用平面激光诱导荧光法对介质为水时该桨在湍流状态下的混合性能进行了实验测试研究。结果发现,标定实验结果表明,荧光剂强度与浓度呈线性关系,可以此为基准衡量同等实验条件下的宏观混合时间。荧光剂的扩散情况表明,与刚性桨相比,柔性桨具有更好的混合性能,尤其在混合的初始阶段,混合均匀程度及混合速度均有一定的优势。与刚性桨混合时间的对比表明,柔性桨的宏观混合时间较短,有助于提高流体混合效率。研究结果为该桨的工业应用奠定了基础。 展开更多
关键词 搅拌容器 柔性Rushton搅拌桨 混合 实验测量 平面激光诱导荧光
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“以赛促教”的教学模式改革探索——以计算思维课程为例 被引量:2
11
作者 卢国梁 《大学教育》 2023年第23期52-54,58,共4页
“以赛促教”的教学模式改革是针对当前计算思维课程传统教学模式的一次全新探索。“以赛促教”教学模式将竞赛与具体的课程内容、专业的培养目标紧密结合,以学科竞赛为契机,加强师资队伍建设,以期实现学生综合素质和能力的提高。
关键词 课程改革探索 计算思维课程 “以赛促教”
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“翻转课堂+小组合作”教学模式在计算思维课堂中的应用
12
作者 卢国梁 孙明旭 +1 位作者 岳晓明 姜兆亮 《大学教育》 2023年第5期63-65,共3页
随着时代发展、科技进步,各大高校不断寻求教育的进步,从事高等教育的教师也在不断调整教学内容和更新教学方法,计算思维课程教师也是如此。翻转课堂无疑是一项创新教学方式。课堂中要想发挥每个学生的主体地位,小组合作学习是较好的选... 随着时代发展、科技进步,各大高校不断寻求教育的进步,从事高等教育的教师也在不断调整教学内容和更新教学方法,计算思维课程教师也是如此。翻转课堂无疑是一项创新教学方式。课堂中要想发挥每个学生的主体地位,小组合作学习是较好的选择。小组合作学习被应用到翻转课堂中,可以发挥群体的积极功能,提高个体的学习动力和能力,并帮助学生更好地理解计算思维知识,提高学习效率。 展开更多
关键词 计算思维 翻转课堂 小组合作 课堂设计
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六轴机械臂神经网络自适应终端滑模控制 被引量:7
13
作者 贾华 刘延俊 +1 位作者 王雨 薛钢 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期21-30,共10页
考虑模型不确定且存在外界干扰时六轴机械臂的轨迹跟踪控制问题,以快速、稳定地跟踪轨迹规划生成的各关节期望轨迹为控制目标,提出了一种基于机械臂动力学模型分块逼近的神经网络自适应终端滑模控制方法。为加快跟踪误差的收敛速度,避... 考虑模型不确定且存在外界干扰时六轴机械臂的轨迹跟踪控制问题,以快速、稳定地跟踪轨迹规划生成的各关节期望轨迹为控制目标,提出了一种基于机械臂动力学模型分块逼近的神经网络自适应终端滑模控制方法。为加快跟踪误差的收敛速度,避免传统终端滑模中存在的奇异值问题,采用了一种非奇异终端滑模面。针对系统模型不确定的情况,利用多组RBF神经网络分块逼近动力学模型参数,通过自适应律在线调整权值,实现模型的重构,并设计鲁棒项消除模型重构误差。在Simulink中开展仿真分析,结果表明:与RBF神经网络整体逼近算法相比,本文提出的控制策略可以使六轴机械臂的关节最大稳态误差减少83.7%;当末端加入时变的负载后,关节最大稳态误差减少了85.6%,具有抵抗末端负载变化的能力。本文为六轴机械臂提供了一种有效、可行的轨迹跟踪控制方法。 展开更多
关键词 六轴机械臂 非奇异终端滑模 动力学模型 RBF神经网络 轨迹跟踪
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排爆机械臂虚拟样机运动控制的仿真研究 被引量:2
14
作者 陈涛 万熠 荣学文 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第6期282-285,共4页
