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多模型智能控制技术及其应用研究
李晓理;张国巨;谢小贤;王康;针对多模型智能控制的近20年发展状况进行了系统的综述研究,旨在全面梳理多模型智能控制的理论框架与应用实践。对模型集合的优化策略、指标函数的选取原则、切换规则的制定方法、稳定性的技术分析以及多模型智能控制在化工、医疗领域的应用进行深入探讨。研究了多模型智能控制在线性、非线性系统、仿射系统及随机系统中的应用,讨论了基于神经网络、模糊控制及人工智能技术的多模型智能控制策略在各领域的应用效果。最后分析了多模型智能控制在理论研究和应用发展方面存在的问题,并对其未来发展趋势进行了展望。
基于MMAPC的大型建筑冷水机组多工况智能调控策略及实验平台研发
杨旭;高仕航;李擎;张笑菲;高晶晶;崔家瑞;冷水机组是建筑暖通系统中供冷/供热的核心设备,其运行工况复杂多变,且易受环境波动影响。对此,该文提出了一种基于多模型自适应预测控制(multiple model adaptive predictive control,MMAPC)的冷水机组智能调控策略。首先,根据热力学机理分析建立了冷水机组的机理模型;然后,基于模型预测控制理论,结合自适应加权的控制变量融合方法,设计了冷水机组的多模型自适应预测控制策略;最后,为方便多模型自适应控制策略的部署与测试,研发了可实现数据解析及自主决策的冷水机组调控实验平台。在三种典型工况的对比实验中,所提出多模型自适应预测控制策略比传统控制的平均跟踪误差降低了70%。
矿物浮选过程多模型优化控制方法研究
王康;易俊轩;李晓理;矿物浮选过程具有强非线性、扰动大及工况切换频繁等特点,传统控制方法难以兼顾动态响应与全局优化。为此,文章提出一种融合多模型结构与自适应动态规划的优化控制方法。首先构建基于白鲸优化算法的BWO-RNN多工况建模框架,通过全局寻优提升模型对不同工况输入—输出关系的拟合能力。在控制阶段,采用增广状态空间的并行ADP跟踪控制器,利用策略迭代实现控制律在线更新。进一步引入基于累积误差的模型切换机制,在各子控制器间自适应选择最优通道,增强系统对扰动与结构变化的适应性。仿真结果表明,该方法在多工况下均能实现精矿品位的稳定跟踪,具备良好的控制性能与工程应用潜力。
钍基熔盐堆气泡分离实验技术研究进展
毛璐雲;卢铁忠;李嘉旭;桂南;杨星团;姜胜耀;液态钍基熔盐反应堆(TMSR-LF)具有安全性、防核扩散和核废料少等优点,是第四代先进核反应堆候选技术之一。在反应堆运行过程中,裂变产物(如氙和氪)会降低反应堆的效率和稳定性,采用氦气注入、质量传递和气泡分离等方法可以有效降低中子毒物的浓度。旋叶式气液分离器是气体去除系统中的重要设备,由入口处的导叶、出口处的还原叶片和分离管组成。分离器内部流动行为具有高度复杂性,因此需要通过实验手段系统评估其分离性能,并探讨分离机制。气液分离实验可分为分离特性实验和流场特性实验,文章综述了这两部分的实验研究,概括了实验系统和技术的特点,并对未来的工作提出建议。
装配连接界面形貌优化设计方法及教学应用
林起崟;陈利飞;丘铭军;王晨;李先洋;洪军;为提升复杂精密装备装配连接界面的接触性能,该文基于点对点接触理论,提出一种面向装配连接界面形貌的优化设计方法,并系统阐释了其理论基础与实现机理。为促进理论研究成果向教学实践转化,设计了“理论分析-仿真优化-实验验证”三阶递进式实验教学方案。以航空发动机止口螺栓装配连接界面为典型案例,开展形貌优化实验,结果表明优化后接触压力方差降低了94.04%,有效接触面积提升了171.71%,界面接触性能得到实质性改善。该案例同时验证了教学方案的可行性,有助于深化学生对接触力学与优化设计理论的理解,培养其问题导向的创新思维与工程探索能力。
