時間：2023-08-08 17:07:37
導(dǎo)語：在電氣工程的研究方向的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
【關(guān)鍵詞】電氣工程 智能化技術(shù) 應(yīng)用
在社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，各行業(yè)對電力行業(yè)的要求變得越來越高，這同時也為電力有關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，特別是電氣工程進(jìn)入了快速發(fā)展的階段。但是受到諸多條件的限制，我國傳統(tǒng)電氣自動化控制在具體的應(yīng)用中存在著一定的缺陷。在這種情況下，智能化技術(shù)的應(yīng)用一方面可以不斷的完善和優(yōu)化之前的自動化控制系統(tǒng)，彌補(bǔ)其中的使用缺陷，另一方面對我國電氣工程的進(jìn)步和發(fā)展也有十分積極的意義。所謂的智能技術(shù)是指以人工智能理論為基礎(chǔ)，通過融合計(jì)算機(jī)技術(shù)而產(chǎn)生的一種新型的高科技應(yīng)用技術(shù)，而我國對這一方面的研究尚處于起步階段，因此智能化技術(shù)研究在我國具有巨大的發(fā)展?jié)摿涂臻g。
1 簡述智能化技術(shù)在應(yīng)用過程中的優(yōu)勢
一般情況下，在電氣自動化控制管理過程中，智能技術(shù)應(yīng)用主要是利用控制器來實(shí)現(xiàn)智能化目標(biāo)，而“被智能化”的控制器與之前的控制器相比，前者在電氣自動控制方面的應(yīng)用更具優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
1.1 無需建立控制模型
在電氣自動控制系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的控制器在實(shí)際的應(yīng)用過程中存在著一定的缺陷，如一旦控制目標(biāo)的動態(tài)方程比較復(fù)雜，那么控制器在對其進(jìn)行控制的過程中就可能會出現(xiàn)偏差，進(jìn)而造成在進(jìn)行模型設(shè)計(jì)過程中因受到外界客觀因素的影響，如部分設(shè)計(jì)參數(shù)變化等這些因素的存在會嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)模型的精度，進(jìn)而降低自動控制系統(tǒng)的工作質(zhì)量和效率，而經(jīng)過智能化“處理”過的控制器在應(yīng)用中無需建設(shè)控制模型，從而使得上述不可控的客觀因素?zé)o法影響系統(tǒng)運(yùn)行的精度，最終也在一定程度上提高了整個電氣自動化控制系統(tǒng)的精密系數(shù)，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定的提升也有積極的作用。
1.2 方便對電氣系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整控制
智能化控制器在電氣系統(tǒng)應(yīng)用過程中可以利用魯棒性變化、下降時間、響應(yīng)時間等對整個系統(tǒng)控制情況進(jìn)行調(diào)整，而這種對控制程度的調(diào)整一方面可以提升智能化控制器本身工作水平，另一方面也可以在一定程度上保證自動化控制工作的順利進(jìn)行。從這一方面可以看出，智能化控制器在電氣工程應(yīng)用中，其在調(diào)解控制功能方面的優(yōu)勢是傳統(tǒng)控制器無法比擬的，而這也為它在電氣工程自動化控制管理中的具體應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。另外，智能化控制在電氣工程應(yīng)用過程中是以與之有關(guān)數(shù)據(jù)的變化來進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的，無需依賴技術(shù)人員，為遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了條件，而這也在一定程度上推動了我國電氣工程自動化控制的進(jìn)一步發(fā)展。
2 探討智能技術(shù)在電氣工程自動化控制中的具體應(yīng)用
2.1 智能控制應(yīng)用分析
智能化技術(shù)與電氣自動化控制管理系統(tǒng)的融合一方面為電氣工程控制管理的無人操作化、高效化、遠(yuǎn)程化以自主化等目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)，另一方面也為智能化技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步提供了發(fā)展空間和潛力。而通過以上的分析可知，在電氣自動化工程領(lǐng)域中，智能技術(shù)的應(yīng)用具有傳統(tǒng)技術(shù)所無法比擬的優(yōu)勢，這既是對智能技術(shù)在自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用的肯定，同時也為其在其他行業(yè)中的推廣和應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)分析
電氣設(shè)備設(shè)計(jì)工作是電氣工程自動化控制管理系統(tǒng)中的重要構(gòu)成部分。同時整個設(shè)計(jì)工作具有較高的復(fù)雜性，因此對電氣設(shè)計(jì)人員的要求比較高，例如電氣設(shè)計(jì)人員必須掌握磁力、電路以及電氣等相關(guān)學(xué)科理論知識，同時還應(yīng)當(dāng)具備理論應(yīng)用實(shí)際的能力，為電氣設(shè)備設(shè)計(jì)工作水平保障提供基礎(chǔ)，另外設(shè)計(jì)水平與設(shè)計(jì)人員工作經(jīng)驗(yàn)也有著十分密切的關(guān)系。因此，對于一些難度較大的電氣設(shè)備設(shè)計(jì)工作通常會有經(jīng)驗(yàn)較為豐富的人員完成。早期電氣工程在進(jìn)行電氣設(shè)備設(shè)計(jì)工作的過程中主要是通過手工制作的方式來完成的，而這種方法完成的設(shè)計(jì)方案達(dá)標(biāo)率較低，增加了修改的難度，而現(xiàn)階段的電氣設(shè)備設(shè)計(jì)則是通過CAD技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件相結(jié)合的方式來完成的，使得設(shè)計(jì)所需的時間大大減少，且設(shè)計(jì)質(zhì)量較之前相比明顯提高。尤其是遺傳算法的應(yīng)用，極大的提高了設(shè)計(jì)水平，進(jìn)而為電氣工程自動化控制管理質(zhì)量的提升打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.3 故障診斷分析
在電氣工程系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，電氣設(shè)備運(yùn)行故障的時有發(fā)生，且故障發(fā)生前會有一些異常現(xiàn)象發(fā)生，而智能技術(shù)的應(yīng)用就可以對這些異?，F(xiàn)象進(jìn)行及時且全面的監(jiān)測和診斷。例如在電力系統(tǒng)中，變壓器是對整個電氣設(shè)備的運(yùn)行具有十分重要的影響，因此在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，技術(shù)人員會制定嚴(yán)格的檢測和檢修制度，但是由于諸多客觀因素的存在，使得一些電氣故障的發(fā)生不易被人察覺。而智能化技術(shù)的應(yīng)用可以及時準(zhǔn)確的將故障診斷出來，避免由此引起不必要的經(jīng)濟(jì)損失。智能技術(shù)對變壓器的故障診斷，是通過對變壓器中滲漏油的分解氣體進(jìn)行分析來完成的，而這種診斷方法可以在短時間內(nèi)判定出故障范圍，進(jìn)而技術(shù)人員可以迅速找到具體故障點(diǎn)進(jìn)行維修，降低了故障對電力運(yùn)行系統(tǒng)的影響范圍，也提高了電氣設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益。
3 結(jié)束語
綜上所述，智能技術(shù)在電氣工程自動化控制管理系統(tǒng)中，一方面提升了電氣設(shè)備自動化運(yùn)行的穩(wěn)定性，另一方面也為電氣工程快速且安全的運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。但是目前我國在這一方面的研究還不足，因此，應(yīng)當(dāng)加大對該技術(shù)的重視和研究的力度，以有效推動我國電氣工程自動化的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介
電氣工程專業(yè)在美國屬于POWER A類專業(yè)，所開設(shè)的高校很多，但極大多數(shù)偏重于電子與通信、電力電子與自動控制、電路設(shè)計(jì)等弱電專業(yè)，側(cè)重強(qiáng)電類的不多。PSERC的宗旨為：打造未來電力系統(tǒng)靈魂工程師，為社會建設(shè)一個高效、安全、靈活、自適應(yīng)、經(jīng)濟(jì)的電力系統(tǒng)，提供一個能應(yīng)對電力系統(tǒng)危急時的知識決策的培養(yǎng)新一代電力系統(tǒng)科技人才的高質(zhì)量、可持續(xù)的平臺。加入到美國PSERC中心并通過ABET認(rèn)證的高?；痉譃閮深?。一類偏重電力系統(tǒng)的設(shè)備制造、規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行控制，如亞利桑那州立大學(xué)、德克薩斯農(nóng)工大學(xué)、愛荷華州立大學(xué)、佐治亞理工學(xué)院和威斯康辛大學(xué)。另一類則偏重于自動控制、通信、物理、電子信息等，如：加州大學(xué)伯克利分校、伊利諾伊大學(xué)香檳分校、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、華盛頓州立大學(xué)和霍華德大學(xué)。兩類大學(xué)的電氣工程專業(yè)所設(shè)學(xué)科相互支撐與交叉，滿足了電氣工程專業(yè)所牽涉的電能的生產(chǎn)、傳輸和利用領(lǐng)域開展科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、廠網(wǎng)建設(shè)、系統(tǒng)調(diào)試、信息處理、系統(tǒng)運(yùn)行、保護(hù)控制、狀態(tài)監(jiān)測、維護(hù)檢修、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)管理、市場交易以及系統(tǒng)的自動化和智能化等活動的需要。下面從培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)課程體系及實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等方面對PSERC高校電氣工程專業(yè)的教學(xué)體系進(jìn)行剖析。
二、PSERC高校教學(xué)體系
1．PSERC高校的培養(yǎng)目標(biāo)。
