时间:2022-03-20 07:28:33
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电子技术论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
【论文摘要】本文首先探讨了近似计算在静态分析中的应用问题,其次分析了纳米电子技术急需解决的若干关键问题和交互式电子技术应用手册,最后电子技术在时间与频率标准中的应用进行了相关的研究。因此,本文具有深刻的理论意义和广泛的实际应用价值。
一、近似计算在静态分析中的应用
在电子技术中应运中,近似计算贯穿其始终。然而,没有近似计算是不可想象的。而精确计算在电子技术中往往行不通,也没有其必要。尽管近似计算会引入一定的误差,但这个误差控制得好,不会对分析其它电路产生大的影响。所以关键在于我们如何掌握,特别是如何应用近似计算。
在工作点稳定电路中的应用要进行静态分析,就必须求出三极管的基电压,必须忽略三极管静态基极电流。这样,我们得到三极管的基射电子的相关过程及结论。
二、纳米电子技术急需解决的若干关键问题
由于纳米器件的特征尺寸处于纳米量级,因此,其机理和现有的电子元件截然不同,理论方面有许多量子现象和相关问题需要解决,如电子在势阱中的隧穿过程、非弹性散射效应机理等。尽管如此,纳米电子学中急需解决的关键问题主要还在于纳米电子器件与纳米电子电路相关的纳米电子技术方面,其主要表现在以下几个方面。
(1)纳米Si基量子异质结加工
要继续把现有的硅基电子器件缩小到纳米尺度,最直截了当的方法是采用外延、光刻等技术制造新一代的类似层状蛋糕的纳米半导体结构。其中,不同层通常是由不同势能的半导体材料制成的,构建成纳米尺度的量子势阱,这种结构称作“半导体异质结”。
(2)分子晶体管和导线组装纳米器件即使知道如何制造分子晶体管和分子导线,但把这些元件组装成一个可以运转的逻辑结构仍是一个非常棘手的难题。一种可能的途径是利用扫描隧道显微镜把分子元件排列在一个平面上;另一种组装较大电子器件的可能途径是通过阵列的自组装。尽管,PurdueUniversity等研究机构在这个方向上取得了可喜的进展,但该技术何时能够走出实验室进入实用,仍无法断言。
(3)超高密度量子效应存储器
超高密度存储量子效应的电子“芯片”是未来纳米计算机的主要部件,它可以为具备快速存取能力但没有可动机械部件的计算机信息系统提供海量存储手段。但是,有了制造纳米电子逻辑器件的能力后,如何用这种器件组装成超高密度存储的量子效应存储器阵列或芯片同样给纳米电子学研究者提出了新的挑战。
(4)纳米计算机的“互连问题”
一台由数万亿的纳米电子元件以前所未有的密集度组装成纳米计算机注定需要巧妙的结构及合理整体布局,而整体结构问题中首当其冲需要解决的就是所谓的“互连问题”。换句话说,就是计算结构中信息的输入、输出问题。纳米计算机要把海量信息存储在一个很小的空间内,并极快地使用和产生信息,需要有特殊的结构来控制和协调计算机的诸多元件,而纳米计算元件之间、计算元件与外部环境之间需要有大量的连接。就现有传统计算机设计的微型化而言,由于电线之间要相互隔开以避免过热或“串线”,这样就有一些几何学上的考虑和限制,连接的数量不可能无限制地增加。因此,纳米计算机导线间的量子隧穿效应和导线与纳米电子器件之间的“连接”问题急需解决。
(5)纳米/分子电子器件制备、操纵、设计、性能分析模拟环境
当前,分子力学、量子力学、多尺度计算、计算机并行技术、计算机图形学已取得快速发展,利用这些技术建立一个能够完成纳米电子器件制备、操纵、设计与性能分析的模拟虚拟环境,并使纳米技术研究人员获得虚拟的体验已成为可能。但由于现有计算机的速度、分子力学与量子力学算法的效率等问题,目前建立这种迅速、敏感、精细的量子模拟虚拟环境还存在巨大困难。
三、交互式电子技术手册
交互式电子技术手册经历了5个发展阶段,根据美国国防部的定义:加注索引的扫描页图、滚动文档式电子技术手册、线性结构电子技术手册、基于数据库的电子技术手册和集成电子技术手册。目前真正意义上的集成了人工智能、故障诊断的第5类集成电子技术手册并不存在,大多数电子技术手册基本上位于第4类及其以下的水平。需要声明的是,各类电子技术手册虽然代表不同的发展阶段,但是各有优点,较低级别的电子技术手册目前仍然有着各自的应用价值。由于类以上的电子技术手册在信息的组织、管理、传递、获取方面具有明显的优点。
简单的说,电子技术手册就是技术手册的数字化。为了获取信息的方便,数字化后的数据需要一个良好的组织管理和提供给用户的形式,电子技术手册的发展就是围绕这一过程来进行的。
四、电子技术在时间与频率标准中的应用
时间和频率是描述同一周期现象的两个参数,可由时间标准导出频率标准,两者可共用的一个基准。
1952年国际天文协会定义的时间标准是基于地球自转周期和公转周期而建立的,分别称为世界时(UT)和历书时(ET)。这种基于天文方面的宏观计时标准,设备庞大,操作麻烦,精度仅达10-9。随着电子技术与微波光谱学的发展,产生了量子电子学、激光等新技术,由此出现了一种新颖的频率标准——量子频率标准。这种频率标准是利用原子能级跃迁时所辐射的电磁波频率作为频率标准。目前世界各国相继作成各种量子频率标准,如(133Cs)频标、铷原子频标、氢原子作成的氢脉泽频标、甲烷饱和以及吸收氦氖激光频标等等。这样做后,将过去基于宏观的天体运动的计时标准,改变成微观的原子本身结构运动的时间基准。这一方面使设备大为简化,体积、重量大减小;另一方面使频率标准的稳定度大为提高(可达10-12—10-14量级,即30万年——300万年差1秒)。1967年第13届国际计量大会正式通过决议,规定:“一秒等于133Cs原子基态两超精细能级跃迁的9192631770个周期所持续的时间”。该时间基准,发展了高精度的测频技术,大大有助于宇宙航行和空间探索,加速了现代微波技术和雷达、激光技术等的发展。而激光技术和电子技术的发展又为长度计量提供了新的测试手段。
总之,在探讨了近似计算在静态分析中的应用问题、纳米电子技术急需解决的若干关键问题和交互式电子技术应用手册后,广大科技工作者对电子技术在时间与频率标准中的应用知识的初步了解和认识。在当代高科技产业日渐繁荣,尖端信息普遍进入我们生活之中的同时,国家经济建设和和谐社会的构建离不开我们科技工作者对新理论的学习和新技术的应用,因此说,本文具有深刻的理论意义和广泛的实际应用价值是不足为虚的。
【参考文献】
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[5]魏万云《浅谈当代电子技术的发展》[J],《中国科技信息》,2005(19)。
(一)符合电子技术课程教学的特点
