時間:2023-03-16 17:35:30
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇電子控制技術論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
一、EPB與傳統手制動相比的優點
1.1EPB系統可以在發動機熄火后自動施加駐車制動。駐車方便、可靠,可防止意外的釋放(比如小孩、偷盜等)。
1.2不同駕駛員的力量大小有別,手駐車制動桿的駐車制動可能由此對制動力的實際作用不同。而對于EPB,制動力量是固定的,不會因人而異,出現偏差。
1.3可在緊急狀態下組委行車制動用。
二、EPB的功能
2.1基本功能:通過按鈕實現傳統手剎的靜態駐車和靜態釋放功能。
2.2動態功能:行車時,若不踩踏板剎車,通過EPB按鈕,一樣也可以實現制動功能。
2.3“熄火控制”模式:當汽車拔鑰匙熄火時,自動啟用駐車制動,發動機不打火駐車不能解除。
2.4開車釋放功能:當駕駛員開車時,踩油門,掛擋后自動解除駐車。
2.5啟動約束:點火關閉,釋放約束模式(保護兒童),不用操作制動踏板,即可釋放約束模式。
2.6緊急釋放功能:當電子駐車沒電需要解除駐車時,可用專門的釋放工具釋放駐車。
三、拉線式EPB的組成及各部件的作用
3.1拉線。拉線和傳統的駐車系統中拉線所起的作用完全一樣,就是把力從EPB總成傳遞到駐車制動器上實現駐車功能。拉線式EPB有單拉線和雙拉線兩種。
單、雙拉線有各自的優點和缺點。相比較起來雙拉線有較大的拉線效率,拉線行程短,但布置沒單拉線靈活,產生相同的拉力,控制器需要加載的力大。工作時,雙拉線EPB控制器同時帶動兩根拉線運動,帶動制動器駐車,而單拉線時,EPB控制器是只帶動了一根拉線,然后通過拉索平衡器此拉線帶動后面的兩根拉線駐車。
單拉線式樣的EPB,一根拉線帶動兩根拉線的原理為:第一根拉線的芯線在控制器的帶動下產生移動,其帶動拉線向右移動,然后因為第一根拉線受力彎曲,第一根拉線通過固定在其拉線護套上面的平衡器帶動拉線1向左移動,從而實現了一根拉線帶動兩根拉線移動的目的。
3.2按鈕。通過按或者拉按鈕控制EPB駐車和解除駐車,按鈕上有背景燈,提醒駕駛者是否已工作。
3.3緊急工具。在EPB因斷電不工作時,實現駐車解除功能。
3.4電機。EPB工作時的動力來源,由其來帶動齒輪機構工作實現駐車。(有人僅靠電子駐車紙面意思可能會擔心駐車后,出現沒電的情況怎么辦?實際上電子駐車只是靠電觸發齒輪機構工作,最終使車長時間駐車的還是機械機構,并且國家法規中也明確要求,駐車要用可靠的機械機構來完成)。
3.5齒輪機構。不同廠家EPB的此部分機構的工作原理不一定相同但其作用是一樣的。都是力的傳遞機構,把力由電機齒輪的轉動轉化成拉線方向上力。其齒輪結構的工作原理如右圖電機帶動拉線所在的外齒輪機構和內齒輪機構旋轉,因為旋轉方向相反,帶動連接在內外齒輪機構的拉線運動,實現駐車。
3.6ECU和傳感器。ECU用來控制EPB對外的信息交流和反饋。傳感器用來感應拉力的大小。
四、EPB總成的工作原理和其功能的實現原理
4.1EPB總成的工作原理。拉線式EPB工作原理為:通過開關給ECU一個通斷信號,EPB的ECU控制電機進行旋轉,然后由內部的齒輪機構把此力輸出到拉線上,由拉線帶動制動器進行駐車。
4.2EPB各功能的實現原理
(1)基本功能。最基本的功能,靜態釋放和靜態駐車功能,通過按鈕駐車和解除駐車此工作原理簡單,也就是上面的EPB工作原理。
(2)EPB賣點之一的動態功能。當車在行車狀態,速度大于12km/h,若按下EPB按鈕,ECU指揮馬達帶動拉線駐車,當車輪要抱死,有滑移的傾向時,ECU通過CAN得到這個信號后,會使拉線力減小,以便不使車輪抱死,如此循環,直至車停下為止。雖然EPB有此功能,但各個EPB廠家,并不推薦客戶把EPB當作行車制動器使用,并且還明確要求客戶,此功能只能在常規制動器失效或不可使用踏板的緊急情況下才能使用,這是因為在行車中,駐車制動器啟動后,那么就把制動力全部加在后輪,對后制動器的損害是很大的。
(3)“熄火控制”模式。發動機熄火后,通過CAN把此信息傳遞給ECU,ECU指揮EPB駐車。
(4)EPB的另一賣點功能:開車釋放功能。要實現該功能,則EBP系統需要知道駕駛員是否希望車輛開始行駛。對自動擋車輛來說,EPB可以通過變速器信息及油門信息了解車輛狀態。然后ECU指揮EPB釋放駐車。而對手動擋車輛來說,原有的配置所能提供的信息無法確認駕駛員的期望。為了實現該功能,需要在車輛上加裝檔位傳感器及離合器傳感器。
(5)緊急釋放功能。用專門開發的緊急釋放工具來實現此功能。工具的工作原理為,用專門開發的EPB工具,先插入緊急工具孔,然后旋轉,使齒輪旋轉帶動渦桿移動,解除駐車。有時為了使解除駐車方便,或者不便于使用剛性的緊急釋放工具,也可以使用易曲工具,實現過程為:把緊急釋放工具由剛性改成可彎曲的易曲工具,然后根據EPB的布置位置,設計合理的導向管,設計導向管的原則為將來在使用工具時比較方便,不需要拆卸其它零件,或者鉆到車下。導向管一端,另一端固定死在電子駐車工具孔上,使用時,取出緊急工具,把工具從導向管端插入,順著導向管,把工具連接到電子駐車上,然后轉動工具搖把,即可釋放駐車。在開發易曲工具中需要注意的是:1.工具的易曲長度不能太長否則會因工具彎曲端過長而使傳遞到電子駐車的力矩解除不了駐車。2.導向管扭曲的幅度不能過于大,否則工具在通過導管時的難度就很大,甚至通不過導管。
五、拉線式EPB的布置
5.1EPB的布置
EPB的布置需要注意以下幾點:
(1)若EPB布置在車身下,要設計合理的支架,力求把EPB包起來,防止車底下高速飛起的石子打在EPB殼體上。(2)注意保證EPB周圍的溫度不能過高,要在其工作溫度范圍內。(3)注意選擇合理的緩沖墊來起到防震的效果。(4)EPB位置的選擇,要考慮到將來緊急工具使用的方便性。
5.2拉線的布置
拉線的布置需要注意以下幾點:
(1)拉線之間的間隙要求,需要滿足一定要求。(2)單拉線式。EPB是由一根拉線帶動后面兩根拉線來實現駐車的,為了實現一根拉線帶動二根拉線,所以布置時一定要保證第一根拉線的末端是可移動的,不能在此處做支架給其固定死。
六、結論
EPB是近來研究的重要成果之一。它替代了手駐車制動,用電子按鈕實現停車制動,且節省了車廂內部的空間。符合現在消費者們希望在車內安裝更多的基本配置和功能的這個趨勢。因此設計小巧的EPB倍受青睞。目前電子駐車在國外已應用的比較普遍。在不久的將來電子駐車也會頻頻裝配在中國的汽車上。
參考文獻:
舒華,姚國平.汽車電子控制技術.北京.人民交通出版社,2002.