ABET通用培養(yǎng)目標(biāo)規(guī)定，專業(yè)應(yīng)有公開的、符合學(xué)校定位的、適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的培養(yǎng)目標(biāo)；培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)包括學(xué)生畢業(yè)時的要求，還應(yīng)能反映學(xué)生畢業(yè)后5年左右在社會與專業(yè)領(lǐng)域預(yù)期能夠取得的成就；高校應(yīng)建立必要的制度定期評價培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度，并定期對培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行修訂。ABET通用標(biāo)準(zhǔn)對畢業(yè)要求明確提出畢業(yè)生應(yīng)具有人文社會科學(xué)素養(yǎng)、社會責(zé)任感和工程職業(yè)道德；具有從事工作所需要的相關(guān)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)以及經(jīng)濟(jì)和管理知識；掌握工程基礎(chǔ)知識和本專業(yè)的基本理論知識，具有系統(tǒng)的工程實(shí)踐學(xué)習(xí)經(jīng)歷；了解本專業(yè)的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢；具備設(shè)計(jì)和實(shí)施工程實(shí)驗(yàn)的能力，并能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析；掌握基本的創(chuàng)新方法，具有追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識，具有綜合運(yùn)用理論和技術(shù)手段設(shè)計(jì)系統(tǒng)和過程的能力，設(shè)計(jì)過程中能夠綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、法律、安全、健康、倫理等制約因素；掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法；了解與本專業(yè)相關(guān)的職業(yè)和行業(yè)的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研究與開發(fā)、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展等方面的方針、政策和法律、法規(guī)，能正確認(rèn)識工程對于客觀世界和社會的影響；具有一定的組織管理能力、表達(dá)能力和人際交往能力以及在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮作用的能力；對終身學(xué)習(xí)有正確認(rèn)識，具有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力；具有國際視野和跨文化的交流、競爭與合作能力。作為國家科學(xué)基金資助的校企合作研究中心，PSERC充分挖掘發(fā)揮各高校的能力，充滿激情地面對電力工業(yè)中的各種挑戰(zhàn)。PSERC的宗旨是為未來電力系統(tǒng)培養(yǎng)高素質(zhì)的工程師。在PSERC的旗幟下，多所高校通力合作，朝著如下目標(biāo)努力：共同思考未來工業(yè)會面臨的挑戰(zhàn)；在這個合作平臺下，利用交叉學(xué)科優(yōu)勢，研究這些挑戰(zhàn)的應(yīng)對方法；在工業(yè)危機(jī)事件時能在學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、工業(yè)機(jī)構(gòu)、政府之間達(dá)成有效溝通和知識共享；培養(yǎng)下一代電力工業(yè)工程師。而校企合作研究中心PSERC則需要為下一代電力工業(yè)工程師的培養(yǎng)提供如下條件：為分布于美國不同地方、不同學(xué)科的有著豐富經(jīng)驗(yàn)的研究者提供一個聚集平臺；為企業(yè)團(tuán)隊(duì)和高校專家提供一個科學(xué)前沿的具有經(jīng)濟(jì)技術(shù)性的研究方向；為未來電力工程師提供高水準(zhǔn)的培養(yǎng)平臺。隨著可再生能源發(fā)電、智能電網(wǎng)的發(fā)展，以功率變換、檢測、控制、通信、信息處理為特征的智能電氣裝備成為現(xiàn)代電力系統(tǒng)的支撐。PSERC高校電氣工程專業(yè)以工程認(rèn)證為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合行業(yè)發(fā)展需要，形成了具有典型特征的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求。由于新時代電氣工程專業(yè)由電子信息工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、自動控制等多個交叉學(xué)科支撐，幾乎所有的高校都將電氣工程專業(yè)與計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)設(shè)置在同一學(xué)院，沒有了傳統(tǒng)的以電氣工程單一學(xué)科形成的院系；幾乎所有的高校都將出色的專業(yè)能力、學(xué)習(xí)能力、領(lǐng)導(dǎo)能力、協(xié)調(diào)解決問題的能力作為培養(yǎng)目標(biāo)。
2．PSERC高校的專業(yè)課程體系。
培養(yǎng)適應(yīng)和引領(lǐng)新工業(yè)革命人才的基本載體是課程，工程教育是由不同類型的課程來實(shí)施的，工程教育回歸工程的本質(zhì)就是課程體系要更加接近工程的真實(shí)過程，并符合新的工程觀念。ABET標(biāo)準(zhǔn)也規(guī)定，課程體系應(yīng)符合專業(yè)和學(xué)校培養(yǎng)目標(biāo)，包括通識教育課程和工程教育課程?！SERC中心倡導(dǎo)多個交叉學(xué)科互為支撐，其專家陣營領(lǐng)域包括：電力系統(tǒng)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、復(fù)雜系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制理論、電力電子、運(yùn)行研究、非線性系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、工業(yè)組織和國家政策。PSERC各高校均設(shè)置有適宜電氣工程學(xué)科的數(shù)學(xué)和基礎(chǔ)科學(xué)的組合課程；各校的研究方向略有差異，但都強(qiáng) 化數(shù)學(xué)、物理及工程理論的課程設(shè)置；有關(guān)電子信息、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制、通信技術(shù)、光纖通信技術(shù)、電磁場理論、電力電子技術(shù)、電機(jī)及電力系統(tǒng)基本理論等方面的課程，幾乎是每所高校電氣工程專業(yè)的必修課程，并設(shè)置了適宜電氣工程專業(yè)學(xué)生所學(xué)領(lǐng)域?qū)W科的工程科學(xué)和工程設(shè)計(jì)課程。個別高校擁有自己的諸如醫(yī)學(xué)電子電氣設(shè)備特色方向，有些高校強(qiáng)化人文教育。如此由若干不同學(xué)科交叉便于交叉學(xué)科的科學(xué)研究及一流人才的培養(yǎng)，如此寬廣的課程設(shè)置為學(xué)生后續(xù)發(fā)展打下了很好的基礎(chǔ)，創(chuàng)建的是社會性綜合大工程型通才培養(yǎng)的模式。
3．PSERC高校的實(shí)踐教學(xué)。
正如前述ABET標(biāo)準(zhǔn)明確指出，工程實(shí)踐是必需環(huán)節(jié)。為了保證培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系符合工程科技發(fā)展與適應(yīng)社會需求，ABET標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，必須有企業(yè)和行業(yè)專家全程參與培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系的設(shè)計(jì)與修訂過程，尤其是提出對工程實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。PSERC中心加盟者不僅包括10多所在電氣工程領(lǐng)域著名的高校，還包括美國電力公司、水電公司、電力科學(xué)研究院、美國能源公司、美國電力交易公司等以及諸如ABB、GE、Mitsubishi等30多家世界知名的電氣企業(yè)，成立專門的工業(yè)委員會，構(gòu)建PSERC與各工業(yè)企業(yè)間的合作平臺。通過該平臺，各高校獲取研究和教學(xué)的機(jī)會，也可通過該平臺商討和推薦工程項(xiàng)目。該平臺每兩年進(jìn)行一次大型研討，企業(yè)和高校在研討中總結(jié)已完成的項(xiàng)目，并提出下一步要進(jìn)行合作的項(xiàng)目。為了培養(yǎng)能適應(yīng)于工業(yè)、商業(yè)和政府機(jī)構(gòu)的電氣工程人才，要求本科生在完成基礎(chǔ)工程課程后，必須專門修習(xí)電路、電磁場和電磁波、微處理器、通信和控制系統(tǒng)、電力電子和電力系統(tǒng)的集成電路設(shè)計(jì)訓(xùn)練課程。對大三或大四的高年級學(xué)生，針對不同學(xué)科模塊方向，設(shè)置有各種專題課程，并且配有專門的綜合設(shè)計(jì)專題，該設(shè)計(jì)課程一般安排在每年的秋季末或春季末，參加設(shè)計(jì)的學(xué)生各組間可以進(jìn)行設(shè)計(jì)大賽，獲勝者有榮譽(yù)證書并獲得一定的獎金。研討課程是高年級學(xué)生必修的另一門與工程實(shí)踐結(jié)合緊密的課程。PSERC中心由合作高校和合作企業(yè)共同商議決定重大研究課題，高年級學(xué)生可以獲得參與該類研究課題的機(jī)會，其經(jīng)歷將計(jì)入修習(xí)學(xué)分。高年級學(xué)生的專題及個性化研究專題一般都是企業(yè)合作項(xiàng)目。
三、對我國電氣工程專業(yè)建設(shè)的啟示
我國一些由傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)及其自動化、電機(jī)與電器專業(yè)為核心的高校有少部分仍以電氣工程或電力工程為院系名稱，極大多數(shù)以應(yīng)用電子和電氣并列為院系命名，但其教學(xué)內(nèi)涵依然是偏重強(qiáng)電，就業(yè)領(lǐng)域以電網(wǎng)為主。但我國開設(shè)電氣工程專業(yè)的高校有200多所，電網(wǎng)對人才吸納有限，且各校的辦學(xué)基礎(chǔ)、行業(yè)背景差異較大，這些高校如何把握電氣工程專業(yè)的建設(shè)，如何滿足電氣工程專業(yè)工程教育認(rèn)證的要求，本文認(rèn)為：由上述PSERC高校已通過認(rèn)證的電氣工程專業(yè)特點(diǎn)，有如下幾點(diǎn)值得我們借鑒：
1．學(xué)校根據(jù)自身辦學(xué)特點(diǎn)及行業(yè)背景，制定符合學(xué)校定位的人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求。
2．將與電氣工程專業(yè)相關(guān)的電子信息、自動化、計(jì)算機(jī)專業(yè)盡量設(shè)置在同一院系，便于交叉學(xué)科的研究和人才培養(yǎng)。
3．在電氣工程基礎(chǔ)課程體系中，擴(kuò)展電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號分析與處理、自動控制、網(wǎng)絡(luò)通信等方面的課程，根據(jù)自身辦學(xué)特點(diǎn)制定專業(yè)課程群，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電與弱電結(jié)合，學(xué)科交叉，互相滲透，加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)領(lǐng)域，提高學(xué)生的適應(yīng)能力、學(xué)習(xí)能力，打造通才教育。
