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時(shí)間：2023-08-11 09:14:44
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鋁、鎂、鈦等這些輕金屬把航空航天器推上了天，沒有這些輕金屬就沒有現(xiàn)在的航空航天業(yè)，輕金屬對航空航天業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，然而，隨著科技的進(jìn)步，航空航天事業(yè)的發(fā)展，對材料的要求也越來越高，不但要提高飛行器的性能，還要減輕自重以節(jié)約能源降低費(fèi)用，鋁、鎂、鈦這些輕金屬的合金材料應(yīng)運(yùn)而生，在航空航天領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。隨著航空航天工業(yè)中有色合金較大范圍的使用，對合金構(gòu)件的需求也不段提高，電子束焊接工藝是適用于有色合金的焊接工藝之一。
1 電子束焊的原理
電子束焊的電子束是從電子槍中產(chǎn)生的，電子槍中的陰極受熱發(fā)射電子，該電子被高壓電場加速以及電磁透鏡聚焦后，就會形成具有極高能量密度的電子束，電子束撞擊到工件表面，電子巨大的動能就會轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使金屬迅速熔化，?shí)現(xiàn)對工件的焊接[1，2]。
2 電子束焊的特點(diǎn)[3，4]
（1）功率密度高，電子束功率可從幾十千瓦到一百千瓦以上。電子束束斑的功率密度可達(dá)106～108W/cm2，比電弧功率密度約高100～1000倍。
（2）焊接速度快，焊接熱影響區(qū)小，焊接變形小。
（3）電子束穿透能力強(qiáng)，焊縫深寬比大。
（4）焊接過程中不行引入焊接材料，焊縫的純潔度高。
3 有色合金的電子束焊接工藝
3.1 鈦合金
鈦及鈦合金具有比強(qiáng)度高、抗腐蝕性好、溫度適應(yīng)范圍廣等一系列突出優(yōu)點(diǎn)，航空航天科研事業(yè)和生產(chǎn)的發(fā)展與鈦合金的推廣應(yīng)用有著密不可分的聯(lián)系[5]。鈦合金在航空航天工業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用前景。
電子束焊接工藝在真空環(huán)境下進(jìn)行，可避免空氣對鈦合金的污染，降低裂縫等缺陷的幾率，是一種非常適合鈦合金的焊接技術(shù)[6]。
朱少旺[7]對Ti60合金薄板對接件進(jìn)行了電子束焊接工藝研究。通過電子束焊接性實(shí)驗(yàn)，他研究了電子束焊接工藝的參數(shù)對焊縫表面成形及焊接接頭顯微組織、力學(xué)性能的影響，探索了焊后緩冷工藝和焊后熱處理對焊接接頭組織及性能所起作用。閆偉[8]對Ti-55高溫鈦合金板材進(jìn)行了一些電子束焊接試驗(yàn)，為確定Ti-55板材的焊接方法及工藝做了技術(shù)儲備。
3.2 鋁合金
由于鋁合金具有耐腐蝕性好，比模量、比強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度高，以及電導(dǎo)性和熱導(dǎo)性好等特點(diǎn)，在航空航天、交通工具、機(jī)械制造、電工化工等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。鋁及鋁合金的電子束焊接工藝是目前國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)，電子束焊接工藝是鋁合金焊接的重要方法之一。
王亞榮等[9]研究了焊后熱處理對2A14高強(qiáng)鋁合金電子束焊接頭組織及力學(xué)性能的影響。王常建等[10]對電子束焊接工藝在2219鋁合金擴(kuò)張段上的應(yīng)用進(jìn)行了研究，研究表明電子束焊接技術(shù)能夠減少焊接變形，降低焊接缺陷。陳國慶等[11]研究了SiCp/2024與2219鋁合金電子束焊接。
3.3 鎂合金
鎂是最輕的工業(yè)金屬材料，密度只有鋁的三分之二，鎂及鎂合金具有密度低、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。航空航天器輕量化的要求使得鎂合金有著廣闊的應(yīng)用前景。目前鎂合金的應(yīng)用已經(jīng)遍及航天航空、汽車、船舶、體育用品、電子等多個(gè)領(lǐng)域[12]。由于電子束焊接工藝具有良好的焊接效果，其在鎂合金的焊接領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
朱智文等[13]研究了AZ31鎂合金電子束焊焊接接頭微觀組織特征，研究結(jié)果顯示AZ31鎂合金電子束焊接接頭成形良好，焊縫組織細(xì)小，表明電子束焊是AZ31鎂合金的有效焊接方法。葉宏等[14]研究了AZ91D鎂合金真空電子束深熔焊接熔池氣泡流數(shù)值模擬，建立了真空電子束焊接熔池二維氣泡流數(shù)學(xué)模型。
4 結(jié)束語
隨著航空航天業(yè)的發(fā)展以及有色合金的廣泛應(yīng)用，對有色合金焊接工藝的研究已成為熱點(diǎn)，電子束焊接工藝在我國已有多年的發(fā)展歷史，應(yīng)用在很多領(lǐng)域，也為我國的航空航天事業(yè)做出了巨大的貢獻(xiàn)，電子束焊接工藝的發(fā)展必將推進(jìn)有色合金在航空航天業(yè)的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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[7]朱少旺.Ti60合金電子束焊接接頭組織及性能研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2009.
[8]閆偉.Ti55鈦合金板材的CO2激光焊與電子束焊的實(shí)驗(yàn)研究[D].東北大學(xué)，2006.
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[11]國慶，張秉剛，楊勇，等.SiCp/2024與2219鋁合金電子束焊接[J].焊接學(xué)報(bào)，2015，36（3）：27-30.
他是一位桃李滿天下的教授，也是一位碩果累累的學(xué)者，在生命的長河里，他的每一個(gè)側(cè)面，都值得我們尊敬。他就是清華大學(xué)航天航空學(xué)院工程熱物理研究所教授宋耀祖。
崢嶸歲月，風(fēng)云流蕩。自1970年畢業(yè)于清華大學(xué)精密儀器系以來，他始終拼搏在熱科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的科研前沿陣地，著重對工程技術(shù)的研究，已累計(jì)發(fā)表學(xué)術(shù)論文約180篇，與忠合編“熱物理激光測試技術(shù)”等書籍。這些應(yīng)用基礎(chǔ)研究工作為解決工程科技方面的問題提供了寬廣的理論基礎(chǔ)。
多次承擔(dān)國家自然科學(xué)基金，“國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目”（973項(xiàng)目），863項(xiàng)目，國家教委博士點(diǎn)基金等資助的科研項(xiàng)目以及云南省、日本大金公司等企業(yè)的節(jié)能減排項(xiàng)目。特別是在工業(yè)過程的節(jié)能與余熱利用領(lǐng)域，以他為技術(shù)負(fù)責(zé)人的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)外首次發(fā)明了一種熱法磷酸生產(chǎn)的新技術(shù)，發(fā)明專利技術(shù)已獲8個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，其中重要的獎(jiǎng)項(xiàng)有“國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)”、“第十一屆中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)”。“云南省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)”、“第四屆發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎(jiǎng)”、“第二屆全國杰出專利工程技術(shù)獎(jiǎng)”等。該發(fā)明技術(shù)現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益與節(jié)能減排的社會效益。在航天器的熱控制技術(shù)領(lǐng)域，他被總裝備部任命為“載人航天工程（921工程）”出艙航天服專家組成員，為確?！吧衿摺背雠摵教旆?nèi)生命保障系統(tǒng)的正常工作做出了貢獻(xiàn)。榮獲總裝備部中國載人航天工程辦公室表彰的“為神舟七號載人航天飛行任務(wù)的圓滿成功做出了重要貢獻(xiàn)”的榮譽(yù)證書。
歲月荏苒，當(dāng)年風(fēng)華正茂的棟梁之才雖已不復(fù)往日的英姿颯爽，但他滄桑的臉龐上卻寫滿了智慧與親切，他樂于將自己的科研經(jīng)驗(yàn)與后輩分享，他說在他長期的工程技術(shù)研究中，最大的體會是，取得工程技術(shù)研究成功的三要素是：基礎(chǔ)、實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)。其一，“基礎(chǔ)”乃是指通過系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)掌握寬厚的基礎(chǔ)理論，如數(shù)學(xué)，物理，化學(xué)等基礎(chǔ)知識（這些基礎(chǔ)知識往往通過自學(xué)去掌握是十分困難的），借助于這些基礎(chǔ)知識能通過自學(xué)進(jìn)一步理解與掌握有關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識與專門的技能；其二，“實(shí)踐”是取得工程技術(shù)研究成功的必經(jīng)之路。親臨工程現(xiàn)場，參加實(shí)驗(yàn)與試驗(yàn)，向一切有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人請教等都是實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)踐的基礎(chǔ)上進(jìn)行理論分析，通過理論與實(shí)踐的結(jié)合，確定研究目標(biāo)，明確技術(shù)難點(diǎn)，尋求與探索解決問題的技術(shù)方案，技術(shù)途徑；其三，“團(tuán)隊(duì)”乃是指，在明確解決問題的技術(shù)方案基礎(chǔ)上，組織與帶領(lǐng)好一支學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)，在團(tuán)隊(duì)內(nèi)既有分工，又有協(xié)作。既要發(fā)揮每一個(gè)團(tuán)隊(duì)成員的聰明才智，又要給每一位團(tuán)隊(duì)成員創(chuàng)造各自的發(fā)展空間。
從躊躇滿志的懵懂學(xué)子，到嶄露頭角的青年才俊，從學(xué)識淵博的科研專家，到聲望顯赫的著名學(xué)者，一步步走來，“科研”二字是催促他前進(jìn)的動力，“勤奮”二字是對他過往歲月最好的注解。近年來，由于年齡和身體原因，宋耀祖已從教學(xué)科研一線退了下來，他的角色在轉(zhuǎn)變，不變的是，他仍在為社會貢獻(xiàn)著自己的一份力量。利用退休后的時(shí)間，他還從事著“中國特色社會主義是中國發(fā)展的必由之路”的研究，先后為教師、學(xué)生講授黨課10多次，榮獲清華大學(xué)“學(xué)習(xí)宣傳貫徹黨的十七大精神”征文一等獎(jiǎng)，在“紀(jì)念改革開放三十年――中國專家學(xué)者科學(xué)與人文論壇”大會上獲優(yōu)秀論文一等獎(jiǎng)。
1.1 社會認(rèn)可度不高，對全日制專業(yè)學(xué)位碩士教育存在一定誤解
全日制專業(yè)學(xué)位碩士從開始招生至今只有短短4年時(shí)間，屬于“新生事物”，所以無論是生源還是用人單位方面，對其認(rèn)識還不夠全面，存在一些偏差。很多人將全日制專業(yè)學(xué)位碩士與過去傳統(tǒng)的在職專業(yè)學(xué)位碩士生混為一談，甚至認(rèn)為相對于學(xué)術(shù)型碩士生而言，全日制專業(yè)學(xué)位碩士招生條件低、培養(yǎng)目標(biāo)要求不高、培養(yǎng)模式及課程體系設(shè)置與學(xué)術(shù)型差別不大、學(xué)位證書不被社會廣泛認(rèn)可，就業(yè)前景不樂觀。加之，很多全日制專業(yè)學(xué)位碩士由其它專業(yè)調(diào)劑而來，認(rèn)為專業(yè)型不如學(xué)術(shù)型。因此，導(dǎo)致很多全日制專業(yè)學(xué)位碩士生對自己的身份都不認(rèn)可。同時(shí)，很多用人單位在招聘時(shí)，往往優(yōu)先考慮學(xué)術(shù)型，對專業(yè)學(xué)位存在一定歧視。在快速發(fā)展的同時(shí)，全日制專業(yè)學(xué)位碩士還尷尬遭受著“不如學(xué)術(shù)碩士硬”、“山寨碩士生”、“培養(yǎng)無特色”、“就業(yè)前景擔(dān)憂”等質(zhì)疑。
