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电器工程及自动化论文大全11篇

时间:2023-02-27 11:13:04

电器工程及自动化论文

电器工程及自动化论文篇(1)

一、专业项目论文的工作观

技师技能考核或鉴定首先应注重的是工作者专业素质——岗位工作能力水平的评价。写作和提交论文是申报鉴定者应对技能考核鉴定的准备过程,同时是个人技能水平的展示过程。

技术工人的专业工作目的一般要求是:保证生产质量、提高生产率、降低物质消耗——有效益价值核算或向好性预期。凭借论文关于专业工作项目立论确定、技术路线解析、工艺方法选择、调试过程记录等的描述,充分显示工作者的能力水平——专业规范把握、主流技术运用、工艺方法适当、工序工步明晰。

技师论文应该强调较高级工艺性内容,应该是工作技艺和业绩展示、以专业文献范式表述的文章,并不一定要用某效益指标来显示工作价值。如工艺改进型课题论文,突出的是专业技巧水平;又如新技术应用型课题论文,突出的是对工程新技术或复杂工艺的理解和驾驭能力。

1.强调论文项目的工艺性价值。技能,应理解为专业工作的技能工艺能力。也许是简称,总易误认为技能偏指技术能力,而忽视工艺能力。技术一般是指工业过程的方法论,即一般是可行性确定后在标准化设计前提下选材、加工手段、加工流程以尽可能的高效率获得目标产品的方法。而工艺,可以理解为加工的“艺术”,强调工作过程中获得目标产品的技巧性、保障性和完美性。技术工艺能力,可以理解为技术与工艺互渗而形成的知识型、技巧型、成熟型的生产力。

较高级的专业技能型人员的工作,应能体现技术工艺引人入胜的技巧性,工作项目论文也理所当然要求显示出工艺性价值——论文应显示出写作者关于工作项目的基本技术理解能力和工艺质量层次。基本技术能力包括专业理论的引用或引证,工艺质量则涵括改进能力、工作技巧、专业理论与实际的连接和补足能力、安全防护构思能力、提高工作对象商品化的能力。工艺质量直接决定了目标产品的实用性、适用性和市场性。

2.注重专业性表述的标准化概念。技师的基本技术理论理解力是其工作的重要基础之一,但其工作的方式、目标往往约束了专业理论的扩充速度和应用空间。许多长期在特殊电气工程岗位工作、工艺经验丰富的技艺型人员理论水平并不高,但他们的本职工作很出色,工作质量的工艺价值突现。一般认为长期的专职工作经验中积累着较高的专业工艺悟性。应该看到,高专业工艺性主要表现为相对行业标准、生产规范有很强的理解力,对生产流程有很强的连接、补足、改进的能力。正是高的专业悟性使得技艺型人员与技术设计人员的工作配合相得益彰。

3.把握过程分析的理论深度。一些技师工作项目论文中,用大量篇幅阐述理论的依据——数理公式推导过程或教科书式论说,然后绘出基本原理图,最后给出相当肯定的可行性结论。必须注意,这种论文往往是有缺陷的——项目的实施有效性没有表达—作者的操作工艺技能水平得不到显示。缺少相关工程经验公式或者经验系数(理论公式受客观实际过程条件的约束),易使得项目实施性这一关键工艺环节受到鉴定评价者质疑。这类论文的缺陷在论文大辩的有限时间里难以弥补。

4.妥当运用“技术进步手段”、“技术创新理念”、“精湛工艺过程”。机电工程岗位特征——专业智能成分较多,技巧思维保持,非连续性非周期性的操作。视下述工作能力为工艺能力;把握专业标准和规范的运用方法、流畅的专业语言(术语,编程,工程图,解析图表等)表述、撰适用的工程文档、规划工作技巧和效率。

技术进步:在产业规范约束下,采用现代的、主流的专业技术成果。

技术工艺创新:在产业规范约束下的工作能够在去除隐患、操作便捷、安全可靠、形式优化、节能提效、减污去噪、降低维护成本、智能化诊断运行等某些方面有显明的特色成果。

基本完备和适配的资料:是指可以作为施工提纲或设备的档案基本资料。

二、电学原理在工程运用中的本征性理解

机电技术中的电工技术是关于电能量分配和智能控制的技术,应用电工技术的基础原理是欧姆定律和麦克斯韦电磁方程组。

1.本征性理解。客观导电材料上的电量分析应划分为以电压(电动势能信息)为主量的“信息变换及传递系统”和以电流为主量的“能量传输电路”。控制信息传递系统的第一要素是“保证信息的准确”,控制系统传递信息不一定依赖固形材料(例如可通过空间电磁场感应传递)。

使用电动机为电能耗用终端的设备继电器线路形式控制电路主要形成运动控制“逻辑、时间、顺序”机制,自保、互锁、延时、中继等都是形成控制信息的电路。

采用集成运放器为核心的信号电压调节器主要解决比例(信号放大)、微分(信号即时变化率)、积分(信号的时间积累效应),而整流、检波、限幅、隔离、跟随、调零、保护等都是附加电路。

电能量传输的第一要素是电路成为回路,依赖有形的导电材料,再者就是能量规模(大小)和传输时间可控。因此,控制电路的关键功能是信息“变换(如电压放大器)”和“调节”。

主电路的关键功能是能量的“被控”和“驱动”,而反馈电路则是对于完成基本运转功能的、由基本控制器和驱动器(主电路)组成的开环系统输出量检测并形成修正信号的“智能化”部件。

现时的机电“主流技术”指由集成PID运算器件、逻辑运算器件(CPU)及大容量数据存储器件为核心的控制器运用技术、由可高频全控大功率无触点开关元件为核心的驱动器运用技术及由新型传感器为核心的传感信号接收变换电路技术。

2.机电能量转换技术离不开磁材料技术,也离不开磁路分析技术;传统的磁路材料由于磁传导敏感于温度和介质成分,其电气特性检定比较困难。但是近些年来,新型合成磁性材料技术迅猛发展,其运用空间(特别是在机电技术领域)急速扩展。

再者,材料科学技术和信息技术是工业技术发展的双引擎,感知设备运动状态和形成系统信息的传感器技术是智能系统的前端。

从对于控制方式本质的理解判断机电控制技术的发展方向:以一个四端电路(网络)为例,若以改变激励能够实现相应响应,则控制方式可分为:a.电流控制电流(控制机制参数体现为电流放大系数),b.电压控制电流(控制机制参数体现为转移电导(跨导)),c.电压控制电压(控制机制参数体现为电压放大倍数),d.电流控制电压(控制机制参数体现为转移电阻(跨阻)),实现电能利用的机电设备的电路多以电流为被控量,所以上述a,b两种控制方式是驱动器电路,c是信息处理电路,d不是机电设备电路优选形式(能量控制信号)。

上述a、b方式分别代表着两个时代的电能传输电路(主电路、驱动器)形式。

a方式中,电流控制电流的中心技术是:实现小电流控制大电流、一路电流控制多路电流。代表性功能器件有三极管和继电器。

三极管,响应速度高,无动作触点,但控制电路与被控电路有公共支路,控制量与被控量的高次谐波相互影响或制约,而且可承受功率在瓦特级,一般不符合机电设备功率规模要求。

继电器(接触器),以电-磁-力形式驱动开关触点动作,实现电流的小控大和一控多。但触点动作时间不准、电弧现象、线圈断电反电动势高并形成高频干扰源、体积大等固有弱点,长期以来被视为“非理想器件”。

b方式是经典控制技术体系中理想的控制方式——信息控制能量。

上世纪后半期,业界使用大功率半控型电子器件晶闸管加之PWM技术的移相触发器实现有缺陷的“信息控制能量”方式于机电设备能量控制——主要是直流电动机的荷载调速。

上世纪末期大功率全控型电子器件IGBT(一种增强型绝缘栅场效应管器件)的商品化普及,机电设备用全控型的信息控制能量方式成为现实,例如在结构简单价格低廉的交流电动机实现宽范围荷载的变频调速。

3.电气主流技术发展的瞻望。机电设备机械构件的技术进步程度受制于材料技术发展及其成果的商品化程度。通用机电电工技术范畴的技术开发重点有:

电力电子技术:利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术,是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科成果。器件以半导体为基本材料,根据器件的特点和电能转换的要求,开发电能转换电路,包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及电路。

电动机技术:强磁材料与低温环境技术。

虚拟现实技术:软件型传感系统分析与仪表。

机电液智能控制技术:机械、液压、电子融合控制技术使得机器的效率、性能、品质、可靠性等大大提升,如大型工程机械设备、深海或隧道的巨力液压控制系统。

微机电系统技术:常规电气系统元器件微型化组件化甚至实现“叠层组件—集成化”,即把微型化的敏感元器件、微处理器、执行器、各种机械构件、电动机、能源、光学系统等都集成于一个极小的几何空间内,并且能像集成电路一样大批量、廉价地生产。

电致流体相变技术:电场作用下电流变液(ERF,electrorheologicalfluid)可在“固”—“液”两相之间转换,转换过程可控而且可逆,转换时间为ms级,利用其电控力学行为,可以预期得到较之传统力学元件更为理想的(机—电能量转换控制的)响应指标。

磁致流体相变技术:磁流变液是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体。在零磁场条件下呈现出低黏度的牛顿流体特性;而在强磁场作用下,则呈现出高黏度、低流动性。磁流变液在磁场作用下的流变是瞬间的、可逆的,而且其流变后的剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系。

硅胶导电与绝缘的智能化控制技术;作为可以在电磁场发挥“柔性”功能的新型器件必将影响机电设备电路构造技术。导电硅胶是具备导电性能的硅胶制品,用于一些电子硅胶产品上发挥开关接通的作用,现时应用于一些电子设备、家用设备、办公设备中,比如导电硅胶按键、电线连接管、影印机滚轴、电缆插头、连接器衬垫等。

