变频器实训总结十篇

变频器实训总结篇1

【关键词】变频器，实践教学，课程建设

【中图分类号】G712【文献标识码】B

高职教育特点、人才培养目标和变频器应用技术课程特点

高职教育特点决定着课程建设和教学方法

众所周知，学术性大学与高职大学是不同类型的教育。之所以说职业教育是一种教育类型是因为特征鲜明的“服务宗旨”和“培养目标”所决定的。“服务宗旨”和“培养目标”使得职业教育的办学目的定位在向区域输送具备高等专业文化水平的高级技能人才上。因此，搞职业教育的人必须研究区域经济发展所需要的人才结构和岗位实际能力结构问题，每一位教师都应该充分分析学生在未来工作岗位上的技能要求和知识结构要求，并为此进行课程建设和实践教学。

高职变频器技术人才培养的主要目标

变频器技术应用相关的振兴产业包括船舶工业、电子信息产业、纺织工业、钢铁产业、汽车产业、轻工业、石化产业、有色金属产业、装备制造业等等。高职变频技术人才在这些行业里大多是从事第一线工作的高技术人才。高职变频器应用技术人才主要掌握变频技术的基本理论和知识、技能，从事变频器等工业电气控制设备及系统安装、调试、维护及技术管理的高级技术应用性专门人才。因此，高职变频器应用技术课程的主要培养目标是工业电气控制及相关行业的高技能力人才。

高职变频器应用技术课程的特点

高职变频器应用技术是理论和实际操作都很复杂的课程，它是电动机、PLC电气控制系统之间的环节。电气控制变频器应用技术的理论知识比较广泛，如物理学，电子技术学，电力电子技术学，自动控制理论，计算机技术，电力拖动、PLC等等。变频器的实际应用行业及操作更是广泛，包括大多数强电和弱电的技术。如涉及机械制造、矿山、化工、运输、轻工、电子等行业的各类过程控制和速度控制。另外，变频器的品牌较多，不同品牌不同型号变频器有不同的设置方法，加上变频器的安装与维护。以上问题给课程教学提出了挑战，处理好理论教学与实践教学是建设好这门课程的关键问题。

高职变频技术人才类型分析

理论知识、操作技能和实际应用的关系

理论知识是指概括性强、抽象度高的知识体系。变频技术基础理论知识多是相关学科的理论，如电力电子技术理论、自动控制理论、PLC等。这些理论是系统的、有普通意义的知识，变频器应用技术教学完全是利用这些理论，而不是变频器本身的理论。

操作是指人用手活动的一种行为，也是一种技能。变频器的操作包括根据现场要求对常用变频器进行参数设置，变频器安装和维护。

应用是指能将学到的理论知识用于新的具体情境，包括原则、方法、技巧、规律的拓展。变频器应用是指将变频技术运用于各种行业和各种工艺过程的电动机控制中。

理论知识、操作技能和实际应用是学生专业素质递进的顺序。在实际变频器应用过程中，理论知识是职业技能的基础，操作技能是岗位的要求，实际应用是能力发展的高级水平。

另外，变频器应用技术人才一般要求具有相对广泛的知识结构和岗位技能，因此，变频器应用技术教学对于提高电气控制专业学生的综合职业能力据有重要意义。

变频器应用技术人才分类

按培养人才水平来分有下列4个层次：

第1层次：技能型人才，培养操作能力，使学生大概了解变频器相关的理论知识，能使用一般性参数对变频器进行基本运行设置，会安装和电路接线。

第2层次：技术型人才，培养技术能力，使学生掌握变频器的理论知识，能使用专家级参数设置变频器，会用PLC与变频器组成调速系统实现过程控制。

第3层次：工程型人才，培养设计能力，使学生熟练掌握变频器的理论知识，能根据不同工程现场要求用设置变频器，能选择、安装与维护变频器。

第4层次：应用型人才，培养应用能力，使学生熟练掌握变频器的理论知识，能够设计和选用变频器，能并能运用工业总线控制各种行业的现场控制。

高职人才培养的应以前三层人才为主，第四层人才需要学生长期在企业从事技术工作才能达到要求。从上述特点来定位变频器应用技术课程教学中知识、应用和操作的关系就是：理论知识为各层人才培养的基础，动手操作为技能型人才，能够设置专家级参数进行现场控制为技术型人才，能够选择、安装和维护变频器为工程型人才，能设计不同行业变频器应用的为应用型人才。

加强变频器应用技术实践教学的若干建议

加强“双师型”师资队伍建设

首先，要加强“双师型”教学团队建设。教师不但要有牢固的专业理论知识和教育教学能力，还要有较高的专业实践能力。要更加重视教师的动手操作能力、实际工作经验和指导学生就业能力。在教学中，教师要能熟练设置多种变频器参数，能够现场安装和维护变频器，了解不同行业不同工艺过程的速度控制方案。第二，要加强产教结合，充实“双师型”教师的工程实践支撑。各级政府行政主管部门要重视电气控制专业的“双师型”培养培训工作，政府应“牵线搭桥”做好学校与企业的“中介”作用。学校要主动加强师资队伍与企业的合作交流，定期派教师到企业参加岗位锻炼，企业定期到学校搞技术交流讲座。让教师了解企业的关键技术、关键岗位和整个生产过程。第三，要增加针对教师实践教学能力的考核权重，用“双师型”标准考评教师，激励和引导教师提高自己的实践教学能力。第四，在师资队伍建设上应该培养与引进两手抓，特别要引进把握专业技术改革方向、精通企业行业工作程序的专业带头人和具有企业工作经历、具备实践教学能力的骨干教师。避免引进教师时过度重视学历，轻视项目开发的实际经验。

加强实践教学

第一，要提高实践教学点总课时的比例。变频器应用技术的教学实践证明，理论课与实践课的比例应在1：2左右，如果说总课时为64学时，理论课应在22学时左右，实践课应在42学时左右。第二，理论知识应尽量回避高难的数学推导，可将结论直接运用于课堂教学。如三相异步电动机速度公式n1=60f/p，U/f控制理论，PID闭环控制理论等，这些理论都可以直接引用或用简单的图示说明来讲解。第三，理论课可穿插在实践课的前面，不宜时间过长，用多少讲多少。另外，实践教学要有足够多的案例或项目，防止案例单一或简单。

提高实践教学质量

第一，要加强多媒体课件教学。教学课件能提供变频器应用技术教学所需要的大量的图片、动画、表格、视频等，对于提高实践教学质量有极大的帮助。一部高质量的教学课件能够用多媒体的技术将一些十分复杂的内容化为通俗易懂，有提高实践教学效率、提高学生学习兴趣的作用。课件内容应多进行定性分析，少进行定量分析；多用图示、动画，少用公式、文字。第二，要加强实物教学和演示教学。变频器应用技术主要实物教学所需的设备有变频器、变频器手持键盘、三相电动机、控制柜、各种仪表以及一些控制台。第三，要加强项目教学法的应用。根据实际岗位需求设计教学项目，每一实践课要完成一个具体的实际任务，真正做到“学中做”和“做中学”。第四，要加大学生动手操作能力的考核，将常见的“阶段考核”逐渐转变成“过程考核”，对学生整个学习过程进行评价考核。

搞好校内实训室建设

第一，要通专家论证、职业能力调查准确地将岗位或岗位群的职业能力分解成相对独立的实训项目，在此基础上配置实训室的条件和准备实践教学。第二，要进一步改善实训条件，使实训室满足变频技术相关的实践教学，要充分发挥现有实训室的技能训练功能，加快实训室模拟项目向实际生产项目转变，推动人才培养模式创新。第三，要进一步探索变频器实训室的运行和管理新思路，使变频器实训室从“模拟训练式”向“生产模拟式”或“校企研发式”提高。第四， 变频器的工程应用实践教学是一个难点，除了可以通过实习进行，还可以采用虚拟现实技术为学生提供生动逼真的实训环境，能向学生提供不受时空限制的自主学习平台和教师对学生的评价平台。

搞好学生校外实训基地建设

变频器应用技术课程具有较强的实践性和操作性，因此校外实习环节十分关键和必要。特别是各种变频器在不同生产工艺过程中的应用必须通过校外实训才能使学生获得最佳的亲身体验。然而，校外实训是变频器应用技术实践教学的难点问题，针对这一问题，本人提出以下三点建议。第一，校外实训基地建设必须建立在学校和企业“双赢”的基础上。只要学校坚持围绕地区现代制造业搞课程建设，企业一定会对培养的技能型人才有需求，并会积极参与技能型人才培养工作，学校就会有充分的机会建立校外实训基地。第二，因为变频器是电气控制系统的中间环节之一，所以变频器应用技术实践教学应与相关电气控制专业实训基地共享使用，一方面可以提高学生的综合电气控制职业技能，另一方面可以提高实训基地的使用效率。第三，应建立足够的实训条件，以满足不同类型的变频器在不同行业和不同工艺中的实训要求。

变频器实训总结篇2

关键词：串口通信，RS-485半双工，通讯协议，参数设定

 

1. 概述

①传统模拟接口通讯

在此种应用方法中，PLC和变频器之间需要连接较多的导线，利用PLC的输出点去控制变频器的STF、STR、RM、RH、RL等端子，以实现电机的正转、反转以及多段速度控制。此种方法连线较多且不能完成变频器的平滑调速，须另加DA模块，成本较高；此外，要增加控制变频器的数量，除了要求PLC的输出点能够满足要求以外，还必须增加数倍烦琐的接线工作。

②RS-485通讯方法

使用RS-485通讯控制，仅通过一条通讯电缆连接，无须其他外部接线，不占用PLC的输出口。不但能完成原有功能，还能进行内部的数据通讯，可方便地从变频器中获取所驱动电动机的各种电参数如：运行频率、电流、电压、功率等等。配以人机界面的话，可将上述电参数直接显示在人机界面上。此外，还可方便增加控制变频器的数量，形成总线控制。

2. RS-485网上设备体系通讯简析

RS-485是从RS-422基础上发展而来的串行通讯接口标准，所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿，是一种符合工业通讯标准的数据传输总线。它是美国电子工业协会（EIA）制定的平衡发送、平衡接收的标准异步串行总线。RS-485为半双工通讯，某一时刻两个站中，只有一个站可以发送数据，而另一个站只能接收数据，发送电路必须有使能端加以控制。RS-485串行通讯方式传输数据的线路少，易于实现和扩展，传输距离远，最大传输距离可达3000米；它的通讯速率高，数据最高传输速率为10Mbps；它还具有强抗干扰能力，软硬件支持丰富，与现场仪表接口简单等特点，目前已得到广泛应用。它易于实现一对多点的通讯，接口总线上可连接多达32个设备。RS485可以采用二线或四线方式。二线制可以实现真正的多点双向通讯，其中的使能信号控制数据的发送和接收。

3. 实训系统软硬件组成

实训系统硬件组成有：三菱FX2N-48MR PLC；FX-2N-485-BD通讯模块；三菱FR-A540变频器；F940GOT触摸屏；FX-232CAB-1和FX-500DU-DABO通讯线缆。软件组成有：FX-PCS/WIN-C PLC编程软件；FX-PCS-DU/WIN-C触摸屏编辑软件。在实训教学中，实习指导老师应将硬件的连线要求讲解清楚。同时，学生也应该提前熟悉以上编程软件的使用方法。

4. 变频器的通讯协议格式和参数设定方式

通信协议是通信双方按照一定的数据格式交换数据的一种约定，通信双方均按照这种格式进行发送和接收。通讯协议包括：1）从PLC到变频器的通讯请求数据；2）数据写入时，从变频器到PLC的应答数据；3）数据读出时，从变频器到PLC的应答数据；4）数据读出时，从PLC到变频器的发送数据。在PLC编程时，所有协议一定要严格按照通讯格式要求编写。

