前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的智能電子技術論文主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
隨著經濟的不斷發展,電力需求量也越來越大,大電網的建設必然是今后電力事業發展的方向,這也就意味著電網的結構也會越來越復雜,我國地理地域遼闊氣候復雜,因此電網所面臨的條件很復雜,這就需要利用先進的電力電子技術,采用先進的電子裝置來調控電力系統,以增強電網的構架,避免電網故障的擴散,并增強電網的故障抵抗和故障恢復能力,這些問題都是可以通過先進電力電子技術的應用得到改善。社會的進步對電能的需求量變大同時對電能的質量要求也是越來越高,輸出電能質量如果達不到要求會對整個電網產生重大影響,帶來的損失也是不可估量的。先進電力電子設備可以改善電網電能質量,大大的提高輸電效率和經濟發展。能源是整個人類社會存在與發展的物質基礎,更是經濟快速穩定增長的根本驅動力。隨著常規化石能源的不斷消耗以及生態平衡、環境污染等能源安全問題的日益突出,以清潔無污染、循環可再生為特點的太陽能、風能、生物質能等新能源的開發利用越來越受到世界各國的高度重視。我國雖然是當今世界上最大的發展中國家,能源資源總量豐富,但是資源分布不均衡,開發利用難度較大,且人均擁有量較低。當前正值經濟飛速發展、能源高消耗時期,以常規化石能源為主要能源造成的環境污染問題與經濟快速發展之間的矛盾較為突出。為了從根本上解決我國的能源問題,滿足經濟穩定增長和社會和諧發展的需要,必須保護生態環境,實行能源的可持續發展戰略。一方面要大力提高能源利用效率,另一方面則是加快風能、太陽能等新能源的開發利用進度。這些新能源的發對電力電子器件的要求更高。
2先進電力電子技術在智能電網中的應用
柔流輸電包括SVC和STATCOM,通過SVC進行無功補償的電壓輸出諧波大、基波損耗高、占地面積較大,因此,用STATCOM進行無功補償成為電力系統無功補償的主要方法。靜止同步補償器(StaticSynchronousCompensator,STATCOM)是柔流輸電系統的核心裝置和技術之一。1976年,美國人L.Gyugyi第一次提出了它的概念,即利用半導體變流器進行無功補償的理論。通過對系統無功功率實現動態無功補償,提高系統暫態電壓穩定性,確保系統運行安全,改善系統的穩態性能和動態性能。與傳統的無功補償裝置相比,STATCOM裝置能夠連續調節無功,輸出諧波小,器件損耗低,運行范圍寬,調節速度快,可靠性高等優點;其輸出電流在電網電壓低時不受影響,具有較硬的低壓無功功率特性;而且接入系統后不會改變系統阻抗特性引起振蕩。近年來,世界上有很多學者都從事STATCOM裝置的研究工作,無論是裝置容量還是產品性能都有了很大的提高。新型電力電子器件(如:IGBT、GTO、IGCT等)、多重化、多電平和單相橋串聯等技術被應用到STATCOM裝置中,以提高裝置容量和電壓等級,并通過現代控制技術,提高系統電壓穩定性,改善裝置輸出諧波。
許多先進的控制方法,例如遞歸神經網絡自適應控制、模糊控制、比例積分(PI)控制、微分代數控制、魯棒性自適應控制等被應用到STAT-COM裝置非線性特性的研究中。在世界上針對STATCOM裝置的研究工作中,STATCOM裝置的仿真建模及其控制方法研究始終是重點。世界各國對STATCOM的研究,STATCOM技術和應用情況都取得了突破性的進展。現代電力電子技術、多重化、多電平和單相橋串聯等技術使STATCOM工作性能得到很大的提高。再加上先進控制方法的加入更提高了STATCOM工作的穩定性,使之在電力系統領域的應用更加廣泛。關于STATCOM的研究有很多問題,但是最重要的還是它的建模和控制問題,這將直接影響著STATCOM的整體性能。國際上關于STATCOM的研究由來已久,日本是最先運用STATCOM裝置的國家,緊接著美國也在STATCOM的研究上取得成功,并和日本聯合研制了世界上第一臺采用GTO進行逆變的STATCOM,在1991年投入運行取得很好的效果。之后的德國在1997年也研制出大型的STATCOM裝置并在丹麥的風電場投入運行。我國雖然起步晚,但是發展速度極快,清華大學在1999年研制出20Mvar的STATCOM裝置,在2011年我國南方電網研究出世界上最大容量的STATCOM裝置,并在東莞投入運行取得良好的效果。從此我國成為能夠研制出大容量STATCOM裝置的國家之一,但是仍有許多不足之處有待改進。
3結束語
隨著人工智能的發展,智能化技術被應用到電氣工程及其自動化中,主要用于控制器以及機器的智能化。智能化技術的應用可以通過故障診斷、智能控制、優化設計、PLD技術這幾方面來描述。
1.1故障診斷
電氣工程設備的工作時間長,難免會發生故障,由于電氣設施故障的非線性、復雜性及不確定性,一旦發生故障,往往需要大量的時間排查故障,效率低、準確率低。而智能化技術能夠有效解決這一問題。在故障發生前,一般儀器會出現一些人們很難發現的預兆,通過實時監測儀器狀態,在出現異常時及時報警并提示故障位置,在故障真正發生前避免故障,能夠在極大程度上減少維修時間。電氣工程中常常通過分析變壓器中滲漏油分解出來的氣體進行故障診斷,確定故障發生的范圍,并通過各種手段逐步縮小范圍,從而確定故障位置并提示派遣人員及時檢修。同時,智能化裝置可以記錄故障問題,為以后的故障診斷提供參考,使故障診斷更加安全可靠。
1.2智能控制
智能控制能夠在很大程度上實現電氣工程及其自動化的控制過程自動化,實現無人化管理和遠程管理,提高管理的高效性。尤其對于一些高危險、高難度的工作,如高壓控制,智能控制是必不可少的。相對于傳統的控制器,智能控制器的靈活性更好,更易調節。傳統的控制器在設置時需要精確考慮控制對象的動態方程,而實際涉及到的控制環境往往很復雜,存在很多不確定因素。但是智能控制不存在這方面問題,因為其在設計時并不涉及控制對象的模型。并且智能化控制器可以根據對響應數據(如魯棒性變化、響應時間、下降時間)的分析隨時調整系統,調整后智能控制器的性能會大大提高,調整的過程并不需要專業人士在場,這樣就減少了大量的人力。以風力發電廠智能化升壓站系統為例。智能化升壓站系統通過對過程層和間隔層設備升級,將一些模擬量和開關量數字化,有效運用光纖設備,實現間隔層和過程層的通信。站控層由系統主機、工作站、VQC等設備組成,是全站監控、管理、調度中心。系統通過智能化控制,自動完成信息的采集、測量、控制、保護等功能,相比于傳統的升壓站系統在效率、有效性等方面有很大的提高。