三、要强调通用电学知识与电工新技术运用衔接的工艺能力

机电设备技术标准(国家标准、国际电工委员会文件、超级公司企业标准)的意志和执行能力。标准化是机电设备可靠性的保障。国家标准中对机床的控制方式、接地方式、抗干扰、容错、机械连锁、危险部件防护等,作了较完善规定,有效保障了机床的安全可靠运转。经验证明,符合标准的机床,故障率较低,反之故障率则高,可靠的保护措施是防止器件和装置损坏的重要方面。

当前的国家职业技能鉴定技师和高级技师考评体系强调了标准化水平是素质和技术能力的体现。如技术资料规范化编整能力、微机控制应用程序解析能力、逆向工程能力(逆向于在确定材料条件下设计制造的路径对产品拆解—解析技术工艺特征,提交改进或改性方案,以期获得结构或功能更优化的产品)、工程数学与物理运动现实的映射解释能力。

四、提高论文的精致程度和新技术含量的着眼点

维修电工岗位工作的技术工艺核心领域(空间范围,对象)。

维修电工岗位工作的主流技术、前端发展技术(如机器人,城市电动载人设备(电梯,搜索救生设备,无人驾驶运行设备,物流基地自动化设备等),注意:在机电前端技术领域;与电路系统运行规律模式相似的流体智能控制系统正在迅速地发生着微型化、精准化、多种指标信息传递同道化的技术水平提升。

机器的电气系统运用主流技术改造的工艺路线和工步流程。

一些控制系统设计方案的实用性(技术改造方案的功能指标的得失)和适用性。

专业技术文献资料的引用和“创新价值”的保障。

五、论文正文的编辑策略

通过这里的工作全过程的描述而展示个人的工作实力状况,明喻达到专业技师水平。正文应涵括以下内容:

1.详尽细致的立论表述:现实性、可行性、绩效预期等。立论的过程是运用专业范畴的概念、判断和推理等逻辑思维形式,简述预期的项目工作的流程、效益目标、专业技术层次特征和工艺精华综合;证明自己的主张。立论应具备论点、论据和论证三要素。

现实性:有重点而且简单的描述工作环境,仪器工具,基础性技术资料等工作先期条件,适配一些示意性插图、流程框图、曲线图、简表等。

可行性:有重点而且简单的描述工作团队情况,已经具备的知识基础和经验,主流技术采用的决定,需要增加的仪器工具,实施方案或技术工艺路线。

绩效预期:有重点而且简单的、与现实性情况可比较的谈说,重点是预期的技术或形式先进性、工程安全性、设备的控制或运行可靠性、节能减排等的定性谈说。

2.主流技术采用、工艺方案、实施过程等的详述。例如:可编程序控制器(PLC)技术基于用计算机软件实现继电器电路中的中继、延时、顺序、串并逻辑、传感信息处理等的硬件功能而提升了机电设备控制的可靠性。又如:基于用计算机软件对全控型大功率电力电子器件编程控制而实现交流电源变频控制,使得电动机“宽范围、恒功率或恒转矩的调速”成为普适技术。

工艺方案:展示工作者专业软实力的平台,以分类的技术工艺设计资料及对其简单注解说明文字为主项。资料文件要符合专业规范,要基本完备,要适配。例如:机床设备电气系统档案基本资料文件一般有电路原理图、电器件位置示意图、接线图、元件明细表、电气原理说明或控制流程注解、维修或改造记录等。

三项资料:工作对象技术改造之前的电路原理图及工况表述、改进工程技术路线设计(流程图与功能框图)和主要零部件明细,是工艺方案论证的骨干依据。

对于要遵循物理规律,以推演、论证、解析为主要技术路线的项目论文,建议采用机电工程手册为理论蓝本,引用工程计算方法处理数据。

调试过程:调试工作的工序、工步罗列,调试过程状况和数据的记录。

3.结果与讨论。这是全文的重心,应精心筛选技术工艺成果,把那些必要而充分的数据、现象、样品、认识等选出来,写进去,作为分析的依据。在对结果做定性和定量分析时,应说明数据的处理方法及误差分析,说明现象出现的条件及其可证性。

概括项目工作的总结:所得结果与已有结果的比较;联系实际结果,解说它的工程意义、应用价值和在实际中推广应用的可能性;在本项目实施过程中尚存在的问题,对相关进程记录资料进一步标准化编整的见解、意愿与建议。

参考文献: 

电器工程及自动化论文篇(2)

中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:

一、人工智能应用理论

人工智能提出至今,其快速地被各行各业接纳,并被广泛应用及推广。何谓人工智能?它是一种科学技术,即对用于模拟、扩展、延伸人的智能的技术、理论、方法等进行研究、开发。人工智能的最终目的是模仿人类智能,并基于模仿的基础上,设计出与人类智能相似的机器人。人工智能在相关研究领域实现了快速发展,且逐步形成了以计算机为主导的智能化技术。智能化技术属于一门综合性的学科门类,其包含了心理学、医学、哲学、语言学、仿生学、自动化、控制论、信息论。就人工智能领域而言,应该实现机器人具备同人类智能化工程相类似的系统,以此确保机器人承担起只有人类才能完成的工作。

人工智能理论能够解释智能的本质含义,且基于对智能本质的阐释,研制出与人类智能相类似的机器。就人工智能领域而言,其研究的内容主要有自然语言处理系统、专家系统、图像识别、机器人等。而电气工程研究的主要内容有信息处理、电气电气技术、系统运行等。随着技术时代的带来,及我国科学技术的快速发展,计算机技术在人类工作生活中的应用愈加普遍。在进行计算机编程时,唯一的办法是通过模仿人类大脑,从而实现对信息进行收集处理交换回馈。综上可以得出一个结论:模仿人类大脑技能有助于电气工程自动化的持续、快速发展。

二、人工智能控制的优点

针对不同的人工智能控制,最有效的讨论办法是采取不同的方法。现阶段出现具备部分人工智能的控制器,例如:模糊的神经、遗传算法等均为非线性函数近似器,该种分类法的意义在于有助于对人工智能总体进行探析;推动控制策略综合性的研发。可以很明确的一点是:人工智能函数近似器优于常规函数估计器。

如果想对对象动态方程进行精确控制,其算得上是一件难度性极高的事情,所以,在设计控制对象模型时,往往会出现众多不确定性因素,其主要有非线性、参数变化等。随着科技的发展,在设计智能控制器时,亦可以放弃传统的控制对象模型,而是参考不同因素对智能控制器进行合理调整,例如:智能控制器下降时,鲁棒性及响应时间存在不同等。在调整控制器时,需要注意的事项包括:通常情况下,就下降时间而言,相对于 PID 控制器,模糊逻辑控制器要快出两倍;相对于古典控制器,调整人工智能控制器的难度系数更小。与此同时,在设计人工智能时,允许借助相关信息及语言,且人工智能控制器的统一性更强,这样有助于估算输入的某些陌生数据,亦可以将驱动器的负面影响忽视。就相关控制对象而言,在没有人工智能控制器的情况下,其产生的效果同样相当好。

若在反模糊化与模糊化的过程中,坚持使用规则库、隶属函数控制器,其有助于精确地开展实时确定。通常情况下,相对于常规函数估算器,人工智能函数近似器的优点更为明显,其主要优点包括:

(一)设计人工智能函数近似器的工序更简洁,即不必要进行控制对象模型;

(二)适当调整人工智能函数,有助于人工智能函数近似器性能提高;

(三)相对于古典控制,调节人工智能函数近似器的难度系数相对更低;

(四)在设计人工智能函数近似器时,可以借助相应数据;

(五)在设计人工智能函数近似器时,可以借助语言信息及相应信息;

(六)人工智能函数近似器的统一性更好;

(七)人工智能函数近似器可以快速适应新数据及新信息;

(八)人工智能函数近似器能够解决常规方法无法解决的问题;

(九)人工智能函数近似器抗噪声干扰性能极高;

(十)人工智能函数近似器容易被扩展或修改。

三、我国人工智能技术应用现状

随着人工智能技术在世界范围内的快速发展,其亦推动了电气工程自动化的人工智能技术的发展,且从事技术研究的队伍在不断壮大。我国电气工程自动化人工智能技术研究的内容包括:如何将人工智能系统应用于电气工程故障预测、诊断、维修;如何将人工智能系统应用于电器产品优化、设计;如何将人工智能系统应用于电器产品控制、保护。人工智能系统要求综合应用电机电器学科知识、电磁场、电路等,及充分利用先前设计经验进行新设计。在设计以往的电器产品时,应该立足于经验与实验的基础上,并采取手工的方式,实践证明,该种设计方法在制定优秀设计方案时,其设计效率不高。

随着科技时代的带来,尤其是计算机的发展与普及,计算机辅助设计应运而生,其应该逐步将传统的手工设计取缔,其意义在于:缩短了电器产品研发周期。尤其是人工智能技术得到推广和应用以来,电器产品设计质量及效率也得到了质的提高,同时也推动了 CAD 技术的快速发展。专家系统及遗传算法属于电气设计人工智能技术应用的主要方面:遗传算法——源于对先进算法的优化所得,其主要作用于电器产品优化设计方面,且其作用相当明显。因此,人工智能化设计电器产品时,其开展优化设计工作的惯用手段便为遗传算法。人工智能技术有助于将电气设备故障间优势及预兆最大化发挥出来,其主要被应用于专家系统、模糊逻辑、神经网络等方面。

变压器在电力系统中的地位一直未曾改变,因此,众多研究人员往往会对其进行高度关注。总结现阶段变压器故障诊断手段,最常见的方法便为分析变压器油内气体含量,通过分析油内气体,有助于将变压器故障出现的范围明确在一定范围内。与此同时,发电机及电动机方面的人工智能诊断技术也取得了相当大的突破。

电器工程及自动化论文篇(3)

(1)以电类专业学生的知识结构为例,电容器及其理论是学生后续课程(如电路、电子技术、电工学、自动控制原理等课程)的基础.将这个知识点放在比较突出的位置,能够促进基础课与专业基础课和专业课的紧密衔接.