1概述
眾所周知,三相交流異步電動機以其低成本,高可靠性和易維護等優點而在各行業中得到了廣泛的應用。但是,它在直接起動時,存在著很大的缺點:首先,它的起動電流高達額定電流的5~7倍,既對電網造成了很大的沖擊,又影響了電器控制設備的使用壽命,甚至影響到其它電氣設備的正常運行;其次,起動轉矩可達正常轉矩的2倍,這會對負載產生沖擊,增加傳動部件的磨擦和額外維護。為此,出現了三相異步電動機降壓起動設備。
圖1智能電機控制模塊結構圖
傳統的降壓起動有以下幾種方法:
1)在電動機定子電路中串入電抗器,使一部分電壓降在電抗器上;
2)星形—三角形(Y—)轉換降壓起動,即起動時電機接成星形,起動結束后,通過一個轉換器變成三角形接法;
3)補償器起動(自耦變壓器起動)。
傳統的起動設備體積龐大,成本高,結構復雜,與負載匹配的電機轉矩很難控制,也就是說很難得到合適的起動電流和起動轉矩;而且在切換瞬間會產生很高的電流尖峰,由此產生的機械振動會損害電機轉子,軸連接器,中間齒輪以及負載設備。
因此,就需要有一種能克服傳統起動缺點的起動裝置。銀河公司開發生產的捷普牌新一代數字式智能電機控制模塊,不但完全克服了傳統起動的缺點,對各種起動方法做了進一步的改善和提高,而且還增加了很多其他功能,比如:節能運行,過流保護,過熱保護,缺相保護等。
這種模塊采用數碼管顯示,按鍵控制,整個起動過程全部由單片機按照預先設定的程序自動完成,操作極其方便。
用戶通過按鍵調整參數設置,可以按實際情況選擇不同的起動方式,能夠很方便地控制起動電流,得到與負載相匹配的電機轉矩。
2模塊結構及電氣原理
模塊結構如圖1所示。從圖1可以看出,該模塊的主電路與相控電路及單片機共同封裝于同一殼體內,同時內置多個電流、電壓傳感器。用接插件將模塊與控制盒連接在一起,實現各種功能的設置和顯示。
主電路為6只玻璃鈍化方形晶閘管芯片,通過一體化焊接技術,將其貼在DBC(陶瓷覆銅板)上,并與導熱銅板焊接在一起。模塊使用時,導熱銅板與散熱片通過導熱硅脂緊密接觸。這種結構使模塊具有很高的絕緣性能和散熱性能。
圖2是模塊電氣原理方框圖。移相控制電路部分是銀河公司自主開發的JP-SSY01數字移相集成電路。該電路為SOP28封裝,5V單一電源供電,全數字化處理方式,具有很高的移相精度及對稱度。對控制端加0~10V電平信號,即可控制移相角度。
同步變壓器輸出同步信號給移相電路,其中另一路給單片機,作為單片機采集電壓、電流信號的基準。這樣,就克服了如果交流電頻率變化帶來的計算誤差,提高了計算精度。
傳感器包括電壓傳感器和電流傳感器。兩種傳感器中均使用了霍爾元件,具有體積小、反應快、線形度高的特點,通過與模塊結構的一體化設計,方便地置于模塊內部。兩種傳感器將電壓模擬量、電流模擬量傳給12位高速A/D轉換器,通過A/D轉換,將相應的數字量傳給單片機,以供單片機進行處理。
顯示、控制部分采用串行口與單片機進行通信,這種通信方式大大減少了該部分與模塊內部的連線。5個數碼管顯示,8個按鍵控制,使顯示與控制直觀、方便。
3主要功能
智能電機控制模塊主要完成電壓斜坡起動,限流起動,電壓突跳起動,軟停車,節能運行,過流、過熱、缺相保護等功能。
3.1電壓斜坡起動
如圖3所示,系統首先給電機加一個電壓Us,之后電壓線性上升,從Us增加到最大電壓Umax,即電網輸入電壓。Us由用戶設定,可供用戶選擇的電壓為80~300V。ts也由用戶設定,可以在1~90s選擇。在實際使用中,用戶根據實際情況,例如電機功率大小、負載大小等,選擇合適的參數,達到最佳起動效果。
這種起動方式的特點是起動平穩,可減少起動電流對電網的沖擊,同時大大減輕起動力矩對負載帶來的機械振動。
3.2限流起動
如圖4所示,這種起動方式是由用戶設定一電流值Ik,在整個起動過程中,實際電流不超過設定值Ik。Ik由用戶根據實際負載大小自己設定。
限流起動可以使大慣性負載以最小電流起動加速,可以通過設置電流上限,以滿足在電網容量有限的場合使用。這種起動方式特別適合于恒轉矩負載。
3.3電壓突跳起動
實際應用中,很多負載具有很大的靜摩擦力。在電壓斜坡起動方式中,電壓是由小到大逐漸上升的。如果直接使用電壓斜坡方式起動,在起動開始的一段時間內,因所加電壓太小,克服不了負載的靜摩擦力,電機不動,這可能會造成電機因發熱而損壞的情況。電壓突跳功能則解決了這個問題。在電機起動前,模塊先輸出一電壓Ut,且持續一段時間tt,用以克服靜摩擦力,待電機轉動之后,再按照原設定方式起動,從而比較好地保護了電機,如圖5所示。對于不需要該功能的負載,只要將tt設置為0即可。Ut可調整,范圍是0~380V,tt可調整,范圍是0~10s。
3.4軟停車
如圖6所示,按下停車鍵后,模塊的輸出電壓立即下降到Up1,然后逐漸下降,經過時間tp后,下降到Up2,再立即下降到0。Up可調整,范圍是100~380V;Up2可調整,范圍是0~300V;tp調整的范圍是0~90s。
軟停車可以大大減少管道傳輸中液體的沖擊。
3.5節能運行
對于大摩擦負載,由于起動電流大,需要功率較大的電動機,而在正常運行時,負載力矩比電動機額定轉矩小得多,這就造成電動機輕載運行。對于間歇性負載,持續大電流的工作時間占整個工作周期很小一部分,從而造成輕載時無功損耗?浪費,使運行功率因數大大降低。智能電機控制模塊通過檢測電壓和電流,根據負載大小自動調節輸出電壓,使電機工作在最佳效率工作區,達到節能目的。
3.6保護功能
共有三種保護功能:過流保護,過熱保護,缺相保護。
在起動或者運行過程中如果出現上述三種故障之一,模塊會自動斷電,控制盒上的數碼管會閃爍顯示故障原因,待排除故障以后,按復位鍵即可恢復正常。
在上述保護中,過流保護值可調。
4實驗情況及實際應用效果
我們對一只正在使用中的智能電機控制模塊進行了實際測量并作了記錄。所用負載為18.5kW風機,供電電壓實際測量值為390V左右。
為了作一個比較,首先拆掉模塊進行直接起動。合上空氣開關后,電壓立即上升到390V,電流快速上升到150A,持續一段時間,逐漸下降,最后穩定在30A左右。同時,可清楚地聽到由于大電流沖擊,使風機產生強烈的機械振動而發出的噪聲。
然后接上智能電機控制模塊,設置為限流方式起動,限流值為90A,打開節能運行。按下“起動”鍵,可觀測到電流上升速度明顯變慢,逐漸上升到90A,保持2~3s后,逐漸下降為30A。電壓由0V緩慢上升到390V。起動時間為6s。在整個起動過程中,電機起動平穩,聽不到機械沖擊的噪聲。15s后,電壓逐漸下降為355V,電流不變,開始穩定運行。
數字式智能電機控制模塊現已被廣泛應用于各種生產領域和其他場合,實際應用效果如下:
1)降低了電動機起動電流;
2)避免了電動機起動時供電線路瞬間電壓跌落,造成電網上用電設備、儀表誤動作;
3)防止了起動時由于產生的力矩沖擊,而使機械斷軸或產生廢品;
4)可以較頻繁地起動電動機(軟起動裝置一般允許10次/h,而使電動機不致過熱);
5)對泵類負載可以防止水錘效應,防止管道破裂;
6)對某些工藝應用(如染紗機械),可防止由于起動過快而產生染色不勻的質量問題;
