時間：2023-03-24 15:01:45
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篇電氣系統(tǒng)設(shè)計論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
論文關(guān)鍵詞：消防系統(tǒng)，設(shè)計實例
1、前言
云南某千年古寺為國家重點文物保護單位，歷史上曾兩度遭遇火毀。2009年的地震導(dǎo)致古寺大部分建筑受損，現(xiàn)正進行統(tǒng)一修復(fù)，而消防系統(tǒng)設(shè)計與實施便是其中一項重要任務(wù)。
2、火災(zāi)危險性分析
1）火災(zāi)荷載大，耐火等級低
寺院以木材作為主要的建筑材料，以木構(gòu)架為主要的結(jié)構(gòu)形式，火災(zāi)危險性極大，而建筑構(gòu)件的耐火等級很低，并且由于寺院是建在山上，發(fā)生火災(zāi)后火勢能夠迅速蔓延，極易形成立體燃燒。
2）建筑之間無防火間距，容易出現(xiàn)“火燒連營”
寺院以各式各樣的單體建筑為基礎(chǔ)，組成各種庭院。在庭院布局中，基本采用“四合院”和“廊院”的形式。這兩種布局形式都缺少防火分隔和安全空間，如果其中一處起火，一時得不到有效控制，就會形成“火燒連營”的局面。
3、消防系統(tǒng)設(shè)計
由于寺院存在上述火災(zāi)隱患，而對其實施保護又具有極其重要的意義，因此，必須加強消防安全對策。古建筑消防安全不僅要以撲滅火災(zāi)為第一目標(biāo)建筑工程論文建筑工程論文，而且還要最大限度的保護古建筑的整體結(jié)構(gòu)及形式。因此，火災(zāi)探測技術(shù)及消防安全措施的選擇就顯得尤為重要，必須能夠因地制宜的達到早期探測和早期滅火。整個工程中消防系統(tǒng)包括消防電氣系統(tǒng)及消防滅火系統(tǒng)。
1）消防電氣系統(tǒng)設(shè)計
消防電氣系統(tǒng)包括火災(zāi)自動報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)、消防廣播系統(tǒng)、消防電話系統(tǒng)、應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)[1]。
（1）根據(jù)本工程對火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的要求，經(jīng)過認真細致的研究和論證，為該工程提供以下配置方案如下表1所示論文格式范文。
（2）根據(jù)《古建筑消防管理規(guī)則》及《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》[2]，并參照故宮等國內(nèi)古建筑領(lǐng)域的常用探測保護方式，在本次設(shè)計中采用了點型感煙探測、點型感溫探測、極早期吸氣式探測以及視頻火災(zāi)探測。
其中，視頻火災(zāi)探測系統(tǒng)是現(xiàn)代消防的最先進技術(shù)。本工程在大雄寶殿設(shè)置一套8路視頻火災(zāi)探測系統(tǒng)，大雄寶殿空間高大，點式探測器不能滿足規(guī)范的設(shè)置要求，其他探測方式對古建筑的美觀及使用會有一定的影響，綜合以上因素，設(shè)置了視頻火災(zāi)探測系統(tǒng)。它的特點是：
l系統(tǒng)不僅能夠探測煙霧，還能夠探測火焰
l能夠起到視頻監(jiān)控的作用
l現(xiàn)場設(shè)備只有攝像機，安裝方便
l管線少，不破壞建筑結(jié)構(gòu)
l能夠夜間探測
l能夠適用于如大雄寶殿這類大空間古建筑
表1消防電氣系統(tǒng)設(shè)置一覽表
序號
保護區(qū)域名稱
保護措施
火災(zāi)自動報警系統(tǒng)
聯(lián)動控制系統(tǒng)
消防廣播系統(tǒng)
消防電話系統(tǒng)
應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)
1
鼓樓
2
鐘樓
3
藏經(jīng)閣
4
禪房
5
客堂
6
大雄寶殿
7
地藏殿
8
方丈室
9
圓通殿
10
后軒北院
11
齋堂
12
消防控制室
13
消防泵房
關(guān)鍵詞：挖泥船；泥泵離合器；智能控制；診斷
中圖分類號：U664.5 文獻標(biāo)識碼：A
1 前言
隨著國內(nèi)經(jīng)濟的飛速發(fā)展，挖泥船的應(yīng)用越來越廣泛，挖泥船大量用于河道疏通、挖沙清淤、吹填造地、筑路等，且隨著工程需要，通過泥泵離合器智能控制系統(tǒng)控制本地泥泵執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)挖泥、吹泥等不同的工況。現(xiàn)在大多數(shù)耙吸式挖泥船多采用主機“一拖三模式”，采用雙速比齒輪箱驅(qū)動泥泵，然后通過泥泵離合器智能控制系統(tǒng)操作合排，使主機驅(qū)動泥泵，進而實現(xiàn)多工況操作，本文就是針對這種雙速比齒輪箱離合器研究開發(fā)出的一套智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)將獲取的狀態(tài)信號進行采點、運算、診斷后執(zhí)行對泥泵的控制，該智能控制系統(tǒng)不但能很好的控制高低速檔合排、脫排，而且對合排過程中出現(xiàn)的故障能進行識別，并自行在診斷界面彈出故障點，能對離合器狀態(tài)實時監(jiān)控，此外在合排前后能配合功率管理系統(tǒng)實施功率管理。
2 智能控制系統(tǒng)的設(shè)計研究
2.1 控制對象
泥泵離合器是耙吸式挖泥船泥泵傳動的中間連接核心部件，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。泥泵通過主機，以離合器為紐帶，通過控制驅(qū)動離合器合排使得泥泵實現(xiàn)轉(zhuǎn)速輸出。本文把離合器作為控制對象設(shè)計開發(fā)出一套智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)泥泵高、低速不同轉(zhuǎn)速切換輸出。
2.2 系統(tǒng)構(gòu)成
根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制不同特點，離合器控制系統(tǒng)可分氣壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成。
2.2.1 氣壓系統(tǒng)
氣壓控制是對離合器上的進氣通路進行控制以響應(yīng)相應(yīng)高速檔或低速檔氣路通斷的操作，系統(tǒng)由濾器、壓力表、恒壓器、蓄能器、壓力開關(guān)、電磁閥組件、消音器等組成，如圖2為氣壓控制系統(tǒng)的工作原理圖。其中，壓力表示氣源壓力，濾器是將空氣中的雜質(zhì)過濾掉，通過減壓閥把壓力調(diào)到工作值，有一個安全閥保證氣源壓力不要過高，同時通過一個壓力檢測裝置監(jiān)測低于工作壓力值時報警，按下合排按鈕后控制空氣通過兩位兩通閥和兩位三通閥和節(jié)流閥后進入蓄能器瓶，其中壓力監(jiān)測裝置監(jiān)測高速合排時壓力，壓力監(jiān)測裝置監(jiān)測低速合排時壓力，當(dāng)滿足高速合排壓力或者低速合排壓力后，分別操作高速合排按鈕和低速合排按鈕進行合排操作，當(dāng)有應(yīng)急情況時，按下應(yīng)急停止按鈕控制兩位兩通閥泄放控制空氣，離合器自動脫排。
2.2.2 電氣系統(tǒng)
該電氣系統(tǒng)通過采集功率管理系統(tǒng)、PCU主機推進系統(tǒng)、主機系統(tǒng)、液壓PLC系統(tǒng)、MIMIC系統(tǒng)、泥泵離合器系統(tǒng)、泥泵齒輪箱系統(tǒng)、泥泵系統(tǒng)、AMS全船報警系統(tǒng)等各系統(tǒng)發(fā)出的信號來獲得整個離合器的工作狀態(tài)，如圖3為電氣系統(tǒng)框圖。在對各個狀態(tài)做出判定后，可操作相應(yīng)的離合器動作。電氣控制系統(tǒng)設(shè)計為三處控制模式，即可在機艙-離合器箱機旁控制，又可在集控室控制，也可在駕駛室-疏浚臺遠程遙控控制。離合器電氣系統(tǒng)為了確保可靠性，有DC24V及AC220V電路，控制系統(tǒng)的電源均為UPS電源，保障系統(tǒng)在主配電板失電情況下依然能保持工作及監(jiān)視狀態(tài)，離合器系統(tǒng)信號均被采集到泥泵控制系統(tǒng)PLC柜，供全船的監(jiān)控系統(tǒng)使用，此外系統(tǒng)還具有各種信號的報警功能，包括離合器電源故障、離合器主空氣壓力低、離合器控制空氣壓力低、離合器堵塞、離合器滑差、離合器緊急停止、離合器裝置故障等。
2.3 軟件系統(tǒng)
系統(tǒng)控制軟件是整個智能控制系統(tǒng)的控制神經(jīng)中樞，是系統(tǒng)的重要組成部分，根據(jù)不同船型選用合適的PLC控制模塊作為控制單元，并能與上位機構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，離合器的合排/脫排聯(lián)鎖由泥泵控制系統(tǒng)PLC執(zhí)行，泥泵離合器智能控制系統(tǒng)服務(wù)器方將各個系統(tǒng)信號采集處理后傳送到泥泵PLC柜控制中樞的客戶方，客戶可在SCADA界面監(jiān)測到整個系統(tǒng)狀態(tài)圖，進而進行操作。
2.3.1 系統(tǒng)設(shè)計的安全性-診斷保護
為了確保整個“一拖三”泥泵離合器智能控制系統(tǒng)的安全性，避免誤操作引起離合器及相關(guān)設(shè)備損壞，在實際設(shè)計中采用多信號互相聯(lián)鎖診斷控制，只有在滿足條件情況下方能操作離合器高低速檔合排，只要有脫排操作條件，離合器將合排不成功。
2.3.2 系統(tǒng)高低速合排操作執(zhí)行
智能控制系統(tǒng)對離合器的控制過程就是采集各系統(tǒng)發(fā)出的信號進行邏輯運算與判斷，再根據(jù)不同工況來控制各個電磁閥的得電與失電，實現(xiàn)高速檔或低速檔氣路的通與斷，從而充氣泥泵氣胎離合器，推動泥泵齒輪箱和主機連接共同運動，完成輸出泥泵轉(zhuǎn)速的過程。當(dāng)離合器合排條件吻合后，按下“低速”合排按鈕，低速比離合器將合上；按下“高速”合排按鈕，離合器高速檔將合上。
3 應(yīng)用情況
廣州文沖船廠為上海航道局建造的科技含量非常高的萬方大型耙吸式挖泥船 “新海牛”、“新海馬”，分別于2009年11月、2010年2月交付使用，而后同類型挖泥船“新海虎4”、“新海虎5”也分別于2011年9月、2011年12月交付使用。該4艘挖泥船參加了長江口深水航道治理、唐山曹妃甸、天津臨港工業(yè)區(qū)等重點工程項目建設(shè)，并成功進入美洲等海外地區(qū)，4艘挖泥船均采用了本文所述的泥泵離合器智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)性能安全穩(wěn)定，施工可靠，操作和診斷方便，達到了國際同類產(chǎn)品的先進水平，船東對此智能控制系統(tǒng)及診斷流程十分滿意。
該系統(tǒng)具有如下特點：模塊化設(shè)計；采用PLC程序；控制箱采用可靠的UPS電源，保障斷電情況下泥泵離合器不會脫排導(dǎo)致泥漿罐在泥管里；具有多處控制操作功能，可在本地機旁控制、集控室控制、駕駛室控制；系統(tǒng)具有簡單友善的診斷界面，減少工作人員故障診斷反應(yīng)和處理時間等，大大提高了設(shè)備使用的安全性，減少工作人員勞動強度。
4 結(jié)論
隨著船舶自動化程度越來越高和設(shè)備的增加，原有的控制系統(tǒng)設(shè)計已滿足不了設(shè)備的兼容性和存在安全漏洞，為有效的減少設(shè)備操作流程，減輕施工人員工作量及提高系統(tǒng)安全性，我們研制了本文所述的離合器智能控制系統(tǒng)，它很好的適應(yīng)了目前耙吸式挖泥船雙速泥泵齒輪箱的特點，既具有高、低速合排診斷功能，又有泥泵在單泵高檔、單泵低檔、雙泵高低檔串并聯(lián)控制診斷功能，并給疏浚臺操作人員提供簡潔的可視化信息界面和故障處理信息界面，由于簡化了施工和故障診斷操作，勞動效率大大提高，進而縮短了施工項目完成時間，為船東產(chǎn)生了巨大效益，同時也產(chǎn)生了巨大的社會效益。
參考文獻
[1] 于再紅， 劉厚恕.國內(nèi)外中小型耙吸式挖泥船動力配置綜述[J]. 上海造船， 2010， （5）.
[2] 劉厚恕. 耙吸挖泥船在我國的發(fā)展及大型化展望[J]. 上海造船， 2003，（1）.
[3] 王永華. 現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)（第2版）[M]. 北京： 北京航天航空大學(xué)出版社， 2008.
[4] 高偉. 國內(nèi)外疏浚挖泥設(shè)備的對比與分析[J]. 中國港灣建設(shè)， 2009， （2）.
[5] 田俊峰， 丁樹友. 軟件與計算機輔助疏浚系統(tǒng)[A]. 中國土木工程學(xué)會第十屆年會論文集[C]， 2002.
[6] 張貽飛，王曉明. LT型高彈性摩擦離合器在挖泥船泥泵傳動中的應(yīng)用[J]. 船舶工程， 1997， （02）.
[7] 董鵬. 應(yīng)用于泥泵雙速齒輪箱的智能控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J]. 機械設(shè)計與研究， 2012， （02）.
