电器工程及自动化论文十篇

电器工程及自动化论文篇1

理论联系实际，在实践工作中检验理论、提升理论，是企业对毕业生的要求。理论指导实践，在实践工作中运用科学的理论指导实践，是企业对工程技术人员的要求。作者曾在电力系统就职，体会比较深刻。对于变电站而言变压器检修经常要做空载和短路试验，工程上变压器空载试验方法采用调压器在低压侧加压，空载容量应小于调压器容量的50％，试验电流为额定电流的1‰～1%,以测量变压器的铁损。一般电力变压器在额定电压时，空载损耗约为额定容量的0.1%~1%。变压器短路试验用自耦变压器调节原边电压，原边电流达到额定值时，测量变压器铜损。通常电力变压器在额定电流下的短路损耗约为额定容量的0.4%~4%。通过亲自动手做压器空载、短路试验及观察实验现象，联系《电路》、《电机学》中关于变压器的相关知识，加深了对变压器的学习与理解。发电厂自动化控制是电力系统的发展趋势与要求，已投产和在建的大型发电厂的自动化控制水平非常高，已达到“无人值守，少人值班”管理模式。发电机组的自动开停机、自动同期并网技术验证了《自动控制理论》、《继电保护》等相关理论知识。在电力系统工作的4年中，笔者的理论知识在工作实践中不断得到深化和提升。

2电力系统工作经历对电气工程本科教学起到的积极作用

2.1教材选用目的更加明确

教材是高校实施培养计划的重要介质，直接影响着教学质量和人才。高质量、合理化的教材是提高教学质量与水平、完成人才培养计划与目标的保证。作者在施教时参照自身的工作经验，选用更具有方向性与实践性的教材，提高毕业生与企业之间的契合度。智能电网、数字化电站是电力系统的发展趋势，其要求电网信息化、自动化程度更高。因为这一目的，可编程控制器（ProgrammableLogicController，PLC）被广泛应用到电力系统中，目前国内应用的PLC有西门子（SIEMENS）公司生产的S7系列、施耐德公司生产的Quantum等系列、三菱公司生产的FX3G系列等。随着日系PLC退出中国市场，西门子PLC被普遍应用于电力系统自动化控制。例如三峡电厂、葛洲坝电厂、溪洛渡电厂等大型水电站使用PLC对发电机组、辅助设备系统等设备进行控制。因此在向电气工程与自动化专业教授《电器与可编程控制器》这门课程时，应该选用以西门子PLC为基础讲述电厂及电网自动化控制的教材，教学内容更接近电力系统工作实践，使电气工程及自动化专业毕业生在走上工作岗位时具有更强的适应能力。

2.2培养学生更具有方向性

现代电力企业对高校毕业生有着严格的职业要求。扎实的专业能力、较强的实践动手能力以及必要的公文写作能力是毕业生就职于电力企业所必须具有的素质。电力系统设备分为一次设备、二次设备两大类。就发电厂而言，从事电气一次设备的检修、维护及管理工作需要毕业生熟练掌握《发电厂电气主系统》、《电力系统继电保护》、《电机学》等专业课程的内容，熟悉电机、开关电器、载流导体、电抗器、补偿设备、避雷器、继电保护系统相关知识，这些是为适应发电厂工作而储备的理论知识。从事电气二次系统工作的毕业生则必须重点掌握《自动控制理论》、《电力系统继电保护》、《电子技术》、《电器与可编程控制器》的相应内容。因此拥有扎实、丰富的专业知识来服务电力企业，是电气工程及自动化专业的培养目标。实践动手能力在促使毕业生快速融入到企业生产工作中扮演着积极、重要的作用。发电厂电气设备维修工作需要毕业生有较强的电气二次配线、布线及PLC编程能力。发电厂中大量布置电气二次控制盘柜，实际的检修与维护工作需要高强度的控制回路布线与配线工作，电力系统高度自动化则需要毕业生具备基于PLC的自动化程序读写能力。公文写作能力是现代化大型企业对职工的基本要求。我国各级电力系统的运营、管理、维护已经实现了规范化、制度化、标准化。实际的工作中需要职工撰写大量的公文，例如对发电厂而言，每个月要写电厂运营报告、机组检修报告、技术改造方案等，特别是实行工作票制度后，每天都要写设备缺陷处理报告及巡检报告。这些工作要求职工具有一定的公文写作能力。对于毕业生而言，必要的公文写作能力在求职及就职中有着不可替代的优越性。

2.3将工作经验融入教学

将宝贵的工作经历融于课堂教学，可极大地丰富教学内容，提高学生的学习兴趣。作者讲述《电路》第十一章时，结合自己的工作经历深入浅出地讲述了变压器的原理、空载和短路实验，使学生更好地理解和掌握课堂内容。在讲述《电器与可编程控制器》时，以发电厂开停机控制流程、辅助设备自动化控制流程为例，将专业课程学习与电厂实际工作紧密结合起来，以培养更适合企业要求的应用型人才。

2.4将企业中应用的前沿技术带进课堂

随着数字化电站、智能电网的建设，大型发电机组实现并网发电，状态检测技术投入使用，开始对1000KV特高压技术进行实验研究。电力系统的发展日新月异，设备更新速度非常快。电气工程自动化专业的教学应当将当前电力系统的先进技术、发展趋势带进课堂，在丰富教学内容的同时，增加学生对前沿技术的求知兴趣。笔者从事过175MW、770MW水电机组的自动化控制系统改造及维修工作，巨型水电厂厂用电系统运行及维护工作，水电机组状态检测与故障诊断系统的组建与维护工作。其中770MW发电机组自动化控制技术、巨型水电组状态检测与故障诊断技术都是当前电力系统的前沿技术。将这些知识带进课堂，有利于学生充分认识本专业的发展动向与趋势，积极地规划自己的职业发展方向。

3结语

电器工程及自动化论文篇2

关键词：电气工程；智能化技术；理论基础；技术优势；应用

中图分类号：F40 文献标识码：A

智能化技术是计算机技术与人工智能理论的完美融合，是最近才兴起的一个高新技术领域。但是从出现到发展的短短数年间，智能化技术就受到了普遍的关注和广泛的应用，其未来前景不可限量。

1 人工智能理论

人工智能，它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学，是计算机科学的一个分支。通过人工智能本质方向的了解，生产出了一个与人类大脑做出雷同反应的智能化机器，这个主要包含语言识别、自然语言处理、机器人、专家系统和图像识别等。“人工智能”一词是在1956年Dartmouth学会上提出的，人工智能发展迅速，成为以计算机主流，涉及信息论、控制论、自动化、生物学、心理学、语言学、医学和哲学等多版学科。对于其主要的目的就是通过使用机器设备能够达到智能效果，依赖机器来完成复杂性的工作。智能化的电气自动控制系统主要就是为了加强整个劳动分配过程，实现了计算机智能化，这样一来大大的减少了人为劳动过程，加强了工作效率，譬如：铝电解生产中的模糊自适应控制技术，就是大量使用了人工智能技术。在我们国家主要是通过廉价输出的劳动力来得出的经济数值，但是远远没有达到其他较发达的国家经济水平。在我们电气自动化控制中加强人工化智能的使用，研制出一个能类似于人类判断系统、处理功能的控制系统，加强我们生产的能力，推动我们国家的经济发展。