(2)电容器及其理论在工程技术领域中,应用十分广泛,其理论自身不断更新,电容器的制作技术不断提高,如新能源器件中超级电容器技术的发展[2].将这个知识点放在比较突出的位置,营造相应工程教育情境,能够引导学生理论联系实际,帮助学生以工程和实践应用的视角来学习这个知识点.

2电容器及其理论知识点工程教育情境的营造

电容器及其理论如果直接按部就班讲授给学生,虽然能够使学生理解电容的概念,掌握电容器的储能公式等,实现教学基本要求,但为了避免给学生带来与中学知识重复的感觉,在讲解时恰当融入工程教育素材,构造工程应用情境,以其新奇激发学生对该问题的学习兴趣,在实现教学基本要求的同时,实现对学生工程意识、实践意识的培养.

2.1典型电容器工程教育情境的营造典型电容器包括平行板电容器、同轴柱形电容器、同心球形电容器3种,比较容易计算出它们的电容.

2.1.1平行板电容器在电子工程中有很多元器件,其本质就是一种平板电容器,或者可以视为是由平行板电容器为基本单元组成的系统.例如:收音机中的同轴双联空气可变电容器(双联)就是典型的一例.为了配合讲解,利用多媒体图文展示不同历史时期收音机中的空气可变电容器的实物.通过融入这样的工程技术素材,学生看到了平行板电容器的实物结构,感受到了技术的变迁和升级,了解了双联器件在收音机工作中所起到的调频或调幅作用.

2.1.2轴柱形电容器它是电子线路中最常见的一种电子元器件.为了说明它的广泛应用和功能,借助多媒体图文,展示了多幅电路图和生活中众多电器内部实物结构图.以圆柱形铝电解电容器为例讲解,在完成基础理论讲解的同时,展示出基础理论与实际工程技术之间的联系和差距.在教科书中一般只推理了真空条件下同轴柱形电容器的电容公式,但在讲解时,展示了电容器的制造工艺,并通过举例来探讨提高电容值的途径,这就为知识的讲解营造了丰富的工程教育情境.

电器工程及自动化论文篇(4)

中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1003-8809(2010)-08-0186-04

一、电气自动化的发展

电气工程及其自动化的触角伸向各行各业,小到一个开关的设计,大到宇航飞机的研究,都有它的身影。本专业生能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验技术、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的工作,是宽口径“复合型”高级工程技术人才。该领域对高水平人才的需求很大。据估计,随着国外大企业的进入,在这一专业领域将出现很大缺口,那时很可能出现人才供不应求的现象。电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科,但由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关,发展非常迅速,现在也相对比较成熟。已经成为高新技术产业的重要组成部分,广泛应用于工业、农业、国防等领域,在国民经济中发挥着越来越重要的作用,下文就来简述一下我国电气自动化的发展历程:

(一)全空型的电力电子开关。于上世纪五十年代晶闸管出现了,它标志着运动控制的新纪元。尽管它是第一代电子电力器件,但仍被沿用至今。随后交流变频技术出现后相继有出现了全控制式器件如GTR等。这是电力电子器件的第二代;接下来是IGBT和MGT这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。最后是功率集成电路,PIC即第四代电力电子器件。

(二)由低频向高频方向发展的电路。不断更新的电力电子器件势必要引发变换器电路的换代。

当应用于普通晶闸管时,直流传动的变换器主要是整流相互控制,交流变频传动则是交―直―交变频器。当电力电子器件转换到第二代的时候,PWM变换器采用的相应也要多些。因为采用了PWM变换器之后不仅提高了功效,并且能够减少高次谐波对电网的影响,合理解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。随着应用的深入,PWM也存在着诸多缺陷,因此也就有了谐振式直流逆变器电路的发展。

(三)交流调速控制理论。交流电机磁场定向远离市由德国学者F・Blaschke所提出来的,这一理论的提出为交流传动高性能控制奠定了深刻的理论基础。但他提出的这个思想远不能够达到理论的操控效果。于是事隔14年后于1985年德国鲁德大学的Depenbrock教授又提出了直接转矩控制的思想,紧接着有将它推放到了弱磁调速的范围内。可以说他的这一控制思想新颖,控制结构简单明了,信号处理的物理概念明确,是一种高静动态性能的新型交流调速方法。

(四)通用变频器的投入使用。通用变频器:系列化、批量化、占市场量最大的中小功率变频器。先后变频器经历了第一代:普通功能型U/F控制型;第二代:高功能型U/F型;第三代:高动态性能适量控制型。

(五)单片机的发展。占主导地位的MCS-51的8位机虽占主导地位,但是它的功能还比较简单,指令集短小,因此就有了适合大批量生产的PIC系列单片机的推广使用,它不仅具有很高的可靠性,而且保密性高。

二、电气自动化的应用

一直以来,我国在CIMS,自动控制,机器人产品,专用集成电路等等方面有了长足的进步。例如:“基于微机环境的集成化CAPP应用框架与开发平台”开发了以工艺知识库为核心的、以交互式设计模式为基础的综合智能化CAPP开发平台与应用框架(CAPPFramework),推出金叶CAPP、同方CAPP等系列产品。具有支持工艺知识建模和动态知识获取、各类工艺的设计与信息管理、产品工艺信息共享、支持特征基创成工艺决策等功能,并提供工艺知识库管理、工艺卡片格式定义等应用支持工具和二次开发工具。系统开放性好,易于扩充和维护。产品已在全国的企业,特别是CIMS示范工程企业,推广应用,还研制了自动控制装置及系列产品,红外光电式安全保护装置,大功率、高品质开关电源的开发。机器人产品包括移动龙门式自动喷涂机,电动喷涂机器人,柔性仿形自动喷涂机,往复式喷涂机,自动涂胶机器人,框架式机器人,搬运机器人,弧焊机器人的研制。以上这些产品的开发应用还只是电子工程与自动化在生产中的一个侧面,不足以反映其全貌。在国外先进技术的冲击下,从各个方面进行新一轮技术重组。形势是严峻的,同时也充满机遇。

电气自动化技术尽管已经广泛应用与我国国民生产的各个部门和领域,但它仍需要不断革新,不断发展。

参考文献:

电器工程及自动化论文篇(5)

中图分类号:TM930 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)27-0195-01

我国工业发展的不断深入,在工业生产中对于电气设备的自动化要求越来越高,企业的稳定长远发展已经离不开先进电气自动化仪表和自动化控制技术的支持,对这方面技术应用的熟练掌握是企业的内在要求。

一、工业自动化仪表概述

自动化仪表是操作装备的中心,是使用时保证安全的重要保证,也是其仪器构成成分。随着时代在进步,科技也不断发展,国内的制造行业需要不断的更新原本仅仅使用低成本和获得的市场优势,这是必然现象,也是振兴民族工业的关键所在。现在发展工业显得尤为重要,也得到国家的全力支持,与此同时很多公司也出现了社会认可的仪器,这种现象对于自动化仪器以及体系的形象进行了全面的保障,这就让国内产业的形式以及竞争能力都得到了很大的进步,增加在国际市场的比重,国内的很多公司已经可以向世界尖端企业进行比较。尤其这几年历来,发展特别迅速,国内自行研发了职能化执行构造、流量计和标变送器,这些已经在市场当中广泛的使用。而针对工业自动化仪表,其原理是通过先进的技术手段,不需要人员的现场操作与实际监控,可以将人们需要的数据与信息传递到末端,并在这里对数据与信息进行再次处理。这个阶段的工作原理是依据力矩平衡、电平衡、力平衡等原理通过传感器把现场测试的压力、温度、电流等参数通过变送器进行转换,并且将上述数字进行进一步放大,将放大的数值发送到显示元件,通过元件获得的数据与测试值进行对比,使之达到平衡状态。其是企业安全生产,排除重大隐患的前提。同时也是企业采集科学有效的数据与信息集成的前提。更是企业提高效益与良性循环的前提。相对与过去传统的热工仪表而言,它不需要手工操作,也不需要人在现场进行监督,而是自动地完成其记录、测量、控制等操作任务。并且会把这些信息最终传输到人们需要的数据终端。它不但省时、省力,更提高了记录、检测的准确与时效性。这也是现代化技术中所体现的低能耗、高效益产品。

二、关于工业电气自动化仪器仪表的技术分析

工业电气自动化仪器仪表在当下工业生产领域得到了较为广泛地应用,其在提升生产效率,实现产品质量方面,发挥着越来越重要的作用。在对这一问题进行研究时,我们必须明确工业自动化仪器仪表的相关概念。工业电气自动化仪器仪表,是对计算机技术、电子技术应用的一种高新技术手段,通过相关参数设定,可以更好地实现生产自动化目标。仪器仪表在发展过程中,相关功能得到了极大的丰富,其功能多样化发展模式,是当下仪器仪表发展的一个特点。在工业电气自动化发展过程中,如何提升控制效果,是我国工业化发展必须关注的一个问题。一般来说,工业自动化仪器仪表在应用过程中,涉及的技术手段主要有以下几种:

1、系统集成技术

系统集成技术是工业自动化仪器仪表应用过程中的一项关键技术,注重设计相应的模块通信、系统分析、物理层配置等方面,更好地满足对生产环节的有效监控。同时,系统集成技术更多是侧重于大规模生产而设计的, 它能够更好地提升生产效率,降低生产成本,实现工业化的效益型发展目标。

2、传感技术

传感技术更多应用于系统监控方面, 能够为系统控制提供有效地数据支持。传感技术是实现生产系统监测的重要构成部分,也是实现自动化控制过程中,不可或缺的一部分。

3、 智能技术

智能技术在工业电气自动化仪器仪表领域的应用, 主要表现为智能控制技术。在实际应用过程中, 需要根据实际情况,选择相应的控制工具和设备。在仪器仪表中的应用,能够实现高测控系统效益, 并且更好地使信息技术与工业仪器仪表进行了有效融合。

