時(shí)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(jìn)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(dòng)機(jī)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(dòng)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(dòng)態(tài)響應(yīng)和四象限運(yùn)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(diǎn)，目前，無論是調(diào)速領(lǐng)域還是伺服領(lǐng)域，交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已逐步占據(jù)主導(dǎo)地位并有逐漸取代直流驅(qū)動(dòng)的趨勢(shì)。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(jiǎn)單明了、轉(zhuǎn)矩快速響應(yīng)、魯棒性好等一系列的優(yōu)點(diǎn)正受廣大學(xué)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(shí)驗(yàn)工作已取得了杰出的成績(jī)，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(duì)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(shì)進(jìn)行了詳細(xì)地?cái)⑹觥?/p>
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(diǎn)是采用空間電壓矢量分析，直接在定子坐標(biāo)系下計(jì)算并控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁通，采用定子磁場(chǎng)定向，進(jìn)行bang一bang控制，產(chǎn)生PWM信號(hào)。系統(tǒng)通過保持磁鏈恒定， 對(duì)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(dú)特，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
2、直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)研究熱點(diǎn)
2.1 對(duì)定子磁鏈的研究
（1）定子磁鏈的數(shù)學(xué)模型
在直接轉(zhuǎn)矩控制中，定子磁鏈的實(shí)際值取決于定子電壓、電流和轉(zhuǎn)速的檢測(cè)值以及電機(jī)參數(shù)。目前，描述定子磁鏈的數(shù)學(xué)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(jiǎn)單，受電機(jī)參數(shù)影響小。論文參考網(wǎng)。它采用開環(huán)積分法估計(jì)定子磁鏈，在電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)可以估計(jì)出定子磁鏈。所以，當(dāng)很大時(shí)，與之相比可以忽略不計(jì)，控制精度較高。但在低速和零速運(yùn)行時(shí)，較小，與之相比不能忽略，如果對(duì)的估計(jì)誤差大，將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的控制性能。這時(shí)必須考慮的影響，需準(zhǔn)確測(cè)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(shí)間常數(shù)及定、轉(zhuǎn)子電感值，還要精確地測(cè)量出轉(zhuǎn)子電角速度。這些參數(shù)的準(zhǔn)確性以及速度的測(cè)量精度對(duì)定子磁鏈估計(jì)的精度程度都會(huì)產(chǎn)生較大的影響，另外這些電機(jī)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(jìn)后的u - n模型。
改進(jìn)后的u - n 模型綜合了u - i模型和i - n模型的優(yōu)點(diǎn)，并通過修正項(xiàng)d完成了兩個(gè)模型間平滑的切換，可以作為一個(gè)全速域的定子磁鏈觀測(cè)模型。
（2）定子磁鏈的改進(jìn)方法
針對(duì)異步電機(jī)DTC系統(tǒng)中采用u – i模型觀測(cè)定子磁鏈時(shí)純積分環(huán)節(jié)造成直流分量積分漂移，引起低速時(shí)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)嚴(yán)重，采用一種具有幅值補(bǔ)償環(huán)節(jié)的改進(jìn)積分器算法取代純積分環(huán)節(jié)克服積分漂移；針對(duì)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(yùn)行時(shí)定子磁鏈內(nèi)陷和電流畸變等問題，采用細(xì)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(jī)DTC系統(tǒng)的低速運(yùn)行性能。
近年來，許多學(xué)者為了解決定子電阻對(duì)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(jì)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定子電阻估計(jì)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定子電阻估計(jì)、最小二乘法定子電阻估計(jì)[3-5]。
另外， 一些學(xué)者對(duì)定子電阻溫度變化對(duì)定子磁鏈估計(jì)的影響也進(jìn)行了研究， 提出了一些控制方案，如定子電阻溫度補(bǔ)償、模型參考自適應(yīng)在線辨識(shí)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(yùn)行時(shí)，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(duì)速度的精確控制，需要轉(zhuǎn)速反饋進(jìn)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(duì)于實(shí)際應(yīng)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(shí)方法包括:轉(zhuǎn)差頻率法、參考模型自適應(yīng)法、卡爾曼濾波法、高頻信號(hào)注入法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的辨識(shí)方法等。目前應(yīng)用較好的方法是參考模型自適應(yīng)方法及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的辨識(shí)方法[6-7]。這種自適應(yīng)閉環(huán)速度辨識(shí)方案，在一定的速度范圍內(nèi)，估計(jì)精度達(dá)到了相當(dāng)高的水平，然而這些方法沒有脫離電機(jī)的基本模型，在低速運(yùn)行時(shí)受電機(jī)參數(shù)的影響嚴(yán)重，尤其在零定子頻率運(yùn)行時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的不可觀測(cè)性[8]，基于模型的辨識(shí)方案往往會(huì)失效。
鑒于此，不依賴于電動(dòng)機(jī)模型而僅依賴于電動(dòng)機(jī)本身特性的辨識(shí)方法應(yīng)運(yùn)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(yīng)用鎖相環(huán)技術(shù)來提取轉(zhuǎn)速信息[9]。高頻信號(hào)注入法彌補(bǔ)了零定子頻率情況下的速度不可觀測(cè)性，然而由于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)常見的磁路飽和現(xiàn)象等不完善因素，導(dǎo)致了檢測(cè)的速度信號(hào)中含有低頻干擾信號(hào)。一旦檢測(cè)的速度信號(hào)直接用于控制，必然導(dǎo)致控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能惡化。如何結(jié)合高頻信號(hào)注入法與模型參考自適應(yīng)方法來獲得整個(gè)工作范圍內(nèi)都能適用的速度辨識(shí)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(duì)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)研究熱點(diǎn)進(jìn)行了較詳細(xì)的分析與討論后，針對(duì)尚存在的問題，本文結(jié)合當(dāng)前的科技發(fā)展情況和實(shí)際分析，對(duì)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的研究方向進(jìn)行了展望。
（1）針對(duì)傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制方法存在轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大的問題，我們可以嘗試通過設(shè)計(jì)基于模糊自適應(yīng)PI調(diào)節(jié)器的多級(jí)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(shí)現(xiàn)在轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩突變時(shí)系統(tǒng)的快速響應(yīng)，可以采用模糊自適應(yīng)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(diǎn)式、轉(zhuǎn)矩三點(diǎn)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(jiǎn)單的選擇電壓矢量這一缺點(diǎn)，全面綜合考慮了轉(zhuǎn)矩誤差的大小程度，可以實(shí)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(duì)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(jìn)型蟻群BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的速度辨識(shí)器來替代傳統(tǒng)速度傳感器的方法來對(duì)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(shí)易于與其它方法結(jié)合，具有較強(qiáng)的魯棒性。相信這樣能夠更準(zhǔn)確地辨識(shí)出電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到DTC系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能要求，實(shí)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(jìn)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(shí)現(xiàn)控制提供了強(qiáng)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(dòng)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(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：自動(dòng)化控制；信息技術(shù)；有效結(jié)合；工業(yè)技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用
自動(dòng)化控制技術(shù)對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用，成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)條件。而自動(dòng)化控制則是借助于自動(dòng)化設(shè)備或者裝置來實(shí)現(xiàn)操作的，包括機(jī)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(jì)算機(jī)以及通信設(shè)備等來實(shí)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(yùn)用了自動(dòng)化控制技術(shù)和信息技術(shù)，使其成為促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力[2]。該論文主要是從研究自動(dòng)化控制和信息技術(shù)綜合運(yùn)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(shì)，為技術(shù)的進(jìn)步提供參考性意見。
1自動(dòng)化控制與信息技術(shù)分析