基于语言大模型的工业机器人智能作业综合实验设计
苏宇;薛斌;黄明士;针对工业机器人智能化作业发展趋势及人才培养需求,该文提出了一种基于语言大模型的工业机器人智能作业综合实验设计方案,旨在通过虚实结合的实验平台,整合语言大模型、机器视觉与工业机器人作业编程技术等教学内容。平台以低成本、易搭建为设计理念,通过模块化实验帮助学生掌握机器人智能化技术。实验内容涵盖语音识别、任务决策规划与视觉感知等关键技术,验证了平台在任务规划与执行中的有效性。
三维磁导向磁性液体软体机器人驱动研究
杨文荣;陈哲;张家萌;为解决传统导丝机器人结构复杂、无法主动导航、容易对血管造成损伤等问题,该文利用磁性液体作为机器人驱动介质,使导丝机器人具有柔软性、多自由度和磁驱动性。利用Euler-Bernoulli方程推导出机器人弯曲变形的影响因素包括:驱动磁场的磁感应强度和梯度、机器人结构、外壳材料等,通过实验探究了各变量对驱动性能的影响,并确定机器人长度为50 mm、直径为3 mm。该文采用Halbach排布的驱动永磁体实现定向聚磁与自屏蔽,使距离永磁体表面25 mm时工作面磁场提升151%;通过平面弯曲和空间驱动实验论证了机器人具有大角度偏转驱动和在重力影响下的三维驱动能力;进行模拟血管驱动-定位实验,证明了机器人在受限的模拟血管环境中能完成介入治疗任务,并通过定位装置反演机器人导丝位置。
Co_2P/CoP异质结构精准构筑及全pH电催化析氢性能综合实验研究
范黎黎;武栋;张崇熙;康子曦;绿氢是一种零碳、高效的二次能源。基于绿氢制备需求设计了一项综合研究方案,涉及金属有机框架(MOF)薄膜自组装、异质结构预构筑、热辅助相转化、结构表征和性能分析等一系列过程,实现了析氢催化剂新合成策略的创新研究。该实验以钴-氧配位MOF为前驱体,通过“Co/CoO预构筑-后磷化转化”实现了Co_2P/CoP异质结构的精准构筑。电化学测试结果表明,所得催化剂在全p H条件下展现出优异的析氢性能,特别是在高电流密度下(>200 m A·cm–2),显著优于商用Pt/C催化剂,且具有优异的催化稳定性,为高效电解水析氢催化剂的设计提供了新途径。该实验以真实科研过程为导向,通过构建“设计—表征—测试—分析”全流程科研实践,助力创新人才培养。
依托重点实验室的本科生“科研课堂”模式探索与实践——以北京航空航天大学“TOP计划”为例
王佳妮;刘刚;金天;针对高校本科生创新能力培养中科研资源转化不畅、覆盖范围有限等突出问题,北京航空航天大学依托重点实验室核心优势,以科研课堂“TOP计划”为载体,构建系统的科教协同育人体系。通过建立多部门协同组织、规范课程设置、灵活选课机制、遴选前沿课题、强化教学督导、优化考核标准、安全准入规范及制定激励政策等多维度保障机制,成功将重点实验室优势科研资源转化为590余门课程,实现100%面向本科生开放。该模式有效打破科教融合壁垒,推动科研资源向人才培养资源高效转化,为高校开展科教协同育人提供了可复制、可推广的“北航方案”。
培养与留用一体化的思政教育“红绿灯”探析——以全国重点实验室博士研究生为例