1.2 教育管理特色不突出，缺乏有效培養(yǎng)過程監(jiān)控和質(zhì)量保障體系
目前，很多高校尚未對全日制專業(yè)學(xué)位碩士建立專門的教育管理體制。不同學(xué)科的全日制專業(yè)學(xué)位碩士在培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方案以及學(xué)位要求等方面均有較大的差異，但是高校在對碩士生及導(dǎo)師的管理、質(zhì)量評價(jià)及考核評估上大都采取一樣的教育管理制度，缺乏特色性和科學(xué)性，也嚴(yán)重影響了全日制專業(yè)學(xué)位生的培養(yǎng)質(zhì)量。例如，在培養(yǎng)方面，學(xué)術(shù)型碩士生偏重理論與研究能力的培養(yǎng)，而全日制專業(yè)學(xué)位碩士更注重專業(yè)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。然而，具體到培養(yǎng)方案、選題報(bào)告、中期考核等培養(yǎng)過程各個(gè)環(huán)節(jié)，很多培養(yǎng)單位還沒有制定完善的、特點(diǎn)突出的、有別于學(xué)術(shù)型的具體方案和有效的監(jiān)控措施。例如，課程設(shè)置上除了少數(shù)幾門學(xué)位課不同之外，并無其它差異，缺乏新意，導(dǎo)師也不清楚針對全日制專業(yè)學(xué)位碩士是否需要增加額外的要求，應(yīng)該如何區(qū)別對待。專業(yè)實(shí)踐也由于實(shí)踐基地建設(shè)滯后、實(shí)踐管理制度不健全等原因，少有獲得真正落實(shí)。此外，全日制專業(yè)學(xué)位在論文類型、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與機(jī)制等學(xué)位論文規(guī)范方面，均未能突出專業(yè)學(xué)位特色。
2 全日制專業(yè)學(xué)位碩士培養(yǎng)過程監(jiān)控與質(zhì)量保障的探索與實(shí)踐
西安交通大學(xué)航天航空學(xué)院現(xiàn)有“航天工程”和“航空工程”兩個(gè)專業(yè)工程碩士學(xué)位授予點(diǎn)。2006年起，招收“航天工程”在職專業(yè)學(xué)位碩士生。2010年開始，招收“航天工程”全日制專業(yè)學(xué)位碩士。2014年，“航空工程”領(lǐng)域也開始招收專業(yè)學(xué)位碩士生。目前，已累計(jì)招收全日制專業(yè)學(xué)位碩士近130人，累計(jì)畢業(yè)近70人。畢業(yè)生中近40%的學(xué)生就業(yè)于相關(guān)領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)，另有近40%就業(yè)于國內(nèi)大中型企業(yè)，其余20%攻讀博士學(xué)位或從事教育工作。經(jīng)過近幾年迅速發(fā)展，全日制專業(yè)學(xué)位碩士不論從招生規(guī)模還是在校生人數(shù)等都趨于穩(wěn)定，這就對如何提高教育水平、提升培養(yǎng)質(zhì)量提出了更高的要求。
2.1 多渠道提高生源質(zhì)量，嚴(yán)格導(dǎo)師資格認(rèn)證量
鑒于全日制專業(yè)學(xué)位發(fā)展時(shí)間短，認(rèn)可度還不夠廣泛，為了提高生源質(zhì)量，西安交通大學(xué)航天航空學(xué)院采取多渠道招生的辦法。首先，從我院“力學(xué)”本碩連讀生、“工程結(jié)構(gòu)分析”及“飛行器設(shè)計(jì)”專業(yè)中，選拔一定數(shù)量成績較優(yōu)異的本科生經(jīng)推薦、免試為全日制專業(yè)學(xué)位碩士。其次，在統(tǒng)考生中，報(bào)考專業(yè)學(xué)位的考生在筆試、面試方面區(qū)別于學(xué)術(shù)型考生，內(nèi)容都更側(cè)重工程應(yīng)用方面，面試考官也選具有豐富工程背景的教師擔(dān)任；另外，報(bào)考學(xué)術(shù)型的考生如果愿意轉(zhuǎn)報(bào)專業(yè)學(xué)位，將給予優(yōu)先錄取。最后，對于招生剩余名額，會從報(bào)考機(jī)械、能動、電氣、電信、材料等相關(guān)專業(yè)的考生中預(yù)錄，將同時(shí)愿意轉(zhuǎn)為專業(yè)學(xué)位的學(xué)術(shù)型考生與報(bào)考專業(yè)學(xué)位考生一同筆試、面試，按順選拔綜合成績高的考生進(jìn)行錄取。這樣，一方面保證了較高的生源質(zhì)量，也能達(dá)到不同學(xué)科交叉優(yōu)勢互補(bǔ)的效果，另一方面通過采取自愿報(bào)考的形式，從一開始就穩(wěn)固了考生的心理認(rèn)可度。
同時(shí)，對全日制專業(yè)學(xué)位碩士的指導(dǎo)教師的招生資格進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。由于專業(yè)學(xué)位對應(yīng)的學(xué)科只有一級沒有二級，全日制專業(yè)學(xué)位碩士招生目錄上并沒有標(biāo)明特定的導(dǎo)師，而是在每年招生前期，會對導(dǎo)師就招收全日制專業(yè)學(xué)位碩士的意愿進(jìn)行摸底，并對那些愿意招收的導(dǎo)師在總招生數(shù)量方面給予一定支持，同時(shí)對導(dǎo)師的招生資格進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，除了常規(guī)的要求之外，對其工程背景、主持橫向課題以及到款情況提出具體要求，為之后的專業(yè)實(shí)踐做好鋪墊。
2.2 準(zhǔn)確定位，明確培養(yǎng)目標(biāo)
專業(yè)學(xué)位碩士生教育在教學(xué)理念、培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)模式、課程設(shè)置、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和師資隊(duì)伍建設(shè)等方面，與學(xué)術(shù)型碩士生教育有所不同，要突出專業(yè)學(xué)位碩士生教育的實(shí)踐應(yīng)用特色。進(jìn)一步而言，全日制專業(yè)學(xué)位碩士的生源特點(diǎn)和培養(yǎng)模式既不同于學(xué)術(shù)型碩士生，也不同于在職工程碩士研究生，其培養(yǎng)定位應(yīng)有別于上述兩者，有其自身特色。總體來說，全日制專業(yè)學(xué)位碩士的培養(yǎng)，應(yīng)在課程教學(xué)的同時(shí)兼顧學(xué)科與行業(yè)的特點(diǎn)，注重專業(yè)實(shí)踐能力和職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。
具體到航空、航天工程領(lǐng)域，全日制專業(yè)學(xué)位碩士的培養(yǎng)目標(biāo)是，培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展，具有航空航天工程領(lǐng)域堅(jiān)實(shí)寬廣的基礎(chǔ)理論和深入的專業(yè)知識，具有較強(qiáng)的解決航空航天工程實(shí)際問題能力和良好職業(yè)素養(yǎng)的高層次應(yīng)用型、工程技術(shù)和管理人才，能夠在航空航天工程及其相關(guān)領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)或大型企業(yè)承擔(dān)專業(yè)技術(shù)及管理工 作。
2.3 培養(yǎng)過程監(jiān)控措施及其實(shí)施
全日制專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)制為2～3年。在第四學(xué)期可申請轉(zhuǎn)博，通過學(xué)院考核并獲得專業(yè)學(xué)位后第五學(xué)期轉(zhuǎn)入博士階段學(xué)習(xí)攻讀博士學(xué)位，這樣，為那些愿意并適合繼續(xù)深造的碩士生提供了機(jī)會，一定程度上提升了專業(yè)學(xué)位在碩士生中的認(rèn)可度。
全日制專業(yè)學(xué)位碩士的培養(yǎng)環(huán)節(jié)包括：課程學(xué)習(xí)、專業(yè)實(shí)踐、中期考核、學(xué)位論文等環(huán)節(jié)，均實(shí)行學(xué)分制。以校內(nèi)導(dǎo)師指導(dǎo)為主，并輔助以校外研究單位或企業(yè)具有高級職稱的企業(yè)導(dǎo)師合作指導(dǎo)。校內(nèi)導(dǎo)師與校外導(dǎo)師分工明確：校內(nèi)導(dǎo)師負(fù)責(zé)碩士生在校學(xué)習(xí)與科研等，并負(fù)責(zé)在校外研究單位或企業(yè)聘請高級職稱及以上的全職人員作合作導(dǎo)師，與合作導(dǎo)師一起落實(shí)并管理碩士生專業(yè)實(shí)踐并指導(dǎo)學(xué)位論文。
全日制專業(yè)學(xué)位碩士在校期間，須修滿內(nèi)容包括課程學(xué)習(xí)、學(xué)術(shù)活動、中期考核、專業(yè)實(shí)踐和學(xué)位論文的學(xué)分。除全校公共課之外，學(xué)院專門設(shè)置了以實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向、以提高分析和解決實(shí)際問題能力為核心的專業(yè)課程，作為學(xué)位課或選修課供碩士生選擇。此外，為拓寬碩士生知識面，要求在答辯前聽夠規(guī)定的學(xué)科前沿性講座。
大部分課程學(xué)習(xí)集中在第一學(xué)期完成，第二學(xué)期開始，碩士生陸續(xù)進(jìn)入專業(yè)實(shí)踐階段，專業(yè)實(shí)踐應(yīng)與學(xué)位論文工作相結(jié)合，專業(yè)實(shí)踐時(shí)間不少于6個(gè)月。考慮到每位碩士生專業(yè)實(shí)踐的情況有所差別，所以，專業(yè)實(shí)踐一般應(yīng)在校外實(shí)踐單位完成，可以連續(xù)完成，也可以利用寒暑假分段完成。對于以導(dǎo)師主持的橫向課題為專業(yè)實(shí)踐內(nèi)容的碩士生，部分專業(yè)實(shí)踐內(nèi)容可在校內(nèi)進(jìn)行，但須保證有多次赴實(shí)踐單位進(jìn)行調(diào)研與研開的經(jīng)歷。校內(nèi)導(dǎo)師與合作導(dǎo)師要定期檢查專業(yè)實(shí)踐情況，處理專業(yè)實(shí)踐中出現(xiàn)的有關(guān)問題。第三學(xué)期結(jié)束前，學(xué)院對全日制專業(yè)學(xué)位碩士進(jìn)行中期考核，除課程學(xué)習(xí)、成果發(fā)表之外，重點(diǎn)考察專業(yè)實(shí)踐情況，對于考核未通過者，將作為重點(diǎn)跟蹤對象轉(zhuǎn)入下一次考核。專業(yè)實(shí)踐結(jié)束后，碩士生提交由校內(nèi)導(dǎo)師、合作導(dǎo)師、實(shí)踐單位共同簽署意見的書面實(shí)踐報(bào)告，并以PPT的形式向?qū)W院匯報(bào)并接受考核，未通過者將重新進(jìn)行專業(yè)實(shí)踐，并取消其校內(nèi)指導(dǎo)教師下一年度招生資格。
獎(jiǎng)助金評定方面，全日制專業(yè)學(xué)位碩士與學(xué)術(shù)型碩士生享受同等待遇，單列指標(biāo)，分開評定。依據(jù)課程學(xué)習(xí)成績、科研成果等進(jìn)行排名，末位學(xué)生將轉(zhuǎn)為自籌生。對于經(jīng)濟(jì)困難的學(xué)生，建議導(dǎo)師提供相應(yīng)的助研崗位津貼，并協(xié)助其申請助學(xué)貸款，或者提供勤工助學(xué)崗位等。此外，為鼓勵(lì)碩士生重視專業(yè)實(shí)踐，對于專業(yè)實(shí)踐審查中成果突出或解決了重大工程問題的學(xué)生及其導(dǎo)師會給予一定額度的獎(jiǎng)勵(lì)。
2.4 學(xué)位規(guī)范多樣化，評價(jià)機(jī)制特色化
學(xué)位論文工作是研究生培養(yǎng)的主要組成部分，是對研究生進(jìn)行科學(xué)研究或承擔(dān)專業(yè)技術(shù)工作的技能訓(xùn)練，是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力，綜合運(yùn)用所學(xué)知識發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題能力的主要環(huán)節(jié)，是可否被授予學(xué)位的關(guān)鍵。由于全日制專業(yè)學(xué)位碩士培養(yǎng)的特殊性，對其學(xué)位論文的要求及評價(jià)機(jī)制都不能完全照搬學(xué)術(shù)型碩士生的辦法。
