电器工程及自动化论文篇1

二电力系统工作经历对电气工程本科教学起到的积极作用

1教材选用目的更加明确

教材是高校实施培养计划的重要介质，直接影响着教学质量和人才。高质量、合理化的教材是提高教学质量与水平、完成人才培养计划与目标的保证。作者在施教时参照自身的工作经验，选用更具有方向性与实践性的教材，提高毕业生与企业之间的契合度。智能电网、数字化电站是电力系统的发展趋势，其要求电网信息化、自动化程度更高。因为这一目的，可编程控制器（ProgrammableLogicController，PLC）被广泛应用到电力系统中，目前国内应用的PLC有西门子（SIEMENS）公司生产的S7系列、施耐德公司生产的Quantum等系列、三菱公司生产的FX3G系列等。随着日系PLC退出中国市场，西门子PLC被普遍应用于电力系统自动化控制。例如三峡电厂、葛洲坝电厂、溪洛渡电厂等大型水电站使用PLC对发电机组、辅助设备系统等设备进行控制。因此在向电气工程与自动化专业教授《电器与可编程控制器》这门课程时，应该选用以西门子PLC为基础讲述电厂及电网自动化控制的教材，教学内容更接近电力系统工作实践，使电气工程及自动化专业毕业生在走上工作岗位时具有更强的适应能力。

2培养学生更具有方向性

现代电力企业对高校毕业生有着严格的职业要求。扎实的专业能力、较强的实践动手能力以及必要的公文写作能力是毕业生就职于电力企业所必须具有的素质。电力系统设备分为一次设备、二次设备两大类。就发电厂而言，从事电气一次设备的检修、维护及管理工作需要毕业生熟练掌握《发电厂电气主系统》、《电力系统继电保护》、《电机学》等专业课程的内容，熟悉电机、开关电器、载流导体、电抗器、补偿设备、避雷器、继电保护系统相关知识，这些是为适应发电厂工作而储备的理论知识。从事电气二次系统工作的毕业生则必须重点掌握《自动控制理论》、《电力系统继电保护》、《电子技术》、《电器与可编程控制器》的相应内容。因此拥有扎实、丰富的专业知识来服务电力企业，是电气工程及自动化专业的培养目标。实践动手能力在促使毕业生快速融入到企业生产工作中扮演着积极、重要的作用。发电厂电气设备维修工作需要毕业生有较强的电气二次配线、布线及PLC编程能力。发电厂中大量布置电气二次控制盘柜，实际的检修与维护工作需要高强度的控制回路布线与配线工作，电力系统高度自动化则需要毕业生具备基于PLC的自动化程序读写能力。公文写作能力是现代化大型企业对职工的基本要求。我国各级电力系统的运营、管理、维护已经实现了规范化、制度化、标准化。实际的工作中需要职工撰写大量的公文，例如对发电厂而言，每个月要写电厂运营报告、机组检修报告、技术改造方案等，特别是实行工作票制度后，每天都要写设备缺陷处理报告及巡检报告。这些工作要求职工具有一定的公文写作能力。对于毕业生而言，必要的公文写作能力在求职及就职中有着不可替代的优越性。

3将工作经验融入教学

将宝贵的工作经历融于课堂教学，可极大地丰富教学内容，提高学生的学习兴趣。作者讲述《电路》第十一章时，结合自己的工作经历深入浅出地讲述了变压器的原理、空载和短路实验，使学生更好地理解和掌握课堂内容。在讲述《电器与可编程控制器》时，以发电厂开停机控制流程、辅助设备自动化控制流程为例，将专业课程学习与电厂实际工作紧密结合起来，以培养更适合企业要求的应用型人才。

4将企业中应用的前沿技术

带进课堂随着数字化电站、智能电网的建设，大型发电机组实现并网发电，状态检测技术投入使用，开始对1000KV特高压技术进行实验研究。电力系统的发展日新月异，设备更新速度非常快。电气工程自动化专业的教学应当将当前电力系统的先进技术、发展趋势带进课堂，在丰富教学内容的同时，增加学生对前沿技术的求知兴趣。笔者从事过175MW、770MW水电机组的自动化控制系统改造及维修工作，巨型水电厂厂用电系统运行及维护工作，水电机组状态检测与故障诊断系统的组建与维护工作。其中770MW发电机组自动化控制技术、巨型水电组状态检测与故障诊断技术都是当前电力系统的前沿技术。将这些知识带进课堂，有利于学生充分认识本专业的发展动向与趋势，积极地规划自己的职业发展方向。

电器工程及自动化论文篇2

中图分类号：G712文献标识码：B文章编号：1006-5962（2013）02-0027-02

高职机电一体化专业课程设置的培养目标是：面向工业企业生产现场，电气控制系统制造公司、机电设备制造公司、机电设备、电气设备、工控设备制造公司或公司、科技开发公司，培养适应社会需要，全面发展，适应本专业相对应职业岗位的高等技术应用性专门人才，主要岗位群定位是自动化设备安装员、自动化设备调试员、中高级维修电工等，本专业有五个主干学科：电气工程、电子工程、机械工程、计算机科学与技术、控制科学与工程，都是为了岗位需要设置的专业知识。其中《自动化生产线安装与调试》作为一门核心专业课在第四学期进行了贯穿和综合。

1自动化生产线的课程设置

机电一体化专业人才培养能力有：识图绘图能力、机电安装调试维修能力、电控系统调试检修能力、自动线调试维护能力、机电设备管理能力及机电产品营销能力等。《自动化生产线安装与调试》前序课程有PLC技术、传感器技术、电机与控制，后序课程有机床维修等。在我们所要实现的教学目标中知识目标涉及到：机械手工作原理、握机械手控制原理、机械手气动原理、熟悉安全操作规程；能力目标有：对已安装的机械手机械部件进行测量；对机械手的气路进行基本调试；根据故障现象判断故障部位；检查分析、找到故障点并分析解决故障；遵守安全操作规程；素质目标有严谨的职业态度、规范的操作习惯、创新精神、团结协作精神、自主学习精神及沟通能力。

此核心课程以项目驱动教学开展课程教学，提升学生的职业能力，以具体自动化生产线为载体，融合认知、安装、调试和检测等内容，实现教、学、做、评一体化教学，突出课程的职业性、实践性和开放性。以学生为主体，采取多样化教学方法。以自动化设备改造为工作过程，涉及电路图分析、电气图设计、程序设计、设备组装、设备运行调试、设备检测、设备维护等行动领域，设置六个学习情境：零配件拆装、传感器检测、气路检测、异步电机检测、步进电机检测、整体检测调试，分成20个任务。

项目一：供料站的安装，有机械拆装、气路拆装、电器拆装三个任务；项目二：加工站的安装，设计任务有加工站组装、光电传感器检测、限位传感器检测三个任务；项目三：装配站的安装，设计任务有装配站组装、电磁阀检测、气缸检测三个任务；项目四 ：分拣站的安装，设计任务有分拣站组装、传送带的检测、异步电机的检测、变频器的检测四个任务；项目五：输送站的安装，设计任务有输送站组装、光纤传感器检测、机械手检测、步进电机的检测、溜板检测四个任务；项目六：整体运行调试，有PLC控制网络构建、程序编写、综合调试三个任务。

2自动化生产线的教学方法与评价设计

2.1教学方法。

（1）讲授法：讲解项目任务，传授项目任务相关的知识点，针对学生实施过程中出现的不足进行知识点的说明。

（2）现场教学法：在符合生产要求的工作环境中进行操作技能和维修应用能力实践，提高职业氛围，在工作过程中提升学生的职业道德、职业素养和岗位适应能力。

（3）任务驱动法：将教学过程融入项目任务中，让学生自主讨论分析实施，学生在工作过程中得到知识。

（4）小组讨论法：学生每六～八人为一个小组，小组讨论分析，讨论解决，分工协作完成项目任务。

六步教学实施：明确任务、讨论分析、制定方案、检测故障、检验效果、总结分析。老师交代目标，注意观察和记录小组对现象分析情况，解答学生提出的问题，对跟主题分析偏离太远的小组予以引导，让学生自行摸索，在后期对学生可能会引起事故或损坏设备和工具的异常操作给予纠正，最后老师组织小组进行故障排除工作汇报，互评，并对每组进行考核评价，再引导学生自行总结。

2.2评价设计。

课程采用过程考核与期终考核相结合、企业考核与校内项目考核相结合、教师考核与学生考核相结合的多元化考核方式，利于理论联系实际，有利于学生的学习创新和思考，更督促他们到实际中去发现和改进，去寻找合适自己的项目和课题。

课程考核为：校内项目，企业，综合实训三大类。当堂课的考核有：教师考核、小组互评、小组自评；教师考核内容为五项：任务分析情况，实施方案制定，任务完成质量、分工协作精神、故障检测手段、安全操作规范、小组总结。

和很多专业课一样，多种教学方法和全面的评价方案，有效保证了教学效果。

3相关课教学

3.1电机与电气控制的教学。

本课程以发电机为主题，以工作任务为导向，以工厂实用型电气控制系统设计、安装、调试与维护情景教学为主线贯穿全课程，用实物进行直观性教学，使学生感性认识强，理性认识够。

典型的教学任务有三相异步电动机全压启动、三相异步电动机长动控制、三相异步电动机正反转控制、三相异步电动机延时启动控制（或三相异步电动机Y-降压启动）、机械手控制等。

课程特色是学生充分利用所学知识、网络资源、闲瑕时间作为期三个月的“继电控制课程设计”。任务书要求能够根据功能要求选择个元器件的类型及其型号；了解个元器件的工作原理和使用方法；把各元器件连接起来实现本课程设计的要求。设计内容和要求：两台电动机都存在重载启动的可能，任何一级传送带停止工作时，其他传送带都必须停止工作，控制线路有必要的保护环节，有故障报警装置。课程设计书要有课题介绍、题目、摘要、总体方案设计、设计目的、控制要求、设计要求、 硬件选型、主电路原理图的设计、 控制电路原理图的设计、重载保护电路设计、欠压保护电路设计、总结。

3.2PLC教学。

PLC是可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的简称，早期是一种开关逻辑控制装置，随着计算机技术和通信技术的发展，其控制核心采用微处理器，功能有了极大扩展，除了最广泛的取代传统的继电器-接触器控制的开关量逻辑控制外，还有过程控制，数据处理，通信联网与显示打印，PLC接口采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。

