時(shí)間：2022-08-30 17:01:58
開(kāi)篇：寫(xiě)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篇電子控制技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
論文摘要 在人類(lèi)所利用的能源當(dāng)中，電能是最清潔最方便的；電氣傳動(dòng)無(wú)疑有著很大的意義，隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣傳動(dòng)技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。本文在對(duì)大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)和論述了我國(guó)在電力電子和電力傳動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。
從學(xué)術(shù)的角度來(lái)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(dǎo)體）設(shè)備，轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，控制和電力電子應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電力和磁場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)換、控制、傳輸和存儲(chǔ)，以便實(shí)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(chǎng)的能量。
1 電力電子的研究方向
就目前情況而言，我國(guó)電力電子的研究范圍與研究?jī)?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(yīng)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(jì)算機(jī)仿真建模；3）電力電子技術(shù)的應(yīng)用，其研究?jī)?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(jìn)應(yīng)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(fù)雜的電力電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適應(yīng)性；4）電力電子系統(tǒng)集成，其研究?jī)?nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)化電力電子模塊；單芯片和多芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)，集成電力電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
2 我國(guó)電力電子發(fā)展中存在的問(wèn)題
當(dāng)前的主要問(wèn)題是：中國(guó)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(guó)生產(chǎn)設(shè)備和多組分組裝集成的制造方法，尤其是先進(jìn)的全控型電力電子器件全部依賴(lài)進(jìn)口，而許多關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)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(guó)的外資控制和封鎖。特別是在關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全，更多先進(jìn)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(guò)去，雖然我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)，先后引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，已開(kāi)始注意到國(guó)內(nèi)突出的問(wèn)題，從表面上看，雖然對(duì)引進(jìn)技術(shù)的絕大多數(shù)可以在幾年后達(dá)到國(guó)產(chǎn)化率70％的要求，但只要仔細(xì)分析，不難發(fā)現(xiàn)，并最終拒絕外國(guó)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(dòng)力傳動(dòng)產(chǎn)品在核心技術(shù)。
目前國(guó)外和問(wèn)題的主要區(qū)別是：電力電子器件的全面控制，不能制造國(guó)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(jí)階段；應(yīng)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(yàn)的重大項(xiàng)目等。高性能高功率轉(zhuǎn)換器設(shè)備幾乎全部從國(guó)外進(jìn)口。
3 電力傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀分析
目前我國(guó)電力傳動(dòng)系統(tǒng)的研究主要圍繞交流轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)展開(kāi)，隨著交流電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的調(diào)速?gòu)闹绷靼l(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)變頻調(diào)速。交流傳動(dòng)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(jìn)展有關(guān)。它們是功率半導(dǎo)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(dòng)機(jī)控制技術(shù)以及微型計(jì)算機(jī)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(jìn)一步提高交流傳動(dòng)系統(tǒng)的性能，國(guó)內(nèi)有關(guān)研究工作正圍繞以下幾個(gè)方面展開(kāi)：
1）輸入電流為正弦和四象限運(yùn)行開(kāi)辟了新的途徑
高性能交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電壓型PWM逆變器中的應(yīng)用日益廣泛，PWM技術(shù)的研究更深入。 PWM功率半導(dǎo)體器件采用高頻開(kāi)啟和關(guān)閉，成為一個(gè)在一定寬度的電壓脈沖序列法律的變化，為了實(shí)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(lèi)：正弦PWM，優(yōu)化PWM及隨機(jī)PWM。正弦PWM的電壓，電流和磁通正弦PWM計(jì)劃的目標(biāo)包括。正弦PWM普遍提高功率器件的開(kāi)關(guān)頻率將是一個(gè)非常出色的表現(xiàn)，在中小功率交流驅(qū)動(dòng)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(kāi)關(guān)頻率將導(dǎo)致大的開(kāi)關(guān)損失，以及高功率設(shè)備，如GTO的開(kāi)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(mǎn)足的需求該設(shè)備。
2）應(yīng)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(jī)交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)多變量、非線(xiàn)性、強(qiáng)耦合、時(shí)變控制對(duì)象，變頻調(diào)速控制，電機(jī)控制的穩(wěn)定狀態(tài)方程的研究動(dòng)態(tài)控制非常令人滿(mǎn)意的結(jié)果的特點(diǎn)。 70年代初提出研究交流電機(jī)的控制過(guò)程的動(dòng)態(tài)，不僅要控制每個(gè)變量的振幅，而控制的階段，為了實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)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(dòng)系統(tǒng)逐漸向?qū)嶋H使用。高動(dòng)態(tài)性能的電流矢量控制變頻器已成功應(yīng)用于軋機(jī)主傳動(dòng)，電力牽引系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床。此外，為了解決系統(tǒng)的復(fù)雜性和控制精度之間的矛盾，但也提出一個(gè)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(yīng)用，如二次型性能指標(biāo)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(dòng)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(cè)器和卡爾曼濾波器可以得到狀態(tài)信息不能測(cè)量，自適應(yīng)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(kāi)始在交流變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于提高控制精度和魯棒性。
3）廣泛應(yīng)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(yùn)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(dòng)系統(tǒng)的微處理器有單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器（Digital Signal Processor——DSP）、專(zhuān)用集成電路（Application Specific Integrated Circuit——ASIC）等。其中，高性能的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)形式采用超高速緩沖儲(chǔ)存器、多總線(xiàn)結(jié)構(gòu)、流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)和多處理器結(jié)構(gòu)等。核心控制算法的實(shí)時(shí)完成、功率器件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生以及系統(tǒng)的監(jiān)控、保護(hù)功能都可以通過(guò)微處理器實(shí)現(xiàn)，為交流傳動(dòng)系統(tǒng)的控制提供很大的靈活性，且控制器的硬件電路標(biāo)準(zhǔn)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(dá)到了較高的性能價(jià)格比。
4 結(jié)論
雖然我國(guó)電力電子與電力系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，但與發(fā)達(dá)國(guó)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(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口的局面還沒(méi)有打破。
參考文獻(xiàn)
1 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)分析
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化，提升工藝的運(yùn)行水平。電氣自動(dòng)化控制是一類(lèi)新型的技術(shù)，核心是電子技術(shù)，可以大面積地應(yīng)用到設(shè)備行業(yè)中。電氣自動(dòng)化控制的技術(shù)能力高，通過(guò)不同技術(shù)的相互配合，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的運(yùn)行控制，而且自動(dòng)化控制是電氣運(yùn)行中的核心，保障生產(chǎn)的精確性和運(yùn)行速率。電氣自動(dòng)化控制能夠以少量程序控制多個(gè)變量，各個(gè)控制對(duì)象處于相互配合的狀態(tài)，提升了系統(tǒng)操作的水平，監(jiān)督被控對(duì)象的運(yùn)行過(guò)程，期間修正被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)，使其具備準(zhǔn)確、合理的運(yùn)行方式。
2 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展
2.1 智能化
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)下的產(chǎn)品、系統(tǒng)等，能夠根據(jù)指令智能化的完成操作，簡(jiǎn)化操作服務(wù)的流程。智能化是電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的首要發(fā)展方向，正是由于智能化的要求，促使電氣自動(dòng)化控制技術(shù)與信息技術(shù)、通訊技術(shù)相互融合，注重技術(shù)中的性能開(kāi)發(fā)，體現(xiàn)技術(shù)控制的速率。
2.2 節(jié)約化
節(jié)約化發(fā)展，是指電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了節(jié)能與環(huán)保。例如：電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，其可輔助使用新能源，同時(shí)控制照明燈具的使用，延長(zhǎng)燈具的使用壽命，既可以保障能源利用的效率，又可以提高照明設(shè)備的質(zhì)量。
2.3 信息化
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的信息化發(fā)展，改進(jìn)了技術(shù)運(yùn)行的方式，使電氣自動(dòng)化中，以信息控制為基礎(chǔ)，引進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等理論，支持電氣自動(dòng)化的控制運(yùn)行。
2.4 統(tǒng)一化
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)拉近了各個(gè)行業(yè)之間的距離，融入各項(xiàng)技術(shù)的同時(shí)，朝向統(tǒng)一化的方向發(fā)展。在電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的作用下，行業(yè)間遵循相同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使用方法、維護(hù)策略等，都逐步統(tǒng)一，在降低行業(yè)建設(shè)難度的同時(shí)，體現(xiàn)統(tǒng)一化發(fā)展的優(yōu)勢(shì)[1]。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的統(tǒng)一化發(fā)展，消除了行業(yè)之間潛在的發(fā)展矛盾，提升行業(yè)資源的利用效率，加快了信息傳輸、使用的速率。
3 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用
3.1 工業(yè)
工業(yè)是應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，因?yàn)楣I(yè)規(guī)模較大，對(duì)電氣自動(dòng)化控制的需求大，所以我國(guó)積極推進(jìn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用，致力于改善傳統(tǒng)工業(yè)的運(yùn)營(yíng)方式[2]。PLC是電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的主要元件，其為一項(xiàng)可編程邏輯控制器，以工業(yè)企業(yè)為例，分析PLC的應(yīng)用。該工業(yè)為機(jī)械制造企業(yè)，基于PLC的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，為機(jī)械制造系統(tǒng)提供了相關(guān)的控制，PLC根據(jù)機(jī)械制造的需求，編寫(xiě)了操作指令和邏輯運(yùn)算程序，簡(jiǎn)化了機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)的操作，而且PLC的準(zhǔn)確度高，規(guī)避了該企業(yè)生產(chǎn)的誤差，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造的自動(dòng)化、信息化生產(chǎn)，PLC寫(xiě)入編程后，控制了機(jī)械制造的過(guò)程，同時(shí)控制機(jī)械制造的參數(shù)，包括尺寸、溫度信息等，按照該企業(yè)機(jī)械制造的指令，構(gòu)成閉環(huán)生產(chǎn)方式，優(yōu)化機(jī)械制造的工藝流程，而且該企業(yè)在PLC中設(shè)計(jì)了PID模塊，通過(guò)PID子程序，準(zhǔn)確控制PLC的內(nèi)部編程，預(yù)防機(jī)械制造中出現(xiàn)問(wèn)題。
3.2 交通業(yè)
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在交通業(yè)中的應(yīng)用，不僅體現(xiàn)在車(chē)輛運(yùn)輸上，還表現(xiàn)在紅綠燈、監(jiān)控系統(tǒng)等方面。車(chē)輛上的元件、器件等，基本都是電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的體現(xiàn)，提供專(zhuān)業(yè)的自動(dòng)化控制，保障車(chē)輛通行的安全[3]。例如：電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在電子眼中的應(yīng)用，代替警察執(zhí)法，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的違章取證，電子眼監(jiān)督交通系統(tǒng)中的車(chē)輛運(yùn)行，抓拍違法行為，提交到交通局的操作系統(tǒng)內(nèi)，減輕了交通執(zhí)法的工作負(fù)擔(dān)，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)彌補(bǔ)了電子眼的缺陷，促使其可更準(zhǔn)確、更快速、更清晰地實(shí)現(xiàn)抓拍取證，提升電子眼對(duì)交通運(yùn)輸?shù)谋O(jiān)控能力，有效控制電子眼的運(yùn)行，以免交通執(zhí)法中出現(xiàn)漏洞。我國(guó)各地政府在交通業(yè)建設(shè)中，積極引進(jìn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，完善交通監(jiān)控體系，目前，測(cè)速器、屏顯等多個(gè)交通項(xiàng)目中，均涉及到電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的使用。
3.3 農(nóng)業(yè)
農(nóng)業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)支持，為了推進(jìn)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，引入電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，全面建設(shè)智能農(nóng)業(yè)，加快農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展速度。以某地區(qū)農(nóng)業(yè)中的大棚種植為例，分析電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用。該地區(qū)傳統(tǒng)的大棚種植，是根據(jù)農(nóng)民種植經(jīng)驗(yàn)分配工作，一旦控制不好溫度、濕度，即會(huì)影響大棚種植的經(jīng)濟(jì)效益。研究人員將電氣自動(dòng)化控制技術(shù)引入到大棚種植內(nèi)，以育秧大棚為對(duì)象，構(gòu)建智能控制系統(tǒng)，大棚內(nèi)安裝不同屬性的無(wú)線(xiàn)傳感器，專(zhuān)門(mén)收集大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，如：光照、含水量等，進(jìn)行自動(dòng)化的信息采集，傳感器采集的信號(hào)傳輸?shù)娇刂浦行模葘?duì)標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)指標(biāo)，種植人員掌握大棚育秧的實(shí)際情況，同時(shí)根據(jù)對(duì)比結(jié)果調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的環(huán)境，遠(yuǎn)程控制特定的設(shè)備。該大棚內(nèi)部安裝了高清視頻，同樣接入到控制中心，種植人員可以隨時(shí)查看育秧的狀態(tài)，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，輔助構(gòu)建管理平臺(tái)，劃分為四個(gè)功能模塊，分布是傳感采集、視頻監(jiān)控、智能分析和遠(yuǎn)程控制，整體控制育秧大棚的生長(zhǎng)環(huán)境，為幼苗的培育提供優(yōu)質(zhì)的環(huán)境。
3.4 服務(wù)業(yè)
人們對(duì)服務(wù)業(yè)的需求非常大，目的是方便人們的日常生活，特別是在電子產(chǎn)品上，更是體現(xiàn)出服務(wù)業(yè)對(duì)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的需求。生活中的電子產(chǎn)品，大多應(yīng)用了電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，如：智能手機(jī)、ipad、跑步機(jī)等，表明電氣自動(dòng)化對(duì)服務(wù)業(yè)市場(chǎng)的推進(jìn)作用[4]。近幾年，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，由服務(wù)業(yè)的電子產(chǎn)品，逐步轉(zhuǎn)型到企業(yè)內(nèi)，例如：餐飲服務(wù)中的“機(jī)器換人”概念，餐廳內(nèi)，機(jī)器人取代人工服務(wù)，提供點(diǎn)菜、傳菜等服務(wù)，機(jī)器人是餐飲業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，表明電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的重要性，此項(xiàng)技術(shù)在“機(jī)器換人”中，起到自動(dòng)化的控制作用，是機(jī)器人開(kāi)發(fā)中不可缺少的技術(shù)。
4 結(jié)束語(yǔ)
電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，表明了該項(xiàng)技術(shù)在行業(yè)運(yùn)營(yíng)中的重要性，滿(mǎn)足我國(guó)社會(huì)行業(yè)建設(shè)的基本需求。根據(jù)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，落實(shí)發(fā)展策略，充分發(fā)揮電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的潛力，保障其在未來(lái)的應(yīng)價(jià)值。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，必須符合現(xiàn)代企業(yè)的需求，由此才能規(guī)范控制技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1]賢陽(yáng).應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展是工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵—2007年紐倫堡電氣自動(dòng)化（系統(tǒng)和部件）展覽會(huì)紀(jì)實(shí)[J].自動(dòng)化博覽，2008，Z1：28-30.