2 人工智能的优点

针对不同的人工智能控制，需要使用不同的方法进行讨论。但是一些人工智能控制器，例如：模糊神经、模糊、遗传算法和神经都是一种类非线形的函数近似器。采取这种的分类有利于对总体的了解，同时会促进对控制策略的综合性开发。上述的人工智能函数近似器具有常规的函数估计器所不具备的优势。首先，在很多情况中，精确的掌握控制对象的动态方程是很复杂的，因此控制器在设计实际控制对象的模型时，往往会产生很多不确定的因素，例如：非线性时、参数变化等，这新信息通常无法掌握。而人工智能控制器在设计的时候可以不需要控制对象的模型。依据下降时间、鲁棒性和响应时间的不同，人工智能控制器通过适当的调整可以提高自身的性能。例如：在下降时间方面，模糊逻辑控制器比最优秀的PID控制器要快4倍。在上升时间方面，模糊逻辑控制器比最优秀的PID控制器要快2倍。与古典控制器相比，人工智能控制器具有更容易调节的特征。即使缺乏专家的现场指导，人工智能控制器也能够使用响应数据来进行设计。还可以通过相应信息、运用语言等方式来进行设计。人工智能控制器具有很强的一致性，输入陌生的数据就能够产生很高的估计，可以忽略驱动器对它产生的影响。对于某些控制对象来说，虽然暂时没有采用人工智能控制器也可以产生良好的效果，但是对其他的控制对象来说，不一定会产生相似的良好效果，因此在设计上必须坚持具体问题具体分析的原则。在反模糊化和模糊化的过程之中，如果采用规则库、隶属函数和适应模糊神经控制器，能够精确的进行实时确定。在实现这个成果的众多方法之中，只有通过系统技术的使用才能得到稳定的解，配合简单的拓扑的结构配置，能够实现迅速的自学习和快速收敛。

3 智能化技术在电气自动化控制中的应用

研究结果表明：智能控制、优化设计以及故障诊断的合理使用是实现电气工程自动化控制的前提条件。

3.1 智能控制

电气自动化的控制工作中加入智能化技术可实现电气工程控制的无人操作化、高效化、远程化以及自主化，给智能化控制创造了良好的发展空间，智能化控制在电气自动化技术中的广泛应用更加验证了智能化技术的优越性，并使智能化技术在其他领域的发展打下了良好的基础。

3.2 优化设计

在电气工程自动化控制过程中，经常会涉及到电气设备的设计，而设计的过程又相当的繁琐，它不仅要求设计人员对磁力、电气、电路等学科的知识要有足够的认识并能恰当的运用到设计工作中，而且它对设计人员的工作经验也有比较高的要求。传统的设计方式是利用实验与经验相结合的手工设计来完成的，因此方案的达标率低，修改的难度较大；而现在的方案设计是利用CAD技术以及计算机辅助软件来完成的，不仅减少了设计所需的时间，而且设计出来的方案无论是质量还是使用性能都相对较好。遗传算法是优化设计的过程中智能化技术应用的具体形式之一，它具有非常强的实用性和先进性，它的使用在一定程度上对设计进行了优化。

3.3 故障诊断

电气工程系统的运行过程中，电气设备发生故障的情况不可避免，而在故障发生前必定会有一系列与故障本身存在一定联系的征兆出现，利用智能化技术，就可以对其进行全面、准确的诊断。由于变压器在电气设备中具有十分重要的作用，因此电气设备监测人员对它的运行状况格外的重视，经常对其进行不定时的检测、维修，不过这样做也不能完全避免电气故障的出现，为了及时地将故障诊断出来，把电气故障造成的损失降到最低，智能化技术无疑是最佳的选择。在运用智能化技术对变压器的故障进行诊断的过程中，最主要的诊断方式就是通过对变压器中渗漏油的分解气体进行分析，快速找到变压器发生故障的大致范围，然后再把范围逐步缩小找出发生故障的具置并对其进行检修。这样做不仅加快了对故障的诊断以及检修速度，而且它还避免了故障对电气设备造成损害的情况出现，使得电气设备的运行经济效益在某种程度上得以提升。

结语

随着科技的不断进步，人工智能技术的发展越来越迅速，在人工智能技术的应用下，各种施工变的更加的智能化。而机械企业在电气自动化不断成熟的今天，引进人工智能技术更是对生产起到了良好的促进作用，促进企业的更好更快的发展。

参考文献

[1]耿英会.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].科技创新导报，2012（2）：66～66.

电器工程及自动化论文篇3

关键词：人工智能 电气 自动化

人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法 技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支 它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器．该领域的研究包括机器人．语言识别、图像识别 自然语言处理和专家系统等。电气自动化是研究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、试验分析 研制开发以及电子与计算机应用等领域的一门学科。实现机械的自动化，让机械部份脱离人类的直接控制和操作自动实现某些过程是电气自动化和人工智能研究的交汇点。积极运用人工智能的新成果无疑有利于电气自动化学科特别是自动控制领域的发展．也有利于提高电气设各运行的智能化水平．对改造电气设备系统，增强控制系统稳定性．加快生产效率都有重大意义。

1、人工智能应用理论分析

人工智能(Artificial Intelligence)，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟，延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质．并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器 该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别 自然语言处理和专家系统等。自从1956年“人工智能 一词在Dartmouth学会上提出以后，人工智能研究飞速发展，成为以计算机为主．涉及信息论．控制论， 自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学的一门学科。人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂的工作。

当今社会，计算机技术已经渗透到生产生活的方方面面．计算机编程技术的日新月异催生自动化生产，运输 传播的快速发展。人脑是最精密的机器，编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈．所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产．流通、交换、分配等关键一环．实现自动化，就等于减少了人力资本投入，并提高了运作的效率。

2、人工智能控制器的优势

不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但Al控制器例如：神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这样的分类就能得到较好的总体理解．也有利于控制策略的统一开发。这些Al函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势．这些优势如下：

(1)它们的设计不需要控制对象的模型(在许多场合，很难得到实际控制对象的精确动态方程，实际控制对象的模型在控制器设计时往往有很多不确实性因素，例如：参数变化，非线性时，往往不知道)。