PLC有5种编程语言：

（1）顺序功能图（SFC）。

顺序功能图常用来编制顺序控制类程序，包含步、动作、转换三个要素。顺序功能编程法是将一个复杂的控制过程分解为小的工作状态，这些状态按顺序连接组合成整体的控制程序。

（2）梯形图（LD）。

梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，是在常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的，形象、直观、实用，电气技术人员容易接受，要求用带CRT屏幕显示的图形编程器才能输入图形符号，是目前用得最多的一种PLC编程语言。

（3）功能块图（FBD）。

功能图编程语言是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命令的图形语言，与数字电路中的逻辑图一样，极易表现条件与结果之间的逻辑功能。

（4）指令表（IL）。

采用经济便携的编程器将程序输入到可编程控制器就用指令表，使用的指令语句类似微机中的汇编语言。指令表程序较难阅读，其中的逻辑关系很难一眼看出，所以在设计时一般使用梯形图语言。如果使用手持式编程器，必须将梯形图转换成指令表后再写入PLC，在用户程序存储器中，指令按步序号顺序排列。

（5）结构文本（ST）是文字语言。

编程语言的学习是PLC教学的一项重要内容，中间加以不同的应用实例：顺序控制电路、常闭触点输入信号的处理，使用多个定时器接力定时的时序控制电路、三相异步电动机正反转控制电路、钻床刀架运动控制系统的设计，LED数码管显示设计，还经常根据继电器电路图设计梯形图。

增加的学习情境还常有如下任务：洗手间的冲水清洗控制、进库物品的统计、竞赛抢答器装置设计、彩灯或喷泉PLC控制；寻找数组最大值并求和运算、电热水炉温度控制等。

3.3单片机。

单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。用于示波器、报警系统、移动电话、彩电等日常方面，在智能仪器仪表、工业控制、家用电器、计算机网络和通信领域、医用设备领域、工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域也都有广泛应用。

数据大都在单片机内部传送，运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高，微型单片化集成了如看门狗、AD/DA等更多的其它资源。教学内容以80C51为核心讲授单片机的的引脚、存储器组织结构、典型语句，以实例应用为线索：单灯受控闪烁、P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯、单片机做加、减、乘、除运算等项目。各子任务都作硬件电路及工作原理分析、主程序流程图设计、源程序的编辑、编译、下载、单片机的I/O接口分配及连接。

教学采用ISP-4单片机实验开发板，可以完成大量的单片机学习、开发实验，对学习单片机有极大的帮助。该板采用在线可编程的AT89S51单片机，有程序下载功能，可将编辑、编译、调试好的单片机代码下载到AT89S51单片机中。

3.4变频器技术及应用。

变频技术让学生熟练掌握各种电力电子器件的工作原理、主要参数、驱动电路与保护技术；掌握交-直-交变频器、交-交变频器、谐振型变频的工作原理和应用范围；掌握脉宽调制控制、矢量控制和直接转矩控制等先进技术；了解变频器与感应电动机组成变频调速系统、变频器与双馈电机组成调速系统、变频器与同步电动机组成变频调速系统，掌握电力电子电机系统的组成、工作原理、控制方法、运行特性等，是强电应用和现代技术推广的有力体现。

3.5传感器与自动检测技术。

传感器技术代替人的感观，在各种环境下应用，检测技术是一套有效的反应体系，包括信息的获得、测量方法、信号的变换、处理和显示、误差的分析以及干扰的抑制、可靠性问题等。因此掌握常用传感器的工作原理、结构、性能，并能正确选用，了解传感器的基本概念和自动检测系统的组成，对常用检测系统有相应的分析与维护能力。对工业生产过程中主要工艺参数的测量能提出合理的检测方案，能正确选用传感器及测量转换电路组成实用检测系统的初步能力。

教学过程进行小论文制作，让学生提高计算机应用水平，使学生从文字处理水平提高到办公处理水平。对分节、目录、文献标识作严格要求。题目如数字显示电子称、基于霍尔传感器的转速表、单片机电子秤研究、光纤测温仪、烟雾报警器、小车寻迹设计、电熨斗自动恒温系统、电涡流探伤、电感测厚仪等。

4毕业论文指导分析

毕业论文专业联系实际，通常小型自动化系统以单片机为主，大型自动化生产线以PLC为主，系统运行动力离不开电机，观察离不开传感器，调速可用变频器，综合所学，学生的论文涉及广泛，有效教学可对应从如下方面侧重指导。

4.1立意选题。

根据实际和研究方向做好侧重和体现，如“触摸屏控制的碱液配置系统”和“两种液体混合装置的PLC控制系统”的系统性和方向性，“车库自动门的PLC自动控制”和“测速雷达信号处理系统”的检测指标要求等。

4.2材料整合。

在任务要求明确的基础上，首先确定相关技术指标，对应查找并列出论文结构，一份毕业论文至少含有三到五门课的内容，对应于研究方向进行相应编排和取舍。

4.3技术处理。

所搜集图片的背景往往有水印，要去掉，图片按要求进行不同方向的剪切。图表里的文字应是五号或小五，注意表格标题要单独标出等等格式要求。流程图、梯形图的设计与表现。

多种教学方法和理论联系实际教出具有学习能力和创新能力的学生，系统的学习与应用创造练就出具有竞争力的学生，专业课的有效教学和毕业论文的顺利设计将显示本专业沉甸甸的含金量。

参考文献

[1]吕景全.《自动化生产线安装与调试》，中国铁道出版社，2010年7月

[2]马玉春.《电机与电气控制》，北京交通大学出版社，2011年1月

电器工程及自动化论文篇3

中图分类号：F470.6 文献标识码：A

随着计算机科学的不断发展，人工智能技术应运而生，作为新兴的计算机科学的重要领域之一，人工智能理论的研究与延伸，对人工智能技术的本质进行了解释，基于此生产出的与人类智能类似的智能机器即为人工智能技术。该领域研究的对象主要包括：语音识别、图像识别、专家系统、机器人及自然语言处理等。对于电力系统而言，电气工程方面主要包含自动控制、信息处理、系统运行、研制开发、电子电气技术及计算机与电子应用等方面。人工智能技术在电气工程自动化中的实际应用中，还存在一些问题，要对这些问题进行分析和解决，才能促进我国电气工程自动化的发展。

1. 智能化技术

人工智能(Artificial Intelligence) ，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。 人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能也称为机器智能，是与自然科学和社会科学结合的产物。。在电气自动化领域中，专家系统的应用最为广泛。人工智能技术在电气自动化技领域中的应用，提高了电气工程系统的自动化水平，使设备运行及处理的精确度和准确性大大提高，保证了电气系统的工作效率，节约了大量的人力资源，系统安全性及稳定性也大大提高。在机械设备方面，自动化水平也得到提高，实现了机械设备在无人操作的情况下准确、自动的进行操作与控制，实现了人工智能技术与电气自动化的目标，比如智能配电网中均采用了先进的带数字接口的智能断路器和跳合闸等控制信号的传输方式，而传统的二次电缆也蜕变成数字信号接受的网络传输形式，因此其在工作效率和故障处理的效率上得到了显著提高。

2. 电气工程自动化中智能化技术的应用现状

采用人工智能技术，可以实现以下控制功能：首先，对数据信息进行采集与处理，实时采集所有的开关量与模拟量，根据要求进行处理与存储。其次，画面显示，系统与设备的运行通过模拟画面真实的反应出来，对电压、电流实时的显示出来，根据模拟量、计算量、隔离开关及断路器等，自动生成趋势图。第三，运行管理。专家系统在操作系统中的运用，实现日志、报表的生成，运行曲线、数据存储等操作。第四，故障录波。实现了模拟量的故障录波、顺序记录、波形

捕捉及开关量变位等。第五，操作控制，利用键盘及鼠标对断路器及隔离开关进行控制，实现停机操作，通过设置，对操作人员的权限系统可以进行限制，对值班管理进行加强。第六，在线分析。在线进行参数修改与设定。对不对称的运行进行在线分析及负序量进行计算。第七，运行监控，对模拟量数值及开关量状态实现智能实时监控，通过声光、语音等形式自动报警，对事件的顺序进行记录。

3. 智能化电气工程自动化控制的前景

3.1 电气工程设计中的智能化应用

由于电气设备的设计是一项复杂的工作，与电气自动化专业中电机、电路、电力电子技术、变压器、电磁场等多个学科都存在关系，要求设计人员要有足够的设计经验，需要大量的人力、物力及财力投入。但是，随着人工智能技术的应用，对人脑难以解决的复杂模拟过程和繁琐的计算过程快速的进行了解决，提高了设计的精度和效率。在电力配电网系统中，智能化、数字化的应用特点十分鲜明，比如智能化的互感器已经广泛使用典型的USB 接口，可与网络进行有效的连接，如此便实现了网络保护装置和智能断路器的有效连接，极大程度地简化了配电网二次回路接线，大大降低了配电网的维护工作。

3.2 电气工程控制中的智能化应用

为了有效的实现增强生产、流通、分配及交换，采用电气自动化控制技术，可以有效的降低人力、物力及财力的投入，对系统的工作效率及质量也有效的进行了提高。在电气设备控制中，人工智能技术的应用主要包含专家系统控制、模糊控制及神经网络控制。最常用的是模糊控制，因其简单，与实际联系最为紧密，因此得到了比较广泛的应用。智能化控制器并不需要对控制对象模型进行设计，这就可以从根本上避免一些不确定因素的产生，提高自动化控制的精密系数。智能化控制器在进行调节控制时完全只需要根据相关数据的变化来自行调节，即使没有专门的技术人员在旁边也可以，同样远程调节控制也是可行的，充分体现了电气工程自动化控制的无人操作性要求，对行业未来发展的重要性不言而喻。

3.3 电力系统中智能化的应用

电力系统中，对人工智能技术的应用主要涵盖神经网络、专家系统、启发式搜索及模糊集理论等方面，而专家系统是应用最广泛的一项。专家系统是一个复杂的程序系统，它集合了大量的经验、规则及专业知识，依靠特定领域专家的知识和经验，进行分析和判断，模拟出专家的决策过程，对各种难题进行解决和处理。专家系统主要由知识库、推理机、数据库、知识获取、咨询解释及人机接口等部分构成，常用“If-Then”规则，也就是对If 条件进行满足的基础上对Then 之后的操作进行执行。在该系统的使用中，要根据实际情况对系统规则库及知识库不断进行更新，才能适应发展的需要。