【關(guān)鍵詞】樓宇大廈 供配電 風(fēng)光互補 節(jié)能
1 問題提出
隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們生活水平的提高，對建筑物的功能需求越來越高，對電能的要求也就更高，帶來的能耗也隨之增多。在全球能源危機，不可再生能源日益減少的背景下，我國提出節(jié)能環(huán)保，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，建筑節(jié)能是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一件大事，而電氣系統(tǒng)作為建筑物最主要的能耗，加強對其的節(jié)能已勢在必行。
2 功能需求與總體方案
2.1 節(jié)能型樓宇大廈的供電需求
供電設(shè)計應(yīng)根據(jù)用戶的設(shè)備容量使用要求進行設(shè)計。對于用電質(zhì)量很高的樓宇大廈，分別從城市電網(wǎng)引兩路10kV高壓電源，一用一備，采用高壓電纜埋地引入高壓配電房。同時根據(jù)用電設(shè)備的需求特性，確定負荷等級。對于特別重要的負荷采取雙電源雙回路專用電纜供電，并就地設(shè)置UPS電源供電。也可以使用風(fēng)光互補發(fā)電加儲能設(shè)備進行供電，并在最末一級配電箱處設(shè)置自動切換裝置。其他一二級負荷也采用雙電源供電。通常情況，對于照明負荷供電均采用風(fēng)光儲系統(tǒng)供電，當(dāng)蓄電量不能滿足用電負荷時，切換到城市電網(wǎng)供電。
2.2 節(jié)能型樓宇大廈的配電需求
高壓配電接線方式為單母，兩路電源一用一備分別對低壓配電所配電，低壓段采用單母線分段運行，配電采用220/380V放射式與樹干式相結(jié)合的方式，對于單臺容量較大的負荷采用放射式供電，對于照明及一般負荷采用樹干式與放射式相結(jié)合的供電方式。
2.3 節(jié)能型樓宇大廈整體供配電設(shè)計
通過對樓宇大廈供配電功能需求分析，結(jié)合用戶對用電設(shè)備的需求，得到樓宇大廈電氣系統(tǒng)基本組成如圖1所示。
由圖1可知，樓宇大廈建筑電氣系統(tǒng)組成主要有供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、以及給排水系統(tǒng)等。合理設(shè)計、動態(tài)控制及管理各個子系統(tǒng)能量需求，是樓宇大廈節(jié)能的重要工作。
3 供配電節(jié)能設(shè)計
本系統(tǒng)設(shè)計以具體工程為例，工程大廈地上12層，地下2層。建筑高度54.9m米（室外地面至屋頂構(gòu)架）。建筑面積77756.9m2。項目屬于一類高層建筑。就地下1、2層展開節(jié)能設(shè)計。
3.1 結(jié)合節(jié)能元素的照明系統(tǒng)設(shè)計
對于室內(nèi)場所的照明主要選擇節(jié)能型熒光燈及低功耗LED燈，選用的照明光源、鎮(zhèn)流器的能效符合相關(guān)能效標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能評價值。最新頒布的《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2013相比《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2004，在6.1節(jié)和6.2節(jié)對照明節(jié)能作了一般規(guī)定，并且給出了具體的照明節(jié)能措施。規(guī)定照明節(jié)能應(yīng)采用一般照明的照明功率密度值（LPD）作為評價指標(biāo)，提出在滿足規(guī)定的照度和照明質(zhì)量要求的前提下，進行照明節(jié)能評價。
照明設(shè)計計算主要依據(jù)《照明設(shè)計手冊》第二版，照度計算采用利用系數(shù)法，該方法考慮到光源直接照射和經(jīng)室內(nèi)反射到工作面上的光通量，計算結(jié)果比較準(zhǔn)確，再根據(jù)選擇的燈具容量及鎮(zhèn)流器功率，計算工作平面上的照明功率密度值，并與節(jié)能目標(biāo)值比較，具體結(jié)果如表1所示。
由表1可知，室內(nèi)主要場所照明的實際照度均大于標(biāo)準(zhǔn)照度的要求，實際功率密度也均小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范功率密度的節(jié)能目標(biāo)值，照明設(shè)計滿足節(jié)能要求。
3.2 結(jié)合節(jié)能元素的動力系統(tǒng)設(shè)計
在樓宇大廈動力系統(tǒng)中，電機拖拽系統(tǒng)是主要的能耗部分，其主要節(jié)能方法利用變頻調(diào)速控制方式，根據(jù)系統(tǒng)控制對象需求，調(diào)節(jié)輸入電源頻率，通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速使整個電機拖拽系統(tǒng)達到輸入與輸出間動態(tài)平衡，從而達到提高系統(tǒng)功率因素，節(jié)能降耗。在采取變頻調(diào)速控制的基礎(chǔ)上，各子系統(tǒng)還有其他的節(jié)能措施。就空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計來說，2004年頒布施行的《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50019-2003相比于2001年C布施行的《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GBJ19-1987，在第八章監(jiān)測與控制中明確提出對采暖、通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置監(jiān)測與控制系統(tǒng)，采用集中監(jiān)控系統(tǒng)可合理利用能量實現(xiàn)節(jié)能運行，2005年7月頒布實施的《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005在第五章對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計做了明確規(guī)定，并根據(jù)09CDX008-3《建筑設(shè)備節(jié)能控制與管理》圖集，設(shè)計空調(diào)控制系統(tǒng)。電梯系統(tǒng)還可采用電梯群控技術(shù)，通過對樓宇大廈內(nèi)部多部電梯進行合理調(diào)度分配管理，防止電梯長期運行在空載或輕載工況下，降低電梯系統(tǒng)能耗。電梯回饋技術(shù)，將電梯輕載上行和重載下行運行過程中產(chǎn)生的一部分電能反饋到供配電系統(tǒng)中，供其他用電設(shè)備使用。
3.3 結(jié)合節(jié)能元素的變壓器設(shè)計
3.3.1 合理選擇變壓器容量和數(shù)量
變壓器容量按變壓器所帶用電負荷來選擇，與負荷特性匹配，并合理分配負荷，力求三相平衡。變壓器臺數(shù)選擇，依據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50052―2009中第3.3.1條，本工程均為一級二級負荷，所以選用兩臺或兩臺以上變壓器。綜合考慮投資和運行費用，變壓器主接線采用單母線分段，確定變電所1變壓器T1、T2容量為2000KVA，變電所2變壓器T3、T4容量為1600KVA。
3.3.2 選用節(jié)能型變壓器
2008年頒布施行的《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008相比于已廢止的《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ/T 16-1992，在配電變壓器選擇一節(jié)中，明確規(guī)定配電變壓器選擇應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)和負荷情況、環(huán)境條件確定，并應(yīng)選用節(jié)能型變壓器。節(jié)能型變壓器中鐵損很小，將有效減少變壓器輸配電過程中的電能損耗。課題采用SCB10-10/0.4kV系列的干式變壓器。
3.3.3 選用D，yn11接線組別變壓器
樓宇大廈節(jié)能燈、熒光燈、計算機、變頻空調(diào)、鎮(zhèn)流器、UPS電源等的大量使用，會產(chǎn)生很大的三次諧波。因此，配電變壓器宜選用D，yn11接線組別的變壓器，能有效限制三次諧波，也能降低三相系統(tǒng)中的零序阻抗。
3.4 結(jié)合新能源利用供電靈活切換
目前風(fēng)光互補發(fā)電效率較低， 無法完全滿足樓宇大廈的電力需求，因此需要市電和風(fēng)光互補發(fā)電共同為居民供電。在用電低谷時，用戶可以直接從電網(wǎng)取電；用電高峰時，切換到風(fēng)光互補系統(tǒng)蓄電池供電，蓄電池為重要負荷及照明負荷供電，當(dāng)控制器檢測到蓄電池電壓不能滿足用電負荷使用時，切換到城市電網(wǎng)供電，并根據(jù)風(fēng)光條件與用電負荷合理配置風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)基本組成如圖2所示。
4 計算機輔助工程設(shè)計
4.1 照明系統(tǒng)
課題在建筑條件圖的基礎(chǔ)上對地下一二層照明進行設(shè)計，室內(nèi)公共場所的照明選用節(jié)能型T5熒光燈，疏散指示燈采用低功耗LED光源，根據(jù)表1的計算結(jié)果進行照明平面圖繪制。公共場所照明，可采用樓宇自控系統(tǒng)，樓梯間采用節(jié)能延時自熄開關(guān)控制。照明控制根據(jù)功能要求采用分組、分區(qū)、動靜控制、時間控制、光敏調(diào)節(jié)照度或開關(guān)等方式。照明配電系統(tǒng)圖如圖3所示，車庫照明回路設(shè)接觸器，并接入樓宇自控系統(tǒng)（BA）。
4.2 動力系統(tǒng)
對功率大于4KW的電動機（除消防設(shè)備）均采用變頻降壓啟動控制，以節(jié)約能源。并采用樓宇設(shè)備自控管理系統(tǒng)對空調(diào)設(shè)備、水泵、各類風(fēng)機及其他用電設(shè)備進行能量自動控制、自動調(diào)節(jié)、實時監(jiān)察，以實現(xiàn)最優(yōu)化運行，達到集中管理、程序控制和節(jié)約能源等目的。動力配電系統(tǒng)圖如圖4所示。
4.3 低壓配電系y
低壓配電系統(tǒng)采用兩路10kV電源進線，一用一備，兩路進線開關(guān)不能同時閉合。正常工作時只用1#主進線，2#進線備用。在低壓配電柜及饋線柜設(shè)多功能儀表，支持RS485通信，MODBUS協(xié)議，可接入多種軟件通訊系統(tǒng)，通過智能聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，可在人機界面實時觀察動態(tài)用電情況。
5 總結(jié)
課題以某12層大廈為研究對象，結(jié)合建筑電氣設(shè)計相關(guān)新舊標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及樓宇大廈主要能耗，分析樓宇大廈電氣節(jié)能技術(shù)，對樓宇大廈供配電系統(tǒng)進行節(jié)能設(shè)計，并結(jié)合工程案例進行具體分析。同時，引進新能源領(lǐng)域風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)，為樓宇大廈的供電提供了多種渠道，減少用電高峰對城市電網(wǎng)的用電。
參考文獻
[1]中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會，GB50052-2009.供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[M].北京：中國計劃出版社，2009.
[2]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，GB50054-2011.低壓配電設(shè)計規(guī)范[M].北京：中國計劃出版社，2011.
[3]中華人民共和國建設(shè)部，GB50034-2013.建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.
[4]中華人民共和國建設(shè)部，GB50034-2004.建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.
[5]北京照明學(xué)會照明設(shè)計專業(yè)委員會.照明設(shè)計手冊[M].北京：中國電力出版社，2006.
[6]Bagci，Baris.Energy saving potential for a high-rise office building[J].Intelligent Buildings International， 2009，1（02）.
[7]中華人民共和國建設(shè)部，GB50019-2003.采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范[M].北京：中國計劃出版社，2003.
[8]中華人民共和國建設(shè)部，GBJ19-1987.采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范[M].北京：中國計劃出版社，2001.
[9]中華人民共和國建設(shè)部，GB50189-2005.公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.
[10]09CDX008-3.建筑設(shè)備節(jié)能控制與管理[M].北京：中國計劃出版社，2009.
[11]張曉.高層建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能現(xiàn)狀分析及對策研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（10）.
[12]中華人民共和國建設(shè)部，JGJ16―2008.民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.
[13]中華人民共和國建設(shè)部，JGJ/T 16-1992.民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1992.
關(guān)鍵詞：建筑電氣；設(shè)計；
中圖分類號：TS958文獻標(biāo)識碼： A
首先，它可應(yīng)用于建筑。智能化建筑的發(fā)展必然離不開電氣自動化,隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展以及數(shù)字電子化科技發(fā)展,高檔智能化建筑無疑已經(jīng)成為當(dāng)今建筑界的主要發(fā)展方向。自然達到合理利用設(shè)備,在資源方面，人力的節(jié)省就有了建筑設(shè)備的自動化控制系統(tǒng)。智能化建筑內(nèi)有大量的電子設(shè)備與布線系統(tǒng)。這些電子設(shè)備及布線系統(tǒng)一般都屬耐壓等級低,防干擾要求高,是最怕受到雷擊的部分。智能建筑多屬于一級負荷,應(yīng)該設(shè)計為一級防雷建筑物,組成具有多層屏蔽的籠形防雷體系。
其次，它也可以應(yīng)用于凈化空調(diào)設(shè)備。凈化空調(diào)系統(tǒng)控制自動監(jiān)控裝置,可以設(shè)計成單個系統(tǒng)的測量、控制系統(tǒng),也可以設(shè)計成以數(shù)字計算機控制管理的系統(tǒng)。在溫度控制方面，凈化空調(diào)系統(tǒng)采用DDC控制。裝設(shè)在回風(fēng)管的溫度傳感器所檢測的溫度送往DX一9100,與設(shè)定點比較,用比例加積分、微分運算進行控制,輸出相應(yīng)電壓信號,控制加熱電動調(diào)節(jié)閥或冷水電動調(diào)節(jié)閥的動作,控制回風(fēng)溫度應(yīng)保持在18-16度之間,從而使得潔凈室溫度符合GMP要求。在濕度控制方面。裝設(shè)在同風(fēng)管內(nèi)的濕度傳感器所檢測的濕度,送往控制器與設(shè)定濕度比較,用比例加積分運算控制,輸出電JK信號,控制蒸汽電動調(diào)節(jié)閥的動作,控制回風(fēng)濕度應(yīng)該保持在45%-65%之間,這樣潔凈室濕度方能滿足GMP要求。
一、建筑電氣概述
建筑電氣技術(shù)是以電能、電子、電器設(shè)備及電氣技術(shù)為手段來創(chuàng)造、維持和改善人民居住或工作的生活環(huán)境的電、光、聲、冷和暖環(huán)境的一門跨學(xué)科的綜合性的技術(shù)科學(xué)。它是強電和弱電與具體建筑的有機結(jié)合。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對有關(guān)供配電、照明、消防、防雷地通信、網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)的要求越來越高，使得建筑開始走向高品質(zhì)、多功能領(lǐng)域，并進一步向多功能的縱深方向和綜合應(yīng)用方向發(fā)展。
建筑電氣設(shè)計是在認真執(zhí)行國家技術(shù)經(jīng)濟政策和有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的前提下，進行工業(yè)與民用建筑建筑電氣的設(shè)計，并滿足保障人身、設(shè)備及建筑物安全、供電可靠、電能節(jié)約、技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。
二、建筑電氣設(shè)計的概念
1.1設(shè)計的概念
設(shè)計是一個構(gòu)思表達、再構(gòu)思表達、反復(fù)推敲、不斷深入發(fā)展和進行評價的過程。基本上可以概括為博覽、創(chuàng)意、構(gòu)思、表達等幾個階段。設(shè)計過程從一開始到深入下去，各階段思維的廣度、深度都不同，表達方式、工具也可能是多樣化的。表達方式和工具要適應(yīng)思維的速度，推動思維發(fā)展成熟。
1.2服務(wù)的對象
設(shè)計是為甲方（業(yè)主）的功能需要服務(wù)的，也是為施工單位的施工需要服務(wù)的。在滿足國家有關(guān)規(guī)定的前提下，設(shè)計人員應(yīng)樹立服務(wù)意識、樹立合作觀念、樹立敬業(yè)精神。對建筑電氣專業(yè)的設(shè)計人員而言，妥善處理與各個專業(yè)之間的關(guān)系是十分重要的事情，在協(xié)調(diào)上所用的時間甚至可能超過埋頭設(shè)計的時間。
部分工程（特別是規(guī)模較小的工程）不按建設(shè)程序辦事，私雇資質(zhì)等級不符合要求的設(shè)計人員及施工單位（或個體戶）設(shè)計或承包工程。由于設(shè)計和施工人員技術(shù)水平有限，致使一些安裝工程達不到規(guī)定指標(biāo)的要求。
三、電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)計的一般原則和設(shè)計思想
（一）設(shè)計原則
1、最大限度滿足生產(chǎn)機械和工藝對電氣控制的要求。生產(chǎn)機械和工藝對電氣控制系統(tǒng)的要求是電氣設(shè)計的依據(jù)，這些要求常常以工作循環(huán)圖、執(zhí)行原件動作節(jié)拍表、檢測元件狀態(tài)表等形式提供，對于有調(diào)速要求的場合，還應(yīng)給出調(diào)速技術(shù)指標(biāo)。其他如啟動，轉(zhuǎn)向、制動、照明、保護等要求，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需要充分考慮；2、在滿足控制要求的前提下，設(shè)計方案應(yīng)力求簡單，經(jīng)濟；3、妥善處理機械與電氣的關(guān)系。很多生產(chǎn)機械是采用機電結(jié)合控制方式來實現(xiàn)控制要求的，要從工藝要求、制造成本、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、使用維護方便等方面協(xié)調(diào)處理好二者的關(guān)系；4、正確合理地選用電器元件；5、確保使用安全、可靠；6、制造美觀、使用維護方便。
（二）設(shè)計思想
1、集中監(jiān)控方式。集中監(jiān)控方式不但運行維護方便，控制站的防護要求也不高，而且系統(tǒng)設(shè)計也很容易。但由于這種方式是將系統(tǒng)的各個功能集中到一個處理器進行處理，所以處理器的任務(wù)相當(dāng)繁重，處理速度也會受到一定的影響。由于電氣設(shè)備全部進入監(jiān)控，致使主機冗余的下降、電纜數(shù)量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點經(jīng)常不到位，這也會造成設(shè)備無法操作。這種接線的二次接線比較復(fù)雜，查線也不方便，而大大增加了維護量，還存在在查線或傳動過程中由于接線復(fù)雜而造成誤操作的可能性。
2、遠程監(jiān)控方式。遠程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費用、節(jié)約材料、可靠性高和組態(tài)靈活等優(yōu)點。但由于各種現(xiàn)場總線的通訊速度不是很高，使得電廠電氣部分通訊量相對又比較大，所以這種方式大都用于小系統(tǒng)監(jiān)控，而在全廠的電氣自動化系統(tǒng)的構(gòu)建中卻不適用。
3、現(xiàn)場總線監(jiān)控方式。目前，對于以太網(wǎng)(Ethernet)、現(xiàn)場總線等計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于變電站綜合自動化系統(tǒng)中，而且已經(jīng)擁有了豐富的運行經(jīng)驗，智能化電氣設(shè)備也有了較快的發(fā)展，這些都為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了堅實的基礎(chǔ)。現(xiàn)場總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計更加具有針對性，對于不同的間隔可以有不同的功能，這樣就可根據(jù)間隔的情況進行設(shè)計。這種監(jiān)控方式除了具有遠程監(jiān)控方式的全部優(yōu)點外，還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、模擬量變送器等，而且智能設(shè)備就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接，節(jié)省了大量控制電纜，節(jié)約了很多投資和安裝維護工作量，從而降低成本。此外，各裝置的功能相對獨立，組態(tài)靈活，使整個系統(tǒng)具有可靠性而不會導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。 轉(zhuǎn)貼于 中國論文下載
四、結(jié)束語
近年來我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，建設(shè)項目日益增多。隨著人們生活水平的提高，電氣安裝工程的質(zhì)量要求也越來越高，它不僅要滿足照明、家電用電量、安全用電等需求，更注重其美觀、實用、方便的使用效果。這就要求設(shè)計師在設(shè)計時就要設(shè)身處地的為人們的實際生活考慮，力求設(shè)計的完美和實用效果。
參考文獻
[1]JGJ/T16-92民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范[S].