1.3優化設計
電氣設備的設計工作相當繁瑣,需要綜合運用成套設備、電路、電機與電氣、電磁場、變壓器等學科的知識,并結合過去的設計經驗。傳統的設計方式根據經驗和實驗,手工完成設計,方案的達標率非常低,修改難度大,成本高,產品的開發周期也很長。應用智能化技術能夠有效提高設計產品的質量,縮短開發周期。智能化技術在這方面的應用主要有專家系統和遺傳算法。其中,專家系統依據該領域的專家提供的知識經驗,建立數據庫,在決策前模擬專家決策過程,做出合理決策,該技術比較前沿,目前尚處于研發階段,尚未得到大量應用。遺傳算法是一種借鑒進化論的隨機化搜索方法,被廣泛運用于信號處理、組合優化、自適應控制等領域,在電氣設計產品的優化上性能優越。
1.4PLC技術
PLC(可編程邏輯控制器)具有高可靠性和抗干擾能力,廣泛應用于自動控制領域。在一些大型的電力企業的輔助系統中,PLC已經代替了一般的繼電控制器。PLC技術使用內存,用程序方式存儲控制邏輯,并用半導體電路實現。PLC技術的應用實現了供電系統的自動切換,用軟繼電器取代了實物器件,使供電系統更加安全可靠。并且,它能使用復雜的工作環境,具有良好的發揮性能,穩定性強。
2.智能化技術在電氣工程及其自動化中的應用前景
2.1優勢分析
智能化技術在電氣工程及其自動化中相比于傳統的控制系統有巨大優勢。傳統的自動控制系統需要建立控制模型,運用數學方法分析,建立動態方程,但由于系統的復雜性,在實際應用中往往會出現無法預料的問題,很難達到預期的效果。智能化系統可以從根本避免不可控因素,提高工作的效率。智能化技術可以實時監控系統,通過監測響應時間、下降時間等對系統進行實時調節,使系統性能大大提高。因此,智能化系統比傳統的控制器更能適應實際工作環境。另外,智能化技術擁有很強的一致性。在輸入不同的數據時具有同樣可靠的估計能力,有廣泛的適用性。
2.2性能方向
速度、精度及效率是電氣工程及其自動化的關鍵指標。在電力系統中采用智能高速處理器芯片,同時采用交流數字伺服系統,能夠改善電力系統的動態特性和靜態特性,提高系統的速度、精度和效率。柔性化柔性化主要包括群控系統和數控系統這兩個方面。對于群控系系統,必須按照生產流程的具體要求設計系統,使系統能夠發揮最大的作用,完成信息流和物料流的動態調控。對于數控系統,其強大的可裁剪性和覆蓋面可以滿足客戶的具體要求。
2.3功能方向
在功能方向上,主要包括設計用戶圖形界面、可視化計算、多媒體技術方面的發展。目前的操作系統一般都采用圖形界面,具有良好的人機交互性。在智能化系統中采用圖形化界面,通過窗口和菜單實現編程、圖像顯示、圖像模擬、仿真等功能,能夠降低操作者的門檻,方便非專業人士操作。通過可視化技術,信息的表達不再是呆板的文字和數據。將數據轉化成圖表,能方便操作者分析數據,也可以高效地處理和解釋數據。同時,采用無圖紙設計、虛擬樣機技術等技術,將可視化和虛擬環境相結合,能夠更加有效地提高產品質量、縮短產品開發周期。多媒體技術一般是將聲音、文字、圖像、視頻等融合在一起傳輸,如果將多媒體技術應用于智能化系統,可以更加綜合化、智能化地處理信息,能帶來很大的經濟效益。
2.4體系結構
通過集成化、模塊化、網絡化實現智能化技術在體系結構方面的發展和完善。可以使用高集成度的處理器、大規模集成電路FPGA、CPLD等提高軟硬件運行速度。器件的高度集成化能夠提高電路密度,減小器件體積,更加方便安裝和使用。將智能化技術模塊化,各模塊之間通過接口通信,這樣有助于技術的標準化和集成,也可以運用模塊的增減將智能化產品分級別銷售。將智能化系統聯網使得人們能夠對系統進行遠程監控,隨時掌握系統狀況,使電氣工程的控制不受地域限制。也可以實現在一臺設備上控制其他設備,進行編程等操作。對于較小的電力系統,遠程控制能夠節約電纜的增加數,材料以及安裝費用,并且可靠性高、靈活性強;但是在通訊量大的系統中遠程控制會比較困難。
3.結語
論文摘要:本文從專業人才需求出發,經過崗位分析,進行專業定位和人才培養模式選擇,之后論述了建筑行業內應用電子技術專業人才培養體系的構建,實踐表明課程體系、實訓環境、教學團隊三個方面的建設對人才培養質量的提高至關重要。
一、引言
教職成[2011]9號文《教育部關于推進中等和高等職業教育協調發展的指導意見》指出,要以科學定位為立足點,優化職業教育層次結構,構建現代職業教育體系,樹立系統培養的理念,堅持就業導向,明確人才培養規格、梯次和結構,明確高等職業學校定位,促進學生全面發展,重點培養高端技能型人才。作為一所以建設類專業為主的高職院校,我院以服務區域經濟和建設行業發展需求為己任,探索“依托行業,校企合作、工學結合”的人才培養模式,緊貼人才市場需求,鑄造建筑特色的專業品牌。作為廣東省第一大支柱產業,電子與信息技術產值連年提高,其中智能建筑電子產品市場需求旺盛,對樓宇智能化電子產品設計開發、生產、維修、技術服務人才的培養提出需求。這就要求我們以“工學結合”理念為指導,面向行業就業,對社會人才需求進行調研,科學定位專業人才培養規格,合理選擇人才培養模式,改革課程體系,配備實踐教學條件和教學團隊,從而構建適合建筑行業需要的應用電子技術專業人才培養體系。
二、專業人才培養體系構建的指導思想
專業人才培養體系的構建需要從應用電子技術專業人才市場調研出發,根據崗位定位人才培養目標和規格,選擇合理的人才培養模式,從而為人才培養體系的構建做好準備。
