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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在的航空航天業，輕金屬對航空航天業的發展至關重要，然而，隨著科技的進步，航空航天事業的發展，對材料的要求也越來越高，不但要提高飛行器的性能，還要減輕自重以節約能源降低費用，鋁、鎂、鈦這些輕金屬的合金材料應運而生，在航空航天領域得到了廣泛應用。隨著航空航天工業中有色合金較大范圍的使用，對合金構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生的，電子槍中的陰極受熱發射電子，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變為熱能，使金屬迅速熔化，實現對工件的焊接[1，2]。
2 電子束焊的特點[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，焊接熱影響區小，焊接變形小。
（3）電子束穿透能力強，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度高、抗腐蝕性好、溫度適應范圍廣等一系列突出優點，航空航天科研事業和生產的發展與鈦合金的推廣應用有著密不可分的聯系[5]。鈦合金在航空航天工業中有著廣闊的應用前景。
電子束焊接工藝在真空環境下進行，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[6]。
朱少旺[7]對Ti60合金薄板對接件進行了電子束焊接工藝研究。通過電子束焊接性實驗，他研究了電子束焊接工藝的參數對焊縫表面成形及焊接接頭顯微組織、力學性能的影響，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高溫鈦合金板材進行了一些電子束焊接試驗，為確定Ti-55板材的焊接方法及工藝做了技術儲備。
3.2 鋁合金
由于鋁合金具有耐腐蝕性好，比模量、比強度、疲勞強度高，以及電導性和熱導性好等特點，在航空航天、交通工具、機械制造、電工化工等行業中應用廣泛。鋁及鋁合金的電子束焊接工藝是目前國內外學者的研究熱點，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高強鋁合金電子束焊接頭組織及力學性能的影響。王常建等[10]對電子束焊接工藝在2219鋁合金擴張段上的應用進行了研究，研究表明電子束焊接技術能夠減少焊接變形，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、強度高的優點。航空航天器輕量化的要求使得鎂合金有著廣闊的應用前景。目前鎂合金的應用已經遍及航天航空、汽車、船舶、體育用品、電子等多個領域[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域得到了廣泛的應用。
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，研究結果顯示AZ31鎂合金電子束焊接接頭成形良好，焊縫組織細小，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值模擬，建立了真空電子束焊接熔池二維氣泡流數學模型。
4 結束語
隨著航空航天業的發展以及有色合金的廣泛應用，對有色合金焊接工藝的研究已成為熱點，電子束焊接工藝在我國已有多年的發展歷史，應用在很多領域，也為我國的航空航天事業做出了巨大的貢獻，電子束焊接工藝的發展必將推進有色合金在航空航天業的應用。
參考文獻
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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].焊接學報，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者，在生命的長河里，他的每一個側面，都值得我們尊敬。他就是清華大學航天航空學院工程熱物理研究所教授宋耀祖。
崢嶸歲月，風云流蕩。自1970年畢業于清華大學精密儀器系以來，他始終拼搏在熱科學與技術領域的科研前沿陣地，著重對工程技術的研究，已累計發表學術論文約180篇，與忠合編“熱物理激光測試技術”等書籍。這些應用基礎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。
多次承擔國家自然科學基金，“國家重點基礎研究發展規劃項目”（973項目），863項目，國家教委博士點基金等資助的科研項目以及云南省、日本大金公司等企業的節能減排項目。特別是在工業過程的節能與余熱利用領域，以他為技術負責人的學術團隊在國內外首次發明了一種熱法磷酸生產的新技術，發明專利技術已獲8個獎項，其中重要的獎項有“國家技術發明獎二等獎”、“第十一屆中國專利優秀獎”。“云南省技術發明一等獎”、“第四屆發明創業獎”、“第二屆全國杰出專利工程技術獎”等。該發明技術現已實現了產業化，取得了顯著的經濟效益與節能減排的社會效益。在航天器的熱控制技術領域，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?！吧衿摺背雠摵教旆壬Ｕ舷到y的正常工作做出了貢獻。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的圓滿成功做出了重要貢獻”的榮譽證書。
歲月荏苒，當年風華正茂的棟梁之才雖已不復往日的英姿颯爽，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驗與后輩分享，他說在他長期的工程技術研究中，最大的體會是，取得工程技術研究成功的三要素是：基礎、實踐、團隊。其一，“基礎”乃是指通過系統的理論學習掌握寬厚的基礎理論，如數學，物理，化學等基礎知識（這些基礎知識往往通過自學去掌握是十分困難的），借助于這些基礎知識能通過自學進一步理解與掌握有關領域的專業知識與專門的技能；其二，“實踐”是取得工程技術研究成功的必經之路。親臨工程現場，參加實驗與試驗，向一切有實踐經驗的人請教等都是實踐的重要環節。在實踐的基礎上進行理論分析，通過理論與實踐的結合，確定研究目標，明確技術難點，尋求與探索解決問題的技術方案，技術途徑；其三，“團隊”乃是指，在明確解決問題的技術方案基礎上，組織與帶領好一支學術團隊，在團隊內既有分工，又有協作。既要發揮每一個團隊成員的聰明才智，又要給每一位團隊成員創造各自的發展空間。
從躊躇滿志的懵懂學子，到嶄露頭角的青年才俊，從學識淵博的科研專家，到聲望顯赫的著名學者，一步步走來，“科研”二字是催促他前進的動力，“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，宋耀祖已從教學科研一線退了下來，他的角色在轉變，不變的是，他仍在為社會貢獻著自己的一份力量。利用退休后的時間，他還從事著“中國特色社會主義是中國發展的必由之路”的研究，先后為教師、學生講授黨課10多次，榮獲清華大學“學習宣傳貫徹黨的十七大精神”征文一等獎，在“紀念改革開放三十年――中國專家學者科學與人文論壇”大會上獲優秀論文一等獎。
1.1 社會認可度不高，對全日制專業學位碩士教育存在一定誤解
全日制專業學位碩士從開始招生至今只有短短4年時間，屬于“新生事物”，所以無論是生源還是用人單位方面，對其認識還不夠全面，存在一些偏差。很多人將全日制專業學位碩士與過去傳統的在職專業學位碩士生混為一談，甚至認為相對于學術型碩士生而言，全日制專業學位碩士招生條件低、培養目標要求不高、培養模式及課程體系設置與學術型差別不大、學位證書不被社會廣泛認可，就業前景不樂觀。加之，很多全日制專業學位碩士由其它專業調劑而來，認為專業型不如學術型。因此，導致很多全日制專業學位碩士生對自己的身份都不認可。同時，很多用人單位在招聘時，往往優先考慮學術型，對專業學位存在一定歧視。在快速發展的同時，全日制專業學位碩士還尷尬遭受著“不如學術碩士硬”、“山寨碩士生”、“培養無特色”、“就業前景擔憂”等質疑。