關(guān)鍵詞：高層建筑，防火安全，室內(nèi)消防設(shè)計
環(huán)境藝術(shù)設(shè)計，包括了建筑建筑設(shè)計、園林設(shè)計、以及室內(nèi)設(shè)計。室內(nèi)設(shè)計是為了滿足人們生活、工作的物質(zhì)要求和精神要求，進行內(nèi)部環(huán)境設(shè)計，也人的生活有著親密的關(guān)系。以至于最近幾年有著突飛猛進的發(fā)展。
但是很多人為了追求美觀和舒適度，大部分都忘了一個小環(huán)節(jié)，那就是消防設(shè)計。消防設(shè)計是：為保證電力工程安全生產(chǎn)，防止或減少火災(zāi)危害，保障人身和財產(chǎn)安全，采取的綜合性防火技術(shù)措施和應(yīng)急消防裝備的統(tǒng)籌規(guī)劃和安排。在澳大利亞，美國，意大利等一些室內(nèi)設(shè)計發(fā)展比較早的國家很重視這個環(huán)節(jié)，但在我國內(nèi)的一些小城市還沒有被完全普及。，高層建筑。，高層建筑。目前只有大中型城市的一些娛樂場所、酒店、機場等大型工裝在室內(nèi)消防設(shè)計這塊做的還比較完善，在我們家裝設(shè)計和園林還不大被人重視。，高層建筑。，高層建筑。大的園林和高層建筑更要注重消防設(shè)計。，高層建筑。，高層建筑。
建筑消防設(shè)計設(shè)計條件大致分為：
（一）、建筑部分
1、熟悉建筑資料，了解建筑性質(zhì)及分類（該建筑屬于幾類高層建筑？主要作為消防系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)）；
2、熟悉建筑平面及功能布置，確定用水點（排水點）位置；
3、通過對整體建筑進行給排水（含屋面雨水）初步布置確定建筑布局是否合理？如不合理在那些部分需要修改（主要為設(shè)備間尺寸、管道井位置及數(shù)量、用水點盡量上下對齊、配電間移位等）？
（二）、電氣部分
1、根據(jù)建筑布置確定電氣系統(tǒng)（主要為總配電室和分層配電間）是否對給排水系統(tǒng)布置有影響；
2、對弱電系統(tǒng)采用同樣方法處理；
3、對建筑布置殊功能房間采用同樣方法處理；
4、如上述布置對給排水系統(tǒng)布置有影響應(yīng)提出合理的修改意見。
（三）、給排水部分
1、根據(jù)建筑條件選擇相關(guān)建筑給排水設(shè)計規(guī)范；
2、初步確定設(shè)備間布置地點（規(guī)格是否合理）？
3、根據(jù)建筑布置熟悉各給水點（生活冷水系統(tǒng)、熱水供應(yīng)系統(tǒng)、消防給水系統(tǒng)等）位置；
4、根據(jù)建筑布置熟悉各排水點（生活污水系統(tǒng)、消防后事故排水系統(tǒng)、屋面雨水系統(tǒng)等）位置；
5、初步確定屋面（含各分區(qū)）生活或消防水箱設(shè)置位置；
6、熟悉或初步確定各管道井（盡量相對分散布置）位置。
二、設(shè)計步驟
（一）、建筑給水系統(tǒng)
1、確定建筑給水引入點（一般為兩點引入）及控制方式[一般為兩閥（閘閥、止回閥各一）一表]；
2、根據(jù)市政給水資料確定采用市政給水余壓供水區(qū)間（一般為從建筑地下部分至上部三-四層）；
3、根據(jù)建筑功能分區(qū)和用水點資料確定建筑上部生活給水系統(tǒng)分區(qū)（一般分區(qū)原則為按建筑高度35-60米分區(qū)，建筑要求供水等級越高則分區(qū)建筑高度越小；另外要考慮相同建筑功能的空間盡量在相同供水分區(qū)內(nèi)）；
4、確定屋面（含各分區(qū)）生活或消防水箱設(shè)置位置（水箱容積及形狀規(guī)格等根據(jù)計算結(jié)果確定）；
5、根據(jù)給水分區(qū)對各用水點進行優(yōu)化的給排水平面布置（各分區(qū)給水立管可以設(shè)置在一個管道井內(nèi)方便檢修維護；除特殊要求外一般不考慮分層給水計量；除特殊要求外一般應(yīng)考慮分層給水控制；給水管線布置應(yīng)水力條件良好；確定給水管線材質(zhì)-方便水力計算查相應(yīng)水力計算表）；
6、標(biāo)注給水立管編號并繪制管道井大樣圖，注意分層給水支干管應(yīng)與相應(yīng)分區(qū)給水立干管連接；
7、根據(jù)給水管線平面布置繪制給水軸測圖，編制給水水力計算表（注意是否有集中熱水供應(yīng)；一般只需要對有代表性的給水管線進行詳細的水力計算，其它可以根據(jù)該計算結(jié)果參考確定流量、管徑、水頭損失等參數(shù)）；
8、根據(jù)水力計算結(jié)果確定整個建筑給水系統(tǒng)的管徑（避免片面根據(jù)計算結(jié)果頻繁變換管徑）；根據(jù)水頭損失計算資料確定建筑給水設(shè)備所需要的設(shè)計揚程（最上區(qū)應(yīng)考慮屋面消防水箱采用生活水泵供水）；根據(jù)流量計算資料確定建筑給水設(shè)備所需要的設(shè)計流量；
9、如建筑有設(shè)置中水系統(tǒng)要求其系統(tǒng)設(shè)計參考以上步驟；
10、圖紙完善及設(shè)計和計算資料整理。
（二）、建筑排水系統(tǒng)
1、根據(jù)市政排水資料確定建筑排水的總體走向（建筑污水匯集后一般通過局部污水處理構(gòu)筑物-化糞池后排入市政排水管網(wǎng)，根據(jù)建筑規(guī)模化糞池可以多處設(shè)置；注意室外排水檢查井設(shè)置間距要求和污水流經(jīng)化糞池等構(gòu)筑物存在局部水頭損失）；
2、根據(jù)市政排水情況和建筑功能確定排水體制（即排水系統(tǒng)是否采用分流制-如建筑設(shè)置有中水系統(tǒng)則必須分流）；
3、根據(jù)建筑給水系統(tǒng)布置進行優(yōu)化的排水系統(tǒng)平面布置（排水系統(tǒng)一般不分區(qū)，一般需要設(shè)計專用或共用輔助通氣立管；排水立管應(yīng)盡量上下取直貫通；排水立管中部、下部及出戶橫管處應(yīng)設(shè)置專用消能管件；建筑中下部排水水封應(yīng)安全可靠-一般選擇S型水封；排水管件一般選擇自帶檢查口型）；
4、對建筑地下部分進行排水管線平面布置（除正常排水點外設(shè)備間等一般應(yīng)設(shè)置集水井排可能出現(xiàn)的積水-采用潛污泵提升排除）；
5、確定排水管線材質(zhì)（一般選擇金屬管材或加厚塑料管，排水出戶橫管最好選擇金屬管-做加強防腐措施）；
6、繪制排水系統(tǒng)軸測圖，進行排水系統(tǒng)水力計算（主要確定排水管徑、敷設(shè)坡度、專用通氣管管徑；排水管出戶標(biāo)高應(yīng)根據(jù)建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)資料和市政排水資料確定）；
7、建筑室外排水系統(tǒng)的優(yōu)化平面布置及水力計算（主要確定排水管徑、敷設(shè)坡度、埋設(shè)深度）；
8、圖紙完善及設(shè)計和計算資料整理。
（三）、建筑雨水系統(tǒng)
參考建筑排水系統(tǒng)和雨水排除系統(tǒng)（教材資料）設(shè)計（屋面雨水經(jīng)雨水斗收集后通過雨水立管排建筑戶外雨水井與室外雨水系統(tǒng)匯集，雨水立管一般設(shè)置在建筑室內(nèi)專門雨水管道井內(nèi)；注意暴雨強度公式選擇和重現(xiàn)期確定）。
部分普通高層建筑室內(nèi)雨水系統(tǒng)一般由建筑專業(yè)考慮。
（四）、建筑消防系統(tǒng)
嚴格執(zhí)行現(xiàn)行《高層建筑防火設(shè)計規(guī)范》。
根據(jù)建筑等級和功能要求進行消防系統(tǒng)設(shè)計（主要為建筑消火栓給水系統(tǒng)、噴淋給水系統(tǒng)、消防器材配置等，其它消防系統(tǒng)暫不考慮）。
高層建筑給水排水系統(tǒng)設(shè)計的要點就是將高層建筑進行經(jīng)濟合理的分區(qū)，每個分區(qū)既相對獨立又存在有機聯(lián)系；在設(shè)計過程中可以將該高層建筑理解為每一個分區(qū)就是一棟普通多低層建筑。
參考文獻
（1）《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB50015-2003
（2）《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GBJ50016-2006
（3）《建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技術(shù)規(guī)程》CJ/T29-98
（4）《節(jié)水型生活用水器具》GJ164-2002
（5）《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50084-2001
1 南京航空航天大學(xué)電氣工程專業(yè)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合現(xiàn)狀
南京航空航天大學(xué)電氣工程專業(yè)為國家級特色本科專業(yè)、國防特色重點專業(yè)、江蘇省品牌特色專業(yè)、江蘇省“十二五”重點專業(yè)以電氣工程領(lǐng)域為對象，注重計算機科學(xué)、控制理論和信息科學(xué)在電氣工程各領(lǐng)域中的應(yīng)用，具有廣闊的發(fā)展前景，相關(guān)研究領(lǐng)域在國內(nèi)具有重要影響力。該專業(yè)設(shè)有電力電子與電力傳動、電機與電器、電力系統(tǒng)及其自動化三個方向。培養(yǎng)具有電氣工程領(lǐng)域較寬廣的專業(yè)基礎(chǔ)知識和工程技術(shù)基礎(chǔ)，具有較好的電氣分析、電氣設(shè)計、電氣系統(tǒng)設(shè)計、電氣系統(tǒng)運行、科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和管理工作能力的適應(yīng)國民經(jīng)濟建設(shè)特別是航空航天、國防工業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高素質(zhì)的電氣領(lǐng)域的高級工程技術(shù)人才。
作為南京航空航天大學(xué)這樣一所重點大學(xué)，重點是培養(yǎng)研究型人才，進行知識創(chuàng)新活動，最終目標(biāo)是為社會服務(wù)，高校通過產(chǎn)學(xué)研合作，不僅能夠解決學(xué)校教育與社會脫節(jié)問題，縮小學(xué)校和社會對人才培養(yǎng)與需求之間的差距，增強學(xué)生在社會的競爭力，而且也能夠促進科技發(fā)展。近年來，南京航空航天大學(xué)開展了較多廣泛且有效的產(chǎn)學(xué)研合作與實踐，尤其在電類領(lǐng)域的合作，效果較為顯著。通過合作，實現(xiàn)了將技術(shù)攻關(guān)、成果轉(zhuǎn)化、平臺共建、人才培養(yǎng)、干部交流等全方位的合作，實現(xiàn)了互利共贏，助推了經(jīng)濟發(fā)展。以南京航空航天大學(xué)與無錫市開展風(fēng)電領(lǐng)域政產(chǎn)學(xué)研合作為例，自合作以來，無錫市委書記楊衛(wèi)澤率領(lǐng)無錫市黨政代表團先后兩次訪問學(xué)校，并就政產(chǎn)學(xué)研合作事宜與學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)深入交流。而且，學(xué)校黨委書記崔銳捷、校長朱荻等校領(lǐng)導(dǎo)也多次帶領(lǐng)學(xué)校相關(guān)部門負責(zé)同志及部分專家走訪無錫市惠山區(qū)，實地考察區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，探索合作模式，推動政產(chǎn)學(xué)研合作。②
2 電氣專業(yè)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的思考及具體做法
電氣專業(yè)是電氣信息領(lǐng)域的一門學(xué)科，由于和人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，觸角伸向各行各業(yè)，小到一個開關(guān)的設(shè)計，大到宇航飛機的研究，都有它的身影。這個專業(yè)的學(xué)生能夠從事與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運行、自動控制、電力電子技術(shù)、信息處理、試驗技術(shù)、研制開發(fā)、經(jīng)濟管理以及電子與計算機技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域的工作，是“寬口徑”、“復(fù)合型”高級工程技術(shù)人才。該領(lǐng)域?qū)Ω咚饺瞬诺男枨蠛艽螅怯捎谏鐣罅康男枨螅谎远鳎姎鈱I(yè)培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)與質(zhì)量，對該個專業(yè)領(lǐng)域，乃至我國國民經(jīng)濟領(lǐng)域的發(fā)展影響也是極其重要的。那么，培養(yǎng)出來的學(xué)生是否被社會所接納，被企事業(yè)單位所需求，需要我們高校在培養(yǎng)學(xué)生時要制定合理的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)模式，因此，產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合，為高校的學(xué)生培養(yǎng)、學(xué)科發(fā)展提供了良好的契機。
2.1 產(chǎn)和研的結(jié)合
企業(yè)有較好的生產(chǎn)能力，但科技含量低，科學(xué)研究創(chuàng)新不夠，如果要想在激烈的市場競爭中脫穎而出，甚至立于不敗之地，需要把高校的知識資源和科技研究成果可以很好地轉(zhuǎn)化，技術(shù)上進行創(chuàng)新。而作為高校，是服務(wù)發(fā)展的主體，是科學(xué)知識的生產(chǎn)者和提供者，對科學(xué)知識的傳播、整合和流通起著重要的推動作用。高校在搞科研的目的也是為生產(chǎn)服務(wù)、為社會服務(wù)。產(chǎn)學(xué)研結(jié)合就是充分利用學(xué)校與企業(yè)、科研單位等多種不同教學(xué)環(huán)境和教學(xué)資源以及在人才培養(yǎng)方面的各自優(yōu)勢，建立良好的互動，把以課堂傳授知識為主的學(xué)校教育模式與直接獲取工程經(jīng)驗、實踐能力為主的生產(chǎn)、科研實踐有機結(jié)合，才能適時調(diào)整學(xué)生的培養(yǎng)模式，使學(xué)生獲得良好的實習(xí)機會和實習(xí)場所，讓高校培養(yǎng)出來的學(xué)生更容易走上社會，被企業(yè)所需求。電氣工程專業(yè)就是一個實踐性很強的專業(yè)，能夠解決電氣工程技術(shù)分析與控制等實際生產(chǎn)問題。