3.4 电气故障中智能化的应用

在电气设备故障诊断过程中，人工智能技术中的专家系统、神经网络及模糊理论的应用较为广泛，尤其是在发电机故障、电动机故障及变压器故障诊断中的应用。对变压器故障进行诊断的方法主要是对变压器油进行分解，对分解出的气体进行分析，然后判断故障的状态。一般使用智能化技术进行变压器故障诊断时，主要分析的是变压器渗出油所分解出来的气体，从而能够快速锁定变压器的故障发生大致范围然后再进一步缩小该范围，将故障发生的局部位置进行检修排查，

从而大大提高了故障诊断与解决的速度和效率。

4. 结束语

就目前情况来看，在我国人工智能技术已经在各行各业中被广泛应用，在电气工程自动化中也得到了充分的体现。本文结合电气工程自动化的特点，将人工智能技术用在最需要的地方。人工智能技术的应用需要一定的时间以及相关科学知识进行支持，在应用中也遇到了一些困难，尽管如此，其发展前景非常广阔，在实际应用过程中，要不断的总结经验，以促进我国电气工程自动化的发展。

电器工程及自动化论文篇4

人类智能主要要包括三个力面，即感知能力，思维能力，行为能力，而人工智能是指由人类制造出来的“机器”所表现出来的智能。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力。

1.人工智能应用理论分析

人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是门边沿学科，属于自然科学和社会科学的交叉。涉及哲学和认知科学、数学、心理学、计算机科学、控制论、不定性论，其研究范畴为自然语言处理，知识表现，智能搜索，推理，规划，机器学习，知识获取，感知问题，模式识别，逻辑程序设计，软计算，不精确和不确定的管理，人工生命，神经网络，复杂系统，遗传算法等，应用于智能控制，机器人学，语言和图像理解，遗传编程。

当今社会，计算机技术已经渗透到生产和生活的方方面面，计算机编程技术的日新月异催生自动化生产、运输、传播的快速发展。人脑是最精密的机器，编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈，所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产、流通、交换、分配等关键一环，实现自动化，就等于减少了人力资本投入，并提高了运作的效率。

2.人工智能控制器的优势

不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但AI控制器例如：神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这样的分类就能得到较好的总体理解，也有利于控制策略的统一开发。这些AI函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势，这些优势如下

（1）它们的设计不需要控制对象的模型（在许多场合，很难得到实际控制对象的精确动态方程，实际控制对象的模型在控制器设计时往往有很多不确实性因素。例如：参数变化，非线性时，往往不知道。）

（2）通过适当调整（根据响应时间、下降时间、鲁棒性能等）它们能提高性能。例如：模糊逻辑控制器的上升时间比最优PID控制器快1.5倍，下降时间快3.5倍。

（3）它们比古典控制器的调节容易。

（4）在没有必须专家知识时，通过响应数据也能设计它们。

（5）运用语言和响应信息可能设计它们。论文格式，自动化控制。

（6）它们有相当好的一致性（当使用一些新的未知输入数据就能得到好的估计），与驱动器的特性无关。论文格式，自动化控制。。现在没有使用人工智能的控制算法对特定对象控制效果非常好，但对其他控制对象效果就不会一致性地好，因此对具体对象必须具体设计。

3.人工智能的应用现状

（1）优化设计电气设备的设计是一项复杂的工作，它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识，还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的。因此，很难获得最优方案。随着计算机技术的发展，电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计（CAD），大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进，使传统的CAD技术如虎添翼，产品设计的效率及质量得到全面提高。

用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法，非常适合于产品优化设计，因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。

（2）智能控制的功能实现

①数据采集与处理：对所有开关量、模拟量的实时采集，并能按要求处理或存贮。

②画面显示：模拟画面真实显示一次设备和系统的运行状态，可实时显示电流、电压等所有模拟量、计算量、隔离开关、断路器等实际开关状态及挂牌检修功能，能生成历史趋势图。

③运行监视：具有对各主要设备的模拟量数值、开关量状态的实时智能监视，有事故报警越限和状态变化事件报警，事件顺序记录、声光、语音、电话图象报警。

④操作控制：通过键盘或鼠标实现对断路器及电动隔离开关的控制，励磁电流的调整。按顺控程序进行同期并网带负荷或停机操作。系统对运行人员的操作权限加以限制，以适应各级运行值班管理。

⑤故障录波：模拟量故障录波，波形捕捉，开关量变位，顺序记录等（包括主要辅机）。论文格式，自动化控制。。

⑥在线分析：不对称运行分析、负序量计算等。

⑦在线参数设定及修改：保护定值包括软压板的投退。

⑧运行管理：操作票专家系统，运行日志，报表的生成及存储或打印，运行曲线等。

人工智能控制技术在自动控制领域的研究与应用已广泛展开，但在电气设备控制领域所见报道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3种：模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。

4.恒压供水案例简析

恒压供水在工业和民用供水系统中已普遍使用，由于系统的负荷变化的不确定性，采用传统的PID算法实现压力控制的动态特性指标很难收到理想的效果。在恒压供水自动化控制系统的设计初期曾采用多种进口的调节器，系统的动态特性指标总是不稳定，通过实际应用中的对比发现，应用模糊控制理论形成的控制方案在恒压系统中有较好的效果。在实施过程中选用了AI 一808人工智能调节器作为主控制器，结合FXIN PLC逻辑控制功能很好地实现了水厂的全自动化恒压供水。对于单独采用PLC实现压力和逻辑控制方案，由于PLC的运算能力不足编写一个完善的模糊控制算法比较困难，而且参数的调整也比较麻烦，所以所提出的方案具有较高的性价比。

本案例中只是一个人工智能在电气自动化中的一个小小的应用，也是电气元

件生产供给的一个方向，实现机械智能化是我们努力的追求，将人工智能的先进的最新成果应用于电气自动化控制的实践是一个诱人的课题。

人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能完成的复杂的工作，电气自动化是研究与电气工程有关的系统运行。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力，人工智能的应用体现在问题求解，逻辑推理与定理证明，自然语言理解，自动程序设计，专家系统，机器人学等方面。而这诸多方面都体现了一个自动化的特征，表达了一个共同的主题，即提高机械的人类意识能力，强化控制自动化。因此人工智能在电气自动化领域将会大有作为，电气自动化控制也需要人工智能的参与。

电器工程及自动化论文篇5

中图分类号：F407.6文献标识码： A 文章编号：

1、电气工程及其自动化技术概述

电气工程及其自动化是以电磁感应定律、基尔霍夫电路定律等电工理论为基础，研究电能的产生、传输、使用及其过程中涉及的技术和科学问题。电气工程中的自动化涉及电力电子技术，计算机技术，电机电器技术信息与网络控制技术，机电一体化技术等诸多领域，其主要特点是强弱电结合，机电结合，软硬件结合。电气工程及其自动化技术主要以控制理论、电力网理论为基础，以电力电子技术、计算机技术则为其主要技术手段，同时也包含了系统分析、系统设计、系统开发以及系统管理与决策等研究领域。

控制理论是关于各种系统的一般性控制规律的科学。它研究如何通过信号反馈来修正动态系统的行为和性能，以达到预期的控制目的。控制理论是在现代数学、自动控制技术、通讯技术、电子计算机、神经生理学诸学科基础上相互渗透，由维纳等科学家的精炼和提纯而形成的边缘科学。它主要研究信息的传递、加工、控制的一般规律，并将其理论用于人类活动的各个方面。将控制理论和电力网理论相结合，应用于电气工程中，有利于提高社会生产率和工作效率，节约能源和原材料消耗，同时也能保证产品质员，改善劳动条件，减轻体力、脑力劳动，改进生产工艺和管理体制。

2、电气工程及其自动化技术的发展历史分析

2.1全控型电力电子开关

晶闸管虽然是第一代电子电力器件,但仍沿用至今；随后全控制式器件相继出现在交流变频技术之后，这是电力电子器件的第二代器件；复合型电力电子器件IGBT和MGT这一类可以称为第三代器件；最后，第四代电力电子器件是功率集成电路,PIC。

2.2低频电路发展为高频电路

电力电子器件的发展，导致变换器电路换代，但是用于普通晶闸管时,直流变换器主要是整流相互控制,交流变频传动则是交流—直流—交流变频器。当PWM变换器发展到第二代电力电子器件时，采用也相应增多。在其发展过程中，PWM存在很多缺陷,所以有了低频向高频发展的电路。

2.3投入使用的通用变频器

在经历了第一代功能型U/F控制类型、高功能型第二代U/F型和高动态性能的变频器之后，通用变频器正式投入使用。

3、电气工程中自动化技术运用分析

3.1电网调度自动化

（1）实现对电网安全运行状态的实时监控。通过调度人员控制和监管电网的电压、潮流、周波和负荷等，并观测主设备的位置状况和水、热等方面的工况指标，使之能符合规定，以保证用户计划用水、用电、用汽等的需求。

（2）实现对电网运行的经济调度。在对电网实现安全监控的基础上，通过自动化手段以实现电网经济调度，以达到节省能源、降低损耗和多供电、多发电的目的。

（3）实现对电网运行安全事故的分析和处理。电网中出现异常运行或者故障的因素非常复杂，如果不能及时的判断或处理措施不当，有可能会危及到设备安全和人身安全。通过电网调度自动化技术的增强，能够实现电网的安全运行分析，提供事故处理的对策和相应的监控手段，以防止事故的发生，并对已发生的事故进行及时处理，减少和避免事故的发生率。

3.2发电厂自动化

（1）水电厂自动化。水电厂需要调速器、水轮机以及水轮发电机力励磁控制系统等。水电厂自动化可以具体分为单机自动化、公用设备自动化、梯级水电厂综合自动化以及全厂自动化等等，通过自动化系统的使用，极大的提高水电厂运行的经济性、安全性和供电的质量。

