時間：2022-07-18 11:53:03
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇現(xiàn)代控制技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關(guān)鍵詞：直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，定子磁鏈，無速度傳感器，展望
引言
交流電動機自1885年出現(xiàn)后，由于一直沒有理想的調(diào)速方案，而只被用于恒速拖動領(lǐng)域。近三四十年來，電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，為交流調(diào)速產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)造了有利條件，使交流調(diào)速系統(tǒng)逐步具備了寬調(diào)速范圍、高穩(wěn)速精度、快速動態(tài)響應和四象限運行等技術(shù)性能，完全可與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美。由于直流調(diào)速系統(tǒng)所固有的缺點，目前，無論是調(diào)速領(lǐng)域還是伺服領(lǐng)域，交流驅(qū)動系統(tǒng)已逐步占據(jù)主導地位并有逐漸取代直流驅(qū)動的趨勢。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是繼矢量控制技術(shù)之后的一種新型高效的交流變頻調(diào)速技術(shù)，它以結(jié)構(gòu)簡單明了、轉(zhuǎn)矩快速響應、魯棒性好等一系列的優(yōu)點正受廣大學者的青睞。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)自誕生以來，其理論研究和實驗工作已取得了杰出的成績，然而作為一門新興的理論和技術(shù)，必然存在不成熟和不完善的地方。鑒于此，本文針對直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀、存在的問題及未來的發(fā)展趨勢進行了詳細地敘述。
1、直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)概述
直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)（DTC）是繼矢量控制后交流調(diào)速領(lǐng)域一種新的控制方法，其特點是采用空間電壓矢量分析，直接在定子坐標系下計算并控制電機的轉(zhuǎn)矩和磁通，采用定子磁場定向，進行bang一bang控制，產(chǎn)生PWM信號。系統(tǒng)通過保持磁鏈恒定， 對轉(zhuǎn)矩直接控制。因此，控制性能不受轉(zhuǎn)子參數(shù)的影響，控制思想獨特，結(jié)構(gòu)簡單。
2、直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)研究熱點
2.1 對定子磁鏈的研究
（1）定子磁鏈的數(shù)學模型
在直接轉(zhuǎn)矩控制中，定子磁鏈的實際值取決于定子電壓、電流和轉(zhuǎn)速的檢測值以及電機參數(shù)。目前，描述定子磁鏈的數(shù)學模型有3種: u – i 模型，i - n模型，u - n模型[1-2]。
u - i模型: 由定子電壓與定子電流確定定子磁鏈。
該模型結(jié)構(gòu)簡單，受電機參數(shù)影響小。論文參考網(wǎng)。它采用開環(huán)積分法估計定子磁鏈，在電機高速運行時可以估計出定子磁鏈。所以，當很大時，與之相比可以忽略不計，控制精度較高。但在低速和零速運行時，較小，與之相比不能忽略，如果對的估計誤差大，將嚴重影響系統(tǒng)的控制性能。這時必須考慮的影響，需準確測定出因溫度變化和磁通飽和而產(chǎn)生的變化量。
i- n 模型: 以轉(zhuǎn)子磁鏈為中間變量，由定子電流與轉(zhuǎn)速確定定子磁鏈。
在該公式中，沒有出現(xiàn)定子電阻，因此不受定子電阻變化的影響。但是，i - n模型要利用轉(zhuǎn)子時間常數(shù)及定、轉(zhuǎn)子電感值，還要精確地測量出轉(zhuǎn)子電角速度。這些參數(shù)的準確性以及速度的測量精度對定子磁鏈估計的精度程度都會產(chǎn)生較大的影響，另外這些電機參數(shù)也隨著溫度和磁路飽和程度的變化而變化。
u - n模型: 由定子電壓和轉(zhuǎn)速來獲得定子磁鏈。這里僅給出改進后的u - n模型。
改進后的u - n 模型綜合了u - i模型和i - n模型的優(yōu)點，并通過修正項d完成了兩個模型間平滑的切換，可以作為一個全速域的定子磁鏈觀測模型。
（2）定子磁鏈的改進方法
針對異步電機DTC系統(tǒng)中采用u – i模型觀測定子磁鏈時純積分環(huán)節(jié)造成直流分量積分漂移，引起低速時轉(zhuǎn)矩波動嚴重，采用一種具有幅值補償環(huán)節(jié)的改進積分器算法取代純積分環(huán)節(jié)克服積分漂移；針對六區(qū)段電壓矢量開關(guān)表在定子磁鏈處于區(qū)段分界線附近控制性能差，引起低速運行時定子磁鏈內(nèi)陷和電流畸變等問題，采用細分優(yōu)化的十二區(qū)段選擇電壓矢量開關(guān)表來代替?zhèn)鹘y(tǒng)六區(qū)段電壓矢量開關(guān)表。改善了異步電機DTC系統(tǒng)的低速運行性能。
近年來，許多學者為了解決定子電阻對磁鏈的影響，引入了現(xiàn)代控制理論和智能控制理論，通常采用的方法有: 模糊定子電阻估計、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定子電阻估計、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定子電阻估計、最小二乘法定子電阻估計[3-5]。
另外， 一些學者對定子電阻溫度變化對定子磁鏈估計的影響也進行了研究， 提出了一些控制方案，如定子電阻溫度補償、模型參考自適應在線辨識等。
2. 2 無速度傳感器技術(shù)
傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制中，低速運行時，如果選用與轉(zhuǎn)速有關(guān)的定子磁鏈模型來確定磁鏈，那么就需要知道精確的轉(zhuǎn)速信息；如果對速度的精確控制，需要轉(zhuǎn)速反饋進行閉環(huán)控制，同樣需要知道轉(zhuǎn)速信息。傳統(tǒng)的方法采用速度傳感器，這樣不僅增加成本，而且使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性變差。尤其對于實際應用中不允許安裝速度傳感器的領(lǐng)域，無速度傳感器技術(shù)顯得突出重要。論文參考網(wǎng)。
無速度傳感器技術(shù)常用的速度辨識方法包括:轉(zhuǎn)差頻率法、參考模型自適應法、卡爾曼濾波法、高頻信號注入法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的辨識方法等。目前應用較好的方法是參考模型自適應方法及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的辨識方法[6-7]。這種自適應閉環(huán)速度辨識方案，在一定的速度范圍內(nèi)，估計精度達到了相當高的水平，然而這些方法沒有脫離電機的基本模型，在低速運行時受電機參數(shù)的影響嚴重，尤其在零定子頻率運行時，由于電動機轉(zhuǎn)速的不可觀測性[8]，基于模型的辨識方案往往會失效。
鑒于此，不依賴于電動機模型而僅依賴于電動機本身特性的辨識方法應運而生。Zinger等人利用轉(zhuǎn)子槽諧波可以調(diào)制出頻率與轉(zhuǎn)速成比例的定子磁鏈原理，應用鎖相環(huán)技術(shù)來提取轉(zhuǎn)速信息[9]。高頻信號注入法彌補了零定子頻率情況下的速度不可觀測性，然而由于感應電動機常見的磁路飽和現(xiàn)象等不完善因素，導致了檢測的速度信號中含有低頻干擾信號。一旦檢測的速度信號直接用于控制，必然導致控制系統(tǒng)動態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能惡化。如何結(jié)合高頻信號注入法與模型參考自適應方法來獲得整個工作范圍內(nèi)都能適用的速度辨識方案將是無速度傳感器技術(shù)研究的核心內(nèi)容。
3、直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)發(fā)展展望
在對直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)研究熱點進行了較詳細的分析與討論后，針對尚存在的問題，本文結(jié)合當前的科技發(fā)展情況和實際分析，對直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的研究方向進行了展望。
（1）針對傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制方法存在轉(zhuǎn)矩脈動大的問題，我們可以嘗試通過設(shè)計基于模糊自適應PI調(diào)節(jié)器的多級模糊控制DTC調(diào)速系統(tǒng)來解決。在外環(huán)控制方面，為了實現(xiàn)在轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩突變時系統(tǒng)的快速響應，可以采用模糊自適應PI調(diào)節(jié)器控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器；在內(nèi)環(huán)控制方面，也可以采用模糊控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的磁鏈兩點式、轉(zhuǎn)矩三點式的bang一bang控制，該算法能夠克服傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制方法中根據(jù)轉(zhuǎn)矩、磁鏈的大小程度簡單的選擇電壓矢量這一缺點，全面綜合考慮了轉(zhuǎn)矩誤差的大小程度，可以實現(xiàn)大誤差大調(diào)節(jié)、小誤差小調(diào)節(jié)的智能控制。
（2）針對無速度傳感器技術(shù)尚存在的不足，我們可以嘗試用基于改進型蟻群BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的速度辨識器來替代傳統(tǒng)速度傳感器的方法來對其控制。論文參考網(wǎng)。由于蟻群算法是一種較新型的尋優(yōu)策略，與其它的智能算法相比較，具有良好的收斂速度，且能得到的最優(yōu)解更接近理論最優(yōu)解，同時易于與其它方法結(jié)合，具有較強的魯棒性。相信這樣能夠更準確地辨識出電機轉(zhuǎn)速，達到DTC系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能要求，實現(xiàn)無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制。
（3）近年來，直接轉(zhuǎn)矩控制的研究取得了很大進展，特別是現(xiàn)代控制理論和智能控制理論的引入，在MATALB和DSP的基礎(chǔ)上，為直接轉(zhuǎn)矩的建模和實現(xiàn)控制提供了強有力的工具。現(xiàn)代控制理論和智能控制理論(以模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為主)等控制方案為提高直接轉(zhuǎn)矩控制的動態(tài)性能和魯棒性奠定了理論基礎(chǔ)，并為提高直接轉(zhuǎn)矩控制的性能提供了一種非常好的新思路，如最近研究十分活躍的模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、非線性控制、變結(jié)構(gòu)控制等。可見直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)智能化是未來研究方向之一。
參考文獻：
[1]巫慶輝,邵誠,徐占國.直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[ J ].信息與控制,2005
[2]王成元,夏加寬,楊俊友等.電機現(xiàn)代控制技術(shù)[M ].北京:機械工業(yè)出版社,2006.
[3]張春梅,爾桂花.直接轉(zhuǎn)矩控制研究現(xiàn)狀與前景[ J ].微特電機,2000
[4]趙偉峰,朱承高.直接轉(zhuǎn)矩控制的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[ J ].電氣時代,1999
[5]劉國海,戴先中.直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制[ J ].電工技術(shù)學報,2001
[6] Schauder C. Adap tive speed identification for vector control of induction motors without rotational transducers [ J ]. IEEE Transactions onIndustry Applications, 1992
[7]Cruz P P, Rivas J J. A small neural network structure app licationinspeed estimation of an induction motor using direct torque control [A ]. Proceedingsof the 2001 IEEE 32nd Annual Power Electronics Specialists Conference [C ].USA: IEEE, 2001. 823～827.
[8]Holtz J. Sensorless control of induction motor drives [ J ].Proceedings of the IEEE, 2002, 90 (8) : 1359～1394.
[9]Zinger D, Profumo F, Lipo T A, et al. A directfield-orientedcontroller for induction motor drives using tapped statorwindings[A ]. Proceedings of the 1998 IEEE 19 th Annual Power ElectronicsSpecialists Conference [ C]. USA: IEEE, 1988. 855～865.
