海洋波浪能利用的实验教学平台开发

为了培养创新型、前沿型和多学科交叉型人才,开发一个海洋波浪能高效利用的实验教学平台显得尤为重要。该文提出的实验教学平台主要由2个浮筒、1个活塞缸、1个供水箱及1个蓄能稳压箱所组成。开发该实验教学平台可增进理解海洋水动力学、波浪-装置结构相互作用机理、流体-海床的相互作用,以及波浪能通过液压活塞缸转换为液压能和振动的知识,强化学生对所牵涉到的各学科知识的联系和理解,提高海洋能利用的实验教学质量。     

海洋钻井隔水管悬挂动力学控制实验平台开发北大核心

该文开发了一种海洋钻井隔水管悬挂动力学控制实验平台。平台使用六自由度平台模拟海洋浮式钻井平台的运动,并基于集中质量法和动力学相似原理,设计了隔水管缩尺模型。实验平台的悬挂系统可实现上冲程控制、下冲程控制和非控制锁死3种动作,测控系统使用监视与控制通用系统(MCGS)组态软件、可编程逻辑控制器(PLC)和PID控制算法开发。通过使用该实验平台,学生可以增加对海洋钻井隔水管悬挂动力学控制的感性认识,通过实际动手操作训练可加深对隔水管悬挂动力学控制理论、技术和装置的理解,提升教学效果并培养学生的创新意识。     

储能型光伏发电系统实验平台研究

为满足太阳能光伏发电技术教学与科研工作需要,设计和搭建了含有储能装置的3kW光伏发电系统实验平台。介绍了该平台的总体拓扑结构,阐述了构成该平台的各关键模块的原理。由于该平台采用模块化设计,各软硬件独立性强、开放性好,便于系统平台的不断更新改造。实验表明,该平台能满足高年级本科生和研究生基本的实验教学与科学研究的需求,具有较好的教学与科研价值。     

悬挂摆式波浪发电实验装置的开发

开发了新型悬挂摆式波浪发电实验装置,装置主要由摆板、方向控制系统和发电机系统组成。方向控制系统可以把摆板的双向往复摆动转换成发电机轴的单向旋转运动,进而驱动发电机发电。基于5种工况下的波浪周期和波高,分别进行装置的发电性能实验,得到采样时间内摆板的摆角及装置输出电压变化情况。探究了波浪周期、摆板的最大摆角及发电装置输出电压之间的影响机理。结果表明,摆板的最大摆角随着波浪周期的增大逐渐增大到最大值,然后开始减小;装置输出的峰值电压均值与摆板的最大摆角呈正相关的关系。     

深水防喷器组及控制系统实验教学平台研制

针对深水防喷器组系统实验教学的需要,研制了一套深水防喷器组及控制系统实验教学平台。该教学平台由深水防喷器组模拟样机、深水防喷器液控系统模拟样机和深水防喷器电控系统模拟样机等三部分组成。采用该平台进行综合实验,学生可掌握深水闸板防喷器的工作原理和结构组成、双冗余液控系统的工作原理和液压流程、双两模冗余电控系统的工作原理及实现方式,加深学生对海洋石油装备高可靠性控制方式的认识和理解,有效提高了学生机电液结合的动手与工程应用能力。     

海洋浮式钻井天车升沉补偿实验教学平台研制

针对海洋浮式钻井升沉补偿实验教学的需要,研制了一套天车升沉补偿实验教学平台。该教学平台由升沉模拟系统、负载模拟系统、升沉补偿系统三部分组成,分别实现升沉运动模拟、钻机负载模拟和升沉补偿的功能。该平台电控系统采用西门子PLC为下位机,上位机采用WinCC组态人机交互界面,两者采用TCP/IP协议进行通信,达到实时监测和控制的要求。采用该平台进行综合实验,学生可以重点掌握天车升沉补偿装置的工作原理与控制方式,提高学生机电结合的动手和工程实践能力。     

风力发电演示实验装置的研制

开发了一套适用于大学实验教学的风力发电演示实验装置。装置演示了风力发电系统的组成，风力发电原理和相关空气动力学原理以及风力发电系统控制方法.该装置可以使工科学生了解风力发电的基本过程，普及可再生能源知识，增强环境保护意识。帮助学生进一步将所学的理论知识和实际应用结合，促进其综合素质的提高.     

波浪水质点可视化示踪教学实验装置

将一种能直接观测任意深度处的水质点运动轨迹的示踪装置引入到实验教学中,该装置操作简单方便,在实际实验教学应用中取得了良好的效果。通过受力分析证明了该装置对波浪水质点水平运动轨迹示踪的有效性,并用该装置对规则波和不规则波开展了示踪实验,将示踪粒子实测数据与经典微幅波理论进行分析对比,验证了示踪装置对波浪作用下水质点水平运动示踪的适用性。     

水声遥控通信装置综合实验教学设计与实践

结合水声工程学科特点并兼顾宽口径人才培养需求,充分利用国家级实验教学示范中心现有实验教学和科研平台,发挥优秀科研成果反哺教学优势,为电子信息工程(水声)专业本科生开设了水声遥控通信装置实验课程。通过该实验,学生可以系统学习声呐电子系统的参数计算、方案设计、器件选型、分模块电路调试、功能程序开发、系统联调、水池实验等一系列相关技术知识和试验操作流程。通过系统参数计算,可以深入理解主动声呐工作原理;通过方案设计将数模电路、通信原理、信号处理、换能器技术等知识进行融会贯通,激发创新能力;通过模块电路及系统调试提高学生动手能力;水池实验使学生理论联系实际,为以后从事科学研究打下良好基础。     

