【摘 要】
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随着社会对工程人才的质量要求不断提高,国际工程教育质量标准由“符合”逐渐转向“适用”。各国工程教育更加注重技术人才对理论知识的深入理解和灵活运用,以及技术人才的工程实践能力和创新能力的培养。工程教育模式的转型与完善是技术人才能力培养的风向标,CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO即构思、设计、实践和运作,它以产品研发到运行的生命周期为载体,旨在为实验者提供一种强调以工程为
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随着社会对工程人才的质量要求不断提高,国际工程教育质量标准由“符合”逐渐转向“适用”。各国工程教育更加注重技术人才对理论知识的深入理解和灵活运用,以及技术人才的工程实践能力和创新能力的培养。工程教育模式的转型与完善是技术人才能力培养的风向标,CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO即构思、设计、实践和运作,它以产品研发到运行的生命周期为载体,旨在为实验者提供一种强调以工程为基础的产品和以构思、设计、实现、运行过程为背景的工程教育。设计一款软硬件交互式测控系统尤为重要。为了引导实验者深入了解测控系统的架构及其工程应用,掌握测控系统构建方法,培养其以问题为导向的思维方式,实验内容的设计需来源于工程项目且紧贴理论知识体系。本课题以动力调谐陀螺仪（dynamically tuned gyroscope,简称DTG）闭环系统为载体,将复杂的实际工程凝练到测控系统中,简化设计环节,降低设计门槛,开发软硬件交互式测控系统。主要研究内容以及所做的重点工作有以下几个方面:1.依据CDIO工程教育模式以及工程人才的培养目标,完成测控系统的总体设计,创新性的提出理论实践相结合的形式,确定基于DTG闭环测量系统进行测控系统实验内容的设计。2.推导DTG闭环系统理论模型,对校正网络模型进行仿真,构建DTG闭环测量系统模型,完成系统仿真软件的总体设计。3.设计DTG模拟器和测控系统的数字电路,开发电路原理图和实验内容的实时显示功能。以模拟电路的形式设计DTG闭环系统,并按照功能划分为独立的电路模块,设计电路模块实验以及系统闭环实验,实验者可在此基础上对实验进行深度挖掘,拓展工程思维。4.搭建系统实验测试平台,进行漂移测试,完成系统可靠性、稳定性验证,并依据实验系统的设计理念、设计目标对各个模块功能进行测试。通过分析实验数据,1小时随机漂移率实验结果均满足小于0.8°/h的理论值要求,逐次漂移率分别为0.1944°/h、0.2148°/h,均小于2°/h的理论值。引入解耦电路后,X轴与Y轴的角度偏差为-0.1837°,通过力矩器电流信号可以还原X轴或Y轴的单轴角速度信号,各模块电路性能符合实验测试要求。
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