我們的做法是：學(xué)位論文可由校內(nèi)導(dǎo)師與經(jīng)推薦的業(yè)務(wù)水平高、責(zé)任心強(qiáng)的具有高級技術(shù)職稱的企業(yè)技術(shù)人員聯(lián)合指導(dǎo)。學(xué)位論文選題應(yīng)直接來源于生產(chǎn)實(shí)踐或具有明確的工程應(yīng)用背景，研究成果要有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，論文擬解決的問題要有一定的技術(shù)難度和工作量，論文要具有一定的先進(jìn)性和實(shí)用性。要把完成學(xué)位論文和專業(yè)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來。學(xué)位論文可以是調(diào)研報(bào)告、軟件研制、規(guī)劃設(shè)計(jì)、產(chǎn)品開發(fā)等形式，論文字?jǐn)?shù)要求3萬左右。全日制專業(yè)學(xué)位碩士在通過中期考核后，才可申請學(xué)位。在完成學(xué)位論文并通過預(yù)答辯后，方可進(jìn)入論文評閱及正式答辯。送審時(shí)，論文評閱人共2名，其中1名必須是校外研究機(jī)構(gòu)或企業(yè)具有高級職稱人員。答辯委員會由3至5名具有副高以上專業(yè)技術(shù)職稱的專家組成，其中一位應(yīng)是相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的校外研究機(jī)構(gòu)或企業(yè)的專家，也可以是碩士生的校外教師。全日制專業(yè)學(xué)位碩士研究生按要求在規(guī)定的學(xué)習(xí)期限內(nèi)完成培養(yǎng)計(jì)劃各環(huán)節(jié)要求且成績合格，通過正式學(xué)位論文答辯后，由學(xué)院學(xué)位分委員會審核通過后，報(bào)校學(xué)位評定委員會批準(zhǔn)授予專業(yè)學(xué)位。
通過以上措施的實(shí)施和不斷完善，幾年以來，我院全日制專業(yè)學(xué)位碩士教育管理逐步進(jìn)入正軌，規(guī)范化和特色化愈來愈明顯。全日制專業(yè)學(xué)位碩士生對專業(yè)學(xué)位的認(rèn)可度有了較大提升，不再認(rèn)為自己是“二等公民”。畢業(yè)生就業(yè)形勢良好，就業(yè)率達(dá)100%，去向包括研究院所、政府部門、事業(yè)單位和大中型企業(yè)等。然而，在實(shí)際管理中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，如全日制專業(yè)學(xué)位碩士生中期考核、獎(jiǎng)助金評定等指標(biāo)體系中除專業(yè)實(shí)踐外與學(xué)術(shù)型碩士生的差異不大，部分學(xué)生專業(yè)實(shí)踐內(nèi)容與學(xué)位論文結(jié)合不夠緊密等，這些都需要在今后的研究與工作中不斷改進(jìn)。
3 提升全日制專業(yè)學(xué)位碩士教育質(zhì)量的思考與對策
3.1 轉(zhuǎn)變管理理念，調(diào)整管理模式
在“世界競爭力報(bào)告”的排名中，中國“合格工程師”的數(shù)量和質(zhì)量排名靠后，中國高等工程教育亟需進(jìn)一步改革。改革表現(xiàn)之一，就是教育模式的多樣化，全日制專業(yè)學(xué)位碩士由此應(yīng)運(yùn)而生。如何轉(zhuǎn)變管理理念、調(diào)整管理模式，是值得深入思考的問題，也是將全日制專業(yè)學(xué)位碩士培養(yǎng)樹立為真正教育品牌的關(guān)鍵所在。
首先，全日制專業(yè)學(xué)位碩士的培養(yǎng)特點(diǎn)決定了學(xué)生不能只坐在書齋中，要真正走到社會實(shí)踐中去。基于這個(gè)特點(diǎn)，學(xué)校應(yīng)積極調(diào)整過去“關(guān)門搞學(xué)術(shù)”的管理思路和管理模式，在教學(xué)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)儀器、社會實(shí)踐資源等方面下功夫，實(shí)現(xiàn)教學(xué)、科研、實(shí)踐的良性互動。其次，完善綜合質(zhì)量評價(jià)體系。全面的人才培養(yǎng)質(zhì)量評價(jià)體系應(yīng)該是內(nèi)部評價(jià)和使用者外部評價(jià)相結(jié)合的綜合評價(jià)體系。對于全日制專業(yè)學(xué)位碩士教育質(zhì)量的評價(jià)，除了在招生、培養(yǎng)、專業(yè)實(shí)踐、學(xué)位答辯等環(huán)節(jié)中建立綜合評價(jià)機(jī)制外，還要引入外部評價(jià)機(jī)制，根據(jù)綜合評價(jià)結(jié)果逐步調(diào)整管理理念與模式，這也是全日制專業(yè)學(xué)位碩士教育能否真正得到社會各界認(rèn)可的關(guān)鍵所在。最后，加強(qiáng)對全日制專業(yè)學(xué)位管理人員的培養(yǎng)，建立一支愛崗敬業(yè)、責(zé)任心強(qiáng)、素質(zhì)高的管理隊(duì)伍。
3.2 充分調(diào)動各方面積極性，促進(jìn)實(shí)踐與就業(yè)
“專業(yè)實(shí)踐是重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，充分的、高質(zhì)量的專業(yè)實(shí)踐是專業(yè)學(xué)位教育質(zhì)量的重要 保證”。全日制專業(yè)學(xué)位碩士的教育目標(biāo)，是培養(yǎng)面向社會特定職業(yè)需求的高端專業(yè)人才，因此，要特別注重專業(yè)實(shí)踐對其職業(yè)素養(yǎng)與技能的提高。具體說來，一方面應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)院和導(dǎo)師的作用，加大實(shí)踐基地建設(shè)的力度。專業(yè)型碩士研究生的授課教師和導(dǎo)師，應(yīng)本著“實(shí)踐第一”的原則合理匹配，更多吸納一些具有企業(yè)一線科研、管理、經(jīng)營經(jīng)驗(yàn)的副高職稱以上人員加入授課、指導(dǎo)教師隊(duì)伍。應(yīng)以橫向課題為主，要求指導(dǎo)教師將所指導(dǎo)的專業(yè)型研究生納入課題組，參與完成一些任務(wù)。另一方面，加大全日制專業(yè)學(xué)位碩士教育投入，用于包括開展教學(xué)改革與研究、導(dǎo)師培訓(xùn)、課程建設(shè)、硬件設(shè)施配置、與實(shí)踐單位交流合作、校外導(dǎo)師聘任、就業(yè)指導(dǎo)等方面。充分調(diào)動社會、行業(yè)和有關(guān)用人單位的積極性，積極爭取各方面資源，拓寬專業(yè)學(xué)位碩士就業(yè)渠道。
3.3 借鑒國外專業(yè)學(xué)位碩士教育的有益經(jīng)驗(yàn)
西方很多國家在專業(yè)學(xué)位教育上起步較早，發(fā)展迅速。以美國為例，它是當(dāng)今世界上專業(yè)學(xué)位研究生教育最發(fā)達(dá)的國家。美國專業(yè)學(xué)位早期主要向德國學(xué)習(xí)，到1970年后，“本土化”趨勢開始加強(qiáng)。經(jīng)過近90年的發(fā)展，美國專業(yè)學(xué)位研究生教育為社會培養(yǎng)了大批高素質(zhì)實(shí)用型人才，有力推動了美國經(jīng)濟(jì)快速增長，逐步形成結(jié)構(gòu)日益合理的專業(yè)學(xué)位研究生教育體系。美國專業(yè)學(xué)位教育發(fā)展的有益經(jīng)驗(yàn)，為我國發(fā)展全日制專業(yè)學(xué)位碩士教育提供了一定的借鑒意義。
首先，明確區(qū)分專業(yè)碩士與學(xué)術(shù)型碩士的培養(yǎng)定位。專業(yè)學(xué)位的培養(yǎng)應(yīng)面向社會，培養(yǎng)目標(biāo)堅(jiān)持職業(yè)性方向，課程設(shè)置體現(xiàn)應(yīng)用性，教學(xué)過程體現(xiàn)實(shí)踐性，不同學(xué)科或領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位碩士培養(yǎng)模式也應(yīng)各具特色。其次，擴(kuò)大招生規(guī)模的同時(shí)，擴(kuò)展專業(yè)學(xué)位學(xué)科或領(lǐng)域，滿足社會需求。隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會多元化發(fā)展對高層次復(fù)合型專門人才需求的增長，未來我國研究生教育重心應(yīng)逐步從以培養(yǎng)學(xué)術(shù)型人才為主的模式轉(zhuǎn)移到以培養(yǎng)專業(yè)型人才為主的模式。在擴(kuò)大全日制專業(yè)學(xué)位碩士招生規(guī)模的同時(shí)，適時(shí)設(shè)立新的專業(yè)學(xué)位類型，進(jìn)而不斷擴(kuò)展專業(yè)學(xué)位學(xué)科或領(lǐng)域范圍。最后，加強(qiáng)校企合作，貫徹實(shí)施“雙導(dǎo)師”制，重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。美國斯坦福大學(xué)早在20世紀(jì)50年代率先開創(chuàng)了大學(xué)與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)研究生的新形式。這樣，既能充分發(fā)揮大學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科的教學(xué)、科研優(yōu)勢，又能發(fā)揮企業(yè)設(shè)備先進(jìn)、經(jīng)費(fèi)充足和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的優(yōu)勢，也更有利于培養(yǎng)學(xué)生將理論付諸實(shí)踐的能力。
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1.國內(nèi)飛行器制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀
隨著我國飛機(jī)保有量和需求量快速增長，以及為實(shí)現(xiàn)從“航空航天大國”向“航空航天強(qiáng)國”發(fā)展、提升航空航天工業(yè)水平而實(shí)施的“大飛機(jī)”等項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)政策的推進(jìn)，我國對飛行器制造方面的專業(yè)人才需求不斷加大。近些年，各類高校依托教學(xué)科研優(yōu)勢，不斷加強(qiáng)或開設(shè)了飛行器制造方面的專業(yè)，提高了行業(yè)參與度。
至今，辦此本科專業(yè)的有西北工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、南昌航空大學(xué)等十多所高校。各高校依托自身的優(yōu)勢，積極開展專業(yè)特色化建設(shè)，培育自身的專業(yè)特長。如西北工業(yè)大學(xué)偏向于CAD/CAM集成的數(shù)字化制造技術(shù)、北京航空航天大學(xué)突出于板料成型技術(shù)專業(yè)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)、中北大學(xué)以飛行器特種制造為特色等，形成了面向飛機(jī)制造、適應(yīng)航空航天發(fā)展要求的課程培養(yǎng)體系，培養(yǎng)出一批具有飛行器制造工藝技術(shù)的航空航天類人才。
從2002年開始，我國高校開始重視本科專業(yè)教育教學(xué)實(shí)習(xí)基地的建設(shè)，并以此為依托加強(qiáng)學(xué)校與企業(yè)的交流與合作，如帶領(lǐng)學(xué)生深入企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)、企業(yè)人員為學(xué)生講課(講座)、征求企業(yè)意見制訂專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃、訂單培養(yǎng)等。我校飛行器制造工程專業(yè)主要面向航天航空飛行器產(chǎn)品制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)鈑金、鉚接、裝配技術(shù)類高素質(zhì)應(yīng)用型本科人才。由于本專業(yè)開辦時(shí)間短，目前我校在飛行器制造工程人才培養(yǎng)方面仍處在探索階段。加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)已成為飛行器制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的必然選擇，而其中最有效的途徑是校企合作。