多功能电力系统动态功角测量装置开发与应用

设计开发了一种基于转子位置测量法的动态功角测量装置,该装置不仅能实时跟踪测量发电机的动态功角和转速变化,还能测量电力系统中发电机对不同母线或者不同母线之间的功角。实验表明,该装置具有精度高、功能多、灵活性强等特点,能够满足实验教学和科研的需要。     

光伏发电虚拟仿真实验教学平台

新能源产业的迅猛发展对光伏发电技术人才提出了迫切需求,然而光伏发电系统的实验设备成本高、装置多为封闭型难以分析内部复杂原理,仪器台套数量也无法满足学生人数及教学课时的需求。因此,采用虚拟仿真技术开发了光伏发电系统实验教学平台,通过太阳能辐照度计算、光伏阵列数学模型、升压斩波电路及MPPT控制、逆变器等模块的设计,模拟了光伏发电的工艺流程和工作原理,为相关专业的理论教学和实践训练提供了不同层次需求的丰富教学资源。     

法拉第圆盘的前世今生

法拉第圆盘是世界上最早的发电机,关于其发电原理的理解一直是高中物理学习的难点,也是中学物理教师讨论、研究的热点内容.一般来说,中学物理教师有两种理解方式:一种是将圆盘等效为无数根沿半径方向的辐条,这些辐条在不断地切割磁感线,相当于无数个电源并联对外界供电;第二种是构造一个假象的闭合回路,根据穿过回路的磁通量变化说明发电的原理.在中学物理阶段,由于学生相关知识的欠缺,以上两种解释均无不可,但这两种解释却并未从根本上解释发电的原理,更没有解释发电的微观机制.     

转阀控制式摇板造波机控制系统及实验应用

针对目前大型伺服阀控制式造波装置操作复杂、费用昂贵的问题,研制出一种转阀控制式造波机控制系统,用于教学与科研实验,主要对造波控制系统中伺服电动机转速的输入控制、直线步进电动机轴向位移输入控制和系统供油压力控制进行了设计和应用,并对所研制的转阀控制式造波平台进行了实验研究,分析了造波实验平台输入控制参数对波幅和波长的影响。研究结果表明,转阀控制式造波系统易于生成调试不同波幅和波长的规则波浪,使得进行研究和实验教学操作过程更为直观简单,对于进行水动力学课程教学示范以及研究具有参考价值。     

基于MATLAB／GUI的数字通信系统虚拟实验平台的设计

利用MATLAB通信仿真工具和友好的GUI界面,设计和构建了数字通信系统课程的可视化虚拟实验平台。该实验平台包含了数字通信系统实验教学中典型的仿真实例分析,能实现硬件实验所不能完成的项目,可帮助学生更直观地理解数字通信系统的组成和工作原理,培养综合应用能力和创新能力。     

二阶系统的时域分析软件实验平台设计

介绍了"自动控制原理"实验教学中的一个二阶系统的时域分析软件实验平台的设计.该实验平台具有实验参数易于调节和实验结果更直观等特点.利用此平台进行实验教学,提高了该课程的实验教学效果和质量,增强了学生对基本概念的理解能力,培养了学生独立研究与创新能力,激发了学生对该课程的兴趣和理解.     

小型风/光/储微电网实验平台

风/光/储微电网实验平台面向分布式发电、微电网等专业课程展开相关设计,集成了模拟风力发电系统、光伏发电系统、蓄电池储能系统、可控负荷等装备。该实验平台可开展模拟风力发电系统并网、光伏系统跟踪等实验,通过实验设计与实现增强学生对光伏、风机等分布式电源以及微电网系统的理解与认识,从而激发学生学习兴趣,提高实验教学效果。     

磁耦合谐振无线传输技术的电工实验教学

结合电路理论,在电工测量实验教学中开展了基于磁耦合谐振无线电能传输原理的分析与研究。利用自制耦合线圈,开发了一套无线电能传输实验系统及装置,可实现30 cm范围内向负载灯泡无线供电,并据此提出一项新的综合性实验方案。结果表明,该实验系统传输效果及波形数据较好,可直观反映无线电能传输规律及特征,实验结果与理论分析一致。将其应用于实验教学中,既能强化学生对交流电路知识的理解,提高其实践动手能力和初步电路设计能力,而且能让学生认识电路理论的工程实际作用。     

水轮发电机模型的制作与使用

1构造及选材该模型由发电机、水轮机、水塔、开关电路和放大电路组成。发电机选用旧收录机内的直流电动机,水轮机选用旧电吹风内的风叶,水塔选用塑料饮料瓶,开关电路选用开关三极管59014,放大电路选用贺卡内的音乐电路。2．原理及安装安装线路如附图所示。用开关三极管代替     

波浪能发电

波涛起伏的大海,一刻也不停息地在运动着,在1平方千米的海面上,波浪运动每秒钟能产生20万千瓦的能量。因此,波浪能也是一种海洋能源,而波浪能发电是继潮汐能发电之后发展最快的海洋能源利用形式。到目前为止,世界上已有美国、英国、日本、西班牙、瑞典、挪威、     

基于ARM9的过程控制系统与实验装置改造

"过程控制系统与装置"课程实验主要使用THJ-2型高级过程控制实验系统,由于设备老化跟不上实验教学需求,该文重新设计了控制系统软件硬件的开发工作。针对该实验系统使用中存在的问题,在THJ-2型实验系统的原理及装置基础上,采用ARM9处理器设计了DCS(distributed controlling system)实验平台,开发了基于WinCE6.0的嵌入式软件平台。通过该平台的建设,满足了实验课程的要求,填补了原有实验系统的技术空白,完善了实验系统的功能。