但是，在產(chǎn)學(xué)研合作中，高校在科研管理機制上存在一些問題，主要表現(xiàn)在：（1）科技成果轉(zhuǎn)移渠道不暢。很多企業(yè)拿著大量資金尋找科技創(chuàng)新成果，而高校的科研成果又轉(zhuǎn)移不出去，導(dǎo)致了高校、企業(yè)、科研院所等各方科技資源分散，浪費精力、物力和人力。（2）科研人員考核制度不利于成果轉(zhuǎn)化。當(dāng)前，高校普遍采用職稱和職務(wù)等級發(fā)放科研津貼的，而職稱職務(wù)的獲得，主要是看權(quán)威性期刊的數(shù)量、申請的項目獲得的獎勵，專利情況等，對于科技成果能否實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化問題很少重視，致使高校老師很多科技項目申請后，過多地偏重于技術(shù)與理論，與社會需求脫節(jié)，大部分科研成果很多是只申請了專利，或者發(fā)表了論文的水平上，實際應(yīng)用產(chǎn)出的效果不高。另一方面，當(dāng)前部分教授評職稱前，發(fā)論文，申報項目，有較多的研究成果，但職稱評定后，科研動力不足，研究成果停滯不前，更多的是享受這個教授待遇，從而導(dǎo)致研究資源流失。（3）科技成果推廣機制不完善，重視不夠。高校由于學(xué)科建設(shè)發(fā)展需求、整體實力提升等眾多因素影響，學(xué)校科技部和老師的關(guān)注點在于國家或省部級重大項目的申報上面，比如國家自然科學(xué)基金、國家級973、863等重大項目課題、各項科研成果獎勵申報，而對真正獲得的科技成果，如何將其轉(zhuǎn)化投入不夠，重視不足。
因此，在高度重視產(chǎn)學(xué)研合作的同時，更應(yīng)該要結(jié)合學(xué)科、科研特色和優(yōu)勢，充分發(fā)揮科研管理制度對科技創(chuàng)新的激勵、支持和引導(dǎo)作用，要進一步搭建平臺，發(fā) 揮政府的作用，與政府、企業(yè)、科研院所及高校，產(chǎn)業(yè)四力強強聯(lián)合，不斷推動產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的形成和發(fā)展，為科學(xué)技術(shù)的研究和創(chuàng)新做出貢獻。
2.2 學(xué)和研的結(jié)合
隨著電子、計算機、通信和信息等技術(shù)在電力行業(yè)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，給電氣專業(yè)的學(xué)生帶來了很好的發(fā)展機遇，這就需要高校培養(yǎng)出的電氣專業(yè)學(xué)生，需要具備一定的科研能力，能夠獨立承擔(dān)相應(yīng)研究方向的科研課題。首先，讓學(xué)生參與到老師的科研當(dāng)中。從我校電氣專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)來看，學(xué)生實行“導(dǎo)師制”，對于優(yōu)秀的學(xué)生，從大學(xué)開始就跟隨導(dǎo)師做相應(yīng)的課程設(shè)計，等到了研究生階段，不僅能夠很早，而且將課題研究有延續(xù)性，能更好地做出科研成果，培養(yǎng)科研能力。第二，讓學(xué)生參與到各種科技創(chuàng)新比賽，老師進行指導(dǎo)，培養(yǎng)了學(xué)生的獨立科研能力和科技創(chuàng)新能力。
產(chǎn)學(xué)研合作教育是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)學(xué)生的重要途徑。近年來，我校電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計課題，以及研究生課題，有80%的題目與產(chǎn)學(xué)研基地的實際和教師科研課題緊密結(jié)合，有部分學(xué)生直接參加教師承擔(dān)的課題。通過多種渠道，不僅可以使學(xué)生更深入接觸工程實際，增強實際工程意識，提高綜合實踐能力，在完成自己學(xué)業(yè)任務(wù)的同時，培養(yǎng)了科研創(chuàng)新能力和實踐能力，
2.3 產(chǎn)和學(xué)的結(jié)合
人才培養(yǎng)是高校教育的發(fā)展之路。經(jīng)濟社會的發(fā)展對人才的需求是多種多樣的，精英教育、大眾化教育是高等教育的兩個方向。精英教育培養(yǎng)拔尖人才，大眾化高等教育培養(yǎng)各級各類專門人才，各具功能，不可替代。學(xué)校應(yīng)根據(jù)不同的社會需求進行科學(xué)、準(zhǔn)確的定位，確立自己的發(fā)展方向，形成有特色的人才培養(yǎng)模式、培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方法和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。③
電氣專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)，需要保持和加強原有專業(yè)特色和優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生較強的工程實踐能力，提高學(xué)生的就業(yè)競爭力。在實際操作中，學(xué)校應(yīng)因材施教，引入各類培養(yǎng)機制，如結(jié)合產(chǎn)學(xué)研的合作平臺，一是和企業(yè)聯(lián)系，為學(xué)生提供相應(yīng)的實習(xí)基地;另一種則是根據(jù)企業(yè)的需求，企業(yè)的科研方向，制定我們培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)、模式及課程體系。如開設(shè)專門的“卓越工程師”班，單獨組織學(xué)生完成一門企業(yè)課程授課，一次企業(yè)參觀實習(xí)，一次“工程技術(shù)講座”。除此之外，每年暑假，我校的電氣專業(yè)與陜西航空電氣有限公司、陜西西航動力股份有限公司、河南許繼集團、南京機電液壓工程研究中心等多個校外產(chǎn)學(xué)研合作教育基地開展合作，這些企業(yè)每年為電氣專業(yè)學(xué)生提供實習(xí)條件，提供合作科研項目。
3 總結(jié)
電氣工程專業(yè)行業(yè)屬于高精尖端行業(yè)領(lǐng)域，尖端人才的培養(yǎng)十分重要，它的社會需求較廣，而培養(yǎng)這樣的優(yōu)秀人才，就需要高校制定適合社會需求的人才培養(yǎng)模式，通過產(chǎn)學(xué)研合作的模式，讓學(xué)生、教師有良性發(fā)展，才能促進電氣學(xué)科的發(fā)展，而外部則需要社會與企業(yè)的需求，產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合便是達到這一目標(biāo)的良好途徑。
基金項目：南京航空航天大學(xué)基本科研業(yè)務(wù)費青年科技創(chuàng)新基金-高校科研管理中產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新機制研究（資助編號：NR2013029;項目負責(zé)人：李潔）成果之一
注釋
關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)；研究生；電氣工程
作者簡介：解璞（1977-），女，河北定州人，軍械工程學(xué)院車輛與電氣工程系，副教授；趙錦成（1962-），男，陜西西安人，軍械工程學(xué)院車輛與電氣工程系，教授。（河北 石家莊 050003）
基金項目：本文系軍械工程學(xué)院教學(xué)研究課題（課題編號：Jxlx1382）的研究成果。
中圖分類號：G643 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）25-0155-02
實驗教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力具有不可替代的作用。[1]軍械工程學(xué)院電氣工程學(xué)科針對裝備供電“安全、可靠、優(yōu)質(zhì)”的軍事需求，圍繞裝備電氣系統(tǒng)中電能的發(fā)、輸、配、變、控、管、用等技術(shù)環(huán)節(jié)，以提高電氣裝備的性能和維修保障能力為目標(biāo)，研究裝備電氣工程新理論、新技術(shù)和新方法，體現(xiàn)為機械與電氣、強電與弱電、設(shè)備與系統(tǒng)相結(jié)合，技術(shù)內(nèi)涵有別于民用電網(wǎng)，具有明顯的軍事特色和學(xué)科特色。本學(xué)科要求研究生除需熟悉電氣工程學(xué)科的科學(xué)研究方法，具有獨立獲取新知識以及從事科學(xué)研究的能力，還應(yīng)掌握較強的實驗技能和解決實際問題的能力。
研究生的實踐能力和創(chuàng)新能力是衡量研究生培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標(biāo)。實驗教學(xué)是電氣工程學(xué)科教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一。然而，相比于課堂教學(xué)和學(xué)位論文研究，實驗教學(xué)一直是研究生培養(yǎng)工作中亟待加強的環(huán)節(jié)。[2]重理論輕實踐，致使大部分研究生理論水平很高，但動手能力和解決實際問題的能力欠缺。因此如何優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容，豐富實驗教學(xué)方法，打造實驗教學(xué)平臺，培養(yǎng)出綜合性、創(chuàng)新型人才是實驗教學(xué)的關(guān)鍵。
一、傳統(tǒng)實驗教學(xué)存在的主要問題
目前研究生的實驗教學(xué)沒得到足夠重視，導(dǎo)致很多研究生實驗課程變成了一種形式上的教育，成為研究生用來“混學(xué)分”的課程。究其原因，目前研究生實驗教學(xué)主要存在以下不足之處。
1.實驗內(nèi)容設(shè)置欠合理
目前大多研究生實驗沿用本科方式，依據(jù)理論教學(xué)的需要而設(shè)置，所開設(shè)實驗中原理性、驗證性的基本實驗內(nèi)容較多。由于受經(jīng)費及現(xiàn)有實驗條件的限制，針對裝備電力系統(tǒng)發(fā)、輸、配、變、用等各個環(huán)節(jié)電能的測量、調(diào)節(jié)、補償、控制則只能部分地進行演示性實驗，無法反映電力系統(tǒng)的動態(tài)環(huán)節(jié)，不同程度脫離工程實際和裝備實際。另外，與研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)息息相關(guān)的綜合性、設(shè)計性實驗數(shù)量相對較少，實驗內(nèi)容趨簡避繁，從而導(dǎo)致研究生只能進行低水平的重復(fù)實驗，而缺乏對其創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)。
2.實驗教學(xué)方法不足
傳統(tǒng)實驗教學(xué)方法是教師在課堂上講授實驗內(nèi)容、演示實驗操作，再讓學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)按照固定實驗步驟進行實驗。這是一種灌輸式的教學(xué)模式，比較局限與死板。研究生大多只是忙于完成實驗內(nèi)容，而對實驗原理及實驗過程中出現(xiàn)的問題沒能進行獨立而深入的思考。該教學(xué)模式嚴重制約了研究生的獨立思考和解決實際問題的能力，無法達到應(yīng)有的實驗效果。
3.實驗資源利用率低下
目前多數(shù)院校簡單地按任務(wù)目標(biāo)和所屬部門劃分實驗室[3]，教學(xué)實驗室基本不涉及科研工作，科研實驗室很少顧及教學(xué)，人為地將教學(xué)與科研割裂開來，不利于實驗室資源的充分利用。實驗室開放不夠，研究生很少有機會進入專業(yè)性更強、設(shè)備更先進的科研實驗室進行綜合性與研究性的實驗。有些研究生導(dǎo)師會利用自己的課題經(jīng)費購置或研制一些先進的實驗設(shè)備，但出于對設(shè)備的保護，利用率低，很少為研究生實驗教學(xué)所公用。
二、研究生實驗教學(xué)改革中采取的措施
如何解決研究生實驗教學(xué)過程存在的上述問題，充分利用實驗教學(xué)提高電氣工程研究生的創(chuàng)新能力？本文結(jié)合筆者在研究生實驗課程教學(xué)中的體會，以及軍械工程學(xué)院電氣工程學(xué)科在研究生實驗教學(xué)過程的實踐經(jīng)驗，提出幾點改革措施。
1.優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容
實驗內(nèi)容的安排、選擇及合理分配對實驗教學(xué)是非常重要的。為此，我們根據(jù)電氣工程學(xué)科不同層次、不同研究方向的研究生，由淺入深、由點到面，分層次優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容。目前的實驗內(nèi)容主要分為：驗證型實驗設(shè)計型實驗科研型實驗。
驗證型實驗主要用于對研究生學(xué)員的基本實驗技能進行培訓(xùn)。通過常規(guī)實驗操作方法的培訓(xùn)，提高學(xué)員動手能力，為下一步進入論文階段并順利開展打下堅實的基礎(chǔ)，每名研究生必須完成這一階段的訓(xùn)練。
設(shè)計型實驗主要培養(yǎng)研究生觀察問題、分析問題及最終解決問題的能力。讓研究生根據(jù)自己的專業(yè)研究方向設(shè)計具有綜合性、典型性、開拓性和創(chuàng)新性的實驗，由導(dǎo)師和任課教員共同指導(dǎo)學(xué)員查閱相關(guān)的參考資料，并對實驗設(shè)計和實施給以指導(dǎo)和幫助。此類實驗既鍛煉研究生形象思維，又培養(yǎng)其邏輯思維，是促進研究生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力不斷提高的有效途徑，并可充分調(diào)動學(xué)員的創(chuàng)新意識和科學(xué)研究興趣，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才打下良好的基礎(chǔ)。通過綜合實驗的設(shè)計、實施、分析到完成實驗任務(wù)，能更好地提高研究生的創(chuàng)新科研能力。
科研型實驗是讓研究生主動參與到科研實際。充分發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢，利用科研實驗室資源和強大的科研隊伍，與武器裝備和科研課題接軌，將前瞻性、先進性的科研成果融入到實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中去，從而使研究生在進入做論文階段之前熟悉各種專業(yè)設(shè)備并掌握現(xiàn)本學(xué)科中具有代表性的重要研究方法，了解和掌握現(xiàn)代最先進的技術(shù)思想，達到依托科研實踐培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的，為研究生學(xué)員到部隊任職打下堅實的基礎(chǔ)。