任艺菲;该文基于全国重点实验室重组后“权责利”的调整变化,从人才培养与留用一体化的实际需求出发,探讨全国重点实验室博士研究生思想政治教育的“红绿灯”思维模式及实现路径。文章首先分析了全国重点实验室人才培养与留用的特殊性,以及“红绿灯”思维实施的必要性;其次阐释了“红绿灯”思维的核心内涵;最后探析了其具体实践路径。通过系统探究全国重点实验室思想政治教育体系的实现路径,为实验室科研人才培养与留用一体化奠定基础,助力打造思想过硬、作风优良的高素质科研人才队伍。
探赜新工科建设下高校工程训练中心的转型动因、困囿与革新路径
胡德鑫;李紫晴;工程训练中心作为高校新工科建设与卓越工程师培养的核心实践载体,正从传统技能训练向融合创新能力培育转型。该文以教育生态学理论为指导,基于我国10所工程训练中心范例,解析其转型动因、现实困囿与未来革新路径。研究显示,制造强国与创新驱动发展的核心引擎作用、技术激活传统产业基底产生的涟漪效应、创新型卓越工程人才培养的内生动力,共同构成我国工程训练中心的转型动因。但当前我国工程训练中心面临多重矛盾:政策保障不足与转型内生动力匮乏的矛盾、组织联动虚化与开放办学持续推进的矛盾、配置结构固化与中心功能拓展升级的矛盾,以及传统模式惯性与技能人才素养培养的矛盾。针对上述困境,该文从顶层设计、师资队伍、文化生态三维度,提出工程训练中心革新路径。
小样本高校实验室事故致因语义分析与建模
刘春祥;吴欣悦;黄萍;余龙星;范传刚;针对传统事故致因分析方法存在主观性强、耗时耗力的局限性,该文提出融合领域知识进行文本分析的事故致因分析方法。该文以73例高校事故文本为样本,运用Deepseek-reasoner模型进行文本结构化构造,经TF-IDF算法处理提取了30个关键事故致因因素;结合实验室安全领域知识训练了FastText模型并进行高效语义向量化,有效克服了小样本事故文本分析中语义稀疏性的弊端。随后通过K-means聚类分析事故致因因素向量,并与传统4M模型对比验证。结果显示,K-means聚类结果与4M模型展现出高度一致性,验证了融合领域知识的FastText模型在小样本条件下的可行性与有效性。研究表明,该方法实现了高校实验室事故致因因素的自动化识别、语义理解与分类,为解决小样本事故文本分析中语义信息稀疏性和领域适配性不足的核心难题提供了有效技术路径,并具有向其他领域推广应用的潜力。
高校实验室应急管理协同网络体系优化
阳富强;李皓腾;葛樊亮;张友坤;为提升高校实验室应急管理水平、优化应急管理体系运行效能,该文基于社会网络分析法,结合某高校实验室事故案例,构建了高校实验室应急管理协同网络模型。通过量化分析网络密度、中心势、凝聚力、平均距离等指标,并运用结构洞理论,系统揭示实验室应急管理协同网络结构特征与节点间的互动关系。研究表明:该地区市政府与应急管理局等核心节点在网络中占据显著中心地位,具备较强的资源整合与信息传递能力,但跨部门协同效率仍需提升;高校实验室应急管理协同网络整体密度为0.54,中心势达41.32%,显示出较好的协同潜力,但仍存在优化空间。该文拓展了社会网络分析法在高校实验室安全管理领域的应用,为提升高校突发事件处置效率、完善应急管理体系提供了理论支撑与实践指导。
正交试验设计和分析方法研究
刘瑞江;张业旺;闻崇炜;汤建;介绍了正交试验设计和分析的重要性,阐述了正交试验的原理和特点,详细分析了正交试验设计的各种方法和正交试验数据分析方法,为正交试验的设计和分析提供了全面系统的方法,最后指出了正交试验设计和分析时需要注意的问题以及正交试验设计和分析软件的发展方向。
100起实验室安全事故统计分析及对策研究