4．各學(xué)校根據(jù)自身的專業(yè)優(yōu)勢與行業(yè)背景，設(shè)置專業(yè)必修課和專業(yè)選修課，并對實(shí)踐環(huán)節(jié)和畢業(yè)設(shè)計(jì)提出配套要求，培養(yǎng)與培養(yǎng)目標(biāo)對應(yīng)的寬口徑厚基礎(chǔ)特色人才。
“遞進(jìn)式”實(shí)驗(yàn)就是將實(shí)驗(yàn)分為三個階段，即基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)階段、綜合性實(shí)驗(yàn)階段和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)階段，這三種實(shí)驗(yàn)階段層層遞進(jìn)。通過分析電氣工程及其自動化專業(yè)對培養(yǎng)專業(yè)性人才的目標(biāo)和要求，然后在原來單一結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，作出相應(yīng)的調(diào)整，將原有分隔獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室整合成三大模塊，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的特性將其劃分為三個不同的階段：
1.基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)階段，就是簡單的將本專業(yè)需要學(xué)習(xí)的課程隨意疊加整合，目的是為了滿足各學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求；
2.綜合式實(shí)驗(yàn)階段，就是將本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目通過分類匯總，在原先隨意整合的基礎(chǔ)上，對實(shí)驗(yàn)室的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行整合和優(yōu)化，并建立專門的綜合性實(shí)驗(yàn)室來研究專業(yè)課程的專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這為學(xué)生提供了一個學(xué)習(xí)專業(yè)知識和從事實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理想平臺，這樣能夠有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和綜合運(yùn)用知識的能力；
3.創(chuàng)新式實(shí)驗(yàn)階段，這是實(shí)驗(yàn)研究的最高層次，在吸取和整合前兩個階段的優(yōu)點(diǎn)，并形成自身的一些特點(diǎn)，它是以培養(yǎng)專業(yè)性人才為實(shí)驗(yàn)研究的目標(biāo)，而根據(jù)此項(xiàng)特點(diǎn)建立起來的開發(fā)性實(shí)驗(yàn)室是目前實(shí)驗(yàn)室教學(xué)培養(yǎng)專業(yè)性人才的主要方式。但是創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)必須要在自己研究的實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域或者老師指定的研究方向上，針對某一特定課題或研究方向，通過指導(dǎo)教師的指導(dǎo)來完成實(shí)驗(yàn)研究，這未嘗不是現(xiàn)在新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種重要形式。
二、“遞進(jìn)式”實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降奶剿髋c實(shí)踐
在學(xué)院成立之初所建立的實(shí)驗(yàn)室一般以電氣工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室為主，由于電氣工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)時間較早，很多實(shí)踐性知識已經(jīng)無法滿足當(dāng)今社會的需求，所以在很多學(xué)院在之后的教學(xué)改革中一直將實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為學(xué)院改革的重中之重。經(jīng)過近幾年的改革整合，按照基本原理、基礎(chǔ)應(yīng)用、綜合實(shí)踐、應(yīng)用設(shè)計(jì)四個層次來對實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行整改和規(guī)劃，通過對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的整合和改進(jìn)來提高教學(xué)效率，并在此基礎(chǔ)上對實(shí)驗(yàn)室管理進(jìn)行強(qiáng)化改革，使其教學(xué)條件更能符合培養(yǎng)實(shí)踐性人才的需求。
1.整合專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)施。自打電氣工程及其自動化專業(yè)升本后，社會對其培養(yǎng)人才的重視程度也在不斷的提升。所以根據(jù)電氣工程及其自動化專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)將教學(xué)內(nèi)容整合為“電力系統(tǒng)及其自動化”和“工業(yè)自動化”兩個專業(yè)方向，這兩個專業(yè)是實(shí)驗(yàn)室改革和建設(shè)的重要方向。為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，學(xué)院改革將原先的單一的實(shí)驗(yàn)課程體系整合成為了基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)階段、綜合性實(shí)驗(yàn)階段和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)階段，并形成了這三個階段層層遞進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，這有利于系統(tǒng)和科學(xué)的培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑＳ捎诮虒W(xué)內(nèi)容整合為了“電力系統(tǒng)及其自動化”和“工業(yè)自動化”兩個方向，兩個專業(yè)方向的教學(xué)課程雖然大同小異，但是實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容不一，所以學(xué)院改革后分別成立符合“電力系統(tǒng)及其自動化”研究方向的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)室和符合“工業(yè)自動化”研究的綜合性實(shí)驗(yàn)室，這兩個平臺可以同時滿足二者的教學(xué)需求，優(yōu)化和共享教學(xué)資源。
2.整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的整合要按照三個實(shí)驗(yàn)階段“遞進(jìn)式”的方式整合，徹底的將原先單一的教學(xué)課程轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并要根據(jù)學(xué)院自身教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，采用系統(tǒng)的科學(xué)的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
在上文中，已經(jīng)教學(xué)內(nèi)容整合為“電力系統(tǒng)及其自動化”和“工業(yè)自動化”兩個專業(yè)方向。所以對于教學(xué)方法的整合，要以激發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力為首要目標(biāo)，摒棄先去單純以教師手把手教學(xué)的方式，不同的實(shí)驗(yàn)階段，對學(xué)生的教學(xué)方法也大有不同。在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)階段，教師輔導(dǎo)為主；綜合性實(shí)驗(yàn)階段，學(xué)生自我動手操作學(xué)習(xí)為主導(dǎo)；創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)階段，以學(xué)生提交課題項(xiàng)目研究申請書為主導(dǎo)，在這三個不同的階段，采用不同的教學(xué)方法可以引導(dǎo)學(xué)生全方位的思考問題，有利于培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)的知識運(yùn)用到實(shí)際生活中解決問題。
3.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理。鑒于電氣工程及其自動化專業(yè)“遞進(jìn)式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是當(dāng)前學(xué)院改革措施下實(shí)施的新型教學(xué)模式，發(fā)展尚未成形，管理體制和措施都不夠完善。因此，在今后的實(shí)踐過程中，要不斷的加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理，可以和其他院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理制度進(jìn)行交流和溝通，并對本校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，完善本學(xué)院的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理制度，例如：建立反映學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價體系，開放具備條件的實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供平臺等方法來完善管理制度，真正意義上實(shí)現(xiàn)“遞進(jìn)式”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
4.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)。師資隊(duì)伍建設(shè)是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要因素，是確保實(shí)踐教學(xué)的前提和條件。
關(guān)鍵詞：電氣工程；安裝；措施
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.110
0 前言
近年來，電力行業(yè)發(fā)展迅猛，用電需求也越來越大，這就對電氣工程的安裝提出了更高的要求，而電氣工程的安裝技術(shù)仍存在諸多問題，所以研究電氣工程安裝存在的問題和解決措施就有其必要性。
1 電氣工程安裝過程中存在的問題
1.1 安裝工程材料質(zhì)量問題