1.專業定位。在建筑行業,一方面智能家居市場需求旺盛,產品蓬勃發展,另一方面工程應用領域產品的技術性能尚處于開發改良階段,調研表明畢業生主要去向在電子產品設計、樣機制作、調試維修、生產線產品制程技術指導、質量成本控制等崗位。依據“工學結合”關于職業教育能力目標培養的理念,針對這些專業工作崗位,將其工作過程歸納出典型工作任務,主要包括:產品方案選擇、電路原理設計、控制編程、電子線路制作、調試、測試、文件編寫等。因此應用電子技術專業人才培養方案規定要面向智能建筑電子產品設計與生產應用第一線,培養從事產品設計、生產、維修和技術服務工作,具有扎實的電子電路基礎理論知識和分析能力,具有電子線路設計與產品制作工藝實踐能力,能夠勝任智能建筑電子產品的工程應用、安裝調試、維修等工作的高素質技能型專門人才。
2.人才培養模式。人才培養模式是為了實現培養目標,在培養過程中采取的構造樣式和運行方式,包括專業設置、課程體系、教學設計和教育方法等方面。作為建筑行業的應用電子技術專業人才培養,我們采用“411”模式,即第1~4學期完成支撐專業核心能力的理論基礎知識的學習和各專項技能的訓練,第5學期通過生產實習、智能建筑電子產品設計與制作、專業證書考證訓練等綜合課程形成專業能力、方法能力和社會能力;第6學期到企業頂崗實習,完成職業素養的全面形成。在人才培養的各個環節當中,從實際工作崗位出發,理論知識夠用為度,重視理論前沿新知識的傳授和技術的拓展,實踐技能培養方面構建虛擬真實的崗位工作環境,通過真實項目設計教學內容,運用行動導向教學方法,使得電子產品的設計、制作、維修、技術服務等能力逐步形成。
三、人才培養體系的構建
明確專業定位和專業人才培養模式之后,我們重點從改革課程教學體系、設置實踐教學環境、教學團隊建設等方面構建人才培養體系,完善應用電子技術專業“工學結合”人才培養模式的內涵。
1.課程教學體系的改革。根據專業設置,結合往屆畢業生頂崗實習反饋信息,以及各類電子設計大賽和技能競賽情況,我們認為需要提高學生在電子產品裝配工藝、質量檢測、成本控制方面的能力,加強PCB制造方面的動手操作能力,了解SMT技術工藝,因此結合專業定位和企業崗位實際調研制訂課程體系改革重點:在專業課程中設置針對電路分析、設計、PCB繪圖、樣機制作、編程與調試、測試測量等技能的教學,以及積累電子產品工藝的設計和管理經驗,如電子產品表面貼裝(SMT)工藝、PCB制板等內容。針對產品設計工作過程中軟硬件設計、PCB繪圖、樣機制作、測試,將專業課程體系劃分為專業理論基礎知識課程、專業核心能力平臺課程、專業綜合能力形成課程和專業知識技能拓展課程,共26門專業課程,其中4門集中實訓課,占總學時60%以上。包括電路基礎、模擬電路、數字電路、C語言程序設計、檢測與控制技術、單片機原理與接口技術等專業理論基礎知識課程,電子CAD、電子測量與仿真技術、單片機應用設計、電子基本技能實訓、電子產品裝配工藝實訓、電子線路應用實訓、單片機原理與接口實訓等專業核心能力平臺課程,以及生產實習、智能建筑電子產品設計與制作、專業證書考試訓練、頂崗實習等專業綜合能力形成課程,在專業知識技能拓展方面開設電氣控制與PLC應用、集成電路應用、高頻電子技術、電力電子技術、EDA技術、智能卡技術、VB程序設計、建筑設備智能控制等課程。在課程的微觀教學設計上,運用行動導向教學方法使學生在項目任務完成中形成能力,掌握知識。例如在《單片機應用設計》課程中從開發仿真到模仿真實產品項目開發,在電子產品開發的真實工作環境中學習單片機開發、測試工具設備、加工手段的選擇和運用,在教學實施過程中模擬企業真實項目任務開發的組織形式將學生分組,為學生分配角色,培養團隊協作精神。
2.實踐教學環境構建。為滿足教學體系中的實踐環節,配置專業實踐條件和環境,包括電子技術應用實訓室、電子加工工藝實訓室、電子創新設計實訓室和電子材料室。電子加工工藝實訓室主要承擔表面貼裝(SMT)加工工藝實訓、PCB線路板制作工藝實訓和電子線路應用實訓。配備的設備有:數控電路板雕刻機、熱轉印線路板制作機、腐蝕機、沉銅器、手動焊錫膏絲印機、真空吸筆、再流焊機、放大鏡和熱風拆焊臺等加工與返修設備。通過實踐培養PCB板制作、SMT貼裝等工藝技能,另外可滿足教科研和學生課外興趣制作項目中的電路板加工。電子創新設計實訓室主要承擔單片機原理與接口實訓、電子線路應用實訓、智能建筑電子產品設計與制作,配備有計算機、單片機和FPGA實驗箱、仿真軟件(Proteus),可使電子產品創新設計過程中的測控應用電路設計和編程在計算機仿真軟件環境中得以驗證,從而加速產品開發和節省材料成本。同時可支撐電子測量與仿真技術、電子CAD、單片機應用設計、檢測與控制技術、EDA技術、智能卡技術等課程。另外該實訓室是教學科研項目設計、大學生電子設計競賽、職業技能大賽、科技文化創新活動、課外興趣制作的主要平臺。電子材料室主要支撐應用電子技術專業開展的實訓教學項目,儲備電子元件材料,庫存系列阻值的電阻、電容、二三極管、IC芯片、及各種接插件等。實踐教學體系構建的主要特色是從人才培養模式出發,結合相關專業課程,以專業人才實際動手能力的培養和工藝設計管理經驗的積累為目的,為教學提供實踐環境,注重在職業環境中培養學生道德素質,使學生在學習中完成角色的轉變,以工學結合的模式為學生搭建通向企業職場的橋梁。
3.教學團隊的建設。教學團隊的建設是專業內涵建設的保證,是提升人才培養質量的著力點。現階段職業教育的模式要求教學團隊成員根據經濟建設和社會發展需要不斷地研究新情況,更新教育教學理念,整合教學資源,深化專業與課程改革,加強“雙師”素質的養成。因而我們注重教學團隊在知識結構、工程項目實踐以及教科研等方面的進修、培訓、提高,為人才培養質量打造優質教學團隊。
以職業教育理念為指導,通過科學的調研和專業定位,合理地選擇專業人才培養模式,主要從課程體系、實訓環境、教學團隊三個方面構建了適于建筑行業發展的應用電子技術專業人才培養體系,該體系從崗位工作過程出發,全面培養學生的專業能力、方法能力和社會能力,在提高人才培養質量方面收到良好的效果,例如學生在各類電子設計競賽中多次獲獎,學生在職業資格證書考試中通過率達到96.61%,畢業生的就業率逐年提高,2010、2011兩年就業率均達到98%以上,畢業生受到用人單位的好評。
參考文獻
[1]教育部.教育部關于推進中等和高等職業教育協調發展的指導意見[Z].教職成2011]9號文,2011.
[2]賈雯杰.物聯網與智能家居發展淺析[J].科技與生活,2010,(13).
