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铝、镁、钛等这些轻金属把航空航天器推上了天，没有这些轻金属就没有现在的航空航天业，轻金属对航空航天业的发展至关重要，然而，随着科技的进步，航空航天事业的发展，对材料的要求也越来越高，不但要提高飞行器的性能，还要减轻自重以节约能源降低费用，铝、镁、钛这些轻金属的合金材料应运而生，在航空航天领域得到了广泛应用。随着航空航天工业中有色合金较大范围的使用，对合金构件的需求也不段提高，电子束焊接工艺是适用于有色合金的焊接工艺之一。
1 电子束焊的原理
电子束焊的电子束是从电子枪中产生的，电子枪中的阴极受热发射电子，该电子被高压电场加速以及电磁透镜聚焦后，就会形成具有极高能量密度的电子束，电子束撞击到工件表面，电子巨大的动能就会转变为热能，使金属迅速熔化，实现对工件的焊接[1，2]。
2 电子束焊的特点[3，4]
（1）功率密度高，电子束功率可从几十千瓦到一百千瓦以上。电子束束斑的功率密度可达106～108W/cm2，比电弧功率密度约高100～1000倍。
（2）焊接速度快，焊接热影响区小，焊接变形小。
（3）电子束穿透能力强，焊缝深宽比大。
（4）焊接过程中不行引入焊接材料，焊缝的纯洁度高。
3 有色合金的电子束焊接工艺
3.1 钛合金
钛及钛合金具有比强度高、抗腐蚀性好、温度适应范围广等一系列突出优点，航空航天科研事业和生产的发展与钛合金的推广应用有着密不可分的联系[5]。钛合金在航空航天工业中有着广阔的应用前景。
电子束焊接工艺在真空环境下进行，可避免空气对钛合金的污染，降低裂缝等缺陷的几率，是一种非常适合钛合金的焊接技术[6]。
朱少旺[7]对Ti60合金薄板对接件进行了电子束焊接工艺研究。通过电子束焊接性实验，他研究了电子束焊接工艺的参数对焊缝表面成形及焊接接头显微组织、力学性能的影响，探索了焊后缓冷工艺和焊后热处理对焊接接头组织及性能所起作用。闫伟[8]对Ti-55高温钛合金板材进行了一些电子束焊接试验，为确定Ti-55板材的焊接方法及工艺做了技术储备。
3.2 铝合金
由于铝合金具有耐腐蚀性好，比模量、比强度、疲劳强度高，以及电导性和热导性好等特点，在航空航天、交通工具、机械制造、电工化工等行业中应用广泛。铝及铝合金的电子束焊接工艺是目前国内外学者的研究热点，电子束焊接工艺是铝合金焊接的重要方法之一。
王亚荣等[9]研究了焊后热处理对2A14高强铝合金电子束焊接头组织及力学性能的影响。王常建等[10]对电子束焊接工艺在2219铝合金扩张段上的应用进行了研究，研究表明电子束焊接技术能够减少焊接变形，降低焊接缺陷。陈国庆等[11]研究了SiCp/2024与2219铝合金电子束焊接。
3.3 镁合金
镁是最轻的工业金属材料，密度只有铝的三分之二，镁及镁合金具有密度低、强度高的优点。航空航天器轻量化的要求使得镁合金有着广阔的应用前景。目前镁合金的应用已经遍及航天航空、汽车、船舶、体育用品、电子等多个领域[12]。由于电子束焊接工艺具有良好的焊接效果，其在镁合金的焊接领域得到了广泛的应用。
朱智文等[13]研究了AZ31镁合金电子束焊焊接接头微观组织特征，研究结果显示AZ31镁合金电子束焊接接头成形良好，焊缝组织细小，表明电子束焊是AZ31镁合金的有效焊接方法。叶宏等[14]研究了AZ91D镁合金真空电子束深熔焊接熔池气泡流数值模拟，建立了真空电子束焊接熔池二维气泡流数学模型。
4 结束语
随着航空航天业的发展以及有色合金的广泛应用，对有色合金焊接工艺的研究已成为热点，电子束焊接工艺在我国已有多年的发展历史，应用在很多领域，也为我国的航空航天事业做出了巨大的贡献，电子束焊接工艺的发展必将推进有色合金在航空航天业的应用。
参考文献
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[11]国庆，张秉刚，杨勇，等.SiCp/2024与2219铝合金电子束焊接[J].焊接学报，2015，36（3）：27-30.
他是一位桃李满天下的教授，也是一位硕果累累的学者，在生命的长河里，他的每一个侧面，都值得我们尊敬。他就是清华大学航天航空学院工程热物理研究所教授宋耀祖。
峥嵘岁月，风云流荡。自1970年毕业于清华大学精密仪器系以来，他始终拼搏在热科学与技术领域的科研前沿阵地，着重对工程技术的研究，已累计发表学术论文约180篇，与忠合编“热物理激光测试技术”等书籍。这些应用基础研究工作为解决工程科技方面的问题提供了宽广的理论基础。
多次承担国家自然科学基金，“国家重点基础研究发展规划项目”（973项目），863项目，国家教委博士点基金等资助的科研项目以及云南省、日本大金公司等企业的节能减排项目。特别是在工业过程的节能与余热利用领域，以他为技术负责人的学术团队在国内外首次发明了一种热法磷酸生产的新技术，发明专利技术已获8个奖项，其中重要的奖项有“国家技术发明奖二等奖”、“第十一届中国专利优秀奖”。“云南省技术发明一等奖”、“第四届发明创业奖”、“第二届全国杰出专利工程技术奖”等。该发明技术现已实现了产业化，取得了显著的经济效益与节能减排的社会效益。在航天器的热控制技术领域，他被总装备部任命为“载人航天工程（921工程）”出舱航天服专家组成员，为确保“神七”出舱航天服内生命保障系统的正常工作做出了贡献。荣获总装备部中国载人航天工程办公室表彰的“为神舟七号载人航天飞行任务的圆满成功做出了重要贡献”的荣誉证书。
岁月荏苒，当年风华正茂的栋梁之才虽已不复往日的英姿飒爽，但他沧桑的脸庞上却写满了智慧与亲切，他乐于将自己的科研经验与后辈分享，他说在他长期的工程技术研究中，最大的体会是，取得工程技术研究成功的三要素是：基础、实践、团队。其一，“基础”乃是指通过系统的理论学习掌握宽厚的基础理论，如数学，物理，化学等基础知识（这些基础知识往往通过自学去掌握是十分困难的），借助于这些基础知识能通过自学进一步理解与掌握有关领域的专业知识与专门的技能；其二，“实践”是取得工程技术研究成功的必经之路。亲临工程现场，参加实验与试验，向一切有实践经验的人请教等都是实践的重要环节。在实践的基础上进行理论分析，通过理论与实践的结合，确定研究目标，明确技术难点，寻求与探索解决问题的技术方案，技术途径；其三，“团队”乃是指，在明确解决问题的技术方案基础上，组织与带领好一支学术团队，在团队内既有分工，又有协作。既要发挥每一个团队成员的聪明才智，又要给每一位团队成员创造各自的发展空间。
从踌躇满志的懵懂学子，到崭露头角的青年才俊，从学识渊博的科研专家，到声望显赫的著名学者，一步步走来，“科研”二字是催促他前进的动力，“勤奋”二字是对他过往岁月最好的注解。近年来，由于年龄和身体原因，宋耀祖已从教学科研一线退了下来，他的角色在转变，不变的是，他仍在为社会贡献着自己的一份力量。利用退休后的时间，他还从事着“中国特色社会主义是中国发展的必由之路”的研究，先后为教师、学生讲授党课10多次，荣获清华大学“学习宣传贯彻党的十七大精神”征文一等奖，在“纪念改革开放三十年――中国专家学者科学与人文论坛”大会上获优秀论文一等奖。
1.1 社会认可度不高，对全日制专业学位硕士教育存在一定误解
全日制专业学位硕士从开始招生至今只有短短4年时间，属于“新生事物”，所以无论是生源还是用人单位方面，对其认识还不够全面，存在一些偏差。很多人将全日制专业学位硕士与过去传统的在职专业学位硕士生混为一谈，甚至认为相对于学术型硕士生而言，全日制专业学位硕士招生条件低、培养目标要求不高、培养模式及课程体系设置与学术型差别不大、学位证书不被社会广泛认可，就业前景不乐观。加之，很多全日制专业学位硕士由其它专业调剂而来，认为专业型不如学术型。因此，导致很多全日制专业学位硕士生对自己的身份都不认可。同时，很多用人单位在招聘时，往往优先考虑学术型，对专业学位存在一定歧视。在快速发展的同时，全日制专业学位硕士还尴尬遭受着“不如学术硕士硬”、“山寨硕士生”、“培养无特色”、“就业前景担忧”等质疑。