質(zhì)量問題是各項(xiàng)工程的重中之重，人們的日常生活都離不開各種電氣設(shè)備，所以電氣工程中的質(zhì)量問題尤為重要，它直接影響人民群眾的用電安全，因而，在電氣工程的安裝中必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。然而由于安裝材料市場混亂，使得電氣工程安裝過程中容易存在不合格的材料，嚴(yán)重的影響了后期整個電氣工程的使用和運(yùn)行；此外，目前的電氣工程施工安裝方面存在著項(xiàng)目承包的現(xiàn)象[1]，很多的承包商為了獲得更高的利潤而不斷的降低購買成本，在電氣工程安裝過程中不按設(shè)計(jì)要求購買安裝材料，存在著偷工減料的現(xiàn)象；同時，實(shí)際的材料選購人員專業(yè)知識缺乏，鑒別能力低，質(zhì)量把關(guān)不夠嚴(yán)格，導(dǎo)致電氣工程選材上存在很大的質(zhì)量問題。
1.2 前期施工準(zhǔn)備存在的問題
由于設(shè)計(jì)者工作失誤，在電氣工程設(shè)計(jì)中未能充分考慮相關(guān)的要求和標(biāo)準(zhǔn)，造成設(shè)計(jì)的偏差。例如，沒有進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)[2]，或者忘記了電氣保護(hù)接地設(shè)計(jì)，或者是在設(shè)計(jì)中錯誤的使用了低壓配電系統(tǒng)等等，如果按照這樣的圖紙進(jìn)行施工，將會給電氣設(shè)備的使用帶來嚴(yán)重的安全隱患，造成不堪設(shè)想的后果； 再比如，在進(jìn)行配變電所位置的選擇時，沒有充分考慮設(shè)備吊裝和運(yùn)輸?shù)确矫娴挠嘘P(guān)規(guī)定，造成因?yàn)榫€路問題而引起的設(shè)備使用不便，不利于設(shè)備的維修與利用。因此，這就需要在設(shè)計(jì)中，提前考慮設(shè)備的運(yùn)輸和維修通道等問題，便于后期工作的開展。
設(shè)計(jì)完成后，圖紙審核也容易存在問題。由于個人工作觀念、工作技能水平大不相同，雖然有許多專業(yè)優(yōu)秀的施工人員，但仍有部分審核人員的專業(yè)水平低，職業(yè)素養(yǎng)差，不能充分認(rèn)識到施工圖紙審核工作的重要性，導(dǎo)致未能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙中存在的問題；同時，圖紙審核過程中，部分工作人員不能很好地將理論與實(shí)際相結(jié)合，或?qū)嵉乜疾炝饔谛问降?，這些都會影響電氣工程安裝的質(zhì)量。
1.3 施工過程中監(jiān)管不到位
施工過程中監(jiān)管不到位也是電氣安裝中經(jīng)常存在的問題。電氣工程施工管理是電氣工程安裝中的重要部分，在施工過程中由于管理不到位也會影響工程安裝質(zhì)量和效率。在實(shí)際工作中，施工人員并非全都熟練掌握電氣安裝的專業(yè)知識，使得施工人員隨意進(jìn)行工程安b，導(dǎo)致實(shí)際施工結(jié)果與質(zhì)量要求相差甚遠(yuǎn)。加之施工現(xiàn)場沒有專門的監(jiān)管小組，缺乏對電氣工程安裝現(xiàn)場的管理，導(dǎo)致電氣工程安裝存在問題。因此，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管以確保工程質(zhì)量。
2 解決電氣工程安裝中存在問題的措施
2.1 嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)
選擇施工材料時要嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)，每種材料都應(yīng)具有完整的生產(chǎn)資料如產(chǎn)品合格證、檢測報告等，都需經(jīng)施工單位，監(jiān)理單位相關(guān)人員簽字并建檔入冊確認(rèn)無誤后方可使用；在工程項(xiàng)目承包前，公司應(yīng)全面評估和考核各承包商施工團(tuán)隊(duì)的綜合素質(zhì)，選擇技術(shù)水平高的隊(duì)伍；承包商在得到承包任務(wù)后，不能因自身利益而選擇假冒偽劣產(chǎn)品，同時在材料選購時選擇綜合素質(zhì)高的采購人員，避免因采購人員鑒別能力低而造成把關(guān)不嚴(yán)；加大對施工質(zhì)量和施工安全的宣傳力度，提高施工人員的責(zé)任意識和安全意識，杜絕偷工減料現(xiàn)象的發(fā)生。
2.2 做好施工前的準(zhǔn)備工作
提高設(shè)計(jì)者的綜合素質(zhì)，在設(shè)計(jì)過程中多方面綜合考慮選擇最佳方案，設(shè)計(jì)完成后對要施工的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行反復(fù)檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時糾正；設(shè)計(jì)者檢查無誤后由施工人員再一次進(jìn)行核對研究，發(fā)現(xiàn)不合理之處及時向上級單位報告，聯(lián)系設(shè)計(jì)人員及時修改施工方案。
提高施工者的技術(shù)水平，做好施工前的培訓(xùn)工作，強(qiáng)調(diào)質(zhì)量安全意識，建立施工質(zhì)量考核制度，對技術(shù)水平高的施工人員給予精神鼓勵和物質(zhì)獎勵，以此來調(diào)動其他施工人員的積極性，樹立質(zhì)量第一意識；同時建立責(zé)任到人制度，做好崗位分工工作，明確各作業(yè)人員職責(zé)，調(diào)動工作人員積極性，確保電氣工程安裝質(zhì)量。
2.3 加強(qiáng)對電氣施工現(xiàn)場的監(jiān)管
成立專門的監(jiān)管小組，加強(qiáng)對項(xiàng)目進(jìn)度的管理和監(jiān)督；制定相關(guān)管理?xiàng)l例，工作人員在施工之前仔細(xì)研究各管理?xiàng)l例，按照管理?xiàng)l例開展各項(xiàng)工作；監(jiān)管人員提高責(zé)任意識，全心投入到施工建設(shè)中去；同時貫徹“安全第一，預(yù)防為主”方針，對新員工進(jìn)行崗前培訓(xùn)，讓其充分了解并重視質(zhì)量問題；對于不按圖施工，無證施工，使用不合格材料等行為一旦發(fā)現(xiàn)，立即制止并給予處分。
2.4 重視設(shè)備調(diào)試工作
調(diào)試是施工完成之后的一次重要的全面檢查，也是對前期設(shè)計(jì)、施工的補(bǔ)充和完善，對于保證電氣工程的質(zhì)量問題有著重要意義，因此，施工完成后必須進(jìn)行安裝調(diào)試工作。但調(diào)試難度高技術(shù)性強(qiáng)，所以需要施工部門、使用部門相互配合，共同監(jiān)督，全面檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時解決，避免投入使用后造成嚴(yán)重后果；調(diào)試完成后，相關(guān)技術(shù)人員還需對其進(jìn)行時效檢驗(yàn)[3]，校驗(yàn)穩(wěn)定后再交給使用單位，投入使用。
3 結(jié)束語
總之，電氣工程安裝是一項(xiàng)綜合性工程，從圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，施工安裝，到安全調(diào)試，再到最后的投入使用都需要重視質(zhì)量安全問題。只有嚴(yán)格保證材料質(zhì)量，做好施工前的準(zhǔn)備工作，加強(qiáng)對施工現(xiàn)場的監(jiān)管，重視安裝調(diào)試工作，提高應(yīng)變能力，積極解決安裝中的各種困難，時時考慮人們使用的安全問題，才能更加高效地完成電氣安裝工作，提高安裝水平，促進(jìn)電氣安裝工程發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：電氣工程；電氣自動化；融合
二十世紀(jì)是一個科學(xué)技術(shù)引領(lǐng)時展的時代，隨著各種尖端技術(shù)的不斷應(yīng)用，各個企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)階段都有尖端的技術(shù)團(tuán)隊(duì)。同時，由于電氣自動化技術(shù)優(yōu)勢的特點(diǎn)，如果能夠把握好應(yīng)用手段，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，一定會取得好的結(jié)果。但在電氣工程實(shí)踐發(fā)展的過程中，我國的電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用時間還比較短，很多人員沒有經(jīng)驗(yàn)，使融合程度不是很高，在融合過程中仍存在著許多問題。因此，本文研究電氣自動化如何融入電氣工程中是具有明顯的現(xiàn)實(shí)意義的。
1 我國電氣自動化發(fā)展現(xiàn)狀及融合不足之處
作為目前全球最大發(fā)展中國家的中國，與西方先進(jìn)國家相比較，由于科學(xué)研究領(lǐng)域相對落后，導(dǎo)致電氣工程及其自動化技術(shù)的研究也有一些不足之處，使其在電氣工程中的融合進(jìn)程受到了不小的影響，這樣一定程度上制約了我國電氣工程的發(fā)展。與此同時，目前我國所掌握的電氣自動化技術(shù)可應(yīng)用效率較低，往往是研究出一個很好的設(shè)備，但是沒有相關(guān)技術(shù)進(jìn)行支持，許多電力企業(yè)在這樣的技術(shù)環(huán)境以及競爭體系中，不能完全按照自己的發(fā)展意愿而進(jìn)行企業(yè)規(guī)劃，受技術(shù)制約的因素影響，最終導(dǎo)致電氣自動化技術(shù)不能完全滿足自身發(fā)展的需要。
本文所研究的設(shè)備都是基于電氣自動化技術(shù)的，因此與傳統(tǒng)設(shè)備相比具有很強(qiáng)的優(yōu)越性，這種優(yōu)越性主要體現(xiàn)在使用性能以及使用壽命兩個方面。除此之外，電氣自動化技術(shù)下的設(shè)備能夠?qū)⒐ぷ餍畔?shí)時、快速、準(zhǔn)確的傳送到相關(guān)工作崗位上去，因此將電氣自動化融入到設(shè)備中是勢在必行的，然而根據(jù)作者調(diào)查研究得知，目前在電氣自動化融入電氣工程過程中，仍存在許多問題需要引起相關(guān)研究者的重視：首先，電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用還不成熟，不是很全面。其次，電氣自動化技術(shù)在應(yīng)用過程中對外部電壓要求較高，這使得電網(wǎng)建設(shè)投資成本壓力增大。此外，電氣自動化設(shè)備在防雷和電磁干擾等方面需要發(fā)展和完善。這就要求我們不斷探索電氣自動化設(shè)備功能的研究工作，以充分發(fā)揮自動化裝置的功能。
2 電氣工程中電氣自動化的設(shè)計(jì)理念
2.1 集中化設(shè)計(jì)理念
針對本文所研究的電氣工程來說，自動化技術(shù)的融入主要有兩方面的作用，第一就是對于電氣工程系統(tǒng)進(jìn)行信息集中處理，由于隨著電氣工程的規(guī)模的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的處理系統(tǒng)壓力越來越大，自動化信息系統(tǒng)可以使復(fù)雜的信息處理過程變得便利起來，減輕電氣工程系統(tǒng)主機(jī)運(yùn)行負(fù)擔(dān)；第二就是能夠承擔(dān)一部分監(jiān)控作用，特別是對系統(tǒng)穩(wěn)定性以及安全性方面的監(jiān)控，電子自動化可以達(dá)到很好的效果。
2.2 遠(yuǎn)程化設(shè)計(jì)理念
由于電纜在電氣工程中需要大量接入，才能保持整個電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。然而，許多電纜應(yīng)用在很大程度上會增加系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，降低系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。通過遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)的應(yīng)用可以解決電氣工程電纜的系統(tǒng)依賴性。但這種設(shè)計(jì)思想的用雖然在很大程度上減少了電纜的應(yīng)用，但直接增加了信息設(shè)備的數(shù)量。因此對于這種情況，電氣自動化技術(shù)一般只用于較小的電氣工程之中。