論文關鍵詞:智能家電,洗衣機,仿真,AT89S51,PDIP
1引言
隨著Internet的日益普及,人們通過Internet不僅可以獲得現實世界各種狀態的實時變化情況,還可以通過Internet實現遠程控制和處理工作,可以從全球的任何一個角落實現對設備的監控,可以使用通用的網絡瀏覽軟件訪問設備,將消費電子、計算機和通信融為一體,而家用電器的網絡化、智能化管理越來越突顯需求。
智能家居遠程控制系統的核心部分是一個嵌入式Web服務器,系統集有線和無線Web服務器于一體計算機論文,用戶可以利用辦公室的PC或者手機登錄家中的Web服務器,在通過用戶名和密碼驗證后,便可以查看并控制家用電器;系統帶有LCD和鍵盤,具有良好的人機界面;用戶還可以通過鍵盤來設定系統的任務;系統留有豐富的功能擴展接口,通過這些擴展接口將來還可以實現防火防盜和智能抄表等應用。系統結構框圖如圖1所示。
圖1 智能家居系統的總體結構
本文旨在研究智能家電管理系統中基于AT 89S51芯片的洗衣機控制系統的模擬實現。
2 AT89S51芯片概述
AT89S51是美國ATMEL公司生產的低功耗,高性能CMOS 8位單片機, AT89S51具有4k在線系統編程(ISP)Flash閃速存儲器,采用全靜態工作模式,具有三級程序加密瑣,32個可編程I/O口線,2個16位定時/計數器,能夠采用全雙工串行UART通道,具有靈活的在系統編程功能,可靈活應用于各種控制領域。
AT89S51根據封裝方式不同,大致分為3種型狀,本系統的設計中AT89S51采用PDIP封裝模式,如圖1所示。
圖2 AT89S51封裝模式
3 洗衣機控制系統模擬實現
3.1洗衣機控制系統的總體設計
在本系統中,硬件主芯片采用意法半導體的STR710,是整個系統的核心。它作為一個嵌入式網關,將外部網絡與內部洗衣機控制器連接在一起,是整個系統運行的平臺論文格式。在遠程操縱洗衣機方面,STR710負責從GPRS接收到短消息和網絡芯片上接收到的以太網數據中提取出用戶指令,然后根據該指令操縱相應的網絡家電或者查詢其運行情況,最后將執行結果反饋到用戶終端。系統的軟件設計采用分層設計,包括硬件設備驅動層、操作系統層、應用程序接口層和應用軟件層。
3.2洗衣機控制器系統設計
根據需求設計的洗衣機控制器的系統邏輯結構設計圖如圖3所示:
圖3 系統總體框圖
3.3洗衣機控制器電路設計
采用AT89S51作為控制核心。其中計算機論文,P1.0和P1.1分別用于控制洗衣機的進水閥和排水閥;P1.2和P1.3用于控制洗滌電機的正反轉;P1.4~P1.7、P3. 0、P3.1用于驅動7個LED,分別作為工作程序、浸泡和強弱洗指示燈。P3.2接暫停/ 啟動鍵;P3.3分別用于開蓋/不平衡中斷輸入;P3.4被用作輸入線,用于監測水位開關狀態,為CPU提供洗衣機的水位信息;P3 .5 接程序選擇鍵;P3.7采用分時復用技術,具有兩個功能,一方面接強弱選擇/浸泡選擇鍵,在洗衣機未進入工作狀態時,按觸該鍵可選擇強弱洗或開啟關閉浸泡功能,另一方面在進水和脫水時,又作為告警聲的輸出口。
3.4洗衣機控制器軟件設計
系統上電復位后,首先進行初始化,洗衣機進入工作程序后,系統首先根據RAM中27H單元的特征字判斷洗衣機的洗衣工作程序,洗衣機進入洗滌子程序wash。洗滌是通過驅動電機的正反轉實現的。洗滌結束后,退出wash子程序,調用water_out子程序進入排水進程。排水閥排水時間采用動態時間法確定計算機論文,其原理是:根據常用的空氣壓力水位開關的特性排水結束后,系統調用y子程序進行脫水操作,維持置位狀態,保持排水閥開啟,離合器在排水閥的帶動下使電機主軸與脫水桶聯動,實現衣物脫水。然后判斷整個洗衣工作是否結束。其原理是:洗衣機在每次洗滌或漂洗工作環節結束后,將存放洗衣工作程序標志的寄存器減1,在脫水工作環節結束后,系統即對該單元進行檢測,當檢測到為0時,說明整個洗衣工作結束。軟件設計主流程圖如圖4 。
圖4 軟件主流程圖
4 洗衣機控制器仿真工作原理
首先,在通電時蜂鳴器長鳴一聲,VD1 被點亮,這表示系統已經準備好接收指令可以開始準備工作了。單片機一直在讀取由嵌入式WEB模塊通過IIC通道發送過來的狀態,當收到嵌入式WEB模塊發送的指令后,將得到的數據作為第一項的設置內容計算機論文,即洗滌強度。蜂鳴器短鳴一聲進入等待洗滌時間的設置,這個數據同樣來自嵌入式WEB模塊發送的指令。蜂鳴器短鳴兩聲進入等待洗滌方式的設置,過程都是相同的長鳴一聲后洗衣機按事先的設置開始洗衣, VD1 快速閃爍表示洗衣狀態,洗衣機控制器會完成初洗、浸泡、洗滌的工作,之后長鳴表示洗衣結束。洗滌期間單片機的 P2.1 和 P2.3 兩個引腳會不斷輸出高、低電平來操作兩個繼電器讓電機正、反轉,同時還要接收嵌入式WEB模塊發送的中斷信號,以暫停或結束洗滌論文格式。當洗滌過程結束,蜂鳴器長鳴,系統又回到了開機時等待嵌入式WEB模塊發送指令的狀態。
其次,控制洗衣機可模擬的具體功能有:1、多種程序選擇,用戶可根據洗滌衣物的材質選擇不同的程序,如浸洗、標準、羊毛和快速等。每種洗滌方式有不同的洗滌模式、時間和順序。2、過程選擇,用戶可以選擇單獨洗滌以保留帶有洗滌劑的水進行重復使用,可選擇單獨脫水,猶如脫水機一樣計算機論文,等等。3、預約洗滌,用戶可根據需要選擇幾小時后進行洗滌,時間選擇范圍為1-24小時。4、剩余時間顯示,用戶可以直接掌握洗滌時間。5、溫度控制,可以顯示模擬的水溫控制。
5 結論
本文設計的洗衣機仿真控制系統連入嵌入式web服務的支持,就能夠通過普通PC或GPRS手機訪問Internet實現,通過遠程控制命令完成對洗衣機參數的設定,對洗衣機進行操作,大大地簡化了操作程序。利用單片機AT89S51作為洗衣機的控制器,能充分發揮AT89S51的數據處理和實時控制功能,使系統工作于最佳狀態,提高系統的靈敏度。
參考文獻
【1】郭維芹.模擬電子技術[M]. 北京: 科學出版社, 1993。
【2】童詩白,華成英,《模擬電子技術基礎》,北京高等教育出版社,2001。
【3】吳小許,,黃敏.數字量調節閥的控制算法研究與應用[J]. 化工自動化及儀2004。
【4】宋建國.AVR單片機原理及應用.北京:北京航空航天大學出版社,1998。
【5】胡漢才,《單片機原理及其接口技術,清華大學出版社,1996。
【6】李慶利陳曙薛永祺,洗衣機仿真系統的設計與實現計算機工程2006。
論文摘要:專業特色建設,對提高本科生教育質量,增強社會競爭能力是十分重要的課題。本文針對建筑類高校電子信息工程專業如何體現專業特色,進行較為細致的探討。建筑類本科院校的電子信息工程專業特色建設,不僅要注重符合社會需求、具有實際動手能力和一定創新能力的工程應用型技術人才的培養,還應注重結合建筑類院校的特點和優勢,形成自己獨到的專業特色。
根據教育部1998年頒布的專業目錄,電子信息工程專業由原來的十多個本科專業合并而成,可見該專業的涉及面相當寬廣。其業務培養要求中指出,本專業是一個電子和信息工程方面的較寬口徑的專業,學生主要學習信號的獲取與處理、電子設備與信息系統等方面的專業知識,受到電子與信息工程實踐的基本訓練,具備設計、開發、應用和集成電子設備和信息系統的基本能力。在這樣一個基本培養要求的基礎上,各個高等學校如何根據自己的特色與優勢,揚長避短,制訂針對性更強、更切合實際地專業人才培養計劃,十分必要。我們在進行多次調研和討論的基礎上,確定了我院電子信息工程專業教育教學改革的方向和重點,力求突出特色,在競爭激烈的高等教育領域站有一席之地。
