虚拟现实协同创新在线教育

新型冠状病毒疫情迫使在线教育飞速发展,急需虚拟现实技术创建一个高度逼真的学习情境,提高学生的实践和动手能力。这种技术为虚拟教学中的学习者提供了极大的兴趣,使传统的教学过程同时具备资源共享和远程协作的特点。基于VR技术的"面对面"课堂,利用虚拟实验系统在支持多用户在线共同学习的同时,在一定程度上改善了传统教学资源不足的缺点。通过使用虚拟仪器、模拟仪器实现远程实践教学过程,形成知识、学习和实践相结合的新型教育体系。文章结合阅兵式和春晚的VR直播技术,在网络教学、在线教学中的应用,进行了分析研究,对教学效果进行了评估,并总结和探讨了VR教学的优势和劣势及其与传统教学融合发展的问题。     

基于FPGA的步进电机细分驱动器设计

应用Spartan-3E系列的FPGA实现了对步进电机可变细分控制.采用自底向上的模块设计方法,综合运用了电流跟踪型SPWM、PI调节、闭环控制、EDA等技术,有效地解决了步距角的高细分问题.实验结果表明:高细分大大提高了步进电机的控制精确度,降低了电机运行噪声,消除了低频振荡.     

焊缝跟踪应用的线激光视觉伺服控制系统

设计了一套由三轴直角坐标机器人、线激光传感器和工业计算机组成的焊缝跟踪系统。研究了该系统所涉及的测量原理、特征点测量方法和基于模糊自适应的控制方法。通过高斯核相关算法(KCF)在焊接过程中实时检测焊缝特征点,并根据测量原理计算获得特征点相对于相机坐标系的三维坐标值。设计了一种自适应模糊控制器,通过自适应模糊控制器计算坐标的偏差值和偏差变化率得到焊枪末端运动轨迹的控制量,同时对模糊控制器的输入输出论域、模糊规则和隶属函数进行实时动态更新。实施了焊缝跟踪实验。结果显示:采用最大焊接电流为350 A的惰性气体保护焊(MIG),在强烈弧光和飞溅的干扰下,该系统能实时跟踪焊接工件,跟踪精度为0.325 3mm,传感器测量频率为20Hz。焊接过程中焊枪末端运行平稳,焊缝轨迹跟踪准确,且抗干扰能力,能满足焊接应用要求。     

电动振动台建模和速度估计的实验研究

为实现电动振动台振动输出力的高精度跟随控制,对电动振动测试实验系统的数学模型和速度估计方法进行实验研究。运用机理法建立了系统数学模型,并通过递推最小二乘法算法辨识出模型中的未知参数。采用基于输出力、位移和速度的三参量控制器作为控制算法。由于速度信号缺乏有效的传感元件,采用基于加速度和位移的卡尔曼滤波器来估计三参量反馈信号中的速度信号,以此克服直接用位移差分获得速度信号所产生的量化噪声。构建以Twin CAT实时控制软件为基础的振动输出力跟随控制实验系统,实验结果证明采用卡尔曼滤波器能有效消除系统的量化噪声。     

基于单片机的自动感应式雨刮控制器设计与实现

在分析了汽车传感器原理与应用现状的基础上,设计和开发了一种基于单片机的新型红外线雨量自动感应式雨刮控制器.设计采用了新型红外线雨滴传感器和单片机,构成汽车雨量自动感应式雨刮控制器的核心硬件,并对软件设计作了简单介绍.通过实验证明,该控制器可靠地实现了汽车正常行驶过程中的自动感应雨刮控制、雨刮定时控制,同时使系统的硬件开关得以减少,提高了驾驶员行驶过程中的安全系数.