中职电子技术的教学理论性较强,波形变化分析复杂,课程教学较为枯燥,一些理解能力较差或者基础较差的学生,可能会无法跟上电子技术课程教学的节奏。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,能够使学生在一个仿真的情境下,进行电子电路的实验和操作,这种模式能够为中职学生带来更多的电子技术学习体验,将学生的实践操作和理论知识的学习相结合,借助实践活动,不断丰富学生的理论知识体系,借助理论知识的学习,不断提升中职学生的实践操作能力。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,符合中职电子技术教学的特点,是时展和进步的必然要求。
(二)创新中职电子技术教学的模式
电子技术教学中应用仿真虚拟仿真技术,可以使学生将所学习的Windowsxp内容和仿真软件结合起来。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,能够改善传统的教学方式中单一的教学氛围,更加关注学生的实践体验,在实践中,使学生获得更多的知识,并使中职学生能够通过实践活动,形成一定的思维想法和创新意识,真正展现中职电子技术教学的价值和电子技术教学的意义。
(三)提升学生的电子技术综合能力
很多中职院校中的学生,普遍具有文化基础较差、学习积极性较差等方面的问题,中职学生的动手能力和实践能力较强,但是他们的学习热情较差,不愿意积极、主动参与到教学活动当中,无法感受中职电子技术学习的乐趣和电子技术的魅力之处。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,能够有效改善这一问题,通过有趣的情景创建,快速吸引中职学生的注意力,激发学生的学习兴趣和参与实践活动的热情,并使中职学生在参与实践活动的过程中,形成一定的电子技术实践操作能力和电子技术思维想法,改善传统电子技术教学中的缺点,更加关注学生思维的发展,为中职学生未来的工作和发展奠定良好的基础。
二、虚拟仿真技术在中职电子技术教学中应用的具体策略
虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,可以通过将虚拟引进课堂,激发中职学生的学习兴趣、创设仿真电子技术教学实验,增强学生的实践操作能力与开展虚拟项目合作实验,提升中职学生的综合素养等方式来开展教学活动。
(一)将虚拟引进课堂,激发中职学生的学习兴趣
在传统的中职电子技术教学过程中,教师较为注重对学生理论知识的传授,而忽视了实践技能指导对中职学生电子技术操作能力提升的重要影响。单纯的电子技术理论知识讲解,多数是一些原理和公式推导,在这种教学模式下,中职学生可能会产生一定的厌学情绪,无法将注意力完全集中在电子技术学习活动当中。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,能够改善传统的教学方式中单一的教学氛围,更加关注学生的实践体验,在实践中,使学生获得更多的知识,并使中职学生能够通过实践活动,形成一定的思维想法和创新意识。虚拟仿真技术能够使学生在一个仿真的情境下,进行电子电路的实验和操作,这种模式能够为中职学生带来更多的电子技术学习体验,使学生将实践操作和理论知识的学习结合起来,借助实践活动,不断丰富学生的理论知识体系;借助理论知识的学习,不断提升中职学生的实践操作能力。中职电子技术理论知识教学需要结合实际展示才能够加深学生对电子技术理论知识的深入理解,从而为接下来的课堂教学活动和实践教学活动奠定良好的基础。但是,如果一味通过实验操作展现,不仅浪费时间,同时也很浪费材料。虚拟仿真技术能够完美地解决这一问题,通过将虚拟仿真技术引入到中职电子技术教学中,通过多媒体等信息技术软件,进行仿真模拟实验,借助多媒体等信息技术软件,将抽象化的内容变得更加直观,使学生对抽象化的理论知识一目了然,深化学生对中职电子技术知识的理解与掌握。
(二)创设仿真电子技术教学实验,增强学生的实践操作能力
正所谓“实践是检验真理的唯一标准”,在中职电子技术教学中,教师可以借助虚拟仿真技术,引导学生在模拟的场景中,进行电子电路的实验和操作,这种模式能够为中职学生带来更多的电子技术学习体验,在电子技术的实验过程当中,提升学生的实践操作能力。在中职电子技术教学实验中,教师可以结合学生的性格特点和中职电子技术教学的特点进行教学实验活动的创新,将虚拟仿真技术融入中职电子技术的教学活动当中。例如,在指导学生对《彩色电视机原理与维修》这一项内容的学习过程中,教师可以首先借助多媒体等信息技术软件,为学生展现70年代至今,电视机逐步发展的过程,为学生介绍全球彩电市场的特点。彩色电视机与学生的实际生活密切相关,是学生所熟悉的事物。在课堂教学中,教师可以结合实际生活,提问学生“家中所使用的是什么样的电视机”等问题,构建互动型的中职电子技术教学模式。在此基础上,教师可以通过多媒体等信息技术软件,为学生展现一个立体化的电视机模型,借助模型引导学生认识彩色电视机的整体结构以及具体的元器件。在教学指导完成之后,可以组织学生自行实验,借助虚拟仿真技术进行完整电视机零件和部件的整合。
(三)开展虚拟项目合作实验,提升中职学生的综合素养
一些仿真软件(例如加拿大IIT公司所开发的Multisim软件)能够为中职学生创建一个类似于真实的电子电路实验工作平台,学生可以在这个仿真的电子电路实验工作平台中,进行各种各样的电子电路实验。这些软件当前被应用于国内外的各大高等院校当中,并取得了较为理想的实践应用效果。电子技术教学中,教师不仅仅要指导学生学习电子技术,掌握电子技术,更加需要通过一定的电子技术教学活动,提升中职学生的综合能力和综合素养。在电子技术教学活动当中,教师可以借助一些虚拟的电子技术合作实验项目,引导学生通过电子技术实践活动,增进彼此之间的感情,形成良好的电子技术操作能力和合作意识。例如,在指导学生对《组合逻辑电路的分析与设计》相关内容的学习中,教师可以在完成教学指导的基础上,组织学生通过小组合作的方式,集中学习组合逻辑电路的分析方法。在共同合作和分析的过程中,增进彼此之间的感情,提升学生的综合能力和综合素养。
三、结语
1提炼基础,注重应用
“职业技术教育向高层次延伸”是时代的呼唤,在培养模式上,应提倡“宽基础”,这样才能具备较广泛的社会适应性。但是,随着科技的进步和发展,电子方面的新知识、新技术层出不穷,因此,在课程教学体系中,一定要提炼基础性内容,并注重向应用性内容延伸。前期的基础课不仅是为专业教学和专业课程服务,其意义还在于,基础知识要与学生的潜能和悟性相结合,将其内化为学生的科学和文化素质,凭借它去开辟新的领域,适应新的职业情境。
2贴近就业市场,重视资格认证
将职业资格认证引入课程中是社会发展的需要,“21世纪是职业证书的时代”早已是不争的事实。职业资格证书也是社会对人的基本要求,将学历教育与职业资格认证相结合,使学生在取得学历证书的同时获得相应的资格证书,这是提高学生就业竞争力,提升学生自我价值的重要途径。因此,在电子专业教学的课程设置、教学内容和教学进度安排方面,要为学生获得资格认证提供更大的便利。在“双证书”制度下,电子专业要求学生在毕业时,除了要通过学校开设的各门课程外,还需获得至少两三项电子专业相关的职业上岗证或职业资格认证,比如电工上岗证、家用电子产品维修工、电子设备装接工和维修电工等证书。此外,电子专业还应积极配合学校建立相关的职业资格鉴定站,引入职业资格鉴定,鼓励学生拥有一技之长,为就业做好充分的准备。