1.2 教育管理特色不突出，缺乏有效培養過程監控和質量保障體系
目前，很多高校尚未對全日制專業學位碩士建立專門的教育管理體制。不同學科的全日制專業學位碩士在培養目標、培養方案以及學位要求等方面均有較大的差異，但是高校在對碩士生及導師的管理、質量評價及考核評估上大都采取一樣的教育管理制度，缺乏特色性和科學性，也嚴重影響了全日制專業學位生的培養質量。例如，在培養方面，學術型碩士生偏重理論與研究能力的培養，而全日制專業學位碩士更注重專業實踐能力的培養。然而，具體到培養方案、選題報告、中期考核等培養過程各個環節，很多培養單位還沒有制定完善的、特點突出的、有別于學術型的具體方案和有效的監控措施。例如，課程設置上除了少數幾門學位課不同之外，并無其它差異，缺乏新意，導師也不清楚針對全日制專業學位碩士是否需要增加額外的要求，應該如何區別對待。專業實踐也由于實踐基地建設滯后、實踐管理制度不健全等原因，少有獲得真正落實。此外，全日制專業學位在論文類型、評價標準與機制等學位論文規范方面，均未能突出專業學位特色。
2 全日制專業學位碩士培養過程監控與質量保障的探索與實踐
西安交通大學航天航空學院現有“航天工程”和“航空工程”兩個專業工程碩士學位授予點。2006年起，招收“航天工程”在職專業學位碩士生。2010年開始，招收“航天工程”全日制專業學位碩士。2014年，“航空工程”領域也開始招收專業學位碩士生。目前，已累計招收全日制專業學位碩士近130人，累計畢業近70人。畢業生中近40%的學生就業于相關領域的研究機構，另有近40%就業于國內大中型企業，其余20%攻讀博士學位或從事教育工作。經過近幾年迅速發展，全日制專業學位碩士不論從招生規模還是在校生人數等都趨于穩定，這就對如何提高教育水平、提升培養質量提出了更高的要求。
2.1 多渠道提高生源質量，嚴格導師資格認證量
鑒于全日制專業學位發展時間短，認可度還不夠廣泛，為了提高生源質量，西安交通大學航天航空學院采取多渠道招生的辦法。首先，從我院“力學”本碩連讀生、“工程結構分析”及“飛行器設計”專業中，選拔一定數量成績較優異的本科生經推薦、免試為全日制專業學位碩士。其次，在統考生中，報考專業學位的考生在筆試、面試方面區別于學術型考生，內容都更側重工程應用方面，面試考官也選具有豐富工程背景的教師擔任；另外，報考學術型的考生如果愿意轉報專業學位，將給予優先錄取。最后，對于招生剩余名額，會從報考機械、能動、電氣、電信、材料等相關專業的考生中預錄，將同時愿意轉為專業學位的學術型考生與報考專業學位考生一同筆試、面試，按順選拔綜合成績高的考生進行錄取。這樣，一方面保證了較高的生源質量，也能達到不同學科交叉優勢互補的效果，另一方面通過采取自愿報考的形式，從一開始就穩固了考生的心理認可度。
同時，對全日制專業學位碩士的指導教師的招生資格進行嚴格把關。由于專業學位對應的學科只有一級沒有二級，全日制專業學位碩士招生目錄上并沒有標明特定的導師，而是在每年招生前期，會對導師就招收全日制專業學位碩士的意愿進行摸底，并對那些愿意招收的導師在總招生數量方面給予一定支持，同時對導師的招生資格進行嚴格把關，除了常規的要求之外，對其工程背景、主持橫向課題以及到款情況提出具體要求，為之后的專業實踐做好鋪墊。
2.2 準確定位，明確培養目標
專業學位碩士生教育在教學理念、培養目標、培養模式、課程設置、質量標準和師資隊伍建設等方面，與學術型碩士生教育有所不同，要突出專業學位碩士生教育的實踐應用特色。進一步而言，全日制專業學位碩士的生源特點和培養模式既不同于學術型碩士生，也不同于在職工程碩士研究生，其培養定位應有別于上述兩者，有其自身特色?？傮w來說，全日制專業學位碩士的培養，應在課程教學的同時兼顧學科與行業的特點，注重專業實踐能力和職業素質的培養。
具體到航空、航天工程領域，全日制專業學位碩士的培養目標是，培養德、智、體全面發展，具有航空航天工程領域堅實寬廣的基礎理論和深入的專業知識，具有較強的解決航空航天工程實際問題能力和良好職業素養的高層次應用型、工程技術和管理人才，能夠在航空航天工程及其相關領域研究機構或大型企業承擔專業技術及管理工 作。
2.3 培養過程監控措施及其實施
全日制專業學位碩士學制為2～3年。在第四學期可申請轉博，通過學院考核并獲得專業學位后第五學期轉入博士階段學習攻讀博士學位，這樣，為那些愿意并適合繼續深造的碩士生提供了機會，一定程度上提升了專業學位在碩士生中的認可度。
全日制專業學位碩士的培養環節包括：課程學習、專業實踐、中期考核、學位論文等環節，均實行學分制。以校內導師指導為主，并輔助以校外研究單位或企業具有高級職稱的企業導師合作指導。校內導師與校外導師分工明確：校內導師負責碩士生在校學習與科研等，并負責在校外研究單位或企業聘請高級職稱及以上的全職人員作合作導師，與合作導師一起落實并管理碩士生專業實踐并指導學位論文。
全日制專業學位碩士在校期間，須修滿內容包括課程學習、學術活動、中期考核、專業實踐和學位論文的學分。除全校公共課之外，學院專門設置了以實際應用為導向、以提高分析和解決實際問題能力為核心的專業課程，作為學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定的學科前沿性講座。
大部分課程學習集中在第一學期完成，第二學期開始，碩士生陸續進入專業實踐階段，專業實踐應與學位論文工作相結合，專業實踐時間不少于6個月?？紤]到每位碩士生專業實踐的情況有所差別，所以，專業實踐一般應在校外實踐單位完成，可以連續完成，也可以利用寒暑假分段完成。對于以導師主持的橫向課題為專業實踐內容的碩士生，部分專業實踐內容可在校內進行，但須保證有多次赴實踐單位進行調研與研開的經歷。校內導師與合作導師要定期檢查專業實踐情況，處理專業實踐中出現的有關問題。第三學期結束前，學院對全日制專業學位碩士進行中期考核，除課程學習、成果發表之外，重點考察專業實踐情況，對于考核未通過者，將作為重點跟蹤對象轉入下一次考核。專業實踐結束后，碩士生提交由校內導師、合作導師、實踐單位共同簽署意見的書面實踐報告，并以PPT的形式向學院匯報并接受考核，未通過者將重新進行專業實踐，并取消其校內指導教師下一年度招生資格。
獎助金評定方面，全日制專業學位碩士與學術型碩士生享受同等待遇，單列指標，分開評定。依據課程學習成績、科研成果等進行排名，末位學生將轉為自籌生。對于經濟困難的學生，建議導師提供相應的助研崗位津貼，并協助其申請助學貸款，或者提供勤工助學崗位等。此外，為鼓勵碩士生重視專業實踐，對于專業實踐審查中成果突出或解決了重大工程問題的學生及其導師會給予一定額度的獎勵。
2.4 學位規范多樣化，評價機制特色化
學位論文工作是研究生培養的主要組成部分，是對研究生進行科學研究或承擔專業技術工作的技能訓練，是培養研究生創新能力，綜合運用所學知識發現、分析和解決問題能力的主要環節，是可否被授予學位的關鍵。由于全日制專業學位碩士培養的特殊性，對其學位論文的要求及評價機制都不能完全照搬學術型碩士生的辦法。
我們的做法是：學位論文可由校內導師與經推薦的業務水平高、責任心強的具有高級技術職稱的企業技術人員聯合指導。學位論文選題應直接來源于生產實踐或具有明確的工程應用背景，研究成果要有實際應用價值，論文擬解決的問題要有一定的技術難度和工作量，論文要具有一定的先進性和實用性。要把完成學位論文和專業實踐有機結合起來。學位論文可以是調研報告、軟件研制、規劃設計、產品開發等形式，論文字數要求3萬左右。全日制專業學位碩士在通過中期考核后，才可申請學位。在完成學位論文并通過預答辯后，方可進入論文評閱及正式答辯。送審時，論文評閱人共2名，其中1名必須是校外研究機構或企業具有高級職稱人員。答辯委員會由3至5名具有副高以上專業技術職稱的專家組成，其中一位應是相關專業領域的校外研究機構或企業的專家，也可以是碩士生的校外教師。全日制專業學位碩士研究生按要求在規定的學習期限內完成培養計劃各環節要求且成績合格，通過正式學位論文答辯后，由學院學位分委員會審核通過后，報校學位評定委員會批準授予專業學位。