李志红;对2001年以来100起典型实验室事故的类型、发生原因、危险物质类别等进行了统计分析,结果表明:火灾和爆炸是实验室事故的主要类型,实验室中的危险化学品、仪器设备和压力容器是引发实验室安全事故的主要危险因素,仪器设备、试剂使用环节是事故发生的主要环节,违反操作规程或操作不当、疏忽大意以及电线短路、老化是导致事故的重要原因。从安全管理制度、实验室安全标准化建设、安全教育和培训、事故应急预案等方面提出预防和控制实验室事故的对策建议。
建立以能力培养为中心的实践教学体系
张忠福;随着经济社会对应用型人才需求的不断增加,实践教学开始受到高校和社会的热切关注。实践教学应以能力培养为中心,构建实践教学体系,整合实验教学内容,改革实践教学模式,理顺实践教学管理体制,建立科学合理的实践教学质量保障体系和实践教学评估体系。
虚拟实验室在高校实验教学中的应用前景
宋象军本文阐述了基于网络的虚拟实验室国内外现状及其组成和特点,分析了传统实验教学模式中存在的问题。并指出,随着网络技术飞速发展和普遍应用,在高等学校利用虚拟实验室进行实验教学已成为一种趋势,将会成为未来实验教学的重要途径和方式,并在快速变化的信息时代逐步完善、成熟,担当起实验教学的重任。
荧光光谱法在蛋白质研究中的应用
尹燕霞;向本琼;佟丽;荧光光谱法对研究蛋白质结构及其构象变化是很重要的。描述了荧光光谱的概念、发光机理及特点,介绍了荧光光谱仪的仪器原理和结构,记述了荧光光谱技术在检测蛋白质的构象变化、蛋白质的含量和酶活性方面的具有应用。
基于工作过程系统化的数控机床及其应用教学设计
李艳霞;根据专业培养目标以及主要就业岗位对职业能力和知识结构的要求,以"数控机床和零件"为载体,以数控机床编程与操作能力培养为中心,设计了"认识数控机床、观察分析数控车床、观察分析数控铣床、观察分析加工中心、阶梯轴的编程与加工、带螺纹轴的编程与加工、手轮槽的编程与加工、凸模板的编程与加工、基座的编程与加工"等9个项目,25个学习情境,67个工作任务,并对其中的"凸模板的编程与加工"学习情境进行了教学单元设计。
正交试验设计和分析方法研究
刘瑞江;张业旺;闻崇炜;汤建;介绍了正交试验设计和分析的重要性,阐述了正交试验的原理和特点,详细分析了正交试验设计的各种方法和正交试验数据分析方法,为正交试验的设计和分析提供了全面系统的方法,最后指出了正交试验设计和分析时需要注意的问题以及正交试验设计和分析软件的发展方向。
化学化工专业实验教学新体系的构筑和实施
杨金田;构建了我校化学化工专业化学实验教学新体系,开设了综合性、开放性和研究性实验,并提高了资源共享程度、设备利用效率和实验教学质量,有效地优化了大学生实践能力和创新精神的培养。
基于导师制下“大学生创新创业训练计划”教育的实践与思考
钱小明;荣华伟;钱静珠;创新创业教育已列入高校教育、教学的内容,"大学生创新创业训练计划"项目已成为教育部开展"卓越计划"下大学生创新创业教育的重要内容之一。导师制下的"大学生创新创业训练计划"教育,是高等院校做好创新创业教育、引导学生开展创新创业训练的有效途径。通过"大学生创新创业训练计划"教育项目的实施,让大学生了解创新研究的方法步骤,掌握创新创业过程中的技术路径,学会创新创业基本技能,同时也为高校教师教育、教学能力的提升提供了一个新舞台。该文对导师制下"大学生创新创业训练计划"教育项目的立项、实施等可行性进行了分析与研究。
蛋白质免疫印迹技术的实验研究
张燕婉;叶珏;时那;孟宪敏;王来元;阐述了蛋白质免疫印迹(western blotting)技术在蛋白质研究中的重要意义,论述了蛋白质印迹技术的原理和实验方法,从实验技术的几个主要方面对方法进行了分析和讨论,并对蛋白质免疫印迹技术进行了经验性的论述。