[2]吳琦.煤礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中單片機(jī)的應(yīng)用[J].硅谷，2015，3：118+120.
論文摘 要: 概括說(shuō)明機(jī)械電子控制產(chǎn)業(yè)發(fā)展的情況,重點(diǎn)介紹計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)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(yīng)用。
0 引言
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的變革,同時(shí)給相關(guān)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)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(jì)算機(jī)電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)為核心的機(jī)電控制領(lǐng)域?qū)⒔o工業(yè)及科研等領(lǐng)域帶來(lái)更多的實(shí)際應(yīng)用。
1 計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展概況
1.1 計(jì)算機(jī)控制理論的形成與技術(shù)的發(fā)展
忽略數(shù)字信號(hào)的量化效應(yīng),可以將計(jì)算機(jī)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(gè)系統(tǒng)又可看成由不同的離散系統(tǒng)構(gòu)成。計(jì)算機(jī)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(shí)自適應(yīng)控制等理論綜合應(yīng)用到控制技術(shù)中,使計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有了初步發(fā)展。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、時(shí)變的非線(xiàn)性系統(tǒng),控制系統(tǒng)則融入了魯棒控制、模糊控制、預(yù)測(cè)控制等多種新型理論,逐步形成了工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)的一個(gè)新方向。
自世界第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世后,計(jì)算機(jī)首先被用來(lái)自動(dòng)檢測(cè)化工生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)程參量并進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理,同時(shí)也研究了計(jì)算機(jī)的開(kāi)環(huán)控制。到二十世紀(jì)六十年代,出現(xiàn)了用于過(guò)程控制的計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)了直接數(shù)字控制。后經(jīng)集中式計(jì)算機(jī)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(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作和管理控制等。伴隨著計(jì)算機(jī)處理器等技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)控制技術(shù)也隨之發(fā)生相應(yīng)的變革,最終應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中并對(duì)其產(chǎn)生巨大影響。
1.2 機(jī)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(jìn)行控制。在二十世紀(jì)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(duì)工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械控制實(shí)踐。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的出現(xiàn),直接實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)中各參量和過(guò)程的數(shù)字控制。計(jì)算機(jī)的微型化使控制技術(shù)更加智能化,同時(shí)將機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合的機(jī)電一體化技術(shù)也得到迅猛發(fā)展,且越來(lái)越被廣泛的應(yīng)用到各生產(chǎn)領(lǐng)域。目前主要形成并應(yīng)用的機(jī)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(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì),形成了自適應(yīng)PID和非線(xiàn)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(jì)算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展在不斷地拓寬。
2 機(jī)電一體化的發(fā)展及在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用
2.1 機(jī)電一體化的簡(jiǎn)介和生產(chǎn)應(yīng)用
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)集合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)總稱(chēng),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)等對(duì)各生產(chǎn)領(lǐng)域的控制過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督操作。它主要應(yīng)用領(lǐng)域有數(shù)控機(jī)床,通過(guò)相應(yīng)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(xiàn)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(yīng)用是計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造系統(tǒng)在機(jī)電控制工業(yè)的應(yīng)用,是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)。它主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。在工業(yè)上,它可以隨機(jī)地、按量地按照裝配部門(mén)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(dòng)技術(shù)的發(fā)展也是隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展在工業(yè)上有了重要的應(yīng)用,尤其是在鋼鐵工業(yè)中,使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)得以實(shí)現(xiàn),無(wú)論是大容量電機(jī)還是小容量電機(jī)現(xiàn)均可使同步電機(jī)或者異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆滑調(diào)速。也使交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。
可編程控制器(PLC)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)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(kāi)關(guān)控制的問(wèn)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(jìn)步,其應(yīng)用領(lǐng)域更是不斷擴(kuò)大,可采集存儲(chǔ)數(shù)據(jù),還可對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)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(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。此外,隨著工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的發(fā)展,PLC可實(shí)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(guò)程的監(jiān)控。如今,PLC技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車(chē)、輕工、環(huán)保以及文化娛樂(lè)等各行各業(yè)。
2.2 計(jì)算機(jī)在機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用實(shí)例
計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械電子控制技術(shù)一體化的有機(jī)結(jié)合,不斷使相關(guān)的新技術(shù)應(yīng)用到更多的領(lǐng)域中去,這些應(yīng)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(gè)具體實(shí)例來(lái)介紹計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電控制相結(jié)合的實(shí)際應(yīng)用。
PLC實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手移動(dòng)工件的控制過(guò)程。隨著世界經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展,人類(lèi)活動(dòng)的范圍不斷擴(kuò)大,機(jī)器人的應(yīng)用正迅速向社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域擴(kuò)展,并從制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)向非制造領(lǐng)域,各種各樣的機(jī)器人產(chǎn)品隨之出現(xiàn)。隨著機(jī)器人的生產(chǎn)和大量應(yīng)用,很多領(lǐng)域,許多單一、重復(fù)的機(jī)械工作由機(jī)器人(也稱(chēng)機(jī)械手)來(lái)完成。工業(yè)機(jī)器人是一種能進(jìn)行自動(dòng)控制的、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機(jī),廣泛采用工業(yè)機(jī)器人,不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量,而且對(duì)保障人身安全,改善勞動(dòng)環(huán)境,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)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(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人的廣泛使用正在日益改變著人類(lèi)的生產(chǎn)和生活方式。
農(nóng)業(yè)方面,機(jī)械作業(yè)過(guò)程中駕駛室內(nèi)的儀表盤(pán)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(guò)渡,以此來(lái)改善人機(jī)交互界面。這種智能化顯示終端又被稱(chēng)為虛擬化儀器顯示終端(Virtual Display Terminal),它代表了當(dāng)代儀器與控制裝置發(fā)展的主流方向。它可通過(guò)屏幕任意選擇顯示機(jī)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(kù)信息,顯示數(shù)據(jù)、圖形、語(yǔ)音等多媒體信息。另外,還可以將數(shù)據(jù)信息動(dòng)態(tài)存入類(lèi)似信用卡尺寸大小的高密度智能化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡,將農(nóng)業(yè)作業(yè)過(guò)程的數(shù)據(jù)信息通過(guò)智能卡帶回辦公室,由計(jì)算機(jī)應(yīng)用高級(jí)軟件進(jìn)行處理。也可以將管理者的決策和操作指令通過(guò)智能卡傳送到拖拉機(jī)上的智能控制終端,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制農(nóng)機(jī)的操作。
PLC在自動(dòng)售貨機(jī)中的應(yīng)用。自動(dòng)售貨機(jī)通過(guò)顧客選擇商品開(kāi)關(guān),投入的硬幣值由PLC驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示,經(jīng)過(guò)光傳感器識(shí)別,通過(guò)判斷,進(jìn)行下一步操作,經(jīng)過(guò)PLC的系統(tǒng)控制和信號(hào)輸出完成售賣(mài)過(guò)程。計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電自動(dòng)控制在自動(dòng)售貨機(jī)中的這項(xiàng)應(yīng)用極大方便了人們的生活,也使PLC的應(yīng)用更加廣泛。
交通信號(hào)燈系統(tǒng)也是微機(jī)軟件應(yīng)用到電子控制系統(tǒng)中的典型實(shí)例。通過(guò)主要應(yīng)用PLC技術(shù)控制十字路口的信號(hào)燈動(dòng)作。準(zhǔn)確無(wú)誤的完成信號(hào)燈的變燈動(dòng)作來(lái)控制時(shí)間,這項(xiàng)應(yīng)用更是極大方便了人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ鞯某鲂小?/p>
電腦橫機(jī)中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用給機(jī)械編織行業(yè)帶來(lái)了巨大的變革。現(xiàn)在的電腦橫機(jī)是一種涉及到計(jì)算機(jī)、機(jī)械、電子、控制等諸多領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)。電腦橫機(jī)的編織是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程,最初的橫機(jī)是手動(dòng)橫機(jī),只能勝任比較簡(jiǎn)單的編織過(guò)程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到電腦橫機(jī)中,通過(guò)電腦的自動(dòng)控制,設(shè)計(jì)人員可對(duì)編織花型進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì),通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)字直接控制機(jī)械的退圈、墊沙、脫圈、彎沙等相應(yīng)的機(jī)械編織動(dòng)作,由計(jì)算機(jī)指令控制系統(tǒng)完成整個(gè)設(shè)計(jì)的編織,極大地提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。
與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多,并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯,以機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
3 總結(jié)
在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域,電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的融入發(fā)展,機(jī)電一體化的形成是機(jī)械工業(yè)中的重要變革。通過(guò)不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù),使機(jī)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(yīng)用。
