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电器工程及自动化论文赏析八篇

时间:2023-03-15 15:02:37

电器工程及自动化论文

电器工程及自动化论文第1篇

电容器是一种容纳电荷的器件.实际上任何2个彼此绝缘且相隔很近的导体(包括导线)间都构成一个电容器.静电场及其理论中的电容器这一知识点,学生在高中已有所接触,又在大学课堂讲授,学生会有重复感.但电容器及其理论是学生特别是电类专业学生专业理论的重要基础知识,对电容器及其理论的讲解,须对照文献[1]的要求,使学生达到理解电容的概念,掌握电容器的储能公式,能计算典型电容器的电容,了解电容器的应用等基本要求[1].电容器及其理论知识点,其地位和作用主要体现在知识体系的前后联系,以及在讨论静电场能量的分析上.这个知识点应该放在更加突出的位置,主要有2方面的原因:

(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.

2.1.3同心球形电容器很难直接从工程应用中找到其相应的素材.在讲授时引用了“地球是一个异常巨大的电容器”的观点[3]:高温高压下的地核视为正极,它具有惊人的密度;而将地幔层与地壳之间的结构视为负极,这样就可以把地球看成是一个正极在球心、负极在球壳处异常巨大的电容器.

电器工程及自动化论文第2篇

关键词:电气专业;电机电器;培养模式

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.

[4]刘昱溢.浅谈电气工程及其自动化的建设与发展[J].电源技术应用,2013,(4):63-64.

电器工程及自动化论文第3篇

关键词:高职院校 传感器技术 说课

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。

参考文献

电器工程及自动化论文第4篇

关键词:变压器、电气自动化、应用、探讨

Abstract: With the rapid development of national economy, society of electrical automation departments of the application requirements is very big, especially for transformer is put forward higher request. Although I have electrical automation has made progress, and made great achievements, but still still face many challenges, this paper transformer in electric automation in the process of application performance and the role of a discussion.

Keywords: transformer, electric automation, application, discusses

中图分类号:TM4文献标识码: A 文章编号:

一、前言

电气自动化是工业现代化的重要标志和现代先进科学的核心技术。依靠科技进步是电气自动化发展适应全面建设小康社会要求的必然选择。对于电气自动化企业,自动化技术可以大大降低人工的劳动强度,提高测量检测的准确度和信息传输的实时性,为生产过程提供进一步的技术保障。众所周知,自动检测与转换、仪表智能化与自动化、传感器技术是实现自动控制必不可少的环节。差动变压器以其结构简单、测量精度高、输出稳定、灵敏度高、线性度好、输出曲线光滑、适应性好、驱动力小等特点而被广泛应用于上述各种线位移测量与转换、仪表仪器以及传感器技术应用中。本文就详细探讨变压器在电气自动化应用过程中的表现和作用

二、差动变压器的结构与工作原理

差动变压器的工作原理是将非电量位移变化变换成线圈互感变化,它本身是一种互感式变压器。当变压器的互感量随位移的变化而变化时,输出电压将相应发生变化。常用的螺旋式差动变压器是由衔铁、一次线圈、二次线圈和线圈骨架组(如图1所示)。一次线圈作为变压器激励用,二次线圈由两个结构参数与电气参数相同的线圈反向串接而成。二次线圈因互感产生感应电势,其感应电势的理论计算式如下

输出电势总和为:Eo=E21-E22=-jω(M1-M2)I1

当衔铁处在中间位置时,若两个二次线圈参数及磁路尺寸相等,则M1=M2=M ,可得:Eo=-jω(M1-M2)I1=0当衔铁偏离中间位置时,M1≠M2,变压器处在差动工作状态,M1=M+M,M2=M-M。在一定范围内,差值M与衔铁轴向位移X成正比。在负载开路的情况下,其输出电势为: Eo=- jω(M1-M2) I1=- jω[(M+M)

-(M-M)] I1=-jω2M I1=-jω2MEi/(R1+jωL1),其中:M1、M2分别为一次与二次线圈之间的互感;L1、R1为一次线圈的电感和电阻;Ei为一次线圈的激励电压;E21、E22分别为两个二次线圈的感应输出电势;Eo为差动输出电势;X轴上所示为衔铁偏离中心位置的距离。其输出电势与衔铁位移之间的关系如图2所示

三、变压器在电气自动化过程中的应用

1、变压器节能。

变压器是供配电系统中最为常见的电气设备,变压器上由于铁损、铜损、负载损耗以及空载损耗等原因产生大量电能浪费。变压器节能可以从降低空载损耗、负载损耗以及优化变压器运行方式几个方面实现节能。空载损耗一般被称为铁损,是有变压器铁芯漏磁损耗以及涡流损耗两部分组成,空载损耗和变压器本身设计以及制造工艺有关,有具体线路以及负载无关,减少空载损耗的措施就是选用铁损小,品质高的变压器。负载损耗由变压器绕组电阻以及绕组电阻上电流的电流值决定,尽量选用组织小的绕组变压器[1]。