通過以上措施的實施和不斷完善，幾年以來，我院全日制專業學位碩士教育管理逐步進入正軌，規范化和特色化愈來愈明顯。全日制專業學位碩士生對專業學位的認可度有了較大提升，不再認為自己是“二等公民”。畢業生就業形勢良好，就業率達100%，去向包括研究院所、政府部門、事業單位和大中型企業等。然而，在實際管理中也發現了一些問題，如全日制專業學位碩士生中期考核、獎助金評定等指標體系中除專業實踐外與學術型碩士生的差異不大，部分學生專業實踐內容與學位論文結合不夠緊密等，這些都需要在今后的研究與工作中不斷改進。
3 提升全日制專業學位碩士教育質量的思考與對策
3.1 轉變管理理念，調整管理模式
在“世界競爭力報告”的排名中，中國“合格工程師”的數量和質量排名靠后，中國高等工程教育亟需進一步改革。改革表現之一，就是教育模式的多樣化，全日制專業學位碩士由此應運而生。如何轉變管理理念、調整管理模式，是值得深入思考的問題，也是將全日制專業學位碩士培養樹立為真正教育品牌的關鍵所在。
首先，全日制專業學位碩士的培養特點決定了學生不能只坐在書齋中，要真正走到社會實踐中去。基于這個特點，學校應積極調整過去“關門搞學術”的管理思路和管理模式，在教學設備、實驗儀器、社會實踐資源等方面下功夫，實現教學、科研、實踐的良性互動。其次，完善綜合質量評價體系。全面的人才培養質量評價體系應該是內部評價和使用者外部評價相結合的綜合評價體系。對于全日制專業學位碩士教育質量的評價，除了在招生、培養、專業實踐、學位答辯等環節中建立綜合評價機制外，還要引入外部評價機制，根據綜合評價結果逐步調整管理理念與模式，這也是全日制專業學位碩士教育能否真正得到社會各界認可的關鍵所在。最后，加強對全日制專業學位管理人員的培養，建立一支愛崗敬業、責任心強、素質高的管理隊伍。
3.2 充分調動各方面積極性，促進實踐與就業
“專業實踐是重要的教學環節，充分的、高質量的專業實踐是專業學位教育質量的重要 保證”。全日制專業學位碩士的教育目標，是培養面向社會特定職業需求的高端專業人才，因此，要特別注重專業實踐對其職業素養與技能的提高。具體說來，一方面應充分發揮學院和導師的作用，加大實踐基地建設的力度。專業型碩士研究生的授課教師和導師，應本著“實踐第一”的原則合理匹配，更多吸納一些具有企業一線科研、管理、經營經驗的副高職稱以上人員加入授課、指導教師隊伍。應以橫向課題為主，要求指導教師將所指導的專業型研究生納入課題組，參與完成一些任務。另一方面，加大全日制專業學位碩士教育投入，用于包括開展教學改革與研究、導師培訓、課程建設、硬件設施配置、與實踐單位交流合作、校外導師聘任、就業指導等方面。充分調動社會、行業和有關用人單位的積極性，積極爭取各方面資源，拓寬專業學位碩士就業渠道。
3.3 借鑒國外專業學位碩士教育的有益經驗
西方很多國家在專業學位教育上起步較早，發展迅速。以美國為例，它是當今世界上專業學位研究生教育最發達的國家。美國專業學位早期主要向德國學習，到1970年后，“本土化”趨勢開始加強。經過近90年的發展，美國專業學位研究生教育為社會培養了大批高素質實用型人才，有力推動了美國經濟快速增長，逐步形成結構日益合理的專業學位研究生教育體系。美國專業學位教育發展的有益經驗，為我國發展全日制專業學位碩士教育提供了一定的借鑒意義。
首先，明確區分專業碩士與學術型碩士的培養定位。專業學位的培養應面向社會，培養目標堅持職業性方向，課程設置體現應用性，教學過程體現實踐性，不同學科或領域專業學位碩士培養模式也應各具特色。其次，擴大招生規模的同時，擴展專業學位學科或領域，滿足社會需求。隨著我國經濟和社會多元化發展對高層次復合型專門人才需求的增長，未來我國研究生教育重心應逐步從以培養學術型人才為主的模式轉移到以培養專業型人才為主的模式。在擴大全日制專業學位碩士招生規模的同時，適時設立新的專業學位類型，進而不斷擴展專業學位學科或領域范圍。最后，加強校企合作，貫徹實施“雙導師”制，重視學生實踐能力的培養。美國斯坦福大學早在20世紀50年代率先開創了大學與企業聯合培養研究生的新形式。這樣，既能充分發揮大學基礎學科的教學、科研優勢，又能發揮企業設備先進、經費充足和實踐經驗豐富的優勢，也更有利于培養學生將理論付諸實踐的能力。
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1.國內飛行器制造工程專業人才培養現狀
隨著我國飛機保有量和需求量快速增長，以及為實現從“航空航天大國”向“航空航天強國”發展、提升航空航天工業水平而實施的“大飛機”等項目產業政策的推進，我國對飛行器制造方面的專業人才需求不斷加大。近些年，各類高校依托教學科研優勢，不斷加強或開設了飛行器制造方面的專業，提高了行業參與度。
至今，辦此本科專業的有西北工業大學、北京航空航天大學、南京航空航天大學、哈爾濱工業大學、南昌航空大學等十多所高校。各高校依托自身的優勢，積極開展專業特色化建設，培育自身的專業特長。如西北工業大學偏向于CAD/CAM集成的數字化制造技術、北京航空航天大學突出于板料成型技術專業教學和實驗、中北大學以飛行器特種制造為特色等，形成了面向飛機制造、適應航空航天發展要求的課程培養體系，培養出一批具有飛行器制造工藝技術的航空航天類人才。
從2002年開始，我國高校開始重視本科專業教育教學實習基地的建設，并以此為依托加強學校與企業的交流與合作，如帶領學生深入企業進行現場教學、企業人員為學生講課(講座)、征求企業意見制訂專業培養計劃、訂單培養等。我校飛行器制造工程專業主要面向航天航空飛行器產品制造等相關產業培養鈑金、鉚接、裝配技術類高素質應用型本科人才。由于本專業開辦時間短，目前我校在飛行器制造工程人才培養方面仍處在探索階段。加強實踐教學已成為飛行器制造工程專業人才培養模式的必然選擇，而其中最有效的途徑是校企合作。
2.校企“3+1”合作辦學的優勢
3+1校企合作辦學指前三學年的培養在校內進行，第四學年除部分課程及實驗教學在學校完成之外，其他現場課教學、生產實習、課程設計、畢業設計等環節均在企業內實施，以強化學生工程實踐、動手能力及綜合素質的培養，簡稱“3+1”合作辦學模式。校企合作辦學“3+1”模式，這種合作教育能夠實現工學結合，為學生提供在真實工作環境下學習的機會，是實現應用型工程技術人才培養目標的有效途徑，也是與就業聯系最密切的一種教育模式。
由于有很多限制條件，學校無法投入過多資金購置像企業的一些精密加工設備作為教學儀器設備，所以學生在校內學習期間只能在理論上了解基本成形原理和方法，根本看不到實際的設備及生產工藝過程，也就無法掌握一些知識。而合作教育提供的教學手段和設備資源，彌補了學校的教學條件的不足，解決了教學與生產實際脫節甚至落后于生產現狀的嚴重問題，實現了校企教育資源的優勢互補。
學生在航空航天企業生產實踐過程中會認識到，一個不受社會和企業歡迎的人是無法發揮才干的。到企業后，學生清楚地了解了用人單位人才需求目標，了解了作為飛行器制造專業的工程技術人員必須重點掌握的知識，明確了學習目的和方向，增強了學習主動性。在專業知識對生產過程發生作用的親身體驗中找到了成就感和危機感，提高了學習興趣，明確了專業思想，樹立了學以致用、理論聯系實際的觀念，使就業觀念和定位更符合社會與航空航天企業的需求，且學生就業之后，表現出的工程意識、創新意識和適應工作崗位的能力都明顯增強。
3.飛行器制造工程專業校企“3+1”合作辦學模式探析