(2)通过适当调整(根据响应时间 下降时间、鲁棒性能等)它们能提高性能。例如模糊逻辑控制器的上升时间比最优PID控制器快1.5倍 ，下降时间快3.5倍， 过冲更小。

(3)它们比古典控制器的调节容易。

(4)在没有必须专家知识时．通过响应数据也能设计它们。

(5)运用语言和响应信息可能设计它们。

总而言之，当采用自适应模糊神经控制器、规则库和隶属函数在模糊化和反模糊化过程中能够自动地实时确定。有很多方法来实现这个过程，但主要的目标是使用系统技术实现稳定的解，并且找到最简单的拓朴结构配置．自学习迅速，收敛快速。

3、人工智能的应用现状

随着人工智能技术的发展，许多高等院校及科研机构就人工智能在电气设备的应用方面展开了研究工作，如将人工智能用于电气产品优化设计，故障预测及诊断、控制与保护等领域。

3.1 优化设计

电气设备的设计是一项复杂的工作 它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识，还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的．因此很难获得最优方案。随着计算机技术的发展，电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD)，大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进．使传统的CAD技术如虎添翼．产品设计的效率及质量得到全面提高。用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法，非常适合于产品优化设计。因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。

3.2 故障诊断

电气设备的故障与其征兆之间的关系错综复杂，具有不确定性及非线性．用人工智能方法恰好能发挥其优势。已用于电气设备故障诊断的人工智能技术有：模糊逻辑、专家系统、神经网络。

变压器由于在电力系统中的特殊地位而备受关注，有关方面的研究论文较多。目前对变压器进行故障诊断最常用的方法是对变压器油中分解的气体进行分析．从而判断变压器的故障程度。人工智能故障诊断技术在发电机及电动机方面的研究工作也较为活跃。

3．3智能控制

人工智能控制技术在自动控制领域的研究与应用已广泛展开．但在电气设备控制领域所见报道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3种：模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。由于模糊控制是其中最为简单、最具实际意义的方法．因而它的应用实例最多。

4、结语

人类智能主要包括三个方面．即感知能力．思维能力 行为能力。而人工智能是指由人类制造出来的 机器”所表现出来的智能。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力。人工智能的应用体现在问题求解．逻辑推理与定理证明，自然语言理解 自动程序设计．专家系统，机器人学等方面，而这诸多方面都体现了一个自动化的特征．表达了一个共同的主题，即提高机械人类意识能力，强化控制自动化．因此人工智能在电气自动化领域将会大有作为，电气自动化控制也需要人工智能的参与。

参考文献：

电器工程及自动化论文篇4

关键词：课程开发 工作过程系统化 任务驱动 项目导向

目前，加强课程建设是我国高职教育进行内涵建设的重要切入点，而基于工作过程系统化原则进行课程开发与建设，是由职业教育的属性所决定的。

笔者论述以工作过程系统化为原则，结合任务驱动、项目导向的教学模式，对电子产品生产与管理课程的开发与建设的情况。

一、课程体系结构设计

1.基于工作过程系统化的课程设计

通过精心设计的10个项目任务，实现了对电子产品设计与生产企业从产品开发到大批量生产的完整“工作过程”的模拟，涵盖了职业实践活动中的主要工作任务，所涉及的知识内容和技能以10个工作项目任务为纲，构成了完整的知识结构和技能结构，从而构成本课程的体系结构（见图1）。

图 课程体系结构图

精心设计的10个项目任务，将实际工作任务与学习项目联系起来，学习内容是职业实践中开放性的、没有固定答案的工作任务，学习的内容是工作，通过工作实现了学习。而在完成这些任务的过程中，学生的知识和技能得到综合运用，其创新能力得到有效培养（表1）。

表1 项目任务表

序号 项目名称及内容 对应的工作过程

项目一 创建新公司，建立管理结构，制定管理规章制度 创建新公司

项目二 制定检验文件（来料检验、产品最终检验） 产品检验

项目三 调查行业工程背景问题，形成调查报告 工程背景知识的获取

项目四 新产品研制，制定设计文件 新产品研制-技术管理

项目五 新产品生产准备：制定工艺文件 新产品试生产-工艺管理

项目六 新产品生产准备：设置质量控制点，制定质量管理制度 新产品试生产-质量管理

项目七 新产品生产准备：建立公司质量管理体系 新产品试生产-质量管理

项目八 新产品生产准备：在设立的质量控制点，建立控制图 新产品研制-质量管理

项目九 工作现场管理，施行5S等现场管理制度 生产管理-现场管理

项目十 综合项目数控步进直流稳压电源的设计与制作 综合项目

2.实际工作任务与课程学习项目的对接

工作过程中的具体工作任务对应本课程的学习项目，提取职业能力要求，对应到教学内容中。因此，教学内容极具针对性与适用性。以项目二为例（其他项目可详见各项目文件中的知识点大纲），表2中第一列是项目二中要求完成的学习任务，其与实际工作任务高度一致，第二列是完成相应任务对应的职业技能及能力要求，第三列是对应的知识点内容（除部分是本门课程的知识点内容外，还整合应用了前续课程的知识点）。

项目二 制定检验文件（来料检验、产品最终检验）

表2 项目内容、职业技能与教学内容对应表

项目任务 职业能力或技能 教学内容（知识点内容）

1.使用Protel软件画出电路原理图与PBC板布线图，给出原料清单 电子产品设计开发

电子电路识图、选用 功率放大电路（前续课程）

电路原理图的绘制（前续课程）Protel DXP软件的使用

2.制定电阻器的来料检验文件，并实施检验方案 电子元器件的识别与检测

常用仪器仪表的使用

质量管理实务 常用电子元器件

常用仪器仪表的使用

抽样检验（前续课程）

3.制定电容器的来料检验文件，并实施检验方案 电子元器件的识别与检测

常用仪器仪表的使用

质量管理实务 常用电子元器件

常用仪器仪表的使用

抽样检验（前续课程）

4.制定二极管的来料检验文件，并实施检验方案 电子元器件的识别与检测

常用仪器仪表的使用

质量管理实务 常用电子元器件

常用仪器仪表的使用

抽样检验（前续课程）

5.制定三极管的来料检验文件，并实施检验方案 电子元器件的识别与检测

常用仪器仪表的使用

质量管理实务 常用电子元器件

常用仪器仪表的使用

抽样检验（前续课程）

6.制定继电器的来料检验文件，并实施检验方案 电子元器件的识别与检测

常用仪器仪表的使用

质量管理实务 常用电子元器件

常用仪器仪表的使用

抽样检验（前续课程）

7.现场答辩 计算机应用能力 PPT的制作（前续课程）

二、学习情景设计的原则

应用富有职业教育特色的工作过程系统化课程开发技术，按照电子产品设计与生产企业从产品开发到大批量生产的完整工作过程开发课程，同时与国家职业标准和职业资格鉴定规范进行对接。