（2）火电厂自动化。火电厂的自动化也是一门综合性的技术，有信息和数据处理、自动保护、自动检测、顺利控制以及设备管理等方面的功能。自动化系统主要包括了锅炉控制系统、汽轮机控制系统、发电机控制系统、计算机监视和数据系统以及机炉系统主控系统等。

3.3变电站综合自动化

变电站的作用是分配和接受电能、变换电压和控制电能流向等方面，并使用变压器将不同电压级数的电网相联系。变电站综合自动化是在变电站应用信息处理与传输技术和自动控制技术的基础上，通过计算机硬件系统或者自动化装置，代替人工进行各种运行作业，提高变电站管理水平和运行水平的自动化系统。伴随着微机监控技术在变电站中的广泛应用，变电站正逐渐向着综合自动化方向进行发展。目前我国已经实现了变电站继电保护微机化和远程的远动和监控，并正在大力推行无人值班变电站的运用。无人值班变电站的功能包括变电站的自动测量、设备的远动和监控、开关操作的远动、继电保护、事故和设备故障的自动记录等方面，无人值班变电站的运用必然会将变电站的综合自动化程度带向一个更高的阶段。

3.4配电自动化

配电自动化是一项集合了现代控制技术、计算机技术、数据传输、设备管理等方面为一体的综合信息管理系统。配电自动化的目的是改进电能质量、提高供电的可靠性、向用户提供优质的服务，并减轻运行人员的劳动强度，以实现经济运行的目标。当前国外一些发达国家中，在配电自动化中已有了多年的运行经验，并逐步向大规模地形显示、光纤通信和人工智能等实用化技术方面纵深性发展。我国的配电自动化主要使用了三种基本功能模式，即就地控制的馈线自动化、集中监控模式的配电自动化和集中监控模式的配电自动化与配电管理相结合的模式。目前我国多采用了后两种模式，并使用了分布式总体结构，将主站和子站通过网络进行联在一起，从而形成统一的配电自动化系统。

4、电气工程自动化技术的发展热点及其趋势分析

4.1电力一次设备的在线检测

对汽轮机、发电机、开关、断路器、变压器等电力一次设备的重要运行参数实行不间断的实时监测,不但能够监视设备在线运行状态,还可以分析相关重要参数的变化趋势,判断是否存在发生故障的可能性,进而延长设备的保养周期,提高其利用率,也为该电力设备从定期检修向状态检修过渡提供了充足的保障。

4.2光电式电力互感器

按照一定的比例关系把输电线上的大电流数值和高电压降低到标准值是电力互感器的重要作用。但其缺点也不容忽视,即:电压等级越高,绝缘难度越大,且设备的质量和体积也越大；互感器输出的信号不能与微机化计量及保护设备直接接口；其信号的动态范围较小,电流互感器达到饱和状态甚至引起信号畸变的几率越大。与此同时,新研制的光电式电力互感器也存在不少技术难题,其输出的信号有限,电磁绝缘、兼容、耐环境程度以及电子电路的供电电源等是其面临的主要技术难题,也是光电式电力互感器的未来主攻方向。

4.3先进管理和控制软件的应用

当前，计算机控制系统在国内电场中已得到了广泛的使用，并极大的促进了电厂自动化技术的发展。然而，计算机控制系统的潜能并没有被完全发掘，为此，我们应吸取国外先进的技术经验，积极开发出适合我国电力行业所需的先进管理和控制软件，以充分发挥当前计算机控制系统的功能。

4.4单片机、集成电路及工业控制计算机的发展

以MCS-51为代表白8位机虽然仍占主导地位，但功能简单，指令集短小，可靠性高，保密性高，适于大批量生产的PIC系列单片机及CMS97C系列单片机等正在推广，而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外，单片机的开发手段也更加丰富，除用汇编语言外，更多地是采用模块化的C语言、PL／M语言。在集成电路方面，需要重点说明的是集成模拟乘法器和集成锁相环路及集成时基电路在自动控制系统中运用很广。在电机控制方面，还有专用于产生PWM控制信号的HEF4752、TL494、SLE4520和MA818等应用也相当广泛。

在逻辑电路方面，值得注意的是用专用芯片(ASIC)进行逻辑设计。ASIC中有编程逻辑阵列PLD。PLD有四种类型的器件：PROM、FPLA、PAL、GAL。GAL是PAL的第二代产品，它可以在线电擦洗，与TTL兼容，有较高的响应速度，有可编程的保密位等优点。这些特点使得GAL在降低系统造价，减少产品体积和功耗，提高可靠性和稳定性及简化系统设计，增强应用的保密性方面有广阔的发展产景，特别适合新产品研制及DMA控制和高速图表处理，其上述交流的控制最终用工业控制计算机完成。

5、结束语

在科学技术突飞猛进的今天，重视电气工程以及自动化技术的研究是非常必要的。近年来，随着经济的发展，以及科学技术的不断进步，电气自动化技术必将向着更为先进的方向发展，在各个领域的应用也将越来越广泛，很大程度上促进了我国国民经济的增长。我们要积极关注并吸收国内外先进的技术优势，根据实际，开拓新理论、新技术的运用思路，为我国的电气工程自动化技术的运用和发展做出应有的贡献。

参考文献：

[1]徐东海.浅谈电气工程中自动化技术的运用[J].中国新技术新产品,2010(24).

电器工程及自动化论文篇6

所谓智能化技术也就是指将人工智能理论与计算机技术相结合而产生的一种新型高科技。目前，虽然这一技术在电气工程自动化控制中的应用还处于起步阶段，不过其发展前景极为广阔。

1 智能化技术的发展趋势

对于这个问题，我们主要从智能化技术的性能发展趋势、智能化技术的功能发展趋势以及智能化技术的体系结构发展趋势几个方面进行论述。

1.1 智能化技术的性能发展趋势

首先，高速高精度高效化。通过高速芯片的使用以及各种改善动静态特性的措施，可以有效保证高速高精度高效化的实现；其次，柔性化。主要是指系统本身的柔性化，这一趋势可以满足不同客户的需求；第三，工艺复合性和多轴化。这一趋势使得在一台机床上完成自动换刀、主轴头旋转等成为可能；最后，实时智能化。智能化技术主要是通过计算模型来实现人类的智能行为。

1.2 智能化技术的功能发展趋势

首先，用户界面的图形化。这一趋势将为非专业用户的使用与操作提供极大方便；其次，科学计算的可视化。它使信息交流超越文字和语言，直接可以通过图像、动画等可视信息进行产品设计；第三，插补和补偿方式的多样化。比较常见的插补方式有直线插补、圆弧插补等；最后，多媒体技术的应用。多媒体技术的应用可以使信息处理更加智能与综合，在系统的实时监控以及故障诊断方面具有很大的价值与意义。

1.3 智能化技术的体系结构发展趋势

首先，集成化。高度集成化芯片以及大规模可编程集成电路的采用可以有效提高系统的运行速度；其次，模块化。以CPU、存储器等基本模块做成标准的系列化产品，可以满足不同的需求；第三，网络化。工程系统的联网可以实现远程控制和无人化操作；最后，通用型开放式闭环控制模式。这一趋势可为系统的裁剪、扩展与升级提供方面。

2 智能化技术运用的理论基础

智能化技术运用的理论基础涵盖范围比较广泛，如控制学、语言学、信息学等，综合性相对较强。智能化技术的研究目的是为机器自动、独立完成一些高难度的、高危险的工作工作提供保证。智能化技术在电气工程自动化控制中发挥着重要的作用，其在电气工程自动化控制中具有很强的适应性和实用性。智能化技术在电气工程自动化控制中的应用，还具有非常重要的意义，比如提高了电气工程自动化控制的工作效率，降低了工程的投入成本，减轻了控制人员的工作压力与工作量，实现了人力资源的合理配置等等。

3 智能化技术运用的优势

与传统的控制器相比，智能化技术在电气工程自动化控制中的应用，具有非常明显的优势，比如不需要建立控制模型、为调整控制电气系统提供便利以及智能化控制器所具有的一致性等。

3.1 不需要建立控制模型

利用传统控制器对电气工程的自动化进行控制时，通常会发生因为被控制对象的复杂性而无法准确有效的掌握、预测一些关键因素的现象。与传统的控制器相比，智能化控制器省略了对被控制对象进行模型设计的工作，不仅提高了自动化控制器的精密度，而且也避免了很多不可控制的因素。

3.2 为调整控制电气系统提供便利

智能化控制器不仅可以通过响应时间、下降时间等随时调节系统控制，而且还能不依靠专人只需相关数据的改变就实现对电气设备的调节与控制。这一优势为电气工程的自动化控制实现无人控制的目标以及电气工程自动化控制的大幅度发展提供了可靠保障。

3.3 智能化控制器所具有的一致性

智能化控制器具有非常强大的一致性，这种一致性主要表现在智能化控制器对不同数据进行处理时较高的估计水平，以更好的实现自动化控制的要求。当然这种一致性也不是绝对的，在进行具体操作的过程中，要坚持具体问题具体分析的原则，全面分析对象的实际情况，严格审查控制的要求。如果智能化控制器在使用的过程中出现一些不好的效果，也不可一味的否认该项技术，而是应该对各个环节进行逐一排查，找出问题的症结所在。

4 智能化技术在电气工程自动化控制中的应用

智能化技术在电气工程自动化控制中的应用还是比较广泛的，具体来讲，可以归纳为智能控制、优化设计以及故障诊断三个方面。

4.1 智能控制

智能化技术在电气工程自动化控制中的应用，不仅能够展现智能化技术的优越性，实现电气工程控制的无人操作化、远程化、高效化以及自主化，而且还能为智能化技术在其它领域的推广与发展奠定了基础。

4.2 优化设计

传统的设计方法是将实验与经验结合起来利用手工完成，这种方法缺陷很多，比如修改的难度较大、达标率也比较低，而利用智能化技术可以实现设计的优化与改进，比如它不仅可以缩短设计的时间还可以保证设计的质量与性能。不过，优化设计对设计人员的要求也更加严格，比如它要求设计人员必须具有相当丰富的经验，必须对电气、电路等知识熟悉掌握并能适当地运用到实际的设计工作中去。