2.校企“3+1”合作辦學(xué)的優(yōu)勢
3+1校企合作辦學(xué)指前三學(xué)年的培養(yǎng)在校內(nèi)進(jìn)行，第四學(xué)年除部分課程及實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)校完成之外，其他現(xiàn)場課教學(xué)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)均在企業(yè)內(nèi)實(shí)施，以強(qiáng)化學(xué)生工程實(shí)踐、動手能力及綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，簡稱“3+1”合作辦學(xué)模式。校企合作辦學(xué)“3+1”模式，這種合作教育能夠?qū)崿F(xiàn)工學(xué)結(jié)合，為學(xué)生提供在真實(shí)工作環(huán)境下學(xué)習(xí)的機(jī)會，是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型工程技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的有效途徑，也是與就業(yè)聯(lián)系最密切的一種教育模式。
由于有很多限制條件，學(xué)校無法投入過多資金購置像企業(yè)的一些精密加工設(shè)備作為教學(xué)儀器設(shè)備，所以學(xué)生在校內(nèi)學(xué)習(xí)期間只能在理論上了解基本成形原理和方法，根本看不到實(shí)際的設(shè)備及生產(chǎn)工藝過程，也就無法掌握一些知識。而合作教育提供的教學(xué)手段和設(shè)備資源，彌補(bǔ)了學(xué)校的教學(xué)條件的不足，解決了教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)甚至落后于生產(chǎn)現(xiàn)狀的嚴(yán)重問題，實(shí)現(xiàn)了校企教育資源的優(yōu)勢互補(bǔ)。
學(xué)生在航空航天企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐過程中會認(rèn)識到，一個(gè)不受社會和企業(yè)歡迎的人是無法發(fā)揮才干的。到企業(yè)后，學(xué)生清楚地了解了用人單位人才需求目標(biāo)，了解了作為飛行器制造專業(yè)的工程技術(shù)人員必須重點(diǎn)掌握的知識，明確了學(xué)習(xí)目的和方向，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)主動性。在專業(yè)知識對生產(chǎn)過程發(fā)生作用的親身體驗(yàn)中找到了成就感和危機(jī)感，提高了學(xué)習(xí)興趣，明確了專業(yè)思想，樹立了學(xué)以致用、理論聯(lián)系實(shí)際的觀念，使就業(yè)觀念和定位更符合社會與航空航天企業(yè)的需求，且學(xué)生就業(yè)之后，表現(xiàn)出的工程意識、創(chuàng)新意識和適應(yīng)工作崗位的能力都明顯增強(qiáng)。
3.飛行器制造工程專業(yè)校企“3+1”合作辦學(xué)模式探析
我校長期以來，一直與一些航天企業(yè)有著較好的合作關(guān)系，并與其建立了校外實(shí)習(xí)基地，如中國航天科工集團(tuán)柳州長虹機(jī)器制造公司、桂林航天電子有限公司等。這些公司每年都會吸收一批本科畢業(yè)生，以補(bǔ)充和優(yōu)化專業(yè)技術(shù)人員結(jié)構(gòu)。
本科生在外語、計(jì)算機(jī)及基礎(chǔ)知識等方面表現(xiàn)出了一定的優(yōu)勢，但普遍存在本科生專業(yè)知識與航空航天生產(chǎn)過程的需求脫節(jié)比較嚴(yán)重、獨(dú)立解決現(xiàn)場實(shí)際問題的能力非常薄弱，同時(shí)表現(xiàn)出對社會及企業(yè)的了解甚少，融入工作環(huán)境的協(xié)作精神比較欠缺等問題。這正是畢業(yè)生和企業(yè)共同擔(dān)心的問題。這些公司在航天專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域與我校飛行器制造工程專業(yè)在培養(yǎng)學(xué)生過程中需要的全部專業(yè)知識具有良好的適應(yīng)性。可見校企及學(xué)生三方都有合作辦學(xué)需求的基礎(chǔ)。
3.1合作辦學(xué)模式的定位
飛行器制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)采取校內(nèi)培養(yǎng)和企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)的方式，即學(xué)生在校期間的學(xué)習(xí)分為校內(nèi)學(xué)習(xí)和企業(yè)學(xué)習(xí)兩部分。學(xué)制4年采用“3+1”模式，即3年校內(nèi)通識類課程、大類學(xué)科基礎(chǔ)課程、核類專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課程的理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，著重加強(qiáng)學(xué)生基本知識、基本理論和基本技能的學(xué)習(xí)、鍛煉和培養(yǎng);累計(jì)1年(主要集中在第四年)校外企業(yè)核類部分理論課程和實(shí)踐教學(xué)。
重點(diǎn)是最后一個(gè)“1”的環(huán)節(jié)，具體而言在這一年的校外企業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中實(shí)行“部分專業(yè)課+課程設(shè)計(jì)+生產(chǎn)實(shí)習(xí)+畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))”的集成化教學(xué)方式，著重培養(yǎng)學(xué)生獲取知識、分析問題和解決問題的能力及創(chuàng)新能力。
3.2“3+1”校企合作辦學(xué)的主要特征
3.2.1規(guī)范選拔機(jī)制，組建一支優(yōu)秀學(xué)生隊(duì)伍。第四學(xué)年初，學(xué)校需要在飛行器制造工程專業(yè)組建實(shí)驗(yàn)班進(jìn)行統(tǒng)一編班授課。學(xué)生自愿報(bào)名的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生前三年在校成績及獲獎(jiǎng)等綜合素質(zhì)表現(xiàn)，擇優(yōu)選拔出一定數(shù)量的學(xué)生，成立“飛行器制造工程專業(yè)‘3+1’校企合作試驗(yàn)班”。規(guī)范的選拔機(jī)制應(yīng)公平公正，公開透明，也是對低年級學(xué)生的一種激勵(lì)。再則，一支高素質(zhì)學(xué)生隊(duì)伍是校企合作有效辦學(xué)的重要保障。
3.2.2校企雙方共同制訂和實(shí)施培養(yǎng)計(jì)劃。試驗(yàn)班的培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)大綱應(yīng)由我校機(jī)械工程學(xué)院牽頭，與企業(yè)共同協(xié)商制訂，將學(xué)校教學(xué)過程和企業(yè)生產(chǎn)過程緊密結(jié)合，校企共同完成教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生在掌握一定飛行器構(gòu)造、飛行器制造工藝與工藝裝備的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識基礎(chǔ)上，具有鈑金、鉚接和裝配等基本操作技能，能夠從事飛行器產(chǎn)品零件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及裝配、工廠生產(chǎn)管理和服務(wù)于第一線的工作的能力。實(shí)驗(yàn)班往往會加入部分企業(yè)需要的專業(yè)課程，學(xué)校無法完成的可由在企業(yè)中聘請的兼職教師到學(xué)校講授。部分實(shí)踐教學(xué)依據(jù)學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件和企業(yè)生產(chǎn)進(jìn)度協(xié)調(diào)安排。
課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)選題應(yīng)盡量來源于企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際。3.2.3建立校企雙向管理制度。學(xué)生實(shí)踐活動期間，不僅要保障學(xué)生安全和日常教學(xué)活動，還不能影響企業(yè)正常生產(chǎn)，因此，應(yīng)嚴(yán)格實(shí)行校企雙向管理制度。學(xué)生的勞動紀(jì)律考核應(yīng)由企業(yè)負(fù)責(zé)，盡量與員工保持同步。校企雙方應(yīng)各派一名專職輔導(dǎo)員，有利于學(xué)生日常行為和具體事務(wù)協(xié)調(diào)與管理。由于航天企業(yè)有其特殊性，教學(xué)管理程序要適應(yīng)航天企業(yè)產(chǎn)品研制與生產(chǎn)中的相關(guān)保密規(guī)定。
3.3“3+1”校企合作辦學(xué)實(shí)施的保障措施
許多學(xué)校在開展校企合作辦學(xué)的過程中，企業(yè)合作積極性不高，教學(xué)主體在實(shí)施過程中缺乏企業(yè)的實(shí)際參與和互動等問題。為了實(shí)現(xiàn)校企雙贏的合作關(guān)系，保障校企關(guān)系持久穩(wěn)定，要在以下兩方面下工夫。
3.3.1尋求學(xué)校、學(xué)生與企業(yè)三方協(xié)調(diào)。學(xué)校有教學(xué)任務(wù)，學(xué)生有就業(yè)任務(wù)，而企業(yè)有其生產(chǎn)任務(wù)，校企合作教育應(yīng)該在學(xué)校、學(xué)生與企業(yè)三者間尋求協(xié)調(diào)和統(tǒng)一，在學(xué)校教學(xué)管理部門、二級學(xué)院和專業(yè)教師的精心組織與周密安排下，加強(qiáng)與企業(yè)的溝通和聯(lián)系，加強(qiáng)與企業(yè)兼職教師之間的合作與協(xié)調(diào)。校企之間要協(xié)同制定相應(yīng)制度，明確各自在應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中的職責(zé)，成立專門部門，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)校企合作各項(xiàng)事宜，真正做到有政策制度的保障。特別要健全學(xué)生在企業(yè)實(shí)踐學(xué)習(xí)階段的教學(xué)質(zhì)量考核與評價(jià)體系，優(yōu)化企業(yè)對試驗(yàn)班畢業(yè)生的擇優(yōu)錄用機(jī)制。
3.3.2培養(yǎng)高質(zhì)量“雙師型”教師隊(duì)伍。近年來，為了加強(qiáng)師資力量，學(xué)校引進(jìn)不少擁有博士學(xué)位的畢業(yè)生補(bǔ)充到我校飛行器工程專業(yè)教師隊(duì)伍中，他們雖然有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論，但工程實(shí)踐背景比較薄弱。因此，師資隊(duì)伍建設(shè)中，除注重學(xué)歷、年齡和職稱結(jié)構(gòu)外，還特別強(qiáng)調(diào)教師的航空航天企事業(yè)單位工作經(jīng)歷和工程實(shí)踐背景。為了加強(qiáng)專業(yè)課教師工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，學(xué)校要鼓勵(lì)或創(chuàng)造條件讓來自高?；驔]有一線工作經(jīng)歷的教師到相關(guān)企事業(yè)單位掛職，增強(qiáng)實(shí)踐能力，以促進(jìn)校企合作教育的開展。
4.結(jié)語
引言
可展機(jī)構(gòu)具有承載力大但收攏時(shí)所占空間小，收放靈活和運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)。隨著全球工業(yè)化的快速發(fā)展，機(jī)械基本上取代了傳統(tǒng)的手工的發(fā)展，尤其在重工業(yè)領(lǐng)域，可展機(jī)構(gòu)為人類生活生產(chǎn)提供了不可忽視的便利性[1]。但可展機(jī)構(gòu)在機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等傳統(tǒng)文獻(xiàn)中并沒有具體分類研究，而且開發(fā)空間巨大。所以針對該類機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)性研究亟待加強(qiáng)。