1.课程以专业岗位职业能力与素质的全面培养为目标

本课程通过设置的各项目任务，对学生的方法能力、社会能力、专业能力进行综合培养。在教学过程的实施中，学生5～6人组成一个小组，模拟小型公司完成项目任务。模拟公司团队通过分工合作、团队协作，综合运用所学的专业知识，去探究和完成项目任务。

模拟公司法是行动导向的教学模式。强调学生作为学习的行动主体，以职业情景中的行动能力为目标，以基于职业情景中的行动过程为途径，以独立计划、独立实施与自我评估的自我调节的行为方法，以师生及生生的合作行动为方式，以强调学习中自我构建的行动过程为学习过程，实施对学习者方法能力、社会能力、专业能力的综合培养。

2.课程内容的序化基于真实的工作过程

项目任务表（表1）是课程内容的概括，项目任务的展开顺序对应于实际工作过程的工作任务的展开顺序。课程内容项目载体的选取，来源于真实的工作过程。

3.课程内容与职业岗位要求集成

在本课程的设计中，将国家职业技术资格质量工程师（助理）及全国计算机信息高新技术计算机辅助设计模块（Protel平台）绘图员级（国家职业资格四级）等职业规范进行了无缝集成。

三、项目引领任务驱动的教学设计

1.行动导向的教学设计

教学活动的开展综合采用了行动导向的模拟公司法、项目教学法、角色扮演及分组讨论法。在完成相应的创新项目的过程中，各模拟公司小组内学生在项目任务的驱动下，通过分工合作、讨论、角色扮演，以及老师适时的启发、提示和引导，教、学、做一体化，使各种教学模式和方法有机地融合在一起。

2.实现四个一体化

实现了课堂与实习地点一体化、理论与实践一体化、工作与学习一体化以及教、学、做一体化。通过在校内具有教学功能的真实职场环境的实训基地完成上述工作项目，实现了课堂与实习地点一体化、理论与实践一体化以及教、学、做一体化。

参考文献：

[1]张鹤萍，徐国庆.工作知识：职业教育课程的“新鲜血液”[J].职教通讯，2010（3）.

[2]姜大源.论高职教育工作过程系统化课程开发[J].徐州建筑职业技术学院学报，2010（10）.

电器工程及自动化论文篇5

关键词：人工智能;电气;自动化

人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法 技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支 它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器．该领域的研究包括机器人．语言识别、图像识别 自然语言处理和专家系统等。电气自动化是研究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、试验分析 研制开发以及电子与计算机应用等领域的一门学科。实现机械的自动化，让机械部份脱离人类的直接控制和操作自动实现某些过程是电气自动化和人工智能研究的交汇点。积极运用人工智能的新成果无疑有利于电气自动化学科特别是自动控制领域的发展．也有利于提高电气设各运行的智能化水平．对改造电气设备系统，增强控制系统稳定性．加快生产效率都有重大意义。

1、人工智能应用理论分析

人工智能(Artificial Intelligence)，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟，延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质．并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器 该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别 自然语言处理和专家系统等。自从1956年“人工智能 一词在Dartmouth学会上提出以后，人工智能研究飞速发展，成为以计算机为主．涉及信息论．控制论， 自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学的一门学科。人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂的工作。

当今社会，计算机技术已经渗透到生产生活的方方面面．计算机编程技术的日新月异催生自动化生产，运输 传播的快速发展。人脑是最精密的机器，编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈．所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产．流通、交换、分配等关键一环．实现自动化，就等于减少了人力资本投入，并提高了运作的效率。

2、人工智能控制器的优势

不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但Al控制器例如：神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这样的分类就能得到较好的总体理解．也有利于控制策略的统一开发。这些Al函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势．这些优势如下：

(1)它们的设计不需要控制对象的模型(在许多场合，很难得到实际控制对象的精确动态方程，实际控制对象的模型在控制器设计时往往有很多不确实性因素，例如：参数变化，非线性时，往往不知道)。

(2)通过适当调整(根据响应时间 下降时间、鲁棒性能等)它们能提高性能。例如模糊逻辑控制器的上升时间比最优PID控制器快1.5倍 ，下降时间快3.5倍， 过冲更小。

(3)它们比古典控制器的调节容易。

(4)在没有必须专家知识时．通过响应数据也能设计它们。

(5)运用语言和响应信息可能设计它们。

总而言之，当采用自适应模糊神经控制器、规则库和隶属函数在模糊化和反模糊化过程中能够自动地实时确定。有很多方法来实现这个过程，但主要的目标是使用系统技术实现稳定的解，并且找到最简单的拓朴结构配置．自学习迅速，收敛快速。

3、人工智能的应用现状

随着人工智能技术的发展，许多高等院校及科研机构就人工智能在电气设备的应用方面展开了研究工作，如将人工智能用于电气产品优化设计，故障预测及诊断、控制与保护等领域。

3.1 优化设计

电气设备的设计是一项复杂的工作 它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识，还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的．因此很难获得最优方案。随着计算机技术的发展，电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD)，大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进．使传统的CAD技术如虎添翼．产品设计的效率及质量得到全面提高。用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法，非常适合于产品优化设计。因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。

3.2 故障诊断

电气设备的故障与其征兆之间的关系错综复杂，具有不确定性及非线性．用人工智能方法恰好能发挥其优势。已用于电气设备故障诊断的人工智能技术有：模糊逻辑、专家系统、神经网络。

变压器由于在电力系统中的特殊地位而备受关注，有关方面的研究论文较多。目前对变压器进行故障诊断最常用的方法是对变压器油中分解的气体进行分析．从而判断变压器的故障程度。人工智能故障诊断技术在发电机及电动机方面的研究工作也较为活跃。

3.3 智能控制

人工智能控制技术在自动控制领域的研究与应用已广泛展开．但在电气设备控制领域所见报道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3种：模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。由于模糊控制是其中最为简单、最具实际意义的方法．因而它的应用实例最多。

电器工程及自动化论文篇6

关键词： 电工技师论文 工艺性 标准化

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，electrorheological fluid）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）。

电器工程及自动化论文篇7

关键词：PLC，冷却控制系统，传统控制，变压器

 

一.引言

大型变压器是电网中的核心设备，其冷却控制系统影响着变电所综合自动化系统的建设。目前，国内大型变压器采用的片散风冷冷却方式，大多数采用继电器控制机械触点的开闭驱动交流接触器线圈的模式，其控制电路的接线复杂，触点多以及自动化程度低等满足不了变电所自动化系统要求。。

可编程逻辑控制器称为PLC（ProgramLogic Controller）,是一种数字运算操作的电子系统，它采用可编程序存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式，模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。S7-200系列是西门子公司PLC家族中的小型可编程逻辑控制器，其有极高的可靠性，强大的通信能力和丰富的扩展模块，集成有高数计数器、高速输出、PID控制器和RS-485通信/编程接口，可以使用多种通信协议。最多可以扩展248点数字量I/O或35路模拟量I/O。