4.3 故障诊断

电气设备在运行的过程中，经常会发生这样那样的故障，鉴于发生故障之前，总会有一些征兆出现，所以在故障发生前对电气设备进行全面、准确的诊断是非常必要的，而智能化技术对电气设备故障的诊断就发挥着不可替代的作用。通常情况下，变压器是电气设备中最容易发生故障的一个部位，经常利用智能化技术对其进行故障诊断，可以有效地避免故障的出现并为故障的解决提供依据与参考，减少更大规模的破坏的出现，从而提高电气设备运行的经济效益。

5 结语

智能化技术在电气工程自动化控制中的应用，不仅可以将加强电气设备进行自动化控制的能力，为电气工程的快速、安全运行奠定坚实的基础，而且还可以推动智能化技术在其它领域的发展。鉴于此，本文从智能化技术的发展趋势、智能化技术运用的理论基础、智能化技术运用的优势以及智能化技术在电气工程自动化控制中的应用四个方面进行了比较全面而又深入的阐释，希望可以对今后的有关研究与实践提供有价值的参考与借鉴。在具体论述的过程中，由于各种各样的原因，可能会存在着各种各样的问题，在以后的研究与实践中要加以重点和有效的规避。

参考文献：

电器工程及自动化论文篇7

现如今，时代的飞速发展与进步，也使得电气工作极其自动化取得了飞跃式的发展，而继电器作为电气工程中常见的自动化低压电器设备，由于其自身具备了良好的功能特性，受到了业内人士的一直好评与喜爱，并在电气工程中得到了十分广泛的应用，而相关技术人员在对其内部构成部分进行了改进与完善之后，逐渐推出了各种新型产品，促使我国真正迈入了新电气化的发展时代中。对此，本文重点对继电器在电气工程及其自动化低压电器中的应用进行了探讨分析，重点对继电器的功能作用进行了详细的论述，并总结出一些自己的看法。

1 继电器的基本原理及其作用分析

1.1 继电器的基本原理

现如今，随着科学技术水平的不断提高，电气系统的自动化程度也越来越高，继电器作为电气系统中较为重要的组成部分之一，其应用也越来越广泛。就继电器而言，其常常被用于保护电气设备的运行安全性，如变压器、马达、发电机以及输电线路短路保护等等。当电力系统出现异常故障时，继电器可以向值守人员发出告警信号，而想要确保继电器能够发挥出应用的作用，其应当具备以下功能特性：其一，安全性和可靠性，这是一个合格的继电器必须具备的特性，只有这样才能避免继电器本身出现故障；其二，快速反应能力。能够以最短时间消除可以消除的所有故障；其三，选择性。继电器应当能够确保电力系统始终向无故障区域进行供电；其四，灵敏性。电力系统运行过程中的参数在正常运行和发生故障情况下的区别是非常明显的，继电器就是通过这些参数的具体变化情况，在反映和检测的基础之上对电力系统的故障性质和故障影响范围进行判断，并作出相应的反应和处理。继电器的基本工作原理如下：由取样单元负责将被保护设备运行过程中的物理量经过电气隔离并将之转换为继电保护装置中比较鉴别单元能够接收到的信号，然后根据该单元的要求进行相应处理，再按照比较环节输出量的性质、大小以及组合方式出现顺序的先后确定出继电保护装置是否需要动作。

1.2 继电器的作用

继电器本身具有以下优点：标准化程度高、通用性好、能够使电路简化等，正是因为继电器的这些优点使其被广泛应用于工业自动化控制以及家电产品等领域当中。但是有些专家认为，在电子元器件当中，继电器是最不可靠的一种装置，并且在整机的可靠性设计当中，往往将继电器、可调电感器以及电位器等装置列为不用或是少用的元件。然而，因为继电器在控制电路中有着十分独特的电气和物理特性，其断路状态下的高绝缘电阻以及通路状态下的低导通电阻是其它任何电子器件都无法比拟的。为此，确保继电器的运行可靠性成为业界研究的重点课题之一。电子元器件的可靠性应当包括以下两个方面的内容，即固有可靠性和使用可靠性。其中前者是元器件可靠的基础，一般都是通过设计和制造厂商来进行控制，以确保制造出来的元器件能够达到要求的可靠性等级，而后者则是整机可靠性的基础，必须阐明的是，使用高可靠质量等级的元器件却并一定能够制造出高可靠性的整机，这是因为里面涉及到使用可靠性的问题。使用可靠性具体是指按照各种元器件的特性通过可靠性设计方法，最大限度地发挥出元器件固有可靠性的作用。

2 继电器在电气工程与其自动化低压电器当中继电器的实际应用

2.1 在电气工程当中继电器的实际应用

在实际的电气工程建设过程中，继电器是一种不可或缺的一部分，更是得到了十分广泛的应用，相关技术人员在固态继电器运行过程中发现，一般半导体的继电器是与固态继电器中部分器件是一样的。而可控硅器件作为继电器中关键的器件之一，对于继电器的安全运行有着直接的影响。其次，线圈也是继电器中重要的组成部分，在电压作用力下，很容易产生电磁效应，而线圈上弹簧产生的拉力将会把衔铁直接弹回到铁芯处。如果此时发生断电，继电器中的电磁效应也就会立即消失，衔铁将会回到原点。最后，在线圈吸回作用下，相关电路中的继电器就可以实现电流开启和管理的控制功能。

2.2 继电器在自动化低压电器中的应用

当前，人类社会已经逐步迈入自动化时代中，越来越多新型的自动化技术不断涌现出来，并逐渐成为了人们日常生活及生产中不可或缺的一部分。并且，这些自行化技术同样也在不同行业领域中取得了十分广泛的应用。其中，自动化装置作为当前科学技术飞速发展过程中累积下的产物，在科学技术水平日益提升的今天，各式各样的自动化设备出现在市场中。其中，继电器作为现代电气工程中一种常见的自动化设备，其在运行过程中，往往需要满足于不同电力系统的需求，因袭这就要对电路开合进行有效的控制，这样不仅能够大大提高继电器自动化运行效率，继电器在运行时还可以根据工作压力情况具体分为两类，一类是交流1200V，另一类则是直流1500V，一般会对这两种电流分别安置低压控制电气与高压控制电器。

可以说，社会经济与科学技术的不断发展与进步，同样为了自动化低压电器打下了良好的发展基础。并且，相关技术人员也在对自动化低压器运行方式、使用性能放方面进行了改进与完善，不断推出新型高效的自动化低压器。就我国当前低压电器发展历史来看，传统的低压器设备在结构设计方面，只是一味的进行了装配和模仿。但是，随着现代科技术的飞速发展，自动化低压电器应运而生，后期经过相关技术人员不断完善与改进，能够有效的推动自动化低压电器在继电器的长远发展。

结束语

综上所述，可以得知，科学技术的不断进步与发展，有效推动了我国电气工程的飞速发展，同样也为自动化低压器提供了良好的发展平台，而继电器作为电气工程中的核心电器，在实践使用运行过程中，我们只有对其结构组成、作用、类型等方面进行全面的掌握了解，事先对其进行相关测试，才能确保继电器在电气工程及自动化低压电器中的有效应用，使其自身具备的效能作用得以充分发挥，从而充分保障了用电的安全性。

参考文献

电器工程及自动化论文篇8

1.1 智能化控制器能够实现无人化操控

电气工程在实际运用中，传统的自动化技术要逊于智能化的自动化论文。因此，电气工程施工企业更倾向于使用智能化控制器。智能化控制器的控制程度与以下方面有关：鲁棒性变化、响应时间、下降时间。智能化控制器能够将上述原因结合并进行调节，保证在自动化运行过程中不会出现意外状况。企业使用智能化技术控制并调整电气工程中所用的电气设备，从而为企业省去大量人员的开销，帮助企业解放大量的劳动力。企业所雇用的员工只需掌握一定技术便能够令设备形成自我调节模式，无需工作人员进行长时间的监控或管理。除此以外，工作人员在固定区域内使设备在无人控制的情况下实现自动调节。

1.2 智能化控制器不需要控制模型

在电气工程企业所使用的传统自动化控制器中，自动化控制器紧密系数不高，传统控制器在具体工作中技术水平的含量并不高，不能对含有复杂动态方程的控制对象进行管理与控制，使自动化控制器出现失控的现象，而关于该控制对象的所有工作都将受到不同程度的影响，电气工程进度也将因此变得缓慢甚至停止，给电气工程施工企业带来大量损失。而智能化技术将设计控制对象模型这一工序直接省略，智能化控制器不再控制模型，因此在电气工程施工中也不存在对控制对象不能进行评估或预测的问题。

1.3 智能化控制器具备较高的一致性

无论工作人员录入什么数据，智能化控制器都可以对其进行处理，并在处理之后获得较为准确的预测。智能化控制器在处理数据的过程中往往会收到输入复杂且使用率不高的数据，智能化控制器依旧能够对该数据实施分析评测。控制对象具有较强的变更性且不同的控制对象在控制器中显现的控制效果也存在差异。如今，电气工程中的控制对象呈现多样化，智能化控制器也无法控制所有的控制对象。尽管智能化控制器能够在无人操作的情况下对大部分控制对象进行有效控制，但智能化控制并不是万能的，工作人员不能利用智能化控制器控制所有的控制对象。这代表我国智能化控制器的开发与升级还有较大的空间，我国应更为积极地开发智能化控制器，为我国电气工程行业的发展提供帮助。

2 智能化技术在电气自动化控制中的具体应用

2.1 神经网络系统

神经网络系统中共拥有两个子系统：一个子系统借电气内部动态参数的协助对定子电流进行分析与辨认；另一个子系统则借机电系统参数对转子速度进行分析与辨认。神经网络中的构造往往含有多层，并且每一层构造都具有前馈性，因此神经系统更偏向于运用反向学习算法。工作人员在使用神经网络对电气工程驱动系统以及交流电机的运行状态进行确认、检测与监督过程中，能够充分体现出神经网络在使用反向学习算法。神经网络反向转波算法在电气工程内较为常用，其能够帮助工作人员有效管理非初始速度以及负载转矩所产生的变化，也能大幅缩减定位时间，这是传统梯形控制所不能比拟的。智能化神经中有网络函数估计器，它具有较高的抗扰性，同时也具有较好的防噪音能力，其一致性也优于一般控制器，无需控制模型。上述优点使得智能神经网络在模式识别与信号处理中的应用较为频繁，对电气传动控制起到良好的作用。智能化神经网络使得电气设备的诊断系统和条件监控决策得以强化，使其使用更为稳定可靠。之所以能够实现两者的强化，和智能神经网络与不同传感器录入的并行结构相符有关。工作人员若希望神经网络可以长久安全运行，需使智能神经系统具有以下三个条件：（1）智能神经网络中含有大量的激励函数；（2）智能神经函数内含有隐藏层；（3）智能神经网络中含有隐藏节点，如BP网络模型（如图1所示）。工作人员在选择激励函数和最优隐藏节点以及层数时，可使用尝试法选择。工作人员能够通过反向转波算法调动并优化网络全冲，以便神经网络得以长久安全且流畅地运行。