1 可展機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)
（1）結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小巧，且設(shè)備收縮后體積小。這是可展機(jī)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)，也使得其作業(yè)所要求的占用空間小。在地下水位較高的地區(qū)工作時(shí)對機(jī)坑的處理會十分簡單。它能夠在任何已有設(shè)備上直接使用，而無需修改設(shè)備結(jié)構(gòu)和機(jī)坑深度[2]。
（2）載荷能力大、穩(wěn)定性好。相對于其他機(jī)構(gòu)來講，大部分可展機(jī)構(gòu)的承載能力偏大。由于其穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，可展機(jī)構(gòu)在額定承載能力和伸展長度下，具有很好的穩(wěn)定性。
（3）定位精準(zhǔn)。大部分可展機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過程能確保在行程的任意一點(diǎn)精確定位，并鎖定高度，不像液壓設(shè)備會因溫度的變化或泄漏產(chǎn)生位置變化。
（4）運(yùn)行平穩(wěn)、噪音較低。由于其連續(xù)成型原理，無垂直方向爬行，使得機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)安靜，除驅(qū)動裝置的運(yùn)行噪音，大部分可展器本身的工作噪音很低。
（5）效率高。大部分可展設(shè)備的總傳動效率較高，通?？蛇_(dá)到 80%以上。
（6）構(gòu)造簡單，使用方便?？烧箼C(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)精巧而簡潔，所以可展器本身的安裝工作簡易而快捷，一塊伸縮機(jī)構(gòu)通常在很短的時(shí)間即可安裝使用。
（7）通用性高?？烧箼C(jī)構(gòu)對使用環(huán)境沒有太高要求，使其經(jīng)常在太空、海洋等復(fù)雜環(huán)境下工作，并依然保持其穩(wěn)定性。
2 可展機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型
2.1 剪叉式可展機(jī)構(gòu)
剪叉式可展機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡易、承載量大、操控性好的特點(diǎn)，因此在各種環(huán)境下的裝卸、現(xiàn)代物流、高空營救與作業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用[3]。剪叉式可展機(jī)構(gòu)是一種傳遞力的結(jié)構(gòu)，并且對力起導(dǎo)向作用。如圖1，拐臂3、8分別與橫梁焊接橐桓穌體，剪叉機(jī)構(gòu)最高和最低處的剪叉臂分別與上、下板鉸接，內(nèi)剪叉臂10與滑輪7鉸接，滑輪7可以在滑道11上滑動，內(nèi)、外剪叉臂之間通過銷軸5連接，可以繞其相對轉(zhuǎn)動。氣缸伸縮，柱塞拐臂8與氣缸相對轉(zhuǎn)動，從而使內(nèi)、外剪叉臂繞銷軸旋轉(zhuǎn)，使滑輪在滑道中滑動，進(jìn)而改變內(nèi)、外剪叉臂夾角，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)架的伸展與收縮，完成對機(jī)構(gòu)上物體快速升降。是一種生活中常見而簡易的可展機(jī)構(gòu)，應(yīng)用范圍廣，對驅(qū)動機(jī)構(gòu)要求不高。但因其停止位置不夠準(zhǔn)確，精度較低的缺點(diǎn)，也使得其很難在高精度要求的環(huán)境下工作。
2.2 薄壁管式可展機(jī)構(gòu)
薄壁管可展機(jī)構(gòu)是一種原始的可展機(jī)構(gòu)，它結(jié)構(gòu)簡單，展開運(yùn)動是依靠薄壁發(fā)生彈性變形，展開所需的時(shí)間短。19世紀(jì)60年代，加拿大就研發(fā)了STEM。它是利用弧形薄鋼尺本身能自卷曲的特性，完成機(jī)構(gòu)的收攏和展開。在此基礎(chǔ)上BI-STEM是由單個(gè)STEM發(fā)展而來的[4][5]。它是將一個(gè)薄片被重疊放在另一個(gè)完全一樣薄片內(nèi)部。改良后兩個(gè)薄片形成的機(jī)構(gòu)比一個(gè)STEM的鋼片窄，提升了機(jī)構(gòu)的機(jī)械性能，彎曲剛度和抗扭剛度。其收攏后超小的體積，簡單的構(gòu)造，使得薄壁管伸展機(jī)構(gòu)在未來充滿了開發(fā)空間。
2.3 鉸接桿式可展機(jī)構(gòu)
鉸接桿式可展機(jī)構(gòu)作為一種線性展開機(jī)構(gòu)，展開后為格柱狀，在太空十分常見，通常由幾種長度不同、內(nèi)帶驅(qū)動彈簧的桿件和鉸接頭組成，展開狀態(tài)下具有比其他可展機(jī)構(gòu)更高的剛度，能夠完成大跨度的伸展。這種伸展的原始驅(qū)動力為扭簧的彈性勢能，在直流電機(jī)的驅(qū)動下，通過螺紋千斤頂驅(qū)動。鉸接桿式可展機(jī)構(gòu)具有精度高、展開剛度高以及展開效率高等優(yōu)點(diǎn)。其鉸接桿的縱梁較短，并非貫穿整個(gè)桁架，且縱梁和橫向支架均為剛性。關(guān)節(jié)上的驅(qū)動彈簧提供了展開時(shí)的驅(qū)動力[6][7]。
2.4 充氣可展開機(jī)構(gòu)
充氣式可展機(jī)構(gòu)常用于大型次結(jié)構(gòu)體的展開，如太陽翼、天線反射器、氣閘艙等。1996年美國取得了膨脹展開天線空間展開試驗(yàn)的成功，并將該技術(shù)應(yīng)用于展開式結(jié)構(gòu)、展開式天線（如圖4）和太陽電池陣等方面。近年來，各國專家針對空間充氣展開結(jié)構(gòu)進(jìn)行了充分研究，因?yàn)樗|(zhì)量小、熱穩(wěn)定性高、收縮效率高、可靠性高、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度低，可應(yīng)用的領(lǐng)域多。不同于其他可展機(jī)構(gòu)活動機(jī)構(gòu)過于復(fù)雜，所以有可能在不同環(huán)境不同領(lǐng)域下代替其他可展機(jī)構(gòu)[8]，是未來可展機(jī)構(gòu)的重要研究方向。
3 可展機(jī)構(gòu)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用
3.1 航空航天
當(dāng)今大型可展結(jié)構(gòu)已成為航天科技的重要研究課題之一。無論是衛(wèi)星上的可展天線、航天器上的氣閘艙，可展機(jī)構(gòu)在航天航空領(lǐng)域的身影無處不在。航空航天領(lǐng)域已有的可展結(jié)構(gòu)主要有直線可展機(jī)構(gòu)和螺旋式可展機(jī)構(gòu)兩種。其中更多的體現(xiàn)在衛(wèi)星上的天線系統(tǒng)。衛(wèi)星上的天線伸展機(jī)構(gòu)是衛(wèi)星反射器和衛(wèi)星星體的連接部分。對衛(wèi)星的天線反射器起到固定支撐的作用。在人造衛(wèi)星開始環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)后，天線伸展臂會帶動天線環(huán)形桁架一起展開，是確定天線環(huán)形桁架工作位置正確的重要因素，保障了衛(wèi)星信號的正常接收與發(fā)射。天線伸展臂能否及時(shí)、準(zhǔn)確的伸展到位直接影響了整個(gè)衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)的成功與否。同時(shí)，對于衛(wèi)星整個(gè)物理結(jié)構(gòu)來講，可展機(jī)構(gòu)在展開狀態(tài)下，它的結(jié)構(gòu)參數(shù)對整個(gè)天線系統(tǒng)的動力學(xué)特性具有很大影響[9]。所以，可展機(jī)構(gòu)在航天領(lǐng)域的研究是非常有價(jià)值的。
3.2 日常生活
可展機(jī)構(gòu)在生活中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在舞臺的升降。1988年，具有加拿大專利技術(shù)的板帶自組螺旋可展器于美國加利福尼亞州的退伍軍人紀(jì)念中心首次進(jìn)行使用。它是將一盤水平螺旋板片拉開，如圖5。然后連續(xù)插入一種垂直螺旋片，就組合成一個(gè)由兩種螺旋片連續(xù)自鎖的垂直螺旋管柱。水平螺旋板片的上下表面設(shè)有特制凹槽，能夠保證垂直螺旋板片輕松地嚙合并精準(zhǔn)的定位。這一組長螺旋組合結(jié)構(gòu)在垂直方向能承受很大載荷，并將載荷連續(xù)增大和降低[10][11]。且運(yùn)行平穩(wěn)工作噪音小，所以能夠很好地完成舞臺升降的任務(wù)。除了舞臺升降機(jī)構(gòu)，學(xué)校等公眾場合經(jīng)常使用的電動伸縮門，其實(shí)也是一種典型的剪叉式可展機(jī)構(gòu)，由很多的鉸接桿重復(fù)鉸接構(gòu)成，通過改變桿與桿之間的夾角，完成整個(gè)伸縮門的開合。它超大的伸展行程成了它最大優(yōu)點(diǎn)，簡單驅(qū)動方式和低廉的成本，也是它普及的重要原因。
3.3 機(jī)器人領(lǐng)域
如圖6所示是一種應(yīng)用于清理炮彈發(fā)射后炮筒內(nèi)的殘留的塵土、油垢和渣土等問題而發(fā)明的一種旋轉(zhuǎn)可展機(jī)器人機(jī)構(gòu)[12]。它是基于空間可展機(jī)構(gòu)運(yùn)動特征分析，將一個(gè)旋轉(zhuǎn)的底盤和一個(gè)空間可展機(jī)構(gòu)結(jié)合在一起，形成一個(gè)具有旋轉(zhuǎn)伸展功能的機(jī)構(gòu)，代替士兵完成武器內(nèi)部的保養(yǎng)任務(wù)。具體結(jié)構(gòu)如圖6所示[13]。解決了炮筒內(nèi)部的可能存在問題，節(jié)省戰(zhàn)場上的寶貴時(shí)間，體現(xiàn)可展機(jī)構(gòu)在機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用的重要地位。
4 結(jié)束語
可展機(jī)構(gòu)具有展_后面積大、收攏時(shí)占用空間小且便于收放和運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)。在航天航空、日常生活，機(jī)器人等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。因此這種機(jī)構(gòu)的機(jī)械設(shè)計(jì)和運(yùn)動分析研究得到國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)的普遍重視。而對于不同可展機(jī)構(gòu)的開發(fā)與應(yīng)用，還需要更多針對性的研究與探索。
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許多人稱互聯(lián)網(wǎng)是20世紀(jì)以來最偉大的發(fā)明之一，因?yàn)樗鼊?chuàng)造了一個(gè)信息無限的虛擬世界，但是如今有一項(xiàng)新技術(shù)，它能打破現(xiàn)實(shí)和互聯(lián)網(wǎng)的界限，也就是說，由計(jì)算機(jī)中生成的信息將會交錯(cuò)重疊到整個(gè)現(xiàn)實(shí)生活。它就是AR（Augmented Reality）技術(shù)，又叫增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)。
試想下，當(dāng)你購物想試穿衣服的時(shí)候，運(yùn)用AR技術(shù)，你會看見另一個(gè)你穿著想試穿的衣服，出現(xiàn)在你面前；當(dāng)你出門在外，車上無聊的時(shí)候，通過一副眼睛能觀看視頻或是最新電影，甚至可以與你的鄰座來盤虛擬象棋；當(dāng)你在大街上走著，所有的東西都會出現(xiàn)鏈接，只要輕輕一點(diǎn)，就能獲取它們的一切信息。又或者在異國，與別人對話的時(shí)候，不懂的語言會迅速翻譯成你熟悉的語言。有了這些，你還會羨慕《盜夢空間》的虛擬夢境，或是哈利波特的魔法世界嗎？