二改革传统的教学模式
随着电子技术的迅速发展,课程内容更新快,课程内容的综合性、实践性很强,加大了学生学习的难度。近年来,学生的基础差距比较大,教学形式单一,不能很好地培养学生的实践能力和创新思维。这样做,不但难以保证教学效果,而且还难以适应社会和电子技术的发展。针对这些问题,电子专业应从以下2方面入手实行改革。
1精讲多练
针对电子技术实践性、综合性、应用性很强的特点,采取精讲多练的教学方式,即在课堂上讲授重、难点和关键知识,借助教学软件的实际操作与自主学习相结合,注重模仿练习和实际操作能力的培养。在“以教师为主导,以学生为主体”的传统教学模式的基础上,改为以“教师、学生、媒体、教学内容”为教学4要素的项目教学模式,建立集课件、作业、答疑、讨论和考试为一体的教学资源平台。这样做,不仅方便学生自主学习,还有利于学生个性的发展,有利于培养学生的学习能力和创造能力。
2现场案例教学
针对电子技术的广泛性和多样性,教师在实际的教学过程中,可以根据真实的电子产品开发项目或检修项目,有步骤地将相关内容呈现给学生,并与学生共同完成电子产品的设计、制作和调试。同时,鉴于信息时代的先进性,也可以利用学校内外的网络,将相关的教学案例拍摄制作成微课视频,并将与教学案例有关的教学资源分享在网络上,使学生即学即用,开阔学生视野,进而激发学生的学习兴趣。
三强力推进教学方法改革
在教学过程中,应采用多种教学方法。在中等职业技术教育中,探究型教学方法更能体现职业教育的特点,更适合培养高素质的应用型人才。探究型教学包括启发式、问题讨论式、理论与实践相结合等多种以启发、引导为主的教学方法。在专业基础理论教学中,注重概念的理解和基本思维能力的训练,采用理论启发和问题式的方法教学。在电子专业的基础模块系列课程中,有很多概念、名词和规则,对学生而言,这具有很大的难度,很易产生枯燥甚至畏难的情绪。因此,在教学设计过程中,教师可以提前将各种问题交给学生,在讲课中对问题引而不发,激发学生对新知识的求知欲望,而学生则要主动去探索、研究、讨论和回答,加强师生间的交流,使学生真正理解和掌握所讲授的理论知识,起到良好的教学效果。在专业实训教学中,要注重培养学生的应用能力,采用实训作业、综合练习、课程设计、面向应用和开发实际产品的毕业设计,使学生在“调查—分析—综合”和“实践—理论—实践”的过程中逐步深入,进而加深对理论知识的掌握,提升其应用能力。电子专业是实践性、应用性很强的专业,开设职业拓展模块的任选课程后,能够让学生从被动变为主动,进而使实训内容不断更新和发展,培养的学生也不再是“千人一面”,个性将会得到较好的发挥。此外,对于不同的课程门类,要将综合作业与课程设计相结合,通过灵活多样的综合设计和多环节的综合实践培养学生独立思考和分析问题、解决问题的能力,让学生了解技术进步与发展动向,从而培养学生的创新能力。
四加强教材建设
以培养适应生产、建设、管理、服务需要的中等技术应用型人才为目标,编写一批反映教学改革成果,突出中职教育特色,适应中职学校需要的电子专业核心课程教材。教材内容要体现中职教育的特色,理论以必需、够用为度,突出应用性,使理论联系实际。在目前无合适教材的情况下,应鼓励教师根据学校的实际教学情况,自编校本项目教材、项目实训指导书和相关的项目指导视频,逐步形成基础公共课教材、专业核心项目教材和实习实训指导材料三大系列。从目前所使用的校本教材(教学资料)的反馈情况看,这些教材能把握学生的特点,激发学生的学习兴趣,提高其学习效率。
五结束语
1.1利于工业生产的更新换代
电力电子技术的应用能够让我国的民用电力设备效果得到大幅度的提升,让我国人民的用电质量感受到明显的变化。如今是一个科技化的时代,所以针对一些用电量较大的工业企业来说,电力电子技术的应用将会有助于其改造传统工业的生产工艺,让企业能够将工作效率得到进一步的提升,并且稳步的迈向机电一体化的队伍当中。
1.2智能化发展
我国的电力电子技术已经进入到了一个相对成熟的阶段,而国家的相关科研单位也开始着手在其中加入更为高端的科技手段。这种做法不仅有利于电力系统的向前发展,同时还会增加电力电子技术的使用范围,让其更加的智能化与人性化。
1.3电力电子技术的高频化
伴随着电力电子技术的广泛使用,为了让其能够更好的为我国的电力系统服务,已经开始逐渐的对传统技术手段进行了突破,将运行系统不断的高频化。这样不但节约了企业的设备占地面积,同时还从很大程度上提升了电力系统的运行效率。
2电力电子技术在电网中的应用现状
2.1在发电系统中的应用
发电系统是整个国家电网中的重中之重,那么电力电子技术在这个系统中的应用也将起到至关重要的作用。其主要的功能为改善发电设备的运用效率以及调节运行系统中的功能效率等,其中包括发电机励磁的控制、恒频、以及水泵的调速等等。电力电子技术主要应用的是晶闸管在励磁中的价格、性能、结构等优势,从而保证其能够更完美的应用与电力系统当中。除此之外,在风力以及水力发电机的操控当中,电力电子技术主要依靠的是变频电源来掌控转子励磁电流的转换频率,以保证电力能源能够发挥出最大的有效使用功效。在我国的各大企业中,能够制造高压力变频器的实属凤毛麟角,所以电力电子技术将有效的填补这一部分的空白。
2.2在输电系统中的应用
电力电子技术在我国电网的输电系统中主要应用的是柔流输电技术,这种技术能够将电力系统中的电压、功率、相位角进行有效的控制与调节。在电力能源进行输送的过程当中,难免会出现不同程度上的消耗,而这种技术的应用将从很大程度上将其输电能力的稳定性进行改善。针对我国电网目前的情况来看,如果采取远距离高压直流输电的话将会相比交流输电降低很大一部分的损耗,因为直流输电将避免电抗压降的问题,并且还会降低电缆网线等设备的投入资金,这样不仅能够解决稳定性差的问题,同时还会缓解企业的经济压力。
2.3在配电系统中的应用
在配电系统中最为重要的就是提高电力能源的质量和供电系统的稳定性。而这两项是否能够过关将取决与电压、不对称度以及频率等相关因素的质量能不能达到标准。而电力电子技术在国外的一些大企业当中也取得了比较成功的成绩,并且也为企业带去了相当可观的经济收益。电力电子技术可简称为DFACTS技术,在配电系统的应用中可以被理解为是一种控制单利能源质量的新型技术。与此同时,由于DFACTS设备同FACTS设备的功能与使用方法大致相同,所以DFACTS的设备也可以被理解为是FACTS的浓缩版本。
2.4在节能环节中的应用
节约电能大致包括两个方面:电动机的节电潜力和电动机的调速节电技术,这两中节能方法有效的相结合才能够形成一个比较完善的节能体系。就我国目前的形式来看,交流调速技术已经被广泛的应用到了矿山以及炼金等重金属行业中,而在国外较发达的国家中,在水泵以及风机等设备的运行中也都相继的应用了交流调速技术。
3结语