關(guān)鍵詞：自動化控制；信息技術(shù)；有效結(jié)合；工業(yè)技術(shù)；技術(shù)應用
自動化控制技術(shù)對于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展起到了重要的推動作用，成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)條件。而自動化控制則是借助于自動化設(shè)備或者裝置來實現(xiàn)操作的，包括機器、儀器以及儀表等裝置，從而代替人工操作[1]。信息技術(shù)則是現(xiàn)代化的信息傳輸方式，借助于計算機以及通信設(shè)備等來實現(xiàn)信息的快速傳播。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中，綜合運用了自動化控制技術(shù)和信息技術(shù)，使其成為促進現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要推動力[2]。該論文主要是從研究自動化控制和信息技術(shù)綜合運用的角度出發(fā)，通過其技術(shù)發(fā)展探索，從而找出其未來發(fā)展趨勢，為技術(shù)的進步提供參考性意見。
1自動化控制與信息技術(shù)分析
工業(yè)自動化控制技術(shù)對工業(yè)發(fā)展，社會進步都起到了重要作用，成為重要的推動力。分析整個工業(yè)發(fā)展進程可知，我國的傳統(tǒng)制造業(yè)自動化水平較低，對于技術(shù)的應用和融合不足，在現(xiàn)代化工業(yè)進程中發(fā)展較為緩慢；在社會發(fā)展變化的影響之下，我國工業(yè)也開始運用自動化控制技術(shù)，逐步實現(xiàn)了自動化進程。自動化控制技術(shù)在國民經(jīng)濟發(fā)展方面做出了較大貢獻，尤其是信號制式改進技術(shù)，促進了現(xiàn)代化控制技術(shù)和信息化技術(shù)的進一步運用。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，工業(yè)自動化技術(shù)主要應用于現(xiàn)代化的工業(yè)設(shè)備預測診斷，設(shè)備資產(chǎn)管理和操作技術(shù)等方面，還具有廣闊的發(fā)展空間，需要進一步完善自動化技術(shù)的深廣應用。自動化儀表的闡釋，將自動化技術(shù)的應用推到了一個新的高度，目前的發(fā)展應用水平還較低，需要進一步加強應用[3]。PLC技術(shù)是較為常用的工業(yè)自動化控制技術(shù)之一，通過編訂程序的方式實現(xiàn)對于電子系統(tǒng)的控制和操作，讓整個工業(yè)生產(chǎn)的過程都能夠處于自動化控制當中。這一技術(shù)的運作流程是，在編程存儲器內(nèi)進行邏輯運算，以此實現(xiàn)對用戶進行計數(shù)，定時或者計算等方面的操作指令，而操作指令采用的是數(shù)字模擬來進行輸入和輸出的，進而實現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)控制操作。另外，還運用到了DCS技術(shù)，也可以稱之為集散控制系統(tǒng)，采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進行過程全面管控，促進現(xiàn)代化控制技術(shù)的升級運用。還應當注意的是，這些技術(shù)的運用還需要其他現(xiàn)代化高新技術(shù)的配合運用，綜合發(fā)揮作用才能夠確保自動化控制技術(shù)的有效運用，確保工業(yè)自動化控制能夠高效、開放運行，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的分散控制，集中操作和分級管理以及靈活配置的功能。例如：工業(yè)PC，這是一種分布式的系統(tǒng)基礎(chǔ)技術(shù)，比原有的PLC，DCS系統(tǒng)更加先進，具有很強的替代性。具體來說，工業(yè)PC能夠?qū)崿F(xiàn)私人定制，提供更具有針對性的服務(wù)器模式，兼容客戶機，服務(wù)器機，以通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)從而實現(xiàn)管控融合的自動化控制操作。這些技術(shù)的推廣應用，促進了現(xiàn)代化工業(yè)水平的提升，實現(xiàn)了工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的資源共享和信息交流，使得信息的作用得到了有效發(fā)揮[4]。信息技術(shù)對于工業(yè)發(fā)展具有重要的推動作用，在現(xiàn)代化社會當中，更是必不可少的技術(shù)手段。但是，傳統(tǒng)工業(yè)也具有自身的優(yōu)勢，在某些方面是自動化技術(shù)所不能取代的。國家的發(fā)展，尤其是工業(yè)的發(fā)展，代表著一個國家經(jīng)濟發(fā)展的水平，在信息化時代，要充分運用信息化技術(shù)的手段來促進工業(yè)發(fā)展，提升工業(yè)的質(zhì)量和水平，促進傳統(tǒng)工業(yè)與現(xiàn)代化技術(shù)的融合運用。
2自動化控制與信息技術(shù)的有效結(jié)合應用研究
2.1自動化控制與信息技術(shù)的有效結(jié)合在工程機械應用分析
(1)高精度GPS系統(tǒng)的應用。這一系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢在于高精度，可以精細化到厘米級別，其技術(shù)應用基礎(chǔ)是GPS差分技術(shù)，并與其他多種技術(shù)相結(jié)合使用，包括全站儀，多傳感技術(shù)，激光以及超聲波等技術(shù)，同時，系統(tǒng)中的虛擬儀表又可以幫助實現(xiàn)對于施工工地的信息模擬功能，能夠在施工前提供工地的三維圖形，機器三維坐標等內(nèi)容。因此，施工工地應用這一系統(tǒng)能夠提高施工效率和精準度，在大型施工現(xiàn)場中的多種機器同時作業(yè)過程中成效顯著。這也就帶來了施工管理方面的提升，促進了施工效率的有效提高[5]。(2)閉路監(jiān)視系統(tǒng)以及超聲波后障礙探測系統(tǒng)應用。這主要應用于大型工程機械中的系統(tǒng)，主要功能是：保證司機的安全高效作業(yè)，其工作原理是：隨時為司機提供音頻和視頻信號，與此同時，微機監(jiān)控和自動報警集中系統(tǒng)這兩大系統(tǒng)，對于機器的故障處理方面具有明顯效果，主要表現(xiàn)在：縮短維修程序，提高效率。(3)自動化控制的應用。中央微處理機是進行自動化控制的樞紐，其重要功能主要表現(xiàn)在：一方面，接收司機室中的所有操縱裝置的相關(guān)指令信息，這些信息的傳遞是通過電位計以電流的形式來傳送給中央微處理機的；另一方面，微處理機將所接收到的信號又進行了轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)給各自對應的閥，從而利用這些信號來開啟閥。微處理機的功能實現(xiàn)依賴的是既定程序的芯片，通過芯片程序的啟動可以保證泵能夠具有足夠的功率。
2.2自動化控制與信息技術(shù)的有效結(jié)合在電氣工程應用
(1)地球數(shù)字化技術(shù)。地球數(shù)字化技術(shù)是一種綜合運用的技術(shù)類型，表現(xiàn)為電氣自動化工程和信息技術(shù)兩大技術(shù)的結(jié)合，其功能實現(xiàn)途徑是：基于電氣自動化技術(shù)，可以實現(xiàn)將地球所有的數(shù)據(jù)信息都能夠以坐標的形式來呈現(xiàn)，這些信息的精準度非常高，這是基于信息技術(shù)來實現(xiàn)海量精準信息的動態(tài)多維呈現(xiàn)，最終使得地球通過技術(shù)形式轉(zhuǎn)化為電氣自動化數(shù)字的形式。這些信息在集中之后存儲進計算機網(wǎng)絡(luò)當中，那么，通過信息的調(diào)取和系統(tǒng)運行就可以獲取任何人的精準地理坐標，從而獲取詳細的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容。(2)現(xiàn)場總線技術(shù)。這一技術(shù)的產(chǎn)生背景是，現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)主導的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是電氣自動化工程控制系統(tǒng)基礎(chǔ)應用，在不斷地應用處理過程中，促進了電氣設(shè)備的自動化和智能化發(fā)展趨勢，從而進一步產(chǎn)生了現(xiàn)場總線技術(shù)。因此，這一系統(tǒng)屬于經(jīng)驗積累性的應用，相當于連接了企業(yè)基層設(shè)施的通信互聯(lián)，促進了上下溝通實現(xiàn)。
2.3自動化控制與信息技術(shù)的有效結(jié)合在工業(yè)生產(chǎn)控制應用
(1)信息化技術(shù)呈現(xiàn)出過程檢測儀表和執(zhí)行器往數(shù)字化，智能化和柔性智能化以及網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢。該技術(shù)的發(fā)展依托于人工智能理論和方法，通過擬人智能功能向固態(tài)傳感器以及智能傳送器發(fā)出信號，促進其精準化操作。智能閥門定位器由于是由微控制器所控制的，而這種控制器的精準度極高，可以實現(xiàn)的功能有：組態(tài)控制參數(shù)，線性分程控制和等百分比等特性修正，表現(xiàn)出極強的智能化操作特性。(2)有很多控制軟件和控制系統(tǒng)都在進一步的完善和強化之中，主要包括：生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MEC)，供應鏈管理系統(tǒng)(SCM)，企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)，CAD、CAM、CAP等,這些系統(tǒng)和技術(shù)的升級都不是單獨進行的，而是與其他系統(tǒng)相連同步升級的。
3結(jié)語
自動化控制與信息技術(shù)的有效結(jié)合對于工業(yè)技術(shù)發(fā)展有著重要的促進作用，是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的必要條件。在未來自動化控制與信息技術(shù)的有效結(jié)合需要進一步智能化水平，借助大數(shù)據(jù)和云網(wǎng)絡(luò)，提升信息控制能力，從而讓工業(yè)自動化獲得新發(fā)展。
參考文獻
[1]趙楊,丁寶峰,杜翠女,等.淺談電氣自動化技術(shù)在火力發(fā)電中的創(chuàng)新與應用[J].硅谷,2011(3):93-94.
[2]唐華國.工業(yè)自動化控制的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢分析[J].才智,2011(23):69.
[3]王曉光,王厲,厲勵.石油化學工業(yè)信息化和自動化控制技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].河南化工,2004(3):1-4.
[4]楊成睿.淺談自動化控制技術(shù)在智能建筑中的應用[J].電腦知識與技術(shù),2010(27):7711-7712.
論文摘要 在人類所利用的能源當中，電能是最清潔最方便的；電氣傳動無疑有著很大的意義，隨著電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)以及自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣傳動技術(shù)也得到了長足的發(fā)展。本文在對大量國內(nèi)外文獻分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)和論述了我國在電力電子和電力傳動系統(tǒng)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。
從學術(shù)的角度來看，電力電子技術(shù)的主要任務(wù)是研究電力電子器件（功率半導體）設(shè)備，轉(zhuǎn)換器拓撲結(jié)構(gòu)，控制和電力電子應用，實現(xiàn)電力和磁場的能量轉(zhuǎn)換、控制、傳輸和存儲，以便實現(xiàn)合理和有效使用的各種形式的能源，高品質(zhì)的人力的電力和磁場的能量。
1 電力電子的研究方向
就目前情況而言，我國電力電子的研究范圍與研究內(nèi)容主要包括：1）電力電子元器件及功率集成電路；2）電力電子變換器技術(shù)的研究主要包括新的或電力能源的節(jié)約和新能源電力電子，軍事和空間應用等作為特殊的電力電子轉(zhuǎn)換器技術(shù)的智能電力電子變換器技術(shù)，控制電力電子系統(tǒng)和計算機仿真建模；3）電力電子技術(shù)的應用，其研究內(nèi)容包括超高功率轉(zhuǎn)換器，在能源效率，可再生能源發(fā)電，鋼鐵，冶金，電力，電力牽引，船舶推進應用，電力電子系統(tǒng)的信息化和網(wǎng)絡(luò)；電力電子系統(tǒng)的故障分析和可靠性；復雜的電力電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適應性；4）電力電子系統(tǒng)集成，其研究內(nèi)容包括標準化電力電子模塊；單芯片和多芯片系統(tǒng)設(shè)計，集成電力電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
2 我國電力電子發(fā)展中存在的問題
當前的主要問題是：中國的電力電子產(chǎn)品和設(shè)備目前生產(chǎn)的大部分是也主要是晶閘管，雖然它可以創(chuàng)造一些高科技電子產(chǎn)品和電氣設(shè)備，但他們都使用電力電子外國生產(chǎn)設(shè)備和多組分組裝集成的制造方法，尤其是先進的全控型電力電子器件全部依賴進口，而許多關(guān)系到國民經(jīng)濟和國家安全，在一些關(guān)鍵領(lǐng)域的核心技術(shù)，軟件，硬件和關(guān)鍵設(shè)備，我國的外資控制和封鎖。特別是在關(guān)系國民經(jīng)濟和國家安全，更多先進水平的核心技術(shù)差距的關(guān)鍵領(lǐng)域，這種情況正在迅速變化的挑戰(zhàn)和我們的道德律令。