7)對某些易碎的容器灌漿生產線,可防止容器破損;
8)適應供電變壓器容量較低的場合(如注塑機);
9)可以降低電網適配容量,節省增容費開支;
建筑電氣自動化控制技術的應用必然需要各種電氣設備的參與,并且設備的質量在整個的建筑電氣自動化控制技術應用中占據著重要的位置,一旦電氣設備存在一定的問題的話就會直接影響到整個建筑電氣自動化控制技術的實施質量,進而影響到后期建筑電氣自動化控制技術的應用,具體來看,設備對于建筑電氣自動化控制技術的影響主要體現在兩個方面:(1)設備自身的問題,電氣設備對于建筑電氣自動化控制技術的影響一個主要的問題就是我們所應用的設備自身存在質量問題,這種質量問題存在的原因有很多,比如設備在生產過程中可能就存在著質量問題,一旦在建筑電氣自動化控制技術應用中采用這些質量不達標設備的話就會影響到建筑電氣自動化控制技術的質量,另外,設備規格不符合我們所需要的要求的話也會影響到建筑電氣自動化控制技術的質量,設備在運輸或者安裝過程中受到一定的損害的話必然也會影響到后期的正常使用;(2)環境因素的影響,電氣設備對于周圍環境的依賴性也是比較強的,尤其是對于電氣設備周圍空間內的溫度和濕度的要求雖然不是特別的苛刻,但是一旦溫度或者濕度變化過大的話也會嚴重的影響設備的正常使用,最終影響建筑電氣自動化控制技術的質量。
1.2技術對建筑電氣自動化控制技術的影響
建筑電氣自動化控制技術作為一種最為新型的技術手段自然也離不開技術的支持,因此,反過來說,技術必然也會對建筑電氣自動化控制技術的質量產生直接影響,技術水平的高低也就直接決定著建筑電氣自動化控制技術運用水平的高低,但是就當前我國的建筑電氣自動化控制技術中的技術水平現狀來看,仍然存在著一些問題,這些問題主要表現在兩個方面:(1)技術升級不及時,雖然建筑電氣自動化控制技術就當前來看算是一種較為新型的技術手段,但是就建筑電氣自動化控制技術本身來說仍然需要不斷地進行技術升級才能更好地適應當前人們對于建筑電氣不斷提高的要求,一旦建筑電氣自動化控制技術升級不及時導致電氣自動化技術落后于人們日益提高的要求的話就會嚴重的影響建筑電氣自動化控制技術的應用價值,也不利于建筑電氣自動化控制技術的發展;(2)在技術管理方面存在一定的缺陷,技術管理對于整個建筑電氣自動化控制技術的重要性不言而喻,一個完善的技術管理體系能夠使得建筑電氣自動化控制技術最大程度的發揮自身的優勢,甚至能夠最為及時的針對自身的不足進行更新換代,而當前我國建筑電氣自動化控制技術不存在完善的技術管理制度和體系,進而就極有可能導致建筑電氣自動化控制技術在具體運用中出現質量問題。
1.3人員對建筑電氣自動化控制技術的影響
建筑電氣自動化控制技術的施工和具體應用都離不開具體人員的操作,因此,人員也會對于建筑電氣自動化控制技術的質量產生重要影響。就建筑電氣自動化控制技術本身而言,其應用的最根本的目的就是發揮自動化功能來減少建筑電氣工程使用中對于人員的依賴,但是這并不代表著在實施中就可以減少人員的使用,或者是降低施工人員的素質,就當前我國建筑電氣自動化控制技術的現狀來看,人員的影響主要表現在以下兩點:(1)專業素質不高,建筑電氣自動化控制技術作為一種新型的科學技術手段,其科技水平相對傳統電氣工程來說更高,因此,就對具體的工作人員提出了更高的要求,尤其是在專業性上更是要求人員具備較高的素質,一旦工作人員專業水平不夠的話就會在很大程度上影響實施的質量,最終影響建筑電氣自動化控制技術的應用效果;(2)缺乏對工作人員的監督,工作質量的高低和監督存在著密切的聯系,如果我們對工作人員的施工質量進行密切監督的話就會在一定程度上提高工作人員施工的質量,進而提高建筑電氣自動化控制技術的水平,而如果監督不到位的話,那么就會很容易使工作人員產生懈怠,甚至會出現工作失誤,最終影響建筑電氣自動化控制技術的質量。
2建筑電氣自動化控制技術的發展方向
2.1在建筑電氣自動化控制技術中融入網絡技術
網絡信息技術作為當前較為先進的另一種科學技術也應該使其在建筑電氣自動化控制技術中發揮一定的作用,網絡技術的合理運用能夠在很大程度上提高建筑電氣自動化控制技術的更新速率,擴展建筑電氣自動化控制技術的應用范圍;并且除此之外,在建筑電氣自動化控制技術中合理的運用網絡技術能夠在很大程度上提高建筑電氣自動化控制技術的管理水平,促進建筑電氣自動化控制技術的快速發展。
2.2加強系統的修復和維護
建筑電氣自動化控制技術在實施和具體應用過程中離不開系統的修復和維護過程,并且建筑電氣自動化控制技術的維護和修復極為關鍵,加強對于建筑電氣自動化控制技術的維護和修復管理能夠提高建筑電氣自動化控制技術的運用水平,確保建筑電氣自動化控制技術的應用穩定性。
2.3提高系統更新頻率
當前科學技術的發展速度越來越快,電氣自動化控制技術的更新也應該緊隨科學技術發展的步伐提高自身系統更新的速率,以滿足當前人們對于建筑電氣自動化控制技術不斷提高的要求。
2智能化技術的主要特點分析
對于很多人來說,智能化技術是一個陌生的詞匯,然而它卻與我們的生活息息相關,下面我們就對它的主要特點進行闡述,幫助大家深入理解智能化技術。作為電力系統中的關鍵環節,電氣工程自動化控制對電力系統的正常運行存在著決定性的作用,為了保證電氣工程的順利發展,從而有效提升恒業的整體水平,對智能化技術進行應用是大勢所趨。
2.1高精度與高效率
在電氣工程自動化控制中,精度與效率是兩項重要指標,在智能化技術指導留下,對多個CPU與高速CPU芯片進行使用,電氣工程控制工作效率與精度得到了顯著的提高。
2.2多系統控制
智能化技術的應用可以有效減少相關工序,同時還能使工作效率得到顯著提高,目前該項技術在電氣工程自動化控制中的實際應用正朝著系統控制的方向發展著。
2.3科學計算的可見性
在電氣工程自動化控制中,智能化技術的應用可以對數據進行有效的處理,不僅可以通過文字和語言進行信息交流,同時還能利用圖形與動畫實現信息交流,這在很大程度上提升了工作的效率。
3智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用
在電氣工程自動化控制系統中應用智能化技術,有效提升了系統的工作效率,降低了工作人員的壓力,對于電氣工程自動化控制中智能化技術的應用主要體現在三個方面:(1)怎樣將智能化技術應用到電氣工程中對病因的診斷與維修之中;(2)如何對電氣產品與設備進行優化設計;(3)通過怎樣的形式對電氣工程智能化控制進行實現。
3.1對電氣工程自動化控制中的病因進行診斷
利用傳統的人工方式對電氣工程系統中的病因進行診斷是非常復雜的,同時對工作人員的要求也非常高,而且也不能對病因進行準確的診斷。在電氣工程自動化控制中難免會發生一些設備和數據問題,依靠人工診斷方式往往不能對病因進行及時的診斷與處理。而智能化技術的應用不僅可以使病因診斷的效率得到明顯提高,同時還可以使定時檢測與診斷得到實現,在這一過程中很多問題的出現都會得到避免。
3.2對電氣工程設計進行優化