1.1通过课程改革,提高教师教学水平与科研能力新型元器件、电路拓扑和控制技术的不断涌现,使电力电子技术课程的内容更新较快。通过课程教学改革,激励教师及时更新知识储备,做好新知识、新技术的学习与传授,使课堂教学更能体现时代性,并使教师自觉提高自己的教学水平。同时,依托我校已建成的电力电子实验室,鼓励教师开发适用于各层次、满足不同专业侧重点的实验和实践环节,使教师通过指导学生课程设计、毕业设计,并结合企业项目需求,开发出多项科研教研项目,使教师科研能力得到提高。
1.2为课程群建设、产学研相结合的进一步探索研究奠定基础电力电子技术已逐步发展成为一门由现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术多学科相互渗透的综合性技术学科。通过课程改革,为电力电子技术精品课程建设、课程群建设奠定良好基础。此外,通过课程改革,探索适用于我校的电类专业卓越工程师特色培养模式,并促进教科研和企业项目合作与承接等工作的深入开展。
2教学改革方案的实施与主要特色
为努力改变该课程原有的难教难学的状况,教学改革方案从以下几个方面实施:
2.1重新编排教学内容,突出课程实用性和趣味性改变传统教学中对四大变流电路孤立、单一的学习模式,引入生活中常见电路以及电子小制作的实例,通过一系列具体电路系统设计过程的演示,将《模拟电路》、《电机与电气》等前期专业课程的知识与《电力电子技术》所学理论知识相联系,展现课程强弱电结合、多学科融合的特点。并且,在保证理论基础扎实前提下,增加日常电路分析和设计实践环节在整个教学过程中所占比重,以实例激发学生自主学习兴趣,以兴趣带动能力培养,在这一过程中培养学生的读图、分析、画图、简单电源电路设计等能力,实现理论与应用相辅相成、有机结合,最终提升学生工程应用方面的综合素质。
2.2采用引导型教学方式,注重教学过程中的互动性和学生分析解决问题能力的培养授课过程中注意开展互动,通过采用提出启发性问题—共同讨论—获得结论—实验验证的方法,在教师“教”与学生“学”的过程中不断发现问题和新的突破点,将学生被动接受知识的过程转化为其不断解决问题的过程,使学生主动学习、开放思维,并在此过程中加深相关理论的理解,训练其分析和解决问题的能力。
2.3充分发挥多媒体教学优势,改变理论教学抽象、刻板的现状电力电子技术重视对电路波形的分析。课程原有的单一的板书或简单PPT课件加板书的传统授课形式课堂信息量较少,不够直观,不能解决学生缺乏学习兴趣,接收效果较差等问题。利用PowerPoint、Flash、视频等多媒体手段,不仅能使波形分析更为直观,还能方便地展示电路在不同条件下的工作状态,以及课程内容在实际生产中的应用。既可使教学内容更加丰富,还使分析过程不再枯燥抽象,分析结果生动醒目,便于学生理解。
2.4以实际系统分析为手段,提高学生知识融会贯通的能力改变对变流技术中各典型电路孤立的讲解,通过带领学生进行典型的电力电子系统分析,结合系统供电、控制等模块电路结构、原理的介绍,体现该门课程电力、电子和控制学科间的交叉性,使学生学会将与课程相关的专业课内容灵活运用于电路分析和设计应用中,提高他们对所学知识的融会贯通能力。
2.5引入专业常用仿真软件,激发学生学习兴趣,培养基本专业技能专业仿真软件在现代工业设计及应用中的作用越来越显著,掌握一至两种仿真软件工具将成为工科学生应具备的基本素质之一。同时,在教学过程中,利用仿真软件对电路工作情况进行仿真,可以使分析过程更为直观,有利于激发学生学习兴趣。目前,电力电子仿真软件主要有Matlab、Pspice、SIMetrix/SIMPLIS和Saber等,其中Pspice和Matlab在开关电源开发应用中具有重要作用,被相关企业广泛运用[4]。在教学改革中,通过在课堂教学和实验环节中引入建模的基本原理与过程,既能使课堂教学和实验更加生动直观与安全,还能引导学生学习软件的应用,使他们具备基础建模能力,有助于满足企业对于学生基本专业技能的要求。
2.6开发一批设计性、综合性研究实验,培养学生的应用、创新能力利用学校电力电子实验室和软件仿真的资源,结合当前热门课题和企业需求,开发一些设计性、综合性较强的实验,或通过课程设计、毕业设计的方式指导带领学生进行研究设计。实验的开发以培养学生应用创新能力为主要目的,既有助于学生巩固所学知识,提高知识综合运用能力,又可为电子设计大赛等专业比赛人才选拔奠定基础。
2.7以课程改革为契机,积极拓展校企合作途径,开发产学研项目,提升教师科研水平在课程改革中,积极寻求校企合作的新途径,深化校企合作的内容,将企业实际项目作为教学的实践、提升环节,依托学校的实验实训中心,以教师为主导,学生进行设计、验证配合,不仅可以极大地激发学生学习和实践的兴趣,同时也有利于教师自身科研水平的提高。
3结语
1.1高职物理课的“命运”及高职生的物理基础状况
物理学在高职教育理工类专业,具有不可或缺的重要作用,物理课的学习不仅促进学生职业能力的培养和职业素养的养成,也为后续课程的学习打下坚实的基础[1]。可是,随着高职教育的发展与教学改革的深入,物理课在教学中占的比重却越来越轻。众多高职院校甚至已将物理课请出了教学舞台,对高职理工类专业学生来说,撤消物理课,不仅使学生缺失了专业基础课与专业课所必需的物理基础知识,更使学生丧失了学习和掌握新技术的理论功底,丧失了可持续发展的能力与基础[2]。高职撤消物理课,而目前高职生的物理基础状况又如何?理科进校生,物理课是他们中学学习中的一块“短板”,物理基础普遍十分薄弱。文科进校生基础甚至不如初中毕业生。物理课遗留的问题,无疑为电工电子技术的教学留下了疑难。接受能力本来就不强的高职生,物理基础又十分欠缺,学习电工电子技术当然是十分费劲与吃力。1.2 解决课程“断桥”的根本出路高职撤消物理课,使学生缺失必需、够用的物理基础知识,造成电工电子技术与物理学课程间“断桥”。高职生学习专业基础课势必困难重重,部分同学遇到困难会一蹶不振,丧失学习的信心与动力。要从根本上解决专业基础课与基础课脱节的问题,首先要恢复高职物理教学,高职专业课必需、必用的物理内容,例如力学、电学部分应开设适当课时;其次,要加大物理教学改革力度,转变唯传授知识而教的传统观念,树立扩大视野、突出物理知识在科技领域中具体应用的教学理念,创新物理教法,提高教学效果,为更高层次专业课的学习夯实牢固的物理基础。
2为物理学的应用而教体现教学的出发点与归宿
2.1树立前瞻性教学理念、不唯传授知识而教
受应试教育的桎梏,多年来,物理教学比较注重物理知识的传授,注重学生解题能力的教学。教学呈现给学生的是一堆物理概念、定理和定律,及枯燥乏味的物理公式。这种仅基于应试,甚至功利目的的教学,失去了知识的内涵与魅力。造成学生对物理学习毫无兴趣,不想学,甚至厌学。脱离知识的具体应用的教学,培养出的不过是“有知识无文化的人”[3]。物理教师要着眼于未来,从知识应用的视角,树立前瞻性的教学理念。熟练地把握每个物理知识点在其它课程或学科领域里的应用,增强所授知识应用的针对性,减少学生学习的迷茫。这样既有利于学生明确物理课在其专业课程中的地位与作用;又让学生感悟学与用的针对性,避免单纯理论教学的枯燥感,提高物理学习的兴趣。