要实现通讯还需要对变频器的参数进行设置，如果没有进行初始化设定或有一个错误的设定，数据将不能进行传输。需要设置的参数号有：Pr.79、Pr.117~Pr.124。同时要注意：每次参数初始化设定完毕或更改参数以后，需要手动复位变频器，以使设置生效。

5. PLC编程

使用十六进制数，数据在PLC和变频器之间使用ASCII码传输。根据实训控制要求，以控制变频器正、反转和停止；读取变频器当前的运行频率；更改变频器的运行频率为实例，进行编程。

①选择数据模式

通过特殊继电器M8161来选择数据处理为16位模式还是8位模式。M8161=OFF为16位数据模式；M8161=ON为8位数据模式。此次设计中采用8位模式。

②设置通讯格式

通过特殊寄存器D8120来设置通讯格式。我们设置为D8120=H0C96。。此数据二进制为0110B，相关的数据含义为：7位数据长、偶校验、1位停止位、19.2k传输速率、无起始符、无终止符、调制解调器模式、无和校验。。该特殊寄存器D8120可采用MOV指令赋值，相关的指令为：MOV H0C96 D8120。

③通过RS指令进行发送和接收数据

RS指令是对串口进行初始化，定义数据发送和接收的区域范围，存放在数据寄存器D里面。相关的指令为：RSD10 K12 D30 K13。即定义D10~D21为数据的发送区，D30~D42为数据的接收区。

④通讯数据代码

根据变频器工作方式代码，进行变频器控制编程，相关的控制项目可在变频器通讯手册查阅。在编写这一段程序时，需要特别向学生说明：PLC向变频器发送数据时，相关的指令编写完毕，要手动使M8122置一，启动串行发送。。数据发送完毕，M8122是自动复位的；如果是变频器向PLC发送数据，特殊继电器M8123是自动置一开启发送串行数据的。数据接收完毕，编写相关的指令处理数据后，要将M8123手动复位。这一点在编程的时候要特别的注意。

⑤编制、运行程序

在分段讲解完各控制程序以后，实习指导老师应指导学生编制完整PLC控制程序，该程序要能实现变频器的正转、反转、停止、读取和更改变频器当前的运行频率。同时，让学生制作GOT画面，通过触摸屏和PLC控制变频器，显示当前的运行频率值。

6. 结束语

本文讨论了在实训教学中，三菱FX系列PLC与三菱A系列变频器进行RS-485通讯的编程方式和应用方法。通过对实训操作设备的改造与应用，去除了原有设备间复杂繁琐的连线，在编程方式上更加的深入了，充分地体现了工控设备间串行通讯的优点。有助于学生了解RS-485串行通讯方式，掌握三菱FX系列PLC与三菱A系列变频器串口通讯的方法。

参考文献：

[1] 梁耀光 余文烋 .《电工新技术教程》﹒ 中国劳动社会保障出版社

[2] 龚仲华 史建成 孙毅﹒《三菱FX/Q系列PLC应用技术》﹒ 人民邮电出版社

[3] 三菱公司﹒FX特殊功能应用模块用户手册

变频器实训总结篇3

关键词：音频识别； 在线监测； 故障识别； 无人值守变电站

中图分类号：TN912 文献标识码：A

随着电网建设的发展和安全要求的提高，变电站建设正朝无人值守或少人值守的方向发展.目前，无人值守变电站主要倾向于向“五遥”方向发展（遥测、遥信、遥控、遥调、遥视）[1-2]，利用视频监控系统，变电站中已逐步实现了“遥视”功能，但对于运行设备内部声音的监测却没有得到重视，已开发的成套设备也非常少[3]，针对电力设备运行状态的智能化音频识别系统就更少了.

电力设备在运行过程中会发出各种声音，从声音变化强弱可以判别设备的运行状态，甚至故障类别[4].例如，10 kV配电变压器正常运行时，有较轻微均匀的“嗡嗡”声，这是铁心自振的正常现象.如果变压器突然出现异常的声音，原因是多方面的，可从以下几个方面考虑：1）若声音比平常听起来沉重，说明此时变压器过负荷；2）若声音比平常尖锐，说明电源电压过高；3）当变压器内部铁心结构松动时，便会出现乱而嘈杂的声音；4）当变压器出现爆裂声时，表明线圈或铁心绝缘有击穿现象；5）当跌落式熔断器触头接触不好、分接开关触头接触不良，以及其他外电路上有故障时，也会引起变压器声音的变化.为了判断变压器故障类型，变电站值班人员常用绝缘棒的一端放在变压器的油箱上，另一端放在耳边仔细听声音.该方法虽然操作简单，但无法实现远程的连续的在线检测，与无人值班变电站的发展趋势不相符；同时还要求检测人员具有丰富的实际经验，给判断的准确性带来了不稳定因素.

为了全面掌握变电站实时运行情况、及时发现故障设备[5]，并做出科学的决策和处理，有必要研究一种无人值守的设备音频监控新方法，通过监测设备运行时的声音信号，对设备运行状态进行在线监测.并且注意与变电站现有监控系统相配合，从多方面掌握设备实际运行情况，优化变电站系统的管理，对提高设备的检修效率、可靠性，延长设备使用寿命都有重要的现实意义.

1音频监测原理与系统结构

1.1电气设备音频监测原理

无人值守变电站设备音频检测系统主要用于检测变压器、电容器、电抗器、GIS（气体绝缘开关）等主设备运行时的声音信号.如图1所示，多路音频信号经传感器采集、滤波、放大、AD转换，传送至单片机数据处理器，经数据处理后，由现场总线把音频数据传至变电站监控主机（IPC）上，经音频频谱分析、提取到音频特征参数，再用神经网络识别该音频特征，根据音频特征向量输出该设备所处的状态和故障类型，并且监控主机根据判断结果做出报警或采取其它措施进行故障处理.

1.2电气设备音频监控系统结构

变电站无人值守设备音频监控系统结构如图2所示，系统硬件由声音信号采集模块（由声音传感器、现场总线、数据收集器构成）、故障类型判别模块（变电站主机）和人机交互模块（集控站主机）和电源模块组成.

首先，在变电站需要监测的电气设备上安装了多个声音传感器（如图1所示）.每个数据采集器负责多路音频数据的采集；然后数据收集器负责收集某个站点多个数据采集器的音频数据，并上传至站点监控主机.变电站监控主机根据设备故障状况和设备优先顺序，分时处理多路音频数据.对音频数据进行变换和频谱分析、提取音频数据的特征向量，然后把特征向量输入训练好的神经网络进行识别，判断发出该音频数据的设备运行状况和故障类型，并根据判断结果采取警报或其它控制措施.

集控站主机位于变电站集控中心，通过以太网与各变电站主机进行远程通信，是工作人员与各变电站音频监控系统进行人机交互的平台，可方便地对多个无人值守变电站点进行远程的集中监管.集控站工作人员利用服务器保存的历史记录，不但可查询任一指定站点的设备当前和过去的音频数据，还可通过集控站的数据汇总分析，绘制出一段时间来某个电气设备的波形和频谱幅度变化曲线图，方便工作人员综合分析该设备的变化情况.另外，集控中心还可结合集控站其他非音频监控系统的信息，对某个变电站设备状态进行全面分析，更加准确地判断它的运行状态，确保设备安全稳定运行.集控主机主要功能如图3所示.

2系统关键技术实现

2.1音频数据采集器

数据采集器是实现变电站设备无人值守音频监控的重要部件，它负责电气设备音频数据的处理和初步判断，内部结构如图4所示.

数据采集器对声音传感器采集声音信号的处理包括：信号放大、低通滤波、模数转换、声音压缩、信号初步判断、串行通信等处理过程.核心处理器为凌阳SPCE061A型音频处理机，该处理器集成了信号放大、模数转换、串行通信接口等部件，具有强大的声音处理能力，适合本项目音频信号的处理.SPCE061A型单片机IO端口的IOB7和IOB10可以从通用IO口设置为串行通信口（UART），为RS422通信提供了硬件条件.串行通信口的波特率从1 500 bps到51 200 bps（51.2 Kbps）可调，通信速度能够满足状态监控的要求.为了实现多机通信，每个音频数据采集器均有自己的一个地址.通过单片机读取7个IO的二进制编码，实现采集器的地址编码，数据收集器根据这个地址编码轮询各数据采集器，实现与各监测点的多机通信.

为了减少上层服务器对音频数据的计算和处理，底层的数据采集器还需对采集的音频数据在本地进行简单的故障预判断，通过预判断提前发现所采集的音频是否属于故障音频.其基本原理是：首先对典型故障音频进行特征统计，并把统计结果保存在本地数据库中，然后把当前音频数据特征快速与故障音频特征进行比对.例如，当出现音频信号的幅度明显过高、过低、噪声信号过大等情况时，就能快速判断其属于故障音频.对于这些异常情况，数据采集器马上将判断结果通过RS485总线发送给数据收集器，再经数据收集器告知监控主机.

经数据采集器预判断不属于故障音频的数据，还需上传至监控主机作进一步分析.当数据采集器收到监控主机发出监听某个设备的要求时，立即将该设备的声音数据进行压缩和编码传输给数据收集器.数据收集器利用串口服务器，把RS485协议数据转换为TCP/IP协议的网络数据与监控主机进行通信，把音频数据传输到监控主机后完成进一步的判断处理.

2.2设备运行状态判别模块

设备运行状态判别模块是变电站音频监控系统的核心模块，基本判断过程如图5所示.监控主机对上传的音频数据进行频域变换、频谱分析，提取音频信号的MFCC（Mel Frequency Cepstrum Coefficient，即Mel频率倒谱系数）特征参数[6]，然后把特征向量输入训练好的正弦基神经网络进行计算，判断出该音频数据表征的设备运行状态，同时监控主机根据判断结果做出相应控制和处理，保证设备安全运行.

2.2.1音频信号特征提取

有效提取语音特征是识别语音的关键.人的内耳基础膜对外来信号会产生调节作用，它实质上充当了一个滤波器组，具有在嘈杂的环境中以及各种变异情况下仍能正常地分辨出各种语音的功能，即使信噪比降低时它仍有较好的识别性能.Mel频率就是基于人耳听觉这一特性提出来的[7]，它与Hz频率成非线性对应关系；而且MFCC算法还模拟人耳滤波器功能设计了听觉前端滤波器组模型，这样计算的结果能很好地体现音频信号的主要信息，所以MFCC提取的音频参数广泛地应用于语音识别[8]、音频分类和检索领域[9].本项目也是通过提取电气设备声音的Mel频率倒谱特征参数作为判断识别的特征参数，Mel频率倒谱系数的参数提取步骤如下.

2.2.3音频特征识别器的训练

利用神经网络对音频数据进行自动分类，首先需要收集各种电气设备良好和故障状态下的音频数据进行训练.在变电站设备中采集m个音频信号的样本，经MFCC算法分别提取m个样本的特征参数，作为该状态的训练样本.每个特征参数是含有N个元素的向量，根据神经网络的模型及权值修正方法，设计了如下训练方法.

3实验与仿真

3.1实验设备介绍

无人值守变电站的音频监控系统已在河南省信阳供电公司220 kV沙港集控中心和110 kV工业城变电站试运行，且沙港集控中心离工业城变电站相距50 km.系统设备包括：集控站主机1台、变电站主机2台、数据采集器8个，还有端子箱、配电箱、交换机、通讯电缆等.集控站主机设在信阳供电公司220 kV沙港集控中心，其余主要设备安装在信阳供电公司110 kV工业城变电站.到目前为止，音频监控系统性能稳定、运行良好，其安装现场如图7所示.