2.2 故障诊断及优化设备

如今，计算技术的发展速度加快，计算机技术逐渐应用于我国各个领域，其中便包括我国的电气工程行业。计算机对我国电气工程行业设备的更新具有积极作用。电气工程注重施工企业的施工效率与施工质量，施工企业若依旧运用手工进行施工方案的设计与规划，电气工程的施工不能满足当今社会的需求。就目前而言，手工设计图纸的弊端逐渐显现出来，有以下两点：（1）所需时间较长；（2）图纸精细度不足，容易出现偏差。无论上述哪一点都会对电力工程的施工产生不良的影响。大部分电力工程设计人员已开始运用CAD软件设计图纸。不仅如此，设计人员利用CAD设计图纸能够在通过网络获得大量的资源，如电机、磁场以及电路的相关知识，从而使自身设计图纸的价值得到提升。工作人员通过CAD软件设计图纸，不管电气设备的设计图纸多么复杂，设计人员都可以在CAD软件中绘制出来并保证图纸数据的精准。工作人员还可以在CAD中引入智能化技术，使CAD软件的设计质量得到提升。智能化CAD软件能够提高工作人员的工作效率，减少我国电气设备的研究与开发时间，从而使我国电气设备得到优化与升级。

遗传算法是智能化技术的功能之一，可以进行高精度的计算，工作人员将其运用于设备的升级与优化中能够使我国电气工程中常用的电气设备质量得到提升。除此以外，工作人员还可以将智能技术引入电气工程的电气设备中。当电气设备处在使用中时，智能控制器便开始自动检测电气设备的运行状态。倘若电气设备在运行中出现故障，智能控制器便会根据设备的现存状况进行诊断，排查问题并将排查结果显示在显示器中。工作人员根据显示结果组织维修人员对设备进行维修，从而保证在短时间内使电气设备得以正常运行，减小设备故障对电气工程施工进度的影响。 

2.3 模糊逻辑控制 

英国大学发明了模糊控制器并开始在电气工程中使用，实现电气化设备的自动化控制，代替原有的传统PID控制器。模糊控制器往往应用于数字动态触动系统中。现今模糊逻辑控制应用分为M型与S型两种。上述两种模糊逻辑控制在具体的应用过程中，M型控制器是唯一可以实施调速控制的控制器。无论是M型还是S型控制器，其本身具有规则库。控制器的规则库被人们统称为if then模糊规则集。模糊集分G与H，其中if为G，Y为H，那么此时可得W=（fX，Y）。按照该运行规则运行的控制器便是S型控制器。推理机、非模糊化以及模糊化等安装部件则是M型控制器的重要组成部分。其中推理机是M型控制器中必不可少的部分，当模糊控制出现在设备管理过程中时，推理机便会根据当前状况进行判断处理。上述两种控制器的知识库有两部分，分别为语言控制的规则库和数据库。规则库本身具有拓宽方式，工作人员在建模过程中运用模糊控制器中的推理机，同时借助神经网络中的推理机实施操作，以便对电气设备进行有效控制。如模糊控制在DC/DC变换器中的应用（如图2所示）。模糊化具有多种不同的表现形式，可以使工作人员有效地测量、量化以及模糊化变量。模糊逻辑在电气工程自动化中的运用与操作能够促进我国电气工程行业的发展与进步。

   

3 结语 

电力工程施工企业应积极将智能化技术引入电气工程的施工活动中，实现电气设备的自动化控制，从而提高电力工程施工企业的工程质量和生产效率，为我国电力工程的施工企业节省了大量的人力资源，对企业发展产生了积极的影响。企业运用智能化技术解决了部分企业人才短缺的状况，企业可以将多余人员抽调到更为适合的岗位，为企业节省了成本，间接增加了企业的经济效益，提高了企业的竞争实力，使得企业能够在严酷的市场竞争中存活下来，并得到长久的发展。 

参考文献 

[1] 张桂昌.探究当前智能化技术在电气工程自动化控制中的运用[J].通讯世界，2015，（10）. 

[2] 任军.智能化技术在电气工程自动化控制中的具体应用探析[J].电子技术与软件工程，2014，（15）. 

电器工程及自动化论文篇9

继电器在电气自动化工程中起到保护电路，实现电路转换的作用，是一种控制电气元件。利用继电器，可以实现放大控制、对电气自动化程序以及相关信号综合的作用。随着我国电力事业的发展，在自动化电气工程中，继电器广泛应用于低压电器中，表现出非常优越的功能效果，促进了电气自动化发展。

1、继电器概述

1.1继电器构成分析

一般来说，继电器主要由线圈以及触电两个部分构成，根据继电器种类的不同，适当增加一些相关的器件，确保继电器正常的运行。在继电器使用过程中，常常通过触电符号与一个长方形表示相应的电路符号，长方形的数量会随着继电器自身的线圈数量增多而增多，这时需要在长方形的内部或者旁边表上“J”。此外，触电符号可以标在相应的电路中，符号需要根据不同类型的继电器进行选择。通常情况下，动闭型的触电符号用D型符号表示，这种类型的触电的特点是继电器通电后触电才会断开；动合型触电，是在继电器电路通电后，触电就会处于闭合状态，这种类型的触电用H型符号表示；转换型触电一般包括三个触电，一个动触电以及两个静触点，在电路通电后可以实现三个触电间的相互转换，这类触电一般用Z型符号表示。

1.2继电器的主要作用分析

一般来说，继电器的作用主要表现在一下几个方面：包括增强对电路的控制能力、提升自动化电气的运行效率、对电路中信号等的综合控制等。其中，中间继电器主要作用是转换与传递控制信号，继电器中有很多触头，每一对触头所能承受的额定电流在5到10A，并且动作非常灵敏，可以在时间在0.05秒之内做出动作。

2、继电器在电气自动化工程低压电器中的应用

2.1继电器测试

对继电器触点测试方法，主要是利用触点在继电器中的特殊作用，进行相应的测试。触点的稳定与否，对继电器整体功能的实现具有很大的影响，并关系着对电路的有效控制。对触点进行测试，保证触点的稳定性，可以保证继电器的工作效率，保证其安全运行。在测试过程中，对继电器开关以及电阻用万能表进行测量，一般来说，触点以及继电器动点的阻值应该是无穷大的。通过这种测试的方法，判断继电器开关的运行状态，确保继电器正常的运行。

对继电器中电流以及吸合电压测试，需要用到一个稳定的电源以及一个一定规格的电流表。进行测试的方法为，在继电器中输入相应的电压，并将电流表串联在线路中，对其进行检测。在检测过程中，逐渐的调高电压，通过吸合声进行相关判断，并将吸合电压、电流准确记录。多次测试，求出电流以及吸合电压的平均值，根据这一数据，提升继电器检测的准确性。

与上述测试方法一样，对继电器电流以及释放电压的测试，也是通过对释放声进行相关判断，并利用多次测试的均值完成整个测试工作。

2.2电气自动化工程低压继电器的应用

目前电气工程中，继电器得到了广泛的应用，并且利用继电器对电气工程中低压电器进行辅助，促进低压电器在整个系统中更好的运行。利用继电器，可以将电气工程中的一些固体器件转换为可控器件。在继电器运行过程中，线圈中通过了指定的电压值，就会产生电磁效应，这时继电器中的弹簧会产生拉力并将衔铁拉回铁芯中，继电器中的动触点与静触点就会相互吸合。如果断开通电，衔铁就会回到原来的位置，动静触点相互吸合作用也会消失。这就是继电器释放与吸合作用，也是继电器实现控制电路的主要原理。电气工程是一门复杂的学科，随着社会科技的大力发展，电气工程已经成为影响人类发展的重要学科。对继电器的工作原理进行不断的完善，促进电气工程的发展，推动电气自动化发展的进程，是我国目前电气以及相关工程发展的方向。

对于继电器了类型的选择，需要了解各类继电器的使用范围以及工作原理。包括对被控制电路中的电流、电压需求的了解，以及对控制电路中触电形式和电路组数了解。在选择过程中，仔细查阅相关资料，掌握继电器使用条件，并查看器具的容积等。下图是电磁继电器的工作原理图（图1）以及延时继电器工作原理图（图2）。

自动化的发展，可以提升工作的效率，改善人们的生活水平，可以说自动化技术应用是一项人类发展进程中重要的改革。随着我国社会科技的发展，对自动化技术的应用也越来越广泛，在电气工程中，利用自动化低压电器，实现对整个电路的考核，对电路中的相关信号综合处理，大大提升了电气系统的运行效率。利用低压，可以度电气系统中的电压值进行更加精确的划分。自动化低压继电器为我国整个电气自动化工程的发展提供动力，虽然我国目前在这一方面与先进国家还存在一定的差距，但是我国电气自动化低压继电器经过了引进、模仿、自主研发等过程，一定会随着我国科技的发展，为我国的社会经济发展做出更大的贡献。

3、总结

继电器在工业、交通、军事、国防等各个领域都得到了广泛的应用，是目前进行开关控制采用最多的电气元件之一。电气自动化工程中，利用继电器、感应器等电气元件，实现对时间、顺序等的控制。在电气自动化发展的过程中，利用低压继电器，实现电路中电压等级更精确的划分，推动自动化发展，促进社会发展的进程。

