時間:2023-03-24 15:33:28
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇精密工程論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:電視覆蓋,電視同步,同頻干擾
一、概述
隨著全國農村中央廣播電視無線覆蓋工程的建設實施,以及地面數字電視無線覆蓋工程的全面展開,無線電視頻道資源緊缺的矛盾日益突出,已成為嚴重制約無線電視廣播發展的瓶頸,采用先進的電視覆蓋技術手段實現高效配置頻道資源,抑制電視同頻干擾,降低電視同頻道保護率和最低可用場強,優化無線電視覆蓋的組網格局.提高無線電視廣播的有效覆蓋率。我國電視精密同步廣播技術的研究,已完成從理論研究,技術開發,系統參數確定,現場開路試驗,直至關鍵設備的生產制造等全部工作,并形成了一系列具有我國自主知識產權的專利技術,為實現高效無線覆蓋規劃,突破頻道資源瓶頸,其定了全新的技術基礎。
電視精密同步廣播技術獨創性地采用圖像載頻精密鎖定+節目信號精確時統同步的方法,在相同節目同頻道組網覆蓋的條件下,突破性地實現了RFPR=10dB的同頻保護率(普通電視廣播RFPR=52dB,非精密載頻偏置RFPR=45dB日,精密載頻偏置RFPR=27dB),支持構建單頻網。
二、電視精密同步廣播技術原理
電視同頻干擾的研究實踐證明:電視同頻干擾對接收圖像的損傷來自兩個方面:
①同頻臺之間圖像載波頻差形成的拍頻干擾,即接收圖像上的“百葉窗”滾動條紋干擾;
②同頻臺之間的圖像內容相互疊加,因圖像信號行/場頻率與相位的不同步,形成運動的“鬼影.。論文大全。
人的視覺,對“百葉窗’滾動條紋干擾最為敏感。通過控制同頻臺間的圖像載頻,并使其精密同步,可以完全消除“百葉窗”滾動條紋的干擾,但仍然存在傀影,且是運動的。此時,可以使同頻道射頻保護率降低至22dB。進一步控制同頻臺之間圖像信號的行頻與場頻《行/場相位隨機),“鬼影”靜止下來,干擾可見度得到進一步的改善,同頻道射頻保護率進一步降低至15dB。如果再讓圖像信號的行/場相位完全一致,即收看的圖像與“鬼影’完全重回,同頻道射頻保護率最終降至10dB。論文大全。電視精密同步廣播技術的核心就是:
①精密鎖定各同步發射機的圖像載頻,消除圖像載頻差拍干擾的“百葉窗”。
②精確時統控制各發射臺圖像節目的行/場頻率與相位,消除運動的“鬼影”。
電視精密同步廣播技術的實現,就是基于上述理論分析結果。電視精密同步廣播發射臺之間同頻干涉區的合成電波近似為穩定的駐波形態,微小的載頻偏差將導致駐波相位的緩慢漂移。當駐波的場強衰落深度小于電視接受機的AGC控制范圍,且駐波相位漂移衍生的場強波動速率遠小于電視接受機AGC的響應速率,則因載頻偏差而導致的接受場強波動,將不再對接受機重現的圖像產生影響。圖像載波精密鎖定同步后,與非同步電視廣播相比,射頻保護率改善30dB,即保護率降低至RFPR=22dB.
在電視精密同步廣播中,電視同頻干擾的圖像損傷主要來自于圖像載頻的差拍干擾,即“百葉窗”滾動條紋干擾。論文大全。精密同步廣播的發射機播送相同的節目內容(包括行頻/場頻完全同步),因傳輸路徑差異形成的穩定“鬼影”不是造成圖像損傷的主要因素。但是,節目傳輸分配的路徑主要是數字衛星鏈路或數字光纜傳輸鏈路,數字衛星接收機或數字電視解碼器“再生”的行頻/場頻,有可能使節目的時基產生很大的偏差(5X10-5量級),這將使“鬼影”飄動起來,從而增加了人眼對“鬼影”干擾的敏感度。尤其是行、場逆程的“消隱十字”,在移動中會相當程度地影響圖像質量。解決這個問題的措施是對節目信號進行精確的時統同步控制,鎖定同步發射機間圖像信號的時序相關性。
經過電視節目信號時統均衡的電視精密同步廣播系統,在D/U=0dB的完全等場強區接收電視圖像,其干擾“鬼影’與欲收圖像是重合的,這種“鬼影”的干擾幾乎不可見。隨著接收點偏離等場強區,“鬼影”與圖像逐漸錯位,但由于這種“鬼影”是靜止的,其敏感性極低。隨著偏離等場強區距離愈遠,D/U亦隨之提高,“鬼影’亦在隨之變淡。干擾“鬼影”與欲收圖像鎖定了時序相關性后,在單純圖像載波鎖定的基礎上,可以再改善射頻保護率12dB,即RFPR=10dB。
三、電視精密同步廣播實驗室保護率測試
通過射頻混合器對三路發射機的射頻輸出信號疊加,實現空間電波混疊的模擬。其中,模擬兩路干擾信號的發射機,輸出端接有精密可調射頻衰減器和精密可設定空間傳輸延遲網絡,模擬空間電波的傳輸衰耗和傳輸延遲,精確地再現等場強交疊覆蓋區的合成駐波場強分布及偏離等場強區一定距離內的電視精密同步廣播合成信號。三路發射機的輸出電平,在混合器輸出端經過標定后,衰減器的讀值,實際就是射頻保護率數值。電視精密同步廣播試驗發射機的載頻(圖像中頻與上變頻本振).鎖定于北斗/GPS雙路徑溯源同步的枷原子基準源,實現了三路模擬發射機射頻載頻的精密同步。圖像節目信號,則經過圖像信號時統同步機重構時基同步序列,將行/場相位精確同步于北斗,GPS溯源的UTC標準時間的1PPS。實現了三路模擬發射機節目信號的精確時統同步。不同發射機的節目圖像信號取自于完全獨立的衛星接收鏈路。各路衛星接收機輸出的節目信號之間,存在嚴重的行/場相位攝動《衛星接收機解碼器初始狀態的隨機性造成)以及行頻/場頻偏差(衛星接受機PAL編碼器的時機誤差造成)。其節目信號特征,已非常接近工程實際。
參考文獻:
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民德電子公告,公司擬支付現金購買深圳市泰博迅睿技術有限公司100%股權,交易價格擬定為13,900萬元。根據簽署的《業績承諾補償協議》,泰博迅睿2018年-2020年實現的凈利潤分別不低于1,700萬元、2,200萬元及2,600萬元。本次交易完成后,公司將快速進入電子元器件分銷領域,并以此為依托初步搭建上市公司的半導體設計、制程與分銷相結合的業務布局。
鴻特精密:擬收購遠見精密100%股權
鴻特精密(300176)公告,公司擬現金收購廣東遠見精密五金股份有限公司100%的股權,遠見精密100%股權整體估值3.2億元。遠見精密2016年營業收入1.91億元,凈利潤1939.28萬元。
【一季報業績預告】
新和成:一季度凈利預增530%-580%
新和成(002001)公告,公司一季度預計盈利14.6億元-15.8億元,同比增長530%-580%,上年同期公司盈利2.3億元。公司維生素A產品售價同比大幅上升,香料類產品量價齊升。
【增減持】
太空智造:公司高管擬減持股份
太空智造(300344)公告,公司高管王全未來6個月內擬減持不超37萬股,占公司總股本的0.11%。
大連圣亞:股東新西蘭海底世界減持計劃實施完畢
關鍵詞:GPS單點定位 城市工程測量 BERNESE 5.0 精密星歷
中圖分類號:TB22 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)02(c)-0-02