1.2 教育管理特色不突出，缺乏有效培养过程监控和质量保障体系
目前，很多高校尚未对全日制专业学位硕士建立专门的教育管理体制。不同学科的全日制专业学位硕士在培养目标、培养方案以及学位要求等方面均有较大的差异，但是高校在对硕士生及导师的管理、质量评价及考核评估上大都采取一样的教育管理制度，缺乏特色性和科学性，也严重影响了全日制专业学位生的培养质量。例如，在培养方面，学术型硕士生偏重理论与研究能力的培养，而全日制专业学位硕士更注重专业实践能力的培养。然而，具体到培养方案、选题报告、中期考核等培养过程各个环节，很多培养单位还没有制定完善的、特点突出的、有别于学术型的具体方案和有效的监控措施。例如，课程设置上除了少数几门学位课不同之外，并无其它差异，缺乏新意，导师也不清楚针对全日制专业学位硕士是否需要增加额外的要求，应该如何区别对待。专业实践也由于实践基地建设滞后、实践管理制度不健全等原因，少有获得真正落实。此外，全日制专业学位在论文类型、评价标准与机制等学位论文规范方面，均未能突出专业学位特色。
2 全日制专业学位硕士培养过程监控与质量保障的探索与实践
西安交通大学航天航空学院现有“航天工程”和“航空工程”两个专业工程硕士学位授予点。2006年起，招收“航天工程”在职专业学位硕士生。2010年开始，招收“航天工程”全日制专业学位硕士。2014年，“航空工程”领域也开始招收专业学位硕士生。目前，已累计招收全日制专业学位硕士近130人，累计毕业近70人。毕业生中近40%的学生就业于相关领域的研究机构，另有近40%就业于国内大中型企业，其余20%攻读博士学位或从事教育工作。经过近几年迅速发展，全日制专业学位硕士不论从招生规模还是在校生人数等都趋于稳定，这就对如何提高教育水平、提升培养质量提出了更高的要求。
2.1 多渠道提高生源质量，严格导师资格认证量
鉴于全日制专业学位发展时间短，认可度还不够广泛，为了提高生源质量，西安交通大学航天航空学院采取多渠道招生的办法。首先，从我院“力学”本硕连读生、“工程结构分析”及“飞行器设计”专业中，选拔一定数量成绩较优异的本科生经推荐、免试为全日制专业学位硕士。其次，在统考生中，报考专业学位的考生在笔试、面试方面区别于学术型考生，内容都更侧重工程应用方面，面试考官也选具有丰富工程背景的教师担任；另外，报考学术型的考生如果愿意转报专业学位，将给予优先录取。最后，对于招生剩余名额，会从报考机械、能动、电气、电信、材料等相关专业的考生中预录，将同时愿意转为专业学位的学术型考生与报考专业学位考生一同笔试、面试，按顺选拔综合成绩高的考生进行录取。这样，一方面保证了较高的生源质量，也能达到不同学科交叉优势互补的效果，另一方面通过采取自愿报考的形式，从一开始就稳固了考生的心理认可度。
同时，对全日制专业学位硕士的指导教师的招生资格进行严格把关。由于专业学位对应的学科只有一级没有二级，全日制专业学位硕士招生目录上并没有标明特定的导师，而是在每年招生前期，会对导师就招收全日制专业学位硕士的意愿进行摸底，并对那些愿意招收的导师在总招生数量方面给予一定支持，同时对导师的招生资格进行严格把关，除了常规的要求之外，对其工程背景、主持横向课题以及到款情况提出具体要求，为之后的专业实践做好铺垫。
2.2 准确定位，明确培养目标
专业学位硕士生教育在教学理念、培养目标、培养模式、课程设置、质量标准和师资队伍建设等方面，与学术型硕士生教育有所不同，要突出专业学位硕士生教育的实践应用特色。进一步而言，全日制专业学位硕士的生源特点和培养模式既不同于学术型硕士生，也不同于在职工程硕士研究生，其培养定位应有别于上述两者，有其自身特色。总体来说，全日制专业学位硕士的培养，应在课程教学的同时兼顾学科与行业的特点，注重专业实践能力和职业素质的培养。
具体到航空、航天工程领域，全日制专业学位硕士的培养目标是，培养德、智、体全面发展，具有航空航天工程领域坚实宽广的基础理论和深入的专业知识，具有较强的解决航空航天工程实际问题能力和良好职业素养的高层次应用型、工程技术和管理人才，能够在航空航天工程及其相关领域研究机构或大型企业承担专业技术及管理工 作。
2.3 培养过程监控措施及其实施
全日制专业学位硕士学制为2～3年。在第四学期可申请转博，通过学院考核并获得专业学位后第五学期转入博士阶段学习攻读博士学位，这样，为那些愿意并适合继续深造的硕士生提供了机会，一定程度上提升了专业学位在硕士生中的认可度。
全日制专业学位硕士的培养环节包括：课程学习、专业实践、中期考核、学位论文等环节，均实行学分制。以校内导师指导为主，并辅助以校外研究单位或企业具有高级职称的企业导师合作指导。校内导师与校外导师分工明确：校内导师负责硕士生在校学习与科研等，并负责在校外研究单位或企业聘请高级职称及以上的全职人员作合作导师，与合作导师一起落实并管理硕士生专业实践并指导学位论文。
全日制专业学位硕士在校期间，须修满内容包括课程学习、学术活动、中期考核、专业实践和学位论文的学分。除全校公共课之外，学院专门设置了以实际应用为导向、以提高分析和解决实际问题能力为核心的专业课程，作为学位课或选修课供硕士生选择。此外，为拓宽硕士生知识面，要求在答辩前听够规定的学科前沿性讲座。
大部分课程学习集中在第一学期完成，第二学期开始，硕士生陆续进入专业实践阶段，专业实践应与学位论文工作相结合，专业实践时间不少于6个月。考虑到每位硕士生专业实践的情况有所差别，所以，专业实践一般应在校外实践单位完成，可以连续完成，也可以利用寒暑假分段完成。对于以导师主持的横向课题为专业实践内容的硕士生，部分专业实践内容可在校内进行，但须保证有多次赴实践单位进行调研与研开的经历。校内导师与合作导师要定期检查专业实践情况，处理专业实践中出现的有关问题。第三学期结束前，学院对全日制专业学位硕士进行中期考核，除课程学习、成果发表之外，重点考察专业实践情况，对于考核未通过者，将作为重点跟踪对象转入下一次考核。专业实践结束后，硕士生提交由校内导师、合作导师、实践单位共同签署意见的书面实践报告，并以PPT的形式向学院汇报并接受考核，未通过者将重新进行专业实践，并取消其校内指导教师下一年度招生资格。
奖助金评定方面，全日制专业学位硕士与学术型硕士生享受同等待遇，单列指标，分开评定。依据课程学习成绩、科研成果等进行排名，末位学生将转为自筹生。对于经济困难的学生，建议导师提供相应的助研岗位津贴，并协助其申请助学贷款，或者提供勤工助学岗位等。此外，为鼓励硕士生重视专业实践，对于专业实践审查中成果突出或解决了重大工程问题的学生及其导师会给予一定额度的奖励。
2.4 学位规范多样化，评价机制特色化
学位论文工作是研究生培养的主要组成部分，是对研究生进行科学研究或承担专业技术工作的技能训练，是培养研究生创新能力，综合运用所学知识发现、分析和解决问题能力的主要环节，是可否被授予学位的关键。由于全日制专业学位硕士培养的特殊性，对其学位论文的要求及评价机制都不能完全照搬学术型硕士生的办法。
我们的做法是：学位论文可由校内导师与经推荐的业务水平高、责任心强的具有高级技术职称的企业技术人员联合指导。学位论文选题应直接来源于生产实践或具有明确的工程应用背景，研究成果要有实际应用价值，论文拟解决的问题要有一定的技术难度和工作量，论文要具有一定的先进性和实用性。要把完成学位论文和专业实践有机结合起来。学位论文可以是调研报告、软件研制、规划设计、产品开发等形式，论文字数要求3万左右。全日制专业学位硕士在通过中期考核后，才可申请学位。在完成学位论文并通过预答辩后，方可进入论文评阅及正式答辩。送审时，论文评阅人共2名，其中1名必须是校外研究机构或企业具有高级职称人员。答辩委员会由3至5名具有副高以上专业技术职称的专家组成，其中一位应是相关专业领域的校外研究机构或企业的专家，也可以是硕士生的校外教师。全日制专业学位硕士研究生按要求在规定的学习期限内完成培养计划各环节要求且成绩合格，通过正式学位论文答辩后，由学院学位分委员会审核通过后，报校学位评定委员会批准授予专业学位。