电器工程及自动化论文篇10

中图分类号 TU85 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）06-0072-01

传感器技术的应用很广，其在机电技术中具有不可或缺的作用，是实现机电设备的自动化的关键。传感器的技术水平越高，所能实现的机电设备的自动化水平也就越高。随着我国社会对科学技术的大力倡导和支持，我国的各行各业都在开始朝着自动化方向发展，大大提高了社会生产效率和人民的生活质量水平，同时在现阶段，以传感器为关键技术核心的现代化自动化技术已经渗透到和应用到社会的各个行业，从机械制造领域、医疗卫生领域、化工等到环境监测系统以及航空航天领域等，到处都离不开传感器技术，传感器技术的快速发展是未来的人工智能技术的福音，为其发展提供了有利的条件。如果在社会各行业中没有传感器技术的存在，那么机电系统的许多必要功能将无法快速准确的实现。本文就传感器技术在机电一体化技术中的应用展开简单的分析和介绍。

1 国内传感器技术的不足

我国的研究院所是我国研究先进技术的集中场所，因此也是我国传感器技术研究集中的场所，我国的传感器技术与国外先进的技术在模拟和设计方法上有一定的差距，另外，在高端的制造设备以及微细精微加工技术上同样也存在差距。这两方面不足严重阻碍了我国高端传感器的研究和生产，因此，我们需要认清楚我们与外国存在的差距，了解到我们存在的不足，坚持不懈攻克难题，突破高精尖技术，促进我国的传感器技术更进一步的发展，为将来的人工智能技术打下深厚的基础。

2 机电设备中传感器技术的应用

传感器技术的出现和发展并且运用到机电技术中，使得机电技术的发展迈进一个新的台阶，促进了机电自动化和一体化的快速发展。一方面提高了机电技术的可靠性，还很大程度上提升了机电技术的灵敏度和精确度，从而使得光学技术、通信技术能够渗入到机电技术中去，促进机电一体化和自动化的实现。在精细加工技术中，由于传感器技术具有很高的可靠性，使得加工^程中的抗干扰能力得到了较大的提升；另一方面，传感器技术应用在机电技术中能让非接触型检测在一定程度上得以实现，由于传感器技术能够将人工智能、神经网络技术以及光学技术这3种先进的技术融合到传感器原件中，直接促进了微电子技术的进步和信息化设备的快速出现。传感器技术为现代化的机电技术注入了新的活力，为机电技术的发展开拓了视野，因此，为实现人工智能化和机械设备的使用自动化，我们需要坚持提升传感器技术的可靠性和准确真实性，从而在最大程度上保证信息的接收和输出稳定可靠，并通过相关科研单位深入研究解决在实际运用过程中出现的干扰等问题。

3 传感器技术在机电技术中的应用

3.1 传感器技术在机器人中的应用

机器人之所以能够实现准确无误的操作，就是因为机器人的内部充满了各种系统的传感器原件，这些传感器原件保证了机器人能够感知自身动作、感知操作对象以及感知工作环境等，这些都需要有机器人内部的传感器来获取相应的位置、移动、速度等，从而实现对自身动作、操作对象以及工作环境的感知从而反馈出来，指导机器人做出正确、准确无误的动作。

3.2 传感器技术在机械加工过程中的应用

1）在机械加工的切削过程和机床运行过程中传感器技术占据着非常重要的地位，在机械加工的切削过程中因为加入传感器技术使得其能够实现加工生产效率和工业制造成本的最大优化，从而帮助我们来选择最为合适的材料去除率，同时，传感器技术还能够帮助机械加工的切削力度、状态以及厚度等，从而方便我们进行机器控制。在机械加工的机床运行过程中，传感器技术为轴承回转体系、动力系统、工作环境以及安全的运行过程提供信息监测，从而保障机床运行的停留时间、被加工材料的表面光洁程度、加工精密度在合理科学的标准范围之内。

2）在机械加工的工件过程中传感器依然发挥着不可或缺的作用。在机械加工的实际操作工作当中，工件所需要做的传感器监测工作是最多的，因为机械加工的切削和机床运行中传感器监测相比，机械加工过程的工件传感器监测的主要是要通过传感器监测来保证工件加工过程的质量可靠，确保加工出来的工件符合使用标准。传感器技术在工件监测中的运用使得加工工序和零件加工标准更加配套，监测和分辨工件是否是将要加工的工件。同时传感器技术在机械加工的工件监测过程中还能够是被处工件的安装和加工完成之后的工件的表面是否和规定以及是否还有加工余地。这些传感器技术发挥出来的作用是在机械加工的工件加工过程中不可或缺的，能够帮助我们实现更为准确、科学合理的加工程序。

3）传感器技术在机电自动化中的应用。传感器技术的出现极大地促进了机电自动化的实现，是机电自动化进程中一项不可或缺的技术。众所周知，汽车已经步入我们千家万户，汽车的驾驶过程也越来越安全，这些都是传感器技术在发挥着重要作用。汽车内部的机电自动化和一体化需要智能控制系统来实现，而不是传统的机械控制，汽车性能的不断增强、汽车的人机工程和人性化的不断进步、汽车的燃油消耗控制系统、汽车的尾气排放控制系统、安全驾驶系统、汽车安全驾驶辅助系统等系统都需要传感器技术的支持。正是因为传感器技术的支持，才使得这些我们对汽车最为关注的几个方面不断的进步，不断的人性化、智能化、自动化。

4 结论

传感器技术在机电技术中的应用大大促进了机电的一体化和自动化，为我们的生产生活提供了巨大的便利。同时，传感器技术一定会成为一项火热的研究项目，其发展的方向和趋势会向着先进的计算方法、高端精微加工技术、先进封装技术以及可靠性研究等方面发展，传感器技术一定会成为机械、机电加工过程、人工智能过程以及社会各个生产过程的一项不可或缺的技术。我们的研究院所的不断研究和探索，一定会使其向着我们人民生活更加便利的方向发展。

参考文献

电器工程及自动化论文篇11

汽车的门窗玻璃有为车内人员提供安全保护，必要时进行自动闭锁防止被盗等功能，因此它是汽车综合性能的重要组成部分。但在实际生活中，由于众多厂家生产技术高低不一，结构优化不彻底，经常发生各种由汽车门窗引起的安全事故。通过分析自动式和手动式两种汽车门窗升降系统，笔者发现，与手动式比起来自动式汽车门窗升降系统安全性能更好，应用也更为普遍，所以笔者将对自动式汽车门窗支臂式升降系统进行分析论述。

一、汽车门窗玻璃升降器的分类与结构

汽车门窗玻璃升降器的种类众多，常见玻璃升降器主要有以下几种。

1.支臂式玻璃升降器

支臂式玻璃升降器是一种刚性条件较好，安全性较高，制作工艺也比较简单的玻璃升降器，它同时还有支撑范围广、工作较为稳等优点。但由于支臂式玻璃升降器的组成元件大都是金属材质，所以其结构重量较大，工作时会产生一定的声音，且所受到的工作阻力也比其他类型较大。根据以上特点可以看出，支臂式升降器一般是用在一些中档以下的小轿车、较高档的商务车以及货车，而高档次的轿车等很少使用。

支臂式升降器一般是通过设置在汽车内板上坐板的电动机或者手动装置来实现的。其中操作部件与系统的扇形齿板连接，主动臂和扇形齿板固接，并且主动臂与坐板、短滑槽与内板也进行了相应的固接，而主、被动臂则通过短滑槽中心的细孔焊接在一起。主动臂与被动臂各自的一个滚轮又分别在长滑槽内嵌如，长滑槽和剥离托架相连接，被动臂的一个轮镶嵌在短滑槽里边，这样最终就能达到汽车玻璃升降的目的。支臂式升降器根据动力分为自动和手动之分。电动支臂式升降器主要依靠电动机进行带动，它包含电动机、齿板、大小臂、座板、长短滑槽等原件，且电动机还必须设置相应的过流保护功能。手动支臂式玻璃升降器主要的不同之处在于通过一个手摇装置进行操作，且手动式玻璃升降器都需要给手摇装置安装一定的主动弹簧，防止玻璃随车进行跳动。

2.绳轮式玻璃升降器

这种升降器的构成元件较少，因此质量较小，结构也比较单一，可靠性也较高。但由于结构原因绳轮式玻璃升降器的支撑广度较差，钢丝布置繁杂，自动化程度也较低。该类升降器主要在一些高档类汽车之中。

3.软轴式玻璃升降器

软轴式玻璃升降器构成也比较单一，结构较为简单，稳定性能较好，但这种升降器也有的制作过程繁杂的缺点。

4.带式玻璃升降器

带式玻璃升降器的最主要特点是组成元件少（其中塑料材质居多），总体质量较小且工作稳定低噪。但这种升降器对其塑料元件强度等方面的要求比较严格，所以收到了塑料元件质量的影响。

二、支臂式玻璃升降器的优化

支臂式玻璃升降器按动力方式分为手动式和自动式，其中自动式主要是通过电动机进行工作带动。但与手动的方式比起来，电动机带动的支臂式玻璃升降器能够更简单的进行检测和优化，从而满足人们对于升降器的意愿，所以笔者将以电动机带动的支臂式升降器为对象进行优化分析。该优化方法也可以应用在手动支臂式玻璃升降器上。

1.支臂式玻璃升降系统的优化对象

自动支臂式玻璃升降器的结构优化主要是对于电动机以及减速装置的优化，在它们二者形成的系统中，电动机必须要拥有体积、噪音、质量、受干扰都比较小，但保护性能、安全性、可靠性都比较高的特点。当前我国汽车门窗升降系统中使用的电动机都具有严重的故障率高、使用时限较短的特点，所以通过玻璃升降系统的优化，就能够在一定程度上通过减轻电动机带动载荷、增加门窗升降稳定性、减小电动机噪音等途径，实现电动使用年限的增加。与此同时，通过玻璃升降系统的优化，还能够缩小电动机产生的电磁波干扰区间，从而减小对车内其他元件的不良影响。

2.支臂式玻璃升降系统的优化过程

通过对支臂式玻璃升降器电动机相关数据模型的分析，可以得出支臂式玻璃升降器的结构优化是一种约束非线性型的优化，所以笔者决定应用目前针对约束非线性工程优化问题使用最为普遍和有效的一种方法，即复合形方法。这种方法应用在支臂式玻璃升降器优化的问题上的主要工作步骤是，最开始先进行有关的参数的设定，紧接着在进行复合行的优化设计，然后再将优化出的结果进行有效输出，最后在描绘出关键点的曲线图形以及转矩的输出。使用一种能够产生较为稳定转矩的目标函数，能够极大地加长电动机的使用时限。方案可以采用VC++工具以及复合形方法制作出一套计算工具，进行实际的运算。

三、结论

通过对支臂式玻璃升降器的分析，得出升降器主动臂的转矩关系方程式，也就是电动机的转矩关系方程式，根据电动机稳定性及低故障率的追求，选择出合理的目标函数然后使用复合形方法进行结构优化。升降器的优化要对电动机的工作转矩专题进行准确的优化，所以要根据其转矩的方程选择合理的目标函数。与此同时，还必须进行多目标函数的优化分析，这样才能产生更理想的优化结果。使用复合形法的优化经过了相关系数的设定、复合形具体优化、优化结果的输出、电动机曲线图型的制作、转矩的输出等过程步骤。

结束语

汽车电动门窗玻璃升降系统对于汽车的安全与舒适有重要的作用，但在实际生活中因为玻璃升降器故障所引发的事故也频频发生，与此同时，人们对于行车品质的追求也使得汽车行业对玻璃升降系统的必须不断发展更新。本文对目前各种使用较为广泛的玻璃升降器进行了一定的介绍，着重对支臂式玻璃升降器的结构及优化进行了分析和论述。由于笔者能力和文章篇幅的限制，文章中很多问题都未能进行深入的分析和讨论，但笔者还是希望本文的论述能对广大汽车行业的从业者提提供一定的借鉴和帮助。■

参考文献

[1]葛胜勇，杨旭凌.汽车电动门窗玻璃升降器系统故障诊断与检修[J].汽车电器.2004（08）.