工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)對(duì)工業(yè)發(fā)展，社會(huì)進(jìn)步都起到了重要作用，成為重要的推動(dòng)力。分析整個(gè)工業(yè)發(fā)展進(jìn)程可知，我國(guó)的傳統(tǒng)制造業(yè)自動(dòng)化水平較低，對(duì)于技術(shù)的應(yīng)用和融合不足，在現(xiàn)代化工業(yè)進(jìn)程中發(fā)展較為緩慢；在社會(huì)發(fā)展變化的影響之下，我國(guó)工業(yè)也開始運(yùn)用自動(dòng)化控制技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化進(jìn)程。自動(dòng)化控制技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面做出了較大貢獻(xiàn)，尤其是信號(hào)制式改進(jìn)技術(shù)，促進(jìn)了現(xiàn)代化控制技術(shù)和信息化技術(shù)的進(jìn)一步運(yùn)用。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)主要應(yīng)用于現(xiàn)代化的工業(yè)設(shè)備預(yù)測(cè)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(jìn)一步完善自動(dòng)化技術(shù)的深廣應(yīng)用。自動(dòng)化儀表的闡釋，將自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用推到了一個(gè)新的高度，目前的發(fā)展應(yīng)用水平還較低，需要進(jìn)一步加強(qiáng)應(yīng)用[3]。PLC技術(shù)是較為常用的工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)之一，通過編訂程序的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)于電子系統(tǒng)的控制和操作，讓整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的過程都能夠處于自動(dòng)化控制當(dāng)中。這一技術(shù)的運(yùn)作流程是，在編程存儲(chǔ)器內(nèi)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶進(jìn)行計(jì)數(shù)，定時(shí)或者計(jì)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(jìn)行輸入和輸出的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)控制操作。另外，還運(yùn)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(jìn)行過程全面管控，促進(jìn)現(xiàn)代化控制技術(shù)的升級(jí)運(yùn)用。還應(yīng)當(dāng)注意的是，這些技術(shù)的運(yùn)用還需要其他現(xiàn)代化高新技術(shù)的配合運(yùn)用，綜合發(fā)揮作用才能夠確保自動(dòng)化控制技術(shù)的有效運(yùn)用，確保工業(yè)自動(dòng)化控制能夠高效、開放運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的分散控制，集中操作和分級(jí)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(jìn)，具有很強(qiáng)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(duì)性的服務(wù)器模式，兼容客戶機(jī)，服務(wù)器機(jī)，以通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)從而實(shí)現(xiàn)管控融合的自動(dòng)化控制操作。這些技術(shù)的推廣應(yīng)用，促進(jìn)了現(xiàn)代化工業(yè)水平的提升，實(shí)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(duì)于工業(yè)發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用，在現(xiàn)代化社會(huì)當(dāng)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(shì)，在某些方面是自動(dòng)化技術(shù)所不能取代的。國(guó)家的發(fā)展，尤其是工業(yè)的發(fā)展，代表著一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平，在信息化時(shí)代，要充分運(yùn)用信息化技術(shù)的手段來促進(jìn)工業(yè)發(fā)展，提升工業(yè)的質(zhì)量和水平，促進(jìn)傳統(tǒng)工業(yè)與現(xiàn)代化技術(shù)的融合運(yùn)用。
2自動(dòng)化控制與信息技術(shù)的有效結(jié)合應(yīng)用研究
2.1自動(dòng)化控制與信息技術(shù)的有效結(jié)合在工程機(jī)械應(yīng)用分析
(1)高精度GPS系統(tǒng)的應(yīng)用。這一系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于高精度，可以精細(xì)化到厘米級(jí)別，其技術(shù)應(yīng)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(shí)，系統(tǒng)中的虛擬儀表又可以幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jī)器三維坐標(biāo)等內(nèi)容。因此，施工工地應(yīng)用這一系統(tǒng)能夠提高施工效率和精準(zhǔn)度，在大型施工現(xiàn)場(chǎng)中的多種機(jī)器同時(shí)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(jìn)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(cè)系統(tǒng)應(yīng)用。這主要應(yīng)用于大型工程機(jī)械中的系統(tǒng)，主要功能是：保證司機(jī)的安全高效作業(yè)，其工作原理是：隨時(shí)為司機(jī)提供音頻和視頻信號(hào)，與此同時(shí)，微機(jī)監(jiān)控和自動(dòng)報(bào)警集中系統(tǒng)這兩大系統(tǒng)，對(duì)于機(jī)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(dòng)化控制的應(yīng)用。中央微處理機(jī)是進(jìn)行自動(dòng)化控制的樞紐，其重要功能主要表現(xiàn)在：一方面，接收司機(jī)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(jì)以電流的形式來傳送給中央微處理機(jī)的；另一方面，微處理機(jī)將所接收到的信號(hào)又進(jìn)行了轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)給各自對(duì)應(yīng)的閥，從而利用這些信號(hào)來開啟閥。微處理機(jī)的功能實(shí)現(xiàn)依賴的是既定程序的芯片，通過芯片程序的啟動(dòng)可以保證泵能夠具有足夠的功率。
2.2自動(dòng)化控制與信息技術(shù)的有效結(jié)合在電氣工程應(yīng)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(yùn)用的技術(shù)類型，表現(xiàn)為電氣自動(dòng)化工程和信息技術(shù)兩大技術(shù)的結(jié)合，其功能實(shí)現(xiàn)途徑是：基于電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)將地球所有的數(shù)據(jù)信息都能夠以坐標(biāo)的形式來呈現(xiàn)，這些信息的精準(zhǔn)度非常高，這是基于信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn)海量精準(zhǔn)信息的動(dòng)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(dòng)化數(shù)字的形式。這些信息在集中之后存儲(chǔ)進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，那么，通過信息的調(diào)取和系統(tǒng)運(yùn)行就可以獲取任何人的精準(zhǔn)地理坐標(biāo)，從而獲取詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容。(2)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。這一技術(shù)的產(chǎn)生背景是，現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng)主導(dǎo)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)基礎(chǔ)應(yīng)用，在不斷地應(yīng)用處理過程中，促進(jìn)了電氣設(shè)備的自動(dòng)化和智能化發(fā)展趨勢(shì)，從而進(jìn)一步產(chǎn)生了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。因此，這一系統(tǒng)屬于經(jīng)驗(yàn)積累性的應(yīng)用，相當(dāng)于連接了企業(yè)基層設(shè)施的通信互聯(lián)，促進(jìn)了上下溝通實(shí)現(xiàn)。
2.3自動(dòng)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(yīng)用
(1)信息化技術(shù)呈現(xiàn)出過程檢測(cè)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(shì)。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(hào)，促進(jìn)其精準(zhǔn)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(zhǔn)度極高，可以實(shí)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(qiáng)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(jìn)一步的完善和強(qiáng)化之中，主要包括：生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MEC)，供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)(SCM)，企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)(ERP)，CAD、CAM、CAP等,這些系統(tǒng)和技術(shù)的升級(jí)都不是單獨(dú)進(jìn)行的，而是與其他系統(tǒng)相連同步升級(jí)的。
3結(jié)語
自動(dòng)化控制與信息技術(shù)的有效結(jié)合對(duì)于工業(yè)技術(shù)發(fā)展有著重要的促進(jìn)作用，是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的必要條件。在未來自動(dòng)化控制與信息技術(shù)的有效結(jié)合需要進(jìn)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(dòng)化獲得新發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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論文摘要 在人類所利用的能源當(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)展中存在的問題
當(dāng)前的主要問題是：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。
在過去，雖然我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，先后引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，已開始注意到國(guó)內(nèi)突出的問題，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，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)速從直流發(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：
1）輸入電流為正弦和四象限運(yùn)行開辟了新的途徑
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：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，高開關(guān)頻率將導(dǎo)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(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(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)期依賴進(jìn)口的局面還沒有打破。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：公路監(jiān)理；道路質(zhì)量控制技術(shù)；學(xué)習(xí)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(fèi)用監(jiān)理、合同監(jiān)理、進(jìn)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(jí)特色專業(yè)，在該專業(yè)的學(xué)習(xí)中質(zhì)量監(jiān)理是監(jiān)理專業(yè)大部分學(xué)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(cè)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(xué)生能夠熟練完成道路工程施工工序檢測(cè)、分項(xiàng)工程交工檢測(cè)與質(zhì)量評(píng)價(jià)、分部工程交工檢測(cè)與質(zhì)量評(píng)價(jià)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(duì)道路工程質(zhì)量控制的教材大部分采用原有的教學(xué)模式，主要以理論教學(xué)為主線，與實(shí)際工作脫節(jié)，缺乏現(xiàn)代化的教學(xué)工具，大部分教學(xué)的編寫也把該門課程按照控制要點(diǎn)來進(jìn)行組織，而對(duì)于具體質(zhì)量要點(diǎn)檢測(cè)的具體操作過程并沒有涉及。所以必須對(duì)該課程進(jìn)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(duì)課程進(jìn)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(xué)習(xí)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)是在企業(yè)調(diào)研、崗位調(diào)查的基礎(chǔ)上，大量聽取和學(xué)習(xí)職業(yè)教育專家的專題報(bào)告和學(xué)習(xí)指導(dǎo)書的前提下，聘請(qǐng)行業(yè)、企業(yè)專家和學(xué)校專任教師針對(duì)新疆公路建設(shè)市場(chǎng)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(yàn)檢測(cè)企業(yè)、施工企業(yè)、公路設(shè)計(jì)企業(yè)、公路管理部門等，再經(jīng)過崗前培訓(xùn)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(yàn)檢測(cè)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(zhǔn)備階段的監(jiān)理、施工階段的監(jiān)理和交工驗(yàn)收階段的監(jiān)理，在不同的監(jiān)理階段，監(jiān)理人員所面對(duì)的工作任務(wù)各不相同，所要求的能力也不同?！兜缆饭こ藤|(zhì)量控制技術(shù)》課程在公路施工監(jiān)理工作過程中所對(duì)應(yīng)的工作崗位就是公路檢測(cè)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(duì)應(yīng)的工作崗位“公路檢測(cè)監(jiān)理員”，對(duì)該工作崗位進(jìn)行詳細(xì)的分解：