通过以上措施的实施和不断完善，几年以来，我院全日制专业学位硕士教育管理逐步进入正轨，规范化和特色化愈来愈明显。全日制专业学位硕士生对专业学位的认可度有了较大提升，不再认为自己是“二等公民”。毕业生就业形势良好，就业率达100%，去向包括研究院所、政府部门、事业单位和大中型企业等。然而，在实际管理中也发现了一些问题，如全日制专业学位硕士生中期考核、奖助金评定等指标体系中除专业实践外与学术型硕士生的差异不大，部分学生专业实践内容与学位论文结合不够紧密等，这些都需要在今后的研究与工作中不断改进。
3 提升全日制专业学位硕士教育质量的思考与对策
3.1 转变管理理念，调整管理模式
在“世界竞争力报告”的排名中，中国“合格工程师”的数量和质量排名靠后，中国高等工程教育亟需进一步改革。改革表现之一，就是教育模式的多样化，全日制专业学位硕士由此应运而生。如何转变管理理念、调整管理模式，是值得深入思考的问题，也是将全日制专业学位硕士培养树立为真正教育品牌的关键所在。
首先，全日制专业学位硕士的培养特点决定了学生不能只坐在书斋中，要真正走到社会实践中去。基于这个特点，学校应积极调整过去“关门搞学术”的管理思路和管理模式，在教学设备、实验仪器、社会实践资源等方面下功夫，实现教学、科研、实践的良性互动。其次，完善综合质量评价体系。全面的人才培养质量评价体系应该是内部评价和使用者外部评价相结合的综合评价体系。对于全日制专业学位硕士教育质量的评价，除了在招生、培养、专业实践、学位答辩等环节中建立综合评价机制外，还要引入外部评价机制，根据综合评价结果逐步调整管理理念与模式，这也是全日制专业学位硕士教育能否真正得到社会各界认可的关键所在。最后，加强对全日制专业学位管理人员的培养，建立一支爱岗敬业、责任心强、素质高的管理队伍。
3.2 充分调动各方面积极性，促进实践与就业
“专业实践是重要的教学环节，充分的、高质量的专业实践是专业学位教育质量的重要 保证”。全日制专业学位硕士的教育目标，是培养面向社会特定职业需求的高端专业人才，因此，要特别注重专业实践对其职业素养与技能的提高。具体说来，一方面应充分发挥学院和导师的作用，加大实践基地建设的力度。专业型硕士研究生的授课教师和导师，应本着“实践第一”的原则合理匹配，更多吸纳一些具有企业一线科研、管理、经营经验的副高职称以上人员加入授课、指导教师队伍。应以横向课题为主，要求指导教师将所指导的专业型研究生纳入课题组，参与完成一些任务。另一方面，加大全日制专业学位硕士教育投入，用于包括开展教学改革与研究、导师培训、课程建设、硬件设施配置、与实践单位交流合作、校外导师聘任、就业指导等方面。充分调动社会、行业和有关用人单位的积极性，积极争取各方面资源，拓宽专业学位硕士就业渠道。
3.3 借鉴国外专业学位硕士教育的有益经验
西方很多国家在专业学位教育上起步较早，发展迅速。以美国为例，它是当今世界上专业学位研究生教育最发达的国家。美国专业学位早期主要向德国学习，到1970年后，“本土化”趋势开始加强。经过近90年的发展，美国专业学位研究生教育为社会培养了大批高素质实用型人才，有力推动了美国经济快速增长，逐步形成结构日益合理的专业学位研究生教育体系。美国专业学位教育发展的有益经验，为我国发展全日制专业学位硕士教育提供了一定的借鉴意义。
首先，明确区分专业硕士与学术型硕士的培养定位。专业学位的培养应面向社会，培养目标坚持职业性方向，课程设置体现应用性，教学过程体现实践性，不同学科或领域专业学位硕士培养模式也应各具特色。其次，扩大招生规模的同时，扩展专业学位学科或领域，满足社会需求。随着我国经济和社会多元化发展对高层次复合型专门人才需求的增长，未来我国研究生教育重心应逐步从以培养学术型人才为主的模式转移到以培养专业型人才为主的模式。在扩大全日制专业学位硕士招生规模的同时，适时设立新的专业学位类型，进而不断扩展专业学位学科或领域范围。最后，加强校企合作，贯彻实施“双导师”制，重视学生实践能力的培养。美国斯坦福大学早在20世纪50年代率先开创了大学与企业联合培养研究生的新形式。这样，既能充分发挥大学基础学科的教学、科研优势，又能发挥企业设备先进、经费充足和实践经验丰富的优势，也更有利于培养学生将理论付诸实践的能力。
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1.国内飞行器制造工程专业人才培养现状
随着我国飞机保有量和需求量快速增长，以及为实现从“航空航天大国”向“航空航天强国”发展、提升航空航天工业水平而实施的“大飞机”等项目产业政策的推进，我国对飞行器制造方面的专业人才需求不断加大。近些年，各类高校依托教学科研优势，不断加强或开设了飞行器制造方面的专业，提高了行业参与度。
至今，办此本科专业的有西北工业大学、北京航空航天大学、南京航空航天大学、哈尔滨工业大学、南昌航空大学等十多所高校。各高校依托自身的优势，积极开展专业特色化建设，培育自身的专业特长。如西北工业大学偏向于CAD/CAM集成的数字化制造技术、北京航空航天大学突出于板料成型技术专业教学和实验、中北大学以飞行器特种制造为特色等，形成了面向飞机制造、适应航空航天发展要求的课程培养体系，培养出一批具有飞行器制造工艺技术的航空航天类人才。
从2002年开始，我国高校开始重视本科专业教育教学实习基地的建设，并以此为依托加强学校与企业的交流与合作，如带领学生深入企业进行现场教学、企业人员为学生讲课(讲座)、征求企业意见制订专业培养计划、订单培养等。我校飞行器制造工程专业主要面向航天航空飞行器产品制造等相关产业培养钣金、铆接、装配技术类高素质应用型本科人才。由于本专业开办时间短，目前我校在飞行器制造工程人才培养方面仍处在探索阶段。加强实践教学已成为飞行器制造工程专业人才培养模式的必然选择，而其中最有效的途径是校企合作。
2.校企“3+1”合作办学的优势
3+1校企合作办学指前三学年的培养在校内进行，第四学年除部分课程及实验教学在学校完成之外，其他现场课教学、生产实习、课程设计、毕业设计等环节均在企业内实施，以强化学生工程实践、动手能力及综合素质的培养，简称“3+1”合作办学模式。校企合作办学“3+1”模式，这种合作教育能够实现工学结合，为学生提供在真实工作环境下学习的机会，是实现应用型工程技术人才培养目标的有效途径，也是与就业联系最密切的一种教育模式。
由于有很多限制条件，学校无法投入过多资金购置像企业的一些精密加工设备作为教学仪器设备，所以学生在校内学习期间只能在理论上了解基本成形原理和方法，根本看不到实际的设备及生产工艺过程，也就无法掌握一些知识。而合作教育提供的教学手段和设备资源，弥补了学校的教学条件的不足，解决了教学与生产实际脱节甚至落后于生产现状的严重问题，实现了校企教育资源的优势互补。
学生在航空航天企业生产实践过程中会认识到，一个不受社会和企业欢迎的人是无法发挥才干的。到企业后，学生清楚地了解了用人单位人才需求目标，了解了作为飞行器制造专业的工程技术人员必须重点掌握的知识，明确了学习目的和方向，增强了学习主动性。在专业知识对生产过程发生作用的亲身体验中找到了成就感和危机感，提高了学习兴趣，明确了专业思想，树立了学以致用、理论联系实际的观念，使就业观念和定位更符合社会与航空航天企业的需求，且学生就业之后，表现出的工程意识、创新意识和适应工作岗位的能力都明显增强。