由图13可知，变压器音频信号的频率主要集中在50～500 Hz，主要原因是变压器铁心振动产生的声音集中在5个频率范围.实验表明：不同运行状态下的音频信号，幅频图的频率峰值和幅度明显不同，所以有必要根据这个特点设置MFCC计算的初始条件，提取稳定可靠的音频信号特征作为识别的根据.

3.2.2变压器音频信号特征提取

利用Matlab计算主变压器音频数据的MFCC特征参数，结果如图14所示.

当变压器处于同一工作状态时，其声音具有持续稳定的不变性，而且不同时期获得同一状态的MFCC特征曲线具有相似性，如图15所示.

3.2.3正弦基神经网络识别分类

选取前面所述变压器5种状态下的音频数据各2 000组共10 000组（采样频率为8 kHz）.首先从每种状态中随机抽取1 500组共7 500组进行神经网络训练，将每种状态剩下的500组特征向量作为测试数据，进行正弦基神经网络识别测试，得到变压器各种状态的正确识别率如表1所示.

4结论

监听电气设备运行时发出的声音信号能有效发现设备异常情况，及时采取措施隔离和消除故障，避免事态扩大.本文提出一种利用神经网络准确识别音频特征、判断设备故障类型的方法，从根本上改进了传统人工监听设备、判断故障的方法，提高了电气设备故障检测水平，丰富了无人值守变电站的设备在线监测和检修技术，在未来的智能电网建设中具有重要的应用价值.

参考文献

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[2]孔英会.无人值守变电站监控视频异常模式识别方法[J].华北电力大学学报：自然科学版，2011，38（6）： 11-16.

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[6]陈勇.语音特征参数MFCC的提取及其应用[J]. 湖南农业大学学报：自然科学版，2009，35（1）：106-107.

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[8]郭春霞.基于MFCC的说话人识别系统[J]. 电子科技，2005（11）：53-56.

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[11]邹阿金.正弦基函数神经网络滤波器设计[J].长沙电力学院学报：自然科学版，2001，16（2）：16-18.

变频器实训总结篇4

【关键词】 脑卒中；生物回授；本体感授器；肌电频谱

作者单位：130061吉林省职业病防治院肌电室(张京红);吉林大学第一医院(姚迪)

通讯作者:姚迪

脑卒中是造成老年人继发性残疾疾病的主要病因。我们采用肌电反馈配合本体感受器增强训练技术，重建恢复期中枢性瘫痪功能。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本组脑卒中患者37例，均头部CT扫描，BR氏测定，男19例；女18例；年龄48～73岁。平均59.5岁；病程8 d～4.5年。

1.2 方法 日产MEM3102型肌电图仪，表面电极安放在表层肌腹上，受试者经视、听到的肌电信号为反馈信息，其频谱做为本体感受器训练的指标，选择相应的训练手法，使之在可能范围内，学习、改变废用性肌肉的生理机能。

2 结果

试验得出，股四头肌、肱三头肌频率明显增高(P

见表1表面肌电频谱训练前后的比较

2.1 生物回授正是依据信息所反应的病变状况，配合本体感受器增强训练1］，有意识通过增加单个运动单位电位(MuP)冲动频率和受激动的运动单位电位(MuP)数量而实现肌力的恢复。

2.2 患者将特异性神经冲动(视、听、触、压)等反馈信息，经侧支传入网状结构，经多个神经元中继，逐步转化为非特异性神经冲动，最后广泛刺激大脑皮层的各个区域，起到“上行激

动作用”，因为只有皮层处于觉醒状态时，才能对施加的训练做出相应的反应；二者是互为因果关系。

2.3 随着训练总量的增加，肱二头肌，胫骨前肌(MuP)振幅、频率有下降趋势，见表2，提示疲劳状态的出现；是否可解释受试者对生物回授信息产生适应性衰减及对本体感受器传入冲动减少所致。表明疲劳可以是整体、系统的抑肌肉本身的局部疲劳。

表1

两组治疗前后指标变化(x±s)

股四头肌肱三头肌

实验前试验后实验前试验后

χ277.49593.91470.583 92.673

t值 3.059 2.054

P值

表2

表面肌电频谱训练前后的比较

肱二头肌 胫骨前肌

频率(HZ)幅值(uV)频率(HZ)幅值(uV)

实验前 85.415 166.7580.287165.338

试验后 79.583 169.461 71.113139.890

3 讨论

临床表现及发生机理表明脑血管疾病是各种不同病因引起的脑部血管性疾病的总称。大脑是人体器官中极其重要的器官之一，其能量主要来源于血液供应。一旦脑部血液供给受到障碍，其后果是严重的2］。脑部的血液系由颈动脉系统和椎基底动脉系统供给。脑部血液循环发生障碍，是造成脑血管疾病的根本原因。

引起脑血管疾病常见的病因包括：①动脉硬化和动脉粥样硬化是脑血管疾病最常见和最重要原因。②高血压病伴发动脉病变。③颅内血管发育异常如脑动脉瘤、脑动、静脉畸形。④心血管系统和人身性疾病如血液病、代谢病、外伤、肿瘤等。⑤原因未明的脑血管病。

脑血管疾病是一组引起脑部血液循环障碍，常伴有神经系统局限改变，临床上又称之为脑血管意外、卒中或脑卒中，是神经系统的多发病和常见病。病死率和致残率均较高。

近年来许多技术已被临床应用，如CT、核磁、脑血管造影、同位素脑扫描等方法，大大提高诊断的准确率。脑血管疾病的治疗也有较大的进步，群防群治高血压病和动脉硬化，已经证实可以降低脑血管疾病的发生率。

远在两千多年前《内经》中就有关于脑卒中的记载，以后许多中医专著均有关于脑卒中的论述，积累丰富的治疗经验。近年来中西医结合治疗方法也取得一些可喜的进展，其中“表面肌电图生物回授与本体感受器增强训练技术的研究”，就是传统中医学与现代神经电生理学技术完美结合的产物，康复医学治疗脑卒中患者取得了一定的疗效，但它毕竟是新的康复手段，尚有待积累更多的经验。

脑卒中患者的临床表现与缺血的发作部位有关，集中表现为对侧偏瘫、偏身感觉障碍、复视、眩晕、构音不清、吞咽困难、颜面麻木、共济失调及交叉瘫等症状。

国内外研究现状多年来，一直将脑脑卒中患者躯体分为患侧和健侧

(affected side、sound side)，但是，在概念上经常使人产生岐义。近年来，有关学术报告与论文称呼健侧的逐渐减少了，多半称为非麻痹侧(unaffected s ide、nonaffecteds i de、nonhemi p1egic side、non i nvol ved side、nonpareti cside)。当患者脑卒中偏瘫后，由发病初期肌张力的迟缓和低紧张，发展成为后来的痉挛。形成了这种偏瘫特有的异常模

式变化过程中的“定型性运动模式的构筑化”(establis hment 0f stereot yped movement or abnorma1 pattern)。这也是运动的非功能化和变形性痉挛的进展过程。因此构筑化过程，就连“健侧”姿势也紧张，功能出现低下，形成非麻痹化。

当脑卒中后，身体被划为两部分，从这两部分获取左右侧的感觉。由于双侧脑半球出现了整和能力的障碍，使来自于左右侧身体输入的感觉信息出现了差异，使患者的反馈机制陷入混乱状态，妨碍了患者向发病以前那种正常模式的恢复。患者不得不一边利用代偿活动，一边去适应环境。

因为这种联合运动引起的过分用力，非麻痹侧下肢在走路中也会出现紧张的构筑化。常常可见到麻痹侧的股内收肌群(如半膜肌、半健肌、股内收肌)的痉挛短缩3］。麻痹侧下肢抗重力伸展和重心侧方移动受动限制。在异常姿势紧张的同时，非麻痹侧半身也是过度紧张的，这种异常的过度紧张模式被构筑化，使非麻痹侧上下肢的自由度受限。所以身体的各部位的移动(dis p1acement)较困难。

脑卒中后非麻痹侧理论的指出，对脑卒中患者的康复有着极其重要的指导意义。在以往的康复治疗中，我们大多将重点放在麻痹侧，但是疗效往往不佳，根据非麻痹侧代偿活动所引起的一系列功能上的改变，应树立整体观念，而不应片面强调麻痹与非麻痹侧。基于以上研究进展，我们决定用神经电生理学方法，对脑卒中患者进行进一步的研究。为脑卒中患者的康复做出有意的探索。肌电生物回授配合本体感觉器增强技术，对训练恢复期中枢性肌萎缩是行之有效的，为训练提供了客观的评价指标4］。两种训练方法的集合，是把属于原本不能随意活动的生理机能，置于有意识的控制之下。患者经肌电反馈与刺激本体感觉器获得两种信息，方能校正训练过程中出现的误差。

此种训练机理尚在探索中，其远期疗效需进一步观察，疗效不佳者是否与未能掌握技术要领、疲劳状态所致。有待完善训练方法、动态观察已提高局部肌肉组织抗疲劳性及至中枢兴奋性水平改善。

参 考 文 献

［1］ 张树生.中风.上海科学技术出版社，1985：152154.

［2］ 乔奇A•布茹克司.运动生理学(杨锡让译)北京，北京体育学院出版，1988：46106.

变频器实训总结篇5

【关键词】MPEG2编解码;TS复用;QAM调制;ASI流;RF;CATV

1.前言

传统高职教育在目前社会大量实用人才需求面前越来越力不从心，故实训平台的建设也就成为当前高职教育研究和发展的方向。实训平台建设是目前高校培养实用型人才根本要求。考虑到目前广播电视运营商在网络平台应用上的多样性、地域性和特殊性。本文的实训工程平台将不做资源服务商前端的完全模拟，主要对广播电视网络技术专业中的部份前端、传输干线与“最后一公里”入户的末端进行模拟实训。通过实训平台的学习，了解广播电视网络传输现实环境情况及应用。基于现实中广播电视节目基本上采用24小时不间断播出，广播电视网络传输也是如此。广播电视行业对信号的播出与传输在安全性、稳定性的运行上要求相当严格，它的中断基本上以秒级计算，有其行业的特殊性，所以在广播电视技术专业中开办实训平台尤其必要。

2.设计原则

完全仿真广播电视网络传输环境及应用，所有实训环节严格按照DVB_C标准进行构建。本文主要针对的是声像信息的传输功能建设及数字电视与广播网络实训室的建设进行设计。先期建成广播电视传输实训平台，二期完成互动业务模拟实训平台，模拟基于有线电视系统的交互式应用。

3.平台实现

1）信源工程实训平台

完成声像信息的采编、制作、存储及传输。信源：卫星、演播室自办节目、视频服务器。

2）数字电视系统前端与广播网络实训平台

完成数字电视信号的压缩编解码、传输、控制、服务功能.设备包括：测试仪器：标准视频信号发生器（如TEK TSG273）、标准音频信号发生器，标准视音频信号测试仪（TEK VM700A），码流分析仪（TS流）、光源、光功率计、场强仪等;环境设备：ASI光端机、MPEG-2编码器，复用器（TS流），视频服务器，MPEG-2解码器、QAM调制器、捷变频调制器、混频器等。

3）一体化数字音像实训平台流程图

此实训平台采用中央教育频道CETV1、学院自办演播室、视频播出服务器作为三个输入源。CETV1的信号通过卫星接收机直接输出TS流、自办节目输出A/V信号进入编码器形成TS流、视频服务器直接输出TS流或A/V信号可选。将三个独立ASI流进入复用器进行再复用，其中卫星接收的TS码流中含多套节目，这里只提取的CETV1进入平台。上述三个信源产生的三套节目重新命名为信息学院自办1节目、信息学院自办2节目、信息学院自办3节目。