在90年代以前，AR的界限并不是很明確，概念也很模糊，90年代以后AR技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，世界上很多國家已經(jīng)有了專門的研究所，其中比較著名的有美國麻省理工大學(xué)的圖像導(dǎo)航外科手術(shù)室，哥倫比亞大學(xué)的圖像與用戶交互實(shí)驗(yàn)室，日本的混合現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室等等，此外，用于快速開發(fā)的開源軟件工具ARToolkit也由華盛頓大學(xué)的圖像實(shí)驗(yàn)室成功開發(fā)并維護(hù)至今?，F(xiàn)在，AR由原來的實(shí)驗(yàn)室研究拓展到許多新領(lǐng)域中，如城市規(guī)劃、娛樂教育、工業(yè)仿真和文化遺產(chǎn)保護(hù)等。在2010年Android和iPhone智能手機(jī)紛紛利用AR技術(shù)把虛擬的圖像文字和現(xiàn)實(shí)生活環(huán)境相結(jié)合，當(dāng)然效果使大家感到無比的驚艷。同時(shí)，在文化遺產(chǎn)保護(hù)方面，希臘、土耳其的歷史古跡進(jìn)行數(shù)字重建。我們國家的“數(shù)字敦煌”工程也在進(jìn)行中，由中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)研究所、武漢大學(xué)和浙江大學(xué)聯(lián)手研究，預(yù)計(jì)在未來10至20年能夠完成，研究項(xiàng)目有虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和交互現(xiàn)實(shí)3個(gè)部分。
我國在AR領(lǐng)域的研究起步比較晚，也主要是在高校的科研單位進(jìn)行研究，如北京理工大學(xué)、北京航天航空大學(xué)、國防大學(xué)、浙江大學(xué)和上海大學(xué)等。時(shí)下，國內(nèi)AR的研究成果主要有北京理工大學(xué)自主研制開發(fā)的視頻、光學(xué)穿透式兩類頭盔顯示器，上海大學(xué)快速制造工程中心和浙江大學(xué)合作開發(fā)了AR場景光源的實(shí)時(shí)檢測和真實(shí)感回執(zhí)框架，此外北京理工大學(xué)利用AR技術(shù)重建圓明園的實(shí)驗(yàn)還在進(jìn)行中。我國在AR技術(shù)研究和運(yùn)用方面還是處于初級階段，從目前國內(nèi)發(fā)表的論文和學(xué)術(shù)報(bào)告上來看，我國的研究主要集中在系統(tǒng)運(yùn)用技術(shù)上，研究的課題和方向比較單一，涉及面也比較窄。再者，從2008年世界專利申請的情況上看，全球有108個(gè)AR技術(shù)運(yùn)用的專利，在這當(dāng)中我國只有北京理工大學(xué)一個(gè)。
AR技術(shù)是打破虛擬和現(xiàn)實(shí)界限的一項(xiàng)新興技術(shù)，不過就我國在AR技術(shù)的發(fā)展和研究狀況來看，我們?nèi)孕枰S多改進(jìn)。首先，國內(nèi)并沒有統(tǒng)一的權(quán)威的AR技術(shù)研究所，只有高校的科研單位，這樣在人才、資金和技術(shù)上有了局限。所謂“集中力量辦大事”，在AR技術(shù)上研究上需要花費(fèi)很大的人力物力，而分散研究很難達(dá)到預(yù)想的效果。所以，建立一個(gè)統(tǒng)一的權(quán)威的研究中心很重要。其次，研究方向和涉及領(lǐng)域方面我們要有所側(cè)重，但不能單一方向研究，在文化保護(hù)、教育娛樂、醫(yī)療制造等方面我們也要有相關(guān)的研究，這樣才能提高研究的綜合效果。最后，對于研究成果的保護(hù)，申請專利是必須的，這樣不僅能保證領(lǐng)先地位，得到世界認(rèn)可，而且在資金上面也有一定的保障。
一、前言
單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上，相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計(jì)算機(jī)。單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。
利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)音樂播放有很多優(yōu)點(diǎn)，例如外部電路簡單，控制方便、成本低等。本文分析了基于51單片機(jī)的音樂播放器的硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)的具體過程，運(yùn)用89C51單片機(jī)定時(shí)器產(chǎn)生固定頻率的方波信號，驅(qū)動喇叭發(fā)出旋律，按下按鍵可以演奏預(yù)先設(shè)置的歌曲旋律，最重要的是還可以通過程序設(shè)計(jì)輸入特定
歌曲來演奏。
二、硬件設(shè)計(jì)
該音樂播放器的硬件電路設(shè)計(jì)方框圖和 硬件總體電路圖如圖1和圖1所示：
通過TXAL1 與TXAL2輸入時(shí)鐘信號，通過p1.0～p1.7輸出控制現(xiàn)實(shí)控制信號的顯示，有p3.2、p3.3與p3.5分別作為上一曲、下一曲和開始暫停的控制輸入。
顯示電路是一個(gè)8位共陰極LED數(shù)碼管。 單片機(jī)的P0.0-P0.7分別與數(shù)碼管的A、B、C、D、E、F、G、DP相連接。
晶振電路由兩個(gè)30pF的電容和一個(gè)6Mhz的晶體振蕩器組成。節(jié)點(diǎn)1與單片機(jī)的XTAL2相連接，節(jié)點(diǎn)2與單片機(jī)的XTAL1相連接，從而為單片機(jī)提供時(shí)間信號，為音樂的播放節(jié)拍控制提供基本時(shí)間單位：當(dāng)晶體振蕩頻率為6.MHz，定時(shí)器工作在方式1下時(shí)，若各音階相對應(yīng)的定時(shí)器計(jì)數(shù)初值為X，則可根據(jù)下式計(jì)算X：1/（f×2）=（216-X）×12/（6×106）
控制電路，鍵一與p3.2相連、鍵二與p3.3相連、鍵3與p3.5相連。當(dāng)電鍵按下時(shí)接口接低電平，從而實(shí)現(xiàn)對音樂播放器的控制。鍵一聯(lián)通實(shí)現(xiàn)上一曲更換，鍵二聯(lián)通實(shí)現(xiàn)下一曲更換，鍵三聯(lián)通實(shí)現(xiàn)開始暫停操作。
發(fā)聲電路由數(shù)字揚(yáng)聲器連接p2.0接口實(shí)現(xiàn)音樂的輸出，由控制電路發(fā)出操作指令后，單片機(jī)調(diào)用相應(yīng)程序，并將音樂信號由p2.0口輸出，通過驅(qū)動揚(yáng)聲器發(fā)出美妙的音樂。
圖1 硬件電路設(shè)計(jì)方框圖
圖2 硬件總體電路圖
三、軟件設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)是產(chǎn)生音樂的重要部分，音樂各音符所對應(yīng)的頻率和音樂的節(jié)拍都是通過軟件的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的，軟件設(shè)計(jì)的好壞直接決定了產(chǎn)生的音樂是否正確。軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖3所示。主程序?qū)崿F(xiàn)對單片機(jī)進(jìn)行初始化后，進(jìn)入曲目識別子程序，進(jìn)行歌曲曲目判斷。確定歌曲曲目后，數(shù)碼管再進(jìn)行顯示。然后，子程序?qū)κ欠癫シ胚M(jìn)行循環(huán)判斷，得到播放中斷的指令后再進(jìn)行播放。
執(zhí)行播放后，關(guān)閉數(shù)碼管顯示并調(diào)用查表子程序進(jìn)行播放音樂。在播放音樂的過程中，查表子程序循環(huán)判斷音樂是否結(jié)束。當(dāng)音樂結(jié)束時(shí)，程序跳轉(zhuǎn)回曲目識別子程序。
圖3 軟件設(shè)計(jì)流程圖
四、系統(tǒng)仿真分析
仿真很好的實(shí)現(xiàn)了程序的主要功能，音效良好，說明電路的設(shè)計(jì)和程序的設(shè)計(jì)達(dá)到了要求。音樂播放器很好的實(shí)現(xiàn)了播放/暫停、上一曲、下一曲的功能，并滿足了數(shù)碼管顯示的特殊要求。
51系列單片機(jī)，體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)，對環(huán)境要求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活性好。本設(shè)計(jì)以51單片機(jī)為主控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)控制音樂播放的功能。功能多樣，設(shè)計(jì)簡單，性能穩(wěn)定，具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。
本論文得到大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目基金支持。
參考文獻(xiàn)：
0 引 言
自從1956年美國Zadel教授首次把模糊集這個(gè)概念在發(fā)表的關(guān)于模糊集合理論論文中期提出之后，模糊理論已發(fā)展了50年，模糊理論知識體系現(xiàn)已成熟和完善，同時(shí)也在工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)踐應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣泛。把模糊邏輯技術(shù)當(dāng)做控制規(guī)則融入與控制技術(shù)中，能有效解決和處理那些傳統(tǒng)控制模式構(gòu)造的控制器難以解決的難題，模糊自適應(yīng)控制是將模糊邏輯理論與自適應(yīng)控制相結(jié)合，具有魯棒性強(qiáng)、易于掌握和操作、控制性能好等特點(diǎn)。近年來，模糊自適應(yīng)控制理論日趨成熟，控制技術(shù)也得到很大的發(fā)展，尤其是在智能控制、電子自動化以及航天航空等多方面解決了許多實(shí)際問題，引起了越來越多學(xué)者和技術(shù)人員的重視。
1 模糊控制理論的基本思想
從1960年至今，現(xiàn)代控制理論廣泛應(yīng)用于重工業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐、電子信息自動化以及航空航天等多方面并且取得了巨大的成功。例如最優(yōu)化控制這類問題中可以使用極小值原理來參與解決；運(yùn)用卡爾曼濾波器解決含有有色噪聲的系統(tǒng)中的問題加以研究；對大滯后過程的控制使用預(yù)測控制理論則能有效控制等等。同樣上述控制及應(yīng)用都需一個(gè)基本條件：需能對被控對象進(jìn)行精確的數(shù)學(xué)建模。但是由于科技生產(chǎn)力的飛速發(fā)展，被控對象和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越來越繁瑣復(fù)雜，控制過程中需要考慮和解決的問題越來越多，對于非線性的多參數(shù)的復(fù)雜被控對象，對被控對象和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的精確建模往往難以進(jìn)行，這也使得對復(fù)雜對象的控制難以進(jìn)行和處理。
與上述必須對被控對象進(jìn)行建模才能設(shè)計(jì)控制器的這種模式恰好相反的是，在對于以上原因和問題處理和解決的過程，通常有豐富操作經(jīng)驗(yàn)的工作人員并不需要通過對被控對象建模而是可以靠自身豐富的動手經(jīng)驗(yàn)和熟練地手動控制就可以達(dá)到很好的處理和控制效果。這些豐富的經(jīng)驗(yàn)包括對被控對象的熟知以及在全部可能會發(fā)生的情景下應(yīng)如何改變控制規(guī)則從而采取的相對應(yīng)的控制對策。這些對策和判斷常常是通過自然語言來表述的，與精確地?cái)?shù)學(xué)模型相比這些語言不是系統(tǒng)的而是具有模糊性。即從外界不斷的獲取相關(guān)反饋信息，對這些信息經(jīng)過分析、研究和整理，做出相對應(yīng)的決策同時(shí)改變控制規(guī)則和方式，從而是控制目的達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。在這些操作工作過程上，通過研究和分析人的自主能動性和自主控制的行為，利用這些行為特點(diǎn)，讓計(jì)算機(jī)模擬人得思維方式用來控制那些無法構(gòu)建精確的數(shù)學(xué)模型的被控對象，從而形成了模糊控制。
模糊控制是集模糊集理論、模糊語言變量及模糊邏輯推理的知識應(yīng)用在控制方法上，以此來模擬人的模糊邏輯思維，用來解決無法建立精確的數(shù)學(xué)模型的過程的智能控制方法。模糊控制是在模糊集等理論的基礎(chǔ)上將人的推理、判斷、思維過程應(yīng)由比較簡單的數(shù)學(xué)形式描述出來。模糊控制的目標(biāo)是為解決各種問題提供更加有效的思路和方法，再加上比起傳統(tǒng)控制方法，模糊控制可以融入人的思維判斷，所以這種控制方法在實(shí)際應(yīng)用中更加得到重視，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。
2 模糊控制