（1）公路檢測(cè)監(jiān)理員崗位，需要招聘對(duì)象一般具有：公路工程相關(guān)專業(yè)大專以上學(xué)歷；公路水運(yùn)試驗(yàn)檢測(cè)員資格證書；1年以上道路工程質(zhì)量控制的經(jīng)驗(yàn)；良好的職業(yè)道德和組織溝通協(xié)調(diào)能力；工作認(rèn)真、謹(jǐn)慎細(xì)心、勇于承擔(dān)工作任務(wù)；
（2）公路檢測(cè)監(jiān)理員崗位要求的工作內(nèi)容為：負(fù)責(zé)確定各分項(xiàng)工程的質(zhì)量控制要點(diǎn)；負(fù)責(zé)對(duì)質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)；負(fù)責(zé)對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)定；負(fù)責(zé)用試驗(yàn)報(bào)告顯示檢測(cè)的結(jié)果；完成試驗(yàn)檢測(cè)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(duì)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(duì)《道路工程質(zhì)量控制技術(shù)》課程提出學(xué)習(xí)型的典型工作任務(wù)，（見表1）。
表1
序號(hào) 學(xué)習(xí)項(xiàng)目名稱 典型工作任務(wù)
項(xiàng)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(diǎn)
任務(wù)三、制定質(zhì)量問題分析處理程序
項(xiàng)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(diǎn)
任務(wù)二、進(jìn)行幾何尺寸檢測(cè)
任務(wù)三、進(jìn)行內(nèi)在質(zhì)量檢測(cè)
任務(wù)四、進(jìn)行外觀評(píng)定
任務(wù)五、進(jìn)行綜合評(píng)定
項(xiàng)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(diǎn)
任務(wù)二、進(jìn)行基層混合料質(zhì)量檢測(cè)
任務(wù)三、進(jìn)行基層幾何尺寸檢測(cè)
任務(wù)四、進(jìn)行基層內(nèi)在質(zhì)量檢測(cè)
任務(wù)五、進(jìn)行基層綜合評(píng)定
項(xiàng)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(diǎn)
任務(wù)二、進(jìn)行面層混合料質(zhì)量檢測(cè)
任務(wù)三、進(jìn)行面層幾何尺寸檢測(cè)
任務(wù)四、進(jìn)行面層內(nèi)在質(zhì)量檢測(cè)
任務(wù)五、進(jìn)行面層綜合評(píng)定
2.3 對(duì)課程的學(xué)習(xí)情境和課業(yè)進(jìn)設(shè)計(jì)
通過對(duì)典型工作任務(wù)的分析，我們把該門課程分為4個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目按照項(xiàng)目化教學(xué)的方式的組織教學(xué)，通過這種方式來讓學(xué)生了解實(shí)際工作的過程，這4個(gè)項(xiàng)目（見表2）。
經(jīng)過學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)制定適用于不同教學(xué)班級(jí)的教案。教案應(yīng)該針對(duì)每個(gè)典型工作任務(wù)設(shè)計(jì)，最好為每2學(xué)時(shí)設(shè)計(jì)一次有針對(duì)性教學(xué)實(shí)施方案，每個(gè)教學(xué)步驟都應(yīng)該有達(dá)成的相應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。
3 結(jié)束語
基于工作過程的課程開發(fā)和設(shè)計(jì)是目前高職院校課程改革的一項(xiàng)重要任務(wù)它強(qiáng)調(diào)職業(yè)工作的整體性，強(qiáng)調(diào)技能操作的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)、綜合素質(zhì)以及職業(yè)素質(zhì)。通過學(xué)習(xí)情境的模擬，使學(xué)生真實(shí)的體驗(yàn)工作過程。然而高職教育的改革如果只依靠學(xué)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(xué)企業(yè)、實(shí)行頂崗實(shí)習(xí)，讓學(xué)生能在學(xué)習(xí)的過程中真正接觸到企業(yè)和工作，能接觸到真實(shí)的項(xiàng)目使學(xué)生在走出校門的時(shí)候真正具備了一個(gè)高職人的素質(zhì)和技能。
參考文獻(xiàn)：
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論文關(guān)鍵詞：液壓與氣壓傳動(dòng)，教材改革
近年來，隨著改革開放的不斷深入，機(jī)電工業(yè)面臨著產(chǎn)業(yè)的整體優(yōu)化與升級(jí)，對(duì)勞動(dòng)者的素質(zhì)也提出了更高和更新的要求。液壓與氣壓傳動(dòng)是利用液體或氣體的壓力傳遞力和運(yùn)動(dòng)的一種傳動(dòng),由于它具有其他傳動(dòng)方式不可替代的許多特性,因此被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、石油化工、交通運(yùn)輸、礦山機(jī)械、建筑機(jī)械等各個(gè)工程技術(shù)領(lǐng)域。隨著微電子技術(shù)和控制理論學(xué)科的發(fā)展,液壓氣壓傳動(dòng)的應(yīng)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(dòng)與控制技術(shù)。因此，職業(yè)技術(shù)教育必須適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)對(duì)人才的需要，培養(yǎng)學(xué)生具有更高、更全面的綜合職業(yè)能力。在培養(yǎng)學(xué)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(xué)院校本教材《液壓與氣壓傳動(dòng)》改革與建設(shè)談一些認(rèn)識(shí)。
一 明確培養(yǎng)目標(biāo)，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(yīng)用型專門人才。學(xué)生走向工作崗位后,遇到有關(guān)液壓和氣壓傳動(dòng)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(xiàng)目,很少接觸到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)校核計(jì)算工作。因此，學(xué)校教育必須樹立“以素質(zhì)為基礎(chǔ)、以能力為本位”的指導(dǎo)思想，注重學(xué)生的能力提高和素質(zhì)培養(yǎng)，打破學(xué)科界限，調(diào)整課程結(jié)構(gòu)。
《液壓與氣壓傳動(dòng)》是機(jī)電類學(xué)生必修的一門專業(yè)課，主要介紹機(jī)電設(shè)備液壓與氣壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)和液壓氣壓控制技術(shù)。隨著機(jī)電技術(shù)的迅猛發(fā)展，單一的學(xué)科體系已不利于學(xué)生形成機(jī)電設(shè)備的整體意識(shí)，如機(jī)電設(shè)備的運(yùn)動(dòng)主要有機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)教育論文，機(jī)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(xué)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合?，F(xiàn)行的課程結(jié)構(gòu)為各學(xué)科單獨(dú)設(shè)置，以課程群的組合來建立學(xué)生的知識(shí)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(diǎn)、重復(fù)多，浪費(fèi)了大量學(xué)時(shí)，而且各門課程知識(shí)很難融會(huì)貫通、綜合運(yùn)用，不利于綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。筆者認(rèn)為應(yīng)打破傳統(tǒng)的教學(xué)體系，將機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)、電氣控制技術(shù)、液壓傳動(dòng)、可編程控制器應(yīng)用技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等知識(shí)設(shè)置為幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊，并有機(jī)地結(jié)合在一起，成為一個(gè)復(fù)合型專業(yè)課程，這樣既利于培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力，同時(shí)還可以減輕學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)和學(xué)習(xí)壓力，并為實(shí)踐操作技能節(jié)約大量的時(shí)間。
二 突出職教特色，優(yōu)化知識(shí)內(nèi)容
職業(yè)教育必須適應(yīng)市場(chǎng)的要求，教學(xué)內(nèi)容必須具有職業(yè)性和實(shí)用性；知識(shí)應(yīng)以夠用為度，不必強(qiáng)調(diào)過多的理論系統(tǒng)性和完整性中國(guó)知網(wǎng)論文數(shù)據(jù)庫。
1 刪除理論性較強(qiáng)的內(nèi)容
《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程理論抽象而實(shí)踐性又很強(qiáng)。因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)的過程是在封閉的系統(tǒng)中完成的,要建立起直觀的認(rèn)識(shí)是比較困難的。但是這個(gè)專業(yè)貼近生產(chǎn)實(shí)際,應(yīng)用性很強(qiáng)。一般的液壓設(shè)備在日常生活中很少見到,所以學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí),加上隨著教學(xué)的改革,本課程的教學(xué)時(shí)數(shù)已經(jīng)縮減,故而傳統(tǒng)的教學(xué)手段很難適應(yīng)新形勢(shì)下的教學(xué)任務(wù)了。只有改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段,使教學(xué)方法多樣化,并加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié),才能改善教學(xué)效果。
過多、過深的理論知識(shí)不但使學(xué)生所學(xué)無用，而且可能使學(xué)生產(chǎn)生一定的恐懼、厭煩情緒，喪失學(xué)習(xí)的興趣和信心。傳統(tǒng)的《液壓與氣壓傳動(dòng)》教材中液體動(dòng)力學(xué)章節(jié)中存在較多繁瑣公式的推導(dǎo)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(jì)算公式、各種液壓泵排量及流量的計(jì)算公式，筆者認(rèn)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(jì)方法與計(jì)算步驟，該內(nèi)容主要應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究使用，對(duì)職業(yè)教育則沒有必要掌握，也應(yīng)予以刪除或壓縮。對(duì)那些必需的理論知識(shí)可作適當(dāng)處理，做到“知其然”，而不必過分強(qiáng)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(dòng)的摩擦力，應(yīng)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(shí)用性。
2 體現(xiàn)教材的先進(jìn)性
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，教材應(yīng)當(dāng)不斷補(bǔ)充新知識(shí)、新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝，使學(xué)生掌握最新的知識(shí)以適應(yīng)市場(chǎng)要求教育論文，如氣動(dòng)技術(shù)近幾十年來發(fā)展迅速，已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，其工作原理與液壓傳動(dòng)有許多相近之處，因此，可增加有關(guān)氣壓傳動(dòng)的知識(shí)。而對(duì)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(yīng)予以剔除，如徑向柱塞泵由于徑向尺寸大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造困難，近年來已使用較少，該部分知識(shí)可予以省略。
3 便于教學(xué)和自學(xué)