二.控制系统的工作原理

本文介绍的为沈阳某供电公司SF11-180000/220型变压器的冷却控制系统设计，该系统主要控制的对象为20组片散的10组风机。本系统采用两路独立电源供电，两路电源可任选一路工作或备用，当工作电源出现故障时，自动投入备用电源，而当工作电源恢复时，备用电源自动退出。控制系统在运行中发生故障时，能发出就地和远方信号。工作方式有自动、手动方式。自动方式通过就地或远程来进行PLC的启动；手动方式直接由触摸屏来启动，这样确保冷却控制系统的正常运行，在出现故障时能够在手动方式下正常运行。在手动方式下，操作人员通过控制柜面板上的按钮可进行启动、停止风机的操作；在自动工作方式下，将开关旋转到自动状态，风机通过软启动进行启动，投入工作。

三.PLC控制系统的组成

本冷却控制系统采用西门子S7－200，它是整个控制系统的核心，作为现场前置机，采集变电所的变压器负荷、油面温度的信息，与智能仪表通信，获取信息，通过继电器输出。此控制系统分为硬件系统设计和软件系统设计。

3.1硬件系统的设计

本系统电气硬件控制电路的设计，主要包括控制电路、电源变换电路、信号回路、照明和自动/手动加热辅助功能回路。控制系统的框图如图1所示。

图1

控制回路主要由PLC的CPU模块、数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块组成。其主要功能是对输入的温度和电流量进行比较，将信息输出，便于运行监控。电源变换电路中的两路独立供电电源，任一路作为工作电源时为PLC提供直流稳压电源。信号回路将PLC输出的信号传出。辅助功能回路是指控制箱内的照明和自动/手动加热功能。

3.2软件系统的设计

冷却控制系统的软件设计思想力争做到结构简单，逻辑功能清晰。由于实时性要求，设计时充分考虑电流和温度信号两重判断。PLC流程框图如图2所示。

图2

完成冷却控制系统初始化后，程序对所有输入端器件的输入量和数字量进行扫描和分析，确定转换开关在自动位上。片散风机的投/切是根据变压器的负载电流和温度综合控制的。如果变压器负载电流达到其额定电流的70%及以上时，1～10组片散风机投入；若负载电流小于额定电流的70%时，片散风机的投/切依据油温判断。如果油温上升到45℃片散风机不投入，当油温上升到规定的55℃时，1～10组片散风机投入。当油温降到55℃时，1～10组片散风机继续运行，直到油温下降到低于45℃时，片散风机退出运行。。

四.系统的功能特点

1.控制系统的性能及可靠性

传统的变压器冷却控制系统使用了大量的中间继电器，时间继电器，由于触点接触不良容易出现故障，控制冷却器工作电路的交流接触器启动频繁，触点容易烧伤。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输出有关的少量硬件元件 ，因触点不良造成的故障大为减少，与功能相同的继电器相比，具有很高的性能价格比。PLC与其他智能控制设备一起，可以实现集中管理，分散控制。

2.控制系统的安装、调试工作量

传统的冷却控制系统中大量中间继电器、时间继电器的安装、接线工作量非常大，配线时由于触点多容易出错，调试时使用AC380V电源。PLC的安装、接线很方便，用接线端子连接外部接线，减少安装、配线工时。PLC的程序调试，输入信号用小开关来模拟，通过PLC的发光二极管观察输出信号的状态，发现问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少得多。

3.控制箱的体积及费用

PLC在大型变压器冷却控制系统的应用，可以减少大量的中间继电器和时间继电器，S7-200系列的体积仅相当于几个继电器的大小，可将控制箱的体积缩小到原来的1/2～1/10。PLC配线少，可以省下大量的配线和附件，节省大量的费用。。

结论

PLC在大型变压器冷却控制系统中的广泛应用，表明其运行稳定、可靠，性能良好，满足生产的各项功能要求，操作更加简便，对操作员来说也更加安全可靠。为推动了变电所综合自动化系统的建设做出了贡献。

参考文献：

廖常初. S7-200PLC基础教程 北京 机械工业出版社

谢毓城. 电力变压器手册. 北京 机械工业出版社，2003年

电器工程及自动化论文篇8

关键词：电工学；专业需求；整体优化

作者简介：徐霞（1970-），女，重庆人，重庆理工大学电子信息与自动化学院，副教授；涂巧玲（1965-），女，重庆人，重庆理工大学电子信息与自动化学院，教授。（重庆 400054）

基金项目：本文系重庆理工大学教研项目（项目编号：2011027）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）05-0055-02

“电工学”课程是面向非电专业学生开设的一门技术基础课，该课程既有基础理论又有专业知识，理论和实践并重，是由纯理论课学习向工程实践应用过渡的桥梁。该课程的教学主要以通识教育为主，即无论何种专业，课程的理论教学以及实验内容都基本相同，存在的差别只是教学学时以及内容深浅的不同。然而，该课程的问题是重教学内容的系统性、完整性，而忽略了为学科交叉提供延伸接口。作为一门技术基础课，“电工学”课程的通识教育模式忽略了各个专业的差异性和应用需求，并使部分学生对学习该门课程的目的性和必要性产生了怀疑。随着我国高等教育改革的不断推进，在人才培养方面，越来越多的学者倾向于这样的观点，即在一定通识教育的基础上，应逐步根据专业需求强化专业特色教育。[1]因此本校在教学中，通过对专业应用背景的介绍，提出实际问题，引导学生应用所学理论知识解决实际问题。在教学内容和教学方法手段上进行了一系列的改革，争取以整体优化的方式在“电工学”教学改革中取得一定成效。

一、专业需求教育对教师的要求

“电工学”教学中，要根据每个专业需求的不同进行特色化的教学，这就对教师提出了更高的要求。教师不但要掌握本专业的知识，更要对不同专业进行了解、分析，知道“电工学”在该专业的一些主要应用领域，并能举出适合课堂教学的应用实例。要做到这一点，教师要参阅该专业的培养计划以及该专业的主干课程教材，获取更多的专业信息。这需要学院、学校的支持，学校派教师到其他各个高校学习调研，参加各种研讨会，使其得到更广泛的知识。

二、专业需求教育下对各专业教学内容的研究

“电工学”的课程体系是从60年代开始逐步建立起来的，是电类专业“电路分析”、“模拟电路”、“数字电路”、“电机电器及控制”四门课程的简化和浓缩。[2]本课程组对各专业的课程基础内容进行了规范与整理，规定了电路分析、模拟电路、数字电路、电机电器及控制4个部分必讲的基础内容。