在傳統電氣工程設計中,往往需要通過工作人員在工作過程中進行反復的實驗才能完成。在這一過程中工作人員很有可能不會考慮到一些具體情況。如果真的出現復雜性的問題,也不能對其進行及時的解決,在這種情況下,工作人員不僅要掌握大量的專業設計知識,同時還要很好的將自己已經掌握的理論知識運用到實際應用中。智能化技術得到應用以后,設計人員就可以利用計算機網絡和相應的軟件對電氣工程自動化控制進行設計,這樣一來,設計數據的準確性得到而來增加,同時設計樣式也非常豐富,另外,還能對一些復雜問題進行及時的處理,電氣工程自動化控制的順利運行就得到而來有效的保證。
3.3對整個電氣工程進行自動化控制
電氣工程控制系統中存在著很多控制環節,智能化技術的應用正好可以使對整個電氣工程的自動化控制得到實現。智能化技術在應用過程中通過神經網絡與模糊控制等方式實現對電氣工程的自動化控制。其中,神經網絡控制的應用是非常關鍵的,它可以進行反向的算法,同時具有多層次的結構。在神經網絡控制的子系統中,其中的一個子系統可以結合系統參數對轉子的速度進行調控與判斷,而另一個子系統就可以按照以上參數對轉子的速度進行判斷與控制。目前神經網絡控制已經在識別模式以及信號處理等方面得到了廣泛的應用。智能化手段的應用使電氣工程的遠距離與無人操控自動化控制得到了實現,通過公司局域網的幫助,智能化技術的應用使得對電氣系統各環節的實際運行情況進行了詳細的反饋分析。
一、專業項目論文的工作觀
技師技能考核或鑒定首先應注重的是工作者專業素質――崗位工作能力水平的評價。寫作和提交論文是申報鑒定者應對技能考核鑒定的準備過程,同時是個人技能水平的展示過程。
技術工人的專業工作目的一般要求是:保證生產質量、提高生產率、降低物質消耗――有效益價值核算或向好性預期。憑借論文關于專業工作項目立論確定、技術路線解析、工藝方法選擇、調試過程記錄等的描述,充分顯示工作者的能力水平――專業規范把握、主流技術運用、工藝方法適當、工序工步明晰。
技師論文應該強調較高級工藝性內容,應該是工作技藝和業績展示、以專業文獻范式表述的文章,并不一定要用某效益指標來顯示工作價值。如工藝改進型課題論文,突出的是專業技巧水平;又如新技術應用型課題論文,突出的是對工程新技術或復雜工藝的理解和駕馭能力。
1.強調論文項目的工藝性價值。技能,應理解為專業工作的技能工藝能力。也許是簡稱,總易誤認為技能偏指技術能力,而忽視工藝能力。技術一般是指工業過程的方法論,即一般是可行性確定后在標準化設計前提下選材、加工手段、加工流程以盡可能的高效率獲得目標產品的方法。而工藝,可以理解為加工的“藝術”,強調工作過程中獲得目標產品的技巧性、保障性和完美性。技術工藝能力,可以理解為技術與工藝互滲而形成的知識型、技巧型、成熟型的生產力。
較高級的專業技能型人員的工作,應能體現技術工藝引人入勝的技巧性,工作項目論文也理所當然要求顯示出工藝性價值――論文應顯示出寫作者關于工作項目的基本技術理解能力和工藝質量層次。基本技術能力包括專業理論的引用或引證,工藝質量則涵括改進能力、工作技巧、專業理論與實際的連接和補足能力、安全防護構思能力、提高工作對象商品化的能力。工藝質量直接決定了目標產品的實用性、適用性和市場性。
2.注重專業性表述的標準化概念。技師的基本技術理論理解力是其工作的重要基礎之一,但其工作的方式、目標往往約束了專業理論的擴充速度和應用空間。許多長期在特殊電氣工程崗位工作、工藝經驗豐富的技藝型人員理論水平并不高,但他們的本職工作很出色,工作質量的工藝價值突現。一般認為長期的專職工作經驗中積累著較高的專業工藝悟性。應該看到,高專業工藝性主要表現為相對行業標準、生產規范有很強的理解力,對生產流程有很強的連接、補足、改進的能力。正是高的專業悟性使得技藝型人員與技術設計人員的工作配合相得益彰。
3.把握過程分析的理論深度。一些技師工作項目論文中,用大量篇幅闡述理論的依據――數理公式推導過程或教科書式論說,然后繪出基本原理圖,最后給出相當肯定的可行性結論。必須注意,這種論文往往是有缺陷的――項目的實施有效性沒有表達―作者的操作工藝技能水平得不到顯示。缺少相關工程經驗公式或者經驗系數(理論公式受客觀實際過程條件的約束),易使得項目實施性這一關鍵工藝環節受到鑒定評價者質疑。這類論文的缺陷在論文大辯的有限時間里難以彌補。
4.妥當運用“技術進步手段”、“技術創新理念”、“精湛工藝過程”。機電工程崗位特征――專業智能成分較多,技巧思維保持,非連續性非周期性的操作。視下述工作能力為工藝能力;把握專業標準和規范的運用方法、流暢的專業語言(術語,編程,工程圖,解析圖表等)表述、撰適用的工程文檔、規劃工作技巧和效率。
技術進步:在產業規范約束下,采用現代的、主流的專業技術成果。
技術工藝創新:在產業規范約束下的工作能夠在去除隱患、操作便捷、安全可靠、形式優化、節能提效、減污去噪、降低維護成本、智能化診斷運行等某些方面有顯明的特色成果。
基本完備和適配的資料:是指可以作為施工提綱或設備的檔案基本資料。
二、電學原理在工程運用中的本征性理解
機電技術中的電工技術是關于電能量分配和智能控制的技術,應用電工技術的基礎原理是歐姆定律和麥克斯韋電磁方程組。
1.本征性理解。客觀導電材料上的電量分析應劃分為以電壓(電動勢能信息)為主量的“信息變換及傳遞系統”和以電流為主量的“能量傳輸電路”。控制信息傳遞系統的第一要素是“保證信息的準確”,控制系統傳遞信息不一定依賴固形材料(例如可通過空間電磁場感應傳遞)。
使用電動機為電能耗用終端的設備繼電器線路形式控制電路主要形成運動控制“邏輯、時間、順序”機制,自保、互鎖、延時、中繼等都是形成控制信息的電路。
采用集成運放器為核心的信號電壓調節器主要解決比例(信號放大)、微分(信號即時變化率)、積分(信號的時間積累效應),而整流、檢波、限幅、隔離、跟隨、調零、保護等都是附加電路。
電能量傳輸的第一要素是電路成為回路,依賴有形的導電材料,再者就是能量規模(大小)和傳輸時間可控。因此,控制電路的關鍵功能是信息“變換(如電壓放大器)”和“調節”。
主電路的關鍵功能是能量的“被控”和“驅動”,而反饋電路則是對于完成基本運轉功能的、由基本控制器和驅動器(主電路)組成的開環系統輸出量檢測并形成修正信號的“智能化”部件。
現時的機電“主流技術”指由集成PID運算器件、邏輯運算器件(CPU)及大容量數據存儲器件為核心的控制器運用技術、由可高頻全控大功率無觸點開關元件為核心的驅動器運用技術及由新型傳感器為核心的傳感信號接收變換電路技術。
2.機電能量轉換技術離不開磁材料技術,也離不開磁路分析技術;傳統的磁路材料由于磁傳導敏感于溫度和介質成分,其電氣特性檢定比較困難。但是近些年來,新型合成磁性材料技術迅猛發展,其運用空間(特別是在機電技術領域)急速擴展。
再者,材料科學技術和信息技術是工業技術發展的雙引擎,感知設備運動狀態和形成系統信息的傳感器技術是智能系統的前端。