近幾年隨著高等院校的擴(kuò)大招生，學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)普遍較差，學(xué)習(xí)能力較低。因此，教材內(nèi)容應(yīng)充分考慮學(xué)生的特點(diǎn)，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(fù)習(xí)思考題多延用了本科教材的形式，以問答、論述、計(jì)算為主，對(duì)學(xué)生的論述、概括、分析能力有較高要求。筆者認(rèn)為應(yīng)適當(dāng)?shù)亟档碗y度，采用學(xué)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(shí)面，又可以突出知識(shí)點(diǎn)的理解和應(yīng)用，同時(shí)也便于老師的教學(xué)和學(xué)生自學(xué)。同時(shí)，可安排一些課后討論題或生活中的實(shí)例，如挖掘機(jī)、起重機(jī)的液壓系統(tǒng)，鼓勵(lì)學(xué)生利用圖書館、互聯(lián)網(wǎng)查找所需資料、增加學(xué)習(xí)的趣味性和實(shí)用性，做到開放式教學(xué)，拓寬課堂教學(xué)范圍。
4 注意與其它教材的統(tǒng)一性
《液壓與氣壓傳動(dòng)》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(xué)生產(chǎn)生模糊不清的概念，建議相關(guān)教材對(duì)同一元件應(yīng)采用統(tǒng)一國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
三 突出實(shí)踐能力的培養(yǎng)
為使學(xué)生具有一定調(diào)試和維修液壓設(shè)備的技能,必須加強(qiáng)學(xué)生對(duì)生產(chǎn)設(shè)備液壓系統(tǒng)分析能力的培養(yǎng)。通過大量實(shí)例分析,可使學(xué)生舉一反三,觸類旁通。同時(shí),更好地把零散的液壓知識(shí)有機(jī)地聯(lián)系起來,得以靈活應(yīng)用。
突出實(shí)踐能力的培養(yǎng)，既要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，更要培養(yǎng)學(xué)生分析能力、解決問題的能力。液壓系統(tǒng)在工作中會(huì)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(jiǎn)單提及了常見故障及其排除方法。筆者認(rèn)為這樣泛泛而談已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)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(yīng)說明它們?cè)谑褂弥腥菀桩a(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(xué)生的分析能力。
液壓課程中安排的實(shí)驗(yàn)可分為演示、驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)。演示、驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)缺少創(chuàng)造性，不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，如溢流閥的性能試驗(yàn)，要求學(xué)生按照事先設(shè)計(jì)的試驗(yàn)步驟進(jìn)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(gè)試驗(yàn)都是學(xué)生按指令被動(dòng)執(zhí)行，沒有自己的認(rèn)識(shí)與創(chuàng)新。筆者認(rèn)為此類試驗(yàn)效果甚微，可予以削減中國(guó)知網(wǎng)論文數(shù)據(jù)庫。同時(shí)增加培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力的應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)，如液壓基本回路實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)液壓回路并通過試驗(yàn)將各液壓元件安裝組合，驗(yàn)證回路的可行性，把所學(xué)知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來，在設(shè)計(jì)、聯(lián)接、調(diào)試的整個(gè)過程中，學(xué)生是主導(dǎo)者，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，大大提高了其創(chuàng)造思維及綜合應(yīng)用能力。同時(shí)，為適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)維修能力的要求，建議增加實(shí)習(xí)演練周，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)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(xué)軟件，發(fā)展多媒體教學(xué)
《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程的結(jié)構(gòu)圖、原理圖特別多,有的還比較復(fù)雜。過去的教學(xué)手段比較單一,主要是通過教學(xué)掛圖、教學(xué)模型等輔助教學(xué)。老師雖然下了很大的功夫,但學(xué)生卻聽得一頭霧水,漸漸失去了學(xué)習(xí)的興趣。圖文并茂的多媒體教學(xué)的出現(xiàn),使抽象的教學(xué)內(nèi)容變得直觀、生動(dòng)。以溢流閥的講解為例，傳統(tǒng)教學(xué)多采用掛圖或幻燈片，教師所用的、學(xué)生所看見的不過是一些簡(jiǎn)單、毫無生氣的二維示意圖教育論文，雖然配以教學(xué)模型進(jìn)行講解，但溢流閥閥芯上移、實(shí)現(xiàn)溢流的過程，只能由學(xué)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(dòng)畫效果演示其裝配及工作過程，一個(gè)彩色的、立體的動(dòng)態(tài)圖像呈現(xiàn)在學(xué)生面前。同時(shí)，通過與學(xué)生的雙向交流與反饋，有效地激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與創(chuàng)造想象力，使學(xué)生真正感受到現(xiàn)代化教學(xué)的優(yōu)越性。
五 改革考核方式,加強(qiáng)過程考核
本課程最終考核方法應(yīng)采取理論與實(shí)踐相結(jié)合的形式,理論教學(xué)包括理論考試成績(jī)、上課表現(xiàn)、完成作業(yè)情況三部分,實(shí)踐部分應(yīng)包括實(shí)踐技能、實(shí)習(xí)報(bào)考、實(shí)習(xí)態(tài)度三部分?？紤]到高職教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求,總評(píng)成績(jī)理論與實(shí)踐部分各占50%為宜。通過這樣的考核方法,一方面督促學(xué)生上課認(rèn)真學(xué)習(xí),下課及時(shí)完成作業(yè),掌握豐富的理論知識(shí),另一方面,又重視學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng),有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
總之，《液壓與氣壓傳動(dòng)》教材要緊跟時(shí)展的需要，必須打破傳統(tǒng)教材的舊條框，建立科學(xué)合理的教材體系，拓寬課堂教學(xué)范圍，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，貫徹開放式、探討式、研究式、學(xué)習(xí)式教學(xué)形式和考核方式，并充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段提高學(xué)生職業(yè)能力。
[關(guān)鍵詞] 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 教學(xué)改革 教學(xué)實(shí)踐
隨著高等教育逐步實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的應(yīng)試教育向現(xiàn)代的綜合素質(zhì)教育轉(zhuǎn)化，傳統(tǒng)的教學(xué)模式正朝著學(xué)習(xí)理論知識(shí)、提高綜合素質(zhì)、增強(qiáng)實(shí)踐能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的目標(biāo)發(fā)展。
計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程是高等學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，課程的特點(diǎn)是實(shí)踐性強(qiáng)、與專業(yè)課密切相關(guān)，它涉及的基礎(chǔ)理論和知識(shí)面較廣，牽涉電氣、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制理論等綜合知識(shí)，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(jì)算機(jī)控制技術(shù)》是自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)課，和畢業(yè)設(shè)計(jì)前后銜接，共同完成本專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)和實(shí)際工作能力的任務(wù)，培養(yǎng)自動(dòng)化專業(yè)本科生熟悉計(jì)算機(jī)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，掌握計(jì)算機(jī)在自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用，通過本課程的學(xué)習(xí)，要使學(xué)生獲得：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成與典型應(yīng)用方式；控制系統(tǒng)信號(hào)的輸入/輸出接口與通道；常規(guī)數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)；常用應(yīng)用程序設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)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(jì)技能，學(xué)生在學(xué)完本課程后，結(jié)合其他課程內(nèi)容和畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，可具備一定的開發(fā)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的能力。
二、教學(xué)方法的改革
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，要求我們培養(yǎng)的學(xué)生不是單純的繼承型、守業(yè)型人才，而是能夠獨(dú)立思考、善于進(jìn)取、有創(chuàng)造性思維能力、能適應(yīng)新形勢(shì)發(fā)展需要的開拓型人才。為適應(yīng)人才培養(yǎng)的需要，改革課程教學(xué)方法和教學(xué)手段，是擺在我們面前十分重要的任務(wù)。
在課堂教學(xué)中采用知識(shí)點(diǎn)講授、課堂討論、演示輔導(dǎo)、工程實(shí)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(diǎn)與重點(diǎn)、概念與應(yīng)用的關(guān)系，做到精講多練、邊講邊練、講練結(jié)合。選擇實(shí)用性、趣味性、有典型特色的教學(xué)實(shí)例，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，增強(qiáng)專業(yè)課學(xué)習(xí)的興趣。
1.在本課程的教授過程中應(yīng)特別注意計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程的教學(xué)目的和要求，由此決定在本課程的教學(xué)過程中應(yīng)強(qiáng)調(diào)對(duì)基本概念、基本規(guī)律的講授，有關(guān)計(jì)算方法講授的目的是期望通過計(jì)算所得的結(jié)果進(jìn)一步幫助學(xué)生對(duì)基本概念或基本規(guī)律的理解和掌握, 而不是培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力。
2.“學(xué)而必知其用”觀念貫穿整個(gè)教學(xué)過程。因?yàn)檫@門課程是前面幾門課程的綜合，它把前面的自動(dòng)控制理論、單片機(jī)原理及應(yīng)用、微機(jī)原理及應(yīng)用、程序設(shè)計(jì)等幾門課程綜合在一起，形成一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)。在教學(xué)過程中應(yīng)對(duì)課程中各章節(jié)的作用有清楚的認(rèn)識(shí)，應(yīng)當(dāng)明確課程各部分內(nèi)容在實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)中的作用。
3.采用“教、學(xué)、做相結(jié)合”的教學(xué)方法。教學(xué)中從最基本的應(yīng)用實(shí)例出發(fā)，由實(shí)際問題入手通過技能訓(xùn)練引入相關(guān)知識(shí)和理論，并且提出學(xué)習(xí)的內(nèi)容、目的、要求及其他相關(guān)事項(xiàng)，后面由學(xué)生自主學(xué)習(xí)有關(guān)內(nèi)容，再通過自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的方式來加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，同時(shí)獲得相關(guān)技能的訓(xùn)練。這種在教師指導(dǎo)下，感性認(rèn)識(shí)與理性認(rèn)識(shí)交互進(jìn)行，對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)起到良好的促進(jìn)作用。