4、人机界面技术

人机界面技术的发展, 是实现对工业仪器仪表控制的关键内容,在设计过程中,需要为操作人员提供一个较好的人机互动界面。人机界面的设置,是进行系统操控的前提。操作人员通过设置相应的指令,利用通信线路将指令进行传达,实现设备的有效生产目标。同时,在进行人机界面设计过程中,需要考虑到人机界面的可维护性以及可拓展性,这一问题,对于工业自动化仪器仪表技术发展,具有十分重要的意义。

三、对工业电气自动化仪器仪表控制措施的研究

1、 理论体系完善

在工业电气的自动化仪器仪表的作用中,应当特别关心系统的智能化、自动化的实行,这对整个计算机技术的应用都有着关键的影响,在工业生存的过程中,由于计算机技术的推广,可以很顺利的实现工业电气自动化,这需要构建比较完善的理论体系,更加要明确工业电气的发展目标,不仅要完善工业电气的理论体系,更要完善计算机应用的实践,保证设计的相关要求符合设计理论的要求规定,根据实际发展的需要,更好的完善设计理论体系的要求规定,同时注意创新理念的应用,从而完善理论体系开始加强工业化的理论发展,有效的推进理论体系创新。

2、 技术手段应用问题

在工业电气自动化的仪器仪表控制应用中,对于会应用的技术手段主要包括两种,一种是嵌入式的技术手段,一种是网络的技术手段,而对于前者潜入式的技术手段主要应用在工业电气的相应系统中,在相关的系统设计过程中,应当加强相关技术的环节应用,对各个环节的功能有清晰的了解,并充分做好系统功能的量化工作,处理好工程进程中诸多问题的合理、有效解决。另外,在系统功能的另一个方面,应当根据系统的芯片设置问题,做好网络的连接准备,真正发挥系统功能的作用,在嵌入式的系统构成中,应当将计算机的技术应用做好相应的功能准备和寿命计算,从而更大程度上发挥系统功能的作用。对计算机技术的应用,除了嵌入式的技术而言,还有网络技术可以应用,在工业电气仪表仪器自动化的过程中,应当必须考虑如何应用网络技术的问题。该项技术的实施可以有效实现收集信息的传输和接收,并且在应用的过程中,还要注意通信与网络的两方面内容,如果在电气自动化的过程中能更好的利用该技术的话,会更有效的实行对生产系统的控制,从而提高达到提高生产效益的目的。

在我国经济不断发展,人民生活水平不断提升的过程中,应当需要加强对高科技技术的应用,并真正应用到工业技术产品中,从而更好的提升工业企业的经济效益,客观上也有利于提升整体社会的生产力。文章对工业工业电气自动化仪器仪表控制进行研究是侧重于对于这一技术的应用为前提的,这需要大量的技术投入才能实现。

参考文献

电器工程及自动化论文篇(6)

作者简介:黄丽霞(1982-),女,福建宁德人,宁德师范学院物理与电气工程系,讲师;吴必瑞(1981-),男,福建宁德人,宁德师范学院物理与电气工程系,讲师。(福建 宁德 352100)

基金项目:本文系宁德师范学院服务海西项目(项目编号:2012H307)、宁德师范学院服务海西项目(项目编号:2012H408)的研究成果。

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)03-0018-02

宁德师范学院是福建省师范类普通高等本科院校,学院坚持“为地方发展服务、办人民满意大学”的办学宗旨,走“求精、求特、求优、求强”的内涵式发展道路,基本形成以教师教育为基础,理、工、文、管协调发展的学科专业结构。宁德师范学院的发展定位是:立足宁德,面向海西,为地方社会发展和经济建设服务,突出师范性、应用性、地方性,努力把学校建成高水平、多科性、应用型的地方特色强校。电机电器产业是宁德市的支柱产业之一,宁德共有电机电器企业1000多家,从业人员近20万人,实现工业产值逾370亿元,是“中国中小电机出口基地”和“中国中小电机之都”,已经形成了比较完整的产业体系,进入了“保质量,求创新、谋发展”的新阶段。鉴于现阶段电机电器行业对于电气专业人才的渴求,加强电气专业电机电器及其控制方向建设是非常必要的。因此,宁德师范学院把电机电器方向作为学校的两大重点资助学科之一。同时,宁德师范学院的电气工程及其自动化专业入选2012年“福建省本科高校专业综合改革试点”项目。为此,宁德师范学院应坚持办好特色电气专业电机电器及其控制发展方向,积极探索有效的人才培养方案,改革与完善理论、实践教学内容,全面提升学生的创新能力、实际操作能力。

一、相关专业方向的开设现状

1998年根据教育部公布的新专业目录,将电力系统自动化、电机电器、电力电子等强电专业合并为电气工程及其自动化专业。[1]合并后的专业是一门综合性较强的交叉学科,其涉及的领域非常宽泛,各高校对该专业的人才培养方案设置二级学科方向。目前福建省内高校较多开设有电气工程及其自动化专业,但多开设的方向为“电力自动化”,开设电机电器及其控制方向的高校很少。由于宁德市电机电器产业发展迅速,与之相适应的电机控制技术也得到了迅速发展,为在宁德师范学院本科阶段开设电气专业电机电器及其控制方向奠定了基础。

二、专业方向培养目标及要求

宁德师范学院电气工程及其自动化专业的培养目标是:培养德、智、体、美全面发展,基础扎实、实践能力强,具有科学发展观和创新意识,适应区域经济发展和社会需要,掌握电气与自动化等相关领域的基础理论、专业知识及基本技能,毕业后从事电机与电器的产品工程设计、加工制造、运行分析和检测控制、经济管理等方面的应用型高级专门人才。该电气专业方向的培养要求是:使学生成为综合素质高、专业基础知识扎实、实践能力与创新能力强、能适应社会需要的应用型高级专门人才,为地方经济建设和社会发展服务。主要学习“电路”、“电子技术”、“自动控制理论”、“电机学”、“电机电子技术”、“现代电机测试技术”、“单片机原理及应用”、“电磁场”等专业课程知识。能应用所掌握的专业理论分析和解决工程应用中出现的实际问题。[2,3]

制订人才培养方案、课程标准和教学方案,适应经济建设和社会发展的需求,通过水平评估、服务社会、毕业学生的评价去完善培养模式等,其中图1为电气专业电机电器及其控制方向人才培养的结构框图。[4,5]

三、专业课程体系

在设置电机电器及其控制专业方向课程时,充分体现实践性、应用性,以满足地方经济建设对人才的需求,考虑了电气专业的专业必修基础课程、电机电器及其控制方向限选课、选修课模块的特点,并注意课程之间的融会与贯通。

基础课程安排有:“大学英语”、“高等数学”、“大学物理”、“计算机应用基础”、“工程制图”、“线性代数及概率论与数理统计”等。人文通识课安排有:“马克思主义基本原理”、“思想和中国特色社会主义理论体系概论”、“中国近现代史纲要”等。专业基础课安排有:“电路”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”等。专业平台课安排有:“自动控制原理”、“电机学”、“单片机原理及应用”、“C程序设计”、“电气控制与PLC”、“电力工程基础”等。专业方向限选课安排有:“机械设计基础”、“电器理论”、“特种电机及控制”、“现代电机测试技术”、“电机电器制造工艺”、“电机设计”、“电机控制”等。专业选修课安排有:“DSP技术”、“电磁场”、“高低压电器”、“单相电机”、“电气绝缘材料”、“传感器原理与检测技术”等。工具课安排有:“MATLAB基础”、“AUTOCAD软件上机”、“Altium Designer软件上机”、“ANSYS软件上机”等。其中表1为电气专业电机电器及其控制方向限定选修课的课时和学时安排。

四、特色的教学体系

1.专业方向定位明确

针对福建省宁德市区域经济发展及企业人才需求,就电气专业电机电器及其控制方向形成鲜明的服务地方电机电器行业的专业定位。形成以“产学合作、做学融合、研学融合”的工程教育理念为指导,不断提高人才培养质量,大力培养拔尖创新人才,充分发挥电机电器的行业特色优势和地域优势,建立优质教育资源共享、协调合作的体制机制,实现工程技术拔尖人才培养的协同创新。

2.建立导师制培养

从大二下学期开始为每位学生确定导师。导师优先安排由副教授以上职称或由骨干青年教师担任。导师应负责不定期的与学生沟通,解决一些学习中遇到的问题。引导优秀学生参与教师的科研项目,不定期举办沟通交流、学术报告,邀请已毕业的优秀学生、企业管理人员及工程师等进行工作体会交流。有针对性的指导学生申报校级及以上大学生创新性实验项目,培养学生的协作管理、策划组织和自主创新能力。

3.案例教学及深度交流

定期邀请行业专家、教授来校做学术专题报告,以提升学生专业技能的前瞻性;聘请产业界专家讲授部分专业课程,使学生跟踪技术发展和应用前沿,具备良好的工程实践能力。

4.课外创新实践

通过全校任意课、社会调察和参加志愿者的形式,培养学生正确的人生观、价值观。积极开展各种课外科技创新实践活动,提倡每位学生大学期间至少参加一项大学生创新实践项目,如“全国大学生电子大赛”、“挑战杯”、“全国数学建模大赛”等,以提高学生的实践创新能力,丰富学生的专业知识结构。[6]

5.校企联合毕业设计

培养方案的最后一个环节是毕业设计,主要是让学生应用所学的综合理论知识,分析解决工程实际问题。毕业设计安排在本科生培养的最后一个学期执行。毕业设计采用校内、校外导师共同指导,学生带着企业实际问题构成的毕业设计题目,其范围紧扣电机电器及其控制关键技术,突出电机的控制策略、电机信号检测与分析的方法等,强调实际的产品设计、硬件电路的开发与设计。

五、结论

我国电机电器产业发展迅速,但缺失专业技术人才已成为企业发展的瓶颈。本文对电气专业电机电器及其控制方向进行了分析,针对该专业方向的知识结构提出了培养目标、培养要求以及专业方向的课程体系,对特色的教学体系进行了详细、全面的阐述,并论述了该专业方向的探索与实现。

参考文献:

[1]黄文力,何琳琳.电气工程及其自动化专业应用型人才培养探索[J].中国电力教育,2013,(8):5-7.