我校長期以來，一直與一些航天企業有著較好的合作關系，并與其建立了校外實習基地，如中國航天科工集團柳州長虹機器制造公司、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生，以補充和優化專業技術人員結構。
本科生在外語、計算機及基礎知識等方面表現出了一定的優勢，但普遍存在本科生專業知識與航空航天生產過程的需求脫節比較嚴重、獨立解決現場實際問題的能力非常薄弱，同時表現出對社會及企業的了解甚少，融入工作環境的協作精神比較欠缺等問題。這正是畢業生和企業共同擔心的問題。這些公司在航天專業技術領域與我校飛行器制造工程專業在培養學生過程中需要的全部專業知識具有良好的適應性?？梢娦Ｆ蠹皩W生三方都有合作辦學需求的基礎。
3.1合作辦學模式的定位
飛行器制造工程專業人才培養采取校內培養和企業聯合培養的方式，即學生在校期間的學習分為校內學習和企業學習兩部分。學制4年采用“3+1”模式，即3年校內通識類課程、大類學科基礎課程、核類專業基礎和專業課程的理論與實驗教學，著重加強學生基本知識、基本理論和基本技能的學習、鍛煉和培養;累計1年(主要集中在第四年)校外企業核類部分理論課程和實踐教學。
重點是最后一個“1”的環節，具體而言在這一年的校外企業實踐教學環節中實行“部分專業課+課程設計+生產實習+畢業論文(設計)”的集成化教學方式，著重培養學生獲取知識、分析問題和解決問題的能力及創新能力。
3.2“3+1”校企合作辦學的主要特征
3.2.1規范選拔機制，組建一支優秀學生隊伍。第四學年初，學校需要在飛行器制造工程專業組建實驗班進行統一編班授課。學生自愿報名的基礎上，根據學生前三年在校成績及獲獎等綜合素質表現，擇優選拔出一定數量的學生，成立“飛行器制造工程專業‘3+1’校企合作試驗班”。規范的選拔機制應公平公正，公開透明，也是對低年級學生的一種激勵。再則，一支高素質學生隊伍是校企合作有效辦學的重要保障。
3.2.2校企雙方共同制訂和實施培養計劃。試驗班的培養計劃和教學大綱應由我校機械工程學院牽頭，與企業共同協商制訂，將學校教學過程和企業生產過程緊密結合，校企共同完成教學任務，使學生在掌握一定飛行器構造、飛行器制造工藝與工藝裝備的基礎理論和專業知識基礎上，具有鈑金、鉚接和裝配等基本操作技能，能夠從事飛行器產品零件的設計、生產及裝配、工廠生產管理和服務于第一線的工作的能力。實驗班往往會加入部分企業需要的專業課程，學校無法完成的可由在企業中聘請的兼職教師到學校講授。部分實踐教學依據學校實驗設備條件和企業生產進度協調安排。
課程設計、畢業設計選題應盡量來源于企業的生產實際。3.2.3建立校企雙向管理制度。學生實踐活動期間，不僅要保障學生安全和日常教學活動，還不能影響企業正常生產，因此，應嚴格實行校企雙向管理制度。學生的勞動紀律考核應由企業負責，盡量與員工保持同步。校企雙方應各派一名專職輔導員，有利于學生日常行為和具體事務協調與管理。由于航天企業有其特殊性，教學管理程序要適應航天企業產品研制與生產中的相關保密規定。
3.3“3+1”校企合作辦學實施的保障措施
許多學校在開展校企合作辦學的過程中，企業合作積極性不高，教學主體在實施過程中缺乏企業的實際參與和互動等問題。為了實現校企雙贏的合作關系，保障校企關系持久穩定，要在以下兩方面下工夫。
3.3.1尋求學校、學生與企業三方協調。學校有教學任務，學生有就業任務，而企業有其生產任務，校企合作教育應該在學校、學生與企業三者間尋求協調和統一，在學校教學管理部門、二級學院和專業教師的精心組織與周密安排下，加強與企業的溝通和聯系，加強與企業兼職教師之間的合作與協調。校企之間要協同制定相應制度，明確各自在應用型人才培養過程中的職責，成立專門部門，負責協調校企合作各項事宜，真正做到有政策制度的保障。特別要健全學生在企業實踐學習階段的教學質量考核與評價體系，優化企業對試驗班畢業生的擇優錄用機制。
3.3.2培養高質量“雙師型”教師隊伍。近年來，為了加強師資力量，學校引進不少擁有博士學位的畢業生補充到我校飛行器工程專業教師隊伍中，他們雖然有扎實的基礎理論，但工程實踐背景比較薄弱。因此，師資隊伍建設中，除注重學歷、年齡和職稱結構外，還特別強調教師的航空航天企事業單位工作經歷和工程實踐背景。為了加強專業課教師工程實踐能力的培養，學校要鼓勵或創造條件讓來自高校或沒有一線工作經歷的教師到相關企事業單位掛職，增強實踐能力，以促進校企合作教育的開展。
4.結語
引言
可展機構具有承載力大但收攏時所占空間小，收放靈活和運輸方便等優點。隨著全球工業化的快速發展，機械基本上取代了傳統的手工的發展，尤其在重工業領域，可展機構為人類生活生產提供了不可忽視的便利性[1]。但可展機構在機械原理、機械設計等傳統文獻中并沒有具體分類研究，而且開發空間巨大。所以針對該類機構的系統性研究亟待加強。
1 可展機構的特點
（1）結構緊湊、尺寸小巧，且設備收縮后體積小。這是可展機構最大的優點，也使得其作業所要求的占用空間小。在地下水位較高的地區工作時對機坑的處理會十分簡單。它能夠在任何已有設備上直接使用，而無需修改設備結構和機坑深度[2]。
（2）載荷能力大、穩定性好。相對于其他機構來講，大部分可展機構的承載能力偏大。由于其穩定的結構，可展機構在額定承載能力和伸展長度下，具有很好的穩定性。
（3）定位精準。大部分可展機構在運行過程能確保在行程的任意一點精確定位，并鎖定高度，不像液壓設備會因溫度的變化或泄漏產生位置變化。
（4）運行平穩、噪音較低。由于其連續成型原理，無垂直方向爬行，使得機構運轉平穩安靜，除驅動裝置的運行噪音，大部分可展器本身的工作噪音很低。
（5）效率高。大部分可展設備的總傳動效率較高，通?？蛇_到 80%以上。
（6）構造簡單，使用方便?？烧箼C構的結構精巧而簡潔，所以可展器本身的安裝工作簡易而快捷，一塊伸縮機構通常在很短的時間即可安裝使用。
（7）通用性高?？烧箼C構對使用環境沒有太高要求，使其經常在太空、海洋等復雜環境下工作，并依然保持其穩定性。
2 可展機構的結構類型
2.1 剪叉式可展機構
剪叉式可展機構具有結構簡易、承載量大、操控性好的特點，因此在各種環境下的裝卸、現代物流、高空營救與作業中得到了廣泛的應用[3]。剪叉式可展機構是一種傳遞力的結構，并且對力起導向作用。如圖1，拐臂3、8分別與橫梁焊接橐桓穌體，剪叉機構最高和最低處的剪叉臂分別與上、下板鉸接，內剪叉臂10與滑輪7鉸接，滑輪7可以在滑道11上滑動，內、外剪叉臂之間通過銷軸5連接，可以繞其相對轉動。氣缸伸縮，柱塞拐臂8與氣缸相對轉動，從而使內、外剪叉臂繞銷軸旋轉，使滑輪在滑道中滑動，進而改變內、外剪叉臂夾角，從而實現機架的伸展與收縮，完成對機構上物體快速升降。是一種生活中常見而簡易的可展機構，應用范圍廣，對驅動機構要求不高。但因其停止位置不夠準確，精度較低的缺點，也使得其很難在高精度要求的環境下工作。
2.2 薄壁管式可展機構
薄壁管可展機構是一種原始的可展機構，它結構簡單，展開運動是依靠薄壁發生彈性變形，展開所需的時間短。19世紀60年代，加拿大就研發了STEM。它是利用弧形薄鋼尺本身能自卷曲的特性，完成機構的收攏和展開。在此基礎上BI-STEM是由單個STEM發展而來的[4][5]。它是將一個薄片被重疊放在另一個完全一樣薄片內部。改良后兩個薄片形成的機構比一個STEM的鋼片窄，提升了機構的機械性能，彎曲剛度和抗扭剛度。其收攏后超小的體積，簡單的構造，使得薄壁管伸展機構在未來充滿了開發空間。
2.3 鉸接桿式可展機構
鉸接桿式可展機構作為一種線性展開機構，展開后為格柱狀，在太空十分常見，通常由幾種長度不同、內帶驅動彈簧的桿件和鉸接頭組成，展開狀態下具有比其他可展機構更高的剛度，能夠完成大跨度的伸展。這種伸展的原始驅動力為扭簧的彈性勢能，在直流電機的驅動下，通過螺紋千斤頂驅動。鉸接桿式可展機構具有精度高、展開剛度高以及展開效率高等優點。其鉸接桿的縱梁較短，并非貫穿整個桁架，且縱梁和橫向支架均為剛性。關節上的驅動彈簧提供了展開時的驅動力[6][7]。
2.4 充氣可展開機構