电器工程及自动化论文篇12

作者简介：马利（1980-），女，湖北仙桃人，河南工业大学电气工程学院，讲师；王秀霞（1979-），女，河南新郑人，河南工业大学电气工程学院，讲师。（河南　郑州　450001）

中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）30-0052-02

随着计算机辅助设计技术（CAD）、微机电系统（MEMS）技术、光纤技术和信息技术的发展，获取各种信息的传感器已经成为各个应用领域，特别是在自动检测、自动控制系统中已成为不可缺少的重要技术工具，越来越成为信息社会赖以存在和发展的物质与技术基础。因此，“传感器与检测技术”课程在河南工业大学自动化、电气工程及自动化、应用物理等学科课程体系占据了非常重要的位置。

“传感器与检测技术”是一门集光、机、电于一体，综合物理、化学、生物、材料、电子、电气、计算机、机械等多学科技术于一体的工科电气信息类专业的重要专业基础课程。该课程具有以下特点：涉及内容多，除传感器与检测技术基础知识外，还包括众多电工参量、物理参量、机械参量、成分参量、热工参量的检测原理、方法与技术等内容；各章内容多学科交叉，涉及电学、磁学、光学、化学等学科；各章内容之间的联系并不甚紧密，但都涉及上述多门前修课程的知识及这些知识的综合应用等。[1]

由于该课程的以上特点，学生在学习该课程时，尤其开始时，通常感觉不适应、思维跟不上、枯燥、难以学好。为了更好地适应国民经济建设对自动化、测控技术方面的人才需要，更好地发展学科课程建设，对该课程教学进行改革与实践，提高课程的教学质量已势在必行。

一、主要教学内容和特点

总体上，传感器及检测技术课程分为三部分内容：

第一部分：传感器的基础知识。了解传感器特性指标，传感器输入输出之间的关系，掌握分析传感器静特性和动特性的基本方法，在给定条件下熟悉计算稳定时间和工作频率的方法以及传感器的标定。主要了解传感器及检测技术的基本概念；传感器特性及其标定；掌握检测数据的处理及误差分析的方法。

第二部分：各种常用传感器的介绍。理解并掌握各种类型传感器原理及应用知识，主要有电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、磁电式传感器、压电式传感器、光电式传感器、热电式传感器。

第三部分：检测技术的主要问题。了解检测的感念、测量的方法、测量系统的组成和数据处理的一般方法。掌握传感器的应用基础、如何设计与构成检测系统等内容。

理论教学中的难点主要有以下几个方面：一是内容多，传感器种类多、应用广泛，原理复杂，对物理知识要求高，学生把握重点有困难；二是课程中传感器以结构传感器为主，有大量的传感器结构图形，对平面图形学生理解有难度；三是传感器是一门工程应用背景很强的课程，需要理论结合实际；四是接口电路复杂，对模拟电路等电学知识要求较高。

二、教学中采用的方法与手段

1.将先进的教学方法引入课堂，并以实际工程为背景，重点放在传感器的应用上

根据每次讲授内容，尽量讲解符合内容的工程实际案例，以工程应用背景的案例激发学生的学习兴趣，同时将案例的讲授与相关实验结合，在枯燥的理论教学过程中很好地融入了有趣的实验过程，以提高学习效果；对讲授的内容进行精心选择，突出重点、难点，结合实际进行比较，删除过时的内容，同时对有些内容安排学生自学，提高学生的自学能力。

2.“教、学、做”一体化教学模式

检测技术是实践性很强的课程。西方有一句名言：“听过的我会忘记，看过的我能记得，做过的我才理解。”把大部分课程搬到实验室讲授，理论讲解、动手实验、交流讨论交替进行，使学生将“知识”迅速转化为“能力”，同时保证实践性环节的顺利开展。同时，采用实物实验与理论实验相结合的教学实验方法，以提高实验效果，利用自行研制的一些实际传感器及放大电路辅助教学，在实践中学习，使深奥的理论变得生动易懂，达到理论与实际相互补充、相互对应，调动和激发学生的学习积极性。

3.制作丰富多彩的多媒体课件，将科研成果引入课堂

由于检测技术的发展迅速，再加上教材需要一定的出版周期，使教材内容滞后于学科发展。为弥补这方面的缺陷，在教学内容组织上采用以自行制作的多媒体课件为主、以书本教材为辅的形式。课件制作利用声音、动画、图片等形式帮助学生更好地理解课程内容。在教学内容方面，把握重点、难点的同时积极了解新技术的动态，及时补充反映新的传感技术的内容，力求使学生了解传感器前沿发展。教学中尽可能插入新型传感器产品的介绍以及一些科研经历、科研成果和正在进行的科研项目。把相关科研成果在课堂上展示给学生，大大拓宽了学生视野，同时激发了学生的学习兴趣，达到良好的教学效果。

三、注重实践教学

1.利用现有的实验室，开设相应的开放性设计实验

传感器与检测技术作为一门实践性很强的课程，实验在课程教学中占有起重要作用。以实验室丰富的实验教学条件，配合教学的要求，安排多个学时的实验。

但是毕竟课堂教学时间有限，为了让学生更好地掌握常用传感器的使用和标定方法以及接口电路的设计，同时还开设了相应的开放设计实验。学生通过开放设计实验的训练能够对传感器有全面的认识，能独立进行实验数据读取和实验结果分析，加深对理论知识的理解和认识，也让学生对传感器的选择、使用和接口电路特点有一定的认识。同时能够独立设计简单的传感器和接口电路，具有使用和分析传感器的初步能力。

2.构建了新的实践教学体系

本课程与实际应用联系紧密。实践教学是培养学生动手能力和创新思维能力的重要教学手段，也是积极响应学校应用型人才的培养目标总体办学指导思想的一项重要内容。除了进行理论学习之外必须加强实践环节，学生通过自己动手进行实验操作，有助于牢固掌握传感器与检测技术的基本知识，同时可以加深对一些较为抽象的工作原理的理解，通过实验进一步学习传感器在工业测量控制中的实际应用。

在实验内容的设置上，我们压缩了验证性实验的教学时数，加大了综合性、设计性和创新性实验学时数；同时，开设了与本课程相关的4周创新性实践课程，为本课程的连续性动手能力的培养打下了基础；并设立基于本课程的开放性试验，开放创新实验室，给学生实践动手能力的提高提供良好的环境和硬件平台，同时积极鼓励、支持和指导学生参加各类电子设计大赛。

3.学生科技创新和实践创新与课程相辅相成

在学校各级领导的大力支持下，积极主动地多方争取、创造条件，开展了一系列卓有成效的基于传感器与检测技术的大学生实践与科技创新活动，并取得了良好的效果。通过这一系列的学生竞赛活动，使学生利用传感器来进行项目开发的能力和水平具有了很大的提高，具有了一定的设计开发能力，大大激发了学生对本课程学习的热情，营造了本课程学习的良好氛围。同时定期举办专题讲座，了解学生学习及应用中存在的问题，并加以指导。鼓励学生在日常生活中寻找课程设计题目，用传感器与检测技术解决实际问题，开阔了学生眼界，丰富了学生的知识，提高了学生的创新能力，形成了良好的师生互动的课外学习环境，得到了广大师生的肯定。

4.科研项目与教学内容相结合

不断的将科研成果、科研项目和教学成果引入教学，及时跟踪传感器与检测技术的最新进展，把科研成果或项目中的具体问题与课程相关章节结合。例如，结合粮库粮情监测系统讲授温度传感器、湿度传感器的原理；根据避障机器人的原理讲授CCD图像传感器或超声波传感器原理；结合智能小车讲授光电传感器以及光电编码盘等，如此不断丰富教学内容，形成了独特的教改发展之路。

积极将科研成果转化为教学内容，引入课堂教学，让学生了解科技发展前沿，帮助学生端正专业思想，激发学生的学习兴趣。更重要的是促进了学生成人、成才，即教书又育人。并及时将科研成果转化为教学内容，出版新的高校教材，发表相应的教改科技论文。

同时积极承担部级和省部级、校级科研基金项目，并将科研项目的一部分作为学生科技活动或毕业设计（论文）的实践性课题，指导他们开展科学研究，提高学生的实践能力、创新能力。

针对传感器与检测技术课程具有理论丰富、实践性强等特点，河南工业大学电气学院传感器课程组广大教师团结协作，近年来结合自动化技术发展的趋势、根据不同授课对象的专业培养计划广泛吸收先进的教学经验，积极整合优秀教改成果，成功地整合了该门课的课程体系，改革了教学内容和方法，形成了具有鲜明特色的教学体系，在课程建设上取得了一定成效。

参考文献：

[1]蒋全胜，吕家云."传感器与检测技术“课程教学改革初探[J].巢湖学院学报，2009，（3）：144-146.

[2]廖京盛.检测技术课程教学改革探索.第七届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会，2010，7.