從對于控制方式本質的理解判斷機電控制技術的發展方向:以一個四端電路(網絡)為例,若以改變激勵能夠實現相應響應,則控制方式可分為:a.電流控制電流(控制機制參數體現為電流放大系數),b.電壓控制電流(控制機制參數體現為轉移電導(跨導)),c.電壓控制電壓(控制機制參數體現為電壓放大倍數),d.電流控制電壓(控制機制參數體現為轉移電阻(跨阻)),實現電能利用的機電設備的電路多以電流為被控量,所以上述a,b兩種控制方式是驅動器電路,c是信息處理電路,d不是機電設備電路優選形式(能量控制信號)。
上述a、b方式分別代表著兩個時代的電能傳輸電路(主電路、驅動器)形式。
a方式中,電流控制電流的中心技術是:實現小電流控制大電流、一路電流控制多路電流。代表器件有三極管和繼電器。
三極管,響應速度高,無動作觸點,但控制電路與被控電路有公共支路,控制量與被控量的高次諧波相互影響或制約,而且可承受功率在瓦特級,一般不符合機電設備功率規模要求。
繼電器(接觸器),以電-磁-力形式驅動開關觸點動作,實現電流的小控大和一控多。但觸點動作時間不準、電弧現象、線圈斷電反電動勢高并形成高頻干擾源、體積大等固有弱點,長期以來被視為“非理想器件”。
b方式是經典控制技術體系中理想的控制方式――信息控制能量。
上世紀后半期,業界使用大功率半控型電子器件晶閘管加之PWM技術的移相觸發器實現有缺陷的“信息控制能量”方式于機電設備能量控制――主要是直流電動機的荷載調速。
上世紀末期大功率全控型電子器件IGBT(一種增強型絕緣柵場效應管器件)的商品化普及,機電設備用全控型的信息控制能量方式成為現實,例如在結構簡單價格低廉的交流電動機實現寬范圍荷載的變頻調速。
3.電氣主流技術發展的瞻望。機電設備機械構件的技術進步程度受制于材料技術發展及其成果的商品化程度。通用機電電工技術范疇的技術開發重點有:
電力電子技術:利用電力電子器件實現工業規模電能變換的技術,是建立在電子學、電工原理和自動控制三大學科上的新興學科成果。器件以半導體為基本材料,根據器件的特點和電能轉換的要求,開發電能轉換電路,包括各種控制、觸發、保護、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及電路。
電動機技術:強磁材料與低溫環境技術。
虛擬現實技術:軟件型傳感系統分析與儀表。
機電液智能控制技術:機械、液壓、電子融合控制技術使得機器的效率、性能、品質、可靠性等大大提升,如大型工程機械設備、深海或隧道的巨力液壓控制系統。
微機電系統技術:常規電氣系統元器件微型化組件化甚至實現“疊層組件―集成化”,即把微型化的敏感元器件、微處理器、執行器、各種機械構件、電動機、能源、光學系統等都集成于一個極小的幾何空間內,并且能像集成電路一樣大批量、廉價地生產。
電致流體相變技術:電場作用下電流變液(ERF,electrorheological fluid)可在“固”―“液”兩相之間轉換,轉換過程可控而且可逆,轉換時間為ms級,利用其電控力學行為,可以預期得到較之傳統力學元件更為理想的(機―電能量轉換控制的)響應指標。
磁致流體相變技術:磁流變液是由高磁導率、低磁滯性的微小軟磁性顆粒和非導磁性液體混合而成的懸浮體。在零磁場條件下呈現出低黏度的牛頓流體特性;而在強磁場作用下,則呈現出高黏度、低流動性。磁流變液在磁場作用下的流變是瞬間的、可逆的,而且其流變后的剪切屈服強度與磁場強度具有穩定的對應關系。
硅膠導電與絕緣的智能化控制技術;作為可以在電磁場發揮“柔性”功能的新型器件必將影響機電設備電路構造技術。導電硅膠是具備導電性能的硅膠制品,用于一些電子硅膠產品上發揮開關接通的作用,現時應用于一些電子設備、家用設備、辦公設備中,比如導電硅膠按鍵、電線連接管、影印機滾軸、電纜插頭、連接器襯墊等。
三、要強調通用電學知識與電工新技術運用銜接的工藝能力
機電設備技術標準(國家標準、國際電工委員會文件、超級公司企業標準)的意志和執行能力。標準化是機電設備可靠性的保障。國家標準中對機床的控制方式、接地方式、抗干擾、容錯、機械連鎖、危險部件防護等,作了較完善規定,有效保障了機床的安全可靠運轉。經驗證明,符合標準的機床,故障率較低,反之故障率則高,可靠的保護措施是防止器件和裝置損壞的重要方面。
當前的國家職業技能鑒定技師和高級技師考評體系強調了標準化水平是素質和技術能力的體現。如技術資料規范化編整能力、微機控制應用程序解析能力、逆向工程能力(逆向于在確定材料條件下設計制造的路徑對產品拆解―解析技術工藝特征,提交改進或改性方案,以期獲得結構或功能更優化的產品)、工程數學與物理運動現實的映射解釋能力。
四、提高論文的精致程度和新技術含量的著眼點
永磁同步電動機的定子繞組與一般交流電動機的定子繞組相同, 轉子采用永久磁鐵, 因此轉子磁鏈(磁通)是恒定的, 電動機方程(電壓方程、磁鏈方程和轉矩方程)相對于異步電動機來說都較為簡單, 在控制過程中, 磁鏈的觀測模型也不需要進行計算。永磁同步電動機按定子繞組感應電勢波形的情況來分類時, 一般可分為:正弦波永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)和梯形波永磁同步電機(Brushless DC Motor, BLDC)。介于前者在現實中應用更為廣泛, 本論文主要應用的也是正弦波永磁同步電機。永磁同步電動機具有很多優點, 這些優點也在實際應用中得到了很好的發揮, 例如:根據它諧波少、轉矩精度高的特點, 常用于伺服系統和高性能的調試系統;永磁同步電機有轉軸上無滑環和電刷的特點, 這也解決了其它電機因電刷而帶來的使用壽命問題。與此同時, 永磁同步電動機還具有體積小、功率密度高、轉子轉動慣量低、運行效率高、調速范圍寬等諸多優點。值得注意的是, PMSM是一種強耦合、非線性時變的多變量系統, 這也為其控制工作帶來了一定難度, 而加強對其基本構造和工作原理的理解能有助于克服這一問題。
空間矢量控制技術優點眾多, 近幾年發展非常迅速, 尤其在永磁同步電機中的使用, 更是再次凸顯了它的好處。本論文通過對空間矢量控制技術和永磁同步電機的學習及分析, 在熟練掌握相關數學模型的建立和Matlab/Simulink的使用后, 將建立兩種不同坐標系變換的數學模型和基于SVPWM控制技術的永磁同步電動機系統模型, 并在Matlab/Simulink環境中進行仿真。最終與理論分析相比較, 驗證仿真結果的正確性。
1 控制系統結構模型
根據對永磁同步電機SVPWM控制系統的理解及前期研究, 可得到永磁同步電機空間矢量脈寬調制控制系統設計框圖如圖1所示。
圖1 永磁同步電機SVPWM控制系統設計框圖
本控制系統采用的是雙閉環控制, 即速度環和電流環, 由圖1可看到, 其主要構成為:
三個PI控制器(PIController)、兩相旋轉(dq)和兩相靜止坐標系(?琢?茁)坐標變換的變換器(dq/?琢?茁Coordinate Converter)、三相靜止(abc)和兩相旋轉坐標系變換的變換器(abc/dq Coordinate Converter)、逆變器(Inverter)、空間電壓矢量調制器(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)。