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關(guān)鍵詞：DC-DC變換器，自抗擾控制，Buck變換器
0. 引言
DC-DC變換器有兩種類(lèi)型，為開(kāi)關(guān)變換器和線(xiàn)性變換器。多年來(lái)，PWM型DC-DC開(kāi)關(guān)變換器因具有靈活的負(fù)極性和多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)升降壓方式的特點(diǎn)以及工作效率高，操作簡(jiǎn)單，所以在工業(yè)控制上受到了人們的青睞和廣泛的應(yīng)用。但是開(kāi)關(guān)變換器是一個(gè)強(qiáng)非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，無(wú)論是基于線(xiàn)性反饋控制或是現(xiàn)有的PID等常規(guī)控制方法都無(wú)法對(duì)DC-DC開(kāi)關(guān)變換器取得滿(mǎn)意的效果。隨著非線(xiàn)性控制理論和數(shù)字控制技術(shù)的不斷發(fā)展和日趨完善，將非線(xiàn)性控制理論引入到DC-DC開(kāi)關(guān)變換器的控制策略中，對(duì)提高變換器的魯棒性，更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及對(duì)輸入和輸出電源和負(fù)載擾動(dòng)的良好抑制能力有著理論和實(shí)際的意義。多年來(lái)電力電子學(xué)界的國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者一直在研究控制開(kāi)關(guān)變換器的非線(xiàn)性控制策略，并取得了一定的成果[1]，其中由北京前沿科學(xué)研究所韓京清研究員首次提出的一種非線(xiàn)性魯棒控制技術(shù)[2],也就是自抗擾技術(shù)，具有算法簡(jiǎn)單、系統(tǒng)響應(yīng)快、適應(yīng)范圍廣等特點(diǎn)，已引起國(guó)內(nèi)外控制工程界專(zhuān)家學(xué)者的廣泛關(guān)注和高度好評(píng)。國(guó)內(nèi)很多高校和研究所正在大力研究它在軍工和民用等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用。
本文介紹了自抗擾控制技術(shù)在PWM型DC-DC開(kāi)關(guān)變換器中的應(yīng)用。這種控制方法可以消除由于大信號(hào)或是小信號(hào)的輸入電壓和負(fù)載擾動(dòng)而引起的輸出電壓的變化。最后以其中的Buck變換器的電路為例，并對(duì)電路進(jìn)行了建模、仿真和實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，該自抗擾策略具有很強(qiáng)的魯棒性、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。
1.自抗擾控制器
經(jīng)典PID控制器是用參考輸入和被控量的誤差及其微分﹑積分的線(xiàn)性組合來(lái)產(chǎn)生控制信號(hào)的，然而在實(shí)際運(yùn)用中，參考輸入經(jīng)常不可微，甚至不連續(xù)，而輸出信號(hào)的測(cè)量又經(jīng)常被噪聲污染，因此誤差信號(hào)按經(jīng)典意義經(jīng)常在不可微或其微分信號(hào)被噪音的導(dǎo)數(shù)淹沒(méi)。在實(shí)際電路中，一般采用差分或是超前網(wǎng)絡(luò)近似實(shí)現(xiàn)微分信號(hào)，該方法對(duì)噪音有很強(qiáng)大的放大作用，使微分信號(hào)失真而不能用，而“線(xiàn)性組合”常引起快速性和超調(diào)量之間的矛盾。自抗擾控制通過(guò)引入積分串聯(lián)型跟蹤微分器來(lái)提取合理的微分信號(hào)，并使用合適的非線(xiàn)性組合，以改進(jìn)經(jīng)典PID控制，提高自身的適應(yīng)性和魯棒性。自抗擾控制主要針對(duì)如下一類(lèi)對(duì)象： y(n) = f (y , ,?, y (n- 1) , t) ，其中f為未知模型攝動(dòng)及擾動(dòng)的作用量。自抗擾控制器由跟蹤—微分器（TD），擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器（ESO），非線(xiàn)性狀態(tài)誤差的反饋控制率（NLSEF）構(gòu)成，整個(gè)控制器僅需要系統(tǒng)的輸入量和輸出量作為信息來(lái)源。自抗擾控制器的實(shí)質(zhì)是由擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器產(chǎn)生不確定模型f對(duì)輸出作用的補(bǔ)償量，以使對(duì)象的不確定性在反饋中加以抵消，從而達(dá)到重新構(gòu)造對(duì)象的目的，所以說(shuō)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器是整個(gè)自抗擾控制的關(guān)鍵。以二階受控對(duì)象為例 ,自抗擾控制器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。非線(xiàn)性跟蹤-微分器的參考輸入產(chǎn)生2個(gè)輸出和,其中為參考輸入的跟蹤信號(hào),是根據(jù)對(duì)象能力與控制需要安排的光滑過(guò)渡過(guò)程 ,而跟蹤的微分。科技論文。實(shí)際上是的“廣義微分”，是一種“品質(zhì)”很好的微分。TD除了跟蹤參考輸入信號(hào)，安排預(yù)期過(guò)程外，其主要作用還在于柔化的變化以減少控制過(guò)程中的超調(diào)量。擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器由系統(tǒng)輸出產(chǎn)生3個(gè)信號(hào):、、,其中為的跟蹤信號(hào),為的微分信號(hào),為對(duì)系統(tǒng)模型和外擾動(dòng)的估計(jì)。科技論文。非線(xiàn)性組合器由偏差和微分偏差產(chǎn)生基本非線(xiàn)性控制量, 然后用補(bǔ)償總擾動(dòng)而產(chǎn)生最終控制量。
2. Buck開(kāi)關(guān)變換器的建模
PWM型DC-DC開(kāi)關(guān)變換器是一非線(xiàn)性和不連續(xù)的系統(tǒng)，這使得對(duì)它建模成為一個(gè)十分困難的問(wèn)題。從目前的研究情況來(lái)看，借助現(xiàn)代控制論的系統(tǒng)建模方法，對(duì)電力電子拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)建模是一條有效途徑。從微分幾何的角度來(lái)考慮這個(gè)問(wèn)題，本文以Buck開(kāi)關(guān)變換器為研究對(duì)象，其電路拓?fù)淙鐖D2所示。
圖 2 Buck電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，假定開(kāi)關(guān)是理想的和同時(shí)認(rèn)為狀態(tài)轉(zhuǎn)換是瞬間完成，本文僅研究電感電流連續(xù)工作的狀態(tài)(CCM)下運(yùn)行的buck變換器，即輸出電感T的電流在整個(gè)開(kāi)關(guān)管S關(guān)斷周期中都存在。從以上的圖中的拓?fù)潆娐分校梢苑謩e寫(xiě)出Buck變換器導(dǎo)通和關(guān)斷2個(gè)階段的狀態(tài)方程。在1個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)利用狀態(tài)空間平均法對(duì)Buck電路建模可以得到1個(gè)關(guān)于輸出電壓和開(kāi)關(guān)頻率的非線(xiàn)性狀態(tài)方程。PWM控制中的占空比與自抗擾控制中的控制量是等價(jià)的。描述DC-DC開(kāi)關(guān)變換器的微分方程一般可設(shè)為：
S導(dǎo)通時(shí)的狀態(tài)方程為：
+ (1)
S關(guān)斷時(shí)的狀態(tài)方程為：
+ (2)
對(duì)式(1)和式(2)用時(shí)間平均得到Buck變換器的狀態(tài)平均方程如下：
+ (3)
在式(3)中,代表輸出電壓,D代表占空比;代表電感電流;代表輸入電壓。科技論文。當(dāng)然在實(shí)際的系統(tǒng)中，對(duì)Buck變換器建模時(shí)，還應(yīng)該考慮器件的寄生元件，包括電感電阻和電容電阻等。在式(3)中并沒(méi)有這些寄生參數(shù)，如電容寄生電阻和電感寄生電阻等，可以把他們看成是系統(tǒng)的內(nèi)擾，同時(shí)將電源和電壓的波動(dòng)看成是系統(tǒng)的外擾。自抗擾控制的優(yōu)勢(shì)就是不用考慮內(nèi)外擾的影響，利用由擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器產(chǎn)生不確定模型f對(duì)輸出作用的補(bǔ)償量，以使對(duì)象的不確定性在反饋中加以抵消，從而達(dá)到重新構(gòu)造對(duì)象的目的。
3.自抗擾控制器數(shù)字仿真
為了驗(yàn)證自抗擾控制器的可行性，采用MATLAB中的Simulink對(duì)上述的控制方法進(jìn)行仿真。電路仿真的參數(shù)設(shè)定為:L=270mH;C=10uF;額定負(fù)載R=5;額定輸入電壓為8V;參考輸出電壓為4V，其仿真結(jié)果表明，自抗擾控制策略對(duì)電源輸入和負(fù)載電流干擾具有很強(qiáng)的抑制能力，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；雖然輸入電壓和負(fù)載變化時(shí)的輸出電壓有波動(dòng)，但是很微小，并且能在極短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)。
4. 結(jié)論
本文應(yīng)用自抗擾控制器,實(shí)現(xiàn)了PWM型DC-DC開(kāi)關(guān)變換器對(duì)輸入電壓和負(fù)載變化具有良好的抑制能力，即輸出電壓只同給定參考輸出有關(guān)。具有較強(qiáng)的魯棒性，而且可以克服高頻抖振現(xiàn)象，總諧波失真小，是一種可行的適應(yīng)性好的非線(xiàn)性控制方案。
參考文獻(xiàn)
[1] 林維明，黃是鵬.PWMDC-DC開(kāi)關(guān)變換器非線(xiàn)性閉環(huán)控制策略的研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2001，（3）:19-22.
[2] 韓京清.自抗擾控制器及其應(yīng)用[J].控制與決策，1998；13(1):19-23.
在工業(yè)生產(chǎn)中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開(kāi)關(guān)量都是常用的主要被控參數(shù)。其中，溫度控制也越來(lái)越重要。在工業(yè)生產(chǎn)的很多領(lǐng)域中，人們都需要對(duì)各類(lèi)加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制。采用單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行控制不僅具有控制方便、簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。因此，單片機(jī)對(duì)溫度的控制問(wèn)題是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的控制問(wèn)題。
單片機(jī)是一種集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中斷系統(tǒng)等部分于一體的器件，只需要外加電源和晶振就可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信息的處理和控制。因此，單片機(jī)廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)控制中。
本論文側(cè)重介紹“單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)”的軟件設(shè)計(jì)及相關(guān)內(nèi)容。論文的主要內(nèi)容包括：采樣、濾波、鍵盤(pán)、LED顯示系統(tǒng)，加熱控制系統(tǒng)，單片機(jī)MCS-51的開(kāi)發(fā)以及系統(tǒng)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)等。作為控制系統(tǒng)中的一個(gè)典型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)綜合運(yùn)用了微機(jī)原理、自動(dòng)控制原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)、鍵盤(pán)顯示技術(shù)等諸多方面的知識(shí)，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次綜合測(cè)試。
關(guān)鍵詞：MCS-51;8051;溫度控制;PID
ABSTRACT
With scientific constant progress, in industrial production, electric current, voltage, temperature, pressure are mainly commonly used. especially in the heat treatment industry, the accurate test and controlling of temperature is very important. In a lot of fields, for example: In metallurgical industry, chemical production, power engineering, machine manufactures, food processing, family and industry heat etc. people need to heating furnace, heat-treatment furnace and all kinds of response stove and boiler temperature measure and control, through software design, to reach the intelligent control finally and realize the interactive function.
Adopt Single-Chip Microcomputer is it control convenient, simple, flexibility advantage such as being heavy to have not merely to control to go on to temperature to come, and can raise by technical indicator not to accuse of temperature by a large margin, thus can big improvement quality and the quantity of products. So the control problem to the temperature of Single-Chip Microcomputer is the control problem constantly be able to encounter in the industry manufacture.
This thesis introduces the design and debugging of “the temperature control system by microcomputer”. As a typical experimental design in control system, it uses much control knowledge and comprehensively tests student’s ability in control system.
The content of this thesis mainly includes: introduces, filtering ware, keyboard, man-computer dialogue supported by LED indication, heat control method, the development of micro-computer MCS-51 and systemic applied software.
Key words：MCS-51, 8051, temperature control,
【Abstract】With the development of time， the PLC automatic control system based on the advanced computer control technology and electrical automation control technology， has been actively applied in many areas， and rapid developed. This paper explores the integrated design of PLC technology automation control system.