2.3 現(xiàn)場總線式設(shè)計(jì)理念
現(xiàn)場總線式設(shè)計(jì)是一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，隨著我國近年來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的設(shè)計(jì)方法逐漸變得更有針對性。我們可以使用不同的技術(shù)運(yùn)用于不同的階段，使其功能更加穩(wěn)定，這種設(shè)計(jì)理念，不僅具有遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，并且已經(jīng)成為了電氣工程領(lǐng)域公認(rèn)的一種方法。相信隨著電氣自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，其也成為了未來發(fā)展的基本趨勢之一。
3 電氣自動化在電氣工程中的融合運(yùn)用
通過上述分析，對于電氣自動化融入電氣工程的發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的問題有了清晰的了解，同時對于電氣工程中電氣自動化的設(shè)計(jì)理念也有了初步認(rèn)識，那么接下來作者就談一下自己對電氣自動化在電氣工程中的融合運(yùn)用問題的一些思考與建議。
3.1 電氣自動化和繼電保護(hù)裝置的融合
電氣自動化技術(shù)在繼電保護(hù)裝置中的應(yīng)用，主要是檢測安全保護(hù)裝置，簡單地說，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，故障信息將通過系統(tǒng)直接送到控制中心發(fā)送，然后立即切斷電源裝置系統(tǒng)并進(jìn)行報警。針對這種技術(shù)來說，電氣自動化可以使之更加有效，在電氣工程實(shí)際中，繼電保護(hù)裝置在自動化技術(shù)的應(yīng)用下可以實(shí)現(xiàn)對電路的監(jiān)控，并為遠(yuǎn)程控制提供技術(shù)支持，有效地解決了傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置應(yīng)用的最大分辨率慢、誤差跳變等問題。
3.2 變電站綜合自動化在電氣工程中的運(yùn)用
變電站綜合自動化系統(tǒng)是一種高精度、高效率的自動化控制系統(tǒng)，它將建立在技術(shù)的自計(jì)算基礎(chǔ)上，將電氣自動化技術(shù)與相關(guān)通信技術(shù)相結(jié)合，并在實(shí)際工程中加以應(yīng)用，電氣工程自動化系統(tǒng)可以進(jìn)一步優(yōu)化繼電保護(hù)裝置的設(shè)備。例如變電站綜合自動化與計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等多種前沿技術(shù)的應(yīng)用形式進(jìn)行結(jié)合改進(jìn)，最終可以將這些技術(shù)直接應(yīng)用于變電站中，使整個變電綜合系統(tǒng)具備了智能化、集約化、高效化、自動化的特點(diǎn)。
3.3 管理工作中的融合應(yīng)用
在現(xiàn)階段，隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，電氣自動化技術(shù)逐步應(yīng)用到電氣工程管理工作中。通過電氣自動化技術(shù)，對電力系統(tǒng)中的所有設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和管理，以保證設(shè)備在正常情況下的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的問題，延長設(shè)備的使用壽命。同時，設(shè)備的管理人員，經(jīng)常會受到諸多因素的影響所產(chǎn)生的各種問題，通過使用電子化技術(shù)并對電氣自動化技術(shù)的使用，以避免此類問題的出現(xiàn)，從而提高電氣工程的質(zhì)量管理工作，使其更好地發(fā)揮應(yīng)有作用。
3.4 調(diào)度網(wǎng)中的融合應(yīng)用
在電力網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用融合調(diào)度的過程，一般有許多設(shè)備應(yīng)用其中，如打印設(shè)備、中心服務(wù)器設(shè)備等，通過這些設(shè)備的應(yīng)用，達(dá)到了自動控制的目的。電氣自動化技術(shù)將自動為客戶用電測量，根據(jù)檢測結(jié)果確定電力用戶需求，為用戶提供更好的電能，從而可以將電能消耗值降到最低。而且，通過監(jiān)控設(shè)備，還可以第一時間得知整個網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度問題，并對工作人員進(jìn)行提示，從而提高電力系統(tǒng)的安全性。
4 結(jié)束語
綜上所述，隨著電氣自動化技術(shù)應(yīng)用價值的不斷提高，如何將電氣自動化技術(shù)逐步融入電氣工程當(dāng)中已經(jīng)成為了電氣行業(yè)的一個熱門研究課題，然而我國現(xiàn)階段在電氣自動化技術(shù)應(yīng)用中方面仍存在許多問題。本文對電氣自動化技術(shù)的設(shè)計(jì)理念作了簡要分析，指出其在電氣工程中存在的不足和融合技術(shù)應(yīng)該發(fā)展的方向。希望本文的研究能促進(jìn)我國電氣工程事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
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關(guān)鍵詞：電氣工程；研究方向；環(huán)保；節(jié)能減排
一、 電氣工程的主要發(fā)展歷程
電氣工程的主要發(fā)展歷程大致可分為三個階段：第一階段，從公元前大約7世紀(jì)至公元16世紀(jì)上半葉在長達(dá)兩千余年的歲月里，人類對電磁現(xiàn)象的認(rèn)識十分緩慢，一直停留在單純地觀察記錄的水平上。第二階段， 16世紀(jì)下半葉從英國女王的侍醫(yī)官吉爾伯特開始，人們對電磁現(xiàn)象進(jìn)行了探討，并作了一些定性的歸納和總結(jié)。這一階段大約持續(xù)了二百年。第三階段，18世紀(jì)的卡文迪許、庫侖開始，人們對電磁現(xiàn)象的研究進(jìn)入了用科學(xué)方法定量研究、總結(jié)歸納從而得出規(guī)律的階段。
二、 電氣工程的研究方向
20世紀(jì)下半葉以來，電工方面不斷涌現(xiàn)出各式各樣的新事物，給電氣的發(fā)展注入了S多活力。
在電工的理論和原理方面，物理與天文研究中發(fā)展起來的等離子物理學(xué)與電磁流體力學(xué)開始向工程應(yīng)用方面推進(jìn)，與能源、電力、交通及其它工業(yè)發(fā)展需要相結(jié)合，開創(chuàng)并推進(jìn)了受控核聚變、磁流體發(fā)電、磁流體推進(jìn)、和電磁泵在世界范圍內(nèi)的研究，取得了令人矚目的成就。
在新材料方面，各種有特性的材料相繼被發(fā)現(xiàn)。超導(dǎo)技術(shù)從超導(dǎo)現(xiàn)象1911年被發(fā)現(xiàn)至今，無論是在理論上還是實(shí)踐中都取得了長足的發(fā)展，特別是高臨界溫度超導(dǎo)材料的突破性進(jìn)展，打開了超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用的大門。永磁材料指的是某種材料經(jīng)充磁后，具有很高的剩余磁密、矯頑力和磁能積的材料，如釹鐵硼（NdFeB）。上世紀(jì)80年代，我國成為世界上第三個能生產(chǎn)釹鐵硼的國家。近年來，永磁材料的研究主要針對釹鐵硼材料的缺點(diǎn)，集中在提高材料的溫度穩(wěn)定性、抗氧化性以及降低價格方面。半導(dǎo)體作為一種導(dǎo)電性能介于絕緣體與良導(dǎo)體之間的特殊材料，為電工領(lǐng)域提供了多種電力電子器件，為直流輸電、電氣鐵道、各種節(jié)能電源和自動控制裝置的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
在新技術(shù)方面，微電子技術(shù)的發(fā)展，使電力電子技術(shù)得到迅速的發(fā)展，使大功率的整流、逆變裝置得以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步拓寬了電能的應(yīng)用。而微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)、電力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)的的自動控制。
近年來的研究熱點(diǎn)有：①電力大系統(tǒng)、電力傳動系統(tǒng)及電力電子變流系統(tǒng)中的各類問題；②生物、醫(yī)學(xué)與健康領(lǐng)域中的電磁方法與新技術(shù)；氣體放電及多相混合體放電問題；③氣體放電及多相混合體放電問題。④基于新材料、新原理或?yàn)殚_拓新應(yīng)用領(lǐng)域的電機(jī)、電器；⑤反映各類電器設(shè)備電器或絕緣性能演變的多因子規(guī)律及其觀察和測量技術(shù)；⑥電能質(zhì)量的理論及其測量、控制；⑦可再生能源發(fā)電、電能存儲和電力變換技術(shù)；⑧現(xiàn)代測量原理及傳感技術(shù)；⑨脈沖功率技術(shù)與低溫等離子體應(yīng)用基礎(chǔ)；⑩電力電磁兼容問題以及復(fù)雜電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行、控制及規(guī)劃的理論及其應(yīng)用。
三、 電氣工程新技術(shù)對我國社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)工作方面所起的重要作用
核能發(fā)電，目前分為核裂變和核聚變兩類發(fā)電方式。核裂變是由較重的原子核裂變釋放出的能量加熱水，基本形式與煤燃燒發(fā)電的形式相同。由原子核裂變所釋放出來的能量要比普通礦物燃料燃燒放出的能量大幾百萬倍。核聚變則是較輕的原子核結(jié)合為較重的原子核的過程，所釋放的能量比等量的原子核裂變所釋放的更多，核聚變的原料是海水中的氫的同位素，這種原料是取之不盡的，但是由于能量難以控制，目前尚待研究。
磁流體發(fā)電，是一種把燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的新型發(fā)電方式，具體裝置中是利用高溫導(dǎo)電的等離子體與強(qiáng)磁場的相互作用而產(chǎn)生電能，目前已在提高能能量的轉(zhuǎn)化率方面起到了極大的作用。
另外，風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電作為清潔能源，在中國也得到廣泛應(yīng)用。 在交通運(yùn)輸方面，電工技術(shù)的發(fā)展將極大地促進(jìn)以電磁技術(shù)為依托的磁懸浮列車的發(fā)展，目前，磁懸浮列車在全世界范圍內(nèi)已經(jīng)進(jìn)入推廣應(yīng)用階段，并有可能在未來繼續(xù)提速。
就節(jié)能減排而言，中國大量推廣電動自行車的使用，使得私家車、摩托車的使用大大減少。這意味著為國家節(jié)省了更多的石油資源，并減少了大氣污染。
四、 如何利用電氣工程相關(guān)新技術(shù)來治理大氣污染以及高效利用能源
APEC會議期間，北京天空出現(xiàn)了短暫的“藍(lán)天”，這被主席稱為“APEC藍(lán)”，并希望這一情景能永遠(yuǎn)留在北京上空。但沒過幾天，北京又陷入了霧霾的世界。大氣污染問題已經(jīng)擺在政府的面前，如何解決它關(guān)系到每個人的利益。