2.2着眼于实际应用、诠释知识教学的真谛
课程教学的目的不仅仅是教会学生知识,一个物理教师的责任就是要以新奇、有趣、疑惑引导学生进入一个物理学知识与物理学应用的新天地。为此,首先,物理教材要体现物理学知识在后续专业课程和有关技术领域的应用。要结合物理内容介绍物理科学技术发展的新成果、新成就,如现代信息技术、通讯技术的发展及应用,航空航天技术及研究发展情况,超导体的获得及应用,激光技术及应用等,使物理课具有时代气息。让学生走进教材,仿佛步入物理科学与技术应用的殿堂,增强学生对物理学科的兴趣。其次,物理教法要与时俱进。在理论教学中,不仅局限于讲授物理概念、定理和定律,以及推导一堆物理公式,而是要将物理知识与认识社会、解决与社会相关的物理实际问题结合起来,让物理理论实践化和具体化;如电学中向学生讲解工厂供电设备情况,介绍有关电力网的知识,日常家用电路的改进设计等。通过物理理论和实际应用的结合,让学生在理论学习的同时,了解物理学的具体应用。将物理教学着眼于未来、着眼于技术应用,才能真正诠释物理知识教学的真谛。
3凸现物理学的基础作用化解教学难度
3.1注重发掘拓展应用
电工电子技术中物理知识“府首即拾”。教学时要悉心发掘,决不能视而不见。图2中从概念、量、公式、性质到规律进行整理归纳,这都是在电工电子技术课程中客观存在的物理内容[4]。教学时,首先是发掘,与教学章节相关的知识点,课前事先稍作复习回顾,将其从即将学的新内容中凸现出来,以已学内容的“身份”出现,可减轻学生接受新知信息的负担。其次是恰当运用,让其铺垫旧知,实现与新内容间的无缝对接,利于学生接受新知。再次是复习旧知,迁移思路,探究新知,让新知在旧知的基础上拓展延伸,学生容易弄清知识结构,让所学知识在脑海中不是杂乱无章,孤零零地存放,而是形成一定的结构体系。由此引导学生掌握知识的脉络与联系,激发学生积极思考和学习的热情,提高教学效率。
3.2学科渗透提升理解
作为已经具备较为宽厚、扎实物理学基础的专业课教师,如能在自己的专业教学这一方田野,灵活而又巧妙地用好物理知识,让它为专业课的教学起到桥梁、纽带作用。这不仅是教学方法的讲究,更是学科间思想、方法和观点的渗透。其一、恰当地用好物理知识,搭建起学生获取新知的台阶,降低新知学习的难度,也化解了新知教学的难度,提高了教学效果。其二,巧用物理知识,为新内容教学铺路达桥,实现从旧知到新知的顺承过渡,让学生能认识知识间的内在联系,了解知识发生发展的前因后果,使学生在分析、解决问题时,能从多角度入手,思维不囿于固定模式,培养思维的广阔性和灵活性。其三,活用物理知识,体现了学科间知识的思想、方法和观点的渗透。有利于学生掌握知识的思想、方法和观点。而物理学的思想、方法、观点乃至于能力的提高几乎都隐含在知识的发生发展过程中,不了解知识的发展过程就无法掌握物理学的真谛。通过突出学科间知识的渗透,向学生揭示知识的来龙去脉,使得他们的学习既有目标,又有方法和手段。提升了学生的理解能力,对培养学习能力亦大有裨益。
从70年代开始,在自关断器件发展中就是的电力电子技术进入到了逆变时代,在这一时期由于能源危机就让交流电机变频调速因节能效果明显而有了很大程度上的发展,虽然已经实现了逆变以及整流,但在工作的频率方面还不高。到了80年代,集成电路技术开始从大规模和超大规模的方向得到了迅猛发展,一些以MOSFET和IGBT作为代表的大电流以及高频和高压功率的半导体复合器出现以来,电力电子技术在这一阶段已经进入到了发展的重要时期,多样化的新型器件都已经应用在了电路技术当中,同时向着复合化和模块化的方向进行发展,在性能上更加的完善可靠,为用电的设备高效节能等提供了重要基础。
2电力电子技术在现阶段的实际应用探究
2.1电力电子技术在交通运输中的实际应用
新时期电力电子技术得到了迅速发展过程中,已经在诸多的领域有了应用,其中在电气化的铁道交通当中就对电力电子技术有了广泛应用,在电气机车当中的直流机车就是对整流装置进行的应用,而交流机车方面就是对变频装置进行的应用。另外,在磁悬浮列车当中的电力电子技术的应用比较关键,有着诸多的地方需要电力电子技术的支持才能够使得磁悬浮列车得以顺利的运行,不仅在牵引电机传动方面,在各种的辅助电源方面也需要这一技术的支持。而在电动汽车的电机方面也是需要电子装置对电力进行转换才能够起到控制驱动的作用。在船舶以及飞机等对电源的使用也有着很大的不同,所以在对电力电子技术的应用上也比较的关键。
2.2电力电子技术在家用电器中的实际应用
新时期电力电子技术在人们日常生活中的家用电器方面的应用也比较的广泛,这对人们的生活提供了很大的方便,其中洗衣机是生活中常用的家用电器,在电力电子技术的应用下能够代替人工工作,只需要将衣服放进洗衣机按下按钮,就能够通过电力电子技术的功能支持完成整整个洗衣的过程。还有就是在厨房洗碗机家用电器的电力电子技术的应用上和洗衣机的原理类似,在空调器的电力电子技术的应用上能够起到节能作用,实践证明能够节约30%的电能,而电频荧光灯在工作效率上要比普通的能的效率高很多。
2.3电力节能中的电力电子技术的实际应用
在我国的经济得到迅速发展的过程中,也在能源的消耗上付出了很大的代价,尤其是在电力能源的消耗上比较严重。当前的工业和电力的结合已经成了发展的必需条件,所以在电力能源的消耗上逐渐的增加,主要就是由于电力能源而对稳定以及利用率高等诸多优点。从我国整体的工业发展情况来看,在工业的用电方面还存在着一些不合理的情况,尤其是在用电的效率上得不到有效提高,从而造成了严重浪费的现象,在当前的可持续发展理念深化背景下节约电力能源是可持续发展理念实践的一个内容,通过对电力电子技术的实际应用能够有效的将电源的消耗程度有效的降低,在电力电子技术的作用下,能够对电力设备得到性能上的优化以及节约原材料的使用,这样就能够最大化的对电力能源进行节约。
2.4电力电子技术在发电环节中的实际应用
随着我国对新能源的开发利用,例如风力发电以及水力发电等,这其中就涉及到发电机的电流频率的变换,水力发电功率要取决于水头压力以及流量,而这对机组的最佳转速变化也会产生影响,为能够将最大的有效功率得以实现,就需要通过调整转子励磁电流频率促进机组的变速运行。另外在大型的发电机相对静止励磁控制方面正是采用的晶闸管整流自并励的方式,省去了励磁机中间的惯性环节。
3结语
一、准确定位应用电子技术专业的培养目标