4.探究型教學(xué)。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(xué)生對(duì)有些概念的深入理解和掌握，在教學(xué)過程中，對(duì)某些思考題組織學(xué)生進(jìn)行討論或給予啟發(fā)說明，以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)的能力。
5.利用小型的課程設(shè)計(jì)作業(yè)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)真正意義上的控制系統(tǒng)。激發(fā)學(xué)生自主的創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行有益的嘗試。
三、教學(xué)手段的改革
采用現(xiàn)代教育技術(shù)和傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過程中的普遍應(yīng)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(xué)，大大提高了課堂教學(xué)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(jì)部分要求的理論性較強(qiáng)，采用傳統(tǒng)的黑板教授的方式，使學(xué)生更好的理解數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法。
在教學(xué)手段上，開發(fā)了相關(guān)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件，將傳統(tǒng)教學(xué)方法與多媒體、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、幻燈錄像等現(xiàn)代化的手段相結(jié)合，互相彌補(bǔ)，使教學(xué)內(nèi)容形象直觀，易于理解，使教學(xué)過程更生動(dòng)鮮明，更符合學(xué)生的年齡特征和思維特點(diǎn)，提高了教學(xué)效率，突出課程了重點(diǎn)和難點(diǎn)，更激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。但是，通過教學(xué)實(shí)踐，教師們深刻認(rèn)識(shí)到多媒體教學(xué)在增加教學(xué)信息量，提高講課效率的同時(shí)，也在某種程度上影響師生互動(dòng)以及對(duì)教材與教學(xué)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(shí)現(xiàn)多種教學(xué)手段的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
四、考試內(nèi)容和方法的改革
結(jié)合本課程實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)，本課程考試應(yīng)該由3部分組成：1.平時(shí)成績(jī)，此部分占最后考試成績(jī)的20%。2.一般的閉卷考試，此部分占最后考試成績(jī)的60%。考試內(nèi)容的重點(diǎn)放在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分：輸入輸出接口和通道設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，其他部分的知識(shí)作為一些小知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行考試。此部分考試主要是讓學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中常用的一些芯片，控制系統(tǒng)的各個(gè)組成部分的設(shè)計(jì)方法，計(jì)算機(jī)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(jì)，設(shè)計(jì)題目是設(shè)計(jì)一個(gè)常用的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。此部分占最后考試成績(jī)的20%。在這個(gè)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(jì)來不僅可以鍛煉學(xué)生設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的能力，掌握在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的一些問題，還可以使學(xué)生學(xué)習(xí)查閱資料的方法，為將來的工作和繼續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)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(jì)80年代起源于美國(guó)，主要依靠智能控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成技術(shù)以及信息技術(shù)等實(shí)現(xiàn)各種不同功能。智能建筑是由多種高、新科學(xué)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(gè)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(jì)80年代初出現(xiàn)在美國(guó)，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(duì)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)，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(fù)雜的智能建筑可根據(jù)具體需求設(shè)計(jì)特點(diǎn)的功能模塊。
智能建筑是伴隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)興起的，以計(jì)算機(jī)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(duì)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(gè)階段：
（1）第一階段，開始于20世紀(jì)80年底，該時(shí)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(yīng)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(zāi)自動(dòng)報(bào)警、空調(diào)設(shè)備監(jiān)控等系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jì)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(jìn)行定制。ASC的通信功能實(shí)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(zāi)自動(dòng)報(bào)警與控制系統(tǒng)等。
（3）第三階段，20世紀(jì)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(jì)的集成管理智能化系統(tǒng)、計(jì)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(shí)現(xiàn)了智能建筑的系統(tǒng)化、集成化與獨(dú)立運(yùn)行和管理。智能建筑實(shí)現(xiàn)了基于虛擬現(xiàn)實(shí)與多媒體技術(shù)的人機(jī)接口和融合處理。
二、智能控制技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用
（1）知識(shí)庫專家系統(tǒng)和知識(shí)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(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行，專家系統(tǒng)是在所需控制對(duì)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(shí)和經(jīng)驗(yàn)水平，能解決專業(yè)問題。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)專家提供的特殊領(lǐng)域知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理，綜合模擬專家的決策來解決復(fù)雜的問題。引入基于控制專家的專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專家控制系統(tǒng)。采用知識(shí)表達(dá)技術(shù)，建立模型知識(shí)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(dòng)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(xué)模型的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的局限性，使數(shù)學(xué)模型與知識(shí)模型相融合，知識(shí)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(yīng)用于物業(yè)管理、自動(dòng)繳費(fèi)業(yè)務(wù)與智能支持等領(lǐng)域，在社會(huì)上評(píng)價(jià)均很高。
（2）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在建筑系統(tǒng)建模、學(xué)習(xí)、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(shí)別、最優(yōu)化計(jì)算、圖像處理等等控制領(lǐng)域。隨著智能建筑的自動(dòng)化功能需求的不斷增強(qiáng)，在現(xiàn)代智能建筑物內(nèi)安裝的自動(dòng)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(dòng)化、半自動(dòng)化的響應(yīng)速度，且其對(duì)設(shè)備要求越來越低。智能系統(tǒng)中的建筑學(xué)習(xí)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(shí)時(shí)性，但隨計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的提高與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的改進(jìn)，建筑神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制不斷完善。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)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(xué)家不斷將其引入到了建筑物的智能決策系統(tǒng)當(dāng)中，能使智能建筑實(shí)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(jìn)行方案決策，為決策者提供詳細(xì)的信息，幫助決策者明確決策目標(biāo)和對(duì)決策問題全面認(rèn)識(shí)，能提供各種決策方案，并能對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(dá)到最大經(jīng)濟(jì)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(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)，能夠比較自由的設(shè)計(jì)個(gè)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(jì)的發(fā)展，智能建筑逐步走向個(gè)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(jìn)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(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：項(xiàng)目教學(xué)法；課程教學(xué)；計(jì)算機(jī)控制技術(shù)
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）15-0273-03
一、前言
項(xiàng)目教學(xué)法也稱為“基于項(xiàng)目活動(dòng)的研究性學(xué)習(xí)”，是由美國(guó)著名教育家、伊利諾易大學(xué)教授凱茲博士和加拿大教育家、阿爾伯特大學(xué)教授查德博士共同創(chuàng)建的一種以學(xué)生為本的活動(dòng)教學(xué)法，是一個(gè)全新的教學(xué)方法。它的理論基礎(chǔ)是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、情境學(xué)習(xí)理論和杜威的實(shí)用主義教育理論。在項(xiàng)目教學(xué)中教師根據(jù)各學(xué)期學(xué)習(xí)領(lǐng)域的教學(xué)要求，適時(shí)安排教學(xué)計(jì)劃，制定和設(shè)計(jì)項(xiàng)目合同，組織學(xué)生以小組工作的方式加以實(shí)施，在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生的積極性和求知欲望被有效地調(diào)動(dòng)。項(xiàng)目教學(xué)法具有鮮明的特征：首先，學(xué)習(xí)過程是理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的過程；其次，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)新能力；最后，項(xiàng)目教學(xué)法是以“學(xué)習(xí)任務(wù)”為載體來引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索的，這使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中清晰地意識(shí)到自身的學(xué)習(xí)目標(biāo)。此外，在教學(xué)過程中同學(xué)之間的交流與合作、組員之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神[1-3]。