【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化控制系統(tǒng)；PLC技術(shù)；集成設(shè)計(jì)
【Keywords】automatic control system； PLC technology； integrated design
【中圖分類(lèi)號(hào)】F407.67 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）03-0100-02
1 引言
在衡量一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)力發(fā)展水平以及生產(chǎn)發(fā)展中，工業(yè)自動(dòng)化水平是一個(gè)重要的指標(biāo)，并且在工業(yè)自動(dòng)化中，電氣自動(dòng)化是其重要的組成部分。在基于可編程控制器基礎(chǔ)之上PLC技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)，不僅僅克服了之前控制的許多缺點(diǎn)，還提升了電氣自動(dòng)化控制的水平，解決了甚多技術(shù)上的難題，有著較好的應(yīng)用和推廣前景。該研究中所提到的單片機(jī)選擇變頻器與PLC，方便用戶(hù)管理，維修相對(duì)比較方便。為了較好地發(fā)揮PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)所產(chǎn)生的積極作用，論文就從PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)以及PLC技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本論述出發(fā)，對(duì)基于PLC技術(shù)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì)展開(kāi)討論。
2 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)以及PLC技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
2.1 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)
每一種控制系統(tǒng)所進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)都是為了更好地提升自動(dòng)化生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，更好地滿(mǎn)足被控制對(duì)象的基本工藝要求，然而在PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，不僅要遵循優(yōu)化設(shè)計(jì)的原則，還需要依據(jù)一定的生產(chǎn)工藝要求[1]。
2.1.1系統(tǒng)安全性的保證
在控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該保證可靠、安全這一條主線(xiàn)，在保證不斷提升PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)質(zhì)量以及效率的過(guò)程中，保證系統(tǒng)的使用可靠性和安全性。
2.1.2 被控制對(duì)象基本工藝要求的滿(mǎn)足
優(yōu)化設(shè)計(jì)最基本的原則，就是要最大限度地滿(mǎn)足被控制對(duì)象的基本工藝要求。在PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)之前，就需要先進(jìn)行必要的調(diào)查研究，關(guān)于控制系統(tǒng)的重要應(yīng)用環(huán)境和基本用途，將相關(guān)的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行整理和搜集。詳細(xì)地優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的形成就需要有專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員并做好準(zhǔn)備工作。協(xié)同各方面的關(guān)系積極解決設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。
2.1.3 生產(chǎn)效率的提升
在PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，生產(chǎn)效率的提升就是其目的，這樣的過(guò)程還需要在許多工藝的改進(jìn)和生產(chǎn)路線(xiàn)伴隨之下進(jìn)行。所以在選擇PLC容量的過(guò)程中，緊密地聯(lián)系實(shí)際，為日后優(yōu)化改造留有一定余地，并確定合理的容量。
2.1.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化
對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言，為了使基本的使用功能不受影響，就需要在最大的可能之下優(yōu)化PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。為了實(shí)現(xiàn)合理而且經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，就需要達(dá)到更佳的控制效果并進(jìn)行更為簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。
2.2 PLC技術(shù)
所謂的PLC技術(shù)，就是一個(gè)關(guān)于可編程控制器的簡(jiǎn)稱(chēng)，自身的計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種表現(xiàn)，也是在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)之上發(fā)展而來(lái)的一種全新的技術(shù)，而且這樣的技術(shù)日趨成熟，也為電子自動(dòng)化生產(chǎn)創(chuàng)造出了一種具有較強(qiáng)專(zhuān)業(yè)性的自動(dòng)化控制器，不斷地被應(yīng)用在電氣自動(dòng)化控制中。實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的控制實(shí)現(xiàn)，就需要按照不同用戶(hù)的需求，依據(jù)既定的順序和命令進(jìn)行處理，通過(guò)相關(guān)的軟件進(jìn)行控制。與傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行比較，PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行連接只需要通過(guò)相關(guān)的軟件，以及較少的接線(xiàn)量，通常情況下其他的線(xiàn)路是不需要實(shí)際線(xiàn)路連接的。另外，還可以依據(jù)既定的程序，將這種系統(tǒng)所涉及的信息存儲(chǔ)、處理以及獲取進(jìn)行。
3 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì)
相較于傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言，其需要通過(guò)多種連接線(xiàn)才可以將處理和連接實(shí)現(xiàn)，從而消耗較多的財(cái)力、物力以及人力，還不能夠積極地促進(jìn)高效維護(hù)和統(tǒng)一管理，各式各樣的障礙對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生著嚴(yán)重的阻礙。然而，隨著時(shí)間的發(fā)展，在先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的基礎(chǔ)之上所發(fā)展開(kāi)來(lái)的PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)，已經(jīng)在許多的領(lǐng)域被積極地運(yùn)用，并且自身迅速地發(fā)展[2]。
3.1 集成設(shè)計(jì)之軟件設(shè)計(jì)
在PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，首先要設(shè)計(jì)出電源回路（見(jiàn)圖1）。選用80 至240VAC 的電源作為PLC 的供電裝置。由于適用于PLC 的電源較多，其對(duì)電源的適應(yīng)范圍較廣，因此在安裝電源時(shí)要加裝電源凈化元件，以此來(lái)達(dá)到抗干擾的目的。抗干擾元件選擇1：1 的隔離變壓器、電源濾波器等裝置。按照控制要求將工藝流程圖轉(zhuǎn)化成梯形圖，這就是軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)，也是PLC應(yīng)用最關(guān)鍵的問(wèn)題，并且軟件設(shè)計(jì)的具體表現(xiàn)就是程序的編寫(xiě)。在控制工程的應(yīng)用中，優(yōu)秀的軟件設(shè)計(jì)方便工程技術(shù)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行日常的維護(hù)以及系統(tǒng)調(diào)試。生產(chǎn)過(guò)程控制復(fù)雜程度不同，模塊化程序以及基本程序的結(jié)構(gòu)分類(lèi)也不同。
3.2 集成設(shè)計(jì)之硬件設(shè)計(jì)
3.2.1 硬件設(shè)計(jì)之PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸出電路設(shè)計(jì)
在對(duì)于輸出電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，做好相關(guān)的電路設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作，就需要按照基本的生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行，通過(guò)晶體管將輸出電路所需要的各式頻器的調(diào)速和控制以及指示燈輸出，需要晶體管作為支撐的，最主要的就是頻率過(guò)高的PLC控制系統(tǒng)。通過(guò)繼電器輸出，說(shuō)明其有著過(guò)低的頻率，不僅設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單還可以提升系統(tǒng)的負(fù)載能力。
3.2.2 硬件設(shè)計(jì)之PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸出電路設(shè)計(jì)分析
對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸入電源而言，AC85-240V就是通常情況下供電電源的電壓，有著比較多的應(yīng)用和比較廣的適用范圍。在電源上面安裝必要的電源凈化原件，更好地減少外界環(huán)境對(duì)電源的干擾，隔離變壓器和電源濾波器就是最主要的。我們所引入的雙層隔離技術(shù)，就是在隔離變壓器的使用過(guò)程中引入的，可以通過(guò)屏蔽層減少高低頻脈沖的干擾。
4 結(jié)語(yǔ)
PLC作為一種電子操作系統(tǒng)，專(zhuān)門(mén)在工業(yè)環(huán)境下進(jìn)行，使用時(shí)可以在沒(méi)有任何保護(hù)措施的情況之下。當(dāng)有著電磁干擾以及過(guò)分惡劣的工作環(huán)境的時(shí)候，就會(huì)有整個(gè)系統(tǒng)或者設(shè)備失靈的現(xiàn)象發(fā)生。所以將PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)就成為了必要選擇。PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及集成設(shè)計(jì)，是一個(gè)非常系統(tǒng)化的工程，為了實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，就需要在反復(fù)的設(shè)計(jì)和實(shí)踐過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行不斷地優(yōu)化和總結(jié)，優(yōu)化其集成設(shè)計(jì)。
【參考文獻(xiàn)】
盡管我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，然而針對(duì)新能源行業(yè)的技術(shù)型人才培養(yǎng)卻相對(duì)滯后。高素質(zhì)技術(shù)型人才的缺失已嚴(yán)重制約著我國(guó)當(dāng)前新能源產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。預(yù)計(jì)到2020年，在風(fēng)電、光伏、新能源汽車(chē)、節(jié)能建筑等新能源領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員需要將達(dá)到數(shù)十萬(wàn)，而全國(guó)新能源相關(guān)專(zhuān)業(yè)每年畢業(yè)生總量卻不足1000人。因此，培養(yǎng)適合于新能源產(chǎn)業(yè)的技術(shù)型人才刻不容緩。2007年華北電力大學(xué)成立可再生能源學(xué)院，2008年10月南昌大學(xué)成立了光伏學(xué)院，同年，復(fù)旦大學(xué)成立新能源研究院，河海大學(xué)設(shè)立了風(fēng)能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)。“電機(jī)學(xué)”與“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”作為電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)課程，始終相互銜接、互為支撐，是培養(yǎng)新能源技術(shù)人才的重要基礎(chǔ)課程，徐州工程學(xué)院信電工程學(xué)院對(duì)“電機(jī)學(xué)與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”課程群的調(diào)整開(kāi)展了有益思考與探索。
二、課程教學(xué)現(xiàn)狀
1.理論教學(xué)
由于本課程集電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等基礎(chǔ)知識(shí)為一體，理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)，再加上電機(jī)學(xué)本身的理解難度，使得目前課堂教學(xué)更注重講授知識(shí)的基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性。一方面，重點(diǎn)講授電動(dòng)機(jī)的基本原理、運(yùn)行特性和控制方法，發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)和技術(shù)難點(diǎn)課堂教學(xué)課時(shí)分配較少，針對(duì)新能源技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)講授更是一帶而過(guò)；另一方面，當(dāng)涉及到實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)，均以系統(tǒng)框圖為背景，例如直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行與并網(wǎng)，課堂講解與工程實(shí)際的應(yīng)用偏差較大，學(xué)生普遍感覺(jué)比較抽象。總體而言，新能源相關(guān)的新知識(shí)、新技術(shù)在教學(xué)中的更新較慢。
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)
我院的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，并且由于現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備高度集成，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)往往看不到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只要對(duì)外部端子進(jìn)行簡(jiǎn)單接線(xiàn)，然后手工記錄數(shù)據(jù)即可，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程無(wú)法將理論與實(shí)際的元器件聯(lián)系起來(lái)。考慮實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，在系統(tǒng)仿真環(huán)節(jié)，課程多利用MATLAB的SIMULINK工具箱，大多是以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真，與工程實(shí)際也存在較大的差距。
三、課程教學(xué)改革與探索
1.課程教學(xué)內(nèi)容改革
“電機(jī)學(xué)”與“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的傳統(tǒng)經(jīng)典課程，我院在保留課程主干內(nèi)容的基礎(chǔ)上，適度縮減與工程實(shí)際差距較大的理論知識(shí)講授課時(shí)，著重加大關(guān)于發(fā)電機(jī)運(yùn)行原理與控制技術(shù)的分析和論述，借此進(jìn)一步夯實(shí)學(xué)生關(guān)于新能源發(fā)電技術(shù)的理論基礎(chǔ)，并逐步增加“新能源發(fā)電技術(shù)”、“風(fēng)力發(fā)電與控制技術(shù)”、“車(chē)用電機(jī)原理及控制”、“光伏發(fā)電與微網(wǎng)技術(shù)”等專(zhuān)業(yè)選修課程，通過(guò)調(diào)整使新的課程體系能滿(mǎn)足新能源人才培養(yǎng)需要。
2.課堂教學(xué)方式改革