2、降低线电阻损耗

在电气电路中,通过线路的电流值恒定时,线路长度越长,线电阻阻值越大,而且,在实际电气自动化设计过程中,往往线路上下交错,复杂无比,线路长度往

往上万米,甚至达到几十万米,在线路上造成的损耗是很高的,所以必须在进行电路设计的时候对线损要有足够的重视。

3、提高供电系统功率因素

提高供电系统的功率因素可以减少线路无功损耗,从而实现节能。减少用电设备的无功损耗可以提高用电设备的功率因素,所以在电气设计中尽量使用功率因素较高的设备;使用静电容无功补偿技术,利用电容器产生的无功电流抵消负载设备的滞后无功电流,从而实现减少整体无功电流、提高功率因素的目的。

三相电不平衡的现象十分普遍,不仅造成线路上一级变压器上铜损的增加,也造成了变压器上铁损的增加,三相电不平衡还会造成供电质量下降、电气设备损坏、电表失灵等后果。在电气自动化设计时,要尽量考虑到三相电负荷的平衡,以保证三相电间电流值的平衡,避免无谓的铜损和铁损,保证供电质量,节约电能。

四、变压器在电气自动化应用中发展的新趋势

1、电气自动化产品创新。电气自动化生产企业能够按照国家中长期科技发展规划纲要提出的目标任务,不断提高开放条件下的原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新能力。进一步提高自身产品的科技含量,研发生产更好的具有自主知识产权的电气自动化控制系统与产品,加大自主创新的发展力度,提供了更多、更大的空间。电气自动化生产企业应当努力开创科学发展的新局面,坚持提高自主创新能力,加快转变经济增长方式,不断提高自主创新能力。

2、电气自动化系统平台统一化。电气自动化系统平台统一化可以支持一个自动化项目周期中的设计、实施和测试、调试和开机、运行及维护等各个阶段和环节。这样可以大大降低从设计到完成的时间和费用。统一的系统开发平台还可以满足用户另一个重要需求即开发平立于最终的运行平台。

3、电气自动化系统结构通用化。电气自动化系统结构通用化对于一个成功的电气自动化控制系统来说非常重要。整个企业的网络结构应保证现场控制设备、计算机监督系统、企业管理系统之间的数据通讯畅通无阻。企业管理层可通过lnternet/Intranet对现场设备进行实时监督。在进行系统网络规划时,无论选择与现场设备通讯的现场总线还是与上级计算机或办公系统通讯的以太网,所选择的网络产品必须能够保证从办公自动化环境到控制级直至元件级的整个系统范围内的通讯。

五、结语

本文就变压器在电气自动化过程中的应用进行了分析,阐述了变压器的工作原理,指出详细介绍了变压器在显得电气自动化中的具体应用,并根据现有情况,大胆预测未来变压器在电气自动化中的应用。伴随我国改革开放的深入和市场经济的持续高速发展,变压器在电气自动化中的作用会越来越大,电气自动化也会进一步革新,因此希望本文的分析能做出一点贡献。

参考文献

[1] 秦彦瑾.刍议自动化仪表控制系统的应用[J]. 知识经济. 2011(21)

[2] 李惠勇,孙宏伟.试论自动化仪表及控制系统的发展方向[J]. 科技资讯. 2011(22)

[3]访中国电子科技集团公司第39研究所副总工程师马金仓研究员 迈向更高端的电子装备业[J]现代制造. 2007(15)

[4] 段绪斌.建筑工程电气施工与土建配合的突出问题[J]. 中小企业科技. 2007(10)

[5] 邓涛 浅谈市政工程投标工作[J]. 企业科技与发展. 2007(12)

[6] 刘鑫 现代建筑结构检测与加固施工技术分析[J]. 知识经济. 2007(11)

电器工程及自动化论文第5篇

关键词:卓越计划;传感器;课程改革;应用型人才

作者简介:张鹏(1980-),男,黑龙江哈尔滨人,黑龙江工程学院电气与信息工程学院,讲师;吴东艳(1975-),女,黑龙江哈尔滨人,黑龙江工程学院电气与信息工程学院,讲师。(黑龙江 哈尔滨 150050)

基金项目:本文系2012年黑龙江工程学院教学改革项目(项目编号:JG2012046)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)19-0068-02

现代信息技术的三大支柱是传感器技术、通信技术和计算机技术,它们分别构成信息系统的“感官”、“神经”和“大脑”。因此,传感器技术是信息社会的重要基础技术,传感器是信息获取系统的首要部件。目前,传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程甚至文物保护等领域。可以毫不夸张地说,从茫茫的太空到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目都离不开各种各样的传感器。由此可见,传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用是十分明显的。

“卓越计划”是教育部“卓越工程师教育培养计划”的简称,是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大改革项目。我国“卓越工程师教育培养计划”于2010年6月开始实施,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。[1]

“卓越计划”具有三个特点:一是行业企业深度参与培养过程;二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才;三是强化培养学生的工程能力和创新能力。这就要求高校培养的学生在拥有坚实的理论基础的同时,又要有过硬的工程应用技能,同时也对高校的课程教学提出了新的要求。针对上述情况,本文探讨了当前传感器教学过程中存在的问题,针对“卓越计划”的实施要求提出了一些改革措施,在教学实践活动中取得了较好的教学效果。