1人才培養的基本定位
不同層次的高等學校應有不同的培養目標,培養模式也應多樣化。安徽建筑工業學院屬于一般本科地方院校,根據我院戰略發展綱要及人才培養規劃,確立“立足安徽、面向全國、依托建筑業、服務城鎮化”的辦學定位。在學院辦學定位前提下,我們對電子信息工程專業的培養定位是:具有較寬理論基礎、較強實踐動手能力和創新意識,能夠綜合應用所學專業知識的應用型工程技術人才。
電子信息工程專業教育教學改革的目的是:通過加強本科學生培養方案與工程實際的結合,注重應用型人才的培養,強化實踐環節的訓練,提高學生的動手能力。提供更多的機會,鼓勵學生開展課外實踐活動,實驗室成為學生動手能力訓練和技術創新的主要基地。
2就業目標
比較重點院校,我院學生的入學成績顯然較低,尤其高等學校擴招以后,進入我院學習的生源質量進一步降低,如何適應高等教育由“精英教育”向“大眾教育”轉變,培養符合社會需求、具有實際動手能力和一定創新能力的應用型技術人才,是我們面臨的、急需解決的重大課題。
經過對我院電子信息工程專業的畢業生就業情況的分析發現,我院畢業生的就業主要集中在全國大大小小的I T公司、弱電公司、設計院等部門,大多數學生從事工程設計、技術開發、系統運行與維護、技術支持等工作,因此就業單位對學生實踐能力的要求較高。針對這樣的就業目標,我們對本科專業的培養計劃和教學大綱做出進一步調整,基本要點是:強化電子電路的設計能力;增設選修課程,拓寬知識面;依托我校與建筑相關的專業,設置智能建筑專業方向;開設其它實踐性較強的課程,特別強調電子綜合設計能力的培養。同時,引導學生積極開展課外科技實踐活動,參加各種科技比賽。從而擴大了我院電子信息工程專業的畢業生就業面。
3專業特色建設
處在建筑類一般本科院校的電子信息工程專業特色建設,不僅要注重符合社會需求、具有實際動手能力和一定創新能力的工程應用型技術人才的培養,還應注重結合建筑類院校的特點和優勢,形成自己獨到的專業特色。
3.1智能樓宇控制專業方向的設立
建筑院校的電子信息工程專業如何體現它的專業特色,我們認為應緊緊依靠建筑院校的特點和優勢,設立與建筑相關的專業方向。1998年我們在98級電子信息工程專業設立智能樓宇控制專業方向,如表1所示,經過幾年的建設,已基本成熟。智能樓宇控制(既樓宇自動化系統)屬智能建筑范疇。智能建筑是以建筑為平臺,綜合應用現代計算機技術、電子技術,網絡通信技術及電氣技術等方面的先進技術,使建筑物成為具有遠程通信功能、辦公自動化功能和建筑物自動化功能的建筑。實現建筑物自動化功能的系統稱作樓宇自動化系統(或稱建筑物自動化系統,簡稱BAS)。樓宇自動化系統的含義是將建筑物內的各種機電設備以集中監視、控制和管理為目的,構成的一個綜合系統。智能樓宇控制專業方向適應了現代建筑電氣行業的迫切需要,滿足了建筑電氣行業中從事產品開發、系統集成、工程設計、施工、監理和物業管理人員對相關知識的需求。近幾年,該專業培養的學生供不應求,且大部分學生被分配到建筑行業。
3.2學生能力的培養
培養工程型應用人才的總體特征是“能設計、會操作、懂管理”,綜合素質高、實踐能力強、有創新精神。實踐教學是培養工程應用型人才的關鍵環節。對此,我們除了加大實踐性教學環節,還對實踐性教學環節進行一系列的改革。
(1)建立新的實驗教學模式,激發學生創新思維
根據實驗教學基本內容整體優化實驗教學選題,重組實驗教學,增加獨立的綜合實驗課程,構建新的實驗教學體系。整合實驗室和實驗教學設備,最大限度地提高現有教學設備的使用率。激活學生的創新思維,使他們能從實驗中領略各專業學科之間的最本質的聯系和內在規律,更有利于學生知識的綜合運用和創新能力的培養。如電子信息工程專業增設信息電子技術綜合實驗和智能樓宇控制綜合實驗課程,其中信息電子技術綜合實驗涵蓋:《Computer Control Technology》、《DSP Technology and Application》、《單片機原理》、《嵌入式系統》等課程的實驗,智能樓宇控制綜合實驗涵蓋:《智能建筑設備》、《安全防范》、《電氣控制與PLC》、《電纜電視技術》、《智能建筑及小區總體方案設計》等課程的實驗。同時,由學生參與組建我院“智能建筑實驗室”的建設,目前,“智能建筑實驗室”已正式批準為安徽省高等學校省級重點實驗室。同樣,其它信息類專業根據各自專業特點,增加相應的綜合實驗課程。
(2)因材施教,以“優生導師制”促進創新人才脫穎而出
為加快電子信息工程專業的研究和高層次人才培養。挑選優秀學生,創建各種人才創新基地班,并配備具有豐富實踐(工程型)的老師作為他們的導師,指導他們有針對性地學習某些科目,或直接進入老師的科研課題組,接受科研能力的訓練,接受創新意識的熏陶,進行特色培養,以充分發揮高校在人才培養、學科建設和科學研究等方面的優勢,同時積極開展理論研究與新產品、新技術的研發,最終將基地建設成為集教學、研發功能于一體的創新人才培養基地,在信息類人才培養領域起到示范、輻射作用。由于采取因材施教,近年來,我們取得如下成果:培養的學生,分別獲得“全國大學生電子設計竟賽二等獎一項”、“全國大學生電子設計竟賽安徽區二等獎一項”、“西蒙杯征文競賽(智能建筑)二等獎一項”、“中國智能機器人大賽銀獎一項、銅獎一項”。
(3)開設綜合課程設計,體現職業培訓技能
我國經濟社會的快速發展既需要科學家,也需要工程師,但大量需要的是工程師。為提高學生的工程設計能力,在原有的畢業設計的基礎上,開設部分綜合課程設計。如電子信息專業開設信息電子綜合課程設計和智能建筑綜合課程設計等。綜合課程設計覆蓋工程訓練的各個環節:需求分析,系統設計,系統實現,系統調試,系統測試與性能評估;既培養工程能力,又積累工程經驗。職業化素養訓練應訓練學生工作的規范性,綜合課程設計引入一定的工業界規范與標準來進行學生職業化素養訓練,同時,包含一定數量的符合工業界需求的輔助工程工具的使用訓練。
4結語
我們還在計算機科學與技術、通信工程等專業開設與建筑相關和能力培養方面的課程。信息類專業開設與建筑相關的專業方向,是我院在教學方法和人才培養模式等方面所進行的一次探索和創新,并且取得了良好的效果。充分發揮了高校在人才培養、學科建設和科學研究等方面的優勢,同時積極開展理論研究與新產品、新技術的研發,最終為社會培養出綜合素質高,適應能力強的有用人才。電子信息工程專業體現建筑內涵,是建筑類高校的優勢和特色,是其它類型的高校無法比擬的,是電子信息與建筑兩大學科相互滲透的具體實現。它所培養人才,將會占領它所獨有人才市場。
參考文獻
[1]陳怡.教育本質和通識教育.全國高等學校電子信息科學與工程類專業教學協作委員年會論文集.2005.
論文摘 要: 概括說明機械電子控制產業發展的情況,重點介紹計算機技術在機械電子控制產業領域以及工業生產制造和人們日常生活中的廣泛應用。
0 引言
現代科學技術的發展極大地推動了機械工業領域的變革,同時給相關生產產業帶來了巨大的影響,提高了生產水平和技術。隨著各種技術之間相融合的發展,以計算機電子技術、機械技術為核心的機電控制領域將給工業及科研等領域帶來更多的實際應用。
1 計算機技術與機電控制技術的發展概況
1.1 計算機控制理論的形成與技術的發展