一个专业如果培养目标不明确,培养方向不准确,将无法科学地制定本专业的培养模式和课程体系,也无法高效地进行专业课程改革和教学管理。确定专业培养目标首先要进行充分的市场调研,确定本专业的就业岗位和典型工作任务,根据典型工作任务对知识、能力和素质的要求,确定人才培养目标和培养模式。苏州工业职业技术学院应用电子技术专业在苏州市电子信息行业协会的指导下,通过走访企业、召开专业指导委员会等形式,对苏州市电子类人才的需求进行调研,确定了本专业的主要工作任务是电子产品组装调试维修、PCB板的焊接与维修、电子产品辅助设计、电子产品品质保证和电子产品销售采购技术支持,职业核心能力是电子产品组装调试维修能力、PCB板的焊接与维修能力、电子产品辅助设计能力、电子产品品质保证能力和电子产品营销技术支持能力。通过岗位任务的分析,制订了本专业的人才培养目标是:培养具备扎实的科学文化基础知识,具备良好的职业素质、团队精神和创新意识,掌握电子产品检测技术、电子电路设计技术、单片机应用技术,具有电子产品生产过程管理、电子产品销售与采购及设备维护能力的高素质技能型人才,使其可胜任电子生产企业中电子产品设计、生产、维修、管理、销售、采购、技术服务等岗位要求。形成“行会协同指导,校企共同育人”的工学结合人才培养模式。[1]
二、实施教师“三化”工程,打造高素质“双师”教学团队
发展高等职业教育的重中之重是教师队伍建设。要以师德建设为引领,将提升教师素质、优化双师结构、聘任企业专家作为师资队伍建设的重点。在不断提高专任教师教学能力的同时,提升教师的工程实践能力,拓展国际化视野,让骨干教师参加企业新技术新工艺培训,参与专业建设,承担课程改革建设,指导毕业设计、学生竞赛、技术培训,主持教科研课题。要定期安排骨干教师出国培训。“要给学生一碗水,教师自己要有一桶水”,这一桶水必须是活水,流动的水,是知识不断更新的水。本专业通过提升教师学历,教师到企业做访问工程师,与企业技术人员共同进行产品开发和科技攻关,共同申报科研课题,为企业开发产品、解决技术难题等,使教师的工程实践能力有了一个质的变化。
三、搞好课程改革,推进素质教育
通过市场调研和职业岗位能力需求分析,确定应用电子技术专业毕业生的主要就业岗位和次岗及迁移岗位。[2]按照项目化课程教学理念,以学生岗位能力和职业素质培养为目标,在教学内容、教学方法、评价方法等方面进行改革,与职业岗位能力要求相对接,加强校企合作,与企业共同编写具有职业特色的项目化教材。多课程重新整合,实施课证融合。将考证内容穿插在实践教学中,实施理实一体化,既节约了考证时间,又提高了学生学习的效率,进一步完善了“能力核心、项目构架”的课程体系。如将“模拟电路技术”、“数字电路技术”与“电子元器件检验”相结合;“电子测量技术”课程的教学与“音视频设备检验员”、“无线电调试中级工”相结合。为了全面评价学生,摒弃一卷制的考核方法,构建多元评价机制,采取项目实施过程考核和课程终结性考核相结合,自评、互评、师评相结合的评价方式。根据课程的培养目标,制定评价标准,使课程尤其是基本技能训练类课程考核内容与职业岗位的要求相吻合。
四、以提高学生专业应用能力为目的,建设实践教学环境
以提高学生专业应用能力为目的,结合职业岗位的实际工作过程,重新设计应用电子技术专业综合实训课程的教学内容,以实现学生校内学习课程内容与实际工作流程的一致性。[3]实验、实训室建设以高技能人才培养为目标,加强实践教学师资队伍建设,实施一体化的教学方法,进行模块化的技能培训,以提高学生的技能水平,增强其就业竞争力,最大限度地满足学生求知、求技、求职的需要,满足社会对高职教育多样化的需求。与此同时,与行业、企业合作,建校外实训基地,形成多形式的校外实践教学基地,切实推动实践教学改革。充分利用企业先进设备、技术专家和企业文化等资源,在生产现场进行“电子元器件的焊接工艺”、“电子产品品质管理”等专业课程的教学活动。利用现代科技手段,建立校企数字传输课堂,将企业生产过程实时传送到课堂,通过企业工程师直接开展专业教学,真正实现校企联合教学。全过程注重学生“5S”规范、认真负责、效率观念、静电防护等职业素养的培养。
五、将综合职业素质教育贯穿于专业教育全过程
在专业教学的实践活动中,通过各种“学生为主体”的教学活动,激发学生的主观能动性,提高其综合能力,培养和发展学生的责任意识、安全意识、团结协作精神等综合职业素质。[4]首先,将职业素质教育贯穿于专业教学中;其次,切实保证教师职业素质教育的实施;第三,在学生工作中实施“严格管理,抓住学习,开拓创新,注重能力”的工作思路。专业建设要与区域经济转型升级同步,充分发挥区域电子信息等行业协会的指导、协调作用,广泛吸引区域电子类龙头企业与专业深度合作,进一步深化工学交替、订单培养等工学结合的人才培养模式改革;以提高学生职业素质与岗位职业能力为主线,完善学历教育与认证培训一体化的人才培养方案,以电子产品检测试验、调试维修、辅助设计过程中的实际项目为导向,引入行业企业技术标准,以职业素质和职业能力为核心,开发课程内容,构建课程体系;与区域电子类企业合作,建立校内外生产性实训实习基地,满足专业建设、课程改革、工学交替、顶岗实习的需要;深化毕业生跟踪调研分析,完善人才培养质量保障体系,从而更好地实现以能力培养为核心的专业建设。
作者:殷庆纵工作单位:苏州工业职业技术学院
一、电子控制燃油喷射装置
在当前世界范围内的大多汽车中,传统的机械式或机电混合式的燃油喷射系统已经被电控燃油喷射装置所替代了。因为电子喷油这种装置能够很好的使汽车的发动机一直处于最佳的工作状态,保证发动机既可以输出相应的功率还能最大程度上的节油和净化空气,并且还能够自身调整汽车发动机对于供油的控制规律同时还将这些规律存储到汽车的微机存储器中去,一旦汽车的发动机开始工作,发动机中相关的传感器就各自发挥自己的功能来进行比较和判断之后再调整油缸的供油量。这样就完全让发动机的工作状态处于最佳的位置,大大的节油和减少空气污染。当前市面上的这种电控汽油喷射系统的控制中心就是电控单元,它就是通过发动机上的各种传感器来测量出相关的各种运行参数,再按照提前设计的程序来控制喷油量的多少。在我国,目前在柴油机中使用电子控制燃油喷射系统是非常常见的。以下就是几种柴油机中运用的电子控制燃油喷射系统:1、电控分配泵在柴油机中使用的是高速电磁阀来控制发动机中的电控分配泵的喷油量及时间的,而其中的电磁阀的闭合时刻就是发动机中的电控分配泵的喷油定时,这中间的时间段就可以确定出电控分配泵的喷油量。2、电控直列式喷油泵电子控制燃油喷射装置就可以同时拥有喷油量与喷油定时这两种控制功能也可以是其中的一种或,但是有些特殊的控制系统还具有喷油压力和喷油速率等等控制功能。而电控直列泵的喷油量这种控制装置采取的是电控调速器。因为电控调速器可以让对喷油量多少的控制更加容易。3、电控单体泵系统由德国Bosch公司发明的电控单体泵系统则是使用较短的高压油管来提升喷油压力,并且这种方法可以使喷油压力达到160Mpa之高。这种系统也是采用的高速电磁阀来控制它的喷油定时和喷油量的。4、电控泵喷嘴系统我们一般将这种装置分为机械驱动式和蓄压式两种,这两种类型的装置都能提供比较高的喷射压力,而且还大大的提升了燃油的雾化质量,同时也对柴油机燃烧系统对缸内涡流强度的要求没有传统的那么高了,其中最先进的就是采用无涡流的燃烧系统。5、电控蓄压式泵喷嘴系统在最近的几年,人们对于电控蓄压式泵喷嘴的研究是越来越多,因为这种装置根本不需要机械驱动装置和机械调节装置,所以它就具有了在不重新设计柴油机的情况下也可以充分发挥泵喷嘴的这一优点.