一、当前教学状况

传感器课程是电类专业,如测控、自动化、电子信息等专业的一门重要课程,具有很强的实践性。它是讲述传感器与自动检测技术的实用科学,在现代检测与控制系统中有着举足轻重的作用。该课程主要介绍常用传感器的基本原理、结构、特性和应用以及相关的信息处理技术,是一门内容繁杂的交叉学科,涉及物理学、电学、磁学、力学、光学、声学、化学、计算机技术等多门学科,知识密集性强,内容离散性大,应用性较强。

长期以来,传感器及检测技术课程在教学内容上侧重于各种传感器原理的讲解;在教学方法上主要以课堂讲解为主,同时根据教学内容开设少量验证性及综合性教学实验。这种教学方式存在明显不足,主要表现在以下几点:

(1)学生在学习过程中接触最多的是传感器工作原理,无法见到实物,从而对传感器缺乏感性认识。一些相似的原理介绍会让学生觉得教学内容枯燥,从而对学习失去兴趣。教师在讲解传感器及应用电路的分析方法时,同实际应用结合较少,影响了学生的学习兴趣。

(2)传感器技术和微电子技术发展的速度很快,各种新型的传感器不断涌现,但当前大部分教材中没有或很少提及新型传感器技术的理论知识及其应用,不利于学生知识面的拓展。

(3)传感器课程的内容主要包括传感器原理和检测技术两部分,主要内容是传感器原理部分,检测技术内容较少。教材中,传感器原理部分主要介绍传感器的工作原理、内部结构、转换电路,甚至是敏感元件的制作材料和工作原理等,内容繁杂,不仅涉及电学、磁学等多门学科,还涉及工业现场的一些实际情况及制作工艺学等。其中很多内容对学生来说过于陌生,过多篇幅阐述这部分内容会增加学生的畏难情绪,影响学生学习的积极性。

(4)传统教学手段是理论教学加实验,而且以理论教学为主。以黑龙江工程学院为例,大纲规定总课时为48学时。其中,理论教学40学时、实验8学时。在理论教学过程中,教师讲解较费力,而学生听起来较困难,学习积极性不高。实验也基本是对着理论进行验证性实验,缺乏创新性,收效甚微。

(5)课程考核方法一般是以考试为主,辅以作业、考勤评价学生的学习状况。这种考核方法无法激发学生学习的积极性和主动性,不能真实反映学生的学习能力、对知识的掌握程度及其专业应用能力,在某种程度上不利于学生提高自身的综合能力。

为了改变这种教学状况,对传感器课程的教学内容、方法和手段、实验教学方法以及考核机制进行全面改革,使学生既能了解基本原理又能了解实际对象,将理论与实际紧密结合起来,从而提高学生的创新能力、动手能力和工程实践能力,进而满足“卓越计划”提出的要求。

二、教学改革措施

结合黑龙江工程学院电气与信息工程学院的实际情况和“卓越计划”的要求,对传感器及检测技术课程从课堂教学、实践教学和课程考核三个方面进行了全方位的改革和探索。

1.课堂教学的改革

针对“卓越计划”和学校应用型人才的培养要求,依据相关行业的标准制定新的教学大纲,调整传感器原理授课比例,彻底改变传统的重理论、轻实践的教学思路。在讲解完传感器的相关理论之后,从应用的角度将重点放在传感器的工程使用方面。将传感器的应用要点全面展现给学生,努力做到学生在完成理论课程的学习后可以使用实际传感器进行工程测量等应用。为了利用有限的学时来解决主要的问题,避免时间不必要的浪费,在制定大纲时认真分析前后续课程的交叉知识,尽量避免知识的重复讲授。

引入项目教学法,将大纲中的教学内容按照工程相似性进行分类,以生产实践中的具体项目为基础,实现教学内容与工程项目的有机结合,将知识点融入到具体的工程项目中,在教师的指导下学生以小组为单位,自己参与传感器应用项目的设计、仿真、制作、调试和改进的全过程,最终得到结果并进行展示和自我评价。

在结合传统的教学方式和方法的同时,引入展示法、启发法、课堂讨论法等教学方法。购买一些具有代表性的传感器实物,并在教学中将实物展示给学生,使学生能够在第一时间获得较充分的感性知识;采用启发式教学,通过生动地讲述使学生产生联想,给学生留下深刻印象;充分发挥学生的学习主动性,针对学生感兴趣的问题,在学生进行独立思考之后留出一定时间共同讨论,让学生积极参与到课堂教学中,使课堂上的学生变被动为主动,从而提高学生的学习兴趣;为学生提供传感器参考资料和相关科技文献,鼓励其课下阅读,从而领会、消化、巩固和扩大知识面,提高学生的自学能力,养成良好的读书习惯;以调研报告的形式,鼓励学生通过一些渠道去了解广大工厂企业中的传感器应用情况,使学生具有进一步与企业接触的经历。

在授课过程中,结合“卓越计划”的要求,以教师自编的教案和讲稿为主,不断更新新型传感器的部分内容,逐步形成以项目教学法为主线的传感器教材,从而满足应用型人才的培养要求。

2.实验教学的改革

突破传统的实验教学方法,将产品实例分析引入实验课堂。为学生准备实际的传感器实物,让学生在拆开并分析其内部工作原理的基础上绘出内部电路,并搭建外部输出电路进行实验,让学生在动手的同时锻炼思维能力。