附图说明：在校区通过卫星接收机将信号接收，视情况可选A/V信源输出或ASI流输出，前者通过一对模拟光端机将信号传送至校区机房;后者通过ASI光端机传送。因为目前广播电视电视传输主流为数字信号，故这里采用接收ASI信号进行传输。注：在A测试点可以通过光源及光功率计完成光纤信号的测试。学习可通过光功率计了解光纤的损耗;利用光衰模拟实际光缆受损情况下，光收端的接收灵敏度，学习光纤传输知识。E测试点可将模拟光路环境移至任一有ASI输出的位置。

在校区试验楼可通过哈雷编码器将模拟信号编码生成单节目码流，再将单节目码流输入数码视讯的复用器形成多节目码流，最后将码流输入华为的解码器，输出A/V信号。通过客户端软件对设备进行参数的配设置，了解现实中哈雷编码器、数码视讯复用器、华为解码器的使用。学员可以通过流程图中的测试点（B点）产生标准A/V模拟信号，测试（C点）完成复用后MPTS码流测试分析。测试（D点）的VM700分析仪完成数字视/音频信号的系统测试。同时通过编码器节目名、TS流名、视频PID、音频PID、PCR PID、复用器多码流PID映射等设置，了解编码、复用器使用及理解参数设置作用。通过码流分析仪直观理解PSI/SI表的组成及各表间的关联。同步观察在前端编码、复用参数发生变化时解码器的运行情况。在复用器中将映射输出的PSI/SI表关闭，让学员在解码端采用强制设定PID值进行解码，使学员进一步理解PSI/SI表在数字电视平台所产生的作用。

将复用后TS信号输入QAM调制器进行数字调制产生RF信号，将信号通过射频混频器与本地有线传输大网信号进行混频。QAM调制器产出射频信号电平值（通过手持式场强仪可测-测试点D）应比原有CATV信号电平低10Db。如果电平值过高可通过衰减器调节电平。通过对QAM调制器的设置，了解滤空包、PCR校正、NIT映射、PID修改、重映射、RS纠错编码、符号率范围、数字调制方式QAM等，结合《通信技术》理解学习星座图，掌握数字调制原理。

混频后的RF信号在本楼输出频率、输出电平的使用。特别是通过数字调制方式，层内通过75-5同轴电缆--分配器--双向放大器--无源分配器层层传送到各个接收终端。终端用户通过STB机顶盒进行解调。其间可在RF信号传输的各个环节，使用场强仪进行各个输入、输出点的RF电平测试，让学员计算链路电平损耗，总结电平损耗在各环节产生的原因。

可在结点通过机顶盒STB解出模拟信号，通过模拟捷变频调制器进行调制产生射频（RF）信号，模拟有线台在现网中的传送方式，掌握调制（模拟）原理。对比上述C点、D点直观区别数字调制与模拟调制。

通过实训平台中视频服务器节目播出的学习。使学生掌握视频服务器各中情况下的播出方式;如：紧急情况插播、预置节目内容、节目播出的同时动态实时的表单修改等。通过操作了解各类非线性编辑及视频采集系统，识别各类标准MPEG素材文件格式、播出素材的再次剪、在空白节目时间插入预置的垫片画面、素材源亮度、声道音量等的调节;熟练使用时钟、台标、角标字幕及临时新闻字幕插播等功能。

4.实训目的

1）通过节目在实训平台的播出，达到了解数字电视技术MPEG-2/DVB-C标准的发展与应用;初频了解广播电视视频系统前端的组建、构造原理;

2）通过对传输线路的模拟实训---模拟光传输环境，达到对光纤传输系统的了解，区分各类光纤接头类型，认识发光功率与收光功率的关系及线路损耗况;

3）通过自办节目的实时、录播节目实训平台仿真播出，达到对CATV系统的结构与设计的掌握;

4）通过对实训平台的断点测试，完成广播电视网络技术专业中传输、视频测试设备的使用。将测试结果进行对照、分析广播电视网络各类技术指标，完成对数字电视标准清晰度、高清晰度和网络传输领域中各个环节输出码流的检测和特性分析;

5）通过实训平台学习、掌握广播电视传输中各类线缆接头的电气特性、接口特点;

6）掌握硬盘播出服务器节目录制、编排、上传、播出等应用流程;

7）通过视频服务器节目播出实训，达到初步掌握计算机网络系统与视频编码、转换技术。

5.结束语

结合目前福建省信息职业技术学院广播电视网络专业的课程特点，设计如上实训平台。通过平台搭建完成声像信息的传输、数字电视信号的压缩编解码功能、CATV电视信号数/模调制各项功能的模拟、测试。这是一期实训平台的建设成果，随着广播电视行业新技术的不断应用和深入，我们将结合目前在广播电视网络行业中的增值应用，推进二期的交互式互动实训平台的建设。使校办实训平台适应新环境的变化，跟上广播电视网络新技术应用的步代，为广播电视网络行业输送实用型人才。

参考文献

[1]郑雯，翟希山，王志广，赵岩，金正编著.数字电视传输网络工程设计与维护[M].人民邮电出版社，2006，5.

变频器实训总结篇6

关键词： 变压器 局部放电 BP算法 遗传算法 模式识别

1.引言

随着电力系统的发展和电压等级、容量的不断提高，局部放电已经成为电力变压器绝缘劣化的重要原因，因而局部放电的检测也就成为变压器绝缘状况监测的重要手段［1］。变压器绝缘体系中的放电类型很多，不同的放电类型对绝缘的破坏作用有很大差异，因此有必要对各种放电类型加以区分，从而能够更好地进行变压器故障定位和故障处理。

人工神经网络自20世纪90年代开始就用于放电类型的模式识别，由于神经网络的结构类似于人类大脑的神经元，具有自学习的能力。因此在很多应用中取得了比较好的效果，但是它也存在局限性。由于利用梯度下降法全局寻优，因此网络收敛的速度很慢，而且常常会陷入局部极小点。

本文尝试用基于遗传算法的BP网络实现放电类型的模式识别，用遗传算法来实现全局优化以克服BP神经网络的局限性［2］，提高模式识别的准确度。最后，用所提出的基于遗传算法BP与一般BP进行比对。实验结果显示前者明显提高了模式识别的准确性及快速性，这对于进一步进行变压器故障定位和故障处理有重要意义。

2.试验原理及方法

首先我们引入纯BP神经网络。BP网络是一种单向传播的多层前向网络，通常具有三层或三层以上的神经网络，包括输入层、中间层（隐层）和输出层。以三层BP神经网络为例，设W为第j个输入到第i个隐层节点的连接权值，θ为隐层节点的阈值，W为第k个输出节点到第i个隐节点的连接权值，q为输出节点的阈值，O为输出层的输出。三层BP网络的结构如图1所示。

根据Kolmogorov定理，本文中选用的BP网络采用N×2N+1×M的三层网络结构。其中，N表示输入特征向量的分量数，M表示输出状态类别总数。中间层神经元的作用函数为Tansig，输出层神经元的作用函数为logsig。

然后用遗传算法［3］调节BP神经网络的权值和阈值，并用优化后的BP网络进行试验，其步骤如下：

①初始化种群P，包括种群规模、交叉概率Pc及变异概率Pm，随机化W、θ、W、q，采用实数编码。

②计算每一条染色体的评价函数，按蒙特卡罗法来选择个体

p=f/f

其中，f为第i条染色体的适应度，用误差平方和来衡量，即

f=1/E（i）

E（i）=∑∑（O-T）

p为学习样本数，k为输出层节点数。

③以概率Pc对个体进行交叉操作，没有选中的直接复制，产生新的种群。采用算数交叉，即：

x（i）=αx（i）+（1-α）x（i+1）

x（i+1）=αx（i+1）+（1-α）x（i）

其中，x为选中的染色体。

④以概率Pm对个体x（i）进行变异操作，产生新的个体x'（i）。

⑤将新个体插入种群P中，重新计算种群中个体的适应值。

⑥如果搜索到满足要求的个体（达到误差要求ε），转第⑧步，否则转第三步。

⑦找到最优的个体后，将最优染色体解码即得到网络的连接权系数和阈值。

⑧利用遗传算法优化好的网络权值，用BP算法训练网络直到精度ε。

最后将BP网络所得结果和基于GA的BP网络所得结果对比分析。

3.实验及结果分析

变压器油纸绝缘结构中的四种主要放电类型，分别是悬浮放电、沿面放电、内部放电和油中针板放电。首先采用变压器超高频测量系统在不同的电压等级、不同的电极尺寸、不同的中心频率对这四种放电类型的数据进行了采集。

将采集到的数据送入计算机进行处理，生成局部放电的二维谱图并从中提取包括偏斜度Sk、突出度Ku、放电不对称度Q、相位不对称度Φ、互相关因子cc和相位中值μ等统计算子，以此作为放电的特征量来区分不同类型的放电［4］。由于变压器局部放电超高频检测系统所提取的特征量的数量比较多，太多的特征量会增加样本学习过程中的计算量，提高模型的复杂程度，结合经验，最终选择了平均放电谱图的{Q、cc、Sk+、Sk-、Ku+、Ku-}作为输入向量，来进行局部放电的模式识别［5］。

随机抽取四种放电类型的样本数据一共200组，每种模式50组，来训练神经网络。为了验证方法的有效性，又提取了每种模式30组数据对训练好的网络进行测试。

用这些训练数据对一般BP进行训练，一般21步后达到目标值0.001，训练性能为0.00029，运行时间为3.216000s。对于基于遗传算法的BP网络，选取初始种群为P=30，GA训练目标ε=0.4，遗传算法在经过大约200代的计算时，达到权值和阈值的最优，且BP算法经过8步的运算，即达到目标值0.001，训练性能为0.00016，运行时间0.605000s。可见基于GA的BP网络在运算速度上要优于一般BP算法。

用BP神经网络和GA-BP算法的模式识别结果比较如表1。由统计结果可以看出一般BP算法也可以对放电的类型进行分类，但是由于BP算法随机选取初始权值的范围较小，这样就易陷入局部最小而使训练失败，成功率比较低。而用基于GA的BP算法时，对放电类型的模式识别率明显高于纯BP算法。从实验所得结果及统计分析可知基于GA的BP网络运算速度及准确率都要优于纯BP算法。

综上所述，BP算法进行分类时，由于算法本身局限性，初始权值和阈值随机选取且选取的空间小，导致容易陷入局部极小而使训练失败。基于遗传算法的BP网络先用GA算法在全局空间上搜索权值和阈值的最优点，然后用BP算法在最优点附近寻优，达到最优值。这样就有效地克服了一般BP算法容易陷入局部最优的缺点。另外，基于遗传算法的BP网络的训练速度也明显优于一般BP算法的训练速度。

4.结语

本文所提出的基于遗传算法的BP网络可以对变压器超高频局部放电模式识别，并克服了一般BP算法的不足。实验结果表明BP算法易陷入局部极小的缺点，而用遗传算法先对权值进行整个解空间的优化，缩小优化空间，然后由BP网络进行搜索，可以克服BP算法全局搜索能力不足，易陷入局部极小的问题，同时也提高了BP算法的速度。

参考文献：

［1］王国利.油浸式电力变压器局部放电特高频检测技术研究.西安：西安交通大学，2003.

［2］郑力新.遗传算法在控制系统工程应用的研究.天津大学，2002.

［3］雷英杰等.MATLAB遗传算法工具箱及应用.西安电子科技大学出版社.

［4］王国利，郑毅，沈嵩等.AGA-BP神经网络用于变压器超高频局部放电模式识别.电工电能新技术，2003，22（2）：629.