充氣式可展機構常用于大型次結構體的展開，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的成功，并將該技術應用于展開式結構、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構進行了充分研究，因為它質量小、熱穩定性高、收縮效率高、可靠性高、結構的復雜程度低，可應用的領域多。不同于其他可展機構活動機構過于復雜，所以有可能在不同環境不同領域下代替其他可展機構[8]，是未來可展機構的重要研究方向。
3 可展機構在不同領域的應用
3.1 航空航天
當今大型可展結構已成為航天科技的重要研究課題之一。無論是衛星上的可展天線、航天器上的氣閘艙，可展機構在航天航空領域的身影無處不在。航空航天領域已有的可展結構主要有直線可展機構和螺旋式可展機構兩種。其中更多的體現在衛星上的天線系統。衛星上的天線伸展機構是衛星反射器和衛星星體的連接部分。對衛星的天線反射器起到固定支撐的作用。在人造衛星開始環繞地球運轉后，天線伸展臂會帶動天線環形桁架一起展開，是確定天線環形桁架工作位置正確的重要因素，保障了衛星信號的正常接收與發射。天線伸展臂能否及時、準確的伸展到位直接影響了整個衛星發射任務的成功與否。同時，對于衛星整個物理結構來講，可展機構在展開狀態下，它的結構參數對整個天線系統的動力學特性具有很大影響[9]。所以，可展機構在航天領域的研究是非常有價值的。
3.2 日常生活
可展機構在生活中的應用主要體現在舞臺的升降。1988年，具有加拿大專利技術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念中心首次進行使用。它是將一盤水平螺旋板片拉開，如圖5。然后連續插入一種垂直螺旋片，就組合成一個由兩種螺旋片連續自鎖的垂直螺旋管柱。水平螺旋板片的上下表面設有特制凹槽，能夠保證垂直螺旋板片輕松地嚙合并精準的定位。這一組長螺旋組合結構在垂直方向能承受很大載荷，并將載荷連續增大和降低[10][11]。且運行平穩工作噪音小，所以能夠很好地完成舞臺升降的任務。除了舞臺升降機構，學校等公眾場合經常使用的電動伸縮門，其實也是一種典型的剪叉式可展機構，由很多的鉸接桿重復鉸接構成，通過改變桿與桿之間的夾角，完成整個伸縮門的開合。它超大的伸展行程成了它最大優點，簡單驅動方式和低廉的成本，也是它普及的重要原因。
3.3 機器人領域
如圖6所示是一種應用于清理炮彈發射后炮筒內的殘留的塵土、油垢和渣土等問題而發明的一種旋轉可展機器人機構[12]。它是基于空間可展機構運動特征分析，將一個旋轉的底盤和一個空間可展機構結合在一起，形成一個具有旋轉伸展功能的機構，代替士兵完成武器內部的保養任務。具體結構如圖6所示[13]。解決了炮筒內部的可能存在問題，節省戰場上的寶貴時間，體現可展機構在機器人領域應用的重要地位。
4 結束語
可展機構具有展_后面積大、收攏時占用空間小且便于收放和運輸等特點。在航天航空、日常生活，機器人等領域應用廣泛。因此這種機構的機械設計和運動分析研究得到國內研究機構的普遍重視。而對于不同可展機構的開發與應用，還需要更多針對性的研究與探索。
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許多人稱互聯網是20世紀以來最偉大的發明之一，因為它創造了一個信息無限的虛擬世界，但是如今有一項新技術，它能打破現實和互聯網的界限，也就是說，由計算機中生成的信息將會交錯重疊到整個現實生活。它就是AR（Augmented Reality）技術，又叫增強現實技術。
試想下，當你購物想試穿衣服的時候，運用AR技術，你會看見另一個你穿著想試穿的衣服，出現在你面前；當你出門在外，車上無聊的時候，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；當你在大街上走著，所有的東西都會出現鏈接，只要輕輕一點，就能獲取它們的一切信息。又或者在異國，與別人對話的時候，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技術得到了迅速的發展，世界上很多國家已經有了專門的研究所，其中比較著名的有美國麻省理工大學的圖像導航外科手術室，哥倫比亞大學的圖像與用戶交互實驗室，日本的混合現實實驗室等等，此外，用于快速開發的開源軟件工具ARToolkit也由華盛頓大學的圖像實驗室成功開發并維護至今。現在，AR由原來的實驗室研究拓展到許多新領域中，如城市規劃、娛樂教育、工業仿真和文化遺產保護等。在2010年Android和iPhone智能手機紛紛利用AR技術把虛擬的圖像文字和現實生活環境相結合，當然效果使大家感到無比的驚艷。同時，在文化遺產保護方面，希臘、土耳其的歷史古跡進行數字重建。我們國家的“數字敦煌”工程也在進行中，由中國科學院計算機研究所、武漢大學和浙江大學聯手研究，預計在未來10至20年能夠完成，研究項目有虛擬現實、增強現實和交互現實3個部分。
我國在AR領域的研究起步比較晚，也主要是在高校的科研單位進行研究，如北京理工大學、北京航天航空大學、國防大學、浙江大學和上海大學等。時下，國內AR的研究成果主要有北京理工大學自主研制開發的視頻、光學穿透式兩類頭盔顯示器，上海大學快速制造工程中心和浙江大學合作開發了AR場景光源的實時檢測和真實感回執框架，此外北京理工大學利用AR技術重建圓明園的實驗還在進行中。我國在AR技術研究和運用方面還是處于初級階段，從目前國內發表的論文和學術報告上來看，我國的研究主要集中在系統運用技術上，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AR技術運用的專利，在這當中我國只有北京理工大學一個。
AR技術是打破虛擬和現實界限的一項新興技術，不過就我國在AR技術的發展和研究狀況來看，我們仍需要許多改進。首先，國內并沒有統一的權威的AR技術研究所，只有高校的科研單位，這樣在人才、資金和技術上有了局限。所謂“集中力量辦大事”，在AR技術上研究上需要花費很大的人力物力，而分散研究很難達到預想的效果。所以，建立一個統一的權威的研究中心很重要。其次，研究方向和涉及領域方面我們要有所側重，但不能單一方向研究，在文化保護、教育娛樂、醫療制造等方面我們也要有相關的研究，這樣才能提高研究的綜合效果。最后，對于研究成果的保護，申請專利是必須的，這樣不僅能保證領先地位，得到世界認可，而且在資金上面也有一定的保障。
一、前言
單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統集成到一個芯片上，相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點，廣泛應用于儀器儀表中，結合不同類型的傳感器，可實現諸如電壓、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。采用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數字電路更加強大。目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，工業自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。
利用單片機實現音樂播放有很多優點，例如外部電路簡單，控制方便、成本低等。本文分析了基于51單片機的音樂播放器的硬件電路和軟件的設計的具體過程，運用89C51單片機定時器產生固定頻率的方波信號，驅動喇叭發出旋律，按下按鍵可以演奏預先設置的歌曲旋律，最重要的是還可以通過程序設計輸入特定
歌曲來演奏。
二、硬件設計
該音樂播放器的硬件電路設計方框圖和 硬件總體電路圖如圖1和圖1所示：