3.飞行器制造工程专业校企“3+1”合作办学模式探析
我校长期以来，一直与一些航天企业有着较好的合作关系，并与其建立了校外实习基地，如中国航天科工集团柳州长虹机器制造公司、桂林航天电子有限公司等。这些公司每年都会吸收一批本科毕业生，以补充和优化专业技术人员结构。
本科生在外语、计算机及基础知识等方面表现出了一定的优势，但普遍存在本科生专业知识与航空航天生产过程的需求脱节比较严重、独立解决现场实际问题的能力非常薄弱，同时表现出对社会及企业的了解甚少，融入工作环境的协作精神比较欠缺等问题。这正是毕业生和企业共同担心的问题。这些公司在航天专业技术领域与我校飞行器制造工程专业在培养学生过程中需要的全部专业知识具有良好的适应性。可见校企及学生三方都有合作办学需求的基础。
3.1合作办学模式的定位
飞行器制造工程专业人才培养采取校内培养和企业联合培养的方式，即学生在校期间的学习分为校内学习和企业学习两部分。学制4年采用“3+1”模式，即3年校内通识类课程、大类学科基础课程、核类专业基础和专业课程的理论与实验教学，着重加强学生基本知识、基本理论和基本技能的学习、锻炼和培养;累计1年(主要集中在第四年)校外企业核类部分理论课程和实践教学。
重点是最后一个“1”的环节，具体而言在这一年的校外企业实践教学环节中实行“部分专业课+课程设计+生产实习+毕业论文(设计)”的集成化教学方式，着重培养学生获取知识、分析问题和解决问题的能力及创新能力。
3.2“3+1”校企合作办学的主要特征
3.2.1规范选拔机制，组建一支优秀学生队伍。第四学年初，学校需要在飞行器制造工程专业组建实验班进行统一编班授课。学生自愿报名的基础上，根据学生前三年在校成绩及获奖等综合素质表现，择优选拔出一定数量的学生，成立“飞行器制造工程专业‘3+1’校企合作试验班”。规范的选拔机制应公平公正，公开透明，也是对低年级学生的一种激励。再则，一支高素质学生队伍是校企合作有效办学的重要保障。
3.2.2校企双方共同制订和实施培养计划。试验班的培养计划和教学大纲应由我校机械工程学院牵头，与企业共同协商制订，将学校教学过程和企业生产过程紧密结合，校企共同完成教学任务，使学生在掌握一定飞行器构造、飞行器制造工艺与工艺装备的基础理论和专业知识基础上，具有钣金、铆接和装配等基本操作技能，能够从事飞行器产品零件的设计、生产及装配、工厂生产管理和服务于第一线的工作的能力。实验班往往会加入部分企业需要的专业课程，学校无法完成的可由在企业中聘请的兼职教师到学校讲授。部分实践教学依据学校实验设备条件和企业生产进度协调安排。
课程设计、毕业设计选题应尽量来源于企业的生产实际。3.2.3建立校企双向管理制度。学生实践活动期间，不仅要保障学生安全和日常教学活动，还不能影响企业正常生产，因此，应严格实行校企双向管理制度。学生的劳动纪律考核应由企业负责，尽量与员工保持同步。校企双方应各派一名专职辅导员，有利于学生日常行为和具体事务协调与管理。由于航天企业有其特殊性，教学管理程序要适应航天企业产品研制与生产中的相关保密规定。
3.3“3+1”校企合作办学实施的保障措施
许多学校在开展校企合作办学的过程中，企业合作积极性不高，教学主体在实施过程中缺乏企业的实际参与和互动等问题。为了实现校企双赢的合作关系，保障校企关系持久稳定，要在以下两方面下工夫。
3.3.1寻求学校、学生与企业三方协调。学校有教学任务，学生有就业任务，而企业有其生产任务，校企合作教育应该在学校、学生与企业三者间寻求协调和统一，在学校教学管理部门、二级学院和专业教师的精心组织与周密安排下，加强与企业的沟通和联系，加强与企业兼职教师之间的合作与协调。校企之间要协同制定相应制度，明确各自在应用型人才培养过程中的职责，成立专门部门，负责协调校企合作各项事宜，真正做到有政策制度的保障。特别要健全学生在企业实践学习阶段的教学质量考核与评价体系，优化企业对试验班毕业生的择优录用机制。
3.3.2培养高质量“双师型”教师队伍。近年来，为了加强师资力量，学校引进不少拥有博士学位的毕业生补充到我校飞行器工程专业教师队伍中，他们虽然有扎实的基础理论，但工程实践背景比较薄弱。因此，师资队伍建设中，除注重学历、年龄和职称结构外，还特别强调教师的航空航天企事业单位工作经历和工程实践背景。为了加强专业课教师工程实践能力的培养，学校要鼓励或创造条件让来自高校或没有一线工作经历的教师到相关企事业单位挂职，增强实践能力，以促进校企合作教育的开展。
4.结语
引言
可展机构具有承载力大但收拢时所占空间小，收放灵活和运输方便等优点。随着全球工业化的快速发展，机械基本上取代了传统的手工的发展，尤其在重工业领域，可展机构为人类生活生产提供了不可忽视的便利性[1]。但可展机构在机械原理、机械设计等传统文献中并没有具体分类研究，而且开发空间巨大。所以针对该类机构的系统性研究亟待加强。
1 可展机构的特点
（1）结构紧凑、尺寸小巧，且设备收缩后体积小。这是可展机构最大的优点，也使得其作业所要求的占用空间小。在地下水位较高的地区工作时对机坑的处理会十分简单。它能够在任何已有设备上直接使用，而无需修改设备结构和机坑深度[2]。
（2）载荷能力大、稳定性好。相对于其他机构来讲，大部分可展机构的承载能力偏大。由于其稳定的结构，可展机构在额定承载能力和伸展长度下，具有很好的稳定性。
（3）定位精准。大部分可展机构在运行过程能确保在行程的任意一点精确定位，并锁定高度，不像液压设备会因温度的变化或泄漏产生位置变化。
（4）运行平稳、噪音较低。由于其连续成型原理，无垂直方向爬行，使得机构运转平稳安静，除驱动装置的运行噪音，大部分可展器本身的工作噪音很低。
（5）效率高。大部分可展设备的总传动效率较高，通常可达到 80%以上。
（6）构造简单，使用方便。可展机构的结构精巧而简洁，所以可展器本身的安装工作简易而快捷，一块伸缩机构通常在很短的时间即可安装使用。
（7）通用性高。可展机构对使用环境没有太高要求，使其经常在太空、海洋等复杂环境下工作，并依然保持其稳定性。
2 可展机构的结构类型
2.1 剪叉式可展机构
剪叉式可展机构具有结构简易、承载量大、操控性好的特点，因此在各种环境下的装卸、现代物流、高空营救与作业中得到了广泛的应用[3]。剪叉式可展机构是一种传递力的结构，并且对力起导向作用。如图1，拐臂3、8分别与横梁焊接橐桓稣体，剪叉机构最高和最低处的剪叉臂分别与上、下板铰接，内剪叉臂10与滑轮7铰接，滑轮7可以在滑道11上滑动，内、外剪叉臂之间通过销轴5连接，可以绕其相对转动。气缸伸缩，柱塞拐臂8与气缸相对转动，从而使内、外剪叉臂绕销轴旋转，使滑轮在滑道中滑动，进而改变内、外剪叉臂夹角，从而实现机架的伸展与收缩，完成对机构上物体快速升降。是一种生活中常见而简易的可展机构，应用范围广，对驱动机构要求不高。但因其停止位置不够准确，精度较低的缺点，也使得其很难在高精度要求的环境下工作。
2.2 薄壁管式可展机构
薄壁管可展机构是一种原始的可展机构，它结构简单，展开运动是依靠薄壁发生弹性变形，展开所需的时间短。19世纪60年代，加拿大就研发了STEM。它是利用弧形薄钢尺本身能自卷曲的特性，完成机构的收拢和展开。在此基础上BI-STEM是由单个STEM发展而来的[4][5]。它是将一个薄片被重叠放在另一个完全一样薄片内部。改良后两个薄片形成的机构比一个STEM的钢片窄，提升了机构的机械性能，弯曲刚度和抗扭刚度。其收拢后超小的体积，简单的构造，使得薄壁管伸展机构在未来充满了开发空间。
2.3 铰接杆式可展机构