由于各个专业对“电工学”知识的侧重点不同，教师根据人才培养计划，相应地增加一些对专业内容及应用实例的讲解，同时也要注意难易程度，使其便于学生掌握接受。

在教学过程中，教师一般先根据专业情况选取一些有特色的实例，以问题为核心，以分组协作为组织形式，以解答问题为驱动力来展开教学，关键是根据不同的专业情况来精心设计问题。这对教师提出了很高的要求，要求设计的问题能引出本课程与相应学科领域相关的基本概念原理，确保问题能够激发学生的学习动机和学习热情。

1.机械工程专业

机械工程专业是重庆理工大学（以下简称“我校”）的品牌专业。课程组教师结合工厂实际，对此专业学生重点讲解了电动机的继电器接触器控制，教师对继电器接触器控制的相关知识以车床、铣床或者钻床为例进行详细讲解。如时间充足，需对学生进行可编程控制器的介绍，要求学生看得懂继电器接触器原理图和接线图，因为现在的很多工厂都进行了可编程控制器改造。

2.车辆工程专业

车辆工程专业的学生要掌握车身、底盘、发动机、电器及电子技术等方面的基本理论、原理。在该专业的知识体系中，汽车电子技术尤为重要。汽车的发电、电控、电子点火及信息监控显示等系统都可作为电子技术内容的教学应用背景及电路实例。在实际的教学过程中，教师将电子技术的内容作为重点，应用到教学中。

3.材料科学专业

材料科学专业主要研究的是材料加工工程以及材料测量与检测技术，因此“电工学”在该专业的教学中着重强调电机拖动方面的内容。教师在讲解这部分内容时从直流电动机以及三相异步电动机原理入手，到电机的应用都要主要介绍，另外整流电路、电动机的调速、制动、反转等都需要给学生详细讲解。

教师在“电工学”教学中也要向学生介绍该专业前沿的研究成果，如在材料专业中的基本电路元件忆阻器。忆阻器作为教科书上还没有提及的基本元件，可以适当补充进“电工学”的教学中，使学生借助文献阅读深刻理解和掌握材料、元件与电路之间的联系，运用所学知识在科研家或工程师的工作中发现新概念和新技术。通过教师在教学中介绍忆阻器的概念，学生进一步加深理解与明确“电工学”在材料研究和应用中的重要作用，理解材料的制备与构效关系是材料研究的主题，也是作为“材料人”今后努力和发展的方向。[3]

4.化工专业

化工专业培养的学生要系统掌握各类化学工程与工艺的专业基本知识和基本技能，具备指导和管理化工生产的能力。因此要求在“电工学”的学习中更熟悉化工流程中所用到的电子设备的原理，教师在教学中强化电工学强电方面以及设备方面的内容。

本课程组曾经在课后要求学生自学掌握的相关方面的内容有：电阻加热器及温度的测量和控制；工频感应加热器的原理和实践；日光灯电路及节能；日光灯等效正弦波参数的测定和分析；用电流表法测算交流电动机的功率因数。

5.制药专业

本校的制药专业侧重于生产过程质量控制、技术管理方面及应用。因此教师在“电工学”的教学中可以把制药设备的工作原理和控制过程以及重要的检测及监控作为教学案例，[4]电子技术的内容可以适当弱化。

三、建立适应整体优化的教学手段和方法

1.积极引导，培养学生的创新意识

中国学生“基本功好、书本知识好、考试成绩好”，西方学生“交流表达能力好、动手能力好、创新能力好”。两种“三好”的不同从某个角度反映了我国在人才培养上还有缺陷。我校作为地方本科院校，应紧密结合地方经济建设和社会发展需要调整人才培养目标，培养工程研究应用型人才。我校占半数以上的本科毕业生几乎全部走上工作岗位，这些毕业生进入社会后能否很好地适应社会的要求就是对学校教学的检验。因而在人才培养上应加强基础，培养创新型人才才能适应社会的需要。

课程组在教学中发现在自由、轻松气氛下，学生才能最有效地学习，才最有利于创造力的发展。这就要求教师要营造一个民主、和谐的课堂教学氛围。教师在教学中遵循平等性、民主性、主体性等原则，形成积极、健康、生动活泼的课堂心理氛围，这一点对于培养学生的创造性是非常重要的。现在的大学课堂很多还是采取满堂灌的方式，教师首先要有意识地改变这种方式，逐渐引导学生敢想、敢问、明白教育的未知性、探索性，允许学生采取逆向学习法，让其学会从质疑中学习，从体验中学习，从论辩中学习。

为了启迪学生的创新意识，笔者认为工科学生应适当了解一些学科相关知识和最新进展，以开阔视野。为此，笔者准备在讲课的过程中，穿插一些如电工学理论的发展简史、科学家的生平介绍、名言警句以及一些常用的电类知识，这些使学生可以从中体会到科学思想、科学方法、科技与人文、科学与艺术、文理交融的重要精神，这对于激发学生的学习兴趣和创新意识的培养是有益的。

2.教学手段的多样性

课程组对电工和电子技术基础各部分内容做了详细分析，采用传统教学与多媒体教学相结合的方法，针对不同的教学内容寻求最佳的教学方式。如讲授低压电器和继电接触器控制系统内容时，将实物发给学生，并让学生用万用表测电阻了解什么是常开触点，什么是常闭触点。低压电器相关内容归纳起来无非是导通和切断问题，也就是开关问题，其核心是触点，或是常开触点或是常闭触点，或是人为控制通断的触点，或是由温度、时间、速度等物理量控制通断的触点。如PN结的形成、多子与少子的移动，用动画都能起到很好的效果。本课程组将现代教育技术与传统教学手段有机结合，使得教学方法更先进、教学手段更灵活、教学过程更生动、教学效果更显著。

3.建立科学合理的电工学评价体系

针对课程的特点，在“电工学”考试中，我校准备实行资格考试+水平考试相结合的考核方式。在考试内容的设计上，增强题型设计的灵活性，试题中应多出综合思考题、应用题和分析题。资格考试对学生知识掌握情况进行测试，考试内容为课程中的重要定理、课后练习和布置自学的内容，水平考试采用试题库中的试题对学生综合应用能力进行测试。这样既检测了学生的知识能力，又提高了学生平时学习的积极性。在改革考试内容的基础上，实现考试方式的多元化。目前可以采用集中考核和分散考核两种形式，通过闭卷、开卷、口试、读书报告等多种方式进行考核。每一种考试方式都有自己的优缺点和适用范围。另外适度提高平时成绩的比例，调动学生平时学习的积极性。在“电工学”教学中，以课堂教学在多大程度上给学生提供了个发展和思维能力发展为评估依据，发挥评价的正确导向作用。教师在做学科成绩评价时，将课堂上学生主动参与协作学习时的行为表现、自主探索的学习习惯、是否积极完成作业等作出定性评价，按照一定的比例纳入考试总成绩，作为平时学生学习行为表现成绩分数，以解除一部分学习基础较差的学生在心理上的后顾之忧，让理论基础较差、学习态度端正的学生获得一定的发展潜力分或教师的心理期待发展分，从而保护一部分学生的学习上进心，通过优化学生的非智力因素促进学生智力因素的发展。