在過去，雖然我國國民經(jīng)濟的各個部門，先后引進了國外先進技術(shù)，已開始注意到國內(nèi)突出的問題，從表面上看，雖然對引進技術(shù)的絕大多數(shù)可以在幾年后達到國產(chǎn)化率70％的要求，但只要仔細分析，不難發(fā)現(xiàn)，并最終拒絕外國公司轉(zhuǎn)讓技術(shù)和關(guān)鍵部件，都涉及到高科技的電力電子技術(shù)和動力傳動產(chǎn)品在核心技術(shù)。
目前國外和問題的主要區(qū)別是：電力電子器件的全面控制，不能制造國內(nèi)制造的高功率轉(zhuǎn)換器，低技術(shù)，設(shè)備可靠性差，電力電子數(shù)字控制技術(shù)水平仍處于初級階段；應用程序的控制技術(shù)和系統(tǒng)控制軟件的水平較低；缺乏經(jīng)驗的重大項目等。高性能高功率轉(zhuǎn)換器設(shè)備幾乎全部從國外進口。
3 電力傳動系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀分析
目前我國電力傳動系統(tǒng)的研究主要圍繞交流轉(zhuǎn)動系統(tǒng)展開，隨著交流電動機調(diào)速理論的突破和調(diào)速裝置（主要是變頻器）性能的完善，電動機的調(diào)速從直流發(fā)電機-電動機組調(diào)速、晶閘管可控整流器，直流調(diào)壓調(diào)速逐步發(fā)展到交流電動機變頻調(diào)速。交流傳動系統(tǒng)之所以發(fā)展得如此迅速，和一些關(guān)鍵性技術(shù)的突破性進展有關(guān)。它們是功率半導體器件（包括半控型和全控型）的制造技術(shù)、基于電力電子電路的電力變換技術(shù)、交流電動機控制技術(shù)以及微型計算機和大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)的全數(shù)字化控制技術(shù)。為了進一步提高交流傳動系統(tǒng)的性能，國內(nèi)有關(guān)研究工作正圍繞以下幾個方面展開：
1）輸入電流為正弦和四象限運行開辟了新的途徑
高性能交流驅(qū)動系統(tǒng)電壓型PWM逆變器中的應用日益廣泛，PWM技術(shù)的研究更深入。 PWM功率半導體器件采用高頻開啟和關(guān)閉，成為一個在一定寬度的電壓脈沖序列法律的變化，為了實現(xiàn)頻率，變壓器，有效地控制和消除諧波的直流電壓。 PWM技術(shù)可分為三類：正弦PWM，優(yōu)化PWM及隨機PWM。正弦PWM的電壓，電流和磁通正弦PWM計劃的目標包括。正弦PWM普遍提高功率器件的開關(guān)頻率將是一個非常出色的表現(xiàn)，在中小功率交流驅(qū)動系統(tǒng)等被廣泛使用。但為大容量的電源轉(zhuǎn)換設(shè)備，高開關(guān)頻率將導致大的開關(guān)損失，以及高功率設(shè)備，如GTO的開關(guān)頻率仍不做的非常高的在這種情況下，在最佳的PWM技術(shù)只是滿足的需求該設(shè)備。
2）應用矢量控制技術(shù)、直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)及現(xiàn)代控制理論
交流電機交流驅(qū)動系統(tǒng)是一個多變量、非線性、強耦合、時變控制對象，變頻調(diào)速控制，電機控制的穩(wěn)定狀態(tài)方程的研究動態(tài)控制非常令人滿意的結(jié)果的特點。 70年代初提出研究交流電機的控制過程的動態(tài)，不僅要控制每個變量的振幅，而控制的階段，為了實現(xiàn)交流電機磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦矢量變換方法，促使高性能交流驅(qū)動系統(tǒng)逐漸向?qū)嶋H使用。高動態(tài)性能的電流矢量控制變頻器已成功應用于軋機主傳動，電力牽引系統(tǒng)和數(shù)控機床。此外，為了解決系統(tǒng)的復雜性和控制精度之間的矛盾，但也提出一個新的控制方法，如直接轉(zhuǎn)矩控制，方向控制電壓，特別是與微處理器控制技術(shù)，現(xiàn)代控制理論在各種控制方法也得到了應用，如二次型性能指標最優(yōu)控制和雙位模擬調(diào)節(jié)器控制，可以提高系統(tǒng)的動態(tài)性能，滑（滑模）變結(jié)構(gòu)控制可以提高系統(tǒng)的魯棒性，狀態(tài)觀測器和卡爾曼濾波器可以得到狀態(tài)信息不能測量，自適應控制能夠全面提高系統(tǒng)的性能。此外，智能控制技術(shù)，如模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，也開始在交流變頻調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)用于提高控制精度和魯棒性。
3）廣泛應用微電子技術(shù)
隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字式控制處理芯片的運算能力和可靠性得到很大提高，這使得全數(shù)字化控制系統(tǒng)取代以前的模擬器件控制系統(tǒng)成為可能。目前適于交流傳動系統(tǒng)的微處理器有單片機、數(shù)字信號處理器（Digital Signal Processor——DSP）、專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit——ASIC）等。其中，高性能的計算機結(jié)構(gòu)形式采用超高速緩沖儲存器、多總線結(jié)構(gòu)、流水線結(jié)構(gòu)和多處理器結(jié)構(gòu)等。核心控制算法的實時完成、功率器件驅(qū)動信號的產(chǎn)生以及系統(tǒng)的監(jiān)控、保護功能都可以通過微處理器實現(xiàn)，為交流傳動系統(tǒng)的控制提供很大的靈活性，且控制器的硬件電路標準化程度高，成本低，使得微處理器組成的全數(shù)字化控制系統(tǒng)達到了較高的性能價格比。
4 結(jié)論
雖然我國電力電子與電力系統(tǒng)傳動系統(tǒng)技術(shù)得到了長足的發(fā)展，但與發(fā)達國家相比仍然存在較大差距，許多關(guān)鍵技術(shù)有待突破，關(guān)鍵部件還長期依賴進口的局面還沒有打破。
參考文獻
關(guān)鍵詞：公路監(jiān)理；道路質(zhì)量控制技術(shù)；學習領(lǐng)域；課程開發(fā)
公路監(jiān)理作為公路工程建設(shè)中不可缺少的一員在公路建設(shè)中起著至關(guān)重要的作用，主要的工作內(nèi)容包括質(zhì)量監(jiān)理、費用監(jiān)理、合同監(jiān)理、進度監(jiān)理、安全及環(huán)境監(jiān)理等。公路監(jiān)理專業(yè)為我院的自治區(qū)級特色專業(yè)，在該專業(yè)的學習中質(zhì)量監(jiān)理是監(jiān)理專業(yè)大部分學生就業(yè)后從事的主要工作崗位必須掌握的專業(yè)技能。經(jīng)過第一輪課改我們將《公路工程質(zhì)量控制》課程中的道路部分與《路基路面檢測技術(shù)》課程按照公路工程施工過程中的質(zhì)量控制和使用的方法合并成為了一門課程《道路工程質(zhì)量控制技術(shù)》。
1 課程開發(fā)的必要性
1.1 課程性質(zhì)
《道路工程質(zhì)量控制技術(shù)》為公路監(jiān)理專業(yè)的核心課程，其作用就是培養(yǎng)學生能夠熟練完成道路工程施工工序檢測、分項工程交工檢測與質(zhì)量評價、分部工程交工檢測與質(zhì)量評價的能力，這些都是質(zhì)量監(jiān)理崗位最為重要和基本的能力。
1.2 課程開發(fā)的必要性
目前針對道路工程質(zhì)量控制的教材大部分采用原有的教學模式，主要以理論教學為主線，與實際工作脫節(jié)，缺乏現(xiàn)代化的教學工具，大部分教學的編寫也把該門課程按照控制要點來進行組織，而對于具體質(zhì)量要點檢測的具體操作過程并沒有涉及。所以必須對該課程進行開發(fā)，建立基于工作過程的課程體系，滿足職業(yè)教育的需要。
2 課程開發(fā)思路
2.1 對課程進行整體化的職業(yè)分析
2.1.1 公路監(jiān)理職業(yè)崗位分析
本學習領(lǐng)域的設(shè)計是在企業(yè)調(diào)研、崗位調(diào)查的基礎(chǔ)上，大量聽取和學習職業(yè)教育專家的專題報告和學習指導書的前提下，聘請行業(yè)、企業(yè)專家和學校專任教師針對新疆公路建設(shè)市場公路監(jiān)理行業(yè)職業(yè)崗位（群）分析，與本課程專職教師共同研討開發(fā)的。目前公路監(jiān)理從業(yè)人員主要來源于公路工程試驗檢測企業(yè)、施工企業(yè)、公路設(shè)計企業(yè)、公路管理部門等，再經(jīng)過崗前培訓而從事公路監(jiān)理工作。因此，公路監(jiān)理專業(yè)的畢業(yè)生所面臨的就業(yè)崗位（群）主要為公路監(jiān)理企業(yè)、公路工程試驗檢測企業(yè)、以及施工企業(yè)的部分崗位。
2.1.2 公路監(jiān)理崗位職業(yè)能力分析
公路監(jiān)理人員在施工過程中的監(jiān)理任務(wù)主要為施工準備階段的監(jiān)理、施工階段的監(jiān)理和交工驗收階段的監(jiān)理，在不同的監(jiān)理階段，監(jiān)理人員所面對的工作任務(wù)各不相同，所要求的能力也不同。《道路工程質(zhì)量控制技術(shù)》課程在公路施工監(jiān)理工作過程中所對應的工作崗位就是公路檢測監(jiān)理員。
2.2 分析課程的典型工作任務(wù)
2.2.1 工作任務(wù)分析
根據(jù)本課程所對應的工作崗位“公路檢測監(jiān)理員”，對該工作崗位進行詳細的分解：
（1）公路檢測監(jiān)理員崗位，需要招聘對象一般具有：公路工程相關(guān)專業(yè)大專以上學歷；公路水運試驗檢測員資格證書；1年以上道路工程質(zhì)量控制的經(jīng)驗；良好的職業(yè)道德和組織溝通協(xié)調(diào)能力；工作認真、謹慎細心、勇于承擔工作任務(wù)；
（2）公路檢測監(jiān)理員崗位要求的工作內(nèi)容為：負責確定各分項工程的質(zhì)量控制要點；負責對質(zhì)量控制要點進行檢測；負責對檢測結(jié)果進行評定；負責用試驗報告顯示檢測的結(jié)果；完成試驗檢測工程師交代的相關(guān)工作。
2.2.2 典型工作任務(wù)劃分
根據(jù)對確定的工作崗位分析，研究該工作崗位的要求和工作的內(nèi)容，對《道路工程質(zhì)量控制技術(shù)》課程提出學習型的典型工作任務(wù)，（見表1）。
表1
序號 學習項目名稱 典型工作任務(wù)
項目一 質(zhì)量控制的程序 任務(wù)一、制定工程施工質(zhì)量控制任務(wù)書
任務(wù)二、設(shè)置工序質(zhì)量控制點
任務(wù)三、制定質(zhì)量問題分析處理程序
項目二 路基工程施工質(zhì)量的控制技術(shù) 任務(wù)一、熟悉路基工程質(zhì)量控制要點
任務(wù)二、進行幾何尺寸檢測
任務(wù)三、進行內(nèi)在質(zhì)量檢測
任務(wù)四、進行外觀評定
任務(wù)五、進行綜合評定
項目三 路面基層和底基層施工質(zhì)量的控制技術(shù) 任務(wù)一、熟悉路面基層和底基層施工質(zhì)量控制要點
任務(wù)二、進行基層混合料質(zhì)量檢測
任務(wù)三、進行基層幾何尺寸檢測
任務(wù)四、進行基層內(nèi)在質(zhì)量檢測
任務(wù)五、進行基層綜合評定
項目四 瀝青路面施工質(zhì)量的控制技術(shù) 任務(wù)一、熟悉瀝青路面施工質(zhì)量控制要點
任務(wù)二、進行面層混合料質(zhì)量檢測
任務(wù)三、進行面層幾何尺寸檢測
任務(wù)四、進行面層內(nèi)在質(zhì)量檢測
任務(wù)五、進行面層綜合評定
2.3 對課程的學習情境和課業(yè)進設(shè)計
通過對典型工作任務(wù)的分析，我們把該門課程分為4個項目，每個項目按照項目化教學的方式的組織教學，通過這種方式來讓學生了解實際工作的過程，這4個項目（見表2）。
經(jīng)過學習領(lǐng)域的課程開發(fā)，任課教師根據(jù)給課程的典型工作任務(wù)和學習情境的設(shè)計制定適用于不同教學班級的教案。教案應該針對每個典型工作任務(wù)設(shè)計，最好為每2學時設(shè)計一次有針對性教學實施方案，每個教學步驟都應該有達成的相應的學習目標。
3 結(jié)束語
基于工作過程的課程開發(fā)和設(shè)計是目前高職院校課程改革的一項重要任務(wù)它強調(diào)職業(yè)工作的整體性，強調(diào)技能操作的重要性，培養(yǎng)學生的專業(yè)素質(zhì)、綜合素質(zhì)以及職業(yè)素質(zhì)。通過學習情境的模擬，使學生真實的體驗工作過程。然而高職教育的改革如果只依靠學校的努力，僅僅開發(fā)基于工作過程的教材是不能解決所有的問題，還需要得到政府和廣大企業(yè)的支持，開辦各種教學企業(yè)、實行頂崗實習，讓學生能在學習的過程中真正接觸到企業(yè)和工作，能接觸到真實的項目使學生在走出校門的時候真正具備了一個高職人的素質(zhì)和技能。
參考文獻：
[1]洪軍明.高職工程監(jiān)理專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革研究開發(fā)研究[J]，2009（07）.
[2]曾波.林冰.裘漢琦.工程監(jiān)理專業(yè)工學交替人才培養(yǎng)模式探索[J].廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學院學報，2009（12）.
[3]張孝忠.周慧蘭.工程監(jiān)理專業(yè)人才培養(yǎng)方案探討價值工程[J].2011（11）.