[2]蒋小洛,吴桂初,吴烈.面向区域产业的电气工程专业人才培养模式探索[J].中国电力教育,2013,(2):36-37.

[3]仇祺沛,吕崇帅.电气工程及自动化工程的发展前景探讨[J].硅谷,2013,(13):12-13.

电器工程及自动化论文篇(7)

中图分类号:TB22文献标识码: A 文章编号:

1、概述

由于工程测量的研究应用领域非常广泛,发展变化也很快。工程测量学的研究领域是相对的固定性,又是不断发展变化的。工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供工程保障,满足工程所提出的要求。

解析法和模拟法是网优化设计方法的两种方法。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值。在工程测量中,施工控制网、安装控制网和变形监测网都需要作优化设计。由于采用GPS定位技术和电磁波测距,网的几何图形概念与传统的测角网有很大的区别。根据设计资料和地图资料在图上选点布网,获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。除特别的精密控制网可考虑用专门编写的解析法优化设计程序作网的优化设计外,其他的网都可用模拟法进行设计。

多元回归分析需要较长的一致性好的多组时间序列数据。也可用于变形预报。变形观测数据处理的几种典型方法。变形模型既可根据变形体的物理力学性质和地质信息选取,也可根据点场的位移矢量和变形过程曲线选取。变形的物理解释通常采用统计分析法和确定函数法。统计分析法包括多元回归分析、灰色系统理论中的关联度分析以及时间序列频域法分析中的动态响应分析等。系统论方法还涉及变形体运动稳定性研究,这种稳定性在数学上可转化为微分方程稳定性的研究,主要采用李亚普诺夫提出的判别方法。

科傻系统集成了测量学、控制测量学、工程测量学、测量平差等课程的有关专业知识和长期科研成果,可广泛应用于生产、教学及科技开发活动。科傻系统是对电子全站仪实现在线控制数据采集。掌上电脑上可固化两个软件包,一个用于地面控制测量数据采集、检查、预处理、概算以及网平差等称科傻一;在微机上研制了一个“现代测量控制网数据处理通用软件包”称科傻二。一个用于工程放样、道路测量以及碎部点数据采集称科傻三。

2、学科地位和研究应用领域

2.1 学科定义

工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。

2.2 学科地位

测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。总的来说,整个学科的二级学科仍应作如下划分:

大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量);

工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量);

航空摄影测量与遥感学;

地图制图学;

不动产地籍与土地整理。

2.3 研究应用领域

目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分;也有按行业划分成:线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、3维工业测量等,几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。

由Hennecke,Mueller,Werner 3个德国人所编著的工程测量学,主要按下述内容进行划分和编写:①测量仪器和方法;②线路、铁路、公路建设测量;③高层建筑测量;④地下建筑测量;⑤安全监测;⑥机器和设备测量。

由于工程测量的研究应用领域非常广泛,发展变化也很快,因此写书十分困难。目前国内外没有一本全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材。

国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会,过去它下设4个工作组:测量方法和限差;土石方计算;变形测量;地下工程测量。此外还设了一个特别组:变形分析与解释。现在,下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是:大型科学设备的高精度测量技术与方法;线路工程测量与优化;变形测量;工程测量信息系统;激光技术在工程测量中的应用;电子科技文献和网络。2个专题组是:工程和工业中的特殊测量仪器;工程测量标准。

电器工程及自动化论文篇(8)

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)02-0036-02

一、专业建设背景和人才需求分析

传统的电气工程及其自动化专业被认为是强电专业,随着信息和网络技术的发展,弱电类课程的比重正逐渐增加,[1]现在的电气工程及其自动化专业已经成为强弱电相结合的专业。不同高校根据自己的办学条件和现有师资均有所侧重,目前重点高校基本上侧重于强电,以电力系统及其自动化为主要方向;而有些高校由于条件的限制或学生的就业情况侧重于弱电。不同层次学校的人才培养,其就业岗位和工作任务、性质也不一样,因此应充分考虑到社会对本专业人才的不同需求。

浙江省是我国第二产业比重较高的省份之一,高低压电器和机电业的发展处于突出的位置。温州电器经过20多年的发展,已成为全国生产规模最大、生产能力最强、市场占有率最高、产业种类最齐的工业电器生产基地,“中国电器之都”、“国家火炬计划智能化电器产业基地”、“中国断路器产业基地”和“中国防爆电器生产基地”等部级产业基地均坐落于温州市(乐清)境内。

温州低压电器企业的规模虽然大,但是技术水平还比较落后,平均盈利能力低于整体水平,与北京、福建、天津、上海的企业相比,差距甚大,其主要原因是:产品档次偏低,技术含量不高,缺乏附加值。究其根本是技术人才严重缺乏,技术人才的缺乏已经制约了温州区域经济的发展,尽管全省已经有多所高校设置了电气工程及其自动化专业,但是这些专业培养的侧重点不一样,不能满足温州地区对低压电器人才的需求。因此,亟需地方性高校为温州电器产业培养急需的人才。

二、专业建设思路

根据人才市场需求,温州大学电气工程及其自动化专业建设的具体思路是:定位建成立足温州、服务浙江、辐射行业的工程应用型人才培养特色专业;建立合理的、具有鲜明特色的理论和实践两个教学体系;培养学生电子设计、电气产品设计和电气工程设计这三方面的能力;实现理论教学与实践教学、课程体系与地方产业、人才培养与专业特色的紧密结合;使学生成为理论基础扎实、具有一定工程应用能力和创新能力的工程应用型人才,体现具有“应用性”和“地方性”特色的电气工程及其自动化专业工程型服务地方区域的人才培养模式。

三、具体实施方案

1.以实际办学条件为基础,确立专业培养目标

根据温州大学电气工程及其自动化专业鲜明的服务于地方电器行业的专业定位,本专业旨在培养具有电气工程技术专业扎实的基础理论与专业知识,具有较强的工程实践能力、创新意识以及良好的团队合作精神,具有知识、能力、素质协调发展,能够在电力系统、建筑设计与施工单位、科研机构、电器制造企业等企事业单位与电气工程专业相关领域从事设计、研发、运行、维护、管理和教育等工作的应用型高级工程技术人才,特别是在电器及其智能化方面能够从事研制开发、应用研究、试验分析和生产管理等工作的电气工程师。

2.以CDIO培养模式为基础,确定专业人才培养模式

在人才培养方案的制订过程中,加强相关产业和领域发展趋势及人才需求的调研,吸引产业、行业和用人部门共同研究教学内容,制订与企业生产、区域产业发展需要相结合的培养方案和课程体系。人才培养模式将学习美国麻省理工学院CDIO培养模式,强调人才培养的社会和工程环境,结合产业背景和社会人才需求情况,制订培养方案、课程体系和教学方式,适应职场目标和社会工作岗位的需求,通过专业评估、社会评价和学生评价去修正培养方案、课程体系和教学方式,旨在培养科学基础扎实、个人工程实践能力强、具备团队合作精神的电气工程师,以达到质量工程教育的目的。图1为电气工程及其自动化专业人才培养框架。

3.以学生能力培养为目标,注重工程素质训练

本专业紧紧围绕温州市智能电子电器行业技术研究中心、浙江省低压电器技术创新服务平台,以电气工程师为培养目标,要求学生具备以下几方面的知识和能力:

(1)电子设计能力。要求学生掌握电路原理、模拟和数字电子技术、单片机原理与应用、自动控制原理等主要基础知识,熟  第一论文 网练掌握PROTEL等电子设计自动化工具,具备电子设计基本能力,包括电子硬件设计和软件开发,能够综合运用所学专业知识进行电子系统设计、分析和调试,具有一定的创新能力和解决实际工程问题的能力。争取让学生在大二阶段就能完成电路、模电、数电和单片机课程的学习,利用暑假参加电子竞赛的培训,通过参赛以提高学生的专业意识和学习兴趣。

(2)电气产品设计能力。要求学生具有工程制图的基本能力,能看懂一般的机械工程图纸,掌握电器学的基本知识,掌握电气产品的工作原理和设计方法,特别是电器智能化方面的知识,掌握电气工程师必须具备的计算、实验、测试、仿真等基本技能,特别是电器智能化方面的设计能力,能熟练运用常用的设计软件(如AUTOCAD等)进行辅助设计与分析。

(3)电气工程设计能力。掌握电气工程领域供配电方面的专业知识,如供配电技术、电力电子技术、电机及其控制技术、电气检测技术和机电一体化技术,具备自动控制系统的基础知识,熟悉国家及行业的电气标准,了解机电工程安装与项目管理方面的知识;掌握注册电气工程师(供配电方向)必须具备的电气工程项目设计能力,初步具备项目从立项、招投标、安装施工、监理与验收等一系列的项目组织管理和协调能力。

(4)以工程实践能力与工程意识培养为核心建立实践教学体系。工程实践能力培养是电气工程及其自动化专业工程型应用人才培养模式的重要组成部分。在制订人才培养方案时应注重实践,把实践教学贯穿在整个教学过程中,以电子电气工程实验实训中心、校内实践与实习基地、校外实习基地为依托,采用课内实验和课程设计等实践教学环节、专业见习、专业实习、工程技术实 践、毕业设计等多种形式,通过学生、学校、企业之间的有机结合构建一个与理论教学体系相对应的实践教学体系,如图2所示。主要开展以下几个方面的实践环节:

1)以问题为先导——工程认知环节。[3]通过基本技能训练、专业基础课程实验、专业见习等实践环节,让学生能够认识基本电子、电气类元件和产品、机电或机械零件,如电阻、电感、电容、晶闸管、继电器、断路器、隔离开关、电动机、凸轮、曲轴以及简单的控制电路等,初步了解课堂上讲解的理论知识在实际产品设计和制造中的应用,增加其感性认识,激发他们的学习兴趣。

2)以任务为驱动——面向行业的工程实践和创新环节。[3]该环节结合电气工程学科特点,将实践教学内容与实际项目相关联,在电器行业、电气工程设计、电力拖动等方面引领学生进行工程实践创新。教师以案例的方式给学生布置题目,学生则以项目组的形式进行组织讨论、设计和分析,提高学生的专业意识和工程实践能力,同时加  第一论文 网强学生的团队合作精神和相互沟通的能力。另外,通过电子电气产品创新、挑战杯创业大赛、科研项目和毕业设计等多个环节对学生进行创新能力的培养,提高学生分析和解决工程实际问题的能力,努力将学生培养成为工程应用型技术人才。

4.加强师资队伍建设,提高教学质量

加强教师队伍建设,建设一支适应高质量教学要求的师资队伍是提高教学质量和培养高素质应用型人才的关键。引进和培养学历职称层次高、学术研究水平高、社会行业知名度高的高级人才,以加强学术梯队建设。加强校内专任教师到相关产业和领域一线学习交流;建立相关产业和领域的人员到学校兼职授课的制度,进一步促进产学研紧密结合,提升本专业建设的整体水平和人才培养质量。

5.建立考核评估机制,完善培养方案和课程体系

构建学生、教师双向信息反馈与评估机制;加强与企业的联系,及时反馈人才需求和学生培养质量,提升本专业建设的整体水平和人才培养的质量。

四、特色

1.专业定位体现地方性

针对浙江省及温州乐清区域经济发展、企业人才需求,就温州大学电气工程及其自动化专业形成鲜明的服务于地方电器行业的专业定位;努力为地方培养、输送高质量的专业人才,实现人才的就地培养。

2.产学研合作

以专业建设为基础,充分利用温州市智能电器重点实验室、省级低压电器技术创新服务平台,整合利用浙江省低压电器产业技术创新战略联盟的优势资源,以重点发展学科、重点实验室、技术开发中心等为依托,加快建设工程应用型人才培养基地,促进学科链、产业链和人才链的有机结合;突出产学研一体化的办学优势,争取在电气工程领域,特别是电器行业中,不管是人才培养还是科研项目的开发和创新方面均起到示范和带头作用。

参考文献:

电器工程及自动化论文篇(9)

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)06(a)-0130-01

教育部16号文件《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中规定高等职业教育要全面提高教学质量,强化职业道德,明确培养目标,专业改革与建设要及时跟踪市场需求的变化,主动适应区域、行业经济和社会发展的需要,服务区域经济和社会发展,以就业为导向,加快专业改革与建设,增强学生的职业能力,改革教学方法和手段,融“教、学、做”为一体等。

本文将对笔者所进行的《传感器技术》说课从课程性质、教学目标、教学内容、教学方法等方面进行详细的说课介绍。

1 说课程性质、地位与作用

机电一体化技术专业培养具备机械制造与电气控制技术的基本知识与专业技能,能在工业生产第一线从事机械加工工艺的编制、普通机械加工设备操作和管理、机电设备的维修和维护、机电产品营销及技术服务等工作的德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用性专门人才。

主要面向的岗位群为机床设备操作员、产品质检员、机电设备维修员、机电产品安装、调试员等。

由于机电一体化技术专业学生将来工作面向多数是机电一体化技术产品,而对于机电产品而言,检测部分的一切功能实现依靠的都是传感器,没有传感器,一个机电产品就无法正常工作,所以说,传感器与检测技术对于机电专业学生来说至关重要。

《传感器技术》是机电一体化技术专业的一门专业核心课。本课程主要讲授检测技术涉及的内容、各种传感器的原理、性能及其实际应用。通过课程的学习使机电专业学生获得传感器、自动检测方法及抗干扰技术等方面的基本知识和基本技能;能将所学到的自动检测技术灵活地应用于生产实践中去。

2 课程教学目标

通过对机电一体化技术专业机床设备操作员、机电产品安装调试及维修、机电设备维修等岗位的分析,依据这些岗位在工作中应用到的各种传感器,确定课程的知识目标、能力目标及素质目标,具体描述如下。

知识目标是了解目前传感器的最新发展状况;了解常用传感器的结构;理解常用传感器的原理;熟悉各种传感器在生产实际中的应用。

能力目标是常用传感器应用机理的分析能力;常用传感器的选择能力;常用传感器实际应用的综合分析能力。

素质目标是培养学生团队协作能力,严谨求实的工作态度;吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质;较强的事业心和责任感、爱岗敬业,崇尚科学的精神;理论联系实际的良好学风,逐渐养成发现问题、分析问题和解决问题的能力,以及理论联系实际的能力;对待工作和学习一丝不苟、精益求精的精神。

3 教学内容

根据本课程在就业岗位中需要具备的能力,使学生了解传感器与检测技术在各领域应用的发展方向,理解传感器与检测技术在各种不同电气设备中的应用机理。掌握基本的传感技术原理,掌握常见物理量的检测方法和传感器选型,提高解决实际测量及控制问题的能力。本学习情境以工业检测涉及的内容,将所学知识划分5个学习项目,具体教学内容及学时安排如下。

项目一:检测技术与传感器(8学时),包括检测技术、传感器、测量技术与抗干扰技术。

项目二:温度传感器(8学时),包括热电偶传感器、热电阻传感器与热敏电阻。

项目三:光电传感器(6学时),包括光电传感器原理及性能、光电传感器的应用与CCD传感器的应用。

项目四:力传感器(8学时),包括电阻应变片传感器、电容传感器(2学时),电感传感器与压电传感器。

项目五:检测技术的综合应用(8学时),包括检测系统、现代传感器在现代汽车中的应用、传感器在数控机床中的应用与传感器在智能楼宇中的应用。

4 说教学重点、难点及解决办法

根据教学计划、教学目标及学生现有理解能力,确定本课程的重、难点。

因为工作原理是所有传感器的工作基础,只有对各传感器的工作原理有了正确的理解和认识,才能更深层次的理解各种传感器在各种生产实际中的应用机理。因此将重点定为各传感器工作原理及性能;结合学生现有理解能力,将难点定为各种传感器的工作原理及实际应用分析。

采用小组讨论,辅助动画演示的方法来突出重点、突破难点。

5 教学方法与手段

结合学生特点,在教学过程中,主要采用了六步骤教学法。在每一个步骤中,又采用了实物演示法、启发提问法、小组讨论法、阅读法等多种教学方法。

在设计学法指导时,结合目前高职生认识事物的特点,本着“以能力为本位,以技能为核心、以学生为主体”的原则,学生总体按照六步法循序渐进地学习,按顺序完成每个阶段的学习任务。学生把在实际操作碰到的问题,及时地在小组中讨论、解决,或者向老师提出,在老师的指导下获得正确的答案。

同时,辅助使用多媒体课件、视频等现代教学手段进行教学。

6 考核与评价

课程考核由理论考核与平时表现两部分组成。理论考核占80%,主要考核学生对知识、方法的掌握和工作过程中出现现象的理解与解释能力,侧重于学生智能因素的考核。根据学生对知识掌握情况的准确程度和运用成度,进行打分。平时表现占20%,考核学生在上课、实验过程中的积极性、出勤表现、作业、实验报告上交完成情况,根据学生的综合表现进行评分。

7 结论

通过说课活动,可以引导教师去思考。思考为什么要这样教学,这能从根本上提高教师备课的质量。教师通过说课,可以进一步明确教学的重点、难点,理清教学的思路。这样就可以克服教学中重点不突出,训练不到位等问题,提高课堂教学的效率。而且说课有利于提高教师的自身素质。说课要求教师具备一定的理论素养,这就促使教师不断地去学习教育教学的理论,提高自己的理论水平。说课要求教师用语言把自己的教学思路及设想表达出来,这就在无形中提高了教师的组织能力和表达能力,提高了自身的素质。

电器工程及自动化论文篇(10)

摘要随着电子技术的发展,相敏轨道电路接收信号处理装置已逐步实現电子化,以电子接收器代替以前的机械式二元二位继电器,彻底解决了原继电器接点卡阻、抗电气化干扰能力不强、返还系数低等问题。目前广泛使用的微电子接收器都是使用单片机来处理信息,对输入信号采用升压方式进行采样处理,虽提高了信号强度,但是不利于防止输入高压损坏接收器;且每个接收器仅采用单一信号处理通道进行信号分析处理,并由其输出信号驱动轨道继电器动作,接收器的安全性、可靠性和抗干扰能力有待提高;另外,现有接收器故障后相关电气参数不能实时监测;前述不足以影响到轨道电路的整体可靠性和可用性。因此,本文提出了一种基于DSP的新型微电子接收器,以提高微电子接收器的可用性、可靠性及安全性。

关键词电子技术;25Hz轨道电路;接收器

1系统原理

1.1接收器冗余结构

图1新型微电子接收器(0.5+0.5方案)的冗余结构图

接收器的冗余结构图,每台接收器同时进行两个轨道区段(区段A和区段B)的轨道电路信号和局部电源信号的处理,相邻两个轨道区段可共用两台接收器,这两台接收器中的任一正常工作,均可正常处理这两个轨道区段信号,并驱动这两个轨道区段的后级轨道继电器动作。如图1所示,相对于目前的接收器冗余方案,新型微电子接收器的冗余方案可使每个轨道区段节省一个接收器,从而降低建设成本。在接收器冗余结构图中,当接收器1和接收器2中的某一个发生故障时,若另一个接收器能够正常工作即可确保轨道区段信号的正常处理;同时可以通过接收器的自检功能发出报警,提醒维护人员及时更换故障接收器,从而提高轨道电路的整体可用性。