变频器实训总结篇7

【关键词】合成器；电路仿真；故障排除

1.引言

DX-600发射机主要有发射机控制单元（TCU）、合成器控制单元（CCU）和三个200KW功放单元（PB200）组成，其中，合成器的主要作用是将三个PB200功放单元输出地射频功率合成，并通过阻抗变换网络使输出阻抗达到匹配要求，将信号送到天线进行播出。

在合成器中的元器件都是工作在高频率、大电压、强电流条件下，具有测量难、调整难和故障排除难的特点，通常的检修和故障排除方法已无法满足实际维护的需要，因而采用仿真技术来模拟和排除合成器各种故障成为一个急待解决的问题。

2.合成器仿真系统基本结构与工作特性分析

2.1 合成器仿真系统基本结构

本文采用的是Protel99se仿真软件进行电路仿真与各类故障分析，根据发射机合成器的实际结构构建了如图1的仿真系统：

2.2 仿真系统特性分析

（1）频响特性分析

在我台中，DX-600发射机的工作频率为783Khz，如图2所示为仿真系统的频响特性，可以看出合成器仿真系统的频响特性符合发射机工作频率783Khz，满足仿真要求。

（2）阻抗匹配特性分析

A.各PB 90°相移网络的输入和输出阻抗特性分析

如图3所示，合成器仿真系统的中各PB 90°相移网络的输入阻抗为42欧姆，输出为168欧姆，与实际合成器的阻抗匹配特性一致。

B.主合成π网络输入和输出阻抗特性分析

如图4所示，合成器仿真系统的主合成π网络输入阻抗为56欧姆，输出阻抗为50欧姆，与发射机合成器实际的阻抗匹配要求一致。

通过上面的分析可以看出本文所构建的合成器仿真系统的频响特性和阻抗匹配特性都满足合成器系统的实际要求，确实可以仿真工作在783Khz条件下的DX-600发射机合成器的工作状态。

3.仿真技术在合成器系统中的应用

3.1 在天线系统中故障仿真的应用

发射机天线系统元器件工作在高频率、高电压、大电流条件下，实际工作中很难测量和调整，而且也无法模拟此类故障，因此在天线系统的故障处理方面很多是依靠传统的理论分析和经验积累，缺少必要的科学直观有效的分析和排除方法。

针对发射天线系统内部元器件老化，导致的天线系统容抗变化的实际情况，通过仿真系统进行故障模拟仿真，进而找到故障现象，为此类故障的排除提供科学的依据。

首先是在仿真系统中改变输出网络中匹配电容CA的值，模拟故障点，通过仿真系统模拟产生仿真故障现象如图5所示：

从上面图5与图6可以看出，此类故障的故障现象很明显，主要是发生故障的天线输出将产生严重的幅度失真，各PB的反射系数都会增大，使得各PB输出波形幅度变小。

3.2 在合成器故障排除中的应用

如图7所示，合成器内元器件参数变化造成了PB单元都有了不同程度的故障指示

分析故障现象可以总结为：发射机整体输出变小，反射系数变大，天线驻波比变大，其中PB1输出和反射系数变化最明显。由此可以看出故障点应位于PB1中，下面通过对PB1相关元器件的仿真来找出故障点。

（1）PB1调载电容C11发生故障，故障现象如图8：

（2）PB1调谐电容C10发生故障，故障现象如图9

（3）故障点分析与判断

1）仿真故障点一：C11的故障现象是三部发射机的输出都变小，反射系数都变大。

2）仿真故障点二：C10的故障现象是只有PB1的输出和反射系数变化最明显。

3）通过对比发现仿真故障点二的现象与实际故障现象一致，基本可以判断故障点就是PB1的调谐电容C10。

4.结束语

通过采用电路仿真软件Prote

l99SE对DX-600发射机合成器系统进行电路仿真，建立电路仿真模型，极大地提高了合成器系统故障排除速度。同时也可以将仿真用于该设备的仿真训练中，实现训练手段的创新，提高训练的效率和效果。因此DX-600合成器仿真系统极大的提高了我们维护发射机的工作能力，确实解决了很多实际问题，促进了业务水平的提升。

参考文献

[1]魏瑞发.数字化调幅发射机[M].无线局,1999.

[2]清源科技.Protel99se电路原理图案设计与仿真技术[M].机器工业出版社,2007.

[3]王正谋.Protel99se电路设计与仿真技术[M].福建科学技术出版社,2005.

[4]贺从林.Protel 99 SE在某装备随动系统电路仿真中的应用[J].军事通信,2009(3).

[5]康华光.电子技术基础模拟部分[M].高等教育出版社,1999.

作者简介：

刘金星（1983—），男，硕士研究生，主要研究方向：电子技术应用。

变频器实训总结篇8

关键词：高频电路;教学改革;实验;兴趣

1引言

高频电路是电子信息、通信类专业的一门实践性极强的必修课。该课程讲述了通信系统中的高频单元电路的基本知识，以非线性分析方法为主，分析电路中输入与输出信号对应的关系，内容丰富，应用广泛，为后续专业课程奠定理论和实践基础，在专业体系中处于承上启下的作用。实践教学是高等教育中的重要环节之一，而实验教学是实践教学的主要内容，是高校培养学生不可或缺的组成部分。电子信息与通信类都是实践性很强的专业，高频电路实验作为电子信息与通信类专业的重要专业实验课，在此类专业中的地位尤其显得举足轻重。设计创新能力必须同时有理论知识和实践能力作为基础。高频理论课程知识仅为学好该课程提供必要的基础，而实际线路的组成、测量方法和仪器设备的使用等技能，还必须在实践中学习和提高。学习高频实验课程不仅可以提高学生对本课程中有关理论知识的理解，还可以加深对“模拟电子技术”、“电路原理”等先修理论课的理解，使学生的理论与实践结合得更加紧密，用理论知识去分析并解决实际的工程问题，提升实际操作能力和动手能力，充分发挥学生的创新精神，增强学生的综合素质，为将来走上社会做好充分的准备。目前，高频电路实验存在实验结果不稳定、学生兴趣不高、主观能动性较差、以验证性实验为主、学生理论不扎实等问题，给高频实验教学带来很大困难。可见，对高频电路实验课程进行改革是刻不容缓的。为了充分发挥高频实践教学环节的作用，真正提高学生做实验的积极性，针对高频实验教学中出现的问题，可以从以下几个方面进行改革。

2高频实验教学中的改革方法尝试

2.1在实验教学中引入仿真。高频电路对仪器设备精度要求高，实验电路容易受到外界环境的干扰和电路板布线的影响，分布电容、寄生电感、集肤效应的存在均会导致实验结果不准确，以至于部分高频实验调试较难，效果不理想，导致学生信心不足，对高频实验产生畏难情绪，影响了学生做实验的兴趣。针对高频实验现象不稳定的状况，教师可以将仿真技术引入到教学中，采用EDA（电子设计自动化）软件对高频电路进行仿真分析。目前常用的EDA软件包括Protel、Orcad、Pspice、Matlab、Mutisim[1]。这些软件通过实验平台的搭建和仿真，将实验结果生动地以数值、图像、波形等多种方式展示。教师可以根据具体的问题采用适当的仿真软件作为辅助实验教学的工具，在教学中形象直观地演示实验内容，完善实验方法。比如，LC振荡电路实验，如果单用实验电路来验证振荡器的起振原理，由于起振过程很短暂，通过实验仪器很难观察此过程。若引入仿真，学生可以清晰地体会到LC振荡器的起振过程，从而留下深刻印象。学生回忆起起振理论，随着输入电压的增加，放大器从甲类工作状态向甲乙类、乙类或丙类过渡直到进入平衡状态。通过实验电路的仿真演示使抽象的高频概念变得形象化，帮助学生深入理解理论知识。学生可以将仿真实验和传统实验结合起来，在实验前完成仿真，在实验时候进行验证，与仿真结果形成对比，提高做实验的效率，增强实验效果。把仿真引入实验环节的另一个优点是可以利用多种多样的虚拟仪器来弥补实验室硬件条件的不足，某些在实验室里不具备硬件条件的高频实验可以通过仿真形式进行设计实现和分析验证，增加学生做实验的兴趣，提高分析问题和解决问题的能力，开拓创新思维。2.2增加高频实验的趣味性。由于每次做的实验都是无线电收发系统中的一个单元模块电路，如高频小信号谐振放大器、三点式正弦波振荡器等，学生会因为看不到整个发射机或接收机而觉得实验课缺乏吸引力。教师在实验教学中可以按照先整体后局部的顺序去调动学生的兴趣，提高教学效果[2]。为了建立无线电通信系统的整机概念，笔者在教学中进行的第一个实验为“半双工调频无线对讲机”。由两个实验箱分别充当发射机和接收机的功能，通过插入话筒，实现两台实验箱人声对讲。让学生体会到各个单元电路连接在一起后形成的通信系统的功效，对信号发射和接收的过程产生直观感受。通过实验演示激发学生的兴趣，然后再告诉学生无线电发射机和接收机就是高频电路这门课程的研究对象，比如调频发射机由音源、音频放大、调频、上变频、高频功放等部分组成，调频接收机则由高放、下变频、中频放大、鉴频、音频功放、耳机等构成，以及后续实验课涉及到的项目都是构成无线电发射机和接收机的各个模块电路。这种由整体到局部的思想让学生明白学习高频电路的用途，了解整机的组成原理，建立系统的概念。此外，还可以通过更新实验内容的方式来提高学生的兴趣，除了经典的高频小信号调谐放大器、高频功率放大器、正弦波振荡器等实验外，加入一些与新技术相关的实验，如正交鉴频及锁相鉴频实验，以适应现代电子技术发展。2.3提高学生的主观能动性。高频实验内容都是教学大纲提前设计好的。按照传统的实验教学方法，先由教师给学生讲解实验原理和步骤，并当场对实验过程做出演示，然后再由学生进行实验操作。很多学生自主意识不强，只会模仿老师，按照实验指导书的步骤去连接电路和调试仪器[3]。遇到问题通常不是学着自己去寻找产生问题的原因，而总是习惯请老师来帮忙，难以靠自己排除故障。这种被动的实验方法让学生收获甚微，不能有效地培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。针对学生在做实验过程中发现的问题，教师可以采用启发式教学方式，启发学生独立思考并积极引导，但不代替学生进行操作。由于学生能力差异比较大，这些问题首先让全班同学讨论，学生可在课堂上积极提出自己的看法。对于一些有代表性或有争议性的问题，由教师予以解答。实验出现的问题解决后，再由学生独立完成实验。例如在做包络检波器实验时，学生不理解示波器出现的梯形波形，这时可以让大家一起讨论产生这种现象的原因，并在实验报告中阐述，教师在下一次实验课时做出解答，让学生深刻理解负峰切割失真。另外，学生对实验仪器的使用有不明白的地方或者调试中出现故障，先让他们自己看实验指导书或者请教其他同学，力争能够通过自身的努力排除故障，这样学生对实验原理和仪器设备的使用有了进一步认识。启发式教学可以使学生运用已有的知识和技能自觉独立地去探索新知识并掌握新技术，充分发挥主观能动性和创新精神，逐步培养自主分析问题和解决问题的能力。2.4加大综合设计性实验的比例。目前，大部分高频实验都是以实验箱为基础的验证性实验，教学大纲已经提前定好实验内容，教学方法单一。学生只需要按照实验指导书里面的给出的实验方法和步骤操作，侧重训练调试能力。学生并不熟悉实验箱内部电路，忘记了元器件的选择方法，这种被动的实验方式通常让学生不感兴趣，不能提高主动性和创造性。因此，合理调整实验内容，加大综合性设计性实验所占的比例。可以由实验教师给出设计题目、技术指标和要求，学生利用实验室现有的硬件设备完成设计任务。根据所学的高频理论知识，自行查阅资料，构思并设计实验方案，推导相关参数，待电路设计完成后进行实验数据的测试，观察并分析实验现象。还可以让学生综合运用高频基本理论和设计方案构建无线电通信系统的发射机和接收机，把各个章节的内容联系起来并整合在一起，完成由局部再到整体的回归。通过开设综合设计性实验，不仅可以巩固所学高频和前修课程的理论知识，还可以学到高频电路设计的基本知识，进而能初步调试与设计基本高频电路，培养学生独立思考的精神，锻炼自学能力、动手能力和创新能力。另外，可以在实验课程结束之后增加收音机或无线对讲机的电子工艺实训，比如我校电子信息和通信类的专业开设了一周的组装收音机的电工实训。通过电工实训，练习使用烙铁，按照图纸焊接电路板，组装收音机，焊接完成后进行调试。这类实训为加深学生对高频实验课程的理解提供了条件。此外，还可以组织学生参加与高频电路相关的实习、电子设计竞赛和大学生创新训练计划等活动，增加学生的学习兴趣，提高学以致用的能力。2.5加强理论与实践的联系。高频理论课的内容比较抽象，数学公式多且推导过程繁琐，电路复杂，不易理解，很多学生都对该课程有较深的畏难情绪，造成相关理论知识掌握不好。高频实验课以验证性为主，由于缺乏理论基础作指导，在做实验时只能按照实验指导书的步骤按部就班地连线测数据，不能深入体会实验的本质。如果示波器上出现与常规不同的波形或测得不符合要求的数据，学生不知道从哪里入手去分析问题，到底是实验箱元器件的问题还是自己操作不规范造成的。即使能勉强测试出数据或调试出波形，实验数据的分析处理常常不恰当，实验结果的总结不够好，思考题的回答也不正确。这种理论课和实验课的相脱节的状况造成学生的学习兴趣不高，影响教学效果。理论来自于实践，同时又指导实践。理论教学与实践教学既不能分离，也不能简单拼合，这两者是相互独立、又相互依存、相互促进的教学体系[4]。因此，教师要恰当处理理论教学与实践教学的关系。一方面，理论课教师和实验课教师应相互沟通，加强理论和实践的联系，改革理论课教学内容和方法，夯实理论知识教学，努力提升教学质量。另一方面，由于我校实验课是在理论课全部结束后才开始，造成大部分同学在做实验时已经遗忘了相应的理论知识。因此，适当调整实验顺序，和理论课保持一致。教师在每一次实验课开始前讲解相应的理论知识，在最后一次理论课和每一节实验课快结束时简要介绍下一个要进行的实验的原理和内容，并利用仿真软件给学生演示。同时要求学生预习下一次实验，并在实验课时上交预习报告，使学生大致了解即将做的实验项目，克服他们的紧张和畏难情绪，增加动手操作的信心，学会用理论来分析实验现象，也通过实验加深对理论的理解。