實驗教學(xué)內(nèi)容改革要服從服務(wù)于人才培養(yǎng)的需要。軍校研究生的培養(yǎng)，是為了適應(yīng)軍隊建設(shè)和信息化條件下作戰(zhàn)的需要，為我國國防現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)各級各類的自主創(chuàng)新人才。在進行實驗教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化時，必須在遵循本學(xué)科發(fā)展規(guī)律的前提下，針對武器裝備建設(shè)和發(fā)展中面臨的實際問題及研究生后續(xù)的課題，明確軍事應(yīng)用背景。
以本教研室的電氣工程碩士點為例，該學(xué)科針對目前我軍裝備野戰(zhàn)供電保障多采用內(nèi)燃動力發(fā)電機供電而油料保障壓力大、戰(zhàn)場安全性低、制約軍事意圖實現(xiàn)等不足，為適應(yīng)裝備供電保障發(fā)展趨勢，堅持自主創(chuàng)新，構(gòu)建了風(fēng)—光—柴混合能源互補供電系統(tǒng)。該微型供電示范系統(tǒng)填補了我軍裝備野戰(zhàn)供電系統(tǒng)保障在混合能源互補供電領(lǐng)域的空白，并將此科研成果應(yīng)用到研究生的實驗教學(xué)中。目前依托該平臺可開展混合能源互補供電組網(wǎng)、監(jiān)控、分配、變換、防護等實驗，使學(xué)員鞏固理論知識，了解前沿動態(tài)，掌握實驗方法，一方面為后續(xù)研究生學(xué)員開展新能源發(fā)電技術(shù)、實時智能控制器、新型蓄電池及其充/放電控制技術(shù)、混合能源互補供電能量管理與監(jiān)控技術(shù)等方面的課題研究提供了基礎(chǔ)和保障，另一方面也使實驗課程的內(nèi)容更加具體化，促進了課程教學(xué)內(nèi)容改革和創(chuàng)新。
2.豐富實驗教學(xué)方法
教學(xué)方法是實驗教學(xué)的關(guān)鍵。研究生的培養(yǎng)目標(biāo)是成為獨立從事科研工作的個體，因此研究生的實驗教學(xué)不能停留在傳統(tǒng)的教條式層面上。
實驗教學(xué)方法的改革就是要本著“學(xué)員為主，教員為輔”、“學(xué)員獨立設(shè)計，教員重點輔導(dǎo)”的原則。在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，有必要培養(yǎng)研究生的實驗流程自行規(guī)劃能力。比如對于驗證型的實驗，只給出實驗節(jié)點要求，研究生則要按照自身的理解，自行設(shè)計實驗步驟，并整理實驗結(jié)果，甚至自行補充實驗內(nèi)容，進行創(chuàng)新性實驗學(xué)習(xí)。在與研究生課題聯(lián)系緊密的科研型實驗中導(dǎo)師應(yīng)盡量放手，讓研究生充分發(fā)揮聰明才智，讓實驗教學(xué)成為一種探索、求知、求新的過程。
同時實驗教學(xué)應(yīng)貫穿于研究生培養(yǎng)的全過程，導(dǎo)師應(yīng)及時根據(jù)研究生的課題進展情況，了解其實驗中遇到的問題并給予指導(dǎo)或協(xié)助解決，讓研究生少走彎路，提高效率，這也是一個教學(xué)相長的過程。通過這種研究式的實驗，可以循序漸進地培養(yǎng)研究生獨立分析解決問題的能力。
3.打造實驗平臺
實驗平臺是實驗教學(xué)的保障。為彌補實際裝備缺乏所造成的教學(xué)條件不足，利用科研資源優(yōu)勢改善研究生實驗教學(xué)環(huán)境，解決實驗教學(xué)對實際裝備的依賴。我院電氣工程學(xué)科依托軍隊“2110”裝備野戰(zhàn)電力支持實驗室的建設(shè)，結(jié)合裝備野戰(zhàn)供電的發(fā)展趨勢及需求，以“瞄準(zhǔn)前沿、圍繞目標(biāo)、結(jié)合裝備、強化特色”為發(fā)展目標(biāo)相繼搭建了軍用電站裝備綜合技術(shù)保障、野戰(zhàn)電力支持仿真、電能質(zhì)量監(jiān)測與控制3個特色鮮明并互為補充的實驗系統(tǒng)。
（1）電力綜合技術(shù)保障實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)能培養(yǎng)電氣工程研究生在裝備野戰(zhàn)電力支持方向的理論聯(lián)系實際意識和基本實驗技能，為電機學(xué)、電力系統(tǒng)分析、電氣檢測技術(shù)、供配電技術(shù)、電能質(zhì)量分析與控制等專業(yè)課程學(xué)習(xí)提供了實驗條件和良好的科研背景。
（2）野戰(zhàn)電力支持仿真實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)由1臺高效專業(yè)服務(wù)器和6臺臺式計算機及顯示設(shè)備和專業(yè)的電力支持仿真計算軟件組成，該仿真系統(tǒng)可彌補實驗技術(shù)的不足，提高研究進度，降低研究費用，具有靈活性、可重復(fù)性及安全性高的特點，研究生學(xué)員可在裝備野戰(zhàn)供電系統(tǒng)建模和穩(wěn)態(tài)/暫態(tài)仿真分析計算，優(yōu)化裝備野戰(zhàn)供電系統(tǒng)設(shè)計，提高系統(tǒng)的電能質(zhì)量、控制運行系統(tǒng)的運行效率和安全穩(wěn)定性等方向開展實驗。
（3）電能質(zhì)量監(jiān)測與控制實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)為開展負荷結(jié)構(gòu)特性對電能質(zhì)量的影響研究，實現(xiàn)了負載形式的典型、多樣化，兼顧了實際和科研的需要。一方面配置了小型化的電機拖動、照明、變頻調(diào)速電機、逆變裝置等非線性、沖擊性負荷，另一方面配置了電子負載、阻感負載等以便建立極端條件下的綜合負荷模型，同時還具有國際先進水平的交/直流電壓跌落模擬器，可模擬極端的電能質(zhì)量問題。為研究生電能質(zhì)量專業(yè)課程學(xué)習(xí)提供了實驗條件，為碩士研究生的培養(yǎng)提供了科研環(huán)境手段。
目前該實驗室面向研究生學(xué)員全面開放，共享及利用率較高，已能滿足野戰(zhàn)條件電能的產(chǎn)生、組網(wǎng)、分配、變換、監(jiān)控和保障等方面的科學(xué)研究，可在更高的研究層次培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力。近三年來以實驗室為背景，先后培養(yǎng)各類研究生12名，已畢業(yè)碩士研究生8名。實驗室在建設(shè)中自主開發(fā)實現(xiàn)了部分功能，混合能源互補供電系統(tǒng)培養(yǎng)研究生3名，分別實現(xiàn)了混合能源互補供電系統(tǒng)的實時監(jiān)控和鉛酸蓄電池的虛擬測試；軍用電站性能檢測與測試分系統(tǒng)培養(yǎng)研究生3名，分別開展了軍用電站電氣參數(shù)檢測及模塊電源虛擬測試系統(tǒng)的研究；2名研究生則分別開展軍用電站AVR檢測診斷平臺及逆變電源供電負荷適應(yīng)性研究。把實際科研用的裝置用于實驗教學(xué)，使研究生在課程學(xué)習(xí)中就接觸到課題了，這些設(shè)備就是下一步研究生做課題直接要用的設(shè)備，這些科研平臺的設(shè)計、運行、實現(xiàn)方法都成為課題可借鑒的資料。這使研究生盡早接觸到學(xué)科發(fā)展的前沿，拓展視野，并加強了研究生實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
三、結(jié)語
幾年來的實踐證明，加強對研究生實驗教學(xué)的改革，一方面加深了研究生對本學(xué)科理論知識的進一步理解和掌握，拓寬了知識面，另一方面也使他們學(xué)到了許多實驗室工作的知識和技能，提高了實驗動手能力、語言表達能力、組織教學(xué)的能力和理論聯(lián)系實踐的能力，培養(yǎng)了嚴謹?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，促進了學(xué)業(yè)的進步。研究生教育要圍繞學(xué)科特色優(yōu)勢，重視研究生扎實的實驗基礎(chǔ)、綜合運用技能和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，同時還應(yīng)優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容，豐富實驗教學(xué)方法，打造良好的實驗平臺，從而為實驗教學(xué)提供良好的條件，進一步提高研究生實驗教學(xué)效果，達到全面提升電氣工程研究生綜合素質(zhì)的目標(biāo)。
參考文獻：
[1]鄺溯瓊，楊定新，陶利民.開放式研究生綜合實驗中心的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2012，31（3）：109-111.
[2]周愛華，唐玲.電氣專業(yè)綜合實驗中心建設(shè)的構(gòu)思[J].中國電力教育，2011，（33）：187-188.
[3]丁堅勇，饒凌平.加強大學(xué)生實驗教學(xué) 培養(yǎng)電氣工程高素質(zhì)人才[J].中國電力教育，2007，（1）：111-113.
[4]潘再平，唐益民.加強電力電子技術(shù)和電機控制類課程實驗教學(xué)[J].實驗室研究與探索，2002，（1）：29-30.
關(guān)鍵詞 漁船 舵機系統(tǒng) 安全航行
中圖分類號：U662 文獻標(biāo)識碼：A
0引言
舵機液壓控制系統(tǒng)有兩種基本控制方式，即閥控型和泵控型，而液壓復(fù)合控制則是兩種控制的衍生物，即閥泵串聯(lián)控制、電液復(fù)合控制、閥泵并聯(lián)控制等。這幾種系統(tǒng)固有的靜態(tài)特性和動態(tài)特性，在系統(tǒng)精度、動態(tài)指標(biāo)系統(tǒng)響應(yīng)速度、系統(tǒng)復(fù)雜程度、總體布置等方面，有著較大的差異性和局限性。本文從分析閥控型舵機和泵控型出發(fā)，采用數(shù)字液壓技術(shù)解決傳統(tǒng)舵機所存在的弊端。用新型轉(zhuǎn)舵機構(gòu)，不但減小了舵機重量及體積；還能使船舶舵角的定位精度在航行時得到有效提高，減小換向沖擊及噪聲，降低航行能耗；增強舵機自適應(yīng)能力，提高了舵機的動態(tài)性能；為高性能漁船舵機的設(shè)計提供一定的指導(dǎo)意義。
1傳統(tǒng)船舶舵機系統(tǒng)
1.1伺服閥控舵機系統(tǒng)
伺服閥控舵機系統(tǒng)由電液伺服閥、舵機液壓缸、定量泵、電動機、伺服放大器、舵角反饋機構(gòu)等組成。工作原理是由自動駕駛儀或操作人員給出方向角度值為4～20mA ， 作為設(shè)定值送到伺服放大器，舵機上角位移傳感器與其數(shù)據(jù)相比較，比較結(jié)果如果出現(xiàn)差值，差值放大處理后，將其轉(zhuǎn)變?yōu)樗欧y線圈的電流驅(qū)動信號，轉(zhuǎn)換成液壓流量輸出， 油缸被推動前進，帶動舵機轉(zhuǎn)動，直到設(shè)定值與角位移傳感器輸出值相等為止。舵機靠位移傳感器在液壓伺服閥系統(tǒng)中閉環(huán)鎖定，一旦在工作狀態(tài)電氣系統(tǒng)斷電，則閉環(huán)系統(tǒng)不能鎖定，有可能造成伺服閥在中位時有泄漏，因此采用了一種新的伺服泵控系統(tǒng)。
1.2 伺服泵控舵機系統(tǒng)
伺服泵控舵機系統(tǒng)由電液伺服閥、舵機液壓缸、變量泵、電動機、變量機構(gòu)、伺服放大器、舵角反饋機構(gòu)等組成。為了伺服閥控系統(tǒng)更為完善，使用雙向驅(qū)動的伺服變量泵作為新的舵機系統(tǒng)控制系統(tǒng)，在伺服變量泵上安裝伺服閥，由一個小型伺服油缸驅(qū)動變量泵的斜盤機構(gòu) 控制流量和方向可以通過改變斜盤的轉(zhuǎn)角實現(xiàn)，舵機油缸的進退控制就可以完成了。角位移傳感器仍在新的舵機上安裝，當(dāng)需要位置后尾舵到達后，變量泵的將會斜盤回到中位，流量輸出為零，鎖定舵機。發(fā)熱少和傳動效率高是這種閉式系統(tǒng)的最大優(yōu)點，舵機鎖定可以油泵泄漏多少決定。但需增設(shè)補油回路，以解決系統(tǒng)泄漏是其最大缺點。
2現(xiàn)代數(shù)字液壓船舶舵機系統(tǒng)
2.1數(shù)字液壓油缸
數(shù)字油缸是數(shù)字液壓油缸的簡稱。在液壓缸內(nèi)部把液壓滑閥、步進電機、閉環(huán)位置反饋組合設(shè)計，液壓油源接通，所有的長度或角度控制功能，通過專門計算機、PLC可編程控制器或數(shù)字控制器發(fā)出的數(shù)字脈沖信號來完成的高新科技產(chǎn)品。在油缸內(nèi)安裝由數(shù)字液壓閥、液壓油缸和電信號轉(zhuǎn)換單元、位置反饋結(jié)合的整體，對外僅需連接上控制用電脈沖信號和高壓油管、低壓油管即可，使電脈沖信號對應(yīng)每一個固定的油缸行程變得簡單有效，完成不同運動效果可以由不同頻率控制和脈沖數(shù)量決定。數(shù)字缸內(nèi)部備有驅(qū)動裝置、傳感器、數(shù)字閥等，從油缸外部看，只有一個電插頭、一個回油口和一個進油口。例如，一個電脈沖由每零點零一毫米的油缸位置運動對應(yīng)，如需數(shù)字液壓油缸在十毫米的位置運動在十秒內(nèi)完成，油缸每運動一毫米需要一秒時間，而一毫米的位移變化對應(yīng)的電脈沖為一百。采用頻率為一百赫茲的脈沖，電脈沖信號一共發(fā)出了一千個， 數(shù)字油缸規(guī)定的位移行程便可在規(guī)定的時間內(nèi)完成。走完相同的行程如需在五秒內(nèi)完成，則電脈沖頻率提高到二百赫茲即可。通過改變發(fā)出的脈沖數(shù)量，即可增大如需的運動行程。
2.2數(shù)字液壓舵機系統(tǒng)原理及優(yōu)點
因為鋼制海船建造規(guī)范與入級時對船舶舵機的要求，舵機系統(tǒng)利用數(shù)字液壓缸搭建。脈沖信號從自動駕駛儀發(fā)出由數(shù)字液壓缸接受，位置閉環(huán)在其內(nèi)部構(gòu)成，位置傳感器也就不再需要，自動駕駛儀由角度儀信號輸出，角度顯示完成。該系統(tǒng)蓄能器供油用定量泵完成，一般情況下兩缸會同時工作，如果一缸出現(xiàn)故障，另一缸也可以單獨完成工作，滿足鋼制海船建造規(guī)范與入級對船舶舵機的要求。在發(fā)生緊急故障情況下如停電，也可以使用人工進行操控。另外，具有自我鎖定功能的數(shù)字缸，數(shù)字信號只要不輸出， 即使施加外力作用油缸也不會擺動。在停泵期間的液壓泵，鎖定舵機可以依靠蓄能器的壓力進行，即使海浪拍打也不會發(fā)生飄舵現(xiàn)象。還可以利用該系統(tǒng)設(shè)置UPS電源，即使發(fā)生短時間的停電，也能實現(xiàn)遠距離控制。數(shù)字液壓舵機系統(tǒng)的數(shù)字缸內(nèi)部集成了執(zhí)行、控制、反饋功能，無需任何算法調(diào)整和參數(shù)給定，僅連接好液壓管路和送入電脈沖信號， 為實現(xiàn)對舵機的控制系統(tǒng)通過改變脈沖的數(shù)量和頻率來完成。由液壓完成該系統(tǒng)能量傳遞，電脈沖信號完成信號傳遞，因此這種數(shù)字液壓舵機系統(tǒng)功能強大，原理簡單，便于機務(wù)人員使用和管理。數(shù)字液壓舵機系統(tǒng)通過專用控制器或計算機控制，可以與外界進行通信。如與利用定位及通訊衛(wèi)星進行通信，自動駕駛儀可以完成整個航線的航行，實現(xiàn)長距離自動導(dǎo)航控制。
3結(jié)束語