二、排气再循环
这种系统就是把发动机中排出的一些废气继续回送到汽车的进气歧管中,再混入一定量的新鲜空气最后再一起被送入气缸,这样可以在一定程度上减少发动机生成有害气体,其中关于再循环系统中所循环的的废气量则是排气再循环阀来自动控制。怠速控制汽车中的怠速控制的功用就是达到让发动机起动之后就很快进入暖机过程的目的,同时还能自动的保持发动机在怠速下稳定的运行。而关于怠速控制的主要内容就是:汽车起动后的对于暖机过程的相关控制以及负荷变化的控制等等。
三、汽车发动机电子技术的发展趋势
由于经济的快速发展,人们已经不仅仅满足于物质追求了,所以人们对于汽车的安全性、环保性、舒适性、娱乐性等等的要求也就不断的严苛,这就直接导致了汽车电子技术完全迈进了优化人、汽车、环境三者之间的整体意识的时代。汽车发动机电子技术的快速发展对于汽车相关性能的提高至关重要。笔者认为在未来汽车发动机电子控制技术的发展趋势有以下两点:首先就是传感器技术。因为当前人们汽车的自动化程度要求和传感器的依赖程度越来越高,这样就促使传感器朝着多功能化、集成化智能化和微型化这三个方向发展,2、发动机电控单元ECU。电控单元ECU是汽车电子控制系统中的核心部件,微处理机功能要更强大。
四、结束语
我们都知道汽车的核心就是发动机,它对于汽车的作用占据着至关重要的地位的。经过上文对于发动机电子技术的阐述,我们就会发现这些发动机电子技术都具有一个中心那就是高环保,高性能,低油耗和高舒适度等等。而随着当前的购车者们的购买欲望的不断理性化,也就促进了汽车生产商们将汽车电子技术广泛的应用于汽车的各个领域中,大大的提升了汽车的综合性能,真正的做到汽车安全、节能、环保、舒适。所以笔者坚信:在不久的将来,电子技术在发动机中运用会更加的卓越和先进,希望本文能给同行业的人提供更多的理论依据和参考。
作者:康威单位:贵州工程应用技术学院
1电子技术与电力自动化系统
1.1电子技术的发展电子学原理是电子技术的基础,通过设计和制造具备特殊功能的电路元件来解决实际问题,信息电子技术和电力电子技术是电子技术的两大分支。电子技术自十九世纪末起源,经历了二十世纪漫长的的发展,逐渐形成了一套完整的技术体系,成为近代科学技术进步的重要标志之一。电子技术的发展经历了整流器时期、逆变器时期和变频器时期,主要应用于电源与电力系统、工业领域、交通领域、医学领域、国防领域等。直至今日,电子技术的发展已逐渐注入新的活力,在自动化系统建设中广泛应用。
1.2电力自动化系统概述电力系统是一个庞大的功能体系,其主要功能由发电、输电、变电、配电等多种相关环节构成,因此对一次设备(发电机、变压器、开关及输电线路等)的管理和控制是保证电力21世纪以来,电子技术的迅速发展使现代电子产品遍布我们生活的各个领域,电子产品和电子技术的普及使社会生产力和社会信息化程度都得到大幅度的提升,同时,科学技术的不断发展促使越来越多的电力新技术和新设备不断出现,电子产品性能进一步提高,先进的电子技术开始应用于电网改造、配电技术以及自动化系统的设计中。本文主要通过对电子技术和自动化系统特点分析,阐明了两者之间的关系,介绍了电子技术在自动化系统中的应用。摘要系统安全稳定运行和生产质量的前提,主要控制形式包括在线监控、调度控制、设置保护装置等。电力系统的二次设备(测控装置、通信设备、计算机系统等)中结合了电子信息技术的特点,结合配电自动化需要,成为实现电力系统自动化的主要技术支撑。
现代电子技术、通信工程、计算机网络技术在配电网中的应用,实现了与电力设备的有机结合,将配电网的自动化智能管理和相关工作联系起来,形成了一个巨大的综合性系统工程,从电力行业的角度看,方便了电网管理,完善供电经济性、满足用户的多样性需求等,从用户的角度看,供电质量得到明显提高,电力事故带来的影响和安全隐患显著降低,用电安全性和可靠性增加。
配电自动化主要包括馈线自动化、变电站自动化、配电管理系统等,其中馈线自动化技术主要通过线路运行状态的检测和控制来实现对线路故障的及时发现和隔离、以及负荷转移和及时恢复供电的功能。变电站自动化借助计算机硬件系统等装置,将自动控制技术与信息处理技术应用于变电站的运行、测量和监控过程中,能够更好地实现变电站数据的采集、计算和处理。通过与继电保护信息的交换和自动控制的协调配合来实现其主要功能,是配电自动化的主要内容。配电管理系统中主要应用计算机技术、信息处理技术、通信技术结合相关设备来完成对配电网的运行进行监视、管理和控制。配网自动化在电网中的应用,保证了供电质量,提高了供电可靠性,是智能电网建设的重要基础之一,目前我国配网自动化系统的建设才刚刚起步,结合市场需求,我国的配电自动化系统将呈现多样化、集成化和智能化特点,分别适用于不同需求的地区和人群,每个部分发挥自己的特点,形成一个高效的应用整体。目前自动化系统中的技术正逐步走向智能化,电子技术在电力系统中的应用更具有广阔的前景。
2电子技术与自动化系统的关系
2.1电力电子技术在电力系统中的应用电子电力技术自出现以来就被广泛应用于电力领域,主要作用体现在发电、输电和配电等环节。在电力系统的发电环节中,电力电子技术可通过改善设备的运行特性来实现对大型发电机的静止励磁控制和发电机的变速恒频励磁等,其调节具有快速高效的特点,还能在一定程度实现节约能源的目的。在输电环节中,主要通过柔流输电技术来完善交流输电或电网运行性能,通过高压直流输电技术实现对孤立系统的供电,简化了供电设备的使用,降低了生产造价。在配电环节中,电力电子技术的应用有效地解决的供电可靠性和供电质量不高的难题,是配电网对电能的控制能适合不同程度的要求,电力电子技术与现代控制技术的结合,使配电系统与用户之间的联系更加密切,提高了国家电网的供给和服务能力。
2.2信息电子技术在自动化系统中的应用信息电子技术主要应用于电力系统的自动化中的电网调度自动化和变电站自动化中,电网调度自动化的主要功能是对电力生产过程数据的采集和监控、电网运行安全性分析、电能负荷预测等,结合对计算机网络系统和电网调度中心、服务器以及各终端设备的调控来实现自动化运行。能有效解决电能的合理分配问题,同时保证电网调度的安全稳定运行。我国电网调度自动化分为五个等级,分别为国家电网调度、大区电网调度、省级电网调度、地区电网调度和县级电网调度。
3总结
信息电子技术在变电站自动化中的应用取代了变电站人工操作,加强对变电站的监控功能,可以分析出许多在现场难以直接测量的数据,并将数据数字化,进行统计记录。信息电子技术可以对变电站二次设备的优化和重组,实现各设备间的信息交换和信息共享,高效的完成变电站设备的监控和协调控制任务,使变电站安全高效地运行。
作者:李焕杰单位:山东锋士自动化系统有限公司
OSEK/VDX规范从实时操作系统(Real-TimeOperatingSystem,RTOS)、软件接口、通讯和网络管理等方面对汽车的电子控制软件开发平台作了较为全面的定义与规定。将OpenSystemsandtheCorrespondingInterfacesForAutomotiveElectronics规范简称为OSEK规范。
兼容OSEK/VDX规范的操作系统应用架构
OSEK/VDX标准包括以下四部分:OSEK/VDX操作系统规范(OSEKOperatingSystem,OSEKOS),OSEK/VDX通讯规范(OSEKCommunication,OSEKCOM),OSEK/VDX网络管理规范(OSEKNetworkManagement,OSEKNM)以及OSEK/VDX实现语言(OSEKImplementationLanguage,OSEKOIL)。采用符合OSEK/VDX标准的嵌入式实时操作系
统可以提高产品代码的复用率、降低开发成本、缩短产品开发周期。使用兼容OSEK/VDX标准的嵌入式实时操作系统的应用架构如下图所示。
2.OSEK/VDX任务管理