四、结束语

“电工学”教学改革是一项长期的艰巨任务，要深化教育教学改革推动人才培养观念转变和方式方法创新。[5]“电工学”课程基于专业需求的整体优化研究是时展的需要。要不断更新教学理念，提高教师的教学水平，既重视“电工学”的基础性，又突出其专业性和先进性。强化创新和应用能力培养，积极探索多种教学方法，并使多种教学方法有机结合。[6]教师要因材施教，对学生进行由基础到提高再到创新的全面培养，真正达到全面提高教学质量的目的。本课程组的研究成果已经在我校非电专业教学中进行了探索实践，并取得了良好的效果。

参考文献：

[1]刘海春，刑丽冬.“电工电子技术”课程教学中的专业特色教育[J].电气电子教学学报，2011，33（3）：24-25.

[2]李斌，林伟，等.重构电工电子教学新体系[J].理工高教研究，

2006，25（1）：99-101.

[3]叶春暖.针对材料类专业学生的电工学课程教学的思考与实践[EB/OL]. .

[4]涂巧玲，徐霞.基于专业需求的“电工电子技术”课程内容的优化[J].电气电子教学学报，2011，33（3）：31-33.

电器工程及自动化论文篇9

关键词：高职 传感器应用技术 教学改革

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）01（a）-0201-01

21世纪以来，随着科技的进步，特别是智慧城市、物联网以及机器人技术等的发展，传感器作为一种能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置[1]，在各个领域得到了广泛的应用。“传感器应用技术”也因此成为了一门实用性较强的课程。作为电子信息类专业的专业基础课，也是学生在今后的工作中经常应用到的一门技术，“传感器应用技术”已在各大高职院校中得到广泛的开设。由于该门课程是一门实践性及理论性均较强的课程，而且高职类院校课程体系大都承袭了本科课程的教学体系，侧重于传感器理论知识的讲解，实验也是以模块化的验证性实验为主，这使得该门课程的开设效果并不明显，学生普遍存在着听不懂理论、学不会电路，不会用传感器的问题。为了能解决教学中理论与实践脱离，学生没有兴趣等的问题，笔者进行了如下的思考探究。

1 结合实际，明确培养目标

人才培养目标是高职院校人才培养活动中最根本，最核心的问题。作为一名教师，我们首先应该明确高职院校电子类、自动化类、机电类专业学生的培养目标是培养掌握本专业所需要的基础知识和专门知识，具有从事生产一线工作的综合素质和职业能力的技能型人才[2]。学生的就业岗位主要分布于生产流水线设备、基本电路的设计、产品的检测、维修及质量管理等，这些岗位要求学生具备利用传感器和自动检测的知识解决实际问题的技能。因此，在设计课程时，要跳出本科教学体系的框架，淡化理论，以实践动手能力培养为本位，构建学生应用传感器知识和自动检测技术解决生产方面问题的实际能力，培养学生胜任职业岗位的相关技能、技艺。使学生在学完本课程后，能够根据检测或者设计要求合理选用各种类型的传感器；能够使用常用仪器检查各种传感器性能，判别其好坏，进行简单维护；能够运用所学知识设计、制作、简单测试基本检测单元模块电路等。其次，应结合所在学校学生就业区域的特点，针对岗位应用的知识进行着重讲解，使学生能深入的了解学习所应用的领域，有所专长。

2 合理设计，丰富教学环节

针对高职高专类的传感器应用技术方面的教材，部分已经进行了改革，以项目化教学[3]为导向，简化了理论知识的讲解，但是对于传感器原理中的基本理论，如：压电效应、霍尔效应等，仍需要讲解。如何将这些理论与传感器实际的参数结合起来，如何将枯燥的理论形象化的传授给学生，这就需要我们合理地去设计每一节课。

传感器作为一种转换器件，在讲解其理论时，我们首先应该以传感器为教具，让学生对传感器有一个感官上的认识，带动学生的好奇心和兴趣。其次，在每节课开始时，通过一些传感器方面的新闻或者视频，如在讲解温度传感器时可以引入生活中燃气灶热电偶的应用等，使学生了解传感器技术发展所带来的实实在在的效益，同时也开拓了学生的知识面。再次，理论的讲解尽量以生动的flas为主，减少公式的推导，实际教学证实学生对于公式的推导，基本上不感兴趣或者是听不懂，而视频或者动画往往会吸引学生，使学生能更形象深刻的理解知识点。最后，在传感器的应用及性能指标讲解中结合实际案例分析[4]，让学生真正认识到如何将传感器与实际应用结合起来，如在讲授温度传感器时，可以设计一个应用场景，给定要测量的温度范围，让学生思考应该用什么测量方法，选用什么温度传感器来组建满足要求的温度测试系统，这样学生会对传感器的型号、传感器特性参数、如何用测量电路把信号从传感器中提取出来并放大、如何减小传感器测量系统的误差以及如何进行误差补偿等有了一个形象客观地认识，学生通过思考，查找资料，接触具体型号的传感器，将传感器的理论知识应用于实践，就知道了传感器的动态和静态参数是如何跟实际问题的参数联系起来的。为了让学生了解传感器的作用和应用范围，使用时的注意事项等问题，可以将传感器和检测技术结合起来，在教学过程中让学生思考什么是检测技术，检测系统中传感器的作用是什么，如何构建一个完整的检测系统，数据是如何处理的等等。课堂以互动为主，充分带动学生的积极性，尽量避免纯理论的讲述。

3 动手动脑 开展真正实验

“传感器应用技术”作为一门应用性较强的课程，开展实验对于这门课的学习具有积极的作用。“传感器应用技术”课程的实验是真正的实现理论联系实际的环节，但是查阅相关文献可以[2～5]发现该课程的实验普遍存在着一些问题，如：原理性、验证性实验较多，实验设备模块化，学生纯粹是简单连线，难以了解内部电路和工作原理以及学生兴趣不高等问题。针对这些问题，笔者结合教学实际，认为传感器应用技术课程实验可以进行如下的改革。

为了带动学生的积极性及动手能力，我们应该将传感器应用技术实验与单片机技术相结合，为每个实验小组配备简单的单片机开发板。在学习完每一类传感器时，按照竞赛的形式设计一个相关题目，给出参数及设计目标，要求每一个实验小组按所给要求，选用传感器并设计测量电路，利用单片机开发板，最终调试实现相应功能，完成该传感器测量系统的前端设计工作，这样就可以实现学生真正的动脑动手，真正的参与到实验中。这种方法既能带动学生的兴趣，也有利于学生系统思维及实际解决问题能力的培养。

4 结语

本文针对高职“传感器应用技术”课程教学中实际遇到的一些问题，结合实际教学，提出了几点思考。通过人才培养目标的清晰认识、教学环节的有目的准备以及实验环节的改进，相信学生能真正提起兴趣去了解学习传感器这门知识，掌握这门技术。教与学的过程没有穷尽，相信在不断的实践中这门课的教学方法会不断完善，实现教学质量的提高。

参考文献

[1] 常慧玲.传感器与自动检测[M].电子工业出版社，2012.