對于我們而言，利用電氣工程相關(guān)新技術(shù)來治理大氣污染是一項(xiàng)非常可行的途徑。我們都知道，大氣污染主要有兩個來源：一是汽車火車等以汽油、柴油、煤為動力的交通工具的大量使用；二是工廠加工廢氣的排放。
因?yàn)榻煌üぞ叩拇罅渴褂枚斐煽諝馕廴?，傳統(tǒng)做法是推廣使用以清潔能源為動力的交通工具，如自行車，電動自行車，電動汽車等。效果不能說沒有，但成效甚微。究其原因，主要是上述交通工具與汽車火車等傳統(tǒng)交通工具相比，其動力（即速度）以及續(xù)航方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
如果能夠利用電氣工程來相關(guān)新技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電動車電池的小型化以及大功率化便可以解決上述問題，實(shí)現(xiàn)電能的高效轉(zhuǎn)化也不失為一個可行的途徑。另外還可以考慮使用太陽能光伏發(fā)電微型化，以太陽能為直接能源，但其問題在于天氣影響因素太大。相信日后，隨著技術(shù)的發(fā)展，會有解決的那一天。
對于如何高效利用能源，其實(shí)生活中也已經(jīng)可以見到。如樓道的聲控開關(guān)、光控開關(guān)就可以減少不必要能源損耗，提高能源利用率。再比如工業(yè)生產(chǎn)中，利用電渦流效應(yīng)來加熱鋼鐵也實(shí)現(xiàn)了能源的高效利用。
電氣工程新技術(shù)的每一次發(fā)展都會在某一方面帶來技術(shù)革命，只要繼續(xù)在這方面前進(jìn)，最終就一定可以解決我們所面臨的難題。
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關(guān)鍵詞：電氣工程及其自動化；獨(dú)立學(xué)院；專業(yè)建設(shè)
中圖分類號：G650 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）08-0037-02
隨著廣東省電力工業(yè)的快速發(fā)展，對電氣工程及其自動化專業(yè)的人才需求增加，因此專業(yè)的建設(shè)與發(fā)展具有很好的前景。作為一所獨(dú)立院校，我院以服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展為出發(fā)點(diǎn)，為廣東經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展培養(yǎng)自動化專業(yè)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。同時，我們需要看到自我國高校實(shí)行擴(kuò)招以來，大學(xué)生數(shù)量大幅度增加，畢業(yè)生數(shù)也隨之增加，因此未來本專業(yè)大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)形勢也不容樂觀。在這種形式下，如何正確定位本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)格，把本專業(yè)建設(shè)成為具有自己鮮明特色的專業(yè)就需要我們思考與探索。本文在廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院的基礎(chǔ)上，主要針對獨(dú)立院校的電氣工程及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)模式進(jìn)行探討。
一、專業(yè)建設(shè)定位
電氣工程及其自動化專業(yè)是通用性強(qiáng)的“寬口徑大專業(yè)”，是由原電工類的電機(jī)電器及其控制、電力系統(tǒng)及其自動化、高電壓與絕緣技術(shù)、電氣技術(shù)等專業(yè)合并而成[1]。各高校根據(jù)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對本專業(yè)人才的需求，依據(jù)各自的實(shí)際情況、辦學(xué)條件，確定了彼此不同的、體現(xiàn)各校辦學(xué)特色的專業(yè)方向、人才培養(yǎng)的方案和模式[2]。獨(dú)立學(xué)院不同于重點(diǎn)高校與職業(yè)技術(shù)學(xué)院，他以培養(yǎng)介于研究型人才和具有某一職業(yè)技能人才之間的應(yīng)用型人才。他們既要有一定的理論做基礎(chǔ)，又要有一定的實(shí)際動手能力。因此我院電氣工程及其自動化專業(yè)以培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識面寬，具備自動控制理論、控制系統(tǒng)、信息處理、PLC和單片機(jī)控制技術(shù)、供配電及其自動化等方面的基本理論和專業(yè)知識，能在工業(yè)過程控制和電氣系統(tǒng)等領(lǐng)域從事系統(tǒng)分析、系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)、開發(fā)與設(shè)計(jì)、管理與決策等工作的應(yīng)用型工程技術(shù)人才
二、課程體系建設(shè)
電氣工程及其自動化專業(yè)具有多學(xué)科交叉、內(nèi)涵豐富、外延寬廣等鮮明的特點(diǎn)，作為電類本科專業(yè)來說培養(yǎng)的人才應(yīng)是寬口徑、高素質(zhì)的工程應(yīng)用型人才[3]。為此在專業(yè)的理論教學(xué)體系構(gòu)建中，按照“大平臺+小模塊”構(gòu)建知識體系。大平臺指公共基礎(chǔ)課平臺、專業(yè)基礎(chǔ)課平臺和專業(yè)必修課平臺，小模塊指按市場需求而靈活設(shè)置的專業(yè)方向課程群。
①公共基礎(chǔ)課平臺由公共基礎(chǔ)、相關(guān)知識、專業(yè)拓展等系列課程構(gòu)成，意在培養(yǎng)學(xué)生的基本素質(zhì)，為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)，全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)和多角度的科學(xué)思維方法。②專業(yè)基礎(chǔ)主要由數(shù)學(xué)、電路、數(shù)電、自動控制理論、電氣控制技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)課程構(gòu)成，教授學(xué)生專業(yè)相關(guān)基本知識，同時考慮將來專業(yè)口徑的拓寬，為后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。③專業(yè)必修課平臺主要由電力系統(tǒng)分析、繼電保護(hù)原理、發(fā)電廠電氣部分、工廠供配電、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化、電力電子技術(shù)等專業(yè)課、限選課、任選課等組成。使學(xué)生掌握專業(yè)系統(tǒng)知識，著重培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。④結(jié)合我院現(xiàn)有資源及市場需求情況分析，專業(yè)方向課程群設(shè)置了兩個專業(yè)方向，一是電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)方向，主要課程有電力設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)、電力系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)、電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、變電站設(shè)計(jì)與運(yùn)行等，注重培養(yǎng)電力系統(tǒng)、電氣裝備領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)運(yùn)行、研制開發(fā)、試驗(yàn)分析、工程建設(shè)與管理的高級工程應(yīng)用型人才。二是電氣控制方向，主要課程有單片機(jī)原理及應(yīng)用、PLC原理及應(yīng)用、DSP原理及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等，培養(yǎng)掌握電機(jī)及電氣控制、自控原理及系統(tǒng)、微機(jī)控制、掌握現(xiàn)代控制技術(shù)等理論知識，以及具有全面的電氣自動化應(yīng)用實(shí)務(wù)能力的應(yīng)用型人才。
三、實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)
應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式主要是以能力為中心，以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型專門人才為目標(biāo)[4]。我院的實(shí)踐教學(xué)體系以工程實(shí)踐為主，通過理論聯(lián)系際，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決實(shí)際問題的能力。在實(shí)踐教學(xué)中針對應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，遵循技能與能力訓(xùn)練培養(yǎng)的教學(xué)規(guī)律，按照系統(tǒng)性、層次性和循序漸進(jìn)的教學(xué)原則，將實(shí)踐教學(xué)體系劃為以下三種層次：
①基本技能層：包含各基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行基本技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。②專業(yè)技能與工程實(shí)踐層：包含專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)、工程實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、進(jìn)行專業(yè)相關(guān)的技能和工程實(shí)踐能力的訓(xùn)練。③綜合應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)層：包含畢業(yè)設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)訓(xùn)，認(rèn)識實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、科技創(chuàng)新等進(jìn)行綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。
這種層次漸進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)體系形成了由單一到綜合，按照先基礎(chǔ)、后綜合、再創(chuàng)新的思路，循序漸進(jìn)地安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃。目前我院電氣工程及其自動化專業(yè)建立了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)基地等校內(nèi)外實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)基地，專業(yè)實(shí)踐的教學(xué)條件已有較好的基礎(chǔ)，給學(xué)生提供了更先進(jìn)的實(shí)踐硬件條件和環(huán)境。
四、突出特色