国内外反恐形势日趋严峻,各国积极推进排爆机器人开发.针对排爆机器人机械臂的轨迹跟踪问题,展开控制模型仿真研究,使用MATLAB和ADAMS软件实现机械臂的虚拟样机建模、控制系统设计与系统仿真,将常规PID与模糊PID分别应用于联合仿真系统... 国内外反恐形势日趋严峻,各国积极推进排爆机器人开发.针对排爆机器人机械臂的轨迹跟踪问题,展开控制模型仿真研究,使用MATLAB和ADAMS软件实现机械臂的虚拟样机建模、控制系统设计与系统仿真,将常规PID与模糊PID分别应用于联合仿真系统的设计.阶跃响应曲线显示,相对于常规PID,模糊PID减少了25.2%的超调量;正弦轨迹跟踪曲线显示,相对于常规PID,模糊PID减少了13.8%的超调量,响应时间缩短了22.8%.仿真研究显示,模糊PID模型拥有更快的响应速度及更优的轨迹跟踪质量,更适合作为排爆机械臂的控制方式. 展开更多
关键词 排爆机械臂 虚拟样机 联合仿真 模糊PID 常规PID
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浅谈设计专业中美术史教学现状及改革措施
15
作者 刘璐 《美术教育研究》 2018年第4期119-120,共2页
美术与设计在漫长的历史演变中一直保持着密切的联系。美术史的学习是提升审美和创造能力的重要途径。而目前国内部分高校设计专业的美术史教学存在课程定位边缘化、教学方法滞后、学生学习主动性不足等问题。要想取得理想的教学效果,... 美术与设计在漫长的历史演变中一直保持着密切的联系。美术史的学习是提升审美和创造能力的重要途径。而目前国内部分高校设计专业的美术史教学存在课程定位边缘化、教学方法滞后、学生学习主动性不足等问题。要想取得理想的教学效果,教育者必须改变教学方法,紧随科技发展的步伐,充分利用各种资源激发学生学习的主动性,并根据有效的教学评价,进行更多的实践、思考与探索。 展开更多
关键词 设计专业 美术史 教学方法
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基于改进灰狼算法的舰载机弹药保障调度优化 被引量:1
16
作者 刘哲 马俊飞 +1 位作者 陈佳峰 马嵩华 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1264-1272,共9页
针对航空母舰飞行甲板上舰载机弹药保障面临的调度效率不高的问题,提出了一种改进灰狼优化(grey wolf optimizer, GWO)算法。根据甲板上多升降机多运输车的场景特点,建立了由多车场出发、向多目标转运的问题模型。融合遗传算法算子交叉... 针对航空母舰飞行甲板上舰载机弹药保障面临的调度效率不高的问题,提出了一种改进灰狼优化(grey wolf optimizer, GWO)算法。根据甲板上多升降机多运输车的场景特点,建立了由多车场出发、向多目标转运的问题模型。融合遗传算法算子交叉思想实现了对灰狼种群初始解的初步优化,并通过直线转运路径中间点定义、整数编码、负整数标志分组等方法实现了对GWO算法求解过程的改进。同时,增加了灰狼个体自由狩猎流程,有效克服了结果陷入局部最优和早熟的问题。最终,通过对场景实例的优化求解,验证了所提方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 灰狼优化算法 多车场 多目标 整数编码 标志分组
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内置偏心摆式波浪能发电装置运动响应分析
17
作者 王群峰 薛钢 +3 位作者 秦健 张振全 黄淑亭 刘延俊 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期710-716,共7页
波浪激励下内置式波浪能发电装置的能量转换机理尚不清晰,影响了能量输出效率和稳定性。基于势流理论、莫里森方程和拉格朗日-欧拉方程,建立内置偏心摆式波浪能发电装置的三自由度动力学模型,并通过对比理论计算数据与水池试验数据,验... 波浪激励下内置式波浪能发电装置的能量转换机理尚不清晰,影响了能量输出效率和稳定性。基于势流理论、莫里森方程和拉格朗日-欧拉方程,建立内置偏心摆式波浪能发电装置的三自由度动力学模型,并通过对比理论计算数据与水池试验数据,验证了模型的有效性。基于所建立的动力学模型,分析波浪激励条件、阻尼系数、偏心摆质量及偏心摆安装高度对装置运动响应的影响,并进一步研究能量转换过程的混沌效应,明晰装置混沌状态与输出功率之间的关系,揭示能量转换机理。 展开更多
关键词 波浪能 混沌理论 能量转换 数值模拟 内置偏心摆 参数分析