变频器实训总结篇9

关键词：振动训练；不同频率；膝关节；本体感觉；关节位置觉；低频振动；高频振动；力量训练；运动损伤

中图分类号：G804.2　文献标志码：A　文章编号：1007-3612（2012）11-0040-06

Experimental　Research　on　Impact　of　Knee　Topesthesia　by　Vibration　Training　with　Different　Frequencies

HUANG　Peng，　WANG　Anli

（Beijing　Sport　University，　Beijing　100084，　China）

Abstract：Objective：　Through　the　method　of　different　frequencies　of　vibration　training　of　lower　limb，　the　researches　conducted　8-week　group　training　of　basketball　players　focused　on　lower　limb　to　observe　the　function　and　effect　of　comparative　vibration　training　method　on　the　athletes　proprioceptive　sensory　indexes.　Methods：　Select　27　adult　athletes　in　the　same　sports　events，　with　similar　height，　weight，　age，　training　level.　All　of　them　were　divided　into　three　groups：　the　control　group，　the　quasihigh　frequency　in　（45　Hz）　vibration　training　group，　and　the　low　and　medium　frequency　in　（30　Hz）　vibration　training　group.　The　researchers　measured　different　frequency　vibration　training　before　and　after　the　knee　（right　side）　numerical　value.　Then　they　compared　the　angle　position　and　the　difference　in　value　between　target　positions.　Results：　Comparing　the　proprioception　intensive　training　plan　in　the　training　group　and　normal　control　group，　and　knee　position　have　significant　differences.　There　is　significant　difference　between　quasihigh　frequency　vibration　after　eight　weeks　and　middle　frequency　in　proprioception，　especially　in　the　angle　of　45°.　Conclusions：　1）　Two　types　of　training　with　different　frequencies　enhance　the　proprioception　（sense　of　joint　position）　of　the　subjects.　2）　Quasihigh　frequency　（45　Hz）　had　more　significant　effect　in　enhancing　the　proprioception　of　knee　than　the　low　and　medium　and　low　frequency　vibration　training　in　（30　Hz）　especially　in　the　angle　of　45　°.

Key　words：　vibration　training；different　frequencies；　knee　joint；proprioception；sense　of　joint　position；　lowfrequency　vibration；　highfrequency　vibration；　strength　training；　sports　injury

随着现代竞技运动水平向着“更快，更高，更强”的方向逐步发展，运动损伤发生的机率也成上升趋势，从而严重影响到运动员的运动能力，阻碍运动成绩的提高。关于我国50个运动项目中6　810名运动员运动损伤调查表明，膝部损伤位居第二，患病率19.25%。预防膝关节运动性损伤越来越受到人们的重视。而本体感觉是膝关节在运动中产生速度、加速度时神经肌肉控制的重要因素，关注本体感觉有助于增强膝关节的稳定性和对神经肌肉的有效控制，也是损伤预防及康复过程中的重要内容。

国外已经越来越多地将本体感觉训练手段应用到运动员损伤预防和康复中，并证实了其有效性。目前国内关于本体感觉的研究较多见于临床，对于相关预防运动损伤的训练研究鲜见报道。可见，研究如何加强运动员的本体感觉，增强运动员的神经肌肉反馈控制和关节的稳定性，对预防运动损伤有着极其重要的意义。

全身振动训练法作为一种新兴的肌肉力量训练方法，以提高中枢神经系统之间的协调性发展，使屈伸肌的最大力量、爆发力和协调性、柔韧性等得到同时协调地发展，在国外众多领域得到广泛开展，例如：在竞技体育、整形外科、康复治疗等领域。目前国内也开始了初步的运用与研究。

本实验通过对以下肢为主的专项运动员进行分组训练，分别使用不同频率的振动训练方法，测定训练前后运动员本体感觉各项指标的变化，观察比较振动训练作为新的训练手段对本体感觉的作用效果，探讨其从本体感觉训练的影响方面对运动损伤及康复的贡献，为丰富运动员训练方法，提高运动员的本体感觉功能，增强运动员机体自动预防运动损伤的能力，并为探索运动损伤预防的创新提出理论支持和建议。

1　研究对象与方法

1.1　研究对象　受试对象选取北京体育大学篮球专项运动员，共27名，受试者身高体重年龄相近、训练水平及年限接近，均为成年男运动员，身体健康，无下肢重大伤病史，训练期间保持正常饮食和生活习惯。

1.2　研究方法

1.2.1　文献资料法　利用北京体育大学图书馆电子资源数据库和国际电子资源数据库，如：CNKI、Pubmed　等网络电子期刊和Internet　网络工具，以Vibration　Training、whole　body　vibration（WBT）、proprioception、全身振动训练、本体感觉等为检索词，检索了100　余篇相关文献，以及参阅了Biodex、Power　Plate　等仪器的使用操作手册，收集与本研究相关方向的文章和资料，了解国内外的研究现状，为本研究的深入讨论提供了可靠的理论依据，奠定了理论基础。归纳总结可以发现目前国内关于本体感觉的研究较多见于临床，而对于振动训练相关于预防运动损伤的训练研究鲜见报道。

1.2.2　实验法　建立相同专项、相近年龄受试者采用不同频率振动训练的实验模型，即分组为对照组、次高频（45　Hz）振动训练组（以下简称高频组）、中低频（30　Hz）振动训练组（以下简称低频组），分别应用30　Hz和45　Hz的频率进行振动训练，测定振动训练前后膝关节（右侧）本体感觉测试角度位置与目标位置之间的差值，取差值的绝对值为主要评价数据，并进行组间和组内比较。

1.2.2.1　实验分组　受试者均为篮球专项运动员，按随机分配的方法分为3组，每组9名。各组受试者的一般情况可见表1。

1.2.2.2　振动训练方法　振动训练方法：本研究采用Power　Plate振动训练仪（型号：pro5　AIRdatpive，荷兰），该设备的频率范围为25～50　Hz（这被认为是安全有效的频率区间）。训练组受试者在振动训练仪上作单腿（右侧）下蹲等针对膝关节设计的训练动作，进行本体感觉训练，并且受试者分为中低频（30　Hz）和次高频（45　Hz）两组，振幅设定为7　mm，共进行8周的振动训练，每周3次，每次6组，每组40　s。对照组则保持正常学习生活，无振动训练，只进行指标测定作为对照。

1.2.2.3　本体感觉测试操作方法

1）测试仪器。应用美国产Biodex　System　Ⅲ型多关节等速系统（Biodex　Medical　Inc.）进行膝关节（右侧）本体感觉测试。所有测试数据用Biodex　Advantage　3.3版软件进行分析。

2）测试方法。所有受试者均用关节复位方法测试其本体感觉。受试者坐在Biodex等速系统座椅上，保持膝和髋关节90°屈曲。用肩部固定带、腰带、膝带和踝带固定受试者的双侧肩部、腰部、大腿部和踝部，仅保留膝关节的屈伸活动，尽可能减少无关部位的运动。阻力垫固定在小腿踝关节略上方。等速系统旋转轴与膝关节旋转轴对齐。设定等速系统的软件程序，使受试者在无阻力的情况下屈伸膝关节。在小腿运动过程中，用等速系统内的电测角计同步测定膝关节位置。　每次测试从膝关节屈曲90°位置开始。本体感觉目标位置分别设定为膝关节屈曲15°、45°和75°，角速度为300°/s。测试者启动测试程序，阻力臂附件被动伸展膝关节到第1个目标位置。等速系统自动保持此肢置10　s，测试者提醒受试者“记住”此特定的膝关节位置，然后使膝关节返回屈曲90°的起始位置，休息10　s后开始下一次测试。正式测试前受试者睁眼练习3次复位任务，然后闭跟进行测试。受试者在3个目标位置上各完成3次测试，共9次。

取振动训练前后测试所得膝关节（右侧）角度位置与目标位置之间的差值绝对值，作为评定本体感觉（关节位置觉）差异的指标。

1.2.3　统计分析法　实验测试的所有数据均通过SPSS　for　Windows　13.0统计分析软件进行处理，测试结果均以平均数±标准差（Mean±SD）表示，采用单因素方差分析方法进行组间差异显著性检验，配对T检验分析方法进行组内差异显著性检验，显著性水平为P

2　研究结果

实验中使用北京体育大学运动康复系康复大厅所配备的Biodex本体感觉测试系统。本体感觉的变化以关节位置觉为主要测试指标进行。分别取15°、45°、75°为测试位置，观察振动训练前后关节位置觉的变化情况。测试结果为受试者闭目情况下，依靠本体感觉回到测试位置的真实度数，实验所观察的数据为每次受试者真实度数和测试位置度数的差值绝对值，才能够体现本体感觉的精确度。如以测试位置15°为例，受试者若三次测试中真实位置回到12°、16°、20°等，则其平均值为16°，观察的数值为其与15°差值的绝对值，即为1.00°。以此类推，以其差值的绝对值进行观察比较，能够得出受试者关节位置觉对膝关节位置的作用效果。