模糊系統(tǒng)是指與模糊概念、模糊邏輯直接相關(guān)的系統(tǒng)。它通常是由模糊器、模糊規(guī)則庫、模糊推理機(jī)以及解模糊器這四個(gè)模塊組成。模糊器首先是把系統(tǒng)輸入量進(jìn)行適當(dāng)比例對應(yīng)地量化作為論域中的數(shù)值，然后對應(yīng)每一個(gè)量化的數(shù)值定義一個(gè)模糊子集，并把每個(gè)模糊子集所相對應(yīng)的隸屬函數(shù)定義出來，最后把數(shù)值對應(yīng)的隸屬度應(yīng)用合適的語言值求出來。模糊規(guī)則庫中對應(yīng)的每個(gè)規(guī)則都是由進(jìn)行手工操作的工作人員的豐富和熟練的操作經(jīng)驗(yàn)和知識以及這些工作人員在控制過程中用來計(jì)算各種數(shù)據(jù)的相關(guān)算法。模糊推理機(jī)是指應(yīng)用模糊邏輯法則把模糊規(guī)則庫中的規(guī)則用某種映射表達(dá)出來。解模糊器則和模糊器的作用相反，解模糊器就是把模糊推理最終得來的結(jié)果轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)值量。
模糊控制系統(tǒng)就是在常規(guī)的控制系統(tǒng)中，用模糊邏輯系統(tǒng)來取代傳統(tǒng)的控制器，進(jìn)而使得復(fù)雜難以建模的被控對象能得到更有效的控制。
3 自適應(yīng)模糊控制
模糊控制的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，在應(yīng)用模糊控制進(jìn)行解決問題過程中可以看出，是否能夠制定出好的模糊控制規(guī)則將會直接影響到控制效果，而控制規(guī)則的制定原則通常是由工作人員在具體操作過程中對被控對象的熟知和了解以及在實(shí)際操作過程的實(shí)踐中總結(jié)出來的。在把模糊控制應(yīng)用那些復(fù)雜的時(shí)變的非線性不確定的系統(tǒng)時(shí)，由于被控過程中出現(xiàn)一些時(shí)變的非線的以及高階性的其他隨機(jī)干擾等因素，造成縱使采用了模糊控制也不能達(dá)到很好的控制目的，如果控制能夠自動調(diào)節(jié)這個(gè)問題就能得到解決，所以人們在模糊控制的基礎(chǔ)上融于了能夠自組織、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的技術(shù)，結(jié)合這些因素的模糊控制在控制過程中可以利用自學(xué)習(xí)的功能從外界環(huán)境以及自身控制過程當(dāng)中得到相關(guān)有用的信息，并依這些搜集到的信息進(jìn)行相關(guān)的反饋和修改控制規(guī)則或參數(shù)，從而使得整個(gè)系統(tǒng)的控制功能隨著問題的變化給出不同的控制規(guī)則。
4 自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
自適應(yīng)模糊控制的設(shè)計(jì)是為了使得控制具有自組織、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)這些特點(diǎn)的，為了能夠在控制運(yùn)行過程中，結(jié)合相應(yīng)地控制效果和外部環(huán)境，對控制器的控制方案做進(jìn)一步的修改和完善使得控制效果達(dá)到更好的結(jié)果，這就使得模糊控制具有更高的智能性，所以在最常見的自適應(yīng)模糊控制方案的設(shè)計(jì)中是把偏差測量、控制校正和規(guī)則修改這三個(gè)功能塊附加在基本模糊控制器中。
其中，偏差測量塊，用于測量實(shí)際輸出和期望輸出的偏差值，從而確定系統(tǒng)控制中需要校正的量，以便為系統(tǒng)控制規(guī)則的修正提供信息；控制量校正塊，用于把輸出應(yīng)答需要校正的量轉(zhuǎn)換成控制量需要校正的量；規(guī)則修改塊，對控制量的修改通過校正控制規(guī)則來實(shí)現(xiàn)校正量。自適應(yīng)模糊控制器的工作原理是：通過測量輸出誤差的差值來獲得需要校正的信息，然后將需要校正的輸出應(yīng)答的校正量轉(zhuǎn)換成控制量需要的校正量，最終通過修改控制規(guī)則來實(shí)施校正量。
5 自適應(yīng)模糊控制的研究與發(fā)展
1960年代中期，Zadeh教授創(chuàng)建了模糊集理論，與 Mamdani教授 等人分別開展了一系列關(guān)于模糊控制的研究工作，自從模糊控制得到了學(xué)者的大量研究和實(shí)踐，模糊控制理論逐漸發(fā)展成富有發(fā)展成果和發(fā)展吸引力的研究領(lǐng)域。
1979年， Procyk和他的導(dǎo)師Mamdani提出了一種能使模糊控制規(guī)則自動生成和自動修改的自組織模糊控制器（SOC），第一次在模糊控制的結(jié)構(gòu)中加入了自組織的功能，首次在較高起點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)了如何用自組織模糊控制器在較短時(shí)間內(nèi)在一類大過程的問題上取得更好地控制效果。Shao等人后來對算法作了一些改進(jìn)并應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中，之后Rhee和Vander等人進(jìn)一步通過由定量過程來獲得定性控制規(guī)則的方法改進(jìn)了控制器。
Pedrycz 提出了一種模糊關(guān)系模型的辨識方法，該方法是基于參考模糊集的系統(tǒng)模糊關(guān)系模型而實(shí)施的；T.Takagi 和 M.Sugeno 緊跟R.M.Tong 的研究步伐，提出了一種用模糊集理論去辨識系統(tǒng)模糊模型的語言的方法。這兩種極具有代表意義辨識方法為工業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中的建模提供極有效的工具，并為自適應(yīng)模糊控制的進(jìn)一步研究發(fā)展提供了非常有效的工具。Z.Bien和Yong-Tae Kim應(yīng)用了變結(jié)構(gòu)控制的思想設(shè)計(jì)了魯邦自學(xué)習(xí)的控制器用于解決傳統(tǒng)的自組織模糊控制過程中出現(xiàn)的外部干擾敏感問題，在雙關(guān)節(jié)倒立擺控制過程中取得了良好的控制效果，但是控制過程中出現(xiàn)了震動現(xiàn)象。
Harris和Moore 提出了建立在過程模糊模型基礎(chǔ)上而不是直接把模糊邏輯技術(shù)直接當(dāng)成控制器的間接自適應(yīng)模糊控制，使得類似自校正調(diào)節(jié)器的控制功能最終得以實(shí)現(xiàn)。Layne等人在傳統(tǒng)的模型參考自適應(yīng)控制的控制過程中加入了模糊邏輯技術(shù)從而得到了新的模糊模型參考學(xué)習(xí)控制。張化光在借鑒TS模型的模糊自校正控制的基礎(chǔ)上在控制器上應(yīng)用了廣義預(yù)測控制律，用這種方法很好的解決了具有不確定時(shí)滯問題，同時(shí)能顧及系統(tǒng)模型失配的影響，具有良好的魯棒性。G.V.S.Raju和J.Zhou 基于K.F.Glu和S.Daley把自適應(yīng)控制器應(yīng)用在復(fù)雜多變過程的研究成果上提出了遞階模糊控制以及自適應(yīng)遞階模糊控制。G.V.S Raju等人在戴忠達(dá)的算法基礎(chǔ)上，提出了一類自適應(yīng)多級模糊控制器。之后A.Gegov提出了應(yīng)用于城市交通控制網(wǎng)絡(luò)的一類多級智能模糊控制器。K.Y.Tu等人設(shè)計(jì)了利用滑動超平面連接多個(gè)單變量的FLC的多層模糊控制器，并闡述了閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的條件。
6 結(jié)語
模糊控制相對于傳統(tǒng)的控制理論能夠解決更多實(shí)際復(fù)雜的建模以及控制問題，是一種極為有效的控制方法，自適應(yīng)模糊控制是一種具有自組織、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的控制方法，在控制過程中，自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)能夠在系統(tǒng)運(yùn)行過程中根據(jù)外界反饋的信息不斷修改自身的控制規(guī)則，使得系統(tǒng)的性能更加的完善改善了系統(tǒng)的性能。近幾年來，自適應(yīng)模糊控制因?yàn)槠渥陨淼目刂铺匦远〉昧撕艽筮M(jìn)展，基于模型的自適應(yīng)模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的結(jié)合，使系統(tǒng)功能以及穩(wěn)定性得到進(jìn)一步增強(qiáng)，為非線性系統(tǒng)的建模以及控制提供了有效的工具。自適應(yīng)模糊控制在近幾年的發(fā)展中已開始向多元化和交叉學(xué)科方向發(fā)展，加強(qiáng)對自適應(yīng)模糊控制的研究是近幾年越來越迫切的問題，同時(shí)模糊-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)混合系統(tǒng)的出現(xiàn)給自適應(yīng)模糊控制的研究帶來了新的生機(jī)，但是由于系統(tǒng)的非線性與復(fù)雜性使得研究工作的難度大大增加。自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)逐漸向混合系統(tǒng)模式方向發(fā)展，對于自適應(yīng)模糊控制的研究有著很大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)：
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嵌入式軟件的測試是提高軟件質(zhì)量的重要手段，只有經(jīng)過充分的軟件測試，才有可能開發(fā)出高質(zhì)量、可靠安全的嵌入式軟件。
對于航天領(lǐng)域嵌入式軟件而言，實(shí)時(shí)性要求，可靠性和安全性要求更高。
2 嵌入式軟件測試
2.1 軟件測試的基本方法
嵌入式軟件測試的方法一般可以分為黑盒測試和白盒測試兩種。
黑盒測試是一種基于軟件功能的測試。
白盒測試在于看清軟件模塊內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，如各種覆蓋率測試，數(shù)據(jù)流測試等。
按照軟件生存周期模型，嵌入式軟件測試一般又可分為單元測試、組裝測試和確認(rèn)測試，其中確認(rèn)測試還可包括第三方獨(dú)立測試。
單元測試以不可再分的功能模塊為測試對象，可以進(jìn)行黑盒和白盒測試。在驗(yàn)證功能模塊實(shí)現(xiàn)的軟件功能項(xiàng)的同時(shí)，可以進(jìn)一步進(jìn)行覆蓋率測試。
一般測試過程見圖1。
組裝測試主要測試對象是經(jīng)過單元測試以后的集成軟件模塊，其目的是驗(yàn)證各軟件模塊的控制接口和數(shù)據(jù)接口是否正確，與設(shè)計(jì)是否相符。
確認(rèn)測試則是在系統(tǒng)環(huán)境中進(jìn)行的功能和性能測試，借助輔助測試工具，驗(yàn)證軟件是否完全實(shí)現(xiàn)各功能和性能需求項(xiàng)。
2.2 軟件測試工具
2.2.1 VECTORCAST
VECTORCAST提供強(qiáng)大的單元和組裝級別的測試功能，能自動產(chǎn)生、編譯測試樁和驅(qū)動模塊，通過友好界面交互自動產(chǎn)生測試用例，并支持完全自動的回歸測試，提供SC，BC和MC/DC測試覆蓋率顯示，提供MaCabe圈復(fù)雜度分析和基本路徑分析。
2.2.2 CODETEST
CODETEST是專門針對嵌入式軟件開發(fā)出來的高性能軟件測試和分析工具，除了通常軟件測試工具的插樁技術(shù)外，CODETEST最突出的特點(diǎn)是有硬件套件和探頭等輔助測試設(shè)備用于精確的性能分析和系統(tǒng)級覆蓋率分析。
2.3 軟件測試實(shí)踐
嵌入式軟件主要經(jīng)過單元、組裝測試和確認(rèn)測試。
下面以1750平臺和編程語言ADA為例，結(jié)合測試工具介紹各階段測試內(nèi)容。
2.3.1 單元和組裝測試
我們采用了VECTORCAST這個(gè)軟件工具進(jìn)行單元和組裝測試，這是基于主機(jī)平臺的測試。我們采用的編譯器是M1750-Ada。在使用該編譯器結(jié)合VECTORCAST工具時(shí)，在編譯參數(shù)打開擴(kuò)展內(nèi)存選項(xiàng)的時(shí)候，會出現(xiàn)編譯鏈接不通過或程序執(zhí)行出錯(cuò)的情況。經(jīng)查，由于我們編寫的代碼加上 VECTORCAST工具自身為測試而生成的可執(zhí)行代碼超出了規(guī)定的64K代碼長度，代碼出現(xiàn)跨段，因此會出現(xiàn)編譯鏈接不通過或程序執(zhí)行出錯(cuò)的情況;最后通過更改編譯鏈接的腳本控制文件，指定各代碼段存放的位置，確保代碼不出現(xiàn)跨段，解決了該問題。