①完善校內(nèi)實(shí)訓(xùn)中心，發(fā)展校外實(shí)訓(xùn)基地。要培養(yǎng)高素質(zhì)的高級工程應(yīng)用型人才，除了完善的理論教學(xué)外，還必須有較好的實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)環(huán)境，以提高學(xué)生的實(shí)踐能力[1]。通過資源整合、學(xué)校投入，已經(jīng)完成電工電子等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、電力系統(tǒng)綜合自動化等專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。這些實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備在質(zhì)量和數(shù)量上都能夠滿足實(shí)踐教學(xué)的需要，并具有開放性、功能先進(jìn)性，允許學(xué)生在此從事科技實(shí)驗(yàn)、技術(shù)革新等創(chuàng)造性活動。學(xué)生可以根據(jù)自身特長和興趣到實(shí)訓(xùn)中心進(jìn)行操作和技能訓(xùn)練，應(yīng)用型人才的培養(yǎng)是建立在大量實(shí)踐的基礎(chǔ)上的，在學(xué)校外的職業(yè)環(huán)境中進(jìn)行實(shí)習(xí)是形成優(yōu)秀職業(yè)能力的重要環(huán)節(jié)[3]。我校鼓勵學(xué)生走向社會，培養(yǎng)適應(yīng)社會的能力。根據(jù)課程設(shè)置和培養(yǎng)方案，每年都會有學(xué)生到校外進(jìn)行認(rèn)識實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)，讓學(xué)生較早地接觸工程實(shí)踐環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識分析解決實(shí)際工程問題的理念，提高學(xué)生的工程意識和工程能力，為學(xué)生走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。同時，我們積極建立自己的校外實(shí)習(xí)基地，已經(jīng)與廣東民建實(shí)業(yè)有限公司等十多個企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)合作，走“產(chǎn)學(xué)研”的人才培養(yǎng)模式。②積極開辟第二課堂，開展課外學(xué)術(shù)科技活動。學(xué)生參加學(xué)科競賽和科技文化活動有利于學(xué)生運(yùn)用理論知識和實(shí)踐能力解決實(shí)際問題。我院有計(jì)劃地引導(dǎo)、鼓勵、組織學(xué)生參加各種課外科技文化活動，成立了專門的專業(yè)興趣小組、專業(yè)特色作品設(shè)計(jì)大賽等課外科技活動委員會，積極引導(dǎo)學(xué)生參與其中；鼓勵學(xué)生參加各種校外學(xué)科比賽，以擴(kuò)大視野、啟發(fā)科學(xué)思維，他們可以參加數(shù)學(xué)建模比賽、智能汽車大賽、電子設(shè)計(jì)大賽等。在理論與實(shí)際相結(jié)合的各種學(xué)術(shù)活動中，增長學(xué)生的見識，讓學(xué)生充分施展自己的才華和興趣，提高實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)。開展課外學(xué)術(shù)科技活動以來，先后有9人次在全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)比賽中獲獎。
五、總結(jié)
作為一所獨(dú)立院校，我們始終以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)。我們將根據(jù)學(xué)科發(fā)展的要求，結(jié)合獨(dú)立學(xué)院的辦學(xué)特色，不斷地探索研究，相信通過我們的不懈努力，一定能將我院的電氣工程及其自動化專業(yè)辦成獨(dú)具特色的專業(yè)，培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新能力、受社會歡迎的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出更大的貢獻(xiàn)。
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基于智能小車廣泛的應(yīng)用前景，本文研制了一款基于多傳感器融合的直立智能小車。該直立智能小車以K60處理器為核心，配置線性CCD攝像頭、陀螺儀和加速度模塊，通過傳感器協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)對整輛車的控制，使小車具有直立行走、循跡等功能。通過實(shí)驗(yàn)測試，所研制的小車達(dá)到了能夠在不在認(rèn)為的輔助下自動直立靜止或是沿著黑色的賽道循跡前進(jìn)的性能。
【關(guān)鍵詞】多傳感器 K60 直立行走 循跡 PID算法
本文研制的小車集成了許多傳感器模塊，包括：陀螺儀模塊、加速度模塊、線性CCD、以及測速模塊等。通過這些模塊采集到的數(shù)據(jù)對小車當(dāng)前直立的角度、速度、還有前方道路情況進(jìn)行分析。再通過K60對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后對小車的直立、前進(jìn)速度、拐彎等做出相應(yīng)的控制，使小車實(shí)現(xiàn)直立行走的功能。
1 小車硬件設(shè)計(jì)
1.1 總體設(shè)計(jì)思路
總體設(shè)計(jì)如圖1所示。通過姿態(tài)傳感器陀螺儀ENC-03和加速度MMA7361的互補(bǔ)濾波得出保持小車直立的速度、線性CCD對道路進(jìn)行預(yù)判、編碼器采集小車速度進(jìn)行速度閉環(huán)控制。通過CAD把各個模塊集成到同一塊系統(tǒng)板上。再由K60通過PID算法、PWM控制、互補(bǔ)濾波等算法對小車進(jìn)行精確控制，使小車可以直立循跡行走。將這四類傳感器的信息融合。融合后由 K60芯片做出反應(yīng)，將信號傳給電動機(jī)，使小車直立行走。
1.2 CCD攝像頭部分
線性CCD攝像頭主要功能是采集賽道的信息，采集到的是電平量，其中黑線為低電平，空白部分為高電平，通過對比低電平偏離正常位置的量確定需要前進(jìn)的反向。此外，攝像頭架立在小車的上方，加上廣角鏡頭可以看到跟前方的跑道，以便提前預(yù)判是否需要拐彎，避免拐彎時因?yàn)閬聿患皽p速而沖出跑道。
1.3 K60芯片
隨著智能控制的發(fā)展，32位的微處理器正在成為主流，K60配備2路12位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC，最高可超頻到200M，為多個傳感器的融合使用、大量的采集數(shù)據(jù)分析，減少指令循環(huán)周期，提高控制效果和精確度奠定了基礎(chǔ)。
1.4 陀螺儀和加速度
陀螺儀的原理是指：在不受外力的情況下旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)軸會指向一定的方向，人們利用轉(zhuǎn)軸的的偏離程度來確定物體偏離某確定方向的程度，并且將偏移量轉(zhuǎn)化成電信號輸出。因此我們可以用陀螺儀來測量小車的偏移角度。加速度傳感器可以測量小車偏離平衡位置的加速度，并且將加速度轉(zhuǎn)化為電信號的模擬量。將測量到的偏移角度和偏移角加速度利用互補(bǔ)濾波得出小車保持直立的狀態(tài)。在硬件搭建是要注意加速度模和陀螺儀模塊要保持嚴(yán)格的水平和垂直，以免采集的數(shù)據(jù)誤差大。
1.5 編碼器
將編碼器的齒輪與小車電機(jī)的齒輪咬合，利用測量編碼器的轉(zhuǎn)速間接測量小車電機(jī)轉(zhuǎn)速。編碼器利用對光脈沖個數(shù)的統(tǒng)計(jì)來確認(rèn)自身的速度，通過計(jì)算最終得出小車速度并作為反饋量輸入。使用157線的編碼器，每隔50m進(jìn)行一次速度控制，統(tǒng)計(jì)到的脈沖數(shù)為N，則實(shí)際速度=N*1000/50/157轉(zhuǎn)/秒，將實(shí)際得到的速度作為反饋量用于PID控制，從而做到對車模的速度進(jìn)行控制。
2 小車軟件設(shè)計(jì)
2.1 程序設(shè)計(jì)框圖
小車的速度由直立平衡的互補(bǔ)濾波、決定方向PD控制、決定速度的PI控制，三個量疊加后得出輸出的速度量。最終通過PWM控制算法控制電機(jī)。軟件框圖如圖2所示。
2.2 小車直立的控制
小車直立控制是使小車保持直立，它通過對陀螺儀和加速度采集到的傾斜角度和角加速度進(jìn)行互補(bǔ)濾波實(shí)現(xiàn)。程序框圖如圖3：
2.3 小車速度控制
小車速度控制通過PI算法實(shí)現(xiàn)，使速度保持為設(shè)定值。程序如圖4。
2.4 小車方向控制
小車方向控制是通過分析線性CCD 模塊采集到的數(shù)據(jù)得出的賽道信息，從而進(jìn)行拐彎或直走。程序如圖5所示。
2.5 小車PWM控制
將得到的直立速度，方向信號，速度信號進(jìn)行疊加得到最終速度輸出量，最終通過PWM控制來控制電機(jī)。程序如圖6。
3 測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.1 方向控制調(diào)試
經(jīng)過反復(fù)的參數(shù)整定，最終小車實(shí)現(xiàn)直立循跡的功能，其在行走過程中的數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙發(fā)送到上位機(jī)。如圖7所示為方向控制的測試結(jié)果：
如圖7所示：線①代表方向控制加在左輪上的速度量。線②代表方向控制加在右輪上的速度。區(qū)域③是小車經(jīng)過虛線時波形波動比較大。區(qū)域④是指方向控制加在左右輪的速度為零也就是直走。區(qū)域⑤指的是方向控制加在左輪的速度為正值，加在右輪的速度為負(fù)值，代表著小車右拐。區(qū)域⑥表示加在右輪速度為正值，左輪無速度，表示左轉(zhuǎn)彎。
3.2 小車直立測試
在對陀螺儀和加速度進(jìn)行互補(bǔ)濾波后雖然波形相對比較平滑，但是會出現(xiàn)過沖，影響小車直立的穩(wěn)定性，因此要對波形進(jìn)行擬合。
3.3 小車的調(diào)試
在多次反復(fù)的修改數(shù)據(jù)和測試中不斷地對小車的控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，最終使小車順利完成任務(wù)。小車調(diào)試的部分參數(shù)結(jié)果如圖9：
3.4 總結(jié)
經(jīng)過多方的調(diào)試和對硬件和軟件的優(yōu)化，最終小車成功地在跑道上循跡且穩(wěn)定直立行走，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。
4 結(jié)束語
本小車是基于多傳感器融合的直立智能小車，意在通過各種簡單的傳感器和算法的有機(jī)結(jié)合，通過各種數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換，最終用來控制小車，使小車具有直立行走、循跡的功能。本小車結(jié)構(gòu)簡單，使用PID算法，清晰靈活，但是仿人化程度還不夠高，以后著重研究使其賦予更多人的行為，而不僅僅局限在直立上。加以推廣和深入研究后，可以小車在很多領(lǐng)域代替人實(shí)現(xiàn)各種任務(wù)。因此，對直立小車的更深入研究意義重大。
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作者簡介
陳昕儒（1993-），男，福州大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院本科在讀學(xué)生，專業(yè)為電氣工程與自動化。
陳鵬（1992-），男，福州大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院本科在讀學(xué)生，專業(yè)為電氣工程與自動化。