通過TXAL1 與TXAL2輸入時鐘信號，通過p1.0～p1.7輸出控制現實控制信號的顯示，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8位共陰極LED數碼管。 單片機的P0.0-P0.7分別與數碼管的A、B、C、D、E、F、G、DP相連接。
晶振電路由兩個30pF的電容和一個6Mhz的晶體振蕩器組成。節點1與單片機的XTAL2相連接，節點2與單片機的XTAL1相連接，從而為單片機提供時間信號，為音樂的播放節拍控制提供基本時間單位：當晶體振蕩頻率為6.MHz，定時器工作在方式1下時，若各音階相對應的定時器計數初值為X，則可根據下式計算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。當電鍵按下時接口接低電平，從而實現對音樂播放器的控制。鍵一聯通實現上一曲更換，鍵二聯通實現下一曲更換，鍵三聯通實現開始暫停操作。
發聲電路由數字揚聲器連接p2.0接口實現音樂的輸出，由控制電路發出操作指令后，單片機調用相應程序，并將音樂信號由p2.0口輸出，通過驅動揚聲器發出美妙的音樂。
圖1 硬件電路設計方框圖
圖2 硬件總體電路圖
三、軟件設計
軟件設計是產生音樂的重要部分，音樂各音符所對應的頻率和音樂的節拍都是通過軟件的設計來實現的，軟件設計的好壞直接決定了產生的音樂是否正確。軟件設計流程圖如圖3所示。主程序實現對單片機進行初始化后，進入曲目識別子程序，進行歌曲曲目判斷。確定歌曲曲目后，數碼管再進行顯示。然后，子程序對是否播放進行循環判斷，得到播放中斷的指令后再進行播放。
執行播放后，關閉數碼管顯示并調用查表子程序進行播放音樂。在播放音樂的過程中，查表子程序循環判斷音樂是否結束。當音樂結束時，程序跳轉回曲目識別子程序。
圖3 軟件設計流程圖
四、系統仿真分析
仿真很好的實現了程序的主要功能，音效良好，說明電路的設計和程序的設計達到了要求。音樂播放器很好的實現了播放/暫停、上一曲、下一曲的功能，并滿足了數碼管顯示的特殊要求。
51系列單片機，體積小、重量輕、抗干擾能力強，對環境要求不高，價格低廉，可靠性高，靈活性好。本設計以51單片機為主控系統，實現了單片機控制音樂播放的功能。功能多樣，設計簡單，性能穩定，具有很強的應用價值。
本論文得到大學生創新創業訓練項目基金支持。
參考文獻：
0 引 言
自從1956年美國Zadel教授首次把模糊集這個概念在發表的關于模糊集合理論論文中期提出之后，模糊理論已發展了50年，模糊理論知識體系現已成熟和完善，同時也在工業生產的實踐應用的領域越來越廣泛。把模糊邏輯技術當做控制規則融入與控制技術中，能有效解決和處理那些傳統控制模式構造的控制器難以解決的難題，模糊自適應控制是將模糊邏輯理論與自適應控制相結合，具有魯棒性強、易于掌握和操作、控制性能好等特點。近年來，模糊自適應控制理論日趨成熟，控制技術也得到很大的發展，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際問題，引起了越來越多學者和技術人員的重視。
1 模糊控制理論的基本思想
從1960年至今，現代控制理論廣泛應用于重工業的生產實踐、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。例如最優化控制這類問題中可以使用極小值原理來參與解決；運用卡爾曼濾波器解決含有有色噪聲的系統中的問題加以研究；對大滯后過程的控制使用預測控制理論則能有效控制等等。同樣上述控制及應用都需一個基本條件：需能對被控對象進行精確的數學建模。但是由于科技生產力的飛速發展，被控對象和系統的結構越來越繁瑣復雜，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的復雜被控對象，對被控對象和系統結構的精確建模往往難以進行，這也使得對復雜對象的控制難以進行和處理。
與上述必須對被控對象進行建模才能設計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，通常有豐富操作經驗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驗和熟練地手動控制就可以達到很好的處理和控制效果。這些豐富的經驗包括對被控對象的熟知以及在全部可能會發生的情景下應如何改變控制規則從而采取的相對應的控制對策。這些對策和判斷常常是通過自然語言來表述的，與精確地數學模型相比這些語言不是系統的而是具有模糊性。即從外界不斷的獲取相關反饋信息，對這些信息經過分析、研究和整理，做出相對應的決策同時改變控制規則和方式，從而是控制目的達到預期的目標。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，讓計算機模擬人得思維方式用來控制那些無法構建精確的數學模型的被控對象，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學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上將人的推理、判斷、思維過程應由比較簡單的數學形式描述出來。模糊控制的目標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際應用中更加得到重視，應用領域也越來越廣泛。
2 模糊控制
模糊系統是指與模糊概念、模糊邏輯直接相關的系統。它通常是由模糊器、模糊規則庫、模糊推理機以及解模糊器這四個模塊組成。模糊器首先是把系統輸入量進行適當比例對應地量化作為論域中的數值，然后對應每一個量化的數值定義一個模糊子集，并把每個模糊子集所相對應的隸屬函數定義出來，最后把數值對應的隸屬度應用合適的語言值求出來。模糊規則庫中對應的每個規則都是由進行手工操作的工作人員的豐富和熟練的操作經驗和知識以及這些工作人員在控制過程中用來計算各種數據的相關算法。模糊推理機是指應用模糊邏輯法則把模糊規則庫中的規則用某種映射表達出來。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果轉換成相應的數值量。
模糊控制系統就是在常規的控制系統中，用模糊邏輯系統來取代傳統的控制器，進而使得復雜難以建模的被控對象能得到更有效的控制。
3 自適應模糊控制
模糊控制的應用領域越來越廣泛，在應用模糊控制進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則將會直接影響到控制效果，而控制規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際操作過程的實踐中總結出來的。在把模糊控制應用那些復雜的時變的非線性不確定的系統時，由于被控過程中出現一些時變的非線的以及高階性的其他隨機干擾等因素，造成縱使采用了模糊控制也不能達到很好的控制目的，如果控制能夠自動調節這個問題就能得到解決，所以人們在模糊控制的基礎上融于了能夠自組織、自學習、自適應的技術，結合這些因素的模糊控制在控制過程中可以利用自學習的功能從外界環境以及自身控制過程當中得到相關有用的信息，并依這些搜集到的信息進行相關的反饋和修改控制規則或參數，從而使得整個系統的控制功能隨著問題的變化給出不同的控制規則。
4 自適應模糊控制系統結構
自適應模糊控制的設計是為了使得控制具有自組織、自學習、自適應這些特點的，為了能夠在控制運行過程中，結合相應地控制效果和外部環境，對控制器的控制方案做進一步的修改和完善使得控制效果達到更好的結果，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模糊控制方案的設計中是把偏差測量、控制校正和規則修改這三個功能塊附加在基本模糊控制器中。