研究取得的测试数据分别进行低频组、高频组和空白对照组的训练前后对比，在此基础上再进行各组之间的对比分析。

2.1　低频振动训练对膝关节位置觉的影响结果　低频振动训练组各次训练前后膝关节位置觉的测试数据对比显示，A组实验组在采用中低频（30　Hz）频率振动训练前后右膝关节位置觉在15°、45°和75°三个标准角度均呈现出显著性差异（P＜0.05），且在45°角度差异更明显（表2，图1，图2）。

2.2　高频振动训练对膝关节位置觉的影响结果　高频振动训练组的测试数据显示，高频组在采用次高频（45　Hz）频率振动训练前后右膝关节位置觉在15°、45°和75°三个标准角度均呈现出显著性差异（P＜0.05），且在45°角度差异更明显（表3，图3，图4）。

2.3　空白对照组关节位置觉的变化　根据的数据显示，空白对照C组在训练前后右膝关节位置觉在15°、45°和75°分别处于基本相同水平，无显著性变化（P＞0.05）（表4，图5）。

2.4　实验各组测试数据结果之间的比较　将前述实验各组的测试数据进行组间横向比较，应用单因素方差分析分别对低频振动组、高频振动组和空白对照组中各时间段内，右膝关节位置觉15°、45°和75°三个标准角度的数据分别进行组间两两比较，结果显示（图6～8）训练前各组受试者的右膝关节本体感觉水平基本相同；但经过8周的中低频（30　Hz）和次高频（45　Hz）振动训练后，低频组与对照组，高频组与对照组之间比较呈现出显著性差异（P＜0.05），说明采用中低频（30　Hz）和次高频（45　Hz）振动训练均可有效提高膝关节本体感觉（位置觉）。而低频组与高频组之间进行比较分析，发现标准角度为45°的数据两组间有显著性差异（P＜0.05），而15°和75°两个标准角度的数据差异不明显（P>0.05）。

根据图6、图7和图8的数据显示，两个振动训练组右膝关节位置觉15°、45°、和75°三个标准角度的测试数据逐渐减少，提示关节位置觉的差值有缩小的趋势，即动作精确度越来越高，这可能和本体感觉增强后关节活动的精细程度明显增加有关，在训练前和第三、四次训练后出现显著性差异（P＜0.05）。而低频组与高频组相对比，

提示次高频（45　Hz）振动训练组比中低频（30　Hz）振动训练组在本体感觉（位置觉）提高方面更加有效，且在45°标准角度差异更加明显（P＜0.05），其他两个角度虽有下降趋势，但无显著性差异（P>0.05）仅供参考。

3　分析与讨论

3.1　膝关节本体感觉测定　本体感觉是一种特殊感觉形式，又称为深感觉。膝关节的本体感觉形式主要包括位置觉和运动觉、加速度觉，以及神经反射和肌张力调节的能力三方面［1］。本体感受器广泛分布于一些关节内结构中，如关节软骨、关节囊、韧带、肌腱等，是由关节内的力学感受器及神经纤维组成的［2］。Freeman和Wyke的研究将本体感受器分为两大类：一类是快适应力学感受器如：帕西尼小体；一类是慢适应力学感受器，如高尔基腱、肌梭、神经末梢、鲁菲尼末梢等。这两类感受器中，快适应力学感受器对位置的改变非常敏感，传递关节运动感觉非常灵敏。慢适应力学感受器在特殊的关节角度可受到最大限度的刺激，主要传递关节位置感觉和位置的改变。还有一类肌梭感受器是感知梭外肌纤维肌张力的一组特殊慢适应力学感受器。在日常生活和运动中，含有本体感受器的组织损伤后，可导致本体感觉传入明显减少［3］。关节的位置觉和运动觉是一种感受肢体空间位置的感觉，在关节周围稳定肌肉群的活动中有所表现。本体感觉的输入信号来源于前庭系统、视觉系统和躯体感觉系统，再经由脊髓、脑干和大脑高级中枢等进行信号处理产生对关节稳定、姿势平衡的调控效果［4］。Freeman等［5-6］建立的本体感觉训练可有效地减少踝关节韧带损伤理论假说，得到了后期许多学者研究的支持。如Glencross将24位受试者依踝关节扭伤的严重性分为轻微扭伤、中度扭伤及严重扭伤3组，分别测其本体感觉能力，并与未受伤的踝关节做比较，结果显示，扭伤程度愈严重，其本体感觉能力愈差［7］。因此，学者们较多地关注于在运动损伤发生后的康复治疗中，如何通过加强本体感觉能力来加快运动员的恢复。而对预防运动损伤的前馈性研究较少见。

综合这些国内外研究表明，本体感觉在关节活动过程中提供关节的位置和运动信息，并在肌张力调节、肌肉控制等方面发挥重要作用。本体感觉反馈机制在维持关节功能性稳定中也起重要作用。而四肢关节在损伤或疲劳时，本体感觉反馈减退，神经肌肉的控制减弱，导致关节周围肌肉力量的不平衡和功能性关节不稳，会进一步导致关节的微损伤和再损伤。因此，如果通过各种干预手段加强运动员的本体感觉，使得运动员的神经肌肉反馈控制和关节的稳定性得到增强，则对预防运动损伤有着极其重要的意义。同样，在实施伤后的康复治疗程序早期，也要重视本体感觉的及早建立，例如通过康复训练，在损伤早期提高受伤关节的本体感觉，迅速恢复受损的本体感受器，提高本体感觉的传入冲动，加强了关节的稳定性，使运动功能得到最大限度的重建和恢复，对运动员尽快恢复原有训练水平，重返赛场有着重要的意义。

本研究结果显示振动刺激训练增强了膝关节本体感觉，预期能够对运动员膝关节运动损伤起到一定程度的预防作用。其中以15°、45°、75°三个标准角度分别进行测定的结果并不完全一致，标准角度45°时有显著性差异，提示可能为膝关节在屈曲位置股四头肌受到持续适宜的拉伸刺激，肌腱腱梭中司本体感觉的高尔基体等受到刺激产生记忆效应较为明显。另外，股骨髁软骨表层和胫骨髁间嵴之间有持续的接触，产生关节软骨的挤压刺激而加强了关节位置觉。而15°角度处于膝关节的过伸位，股四头肌肌腱松弛减少了牵拉刺激，75°角度则为接近膝关节90°屈曲位置，股四头肌肌纤维的拉伸强度增大，本体感受器有过度刺激而定位不准确的负荷超载效应。因此提示在膝关节接近起始角度和终末角度位置时的本体感觉容易出现偏差，应得到强化训练。但由于本实验周期只有8周，更长的时期随着本体感觉的增强，是否会出现各个角度本体感觉的增强效应，还有待于进一步研究观察。膝关节屈曲45°角度位置对于篮球运动员在场上的技术动作如左右滑步、起跳等很有意义，从关节解剖上来看，屈曲45°角度时膝关节内外侧副韧带处于相对松弛的状态，这样膝关节左右方向的移动就更加灵活，可以做出一些高难度的技术动作。而经过振动训练使屈曲45°角度时本体感觉得到强化，对篮球运动训练有一定的现实意义。

本体感觉误差和功能障碍之间的相关性表明，改善本体感觉可能通过改善肢体的空间位置意识、缓解疼痛和增加肌力使功能得到改善。这些结果将有助于针对膝关节损伤患者本体感觉损害进行干预，但是目前对于振动训练能够促进膝本体感觉的改善，增强运动员机体自我预防运动损伤的能力机制还并不完全明确，因此有必要进一步探讨不同频率振动训练对膝关节本体感觉的影响效果。

3.2　全身振动训练及适宜频率对本体感觉的影响　振动训练是一种将振动刺激和常规力量训练的优点有机结合在一起的新兴的运动训练方法［8］　，其主旨是在于增强运动员的肌肉力量。根据国内外专家的研究证实［9-11］，振动训练的特点是能够以相对较小的附加负荷有效的提高肌肉的最大力量、快速力量及力量耐力，还会对人体的平衡能力、骨骼密度、柔韧能力及血液的激素水平等产生正面影响［12］。本研究主旨为探究振动训练对膝关节本体感觉的作用效果。

本研究中30　Hz的中低频振动刺激和45　Hz的次高频振动刺激相比较，高频振动刺激效果更为明显一些。由于频率较高的振动刺激对肌肉的刺激量也较大，更多地刺激到了梭外肌纤维内的本体感受器，而对神经肌肉接头处的突触传递也产生较大的促进，募集到更多的运动单元参与活动，故此影响表现为高频振动刺激的效果更强。本研究的实验结果特提请其他研究同行参考。

本研究表明采用不同频率振动训练能够促进膝关节位置觉的提高。虽然对膝关节位置觉提高的作用机制尚未阐明，但可以肯定的是膝关节内及周围的本体感受器在训练中得到反复刺激，促进了本体感觉信息在神经通路中的传递［13］。本体感觉训练促进关节稳定性的作用已得到广泛认同［14］。研究证实，本体感觉训练产生的应激有助于脊髓反射的发展，能够更快、更有效地促进关节保持稳定，在从大脑到脑干水平的控制下，本体感觉训练可以增加反应速度和效率，更好地对运动中产生的关节应力做出反应，帮助维持关节的稳定性［15］。在预防运动损伤方面值得进一步探讨。

近年来振动训练已经被自然科学界和运动实践界所重视。同时，振动训练的研究已经从水平方向而向多维方面发展，刘北湘［16］、李玉章［17］等的研究证实了从X、Y、Z三个轴向对运动员进行振动，并可进行随机的组合，使对各方向的振动训练引起的神经肌肉激活模式进行了综合研究。尽管如此，目前国内外在运用振动刺激进行下肢本体感觉训练的经验尚且不足，科学、成熟的训练方案有待商榷，特别是最佳的训练强度、振动频率和振幅等。这些方面需要广大科研工作者进行进一步研究和探讨，在理论和实践中形成一套科学完整的有效振动本体感觉训练体系。

4　结论

本研究证实通过对篮球专项运动员分组进行8周不同频率的振动训练，振动组的受试者膝关节位置觉均比对照组有所提高；而采用次高频（45　Hz）振动训练比中低频（30　Hz）振动训练对膝关节位置觉提高的效果更显著，其中在45°差异更为明显。

振动刺激通过刺激肌肉肌梭内的本体感受器，可以使更多的运动单位激活参与到运动之中，可以有效改善神经肌肉协调性。此外，振动刺激能够达到肌群之间平衡协调发展，克服了传统力量训练不能同时训练主动肌和拮抗肌的缺点，避免屈伸肌群不均衡发展造成肌肉拉伤，可以用在运动员伤后的康复训练上，使受伤的运动员能够早日重返赛场进行正常训练和比赛。。结合本研究对本体感觉的增强效果，希望振动训练能在传统训练方法的基础上起到辅助训练，增强效果，预防运动损伤发生的积极作用。

参考文献：

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［2］　占飞，陈世益.功能性关节不稳与本体感觉重建［J］.中国运动医学杂志，2000，19（1）：65-68.

［3］　余秋华，王于领.本体感觉与慢性腰痛的康复治疗［J］.中国康复医学杂志，2007，22（10）：947-950.

［4］　吕志，刘静.太极拳训练与本体感觉训练对中老年人平衡能力影响［J］.搏击·武术科学，2009，6（10）：　33-35.