GPS相對定位技術,通過組成雙差觀測值消除接收機鐘差、衛星鐘差等公共誤差及削弱對流層延遲、電離層延遲等相關性強的誤差影響,來達到提高精度的目的,這種作業方式無需考慮復雜的誤差模型,具有解算模型簡單、定位精度高等優勢。網絡RTK的出現更是將差分GPS技術發揮到了極致,通過差分改正信息實現了高精度的實時動態定位,由于其方便、快捷、高效的作業技術方法,得到了快速的發展。我國各大城市、地區相繼建立了各自的CORS系統。但是,這種網絡RTK技術也存在著不足,如受到通訊網絡、覆蓋范圍等條件的限制,城市工程測量中通常工期較緊、要求效率較高,當測區范圍內需要少數控制點而CORS系統無法使用的時候,如果建立靜態GPS控制網,則大大影響了作業效率,提高了作業成本。精密單點定位技術是利用載波相位觀測值以及IGS等組織提供的精度衛星星歷及鐘差來進行高精度單點定位的方法,能夠實現厘米定位精度,完全滿足城市工程測量的需求。目前,在一些發達國家精密單點定位技術已經得到廣泛的應用,在我國這項技術在生產實踐中的應用相對較少。
為了實現GPS單點定位達到厘米級精度,必須解決如下關鍵問題:①在定位過程中需要同時采用相位和偽距觀測值;②衛星軌道精度需達到厘米水平;③衛星鐘差改正精度需達到納秒量級;④需要考慮更精確的誤差改正模型。實質上,衛星位置和衛星鐘差是影響精密單點定位精度的重要因素。該文主要從IGS提供的各種精密星歷和鐘差改正相關產品著手,利用國際著名導航定位軟件BERNESE 5.0進行計算,分析快速星歷和最終星歷以及不同采樣間隔星歷鐘差產品對靜態單點定位精度的影響,進而討論GPS單點定位技術在城市工程測量中的應用。
1 BERNESE 5.0軟件數據處理
到目前為止,國際上GPS高精度單點定位軟件主要有美國噴氣推進實驗室的GIPSY軟件、瑞士伯爾尼大學的BERNESE軟件、德國地學研究中心的EPOS軟件。
GIPSY軟件只供科研使用,不供商用,且不提供源代碼,EPOS軟件應用范圍較為局限,主要在歐洲國家使用,也是以科研為主,而BERNESE軟件可以商用,且提供源代碼,使用較為廣泛。圖1中給出了BERNESE 5.0單點定位數據處理的簡要流程,主要包括數據格式轉換、鐘差改正、誤差模型改正、預處理和參數估計,除了得到測站坐標之外,還可以選擇輸出對流層、電離層、接收機鐘差等參數的估計結果。
2 IGS精密星歷
隨著GPS定軌理論和技術的提高,軌道計算數學模型的完善,以及全球跟蹤站數目的增多和跟蹤站分布的改善,IGS確定GPS衛星軌道的精度有了明顯的提高。目前,國際IGS服務局提供的事后精密衛星星歷的精度已優于5 cm,精密衛星鐘差的精度已達0.1 ns。其提供的精密衛星星歷和衛星鐘差產品包括:超快速產品(Ultra Rapid)、快速產品(Rapid)和最終產品(Final)3種,它們在精度、時延、更新率和采樣率方面是不同的。如表1所示。
由表1知IGS給出的快速星歷和最終星歷在采樣率和精度指標上均相同,那么快速星歷和最終星歷對靜態精密單點定位精度的影響是否相同,在實際應用中是否需要等待最終產品解算精密單點定位,下面將用實例進行比較分析。
3 實例數據分析
該文選用成都CORS系統基準站的觀測數據,分別選取超快速星歷(實測部分)和最終星歷,以及相對應的鐘差改正文件,利用BERNESE 5.0軟件進行精密單點定位計算,假設該站已知的精確坐標為真值,將兩種單點定位結果分別與之求差,求得點位中誤差,進而比較分析。
為了分析數據處理結果的統計特性,且避免誤差偶然性,該文將全觀測數據分為24個時段,分別使用兩種精密星歷進行單點定位計算。
圖2中給出了使用兩種精密星歷單點定位的點位誤差,可以看出采用超快星歷和最終星歷的精度均在±0.06 m之內,大部分時段是在±0.03 m范圍之內,14:00~20:00之間的誤差相對較大,與廣州地區活躍的電離層活動有關,兩種結果相比較,使用最終星歷的單點定位精度相對較高,但并不明顯。
為了更加詳細地比較兩種精密星歷對單點定位結果的影響,對兩種精密星歷定位結果的坐標分量分別求差,進一步分析X、Y、Z分量較差,可以得出坐標分量較差均在±0.02 m范圍之內,這種差異對于城市工程測量來說影響并不算大,因此不必等到最終星歷的,可以直接使用超快速星歷進行單點定位,從而保證了精密單點定位技術在城市工程測量當中的可
用性。
4 結語
目前精密單點定位在靜態定位方面理論已經比較成熟,采用高精度GPS計算軟件以后處理方式得到的定位結果已完全可以達到厘米級精度。該文分別選取超快速星歷和最終星歷兩種精密星歷文件,利用BERNESE 5.0軟件進行計算,對全天24個時段的結果進行分析,可以看出,無論采用何種精密星歷以及提供的鐘差改正參數,解算結果均處于厘米級精度水平,兩種測量結果相差甚微,完全可以滿足城市工程測量的日常需要。隨著美國GPS現代化的逐步完成,以及Galileo系統的正式運行,偽距碼和多頻觀測值的增加,可以大大提高精密單點定位的精確性和可靠性,相信精密單點定位技術在城市測量中將會發揮更大的作用。
參考文獻
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英文名稱:Acta Photonica Sinica
主管單位:中國科學院
主辦單位:中國光學學會;中國科學院西安光學精密機械研究所
出版周期:月刊
出版地址:陜西省西安市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1004-4213
國內刊號:61-1235/O4
郵發代號:52-105
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1972
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
SA 科學文摘(英)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
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期刊簡介
關鍵詞:眼睛后模芯,數控編程,邊界設定
一、前言
生活中,需要佩戴眼鏡的人們不僅對眼鏡外觀有了一定程度講究,更重要的是所佩戴眼鏡感覺是否良好,這通常和眼鏡架有著直接的關系。眼鏡架的質量除了所用材料有關以外,跟眼鏡架的模具設計與模具制造有著密切關系。論文參考,眼睛后模芯?,F在的模具設計和制造都依賴著高級的CAD/CAM軟件,一般程序是:工程圖紙→三維造型→CAD模具設計→CAM數控編程→CNC自動加工。其中在模具設計和數控編程的兩個環節尤其重要,模具設計的合理性以及數控加工時的工藝安排,直接影響到眼鏡架的質量。本文就已經設計好的眼鏡后模芯(如圖1)在數控編程中邊界的設定作一個分析。
二、數控編程時區域邊界設定不合理對模具制造的影響
在模具企業制造過程中,數控編程師們往往編制好數控程序以后,就直接通過網絡傳輸給機床操作技能人員,很少時間到制造現場去發覺編制程序對模具制造的影響,當模具配件在數控機床上加工完成以后,才發覺具有一些細小的問題時,通常都是由模具安裝人員手工做一定的修補,這種現象既影響加工效率,同時也很難保證模具的質量,特別是類似眼鏡架的精密產品,嚴重的影響到在市場上的銷售。
數控加工的原理
機床上的刀具和工件間的相對運動,稱為表面成形運動,簡稱成形運動或切削運動。數控加工是指數控機床按照數控程序所確定的軌跡(稱為數控刀軌)進行表面成形運動,從而加工出產品的表面形狀。論文參考,眼睛后模芯。
從切削的示意圖中可以看出,數控編制程序的時候,加工范圍需要一個合理的區域線,來控制刀具相對工件的切削運行。如果區域邊界過大,刀具的行程越遠,相反區域邊界過小,不能滿足加工的范圍,所以在編制數控程序的時候,應該設計好合理的加工邊界線來保證模具制造的質量。
眼睛架后模芯數控編程的刀具選用
