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实验室研究与探索
实验室研究与探索

夏有为

月刊

1006-7167

sysy@mail.sjtu.edu.cn;sysyyt@163.com

021-62932875

200030

上海华山路1954号交大教学三楼456、457室

实验室研究与探索/Journal Research and Exploration in Laboratory北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是教育部主管、上海交通大学主办的国内外公开发行的综合性技术刊物，全国高校实验室工作研究会会刊之一。本刊始终追踪实验室工作中的新技术、新经验、新理论，进行研究与探索，在推动高校的素质教育和创新工程、实验室建设与管理、实验教学改革、实验水平提高等方面发挥了积极作用。刊物已入选国家科技部中国科技论文统计源期刊，中国学术期刊综合评价数据库来源期刊等。
正式出版
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    基于毫米波雷达的室内人员定位与跟踪实验设计

    龚树凤邓晓强方一鸣贾立新...
    52-56页
    查看更多>>摘要：为了帮助学生深入理解雷达传感器中信号检测和估计理论知识,掌握室内人员定位与跟踪实现过程,结合信号检测与估计理论课程,设计了一个基于毫米波雷达对室内人员定位与跟踪的实验.首先采用60 GHz的毫米波雷达采集人体运动数据,对数据进行预处理后使用多维快速傅里叶变换(FFT)构建距离-多普勒频谱图,然后结合二维单元均值恒虚警率(CA-CFAR)检测算法获取人体运动的距离和速度信息,再使用多信号分类MUSIC算法估计人体的方位角,最后利用扩展卡尔曼滤波算法进行人体运动状态估计,实现目标跟踪.实验结果表明,在多人定位和跟踪上平均每帧处理时间为33.2 ms,与实际运动路径的误差为 0.275 m,表现出较好的实时性和准确性.

    室内定位室内跟踪毫米波雷达扩展卡尔曼滤波

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    视觉引导的机器人抓取操作实验平台搭建与教学应用

    李文龙杨文韬杨华徐伟...
    57-63页
    查看更多>>摘要：视觉引导的机器人技术广泛应用于机器人抓取以及机器人焊接、喷涂、磨抛等工业场景,但基础理论授课与工程实践脱节是机器人课程教学的主要问题.为此,介绍了关节运动学误差标定、机械手-视觉单元位姿标定、视觉定位与抓取操作运动学建模等基础知识,并搭建了一个视觉引导的机器人抓取操作实验平台.通过该实验平台的实践教学,强化了学生对机器人抓取基础理论知识的理解,锻炼了学生操作机器人、深度相机、激光跟踪仪的动手能力.

    视觉引导机器人机器人抓取运动学误差标定实践教学

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    自适应相变玻璃动态光热性能测试热箱实验系统设计

    徐春雯雷星昱丁林聚孔德锋...
    64-68,77页
    查看更多>>摘要：为了研究透光围护结构光热协同效益,将传统标准热箱实验与现场测试相结合,设计了一种适用于透光围护结构光热性能测试的热箱实验系统,对相变玻璃光热自适应特性进行测试.结果表明,分别耦合 28℃和 20℃相变材料的相变玻璃日太阳辐射得热仅为普通中空玻璃的 57.5％和 86.1％,内表面峰值温度降低12.1、6.8℃;耦合28℃相变材料的相变玻璃"削峰"和"移峰"作用更强,温度延迟时间和衰减因子分别为55 min和0.664.与传统实验手段相比,所设计的热箱实验系统能够较全面地分析相变玻璃的动态光热特性.

    建筑节能围护结构热箱法相变玻璃实验系统

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    固体介质纳秒脉冲沿面放电实验系统设计

    钟理鹏汪沨杜俊贤孙秋芹...
    69-72页
    查看更多>>摘要：为了培养新工科背景下学生的工程能力和实践创新思维,搭建了固体介质纳秒脉冲沿面放电实验系统,包括幅值数百千伏和前沿数十纳秒的脉冲电压发生装置、纳秒脉冲电压测量装置、固体介质沿面放电实验装置、双向拉伸聚丙烯薄膜自动更换控制装置.基于所搭建系统设计了固体介质沿面放电及电压测量实验,获得了不同陡度下的输出脉冲电压波形,并得到了 SF6 体积分数为 0％、40％、80％、100％时不同陡度脉冲下薄膜闪络电压随气压的变化规律.最后,探讨了闪络电压饱和现象的产生机制,并分析了电极间距对饱和现象的影响规律.结果表明,该实验系统可有机融入高电压技术课程教学与课题研究,提升电气学科专业人才的培养质量.