1.2接收器二取二原理

接收器系统内部采用独立的双套硬件和双套软件,实现一路信号,两路处理,最终通过安全与门判决,输出判决结果。当无论是接收器哪一套硬件或软件出现问题,两路处理结果不一致时,系统输出判决都是导向安全的结果。且仅当两路信号处理的结果完全一致时,安全与门输出相同结果。

2系统构成

如图2所示,新型接收器核心处理部分采用双DSP芯片构成二取二安全结构。主从DSP同时处理轨道电路信号和局部电源信号,分别输出判决信号;将主从DSP的判决结果进行与运算,如果主从DSP的判决信号不一致,接收器输出信号将保持轨道继电器处在落下状态;只有当主从DSP的判决信号一致且满足轨道区段空闲条件时,接收器才会输出驱动轨道继电器吸起的信号,显示轨道区段处于空闲状态;主从DSP任一故障,接收器均不能输出驱动轨道继电器吸起的信号,从而提高接收器安全性。

新型接收器电路模块包括:局部输入隔离电路、轨道输入防雷电路、输入信号采集电路、数据处理电路(DSP芯片)、安全与门电路、输出控制电路、电源电路、通信电路和显示与告警电路。

输入隔离:采用电流互感器将轨道信号和局部信号与后级信号处理模块进行电磁隔离,隔离变压器采用降压方式,当输入的信号出现大的冲击或干扰时,通过变压器进行衰减,加载在后级信号处理电路上的信号将被衰减,对后级信号处理电路起到防护作用。

轨道输入防雷电路:采取大功率双向瞬态防雷管,实现对输入雷电和浪涌的防护。

输入采集电路:将输入交流信号的负半周信号抬高到零电平以上,满足后级单电源工作运放的输入要求,单电源工作可减小器件功耗。

数据处理电路:把输入的25Hz轨道和局部模拟信号通过芯片自带的A/D模数转换器转换为数字信号,对转换后的数字信号进行分析处理,测出轨道输入的25Hz信号幅值及轨道信号与局部信号的相位差,在主处理器采集从处理器的输出信号和后级输出控制电路的输出信号并经其判断接收器正常后,再由主处理器控制显示告警电路,并由主处理器将相关数据通过接收器的通讯电路送监测分机。

安全与门电路:比较主从DSP输出信号,经安全与门判决二者一致方能向后级输出控制电路送出有效信号。

输出控制电路:采用开关电源方式输出驱动轨道继电器的直流电压信号。

通信电路:采用总线方式,向集中监测分机传送25Hz相敏轨道电路接收器采集到的轨道交流电压值、相位角和接收器的工作状态等信息。

显示与告警电路:显示接收器自身工作状态及接收器所处理轨道区段的占用与空闲状态,显示接收器DC24V工作电源及局部电源的正常或故障状态。

3结束语

新型接收器将实现接收器工作状态和轨道电路电气参数的实时在线监测,提高运营维护效率,降低维护人员劳动强度,同时,根据新型25Hz相敏轨道电路接收器的功能和特点,可减少现有接收器和轨道架的数量,大量地减少室内配线,初步分析可节约建设成本约20%。

微电子毕业论文范文模板(二):微电子控制机电设备在工业中的具体应用论文

摘要:在科学技术快速进步的背景下,工业自动化水平取得了比较明显的提升,在机械制造方面表现的更加明显,基于各种因素的影响,微电子技术得到了相对广泛的应用。基于此,本文详细分析了微电子控制机电设备在工业中的应用,希望能够为实际提供良好的借鉴意义,以供参考。

关键词:微电子;机电设备;工业;应用探讨

信息技术的发展以及先进电子设备的产生催生了机电一体化时代的到来,所谓的机电一体化技术是把电工电子技术、机械技术、信息技术、微电子技术、接口技术、传感器技术、信号变换技术等一系列技术结合,再综合应用于实际的综合技术,现代化自动生产设备可以说为机电一体化的设备。微型计算机在机电一体化系统的作用能够总结成如下三点:第一,直接控制机械工业生产过程;第二,机械工业生产期间加强各物理参数的自动测试,进行测试结果的显示记录,在计算、存储、分析判定并处理测量参数或指标;第三,进行机械生产过程的管理与监督。机电一体化系统里微电子控制机电设备怎样进行适宜计算机选择,怎样设计硬件系统,怎样组织软件开发,怎样对现有计算机系统等进行维护与使用是相当关键的,也是值得探索的

课题。

1微电子控制机电设备系统的组成和原理

在某微电子控制机电系统当中,主要是由PLC、管路压力变送器、变频器等多种设备组成的。在控制系统当中,管路压力变送器主要是检测控制辅助冲量、管路水压、蒸发量等三个变量,接着将数据信号向PLC当中传送,并且通过PLC进行分析和计算,将信号发送信号控制器,通过信号控制器来控制水泵运转,在设计系统的過程中需要与实际情况合理的进行结合,并且对变频器的输出频率进行确认,输出频率在整个系统设计过程中具有非常重要的意义,和系统的控制息息相关,在确定系统输出频率是需要综合性的分析和考虑用水量以及扬程参数等。在整个系统当中控制流程的用水量变化,主要是通过压力变送器向PLC传送的通过PLC进行分析和计算,可以有效的调节循环泵的频率,合理的分配能源,让工作的效率提高,起到节约资源的作用。

2微电子控制机电设备在工业中的具体应用

1)可编程序控制器(PLC)的应用。从PLC的角度进行分析,其主要优势在于具有很强的控制能力,而且稳定性较高,机身体积相对较小,可以有效的和其他的配件进行组合。在工业生产的过程中,因为机电设备往往会占据一定的面积,如果想让其厂房中的占比较高,就一定要注意让厂房的空余面积加大,尽量让控制器的数量减少,让机电设备的数量增多,与此同时还需要注意PLC的节能性较高相比,其他的控制系统可以节约资源,让工业生产的成本支出降低,让企业的经济效益增加,由于PLC设备可以有效的和其他设备之间进行组合,可以灵活方便的在厂房当中进行布设,让一机多用。可以实现让厂房的设备结构进一步得到简化,对设备维护中耗费的人力物力进行控制,减少人力输出,可以将人力有效的分配到工业生产当中,让生产资料的利用效率提高。PLC的另一大优势在于可以通过现场总线和生产设备之间

进行连接,有效的监控工业生产,可以动态化的监控生产的全过程,确保在生产过程中,第一时间解决生产时产生的故障,避免由于机械故障而导致生产进度停滞,让设备的维护开支得到控制,PLC的计算速度很快,可以轻松的对生产时的任何变动进行管理和控制,有效的防止由于设备变化控制器无法及时应对而产生的问题,PLC还可以进行相关的升级,伴随当前经济快速发展,就算生产线当中的产品产生了变动,只需要正确的调整,控制程序也可以符合新产品生产的具体需求。

相比于其他编程操作,PLC控制器在编程的过程中较为方便,员工通过短时间的训练就可以熟练的掌握编程的技巧,在实际操作的过程中工作步骤相对较为简单,可以很容易的掌握设备的维修安装以及操作,由于PLC自带程序编辑器只需要工作人员了解梯形语言,就可以对其进行熟练的掌握。对控制器的工作语言进行了解,当出现故障的时候可以及时的调整和处理控制器。

2)变频器调速器的作用。变频器工作状态分作自动与手动两类,手动工作状态即在PLC结束工作后展开的人工操作行为,经电位器调节能对变频器输出频率进行给定。自动工作状态实质是PLC输出信号为变频器输出频率展开控制。和传统调节阀控制方式相比,PLC控制可节电,更好进行水泵磨损控制,在延长设备寿命与实现系统自动化水平提升中发挥了重要作用。

第一,和传统正弦波控制技术相比,因变频器用到了电压空间矢量控制技术,先进性和独特性在性能上得到充分凸显,同时因其特有的低速转矩大、运行稳定性强、谐波成分小等特征,这对我国电网而言输出电压自动调整功能能充分进行优势发挥。第二,变频器具备外部端子、键盘电位器与多功能段子等一系列操作方式,功能完善,可输入多种模拟信号(如电流、电压、频率等效范围检测,转速追踪等);并且变频器可实现摆频运行与程序运行等一系列模式。第三,因变频器全系列元件应用的是西门子产品,有极强的保护性能,可靠稳定,能很好的避免过流、短路、过压等问题,确保本机能正常运行。并且变频器有良好的绝缘耐压性,产品质量好,设定简单等使得其有更强的适用性。

3)电路发挥的作用。在安装PLC和变频器的时候,保证电路的稳定是保障工作的必要。电路在安装过程中,应该采取边安装边测电的方式,这样更能使电流稳定,这同样属于工作期间需引起重视的关键环节。在电路安装完毕之后,不要急着通电,应该先再次检查电路是否安装正确,查看是否有少安装或者多安装的情况。另外,测量一下接触元器件的连接点,这样可以发现一些接触不良的地方,若有漏电情况应该及时对此进行维修。电路在工业中也是起到了很大的作用,在安装电路的时候,一定要小心谨慎,综合考虑多方面因素,不要遗漏一些小问题,有时一些小问题也可能出大错,保证电路的稳定才能更好地协调其他设备的安装稳定。应认真复查电路,查看电路有无正确安装,或存在设备多安装或少安装的现象,同时应认真检测每个接触元器件连接点,明确有无接触不良或短路现象,若发生漏电务必要及时维修与处理。电路调试的具体流程总结如下:

电器工程及自动化论文篇(11)