刀具的選擇是在數控編程的人機交互狀態下進行的。應根據機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及加工范圍等因素正確選用刀具。刀具選擇總的原則是:安裝調整方便,剛性好,耐用度和精度高。論文參考,眼睛后模芯。選取刀具時,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。在進行自由曲面加工時而平頭刀具在表面加工質量和切削效率方面都優于球頭刀,因此,只要在保證不過切的前提下,曲面的粗加工應選擇平頭刀。論文參考,眼睛后模芯。由于球頭刀具的端部切削速度為零,因此,為保證加工精度,切削行距一般取得很密,故球頭常用于曲面的精加工。眼睛架后模芯的分型面是一個較為復雜的曲面,表面精加工時應該選擇球頭的刀具,選擇較小的行距,確保表面加工質量,分別是平頭刀具和球頭刀具。論文參考,眼睛后模芯。
眼鏡架后模芯編程時邊界設定的的不合理現象
由于對眼鏡架后模芯的數控加工都是采用立式三軸數控機床,所以在MastercamX4編制數控程序時,需要考慮刀具都是垂直于工作臺表面加工,在軟件自動計算程序的時候,是按照刀具中心在控制邊界線上自動生成NC程序,如圖4(a)所示;如果所加工的曲面是一個斜度較大的曲面,還是以這個曲面的邊界作為加工的區域,則就造成刀具無法完全加工到所要求加工的位置。論文參考,眼睛后模芯。這樣加工完成后的后模芯還需要模具安裝人員做一定的修挫,加工出來的后模芯不能保證眼鏡架質量。
三、眼鏡架后模芯編程時邊界設定的正確方法
為了使刀具能完全加工出具有一定斜度或者扭曲的凸面工件,在編制數控程序時,設定的區域邊界線在曲面邊界的基礎上偏距刀具半徑距離,使刀具另一側完全切削到具有曲面的工件,才能徹底加工到需要加工的位置,很多數控編程師都會因為這些細小問題而忽略了模具的質量,正確的邊界設定方法如圖5所示。
四、結束語
人們對生活中的日用品要求越來越高,要求具有很好的視覺感以外,還要具有很好質量來保證使用的壽命。各類CAD/CAM軟件為設計師和工程師們提供了很大的幫助,但畢竟軟件只是一個應用工具,熟練的運用軟件和掌握使用技巧,才能更好設計和制造出人們所需要的理想產品。
參考文獻
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關鍵詞:環境工程 實驗教學 改革
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)03(a)-0212-02
隨著我國經濟發展和政府對環境保護的重視,21世紀,環境保護的意識越來越被國民所接受,政府也正在加大對環境治理的力度。社會對環境專業人才的需求也持續增長,環境工程專業人才的需求和環境保護產業的興起,又促進環境工程專業的發展。這對于環境工程專業來說既是機遇,也是挑戰。環境工程專業人才也將面臨嚴峻的人才市場的競爭。環境工程是一個實踐性與工程性很強的學科,從根本上說,環境工程學科的主要任務是運用工程手段防止、控制和解決有關環境污染的問題,涉及到供水處理廠、污水處理廠、各種除塵設備與裝置、垃圾處理場等的規劃、工程設計、運行管理等,要求培養學生具有一定的工程實踐能力、運行管理能力、動手能力和一些基本技能。
長期以來在環境工程專業實驗教學過程中,重理論輕實踐的思想根深蒂固,這導致了環境工程的教學上出現了一定的誤區。
1 傳統實驗教學問題的分析
在傳統的環境專業教學中,實驗課基本作為理論教學的附屬品,一般只開設驗證性或者操作性的實驗,教師以及學生無法對這些內容簡單、容易掌握的實驗課引起重視。而且實驗教學并沒有很緊密的聯系環境工程實踐,學生難以將所學的知識以及概念系統化。傳統環境工程實驗有一下幾個特點。
(1)現有實驗內容單一,測定方法過于陳舊,落后于社會的發展,已不能滿足環境保護的需要。而實驗類型的單一化,導致學生對上實驗課缺乏興趣,學生對問題的觀察能力、分析能力和解決能力得不到鍛煉,沒有幫助學生掌握環境工程知識,更無從談起學生創新、創造力的鍛煉。
(2)實驗教學內容和手段相對陳舊,且落后于理論教學,實驗教材已經大大滯后于社會的發展,大部分實驗教材很早就編著,并沒有及時更新,甚至某些已經被淘汰的實驗方案仍在使用。這些情況使環境工程教學遠離現實情況,對現代社會的人才培養產生滯后影響。
(3)實驗安排缺乏整體性及系統性,環境保護研究發展越來越快,環保的標準被不斷更新,然而實驗教學中仍在使用配置較低、落后甚至老化的儀器設備,已經大不要所要求的測定結果的準確性和精度。
2 創新實驗教學方法
2.1 調整實驗課程安排
傳統的環境工程試驗包括環境監測實驗、環境微生物學實驗、水污染控制實驗和大氣、噪聲控制實驗等,這些試驗均依托于理論課程,我們先對這些實驗內容進行整合,設立以環境監測實驗和環境微生物實驗內容為主的環境工程專業實驗和以水處理實驗、固廢處理處置實驗和大氣控制實驗內容為主環境工程專業實驗,使之成為獨立的實驗課程。
以環境監測實驗和環境微生物實驗內容為主的環境工程專業實驗的內容各有側重。在學生完成規定學時學習外,在開放性實驗中,設立兩個專業實驗的選修實驗。環境工程專業實驗的選修實驗側重大型儀器的分析和使用,例如:氣相色譜、高效液相色譜、紫外分光光度儀、原子吸收光譜儀等。環境工程專業實驗的選修實驗側重水處理工程實驗、水處理工程綜合實驗和化工原理實驗。這樣可以保證學生根據興趣愛好和專業方向選修實驗課程。
2.2 增加綜合性專業實驗
除了安排傳統的綜合性專業實驗外,充分利用湖南城市學院和益陽市周邊資源,在環境工程專業實驗中開設南洞庭湖水質監測綜合實驗,校園及周圍地下水水質監測綜合實驗,長張高速公路(長沙至張家界益陽段)空氣質量與噪聲監測綜合實驗。此類實驗的開設,不僅使專業實驗充分與實際生產生活相結合,而且讓學生充分認識到所開實驗的實際應用意義,加深了對各項環境指標的認識和理解。
3 建立新實驗教學體系
3.1 采用開放式實習模式
任課教師將學生分成多個實習小組( 每組2~4名成員),確定1名組長,然后根據監測對象及監測項目選擇藥品、儀器等設備,分別為各個小組制訂計劃,明確各小組的監測對象、監測項目、采樣位置、時間安排及分析方法;也可以預約實驗,即根據學生自己的時間和掌握實驗的程度,分批完成實驗。以小組為單位分發玻璃儀器、試劑藥品,實習期間儀器室及實驗室全天開放,以電廠廢水處理為例,要求學生自己動手配制污水,對污水進行一級處理、二級處理、深度處理后,還要進一步去除水中多余的陽離子和陰離子。在整個過程中,學生要對每步的處理效果進行分析比對,并檢測最終的處理結果。一星期內各小組完成實習項目。實習完成后,全班所有小組集中進行交流討論實習中存在的問題和收獲,每個學生提交一份實習報告。實驗教師也可以對學生做單獨指導,這樣也有助于學生對知識的理解和掌握。采用這種教學模式需要注意的是,對大型精密儀器要進行定期培訓,幫助學生掌握現代化的分析、測試手段,提高學生的科研能力。
3.2 畢業論文與工程項目相結合
取消綜述性研究的畢業論文,規定撰寫的論文要有一定的工程研究背景,以工程性實驗或綜合性實驗為基礎。學生的畢業(設計)論文可以采用教師自己主持或參與的工程項目和科研項目作為基礎,也可以聘請環保公司或者是環保局的工程技術人員做畢業(設計)論文指導教師,把畢業論文與工程項目及實驗掛鉤,使學生更投入、更有針對性地進行實驗研究,從而提高畢業(設計)論文的質量。
4 結語