铰接杆式可展机构作为一种线性展开机构，展开后为格柱状，在太空十分常见，通常由几种长度不同、内带驱动弹簧的杆件和铰接头组成，展开状态下具有比其他可展机构更高的刚度，能够完成大跨度的伸展。这种伸展的原始驱动力为扭簧的弹性势能，在直流电机的驱动下，通过螺纹千斤顶驱动。铰接杆式可展机构具有精度高、展开刚度高以及展开效率高等优点。其铰接杆的纵梁较短，并非贯穿整个桁架，且纵梁和横向支架均为刚性。关节上的驱动弹簧提供了展开时的驱动力[6][7]。
2.4 充气可展开机构
充气式可展机构常用于大型次结构体的展开，如太阳翼、天线反射器、气闸舱等。1996年美国取得了膨胀展开天线空间展开试验的成功，并将该技术应用于展开式结构、展开式天线（如图4）和太阳电池阵等方面。近年来，各国专家针对空间充气展开结构进行了充分研究，因为它质量小、热稳定性高、收缩效率高、可靠性高、结构的复杂程度低，可应用的领域多。不同于其他可展机构活动机构过于复杂，所以有可能在不同环境不同领域下代替其他可展机构[8]，是未来可展机构的重要研究方向。
3 可展机构在不同领域的应用
3.1 航空航天
当今大型可展结构已成为航天科技的重要研究课题之一。无论是卫星上的可展天线、航天器上的气闸舱，可展机构在航天航空领域的身影无处不在。航空航天领域已有的可展结构主要有直线可展机构和螺旋式可展机构两种。其中更多的体现在卫星上的天线系统。卫星上的天线伸展机构是卫星反射器和卫星星体的连接部分。对卫星的天线反射器起到固定支撑的作用。在人造卫星开始环绕地球运转后，天线伸展臂会带动天线环形桁架一起展开，是确定天线环形桁架工作位置正确的重要因素，保障了卫星信号的正常接收与发射。天线伸展臂能否及时、准确的伸展到位直接影响了整个卫星发射任务的成功与否。同时，对于卫星整个物理结构来讲，可展机构在展开状态下，它的结构参数对整个天线系统的动力学特性具有很大影响[9]。所以，可展机构在航天领域的研究是非常有价值的。
3.2 日常生活
可展机构在生活中的应用主要体现在舞台的升降。1988年，具有加拿大专利技术的板带自组螺旋可展器于美国加利福尼亚州的退伍军人纪念中心首次进行使用。它是将一盘水平螺旋板片拉开，如图5。然后连续插入一种垂直螺旋片，就组合成一个由两种螺旋片连续自锁的垂直螺旋管柱。水平螺旋板片的上下表面设有特制凹槽，能够保证垂直螺旋板片轻松地啮合并精准的定位。这一组长螺旋组合结构在垂直方向能承受很大载荷，并将载荷连续增大和降低[10][11]。且运行平稳工作噪音小，所以能够很好地完成舞台升降的任务。除了舞台升降机构，学校等公众场合经常使用的电动伸缩门，其实也是一种典型的剪叉式可展机构，由很多的铰接杆重复铰接构成，通过改变杆与杆之间的夹角，完成整个伸缩门的开合。它超大的伸展行程成了它最大优点，简单驱动方式和低廉的成本，也是它普及的重要原因。
3.3 机器人领域
如图6所示是一种应用于清理炮弹发射后炮筒内的残留的尘土、油垢和渣土等问题而发明的一种旋转可展机器人机构[12]。它是基于空间可展机构运动特征分析，将一个旋转的底盘和一个空间可展机构结合在一起，形成一个具有旋转伸展功能的机构，代替士兵完成武器内部的保养任务。具体结构如图6所示[13]。解决了炮筒内部的可能存在问题，节省战场上的宝贵时间，体现可展机构在机器人领域应用的重要地位。
4 结束语
可展机构具有展_后面积大、收拢时占用空间小且便于收放和运输等特点。在航天航空、日常生活，机器人等领域应用广泛。因此这种机构的机械设计和运动分析研究得到国内研究机构的普遍重视。而对于不同可展机构的开发与应用，还需要更多针对性的研究与探索。
参考文献
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[10]刘永光，甘立刚.伸缩可控的杆状空间伸展机构研究[J].机械工程师，2007.
许多人称互联网是20世纪以来最伟大的发明之一，因为它创造了一个信息无限的虚拟世界，但是如今有一项新技术，它能打破现实和互联网的界限，也就是说，由计算机中生成的信息将会交错重叠到整个现实生活。它就是AR（Augmented Reality）技术，又叫增强现实技术。
试想下，当你购物想试穿衣服的时候，运用AR技术，你会看见另一个你穿着想试穿的衣服，出现在你面前；当你出门在外，车上无聊的时候，通过一副眼睛能观看视频或是最新电影，甚至可以与你的邻座来盘虚拟象棋；当你在大街上走着，所有的东西都会出现链接，只要轻轻一点，就能获取它们的一切信息。又或者在异国，与别人对话的时候，不懂的语言会迅速翻译成你熟悉的语言。有了这些，你还会羡慕《盗梦空间》的虚拟梦境，或是哈利波特的魔法世界吗？
在90年代以前，AR的界限并不是很明确，概念也很模糊，90年代以后AR技术得到了迅速的发展，世界上很多国家已经有了专门的研究所，其中比较著名的有美国麻省理工大学的图像导航外科手术室，哥伦比亚大学的图像与用户交互实验室，日本的混合现实实验室等等，此外，用于快速开发的开源软件工具ARToolkit也由华盛顿大学的图像实验室成功开发并维护至今。现在，AR由原来的实验室研究拓展到许多新领域中，如城市规划、娱乐教育、工业仿真和文化遗产保护等。在2010年Android和iPhone智能手机纷纷利用AR技术把虚拟的图像文字和现实生活环境相结合，当然效果使大家感到无比的惊艳。同时，在文化遗产保护方面，希腊、土耳其的历史古迹进行数字重建。我们国家的“数字敦煌”工程也在进行中，由中国科学院计算机研究所、武汉大学和浙江大学联手研究，预计在未来10至20年能够完成，研究项目有虚拟现实、增强现实和交互现实3个部分。
我国在AR领域的研究起步比较晚，也主要是在高校的科研单位进行研究，如北京理工大学、北京航天航空大学、国防大学、浙江大学和上海大学等。时下，国内AR的研究成果主要有北京理工大学自主研制开发的视频、光学穿透式两类头盔显示器，上海大学快速制造工程中心和浙江大学合作开发了AR场景光源的实时检测和真实感回执框架，此外北京理工大学利用AR技术重建圆明园的实验还在进行中。我国在AR技术研究和运用方面还是处于初级阶段，从目前国内发表的论文和学术报告上来看，我国的研究主要集中在系统运用技术上，研究的课题和方向比较单一，涉及面也比较窄。再者，从2008年世界专利申请的情况上看，全球有108个AR技术运用的专利，在这当中我国只有北京理工大学一个。
AR技术是打破虚拟和现实界限的一项新兴技术，不过就我国在AR技术的发展和研究状况来看，我们仍需要许多改进。首先，国内并没有统一的权威的AR技术研究所，只有高校的科研单位，这样在人才、资金和技术上有了局限。所谓“集中力量办大事”，在AR技术上研究上需要花费很大的人力物力，而分散研究很难达到预想的效果。所以，建立一个统一的权威的研究中心很重要。其次，研究方向和涉及领域方面我们要有所侧重，但不能单一方向研究，在文化保护、教育娱乐、医疗制造等方面我们也要有相关的研究，这样才能提高研究的综合效果。最后，对于研究成果的保护，申请专利是必须的，这样不仅能保证领先地位，得到世界认可，而且在资金上面也有一定的保障。
一、前言
单片机又称单片微控制器，它不是完成某一逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上，相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
利用单片机实现音乐播放有很多优点，例如外部电路简单，控制方便、成本低等。本文分析了基于51单片机的音乐播放器的硬件电路和软件的设计的具体过程，运用89C51单片机定时器产生固定频率的方波信号，驱动喇叭发出旋律，按下按键可以演奏预先设置的歌曲旋律，最重要的是还可以通过程序设计输入特定
歌曲来演奏。
二、硬件设计
该音乐播放器的硬件电路设计方框图和 硬件总体电路图如图1和图1所示：
通过TXAL1 与TXAL2输入时钟信号，通过p1.0～p1.7输出控制现实控制信号的显示，有p3.2、p3.3与p3.5分别作为上一曲、下一曲和开始暂停的控制输入。