論文關(guān)鍵詞：液壓與氣壓傳動，教材改革
近年來，隨著改革開放的不斷深入，機電工業(yè)面臨著產(chǎn)業(yè)的整體優(yōu)化與升級，對勞動者的素質(zhì)也提出了更高和更新的要求。液壓與氣壓傳動是利用液體或氣體的壓力傳遞力和運動的一種傳動,由于它具有其他傳動方式不可替代的許多特性,因此被廣泛應用于機械制造、工程機械、冶金機械、石油化工、交通運輸、礦山機械、建筑機械等各個工程技術(shù)領(lǐng)域。隨著微電子技術(shù)和控制理論學科的發(fā)展,液壓氣壓傳動的應用領(lǐng)域越來越廣,從軍用到民用,從重工業(yè)到輕工業(yè),到處都有液壓氣壓傳動與控制技術(shù)。因此，職業(yè)技術(shù)教育必須適應現(xiàn)代化建設(shè)對人才的需要，培養(yǎng)學生具有更高、更全面的綜合職業(yè)能力。在培養(yǎng)學生綜合職業(yè)能力方面，教材的改革是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。筆者就學院校本教材《液壓與氣壓傳動》改革與建設(shè)談一些認識。
一 明確培養(yǎng)目標，調(diào)整課程結(jié)構(gòu)
我院屬于高等職業(yè)技術(shù)院校,主要培養(yǎng)面向工業(yè)生產(chǎn)第一線的應用型專門人才。學生走向工作崗位后,遇到有關(guān)液壓和氣壓傳動的問題一般是關(guān)于設(shè)備的安裝、調(diào)試、維修和保養(yǎng)等項目,很少接觸到系統(tǒng)的設(shè)計校核計算工作。因此，學校教育必須樹立“以素質(zhì)為基礎(chǔ)、以能力為本位”的指導思想，注重學生的能力提高和素質(zhì)培養(yǎng)，打破學科界限，調(diào)整課程結(jié)構(gòu)。
《液壓與氣壓傳動》是機電類學生必修的一門專業(yè)課，主要介紹機電設(shè)備液壓與氣壓傳動的基礎(chǔ)知識和液壓氣壓控制技術(shù)。隨著機電技術(shù)的迅猛發(fā)展，單一的學科體系已不利于學生形成機電設(shè)備的整體意識，如機電設(shè)備的運動主要有機械傳動、液壓傳動教育論文，機電設(shè)備的控制則是液壓技術(shù)、電氣技術(shù)、數(shù)控技術(shù)乃至光學技術(shù)的有機結(jié)合。現(xiàn)行的課程結(jié)構(gòu)為各學科單獨設(shè)置，以課程群的組合來建立學生的知識結(jié)構(gòu)。由于各門課程自成體系，不僅相關(guān)內(nèi)容低起點、重復多，浪費了大量學時，而且各門課程知識很難融會貫通、綜合運用，不利于綜合應用能力的培養(yǎng)。筆者認為應打破傳統(tǒng)的教學體系，將機械傳動技術(shù)、電氣控制技術(shù)、液壓傳動、可編程控制器應用技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等知識設(shè)置為幾個相對獨立的模塊，并有機地結(jié)合在一起，成為一個復合型專業(yè)課程，這樣既利于培養(yǎng)學生綜合職業(yè)能力，同時還可以減輕學生的課業(yè)負擔和學習壓力，并為實踐操作技能節(jié)約大量的時間。
二 突出職教特色，優(yōu)化知識內(nèi)容
職業(yè)教育必須適應市場的要求，教學內(nèi)容必須具有職業(yè)性和實用性；知識應以夠用為度，不必強調(diào)過多的理論系統(tǒng)性和完整性中國知網(wǎng)論文數(shù)據(jù)庫。
1 刪除理論性較強的內(nèi)容
《液壓與氣壓傳動》課程理論抽象而實踐性又很強。因為液壓傳動的過程是在封閉的系統(tǒng)中完成的,要建立起直觀的認識是比較困難的。但是這個專業(yè)貼近生產(chǎn)實際,應用性很強。一般的液壓設(shè)備在日常生活中很少見到,所以學生缺乏感性認識,加上隨著教學的改革,本課程的教學時數(shù)已經(jīng)縮減,故而傳統(tǒng)的教學手段很難適應新形勢下的教學任務(wù)了。只有改革傳統(tǒng)的教學方法和手段,使教學方法多樣化,并加強實踐環(huán)節(jié),才能改善教學效果。
過多、過深的理論知識不但使學生所學無用，而且可能使學生產(chǎn)生一定的恐懼、厭煩情緒，喪失學習的興趣和信心。傳統(tǒng)的《液壓與氣壓傳動》教材中液體動力學章節(jié)中存在較多繁瑣公式的推導及偏深的理論分析，如管路內(nèi)的壓力損失、液體流經(jīng)小孔及間隙的流量等計算公式、各種液壓泵排量及流量的計算公式，筆者認為均可予以刪除或壓縮。另外，教材中采用較大篇幅介紹了液壓系統(tǒng)的設(shè)計方法與計算步驟，該內(nèi)容主要應用于工程設(shè)計和科學研究使用，對職業(yè)教育則沒有必要掌握，也應予以刪除或壓縮。對那些必需的理論知識可作適當處理，做到“知其然”，而不必過分強調(diào)“知其所以然”。例如，葉片泵只需說明葉片泵為減少葉片滑動的摩擦力，應將葉片順轉(zhuǎn)向傾斜一定角度放置，而不必具體分析葉片的受力情況。從而使教材做到內(nèi)容少而精，突出其實用性。
2 體現(xiàn)教材的先進性
科學技術(shù)的發(fā)展日新月異，教材應當不斷補充新知識、新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝，使學生掌握最新的知識以適應市場要求教育論文，如氣動技術(shù)近幾十年來發(fā)展迅速，已廣泛應用于生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，其工作原理與液壓傳動有許多相近之處，因此，可增加有關(guān)氣壓傳動的知識。而對于在生產(chǎn)中已淘汰或很少使用的設(shè)備和產(chǎn)品，在教材中則應予以剔除，如徑向柱塞泵由于徑向尺寸大、結(jié)構(gòu)較復雜，制造困難，近年來已使用較少，該部分知識可予以省略。
3 便于教學和自學
近幾年隨著高等院校的擴大招生，學生的學習基礎(chǔ)普遍較差，學習能力較低。因此，教材內(nèi)容應充分考慮學生的特點，盡量做到內(nèi)容通俗易懂，版面豐富、活潑、直觀。傳統(tǒng)教材每章節(jié)后的復習思考題多延用了本科教材的形式，以問答、論述、計算為主，對學生的論述、概括、分析能力有較高要求。筆者認為應適當?shù)亟档碗y度，采用學生喜聞樂見的填空、選擇、判斷題型，這樣既可以考察較廣的知識面，又可以突出知識點的理解和應用，同時也便于老師的教學和學生自學。同時，可安排一些課后討論題或生活中的實例，如挖掘機、起重機的液壓系統(tǒng)，鼓勵學生利用圖書館、互聯(lián)網(wǎng)查找所需資料、增加學習的趣味性和實用性，做到開放式教學，拓寬課堂教學范圍。
4 注意與其它教材的統(tǒng)一性
《液壓與氣壓傳動》教材中涉及到許多的電氣元件都是用字母表示，如壓力繼電器用K表示，電磁開關(guān)用YA表示，但在有關(guān)的電氣教材中，壓力繼電器用KP表示，電磁開關(guān)用YV表示教育論文，容易使學生產(chǎn)生模糊不清的概念，建議相關(guān)教材對同一元件應采用統(tǒng)一國家標準。
三 突出實踐能力的培養(yǎng)
為使學生具有一定調(diào)試和維修液壓設(shè)備的技能,必須加強學生對生產(chǎn)設(shè)備液壓系統(tǒng)分析能力的培養(yǎng)。通過大量實例分析,可使學生舉一反三,觸類旁通。同時,更好地把零散的液壓知識有機地聯(lián)系起來,得以靈活應用。
突出實踐能力的培養(yǎng)，既要培養(yǎng)學生的動手能力，更要培養(yǎng)學生分析能力、解決問題的能力。液壓系統(tǒng)在工作中會出現(xiàn)各種各樣的故障，作為生產(chǎn)操作者必須具備查找排除一般故障的能力。但傳統(tǒng)教材只在最后章節(jié)中簡單提及了常見故障及其排除方法。筆者認為這樣泛泛而談已遠遠不能滿足實際的使用要求；建議在各章節(jié)介紹液壓元件工作原理后，均應說明它們在使用中容易產(chǎn)生的故障及其排除方法，最后以典型系統(tǒng)為例，講解系統(tǒng)故障的診斷方法，培養(yǎng)學生的分析能力。
液壓課程中安排的實驗可分為演示、驗證型實驗和應用型實驗。演示、驗證型實驗缺少創(chuàng)造性，不能充分調(diào)動學生的積極性，如溢流閥的性能試驗，要求學生按照事先設(shè)計的試驗步驟進行操作，記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)，最后經(jīng)過較繁瑣的數(shù)據(jù)處理及圖表繪制，得出溢流閥的有關(guān)性能。整個試驗都是學生按指令被動執(zhí)行，沒有自己的認識與創(chuàng)新。筆者認為此類試驗效果甚微，可予以削減中國知網(wǎng)論文數(shù)據(jù)庫。同時增加培養(yǎng)學生的綜合應用能力的應用型實驗，如液壓基本回路實驗，由學生自行設(shè)計液壓回路并通過試驗將各液壓元件安裝組合，驗證回路的可行性，把所學知識有機結(jié)合起來，在設(shè)計、聯(lián)接、調(diào)試的整個過程中，學生是主導者，能充分調(diào)動學生的積極性，大大提高了其創(chuàng)造思維及綜合應用能力。同時，為適應市場對維修能力的要求，建議增加實習演練周，加強學生對液壓元件、系統(tǒng)常見故障的分析及排除能力。
四 開發(fā)配套教學軟件，發(fā)展多媒體教學
《液壓與氣壓傳動》課程的結(jié)構(gòu)圖、原理圖特別多,有的還比較復雜。過去的教學手段比較單一,主要是通過教學掛圖、教學模型等輔助教學。老師雖然下了很大的功夫,但學生卻聽得一頭霧水,漸漸失去了學習的興趣。圖文并茂的多媒體教學的出現(xiàn),使抽象的教學內(nèi)容變得直觀、生動。以溢流閥的講解為例，傳統(tǒng)教學多采用掛圖或幻燈片，教師所用的、學生所看見的不過是一些簡單、毫無生氣的二維示意圖教育論文，雖然配以教學模型進行講解，但溢流閥閥芯上移、實現(xiàn)溢流的過程，只能由學生自己發(fā)揮想象力。若利用多媒體技術(shù)，用不同顏色表示溢流閥的各組成部分，用三維動畫效果演示其裝配及工作過程，一個彩色的、立體的動態(tài)圖像呈現(xiàn)在學生面前。同時，通過與學生的雙向交流與反饋，有效地激勵學生的學習積極性與創(chuàng)造想象力，使學生真正感受到現(xiàn)代化教學的優(yōu)越性。
五 改革考核方式,加強過程考核
本課程最終考核方法應采取理論與實踐相結(jié)合的形式,理論教學包括理論考試成績、上課表現(xiàn)、完成作業(yè)情況三部分,實踐部分應包括實踐技能、實習報考、實習態(tài)度三部分。考慮到高職教育人才培養(yǎng)目標的要求,總評成績理論與實踐部分各占50%為宜。通過這樣的考核方法,一方面督促學生上課認真學習,下課及時完成作業(yè),掌握豐富的理論知識,另一方面,又重視學生的實踐動手能力的培養(yǎng),有效地提高了學生的學習積極性。
總之，《液壓與氣壓傳動》教材要緊跟時展的需要，必須打破傳統(tǒng)教材的舊條框，建立科學合理的教材體系，拓寬課堂教學范圍，豐富課堂教學內(nèi)容，貫徹開放式、探討式、研究式、學習式教學形式和考核方式，并充分利用現(xiàn)代化的教學手段提高學生職業(yè)能力。
[關(guān)鍵詞] 計算機控制技術(shù) 教學改革 教學實踐
隨著高等教育逐步實現(xiàn)由傳統(tǒng)的應試教育向現(xiàn)代的綜合素質(zhì)教育轉(zhuǎn)化，傳統(tǒng)的教學模式正朝著學習理論知識、提高綜合素質(zhì)、增強實踐能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的目標發(fā)展。
計算機控制技術(shù)課程是高等學校自動化專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，課程的特點是實踐性強、與專業(yè)課密切相關(guān)，它涉及的基礎(chǔ)理論和知識面較廣，牽涉電氣、計算機、自動控制理論等綜合知識，在同類課程中占有十分重要的地位。
一、課程的性質(zhì)與任務(wù)
《計算機控制技術(shù)》是自動化專業(yè)的專業(yè)課，和畢業(yè)設(shè)計前后銜接，共同完成本專業(yè)培養(yǎng)學生專業(yè)知識和實際工作能力的任務(wù)，培養(yǎng)自動化專業(yè)本科生熟悉計算機的最新發(fā)展動態(tài)，掌握計算機在自動化領(lǐng)域中的應用，通過本課程的學習，要使學生獲得：計算機控制系統(tǒng)的組成與典型應用方式；控制系統(tǒng)信號的輸入/輸出接口與通道；常規(guī)數(shù)字控制器的設(shè)計；常用應用程序設(shè)計；計算機控制系統(tǒng)設(shè)計；計算機控制系統(tǒng)的抗干擾措施等方面的基本概念、基本理論和基本設(shè)計技能，學生在學完本課程后，結(jié)合其他課程內(nèi)容和畢業(yè)論文設(shè)計，可具備一定的開發(fā)計算機控制系統(tǒng)的能力。
二、教學方法的改革