在理論教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生始終是教學(xué)活動(dòng)的主體，而教師發(fā)揮著重要的主導(dǎo)作用，需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如更多采用多媒體動(dòng)畫(huà)演示、MATLAB/SIMULINK軟件搭建仿真模型、新能源技術(shù)視頻展示和項(xiàng)目小組討論等多種形式，對(duì)工程實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究性學(xué)習(xí)。同時(shí)注意增加學(xué)生新技術(shù)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐成績(jī)占課程總成績(jī)的比重，鼓勵(lì)學(xué)生更注重探索新知識(shí)、掌握新技能，適度降低課程期末考試成績(jī)的比重，以避免學(xué)生疲于應(yīng)付考試。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，充分利用我院大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃，采用CDIO工程教育培養(yǎng)模式，在授課班級(jí)中開(kāi)展項(xiàng)目小組討論的形式，圍繞新能源相關(guān)課題進(jìn)行項(xiàng)目構(gòu)想、設(shè)計(jì)、實(shí)施、改進(jìn)以及答辯討論。每個(gè)項(xiàng)目小組中的學(xué)生都需要至少一次作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，提升學(xué)生的個(gè)人技能和團(tuán)隊(duì)寫(xiě)作能力。針對(duì)眾多新能源相關(guān)課題，學(xué)生自由組合、自主選題，在課題開(kāi)始階段，學(xué)生充分利用圖書(shū)館文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)及網(wǎng)絡(luò)資源，查閱相關(guān)文獻(xiàn)并進(jìn)行整理和提煉，形成項(xiàng)目的整體推進(jìn)思路；在課題推進(jìn)過(guò)程中，課題負(fù)責(zé)人對(duì)課題進(jìn)行子課題分解，對(duì)課題中的具體工程實(shí)現(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)施和改進(jìn)；在課題答辯討論階段，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人將課題進(jìn)展結(jié)果在課堂上以PPT的形式加以闡述，班級(jí)同學(xué)均可就其結(jié)論和觀點(diǎn)展開(kāi)討論，最后以指定的論文格式要求上交紙質(zhì)論文或樣機(jī)實(shí)物，教師對(duì)課題成果進(jìn)行綜合評(píng)定，并計(jì)入課程總成績(jī)中。
3.實(shí)踐教學(xué)分層次能力提升
在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)—系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)—實(shí)施改進(jìn)三個(gè)層次的漸進(jìn)過(guò)程。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，學(xué)院組織教師結(jié)合企業(yè)新能源方面的需求和教師的科研課題進(jìn)行命題，學(xué)生分小組選題，并根據(jù)課題進(jìn)行協(xié)作設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)完成后，學(xué)院組織專(zhuān)門(mén)的評(píng)審委員會(huì)進(jìn)行設(shè)計(jì)的評(píng)講活動(dòng)，學(xué)院對(duì)于設(shè)計(jì)成果有創(chuàng)新的進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)階段，充分利用我院大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，解決學(xué)生理論與實(shí)際脫節(jié)的問(wèn)題，利用MATLAB的電力系統(tǒng)工具箱（SimPowerSystem）和Pspice軟件，開(kāi)展了系統(tǒng)仿真，工具箱在元件庫(kù)中提供的電氣元器件能夠反映相應(yīng)實(shí)際元器件的電氣特性，激發(fā)了學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手實(shí)踐的積極性。在實(shí)施改進(jìn)階段，學(xué)院組織評(píng)審委員對(duì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行再評(píng)講活動(dòng)，提出實(shí)施改進(jìn)意見(jiàn)，讓學(xué)生對(duì)自己的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)成果進(jìn)行完善性改進(jìn)，從而進(jìn)一步提高成果的層次和質(zhì)量水平。2009年我院購(gòu)置“電機(jī)學(xué)”與“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”兩門(mén)課程的成套實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，2010級(jí)電氣國(guó)際課程實(shí)驗(yàn)班的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容就進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，減少數(shù)字仿真的內(nèi)容，增加工程實(shí)踐訓(xùn)練內(nèi)容。新的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)要求學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、原理圖和實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)的具體接線(xiàn)圖，列出實(shí)驗(yàn)步驟；能夠運(yùn)用理論知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果進(jìn)行分析和處理，解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，能夠綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)施了從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施到運(yùn)行的一個(gè)全CDIO過(guò)程，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生全面的專(zhuān)業(yè)、個(gè)人、職業(yè)、團(tuán)隊(duì)、交流及社會(huì)意識(shí)與能力。
四、結(jié)束語(yǔ)
論文關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 實(shí)踐教學(xué) 課程建設(shè) 教學(xué)研究
論文摘要：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程是電氣信息類(lèi)工科專(zhuān)業(yè)的主干專(zhuān)業(yè)課之一，對(duì)其課程教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行探索是十分必要。針對(duì)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程的特點(diǎn)，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)及其他實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行了探討，采用靈活多樣方式進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力，為深化教學(xué)改革進(jìn)行了有益的嘗試，獲得良好的教學(xué)效果。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的諸多領(lǐng)域中，人們廣泛地使用計(jì)算機(jī)作為控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制理論后發(fā)展起來(lái)的理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的一門(mén)交叉學(xué)科，它是高等學(xué)校中自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)主干課程。學(xué)習(xí)本課程應(yīng)從工程技術(shù)角度出發(fā)，要注重理論與應(yīng)用結(jié)合、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)結(jié)合，注重系統(tǒng)性和實(shí)用性，要求學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)掌握如何利用計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)過(guò)程的基本原理，并基本掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法及計(jì)算機(jī)在工業(yè)過(guò)程控制應(yīng)用中的各種技術(shù)。本課程的特點(diǎn)是理論和實(shí)踐是密切聯(lián)系的，由于本課程的這種特點(diǎn)，使得學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)階段很難領(lǐng)悟計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的精髓，并將其應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性極強(qiáng)的應(yīng)用性學(xué)科，本課程實(shí)踐教學(xué)是幫助學(xué)生學(xué)好這門(mén)課程的一項(xiàng)重要手段。
1目前課程教學(xué)中普遍存在的問(wèn)題
學(xué)生在完成計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程學(xué)習(xí)之后，一般應(yīng)掌握本課程介紹的基本原理，完成簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、編程和調(diào)試工作。但是，大部分學(xué)生在學(xué)完該課程后，仍無(wú)法完成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作，主要存在以下幾個(gè)方面問(wèn)題：
(1)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是一門(mén)多學(xué)科、多課程相關(guān)、實(shí)踐性強(qiáng)的課程。目前的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)教材，在內(nèi)容設(shè)置上或是偏重于理論分析或是以單片機(jī)和其他接口芯片為基礎(chǔ)，討論系統(tǒng)的構(gòu)成和相應(yīng)的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一般步驟，按這類(lèi)教材組織教學(xué)，學(xué)生難以在規(guī)定的課時(shí)內(nèi)全面掌握該課程的主要內(nèi)容，從而制約了學(xué)生應(yīng)用課程知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
(2)學(xué)生缺乏面向工程實(shí)踐的機(jī)會(huì)，學(xué)生能學(xué)好課程的書(shū)本內(nèi)容，通過(guò)課程理論考核沒(méi)有問(wèn)題。但是一旦遇到實(shí)際問(wèn)題，他們往往不能從問(wèn)題本身出發(fā)，而從書(shū)本出發(fā)，導(dǎo)致難以綜合運(yùn)用解決實(shí)際問(wèn)題。
(3)理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等實(shí)踐環(huán)節(jié)不能有機(jī)結(jié)合。有的高校實(shí)驗(yàn)條件差，實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要以驗(yàn)證性、演示性實(shí)驗(yàn)為主，缺乏綜合性操作訓(xùn)練項(xiàng)目，實(shí)踐學(xué)時(shí)少等極大限制學(xué)生實(shí)踐能力的提高。課堂理論教學(xué)過(guò)程枯燥，學(xué)習(xí)效果差。
2實(shí)踐教學(xué)的探索
目前社會(huì)對(duì)高等學(xué)校工科專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的知識(shí)能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)，尤其是實(shí)踐動(dòng)手能力、工程意識(shí)與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)方面提出了新的要求，原有的實(shí)踐教學(xué)模式已不能培養(yǎng)符合現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)需求的生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用型人才，很多高校傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)都是附屬于理論課而設(shè)置的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)。近年來(lái)高校擴(kuò)招后高等教育向大眾化發(fā)展，學(xué)生面臨著較大的就業(yè)壓力，直接反映在畢業(yè)生就業(yè)方面，要擺脫所面臨的困境，就必須培養(yǎng)社會(huì)所需要的實(shí)踐能力強(qiáng)、真正具有工程意識(shí)和一定創(chuàng)造性的應(yīng)用型人才。
加強(qiáng)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)的探索很有必要。下面從實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)和其他的實(shí)訓(xùn)輔助教學(xué)環(huán)節(jié)出發(fā)，探討如何提高課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。
2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索
實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、動(dòng)手能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)研究方法的重要手段，因此多數(shù)學(xué)校選擇了最基礎(chǔ)的且有較高實(shí)用價(jià)值的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。然而一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容又多是驗(yàn)證性的，專(zhuān)業(yè)所需的實(shí)踐能力、工程意識(shí)與創(chuàng)新精神得不到系統(tǒng)的培養(yǎng)與訓(xùn)練。我們目前的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是已經(jīng)使用多年的西安唐都公司的TD-ACC計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，缺點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有限。我們計(jì)劃在原來(lái)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一些新的實(shí)驗(yàn)方案，花費(fèi)較少的經(jīng)費(fèi)，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。根據(jù)我們的調(diào)研，可以利用Matlab軟件，設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)方案，如數(shù)字PID控制器、最小拍計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，這些理論性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)用Matlab軟件來(lái)作為原實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充，這些補(bǔ)充部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前通過(guò)個(gè)人電腦可以自己做些準(zhǔn)備，增強(qiáng)學(xué)生的主動(dòng)性，對(duì)于學(xué)生深入理解該實(shí)驗(yàn)有很大幫助。
另一方面，我們利用Proteus軟件，設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)輸入輸出通道實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生有更多的自主性，解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備接線(xiàn)固定呆板的缺陷，使得學(xué)生在選擇ADC和DAC這些典型器件時(shí)有了更多的余地，對(duì)端口譯碼電路的設(shè)計(jì)理解更加透徹。這樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，可以減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增大設(shè)計(jì)性、研究性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生根據(jù)提出的功能要求和性能指標(biāo)，由學(xué)生自己完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)等工作。學(xué)生自主性得到充分的發(fā)揮，由學(xué)生以自由靈活的方式來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，以激發(fā)其積極性，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，提高了實(shí)驗(yàn)的效果。