項(xiàng)目教學(xué)法起源于美國(guó)，盛行于德國(guó)。上個(gè)世紀(jì)80年代開始，德國(guó)的應(yīng)用科技類大學(xué)就已經(jīng)廣泛開展了項(xiàng)目教學(xué)法的教學(xué)實(shí)踐，取得了令人矚目的成績(jī)[4]。我國(guó)職業(yè)教育的課程教學(xué)已經(jīng)普遍采用項(xiàng)目教學(xué)法，可以查閱到大量的相關(guān)教學(xué)論文，已有基于項(xiàng)目教學(xué)法的教材出版，例如單片機(jī)技術(shù)、PLC技術(shù)、磨具設(shè)計(jì)等教材[5-6]。我國(guó)普通高等教育由于受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，課程教學(xué)多數(shù)還是“理論教學(xué)+驗(yàn)證性實(shí)踐環(huán)節(jié)+期終考試”的模式。近年來隨著我國(guó)普通高等改革的不斷深入，高校教師開始對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行反思，在一些實(shí)踐性較強(qiáng)的課程教學(xué)中，已有教師引入了項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行課程教學(xué)改革。有部分地方院校的電視新聞學(xué)專業(yè)和機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)在人才培養(yǎng)模式中強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用，在專業(yè)課程教學(xué)中普遍采用了項(xiàng)目教學(xué)法，已取得了比較好的成效[7]。
二、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀
“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”是我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的主要專業(yè)課程之一，它是繼“自動(dòng)控制理論”之后的一門專業(yè)主干課程。本課程主要介紹計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本理論和計(jì)算機(jī)控制器的設(shè)計(jì)方法，介紹計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分析及系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。從計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用的角度出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分析能力和設(shè)計(jì)能力。
在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)理論教學(xué)方法中，多為老師講解為主學(xué)生聽課為輔的教學(xué)方法，教學(xué)以教師講授為中心，對(duì)教學(xué)信息進(jìn)行加工處理后，通過語言、文字等形式呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生則通過自己的感官接受教師的教學(xué)信息。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要是做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。教師在教學(xué)過程中處于絕對(duì)的主動(dòng)地位，學(xué)生在被動(dòng)的環(huán)境中學(xué)習(xí)。學(xué)生的的主動(dòng)性和創(chuàng)造性受到極大的壓制。
“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程是一門電類專業(yè)的主干課程，教學(xué)內(nèi)容的實(shí)踐性強(qiáng)，適合項(xiàng)目教學(xué)法。教師和學(xué)生可以在實(shí)施項(xiàng)目的過程中，完成該課程的教學(xué)內(nèi)容。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系密切，學(xué)生在“做中學(xué)”，能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
三、基于項(xiàng)目教學(xué)的改革思路
1.教學(xué)內(nèi)容和方式的改革。課程教學(xué)實(shí)行項(xiàng)目教學(xué)法改革，選擇合適的項(xiàng)目是關(guān)鍵。通過創(chuàng)設(shè)問題情境，把所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容巧妙地隱含在每一個(gè)項(xiàng)目中去，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)和探索研究，引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)項(xiàng)目展開討論，可以使學(xué)生通過完成項(xiàng)目?jī)?nèi)容達(dá)到掌握所學(xué)知識(shí)，提高分析問題、解決實(shí)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(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程的知識(shí)體系，制定了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容。主要教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該包含以下內(nèi)容：（1）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成和計(jì)算機(jī)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(diǎn)比較法插補(bǔ)原理和步進(jìn)電機(jī)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)據(jù)預(yù)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(chǎng)總線控制系統(tǒng)；（7）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則與步驟、設(shè)計(jì)舉例等。
根據(jù)我校的實(shí)驗(yàn)條件，我們構(gòu)建了三個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，通過這些項(xiàng)目的實(shí)施，基本上可以涵蓋上面所提出的教學(xué)內(nèi)容，能夠達(dá)到我們預(yù)期的教學(xué)要求。三個(gè)項(xiàng)目的要求如右表。
2.對(duì)學(xué)生考評(píng)的改革。項(xiàng)目的評(píng)估總結(jié)是項(xiàng)目教學(xué)法的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生項(xiàng)目的評(píng)估總結(jié)過程是學(xué)生一個(gè)學(xué)習(xí)、提高的過程。學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施的過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)各種問題，學(xué)生要組織自評(píng)和互評(píng)，發(fā)現(xiàn)自己的不足及別人的長(zhǎng)處，從而提高自己的各種能力。我們?nèi)∠擞?jì)算機(jī)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(xiàng)目的硬件設(shè)計(jì)與制作、項(xiàng)目的軟件編寫、項(xiàng)目的調(diào)試和結(jié)果、項(xiàng)目報(bào)告書、項(xiàng)目組成員的答辯等情況，綜合給出一個(gè)合理的考核分?jǐn)?shù)。
四、教學(xué)改革中需要探索的問題
1.選擇合適的項(xiàng)目是進(jìn)行教學(xué)成功與否的關(guān)鍵。進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)的課程項(xiàng)目不宜過多，每個(gè)項(xiàng)目涉及的知識(shí)點(diǎn)要滿足課程要求，不能有過多的重復(fù)內(nèi)容，難度不宜過大，需要的實(shí)驗(yàn)條件基本能夠滿足，等等。
2.如何合理地給出項(xiàng)目組成員的考評(píng)成績(jī)。項(xiàng)目一般需要小組合作的形式來完成，任課教師不能時(shí)時(shí)刻刻了解每個(gè)學(xué)生的情況，很難公證公平地對(duì)每個(gè)學(xué)生給出合理的成績(jī)。
3.現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備多數(shù)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，基本上不符合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求。由于近年來高校擴(kuò)招，實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)嚴(yán)重不足，因此，項(xiàng)目教學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)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(xiàng)目教學(xué)教材。近年來，國(guó)內(nèi)職業(yè)教學(xué)已經(jīng)出現(xiàn)了一些按照項(xiàng)目教學(xué)編寫的教材，其中大多數(shù)項(xiàng)目實(shí)施過程編寫得過于詳細(xì)，類似于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而且其廣度和深度不符合本科教學(xué)的要求。如何在教材中將理論與教學(xué)項(xiàng)目進(jìn)行結(jié)合，如何介紹項(xiàng)目的內(nèi)容和實(shí)施過程，是教材編寫者需要思考的問題。
5.高?，F(xiàn)有的體制很難對(duì)實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)的教師一個(gè)合理的評(píng)價(jià)。
五、結(jié)論
1.教師的教學(xué)圍繞項(xiàng)目展開，教學(xué)過程有了變化，重點(diǎn)講解項(xiàng)目所需要的主要知識(shí)點(diǎn)，教師給出項(xiàng)目名稱，讓學(xué)生在“做中學(xué)”，可以激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
2.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的教學(xué)項(xiàng)目將采用單片機(jī)（DSP或嵌入式系統(tǒng)）、PLC和工控機(jī)作為控制器，可以充分利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的條件，拓展實(shí)驗(yàn)室功能，提高設(shè)備的利用率。
3.本課程教學(xué)改革模式可以應(yīng)用到電類專業(yè)大量的計(jì)算機(jī)軟硬件課程和實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課程的教學(xué)改革中，為這些課程進(jìn)行“項(xiàng)目教學(xué)法”改革積累了經(jīng)驗(yàn)。
4.本科課程教學(xué)中實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法是一種有益的嘗試，在教學(xué)過程中還有很多實(shí)際問題需要探索和研究。
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論文摘 要: 概括說明機(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)問世后,計(jì)算機(jī)首先被用來自動(dòng)檢測(cè)化工生產(chǎn)過程的過程參量并進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理,同時(shí)也研究了計(jì)算機(jī)的開環(huán)控制。到二十世紀(jì)六十年代,出現(xiàn)了用于過程控制的計(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,通過計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程進(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)集合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)總稱,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)化倉庫等組成。在工業(yè)上,它可以隨機(jī)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(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(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、輕工、環(huán)保以及文化娛樂等各行各業(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?。下面舉幾個(gè)具體實(shí)例來介紹計(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)工件的控制過程。隨著世界經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展,人類活動(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(也稱機(jī)械手)來完成。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的生產(chǎn)和生活方式。