通過對環境工程實驗教學的改革,實驗教學內容、方法與手段都獲得了改進,實驗條件也獲得了改善,湖南城市學院環境工程專業本科生在科學研究中試驗設計、試驗組織、數據進行分析和處理、實驗結果分析等方面得到了全面訓練,學生的綜合素質以及綜合解決問題的能力和創新能力都得到很大提高,
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H199 江蘇農業學報
G046 江蘇醫藥
G397 江蘇中醫藥
H283 江西農業大學學報
H701 江西農業學報
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關鍵詞:環境工程;畢業設計;教學改革
作者簡介:張慶樂(1979-),男,河北寧晉人,泰山醫學院化工學院,講師;董建(1976-),女,山東濟南人,泰山醫學院化工學院,教授。(山東 泰安 271016)
基金項目:本文系泰山醫學院教育教學研究重點項目(項目編號:2009-29)的研究成果。
中圖分類號:G642.477 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)05-0066-02
畢業設計是環境工程專業最重要的一個綜合性實踐教學環節,也是學生走向工作崗位前在校學習期間最后一次理論和實踐機會。在畢業設計中,要求學生綜合運用大學期間所學的各種理論知識,鍛煉獨立分析和解決一般工程技術問題的能力,培養學生建立正確的設計思想和創新的設計精神,掌握工程設計的一般規律。[1-4]畢業設計的成功與否直接影響人才培養的質量和學生步入社會后能力的發揮,是反映一個學校教學質量、管理規范化程度、教師與學生水平的重要標志。
泰山醫學院是一所地方性本科院校,其環境工程專業主要培養應用型工程技術人才,培養的學生主要在環境管理與咨詢、環保公司、化工企業、疾控中心等單位從事污染控制工程設計、環境監測與評價及技術研發等工作。由于環境工程專業涉及面非常廣、一個學校的畢業設計題目和內容往往受指導教師專業背景和該校實驗儀器設備條件的限制,造成不同的學校畢業設計題目往往有較大差異。我校環境工程專業隸屬于醫學院校,由于指導教師專業背景差別較大,且缺乏學科基礎,尚未形成特色鮮明的畢業設計研究方向。日益嚴峻的就業形勢也使得學生在畢業設計上投入精力較少,導致本科畢業設計質量近年來出現下滑趨勢。為適應新形勢下的人才需求,不斷為社會培養更多的復合型工程技術人才,逐步將本專業建設成校級特色專業,針對當前存在的一些具體問題,對畢業設計的組織形式、管理模式、教師選擇和題目設計等方面進行了積極的探索。
一、當前畢業設計中存在的主要問題
通過對2007屆到2009屆環境工程本科畢業設計的分析和總結,發現在畢業設計組織和完成過程中存在許多值得進一步改進和完善的地方。
1.部分學生對畢業設計不夠重視、投入精力過少
目前大部分院校在教學計劃中把畢業設計都安排在第八學期,而這一學期又是畢業生確定工作和研究生復試準備的關鍵時期。當前的就業市場競爭空前激烈,巨大的擇業壓力迫使打算就業的學生不得不把大部分精力放在尋找就業單位上,考研通過初試線的同學很早就在準備研究生復試,而學校經常把就業率和考研率作為衡量一個專業建設好壞的重要指標,導致部分學生對畢業設計的重視程度和精力投入不夠。有的同學僅用幾天時間東抄西拼完成論文,草草了事;有的同學實驗態度不認真、實驗數據缺乏合理性、不懂得用原理解釋實驗數據、畢業設計的格式也不符合本科畢業設計的規范;還有的同學隨意編造數據或直接照抄照搬別人的研究成果。其結果使畢業設計流于形式,難以達到鍛煉學生實驗技能和綜合素質的效果。
2.畢業設計質量參差不齊,題目重復率較高
2004年以來,我校引進了大批高學歷的中青年教師,這些教師來自不同的專業背景,大多是從高校到高校,雖然具有扎實的理論基礎,但大多數缺少指導畢業設計的實際經驗。由于學生數量多、指導教師少,很多教師未經任何培訓就參與畢業設計的指導。多數教師都能不辭辛苦、保質保量完成畢業設計指導任務,而個別教師由于課堂教學任務比較繁重,隨便找個簡單的題目讓學生去做,畢業設計實施過程中也缺乏有效的指導,造成有的畢業設計內容過于簡單、格式不符合要求、題目缺乏新穎性,重復率較高。
3.畢業設計的題目分散度較大,尚未形成“醫工結合”專業特色
從近三年來環境工程專業的畢業設計題目看,分布范圍比較廣泛(包括工程設計、重金屬修復、有機物處理、環境評價、生態建設、分析方法等),每類題目都占一定比重,沒有重點研究方向,難以體現專業特色。目前,國內外著名高校的環境工程專業經過若干年的積累和錘煉后已經形成自己獨特的研究方向,這一點在畢業設計題目上表現得非常明顯。如中國農業大學環境工程專業的畢業設計題目“華北地區冬小麥-夏玉米體系產量變化特征及產量-氣候關系研究”較好地體現了農業大學的特色。為加快專業建設,積極申請校級或更高層次品牌或特色專業,必須花大力氣研究和設計畢業設計的題目和內容,不斷提高畢業設計的水平,并使人很明顯地從中看出其特色研究方向。
4.實驗設備破損和老化現象嚴重,影響實驗效果
很多教師除了要指導畢業生進行畢業設計外,還要完成繁重的課堂教學任務,難以全程監控畢業設計進程。部分從事畢業設計的學生對實驗儀器不懂得愛護,不按正常規定操作實驗儀器。經過幾年的使用后,實驗室的部分設備出現老化和故障,有的設備如電子分析天平和紫外可見分光光度計靈敏度下降,有的設備如恒溫搖床已不能正常使用,一些常規玻璃儀器如容量瓶、比色管等破損率較高。由于學校實踐教學經費比較緊張,精密儀器難以及時維修或更換,也在一定程度上降低了畢業設計質量。
以上多種不足共同導致的后果便是畢業設計整體質量不斷下滑。為避免畢業設計流于形式,真正達到訓練學生綜合能力、創新能力和科研能力的目的,培養符合社會需求的應用型工程技術人才,對畢業設計進行改革已成燃眉之急。
二、環境工程專業畢業設計改革措施
針對往屆畢業設計中存在的主要問題,結合多年指導畢業設計的教學經驗,下面提出一些改進措施,其中很多措施已經收到良好的效果。
1.改變畢業設計的組織形式和開展時間,使畢業設計的形式靈活多樣
為緩解畢業設計的開設時間與考研復試和就業、儀器設備數量與畢業設計人數之間的矛盾,自2009年起泰山醫學院環境工程專業的畢業設計主要分兩個學期進行:不考研的學生在第七學期進行畢業設計,考研的學生在第八學期進行畢業設計。部分學生也可在第五和第六學期通過參與教師的科研課題或開放實驗,提前完成畢業設計。為解決大多數教師缺乏工程技術實踐經驗的現狀,泰山醫學院主動與企業合作辦學,探索出“產、學、研”辦學的新思路,建立了多個專業實踐教學基地,如山東瑞星化工集團、青島海利爾藥業公司、泰安市污水處理廠等,部分學生經學校推薦后可在實踐教學基地完成畢業設計,依托大公司專業人員的工程技術優勢提高工程類畢業設計質量和比重。在校內從事畢業設計的學生,也從政策上引導指導教師開展工程設計類畢業課題。
2.加強畢業設計教育,重視實驗管理員的作用
為減少畢業設計過程中對易損玻璃儀器和精密儀器的損壞率,每年畢業設計開始前都要召開畢業生動員大會,介紹畢業設計的意義和儀器設備的重要性,使學生從思想上高度重視畢業設計,像愛護私人物品一樣愛護儀器設備,小心操作避免損壞,用完之后及時恢復原狀。對精密儀器如電子分析天平、分光光度計等在使用時應認真填好儀器使用記錄,出現故障及時上報給實驗管理員,實驗管理員在每天上下班檢查精密儀器兩次,發現問題及時維護或上報給實驗室主任。對常規玻璃儀器和易耗品,每個畢業生在到實驗室做實驗前都要向實驗管理領取,同時一式三份登記造冊,一份自己保留,一份交給實驗管理員,一份交給指導教師。畢業設計完成后應完整歸還,損害的儀器應說明理由,并作出相應賠償。