OSEK/VDX将任务分为基本任务和扩展任务。基本任务具有3种状态:运行状态、就绪状态、挂起状态;扩展任务比基本任务增加一个等待状态。基本任务只在开始和结束时才有同步点。扩展任务运行时可能进入等待状态,因此不仅在开始和结束有同步点,而且运行过程中可能有多个同步点。下图所示的是扩展任务与基本任务的状态转化图。
OSEKOS规范规定的任务类型
3。OSEK实现语言规范
为了达到软件可移植的目标,OSEKOIL规范(OSEKImplementationLanguageSpecification)定义了一种配置和使用OSEK应用的方法。下图表示了一个遵守OSEK规范的应用开发过程。OIL文件可以是手写的或者是系统配置工具产生。
基于OSEK规范的应用开发过程
OIL提供一种在特定CPU中配置OSEK应用的机制。每个CPU对应一个OIL描述。所有的OSEK系统对象用OIL对象来描述。OSEK应用的OIL描述是一组OIL对象的组合。CPU是这些OIL对象的容器。OIL明确地为每个OIL对象定义了所有标准属性。每个OSEK应用可以定义附加地特殊执行属性和引用。每个OSEK应用可以限制每个属性的取值范围。
4.车控电子产品的开发流程
车控电子产品是软硬件结合的嵌入式系统。为了节约资源,缩短产品开发周期,一般应采取软硬件同步开发的方案。车控电子产品的开发工具对软硬件的同步开发、调试提供了很好的支持。车控电子产品的软件开发分为功能描述、软件设计、代码生成、操作系统环境下高级调试等步骤。车控电子产品的硬件开发分为硬件描述、硬件设计、硬件调试等步骤。当软件设计完成后,通过使用相应的工具,完成在虚拟ECU平台上的验证。当硬件设计完成后,与硬件一起进行软硬件集成调试。通过这种开发方式,缩短了产品上市的时间。
软硬件并行的开发方案
5.车控电子产品软件开发流程
汽车车控电子产品软件开发流程是“V”形开发流程。“V”形开发流程分为五个阶段,即功能设计、原型仿真、代码生成、硬件在回路仿真-HIL、标定。
在功能设计阶段使用的主要工具是MATLAB。通过使用MATLAB提供的Simulink、Stateflow等工具,完成控制方案的设计、功能模块的设计、控制算法的设计等任务,并进行初步的仿真模拟工作。在原型仿真阶段使用的主要工具是dSPACE。使用dSPACE提供的快速控制原型-RCP工具完成离线的仿真工作。在开始该阶段之前,需要使用RealTimeWorkshop、Targetlink等工具完成由Simulink、Stateflow等产生的代码向标准C代码的转换工作。
6.车控电子产品代码生成过程
在进行向标准C代码的转换的过程中,可以根据需要加入符合OSEK规范的嵌入式实时操作系统。在代码生产阶段使用的主要工具是CodeWarrior。通过使用CodeWarrior提供的编译器、调试器等工具,完成从标准C代码向目标硬件平台上的产品代码的转换工作。下图表示了车控电子产品的代码生成过程。
首先合理安排教学的顺序和内容,使得整个教学过程由形象到抽象,由简单到复杂,由理论到实用,逐步引导学生深入学习。同时针对独立学院的学生的特点,简化理论内容,增加实践内容,具体改革如下:
1.1引入实例
在讲解每一个知识点之前,通过PPT课件、视频和实物演示的方法,把日常生活中诸如音响、功率、电源、信号源等电子技术的应用实例展示给学生。让大家感性认识这一知识点,体会这个知识点并不只是在死板的书里。从而刺激学生学习的兴趣,调动学生学习的主动性。
1.2讲解基本概念和元器件的外特性
电路的基本概念和元器件的外特性是不变的,但应用是灵活的。所以讲清楚基本概念和元器件的外特性显得尤为重要。讲解基本概念时,要引出它的物理意义;例如输入电阻是指从放大电路输入端看进去的电阻,它的物理含义是它的大小表示了有用信号加入到放大电路的多少;对于元器件的讲解,比如在进行二极管的教学时,应以讲清二极管的伏安特性、应用及应用时注意事项为主,对其内部PN结的形成过程、载流子的运动规律等微观内容要略讲,甚至不讲。
1.3分析电路的特征和功能
首先要分析基本电路构成原则、特点和工作原理,是认清楚电路功能的关键。同类电路构成的原则是不变的,具体电路是多种多样的。所以采用分类学习法。根据通过对教学计划中的专业课程内容和专业岗位群所需技能的分析,模拟电子技术可以分为以下几类电路:二极管保护电路;稳压管稳压电路;放大电路;运算电路、滤波电路、信号转换电路;功放电路;整流电路;以放大电路为例:首先对这类电路进行系统的定性分析,它包括分析基本放大电路的构成原则和特点;各元器件的作用;输入输出电压的相位关系,静态工作点设置对放大电路的影响;当电路出现失真是,如何解决等;这问题进行分析
1.4分析电路性能
不同类型的电路有不同的性能指标和描述方法,因而有不同的分析方法。比如放大电路,评价一个放大电路性能好坏是从电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带等性能指标来评价;如何求得这些性能指标能,针对这一类中经典的电路进行定量的分析。为了减小学习的难度,选取经典电路是采用从简单到复杂的、从理论电路到实用电路的原则,逐步进行分析;例如首先选取的顺序是基本共射放大电路、直接耦合放大电路、阻容耦合放大电路、静态工作点稳定电路和差分放大电路;定量分析是学会画交流和直流等效电路图;通过直流通路计算静态工作点,然后通过微变等效电路求出,计算出输入输出电阻和电压放大倍数等参数。
1.5应用体检
电子技术的最大价值就是实践设计,每一章安排一个精巧的实例,可用面包板动手进行实验,达到理论和实践相结合的目的,使呆板的理论变为活生生的现实,使学生们越学越有兴趣,坚定了学好这门课的决心。
2教学方法的改革
教学方法和手段的合理结合,使模拟电子技术教学更加生动、形象。从而激发学生的学习兴趣,调动了学习积极性,学生从被动地接受知识灌输,转为主动参与教学过程,对学生素质和技能的培养起到了重要作用。
2.1引入proteus仿真
对学过的经典电路,通过PROTEUS对电路进行仿真学习,既强化了知识点,也训练了技能。比如基本放大电路的分析,要设置合适的静态工作点,使信号的整个周期内晶体管始终工作在放大状态,输出信号才不会产生失真。但静态工作点的设置比较形象,学生的感知性较差。此时可以在理论讲述时采用PR0TEUS软件进行仿真,帮助学生理解。
2.2引导式教学方法
两节课90分钟分为三个阶段:第一个阶段用5-10分钟复习上节课讲解的重要内容,采用老师提问学生回答的方式,为了激励学生回答问题的积极性,回答问题的好坏以及积极程度计入平时成绩中;第二个阶段用于讲解上次课要求同学预习的内容;采用讨论的方式,针对大家不理解的地方给予重点讲解,这样老师可以做到有的放矢,;第三个阶段:用5-10分钟的时间,说明下次课要讲解的内容,并针对下次课内容的重点,提出几个问题让学生课下去预习,让学生有针对性的预习,对于预习中不理解的地方加以标明,让学生每次做到心中有数,哪些该重点听,哪些听一下就可以了。整个教学过程中,以学生学习为主,老师指导为辅的理念。
3考核模式的改革
除了合理安排教学内容和教学顺序以及改进教学方法外,还必须有合理的考核模式。要改变传统的评价模式,紧靠期末卷面成绩来评价一个学生学习成绩的好坏。这种模式不能及时反映学生的对知识点的掌握情况,而老师只能一味的按照自己的进度进行,会造成部分同学因跟不上进度,从而产生厌学的心理。所以要对学生学习全过程的监控,将考核融入各种日常教学实践活动中,以便能及时发现问题。在《模拟电子技术》课程考核中,从人才培养目标及课程教学目标出发,重点考核学生对单元电路的理解、分析、焊接、调试、设计等综合技能,考核方式包括平时成绩与期末笔试相结合。其中平时成绩包含出勤率、作业、实验和实验报告;期末笔试包含课本上的理论内容和重要的实验内容。另外为了更好的学习本门课程,课程结束时要求学生针对本课程做一个综合的课程设计,对于设计的要求是完成实物作品的设计和设计报告,以及完成答辩环节。中实践项目的考核一定要有答辩的环节,一方面避免学生抄袭,另一方面也能考察出学生对理论的掌握程度。
4结束语