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变频器实训总结篇10

[关键词]模拟；电子；组装；调试；网络课程

1前言

冶金职业院校模拟电子技术课程在传统教学形式下，老师在教室里授课，一块黑板一支粉笔，课件无动画、教具陈旧老化，不能直观展现抽象的模拟电子知识中的微观现象，学生难以掌握电子知识与技能。通过教学改革，在教学过程中实施“工学结合、教学做一体化”教学方法，以任务驱动的方式展开教学，在授课过程中运用多媒体课件、电子虚拟软件、电子产品组装与调试训练和网络课程等教学手段，使模拟电子技术课程生动直观，实践性强，激发了学生的学习兴趣和学习动机，学生通过学习使得模拟电子课程知识、技能和职业能力均获得很大提高，100%学生获得职业资格技能证书，学生就业率高，就业质量好。在课程建设中，首先确定模拟电子课程的知识点和技能点，确定教学目标，以任务驱动方式实施教学，在教学过程中按照资讯计划决策实施检查评价教学反馈等七个环节进行，激发学生的学习动机，促使学生积极参与，培养学生综合职业能力。由于科学的制定教学目标，使教学目标充分发挥其导向、激励和评价的功能，培养出懂知识、会操作、职业素质高的技能型人才。

2确定课程的知识点和技能点

2.1知识点

电子元件识别与检测、电子元件作用原理、单管放大、带有负反馈放大电路、两级放大、射极输出器、功率放大器、振荡电路、直流稳压电源等。

2.2技能点

电子元件识别与检测方法、单管放大安装与调2017年第5期试、带有负反馈放大电路安装与调试、两级放大电路安装与调试、射极输出器安装与调试、功率放大器安装与调试、振荡电路安装与调试、直流稳压电源安装与调试。根据课程的知识点与技能点的要求，选择典型的电子产品———调幅收音机，其电子电路涵盖于知识点与技能点的要求。课程任务确定为：电子电路的组装与调试，通过电子产品的组装与调试使学生掌握模拟电子课程中的知识与技能。

3确定学习目标

（1）通过对超外差式调幅收音机的安装，掌握电子元件识别与检测、电子元件作用原理、单管放大、带有负反馈放大电路、两级放大、射极输出器、功率放大器、振荡电路、直流稳压电源等工作过程。更加熟练掌握电子产品整机安装的工艺。（2）通过收音机的调试，掌握单管放大电路调试、带有负反馈放大电路的调试、两级放大电路的调试、射极输出器的调试、功率放大器的调试、振荡电路安装与调试、直流稳压电源的调试。深刻理解电子产品调试的目的与要求。（3）通过对超外差式调幅收音机的安装、调试，提高对电子产品故障判别与检修的能力。为今后从事电子专业方面的工作奠定基础。（4）以超外差式调幅收音机的组装与调试为任务驱动，能够使读者学会超外差式调幅收音机的组装调试技术，掌握在超外差式调幅收音机调试过程中中频调试、频率范围调试、统调、收音机质量检测及故障检查与排除的技能点，通过对超外差式调幅收音机的组装调试巩固仪器仪表的使用、PCB板元件组装步骤、整机安装等的技能点。（5）培养学生团队合作、爱护工具仪器仪表、爱岗敬业、一丝不苟的工作态度。

4以任务驱动式教学方法

指导学生从基本放大电路入手分别学习电子元件作用———单管放大———带有负反馈放大电路———两级放大———射极输出器———功率放大器，引导学生由浅入深、由易到难渐进式学习，完成每个教学内容。以任务驱动的方式，采用“教学做一体化”教学方法，工学结合，提高学生学习兴趣。下达任务单：调幅收音机电子电路分析，以试听收音机节目台数、音质开始，把学生带入学习的情境中。收音机电路图如图1所示，其中的VT4就是低频放大器，VT5、VT6两个三极管组成了共集电极放大电路，又称射极输出器。这两个射极输出器对称连接，形成互补对称功率放大器。电路中元件作用是：由T1及C'1a组成的调谐电路感应出广播电台的调幅信号，通过选频F1信号输入到VT1三极管的基极。本振信号选频F2进入VT1三极管发射极，由VT1三极管进行变频，在VT1集电极输出回路通过T3选取465KHz中频信号（就是F2与F1的差频信号）。中频信号分别经VT2第一级中频放大器和VT3第二级中频放大器中频放大后，进入检波器（由C5、R6、Rp、C11的元件组成）检波后经过VT4低频放大器放大，再由VT5、VT6两只三极管与变压器耦合，组成功率放大器进行功率放大，最后推动扬声器输出悦耳动听的声音。T3、T4为中周（中频变压器），既是放大器的交流负载又是中频选频器，该机的灵敏度、选择性等指标靠中频放大器保证。T5、T6为音频变压器，起交流负载及阻抗匹配的作用。通过为学生进行实物分析，提高他们的学习兴趣。

5能力培养分析

5.1教学实施过程共分六个环节

5.1.1资讯环节教师要分析学生是否掌握了超外差式收音机的基本工作原理及实际应用。教师要通过展示、操作已安装好的实际电子产品，介绍超外差式收音机的安装与实际应用，说明本学习情境的学习任务。以案例教学法把学生带入情境之中。教师组织学生分组，布置学习任务并讲解任务要求。5.1.2计划环节根据对工作任务的分析及领会，制定工作计划，确定小组成员分工，明确阶段成果及检查的项目。在完成“任务相关资讯”部分学习后，在自己现有的知识与技能的基础上，根据学习情境的要求，制定组装一台调幅收音机需要在元器件选择元器件检测PCB板组装整机安装调试故障检查与排除工作任务完成时限工作所需工具设备等方面开展工作的计划并填写“计划单”进行工作任务分配。在制定计划过程中可以制定数个计划。学生在教师指导下制定工作计划。学生可以集思广益，各抒己见制定多种工作计划5.1.3决策环节学生在教师指导下，在多个计划安排中，分析讨论出实施可操作性、工作条件的安全性强的方案，确定为实施方案。在确定实施方案后，按照PCB板安装、产品整机安装、产品调试、质量检测等工序填写工作“决策单”。5.1.4实施环节教师用案例教学法对已安装好的收音机进行讲解，分析电路原理、安装与调试方法，电路元器件的选择与检测；按实验演示法授课，介绍收音机的组装工艺，学生进行收音机的组装训练，教师以教学做一体化教学模式介绍收音机的调试方法，学生进行收音机的调试训练。学生在教师指导下完成元器件、材料、工具等清单填写，进行收音机的组装训练，最后进行收音机调试训练。5.1.5检查环节电子产品组装完毕，要对成果先进行小组自查，然后小组之间互查，最后教师检查，提出整改意见。通过检查环节检查学生自主学习能力，从而培养学生严肃认真的工作态度和责任感。5.1.6评价环节对成果的评价以小组自评、小组之间互评、教师点评的方式进行，并给出本学习情境的学习成绩，从中培养学生的判断能力、检查能力、评价能力。学生先进行分组汇报，小组互评，最后教师来总结评价结果。5.1.7反馈环节学生专业能力、方法能力、社会能力是否得到提高，在教学反馈中能够得到验证。例如在教学反馈中让学生针对以下问题进行反馈：比较任务驱动式教学方法与传统教学哪种更适合你；通过学习常用电子元器件的识别、检测与代换训练，你是否掌握本学习情境的知技点；是否学会收音机的组装、收音机的调试训练效果等，从而了解学生学习情况。通过教学反馈，使教师了解学生对本学习情境工作任务的掌握情况，为教师提高教学水平，进行教学改革提供依据。

5.2职业能力培养分析

5.2.1在常用电子元件识别与检测训练中培养职业能力教学过程中要进行电阻、电容、电感、变压器、二极管、三极管检测。重点培养常用电子元器件识别能力，万用表使用能力，二极管、三极管工作原理分析能力，电容、电感、变压器工作原理与检测能力。5.2.2在电路板安装训练过程中培养职业能力要进行电容器的整形、安装与焊接，三极管的整形、安装与焊接，电阻器、二极管的整形、安装与焊接，振荡线圈与中周的安装与焊接。重点培养学生的电子元件整形能力、对元器件引线或引脚进行镀锡处理能力、元件焊接能力。元器件安装质量及顺序会直接影响整机的质量与功率，合理的焊接安装需要认真思考和具备实践经验。5.2.3在电子产品调试与检查训练中培养职业能力要防止变压器原边与副边之间短路，测量变压器原边与副边之间的电阻。检查输出、输入变压器原、副级，检查VT5，VT6的电流放大倍数（放大系数）相差应不大于20％，检查印制板的铜箔线条是否完好，有无断线及短路，调试电路是否正常运行，从而培养学生严肃认真的工作态度、看图接线能力、按照操作规程工作的能力、电子产品检测、调试与排故维修能力以及电子产品评价能力。

6建设网络课程

（1）提供“教、学、做”一体化的网络课程资源。如：教案、演示课件、技能训练指导、重点难点指导、习题、参考资料、案例库/专题讲座库/素材资源库、演示/虚拟/仿真实际操作训练、授课录像及其他辅助学习的资源，表现形式多样化。（2）学习过程体现师生交互、人机交互的特点，在课程网站中，学生能在线完成练习、作业和综合测验，客观题能实现自动批改；仪器操作训练、考核能实现人机交互及时给予成绩并有统计显示交互内容。（3）网站中有专门的疑难解答板块、交流论坛、文字聊天室、在线答疑、能使更多的学生、电子爱好者、工程技术人员参与，学生的提问能得到及时的回答，网络更新频率高。

7应用多媒体教学课件、仿真软件等技术手段

制作各种教学课件，利用动画、视频、照片等描述电子运动微观现象，使抽象知识形象化，利于学生对知识的理解。利用EWB、proteus等仿真软件展现电路运行过程，使学生直观看到电路动作结果，节省大量教学资源，事半功倍，教学效果非常好。此外，带领学生在企业进行实践教学，如在学习SMT表面安装技术时，老师先利用多媒体动画模拟讲授，以真实的工作内容与虚拟工作内容相结合，实现先虚拟后真实，提高学生职业能力。在教学内容呈现方式中体现了数字化、媒体化，传输方式网络化。在教案中有配音、有动画，有虚拟操作训练，充分体现了信息化教学特点。在网络课程中图、文、音、视、动画等多媒体形式灵活运用，有利于促进学生自主学习和主动学习，提高学习兴趣，使学生在快乐中学习。

8创新与实用

在模拟电子课程中引入电子产品组装与调试，让学生在学习中工作，并在工作中学习，让学生学以致用，增强学生的学习兴趣，提高学生的动手能力，培养学生的分析问题、解决问题的能力和创新能力。本课程是教学做一体化教学，在网络中真正实现人机交互动手操作，以鼠标代替学习者的手，进行仪器仪表使用、焊接技术训练、电子产品组装、电子产品调试等项目的实施，立意新颖，构思独特，设计巧妙。适用于实际教学，有推广性。

9教学效果

通过教学改革，在模拟电子课程中引用“工学结合、教学做一体化”教学和方法，以任务驱动的教学方式，以电子产品为载体，让学生在设定的学习情境中“做中学、学中做”激发了学生学习兴趣，教学成绩得到提高。我校应用电子技术专业的学生在劳动部举办的无线电调试工职业技能鉴定考核中获得优异成绩证明教学效果得到有效提升。经过本课程学习的学生不仅参加职业技能考核100%顺利通过，而且还有15名学生在参加各级电子技能大赛时获奖。学生在学习过程中专业能力、方法能力、社会能力等职业能力得到提高。

10结论

在冶金职业院校模拟电子课程中引用“工学结合、教学做一体化”教学和方法，以真实的工作内容与虚拟工作内容相结合，在网络中真正实现人机交互动手操作，学生的工作态度、动手能力、分析问题和解决问题的能力得到明显提高，教学效果得到有效提升。

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