近幾年我國海洋漁業(yè)進入了快速發(fā)展時期，但我國目前漁船嚴重滯后的配套設(shè)備制造能力已遠遠不能滿足船舶主體制造能力，大多數(shù)高性能配套設(shè)備還需要從國外進口，因此在很大程度上嚴重制約我國船舶行業(yè)發(fā)展能力。控制船舶航向的重要設(shè)備是船舶舵機，其性能的好壞在船舶的運動性能上起著決定作用，是船舶主要的輔機之一。新型液壓舵機系統(tǒng)利用數(shù)字液壓缸搭建完成，具有維護方便、系統(tǒng)簡單、操作容易、控制精度高、安全可靠等特點，可全自動、半自動、手動多種操作，在大型船舶舵機控制系統(tǒng)優(yōu)點更加明顯。
參考文獻
【關(guān)鍵詞】PLC；立體車庫；控制系統(tǒng)
1.引言
隨著我國經(jīng)濟持續(xù)快速的發(fā)展和城市建設(shè)工作的不斷進行，在許多城市，交通擁堵和停車難已經(jīng)成了影響城市發(fā)展的重要因素，利用路邊停車和傳統(tǒng)的自走式停車方式己經(jīng)遠遠不能適應(yīng)城市發(fā)展的要求。隨著我國汽車工業(yè)以及房地產(chǎn)行業(yè)的訊速發(fā)展和轎車數(shù)量的迅速上升，我國立體停車行業(yè)發(fā)展迅速。立體停車是解決許多城市出現(xiàn)的停車難問題的有效方法。機械式立體車庫是指用立體化的方式，利用機構(gòu)完成車輛存取的停車設(shè)施。也就是用機械停車設(shè)備將汽車存放到立體化的停車位或從停車位取出的停車設(shè)施。機械式立體車庫是近期順應(yīng)市場經(jīng)濟發(fā)展，根據(jù)市場需求，在其迫切影響下應(yīng)運而生的一種新型停車系統(tǒng)，它綜合運用了機械、控制、液壓以及光學(xué)等先進技術(shù)，屬于技術(shù)密集型設(shè)備[1]。
本文主要以五車位升降橫移式立體車庫為研究對象，介紹其結(jié)構(gòu)、工作原理及監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成。
2.立體車庫的組成及原理
升降橫移式立體車庫指利用載車板的升降或橫向平移存取停放車輛的一種機械式停車設(shè)備。主要由結(jié)構(gòu)框架部分、載車板部分、橫移系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)六大部分組成。這種立體車庫結(jié)構(gòu)特點是：底層只能平移，頂層只能升降，中間層既可平移又可升降。除頂層外，中間層和底層都必須預(yù)留一個空車位，供進出車升降之用。當(dāng)?shù)讓榆囄贿M出車時，無需移動其他托盤就可直接進出車；中間層、頂層進出車時，先要判斷其對應(yīng)的下方位置是否為空，不為空時要進行相應(yīng)的平移處理，直到下方為空才可進行下降動作，進出車完成后再上升回到原位置。其運動的總原則是：升降復(fù)位，平移不復(fù)位。
本設(shè)計為五車位停車庫，系統(tǒng)由一臺PLC對車庫進行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控，通過PLC控制載車板縱橫傳動裝置以完成對車輛的存取操作。各車位內(nèi)車輛的調(diào)入調(diào)出由PLC根據(jù)當(dāng)前各車位的車輛存放情況，按照相應(yīng)的調(diào)度策略調(diào)度車輛進出。其工作方式為：二層三個車位可以升降，一層的兩個車位只能橫向橫移，二層車位要想升降則必須讓其下側(cè)車移走，進而橫移出空位，將載車板升或降到地面層。系統(tǒng)工作示意圖如圖1所示。
3.系統(tǒng)硬件單元設(shè)計
3.1 電氣系統(tǒng)關(guān)鍵部分設(shè)計
PLC接線設(shè)計：在升降橫移式立體停車庫中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對象首先是車庫內(nèi)的橫移電機和升降電機，控制系統(tǒng)就是使它們在不同的時間內(nèi)實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；其次是車庫內(nèi)的各種輔助裝置，如指示燈及其各種安全設(shè)施等。為了保證載車板能橫移到預(yù)定位置以及載車板能上升或下降到指定位置，采用了行程開關(guān)。為了判斷載車板上有無車輛，采用了光電開關(guān)。同時在車庫中還采用了一些傳感器如煙溫傳感器以及安全預(yù)警裝置。
電機控制及接線設(shè)計：在存取車時車位的升降不能同時進行，車位的升降和橫移也不能同時進行，這兩個動作必須是互鎖的，即當(dāng)上層車位在升降時，地面層車位不能移動，反之亦然，并且上層車位每次只能有一個車位進行上下升降運動。這些在程序中可采用聯(lián)鎖和互鎖的方法來解決。
3.2 PLC型號的選擇
根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求進行需求分析，確定PLC的輸入輸出點。本系統(tǒng)共計26個輸入，18個輸出，系統(tǒng)選用西門子公司的S7-200系列的CPU226（加擴展模塊）。CPU226共有24個輸入，16個輸出，擴展模塊選擇為EM223，它有16個輸入，16個輸出。該選擇能夠滿足系統(tǒng)要求。系統(tǒng)I/O分配表見表1、2所示。
4.系統(tǒng)PLC程序設(shè)計
主程序設(shè)計參考程序見圖2所示。
5.組態(tài)監(jiān)控畫面設(shè)計
5.1 MCGS簡介
組態(tài)軟件是在工業(yè)自動化領(lǐng)域興起的一種新型的軟件開發(fā)技術(shù)。開發(fā)人員不需要編制具體的指令和代碼，只要利用組態(tài)軟件包中的工具，通過硬件組態(tài)（硬件配置）、數(shù)據(jù)組態(tài)、圖形圖像組態(tài)等工作即可完成所需應(yīng)用軟件的開發(fā)工作。MCGS（Monitor and Control Generated System通用監(jiān)控系統(tǒng)），是一套用于快速構(gòu)造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于Microsoft（各種32位Windows平臺上）運行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制、實時曲線、歷史曲線和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案[2]。
5.2 系統(tǒng)畫面設(shè)計
本文采用通用版MCGS組態(tài)軟件設(shè)計了該控制系統(tǒng)上位機監(jiān)控界面。系統(tǒng)運行畫面如圖3所示。
6.結(jié)束語
本控制系統(tǒng)以PLC為核心，實現(xiàn)了兩層五車位立體車庫的自動控制，同時采用計算機進行監(jiān)控，實現(xiàn)了車庫的智能化管理和實時監(jiān)控，工作安全可靠，操作方便。本文的研究對PLC在計算機自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，以及利用MCGS實現(xiàn)工業(yè)工程實時監(jiān)控，提高工業(yè)的自動化水平，都具有很重要的實踐意義[3]。
參考文獻
[1]劉延利.后懸臂升降橫移式立體車庫虛擬樣機設(shè)計[D].山東大學(xué)碩士學(xué)位論文，2012（9）：1-10.
[2]北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司.全中文工控組態(tài)軟件MCGS用戶指南[M].北京：MCGS公司，2003.
關(guān)鍵詞：車載網(wǎng)絡(luò) 車身系統(tǒng) 動力傳動系統(tǒng) 安全系統(tǒng) 信息系統(tǒng)
一、引言
隨著汽車工業(yè)日新月異的發(fā)展，現(xiàn)代汽車上使用了大量的電子控制裝置，許多中高檔轎車上采用了十幾個甚至二十幾個電控單元，而每一個電控單元都需要與相關(guān)的多個傳感器和執(zhí)行器發(fā)生通訊，并且各控制單元間也需要進行信息交換，如果每項信息都通過各自獨立的數(shù)據(jù)線進行傳輸，這樣會導(dǎo)致電控單元針腳數(shù)增加，整個電控系統(tǒng)的線束和插接件也會增加，故障率也會增加等諸多問題。
為了簡化線路，提高各電控單元之間的通信速度，降低故障頻率，一種新型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)CAN數(shù)據(jù)總線應(yīng)運而生。CAN總線具有實時性強、傳輸距離較遠、抗電磁干擾能力強;在自動化電子領(lǐng)域的汽車發(fā)動機控制部件、傳感器、抗滑系統(tǒng)等應(yīng)用中，CAN的位速率可高達1Mbps。同時，它可以廉價地用于交通運載工具電氣系統(tǒng)中。
二、CAN總線簡介
CAN，全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是由ISO定義的串行通訊總線，主要用來實現(xiàn)車載各電控單元之間的信息交換，形成車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， CAN數(shù)據(jù)總線又稱為CAN—BUS總線。它具有信息共享，減少了導(dǎo)線數(shù)量，大大減輕配線束的重量，控制單元和控制單元插腳最小化，提高可靠性和可維修性等優(yōu)點。
CAN被設(shè)計作為汽車環(huán)境中的微控制器通信，在車載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)。其工作采用單片機作為直接控制單元，用于對傳感器和執(zhí)行部件的直接控制。每個單片機都是控制網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點，一輛汽車不管有多少塊電控單元，不管信息容量有多大，每塊電控單元都只需引出兩條導(dǎo)線共同接在節(jié)點上，這兩條導(dǎo)線就稱作數(shù)據(jù)總線（Bus）。CAN數(shù)據(jù)總線中數(shù)據(jù)傳遞就像一個電話會議，一個電話用戶就相當(dāng)于控制單元，它將數(shù)據(jù)“講入”網(wǎng)絡(luò)中，其他用戶通過網(wǎng)絡(luò)“接聽”數(shù)據(jù)，對這組數(shù)據(jù)感興趣的用戶就會利用數(shù)據(jù)，不感興趣的用戶可以忽略該數(shù)據(jù)。
一個由CAN總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡(luò)中，理論上可以掛接無數(shù)個節(jié)點，但實際應(yīng)用中，所掛接的節(jié)點數(shù)目會受到網(wǎng)絡(luò)硬件的電氣特性或延遲時間的限制。使用計算機網(wǎng)絡(luò)進行通信的前提是，各電控單元必須使用和解讀相同的“電子語言”，這種語言稱“協(xié)議”。汽車電腦網(wǎng)絡(luò)常見的傳輸協(xié)議有多種，為了并實現(xiàn)與眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換，就必須制定標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議。隨著CAN在各種領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣，1991年9月Philips Semiconductors制定并了CAN技術(shù)規(guī)范（Version 2.0）。該技術(shù)包括A和B兩部分。2.0A給出了CAN報文標(biāo)準(zhǔn)格式，而2.0B給出了標(biāo)準(zhǔn)的和擴展的兩種格式。1993年11月ISO頒布了道路交通運輸工具—數(shù)據(jù)信息交換—高速通信局域網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 11898，為控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化鋪平了道路。美國的汽車工程學(xué)會SAE 2000年提出的J 1939，成為貨車和客車中控制器局域網(wǎng)的通用標(biāo)準(zhǔn)。
三、CAN-BUS數(shù)據(jù)總線的組成與結(jié)構(gòu)
CAN-BUS系統(tǒng)主要包括以下部件：CAN控制器、CAN收發(fā)器、CAN-BUS數(shù)據(jù)傳輸線和CAN-BUS終端電阻。：
1．CAN控制器，CAN收發(fā)器
CAN-BUS上的每個控制單元中均設(shè)有一個CAN控制器和一個CAN收發(fā)器。CAN控制器主要用來接收微處理器傳來的信息，對這些信息進行處理并傳給CAN收發(fā)器，同時CAN控制器也接收來自CAN收發(fā)器傳來的數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進行處理，并傳給控制單元的微處理器。
CAN收發(fā)器用來接收CAN控制器送來的數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送到CAN數(shù)據(jù)傳輸總線上，同時CAN收發(fā)器也接收CAN數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)，并將其傳給CAN控制器。
2．?dāng)?shù)據(jù)總線終端電阻
CAN-BUS數(shù)據(jù)總線兩端通過終端電阻連接，終端電阻可以防止數(shù)據(jù)在到達線路終端后象回聲一樣返回，并因此而干擾原始數(shù)據(jù)，從而保證了數(shù)據(jù)的正確傳送，終端電阻裝在控制單元內(nèi)。
3．?dāng)?shù)據(jù)傳輸總線
數(shù)據(jù)傳輸總線大部分車型用的是兩條雙向數(shù)據(jù)線，分為高位﹝CAN-H﹞和低位﹝CAN-L﹞數(shù)據(jù)線。為了防止外界電磁波干擾和向外輻射，兩條數(shù)據(jù)線纏繞在一起，要求至少每2.5cm就要扭絞一次，兩條線上的電位是相反的，電壓的和總等于常值。
四、車載網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用分類
車載網(wǎng)絡(luò)按照應(yīng)用加以劃分，大致可以分為4個系統(tǒng)：車身系統(tǒng)、動力傳動系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、信息系統(tǒng)。
1．動力傳動系統(tǒng)
在動力傳動系統(tǒng)內(nèi)，動力傳動系統(tǒng)模塊的位置比較集中，可固定在一處，利用網(wǎng)絡(luò)將發(fā)動機艙內(nèi)設(shè)置的模塊連接起來。在將汽車的主要因素—跑、停止與拐彎這些功能用網(wǎng)絡(luò)連接起來時，就需要高速網(wǎng)絡(luò)。