3.鼓勵承擔科研課題的優秀教師參與指導畢業設計,提高指導教師水平
一個學生的畢業論文好壞與否與指導教師的科研水平和綜合素質有很大關系。在畢業生人數較多的幾年里,為緩解指導教師人數不足的現狀,鼓勵全院教師承擔畢業設計指導任務。由于少數教師科研水平不高、責任心不強,題目簡單且重復利用率高,畢業設計缺乏新穎性,使其指導的畢業生論文質量較差,影響整體效果。近年來由于生源緊張,畢業生人數較少,為提高指導教師整體水平,一方面鼓勵教師進行課題研究,將現有課題向更深層次發展,另一方面倡導承擔科研課題的優秀教師積極參與畢業設計的指導,以自身良好的科研素質來影響學生,培養其獨立鉆研和解決科學問題的能力,為將來的就業和考研打下良好的基礎。
4.努力發揮學科交叉優勢,倡導指導教師間的交流與合作
針對以往畢業設計題目分散、內容單一的現狀,在最近兩年的畢業設計選題之前,組織參與指導畢業設計的教師進行交流與研討,每名指導教師對本學年擬開展的畢業設計題目和主要內容進行介紹,其他教師可根據自己的學科背景,從不同的角度來分析該畢業設計題目,分析存在的問題,給出合理的建議,使每個畢業設計的內容盡可能完整,更貼近“醫工結合”的特色方向,并能夠鍛煉學生多個方面的技能。另外,通過相互交流能夠將內容相近的畢業設計題目進行整合,分散的題目趨于集中,最終形成綜合型的高層次畢業課題,不僅有助于畢業設計總體質量的提高,而且容易形成學術團隊和專業特色,提升專業整體水平。
5.改革畢業設計考核方式,加強畢業生的宏觀管理與監控
以往的畢業設計考核往往以畢業論文和畢業答辯的成績為主要考核指標,平時成績由指導教師自主決定。個別畢業生雖然平時表現不好,但最后總成績較高,而有的平時認真做實驗的同學畢業設計總成績反而較低,最終在本屆和以后的畢業生中產生了許多不利影響。為改變這種情況,一方面應在畢業設計考核指標中提高平時成績比重,探討科學高效的打分方式,另一方面應在畢業設計進行中加強監管,嚴格請假制度,不定期安排指導教師到實驗室巡視,對不遵守紀律和經常不到實驗室的畢業生進行嚴厲懲罰,乃至推遲畢業答辯日期。
三、結束語
畢業設計環節對于培養環境工程專業學生的工程意識、創新精神和工程技術能力起著非常重要的作用。如何提高本專業畢業設計水平,牽涉的因素非常多,應根據每個學校的具體情況作出具體分析。我們結合多年來的畢業設計指導經驗,從畢業設計的組織形式、指導教師的選擇、管理措施、教師之間的交流與合作、實驗管理員的作用等方面分析了提高畢業設計質量的具體措施,并在實際運用中收到了良好的效果。
參考文獻:
[1]陸慎,賈松林,黃任常,等.提高工科專業畢業設計質量實踐[J].理工高教研究,2004,23(2):1-3.
[2]高亮,吳萱.加強研究型畢業設計(論文)指導初探[J].高等建筑教育,2004,13(3):95-96.
關鍵詞:放樣;點位精度;誤差來源;因素分析
1引言
工程測量中,一般是根據設計部門提供的建筑物特征點(待放點)的設計坐標和控制點的已知坐標反算放樣元素,再由控制點及放樣元素將待放點測設至地面。根據控制點測設放樣點的誤差來源有:一是測設放樣點的觀測誤差;二是原始數據(控制點坐標)誤差。以往由于觀測誤差較大,而控制點坐標誤差相對來說卻很小,在放樣點位誤差中所占比例亦很小,計算復雜以及控制點坐標得之不易,故常將省略不計。在大型精密工程測量中,放樣點的精度要求越來越高,有的要求達到毫米甚至亞毫米級,因而觀測誤差越來越小,這就不能不考慮起始數據誤差。在普通工程測量中,控制網邊長與交會定點邊長均用光電測距儀測量,邊長觀測精度屬同一個等級。目前工程控制網以測邊為主的邊角網和測邊網居多,這類控制網的一個特點是多余觀測較少 ,平差后點位精度提高不大,這就有必要考慮控制點坐標誤差的影響。
2 起始數據誤差對放樣點位精度和相對點位精度影響的一般公式
因放樣點的坐標是控制點坐標和放樣元素的函數,利用有誤差的控制點坐標和放樣點設計坐標計算而得的放樣元素,同樣受起始數據誤差的影響,以控制點A、B放樣點P為例,推導起始數據誤差對放樣點位精度和相對點位精度影響的一般公式。計算某放樣元素(距離。方向或角度)的函數式為
、
為控制點坐標的方差-協方差陣,由控制點所在的控制網的平差中獲得。放樣元素的誤差方程為
(2-8)
式中X為放樣點坐標未知數列向量,A為誤差方程式系數陣,即A= ,自由項等于不考慮起始數據誤差時誤差方程式常數項與 之和,即
(2-11)
在橋梁墩(臺)施工放樣中,墩(臺)距誤差與墩(點)位誤差是衡量精度同等重要的指標。當僅以必要放樣元素(R=1,2)放樣時,控制點坐標誤差對兩放樣點P1和P2相對精度的影響:
為觀測誤差對放樣點相對精度的影響;為控制點坐標誤差對相對精度的影響。當與從兩組控制點分別放樣時,只需將矩陣換成四個控制點的方差-協方差矩陣F相應拉長,仍可應用上述公式計算相對精度。
3 幾種常用放樣方法的放樣點精度及相對精度
3.1 極坐標法
如圖2-1,A,B為控制點,、為放樣點、和
、分別為放樣點、的距離和角度。、分
別為、的方位角。誤差方程:
(2-21)
若忽略控制點坐標誤差間的相關性,按(2-15)式計算控制點誤差對放樣點誤差的影響:
(2-22)當時, (2-23)
當時,(2-24)
不考慮控制點坐標誤差間的相關性,按(2-18)式計算控制點坐標誤差對放樣點、相對精度的影響。
在橋梁工程側量中,常取橋軸線為X軸(圖2-1),若何為兩橋墩中心,則為墩距,
因有
故(2-26)
(2-26)式證明采用極坐標法放樣橋墩時,其墩距中誤差與控制點坐標誤差無關。極坐標法放樣的誤差橢圓
(2-31)、(2-32)、(2-33)式表明:極坐標法放樣點位誤差橢圓的一極軸與S方向重合;另一極軸與S方向垂直。極值為和,當>時,E軸與S方向重合;當
3.2 測邊交會法
如圖2-2,設兩條定位直線與的誤差方程為
總結:在工程測量中,點位放樣是一項首要、基本的工作,放樣點精度(誤差大?。┲苯佑绊懙焦こ痰氖┕べ|量,提高點位放樣精度,最后對工程建筑物的質量的提高有很大的意義和幫助,尤其隨著大型、精密工程建設的不斷增加,放樣點位的精度問題已越來越受到重視和注意。本論文對影響點位放樣結果的因素進行了詳細的探討。旨在掌握放樣點位的誤差理論,為指導實際工作提供理論依據,使點位放樣結果達到最優化。
工程測量中,一般是根據設計部門提供的建筑物特征點(待放樣點)的設計坐標和控制點的已知坐標反算放樣元素,再由控制點及放樣元素將待放點測設至地面。因此放樣點的誤差除受測設放樣元素或測量觀測元素的誤差影響外 ,還要受到控制點坐標誤差的影響。因此影響放樣點平面位置的誤差主要包括控制點測量引起的誤差和放樣過程中所產生的誤差,要保證放樣的精度,可以分別考慮它們應滿足的精度要求。
參考文獻:
[1] 李青岳,周琪.工程測量學:測繪出版社,1982.1
[2] 季斌德,邵自修.工程測量.北京:測繪出版社,1988
[3] 孔祥元,武漢測繪科技大學學報.原始數據誤差對放樣點精度影響的探討,1998,(2)11~23
關鍵詞:安置 交點 偏角法 圓曲線 測設
前 言
《禮記》有云:大學之道,在明德,在親民。在提筆撰寫我的畢業設計論文的時候,我也在向我的大學生活做最后的告別儀式。我不清楚過去的一切留給現在的我一些什么,也無從知曉未來將賦予我什么,但只要流淚流汗,拼過闖過,人生才會少些遺憾!