現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，要求我們培養(yǎng)的學生不是單純的繼承型、守業(yè)型人才，而是能夠獨立思考、善于進取、有創(chuàng)造性思維能力、能適應新形勢發(fā)展需要的開拓型人才。為適應人才培養(yǎng)的需要，改革課程教學方法和教學手段，是擺在我們面前十分重要的任務(wù)。
在課堂教學中采用知識點講授、課堂討論、演示輔導、工程實例分析相結(jié)合的方法，變單向灌輸為雙向交流；注重處理好難點與重點、概念與應用的關(guān)系，做到精講多練、邊講邊練、講練結(jié)合。選擇實用性、趣味性、有典型特色的教學實例，以激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，增強專業(yè)課學習的興趣。
1.在本課程的教授過程中應特別注意計算機控制技術(shù)課程的教學目的和要求，由此決定在本課程的教學過程中應強調(diào)對基本概念、基本規(guī)律的講授，有關(guān)計算方法講授的目的是期望通過計算所得的結(jié)果進一步幫助學生對基本概念或基本規(guī)律的理解和掌握, 而不是培養(yǎng)學生的計算能力。
2.“學而必知其用”觀念貫穿整個教學過程。因為這門課程是前面幾門課程的綜合，它把前面的自動控制理論、單片機原理及應用、微機原理及應用、程序設(shè)計等幾門課程綜合在一起，形成一個自動控制系統(tǒng)。在教學過程中應對課程中各章節(jié)的作用有清楚的認識，應當明確課程各部分內(nèi)容在實現(xiàn)培養(yǎng)目標中的作用。
3.采用“教、學、做相結(jié)合”的教學方法。教學中從最基本的應用實例出發(fā)，由實際問題入手通過技能訓練引入相關(guān)知識和理論，并且提出學習的內(nèi)容、目的、要求及其他相關(guān)事項，后面由學生自主學習有關(guān)內(nèi)容，再通過自己動手做實驗的方式來加深對所學知識的理解，同時獲得相關(guān)技能的訓練。這種在教師指導下，感性認識與理性認識交互進行，對學生自主學習起到良好的促進作用。
4.探究型教學。在教材的每章結(jié)尾或正文敘述中提出了一些思考題，這些思考題可以幫助學生對有些概念的深入理解和掌握，在教學過程中，對某些思考題組織學生進行討論或給予啟發(fā)說明，以培養(yǎng)學生的獨立思考、自主學習的能力。
5.利用小型的課程設(shè)計作業(yè)，進行計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計，使學生自己動手設(shè)計一個真正意義上的控制系統(tǒng)。激發(fā)學生自主的創(chuàng)新意識，對學生綜合利用所學知識，進行有益的嘗試。
三、教學手段的改革
采用現(xiàn)代教育技術(shù)和傳統(tǒng)教學手段相結(jié)合，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，大力推進信息技術(shù)在教學過程中的普遍應用。目前，現(xiàn)代電化教育手段和多媒體技術(shù)等手段已全面引入各專業(yè)的教學，大大提高了課堂教學質(zhì)量。本課程中部分章節(jié)采用CAI課件授課，數(shù)字控制器的設(shè)計部分要求的理論性較強，采用傳統(tǒng)的黑板教授的方式，使學生更好的理解數(shù)字控制器的設(shè)計原理和設(shè)計方法。
在教學手段上，開發(fā)了相關(guān)計算機輔助教學軟件，將傳統(tǒng)教學方法與多媒體、網(wǎng)絡(luò)教學、幻燈錄像等現(xiàn)代化的手段相結(jié)合，互相彌補，使教學內(nèi)容形象直觀，易于理解，使教學過程更生動鮮明，更符合學生的年齡特征和思維特點，提高了教學效率，突出課程了重點和難點，更激發(fā)了學生學習的主動性。但是，通過教學實踐，教師們深刻認識到多媒體教學在增加教學信息量，提高講課效率的同時，也在某種程度上影響師生互動以及對教材與教學內(nèi)容的感性掌握，為此，要注重做到傳統(tǒng)與現(xiàn)代結(jié)合，板書與電子課件結(jié)合，實現(xiàn)多種教學手段的有機結(jié)合，實現(xiàn)兩者優(yōu)勢互補。
四、考試內(nèi)容和方法的改革
結(jié)合本課程實踐性較強的特點，本課程考試應該由3部分組成：1.平時成績，此部分占最后考試成績的20%。2.一般的閉卷考試，此部分占最后考試成績的60%。考試內(nèi)容的重點放在計算機控制系統(tǒng)的重要組成部分：輸入輸出接口和通道設(shè)計兩個部分，其他部分的知識作為一些小知識點進行考試。此部分考試主要是讓學生掌握計算機控制系統(tǒng)中常用的一些芯片，控制系統(tǒng)的各個組成部分的設(shè)計方法，計算機控制系統(tǒng)的各種組成形式等一些常用內(nèi)容。3.課程設(shè)計，設(shè)計題目是設(shè)計一個常用的計算機控制系統(tǒng)。此部分占最后考試成績的20%。在這個過程中，可以查閱任何資料，包括網(wǎng)絡(luò)上豐富的內(nèi)容。通過課程設(shè)計來不僅可以鍛煉學生設(shè)計計算機控制系統(tǒng)的能力，掌握在計算機控制系統(tǒng)設(shè)計時應該注意的一些問題，還可以使學生學習查閱資料的方法，為將來的工作和繼續(xù)學習打下堅實的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】智能建筑 人工智能 智能控制 技術(shù)
智能建筑于20世紀80年代起源于美國，主要依靠智能控制技術(shù)、計算機技術(shù)、集成技術(shù)以及信息技術(shù)等實現(xiàn)各種不同功能。智能建筑是由多種高、新科學技術(shù)綜合產(chǎn)生的。人們通過建筑智能系統(tǒng)盡情享受個性化、舒適化、節(jié)能環(huán)保，符合現(xiàn)代綠色建筑要求的生活與工作環(huán)境。
一、智能建筑研究現(xiàn)狀
智能建筑自20世紀80年代初出現(xiàn)在美國，隨著信息技術(shù)發(fā)展，在全世界范圍內(nèi)得到了極大發(fā)展。智能建筑相對于其他的普通建筑而言，其特征主要是安全、便捷、高效、舒適。隨著建筑智能化系統(tǒng)技術(shù)的快速發(fā)展，智能建筑工程規(guī)模越來越大，智能建筑已逐漸引人關(guān)注與研究。根據(jù)智能建筑設(shè)計標準，其主要結(jié)構(gòu)包括信息系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)以及安全系統(tǒng)，復雜的智能建筑可根據(jù)具體需求設(shè)計特點的功能模塊。
智能建筑是伴隨著計算機科學技術(shù)興起的，以計算機技術(shù)與信息技術(shù)為基礎(chǔ)，并與建筑施工技術(shù)、控制技術(shù)息息相關(guān)。該技術(shù)的發(fā)展對智能建筑具有直接影響。智能建筑發(fā)展一般劃分如下幾個階段：
（1）第一階段，開始于20世紀80年底，該時期以單功能系統(tǒng)的研發(fā)為主流產(chǎn)品。隨著智能控制技術(shù)在智能建筑設(shè)備的應用，逐步研發(fā)出了各種研發(fā)產(chǎn)品，其中最具有代表性的是閉路電視監(jiān)控、火災自動報警、空調(diào)設(shè)備監(jiān)控等系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，且可通用、可互換，只需調(diào)整控制參數(shù)。
（2）第二階段，開始于20世紀90年代，以多功能系統(tǒng)為代表。隨著信息技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展，以ASC為代表的微控制器研發(fā)成功并得到廣泛推廣。ASC可根據(jù)具體要求進行定制。ASC的通信功能實現(xiàn)了各專用控制器間的信息共享和管理功能，如綜合保安系統(tǒng)、建筑設(shè)備設(shè)備自控系統(tǒng)、有線電視、火災自動報警與控制系統(tǒng)等。
（3）第三階段，20世紀90年代末期出現(xiàn)的集成系統(tǒng)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速興起，通信協(xié)議由專有型逐步轉(zhuǎn)向開放型。
（4）第四階段，21世紀的集成管理智能化系統(tǒng)、計算及網(wǎng)絡(luò)系技術(shù)，智能控制系統(tǒng)依托互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了智能建筑的系統(tǒng)化、集成化與獨立運行和管理。智能建筑實現(xiàn)了基于虛擬現(xiàn)實與多媒體技術(shù)的人機接口和融合處理。
二、智能控制技術(shù)在智能建筑中的應用
（1）知識庫專家系統(tǒng)和知識工程是智能領(lǐng)域的重大研究成果，專家系統(tǒng)管控著整個系統(tǒng)正常運行，專家系統(tǒng)是在所需控制對象和規(guī)律的基礎(chǔ)上研發(fā)的。該系統(tǒng)，具有豐富的專業(yè)知識和經(jīng)驗水平，能解決專業(yè)問題。根據(jù)一個或多個專家提供的特殊領(lǐng)域知識、經(jīng)驗進行推理，綜合模擬專家的決策來解決復雜的問題。引入基于控制專家的專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗的專家控制系統(tǒng)。采用知識表達技術(shù)，建立模型知識庫，利用邏輯推理法則，制訂系統(tǒng)的控制決策。為智能建筑的自動化提供了最優(yōu)控制決策支持。專家控制系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)依托數(shù)學模型的控制系統(tǒng)設(shè)計的局限性，使數(shù)學模型與知識模型相融合，知識信息處理技術(shù)與控制技術(shù)相結(jié)合。專家系統(tǒng)現(xiàn)在廣泛應用于物業(yè)管理、自動繳費業(yè)務(wù)與智能支持等領(lǐng)域，在社會上評價均很高。
（2）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在建筑系統(tǒng)建模、學習、控制、優(yōu)化等方面取得了很大的成功。目前廣泛使用到了語音識別、最優(yōu)化計算、圖像處理等等控制領(lǐng)域。隨著智能建筑的自動化功能需求的不斷增強，在現(xiàn)代智能建筑物內(nèi)安裝的自動化設(shè)備愈來愈多，能耗也越來越大。智能建筑改變了傳統(tǒng)的自動化、半自動化的響應速度，且其對設(shè)備要求越來越低。智能系統(tǒng)中的建筑學習模式的開放，使智能系統(tǒng)的成本越來越低。盡管建筑神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型存在實時性，但隨計算機運行速度的提高與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的改進，建筑神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制不斷完善。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學習控制將采用大規(guī)模集成電路，可完成建筑物監(jiān)控、保安、照明、娛樂等任務(wù)。
（3）隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、分布式數(shù)據(jù)庫的不斷走向成熟，科學家不斷將其引入到了建筑物的智能決策系統(tǒng)當中，能使智能建筑實現(xiàn)智能化決策支持系統(tǒng)。半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的智能決策幫助了中、高層決策者進行方案決策，為決策者提供詳細的信息，幫助決策者明確決策目標和對決策問題全面認識，能提供各種決策方案，并能對其進行優(yōu)化設(shè)計，幫助決策者提高決策能力、決策水平、決策質(zhì)量和決策效益，從而達到最大經(jīng)濟效益的目的。
三、結(jié)論
智能建筑由于其依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)，能夠比較自由的設(shè)計個性化服務(wù)，從而使我們的工作與生活環(huán)境得到了極大的改變，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，智能建筑逐步走向個性化、智能化方向發(fā)展，而智能建筑的關(guān)鍵技術(shù)是智能控制技術(shù)，因此，只有促進智能控制技術(shù)的發(fā)展，才能更好的發(fā)展智能建筑。
參考文獻：
[1]郭維鈞.智能建筑的最新發(fā)展[J].施工技術(shù)，2007，（04）.
[2]李旭.智能建筑淺談[J].中國科技信息，2005，（07）.
[3]張海燕，馬鳳仙.我國智能建筑發(fā)展中存在的問題及對策[J].三門峽職業(yè)技術(shù)學院學報，2004，（02）.