2.2 課程設(shè)計(jì)教學(xué)之探索
計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的課程設(shè)計(jì)是本課程教學(xué)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是完成教學(xué)計(jì)劃達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，是教學(xué)計(jì)劃中綜合性較強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，它對(duì)幫助學(xué)生全面深入地掌握課程教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力、提高學(xué)生全面素質(zhì)具有很重要的意義。本課程設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)解決某個(gè)實(shí)際問(wèn)題，鞏固和加深計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程中所學(xué)的理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，基本掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法，提高計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析能力，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。
目前多數(shù)學(xué)校在課程設(shè)計(jì)時(shí)采用的方法是在計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，完成一些綜合性較強(qiáng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)題目，比如在TD-ACC計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上可以完成基于8088微處理器的直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)、溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)等設(shè)計(jì)課題。缺點(diǎn)是系統(tǒng)的框架固定，可選范圍有限。
針對(duì)課程設(shè)計(jì)，我們擬以單片機(jī)為控制器完成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，融合Matlab和Protues等軟件。利用Matlab在建立控制系統(tǒng)模型的優(yōu)勢(shì)，以Matlab軟件作為課程設(shè)計(jì)的理論仿真平臺(tái)，加深學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)控制理論的理解和應(yīng)用。另一方面，在Proteus平臺(tái)和Keil軟件的支持下，學(xué)生可以完成系統(tǒng)從芯片選擇、電路設(shè)計(jì)、程序編寫(xiě)、調(diào)試、仿真運(yùn)行的整個(gè)過(guò)程，可以鍛煉學(xué)生解決問(wèn)題的能力。因此我們?cè)O(shè)計(jì)了基于Protues的單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、倉(cāng)庫(kù)溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課程設(shè)計(jì)課題，作為對(duì)原有課題的補(bǔ)充，解決了原有實(shí)物設(shè)計(jì)系統(tǒng)的不足，拓寬了課程設(shè)計(jì)范圍。 2.3 重視輔助實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的探索
高等工科學(xué)校是培養(yǎng)社會(huì)所需要的有一定理論知識(shí)、實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)、具有工程意識(shí)和一定創(chuàng)造性的高等技術(shù)應(yīng)用型人才，因此，要完成這一培養(yǎng)目標(biāo)，我們就必須重視實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。我們學(xué)院不斷加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)與管理改革，創(chuàng)立了創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)基地，以綜合、設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)為主，實(shí)訓(xùn)形式豐富多樣，有綜合性設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、實(shí)物制作與競(jìng)賽，并不斷加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)基地和課程教學(xué)的聯(lián)系，目前實(shí)訓(xùn)基地已經(jīng)有專(zhuān)人管理，走上了規(guī)范化的教學(xué)管理軌道。
為配合本課程，我們學(xué)院組織一些動(dòng)手能力強(qiáng)、有興趣的同學(xué)成立實(shí)訓(xùn)小組，利用課余時(shí)間進(jìn)行培訓(xùn)，指導(dǎo)教師只給出訓(xùn)練項(xiàng)目的基本要求、所要實(shí)現(xiàn)的功能和性能指標(biāo)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元件選用、PCB板制作、焊接工藝和電路調(diào)試等環(huán)節(jié)，均由學(xué)生獨(dú)立完成，以加強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)與實(shí)際應(yīng)用能力，并要求學(xué)生對(duì)一些課題的設(shè)計(jì)制作具有創(chuàng)新性。學(xué)生還通過(guò)到產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的企業(yè)實(shí)習(xí)、參與教師所承擔(dān)的工程課題工作等，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力，如完成智能溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、循環(huán)溫度檢測(cè)儀等項(xiàng)目。盡管這種形式靈活的環(huán)節(jié)目前面向的學(xué)生人數(shù)不是很多，但是結(jié)出了甜美的果實(shí)。經(jīng)實(shí)訓(xùn)基地訓(xùn)練的一批學(xué)生獲得了優(yōu)良成績(jī)，我院學(xué)生于近幾年連續(xù)在全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)等競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)。
3結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行探討，我們認(rèn)識(shí)到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在本課程教學(xué)中的重要作用，在具體實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)教學(xué)和其他輔助實(shí)訓(xùn)教學(xué)等方面做了一些探討，在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中積累了一些經(jīng)驗(yàn)，取得了較好的教學(xué)效果。重視計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程實(shí)踐改革，可以提高課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神。同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手能力和分析解決問(wèn)題的能力，是一個(gè)值得我們不斷研究的課題。我們?cè)趯?shí)際教學(xué)中尚存在一些問(wèn)題和不足，希望在今后的教學(xué)研究和教學(xué)實(shí)踐中，可以進(jìn)一步探索出更好的方法，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
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論文摘要：交流電動(dòng)機(jī)固有的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，堅(jiān)固耐用，事故率低，容易維護(hù)；但它的最大缺點(diǎn)在于調(diào)速困難，簡(jiǎn)單調(diào)速方案的性能指標(biāo)不佳，這只能夠依靠交流調(diào)速理論的突破和調(diào)速裝置的完善來(lái)解決。本文論述了交流調(diào)速傳動(dòng)的現(xiàn)狀和發(fā)展
交流傳動(dòng)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(jìn)展有關(guān)。它們是功率半導(dǎo)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(dòng)機(jī)控制技術(shù)以及微型計(jì)算機(jī)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(jìn)一步提高交流傳動(dòng)系統(tǒng)的性能，國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究工作正圍繞以下幾個(gè)方面展開(kāi)：
1采用新型功率半導(dǎo)體器件和脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)
功率半導(dǎo)體器件的不斷進(jìn)步，尤其是新型可關(guān)斷器件，如BJT（雙極型晶體管）、MOSFET（金屬氧化硅場(chǎng)效應(yīng)管）、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）的實(shí)用化，使得開(kāi)關(guān)高頻化的PWM技術(shù)成為可能。目前功率半導(dǎo)體器件正向高壓、大功率、高頻化、集成化和智能化方向發(fā)展。典型的電力電子變頻裝置有電壓型交-直-交變頻器、電流型交-直-交變頻器和交-交變頻器三種。電流型交-直-交變頻器的中間直流環(huán)節(jié)采用大電感作儲(chǔ)能元件，無(wú)功功率將由大電感來(lái)緩沖，它的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)（發(fā)電）狀態(tài)時(shí)，只需改變網(wǎng)側(cè)可控整流器的輸出電壓極性即可使回饋到直流側(cè)的再生電能方便地回饋到交流電網(wǎng)，構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)具有四象限運(yùn)行能力，可用于頻繁加減速等對(duì)動(dòng)態(tài)性能有要求的單機(jī)應(yīng)用場(chǎng)合，在大容量風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)節(jié)能調(diào)速中也有應(yīng)用。電壓型交-直-交變頻器的中間直流環(huán)節(jié)采用大電容作儲(chǔ)能元件，無(wú)功功率將由大電容來(lái)緩沖。對(duì)于負(fù)載電動(dòng)機(jī)而言，電壓型變頻器相當(dāng)于一個(gè)交流電壓源，在不超過(guò)容量限度的情況下，可以驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。電壓型PWM變頻器在中小功率電力傳動(dòng)系統(tǒng)中占有主導(dǎo)地位。但電壓型變頻器的缺點(diǎn)在于電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)（發(fā)電）狀態(tài)時(shí)，回饋到直流側(cè)的再生電能難以回饋給交流電網(wǎng)，要實(shí)現(xiàn)這部分能量的回饋，網(wǎng)側(cè)不能采用不可控的二極管整流器或一般的可控整流器，必須采用可逆變流器，如采用兩套可控整流器反并聯(lián)、采用PWM控制方式的自換相變流器（“斬控式整流器”或“PWM整流器”）。網(wǎng)側(cè)變流器采用PWM控制的變頻器稱(chēng)為“雙PWM控制變頻器”，這種再生能量回饋式高性能變頻器具有直流輸出電壓連續(xù)可調(diào)，輸入電流（網(wǎng)側(cè)電流）波形基本為正弦，功率因數(shù)保持為1并且能量可以雙向流動(dòng)的特點(diǎn)，代表一個(gè)新的技術(shù)發(fā)展動(dòng)向，但成本問(wèn)題限制了它的發(fā)展速度。通常的交-交變頻器都有輸入諧波電流大、輸入功率因數(shù)低的缺點(diǎn)，只能用于低速（低頻）大容量調(diào)速傳動(dòng)。為此，矩陣式交-交變頻器應(yīng)運(yùn)而生。矩陣式交-交變頻器功率密度大，而且沒(méi)中間直流環(huán)節(jié)，省去了笨重而昂貴的儲(chǔ)能元件，為實(shí)現(xiàn)輸入功率因數(shù)為1、輸入電流為正弦和四象限運(yùn)行開(kāi)辟了新的途徑。
隨著電壓型PWM變頻器在高性能的交流傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用日趨廣泛，PWM技術(shù)的研究越來(lái)越深入。PWM利用功率半導(dǎo)體器件的高頻開(kāi)通和關(guān)斷，把直流電壓變成按一定寬度規(guī)律變化的電壓脈沖序列，以實(shí)現(xiàn)變頻、變壓并有效地控制和消除諧波。PWM技術(shù)可分為三大類(lèi)：正弦PWM、優(yōu)化PWM及隨機(jī)PWM。正弦PWM包括以電壓、電流和磁通的正弦為目標(biāo)的各種PWM方案。正弦PWM一般隨著功率器件開(kāi)關(guān)頻率的提高會(huì)得到很好的性能，因此在中小功率交流傳動(dòng)系統(tǒng)中被廣泛采用。但對(duì)于大容量的電力變換裝置來(lái)說(shuō)，太高的開(kāi)關(guān)頻率會(huì)導(dǎo)致大的開(kāi)關(guān)損耗，而且大功率器件如GTO的開(kāi)關(guān)頻率目前還不能做得很高，在這種情況下，優(yōu)化PWM技術(shù)正好符合裝置的需要。特定諧波消除法（SelectedHarmonicEliminationPWM——SHEPWM）、效率最優(yōu)PWM和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)最小PWM都屬于優(yōu)化PWM技術(shù)的范疇。普通PWM變頻器的輸出電流中往往含有較大的和功率器件開(kāi)關(guān)頻率相關(guān)的諧波成分，諧波電流引起的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩作用在電動(dòng)機(jī)上，會(huì)使電動(dòng)機(jī)定子產(chǎn)生振動(dòng)而發(fā)出電磁噪聲，其強(qiáng)度和頻率范圍取決于脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小和交變頻率。如果電磁噪聲處于人耳的敏感頻率范圍，將會(huì)使人的聽(tīng)覺(jué)受到損害。一些幅度較大的中頻諧波電流還容易引起電動(dòng)機(jī)的機(jī)械共振，導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低。為了解決以上問(wèn)題，一種方法是提高功率器件的開(kāi)關(guān)頻率，但這種方法會(huì)使得開(kāi)關(guān)損耗增加；另一種方法就是隨機(jī)地改變功率器件的導(dǎo)通位置和開(kāi)關(guān)頻率，使變頻器輸出電壓的諧波成分均勻地分布在較寬的頻帶范圍內(nèi)，從而抑制某些幅值較大的諧波成分，以達(dá)到抑制電磁噪聲和機(jī)械共振的目的，這就是隨機(jī)PWM技術(shù)。
2應(yīng)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
交流傳動(dòng)系統(tǒng)中的交流電動(dòng)機(jī)是一個(gè)多變量、非線(xiàn)性、強(qiáng)耦合、時(shí)變的被控對(duì)象，VVVF控制是從電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)方程出發(fā)研究其控制特性，動(dòng)態(tài)控制效果很不理想。20世紀(jì)70年代初提出用矢量變換的方法來(lái)研究交流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)控制過(guò)程，不但要控制各變量的幅值，同時(shí)還要控制其相位，以實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦，促使了高性能交流傳動(dòng)系統(tǒng)逐步走向?qū)嵱没Ｄ壳案邉?dòng)態(tài)性能的矢量控制變頻器已經(jīng)成功地應(yīng)用在軋機(jī)主傳動(dòng)、電力機(jī)車(chē)牽引系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床中。此外，為了解決系統(tǒng)復(fù)雜性和控制精度之間的矛盾，又提出了一些新的控制方法，如直接轉(zhuǎn)矩控制、電壓定向控制等。尤其隨著微處理器控制技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制理論中的各種控制方法也得到應(yīng)用，如二次型性能指標(biāo)的最優(yōu)控制和雙位模擬調(diào)節(jié)器控制可提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，滑模（Slidingmode）變結(jié)構(gòu)控制可增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒性，狀態(tài)觀測(cè)器和卡爾曼濾波器可以獲得無(wú)法實(shí)測(cè)的狀態(tài)信息，自適應(yīng)控制則能全面地提高系統(tǒng)的性能。另外，智能控制技術(shù)如模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制等也開(kāi)始應(yīng)用于交流調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)中，以提高控制的精度和魯棒性。