系統運行過程:給電機輸入一模擬三相定子電流ia、ib、ic,當傳感器檢測到這一電流時, 該三相電流通過abc/dq坐標變換器被變換為實際定子的直軸電id和交軸電iq。
參考定子交軸電流i*q通過比對實際轉速和參考轉速, 再經PI控制器處理后獲得。將參考定子直軸電流i*d設為0, 把上述id、i*d、iq、i*q四個變量比較過后交由PI控制器處理, 從而分別產生定子直軸、交軸電壓Vd和Vq。將得到的電壓量通過dq/?琢?茁坐標轉換器處理后輸入空間電壓矢量調制器, 從而產生一系列觸發脈沖, 以控制逆變器, 驅動其產生三相電壓, 最終驅動永磁同步電機。
2 控制系統仿真分析
永磁同步電機空間矢量脈寬調制控制系統仿真模型如圖2所示, 模型仿真環境為Matlab/Simlink。
圖2 基于SVPWM的PMSM控制系統仿真建模框圖
如圖所示, 系統主要仿真模塊為:
坐標轉換模塊、速度控制器模塊、電流控制器模塊、矢量控制模塊、空間電壓矢量控制模塊、電壓逆變器模塊、永磁同步電機模塊。
系統部分參數為:總仿真時間為0.3S;系統零時段負載起動轉矩TL=5N?m。
(1)速度環閉環時, 系統定子三相相電流、轉速、轉矩、矢量切換時間、矢量所處扇區響應情況。
圖3 轉速閉環時SVPWM控制系統轉矩響應放大圖
圖4 轉速閉環時電機三相定子電流、轉速、轉矩、矢量切換時間
和矢量所處扇區響應圖
由圖4仿真波形, 可以得到結論如下:
a. 系統在0s~0.05s之間轉速響應以斜率20000上升,延遲時間Td=0.025s、上升時間Tr=0.046s、調節時間Ts=0.05s, 無超調量, 系統動態響應快。系統起動時, 帶動負載速度快, 轉速在0.05s內穩定在設定值n=1000r/min。
b. 系統在穩態運行時,0.05s后都進入穩態階段, 系統穩態輸出誤差已趨近零, 反應出該模擬系統控制精度較高, 穩態特性良好, 波形與理論分析結果相符, 靜態性能穩定。
c.系統起動時,定子起動轉矩6.7N?m,系統穩定運行后,定子轉矩穩定在設定值5N?m。轉矩脈動控制在0.2N?m內,系統運行穩定。
(2)速度環開環時,在系統空載情況下給定幅值為±5A的方波參考交軸電流i*q信號時,系統交軸電流、轉速和轉矩響應。
由圖5仿真波形, 可得出結論如下:
在參考交軸電流±5A切換時, 轉矩響應時間為0.00035s, 轉矩動態響應快速。波形符合理論分析, 具有較好的動態特性。
3 結束語
本論文通過對矢量坐標變換、逆變器、空間電壓矢量脈寬調制等技術的原理分析及建模仿真, 主要設計了一個基于空間電壓矢量脈寬調制技術的永磁同步電機控制系統, 并在Matlab/Simulink對其進行仿真模擬。系統設計步驟為:系統構架、模塊設計、系統設計和系統仿真結果分析。在這次完成論文的過程中, 我對所學的電力電子技術、自動控制原理、電機與拖動以及控制系統的MATLAB仿真與設計等知識有了更深層次的理解, 并在學習過程中積累了許多寶貴經驗。從仿真結果的數據和波形來看, 系統的設計完全符合前期設計要求, 驗證了理論的正確性。
參考文獻
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引言
交流電動機自1885年出現后,由于一直沒有理想的調速方案,而只被用于恒速拖動領域。近三四十年來,電力電子技術、微電子技術、現代控制理論的發展,為交流調速產品的開發創造了有利條件,使交流調速系統逐步具備了寬調速范圍、高穩速精度、快速動態響應和四象限運行等技術性能,完全可與直流調速系統相媲美。由于直流調速系統所固有的缺點,目前,無論是調速領域還是伺服領域,交流驅動系統已逐步占據主導地位并有逐漸取代直流驅動的趨勢。直接轉矩控制技術是繼矢量控制技術之后的一種新型高效的交流變頻調速技術,它以結構簡單明了、轉矩快速響應、魯棒性好等一系列的優點正受廣大學者的青睞。直接轉矩控制技術自誕生以來,其理論研究和實驗工作已取得了杰出的成績,然而作為一門新興的理論和技術,必然存在不成熟和不完善的地方。鑒于此,本文針對直接轉矩控制技術的研究現狀、存在的問題及未來的發展趨勢進行了詳細地敘述。
1、直接轉矩控制技術概述
直接轉矩控制技術(DTC)是繼矢量控制后交流調速領域一種新的控制方法,其特點是采用空間電壓矢量分析,直接在定子坐標系下計算并控制電機的轉矩和磁通,采用定子磁場定向,進行bang一bang控制,產生PWM信號。系統通過保持磁鏈恒定, 對轉矩直接控制。因此,控制性能不受轉子參數的影響,控制思想獨特,結構簡單。
2、直接轉矩控制技術研究熱點
2.1 對定子磁鏈的研究
(1)定子磁鏈的數學模型
在直接轉矩控制中,定子磁鏈的實際值取決于定子電壓、電流和轉速的檢測值以及電機參數。目前,描述定子磁鏈的數學模型有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。
該模型結構簡單,受電機參數影響小。論文參考網。它采用開環積分法估計定子磁鏈,在電機高速運行時可以估計出定子磁鏈。所以,當很大時,與之相比可以忽略不計,控制精度較高。但在低速和零速運行時,較小,與之相比不能忽略,如果對的估計誤差大,將嚴重影響系統的控制性能。這時必須考慮的影響,需準確測定出因溫度變化和磁通飽和而產生的變化量。
i- n 模型: 以轉子磁鏈為中間變量,由定子電流與轉速確定定子磁鏈。
在該公式中,沒有出現定子電阻,因此不受定子電阻變化的影響。但是,i - n模型要利用轉子時間常數及定、轉子電感值,還要精確地測量出轉子電角速度。這些參數的準確性以及速度的測量精度對定子磁鏈估計的精度程度都會產生較大的影響,另外這些電機參數也隨著溫度和磁路飽和程度的變化而變化。
u - n模型: 由定子電壓和轉速來獲得定子磁鏈。這里僅給出改進后的u - n模型。
改進后的u - n 模型綜合了u - i模型和i - n模型的優點,并通過修正項d完成了兩個模型間平滑的切換,可以作為一個全速域的定子磁鏈觀測模型。
(2)定子磁鏈的改進方法
針對異步電機DTC系統中采用u – i模型觀測定子磁鏈時純積分環節造成直流分量積分漂移,引起低速時轉矩波動嚴重,采用一種具有幅值補償環節的改進積分器算法取代純積分環節克服積分漂移;針對六區段電壓矢量開關表在定子磁鏈處于區段分界線附近控制性能差,引起低速運行時定子磁鏈內陷和電流畸變等問題,采用細分優化的十二區段選擇電壓矢量開關表來代替傳統六區段電壓矢量開關表。改善了異步電機DTC系統的低速運行性能。
近年來,許多學者為了解決定子電阻對磁鏈的影響,引入了現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、神經網絡定子電阻估計、模糊神經網絡定子電阻估計、最小二乘法定子電阻估計[3-5]。
另外, 一些學者對定子電阻溫度變化對定子磁鏈估計的影響也進行了研究, 提出了一些控制方案,如定子電阻溫度補償、模型參考自適應在線辨識等。
2. 2 無速度傳感器技術