關(guān)鍵詞：項目教學法；課程教學；計算機控制技術(shù)
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）15-0273-03
一、前言
項目教學法也稱為“基于項目活動的研究性學習”，是由美國著名教育家、伊利諾易大學教授凱茲博士和加拿大教育家、阿爾伯特大學教授查德博士共同創(chuàng)建的一種以學生為本的活動教學法，是一個全新的教學方法。它的理論基礎(chǔ)是建構(gòu)主義學習理論、情境學習理論和杜威的實用主義教育理論。在項目教學中教師根據(jù)各學期學習領(lǐng)域的教學要求，適時安排教學計劃，制定和設(shè)計項目合同，組織學生以小組工作的方式加以實施，在整個教學活動中學生的積極性和求知欲望被有效地調(diào)動。項目教學法具有鮮明的特征：首先，學習過程是理論知識與實踐相結(jié)合的過程；其次，增強了學生學習的主動性和創(chuàng)新能力；最后，項目教學法是以“學習任務(wù)”為載體來引導學生自主學習和探索的，這使得學生在學習過程中清晰地意識到自身的學習目標。此外，在教學過程中同學之間的交流與合作、組員之間的優(yōu)勢互補，培養(yǎng)了學生的團隊合作精神[1-3]。
項目教學法起源于美國，盛行于德國。上個世紀80年代開始，德國的應用科技類大學就已經(jīng)廣泛開展了項目教學法的教學實踐，取得了令人矚目的成績[4]。我國職業(yè)教育的課程教學已經(jīng)普遍采用項目教學法，可以查閱到大量的相關(guān)教學論文，已有基于項目教學法的教材出版，例如單片機技術(shù)、PLC技術(shù)、磨具設(shè)計等教材[5-6]。我國普通高等教育由于受傳統(tǒng)教學模式的影響，課程教學多數(shù)還是“理論教學+驗證性實踐環(huán)節(jié)+期終考試”的模式。近年來隨著我國普通高等改革的不斷深入，高校教師開始對傳統(tǒng)教學模式進行反思，在一些實踐性較強的課程教學中，已有教師引入了項目教學法進行課程教學改革。有部分地方院校的電視新聞學專業(yè)和機械設(shè)計專業(yè)在人才培養(yǎng)模式中強調(diào)項目教學法的應用，在專業(yè)課程教學中普遍采用了項目教學法，已取得了比較好的成效[7]。
二、計算機控制技術(shù)課程教學現(xiàn)狀
“計算機控制技術(shù)”是我校電氣工程及其自動化專業(yè)的主要專業(yè)課程之一，它是繼“自動控制理論”之后的一門專業(yè)主干課程。本課程主要介紹計算機控制系統(tǒng)的基本理論和計算機控制器的設(shè)計方法，介紹計算機控制系統(tǒng)的分析及系統(tǒng)的實現(xiàn)。從計算機控制系統(tǒng)應用的角度出發(fā)，培養(yǎng)學生對計算機控制系統(tǒng)的分析能力和設(shè)計能力。
在傳統(tǒng)計算機控制技術(shù)理論教學方法中，多為老師講解為主學生聽課為輔的教學方法，教學以教師講授為中心，對教學信息進行加工處理后，通過語言、文字等形式呈現(xiàn)給學生，學生則通過自己的感官接受教師的教學信息。實踐教學環(huán)節(jié)主要是做驗證性實驗，缺乏綜合性和設(shè)計性實驗項目。教師在教學過程中處于絕對的主動地位，學生在被動的環(huán)境中學習。學生的的主動性和創(chuàng)造性受到極大的壓制。
“計算機控制技術(shù)”課程是一門電類專業(yè)的主干課程，教學內(nèi)容的實踐性強，適合項目教學法。教師和學生可以在實施項目的過程中，完成該課程的教學內(nèi)容。項目的設(shè)計與生產(chǎn)實際聯(lián)系密切，學生在“做中學”，能夠調(diào)動學生的學習積極性。
三、基于項目教學的改革思路
1.教學內(nèi)容和方式的改革。課程教學實行項目教學法改革，選擇合適的項目是關(guān)鍵。通過創(chuàng)設(shè)問題情境，把所要學習的內(nèi)容巧妙地隱含在每一個項目中去，對項目進行分析、設(shè)計和探索研究，引導學生針對項目展開討論，可以使學生通過完成項目內(nèi)容達到掌握所學知識，提高分析問題、解決實踐問題能力的目的。
通過走訪兄弟院校和工礦企業(yè)，結(jié)合我校電類專業(yè)定位，構(gòu)建了計算機控制技術(shù)課程的知識體系，制定了計算機控制技術(shù)課程的教學內(nèi)容。主要教學內(nèi)容應該包含以下內(nèi)容：（1）計算機控制系統(tǒng)的組成和計算機控制系統(tǒng)的典型形式；（2）輸入輸出通道、典型接口和硬件抗干擾技術(shù)；（3）逐點比較法插補原理和步進電機控制技術(shù)；（4）數(shù)字PID控制、最少拍控制和純滯后控制；（5）計算機控制系統(tǒng)的程序設(shè)計技術(shù)、數(shù)據(jù)預處理技術(shù)、軟件抗干擾技術(shù)等；（6）工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、集散控制系統(tǒng)介紹和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)；（7）計算機控制系統(tǒng)設(shè)計的原則與步驟、設(shè)計舉例等。
根據(jù)我校的實驗條件，我們構(gòu)建了三個教學項目，通過這些項目的實施，基本上可以涵蓋上面所提出的教學內(nèi)容，能夠達到我們預期的教學要求。三個項目的要求如右表。
2.對學生考評的改革。項目的評估總結(jié)是項目教學法的重要環(huán)節(jié)，學生項目的評估總結(jié)過程是學生一個學習、提高的過程。學生在項目實施的過程中會發(fā)現(xiàn)各種問題，學生要組織自評和互評，發(fā)現(xiàn)自己的不足及別人的長處，從而提高自己的各種能力。我們?nèi)∠擞嬎銠C控制技術(shù)課程期末考試的環(huán)節(jié)，教師主要通過考核出勤、工作態(tài)度、項目的硬件設(shè)計與制作、項目的軟件編寫、項目的調(diào)試和結(jié)果、項目報告書、項目組成員的答辯等情況，綜合給出一個合理的考核分數(shù)。
四、教學改革中需要探索的問題
1.選擇合適的項目是進行教學成功與否的關(guān)鍵。進行項目教學的課程項目不宜過多，每個項目涉及的知識點要滿足課程要求，不能有過多的重復內(nèi)容，難度不宜過大，需要的實驗條件基本能夠滿足，等等。
2.如何合理地給出項目組成員的考評成績。項目一般需要小組合作的形式來完成，任課教師不能時時刻刻了解每個學生的情況，很難公證公平地對每個學生給出合理的成績。
3.現(xiàn)有實驗設(shè)備多數(shù)為驗證性實驗項目設(shè)計，基本上不符合設(shè)計性實驗要求。由于近年來高校擴招，實驗設(shè)備臺套數(shù)嚴重不足，因此，項目教學對實驗室設(shè)備的采購和管理提出了更高的要求。
4.缺乏適合本科層次的項目教學教材。近年來，國內(nèi)職業(yè)教學已經(jīng)出現(xiàn)了一些按照項目教學編寫的教材，其中大多數(shù)項目實施過程編寫得過于詳細，類似于驗證性實驗，而且其廣度和深度不符合本科教學的要求。如何在教材中將理論與教學項目進行結(jié)合，如何介紹項目的內(nèi)容和實施過程，是教材編寫者需要思考的問題。
5.高校現(xiàn)有的體制很難對實施項目教學的教師一個合理的評價。
五、結(jié)論
1.教師的教學圍繞項目展開，教學過程有了變化，重點講解項目所需要的主要知識點，教師給出項目名稱，讓學生在“做中學”，可以激發(fā)學生的自主學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。
2.計算機控制技術(shù)的教學項目將采用單片機（DSP或嵌入式系統(tǒng)）、PLC和工控機作為控制器，可以充分利用現(xiàn)有實驗室的條件，拓展實驗室功能，提高設(shè)備的利用率。
3.本課程教學改革模式可以應用到電類專業(yè)大量的計算機軟硬件課程和實踐性較強的專業(yè)課程的教學改革中，為這些課程進行“項目教學法”改革積累了經(jīng)驗。
4.本科課程教學中實施項目教學法是一種有益的嘗試，在教學過程中還有很多實際問題需要探索和研究。
參考文獻：
[1]鐘啟泉.現(xiàn)代課程論[M].上海：上海教育出版社，2003.
[2]鐘增勝.項目驅(qū)動式教學的實踐與研究[J].重慶工商大學學報（社會科學版），2009，（10）：159-160.
[3]李軍.項目導向教學方法研究和實踐[J].科教導刊，2011，（12）：111-112.
[4]李坤.德國職教項目教學法的理論研究與實踐及推行策略[J].吉林工程技術(shù)師范學院學報，2009，（3）：25-27.
[5]向?qū)W軍，劉平，夏昌浩.基于項目的學習模式在虛擬儀器技術(shù)課程的應用[J].南京：電氣電子教學學報，2006，28（3）：18-20.
[6]馮遵安，蔣琴.任務(wù)驅(qū)動與項目教學法在電氣控制教學中的應用[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2009，（2）：195-196.
[7]柳邦坤.廣播電視新聞學專業(yè)引入項目教學法的實踐探討[J].新聞界，2011，（8）：144-146.
論文摘 要: 概括說明機械電子控制產(chǎn)業(yè)發(fā)展的情況,重點介紹計算機技術(shù)在機械電子控制產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域以及工業(yè)生產(chǎn)制造和人們?nèi)粘Ｉ钪械膹V泛應用。
0 引言
現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展極大地推動了機械工業(yè)領(lǐng)域的變革,同時給相關(guān)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的影響,提高了生產(chǎn)水平和技術(shù)。隨著各種技術(shù)之間相融合的發(fā)展,以計算機電子技術(shù)、機械技術(shù)為核心的機電控制領(lǐng)域?qū)⒔o工業(yè)及科研等領(lǐng)域帶來更多的實際應用。
1 計算機技術(shù)與機電控制技術(shù)的發(fā)展概況
1.1 計算機控制理論的形成與技術(shù)的發(fā)展
忽略數(shù)字信號的量化效應,可以將計算機控制系統(tǒng)看成采樣控制系統(tǒng),在這一系統(tǒng)中,將其中連續(xù)的環(huán)節(jié)離散化,則整個系統(tǒng)又可看成由不同的離散系統(tǒng)構(gòu)成。計算機控制理論的發(fā)展主要是將采樣理論、差分方程、變換理論、狀態(tài)空間理論和系統(tǒng)辨識自適應控制等理論綜合應用到控制技術(shù)中,使計算機控制系統(tǒng)有了初步發(fā)展。對于結(jié)構(gòu)復雜、時變的非線性系統(tǒng),控制系統(tǒng)則融入了魯棒控制、模糊控制、預測控制等多種新型理論,逐步形成了工業(yè)過程控制系統(tǒng)的一個新方向。
自世界第一臺電子計算機問世后,計算機首先被用來自動檢測化工生產(chǎn)過程的過程參量并進行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理,同時也研究了計算機的開環(huán)控制。到二十世紀六十年代,出現(xiàn)了用于過程控制的計算機,實現(xiàn)了直接數(shù)字控制。后經(jīng)集中式計算機控制系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的以微處理器為核心的分層式控制系統(tǒng)控制,通過計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作和管理控制等。伴隨著計算機處理器等技術(shù)的發(fā)展,計算機控制技術(shù)也隨之發(fā)生相應的變革,最終應用到工業(yè)生產(chǎn)中并對其產(chǎn)生巨大影響。
1.2 機械和電子控制技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀
在生產(chǎn)、科研等諸多領(lǐng)域里,有大量的物理量需要按某種變化規(guī)律進行控制。在二十世紀三十年代之前,工業(yè)生產(chǎn)多處于手工操作的狀態(tài)。最初采用基地式儀表控制壓力溫度等在一恒定范圍內(nèi),初步有了對工業(yè)生產(chǎn)的機械控制實踐。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展和計算機控制系統(tǒng)的出現(xiàn),直接實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)中各參量和過程的數(shù)字控制。計算機的微型化使控制技術(shù)更加智能化,同時將機械、電子、計算機技術(shù)和控制技術(shù)有機結(jié)合的機電一體化技術(shù)也得到迅猛發(fā)展,且越來越被廣泛的應用到各生產(chǎn)領(lǐng)域。目前主要形成并應用的機電控制技術(shù)主要有PID控制,PID是經(jīng)典控制理論的代表,它吸收了智能控制思想并利用計算機的優(yōu)勢,形成了自適應PID和非線性PID等更利于控制的變種PID控制器。另外還有模糊控制(FLC)、變結(jié)構(gòu)控制等,均隨著計算機領(lǐng)域的發(fā)展在不斷地拓寬。
2 機電一體化的發(fā)展及在工業(yè)上的廣泛應用
2.1 機電一體化的簡介和生產(chǎn)應用
機電一體化是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù),將機械裝置與電子化設(shè)計及計算機軟件系統(tǒng)集合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)總稱,綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、電力電子技術(shù)等對各生產(chǎn)領(lǐng)域的控制過程進行監(jiān)督操作。它主要應用領(lǐng)域有數(shù)控機床,通過相應的數(shù)控技術(shù),在工業(yè)操作上結(jié)構(gòu)、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多CPU和多主線的體系結(jié)構(gòu),豐富了數(shù)控功能,也提高了生產(chǎn)效率。
柔性制造系統(tǒng)的應用是計算機技術(shù)和制造系統(tǒng)在機電控制工業(yè)的應用,是計算機化的制造系統(tǒng)。它主要由計算機、數(shù)控機床、自動化倉庫等組成。在工業(yè)上,它可以隨機地、按量地按照裝配部門的要求,生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件,更適用于多品種,小批量等的離散零件的批量生產(chǎn)。
交流傳動技術(shù)的發(fā)展也是隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展在工業(yè)上有了重要的應用,尤其是在鋼鐵工業(yè)中,使復雜的矢量控制技術(shù)得以實現(xiàn),無論是大容量電機還是小容量電機現(xiàn)均可使同步電機或者異步電機實現(xiàn)可逆滑調(diào)速。也使交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中得到廣泛的應用。