動力CAN數(shù)據(jù)總線一般連接3塊電腦，它們是發(fā)動機、ABS/EDL及自動變速器電腦（動力CAN數(shù)據(jù)總線實際可以連接安全氣囊、四輪驅(qū)動與組合儀表等電腦）。總線可以同時傳遞10組數(shù)據(jù)，發(fā)動機電腦5組、ABS/EDL電腦3組和自動變速器電腦2組。數(shù)據(jù)總線以500Kbit/s速率傳遞數(shù)據(jù)，每一數(shù)據(jù)組傳遞大約需要0.25ms，每一電控單元7~20ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)。優(yōu)先權(quán)順序為ABS/EDL電控單元發(fā)動機電控單元自動變速器電控單元。
在動力傳動系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳遞應(yīng)盡可能快速，以便及時利用數(shù)據(jù)，所以需要一個高性能的發(fā)送器，高速發(fā)送器會加快點火系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳遞，這樣使接收到的數(shù)據(jù)立即應(yīng)用到下一個點火脈沖中去。CAN數(shù)據(jù)總線連接點通常置于控制單元外部的線束中，在特殊情況下，連接點也可能設(shè)在發(fā)動機電控單元內(nèi)部。
2．車身系統(tǒng)
與動力傳動系統(tǒng)相比，汽車上的各處都配置有車身系統(tǒng)的部件。因此，線束變長，容易受到干擾的影響。為了防干擾應(yīng)盡量降低通信速度。在車身系統(tǒng)中，因為人機接口的模塊、節(jié)點的數(shù)量增加，通信速度控制將不是問題，但成本相對增加，對此，人們正在摸索更廉價的解決方案，目前常常采用直連總線及輔助總線。
舒適CAN數(shù)據(jù)總線連接一般連接七個控制單元，包括中央控制單元、車前車后各一個受控單元及四個車門的控制單元。舒適CAN數(shù)據(jù)傳遞有七大功能：中控門鎖、電動窗、照明開關(guān)、空調(diào)、組合儀表、后視境加熱及自診斷功能。控制單元的各條傳輸線以星狀形式匯聚一點。這樣做的好處是：如果一個控制單元發(fā)生故障，其他控制單元仍可發(fā)送各自的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)使經(jīng)過車門的導(dǎo)線數(shù)量減少，線路變得簡單。如果線路中某處出現(xiàn)對地短路，對正極短路或線路間短路，CAN系統(tǒng)會立即轉(zhuǎn)為應(yīng)急模式運行或轉(zhuǎn)為單線模式運行。
數(shù)據(jù)總線以62.5Kbit/s速率傳遞數(shù)據(jù)，每一組數(shù)據(jù)傳遞大約需要1ms，每個電控單元20ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)。優(yōu)先權(quán)順序為：中央控制單元駕駛員側(cè)車門控制單元前排乘客側(cè)車門控制單元左后車門控制單元右后車門控制單元。由于舒適系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以用較低的速率傳遞，所以發(fā)送器性能比動力傳動系統(tǒng)發(fā)送器的性能低。
整個汽車車身系統(tǒng)電路主要有三大塊：主控單元電路、受控單元電路、門控單元電路。
主控單元按收開關(guān)信號之后，先進行分析處理，然后通過CAN總線把控制指令發(fā)送給各受控端，各受控端響應(yīng)后作出相應(yīng)的動作。車前、車后控制端只接收主控端的指令，按主控端的要求執(zhí)行，并把執(zhí)行的結(jié)果反饋給主控端。門控單元不但通過CAN總接收主控端的指令，還接收車門上的開關(guān)信號輸入。根據(jù)指令和開關(guān)信號，門控單元會做出相應(yīng)動作，然后把執(zhí)行結(jié)果發(fā)往主控單元。
（1）安全系統(tǒng)
這是指根據(jù)多個傳感器的信息使安全氣囊啟動的系統(tǒng)，由于安全系統(tǒng)涉及到人的生命安全，加之在汽車中氣囊數(shù)目很多，碰撞傳感器多等原因，要求安全系統(tǒng)必須具備通信速度快、通信可靠性高等特點。
（2）信息系統(tǒng)
信息系統(tǒng)在車上的應(yīng)用很廣泛，例如車載電話、音響等系統(tǒng)的應(yīng)用。對信息系統(tǒng)通信總線的要求是：容量大、通信速度非常高。通信媒體一般采用光纖或銅線，因為此兩種介質(zhì)傳輸?shù)乃俣确浅？欤軡M足信息系統(tǒng)的高速化需求。
五、CAN總線技術(shù)在汽車中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)
利用CAN總線構(gòu)建一個車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題有：
（1）總線傳輸信息的速率、容量、優(yōu)先等級、節(jié)點容量等技術(shù)問題
（2）高電磁干擾環(huán)境下的可靠數(shù)據(jù)傳輸
（3）確定最大傳輸時的延時大小
（4）網(wǎng)絡(luò)的容錯技術(shù)
（5）網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和故障診斷功能
（6）實時控制網(wǎng)絡(luò)的時間特性
（7）安裝與維護中的布線
（8）網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的增加與軟硬件更新(可擴展性)
六、結(jié)束語
CAN總線作為一種可靠的汽車計算機網(wǎng)絡(luò)總線，現(xiàn)已開始在先進的汽車上得到應(yīng)用，從而使得各汽車計算機控制單元能夠通過CAN總線共享所有的信息和資源，以達到簡化布線、減少傳感器數(shù)量、避免控制功能重復(fù)、提高系統(tǒng)可靠性和可維護性、降低成本、更好地匹配和協(xié)調(diào)各個控制系統(tǒng)之目的，隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，具有高度靈活性、簡單的擴展性、優(yōu)良的抗干擾性和糾錯能力的CAN總線通信協(xié)議必將在汽車電控系統(tǒng)中得到更廣泛的應(yīng)用。
參考文獻
[1] 王箴．CAN總線在汽車中應(yīng)用[N]．中國汽車報．2004．
[2] 鄔寬明．CAN總線原理和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計．航空航天大學(xué)出版社．1996．
[3] 周震．基于CAN總線的車身控制模塊．南京航空航天大學(xué)．2005．
[4] 李剛炎，于翔鵬．CAN總線技術(shù)及其在汽車中的應(yīng)用．中國科技論文在線．
摘要：本文多方面系統(tǒng)論述了學(xué)習(xí)“計算機圖形學(xué)”課程的必要性，分析了該課程的學(xué)習(xí)沒有受到人們重視的原因，指出系統(tǒng)學(xué)習(xí)該課程是讀者掌握數(shù)據(jù)計算類型的程序系統(tǒng)設(shè)計基本方法與計算機仿真入門的有效途徑，使讀者對“計算機圖形學(xué)”課程的學(xué)習(xí)有一個正確的認識。
關(guān)鍵詞：計算機圖形學(xué)；計算機仿真；科學(xué)計算；程序設(shè)計基本方法；可視化
中圖分類號：G642
文獻標(biāo)識碼：B
1 “計算機圖形學(xué)”的學(xué)科特性
所謂“計算機圖形學(xué)”是計算機仿真(即按模型計算以生成圖像)與科學(xué)計算(即通過在計算機上建立模型并模擬物理過程來進行科學(xué)調(diào)查和研究)的一種基本形式，是研究圖形數(shù)據(jù)模型在計算機內(nèi)部的產(chǎn)生、設(shè)計與構(gòu)造過程，它是顯示圖形不可分割的前提(這相當(dāng)于畫家作畫之前，對繪畫作品的設(shè)計思想、表達方式、繪畫構(gòu)思、作品內(nèi)容與結(jié)構(gòu)等的創(chuàng)作與思考過程；只有當(dāng)這個繪畫作品設(shè)計方案成熟之后，畫家才動筆繪畫)；而圖形顯示是用點、線、面、色彩、紋理等可視化的數(shù)學(xué)方式表達這種數(shù)據(jù)仿真計算結(jié)果的數(shù)學(xué)含義、或表達仿真過程中各種實體仿真模型與場景效果的物理含義的一種直觀表達方式。參考文獻[1，2]已向讀者證明這一結(jié)論，只有這樣，才能較好的理順“計算機圖形學(xué)”課程的授課關(guān)系，使讀者建立用計算機生成圖形的完整概念。
我們用這一指導(dǎo)思想主導(dǎo)“計算機圖形學(xué)”教育20多年，并用“計算機圖形學(xué)”的授課內(nèi)容解決了多年來國內(nèi)計算機程序設(shè)計課程沒有解決好的計算可行性(可計算性的實現(xiàn)前提)這一教學(xué)難題，使該課程成為初學(xué)者學(xué)習(xí)計算機程序設(shè)計基本方法、認識圖形數(shù)據(jù)模型構(gòu)造與顯示的一般規(guī)律、進行可視化應(yīng)用程序開發(fā)三位一體教學(xué)目的的最佳選擇，并有效地彌補了從算法語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到軟件工程之間關(guān)于應(yīng)用程序編程系統(tǒng)訓(xùn)練與計算機仿真等教學(xué)環(huán)節(jié)的缺失。這種教學(xué)方法使“計算機圖形學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容完全納入了計算機科學(xué)的教育體系，同時使“計算機圖形學(xué)”與“數(shù)據(jù)庫”、“網(wǎng)絡(luò)通信”這三門課程成為現(xiàn)代計算機應(yīng)用程序的三個基本特征(數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)存儲與檢索、數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)通信)的典型代表，由此轉(zhuǎn)變了“計算機圖形學(xué)”課程的教育觀念與教育思想。在教學(xué)過程中，作者曾遇到學(xué)生們提出的多種學(xué)習(xí)問題，今整理成文，以饗讀者。
2學(xué)習(xí)“計算機圖形學(xué)”的原因與重要性
為什么要學(xué)“計算機圖形學(xué)”，這是計算機專業(yè)選修“計算機圖形學(xué)”課程的讀者關(guān)心的首要問題。眾所周知，計算機科學(xué)是處理信息技術(shù)(IT)的一門學(xué)科，通信科學(xué)是傳輸信息技術(shù)的一門學(xué)科。對于信息技術(shù)而言，常用于表達信息數(shù)據(jù)含義的4種方式分別是①數(shù)字與字符方式表述；②圖形方式顯示；③播放聲音表述；④用機械力表達(即把電信號轉(zhuǎn)換成機械運動)。這4種表達信息數(shù)據(jù)含義的方式又稱信息數(shù)據(jù)的多媒體表達方式(即多媒體技術(shù))。其中，用圖形顯示這種方式表達信息數(shù)據(jù)的含義符合人們觀察了解事物運動規(guī)律的習(xí)慣，而且信息容量大，直觀方便，同時是人們獲得外部世界信息來源的主要依據(jù)；也就是說信息數(shù)據(jù)的可視化是信息技術(shù)與計算機科學(xué)發(fā)展的一種潮流與必然趨勢。隨著計算機工業(yè)的發(fā)展與進步，實際應(yīng)用課題與現(xiàn)代程序設(shè)計對信息數(shù)據(jù)的可視化處理要求已經(jīng)越來越高，這就要求人們深入研究并掌握圖形顯示的一般規(guī)律，才能更好的為計算機信息數(shù)據(jù)的可視化服務(wù)。
按現(xiàn)代教科書對“計算機圖形學(xué)”的新定義，“計算機圖形學(xué)”代表了計算機應(yīng)用學(xué)科的一個重要發(fā)展方向――科學(xué)計算、計算機仿真、計算機輔助設(shè)計、信息數(shù)據(jù)的可視化、動畫與游戲、虛擬現(xiàn)實、數(shù)字娛樂，其編程應(yīng)用還涉及程序設(shè)計方法。它們代表了當(dāng)今計算機技術(shù)的發(fā)展潮流與應(yīng)用水平，是解決計算機專業(yè)人才出路的有效途徑之一；而“計算機圖形學(xué)”是該方向的公共基礎(chǔ)課程，是目前國內(nèi)計算機本科教育應(yīng)當(dāng)加強的內(nèi)容。顯然，僅僅靠學(xué)習(xí)計算機程序設(shè)計語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯原理、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、軟件工程、形式語言與自動機理論等課程還不能完全使學(xué)生的能力直接達到開發(fā)這些應(yīng)用軟件的目的，因為原則上這些課程是為用戶使用計算機的計算功能而系統(tǒng)量身打造的軟件使用工具(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程除外)，它們的教學(xué)目的是為用戶掌握并研制這些軟件工具服
務(wù)、而不是為用戶使用這些軟件工具系統(tǒng)地開發(fā)應(yīng)用程序而開設(shè)的課程。計算機專業(yè)主要沿這條主線向前發(fā)展：研究、設(shè)計、制造計算機硬件設(shè)備，為用戶使用計算機的計算等功能提供一切便利的手段、方法與軟件輔助工具，這包括總結(jié)用戶使用計算機的基本類型與模式，而對于復(fù)雜且很難全面概括使用計算機的方法等、則留給一般用戶自己解決，這或許是計算機專業(yè)本科課堂教學(xué)沒有介紹對數(shù)據(jù)計算類型的應(yīng)用軟件系統(tǒng)開發(fā)要遵循的基本規(guī)律與發(fā)展模式的原因之一，“計算機圖形學(xué)”的教學(xué)正好可以彌補這個缺陷。
由于計算機教育本身并不能直接提供認識世界、改造世界的能力，加之我國沒有掌握具有國際競爭能力的計算機硬件與系統(tǒng)軟件的核心開發(fā)技術(shù)，這使中國大量的優(yōu)秀人才在計算機專業(yè)上的最后發(fā)展受到了嚴重制約。而“計算機圖形學(xué)”的仿真方法為計算機專業(yè)人員的發(fā)展提供了這樣一種新的學(xué)習(xí)方法與重新選擇的機遇，它能為計算機專業(yè)人員學(xué)習(xí)其他行業(yè)的專業(yè)知識(即學(xué)習(xí)新專業(yè)的物理、數(shù)學(xué)方法)、成為其他行業(yè)的專家助手，進行新行業(yè)系統(tǒng)仿真與系統(tǒng)設(shè)計以獲得新生；由于各行業(yè)都有各自的研究領(lǐng)域與待解決的研究問題、研究方法與理論研究模型等，當(dāng)用計算機仿真的方法對這些研究課題進行輔助研究，并用圖形等可視化的方法表達計算機仿真研究的中間結(jié)果與最終成果時，這將使計算機的應(yīng)用走向深入。