引入基于Proteus的虚拟实验方法,使学生摆脱对实验室的依赖,降低实验成本,激发学生的学习兴趣,提高学生的学习效率。让学生在脱离实验室的情况下进行自助实验。通过使用Proteus电路仿真功能,让学生在课下进行传感器驱动电路和测量电路的仿真实验,加深对实验电路的理解,并尽可能地对实验电路进行优化。在使用Proteus电路仿真的基础上,通过实验设备对电路仿真结果进行验证,找到仿真结果和实验结果的区别所在,并对电路进行进一步改进,真正达到通过实验锻炼学生应用能力的目的。

通过上述实践环节的改革,学生的实际动手能力和设计能力有了很大的提高,为学生创新能力和工程能力的培养打下坚实基础。

3.课程考核方法改革

在传统考核方式的基础上,结合课堂教学改革措施,引入新的考核机制,实行多元化、全方位的考核方式,综合考查学生的学习能力和工程实践能力,激发学生学习的积极性,提高学生的综合能力。

降低卷面成绩在课程考核成绩中的比重,将原来的试卷成绩占60%更改为30%。试卷中去掉原有传感器应用方面的考核内容,把重点放在传感器相关原理的考核上,着重考查学生的理论掌握情况。对传感器应用能力的考核占课程考核成绩的70%,主要由课堂表现(15%)、项目完成情况(10%)、实验考核成绩(40%)和传感器应用设计报告(5%)组成。其中,课堂表现成绩依据出勤、作业、课堂讨论、调研报告等情况给出;传感器应用设计报告成绩依据学生提交的设计报告情况给出。

在项目教学法中,授课教师监控学生完成工程项目的每一个步骤,依据项目的完成情况给出学生的项目完成成绩。实验考核成绩包含虚拟实验完成情况、实验准备、实验操作、实验报告、实验创新和实验考试共六个方面的全方位实验考核体系。从实验整体出发,培养学生各项实验能力,提高学生综合素质,提倡自主实验,提高学生的学习自主性,通过定性定量的实验操作考核来提高学生的实际动手能力,以实验创新考核来推动学生的创新能力,真正提高实验教学效果。对于实验考核不合格的采用一票否决制,即取消其理论课考试资格,进而督促学生提高实际的动手能力。

三、结束语

“卓越计划”对于培养一批创新性强、能够适应经济和社会发展需求的各类工程科技人才、着力解决高等工程教育中的实践性和创新性问题、提高科技创新能力、加快经济发展方式的转变、实现未来我国经济社会的持续发展具有重要意义。这无论对学校、教师还是学生都提出了新的要求,更需要参与人不断地更新理念,特别是教师这一重要环节。[5]

本文针对在传感器课程教学过程中所出现的问题,从课堂教学、实践教学和实践考核三个方面对传感器课程进行了全方位的改革与尝试,其主旨在于探索一套符合卓越工程师计划和应用型本科教学要求的传感器课程教学方法。实践表明,通过上述改革增强了学生学习的兴趣和热情,提高了学生学习的效果,使学生在掌握传感器技术的同时提高了学习能力、工程实践能力和创新能力。

参考文献:

[1]林健.“卓越工程师教育培养计划”通用标准研制[J].高等工程教育研究,2010,(4):21-29.

[2]刘丽.传感器与检测技术虚拟实验教学研究和实践[J].中国电力教育,2011,(13):118-119.

[3]张铮.《传感器原理》实验课程教学改革探讨[J].长江大学学报(自然科学版),2011,(7):127-128.

电器工程及自动化论文第6篇

关键词:卓越工程师教育培养计划;教学改革;创新教育;培养模式

作者简介:朱培逸(1980-),男,安徽潜山人,常熟理工学院电气与自动化工程学院,讲师;徐本连(1974-),男,江苏镇江人,常熟理工学院电气与自动化工程学院,副教授。(江苏常熟215500)

基金项目:本文系常熟理工学院教研教改项目“大电类专业实践教学体系平台设计与研究”(JX11012104)的研究成果。

中图分类号:G642     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)13-0017-02

根据常熟理工学院电气与自动化工程学院自动化专业培养卓越工程师计划的标准,以个人发展和行业企业需求为导向,以自动化专业所需的工程技术为主线,以企业工程项目为背景,遵循企业开发实际项目的要求,以增强学生的工程实践能力、设计能力和创新能力为核心,改革、整合和优化现有的课程体系,以满足培养复合型、高素质、满足未来需要的优秀工程型人才的需求。[1-3]从提高人才培养质量、实现培养标准的角度,在坚持人文精神与科学精神融合、通识教学与专业教育整合、个性培养与社会责任并重的同时,着力推动基于问题的学习、基于项目的学习、基于案例的学习等多种研究性学习方法,加强学生创新意识和创新竞赛训练,“真刀真枪”做毕业设计,从而进一步提高学生能力和素质的培养,充分发挥课程教学在卓越工程师培养中的重要作用。[4,5]本文将介绍实践教学、创新教育、国际化教育和校企合作培养模式等方面的探索实践。