3廣泛應(yīng)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(yùn)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(dòng)系統(tǒng)的微處理器有單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器（DigitalSignalProcessor--DSP）、專(zhuān)用集成電路（ApplicationSpecificIntegratedCircuit--ASIC）等。其中，高性能的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)形式采用超高速緩沖儲(chǔ)存器、多總線(xiàn)結(jié)構(gòu)、流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)和多處理器結(jié)構(gòu)等。核心控制算法的實(shí)時(shí)完成、功率器件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生以及系統(tǒng)的監(jiān)控、保護(hù)功能都可以通過(guò)微處理器實(shí)現(xiàn)，為交流傳動(dòng)系統(tǒng)的控制提供很大的靈活性，且控制器的硬件電路標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成本低，使得微處理器組成全數(shù)字化控制系統(tǒng)達(dá)到了較高的性能價(jià)格比。
關(guān)鍵詞：研究現(xiàn)狀 核心問(wèn)題 宏觀思考 和諧統(tǒng)一
中圖分類(lèi)號(hào)：TD5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（a）-0045-01
對(duì)膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制及其相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行研究與闡釋?zhuān)粌H事關(guān)膠帶機(jī)使用效率的正常發(fā)揮，而且也事關(guān)礦山企業(yè)生產(chǎn)效率的提高。因此，有必要結(jié)合現(xiàn)有膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制實(shí)踐，根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)需求與相關(guān)的自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，對(duì)其現(xiàn)存的問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)地分析與客觀地說(shuō)明。從而提高膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的使用效率，推動(dòng)膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。
1 膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.1 分析現(xiàn)狀的資料準(zhǔn)備
為了充分地了解膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)集中控制的研究現(xiàn)狀，通過(guò)以下的方法來(lái)搜集相關(guān)的研究資料。首先，在知網(wǎng)上，以“膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)”和“集中控制”為關(guān)鍵詞進(jìn)行相關(guān)的論文搜索。然后再針對(duì)搜索的結(jié)果，以論文刊發(fā)期刊的質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)，特別是核心期刊所載的論文更是研究分析的重點(diǎn)資料。其次，在此基礎(chǔ)上，又以“下載”次數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，選擇一批重點(diǎn)論文作為研究資料。因?yàn)橹W(wǎng)上所統(tǒng)計(jì)的論文下載次數(shù)，不僅可以再現(xiàn)研究者關(guān)注的焦點(diǎn)所在，而且還能表明相關(guān)論文所闡釋問(wèn)題的影響力。
1.2 研究現(xiàn)狀的具體分析
下邊簡(jiǎn)單列舉相關(guān)的研究論文：廉建國(guó)發(fā)表于《煤碳學(xué)報(bào)》的、名為《影響膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)效率的因素探索》的文章，下載次數(shù)達(dá)到了106次；付征耀、羅福盛發(fā)表于《鋼鐵技術(shù)》的、名為《膠帶機(jī)通廊系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》的文章，下載次數(shù)已達(dá)到了80多次；特別是2012年來(lái)源于會(huì)議數(shù)據(jù)庫(kù)的、單福友的文章《膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)控制技術(shù)研究與應(yīng)用》一文，更是大家關(guān)注的焦點(diǎn)。再如，郝榕、譚得健、王樹(shù)勝、費(fèi)運(yùn)河的、名為《井下膠帶機(jī)運(yùn)輸?shù)孛婕锌刂葡到y(tǒng)的應(yīng)用》以及田剛發(fā)表于《電子世界》的文章《煤礦膠帶機(jī)PLC集中控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究》一文。
雖然，在此不能窮盡我們?yōu)榱朔治瞿z帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)集中控制的研究現(xiàn)狀所閱讀的各篇論文，但是，從上邊簡(jiǎn)單的列舉中，卻可以發(fā)現(xiàn)這樣的問(wèn)題：首先，膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制的研究，必然要涉及到整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)。特別是從表面上看，《膠帶機(jī)通廊系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》一文似乎與對(duì)膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制無(wú)關(guān)，但是，作為對(duì)膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)集中控制產(chǎn)生重要影響的環(huán)境問(wèn)題，也不容在具體的集中控制研究中所忽視。其次，作為一種集中控制研究，對(duì)膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制研究，必然要考慮到最后集中控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率問(wèn)題。如何提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，只有在設(shè)計(jì)之初對(duì)其就給予關(guān)注，才是最佳的解決辦法。最后，膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制研究，其核心問(wèn)題是相關(guān)的技術(shù)研究。就如《膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)控制技術(shù)研究與應(yīng)用》、《煤礦膠帶機(jī)PLC集中控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究》這幾篇文章所涉及的問(wèn)題一樣，如何把具體的技術(shù)應(yīng)用于集中控制實(shí)踐是研究者在技術(shù)層面研究的重點(diǎn)。
2 膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制研究
2.1 研究思路
通過(guò)上邊的研究現(xiàn)狀分析，可以看出，在目前的膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)集中控制的研究主要涉及到兩個(gè)層面的研究問(wèn)題。即，從技術(shù)的層面上講，涉及到某一技術(shù)或者說(shuō)某自動(dòng)化研究成果的具體運(yùn)用，如PLC集中控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用問(wèn)題；從研究的思路層面講，或者說(shuō)從整個(gè)膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制所涉及的具體問(wèn)題出發(fā)，探討相關(guān)的問(wèn)題。如影響控制系統(tǒng)效率問(wèn)題的分析，保證整個(gè)控制系統(tǒng)正常運(yùn)行所需要的外部環(huán)境問(wèn)題。前者可以稱(chēng)作是微觀層面的研究，后者可以稱(chēng)為宏觀層面的研究。然而無(wú)論是宏觀層面的研究，還是微觀層面的分析，都是研究膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)集中控制的關(guān)鍵。
2.2 研究的核心問(wèn)題分析
結(jié)合上邊的分析，下邊從宏觀的層面，對(duì)膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制研究的核心問(wèn)題進(jìn)行逐一的闡釋和分析。
（1）膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制所需要的研究問(wèn)題可以簡(jiǎn)單地分為兩類(lèi)。一類(lèi)是集中控制正常運(yùn)行所需要的技術(shù)問(wèn)題。包括整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)每一個(gè)組成部分所需要的技術(shù)問(wèn)題和整個(gè)集中控制所需要的技術(shù)問(wèn)題。換而言之，在這個(gè)集中的控制中，需要根據(jù)每一個(gè)組成部分的運(yùn)行特點(diǎn)，進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)設(shè)計(jì)。如，針對(duì)控制單元的技術(shù)設(shè)計(jì)、針對(duì)信息傳送網(wǎng)絡(luò)的通訊技術(shù)，特別是對(duì)于遠(yuǎn)程集中控制而言，通訊技術(shù)更為關(guān)鍵。再如，針對(duì)集中控制中心而言，面對(duì)眾多的儀器、設(shè)備，研究者更需要相關(guān)的技術(shù)作為保障。其次，膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制還涉及針對(duì)故障處理的技術(shù)問(wèn)題。特別是系統(tǒng)對(duì)故障的發(fā)現(xiàn)能力，直接關(guān)系到整個(gè)集中控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全保障。
（2）膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制的相關(guān)研究還要涉及到具體的企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。這一點(diǎn)思考，是閱讀《影響膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)效率的因素探索》的感悟。生產(chǎn)者之所以要對(duì)在相關(guān)的生產(chǎn)中運(yùn)用膠帶機(jī)，之所以在運(yùn)用的基礎(chǔ)上還在實(shí)現(xiàn)對(duì)其整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行集中控制，目的是非常的明確，即，提高工作效率。然而，膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)用過(guò)程中，究竟有哪些因素會(huì)對(duì)其集中控制產(chǎn)生影響，這是設(shè)計(jì)中必須關(guān)注的問(wèn)題。否則，即使你的設(shè)計(jì)再科學(xué)、再高效，也會(huì)在具體的運(yùn)用實(shí)踐中達(dá)不到其最初的設(shè)計(jì)目的。因此，研究者還要在具體的設(shè)計(jì)與運(yùn)用中，考慮到膠帶機(jī)使用企業(yè)的具體生產(chǎn)環(huán)境以及其員工的素質(zhì)。一句話(huà)，企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境也是集中控制研究中必須考慮的核心問(wèn)題。
總之，膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制有許多問(wèn)題值得每一位研究分析和研究。這些問(wèn)題，不僅是其技術(shù)層面的問(wèn)題，也有研究者對(duì)現(xiàn)有膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制實(shí)踐進(jìn)行反思得出的宏觀分析。特別是后者，它更能為技術(shù)層面的更新提供參考的依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
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2005年11月的韓國(guó)，天高氣爽，景色迷人。2日下午在首爾COEX新樓參加了韓國(guó)•中國(guó)湖北省友好周開(kāi)幕式活動(dòng)后，人事人才代表分團(tuán)一行17人，在團(tuán)長(zhǎng)張兆本同志帶領(lǐng)下，乘車(chē)前往全羅北道。按事先安排的行程，代表團(tuán)將參觀訪(fǎng)問(wèn)全州大學(xué)，就韓國(guó)公務(wù)員、企業(yè)家、專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的在職學(xué)習(xí)培訓(xùn)情況進(jìn)行會(huì)談交流。
代表團(tuán)乘坐的大巴沿高速公路奔馳，大家的思緒隨風(fēng)景變幻翻飛。近處、遠(yuǎn)處起伏蜿蜒的丘陵，種植了很多用黑色苫布均勻覆蓋的人參。這獨(dú)特的景象，一度引起我們競(jìng)猜，仁者見(jiàn)仁，智者見(jiàn)智，就像破解韓國(guó)經(jīng)濟(jì)高速起飛的奧秘。
約莫二個(gè)多小時(shí)的車(chē)程，大巴車(chē)停在了一個(gè)交叉路口不大起眼的花壇前，花壇邊的兩棵大樹(shù)中間，全州大學(xué)、韓中文化協(xié)會(huì)全北支部一幅“熱烈歡迎中國(guó)湖北省人民政府代表團(tuán)”的大幅橫幅，讓我們這些遠(yuǎn)方來(lái)客頓時(shí)感到絲絲的情誼。
從校方的資料和簡(jiǎn)介中，我們知道，全州大學(xué)成立于1964年1月19日，大學(xué)位于有禮儀之地的全州市老松洞。該地區(qū)以其悠久的歷史藝術(shù)傳統(tǒng)而聞名。在“求實(shí)、和平、自由”的辦學(xué)宗旨下，該校的發(fā)展速度，取得的成績(jī)非常明顯。目前是全韓194所大學(xué)中排位40名左右的重點(diǎn)大學(xué)，擁有8個(gè)研究生院，10個(gè)本科生院和1個(gè)教育學(xué)院，設(shè)置67門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，在校學(xué)生1.2萬(wàn)名，教職工800多名。1998年被韓國(guó)教育人力資源部評(píng)為優(yōu)秀大學(xué)，1999年評(píng)為優(yōu)秀研究生院，2002年持續(xù)兩年評(píng)為教育改革優(yōu)秀大學(xué)。
大學(xué)平生教育院院長(zhǎng)金英均先生，風(fēng)趣、幽默、健談。他言之鑿鑿，煞有介事的表示，學(xué)校要與中國(guó)建立更加緊密的聯(lián)系，打算從中國(guó)招聘大批教師，眼下急需的是曉中醫(yī)理論、會(huì)推
拿按摩的人來(lái)任教，帶學(xué)生當(dāng)導(dǎo)師。為學(xué)院的發(fā)展創(chuàng)造更好的條件，適應(yīng)社會(huì)的需求。
在隨后的參觀中，才理解金先生的話(huà)，其實(shí)是該校教學(xué)理念的自然流露。學(xué)校非常注意全面了解和把握社會(huì)經(jīng)濟(jì)的需求，以調(diào)整教學(xué)，增加內(nèi)容。在該校67門(mén)專(zhuān)業(yè)課程中，有一些與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、服務(wù)行業(yè)等聯(lián)系非常直接的專(zhuān)業(yè)，如計(jì)算機(jī)、家庭學(xué)、觀光經(jīng)營(yíng)、音樂(lè)教育等。