科學(xué)研究的目的就是探索未知世界、認識世界、改造世界、造福于人類自己，而“計算機圖形學(xué)”的教育正是遵循這樣一條主線：通過物理實驗認識待解決問題的本質(zhì)，并用數(shù)學(xué)模型的方法來描述這種物理現(xiàn)象的變化過程，從而達到用計算機程序設(shè)計的方法來仿真光線在自然界中的傳播，以及光線在照相機中傳播而生成圖像效果，這類物理仿真過程是科學(xué)研究方法中的一種基本形式，這種科學(xué)研究方法的教育思想(包括人文精神)是國內(nèi)計算機專業(yè)本科課堂教育所欠缺的(計算機專業(yè)往往專注于數(shù)理邏輯思想的基礎(chǔ)訓(xùn)練)――即“計算機圖形學(xué)”的教育，不僅拓展了計算機專業(yè)人才的知識領(lǐng)域，也為其畢業(yè)增加了就業(yè)渠道，同時能培養(yǎng)計算機專業(yè)人員的基本科學(xué)研究素養(yǎng)，這正是目前國內(nèi)計算機教育改革所追求的目標(biāo)之一。
需要說明，全日制普通本科教育是普適教育，它需要建立各專業(yè)自己的知識框架，學(xué)習(xí)基本的概念，了解基本的范疇，明確其發(fā)展方向，計算機專業(yè)也是如此。本科教育重在基礎(chǔ)，提高本科教育質(zhì)量與水平并非拔高與創(chuàng)新，而是要做到全面、均衡的發(fā)展，除要求學(xué)生掌握本學(xué)科專業(yè)已成熟的系統(tǒng)理論知識外，還需培養(yǎng)學(xué)生用學(xué)科的基本思想與方法獨立自主分析問題、解決問題的能力，這種理論與實踐相結(jié)合的教育方法，能確保學(xué)生今后得到穩(wěn)步的發(fā)展。“計算機圖形學(xué)”就是培養(yǎng)學(xué)生利用計算機、數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科的系統(tǒng)知識解決實際應(yīng)用問題能力的一種有效方法，這樣培養(yǎng)的學(xué)生才能適應(yīng)社會競爭與選擇的需求；只有在研究生階段，通過再次系統(tǒng)學(xué)習(xí)、閱讀原著與相關(guān)論文并參與項目開發(fā)等活動，達到全面提升對學(xué)科的認識能力，并向某一個研究方向發(fā)展、去探索未知世界的變化規(guī)律、解決前人沒有解決好的難題、逐步走入學(xué)術(shù)研究的殿堂(即創(chuàng)新教育)；當(dāng)然人們也能在日后的工作中慢慢積累這種工作能力。
文獻[2，3]系統(tǒng)論述了“計算機圖形學(xué)”課程在計算機科學(xué)教育中的作用與地位。目前很難找出一門具有像“計算機圖形學(xué)”類似重要性與多樣性的其它計算機本科專業(yè)基礎(chǔ)課程，能使讀者正確掌握數(shù)據(jù)計算類型的計算機應(yīng)用程序設(shè)計的基本方法，并使計算機這一工具直接服務(wù)于社會，這是我們應(yīng)該重視“計算機圖形學(xué)”教育的根本原因。
3學(xué)習(xí)“計算機圖形學(xué)”的方法
由于“計算機圖形學(xué)”屬于計算機應(yīng)用軟件的范疇，因此，數(shù)據(jù)計算類型的應(yīng)用軟件的設(shè)計方法就是學(xué)習(xí)“計算機圖形學(xué)”應(yīng)該遵循的原則。就“計算機圖形學(xué)”課程的學(xué)習(xí)而言，它要求：
(1) 全面掌握程序設(shè)計語言的特性與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)容，是實現(xiàn)“計算機圖形學(xué)”編程的基礎(chǔ)。
(2) 掌握建立解決實際應(yīng)用問題的數(shù)學(xué)模型與軟件系統(tǒng)的概念，是計算機程序設(shè)計的兩個關(guān)鍵點。軟件系統(tǒng)是一個能自動運行的綜合執(zhí)行程序，它能從輸入、存儲、運算處理、輸出等方面全面處理用戶在某個領(lǐng)域中提出的諸多數(shù)學(xué)模型并完成其模型描述數(shù)據(jù)的加工任務(wù)，使用戶很容易明確這種軟件的組成、功能與使用范圍。一般利用二維圖形的簡單性，可以較完整的介紹二維圖形軟件系統(tǒng)這一概念。軟件系統(tǒng)的概念是目前程序設(shè)計語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中所欠缺的關(guān)鍵內(nèi)容。
(3) 正確的認識“計算機圖形學(xué)”與計算機仿真的相互關(guān)系。“計算機圖形學(xué)”的重點與難點在三維圖形的數(shù)學(xué)模型研制(包括照相機模型，燈光模型，顏色模型，照明模型，物體的幾何模型，物體表面的材質(zhì)與紋理模型等)與模型描述數(shù)據(jù)的構(gòu)造上；由于計算機圖形學(xué)追求像照相機拍照一樣的三維真實感圖形顯示效果，這決定了要在計算機中使用物理學(xué)仿真的方法(仿真光線在自然界中的傳播所產(chǎn)生的顯示效果或把這種傳播效果映射至物體的表面上)才能達到這一目的，這自然需要讀者對相應(yīng)的物理知識有個基本的了解才能進行。
(4) 需要了解一些計算機仿真的基礎(chǔ)知識，以確保“計算機圖形學(xué)”的物理仿真教學(xué)過程不會出現(xiàn)偏差。
計算機仿真的主要過程分系統(tǒng)、模型、編程實現(xiàn)(仿真算法)、評估四個步驟。這里①系統(tǒng)是指相互關(guān)聯(lián)又相互作用著的研究對象的有機組合，它決定了被研究考察對象的組成與邊界范圍。②計算機仿真一般可以用數(shù)學(xué)模型(簡稱模型)的方法代替實物研究對象，事實上模型也可以是對現(xiàn)實世界的事務(wù)、現(xiàn)象、過程或系統(tǒng)的簡化描述，但它反映了實際問題最本質(zhì)的特征和量的關(guān)系。目前“計算機圖形學(xué)”所述的模型多限于對所研究對象的物理性質(zhì)、運動變化規(guī)律等特性的一種數(shù)學(xué)描述，它使人們能解釋那些難以直接觀察到的事物的內(nèi)部構(gòu)造、事物的變化以及事物之間的關(guān)系――即模型描述了現(xiàn)實世界中有顯著影響的因素和相互關(guān)系。但這種描述有一定的使用條件與限制范圍，研究的目的不同，對該研究對象的數(shù)學(xué)模型的描述方法以及模型的種類會不一樣。③仿真(編程實現(xiàn))就是在模型上做實驗，從理論上測試構(gòu)建的理想系統(tǒng)的動態(tài)行為特性，以評估系統(tǒng)的效能。④系統(tǒng)的用途不一樣，評估的方法也不同，人們往往用事先約定的一組指標(biāo)來評估仿真系統(tǒng)的結(jié)果；當(dāng)所得仿真結(jié)果沒有達到預(yù)期的理想效果時，人們往往不斷改進仿真模型與仿真算法。例如計算機圖形系統(tǒng)，用途可以是顯示三維圖形，查看它的真實感逼真顯示效果就是人們主要關(guān)心的問題；模型的運動與操作(如游戲)，看它的操作性與故事情節(jié)等如何表達用戶的情感與智能(簡稱好玩)就是人們關(guān)心的主要問題；機械設(shè)備的綜合運動與仿真，考察所設(shè)計的復(fù)雜設(shè)備的工作性能就是人們關(guān)心的主要問題；電氣系統(tǒng)的系統(tǒng)仿真，能考察系統(tǒng)工作參數(shù)如何設(shè)計以滿足用戶的不同需求；作戰(zhàn)系統(tǒng)的仿真模擬，能考察作戰(zhàn)人員的訓(xùn)練水平、武器性能、指揮作戰(zhàn)方式對作戰(zhàn)進程的不同影響與作戰(zhàn)效能，等等。
(5) 努力把圖形學(xué)所介紹的各種模型與算法(算法是對模型描述數(shù)據(jù)的加工與變換處理的步驟與方法，“計算機圖形學(xué)”中的主要算法有各種線段圖形的生成與實面積多邊形的填充算法、著色算法、消隱算法、紋理映射算法、陰影算法，光線跟蹤算法與輻射度算法)都編寫成程序代碼，這使讀者能直接體驗自己的學(xué)習(xí)效果，也是其它課程不容易做到的。編程時要考慮算法的復(fù)雜度，特別是按照軟件系統(tǒng)的方法把編寫的程序代碼組成一個系統(tǒng)整體，這是形成成熟商品軟件很重要的前提。顯然，此時軟件系統(tǒng)中的各種數(shù)學(xué)模型反映了仿真系統(tǒng)中研究對象之間的相互關(guān)系。
(6) 掌握“計算機圖形學(xué)”打造的繪圖工具，是可視化應(yīng)用軟件編程的重要基礎(chǔ)。用“計算機圖形學(xué)”知識研制的工具常用的有OpenGL與Direct3D等三維圖形標(biāo)準(zhǔn)，虛擬現(xiàn)實建模語言VRML。而三維動畫與CAD等軟件可以看成是“計算機圖形學(xué)”為影視制作、游戲建模與計算機輔助設(shè)計部門打造的專業(yè)計算工具。僅把圖形標(biāo)準(zhǔn)與計算機繪圖等應(yīng)用當(dāng)作“計算機圖形學(xué)”很不完備，因為它不能在課堂教學(xué)中向讀者正確、完整、系統(tǒng)地展示計算機圖形學(xué)學(xué)科發(fā)展的基本規(guī)律，并人為地割裂了計算機圖形數(shù)據(jù)模型的構(gòu)造與顯示這兩個過程。
(7) 學(xué)會看中英文專業(yè)雜志等參考資料，這些參考資料記錄了學(xué)科的發(fā)展歷程與學(xué)科當(dāng)前的研究熱點(一本教科書不可能全部包含這些內(nèi)容)，且是一種更重要、復(fù)雜、深入的學(xué)習(xí)研究方法，也是目前國內(nèi)本科教育的弱項(因為國際上最新的研究成果多用英文發(fā)表)。只有這樣，才能跟蹤計算機圖形學(xué)的最新發(fā)展并站在學(xué)科發(fā)展的前沿、才能開闊人們的視野并有所鑒別，便于讀者日后針對用戶的多種需求展開開創(chuàng)性創(chuàng)新或針對已有成果的不足、提出修補與改進等漸進性創(chuàng)新等學(xué)術(shù)研究活動。
(8) 勇于參與課程實踐與項目開發(fā)，是鞏固、檢驗所學(xué)知識、提高實際動手能力的好方法。實際軟件開發(fā)工作往往是多種知識的綜合應(yīng)用，它需要對實際處理事務(wù)有一個比較透徹的了解(用戶需求報告)、并建立這些待解決問題的數(shù)學(xué)模型與系統(tǒng)流程后才能有效進行(按照軟件工程的方法組織實施)。
只有把自己開發(fā)的軟件做成有效商品、服務(wù)于社會，才能使所學(xué)的知識轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)力，才能使自己得到升華；同時也應(yīng)注意把自己的心得與研究成果總結(jié)發(fā)表，與人共享；還應(yīng)參加學(xué)術(shù)活動，注意留意不同學(xué)術(shù)流派之間的觀點、思想、方法與學(xué)術(shù)動態(tài)，取長補短，形成自己的風(fēng)格，廣結(jié)人緣，相互交流，為學(xué)科建設(shè)添磚加瓦。
(9) 一本計算機圖形學(xué)教科書的容量使其只能介紹計算機圖形學(xué)發(fā)展歷程中產(chǎn)生的最基本、最經(jīng)典的模型與算法，這些內(nèi)容是人們耳熟能詳?shù)奈锢碓砼c相對簡單的數(shù)學(xué)知識在計算機中的綜合應(yīng)用，太復(fù)雜的計算關(guān)系因會影響圖形的顯示速度而一般不采用；目前計算機圖形學(xué)教科書的理論體系已成熟且“計算機圖形學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)構(gòu)成了一個大系統(tǒng)，這使“計算機圖形學(xué)”的教學(xué)過程變得簡單、容易。
4目前國內(nèi)“計算機圖形學(xué)”教育未受到重視的原因分析
既然如此，為什么目前人們感覺“計算機圖形學(xué)”教育的受重視的程度不如數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)絡(luò)通信等計算機應(yīng)用軟件呢？筆者認為其原因之一在于：這是因為“計算機圖形學(xué)”造就的工具即圖形標(biāo)準(zhǔn)的特殊應(yīng)用環(huán)境要求限制了它在很大一部分應(yīng)用程序中的具體應(yīng)用；三維圖形標(biāo)準(zhǔn)目前僅僅在游戲領(lǐng)域獲得了商業(yè)上的成功，一些應(yīng)用軟件不調(diào)用圖形標(biāo)準(zhǔn)也能自己繪圖；國內(nèi)的計算機應(yīng)用程序可視化的開發(fā)要求暫時還較低；關(guān)鍵是作為學(xué)科領(lǐng)頭羊的美國人目前還沒有把“計算機圖形學(xué)”課程作為計算機本科專業(yè)的核心課程，這是因為他們對“計算機圖形學(xué)”課程的本質(zhì)與其在計算機學(xué)科中的作用與地位認識不到位所致，美國人圖形學(xué)這種教育現(xiàn)狀(目前多以圖形標(biāo)準(zhǔn)的原理講授為主)和局限性與美國人在3D游戲、計算機動畫、計算機輔助設(shè)計等應(yīng)用軟件的開發(fā)上執(zhí)世界牛耳之地位不相稱。
當(dāng)然，早期計算機圖形學(xué)教科書編寫內(nèi)容、體系的不夠成熟，也影響了人們對“計算機圖形學(xué)”課程的認識與學(xué)習(xí)的積極性。例如僅停留在數(shù)學(xué)公式與算法的層面上介紹二維、三維圖形的生成而不注重其建模思想與方法的介紹，且人為的把物體幾何模型的構(gòu)建與其圖形顯示分解成“計算機輔助幾何設(shè)計”與“計算機圖形學(xué)”這兩門課程，這直接導(dǎo)致圖形學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容缺少被處理的圖形顯示對象，加之計算機課程與圖形學(xué)的教育又沒有軟件系統(tǒng)的概念，這樣安排雖然能滿足圖形標(biāo)準(zhǔn)等商業(yè)軟件的發(fā)展需求，但卻很難讓初學(xué)者全面掌握“計算機圖形學(xué)”學(xué)科系統(tǒng)性的概念、思想和方法與學(xué)科發(fā)展的基本規(guī)律――用數(shù)學(xué)模型的方法指導(dǎo)編程實踐，在計算復(fù)雜性可接受的條件下，針對已有成果中存在的不足，不斷用新的數(shù)學(xué)模型與仿真算法等方法對其進行改進，使圖形學(xué)的數(shù)學(xué)仿真過程不斷的逼近現(xiàn)實物體模型(包括剛體、軟體、流體、氣體)的構(gòu)造、運動、變形、切割和拼接與反光效果的顯示這一真實的物理變化過程。即初學(xué)者沒有用計算機生成圖形的完整概念，這也是以往人們認為計算機圖形學(xué)課程難教、難學(xué)的主要原因。
由于“計算機圖形學(xué)”的繪圖原理不像數(shù)據(jù)庫軟件那樣，數(shù)據(jù)庫的功能可以被所有的應(yīng)用程序所調(diào)用；也不像通信軟件那樣，所有要聯(lián)網(wǎng)的計算機都離不開通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而計算機顯卡工業(yè)、3D游戲、計算機動畫、計算機輔助設(shè)計等產(chǎn)業(yè)的市場份額小于數(shù)據(jù)庫與計算機通信等產(chǎn)業(yè)的市場份額，即應(yīng)用軟件的商業(yè)價值決定了它們在人們工作與學(xué)習(xí)中的地位。
參考文獻：
[1] 魏海濤. 計算機圖形學(xué)(第2版)[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2007.
[2] 魏海濤. 科學(xué)的構(gòu)建‘計算機圖形學(xué)’的教學(xué)內(nèi)容,促進計算學(xué)科的全面發(fā)展[J]. 計算機教育,2008,(10).