一、加强实践教学

常熟理工学院自动化(智能低压电器技术)专业“卓越工程师教育培养计划”坚持联系工程实际,强调以智能低压电器行业为背景,通过学生在本科四年学习期间的专业认识实习、专业课程群实践、专业综合性工程实践和毕业设计四个环节进一步加强实践教学。通过专业认识实习建立智能低压电器领域的整体概念,以各生产车间现场轮流实习、集中讲解、个人调研等形式完成实习,使得学生了解智能低压电器、智能低压电网供配电系统等电气技术对工农业生产及社会生活的影响和作用;了解智能低压电器、智能低压电网供配电系统的工作原理、基本结构与组成、生产工艺与组装流程等;重点了解智能型低压电器、智能低压电网供配电系统生产过程、技术工具、系统架构、管理规范、实施过程、电气技术及应用系统的发展趋势等。专业课程群实践主要是与专业课程知识密切相关的企业学习阶段,通过结合生产实际,系统学习自动化(智能低压电器技术)专业的企业核心课程群即智能低压电器技术课程群中的低压电器设计与制造、智能电网供配电系统、运动控制系统、现代电力电子应用技术四门课程;课程的理论部分由相关企业导师进行讲解,结合课程的理论学习所进行的现场参观、考察、讲解和操作,使学生验证、理解并掌握课程理论的内容,提高学生应用理论解决实际工程问题的能力。同时增加专业综合性工程实践,通过采取跟班工作或顶岗工作方式让学生了解智能低压电器产品的设计、制造和检测等过程,掌握工程研发过程管理及文档编写,全面提高学生工程意识、创新意识等。毕业设计环节是实践教学改革最为关键的部分,要求学生能结合企业的实际工程问题进行有针对性的工程研究与实践,毕业设计的题目和内容由校内导师与企业导师共同制订,设计指导采取双导师制,在企业完成;毕业设计要求学生独立完成,通过设计、毕业论文的撰写和答辩过程使学生具备综合运用所学理论知识和工程技术与解决实际问题的能力,独立完成具有智能低压电器行业背景和实际应用价值的毕业论文,使学生运用知识的能力和解决工程实践问题的能力得到显著提升。

二、注重创新教育

卓越工程师创新教育就是以培养学生的创新精神和实践能力为基本的价值取向,就是以实现学生的全面发展和培养创新型人才为主的教育;就是增强学生锐意进取、开拓创新的精神,使学生形成创造性的思维和能力,具有坚强的意志、持久的毅力,具有求真务实的科学态度和科学精神;就是培养学生善于发现问题和解决问题的能力;就是培养学生善于质疑、乐于动手、勤于实践的意识和习惯,提高实践操作能力;就是培养学生能够参与生产经营、推动技术进步的实践,促进科技成果向现实生产力转化的能力,能够适应和支撑产业发展,掌握过硬实用技能,具有较高科学文化素质的工程人才。[6]注重创新教育,抓住关键环节,掌握其内在规律,才能取得理想的效果。首先,培养创造型人才的关键是要有创造型教师,因此,对教师进行创新教育要加强教学团队和专业平台建设。通过在教学团队和专业平台上精心设计教学内容,提高教师的创造能力,譬如自动化(智能低压电器技术)专业的核心课程群(即智能低压电器技术课程群中的低压电器设计与制造、智能电网供配电系统、运动控制系统、现代电力电子应用技术四门课程)在教学内容上抛弃了传统的教学内容,完全采用基于工程背景的方式来编写教材,将传统教材中的原理描述融合到工程问题、工程案例和工程项目中,将课程理论的讲述直接搬到企业的工程现场,派工程经验丰富的企业导师和实践能力较强的校内导师共同讲解,将以前学生感觉工程原理和工程实际完全脱钩的现象彻底扭转。其次,还要加强创新教育的课程和内容,增强学生学习的兴趣,利用课程知识运用所产生的社会价值激发学生浓厚的学习兴趣和强烈的创新激情。树立以人为本的教育理念,注重学生的个性发展。因此卓越计划教育不仅要培养学生的创造才能,更要注重学生的个性和志向的发展,做到爱护、尊重和激发学生学习的主动性、积极性和独立性,让每个学生的个性和潜能得到更大的发展。再次,需要加强教学方法的创新。在教学方法方面,凡教学内容与生产实践关系密切、工程知识密集的课程,如智能低压电器技术专业课程群所涉及的课程(现代电力电子应用技术、低压电器检测技术、低压电器制造过程控制工程、计算机控制技术、电网供配电系统组态软件及其应用等),以工厂、车间、工段、生产线、单机设备等为教学背景,或结合工厂实际讲授,或在企业培训期间对相关课程的内容进行强化。通过自学、讨论、设计、研究、训练和竞赛等方式设置能力培养型课程。以课程设计类的大作业替代部分作业和考试,进行基于问题、基于项目、基于设计的教学,增强学生的工程设计能力和工程知识运用能力,改革课程的考核方法。考核方式应该使学生由评价的客体转变到评价的主体,增加学生课堂学习的主动性和参与实践的积极性,充分发挥学生的学习自。最后,作为卓越计划的最后一个环节――毕业设计不仅要求毕业设计的内容形式上注重其创新性,同时还可以检验卓越计划的效果。毕业设计要求结合企业的实际工程问题进行有针对性的工程研究与实践,毕业设计的题目和内容由校内导师与企业导师共同制订,设计指导采取双导师制,在企业完成。毕业设计要求学生独立完成,通过设计、毕业论文的撰写和答辩过程使学生具备综合运用所学理论知识和工程技术与解决实际问题的能力,独立完成具有智能低压电器行业背景和实际应用价值的毕业论文,使学生运用知识的能力和解决工程实践问题的能力获得显著提升。