[2] 刘金桂，王梅，王晓静.“传感器与自动检测技术”课程设计教学改革[J].成功（教育），2011（7）.

[3] 浦灵敏.高职“自动检测技术”课程项目化教学模式探索[J].中国电力教育，2009，10（19）.

电器工程及自动化论文篇10

[关键词]计算机技术；机电一体化；生产应用

中图分类号：O246 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）13-0174-02

现代科学技术的发展极大地推动了机械工业领域的变革，同时给相关生产产业带来了巨大的影响，提高了生产水平和技术。随着各种技术之间相融合的发展，以计算机电子技术、机械技术为核心的机电控制领域将给工业及科研等领域带来更多的实际应用。

1.计算机技术与机电控制技术的发展概况

1.1计算机控制理论的形成与技术的发展

忽略数字信号的量化效应，可以将计算机控制系统看成采样控制系统，在这一系统中，将其中连续的环节离散化，则整个系统又可看成由不同的离散系统构成。计算机控制理论的发展主要是将采样理论、差分方程、变换理论、状态空间理论和系统辨识自适应控制等理论综合应用到控制技术中，使计算机控制系统有了初步发展。对于结构复杂、时变的非线性系统，控制系统则融入了鲁棒控制、模糊控制、预测控制等多种新型理论，逐步形成了工业过程控制系统的一个新方向。

1.2机械和电子控制技术的发展和现状

在生产、科研等诸多领域里，有大量的物理量需要按某种变化规律进行控制。在二十世纪三十年代之前，工业生产多处于手工操作的状态。最初采用基地式仪表控制压力温度等在一恒定范围内，初步有了对工业生产的机械控制实践。随着电子技术的迅速发展和计算机控制系统的出现，直接实现了工业生产中各参量和过程的数字控制。计算机的微型化使控制技术更加智能化，同时将机械、电子、计算机技术和控制技术有机结合的机电一体化技术也得到迅猛发展，且越来越被广泛的应用到各生产领域。目前主要形成并应用的机电控制技术主要有PID控制，PID是经典控制理论的代表，它吸收了智能控制思想并利用计算机的优势，形成了自适应PID和非线性PID等更利于控制的变种PID控制器。另外还有模糊控制（FLC）、变结构控制等，均随着计算机领域的发展在不断地拓宽。

2.机电一体化的发展及在工业上的广泛应用

2.1机电一体化的简介和生产应用

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及计算机软件系统集合起来所构成的系统总称，综合运用机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等对各生产领域的控制过程进行监督操作。它主要应用领域有数控机床，通过相应的数控技术，在工业操作上结构、功能、操作精度上都有明显的提高。采用多CPU和多主线的体系结构，丰富了数控功能，也提高了生产效率。

柔性制造系统的应用是计算机技术和制造系统在机电控制工业的应用，是计算机化的制造系统。它主要由计算机、数控机床、自动化仓库等组成。在工业上，它可以随机地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，更适用于多品种，小批量等的离散零件的批量生产。

可编程控制器（PLC）是集计算机技术和自动控制化技术于一体的新型控制系统。这一系统解决了工业控制系统中大量开关控制的问题，逐渐取代了耗能多、故障率高的继电器控制系统。随着PLC技术的进步，其应用领域更是不断扩大，可采集存储数据，还可对控制系统进行监控。PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。这种过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。此外，随着工厂网络自动化的发展，PLC可实现通信及联网功能，更有助于工业生产的控制过程的监控。如今，PLC技术已经被广泛应用于冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保以及文化娱乐等各行各业。

2.2计算机在机械产业的应用实例

计算机技术和机械电子控制技术一体化的有机结合，不断使相关的新技术应用到更多的领域中去，这些应用到的领域已经不再局限于工业的生产，更多技术是切身关系到我们日常的工作和生活。下面举几个具体实例来介绍计算机技术和机电控制相结合的实际应用。

PLC实现了机械手移动工件的控制过程。随着世界经济和技术的发展，人类活动的范围不断扩大，机器人的应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展，并从制造领域转向非制造领域，各种各样的机器人产品随之出现。随着机器人的生产和大量应用，很多领域，许多单一、重复的机械工作由机器人（也称机械手）来完成。工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机，广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本有重要意义。与计算机及网络技术相结合应用的工业机器人的广泛使用正在日益改变着人类的生产和生活方式。

PLC在自动售货机中的应用。自动售货机通过顾客选择商品开关，投入的硬币值由PLC驱动数码管显示，经过光传感器识别，通过判断，进行下一步操作，经过PLC的系统控制和信号输出完成售卖过程。计算机技术和机电自动控制在自动售货机中的这项应用极大方便了人们的生活，也使PLC的应用更加广泛。

交通信号灯系统也是微机软件应用到电子控制系统中的典型实例。通过主要应用PLC技术控制十字路口的信号灯动作。准确无误的完成信号灯的变灯动作来控制时间，这项应用更是极大方便了人们日常生活工作的出行。

电脑横机中计算机技术的应用给机械编织行业带来了巨大的变革。现在的电脑横机是一种涉及到计算机、机械、电子、控制等诸多领域的复杂系统。电脑横机的编织是一个极其复杂的过程，最初的横机是手动横机，只能胜任比较简单的编织过程。随着计算机技术应用到电脑横机中，通过电脑的自动控制，设计人员可对编织花型进行数字化设计，通过计算机数字直接控制机械的退圈、垫沙、脱圈、弯沙等相应的机械编织动作，由计算机指令控制系统完成整个设计的编织，极大地提高了工业生产效率。

3总结

在机械生产领域，电子技术和计算机技术的融入发展，机电一体化的形成是机械工业中的重要变革。通过不断发展的计算机技术，使机电一体化相关的技术在诸多领域中得到了广泛的应用。

参考文献

[1]张东宝，工程机械与控制技术[M].筑路机械与施工机械化，2007.

[2]马增强等，数据采集系统的研究，微计算机信息，1998.

[3]王立新，浅谈数控技术的发展趋势[J].赤峰学院学报，2007.

[4]杨明等，机电一体化的研究现状及发展趋势，农机化研究，2006.