显示电路是一个8位共阴极LED数码管。 单片机的P0.0-P0.7分别与数码管的A、B、C、D、E、F、G、DP相连接。
晶振电路由两个30pF的电容和一个6Mhz的晶体振荡器组成。节点1与单片机的XTAL2相连接，节点2与单片机的XTAL1相连接，从而为单片机提供时间信号，为音乐的播放节拍控制提供基本时间单位：当晶体振荡频率为6.MHz，定时器工作在方式1下时，若各音阶相对应的定时器计数初值为X，则可根据下式计算X：1/（f×2）=（216-X）×12/（6×106）
控制电路，键一与p3.2相连、键二与p3.3相连、键3与p3.5相连。当电键按下时接口接低电平，从而实现对音乐播放器的控制。键一联通实现上一曲更换，键二联通实现下一曲更换，键三联通实现开始暂停操作。
发声电路由数字扬声器连接p2.0接口实现音乐的输出，由控制电路发出操作指令后，单片机调用相应程序，并将音乐信号由p2.0口输出，通过驱动扬声器发出美妙的音乐。
图1 硬件电路设计方框图
图2 硬件总体电路图
三、软件设计
软件设计是产生音乐的重要部分，音乐各音符所对应的频率和音乐的节拍都是通过软件的设计来实现的，软件设计的好坏直接决定了产生的音乐是否正确。软件设计流程图如图3所示。主程序实现对单片机进行初始化后，进入曲目识别子程序，进行歌曲曲目判断。确定歌曲曲目后，数码管再进行显示。然后，子程序对是否播放进行循环判断，得到播放中断的指令后再进行播放。
执行播放后，关闭数码管显示并调用查表子程序进行播放音乐。在播放音乐的过程中，查表子程序循环判断音乐是否结束。当音乐结束时，程序跳转回曲目识别子程序。
图3 软件设计流程图
四、系统仿真分析
仿真很好的实现了程序的主要功能，音效良好，说明电路的设计和程序的设计达到了要求。音乐播放器很好的实现了播放/暂停、上一曲、下一曲的功能，并满足了数码管显示的特殊要求。
51系列单片机，体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好。本设计以51单片机为主控系统，实现了单片机控制音乐播放的功能。功能多样，设计简单，性能稳定，具有很强的应用价值。
本论文得到大学生创新创业训练项目基金支持。
参考文献：
0 引 言
自从1956年美国Zadel教授首次把模糊集这个概念在发表的关于模糊集合理论论文中期提出之后，模糊理论已发展了50年，模糊理论知识体系现已成熟和完善，同时也在工业生产的实践应用的领域越来越广泛。把模糊逻辑技术当做控制规则融入与控制技术中，能有效解决和处理那些传统控制模式构造的控制器难以解决的难题，模糊自适应控制是将模糊逻辑理论与自适应控制相结合，具有鲁棒性强、易于掌握和操作、控制性能好等特点。近年来，模糊自适应控制理论日趋成熟，控制技术也得到很大的发展，尤其是在智能控制、电子自动化以及航天航空等多方面解决了许多实际问题，引起了越来越多学者和技术人员的重视。
1 模糊控制理论的基本思想
从1960年至今，现代控制理论广泛应用于重工业的生产实践、电子信息自动化以及航空航天等多方面并且取得了巨大的成功。例如最优化控制这类问题中可以使用极小值原理来参与解决；运用卡尔曼滤波器解决含有有色噪声的系统中的问题加以研究；对大滞后过程的控制使用预测控制理论则能有效控制等等。同样上述控制及应用都需一个基本条件：需能对被控对象进行精确的数学建模。但是由于科技生产力的飞速发展，被控对象和系统的结构越来越繁琐复杂，控制过程中需要考虑和解决的问题越来越多，对于非线性的多参数的复杂被控对象，对被控对象和系统结构的精确建模往往难以进行，这也使得对复杂对象的控制难以进行和处理。
与上述必须对被控对象进行建模才能设计控制器的这种模式恰好相反的是，在对于以上原因和问题处理和解决的过程，通常有丰富操作经验的工作人员并不需要通过对被控对象建模而是可以靠自身丰富的动手经验和熟练地手动控制就可以达到很好的处理和控制效果。这些丰富的经验包括对被控对象的熟知以及在全部可能会发生的情景下应如何改变控制规则从而采取的相对应的控制对策。这些对策和判断常常是通过自然语言来表述的，与精确地数学模型相比这些语言不是系统的而是具有模糊性。即从外界不断的获取相关反馈信息，对这些信息经过分析、研究和整理，做出相对应的决策同时改变控制规则和方式，从而是控制目的达到预期的目标。在这些操作工作过程上，通过研究和分析人的自主能动性和自主控制的行为，利用这些行为特点，让计算机模拟人得思维方式用来控制那些无法构建精确的数学模型的被控对象，从而形成了模糊控制。
模糊控制是集模糊集理论、模糊语言变量及模糊逻辑推理的知识应用在控制方法上，以此来模拟人的模糊逻辑思维，用来解决无法建立精确的数学模型的过程的智能控制方法。模糊控制是在模糊集等理论的基础上将人的推理、判断、思维过程应由比较简单的数学形式描述出来。模糊控制的目标是为解决各种问题提供更加有效的思路和方法，再加上比起传统控制方法，模糊控制可以融入人的思维判断，所以这种控制方法在实际应用中更加得到重视，应用领域也越来越广泛。
2 模糊控制
模糊系统是指与模糊概念、模糊逻辑直接相关的系统。它通常是由模糊器、模糊规则库、模糊推理机以及解模糊器这四个模块组成。模糊器首先是把系统输入量进行适当比例对应地量化作为论域中的数值，然后对应每一个量化的数值定义一个模糊子集，并把每个模糊子集所相对应的隶属函数定义出来，最后把数值对应的隶属度应用合适的语言值求出来。模糊规则库中对应的每个规则都是由进行手工操作的工作人员的丰富和熟练的操作经验和知识以及这些工作人员在控制过程中用来计算各种数据的相关算法。模糊推理机是指应用模糊逻辑法则把模糊规则库中的规则用某种映射表达出来。解模糊器则和模糊器的作用相反，解模糊器就是把模糊推理最终得来的结果转换成相应的数值量。
模糊控制系统就是在常规的控制系统中，用模糊逻辑系统来取代传统的控制器，进而使得复杂难以建模的被控对象能得到更有效的控制。
3 自适应模糊控制
模糊控制的应用领域越来越广泛，在应用模糊控制进行解决问题过程中可以看出，是否能够制定出好的模糊控制规则将会直接影响到控制效果，而控制规则的制定原则通常是由工作人员在具体操作过程中对被控对象的熟知和了解以及在实际操作过程的实践中总结出来的。在把模糊控制应用那些复杂的时变的非线性不确定的系统时，由于被控过程中出现一些时变的非线的以及高阶性的其他随机干扰等因素，造成纵使采用了模糊控制也不能达到很好的控制目的，如果控制能够自动调节这个问题就能得到解决，所以人们在模糊控制的基础上融于了能够自组织、自学习、自适应的技术，结合这些因素的模糊控制在控制过程中可以利用自学习的功能从外界环境以及自身控制过程当中得到相关有用的信息，并依这些搜集到的信息进行相关的反馈和修改控制规则或参数，从而使得整个系统的控制功能随着问题的变化给出不同的控制规则。
4 自适应模糊控制系统结构
自适应模糊控制的设计是为了使得控制具有自组织、自学习、自适应这些特点的，为了能够在控制运行过程中，结合相应地控制效果和外部环境，对控制器的控制方案做进一步的修改和完善使得控制效果达到更好的结果，这就使得模糊控制具有更高的智能性，所以在最常见的自适应模糊控制方案的设计中是把偏差测量、控制校正和规则修改这三个功能块附加在基本模糊控制器中。
其中，偏差测量块，用于测量实际输出和期望输出的偏差值，从而确定系统控制中需要校正的量，以便为系统控制规则的修正提供信息；控制量校正块，用于把输出应答需要校正的量转换成控制量需要校正的量；规则修改块，对控制量的修改通过校正控制规则来实现校正量。自适应模糊控制器的工作原理是：通过测量输出误差的差值来获得需要校正的信息，然后将需要校正的输出应答的校正量转换成控制量需要的校正量，最终通过修改控制规则来实施校正量。