可編程控制器(PLC)是集計算機技術(shù)和自動控制化技術(shù)于一體的新型控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)解決了工業(yè)控制系統(tǒng)中大量開關(guān)控制的問題,逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統(tǒng)。隨著PLC技術(shù)的進步,其應用領(lǐng)域更是不斷擴大,可采集存儲數(shù)據(jù),還可對控制系統(tǒng)進行監(jiān)控。PLC能編制各種各樣的控制算法程序,完成閉環(huán)控制。這種過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。此外,隨著工廠網(wǎng)絡(luò)自動化的發(fā)展,PLC可實現(xiàn)通信及聯(lián)網(wǎng)功能,更有助于工業(yè)生產(chǎn)的控制過程的監(jiān)控。如今,PLC技術(shù)已經(jīng)被廣泛應用于冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保以及文化娛樂等各行各業(yè)。
2.2 計算機在機械和電子控制產(chǎn)業(yè)的應用實例
計算機技術(shù)和機械電子控制技術(shù)一體化的有機結(jié)合,不斷使相關(guān)的新技術(shù)應用到更多的領(lǐng)域中去,這些應用到的領(lǐng)域已經(jīng)不再局限于工業(yè)的生產(chǎn),更多技術(shù)是切身關(guān)系到我們?nèi)粘５墓ぷ骱蜕睢Ｏ旅媾e幾個具體實例來介紹計算機技術(shù)和機電控制相結(jié)合的實際應用。
PLC實現(xiàn)了機械手移動工件的控制過程。隨著世界經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展,人類活動的范圍不斷擴大,機器人的應用正迅速向社會生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域擴展,并從制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)向非制造領(lǐng)域,各種各樣的機器人產(chǎn)品隨之出現(xiàn)。隨著機器人的生產(chǎn)和大量應用,很多領(lǐng)域,許多單一、重復的機械工作由機器人(也稱機械手)來完成。工業(yè)機器人是一種能進行自動控制的、可重復編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機,廣泛采用工業(yè)機器人,不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量,而且對保障人身安全,改善 勞動環(huán)境,減輕勞動強度,提高勞動生產(chǎn)率,節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本有重要意義。與計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合應用的工業(yè)機器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。
農(nóng)業(yè)方面,機械作業(yè)過程中駕駛室內(nèi)的儀表盤正迅速由電子監(jiān)視儀表取代并逐步由單一參數(shù)顯示方式向智能化信息顯示終端過渡,以此來改善人機交互界面。這種智能化顯示終端又被稱為虛擬化儀器顯示終端(Virtual Display Terminal),它代表了當代儀器與控制裝置發(fā)展的主流方向。它可通過屏幕任意選擇顯示機組中不同部分的終端信息,在屏幕上按操作者的需求,調(diào)用數(shù)據(jù)庫信息,顯示數(shù)據(jù)、圖形、語音等多媒體信息。另外,還可以將數(shù)據(jù)信息動態(tài)存入類似信用卡尺寸大小的高密度智能化數(shù)據(jù)存儲卡,將農(nóng)業(yè)作業(yè)過程的數(shù)據(jù)信息通過智能卡帶回辦公室,由計算機應用高級軟件進行處理。也可以將管理者的決策和操作指令通過智能卡傳送到拖拉機上的智能控制終端,實現(xiàn)自動控制農(nóng)機的操作。
PLC在自動售貨機中的應用。自動售貨機通過顧客選擇商品開關(guān),投入的硬幣值由PLC驅(qū)動數(shù)碼管顯示,經(jīng)過光傳感器識別,通過判斷,進行下一步操作,經(jīng)過PLC的系統(tǒng)控制和信號輸出完成售賣過程。計算機技術(shù)和機電自動控制在自動售貨機中的這項應用極大方便了人們的生活,也使PLC的應用更加廣泛。
交通信號燈系統(tǒng)也是微機軟件應用到電子控制系統(tǒng)中的典型實例。通過主要應用PLC技術(shù)控制十字路口的信號燈動作。準確無誤的完成信號燈的變燈動作來控制時間,這項應用更是極大方便了人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ鞯某鲂小?/p>
電腦橫機中計算機技術(shù)的應用給機械編織行業(yè)帶來了巨大的變革。現(xiàn)在的電腦橫機是一種涉及到計算機、機械、電子、控制等諸多領(lǐng)域的復雜系統(tǒng)。電腦橫機的編織是一個極其復雜的過程,最初的橫機是手動橫機,只能勝任比較簡單的編織過程。隨著計算機技術(shù)應用到電腦橫機中,通過電腦的自動控制,設(shè)計人員可對編織花型進行數(shù)字化設(shè)計,通過計算機數(shù)字直接控制機械的退圈、墊沙、脫圈、彎沙等相應的機械編織動作,由計算機指令控制系統(tǒng)完成整個設(shè)計的編織,極大地提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。
與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多,并且隨著科學技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯,以機械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機結(jié)合為主體的機電一體化技術(shù)是機械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
3 總結(jié)
在機械生產(chǎn)領(lǐng)域,電子技術(shù)和計算機技術(shù)的融入發(fā)展,機電一體化的形成是機械工業(yè)中的重要變革。通過不斷發(fā)展的計算機技術(shù),使機電一體化相關(guān)的技術(shù)在諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。
參考文獻:
[1]張東寶,工程機械與控制技術(shù)[M].筑路機械與施工機械化,2007.
[2]馬增強等,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究,微計算機信息,1998.
[3]王立新,淺談數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].赤峰學院學報,2007.
[4]楊明等,機電一體化的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,農(nóng)機化研究,2006.
關(guān)鍵詞：DS18B20，1-wire總線，水產(chǎn)養(yǎng)殖溫控系統(tǒng)，STM32F103CB
0 引言
我國漁業(yè)生產(chǎn)正處在從粗放型、分散化向精準型、集約化發(fā)展，從資源消耗型、數(shù)量型向資源節(jié)約型、質(zhì)量型現(xiàn)代化漁業(yè)跨越的重要時期。水產(chǎn)養(yǎng)殖溫控系統(tǒng)可以發(fā)揮重要作用：可以實時監(jiān)測各個養(yǎng)殖場生產(chǎn)情況，促使養(yǎng)殖場嚴格按照規(guī)范進行生產(chǎn)，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量；及時發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖過程中的環(huán)境和疫病等隱患，提高養(yǎng)殖存活率。其中溫度的監(jiān)測是很重要的一個指標。故此，我們設(shè)計了這套性價比高、使用方便、易于安裝和維護的溫控系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)概述
本溫控系統(tǒng)是針對鱔魚幼苗培育而研發(fā)的一套以溫度控制為主兼顧其他指標的監(jiān)控系統(tǒng)。其系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。本系統(tǒng)由32位微控制器模塊、溫度采集模塊、光照采集模塊、控制執(zhí)行模塊、加熱模塊等組成。其工作過程為:多個數(shù)字溫度傳感器DS18B20將感應到的溫度模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號后，輸入到溫度檢測模塊，由溫度檢測模塊傳輸給微控制器模塊，進行數(shù)據(jù)的處理，經(jīng)過處理好的數(shù)據(jù)一方面通過232通訊傳輸給上位機實時監(jiān)控顯示；另一方面在進行模糊PID參數(shù)的自調(diào)整，調(diào)整好的參數(shù)輸出到控制執(zhí)行模塊和加熱模塊，控制執(zhí)行模塊接受到命令以后執(zhí)行卷簾電機的開度、冷氣機的開關(guān)、熱水爐的開關(guān)及變頻器的調(diào)節(jié)等。
圖1 系統(tǒng)框圖
2 硬件部分
2.1 DS18B20簡介
DS18B20是最新型的數(shù)字化溫度傳感器，是單總線器件家族中的一員。它使用一種片內(nèi)專有的溫度測量技術(shù)測溫。利用高低溫度系數(shù)振蕩器記錄由當時環(huán)境溫度所確定的計數(shù)值,以此確定當時當?shù)氐臏囟取?nèi)部主要有測溫電路，1-Wire接口電路科技小論文，存儲電路及CRC校驗電路。特點如下：
(1) 1-wire數(shù)字接口；
(2) 專有的64位ROM序列號。含有8位家族號(28H),48位獨立序列號，8位CRC校驗碼，保證串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽浚鲥e可檢驗；
(3) -10℃至+85℃范圍內(nèi)保證測溫精度：±0.5℃；
(4) -55℃至+125℃的寬工作范圍；
(5) +3.0V至+5.5V的寬電源范圍；
(6) 可根據(jù)實際情況采用本地供電或通過I/O線供電；
(7) 用戶可選的9至12位分辨率,可編程選擇；
(8) 2字節(jié)EERROM,存儲上下限報警溫度設(shè)定值；
(9) 封裝形式有TO-92，150milSO和倒裝芯片(±2.0℃精度)；
(10) 體積小，價格低，使用靈活；
(11) 無需任何外圍硬件；
(12) 16位二進制溫度數(shù)據(jù)格式(兩個字節(jié))，負溫度采用補碼表示。這些特點使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便，適合構(gòu)建大型的溫度測量系統(tǒng)。單總線的數(shù)字方式傳輸也大大提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。主機與DS18B20交換數(shù)據(jù)主要靠CPU按照1-wire單總線協(xié)議在單總線上產(chǎn)生復位時序和讀寫時序來實現(xiàn)。其中包含復位脈沖、響應脈沖，寫1寫0讀1、讀0時序。只有響應脈沖由DS18B20發(fā)出，其余都由主機(程序)發(fā)出。時序要求具體介紹如下：
①復位時序：主機發(fā)出一個寬度為480~960μs的負脈沖之后，再發(fā)出15~60μs的正脈沖，DS18B20則會發(fā)出一個60~240μs的響應負脈沖，復位時序結(jié)束。
②寫時間片：即寫一位二進制信息，周期至少為61μs，且含至少1μs的恢復時間。主機啟動寫時序之后的15~60μs之間，DS18B20自動采樣數(shù)據(jù)線，低電平為0，高電平為1。主機寫0時，持續(xù)低電平60~120μs之間。寫1時,要在啟動后15μs之內(nèi)使數(shù)據(jù)線變?yōu)楦唠娖健?/p>
③讀時間片:即讀一位二進制信息，周期及恢復時間要求與寫時間片相同。主機啟動讀時序之后,至少保持1μs低電平，然后在接近啟動后15μs之前讀入數(shù)據(jù)。低電平為0，高電平為1。
2.2 STM32F103CB簡介
該系統(tǒng)芯片采用ST公司的32位微處理芯片STM32F103CB，該芯片采用Cortex-M3內(nèi)核的作為中心控制單元，具有32位硬件除法和單周期乘法器等一系列先進的體系結(jié)構(gòu)；可以有效地實現(xiàn)一些數(shù)字信號處理的算法(如FFT、DTMF等)，有多達128KB的閃存，4個通用定時器模塊，32位定時器模式科技小論文，34個中斷，具有8個優(yōu)先級，2個SSI同步串行接口模塊等豐富的資源。
STM32F103CB微處理器模塊是整個溫控系統(tǒng)的核心模塊，主要功能是實時處理數(shù)字溫度傳感器DS18B20采集到的溫度信息，并將得到的溫度信息值與模糊PID控制器設(shè)定控制輸出曲線進行實時對比得出需要輸出的控制信號量;產(chǎn)生輸出控制PWM波信號和通過232通訊傳輸給上位機實時監(jiān)控顯示。
2.3 硬件電路圖
圖2 DS18B20溫度采集電路圖
圖3 232通訊電路圖
3 軟件部分
3.1 溫度采集子任務(wù)
圖4 DS18B20數(shù)據(jù)采集流程圖
3.2 模糊PID控制子任務(wù)
圖5 模糊PID算法流程圖
3.3 上位機界面
本上位機界面采用VB編寫，方便實用，操作簡單。
圖6 上位機控制界面
4 結(jié)束語
本系統(tǒng)將模糊PID溫度自動控制技術(shù)應用于水產(chǎn)養(yǎng)殖中，以養(yǎng)殖場內(nèi)各種水溫為主要被控對象，建立了以模糊PID控制理論為基礎(chǔ)的溫度自動控制系統(tǒng)，整個系統(tǒng)可以有效地降低消耗，提高生產(chǎn)效率，符合國家提出的“節(jié)能減排”要求，符合國家經(jīng)濟發(fā)展政策，具有十分廣闊的市場應用前景。
圖7 調(diào)試現(xiàn)場一
圖7 調(diào)試現(xiàn)場二
通過現(xiàn)場3個月的實際應用測試，目前運行良好，達到了當初的設(shè)計目的。
參考文獻
[1]付立思，孫曉杰，吳秀華等.模糊自適應PID控制器在太陽能干燥溫度控制中的應用[J].農(nóng)業(yè)工程學報.2004，22(7):217一219.
[2]增光奇，胡均安，王東等.模糊控制理論與工程應用[M].武漢:華中科技大學出版社.2006，8.
[3]周立功等編著.ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程[M].北京:北京航天航空大學出版.2005，01.
[4]馬占有.模糊PID控制技術(shù)在烘干爐單片機溫度控制系統(tǒng)中的應用研究[D].西北第二民族學院.2008.
[5]趙海蘭,趙祥偉.智能溫度傳感器DS18B20的原理及應用[J].現(xiàn)代電子技術(shù), 2003(14): 32-34.