作者简介:罗亚辉(1981-),女,湖南华容人,湖南农业大学工学院,讲师;康江(1969-),男,湖南长沙人,湖南农业大学工学院,副教授。(湖南 长沙 410128)

基金项目:本文系湖南农业大学教学改革项目“机械电子工程专业实验教学体系的研究与实践”的研究成果。

中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0145-02

机械电子工程是一门综合性学科,集机械设计制造技术与电子技术为一体,其学科具有知识点丰富、涵盖内容广与适用范围宽等特点。近年来,随着电子信息与自动控制技术的快速发展,机电系统正逐步向智能化与自动化方向转化。目前在各行业中没有渗透电子与自动控制技术的纯机械领域越来越少,因此,社会急需全面掌握机、电和控制的复合型人才。[1-3]

湖南农业大学机械电子工程专业是根据当前国内外机电产品生产及发展趋势而设置的,以培养具有实践能力和创新精神,能应用机械、液压传动、电子、控制和传感技术,从事国民经济各部门所必须的机电设备及其自动化的设计制造、应用研究与科技开发等工作的复合型高级专门人才为目标。因此,要求所培养的学生既要有扎实的基础理论知识,又必须有较强的动手能力和创新思维。实验室是培养学生理论联系实际、建立创新意识、提高工程实验能力的重要实践基地,在教学计划中占有相当大的比重,但湖南农业大学机械电子工程专业是在多年探索机械设计制造及其自动化专业改造并取得经验的基础上创办的,其实验课程的设置与实践能力的培养均侧重于机械部分,因此有必要开展湖南农业大学机械电子工程专业的实验教学改革研究。

一、机械电子工程专业实验教学现状分析

湖南农业大学机械电子工程专业于2010年开始招生,专业课程设置参考了国内多所高校的经验,在现有师资力量与教学硬件条件下,力争做到最好,但就实验教学环节而言存在以下问题。

1.专业内容广而不精

由于机械电子工程专业涵盖机械与电子,因此在课程设置时力争兼顾到机械与电子两方面的内容,包括“理论力学”、“材料力学”、“机械制造基础”、“机械制图及计算机绘图”、“机械设计基础”、“电路分析”、“模拟电子技术基础”、“数字电子技术基础”、“控制工程基础”、“液压及气动”、“传感器与检测技术”、“电机及电力拖动基础”、“单片机原理及接口技术”、“工厂电气控制技术”、“可编程控制技术”、“信号与系统”、“机电一体化系统”、“数控技术及其应用”等近20门专业课,学生普遍反映课程科目太多,对应课程所开设实验学时偏少,难以深入学习,故每门课掌握得都不够精通。

2.电类实验设备不足

湖南农业大学机械电子工程是在多年的机械设计制造及其自动化专业基础上创办的,相比而言,机械类实验设备较完善,而电类实验的开设,虽可以在湖南农业大学部省共建电气技术实验室进行,但当时所建的电气技术实验室主要为满足机械设计制造及其自动化专业及其他工科专业的电类基础实验开设,因此如“电路分析”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”等基础课程的实验,均能满足要求,而专业课程如“信号与系统”、“机电一体化系统”等却缺少对应的实验设备。

3.综合设计性实验设置不够

在实验教学方法上,由于课时少而时间紧等问题的存在,尽管实验室的多数仪器均能满足设计性与综合性实验要求,但目前各门课程所开设的实验多以验证性或演示性实验为主,以保证学生能在课堂上按时完成实验内容。如“电路分析”、“模拟电子技术”、“传感器与检测技术”等课程均采用模块化实验仪器,学生实验时只需简单的连接电源线与信号线进行观察或数据记录即可,严重局限了学生的思维,部分课程的实验甚至达不到教学大纲要求。因此,在教学过程中,难以调动学生的积极性与学习兴趣,发挥其主观能动性与创造性,教学效果有所欠缺,对应用型与创新型人才培养目标的体现不够深入。

二、深化实验教学改革,培养学生实践能力与创新思维

1.修改培养方案,面向市场培养应用型人才

机械电子工程专业的培养目标是要求本专业的学生不仅具有扎实的理论知识,还必须通过实验真正掌握所学理论知识,从而具备较强的动手实践能力,因此,重视实验和实践教学是培养方案修改所必须思考的问题。机械电子工程专业涵盖机械与电子,要在宽口径的同时有所精通,培养方案修改时便不能盲目的减少理论课程或平均分配实验学时,而是应该按照市场人才培养需求进行。

(1)合并相关性较强的课程实验,单独设立实验课。机械电子工程专业的课程内容较多,应用性强,如“电路分析”、“模拟电子技术基础”、“数字电子技术基础”等课程均开设有一定学时的实验课,从10学时到14学时不等,以帮助学生理论联系实际,更好地掌握理论知识,提升动手能力。分别开设实验课能方便各任课教师自主实施课程教学,但容易出现各课程实验内容过于基础,综合性不够的问题。由于这三门课程都是电类专业基础课,联系紧密,相关性强,因此可以考虑将三门课程的实验合并为一门“电工电子技术实验”,学时设为34学时,课程开设时可以从电类基础实验开始,后期完成应用性、设计性较强的两个综合性实验,使学生能更好地掌握相关内容,增强动手实践能力。

(2)按教学计划要求和培养目标对某些课程的理论与实验课时进行增减调整。如“单片机原理及接口技术”课程,10个学时的实验课远远不能满足学生的学习要求,可适当考虑减少部分理论学时,增加实验学时至16学时或更多,使学生通过实验对单片机的基础理论有较深的理解,能初步设计基本的单片机控制软硬件;同时增设单片机课程设计,用1~2周的时间进行自主设计,使学生利用所学理论知识解决实际问题的能力得到加强,从而深入培养学生的应用动手能力。

2.多方位改进实验条件

由于电类教学设备老化、部分专业课程实验设备不足等问题的存在,导致学生在实验课上动手操作机会减少,甚至某些课程未曾开设对应的实验。针对此类情况,机械电子工程专业应考虑从以下几方面改善实验条件:

(1)加大资金投入,建立“机电一体化技术”、“信号与系统”等课程对应的专业实验室。

(2)将部分设计性实验与教师科研结合,如教师研究的信号放大电路、滤波电路等可以用于“模拟电子技术基础”实验教学,而涉及到的信号检测部分或控制单元则可以用于“传感器与检测技术”、“单片机原理及接口技术”课程的设计性实验教学,以科研促教学,提高学生的动手能力与参与科学研究的能力。

(3)建立开放式的创新实验室,一方面实验室的开放不局限于课堂教学,由此提供给学生更多的动手操作机会,提升学生学习的主观能动性与自主学习能力;另一方面依托开放式的创新实验室,组织学生更多的参加各类创新活动,如机械创新大赛、电子设计竞赛及机器人大赛等,通过学生的自主开发设计,培养学生的实践能力与创新思维。

3.优化实验教学内容

针对目前各课程实验多以验证性或演示性实验为主,缺乏综合设计性实验的问题,除了改进实验条件外,还可以从各任课教师优化实验教学内容方面着手。如“单片机原理及接口技术”课程,实践性强,内容综合难度大,为便于组织,多是在实验箱上进行相关验证性实验,此类教学方式难以提高学生的学习主动性与积极性,教学效果不佳。因此,教师可从教学方式和教学手段方面进行优化,采用“任务驱动”教学法,[4]精心设计实验教学内容,使学生不仅对单片机硬件电路设计具备直观认识,也可自主尝试设计基于汇编语言或C语言的单片机软件,以提升学生自主学习的积极性,更好地掌握该门课程的内容。再如“传感器与检测技术”课程,是一门应用性极强的课程,不仅包括传感器获取信号部分,[5,6]还包括信号的变换、处理、显示等电路分析,目前所采用的实验仪器为“传感器系统实验仪”,集成了应变片、电容传感器、电感传感器、压电传感器、热电偶、霍尔传感器、光电传感器等十多种传感器及对应的处理电路,具备集成度高、应用简便等特点,能方便学生在课时范围内完成实验,其缺点是模块化的设计限制了学生的创造性思维,只能验证性完成各传感器的标定,学生兴趣不够。因此,教师可对实验教学内容进行设计,由易到难进行实验教学,基础实验在实验仪上完成后,结合电子技术、传感器技术、单片机技术的内容,引导学生自主开发,进行红外发射接收或光敏电阻应用等设计性实验,使其对传感器及应用方面的内容有更深的理解,培养其创新思维与开发设计能力,更好地将课本知识用于实践。

三、结语

湖南农业大学机械电子工程专业开设时间不长,不管是专业培养方案还是教学方式、教学手段都需要通过长期不断的探索研究并完善,笔者结合专业实际情况与学生反馈信息,对专业的实验现状进行了分析,并根据多年从教经验探讨了实验教学改革方法与思路,其中“传感器与检测技术”、“单片机原理与接口技术”等课程的实验教学内容优化研究,已应用于课堂教学。结果表明,学生学习兴趣得到提高,实践动手能力明显增强。2013年湖南农业大学组队参加了“第十二届亚太大学生机器人大赛国内选拔赛”,成功进入前八强,荣获一等奖,相较于往届有了重大突破,长达一年的研制过程中,浓厚的兴趣、坚实的基础与较强的动手能力缺一不可,体现了一系列的教学改革探索已初具成效。但是教学改革是一个长期的、不断循环往复的动态过程,在以后的教学过程中,还需要不断的探索,为更好地培养具有实践能力和创新思维的复合型人才而努力。

参考文献:

[1]王殿君,焦向东,王伟,等.新版机械电子工程专业培养方案的研究与实践[J].安徽师范大学学报(自然科学版),2010,33(1):39-42.

[2]洪华杰,柯冠岩.关于高校机械电子工程专业创新教育的思考[J].高等教育研究学报,2009,32(4):64-66.

[3]黄民,朱春梅,祁志生,等.机械电子工程专业方向系列课程建设与教学改革[J].中国电力教育,2011,(3):182-184.