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舰载机弹药保障调度仿真系统
18
作者 刘哲 陈佳峰 +1 位作者 马俊飞 马嵩华 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1621-1630,共10页
针对航空母舰飞行甲板上舰载机弹药保障面临的调度效率不高的问题,提出一种基于Unity3D的舰载机弹药调度三维虚拟演示方法,构建了面向航空母舰飞行甲板上舰载机弹药调度的三维虚拟仿真系统。通过定义系统,建立面向航空母舰舰载机弹药运... 针对航空母舰飞行甲板上舰载机弹药保障面临的调度效率不高的问题,提出一种基于Unity3D的舰载机弹药调度三维虚拟演示方法,构建了面向航空母舰飞行甲板上舰载机弹药调度的三维虚拟仿真系统。通过定义系统,建立面向航空母舰舰载机弹药运输、装载调度过程的问题模型以及路径确定、顺序约束、装载位置补偿等处理规则,使用改进离散灰狼优化算法实现了调度过程优化求解。参照公开的场景信息搭建了航空母舰飞行甲板上舰载机弹药调度保障虚拟交互场景,设计了执行不同控制任务并能实现彼此之间交互控制的系统脚本,通过在系统虚拟场景实体模型上分别加载实现了虚拟场景的可控实时演示。对场景实例的优化求解与仿真演示验证了所提方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 舰载机 弹药调度 UNITY3D 三维虚拟仿真 实时演示
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离散制造生产线可配置数字孪生数据系统设计
19
作者 王鑫 胡天亮 +1 位作者 马嵩华 孟麒 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期4198-4216,共19页
数据系统为数字孪生系统的运行提供了高效、稳定的数据支撑。为解决目前数据系统在构建过程中存在的数据元描述异构、数据系统更新维护困难、数据交互接口多样等问题,提出一种基于可配置思想的数字孪生数据系统柔性构建方法,包括3项关... 数据系统为数字孪生系统的运行提供了高效、稳定的数据支撑。为解决目前数据系统在构建过程中存在的数据元描述异构、数据系统更新维护困难、数据交互接口多样等问题,提出一种基于可配置思想的数字孪生数据系统柔性构建方法,包括3项关键技术:生产数据规范化建模、数据系统的柔性配置生成和重构,以及数据系统交互接口设计。最后,以某活塞生产线为实例进行了数字孪生数据系统的实现,验证了所提方法的正确性和有效性,为离散制造过程中,数字孪生数据系统的实现提供了技术解决方案。 展开更多
关键词 数字孪生数据系统 生产信息建模 可配置性 交互接口
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基于PLC的自动测流机器人系统设计
20
作者 王茂灿 万熠 +4 位作者 梁西昌 侯嘉瑞 夏新雲 田超群 王泉钧 《自动化仪表》 CAS 2024年第1期37-40,47,共5页
针对当前河道测流存在的效率和自动化程度较低、测量模式单一等问题,提出了一套基于可编程逻辑控制器(PLC)的河道自动测流机器人系统设计与实现方案。该机器人系统由运动系统、采集系统、人机交互以及远程通信四大模块组成。首先,设计... 针对当前河道测流存在的效率和自动化程度较低、测量模式单一等问题,提出了一套基于可编程逻辑控制器(PLC)的河道自动测流机器人系统设计与实现方案。该机器人系统由运动系统、采集系统、人机交互以及远程通信四大模块组成。首先,设计了自动测流机器人系统的硬件结构,实现了自动测流机器人在河流轨道上运动、铅鱼收放等功能。然后,开发了基于PLC的测控系统,设计了PLC梯形图和硬件连接方案,实现了自动测流机器人运动控制。最后,自动测流机器人系统通过RS-485通信协议将多传感器采集的数据传输到操控屏,结合4G远程技术,实现了采集数据和操作指令的远程传输。通过现场模拟的采集测试,该机器人系统可实现自动测流、远程操控、故障自检等功能,并提供多种测量模式,满足河道测流的使用需求。该系统的设计为开展智能化河流数据采集的研究奠定了基础。 展开更多
关键词 河道机器人 自动测流 4G远程操控 可编程逻辑控制器 人机交互 故障检测 数据采集系统 RS-485协议
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