三、强调国际化

“卓越工程师教育培养计划”树立了“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念,因此要加强学生国际化的培养。[4]首先,课程体系的国际化。一方面培养学生能在国际化和多元文化的社会工作环境下生存的能力;另一方面吸引外国留学生到本校学习,他们的参与对本专业学生和教学过程都有益处。通过设置与国际接轨的课程体系和教学内容,提高课程国际通用程度,实现课程的精品化、国际化与网络化,从而提高学生应用外语来学习和掌握学科专业先进知识的能力。其次,语言学习国际化。为学生提供国际化的语言学习环境,采用前两年分级模式的英语课程、后两年自主选修提高层次的英语课程,辅以英语专题实训、竞赛等课外活动实现外语教学四年不断线,因材施教,使不同水平基础和不同发展需求的学生的英语水平和能力得到发展,具备外语交流的可持续发展能力。同时积极组织学生参与国际交流、到海外企业实习,拓展学生的国际视野,提升学生跨文化交流、合作能力和参与国际竞争的能力。最后,教师队伍国际化。积极引进国外先进的教育资源和具有高水平国际知识、经验的工程教师,提高师资队伍的国际化水准,一方面可以通过增加教师出国访问进修的人员比例以及到国外进行学术交流的人数,另一方面邀请知名学者、专家来校进行访问和举办讲座,聘请著名学者为客座教授或高级访问学者等措施,使教师构成呈现国际化的特征。[7,8]

四、注重企业参与

“卓越工程师教育培养计划”实行3年校内的系统理论学习、1年校外的企业工程实践的人才培养模式,因此企业的参与是该计划的关键。首先,专业认识实习阶段将以企业的各个生产车间现场为主题,轮流实习、集中讲解、个人调研等形式完成实习,企业将为学生认识阶段的学习提供场地――企业的生产车间,提供学习的对象――企业生产的产品以及讲授的老师――企业提供具有丰富实践经验的企业导师,学生通过听取企业文化教育专题报告、参观企业产品展示中心、到企业各生产车间现场实习与轮流调研、网上调研与查找资料等方式,增加对自动化(智能低压电器技术)专业的认识。其次,针对智能低压电器技术课程群教材的编写,我们将充分发挥企业导师实践经验丰富、校内教师归纳、概括能力较强的优势,结合企业的工程问题、工程案例和工程项目编写出版《低压电器设计与制造》、《智能电网供配电系统》、《低压电器检测技术》、《低压电器制造过程控制工程》、《电网供配电系统组态软件及其应用》等教材,而且课程的理论部分也由相关企业导师进行讲解,结合课程的理论学习所进行的企业现场参观、考察、讲解和操作,使学生验证、理解并掌握课程理论的内容,提高学生应用理论解决实际工程问题的能力。再次,专业综合性工程实践环节采取跟班工作或顶岗工作方式让学生了解智能低压电器产品的设计、制造和检测过程;通过参与企业实际项目完成规定的实践环节学习。在企业进行专业综合工程实践过程中安排具有工程师资格的现场人员做指导教师,锻炼学生的专业综合应用能力。最后,毕业设计环节也是结合企业的实际工程问题进行有针对性的工程研究与实践,设计指导采取校内导师与企业导师双导师制,在企业完成。整个学习过程中,企业将全程提供场地并且通过向学生展示或学生参与智能低压电器领域相关产品的设计、制造、检测、调试、维护、系统集成、管理等过程。同时,从实习单位聘请一批稳定的、经验丰富的工程师担当学生在企业学习阶段的指导老师,其中包括企业实习教师、企业授课教师和企业导师。企业实习教师承担学生企业实习环节的指导;企业授课教师承担在学校内或企业中的课程教学、专题讲座等;而企业导师主要负责学生的日常学业指导和学生的毕业设计(论文)指导,进行学生实践能力的培养。企业导师一般为企业有丰富工程实践经验的工程技术人员,在企业学习阶段实行校内导师和校外导师指导的双导师制,在企业学习过程中通过学校教师、企业相关技术人员授课,学生现场学习,通过认识实习、专业课程群实践、专业综合性工程实践和毕业设计四个环节参与企业的生产、工程项目和科研实践。

参考文献:

[1]张安富,刘兴凤.实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J].高等工程教育研究,2010,(4).

[2]林健.注重卓越工程教育本质创新工程人才培养模式[J].中国高等教育,2011,(6).

[3]林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案再研究[J].高等工程教育研究,2011,(4).

[4]林健.“卓越工程师教育培养计划”通用标准研制[J].高等工程教育研究,2010,(4).

[5]袁剑波,郑健龙.工程实践能力:培养应用型人才的关键[J].高等工程教育研究,2002,(3).

[6]王志伟,邹超英.应用型理工类本科人才创新教育的研究与实践[J].黑龙江高教研究,2010,(11).