    固体介质纳秒脉冲沿面放电闪络电压实验系统

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    基于摩擦搅拌的金属增材制造实验装置研制

    赵磊翁贤富王玉柱吴森达...
    73-77页
    查看更多>>摘要：为了研究工艺参数对增材摩擦搅拌沉积工艺的影响,基于摩擦搅拌工艺原理自主研制了金属增材制造实验装置.在主轴转速 420 r/min、进给速度 72 mm/min、移动速度 72 mm/min、增材层厚 3 mm、启动时间 50s的工艺条件下,对 6061铝合金进行了单层和双层增材沉积初步实验.结果表明,该实验装置实现了良好的铝合金固相增材,可用于增材制造相关领域的科学研究和实验教学工作.

    固相增材制造增材摩擦搅拌沉积实验装置结构设计

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    基于人工智能的非高斯风压预测虚拟仿真实验教学

    李锦华邓羊晨李涛黄永虎...
    78-81页
    查看更多>>摘要：利用有限的随机风场时程数据预测未知点位置的随机风场时程,以实现虚拟仿真实验教学的目的,可在一定程度上节省实验费用和资源,降低实验测试难度.利用Matlab仿真软件建立基于支持向量机(SVM)非高斯风压预测仿真方法.仿真结果表明,SVM核函数的选择对非高斯风压预测仿真影响较大,线性核函数模型对非高斯风压的预测仿真效果优于高斯核函数与指数核函数.基于SVM线性核函数模型能有效预测非高斯风压,为风洞试验或风场实测的虚拟仿真教学提供借鉴.

    非高斯风压虚拟仿真教学改革人工智能支持向量机预测

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    锻压成形高性能汽车三角臂实验虚拟仿真系统开发

    李玄霜郑志军肖刚锋张志明...
    82-86,100页
    查看更多>>摘要：为解决锻压成形实践教学中存在高危险、模具封闭导致材料成形过程不可见、微观组织无法直接观测、加工工序不完整等问题,借助虚拟仿真技术,结合数值模拟手段,开发包含课前准备、实验操作与探究、实验考核等模块的锻压成形虚拟仿真系统.系统高度还原汽车三角臂生产流程,设计"不同输入-不同反馈"的驱动方式以引导学生自主探究零件成形规律和机理.教学实践表明,该虚拟仿真系统不仅让学生体会并掌握一个完整零件的生产过程与成形质量调控方法,同时训练学生将理论知识应用于解决工程问题的能力,提升教学质量.

    虚拟仿真锻压成形汽车三角臂铝合金

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    基于Matlab和CST联合仿真的电磁超表面自动设计方法

    高睦志姜大伟王士铨王斌...
    87-91页
    查看更多>>摘要：为实现电磁超表面器件的批量设计及其优化过程快速演示,介绍了一种基于Matlab和CST联合仿真技术.利用Matlab调用CST软件的API接口,采用随机二进制矩阵自动生成超表面模型,开展器件的快速自动设计.仿真结果表明,该方法具有高效、省时且准确等优点,能解决传统超表面设计方法优化周期长、工作量大等问题,在电磁超表面器件的课堂教学和大规模应用中具有较好的应用价值.

    联合仿真自动设计电磁超表面批量设计课堂教学

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    地铁弹性整体道床钢轨波磨产生机理及影响因素研究

    李响赵淑琳任尊松张嘉鹭...
    92-100页
    查看更多>>摘要：为实现弹性轨道系统响应的准确求解,揭示地铁曲线钢轨波磨产生机理,应用动力学理论和有限元方法建立车辆-弹性轨道系统动力学模型,研究地铁减振轨道振动特性下钢轨波磨产生原因及影响.结果表明,轨道垂/横向振动以及具有周期性变化特征的轮轨蠕滑力(横向)和磨耗指数(垂向)等多种因素的共同作用促进了钢轨波磨的产生,即轨道系统共振和钢轨周期性磨耗特征导致钢轨波磨的产生;车辆满载、摩擦因数大、曲线半径小以及轨道失效时,钢轨波磨更易产生;内侧钢轨比外侧更快出现波磨现象.研究成果可为地铁线路的减振降噪提供理论依据.

    车辆-轨道系统动力学地铁减振轨道振动特性周期性磨耗钢轨波磨

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    基于Wiener-BP的炉膛测温仿真实验设计

    任燕燕喻良贾翰烜周怀春...
    101-107,185页
    查看更多>>摘要：为研究燃煤机组炉膛温度测量方法,将Wiener-BP模型用于机组炉膛温度测量.利用皮尔逊相关系数法简化模型输入规模;构建Wiener-BP模型,用自适应选择算法确定输入的延迟参数;利用该模型进行燃煤机组炉膛测温仿真,与普通BP网络测温模型仿真结果对比.结果表明,Wiener-BP模型用于燃煤机组炉膛温度测量效果良好,且模型参数初值对测量精度有较大影响.该仿真实验设计思路有助于提高能动类专业学生解决复杂工程问题的能力;实验结果的表征与分析方法锻炼了学生分析与解释数据并通过信息综合推导出结论的能力.

    炉膛温度测量Wiener-BP模型PCC法延迟时间解决复杂工程问题

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