非常幸運能夠加入水利工程這個古老而又新興的行業,即將走向工作崗位的時刻,我仿佛感受到水利行業對我賦予新的歷史使命,水利是一項以除害興利、趨利避害,協調人與水、人與大自然關系的高尚事業。水利工作,既要防止水對人的侵害,更要防止人對水的侵害;既要化解自然災害對人類生命財產的威脅,又要善待自然、善待江河、善待水,促進人水和諧,實現人與自然和諧相處。這種使命,更讓我用課堂中的知識用于實際生產中來。特別是這兩個月來的畢業設計,我越發感覺到學會學精測量基礎知識對于我貢獻水利是多么的重要。所以,我越發不愿放棄不多的大學時光,努力提高自己的實踐動手能力,而本學期的畢業設計,為我提供了絕好的機會,我又怎能放棄?
剛剛從老師那里得到畢業設計的題目和任務時,我的心里真的沒底。作為畢業設計的主體工作,我們主要運用電子水準儀對某幢建筑物進行變形觀測與計算,布設控制點進行平面控制測量和高程控制測量;用全站儀進行了中心多邊行角度和距離的測量,并用條件平差原理進行平差,通過控制點的放樣來計算土的挖方量,還有圓曲線的計算與測設。而我研究的畢業課題是圓曲線測設。
大學的最后一個學期過得特別快,幾乎每天扛著儀器,奔走在校園的每個角落,生活亦很有節奏。今天我提筆寫畢業論文,我的畢業設計也接近尾聲。不管成果如何,畢竟心里不再是沒底了,挑著兩個多月的辛苦換來的數據和成果,并不斷的完善他們,心里感覺踏實多了。
在本次畢業設計論文的設計中要感謝水利系為我們的工作提供了測量儀器,還有各指導老師的教導和同學的幫助。
開 題 報 告
一、研究課題:《微分曲線的應用》
二、學科地位和研究應用領域
1.學科定義
工程測量學是研究地球空間中具體幾何實體的測量描繪和抽象幾何實體的測設實現的理論方法和技術的一門應用性學科。它主要以建筑工程、機器和設備為研究服務對象。
2.學科地位
測繪科學和技術(或稱測繪學)是一門具有悠久歷史和現展的一級學科。該學科無論怎樣發展,服務領域無論怎樣拓寬,與其他學科的交叉無論怎樣增多或加強,學科無論出現怎樣的綜合和細分,學科名稱無論怎樣改變,學科的本質和特點都不會改變。
3.研究應用領域
目前國內把工程建設有關的工程測量按勘測設計、施工建設和運行管理三個階段劃分;也有按行業劃分成:線路(鐵路、公路等)工程測量、水利工程測量、橋隧工程測量、建筑工程測量、礦山測量、海洋工程測量、軍事工程測量、三維工業測量等,幾乎每一行業和工程測量都有相應的著書或教材。
國際測量師聯合會(FIG)的第六委員會稱作工程測量委員會,過去它下設4個工作組:測量方法和限差;土石方計算;變形測量;地下工程測量。此外還設了一個特別組:變形分析與解釋。現在,下設了6個工作組和2個專題組。6個工作組是:大型科學設備的高精度測量技術與方法;線路工程測量與優化;變形測量;工程測量信息系統;激光技術在工程測量中的應用;電子科技文獻和網絡。2個專題組是:工程和工業中的特殊測量儀器;工程測量標準。
工程測量學主要包括以工程建筑為對象的工程測量和以設備與機器安裝為對象的工業測量兩大部分。在學科上可劃分為普通工程測量和精密工程測量。
工程測量學的主要任務是為各種工程建設提供測繪保障,滿足工程所提出的要求。精密工程測量代表著工程測量學的發展方向,大型特種精密工程建設是促進工程測量學科發展的動力。
工程測量儀器的發展工程測量儀器可分通用儀器和專用儀器。通用儀器中常規的光學經緯儀、光學水準儀和電磁波測距儀將逐漸被電子全測儀、電子水準儀所替代。電腦型全站儀配合豐富的軟件,向全能型和智能化方向發展。帶電動馬達驅動和程序控制的全站儀結合激光、通訊及CCD技術,可實現測量的全自動化,被稱作測量機器人。
三、工程測量理論方法的發展
1.測量平差理論最小二乘法廣泛應用于測量平差。最小二乘配置包括了平差、濾波和推估。附有限制條件的條件平差模型被稱為概括平差模型,它是各種經典的和現代平差模型的統一模型。測量誤差理論主要表現在對模型誤差的研究上,主要包括:平差中函數模型誤差、隨機模型誤差的鑒別或診斷;模型誤差對參數估計的影響,對參數和殘差統計性質的影響;病態方程與控制網及其觀測方案設計的關系。由于變形監測網參考點穩定性檢驗的需要,導致了自由網平差和擬穩平差的出現和發展。觀測值粗差的研究促進了控制網可靠性理論,以及變形監測網變形和觀測值粗差的可區分性理論的研究和發展。
2.工程控制網優化設計理論和方法網的優化設計方法有解析法和模擬法兩種。解析法是基于優化設計理論構造目標函數和約束條件,解求目標函數的極大值或極小值。一般將網的質量指標作為目標函數或約束條件。模擬法優化設計的軟件功能和進行優化設計的步驟主要是:根據設計資料和地圖資料在圖上選點布網,獲取網點近似坐標(最好將資料作數字化掃描并在微機上進行)。值精度,可進一步模擬觀測值。計算網的各種質量指標如精度、可靠性、靈敏度。
3.變形觀測數據處理工程建筑物及與工程有關的變形的監測、分析及預報是工程測量學的重要研究內容。其中的變形分析和預報涉及到變形觀測數據處理。但變形分析和預報的范疇更廣,屬于多學科的交叉。
(1)變形觀測數據處理的幾種典型方法根據變形觀測數據繪制變形過程曲線是一種最簡單而有效的數據處理方法,由過程曲線可作趨勢分析。如果將變形觀測數據與影響因子進行多元回歸分析和逐步回歸計算,可得到變形與顯著性因子間的函數關系,除作物理解釋外,也可用于變形預報。
(2)變形的幾何分析與物理解釋傳統的方法將變形觀測數據處理分為變形的幾何分析和物理解釋。幾何分析在于描述變形的空間及時間特性,主要包括模型初步鑒別、模型參數估計和模擬統計檢驗及最佳模型選取3個步驟。變形監測網的參考網、相對網在周期觀測下,參考點的穩定性檢驗和目標點和位移值計算是建立變形模型的基礎。變形模型既可根據變形體的物理力學性質和地質信息選取,也可根據點場的位移矢量和變形過程曲線選取。
(3)變形分析與預報的系統論方法用現代系統論為指導進行變形分析與預報是目前研究的一個方向。變形體是一個復雜的系統,它具有多層次高維的灰箱或黑箱式結構,是非線性的,開放性(耗散)的,它還具有隨機性,這種隨機性除包括外界干擾的不確定性外,還表現在對初始狀態的敏感性和系統長期行為的混沌性。此外,還具有自相似性、突變性、自組織性和動態性等特征。
四、工程測量學的發展展望展望21世紀,工程測量學在以下方面將得到顯著發展:
1.測量機器人將作為多傳感器集成系統在人工智能方面得到進一步發展,其應用范圍將進一步擴大,影像、圖形和數據處理方面的能力進一步增強;
2.在變形觀測數據處理和大型工程建設中,將發展基于知識的信息系統,并進一步與大地測量、地球物理、工程與水文地質以及土木建筑等學科相結合,解決工程建設中以及運行期間的安全監測、災害防治和環境保護的各種問題。
3.工程測量將從土木工程測量、三維工業測量擴展到人體科學測量,如人體各器官或部位的顯微測量和顯微圖像處理;
4.多傳感器的混合測量系統將得到迅速發展和廣泛應用,如GPS接收機與電子全站儀或測量機器人集成,可在大區域乃至國家范圍內進行無控制網的各種測量工作。
5.GPS、GIS技術將緊密結合工程項目,在勘測、設計、施工管理一體化方面發揮重大作用。
6.大型和復雜結構建筑、設備的三維測量、幾何重構以及質量控制將是工程測量學發展的一個特點。
7.數據處理中數學物理模型的建立、分析和辨識將成為工程測量學專業教育的重要內容。綜上所述,工程測量學的發展,主要表現在從一維、二維到三維、四維,從點信息到面信息獲取,從靜態到動態,從后處理到實時處理,從人眼觀測操作到機器人自動尋標觀測,從大型特種工程到人體測量工程,從高空到地面、地下以及水下,從人工量測到無接觸遙測,從周期觀測到持續測量。測量精度從毫米級到微米乃至納米級。