电器工程及自动化论文第7篇

关键词:智能化;自动化控制;电气工程;理论;应用

中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 06-0223-01

一、智能化的理论基础分析

智能化技术主要体现在计算机技术上,精密传感技术,GPS定位技术的综合应用。产品的智能化能够大大改善操作者的作业环境,减轻了工作强度;提高了作业质量和工作效率;一些危险场合或重点施工应用得到解决;环保、节能;提高了机器的自动化程度及智能化水平等。

智能化技术的综合性很强,它的理论基础涵盖了信息论、控制学、仿生学、语言学、生物学、心理学、数理逻辑、医学、哲学等学科。智能化技术主要就是如何让没有意识的机器具备人工智能,能够通过一些程序指令而完成一些高危、难度大的工作。智能化技术的研究是与计算机技术的发展紧密联系的。

智能化技术在电气工程自动化控制中的应用在很早的时候就已经有实例了,具有适应性和可操作性,它的研究主要表现在:电气技术、信息的收集和分析处理。智能化技术运用于电气工程自动化控制,可以提高电气自动化控制的工作效率,降低成本投入,减少人力资源的投入,降低了作业人员的危险度。

二、智能化的特点和优势

(一)智能化的特点

第一,高精度高效化。在电气工程的自动化控制中,精度和效率是至关重要的,智能化技术采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统,使得电气工程的精度和效率越来越高。

第二,工艺复合性和多轴化。智能化技术的主要目的在于减少工序和辅助时间。智能化技术在电气工程上的运用正超着多轴多系统控制功能方向发展。

第三,科学的计算可视化。能够高效的处理数据和解释数据,信息的交流也不再局限于文字和语育的表达,有了更多的图形、图像、动画等可视信息。

(二)智能化的优势

将智能化技术运用于电气自动化控制中的主要表现就是智能化控制器,这种控制器的优势主要表现在:

第一,具有很强的一致性。智能化控制器一致性表现在可以对陌生的数据输入进行估计,同时驱动器对其造成的影响可以忽略不计。不同的控制对象会产生不同的效果,所以在初期的电气设备的设计时需要认真仔细的核对每一项。有时候会出现一些智能化控制器效果不佳的情况,这就需要从头开始排查每一个环节,找出错误,解决问题。

第二,可以提高电气自动化控制的性能。传统的电气自动化控制器是需要控制对象模型的,而智能化控制器却是不需要控制对象模型的,它可以自动的根据情况进行调整,譬如:调整下降的时间、鲁棒性等。智能化控制器的自动调整就可以提高自身的性能。

第三,更加容易调整控制。智能化控制器可以实现无人操作的机器自动化控制。另外,还有远程操作、高效化。

三、智能化技术在电气工程自动化控制中的应用

智能化技术运用于电气工程自动化控制中,主要表现在三个方面:

第一,在电气工程中的智能控制要通过什么样的手段来实现。

第二,电气产品的优化设计要如何实现。

第三,智能化技术如何运用到电气工程故障的诊断和维护上。

1.智能控制。从前文中就可以知道所谓智能就是实现无人的机器自动化控制管理,在电气工程中运用智能化技术,可以实现电气工程控制的无人化、自动化、远程化和高效化。实现电气工程的智能控制,可以降低成本,在人力资源的利用上也可以适当的减少或者是使人力资源结构得到优化配置,最大限度的利用人力资源。实现电气工程自动化控制的智能化,可以减轻目前的操作人员的压力,提高电气工程系统的安全性和可靠性。

2.优化设计。电气工程设备的设计是一项复杂艰辛的工作,运用到的专业知识很多,譬如:电磁场、电路、电机等学科。另外除了专业的知识外,还需要很丰富的实践经验。只有在专业知识和实践经验都扎实的情况下才能保证电气工程设备的设计能顺利完成。计算机技术的变革使电气工程设备的手动设计变成了CAD设计,这样就使得产品的生产周期缩短了,并且由此引发出了智能化技术。智能化技术的应用使得电气工程设备的设计以更高速度和质量实现。

在设备的优化方面,智能化技术的运用体现在遗传算法上,遗传算法是模拟达尔文生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程的计算模型,是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法。遗传算法能够得到较精确的数据,可以使得电气工程设备的优化更加的合理。

3.故障诊断。在电气工程系统的运行中,不可能永远都是顺畅运行的,总是会出现一些故障和毛病。而很多时候,电气设备出现故障前会有预兆,但是预兆与故障之间却具有不确定、非线性的特点。将智能化技术运用于电气设备中,可以对电气设备出现的故障进行全面、准确的分析诊断。在电气设备中由于变压器的重要性,因此经常要对变压器进行检测和维修,减少电气设备出现故障的概率。运用智能化技术可以及时的将故障检测诊断出来,这样可以迅速的对故障采取相应的正确的办法来维修,促使电气系统能迅速的正常运行。

四、结束语

随着社会经济的发展,人们对各行各业的要求也越来越高。在电气工程方面主要体现在自动化的智能控制。电气工程的自动化控制的程度与电气工程的安全性和可靠息相关,市场激烈的竞争环境下,要求电气工程的自动化程度越来越高,这样才能不断的提高自身的性能,才能减少出现故障的几率,才能不断的满足人们的需求,提高市场竞争力。

智能化技术目前的应用已经非常广泛,在电气工程自动化控制中的运用已经有了成功的经验。智能化技术是一个涵盖了多种学科的技术,是一个综合的复杂的系统的技术。在其他各行各业中也应该不断的得到运用,促使整个社会的快速发展。

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.