其中，偏差測量塊，用于測量實際輸出和期望輸出的偏差值，從而確定系統控制中需要校正的量，以便為系統控制規則的修正提供信息；控制量校正塊，用于把輸出應答需要校正的量轉換成控制量需要校正的量；規則修改塊，對控制量的修改通過校正控制規則來實現校正量。自適應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答的校正量轉換成控制量需要的校正量，最終通過修改控制規則來實施校正量。
5 自適應模糊控制的研究與發展
1960年代中期，Zadeh教授創建了模糊集理論，與 Mamdani教授 等人分別開展了一系列關于模糊控制的研究工作，自從模糊控制得到了學者的大量研究和實踐，模糊控制理論逐漸發展成富有發展成果和發展吸引力的研究領域。
1979年， Procyk和他的導師Mamdani提出了一種能使模糊控制規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構中加入了自組織的功能，首次在較高起點上實現了如何用自組織模糊控制器在較短時間內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并應用在實際生產中，之后Rhee和Vander等人進一步通過由定量過程來獲得定性控制規則的方法改進了控制器。
Pedrycz 提出了一種模糊關系模型的辨識方法，該方法是基于參考模糊集的系統模糊關系模型而實施的；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的實際生產中的建模提供極有效的工具，并為自適應模糊控制的進一步研究發展提供了非常有效的工具。Z.Bien和Yong-Tae Kim應用了變結構控制的思想設計了魯邦自學習的控制器用于解決傳統的自組織模糊控制過程中出現的外部干擾敏感問題，在雙關節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了震動現象。
Harris和Moore 提出了建立在過程模糊模型基礎上而不是直接把模糊邏輯技術直接當成控制器的間接自適應模糊控制，使得類似自校正調節器的控制功能最終得以實現。Layne等人在傳統的模型參考自適應控制的控制過程中加入了模糊邏輯技術從而得到了新的模糊模型參考學習控制。張化光在借鑒TS模型的模糊自校正控制的基礎上在控制器上應用了廣義預測控制律，用這種方法很好的解決了具有不確定時滯問題，同時能顧及系統模型失配的影響，具有良好的魯棒性。G.V.S.Raju和J.Zhou 基于K.F.Glu和S.Daley把自適應控制器應用在復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遞階模糊控制。G.V.S Raju等人在戴忠達的算法基礎上，提出了一類自適應多級模糊控制器。之后A.Gegov提出了應用于城市交通控制網絡的一類多級智能模糊控制器。K.Y.Tu等人設計了利用滑動超平面連接多個單變量的FLC的多層模糊控制器，并闡述了閉環系統穩定性的條件。
6 結語
模糊控制相對于傳統的控制理論能夠解決更多實際復雜的建模以及控制問題，是一種極為有效的控制方法，自適應模糊控制是一種具有自組織、自學習、自適應的控制方法，在控制過程中，自適應模糊控制系統能夠在系統運行過程中根據外界反饋的信息不斷修改自身的控制規則，使得系統的性能更加的完善改善了系統的性能。近幾年來，自適應模糊控制因為其自身的控制特性而取得了很大進展，基于模型的自適應模糊控制與神經網絡控制的結合，使系統功能以及穩定性得到進一步增強，為非線性系統的建模以及控制提供了有效的工具。自適應模糊控制在近幾年的發展中已開始向多元化和交叉學科方向發展，加強對自適應模糊控制的研究是近幾年越來越迫切的問題，同時模糊-神經網絡混合系統的出現給自適應模糊控制的研究帶來了新的生機，但是由于系統的非線性與復雜性使得研究工作的難度大大增加。自適應模糊控制系統逐漸向混合系統模式方向發展，對于自適應模糊控制的研究有著很大的發展潛力和廣闊的應用前景。
參考文獻：
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[2]鄭亞琴，劉艷軍，佟紹成.具有監督控制功能的非線性系統的直接自適應模糊控制，2009 Chinese Control and Decision Conference （CCDC 2009）.
嵌入式軟件的測試是提高軟件質量的重要手段，只有經過充分的軟件測試，才有可能開發出高質量、可靠安全的嵌入式軟件。
對于航天領域嵌入式軟件而言，實時性要求，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部的結構，如各種覆蓋率測試，數據流測試等。
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、組裝測試和確認測試，其中確認測試還可包括第三方獨立測試。
單元測試以不可再分的功能模塊為測試對象，可以進行黑盒和白盒測試。在驗證功能模塊實現的軟件功能項的同時，可以進一步進行覆蓋率測試。
一般測試過程見圖1。
組裝測試主要測試對象是經過單元測試以后的集成軟件模塊，其目的是驗證各軟件模塊的控制接口和數據接口是否正確，與設計是否相符。
確認測試則是在系統環境中進行的功能和性能測試，借助輔助測試工具，驗證軟件是否完全實現各功能和性能需求項。
2.2 軟件測試工具
2.2.1 VECTORCAST
VECTORCAST提供強大的單元和組裝級別的測試功能，能自動產生、編譯測試樁和驅動模塊，通過友好界面交互自動產生測試用例，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外，CODETEST最突出的特點是有硬件套件和探頭等輔助測試設備用于精確的性能分析和系統級覆蓋率分析。
2.3 軟件測試實踐
嵌入式軟件主要經過單元、組裝測試和確認測試。
下面以1750平臺和編程語言ADA為例，結合測試工具介紹各階段測試內容。
2.3.1 單元和組裝測試
我們采用了VECTORCAST這個軟件工具進行單元和組裝測試，這是基于主機平臺的測試。我們采用的編譯器是M1750-Ada。在使用該編譯器結合VECTORCAST工具時，在編譯參數打開擴展內存選項的時候，會出現編譯鏈接不通過或程序執行出錯的情況。經查，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行代碼超出了規定的64K代碼長度，代碼出現跨段，因此會出現編譯鏈接不通過或程序執行出錯的情況;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，確保代碼不出現跨段，解決了該問題。
該工具也被用來進行組裝測試，在語句、分支和多條件判定/決策各級別測試覆蓋率方面發揮了重要作用，并且通過編寫shell腳本文件實現了自動的單元和組裝級別的回歸測試。
2.3.2 確認測試
在嵌入式軟件確認測試過程中，我們使用CODETEST測試工具實現了M1750平臺上在線的軟件動態覆蓋率測試和軟件性能測試。
首先，構建了一個真實物理接口的測試環境，與目標計算機相連接，嵌入式軟件在目標計算機中連續運行，通過使用專用適配器捕捉目標CPU的控制、地址和數據總線的信號，并采用CODETEST的應用分析軟件實時在線分析[( dylw.NEt) 專業提供論文寫作和發表的服務,歡迎光臨]嵌入式軟件中各個模塊的運行情況，包括運行時間、頻率等，對被測軟件的運行情況有全面了解，也為我們解決其它軟件問題提供了有效的參考數據。
確認測試階段，被測軟件的長期考核必不可少。該測試環境下可進行自主不間斷連續測試，不需要進行人工干預。
3 結語
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行主機環境下的單元、組裝測試和系統集成環境下的確認測試。在實際測試過程中，我們既使用了 VECTORCAST進行了主機平臺下的測試;也構建了軟件確認測試的平臺，借助CODETEST進行了集成環境下的性能測試和覆蓋率分析。在特定的測試平臺下，積累了相關測試經驗，對類似的嵌入式軟件測試起到一定的借鑒作用。
