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  • 关于《机械故障诊断学》的教学改革研究

    来源:www.shuoshisheng.net 发布时间:2019-10-18

    随着现代工业的发展,机械设备的故障诊断技术越来越受到人们的重视,它已成为保证生产系统安全稳定运行,提高产品质量的必不可少的重要手段和关键技术。目前,机械故障诊断已广泛应用于电力,化工,冶金,机械等大型企业。另外,在诸如柔性制造系统,计算机集成制造系统等的现代机械制造系统中,故障诊断技术同样重要。机械故障诊断作为一种学习故障诊断技术的专业课程,是一门实用,全面,多学科的学科,近年来发展迅速。就该学科的性质而言,它属于动态系统识别的研究类别。就工程特性而言,这是研究机械设备运行状态的科学。

    在许多高校中,机械故障诊断已成为机械工程,仪器仪表和能源动力研究生培训系统中的重要选修课。一些大学甚至将此课程作为必修课程。近年来,我们学校开设了这门课程作为选修课。但是,在教学过程中,它主要是从理论到理论。在理论和实践方面仍有许多工作要做。为了提高学生对课程在工程实践中应用的理解,提高教学质量和效果。我们提出了新的教学改革思路,包括增加了学生解释链接,讨论链接,与工程实践和实验教学相结合以及课程评估方法的改革。可以预期,这些教学改革可以显着提高本课程的教学效果,从而真正在研究生的就业和工作中发挥作用。

    一,机械故障诊断教学的现状

    目前,机械故障诊断的教学过程中存在很多问题,主要问题如下。

    1.内容广泛。机械故障诊断是一门多学科的课程,与数学,信号处理,传感器,人工智能和其他学科密切相关。本课程主要包括:信号检测,动态系统分析,故障诊断的人工智能方法,故障诊断的工程应用等,知识面非常广泛。因此,该理论非常有力。在讲授这门课程时,我们还特别注意了这一理论,因此需要提高教学效果。

    2.学生基础薄弱。机械故障诊断是针对机械力学和工程专业的研究生的专业选修课程。但是,以前学习过本科专业的学生基本上是热工程或机械制造和自动化。在故障诊断中起重要作用的振动基座,传感器等的基本知识几乎无法获得。因此,从一开始,学生在上课时就会感到非常困难。例如,难以理解时域模型预测和时域频谱分析中的各种频域概念。此外,许多学生还没有接触过Matlab软件,或者该软件仍处于半熟状态,并且该课程后面的一些家庭作业很难完成。

    3.与项目的实际集成尚未结束。过去,在教学过程中,我们主要强调理论知识的解释,而工程实践的结合不是很紧密。因此,即使学生已经学习了很多理论知识,也不知道在工程实践中有什么用。理论教学与工程实践之间仍然存在一定距离。

    4.缺乏实验教学。在上一次的教学中,由于缺少实验设备,没有安排实验教学环节。因此,机械故障的诊断始终在纸上。

    5.评估方法单一。本课程始终以大型作业的形式进行。在作业的前几天,学生常常会感到惊讶。报告要么与要求不符,要么大部分复制了参考材料。

    这些问题在机械故障诊断课程的教学过程中一直存在。因此,这也是课程教学改革过程中需要重点关注的问题。这也是需要改变的现状。

    其次,补充基本链接的说明

    鉴于许多学生的故障诊断基础薄弱,在本课程的入门课程之后,安排了第二节课来解释与故障诊断直接相关的振动基础,传感器知识和Matlab仿真的一些基础知识。解释的内容不需要非常全面,而是介绍一些基本知识,尤其是此类知识在故障诊断中的可能应用,例如振动,频率响应函数,振幅的几种表达式等三种类型的问题。上。传感器的基础知识。此外,介绍了Matlab软件中的Simulink,它在故障诊断仿真研究中具有重要地位,并介绍了稍后使用的几个工具箱的应用。有了这些基本知识,学生将不会对后面遇到的内容感到太尴尬,并且可以快速理解并直接应用于后续的学习内容。