論文摘要隨著液壓伺服控制技術(shù)的飛速發(fā)展，液壓伺服系統(tǒng)的應用越來越廣泛，隨之液壓伺服控制也出現(xiàn)了一些新的特點，基于此對于液壓伺服系統(tǒng)的工作原理進行研究，并進一步探討液壓傳動的優(yōu)點和缺點和改造方向，以期能夠?qū)τ谙嚓P(guān)工作人員提供參考。
一、引言
液壓控制技術(shù)是以流體力學、液壓傳動和液力傳動為基礎(chǔ)，應用現(xiàn)代控制理論、模糊控制理論，將計算機技術(shù)、集成傳感器技術(shù)應用到液壓技術(shù)和電子技術(shù)中，為實現(xiàn)機械工程自動化或生產(chǎn)現(xiàn)代化而發(fā)展起來的一門技術(shù)，它廣泛的應用于國民經(jīng)濟的各行各業(yè)，在農(nóng)業(yè)、化工、輕紡、交通運輸、機械制造中都有廣泛的應用，尤其在高、新、尖裝備中更為突出。隨著機電一體化的進程不斷加快，技術(shù)裝各的工作精度、響應速度和自動化程度的要求不斷提高，對液壓控制技術(shù)的要求也越來越高，文章基于此，首先分析了液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點，并進一步探討了液壓傳動的優(yōu)點和缺點和改造方向。
二、液壓伺服控制系統(tǒng)原理
目前以高壓液體作為驅(qū)動源的伺服系統(tǒng)在各行各業(yè)應用十分的廣泛，液壓伺服控制具有以下優(yōu)點：易于實現(xiàn)直線運動的速度位移及力控制，驅(qū)動力、力矩和功率大，尺寸小重量輕，加速性能好，響應速度快，控制精度高，穩(wěn)定性容易保證等。
液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點：(1)在系統(tǒng)的輸出和輸入之間存在反饋連接，從而組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋介質(zhì)可以是機械的，電氣的、氣動的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統(tǒng)的主反饋是負反饋，即反饋信號與輸入信號相反，兩者相比較得偏差信號控制液壓能源，輸入到液壓元件的能量，使其向減小偏差的方向移動，既以偏差來減小偏差。(3)系統(tǒng)的輸入信號的功率很小，而系統(tǒng)的輸出功率可以達到很大。因此它是一個功率放大裝置，功率放大所需的能量由液壓能源供給，供給能量的控制是根據(jù)伺服系統(tǒng)偏差大小自動進行的。
綜上所述，液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理就是流體動力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號，再利用偏差信號去控制液壓能源輸入到系統(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，從而使系統(tǒng)的實際輸出與希望值相符。
在液壓伺服控制系統(tǒng)中，控制信號的形式有機液伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)和氣液伺服系統(tǒng)。機液伺服系統(tǒng)中系統(tǒng)的給定、反饋和比較環(huán)節(jié)采用機械構(gòu)件，常用機舵面操縱系統(tǒng)、汽車轉(zhuǎn)向裝置和液壓仿形機床及工程機械。但反饋機構(gòu)中的摩擦、間隙和慣性會對系統(tǒng)精度產(chǎn)生不利影響。電液伺服系統(tǒng)中誤差信號的檢測、校正和初始放大采用電氣和電子元件或計算機，形成模擬伺服系統(tǒng)、數(shù)字伺服系統(tǒng)或數(shù)字模擬混合伺服系統(tǒng)。電液伺服系統(tǒng)具有控制精度高、響應速度高、信號處理靈活和應用廣泛等優(yōu)點，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統(tǒng)。
三、液壓傳動帕優(yōu)點和缺點
液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點液壓傳動之所以能得到廣泛的應用，是因為它與機械傳動、電氣傳動相比，具有以下主要優(yōu)點：
1液壓傳動是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動機構(gòu)，這是比機械傳動優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅(qū)動，以克服長驅(qū)動軸效率低的缺點。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機等重型工程機械上已基本取代了老式的機械傳動，不僅操作方便，而且外形美觀大方。
2液壓傳動裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達的體積為電動機的12％～13％。液壓泵和液壓馬達單位功率的體積目前是發(fā)電機和電動機的1／10，可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達可實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍可達1：2000，并可在液壓裝置運行的過程中進行調(diào)速。
3傳遞運動均勻平穩(wěn)，負載變化時速度較穩(wěn)定。因此，金屬切削機床中磨床的傳動現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動。液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護，使用安全、可靠，不會因過載而造成主件損壞：各液壓元件能同時自行，因此使用壽命長。液壓傳動容易實現(xiàn)自動化。借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結(jié)合使用時，能很容易的實現(xiàn)復雜的自動工作循環(huán)，而且可以實現(xiàn)遙控。液壓元件己實現(xiàn)了標準化、系列化、和通用化，便于設(shè)計、制造和推廣使用。
液壓傳動系統(tǒng)的主要缺點：1液壓系統(tǒng)的漏油等因素，影響運動的平穩(wěn)性和正確性，使液壓傳動不能保證嚴格的傳動比：2液壓傳動對油溫的變化比較敏感，溫度變化時，液體勃性變化引起運動特性變化，使工作穩(wěn)定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作：3為了減少泄漏以及滿足某些性能上的要求，液壓元件制造和裝配精度要求比較高，加工工藝比較復雜。液壓傳動要求有單獨的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障不易檢查和排除。
總之，液壓傳動的優(yōu)點是主要的，隨著設(shè)計制造和使用水平的不斷提高，有些缺點正在逐步加以克服。
四、機床數(shù)控改造方向
(一)加工精度。精度是機床必須保證的一項性能指標。位置伺服控制系統(tǒng)的位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因為在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區(qū)分出來的，反饋檢測元件的精度對系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用。在設(shè)計數(shù)控機床、尤其是高精度或太中型數(shù)控機床時，必須精心選用檢測元件。所選擇的測量系統(tǒng)的分辨率或脈沖當量，一般要求比加工精度高一個數(shù)量級。總之，高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測元件作為保證。
(二)先局部后整體。確定改造步驟時，應把整個電氣設(shè)備部分改造先分成若干個子系統(tǒng)進行，如數(shù)控系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、主軸、進給系統(tǒng)、面板控制與強電部分等，待各系統(tǒng)基本成型后再互聯(lián)完成全系統(tǒng)工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯。在每個子系統(tǒng)工作中，應先做技術(shù)性較低的、工作量較大的工作，然后做技術(shù)性高的、要求精細的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進。
(三)提高可靠性。數(shù)控機床是一種高精度、高效率的自動化設(shè)備，如果發(fā)生故障其損失就更大，所以提高數(shù)控機床的可靠性就顯得尤為重要。可靠度是評價可靠性的主要定量指標之一，其定義為：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。對數(shù)控機床來說，它的規(guī)定條件是指其環(huán)境條件、工作條件及工作方式等，例如溫度、濕度、振動、電源、干擾強度和操作規(guī)程等。這里的功能主要指數(shù)控機床的使用功能，例如數(shù)控機床的各種機能，伺服性能等。
汽車底盤四輪驅(qū)動新技術(shù)
越來越多的新電子控制設(shè)備被應用于汽車上。其中許多新的底盤控制技術(shù)設(shè)備在汽車的安全性、動力性、操作穩(wěn)定性等方面起著重要的作用。它包括全電路制動系統(tǒng)（BBW，Brake-by-Wire）、汽車轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)（RWS、ESP等）、汽車懸架控制系統(tǒng)（ADC、ARC等）以及現(xiàn)在發(fā)展起來的汽車底盤線控技術(shù)（線控換檔系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、油門系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等）。再加上汽車CAN總線的應用，42V電壓技術(shù)的研究，電動汽車的研究都會帶動汽車底盤控制技術(shù)向更高層次的發(fā)展。如今汽車底盤控制技術(shù)正向電子化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化方向發(fā)展。下面該論文就分別對汽車底盤的構(gòu)造技術(shù)以及這些新技術(shù)的發(fā)展狀況及應用作一一分析
汽車底盤的構(gòu)造介紹
底盤：底盤作用是支承、安裝汽車發(fā)動機及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，并接受發(fā)動機的動力，使汽車產(chǎn)生運動，保證正常行駛。底盤由傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系四部分組成。
（1）傳動系。傳動系一般由離合器、變速器、萬向傳動裝置、主減速器、差速器和半軸等組成。傳動系可按能量傳遞方式的不同，劃分為機械傳動、液力傳動、液壓傳動、電傳動等。
（2）制動系。汽車上用以使外界（主要是路面）在汽車某些部分（主要是車輪）施加一定的力，從而對其進行一定程度的強制制動的一系列專門裝置統(tǒng)稱為制動系統(tǒng)。其作用是：使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進行強制減速甚至停車；使已停駛的汽車在各種道路條件下（包括在坡道上）穩(wěn)定駐車；使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定。
（3）轉(zhuǎn)向系
汽車上用來改變或恢復其行駛方向的專設(shè)機構(gòu)稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本組成：轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)
（4）行駛系
行駛系由汽車的車架、車橋、車輪（注意）和懸架等組成。
汽車底盤最新技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
（1）汽車底盤的電子化技術(shù)。主要包括全電路制動系統(tǒng)（BBW）、汽車轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和汽車懸架控制系統(tǒng)。
（2）汽車底盤的線控技術(shù)
所謂線控就是用電子信號的傳送取代過去由機械、液壓或氣動的系統(tǒng)連接的部分，如換檔連桿、油門拉線、轉(zhuǎn)向器傳動機構(gòu)、剎車油路等。它不僅是取代連接，而且包括操縱機構(gòu)和操縱方式的變化，以及執(zhí)行機構(gòu)的電氣化。這將改變汽車的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
（3）汽車底盤集成化技術(shù)
現(xiàn)代汽車底盤電子控制系統(tǒng)正從最初單一控制發(fā)展到如今的多變量多目標綜合協(xié)調(diào)控制，這樣可以在硬件上共用傳感器、控制器件、線路，使零件數(shù)量減少，從而減少連接點，提高可靠性，在軟件上實現(xiàn)信息融合、集中控制，提高和擴展各自的單獨控制功能。
（4）汽車底盤的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)
目前汽車上每個總成幾乎是機械、電子和信息一體化裝置。在系統(tǒng)中電子和信息部分所起的作用也越來越重要，汽車工電子裝置的增加使連接的電子線路迅速膨脹，線束越來越復雜。在汽車設(shè)計、裝配、維護中的負擔甚至到了無法承受的程度。而且線路接頭的增加引起安全隱患。另外線的重量和占用空間也是值得考慮的問題，重量的增加意味著降低效率。線路體積（直徑）太大在相對運動的部分之間過線非常困難，所以在電子裝置不斷增加的情況下，減少線束成為一個必須解決的問題，而使用傳統(tǒng)的點到點平行連接方式顯然無法擺脫這種困境，因而基于串行通信傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)成為一種必然的選擇。基于汽車底盤的電子化技術(shù)、線控技術(shù)的應用、汽車底盤的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)成為必然。如何建立局域網(wǎng)將汽車底盤的各種電子設(shè)備的傳感器、執(zhí)行機構(gòu)、ECU的數(shù)據(jù)和信息通過一個總的ECU進行集中控制成為急需解決的問題。
目前汽車底盤中采用的新技術(shù)
（1）主動懸架系統(tǒng)
在汽車上使用的統(tǒng)懸架是由彈簧、減震器、導向機構(gòu)和推力桿等組成的，懸架的功能是減弱由不平路面?zhèn)鹘o車架的沖擊載荷，衰減由沖擊載荷引起的承載系統(tǒng)振動.由于這種懸架作用是外力引起的，所以稱為從動懸架。
所謂主動式懸架系統(tǒng)，是控制環(huán)節(jié)中的執(zhí)行元件能針對外力的作用，產(chǎn)生一個力來主動控制車身的移動和車輪受到的載荷（路面的作用力）。當汽車行駛在凹凸不平的路面時，執(zhí)行元件抑制了輸入方向的力，使懸架產(chǎn)生抽動。因此，主動懸架能夠有效地抑制車身的側(cè)傾，并使高度一致。
（2）四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（4WS）
目前，世界上各汽車廠商都在積極開發(fā)4Ws車，主要出于兩點考慮：一是可以提高車輛高速穩(wěn)定性。尤其是在緊急換道行駛時；二是可以提高車輛在密集排放的停車場上進出的靈活性。但不管在哪種場合，都依靠高速時同相位轉(zhuǎn)向來提高操縱穩(wěn)定性.低速時采用逆相位轉(zhuǎn)向提高操縱性。
（3）四輪驅(qū)動系統(tǒng)（4WD）
四輪驅(qū)動能夠根據(jù)前后軸的轉(zhuǎn)速，控制并分配其驅(qū)動力，使汽車具有防滑能力及良好的加速性和行駛穩(wěn)定性，基于這些優(yōu)點，四輪驅(qū)動已由7O年代以前主要用于“吉普車”發(fā)展到目前以轎車為中心迅速普及開來。
（4）防抱死制動系統(tǒng)（ABS）
防抱死制動系統(tǒng)（ABS）是一種開發(fā)時問最長、推廣應用最為迅速的部件.也是目前最有效的安全部件，并已經(jīng)成為汽車的標準裝備。
（5）牽引控制系統(tǒng)（ASR）
1987年，寶馬公司在其系列豪華車上用了一種牽引控制裝置，由于效果不錯.到了90年代，銷往美國的寶馬車也裝上了這一系統(tǒng)，幾乎同時，卡迪拉克也在90款聯(lián)盟牌轎車上應用了這一系統(tǒng)，并且是標準裝備。從那時起，牽引控制系統(tǒng)獲得了廣泛的應用，總計有23個廠家50余種車型應用了這一裝置。