劉志栓（1993-），男，福州大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院本科在讀學(xué)生，專業(yè)為電氣工程與自動化。
李玉榕（1973-），女，博士?，F(xiàn)為福州大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院教授，研究方向?yàn)榭刂葡到y(tǒng)分析與設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：電氣工程設(shè)計(jì)；問題；解決對策
社會的發(fā)展讓電氣工程的概念和應(yīng)用深入人心，更在社會和生產(chǎn)中發(fā)揮著不可或缺的作用。同時這種重要性也體現(xiàn)在電氣工程所帶來的巨大責(zé)任，尤其是在安全性上的責(zé)任。這也對電氣工程的科學(xué)性、合理性和細(xì)致性等加重了要求，而這種要求不僅僅是體現(xiàn)在后期的電氣工程安裝施工的質(zhì)量保障中，更是對前期設(shè)計(jì)過程的高度重視。因?yàn)橹挥型陚浜侠淼幕驹O(shè)計(jì)，才能在后續(xù)的工程施工之中符合細(xì)致而準(zhǔn)確的要求，體現(xiàn)出電氣工程的安全保障。就我國現(xiàn)階段的電氣工程設(shè)計(jì)情況看，其中存在的問題多種多樣，需要工程設(shè)計(jì)者們在設(shè)計(jì)中更加仔細(xì)認(rèn)真，對標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行，把握好電氣工程設(shè)計(jì)中的各個重點(diǎn)，落實(shí)相關(guān)要求。對問題有更科學(xué)的處理，提高設(shè)計(jì)水平，保障安全質(zhì)量，使電氣工程的效用得到更高水平的發(fā)揮。
一、電氣工程設(shè)計(jì)中存在的主要問題
工業(yè)革命給人類生產(chǎn)帶來了巨大的推動了，也讓人民的工作和生活習(xí)性有了很大的變化，尤其是電氣技術(shù)的應(yīng)用。在現(xiàn)代建筑電氣使用現(xiàn)狀的調(diào)研中，不少問卷都反映我國的電氣工程設(shè)計(jì)中往往會出現(xiàn)一些問題，對建筑電氣系統(tǒng)使用的安全性及便捷性造成了一定的影響。
（一）設(shè)計(jì)不細(xì)致
盡管我國的科技有了很大程度的發(fā)展，但對于民用科技應(yīng)用還處在一個比較初級的階段。例如我國的電氣工程設(shè)計(jì)，總會存在設(shè)計(jì)淺顯和粗糙的問題，加上不少的設(shè)計(jì)沒有嚴(yán)格按照國家標(biāo)執(zhí)行，不但造成設(shè)計(jì)方案難以在實(shí)際應(yīng)用被完整實(shí)施，更導(dǎo)致了電氣工程的質(zhì)量難以保證。正是因?yàn)闆]有在設(shè)計(jì)階段經(jīng)過細(xì)致的思考，很多實(shí)際問題沒有得到解決，導(dǎo)致現(xiàn)場施工存在巨大的困難，往往會造成施工和設(shè)計(jì)兩者之間無法實(shí)現(xiàn)匹配，從整體上降低了電氣工程功能性的實(shí)現(xiàn)。
電氣工程設(shè)計(jì)的細(xì)致性缺陷還表現(xiàn)在設(shè)計(jì)過程沒有依照國家標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)存在使用問題和常識性錯誤，限制了我國電氣工程設(shè)計(jì)的高度，影響了整個電氣項(xiàng)目的開發(fā)水平和應(yīng)用效果。
（二）設(shè)計(jì)不標(biāo)準(zhǔn)
我國電氣工程設(shè)計(jì)問題可能由于很多原因，大致上體現(xiàn)在設(shè)計(jì)合理性和設(shè)計(jì)施工的規(guī)范性問題上。往往是由于開發(fā)商為了自身的利益而控制成本，常常會不按照國家的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行施工，設(shè)計(jì)圖紙也往往會置這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范于不顧。首先是在電氣保護(hù)裝置的接地問題和電位連接問題上沒有按照相應(yīng)的科學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行。其次是電氣設(shè)備的電路回流沒有進(jìn)行相應(yīng)的電流保護(hù)裝置，出現(xiàn)問題往往造成運(yùn)行困難。還有就是電氣設(shè)備和電纜沒有達(dá)到合格的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這三類問題大致上是因?yàn)殚_發(fā)商因自身利益而將設(shè)計(jì)未按國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行造成的，埋下了相當(dāng)大的安全隱患，甚至可能給人們的生命財(cái)產(chǎn)造成不可估量的損失。
（三）配電線盒和接線盒安裝設(shè)計(jì)存在問題
這類問題是常見的電氣工程設(shè)計(jì)安裝問題。正是由于人為的因素，使得配電盒與接線盒沒有按照相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)致配電箱安裝沒有達(dá)到相應(yīng)的合格標(biāo)準(zhǔn)，接線盒實(shí)際安裝位置也與設(shè)計(jì)存在一定的偏移。正是因?yàn)檫@一系列的不準(zhǔn)確和差異，導(dǎo)致最終的混凝土澆筑過程無法正常進(jìn)行，因?yàn)橐坏┌凑赵O(shè)計(jì)進(jìn)行就會導(dǎo)致這類設(shè)備出現(xiàn)受損，后續(xù)工程施工無法按時進(jìn)行，影響整個工程的施工情況。還有些問題也需要注意，因?yàn)榛炷翝仓鶗M(jìn)行混凝土的夯實(shí)過程，其是利用振搗棒進(jìn)行的，而這類操作往往讓配電盒與接線盒出現(xiàn)一定程度的位移，這也會是電氣設(shè)備安裝不符合標(biāo)準(zhǔn)的原因之一。
二、電氣工程設(shè)計(jì)問題的解決對策
（一）保證設(shè)計(jì)的細(xì)致性
電氣工程是應(yīng)用于居民生活的長期性工程，其細(xì)致性往往需要經(jīng)過長時間的運(yùn)營進(jìn)行考驗(yàn)，一旦出現(xiàn)問題往往會給居民的生命財(cái)產(chǎn)造成直接影響，這對電氣工程的細(xì)致性設(shè)計(jì)提出了較高要求。因此，電氣設(shè)備所運(yùn)用的型號、材料和規(guī)格都需要進(jìn)行一一核查，保障設(shè)計(jì)和生活需求一致，保障施工設(shè)備性和設(shè)計(jì)方案一致，保障始終如一。為了減少不必要的施工難度，應(yīng)當(dāng)盡量在設(shè)計(jì)過程中就對相應(yīng)的設(shè)備型號和材料進(jìn)行標(biāo)注。設(shè)計(jì)圖紙必須進(jìn)行聯(lián)合審核，并在審核過程中對發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行嚴(yán)格處理，尤其不合規(guī)范、不合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，以及在施工過程中不合設(shè)計(jì)的情況，都應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行反饋，并按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格的返修。這個問題尤其需要對設(shè)計(jì)師的方案進(jìn)行嚴(yán)格要求，并在審核過程進(jìn)行仔細(xì)的審核，保證整個工程施工在設(shè)計(jì)上的可操作性，將設(shè)計(jì)做的更加詳細(xì)、完善，全面保證工程設(shè)計(jì)的完整性和設(shè)計(jì)工藝水平。
（二）使用標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方案
現(xiàn)階段，大多數(shù)的設(shè)計(jì)不合理都是因?yàn)樵O(shè)計(jì)圖紙的誤差和錯誤等都因?yàn)闆]有按照國家對電氣設(shè)計(jì)所制定的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是部分建筑企業(yè)為了在施工階段和設(shè)計(jì)方案中降低成本，會利用很多機(jī)會逃脫規(guī)則的制約，從而影響整個設(shè)計(jì)階段，不能夠完全按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，解決電氣設(shè)計(jì)過程中存在的問題，還應(yīng)該進(jìn)一步完善當(dāng)前的電氣工程設(shè)計(jì)規(guī)范和制度，為設(shè)計(jì)工作奠定基礎(chǔ)。電氣工程設(shè)計(jì)前期，必須對相關(guān)設(shè)備材料進(jìn)行調(diào)查和確認(rèn)，確保其各項(xiàng)規(guī)格型號以及相關(guān)參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)，然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保電氣工程質(zhì)量得到有效控制。另外圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與方案設(shè)計(jì)都要按照國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，保證電氣工程施工順利進(jìn)行。
（三）配電線和接線盒安裝設(shè)計(jì)問題的解決方法
針對以上關(guān)于配電箱與接線盒安裝存在的問題，應(yīng)該采取必要的應(yīng)對和解決措施，一是要求設(shè)計(jì)師及時做好技術(shù)的交底工作，讓各部門的施工和組織人員可以明確清楚自身的職責(zé)，對配電箱與接線盒的安裝和操作可以順利進(jìn)行。另一方面是需要在設(shè)計(jì)階段對設(shè)置配電箱與接線盒的安裝位置進(jìn)行完備與合理的設(shè)計(jì)，并在復(fù)查階段聯(lián)合其他設(shè)計(jì)人員進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)證和分析，實(shí)現(xiàn)安裝位置的最優(yōu)化。如果發(fā)現(xiàn)其中存在設(shè)計(jì)問題，也應(yīng)該及時上報，以期正確處理。
結(jié)束語：
電氣工程在現(xiàn)代社會的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，其重要性也在不斷的提高，質(zhì)量問題更是受到社會各界人士的關(guān)注，要求電氣工程設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理。因此，這也是對電氣工程的設(shè)計(jì)和施工難度提出了更高的要求，尤其是對設(shè)計(jì)階段的高要求，需要對工程整體進(jìn)行更加全面的勘察和分析。就我國目前的電氣工程設(shè)計(jì)現(xiàn)狀看，在設(shè)計(jì)的細(xì)致性和標(biāo)準(zhǔn)性上并沒有達(dá)到標(biāo)注，其同時還有配電箱和穿線管的設(shè)計(jì)都存在明顯的不足。這些問題也正是相關(guān)的設(shè)計(jì)人員需要在往后的工作不斷改進(jìn)的重要方面。這需要設(shè)計(jì)人員及時根據(jù)實(shí)際情況在設(shè)計(jì)工作加強(qiáng)問題的改進(jìn)和處理，需要設(shè)計(jì)人員和施工方在現(xiàn)場進(jìn)行更深層次的分析和研究，為電氣工程的質(zhì)量提供更加完備的保障。
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