5 自适应模糊控制的研究与发展
1960年代中期，Zadeh教授创建了模糊集理论，与 Mamdani教授 等人分别开展了一系列关于模糊控制的研究工作，自从模糊控制得到了学者的大量研究和实践，模糊控制理论逐渐发展成富有发展成果和发展吸引力的研究领域。
1979年， Procyk和他的导师Mamdani提出了一种能使模糊控制规则自动生成和自动修改的自组织模糊控制器（SOC），第一次在模糊控制的结构中加入了自组织的功能，首次在较高起点上实现了如何用自组织模糊控制器在较短时间内在一类大过程的问题上取得更好地控制效果。Shao等人后来对算法作了一些改进并应用在实际生产中，之后Rhee和Vander等人进一步通过由定量过程来获得定性控制规则的方法改进了控制器。
Pedrycz 提出了一种模糊关系模型的辨识方法，该方法是基于参考模糊集的系统模糊关系模型而实施的；T.Takagi 和 M.Sugeno 紧跟R.M.Tong 的研究步伐，提出了一种用模糊集理论去辨识系统模糊模型的语言的方法。这两种极具有代表意义辨识方法为工业的实际生产中的建模提供极有效的工具，并为自适应模糊控制的进一步研究发展提供了非常有效的工具。Z.Bien和Yong-Tae Kim应用了变结构控制的思想设计了鲁邦自学习的控制器用于解决传统的自组织模糊控制过程中出现的外部干扰敏感问题，在双关节倒立摆控制过程中取得了良好的控制效果，但是控制过程中出现了震动现象。
Harris和Moore 提出了建立在过程模糊模型基础上而不是直接把模糊逻辑技术直接当成控制器的间接自适应模糊控制，使得类似自校正调节器的控制功能最终得以实现。Layne等人在传统的模型参考自适应控制的控制过程中加入了模糊逻辑技术从而得到了新的模糊模型参考学习控制。张化光在借鉴TS模型的模糊自校正控制的基础上在控制器上应用了广义预测控制律，用这种方法很好的解决了具有不确定时滞问题，同时能顾及系统模型失配的影响，具有良好的鲁棒性。G.V.S.Raju和J.Zhou 基于K.F.Glu和S.Daley把自适应控制器应用在复杂多变过程的研究成果上提出了递阶模糊控制以及自适应递阶模糊控制。G.V.S Raju等人在戴忠达的算法基础上，提出了一类自适应多级模糊控制器。之后A.Gegov提出了应用于城市交通控制网络的一类多级智能模糊控制器。K.Y.Tu等人设计了利用滑动超平面连接多个单变量的FLC的多层模糊控制器，并阐述了闭环系统稳定性的条件。
6 结语
模糊控制相对于传统的控制理论能够解决更多实际复杂的建模以及控制问题，是一种极为有效的控制方法，自适应模糊控制是一种具有自组织、自学习、自适应的控制方法，在控制过程中，自适应模糊控制系统能够在系统运行过程中根据外界反馈的信息不断修改自身的控制规则，使得系统的性能更加的完善改善了系统的性能。近几年来，自适应模糊控制因为其自身的控制特性而取得了很大进展，基于模型的自适应模糊控制与神经网络控制的结合，使系统功能以及稳定性得到进一步增强，为非线性系统的建模以及控制提供了有效的工具。自适应模糊控制在近几年的发展中已开始向多元化和交叉学科方向发展，加强对自适应模糊控制的研究是近几年越来越迫切的问题，同时模糊-神经网络混合系统的出现给自适应模糊控制的研究带来了新的生机，但是由于系统的非线性与复杂性使得研究工作的难度大大增加。自适应模糊控制系统逐渐向混合系统模式方向发展，对于自适应模糊控制的研究有着很大的发展潜力和广阔的应用前景。
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嵌入式软件的测试是提高软件质量的重要手段，只有经过充分的软件测试，才有可能开发出高质量、可靠安全的嵌入式软件。
对于航天领域嵌入式软件而言，实时性要求，可靠性和安全性要求更高。
2 嵌入式软件测试
2.1 软件测试的基本方法
嵌入式软件测试的方法一般可以分为黑盒测试和白盒测试两种。
黑盒测试是一种基于软件功能的测试。
白盒测试在于看清软件模块内部的结构，如各种覆盖率测试，数据流测试等。
按照软件生存周期模型，嵌入式软件测试一般又可分为单元测试、组装测试和确认测试，其中确认测试还可包括第三方独立测试。
单元测试以不可再分的功能模块为测试对象，可以进行黑盒和白盒测试。在验证功能模块实现的软件功能项的同时，可以进一步进行覆盖率测试。
一般测试过程见图1。
组装测试主要测试对象是经过单元测试以后的集成软件模块，其目的是验证各软件模块的控制接口和数据接口是否正确，与设计是否相符。
确认测试则是在系统环境中进行的功能和性能测试，借助辅助测试工具，验证软件是否完全实现各功能和性能需求项。
2.2 软件测试工具
2.2.1 VECTORCAST
VECTORCAST提供强大的单元和组装级别的测试功能，能自动产生、编译测试桩和驱动模块，通过友好界面交互自动产生测试用例，并支持完全自动的回归测试，提供SC，BC和MC/DC测试覆盖率显示，提供MaCabe圈复杂度分析和基本路径分析。
2.2.2 CODETEST
CODETEST是专门针对嵌入式软件开发出来的高性能软件测试和分析工具，除了通常软件测试工具的插桩技术外，CODETEST最突出的特点是有硬件套件和探头等辅助测试设备用于精确的性能分析和系统级覆盖率分析。
2.3 软件测试实践
嵌入式软件主要经过单元、组装测试和确认测试。
下面以1750平台和编程语言ADA为例，结合测试工具介绍各阶段测试内容。
2.3.1 单元和组装测试
我们采用了VECTORCAST这个软件工具进行单元和组装测试，这是基于主机平台的测试。我们采用的编译器是M1750-Ada。在使用该编译器结合VECTORCAST工具时，在编译参数打开扩展内存选项的时候，会出现编译链接不通过或程序执行出错的情况。经查，由于我们编写的代码加上 VECTORCAST工具自身为测试而生成的可执行代码超出了规定的64K代码长度，代码出现跨段，因此会出现编译链接不通过或程序执行出错的情况;最后通过更改编译链接的脚本控制文件，指定各代码段存放的位置，确保代码不出现跨段，解决了该问题。
该工具也被用来进行组装测试，在语句、分支和多条件判定/决策各级别测试覆盖率方面发挥了重要作用，并且通过编写shell脚本文件实现了自动的单元和组装级别的回归测试。
2.3.2 确认测试
在嵌入式软件确认测试过程中，我们使用CODETEST测试工具实现了M1750平台上在线的软件动态覆盖率测试和软件性能测试。
首先，构建了一个真实物理接口的测试环境，与目标计算机相连接，嵌入式软件在目标计算机中连续运行，通过使用专用适配器捕捉目标CPU的控制、地址和数据总线的信号，并采用CODETEST的应用分析软件实时在线分析[( dylw.NEt) 专业提供论文写作和发表的服务,欢迎光临]嵌入式软件中各个模块的运行情况，包括运行时间、频率等，对被测软件的运行情况有全面了解，也为我们解决其它软件问题提供了有效的参考数据。
确认测试阶段，被测软件的长期考核必不可少。该测试环境下可进行自主不间断连续测试，不需要进行人工干预。
3 结语
嵌入式软件要求测试充分，我们要充分借助软件测试工具进行主机环境下的单元、组装测试和系统集成环境下的确认测试。在实际测试过程中，我们既使用了 VECTORCAST进行了主机平台下的测试;也构建了软件确认测试的平台，借助CODETEST进行了集成环境下的性能测试和覆盖率分析。在特定的测试平台下，积累了相关测试经验，对类似的嵌入式软件测试起到一定的借鉴作用。
参考文献：