傳統的直接轉矩控制中,低速運行時,如果選用與轉速有關的定子磁鏈模型來確定磁鏈,那么就需要知道精確的轉速信息;如果對速度的精確控制,需要轉速反饋進行閉環控制,同樣需要知道轉速信息。傳統的方法采用速度傳感器,這樣不僅增加成本,而且使系統的穩定性和可靠性變差。尤其對于實際應用中不允許安裝速度傳感器的領域,無速度傳感器技術顯得突出重要。論文參考網。
無速度傳感器技術常用的速度辨識方法包括:轉差頻率法、參考模型自適應法、卡爾曼濾波法、高頻信號注入法、基于神經網絡的辨識方法等。目前應用較好的方法是參考模型自適應方法及基于神經網絡的辨識方法[6-7]。這種自適應閉環速度辨識方案,在一定的速度范圍內,估計精度達到了相當高的水平,然而這些方法沒有脫離電機的基本模型,在低速運行時受電機參數的影響嚴重,尤其在零定子頻率運行時,由于電動機轉速的不可觀測性[8],基于模型的辨識方案往往會失效。
鑒于此,不依賴于電動機模型而僅依賴于電動機本身特性的辨識方法應運而生。Zinger等人利用轉子槽諧波可以調制出頻率與轉速成比例的定子磁鏈原理,應用鎖相環技術來提取轉速信息[9]。高頻信號注入法彌補了零定子頻率情況下的速度不可觀測性,然而由于感應電動機常見的磁路飽和現象等不完善因素,導致了檢測的速度信號中含有低頻干擾信號。一旦檢測的速度信號直接用于控制,必然導致控制系統動態、穩態性能惡化。如何結合高頻信號注入法與模型參考自適應方法來獲得整個工作范圍內都能適用的速度辨識方案將是無速度傳感器技術研究的核心內容。
3、直接轉矩控制技術發展展望
在對直接轉矩控制技術研究熱點進行了較詳細的分析與討論后,針對尚存在的問題,本文結合當前的科技發展情況和實際分析,對直接轉矩控制技術的研究方向進行了展望。
(1)針對傳統的直接轉矩控制方法存在轉矩脈動大的問題,我們可以嘗試通過設計基于模糊自適應PI調節器的多級模糊控制DTC調速系統來解決。在外環控制方面,為了實現在轉速和轉矩突變時系統的快速響應,可以采用模糊自適應PI調節器控制器代替傳統的PI調節器;在內環控制方面,也可以采用模糊控制器代替傳統的磁鏈兩點式、轉矩三點式的bang一bang控制,該算法能夠克服傳統直接轉矩控制方法中根據轉矩、磁鏈的大小程度簡單的選擇電壓矢量這一缺點,全面綜合考慮了轉矩誤差的大小程度,可以實現大誤差大調節、小誤差小調節的智能控制。
(2)針對無速度傳感器技術尚存在的不足,我們可以嘗試用基于改進型蟻群BP神經網絡的速度辨識器來替代傳統速度傳感器的方法來對其控制。論文參考網。由于蟻群算法是一種較新型的尋優策略,與其它的智能算法相比較,具有良好的收斂速度,且能得到的最優解更接近理論最優解,同時易于與其它方法結合,具有較強的魯棒性。相信這樣能夠更準確地辨識出電機轉速,達到DTC系統的動、靜態性能要求,實現無速度傳感器直接轉矩控制。
(3)近年來,直接轉矩控制的研究取得了很大進展,特別是現代控制理論和智能控制理論的引入,在MATALB和DSP的基礎上,為直接轉矩的建模和實現控制提供了強有力的工具。現代控制理論和智能控制理論(以模糊控制、人工神經網絡為主)等控制方案為提高直接轉矩控制的動態性能和魯棒性奠定了理論基礎,并為提高直接轉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、神經網絡控制、模糊神經網絡控制、非線性控制、變結構控制等。可見直接轉矩控制技術智能化是未來研究方向之一。
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作者簡介:談炳發(1963-),男,江蘇吳縣人,天津科技大學機械工程學院,副教授;崔世海(1977-),男,山東棲霞人,天津科技大學機械工程學院,副教授。(天津 300222)
基金項目:本文系天津市教改項目(項目編號:C03-0802)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)19-0076-02
學校教育考試是學校的教師和管理人員根據培養目標選擇相應的考試內容和方法,對學生掌握知識的程度和具有的能力、技能、素質水平進行檢測、鑒定和評價,并促進其發展和提高的一種教學活動。隨著高校招生規模的擴大,我國已步入高等教育大眾化教育階段,普通高校的生源質量明顯下降,學生水平參差不齊,學生的學習主動性差,自我約束力不足,仍采用過去的精英教育方式顯然是不合理的。[1]普通高校專業課程考核方法的改革主要在于根據專業培養目標、業務規格和課程教學要求設計有利于促進學生學習和實踐的主動性與積極性,有利于全面、客觀地評價教學目標的實現程度和鑒別學生差異性的教育教學考試模式,提高課程教學質量,達到教學目的,對控制專業人才培養質量、實現培養目標起到積極作用。通過“汽車電子控制技術”課程考核方法的改革實踐,說明對專業課程考核方法的改革是可行的、有效的。
一、現行專業課程考核方法存在的弊端
在現行的高校課程考核評價中,考核的類型大致分為考試和考查兩大類。課程考核模式主要以檢測學生課程學習中書面考試成績為目的,存在不少問題。[2]
1.重理論輕實踐
傳統的課程考核注重于理論知識的檢驗,對培養學生的創新意識、實踐能力作用甚微,基本上就是課程結束時的結課考試。這樣的課程考核就是:教師通過考試給學生一個評定成績,學生參加考試只為獲取這門課程的成績分數,為的是日后取得畢業文憑,起不到以考促教、促學的作用。在這種應試教育的影響下,導致有“教為考、考為學、學為證”的思想,影響了學生綜合素質的培養和提高。
2.考核方式單一[3]
現行的專業課程考核方法主要是結課考試或結課論文,輔以平時成績。在實際教學中,成績的評定往往缺乏客觀性、公平性,不利于調動學生學習的積極性,不利于教學質量的提高。
(1)結課考試。就是用一張期末(結課)考試試卷的成績來評定學生對知識的掌握理解程度。現在普通高校的學生絕大部分學習主動性、自我約束能力差,若采用閉卷考試,一些學生會在考試前突擊背記,而有一些學生則準備小抄,只字不記。若采用開卷考試,則絕大多數學生不做考前的復習備考,待考試時將帶入的書、資料等從頭至尾一遍又一遍地翻,臨時查找考題答案。
(2)結課論文。就是在課程結束時,由教師規定或學生自主一個選題,學生通過查閱資料完成一定字數的“論文”。而實際情形是,學生不重視平時課堂教學內容,上課只是為了出勤,寫結課論文時從網絡上下載相關內容的材料,東拼西湊。有的學生甚至直接拷貝一些資料內容,稍加整理就算完成了,沒有論文答辯,嚴重影響課程的教學效果。
(3)平時成績。一般是考核出勤率和作業的情況。出勤代簽和抄襲作業的現象十分普遍,一個班或一個專業里總是有那么幾個版本,有幾個學生寫完了,其他學生則相互傳抄。
3.對學生動手能力和創新能力的考核較少
現行的考核方式大多只注重考查學生對知識的掌握和理解,較少考查學生應用所學知識分析解決實際問題的能力,以及學生對自身掌握的知識進行重組和再次創新的能力。[4]
4.考試題型不合理