該工具也被用來進(jìn)行組裝測試，在語句、分支和多條件判定/決策各級別測試覆蓋率方面發(fā)揮了重要作用，并且通過編寫shell腳本文件實(shí)現(xiàn)了自動的單元和組裝級別的回歸測試。
2.3.2 確認(rèn)測試
在嵌入式軟件確認(rèn)測試過程中，我們使用CODETEST測試工具實(shí)現(xiàn)了M1750平臺上在線的軟件動態(tài)覆蓋率測試和軟件性能測試。
首先，構(gòu)建了一個(gè)真實(shí)物理接口的測試環(huán)境，與目標(biāo)計(jì)算機(jī)相連接，嵌入式軟件在目標(biāo)計(jì)算機(jī)中連續(xù)運(yùn)行，通過使用專用適配器捕捉目標(biāo)CPU的控制、地址和數(shù)據(jù)總線的信號，并采用CODETEST的應(yīng)用分析軟件實(shí)時(shí)在線分析[( dylw.NEt) 專業(yè)提供論文寫作和發(fā)表的服務(wù),歡迎光臨]嵌入式軟件中各個(gè)模塊的運(yùn)行情況，包括運(yùn)行時(shí)間、頻率等，對被測軟件的運(yùn)行情況有全面了解，也為我們解決其它軟件問題提供了有效的參考數(shù)據(jù)。
確認(rèn)測試階段，被測軟件的長期考核必不可少。該測試環(huán)境下可進(jìn)行自主不間斷連續(xù)測試，不需要進(jìn)行人工干預(yù)。
3 結(jié)語
嵌入式軟件要求測試充分，我們要充分借助軟件測試工具進(jìn)行主機(jī)環(huán)境下的單元、組裝測試和系統(tǒng)集成環(huán)境下的確認(rèn)測試。在實(shí)際測試過程中，我們既使用了 VECTORCAST進(jìn)行了主機(jī)平臺下的測試;也構(gòu)建了軟件確認(rèn)測試的平臺，借助CODETEST進(jìn)行了集成環(huán)境下的性能測試和覆蓋率分析。在特定的測試平臺下，積累了相關(guān)測試經(jīng)驗(yàn)，對類似的嵌入式軟件測試起到一定的借鑒作用。
參考文獻(xiàn)：
材質(zhì)為（ASME-B861 Ti2）鈦管，規(guī)格Φ57*5～Φ325*5共計(jì)10個(gè)規(guī)格尺寸。Ti2為工業(yè)純鈦，強(qiáng)度為σb 450～600 MPa，其具有良好的塑性、韌性和抗腐蝕性，尤其具有很好的低溫性能，所以鈦基材料廣泛用于化工、電力項(xiàng)目中。在管道預(yù)制安裝項(xiàng)目前我們制作了各種焊接試驗(yàn)，采用不同氣體保護(hù)參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，最終獲得了最佳保護(hù)效果的焊接工藝，并對鈦管材料的焊接進(jìn)行了焊接工藝評定，編制了詳盡的焊接工藝卡，從而保證了焊接質(zhì)量。
1 鈦管的焊接工藝
1.1 焊接性分析
鈦及其合金具有很強(qiáng)的化學(xué)活潑性，當(dāng)溫度超過400 ℃時(shí)即開始與氧、氮、氫及碳發(fā)生反應(yīng)，高于600 ℃時(shí)反應(yīng)劇烈。而氧、氮、氫及碳含量的增加會導(dǎo)致鈦及其合金焊縫金屬的脆化，所以TA2鈦管焊接時(shí)的氣體保護(hù)是關(guān)鍵問題，同時(shí)控制焊縫及熱影響區(qū)的溫度，避免因過熱產(chǎn)生粗大晶粒、過熱組織，導(dǎo)致金屬的機(jī)械性能降低。
1.2 焊接易出現(xiàn)的焊接缺陷
（1）氣孔問題。焊接鈦及其合金時(shí)，經(jīng)過焊縫RT后經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)在熔合線附近產(chǎn)生聚集型氣孔。氣孔主要為氫氣孔；由于氫在鈦中的溶解度隨溫度的升高而降低，焊接時(shí)熔合線附近的溫度高，會引起氫脫溶而出。如果焊接區(qū)周圍氣氛中的氫分壓高，則熔融金屬中的氫不容易析出，于是便聚集形成氫氣孔。
（2）裂紋問題。焊接鈦基材料時(shí)由于材質(zhì)的硫、磷雜質(zhì)含量很少，所以很少會出現(xiàn)熱裂紋；但是焊接鈦材時(shí)很有可能出現(xiàn)冷裂紋且具有延遲現(xiàn)象。主要是由于鈦的導(dǎo)熱性較差，熱量散失慢，容易出現(xiàn)焊縫晶粒粗大；當(dāng)氣體雜質(zhì)含量較高時(shí)，焊接接頭的塑性降低，特別是當(dāng)焊縫中溶解較多的氫時(shí)會形成氫脆。
1.3 氣體保護(hù)
鈦材焊接時(shí)由于對氣體的純度要求較高，所以我們選用 99.999%高純度氬氣；氬氣所要保護(hù)的范圍為熔池、熱影響區(qū)域以及兩側(cè)熔合線以外各10 mm區(qū)域的母材。為此需要制定特殊的氣體保護(hù)裝置；管道內(nèi)部使用氬氣室裝置進(jìn)行保護(hù)。
1.4 焊前準(zhǔn)備
1.4.1 坡口加工
鈦管切割后，采用氧化鋁砂輪機(jī)打磨出坡口，如圖1所示，加工坡口不允許使母材產(chǎn)生過熱變色。
1.4.2 坡口及焊絲清理
（1）坡口及其兩側(cè)各50 mm以內(nèi)的內(nèi)外表面進(jìn)行清理，清理程序如下：光機(jī)打磨→砂紙輪拋光→丙酮清洗。企業(yè)經(jīng)營管理論文清洗后不能直接進(jìn)行焊接作業(yè)，待坡口端面晾干后方可以作業(yè)。如果放置時(shí)間超過2小時(shí)，須重新清理一遍或者采用自粘膠帶及塑料布對坡口予以保護(hù)。
（2）操作人員在焊接過程中必須戴潔凈的手套。
1.5 焊接材料的選用
依據(jù)母材的分組故選擇匹配性較好的ERTi-2，規(guī)格為Φ2.0/2.4化學(xué)成分如表1所示。
1.6 主要的焊接參數(shù)
（1）氬氣的流量大小直接影響在焊接過程焊縫的保護(hù)效果，根據(jù)驗(yàn)證的結(jié)果得出能夠滿足要求的氣體流量參數(shù)。
（2） 焊接電流大小直接影響在焊接過程中的熱輸入量，所以根據(jù)驗(yàn)證的結(jié)果得出能夠滿足要求的焊接參數(shù)，如表2所示。
2 焊縫質(zhì)量評定
焊接完成后主要通過焊縫外觀表面顏色判斷焊縫質(zhì)量的好壞，焊縫表面的顏色主要與氬氣保護(hù)、破口清潔度等有直接關(guān)系；具體根據(jù)表面顏色判定焊縫質(zhì)量好壞如表3所示。
如果在焊接過程中焊縫表面出現(xiàn)藍(lán)色或是青紫色應(yīng)立即停止焊接，查找原因及時(shí)改進(jìn)焊接措施；如果焊縫表面出現(xiàn)暗灰色應(yīng)立即停止焊接進(jìn)行返修，將暗灰色部分全部鏟除，重新焊接。
3 結(jié)語
綜上所述，在鈦管焊接過程中，需要從焊接可能產(chǎn)生的問題即氣孔問題、焊接裂紋問題以及氣體保護(hù)問題等，對焊接的流程進(jìn)行嚴(yán)格把控，做好焊接前的準(zhǔn)備工作，保證坡口加工過程中的溫度正常，確定坡口與焊絲的清理工作的有效完成，焊接材料選用的過程中，也需要嚴(yán)格按照具體要求參數(shù)執(zhí)行。另外，從焊接結(jié)果來看，外觀觀察上所有的焊縫表面色為銀白色時(shí)，其焊接工藝最佳。結(jié)合焊接流程而言，為了保證TA2鈦管在焊接時(shí)的氣體有效保護(hù)、控制焊縫和熱影響區(qū)溫度，盡可能避免因?yàn)闇囟冗^熱產(chǎn)生較大的晶粒、過熱組織等，需要在施工中注重各個(gè)環(huán)節(jié)流程，從焊接選材、材料清理、焊接過程中的溫度選擇、焊接各方面參數(shù)的設(shè)定角度入手，不斷進(jìn)行工作總結(jié)，以便鈦管焊接工藝水平的有效提高。
參考文獻(xiàn)
[1] 王靜，趙睿.鈦管TIG焊接工藝探討[J].石油化工設(shè)備技術(shù)，2010（1）：48-51，72.
中圖分類號：TM383 ； 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）04-0212-02
1 引言
21世紀(jì)石油鉆井工業(yè)的迅速發(fā)展，隨鉆測量和隨鉆測井的技術(shù)也得以迅速發(fā)展，其對地質(zhì)導(dǎo)向鉆井來說至關(guān)重要，因而對其要求越來越高。而連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器作為目前國外大型石油公司獨(dú)有的商業(yè)化產(chǎn)品，具有傳輸速率快等優(yōu)點(diǎn)，是隨鉆測量信號最重要的傳輸方式之一。
連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器中傳輸信息的核心部分之一是永磁同步電機(jī)的控制系統(tǒng)。永磁同步電機(jī)（Permanent Magnet Motor，簡稱PMSM）具有體積小、力矩慣量大、效率和功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)。因而在測井系統(tǒng)中運(yùn)用永磁同步電機(jī)，能夠降低成本，減少維修，節(jié)約能源。基于這些優(yōu)點(diǎn)，本文介紹采用TMS320F2812控制永磁同步電機(jī)，以滿足二進(jìn)制FSK調(diào)制方式對轉(zhuǎn)閥電機(jī)的調(diào)速要求[1，2，3]。
2 控制框圖
井下傳感器將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號編碼，然后通過轉(zhuǎn)閥驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)驅(qū)動轉(zhuǎn)閥旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生泥漿壓力脈沖，壓力脈沖經(jīng)過鉆桿中的泥漿上傳信息，地面?zhèn)鞲衅鹘邮盏絵沖信號以后，通過濾波整形，信號譯碼，得到井下采集的數(shù)據(jù)信息，然后經(jīng)過數(shù)據(jù)的分析和處理反饋到計(jì)算機(jī)，實(shí)時(shí)了解井下工況?？刂乒ぷ髟砜驁D如圖1示。
3 硬件控制設(shè)計(jì)
為了使永磁同步電機(jī)能夠在不同的轉(zhuǎn)速間迅速切換，獲得較好的2FSK調(diào)制信號。本文以 TMS320F2812 為控制核心，以此數(shù)字信號處理器負(fù)責(zé)完成大部分的計(jì)算和控制功能[4，5，6]。在MATLAB/Simulink中建立永磁同步電機(jī)的向量控制系統(tǒng)的原理圖如圖2所示。
本文中采用空間脈寬調(diào)制（SVPWM）控制策略，此時(shí)定子電流勵(lì)磁分量 [id]=0，永磁同步電機(jī)相當(dāng)于一臺他勵(lì)直流電機(jī)，定子電流中只有X，Y軸分量，且永磁體磁動勢空間向量與定子磁動勢空間向量正交，此時(shí)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩中只剩永磁轉(zhuǎn)矩分量 [Te1]，只需要控制定子電流的轉(zhuǎn)矩分量 [iq]的大小即可。這樣電磁轉(zhuǎn)矩就只依賴于交軸電流，能夠?qū)崿F(xiàn)交、直軸電流的解耦。永磁同步電機(jī)的定子由三相SVPWM逆變器供電，轉(zhuǎn)子位置傳感器檢測轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n和轉(zhuǎn)角 [θ]。由轉(zhuǎn)速外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)經(jīng)過PI調(diào)節(jié)并經(jīng)過反PARK變化得到SVPWM調(diào)制器的電壓調(diào)制信號。檢測到的定子電流經(jīng)CLARKE變換和PARK變換，得到定子電流[id]和[iq]作為電流的回饋信號。
4 軟件控制設(shè)計(jì)
根據(jù)軟件模塊化設(shè)計(jì)思路，充分利用 DSP 的資源特點(diǎn)，根據(jù)建模編寫相應(yīng)的控制系統(tǒng)程序，包括檢測模塊、算法模塊、SVPWM模塊等。軟件主程序主要針對系統(tǒng)硬件及各變量設(shè)定初始值，完成寄存器的配置和給定初始值，在循環(huán)等待中，當(dāng)中斷觸發(fā)時(shí)，開始執(zhí)行子程序，中斷服務(wù)子程序作為系統(tǒng)軟件部分的核心，主要包括定時(shí)器中斷和功率驅(qū)動保護(hù)中斷[7]。軟件控制主流程圖如圖3所示。
5 仿真結(jié)果
設(shè)電機(jī)在0～0.3s時(shí)的PMSM的轉(zhuǎn)速響應(yīng)仿真波形圖如圖4
其中圖5橫坐標(biāo)為時(shí)間軸t，單位為s，縱坐標(biāo)為轉(zhuǎn)速n，單位為m/s，所得轉(zhuǎn)速響應(yīng)仿真波形圖如圖5所示。
從圖5以看出，在轉(zhuǎn)速為600m/s的時(shí)候，采用PI控制，轉(zhuǎn)速上下波動幅值為10，波動率為 。滿足二進(jìn)制FSK調(diào)制方式對轉(zhuǎn)閥電機(jī)的調(diào)速要求。
參考文獻(xiàn)：
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[4] 魏呂洲，薛重德，翟紅存.基于SVPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真7J].中小型電機(jī)，2005， 32（3）：45-48.