材质为（ASME-B861 Ti2）钛管，规格Φ57*5～Φ325*5共计10个规格尺寸。Ti2为工业纯钛，强度为σb 450～600 MPa，其具有良好的塑性、韧性和抗腐蚀性，尤其具有很好的低温性能，所以钛基材料广泛用于化工、电力项目中。在管道预制安装项目前我们制作了各种焊接试验，采用不同气体保护参数进行试验，最终获得了最佳保护效果的焊接工艺，并对钛管材料的焊接进行了焊接工艺评定，编制了详尽的焊接工艺卡，从而保证了焊接质量。
1 钛管的焊接工艺
1.1 焊接性分析
钛及其合金具有很强的化学活泼性，当温度超过400 ℃时即开始与氧、氮、氢及碳发生反应，高于600 ℃时反应剧烈。而氧、氮、氢及碳含量的增加会导致钛及其合金焊缝金属的脆化，所以TA2钛管焊接时的气体保护是关键问题，同时控制焊缝及热影响区的温度，避免因过热产生粗大晶粒、过热组织，导致金属的机械性能降低。
1.2 焊接易出现的焊接缺陷
（1）气孔问题。焊接钛及其合金时，经过焊缝RT后经常会发现在熔合线附近产生聚集型气孔。气孔主要为氢气孔；由于氢在钛中的溶解度随温度的升高而降低，焊接时熔合线附近的温度高，会引起氢脱溶而出。如果焊接区周围气氛中的氢分压高，则熔融金属中的氢不容易析出，于是便聚集形成氢气孔。
（2）裂纹问题。焊接钛基材料时由于材质的硫、磷杂质含量很少，所以很少会出现热裂纹；但是焊接钛材时很有可能出现冷裂纹且具有延迟现象。主要是由于钛的导热性较差，热量散失慢，容易出现焊缝晶粒粗大；当气体杂质含量较高时，焊接接头的塑性降低，特别是当焊缝中溶解较多的氢时会形成氢脆。
1.3 气体保护
钛材焊接时由于对气体的纯度要求较高，所以我们选用 99.999%高纯度氩气；氩气所要保护的范围为熔池、热影响区域以及两侧熔合线以外各10 mm区域的母材。为此需要制定特殊的气体保护装置；管道内部使用氩气室装置进行保护。
1.4 焊前准备
1.4.1 坡口加工
钛管切割后，采用氧化铝砂轮机打磨出坡口，如图1所示，加工坡口不允许使母材产生过热变色。
1.4.2 坡口及焊丝清理
（1）坡口及其两侧各50 mm以内的内外表面进行清理，清理程序如下：光机打磨→砂纸轮抛光→丙酮清洗。企业经营管理论文清洗后不能直接进行焊接作业，待坡口端面晾干后方可以作业。如果放置时间超过2小时，须重新清理一遍或者采用自粘胶带及塑料布对坡口予以保护。
（2）操作人员在焊接过程中必须戴洁净的手套。
1.5 焊接材料的选用
依据母材的分组故选择匹配性较好的ERTi-2，规格为Φ2.0/2.4化学成分如表1所示。
1.6 主要的焊接参数
（1）氩气的流量大小直接影响在焊接过程焊缝的保护效果，根据验证的结果得出能够满足要求的气体流量参数。
（2） 焊接电流大小直接影响在焊接过程中的热输入量，所以根据验证的结果得出能够满足要求的焊接参数，如表2所示。
2 焊缝质量评定
焊接完成后主要通过焊缝外观表面颜色判断焊缝质量的好坏，焊缝表面的颜色主要与氩气保护、破口清洁度等有直接关系；具体根据表面颜色判定焊缝质量好坏如表3所示。
如果在焊接过程中焊缝表面出现蓝色或是青紫色应立即停止焊接，查找原因及时改进焊接措施；如果焊缝表面出现暗灰色应立即停止焊接进行返修，将暗灰色部分全部铲除，重新焊接。
3 结语
综上所述，在钛管焊接过程中，需要从焊接可能产生的问题即气孔问题、焊接裂纹问题以及气体保护问题等，对焊接的流程进行严格把控，做好焊接前的准备工作，保证坡口加工过程中的温度正常，确定坡口与焊丝的清理工作的有效完成，焊接材料选用的过程中，也需要严格按照具体要求参数执行。另外，从焊接结果来看，外观观察上所有的焊缝表面色为银白色时，其焊接工艺最佳。结合焊接流程而言，为了保证TA2钛管在焊接时的气体有效保护、控制焊缝和热影响区温度，尽可能避免因为温度过热产生较大的晶粒、过热组织等，需要在施工中注重各个环节流程，从焊接选材、材料清理、焊接过程中的温度选择、焊接各方面参数的设定角度入手，不断进行工作总结，以便钛管焊接工艺水平的有效提高。
参考文献
[1] 王静，赵睿.钛管TIG焊接工艺探讨[J].石油化工设备技术，2010（1）：48-51，72.
中图分类号：TM383 ； 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）04-0212-02
1 引言
21世纪石油钻井工业的迅速发展，随钻测量和随钻测井的技术也得以迅速发展，其对地质导向钻井来说至关重要，因而对其要求越来越高。而连续波泥浆脉冲发生器作为目前国外大型石油公司独有的商业化产品，具有传输速率快等优点，是随钻测量信号最重要的传输方式之一。
连续波泥浆脉冲发生器中传输信息的核心部分之一是永磁同步电机的控制系统。永磁同步电机（Permanent Magnet Motor，简称PMSM）具有体积小、力矩惯量大、效率和功率因数高等优点。因而在测井系统中运用永磁同步电机，能够降低成本，减少维修，节约能源。基于这些优点，本文介绍采用TMS320F2812控制永磁同步电机，以满足二进制FSK调制方式对转阀电机的调速要求[1，2，3]。
2 控制框图
井下传感器将采集到的数据进行信号编码，然后通过转阀驱动电机控制系统驱动转阀旋转，进而产生泥浆压力脉冲，压力脉冲经过钻杆中的泥浆上传信息，地面传感器接收到}冲信号以后，通过滤波整形，信号译码，得到井下采集的数据信息，然后经过数据的分析和处理反馈到计算机，实时了解井下工况。控制工作原理框图如图1示。
3 硬件控制设计
为了使永磁同步电机能够在不同的转速间迅速切换，获得较好的2FSK调制信号。本文以 TMS320F2812 为控制核心，以此数字信号处理器负责完成大部分的计算和控制功能[4，5，6]。在MATLAB/Simulink中建立永磁同步电机的向量控制系统的原理图如图2所示。
本文中采用空间脉宽调制（SVPWM）控制策略，此时定子电流励磁分量 [id]=0，永磁同步电机相当于一台他励直流电机，定子电流中只有X，Y轴分量，且永磁体磁动势空间向量与定子磁动势空间向量正交，此时永磁同步电机转矩中只剩永磁转矩分量 [Te1]，只需要控制定子电流的转矩分量 [iq]的大小即可。这样电磁转矩就只依赖于交轴电流，能够实现交、直轴电流的解耦。永磁同步电机的定子由三相SVPWM逆变器供电，转子位置传感器检测转子转速 n和转角 [θ]。由转速外环和电流内环经过PI调节并经过反PARK变化得到SVPWM调制器的电压调制信号。检测到的定子电流经CLARKE变换和PARK变换，得到定子电流[id]和[iq]作为电流的回馈信号。
4 软件控制设计
根据软件模块化设计思路，充分利用 DSP 的资源特点，根据建模编写相应的控制系统程序，包括检测模块、算法模块、SVPWM模块等。软件主程序主要针对系统硬件及各变量设定初始值，完成寄存器的配置和给定初始值，在循环等待中，当中断触发时，开始执行子程序，中断服务子程序作为系统软件部分的核心，主要包括定时器中断和功率驱动保护中断[7]。软件控制主流程图如图3所示。
5 仿真结果
设电机在0～0.3s时的PMSM的转速响应仿真波形图如图4
其中图5横坐标为时间轴t，单位为s，纵坐标为转速n，单位为m/s，所得转速响应仿真波形图如图5所示。
从图5以看出，在转速为600m/s的时候，采用PI控制，转速上下波动幅值为10，波动率为 。满足二进制FSK调制方式对转阀电机的调速要求。
参考文献：
[1] 坤梅，李铁才.电机控制技术.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社（修订版），2002.
[2] 李明炎.基于SMO的PMSM的控制方法的研究[D].杭州：杭州电子科技大学，2014：15-20.
[3] 孙元岗，李宏，石文龙.基于模糊滞环空间矢量的变换器控制策略[J].电力系统保护与控制：2015，43（8）：69-73.
[4] 魏吕洲，薛重德，翟红存.基于SVPWM变频调速系统的建模与仿真7J].中小型电机，2005， 32（3）：45-48.