    第三,增加学生讲课

    为了在教学过程中充分调动学生的学习积极性,在本课程中,学生可以赚钱并学会使用。我们专门为学生安排了讲座。由于本课程研究生人数不多,因此在操作上更为可行。首先,选择关键内容,例如时域分析和频域分析,这是最重要的故障诊断依据。模糊诊断方法,神经网络诊断方法和专家系统是现代智能故障诊断的代表。所选内容也可以根据学生人数进行调整。安排学生讲课,并给他们足够的准备时间。现有的实践表明,学生在教学过程中表现出良好的热情和主动性。讲座中的大多数学生都作了充分准备,可以以ppt或黑板的形式进行解释。而且,在讲解过程中,还可以找到相应的文献资料,使他们对故障诊断实践中的部分内容有很深刻的理解。实践证明,学生讲座对讲师可以起到很好的作用。学生对这部分内容有非常扎实的掌握。掌握了作业的大多数学生都选择与自己谈论他们所考虑的内容。本课程的重要任务。

    第四,增加讨论链接

    尽管有讲座,学生们仍可以充分发挥主观能动性,并取得更好的学习效果。但是,对于未参加讲座的学生,由于准备不足,因此学习效果有限。为此,在增加学生讲座的数量的同时,我们有意增加了讨论链接,以弥补学生讲座的不足。讨论内容有两种选择:一种是安排每个学生根据老师讲授的内容事先准备讨论内容。第二种类型是基于学生的讲座。对于某些非常重要的内容,要求讲师认真准备讲座,而其他学生则应认真准备和讨论。在课程的教学过程中,讨论部分可以安排在模糊诊断方法,神经网络诊断方法和故障诊断实例的教学部分中。实践证明,讨论环节可以很好地避免学生的学习惯性。预先准备后,学生可以掌握需要讨论的内容。此外,在教学过程中可以经常进行讨论,从而不断敦促学生积极参与。

    V.添加具有工程实践的链接

    由于本课程与工程实践紧密结合,为避免在课程过程中过分强调理论知识,因此从以下几个方面增加了与工程实践相结合的教学活动。

    1.在理论教学过程中,不断向学生介绍理论知识在工程实践中的实际应用。在介绍的过程中,使用了水轮机故障诊断系统来吸引学生的注意力和兴趣,并向学生简要介绍了Open Predictor故障诊断系统。例如,在介绍故障树诊断方法时,介绍了船舶碰撞故障树的实例分析。

    2.要求学生为内容的某些方面找到具体的应用示例。例如,在模糊诊断方法的学习过程中,要求学生介绍他们在实际工程实践中发现的模糊诊断方法的示例。

    3.尝试在教学过程中使用项目教学方法。例如,在故障诊断示例的一部分中,老师可以解释和介绍用于旋转机械故障诊断系统,齿轮故障诊断和轴承故障诊断的项目教学方法。

    6.添加实验教学链接

    尽管已采取各种措施改革机械故障诊断课程,但实验教学过程仍然至关重要。由于缺少实验设备,因此没有以前的课程实验。现在我们有了基本的故障诊断实验设备。因此,为了加强理论和实践,我们在教学过程中增加了实验教学环节。实验内容选择了旋转机械故障诊断中常见的齿轮故障诊断和轴承故障诊断。此外,在将实验安排在与课程相关的教学内容之后,希望学生将理论知识与实验教学内容结合起来。通过实验教学,学生可以从布置传感器,数据采集,信号处理,诊断分析和诊断报告等方面对故障诊断的整个过程有深刻的了解。这是在其他教学过程中不提供给学生的培训。

    七,多元化的评估方法

    由于本课程以前的评估方法过于单一,因此仅依赖于课程结束后学生提交的大量作业。由于这项大型工作的良好形式,对提高研究生的综合素质具有一定的作用。因此,在本课程的教学改革过程中,仍然存在编写报告的大量工作。但是,在教学改革中,大规模操作的要求将得到显着改善,例如,对问题的要求,所需字数的要求以及对条款的要求有明显的限制。参考文件得到了显着改善。此外,特别鼓励对大型操作中的特定问题包括故障诊断研究。大型工作的比例从100%降低到60%。此外,该课程的评估系统还包括学生在课堂表现,家庭作业,讲座,讨论会和实验课程中的表现。这些分数占40%。结果表明,这将给学生带来一定的压力,使他们可以在各个方面积极投入,从而提高教学效果和质量。

    八,结论

    为了提高机械故障诊断课程的教学质量,提出了该课程的教学改革思路。在总结本课程教学过程的不足的基础上,为解决以往教学过程中存在的问题,制定了具体的教学改革措施。这些措施都是为解决特定问题而提出的,具有很高的可行性。

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