參考文獻：
材質為（ASME-B861 Ti2）鈦管，規格Φ57*5～Φ325*5共計10個規格尺寸。Ti2為工業純鈦，強度為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、電力項目中。在管道預制安裝項目前我們制作了各種焊接試驗，采用不同氣體保護參數進行試驗，最終獲得了最佳保護效果的焊接工藝，并對鈦管材料的焊接進行了焊接工藝評定，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的化學活潑性，當溫度超過400 ℃時即開始與氧、氮、氫及碳發生反應，高于600 ℃時反應劇烈。而氧、氮、氫及碳含量的增加會導致鈦及其合金焊縫金屬的脆化，所以TA2鈦管焊接時的氣體保護是關鍵問題，同時控制焊縫及熱影響區的溫度，避免因過熱產生粗大晶粒、過熱組織，導致金屬的機械性能降低。
1.2 焊接易出現的焊接缺陷
（1）氣孔問題。焊接鈦及其合金時，經過焊縫RT后經常會發現在熔合線附近產生聚集型氣孔。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，焊接時熔合線附近的溫度高，會引起氫脫溶而出。如果焊接區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。焊接鈦基材料時由于材質的硫、磷雜質含量很少，所以很少會出現熱裂紋；但是焊接鈦材時很有可能出現冷裂紋且具有延遲現象。主要是由于鈦的導熱性較差，熱量散失慢，容易出現焊縫晶粒粗大；當氣體雜質含量較高時，焊接接頭的塑性降低，特別是當焊縫中溶解較多的氫時會形成氫脆。
1.3 氣體保護
鈦材焊接時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；氬氣所要保護的范圍為熔池、熱影響區域以及兩側熔合線以外各10 mm區域的母材。為此需要制定特殊的氣體保護裝置；管道內部使用氬氣室裝置進行保護。
1.4 焊前準備
1.4.1 坡口加工
鈦管切割后，采用氧化鋁砂輪機打磨出坡口，如圖1所示，加工坡口不允許使母材產生過熱變色。
1.4.2 坡口及焊絲清理
（1）坡口及其兩側各50 mm以內的內外表面進行清理，清理程序如下：光機打磨→砂紙輪拋光→丙酮清洗。企業經營管理論文清洗后不能直接進行焊接作業，待坡口端面晾干后方可以作業。如果放置時間超過2小時，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。
（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
依據母材的分組故選擇匹配性較好的ERTi-2，規格為Φ2.0/2.4化學成分如表1所示。
1.6 主要的焊接參數
（1）氬氣的流量大小直接影響在焊接過程焊縫的保護效果，根據驗證的結果得出能夠滿足要求的氣體流量參數。
（2） 焊接電流大小直接影響在焊接過程中的熱輸入量，所以根據驗證的結果得出能夠滿足要求的焊接參數，如表2所示。
2 焊縫質量評定
焊接完成后主要通過焊縫外觀表面顏色判斷焊縫質量的好壞，焊縫表面的顏色主要與氬氣保護、破口清潔度等有直接關系；具體根據表面顏色判定焊縫質量好壞如表3所示。
如果在焊接過程中焊縫表面出現藍色或是青紫色應立即停止焊接，查找原因及時改進焊接措施；如果焊縫表面出現暗灰色應立即停止焊接進行返修，將暗灰色部分全部鏟除，重新焊接。
3 結語
綜上所述，在鈦管焊接過程中，需要從焊接可能產生的問題即氣孔問題、焊接裂紋問題以及氣體保護問題等，對焊接的流程進行嚴格把控，做好焊接前的準備工作，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，也需要嚴格按照具體要求參數執行。另外，從焊接結果來看，外觀觀察上所有的焊縫表面色為銀白色時，其焊接工藝最佳。結合焊接流程而言，為了保證TA2鈦管在焊接時的氣體有效保護、控制焊縫和熱影響區溫度，盡可能避免因為溫度過熱產生較大的晶粒、過熱組織等，需要在施工中注重各個環節流程，從焊接選材、材料清理、焊接過程中的溫度選擇、焊接各方面參數的設定角度入手，不斷進行工作總結，以便鈦管焊接工藝水平的有效提高。
參考文獻
[1] 王靜，趙睿.鈦管TIG焊接工藝探討[J].石油化工設備技術，2010（1）：48-51，72.
中圖分類號：TM383 ； 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）04-0212-02
1 引言
21世紀石油鉆井工業的迅速發展，隨鉆測量和隨鉆測井的技術也得以迅速發展，其對地質導向鉆井來說至關重要，因而對其要求越來越高。而連續波泥漿脈沖發生器作為目前國外大型石油公司獨有的商業化產品，具有傳輸速率快等優點，是隨鉆測量信號最重要的傳輸方式之一。
連續波泥漿脈沖發生器中傳輸信息的核心部分之一是永磁同步電機的控制系統。永磁同步電機（Permanent Magnet Motor，簡稱PMSM）具有體積小、力矩慣量大、效率和功率因數高等優點。因而在測井系統中運用永磁同步電機，能夠降低成本，減少維修，節約能源?；谶@些優點，本文介紹采用TMS320F2812控制永磁同步電機，以滿足二進制FSK調制方式對轉閥電機的調速要求[1，2，3]。
2 控制框圖
井下傳感器將采集到的數據進行信號編碼，然后通過轉閥驅動電機控制系統驅動轉閥旋轉，進而產生泥漿壓力脈沖，壓力脈沖經過鉆桿中的泥漿上傳信息，地面傳感器接收到}沖信號以后，通過濾波整形，信號譯碼，得到井下采集的數據信息，然后經過數據的分析和處理反饋到計算機，實時了解井下工況?？刂乒ぷ髟砜驁D如圖1示。
3 硬件控制設計
為了使永磁同步電機能夠在不同的轉速間迅速切換，獲得較好的2FSK調制信號。本文以 TMS320F2812 為控制核心，以此數字信號處理器負責完成大部分的計算和控制功能[4，5，6]。在MATLAB/Simulink中建立永磁同步電機的向量控制系統的原理圖如圖2所示。
本文中采用空間脈寬調制（SVPWM）控制策略，此時定子電流勵磁分量 [id]=0，永磁同步電機相當于一臺他勵直流電機，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，此時永磁同步電機轉矩中只剩永磁轉矩分量 [Te1]，只需要控制定子電流的轉矩分量 [iq]的大小即可。這樣電磁轉矩就只依賴于交軸電流，能夠實現交、直軸電流的解耦。永磁同步電機的定子由三相SVPWM逆變器供電，轉子位置傳感器檢測轉子轉速 n和轉角 [θ]。由轉速外環和電流內環經過PI調節并經過反PARK變化得到SVPWM調制器的電壓調制信號。檢測到的定子電流經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 軟件控制設計
根據軟件模塊化設計思路，充分利用 DSP 的資源特點，根據建模編寫相應的控制系統程序，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硬件及各變量設定初始值，完成寄存器的配置和給定初始值，在循環等待中，當中斷觸發時，開始執行子程序，中斷服務子程序作為系統軟件部分的核心，主要包括定時器中斷和功率驅動保護中斷[7]。軟件控制主流程圖如圖3所示。
5 仿真結果
設電機在0～0.3s時的PMSM的轉速響應仿真波形圖如圖4
其中圖5橫坐標為時間軸t，單位為s，縱坐標為轉速n，單位為m/s，所得轉速響應仿真波形圖如圖5所示。
從圖5以看出，在轉速為600m/s的時候，采用PI控制，轉速上下波動幅值為10，波動率為 。滿足二進制FSK調制方式對轉閥電機的調速要求。
參考文獻：
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