忽略數字信號的量化效應,可以將計算機控制系統看成采樣控制系統,在這一系統中,將其中連續的環節離散化,則整個系統又可看成由不同的離散系統構成。計算機控制理論的發展主要是將采樣理論、差分方程、變換理論、狀態空間理論和系統辨識自適應控制等理論綜合應用到控制技術中,使計算機控制系統有了初步發展。對于結構復雜、時變的非線性系統,控制系統則融入了魯棒控制、模糊控制、預測控制等多種新型理論,逐步形成了工業過程控制系統的一個新方向。
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過程的過程參量并進行相關的數據處理,同時也研究了計算機的開環控制。到二十世紀六十年代,出現了用于過程控制的計算機,實現了直接數字控制。后經集中式計算機控制系統發展到現在的以微處理器為核心的分層式控制系統控制,通過計算機對生產過程進行集中監視、操作和管理控制等。伴隨著計算機處理器等技術的發展,計算機控制技術也隨之發生相應的變革,最終應用到工業生產中并對其產生巨大影響。
1.2 機械和電子控制技術的發展和現狀
在生產、科研等諸多領域里,有大量的物理量需要按某種變化規律進行控制。在二十世紀三十年代之前,工業生產多處于手工操作的狀態。最初采用基地式儀表控制壓力溫度等在一恒定范圍內,初步有了對工業生產的機械控制實踐。隨著電子技術的迅速發展和計算機控制系統的出現,直接實現了工業生產中各參量和過程的數字控制。計算機的微型化使控制技術更加智能化,同時將機械、電子、計算機技術和控制技術有機結合的機電一體化技術也得到迅猛發展,且越來越被廣泛的應用到各生產領域。目前主要形成并應用的機電控制技術主要有PID控制,PID是經典控制理論的代表,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)、變結構控制等,均隨著計算機領域的發展在不斷地拓寬。
2 機電一體化的發展及在工業上的廣泛應用
2.1 機電一體化的簡介和生產應用
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及計算機軟件系統集合起來所構成的系統總稱,綜合運用機械技術、微電子技術、計算機技術、電力電子技術等對各生產領域的控制過程進行監督操作。它主要應用領域有數控機床,通過相應的數控技術,在工業操作上結構、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多CPU和多主線的體系結構,豐富了數控功能,也提高了生產效率。
柔性制造系統的應用是計算機技術和制造系統在機電控制工業的應用,是計算機化的制造系統。它主要由計算機、數控機床、自動化倉庫等組成。在工業上,它可以隨機地、按量地按照裝配部門的要求,生產其能力范圍內的任何工件,更適用于多品種,小批量等的離散零件的批量生產。
交流傳動技術的發展也是隨著電子技術和計算機技術的發展在工業上有了重要的應用,尤其是在鋼鐵工業中,使復雜的矢量控制技術得以實現,無論是大容量電機還是小容量電機現均可使同步電機或者異步電機實現可逆滑調速。也使交流傳動系統在軋鋼生產中得到廣泛的應用。
可編程控制器(PLC)是集計算機技術和自動控制化技術于一體的新型控制系統。這一系統解決了工業控制系統中大量開關控制的問題,逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統。隨著PLC技術的進步,其應用領域更是不斷擴大,可采集存儲數據,還可對控制系統進行監控。PLC能編制各種各樣的控制算法程序,完成閉環控制。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,隨著工廠網絡自動化的發展,PLC可實現通信及聯網功能,更有助于工業生產的控制過程的監控。如今,PLC技術已經被廣泛應用于冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環保以及文化娛樂等各行各業。
2.2 計算機在機械和電子控制產業的應用實例
計算機技術和機械電子控制技術一體化的有機結合,不斷使相關的新技術應用到更多的領域中去,這些應用到的領域已經不再局限于工業的生產,更多技術是切身關系到我們日常的工作和生活。下面舉幾個具體實例來介紹計算機技術和機電控制相結合的實際應用。
PLC實現了機械手移動工件的控制過程。隨著世界經濟和技術的發展,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和生活的各個領域擴展,并從制造領域轉向非制造領域,各種各樣的機器人產品隨之出現。隨著機器人的生產和大量應用,很多領域,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,廣泛采用工業機器人,不僅可提高產品的質量與產量,而且對保障人身安全,改善勞動環境,減輕勞動強度,提高勞動生產率,節約原材料消耗以及降低生產成本有重要意義。與計算機及網絡技術相結合應用的工業機器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產和生活方式。
農業方面,機械作業過程中駕駛室內的儀表盤正迅速由電子監視儀表取代并逐步由單一參數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,調用數據庫信息,顯示數據、圖形、語音等多媒體信息。另外,還可以將數據信息動態存入類似信用卡尺寸大小的高密度智能化數據存儲卡,將農業作業過程的數據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,實現自動控制農機的操作。
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,投入的硬幣值由PLC驅動數碼管顯示,經過光傳感器識別,通過判斷,進行下一步操作,經過PLC的系統控制和信號輸出完成售賣過程。計算機技術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。
交通信號燈系統也是微機軟件應用到電子控制系統中的典型實例。通過主要應用PLC技術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日常生活工作的出行。
電腦橫機中計算機技術的應用給機械編織行業帶來了巨大的變革。現在的電腦橫機是一種涉及到計算機、機械、電子、控制等諸多領域的復雜系統。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。隨著計算機技術應用到電腦橫機中,通過電腦的自動控制,設計人員可對編織花型進行數字化設計,通過計算機數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完成整個設計的編織,極大地提高了工業生產效率。
與機電一體化相關的技術還有很多,并且隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,以機械技術、微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術是機械工業發展的必然趨勢。
3 總結
在機械生產領域,電子技術和計算機技術的融入發展,機電一體化的形成是機械工業中的重要變革。通過不斷發展的計算機技術,使機電一體化相關的技術在諸多領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[M].筑路機械與施工機械化,2007.