這些專(zhuān)業(yè)，非常注重學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)和經(jīng)營(yíng)管理能力、操作技能的培養(yǎng)。為觀光經(jīng)營(yíng)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生學(xué)校不惜資金建造了相當(dāng)于三星級(jí)酒店以上標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)習(xí)樓房；為音樂(lè)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生蓋起了比國(guó)內(nèi)一般劇院硬件設(shè)施還有檔次的演出劇場(chǎng)；為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生提供了容量大，運(yùn)算快，性能先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和三維動(dòng)畫(huà)印制設(shè)備；為家庭學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生甚至建起了洗燙衣服的操作間。參觀中，音樂(lè)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生實(shí)踐演出剛剛結(jié)束，學(xué)生們從舞臺(tái)監(jiān)督、燈光調(diào)度、音響控制、設(shè)備裝拆等一應(yīng)環(huán)節(jié)都是自己動(dòng)手、自己操作，儼然像個(gè)專(zhuān)業(yè)老道的演藝公司正在進(jìn)行一場(chǎng)商業(yè)演出。
看著這些充滿(mǎn)青春、活力，在寬敞亮堂、設(shè)施先進(jìn)的實(shí)踐基地忙碌的學(xué)生身影，你很難想象會(huì)有哪一家企業(yè)、公司的CEO會(huì)拒絕這些有基礎(chǔ)理論、會(huì)技術(shù)操作的年輕人的求職申請(qǐng)。由此，想起了韓國(guó)職業(yè)教育的一個(gè)口號(hào)：培養(yǎng)具有先導(dǎo)未來(lái)能力的韓國(guó)人；由此，想到了國(guó)內(nèi)勞務(wù)和人才市場(chǎng)常見(jiàn)的求職難、招工難同時(shí)并存的現(xiàn)象……
（二）
回國(guó)后，參觀中看到的這些景象，很長(zhǎng)時(shí)間一直在腦子里翻滾。其間，多次找到具體安排這次活動(dòng)的王瑋先生。承蒙王先生的細(xì)心和熱情，提供了一大摞與該校有關(guān)的資料，無(wú)奈韓文這道門(mén)檻，對(duì)這些資料只好望文興嘆。但終不甘心，一直在互聯(lián)網(wǎng)上搜索，現(xiàn)將搜索到的韓國(guó)高等職業(yè)技術(shù)教育《電子技術(shù)》專(zhuān)業(yè)的課程結(jié)構(gòu)照單呈給大家，從中來(lái)看其如何實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)和為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的：
專(zhuān)業(yè)簡(jiǎn)介
電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)屬大學(xué)專(zhuān)科層次，學(xué)制為2年，招收高中畢業(yè)生，培養(yǎng)具有多技能的技術(shù)員。
學(xué)生畢業(yè)后可在電子儀器與設(shè)備、工廠(chǎng)自動(dòng)化、應(yīng)用電子技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)等領(lǐng)域工作。
按大綱業(yè)務(wù)要求，通過(guò)2年的學(xué)習(xí)，學(xué)生畢業(yè)時(shí)在理論和技能方面達(dá)到如下要求：
全面掌握有關(guān)電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)的基本技能；
熟練掌握有關(guān)電子技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)技術(shù)、音頻/視頻設(shè)備技術(shù)的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)；
掌握電子儀器和設(shè)備在設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試、維修、故障排除和維護(hù)方面的基本技能；
在某一專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域獲得生產(chǎn)管理和評(píng)價(jià)控制水平的能力；獲得在電子技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)改造的能力。
課程結(jié)構(gòu)
根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和業(yè)務(wù)要求，該專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)34門(mén)課，共3200學(xué)時(shí)。其中，7門(mén)必修公共課，總計(jì)320學(xué)時(shí)；14門(mén)必修專(zhuān)業(yè)理論課，共1120學(xué)時(shí)；10門(mén)必修專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課，共1440學(xué)時(shí)；2門(mén)專(zhuān)業(yè)選修理論課，共120學(xué)時(shí)；1門(mén)選修專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課，共200學(xué)時(shí)。每學(xué)期有20教學(xué)周，每周40學(xué)時(shí)。公共課占總學(xué)時(shí)的10%，理論課占總學(xué)時(shí)的38.75%，實(shí)踐課占總學(xué)時(shí)的51.25%。
特點(diǎn)分析
從《電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)》的培養(yǎng)目標(biāo)、業(yè)務(wù)要求和課程設(shè)置情況看，有如下一些特點(diǎn)：
1、突出技能的培養(yǎng)。分析該專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置，理論課與實(shí)踐課學(xué)時(shí)之比為1∶1；對(duì)一些重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課，其理論課與實(shí)踐課學(xué)時(shí)之比高達(dá)1∶2。例如，數(shù)字電子技術(shù)課、自動(dòng)控制原理與系統(tǒng)課，數(shù)據(jù)通信課等。這種課程結(jié)構(gòu)就充分地保證了多技能培養(yǎng)的需要，從而使畢業(yè)生走出校門(mén)有多種選擇和發(fā)展的可能。
2、理論課為實(shí)踐課服務(wù)。理論課的教學(xué)內(nèi)容和深度以“夠用”為原則，這一點(diǎn)明顯地表現(xiàn)在基礎(chǔ)課的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配上。
3、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)單獨(dú)設(shè)課，單獨(dú)評(píng)定成績(jī)。幾乎全部專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課都采取理論課與實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)課分別開(kāi)設(shè)的課程結(jié)構(gòu)，這樣就突出了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)中的突出地位，也就強(qiáng)調(diào)了技能的重要性。這種課程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也為美國(guó)、日本等高等職業(yè)技術(shù)教育在課程設(shè)置上共有。
4、加強(qiáng)計(jì)算機(jī)教學(xué)。目前，計(jì)算機(jī)已深入世界各個(gè)角落，社會(huì)對(duì)畢業(yè)生計(jì)算機(jī)能力的要求越來(lái)越高。提高他們的計(jì)算機(jī)能力，同樣是職業(yè)教育面臨的一個(gè)重要課題，為此計(jì)算機(jī)教學(xué)已放在相當(dāng)重要的地位。教學(xué)總量達(dá)560學(xué)時(shí)，占全部學(xué)時(shí)的17.5%，足見(jiàn)其份量之大。
5、拓寬專(zhuān)業(yè)面。進(jìn)行通才教育，突出技能培養(yǎng)可以說(shuō)是高等職業(yè)教育的特點(diǎn)。電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)不僅學(xué)習(xí)與信息電子技術(shù)有關(guān)的理論、知識(shí)和設(shè)備，如無(wú)線(xiàn)電設(shè)備、電視設(shè)備、音頻設(shè)備、通信技術(shù)等；而且還學(xué)習(xí)自動(dòng)控制專(zhuān)業(yè)的許多課程，如傳感器技術(shù)、順序控制技術(shù)、伺服控制技術(shù)、PID調(diào)節(jié)技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，以奠定較為寬厚的技術(shù)基礎(chǔ)。
（三）
他山之玉，可以攻石。改變我國(guó)職業(yè)教育薄弱狀況，我想在辦好普通高等教育的同時(shí)，還應(yīng)下力氣辦好職業(yè)教育，努力提高勞動(dòng)者的素質(zhì)和職業(yè)技能，夯實(shí)自主創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，從整體上加快我國(guó)工業(yè)化、現(xiàn)代化發(fā)展的進(jìn)程。因此，從政府層面上考慮：
一是要為職業(yè)教育制定完善配套的政策體系。當(dāng)前，要根據(jù)《國(guó)務(wù)院關(guān)于大力發(fā)展職業(yè)教育的決定》，結(jié)合各地的實(shí)際，及時(shí)將職業(yè)教育作為人才戰(zhàn)略、人才隊(duì)伍建設(shè)一項(xiàng)重要舉措，提上日程，安排部署。研究制定切實(shí)可行的發(fā)展規(guī)劃，完善、配套職業(yè)教育的政策措施，動(dòng)態(tài)調(diào)整職業(yè)教育發(fā)展目標(biāo)，努力為發(fā)展職業(yè)教育營(yíng)造良好的社會(huì)氛圍和政策環(huán)境。
二是要加大對(duì)職業(yè)教育投入的力度。各級(jí)政府對(duì)職業(yè)教育的支持和公共財(cái)政的投入應(yīng)逐步逐年加大。同時(shí)，還應(yīng)動(dòng)員起社會(huì)各方面的資源，積極支持參與發(fā)展職業(yè)教育，多渠道的籌措職業(yè)教育經(jīng)費(fèi)，不斷改善職業(yè)教育的辦學(xué)條件，提高職業(yè)教育的辦學(xué)水平和質(zhì)量。
三是要建立起新的人才評(píng)價(jià)體系和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)濟(jì)社會(huì)的多元結(jié)構(gòu)，決定了人才評(píng)價(jià)的多樣性。我們既要重視理論研究，也要重視實(shí)踐應(yīng)用，二者不可偏廢。因此，最要緊的是一定要改變不看本領(lǐng)，只看“出身”，不看技能，只看“論文”，以學(xué)歷、論文來(lái)認(rèn)定人才的陳舊思維和社會(huì)偏見(jiàn)，全方位、多層次的開(kāi)發(fā)人力資源，以新的人才觀，建立起新的人才評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系。適合的就是最好的，人才招聘、使用一定要有成本概念，注意克服“高消費(fèi)”現(xiàn)象。高中生能從事的職業(yè)、崗位，干嘛非要聘本科生去干？要鼓勵(lì)引導(dǎo)人們立足崗位，苦練技術(shù)，努力成為本職工作的行家里手。三百六十行，行行出狀元。當(dāng)生產(chǎn)一線(xiàn)的勞動(dòng)者素質(zhì)提高了，技能型人才不再匱乏了，我國(guó)豐富的人力資源才能真正轉(zhuǎn)化為人才優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
論文摘要：目前我們?nèi)粘Ｋ褂玫囊恍в谢蚴褂米冾l器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生大量的高次諧波，這種嚴(yán)重的電磁輻射是我們平時(shí)用肉眼看不到的隱形殺手，無(wú)論是對(duì)我們的身體健康，還是對(duì)精密儀器的使用，它都有嚴(yán)重的危害性，而且影響深遠(yuǎn)。
變頻器是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的功率變換器。目前的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包含多種學(xué)科的技術(shù)領(lǐng)域，總的發(fā)展趨勢(shì)是驅(qū)
動(dòng)的交流化、功率變換器的高頻化、控制的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。因此，變頻器作為系統(tǒng)的重要功率變換部件，因提供可控的高性能變壓變頻的交流電源而得到迅猛發(fā)展。
變頻器的快速發(fā)展得益于電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)及電機(jī)控制理論的發(fā)展。變頻器的發(fā)展水平是由電力電子技術(shù)、電機(jī)控制方式以及自動(dòng)化控制水平三個(gè)方面決定的。當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)在于高壓變頻器的研究開(kāi)發(fā)生產(chǎn)方面。
隨著新型電力電子器件和高性能微處理器的應(yīng)用以及控制技術(shù)的發(fā)展，變頻器的性能價(jià)格比越來(lái)越高，體積越來(lái)越小，而且廠(chǎng)家仍在不斷地提高可靠性，為實(shí)現(xiàn)變頻器的進(jìn)一步小型輕量化、高性能化和多功能化以及無(wú)公害化而做著新的努力。辨別變頻器性能的優(yōu)劣，一要看其輸出交流電壓的諧波對(duì)電機(jī)的影響；二要看對(duì)電網(wǎng)的諧波污染和輸入功率因數(shù)；最后還要看本身的能量損耗（即效率）。這里僅以量大面廣的交—直—交變頻器為例，闡述其發(fā)展趨勢(shì)：主電路功率開(kāi)關(guān)元件的自關(guān)斷化、模塊化、集成化、智能化；開(kāi)關(guān)頻率不斷提高，開(kāi)關(guān)損耗進(jìn)一步降低。
在變頻器主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面。變頻器的網(wǎng)側(cè)變流器對(duì)低壓小容量的裝置常采用6脈沖變流器，而對(duì)中壓大容量的裝置采用多重化12脈沖以上的變流器。負(fù)載側(cè)變流器對(duì)低壓小容量裝置常采用兩電平的橋式逆變器，而對(duì)中壓大容量的裝置采用多電平逆變器。對(duì)于四象限運(yùn)行的轉(zhuǎn)動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)變頻器再生能量向電網(wǎng)回饋和節(jié)省能量，網(wǎng)側(cè)變流器應(yīng)為可逆變流器，同時(shí)出現(xiàn)了功率可雙向流動(dòng)的雙PWM變頻器，對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器加以適當(dāng)控制可使輸入電流接近正弦波，減少對(duì)電網(wǎng)的公害。
脈寬調(diào)制變壓變頻器的控制方法可以采用正弦波脈寬調(diào)制控制、消除指定次數(shù)諧波的PWM控制、電流跟蹤控制、電壓空間矢量控制（磁鏈跟蹤控制）。
交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)整控制方法的進(jìn)展主要體現(xiàn)在由標(biāo)量控制向高動(dòng)態(tài)性能的矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制發(fā)展和開(kāi)發(fā)無(wú)速度傳感器的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)方面。微處理器的進(jìn)步使數(shù)字控制成為現(xiàn)代控制器的發(fā)展方向。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是快速系統(tǒng)，特別是交流電動(dòng)機(jī)高性能的控制需要存儲(chǔ)多種數(shù)據(jù)和快速實(shí)時(shí)處理大量信息。
近幾年來(lái)，國(guó)外各大公司紛紛推出以DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）為基礎(chǔ)的內(nèi)核，配以電機(jī)控制所需的功能電路，集成在單一芯片內(nèi)的稱(chēng)為DSP單片電機(jī)控制器，價(jià)格大大降低、體積縮小、結(jié)構(gòu)緊湊、使用便捷、可靠性提高。
在DSP出現(xiàn)之前數(shù)字信號(hào)處理只能依靠MPU（微處理器）來(lái)完成。但MPU較低的處理速度無(wú)法滿(mǎn)足高速實(shí)時(shí)的要求。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，1982年世界上首枚DSP芯片誕生了。這種DSP器件采用微米工藝NMOS技術(shù)制作，雖功耗和尺寸稍大，但運(yùn)算速度卻比MPU快了幾十倍，尤其在語(yǔ)音合成和編碼解碼器中得到了廣泛應(yīng)用。DSP芯片的問(wèn)世標(biāo)志著DSP應(yīng)用系統(tǒng)由大型系統(tǒng)向小型化邁進(jìn)了一大步。隨著CMOS技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，第二代基于CMOS工藝的DSP芯片應(yīng)運(yùn)而生，其存儲(chǔ)容量和運(yùn)算速度成倍提高，成為語(yǔ)音處理、圖像硬件處理技術(shù)的基礎(chǔ)。80年代后期，第三代DSP芯片問(wèn)世，運(yùn)算速度進(jìn)一步提高，其應(yīng)用于范圍逐步擴(kuò)大到通信、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。