現行的考試內容一般為教材中的基本理論和知識,而且受標準化考試方式的影響,填空、判斷、單選、多選、簡答和名詞解釋等客觀性試題多,綜合性思考、分析論述和實際應用等主觀性試題少。學生考試時只要調取記憶的內容,而思考較少,同時為一些學生的小抄、偷窺等作弊造成了便利,致使學生學習無動力,往往平時不努力,考前復習“重點”,準備小抄,投機取巧,“臨時抱佛腳”輕松過關。這種現象的存在,其結果是嚴重挫傷了認真學習學生的積極性,不利于學生對課程系統知識的掌握,阻礙了創新思維的培養與發展。
二、專業課程考核方法改革思路
普通高校專業課程考核方法改革要轉變教育思想和觀念,以高等教育人才培養規格為目標,構建能夠充分發揮考核的督導、檢測、鑒定和評價等功能,有利于促進和客觀評價學生的學習,提高教學質量,實現教學目標的考核方法。
1.轉變教學觀念,樹立以考促教、促學的觀念
課程考核不僅要檢驗學生對理論知識的掌握,更應能激發學生的創新意識、鍛練學生實踐能力,促使學生養成良好的學習習慣。為此,任課教師要徹底摒棄專業課程考核等同于考試的觀念,將教學的全過程納入考核范疇,使課程考核過程化、經常化,這樣,有助于學生掌握課程理論知識、勤于思考、善于發現并提出問題,啟迪學生的創新思維。[5]
2.實施多元化考核方法,提高學生的綜合素質和能力
根據專業課程的特點,考核方法采用結課考試、大型作業、調查報告、專題演講、試題卡口試、實際操作等考核方式,把考核有機融入教學全過程,使“教、學、考”有機結合,調動學生學習積極性,讓學生成為學習的主體,積極參與到教學過程中,提高學生的綜合素質和能力。
3.改革考核內容與方式,增強考核成績的合理性
結合多元化考核方法,針對不同的教學內容采用相應適宜的考核方式。對于要求學生必須記憶的內容,采用試題卡口試;結課或期末考試,采用開卷或閉卷筆試的方式,主要考核分析計算和實際應用的內容。改變學生閉卷做小抄作弊、開卷不記不背的不良學風,使考核成績更加公平合理。
三、“汽車電子控制技術”課程考核方法的改革實踐
1.考核項目的組成與評分
在“汽車電子控制技術”課程的教學實踐中,改變以往平時成績(30%)和期末考試(70%)相結合的考核辦法,結合課程教學方法的改革,考核評價改為平時考查(30%)、專題討論(20%)、口試(20%)、結課考試(30%)相結合。
(1)平時考查30分,包括出勤、作業和課堂回答問題。出勤和作業一共記錄20次,每次1分,共20分,缺勤或缺作業1次扣1分;課堂回答問題10分,學生參與課堂互動,每回答問題1次記2分。促使學生課前預習和參與課堂互動,提高課堂效率。
(2)口試20分,是試題卡隨機抽題當場作答。試題卡根據試題的知識內容分為四種類型,每種類型抽1題,每題5分。口試的目的是要讓學生盡可能多地記住一些必要的基礎知識,主要考核學生對基本概念和結構原理的理解與掌握情況,要求學生比較全面地掌握基礎知識。因此,口試單項要求必須及格,而且某一類型題不能為0分,對于達不到要求的學生給予一次補考的機會,重新抽答每種類型的題。
(3)結課考試30分,采用開卷筆試。結課考試的試題全部是分析應用題,主要考核學生運用所學知識分析問題和解決問題的能力。
(4)專題討論20分,在課程教學過程的適當時機,某章節或課程內容學習后組織相關教學內容的專題討論。培養學生的團隊協作精神和創新能力,提高學生的綜合素質。現場匯報和討論發言10分,由教師評定;個人對學習小組的貢獻10分,由小組成員集體評定。開展專題討論具體可以分為三步:
第一,提出專題。根據“汽車電子控制技術”課程的教學內容,結合學生對現代汽車新技術的興趣提出專題內容。例如汽車電子控制系統的現狀與發展趨勢、汽車總線技術的應用、汽車發動機直接點火系統的應用分析等專題。也鼓勵學生自己提出專題。
第二,根據專題內容查找資料。學生以4~8人組成一個學習小組,每個小組選擇一個專題,利用課余時間去圖書館、互聯網等查閱資料,去4S店等現場實際調研,搜集資料,用學習小組集體的力量,對資料進行分析處理,制作成PPT匯報材料。
第三,交流總結。組織全體學生在專業內進行交流總結,同時請專業內相關教師參加。每個小組由一個主匯報人用8~10分鐘時間講解專題內容,學習小組內其他成員可以補充。要求學生小組說明材料的來源、主要工作過程、新的發現和收獲體會,突出自己的觀點。教師對小組成員提問,并對專題內容進行點評。
2.需要解決的問題
(1)課堂提問的記分要人性化,主要目的是鼓勵學生預習看書,在課堂上能集中注意力聽課。因此,一方面只要能參與課堂問題互動就可以給分。另一方面要注意不想回答問題的這些學生,要耐心引導他們參與課堂問題互動,積極思考問題。
(2)口試題要根據題型、內容和難度進行分類,考試時學生要分別從每一類題型中各抽1~2題來作答,體現考核的公平和合理。
(3)組織口試和專題討論需要較多的時間,專業課程的教學課時一般都比較緊,每個學生平均用時5~6分鐘。一方面通過優化教學內容,結合專題討論,壓縮課堂講課時間,擠出一點課時。另一方面利用學生的課余時間,這需要教師付出額外的工作。
四、結束語
根據大眾化教育階段學生的現狀,結合課程教學改革,對“汽車電子控制技術”課程的考核評價辦法進行了改革探索。實踐表明,對轉變學風、提高教學效果具有一定的成效。實踐中還存在一些問題,仍需要進一步探索。
參考文獻:
[1]王麗萍.高等教育大眾化現狀、問題及對策[J].產業與科技論壇,2011,10(12):175-176.
[2]陳立貴.高校課程考核方式之我見[J].科技創新導報,
2008,(15):203.
主要欄目
綜述與評論、綜合自動化系統、過程控制及應用、智能控制技術及應用、優化控制技術及應用、企業資源計劃系統、制造執行系統、計算機控制系統及軟件
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現就維修電工職業技師資格鑒定的申報條件、鑒定程序和鑒定內容摘抄如下:
鑒定對象和申報條件:
從事維修電工職業的專業人員,經過規定學時技師資格培訓合格,并具有下列條件之一者可申報維修電工技師資格鑒定:
1.取得本職業三級(高級)資格證書后在本職業連續工作4年以上;
2.高級技工學校畢業,并取得本職業三級(高級)資格證書后,在本職業連續工作2年以上;
3.本專業大專以上畢業,并取得本職業三級(高級)資格證書后,在本職業連續工作3年以上;
4.連續從事本職業工作15年以上,并取得三級(高級)資格證書。
知識考試范圍:
電子技術:晶體管多級放大電路分析;運算放大器組成的典型線路分析及參數設定;典型邏輯組合電路,時序邏輯電路的分析及設計方法;綜合性電子電路的分析及設計方法。
電力電子技術:電力電子器件、晶閘管整流電路、逆變電路基本概念。
電氣自動控制技術:自動控制基本原理;雙閉環直流調速系統工作原理和參數設定;常用傳感器工作原理及檢測電路分析;復雜設備電氣系統安裝、調試知識及電氣檢測與診斷技術。
可編程控制器:用plc基本指令、常用功能指令,進行程序設計;用plc控制生產工藝流程的步驟及設計方法;將繼電氣線路改造成用plc控制的流程圖、程序表。
新技術:數控系統的基本概念;微機應用及接口-技術基本概念;網絡通訊基本概念;交流變頻調速系統基本概念;交流電機矢量控制調速系統基本概念;專業發展方向。
熟悉氣動控制、液壓控制的基本原理以及識圖、分析及排除故障的方法。