工程測量學的上述發展將直接對改善人們的生活環境,提高人們的生活質量起重要作用。 文 獻 綜 述
一、圓曲線的詳細測設
在各類線路工程彎道處施工,常常會遇到圓曲線的測設工作。目前,圓曲線測設的方法已有多種,如偏角法、切線支距法、弦線支距法等。然而,在實際工作中測設方法的選用要視現場條件、測設數據求算的繁簡、測設工作量的大小,以及測設時儀器和工具情況等因素而定。另外,上述的幾種測設方法,都是先根據輔點的樁號(里程)來計算測設數據,然后再到實地放樣。因此,在實際工作中利用上述傳統測設方法,有時會因地形條件的限制而無法放樣出輔點(如不通視或量距不便等),或放樣出的輔點處無法設置標樁。
在本次畢業設計的論文課題中介紹的幾種圓曲線測設的新方法,不僅計算簡單、測設便捷,而且可在不需要知道曲線上某點里程的情況下進行,從而避免了按預先給定的曲線點反算的測設數據放樣不通視而轉站的麻煩。同時,利用本文介紹的新方法,還可以根據線路工程施工進度的要求,靈活地選擇性地放樣出部分曲線;也可以用于快速地確定曲線上某一加樁的位置;若用于線路驗收測量,則更加方便,驗測結果更具有代表性、更可靠。
二、全站儀在任意站測設圓曲線及方法交點偏角法測設方法
用全站儀任意站測設圓曲線,安置一次儀器就能完成全部工作。雖然外業計算麻煩,但對于不能設站的轉點,可謂方便靈活。但它的不足之處仍然是計算煩鎖,對于不熟悉內業的外業工作者,很難實際操作。如果利用一些程序計算器,編制輸入:AB 的四組坐標和半徑、九個數據的程序,可迅速得出放樣數據,簡化了外業工作。
為了放樣工作的便利,可在平面控制網中納入一些放樣點,構成GPS同級全面網。由于放樣點間距離較近,在進行同步環和閉合環檢驗時可僅考慮各分量的較差,而不考慮相對閉合差。因為,用相對閉合差來衡量是不合理的。由于GPS接收機的固定誤差,相位中心偏差以及觀測時的對中誤差均在1mm~5mm之間,對于幾十米的短邊,其相對閉合差值勢必較大。3)平面控制網的設計主要考慮獨立基線的選擇以及異步閉合環的設計,要考慮構成盡可能多的閉合圖形,并將網中處于邊緣的觀測點用獨立基線連接起來,形成封閉圖形。
同理,采用上述思路,也可測設緩和曲線。
在道路、渠道、管線等工程建設中,受地形、地質等條件的限制,線路總是不斷轉向。為使車輛、水流等平穩運行或減緩沖擊,常用圓曲線連接,因而圓曲線測設是線路測設的重要內容。在公路、鐵路的路線圓曲線測設中,一般是在測設出曲線各主點后,隨之在直圓點或圓直點進行圓曲線詳細測設。其測設的方法很多,諸如偏角法、切線支距法、弦線支距法、延弦法等。這些方法有一個共同點:均是在定測階段放樣出的線路交點處設站,以路線后視方向定向,在實地定出曲線主點,然后將儀器置于曲線主點(一般是在曲線起點)處,以路線交點為后視方向定向,進行圓曲線詳細測設。這些方法在實際施測過程中,由于各種地形條件的限制以及施測方法的特點,可能會出現以下三種情況:
(1) 在曲線主點處無法設站。
(2) 后視方向太近,定向不準。
(3) 誤差積累較大。
為此,在交點可以設站的情況下,可以采用一種新的測設方法—交點偏角法。
本文提出的交點偏角法詳細測設圓曲線方法,從上述的計算,測設的方法得知,它具有以下優點:
【關鍵詞】慣性沖擊馬達:壓電馬達;旋轉過程;運轉特點;應用
引言
慣性沖擊馬達系一類依托壓電部件瞬間形變而發出的推動力來沖破摩擦阻力,進而完成使載荷發生空間位移的動作裝置。此馬達通常由三個部分組成,即:主機體、壓電部件及配重物體?;臼菓{借壓電部件引發運動過程,所以,應當把它歸類于壓電馬達范圍。在物體精細位置確定及微波納米技術控制行業具有極大的運用需求,且凸顯出強大的優勢。其已經被具體運用到尋描探針光學、微型運轉臂、袖珍仿造機器人、精細工業部件加工作業臺等工業制作范疇[1-2]。
現階段對慣性沖擊馬達研發已經積累了豐富的檔案性珍貴材料,但這些材料的所涉及的內容中不管是屬于基礎性知識研究領域還是實驗性科學檢測領域,基本上都是圍繞著直線性構架,其已涵蓋模型構建、仿真制作、試驗應用及非線性課題研究等范疇[3-4]。而針對旋轉型機構馬達的科學研究工作卻明顯較少,且有關這一方面的研究資料幾乎微乎其微[5-6]。而且相當的不完整、不詳細。在現實階段中,以一類基本的運轉模式,旋轉形式在精密裝置和儀器中的應用規模相當大,例如,空間多維度工業部件加工作業臺、光線通路微調儀器、精細加工自動控制機床、仿真機器人轉動部位等。雖然旋轉類慣性沖擊馬達的驅動機理和直線型構造極為近似,然而,因為測試手段及編制思想存在著很大區別。欲賦予旋轉性構架的擬制以理論依托及參照資料,在此擬制了一款旋轉類慣性沖擊馬達裝置,且就它的旋轉的特殊規律性進行了周密的研究。
1、運轉機理及實驗設施
旋轉類慣性力沖擊馬達的運轉機理和直線性構架大體相近,圖1、圖2、圖3各自代表其運轉過程的工作機理、組成構架、傳動指令信息和仿真運轉模型。此馬達包括運轉主體、平衡配重、壓電部件和傳動臂四個主要部分。如圖中所示,再給旋轉型運動裝置通入類似鋸齒形的的波動電壓信號時,其壓電部件開始先逐漸勻速向外延伸,到一定程度之后瞬間之內又迅速縮進,由此造成主體圓盤在壓電部件賦予的慣性沖擊力的驅使之下,出現向反時針方位的一段距離移動,倘若賦予向反方位的傳動信息指令,此時圓盤就開始向順時針方位轉動。壓電部件屬于一套壓電組合器件,此器件靠數個細質瓷片粘連組裝而成,在電路設置上是屬于并聯系統,在機械組裝上是屬于串聯結構。
擬設歷經一個循環的鋸齒形波動信號的通入和傳動,傳動臂終極端頂質點從A點移動至B點,見圖3所顯示,它所產生的位移為AB( )兩點距離,然而這一質點實際移動的軌跡是屬于一段弧線,設取其弧的長度是 ,那么 。
其式中 系圓臺的重量, 系平衡配載重量, 系壓電部件的變形幅度量, , 系壓電指數, 系傳動電壓波動幅度數值。
通過前述解析,編制出一臺旋轉型慣性沖擊馬達裝置(見圖4),此運轉器件是依照圖1編織出來的,區別之處系其能夠提前產生一定的壓力以便可獲取盡可能高的運轉速率。此可提前付出壓力的部件設置于運轉主體部件上側,其靠壓力彈簧、螺絲母及普通型號軸承組合構成。它可靠旋轉螺母來改變壓力彈簧的輸出彈性壓力,從而可調節施加在部件上的預壓力。轉動軸承置于壓力彈簧的下部,它能把軸向存在的壓力均勻分布到圓盤的中心區域,還能降低壓力彈簧對圓盤旋轉運動過程的摩擦阻力,從而減小振動給圓盤旋轉帶來的不利作用。
2、實驗效果和討論
2.1角速率和傳動頻率的關聯效果
此旋轉慣性沖擊馬達裝置,當其傳動電壓設定值為五十伏特狀態下時,其可獲取的角速率與輸入頻率呈曲線形的函數依賴關系,依托相互比較能夠觀察到在輸入頻率小于一千赫茲情況下,經過試驗測得的數據結果和理論運算結果總體上維持相同,其函數曲線顯示直線性升高態勢,角速率和傳動頻率顯示正方向關聯。在輸入頻率大于一千赫茲時,其運轉的角速率開始逐步高于理論運算結果數據,然而到一千二百赫茲時即轉為迅速下降,此乃由于部件振動原因造成的。
2.2角速率和傳動電壓的關聯效果
角速率和傳動電壓之間呈函數曲線關系,其理論計算數據和實驗測得結果數據都為當傳動頻率是一千一百赫茲的條件之下所求得的。實驗證明,實驗測試所得數據與理論運算所得數據大體上相同,在電壓升至六十伏特時,其角速率基本上可達到2度每秒。
3、 我國壓電驅動器發展及應用現狀
我國對壓電驅動技術的研究起步較晚,我國近年來在壓電驅動的
研究及應用方面取得了一定的成果。