農(nóng)業(yè)方面,機(jī)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(jī)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(dāng)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(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(dòng)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(chǔ)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(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)通過顧客選擇商品開關(guān),投入的硬幣值由PLC驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示,經(jīng)過光傳感器識(shí)別,通過判斷,進(jìn)行下一步操作,經(jīng)過PLC的系統(tǒng)控制和信號(hào)輸出完成售賣過程。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)確無誤的完成信號(hào)燈的變燈動(dòng)作來控制時(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)單的編織過程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到電腦橫機(jī)中,通過電腦的自動(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：DS18B20，1-wire總線，水產(chǎn)養(yǎng)殖溫控系統(tǒng)，STM32F103CB
0 引言
我國(guó)漁業(yè)生產(chǎn)正處在從粗放型、分散化向精準(zhǔn)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(shí)期。水產(chǎn)養(yǎng)殖溫控系統(tǒng)可以發(fā)揮重要作用：可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)生產(chǎn)情況，促使養(yǎng)殖場(chǎng)嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行生產(chǎn)，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量；及時(shí)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(cè)是很重要的一個(gè)指標(biāo)。故此，我們?cè)O(shè)計(jì)了這套性價(jià)比高、使用方便、易于安裝和維護(hù)的溫控系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)概述
本溫控系統(tǒng)是針對(duì)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(biāo)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(gè)數(shù)字溫度傳感器DS18B20將感應(yīng)到的溫度模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)后，輸入到溫度檢測(cè)模塊，由溫度檢測(cè)模塊傳輸給微控制器模塊，進(jìn)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(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示；另一方面在進(jìn)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(jī)的開度、冷氣機(jī)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(jiǎn)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(cè)量技術(shù)測(cè)溫。利用高低溫度系數(shù)振蕩器記錄由當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度所確定的計(jì)數(shù)值,以此確定當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐臏囟取?nèi)部主要有測(cè)溫電路，1-Wire接口電路科技小論文，存儲(chǔ)電路及CRC校驗(yàn)電路。特點(diǎn)如下：
(1) 1-wire數(shù)字接口；
(2) 專有的64位ROM序列號(hào)。含有8位家族號(hào)(28H),48位獨(dú)立序列號(hào)，8位CRC校驗(yàn)碼，保證串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽浚鲥e(cuò)可檢驗(yàn)；
(3) -10℃至+85℃范圍內(nèi)保證測(cè)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(shí)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(chǔ)上下限報(bào)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(jià)格低，使用靈活；
(11) 無需任何外圍硬件；
(12) 16位二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)格式(兩個(gè)字節(jié))，負(fù)溫度采用補(bǔ)碼表示。這些特點(diǎn)使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便，適合構(gòu)建大型的溫度測(cè)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(jī)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(fù)位時(shí)序和讀寫時(shí)序來實(shí)現(xiàn)。其中包含復(fù)位脈沖、響應(yīng)脈沖，寫1寫0讀1、讀0時(shí)序。只有響應(yīng)脈沖由DS18B20發(fā)出，其余都由主機(jī)(程序)發(fā)出。時(shí)序要求具體介紹如下：
①復(fù)位時(shí)序：主機(jī)發(fā)出一個(gè)寬度為480~960μs的負(fù)脈沖之后，再發(fā)出15~60μs的正脈沖，DS18B20則會(huì)發(fā)出一個(gè)60~240μs的響應(yīng)負(fù)脈沖，復(fù)位時(shí)序結(jié)束。
②寫時(shí)間片：即寫一位二進(jìn)制信息，周期至少為61μs，且含至少1μs的恢復(fù)時(shí)間。主機(jī)啟動(dòng)寫時(shí)序之后的15~60μs之間，DS18B20自動(dòng)采樣數(shù)據(jù)線，低電平為0，高電平為1。主機(jī)寫0時(shí)，持續(xù)低電平60~120μs之間。寫1時(shí),要在啟動(dòng)后15μs之內(nèi)使數(shù)據(jù)線變?yōu)楦唠娖健?/p>
③讀時(shí)間片:即讀一位二進(jìn)制信息，周期及恢復(fù)時(shí)間要求與寫時(shí)間片相同。主機(jī)啟動(dòng)讀時(shí)序之后,至少保持1μs低電平，然后在接近啟動(dòng)后15μs之前讀入數(shù)據(jù)。低電平為0，高電平為1。
2.2 STM32F103CB簡(jiǎn)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(jìn)的體系結(jié)構(gòu)；可以有效地實(shí)現(xiàn)一些數(shù)字信號(hào)處理的算法(如FFT、DTMF等)，有多達(dá)128KB的閃存，4個(gè)通用定時(shí)器模塊，32位定時(shí)器模式科技小論文，34個(gè)中斷，具有8個(gè)優(yōu)先級(jí)，2個(gè)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(gè)溫控系統(tǒng)的核心模塊，主要功能是實(shí)時(shí)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(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比得出需要輸出的控制信號(hào)量;產(chǎn)生輸出控制PWM波信號(hào)和通過232通訊傳輸給上位機(jī)實(shí)時(shí)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(jī)界面
本上位機(jī)界面采用VB編寫，方便實(shí)用，操作簡(jiǎn)單。
圖6 上位機(jī)控制界面
4 結(jié)束語
本系統(tǒng)將模糊PID溫度自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖中，以養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)各種水溫為主要被控對(duì)象，建立了以模糊PID控制理論為基礎(chǔ)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)可以有效地降低消耗，提高生產(chǎn)效率，符合國(guó)家提出的“節(jié)能減排”要求，符合國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策，具有十分廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
圖7 調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)一
圖7 調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)二
通過現(xiàn)場(chǎng)3個(gè)月的實(shí)際應(yīng)用測(cè)試，目前運(yùn)行良好，達(dá)到了當(dāng)初的設(shè)計(jì)目的。
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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(yīng)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(diǎn)，基于此對(duì)于液壓伺服系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行研究，并進(jìn)一步探討液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)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(xué)、液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)為基礎(chǔ)，應(yīng)用現(xiàn)代控制理論、模糊控制理論，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成傳感器技術(shù)應(yīng)用到液壓技術(shù)和電子技術(shù)中，為實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程自動(dòng)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(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)，在農(nóng)業(yè)、化工、輕紡、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造中都有廣泛的應(yīng)用，尤其在高、新、尖裝備中更為突出。隨著機(jī)電一體化的進(jìn)程不斷加快，技術(shù)裝各的工作精度、響應(yīng)速度和自動(dòng)化程度的要求不斷提高，對(duì)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(diǎn)，并進(jìn)一步探討了液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)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(dòng)源的伺服系統(tǒng)在各行各業(yè)應(yīng)用十分的廣泛，液壓伺服控制具有以下優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的速度位移及力控制，驅(qū)動(dòng)力、力矩和功率大，尺寸小重量輕，加速性能好，響應(yīng)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(diǎn)：(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(jī)械的，電氣的、氣動(dòng)的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統(tǒng)的主反饋是負(fù)反饋，即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相反，兩者相比較得偏差信號(hào)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(dòng)，既以偏差來減小偏差。(3)系統(tǒng)的輸入信號(hào)的功率很小，而系統(tǒng)的輸出功率可以達(dá)到很大。因此它是一個(gè)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(dòng)進(jìn)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(dòng)力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號(hào)，再利用偏差信號(hào)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(shí)際輸出與希望值相符。
在液壓伺服控制系統(tǒng)中，控制信號(hào)的形式有機(jī)液伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)和氣液伺服系統(tǒng)。機(jī)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(jī)械構(gòu)件，常用機(jī)舵面操縱系統(tǒng)、汽車轉(zhuǎn)向裝置和液壓仿形機(jī)床及工程機(jī)械。但反饋機(jī)構(gòu)中的摩擦、間隙和慣性會(huì)對(duì)系統(tǒng)精度產(chǎn)生不利影響。電液伺服系統(tǒng)中誤差信號(hào)的檢測(cè)、校正和初始放大采用電氣和電子元件或計(jì)算機(jī)，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(yīng)速度高、信號(hào)處理靈活和應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統(tǒng)。