馬增強等,數據采集系統的研究,微計算機信息,1998.
王立新,淺談數控技術的發展趨勢[J].赤峰學院學報,2007.
楊明等,機電一體化的研究現狀及發展趨勢,農機化研究,2006.
【論文摘要】:介紹了光機電一體化技術特征,研究了國內外技術現狀和發展趨勢,指出了未來發展前景和一些重要技術熱點。
近些年來,光機電一體化技術得到迅猛發展,在民用工業和軍事領域得到廣泛地應用。因此,光機電一體化技術成為當今機械工業技術發展的一個主要趨勢。
1.光機電一體化技術特征
光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成,相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較,光機電一體化產品具有以下技術特征。
1.1體積小,重量輕,適應性強,操作更方便
光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式,可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序,任何一臺光機電一體化裝置的動作,可由預設的程序一步一步控制實現,甚至實現操作全自動化和智能化。
1.2功能增加,精度大幅提高
光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制水平提高,運算速度加快,通過電子自動控制系統可精確按預設動作,其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差,達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時,由于機械傳動部件減少,機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實現軟件化,智能化程度提高
傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序,指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能,使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。
1.4產品可靠性得到提高,使用壽命增長
傳統的機械裝置的運動部分,一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差,導致可動摩擦、撞擊、振動等加重,嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用,使裝置的可動部件減少,磨損也大為減少,像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此,裝置的壽命提高,故障率降低,從而提高了產品的可靠性和穩定性。
1.5融合了多種學科新技術,衍生出許多功能更強、性能更好的新產品
光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識,包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等,就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優勢結合起來,衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。
1.6產品系統性增強,各部分系統間協調性要求提高
光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術,多種技術的綜合及多個部分的組合,使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求,這就要求各種技術揚長避短,提高系統協調性。
2.研究現狀和發展趨勢
2.1研究現狀
自從我國實行改革開放以來,科技領域急起直追,我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效,數控產品有了很大的提高,尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快,是我國特有的經濟實用產品,不但適用國內市場的需要,部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器(PC)和微電子技術控制設備也越來越多,覆蓋面也日益擴大,從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此,我國自行研制和生產的光機電設備,在質量上也有重大突破,為今后的推廣應用打下了良好的基礎。
2.2發展趨勢
光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域,成為一種新興的學科,并逐漸成為一種產業,而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。從世界科學技術的發展情況來看,光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括:
(1)激光技術
1)高單色性,利用激光高單色性作精密測量時,可極大地提高測量精度和量程。
2)高方向性,因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力,從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。
3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫,可使照射點物體熔化或汽化,對各種各樣材料和產品進行特種加工。
4)相干性,由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制,而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性,應用范圍更廣。
(2)傳感檢測技術
1)激光準直,能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三維空間的基準測量。
2)激光測距,其探測距離遠,測距精度高,抗干擾性強,體積小,重量輕,但受天然影響大。
3)光纖探測器,在目標很小,間隔受限或危險的環境中,最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。
(3)激光快速成型技術
激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層,將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結,由點、線構造零件的面(層),然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場,極大地提高了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。
(4)光能驅動技術
利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。現已研制成功一種光致動器,其工作原理是將光照在形狀記憶合金上,反復地通、斷使材料伸縮,再利用感溫磁性體的溫度特性,將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性,加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗驗證,該致動器能可在頂面步行。這種狀態目標處于初級階段,如果能發現具有優異光作用特性的動態物質,則可使光能驅動技術廣泛應用。
3.結語
技術上的改革和與之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術,產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化,便具有很高的功能水平和附加價值,將給開發生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。
參考文獻
[1]劉志,朱文堅.光機電一體化技術,現代制造工程,2001(12)
[2]梁進秋.微光機電系統國內外研究進展.光機電信息,2000(8)
[3]宋云奪編譯.光機電一體化業的未來.光機電信息,2003(12)
關鍵詞:機電一體化 機械制造 應用現狀發展趨勢
現代科學技術的不斷發展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發展階段。
一、機電一體化概述
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。
機電一體化發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發展,還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術,根據系統功能目標要求,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統工程技術。
二、機械制造技術的發展
