扎實(shí)專業(yè)理論知識(shí),積極與實(shí)踐相結(jié)合,切實(shí)提高在校大學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,是高校培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才的有效途徑。電磁炮是通過電磁力將彈頭發(fā)射出去的一種武器,具有射程遠(yuǎn)、隱蔽性好等優(yōu)點(diǎn)。將電路原理、電路設(shè)計(jì)、軟件編程、軟硬件調(diào)試等知識(shí)融合應(yīng)用,指導(dǎo)學(xué)生專業(yè)綜合實(shí)踐,設(shè)計(jì)一種電磁曲射炮模擬裝置。提高學(xué)生利用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決綜合實(shí)際問題的應(yīng)用能力。 

【文章來源】：現(xiàn)代計(jì)算機(jī). 2020,(15)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

電磁曲射炮控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

對(duì)于在校學(xué)生來說，學(xué)習(xí)的專業(yè)理論和實(shí)踐知識(shí)基本都是經(jīng)典的，但社會(huì)需求技術(shù)領(lǐng)域卻分布十分廣泛，甚至是跨領(lǐng)域，對(duì)學(xué)生來說有些應(yīng)用對(duì)象是陌生的。因此指導(dǎo)教師在實(shí)踐教學(xué)過程中需要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、消化吸收陌生領(lǐng)域技術(shù)。如電磁炮的工作原理在課堂上一般不會(huì)介紹，如圖2所示，需要學(xué)生查閱相關(guān)技術(shù)資料，通過自己掌握的物理知識(shí)消化吸收。在此過程中學(xué)生最容易氣餒，但這也是未來從事技術(shù)工作必須經(jīng)歷的，讓學(xué)生迎難而上，克服怕生的心理恐懼感。圖2(a）中，當(dāng)固定線圈接通電源時(shí)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與彈丸上的可動(dòng)線圈上的感應(yīng)電流相互作用，產(chǎn)生洛倫茲力，推動(dòng)彈丸加速射出，彈丸所受的推力可由式（1）表示：

系統(tǒng)采用攝像頭MT9V032模塊檢測(cè)標(biāo)靶實(shí)時(shí)位置，輸出量為標(biāo)靶距云臺(tái)距離與標(biāo)靶偏離中心軸線角度。其原理是通過MT9V032檢測(cè)回來的物體不同光線強(qiáng)度，分辨引導(dǎo)標(biāo)志顏色與周圍物體顏色形成強(qiáng)烈對(duì)比反差，然后將RGB圖先進(jìn)性灰度化，再設(shè)置閾值將圖像二值化，并濾除噪聲，計(jì)算出標(biāo)靶位置。信息采集流程如圖3所示。系統(tǒng)控制算法采用PID控制，設(shè)定標(biāo)靶位置作為期望值，攝像頭檢測(cè)的實(shí)際標(biāo)靶位置為測(cè)量值，兩者之差作為PID調(diào)節(jié)參數(shù)；隨著標(biāo)靶的位置改變，攝像頭采集的數(shù)據(jù)通過PID控制公式計(jì)算出云臺(tái)控制系數(shù)，調(diào)節(jié)PWM占空比來調(diào)節(jié)舵機(jī)轉(zhuǎn)角來改變炮口姿態(tài)，緊盯引導(dǎo)標(biāo)志；由于炮彈的受力大小直接由云臺(tái)角度和電容充電時(shí)間決定，通過電磁炮充電時(shí)間、標(biāo)靶角度，利用PI控制器實(shí)現(xiàn)電磁炮發(fā)射時(shí)的炮彈動(dòng)能大小控制，標(biāo)靶距離以及角度直接看作控制環(huán)的反饋值，使電磁炮炮彈擊中靶標(biāo)�？刂品椒鞒炭捎蓤D4框圖描述。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電子設(shè)計(jì)大賽對(duì)《電子技術(shù)》教學(xué)改革的啟示[J]. 上官晉太.  運(yùn)城學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]模擬電磁曲射炮的設(shè)計(jì)與反思——以2019年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽H題為例[J]. 陳顏皓.  信息記錄材料. 2019(10)
[3]創(chuàng)客空間下“教學(xué)競(jìng)創(chuàng)”人才培養(yǎng)探索[J]. 高海濤,何恩節(jié),李勇,韓新風(fēng).  現(xiàn)代計(jì)算機(jī)(專業(yè)版). 2017(07)
[4]以問題為導(dǎo)向的工作坊實(shí)踐教學(xué)實(shí)施方式研究[J]. 嚴(yán)玲,陳雨薇,鄧嬌嬌.  現(xiàn)代大學(xué)教育. 2016(05)
[5]地方高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色研究[J]. 薛玉香,王占仁.  高等工程教育研究. 2016(01)
[6]基于應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)改革探究[J]. 張洪.  現(xiàn)代教育技術(shù). 2015(10)
[7]基于工程創(chuàng)新教育的實(shí)踐教學(xué)體系探索[J]. 王浩程,馮志友,王文濤.  實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2014(01)
[8]基于真實(shí)項(xiàng)目的實(shí)踐教學(xué)體系探索[J]. 劉勃,劉玉,鐘國輝,張建林.  高等工程教育研究. 2012(01)



本文編號(hào)：3020559