三、液壓傳動(dòng)帕優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)液壓傳動(dòng)之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗c機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比，具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：
1液壓傳動(dòng)是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動(dòng)優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動(dòng)來驅(qū)動(dòng)，以克服長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)軸效率低的缺點(diǎn)。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機(jī)等重型工程機(jī)械上已基本取代了老式的機(jī)械傳動(dòng)，不僅操作方便，而且外形美觀大方。
2液壓傳動(dòng)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(dá)的體積為電動(dòng)機(jī)的12％～13％。液壓泵和液壓馬達(dá)單位功率的體積目前是發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的1／10，可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達(dá)可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)1：2000，并可在液壓裝置運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。
3傳遞運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時(shí)速度較穩(wěn)定。因此，金屬切削機(jī)床中磨床的傳動(dòng)現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動(dòng)。液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，使用安全、可靠，不會(huì)因過載而造成主件損壞：各液壓元件能同時(shí)自行，因此使用壽命長(zhǎng)。液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(shí)，能很容易的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。液壓元件己實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。
液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)：1液壓系統(tǒng)的漏油等因素，影響運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和正確性，使液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比：2液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，溫度變化時(shí)，液體勃性變化引起運(yùn)動(dòng)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(fù)雜。液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)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(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是主要的，隨著設(shè)計(jì)制造和使用水平的不斷提高，有些缺點(diǎn)正在逐步加以克服。
四、機(jī)床數(shù)控改造方向
(一)加工精度。精度是機(jī)床必須保證的一項(xiàng)性能指標(biāo)。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(jī)床的加工精度。因此位置精度是一個(gè)極為重要的指標(biāo)。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(duì)位置檢測(cè)元件提出精度的要求。因?yàn)樵陂]環(huán)控制系統(tǒng)中，對(duì)于檢測(cè)元件本身的誤差和被檢測(cè)量的偏差是很難區(qū)分出來的，反饋檢測(cè)元件的精度對(duì)系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用。在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床、尤其是高精度或太中型數(shù)控機(jī)床時(shí)，必須精心選用檢測(cè)元件。所選擇的測(cè)量系統(tǒng)的分辨率或脈沖當(dāng)量，一般要求比加工精度高一個(gè)數(shù)量級(jí)。總之，高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測(cè)元件作為保證。
(二)先局部后整體。確定改造步驟時(shí)，應(yīng)把整個(gè)電氣設(shè)備部分改造先分成若干個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行，如數(shù)控系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、主軸、進(jìn)給系統(tǒng)、面板控制與強(qiáng)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(cuò)。在每個(gè)子系統(tǒng)工作中，應(yīng)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(xì)的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進(jìn)。
(三)提高可靠性。數(shù)控機(jī)床是一種高精度、高效率的自動(dòng)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(jī)床的可靠性就顯得尤為重要?？煽慷仁窃u(píng)價(jià)可靠性的主要定量指標(biāo)之一，其定義為：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。對(duì)數(shù)控機(jī)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(dòng)、電源、干擾強(qiáng)度和操作規(guī)程等。這里的功能主要指數(shù)控機(jī)床的使用功能，例如數(shù)控機(jī)床的各種機(jī)能，伺服性能等。
汽車底盤四輪驅(qū)動(dòng)新技術(shù)
越來越多的新電子控制設(shè)備被應(yīng)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(dòng)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(dòng)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?fù)Q檔系統(tǒng)、制動(dòng)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(yīng)用，42V電壓技術(shù)的研究，電動(dòng)汽車的研究都會(huì)帶動(dòng)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(duì)汽車底盤的構(gòu)造技術(shù)以及這些新技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r及應(yīng)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(dòng)機(jī)及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，并接受發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使汽車產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，保證正常行駛。底盤由傳動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系四部分組成。
（1）傳動(dòng)系。傳動(dòng)系一般由離合器、變速器、萬向傳動(dòng)裝置、主減速器、差速器和半軸等組成。傳動(dòng)系可按能量傳遞方式的不同，劃分為機(jī)械傳動(dòng)、液力傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、電傳動(dòng)等。
（2）制動(dòng)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(duì)其進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動(dòng)的一系列專門裝置統(tǒng)稱為制動(dòng)系統(tǒng)。其作用是：使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進(jìn)行強(qiáng)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(fù)其行駛方向的專設(shè)機(jī)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(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)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(dòng)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(hào)的傳送取代過去由機(jī)械、液壓或氣動(dòng)的系統(tǒng)連接的部分，如換檔連桿、油門拉線、轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、剎車油路等。它不僅是取代連接，而且包括操縱機(jī)構(gòu)和操縱方式的變化，以及執(zhí)行機(jī)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(biāo)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(diǎn)，提高可靠性，在軟件上實(shí)現(xiàn)信息融合、集中控制，提高和擴(kuò)展各自的單獨(dú)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(gè)總成幾乎是機(jī)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(fù)雜。在汽車設(shè)計(jì)、裝配、維護(hù)中的負(fù)擔(dān)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(duì)運(yùn)動(dòng)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(gè)必須解決的問題，而使用傳統(tǒng)的點(diǎn)到點(diǎn)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(yīng)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(jī)構(gòu)、ECU的數(shù)據(jù)和信息通過一個(gè)總的ECU進(jìn)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(dòng)懸架系統(tǒng)
在汽車上使用的統(tǒng)懸架是由彈簧、減震器、導(dǎo)向機(jī)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(dòng).由于這種懸架作用是外力引起的，所以稱為從動(dòng)懸架。
所謂主動(dòng)式懸架系統(tǒng)，是控制環(huán)節(jié)中的執(zhí)行元件能針對(duì)外力的作用，產(chǎn)生一個(gè)力來主動(dòng)控制車身的移動(dòng)和車輪受到的載荷（路面的作用力）。當(dāng)汽車行駛在凹凸不平的路面時(shí)，執(zhí)行元件抑制了輸入方向的力，使懸架產(chǎn)生抽動(dòng)。因此，主動(dòng)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(diǎn)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(shí)；二是可以提高車輛在密集排放的停車場(chǎng)上進(jìn)出的靈活性。但不管在哪種場(chǎng)合，都依靠高速時(shí)同相位轉(zhuǎn)向來提高操縱穩(wěn)定性.低速時(shí)采用逆相位轉(zhuǎn)向提高操縱性。
（3）四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（4WD）
四輪驅(qū)動(dòng)能夠根據(jù)前后軸的轉(zhuǎn)速，控制并分配其驅(qū)動(dòng)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(diǎn)，四輪驅(qū)動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)（ABS）
防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）是一種開發(fā)時(shí)問最長(zhǎng)、推廣應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(cuò).到了90年代，銷往美國(guó)的寶馬車也裝上了這一系統(tǒng)，幾乎同時(shí)，卡迪拉克也在90款聯(lián)盟牌轎車上應(yīng)用了這一系統(tǒng)，并且是標(biāo)準(zhǔn)裝備。從那時(shí)起，牽引控制系統(tǒng)獲得了廣泛的應(yīng)用，總計(jì)有23個(gè)廠家50余種車型應(yīng)用了這一裝置。