在現代制造系統中,數控技術是關鍵技術,它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體,具有高精度、高效率、柔性自動化等特點,對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當前,數控技術正在發生根本性變革,由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上,數控系統實現了超薄型、超小型化;在智能化基礎上,綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術,數控系統實現了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數,實現了在線診斷和智能化故障處理;在網絡化基礎上,CAD/CAM與數控系統集成為一體。機床聯網,實現了中央集中控制的群控加工。
三、機電一體化的發展狀況
機電一體化的發展大體可以分為三個階段:
(1).20世紀60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間,戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機電結合的軍用技術,戰后轉為民用,對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。那時,研制和開發從總體上看還處于自發狀態。
由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展,已經開發的產品也無法大量推廣。
(2).20世紀70-80年代為第二階段,可稱為蓬勃發展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的出現,為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是:mechatronics一詞首先在日本被普遍接受,大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認;機電一體化技術和產品得到了極大發展;各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支持。
(3).20世紀90年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發展時期。一方面,光學、通信技術等進入機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳,出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。
我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組,并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作,取得了一定成果。但與日本等先進國家相比,仍有相當差距。 轉貼于 中國論文下載中心
四、機電一體化的發展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展。機電一體化的主要發展方向大致有以下幾個方面:
1.智能化
智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。
2.模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環境接口等的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情
3.網絡化
網絡化由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
4.微型化
微型化興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小,耗能少,運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優勢。
5.環保化
關鍵詞 電子信息 畢業設計 工程實踐 課程體系
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A
應用型本科院校電子信息類專業的畢業設計一般要求學生獨立完成課題的方案設計、電路設計、原理圖與PCB圖設計、實物制作與調試、撰寫論文以及答辯等多個環節,是對電子信息類畢業生工程實踐技能和科學研究能力的綜合考核。但是,近年來由于高校擴招和生源質量的下降,以及畢業生就業壓力增大的影響,導致電子信息類專業畢業論文(設計)的質量出現明顯的下降。因此,如何提高畢業設計(論文)的質量已成為高校教學改革研究的一個重要課題。
1 畢業論文(設計)中的主要問題
1.1 學生缺乏工程實踐能力
我校工程實踐教育中始終存在著“重理論、輕實踐”的認識傾向,忽視了大學生實踐能力的培養,因此學生在做畢業設計時,有的不會做方案設計;有的缺乏研究思路和方法;有的儀器操作不熟練,不會排除在實物制作與調試中遇到的故障和問題,導致實物沒調試成功;這些極大地挫傷了學生的積極性,影響了畢業設計的質量。
1.2 學生投入的時間、精力嚴重不足
我校的畢業設計安排在第8學期的1~16周,正是企事業單位招聘的高峰時刻,由于如今經濟轉型,大學生就業壓力巨大,尋找一個好單位,需要花費大量的時間去參加招聘會和面試,如果面試成功,用人單位希望學生馬上頂崗實習,使得學生在畢業設計中實際投入的時間和精力不足,當然還有極少數學生忙于補考等遺留問題的解決也牽扯了大量的精力,影響了畢業設計的質量。
1.3 學生對畢業設計認識上有誤區
我校大多數學生認為畢設對尋找工作單位沒有影響,同時認為畢業設計總是可以通過的,沒有將畢業設計看成是大學實踐活動中最重要的綜合實習,是對自己工程實踐能力和創新能力的培養,是自己清晰了解設計過程的學習,是自己論文撰寫能力的培養,對自己在以后的實際工作中盡快適應社會,影響巨大。
2 提高畢業論文(設計)的措施和建議
2.1 合理設置課程體系,優化教學內容
我校作為應用型本科院校,為培養學生的工程實踐能力,對人才培養方案和教學大綱進行了修改,突出學生實踐能力的培養,使學生有進行系統設計、實驗分析和數據處理的能力。課程體系改革中進行了如下修改:(1)將課程體系分為公共基礎課、專業基礎課、專業必修課、專業選修課、實踐教學五個模塊。(2)重視專業基礎課程平臺建設,對電路分析基礎、模擬電子技術、數字電子技術等教學內容優化,主要強調電路理論的基本理論和概念,電子器件的外部特性,突出實踐運用,加強實驗教學,在實驗性教學中增加設計性實驗。(3)對一些實踐性較強的課程,如單片機,將其由專業基礎課調整為選修課,考核方式為項目設計,突出學生的實踐能力。(4)針對應用型本科的特點,調整專業選修課程內容,突出實踐運用,將一些理論性較強的選修課進行調整,如模式識別、圖像處理等,調整為射頻電路及CAD技術、FPGA通信設計基礎、ARM原理與應用等。(5)優化實踐教學內容,增加了電子技術課程設計,專業實踐課程體系更加合理有序,符合認知規律,學生在一、二年級注重專業基礎訓練,培養學生的儀器操作能力和建立基本的系統概念,掌握基本的設計流程和動手制作實物的能力;三、四年級則是專業工程設計的培養,使學生具備獨立設計一個完整電子系統的能力。(6)為提高學生實踐能力,建立實驗室開放機制,電子工藝實驗室全天開放,學生自主管理,其他專業實驗室由學生申請,系部批準后對申請學生開放,盡可能提供實驗室給學生使用,提高學生的工程實踐能力。(7)改革教學方法和教學手段,在課堂教學和實驗教學中引入仿真工具和軟件,如MATLAB,MULTISIM,PROTELL等。尤其是單片機教學采用CDIO模式取得了較好的效果。(8)校企合作,與企業合建實驗室,如與TI公司合建單片機實驗室,將最新的電子技術引入教學中;并設立大學生創業創新基地,鼓勵大學生自主學習、探索和開展科研活動。(9)開設科技講座,擴展學生的知識面,激發學生的創新意識和興趣。
2.2 對畢業論文(設計)的時間、模式進行調整
(1)由具有中級職稱以上的有責任心的中青年教師組成畢業論文(設計)選題小組和指導小組,對選題的綜合性、實用性、創新性和時效性進行評價和篩選,強調選題以設計類題目為主,要求軟硬件相結合。(2)學生的選題時間可靈活調整,我校鼓勵學生參加各種學科競賽。如大學生電子設計競賽,在做畢業設計時可選取與學科競賽相近的題目;參加飛思卡爾的可選取智能車的題目;還有一些學生可在第6學期單片機實踐時就選取自己感興趣的題目作為選題,如有學生在單片機實習時做的是電子搶答器,畢設時做的是無線搶答器,學生完成得非常好。(3)對學生加強教育,認真開好畢業設計動員大會,提高學生的主觀能動性,畢業設計是一個自主學習、實踐、探索和創新的過程,是學生參加實際工作的一個預演,對學生很重要,消除學生的認識誤區,提高學生的積極性。(4)嚴格畢業論文(設計)考核制度,對在畢業設計中期檢查中不合格的給予警告,如在畢業設計中確實不合格的要求二次答辯,二次答辯還不合格的則畢業設計判定不合格。
3 總結
近年來我校通過不斷地探索和調研,借鑒其他學校的一些經驗并結合本校的實際情況,科學設置課程體系,優化突出應用型教學內容,合理安排畢設時間和組織機構,整合學校實驗室教學資源,與企業合建實驗室,充分調動學生的主觀能動性,達到提高畢業設計質量的目的,從實施的效果來看,已初步扭轉質量下滑的趨勢。
參考文獻
[1] 楊英桂.淺談高校學生畢業設計(論文)中存在的問題及對策[J].化學高等教育,2006:89(3):65-67.
[2] 彭熙偉,鄭戌華,王向南.工科專業本科畢業設計選題的幾點思考[J].高教論壇,2010(12):45-47.
[3] 劉港.提高本科畢業論文質量的途徑[J].沈陽教育學院學報,2010(4):49-51.
[4] 劉興江.提高本科畢業論文質量的探索與實踐[J].遼寧工業大學學報,2010(8):126-128.