中國科學院長春光學精密機械研究所研制了用于精密工作臺上的壓電陶瓷微位移驅動器,以壓電疊堆作為驅動元件。其作用是對工作臺的微動臺進行驅動,目的是為了解決工作臺定位的準確性,在驅動粗動臺運動的過程中微位移驅動器不工作,粗動臺的運動由計算機控制伺服電機來實現,當工作臺以低速將要達到或通過定位點時,微位移驅動器投入工作,由于壓電陶瓷微位移驅動器的響應速度快,在伸長和縮短過程中無機械噪音和振動,每脈沖的位移當量可根據要求做得十分精細。上海交通大學研制了多種用于驅動管道機器人的壓電驅動器,如彈性足式壓電驅動器等。總之,壓電驅動器在國內光學、醫療與生物、精密器具制造及農業等多個行業均得到了廣泛的應用。
結語
本文研究了RIDM的工作原理,推導了角速度的表達公式,對馬達的運動性能進行了測試分別研究了該馬達的角速度與驅動頻率、電壓、充放電時間、轉矩、M/m之間的關系,以及正反轉之間的區別,并對相關的實驗現象進行了分析和解釋??偨Y國內外的發展情況,壓電驅動器大致可分為疊堆型、雙晶片型、鈸型、虹型及彈珠型等,它們廣泛應用于機械、光學、生物工程、農業等各個領域,據有關反發展前景。
參考文獻
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[4]謝F S,摩爾I E,亨克爾R T.機械振動――理論及應用[M].沈文均,張景繪譯.北京:國防工業出版社,1984.
【關鍵詞】EDM數字化制造;SQL server數據庫;條形碼; UG/OPEN二次開發;三坐標自動檢測
【Abstract】This paper mainly research on precision mold electrode digital manufacturing system, the integrated use of UG secondary development, SQL Server database development, PC - Dmis secondary development and technology research and development, such as the Delphi software development. The purpose is to make the mold design and manufacturing process more standardization, standardization, so as to improve the production efficiency, ensure the quality of the mould production, reduce the production cost and improve enterprise comprehensive strength further. This article research results for mold enterprise digital level of ascension and competitiveness has good economic value and social significance.
【Key words】EDM digital manufacturing; SQL server database; Bar code; UG/OPEN secondary development; Three coordinates automatic detection
1 研究背景
電火花加工技術是現代模具制造技術的一種實用的特種加工技術,在模具制造中顯示出了相當大的發展潛力。但在電極管理上目前國內還主要靠手寫標簽來管理電極,這樣效率低,易出錯,給企業造成大的損失。本文采用的模具電極的數字化制造技術解決這一技術難題。電極在數控加工完成之后都需要進行三坐標精密檢測,如何將偏心量補償到放電過程正是提高模具精度的關鍵所在。本文采用的模具電極的數字化制造技術及檢測技術有效地解決了這一難題,并進一步提升模具企業的數字化設計制造水平,對提升企業的經濟價值有重要的意義。
2 論文研究主要內容
1)數據快速共享的研究;2)電極的數字化管理的研究;3)工藝流程改進研究。
3 研究方案的設計
3.1 本方案的EDM數字化制造系統方案設計思路
3.1.1 方案設計理論依據
現在絕大部分現有模具企業的EDM技術路線及加工工藝是如下的流程:
對工件輪廓進行預加工 電極的設計與制造工件、電極的裝夾與校正加工的定位電參數的配置加工過程的監控。
以上在電極的加工、制造、裝夾、校正、定位、電參數配置及加工中的監控都是在人工的干預下進行的,靠人工來完成就存在人為的失誤。而本研究中的方案完全排除人工干擾的優勢:那就是實現電加工的數字化制造和信息化管理。采用的CAD/CAE/CAM一體化技術,C3P、C4P、KBE技術,模具柔性制造(FMS)和自動化加工技術完全依賴于數字化。
3.1.2 本研究采用條形碼進行電極管理的具體方法如下:用CAM編程完成后將信息寫入SQL Server數據庫中,并將條形碼打印到程序單上。在NC加工部門通過掃描條碼調用加工程序,加工部門加工完成后根據程序單條碼生成電極條碼并用條碼打印機打印標簽粘貼到電極上。在QC部門增加條碼掃描槍以快速調用測量點信息,并對PC-DMIS軟件進行二次開發,實現測量過程的自動化。在EDM部門增加條碼掃描槍,用于快速讀取電極的偏心量和放電間隙,并自動完成電極程序的編制。
3.2 本方案實施的具體方法
在產品數字化管理中,常用技術是條形碼和芯片,結合國內大多數模具企業的現狀,本研究計劃采用條形碼對模具電極進行管理。具體方法如下:在CAM編程完成后在UG軟件內對電極模型文件進行條碼分配,并將相應信息寫入SQL Server數據庫中,并將條形碼打印到程序單上;在NC加工部門增加條碼掃描槍和條碼打印機,通過掃描條碼調用加工程序,加工部門采用3R快速定位座裝夾電極,加工完成后根據程序單條碼生成電極條碼并用條碼打印機打印標簽粘貼到電極上;在QC部門增加3R快速定位座以快速定位,增加條碼掃描槍以快速調用測量點信息,測量完成后增加數據處理功能;在 EDM部門增加條碼掃描槍,用于快速讀取電極的偏心量和放電間隙,操作人員只需指定電極順序號即可完成電極程序的編制。
3.3 方案EDM數字化制造系統關鍵技術實現
運用UG開發工具和軟件工程方法,該系統不需要用戶掌握UG軟件的專業知識,只要有適合產品系列化設計,就能大大提高了模具的設計效率,這就為為基于UG的產品CAD/CAE/CAM系統開發和模具的自動化設計和制造打下良好的基礎。
3.4 電極自動測量系統開發
本文設計并實現了基于VC十十的電極測量系統。設計過程中考慮了功能的全面、實用性和快捷性。應用Web Service技術跨平臺對數據之間進行交互, 使模具客戶應用Internet這樣一個多元化的環境不同技術、平臺和操作系統成為現實。
4 已經取得的成果和創新
一是,建立模具電極的條形碼數字化識別系統;二是,在SQL Server數據庫平臺上建立了CAD、CAM、NC、QC、EDM等部門的產品數據管理系統;三是,實現了電極一鍵式三坐標自動化檢測;四是,建立起模具數字化設計制造的標準化工藝流程。
5 總結
本論文中通過對傳統EDM加工與本課題研究的EDM數字化制造系統的比較,在電極產品數字化制造和管理中,采用條形碼進行電極的管理系統、運用UG開發工具和軟件、基于VC十十的電極測量系統,為預期的關鍵技術的實現打下了基礎。研究成果在天津瑞福模具有限公司實踐取得顯著效果和經濟效益。