[2]华树超,孙娜.基于电气工程自动化的智能化技术应用分析[J].科技创新与应用,2012,26.

电器工程及自动化论文第8篇

关键词:传感器;高职教学;实验实训

中图分类号:G712 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2013)24-025-01

传感器技术及应用是我院电子信息工程、应用电子技术、机电等专业的一门重要的专业基础课,是一门综合性很强的学科,该课程涉及了电子、材料、机械、控制、光学、磁学等知识,涉及知识面广。

一、传感器的工作原理及重要性

传感器相当于人的感官,称为“电五官”,外界信息由它提取,并转换为系统易于处理的电信号,微机对电信号进行处理,发出控制信号给执行器,执行器对外界对象进行控制(其工作原理见图一所示)。现代社会中,传感器作为抓取自然界信息的主要手段和途径,被广泛地应用于家用电器、汽车、医疗、工业、航天、电动工具以及高端电子消费产品等应用领域,成为了信息技术的三大支柱之一。

(图一 传感器的工作原理图)

二、课程特点、开设现状及改进措施

传感器技术作为现代信息技术三大支柱之一,已经成为高职院校电子信息工程、机电、电气等专业的专业课程。它不仅与高等数学、电路、电子等基础课程密切相关,而且还设计到电学、材料、力学等知识。该课程涉及知识面广、内容分散、缺乏系统性和连续性、实践性强。学好本课程,不仅要求学生具有扎实的基础理论知识,较宽的知识面,而且对教师知识的全面性也提出了较高的要求。在教学上存在着一些难点。

1、学时少与内容多相冲突。考虑到我院的实际情况,应用电子技术专业开设58学时。利用这么少的学时让学生掌握整个课程体系的内容,必须对课程的教学进行合理优化。

2、课本内容陈旧与更新速度快的冲突。随着科技飞速发展,各种新型的传感器及其相关技术也发展的非常迅猛。而教材的更新相对来说比较缓慢,所选教材不能跟上传感器最新的发展趋势,一些新型传感器可能没有涉及到。

在教学过程中,怎么才能更好的让学生理解、掌握相关知识,且举一反三地用到实践当中去,是需要高职教师思考的问题。在近几年的教学中,本人根据高职学生实际情况,归结了一套适合现代高职学生的教学形式(如下图所示)。

现代教学形式多样化,应用了理实一体化教室,摒弃了传统的单一化,在实验实训方面不仅有少量验证性实验,还有实训,激发学生的创新意识、培养学生的动手能力,这样就大大提高了学生的学习兴趣,并且在课后:有老师推荐的虚拟实验、网络视频教学等。虽然现代教学形式多样,但传统理论授课也是必不可少的,需要我们教师在教学过程中增加学生的学习兴趣。传统的与现代的教学形式应用比较,归结如下三点:

(1)传统的教学形式是教学活动最基本的教学手段;

(2)运用现代化的教学形式是对学生课余学习的补充;

(3)为两级分化的学生提供了更多的学习舞台,为他们成才提供了坚实的基础。

三、课程教学思路方法

基于课程的特点及教学上的难点,本人在这几年的教学实践中总结出一套适合本专业学生的教学模式,该模式主要是将各类传感器的理论知识和实践进行了整合,实现理实一体化教学,主要有以下几个方面。

1、课程结构采用模块化结构。由于各种传感器的工作原理不同,我们根据专业特点对课程结构进行了调整,采用模块化结构,一种传感器就是一个模块。然后根据专业特点及学校实验实训设备选择其中几个适合本专业的模块进行讲解,这样教学实施比较紧凑也比较灵活,同时也弥补了课时量的不足。对于课本上没有涉及到的新型传感器,以课后作业的形式分组布置下去,主要是了解其应用情况,教师除了要检查电子版的作用,还要在课下抽查询问学生的完成情况。这样既锻炼了学生查找、总结知识的能力,又了解了其他传感器的应用情况。

2、课程实践分为验证性实验和实训制作。通过近几年的教学实践,根据高职院校人才培养方案及高职学生特点,自编《传感器技术及应用实验实训指导书》一书,分两大部分:验证性实验和实训制作。通过近几年的摸索实践教学,教学质量有所提高,同时提高了学生学习兴趣和积极性。

四、课程考核

考试考核不再以试卷确定成绩,而以实验实训中对原理的掌握、动手能力及传感器的应用扩展的表现为主要依据进行评分。目前,传感器已渗入到各行各业。传感器技术具有较强的生命力和良好的发展前途,作为一名高职教师,前面的道路任重道远。本文结合自己教学的切身体会,对传感器的理论教学及实验实训方式进行了探讨,提出了提高教学质量、实践教学效果的一些建议,希望通过这些改革,能够进一步提高学生学习的积极性和动手能力,为将来的就业奠定良好的基础。

参考文献: