电器工程及自动化论文精选(九篇)

第1篇：电器工程及自动化论文范文

关键词：人工智能；电气工程；自动化

Abstract: Electrical automation control is to enhance the production, circulation, exchange, distribution and other key ring, realize the automation, is equal to the reduction of human capital investment, and improve the operational efficiency. With the development of information technology, many new methods and technology into engineering, product of stage, the automatic control of the new challenges, promote the theory of intelligent control technology application in the control of complex system, to solve with traditional methods can not solve the problem.

Key words: artificial intelligence; electrical engineering; automation

中图分类号：V242 文献标识码： 文章编号

引言：社会的进步和人类的长寿要求生产力更加发达,要求人类的经济生活更加智能化,以节省宝贵的人类时间去做其它有益的事情。电气自动化控制领域的革新需要人工智能的大力支持,而人工智能在自动化控制方面的优势在这个领域也确实能够得到极大的发挥。促进自动化控制的发展进步,促进了智能理论在控制技术中的应用,以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。人工智能主要包括思维能力、行为能力和感知能力三个方面。人工智能指的是人类制作的机器所表达出来的智能,体现了自动化的特征。因此智能化技术在电气工程自动化控制中可以发挥最大的效用,促进电气的优化设计、诊断故障和智能控制等。

一、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作出反应的智能机器 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。自从1956年“人工智能 一词在Dartmouth学会上提出以后，人工智能研究飞速发展，成为以计算机为主．涉及信息论．控制论， 自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学的一门学科。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才能完成的复杂的工作。

当今社会，计算机技术已经渗透到生产生活的方方面面，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。

二、智能化技术应用优势

在电气自动化控制中应用到智能化技术，主要是以智能化控制器的形式，这种智能化控制器较过去的控制器相比的确具有不少优势，下面我们就对其进行详细的分析。

1.无需控制模型

过去的控制器在进行自动化控制时，往往会因为控制对象的动态方程比较复杂而无法精确到位地掌握，这会使得该对象模型的设计过程中会出现较多不可预估、不可测量的客观因素，比如一些参数的变化。无法掌握这些因素，也就不能设计出精准的模型，自动化控制工作的实际效率也会下降。而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。

2.方便调整控制

智能化控制器还有另一个大好处，就是可以随时根据下降时间、响应时间以及鲁棒性的变化来调节控制程度，从而有效提高自身工作性能，为自动化控制提供最基础的保障。无论是在什么样的情况下，智能化控制器的调节控制与过去的控制器相比具有更方便调节的优势，更适合投入实际使用。还有一点好处，就是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。

3.一致性很强

智能化控制器的一致性很强，这表现在它对不同数据的处理上，及时输入完全陌生的数据也可以收到很高的估计，完美达到自动化控制的相关要求。不同的控制对象的效果也是不同的，虽然在对有些控制对象实施控制时智能化控制器暂时没有采取行动，其控制效果也是非常优秀的，但这并不是绝对的，可能在换了控制对象的时候就无法收到预期的效果了。所以我们技术人员在设计阶段还是不能松懈，要认真落实具体化原则，即在面对不同的对象时一定要根据其具体情况详细分析，不能因为马虎就降低了控制要求。一旦出现智能化控制器使用效果不佳的情况，不能盲目否定智能化技术，一定要从每个工程环节详细排查、认真分析，因为上述人为因素会给自动化控制结果带来很大的误差，影响试验的准确性。

三、人工智能技术的应用

随着人工智能技术的发展，许多高等院校及科研机构就人工智能在电气设备的应用方面展开了研究工作，如将人工智能用于电气产品优化设计，故障预测及诊断、控制与保护等领域。

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. 故障诊断

电气设备的故障与其征兆之间的关系错综复杂，具有不确定性及非线性．用人工智能方法恰好能发挥其优势。已用于电气设备故障诊断的人工智能技术有：模糊逻辑、专家系统、神经网络。

变压器由于在电力系统中的特殊地位而备受关注，有关方面的研究论文较多。目前对变压器进行故障诊断最常用的方法是对变压器油中分解的气体进行分析．从而判断变压器的故障程度。人工智能故障诊断技术在发电机及电动机方面的研究工作也较为活跃。

3. 智能控制

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。由于模糊控制是其中最为简单、最具实际意义的方法，因而它的应用实例最多。

四、结束语

综上所述，本文主要介绍了智能化技术在电气工程自动化控制中的应用情况。只有加强电气工程的智能化程度，才是最终保证行业持续稳定发展的根本手段。

参考文献：

第2篇：电器工程及自动化论文范文

关键词：电力电子；教学改革；应用人才培养；工程能力

作者简介：茅靖峰（1976-），男，浙江宁波人，南通大学电气工程学院，副教授；顾菊平（1971-），女，江苏南通人，南通大学电气工程学院，教授。（江苏　南通　226019）

基金项目：本文系江苏省高校“青蓝工程”基金项目、南通大学教学研究基金项目（项目编号：2011B50、2010B10）的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）33-0032-02

近20年来，电力电子技术受计算机技术、控制技术与材料科学等关键技术的推动，得到了快速发展，其工程应用领域得到了迅猛扩张。由现代电力电子技术支撑的新型产业和对传统行业的技术改造，如新能源、绿色交通、智能电网、先进伺服驱动、极端环境探索、节能减排等，都取得了巨大的技术经济效益与社会效益，展现出了良好应用前景。[1，2]

为了适应电气信息类工程应用学科的发展，保持教学内容的新颖性，跟踪电力电子技术的最新热点，自2006年以来，南通大学电气工程学院开设了“现代电力电子技术”课程，在传统“电力电子技术”课程学习的基础上，结合地方经济发展特色和技术需求，讲授现代电力电子技术高级原理、新器件与新型工程应用，以此提高学生理论联系实际的工作能力，培养市场应用型人才。本文从该课程的教学目标、教学内容、实践教学和网络教学等方面，介绍了课程教研组对这门课程的教学改革和实践情况。

一、传统教学存在的问题分析

1.装置与系统级的概念不突出

传统的“电力电子技术”课程教学，侧重于器件级的理论分析，强调基于电力电子器件的电路拓扑解算，即以电力电子器件为核心，在器件基本结构、原理和特性学习的基础上，针对典型电力电子拓扑原理电路，从电力电子器件的通和断两个状态入手，对电力电子电路换流的物理过程、波形特性、电参数之间的数量关系进行分析和计算。

该教学结构的优点是概念清楚、体系完备、机理分析透彻，但也存在诸多弊端。例如，学生将电力电子学过多地关注在了电力电子器件上，弱化了从装置级和系统级的角度对电力电子电路进行理解和认知；割裂了电力电子功率电路与基于反馈原理的数模电控制电路、自动控制原理、工程实际应用电路之间的关系；大篇幅的基于晶闸管器件的理论分析和计算，降低了学生学习的兴趣；单一和过少的工程应用实例，减少了学生对课程实用性的认同感等等。

2.实践教学环节薄弱

电力电子技术作为工程技术需要有一定量的实验和实践环节才能保障学习效果。但在传统的“电力电子技术”课程实验项目中，基础性和简单验证性实验较多，不能很好地与当前的工程实际应用相联系，致使许多新技术、新方法无法通过实验来直观的体验。

而且电力电子实验设备的常用形式为基于挂件结构的实验台和实验箱，基本上与实验内容相关的重要元器件、电路和系统都被封闭于内。实验过程中，学生们无法看到功率元器件、配件及电子仪表的外观和关键连线。学生依照原理图机械地连接主电路、记录实验数据和波形，即使不了解电路的工作原理，也能较顺利地完成实验。因此，无法发挥学生的主观能动性，没有探索学习的动力，锻炼创新思维和动手能力的教学内容和平台也不足。

二、课程教学改革措施

1.以服务地方经济发展为导向，确立教改思路和目标

作为地方综合性高校，南通大学的电气工程及其自动化专业的定位是培养应用型工程技术人才，为区域经济发展提供智力支撑和人才支持。因此，本课程作为电气工程及其自动化专业的主干专业课程之一，其教学目标的确立需结合本区域的产业分布与发展特点，同时又紧紧围绕本专业的学科方向。

形成了以帮助学生从装置和系统角度理解和掌握电力电子技术，培养理论与实践能力兼具的创新型电力电子应用技术人才为目的，以新能源、运动控制、电源技术、柔流输配电等应用领域为背景，以讲授电力电子技术在实际工程应用中所需要处理的相关问题为主要内容的课程教学思路和培养目标。

2.整合教学内容，突出应用能力培养

根据培养目标，在学院学科特色和现有教学资源的基础上，对课程体系和内容进行了合理调整。舍弃了传统的以大篇幅晶闸管半控器件分析为主线的教学内容体系，建立了“以基于全控器件的实际应用为主线，以电力电子主拓扑电路结合系统级的自动控制原理及其实现电路分析为主要技术内容，培养学生从整体的角度认识和设计电力电子电路的能力”的课程教学体系。

整合后的教学内容由三部分组成：功率器件、典型电路、应用及其系统。功率器件是基础，重点讲授开关全控器件及其驱动电路；典型电路是主体，重点讲授基于全控器件的直直、逆变和整流三种变换电路及其控制机理；应用及其系统是提升，重点讲授电力电子在新能源发电、运动控制、电源和柔流输配电技术中的应用原理及其典型系统设计案例。三者层次明晰，但学时又有所侧重。即前两部分作为前续“电力电子技术”课程内容的回顾与拓展，讲授学时占总理论学时的近一半，第三部分作为工程应用与系统提升的重要部分，需着重讲授，以逐次勾勒出一个电力电子技术及其工程应用的整体全貌。

在教学内容的组织与讲授中，凝炼理论教学的内容，在原理的讲授中注意培养学生面向工程的意识和思维，并及时动态地将教学团队获得的最新科研成果以及科研项目的最新进展融合到相关的课程内容中去，让学生接受到来自科研和工程研发第一线的新知识、新技术。

另外，针对基于电力电子技术应用的电气工程及其自动化专业发展的趋势和前沿内容，以及课程中被压缩掉或被取消的专业知识，设置为系列课外专题讲座，聘请对专题内容有深入研究和独特造诣的教师及企业的科技人员讲授，以开拓学生的知识面、培养学生理论联系实际的思维及能力。

3.加强课内实验环节教学，注重理论联系实际

课内实验是在课堂教学的基础上，巩固理论知识，培养动手能力和初步设计技能，增强解决问题和分析问题的能力的必要教学一环。为了突出课程的工程实用性，采取了优选验证性实验，增加了设计型和综合型实验项目的课内实验设置方法。

注重电路的工作机理分析与工程实际问题是验证性实验项目的选择标准。优选的该类实验项目包括：常用PWM控制器件及特性、不控整流的谐波与抑制、SPWM/SVPWM/方波PWM逆变策略的实现电路及特性等。

注重工程实用性是设计型和综合型实验项目的选择标准。我们要求学生们对该类型的实验项目遵循“理论设计计算—>计算机仿真验证—>硬件实验电路测试—>波形数据分析总结”的顺序开展路线，以强化学生对知识点的掌握和实验内容的理解，并促进学生形成理论联系实际的科学实验作风。

增设的实验项目包括：各型升/降压直直变换器设计、有源功率因数校正器设计、谐振软开关设计、三相高频PWM整流器设计，以及他们的复合系统设计等。

课内实验项目设置为必修和开放式的选修两类，以弥补实验授课学时不足的矛盾，同时采取“案例讲解法”、“实物演示法”等不同的教学方法，在实验课上认真讲解实验内容、步骤和注意事项，以激发学生兴趣，调动其积极性。

此外，应改革课内实验成绩的评定方式，突出对实验过程的考核，鼓励探索性的设计型实验。具体措施包括增加课内实验在课程总成绩中的权重，增加实验预习报告、实验操作测评、实验过程问辩三方面的成绩考核项等，通过确立科学合理的考核方法，调动学生自主学习的积极性，形成务实的学习风气。

4.优化课程设计环节，培养工程设计能力

课程设计是对学生工程设计和应用能力、创新意识和创新精神培养的重要环节，其课时安排在全部理论课程讲授完毕后进行。

该实践环节依托于以现代电力电子技术与运动控制实验室为主体，以工程训练中心、控制电机、虚拟仪器、风力发电动模实验室等其他专业实验室为辅助的课程设计开放式创新训练实验平台。[3，4]课程设计内容以学生熟悉并感兴趣的热点工程为背景，从南通大学电气工程学院专业与学科特色以及科研项目中，提炼出其中典型的技术问题，设计出合理的课程设计项目。可选的背景包括：风力发电、光伏发电、精密电机伺服驱动、电力无功与谐波控制、磁悬浮控制、特种电源等。其中的典型技术问题包括：整流、正弦逆变、直直变换、Delta逆变、闭环自动控制、检测技术等。

针对少部分优秀学生采用“导师制”的课程设计教学方法，通过细致的指导，紧密的设计过程跟踪，来进一步提高课程设计质量，并促进这部分学生研究性论文、专利、小制作等方面成果的形成。

针对大部分学生采用“项目驱动教学法”的课程设计教学方法。学生以小组为单位，在选题库中自由选题，利用书刊、网络查找相关资料，自主形成完成项目的各种设计思路，以培养学生独立思考问题、解决问题的能力。

通过课程设计的锻炼，使学生将书本上的理论知识和实践经验真正融入了自己的知识链，提高了其综合能力以及自主创新和团队协作能力。

5.注重网络教学资源建设，提高自主性学习能力

网络教学是弥补课堂教学学时局限，开拓课程学习的知识面，引导学生开展自主性学习，提高人才培养质量的重要途径。课程组以校Blackboard网络教学平台为基础，通过长期投入、持续积累、动态跟踪的建设方式，建立了课程的网络辅助教学平台。

网站的教学材料提供了与课程相关的丰富的资源，内容包括教学资源库（课程教学大纲、多媒体课件、实验指导书、数值仿真实验例程、实验设备操作视频等文件）、参考资源库（经典学术论文、典型芯片和模块的使用手册、常用仿真软件说明、典型应用设计案例、产业趋势和研究热点等信息）、复习思考题库等版面区。

此外，课程组充分利用Blackboard网络平台的交互功能，完成诸如教学信息、在线电子试卷测试、远程答疑和讨论等教学工作，提高了教学的效率和效果。

三、结语

通过上述教学改革措施，同学们在课程学习的主动性、系统级的分析设计能力、实践动手能力以及理论联系实际的工程应用能力等方面均得到了提高，培养的学生在近年来的挑战杯、机器人和电子设计大赛等学科竞赛中均取得了良好成绩。

显然，基于应用型人才培养的课程改革是一项持续而动态的工作，课程教学中需依据卓越工程师教育培养思想，以实现人才培养需求与区域经济社会发展需求的无缝对接为导向，明确树立学生的主体观，合理安排理论和实践教学内容，运用合理的教学方法和手段以及科学的评价体系，以切实提高教学效果和人才培养质量。

参考文献：

[1]陈坚，康勇.电力电子学：电力电子变换和控制技术[M].第三版.北京：高等教育出版社，2011.

[2]刘晋，牛印锁，文俊.国内外“电力电子技术”课程教学研究[J].中国电力教育，2012，（6）：64-65.

第3篇：电器工程及自动化论文范文

关键词：电子测量 教学方法 理论教学 实验教学

中图分类号：G642.4

文献标识码：A

DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2015.03.128

1 引言

现代科学技术的发展，如现代数学、物理学、微电子学、材料学等科学的发展为电子测量技术的发展创造了条件。电子测量技术的发展又为各行各业科学技术的发展提供了有利的工具，推动了现代科学技术的发展与进步。当今的各行各业都离不开电子测量技术和电子测量仪器，甚至在一些原先与“电”无关的专业，如化学、生物、医学、土木建筑等行业也都得到了充分的利用。各式各样的精密电子测量仪器在各种实验室里早已成为不可替代的基本工具和设备，因此电子测量技术的课程绝对不是可有可无的。当代大学生、研究生必须把电子测量技术和仪器作为一门基本功，认真学好。不论哪行哪业，在今后的工作中都将会大有益处、受益非浅。《电子测量技术》如此重要，如何更有效的展开本课程的教学工作，是一个值得我们深思的问题，本文笔者从理论教学和实践教学两个方面对《电子测量技术》课程的教学方法进行探索与实践。

2 理论教学

电子测量技术课程的内容主要包括电路参数测量、频谱分析、时域信号的测量、晶体管特性测量等电子测量的基本原理和测量误差分析，并包含了相关电子测量仪器的工作原理、性能指标、实际应用和相关仪器的最新成果等。与很多课程一样，该课程的理论内容非常枯燥，如果在教学过程中将理论内容和实验内容严重脱节，只是一味的介绍理论知识，将使得学生无法全面掌握电子测量的核心技术。若要出色的完成这门课程的教学是一项非常有挑战性的任务。理论教学工作作者是从教材选择、教师的自我提高、逆向思维教学法三个方面展开的。

2.1 教材的选择

一本好的教材不仅可以使教师易教，大大提高教学效果和教学质量，而且还可引导教学改革和教学思想的转变，而且可使学生易学，启发学生思维、引导学生创新。

笔者选用的教材是电子工业出版社出版的由桂林电子科技大学陈尚松等编写的《电子测量与仪器》，该书按高等学校电子信息科学与工程类专业的教学要求编写，教材中的内容与时俱进，技术上跟进更新。书中的内容是按发展历程讲解仪器原理，容易入门，叙述深入浅出，图文并茂，宜学宜懂，同时也包含了扩展或深入的内容可供教学和科研的不同需求选用；该书的具体内容做到了理论联系实际，既讲电子测量原理，又讲具体仪器应用，通过实例与仪器型号参数介绍，加深对仪器的认识和对国内外技术水平的了解。在内容上每章均附本章要点、小结和思考题与习题，便于学生预习、复习和总结。

2.2 教师的自我提高

在任何一门课程的教学过程中教师都具有主导作用，教师知识水平的提高可使教学质量得到有效地提高。我们知道电子技术的发展是非常迅速的，电子产品的发展速度呈摩尔定律所描述的规律，即集成电路的规模和微处理器的性能每18个月都会提高一倍，在这一速度的带动下各种电子测量仪器的生产厂家不断发展更新自己的产品。作为《电子测量技术》的教师，一方面应该时刻关注研制和生产电子测量仪器的商家的产品动态，要实时关注Aglient、Tektronix等这些大的电子仪器生产厂家的产品动态，定期查阅他们产品的资料，用来深化和扩展教学内容，将这些新内容、新知识在课堂上呈现给学生，丰富课堂内容激发学生的学习兴趣和热情，拓宽学生视野做到与时俱进；另一方面教师要主动进行电子测量方面的科学研究，促使教师对该方面的知识有更深入的理解，多参加学术交流会议，到科研水平较高的国内国际会议或其它相关的平台学习，通过与他人交流学习来提高教师自身的水平。

2.3 逆向思维教学法

任何一门课的理论学习都是一个枯燥的过程，如何化枯燥的理论学习为一个有趣的学习过程也是教师要思考的一项重要内容。这要求教师明确教学目的，在双重考虑教学目的和本专业实际情况的条件下，选取授课内容和授课方法。本课程主要介绍电子测量的原理及仪器使用部分，教师将理论教学的阵地从教室转移到实验室，直接面对仪器教学，使用逆向思维的方法进行理论教学，先从教学生如何使用测量仪器开始，让学生对仪器的结构有一个直观的感性认识，懂得仪器的各个旋扭或按键分别实现了什么功能，以及各旋扭或按键间如何协调工作，以使用过程中遇到的问题引发对理论知识的思考与学习。

以信号源和示波器的教学为例，这一教学过程将第三章和第六章的内容结合起来，先对信号源和示波器两种仪器的表面结构进行讲解，让学生使用示波器测量信号源输出的信号，学生使用仪器并利用仪器观察到信号后学习积极性也被调动起来，教师由实际操作引导理论知识的学习。如在信号源的使用过程中，信号的形状会发生变化，由此引出怎样才能使信号的波形发生改变，这就指引学生去学习“函数信号发生器的基本组成”部分的内容，这里讲解了常见信号波形的产生和转换方法；再如我们可以从示波器上观察到信号源的频率可以从低频段调到调频段，在同一频段内频率也会在一定范围内发生变化，信号源是如何实现这些频率变化的呢？带着这样的问题能引导学生学习信号源内部电路设计中的多种频率合成方法。在示波器的使用过程中同样提出问题，引导学生去学习示波器的理论内容，如打开示波器观察到光点，通过辉度与聚焦的调整引导学生学习示波管的原理及构造，这一显示原理也用于其他的显示设备上，如频谱仪、扫频仪等，做到触类旁通；通过示波器的触发模式调节键观察不同触发模式下信号的显示变化，反过来引导学生去研究是怎样的设计变化促使了显示屏信号的相应变化，带着学生学习示波器X通道中的触发电路的组成、触发耦合方式、触发电平、触发极性等知识；再如使用示波器观察信号源的同一个信号波形时，通过调节垂直或水平偏转旋扭观察信号波形的变化，为何会出现这种变化？带着同样的思考引导学生学习X通道、Y通道的放大电路设计等等。

3 实验教学

本课程的实验教学采取验证性实验和设计性实验相结合的策略。

3.1 验证性实验

验证性实验的目的是让学生通过操作各个实验项目，使他们对电子测量的基本概念、原理及方法有更加深入的认识和理解，培养学生独立思考的习惯，提高学生理论联系实际的能力和分析、解决问题的能力。在本课程的理论教学过程中，学生已基本掌握了实验所用用仪器的操作和使用方法，学会利用现有设备采取正确方案进行一些简单的测试测量。教师设计一些具有锻炼学生思考能力的实验给学生。如：通用计数器的应用，该实验要求学生理解通用智能计数器工作原理，掌握测量频率周期的测量方法及其检定高频信号源频率准确度，熟悉计数器的其他扩展功能；再如通用示波器的应用，要求学生理解示波器的工作原理、技术指标，熟练掌握通用示波器测试信号参数的方法等。

3.2 设计性实验

《电子测量技术》课程综合运用了电子、计算机、通信、控制等方面的技术知识，教师结合本专业的基础课程，设计了本课程的设计训练题目，目的是培养学生将科学理论与实际工程相结合的能力，通过设计训练，要求学生在掌握电子测量仪器基本理论的基础上，能根据所学知识综合设计简单的测量电路，运用单片机、FPGA、Protel等工具对简易电子测量系统进行仿真与设计，从而提高学生的创新设计实践能力。

设计题目主要有简易信号源设计、简易计数器设计、简易频率计设计、简单的数据采集卡设计等，让学生通过这些题目进一步对课本理论知识进行深入的学习。设计要求学生首先要写出《设计任务书》，包括以下内容：第一，仪器名称、用途、特点及简要设计思想；第二，主要技术指标；第三，仪器应具备的功能；第四，仪器的设备规模；第五，系统的操作规范等。该任务书反映同学的设计目标，同时也是教师作为设计完毕进行验收的依据。在设计之前要先学习基本的设计方法；在设计过程中除写好《设计任务书》外，还要做到理论联系实际，实现书本知识到工程实践的过渡，要求学生在每一步设计结束要及时与教师沟通，尽可能完善设计工作。硬件电路设计前要画好硬件原理框图，过程中要绘制详细的电路图，仿真无误后方可制作电路板；硬件完成后要规划软件控制流程图，根据流程图逐步、逐点编写程序；最后进入软、硬件联调、实验，最后还要撰写设计报告。教师根据任务书中的指标逐项检查设计成品。

通过课程设计同学们学习了硬件电路设计、软件程序设计、电路调试等知识，使学生深入理解并掌握了测量仪器的基本原理，硬件结构和工作原理。掌握程序的编制方法和程序调试的方法，掌握常用接口的设计及使用。学生为其它课程、项目和毕业设计做了大量的知识储备，也为将来在自动化、智能检测、电子信息工程、测试计量技术及仪器、电子科学与技术及其它领域工作打下良好基础及应用实践能力。

4 结论

作者在课程教学过程中采用理论教学与实验教学相结合的教学模式。教师在“做中教”，学生在“做中学”。教师充分利用实验室现有的实验仪器、智能仪器控制软件、虚拟仪器软件等，较为全面地介绍电子测量技术的基本知识、电子测量仪器及测试系统的工作原理以及它们在工程实际中的具体应用，让学生尽可能广的学习到本课程所涉及的专业知识。经实践，本文提出的理论教学和实验教学方法证明了该方法的构建激发了学生的学习兴趣，巩固和加深了学生对理论知识的掌握与理解，提高了学生分析问题和解决问题的能力并加大了授课的信息量，符合创新人才培养和社会发展的要求。

参考文献：

【1】陈尚松，郭庆，雷加.电子测量与仪器【M】.电子工业出版社，2012.

【2】范泽良，王永奇.电子测量与仪器【M】.清华大学出版社，2010.

第4篇：电器工程及自动化论文范文

关键词：工程应用；独立设课；虚拟平台

作者简介：刘沛津（1971-），女，陕西黄陵人，西安建筑科技大学机电工程学院，副教授；寇雪芹（1978-），女，四川宜宾人，西安建筑科技大学机电工程学院，讲师。（陕西 西安 710055）

基金项目：本文系西安建筑科技大学校级重点教改项目（项目编号：JG011111）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）26-0087-02

培养工程应用型人才是目前本科教学改革的方向，更是社会用人单位对大学生综合素质考量的重要方面。对于工科类大学生，其实践能力主要依托在校期间工程实验及实践课程的培养，如何通过实验与实践课程的教学改革提升大学生理论应用化、能力实践化的专业素质，是目前对于本科教学中亟待解决的问题。本文以学校工科专业发展方向为背景，阐述电工电子课程独立设课与网络虚拟平台建设对工程应用型人才培养的重要意义和作用。

西安建筑科技大学（以下简称“本校”）以建筑工程为专业主体，分别在不同学院设立多种与其相关的专业方向，如楼宇自动化、工程机械、机械设计制造及其自动化等，由此可见，电工电子类课程是某些工科专业学生学习过程中必不可少的知识体系，而电工电子实验则是其在校期间理论体系应用以及重要的实践环节。

一、电工电子实验课程现存问题

电工电子实验课程属于多专业的基础学科，教学目的也存在多样性，并且其主要是通过实验培养学生发现和解决实际问题的能力，因此，该课程也成为培养工程应用型人才的主要体系之一。但目前的教学体系尚存在以下问题：

1.专业教学内容缺失

电工电子实验面对着不同专业方向的大学生，但由于教学资源和教学环境所限，所授实验课程内容基本一致，无法突出学生自身专业学科的相关应用，造成学生学习目的缺失，逐渐导致失去学习兴趣。

2.实验课程较少教学内容陈旧

实验课程一般依托于理论教学课程，对于电工电子实验，一般是在主讲教师讲述完电工学理论知识之后进行实验，且实验多为验证型实验并且实验学时较少，无法使学生在实验室内自主设计并完成实验，造成学生理论应用能力无法得到培养。

随着工业生产电气化的推进，各种电子元件的新型产品不断涌现，其各种多功能的电子元件知识无法在课本中汲取，且实验仪器以教学仪器为主，与实际生产生活中的电子仪器相差较大，使学生无法应对实际工程中的问题。

3.实验课程考核体系不完善

对于实验课程成绩一般是加入理论课程的总成绩之中。其比例相对考试成绩较小，不足以引起学生对实验课程的重视。实验环节中，一般以小组方式进行实验，但在实际实验过程中发现，只有部分学生积极主动地进行实验操作，并完成实验报告，而其余学生在不积极参与实验的情况下，只能通过抄袭完成实验报告。因此只通过实验报告成绩来反映学生的能力并不客观。

由此可见，为培养学生电工电子知识的工程化应用能力要从多角度入手，不仅要通过教学方式进行改革，也要从实验内容和仪器设置方面进行革新。

二、电工电子课程独立设课探索及思路

根据目前所存在的问题，为提高教学质量以及学生对实验课程的重视，提出将电工电子实验开设为独立课程，通过课程设置体系化、教学内容专业化、考核指标标准化等一系列措施将电工电子实验课程打造为学生专业应用平台，为在校学生提供优良的实践环境。[1，2]

1.课程设置体系化

根据本校的专业特色，将电工电子实验课程分为建筑自动化和建筑工程机械两个主要方向，建立各自的教学团队，明确教学目标，针对不同专业方向的学生，有针对性的进行授课。课程内容以理论授课内容为基础，在原有验证型实验的基础之上，根据学生所学方向的不同开展专业化的实验内容，使学生能学以致用，逐步提高学生工程应用的能力。

课程学时的设立在原有基础上不仅要增加，还要设立创新学时。在增加原有学时的过程中，要减少以往实验教学中程式化的教学思路，即实验目的、原理、方法、实验处理、设备操作的讲解，要增加学生自身思考时间，使“程式化变为自动化”。通过增设创新学时，使学生在掌握基础实验方法和手段的基础之上，将新的电子元件引入课堂，通过工程化应用的讲解和实际操作，使学生了解自身所处领域的发展动向，并通过实践认识所学的电工电子知识及专业知识是如何关联应用。

2.教学内容专业化

在培养学生的过程中，教师自身专业的培养也至关重要。在教学团队中，应合理安排教师所教授专业与其自身专业的相关性，通过教师对专业领域知识的理解，有机地将专业知识融入课程的教学环节当中，使学生在今后的专业学习中能够合理应用课程所授内容，以便更好地在工作中熟练应用各种电子仪器。

此专业化过程的实施应在创新学时中开展，通过实物教学、理论讲解、综合应用的过程，使学生对电工电子知识的理解加深，更能在学校实践环节中学习工程应用。在创新学时中，根据两个教学方向，通过整体更新和组合可增设：建筑自动化方向，增设电机及其控制技术、新型电控开关的应用、楼宇电路铺设等相关技术的课程；建筑工程机械方向，增设PLC控制技术的应用、传感器技术的应用、工程机械电控系统开发以及虚拟仪器应用等相关技术的课程。

3.考核指标标准化

独立设课，电工电子课程有独立的学分，会记入学生毕业总体考核指标，可以加强学生学习实验课程自觉性，能从思想上引起对该课程的重视。指导教师要全面了解学生对于实验的掌握，对学生的学习成绩做出合理、客观、公正的评价，可从以下指标进行考核：

（1）实验预习。由于学生刚接触工程实践类课程的学习，对于实验的预习就显得尤为重要。在设定部分原理类问题的基础上，发挥学生的主观能性，让其自主对实验步骤和实验方法进行描述。由教师评定学生实验方法是否具有科学依据，过程是否合理可行。此项占实验总成绩的20%。

（2）电子仪器连接。在确保仪器安全连接的基础之上，指导教师重点要核对学生是否按照设定的实验方法进行仪器的连接，对于验证型实验，要询问学生连接方法能否达到验证理论的目的，并阐述该方法的合理性。此项占实验总成绩的20%。

（3）实验结论。在指导教师确认连接无误后，对所连接的系统进行检验，对所示结论做出合理解释。不以标准答案约束学生，通过此锻炼学生发现以及解决问题的能力。此项占实验总成绩的30%。

（4）实验报告。审查学生实验报告的完整性、数据的合理性及对所出现问题的解决思路，给出相应成绩。此项占实验总成绩的30%。

电工电子实验的独立授课，将有效改善实验类课程在学生心中的地位，使学生更加重视实验，并将更有利于工程应用型人才的培养。

三、实验网络虚拟平台建设

由于电子工业水平的快速发展，教学资源和环境就显得相对落后，受到一定的限制，不利于课程专业化和创新教学的开展。传统虚拟多媒体教学只能向学生展示产品的功能，并不能让学生自行设计和实际应用。建立在开放式网络环境下的虚拟开发软件，能够使学生在感兴趣的网络模式下从对仪器原理的了解、选择，到对整体实验的设计，再到工程实际产品的开发能够得到充分、系统的自主学习。[3]

1.虚拟实验平台总体结构

虚拟实验平台结合多媒体教学成果，使学生通过与主服务器相连的客户机，通过查询学习多媒体演示的实验过程及实际产品原理，并可在线利用主服务器内的设置好的虚拟仪器或自行构建的仪器进行虚拟实验，完成实验后其程序和实验报告可在客户机和主机中分别进行保存，指导教师可根据主服务器中所保存的文件对学生的实验结论进行评估，给出相应的成绩。虚拟实验平台结构如图1所示。

2.虚拟实验平台功能

虚拟实验平台主要依托互联网及局域网将主服务器与客户机通过主机内的虚拟程序以及现场仿真技术，使学生通过虚拟交互系统对现实中电工技术的应用进行模拟操作。其平台功能结构如图2。

图2 虚拟平台功能结构图

虚拟平台建设中应用不同的客户端对系统权限进行设定，教师客户端登录后除了能够对学生的实验进行查看及评估，同时也可进行虚拟实验，而学生客户端登陆后只能对学习系统进行操作，并将实验报告进行存储。

虚拟平台的所有程序都建立在主服务器中，方便学生利用各自的客户机在线进行学习，而不考虑时间和空间的限制。主服务器中设定虚拟实验系统、教学系统及仿真模拟系统，其中教学系统是对课堂学习和实验室实验的教学完善，从中可以查询各类实验方法及各类仪器的最新资料。虚拟实验系统，是利用虚拟仪器进行开放创新实验的系统，利用虚拟软件构建各种仪器的工作模式和实验开发。仿真模拟系统，是通过现场实际资料对一些典型的电工学应用进行模拟，如：楼宇自动化中，从实际楼宇结构观察，到对电机的选型，再到控制期间的选型和电路原理设计都可进行虚拟化设计。

通过虚拟平台的建立，不仅使学生对基础理论知识的应用增加了经验，对虚拟仪器的设计有了一定的了解，还使学生通过仿真模拟系统对今后工作中电工学的应用有了一定的了解。

四、总结

工程应用人才的培养是现代高校改革的趋势，也是用人单位对毕业生的期望。针对电工电子实验课程的性质，探讨了通过独立设课和建立虚拟实验平台培养学生的实际动手能力和解决实际问题的能力，对解决目前实验教学中的问题起到一定的推动作用。

参考文献：

[1]汤红妍，徐航，董铁有.环境监测实验独立设课教学改革探索[J].黑龙江教育，2012，（2）：30-31.

第5篇：电器工程及自动化论文范文

关键词：传感器技术 课程教学 改革 探索

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（b）-0184-02

《传感器技术及应用》课程机械工程专业学生必修的专业基础课，该课程内容涉及大学物理、电工电子、电磁学、计算机技术等多门基础课程的专业知识，具有课程知识面广、综合性强、学时少等特点[1]。特别是机械专业学生对电工电子、电磁学及计算机等知识相对欠缺，初次接触系统静、动态特性、直流/交流电桥等抽象概念，学生一致反映《传感器技术及应用》课程存在学习难度大、课程内容松散、缺乏感官认识等问题。随着现代工业自动化技术的发展，传感器已经成为自动检测控制系统不可或缺的重要环节，例如新机械产品制造及装配、下线检测及设备状态诊断等均以传感器为基础[2]。因此，《传感器技术及应用》课程在机械工程专业课程体系中具有越来越突出的地位。为了保证机械工程专业学生更好地理解和掌握传感器工作原理、最新技术及典型工程应用，适应学校培养创新型工程应用人才的需求，必须对《传感器技术及应用》课程的教学过程进行改革，以提高课程教学质量。

1 传统教学及改革探索

1.1 传统教学

《传感器技术及应用》课程的传统教学是以教师为主体，采用灌输式讲授教学模式，并辅以少量传感器视频与动画，整个教学过程教师作为主体灌输知识，学生作为被动角色，被动吸收知识，传统教学无法激发学生的学习积极性，更不利于培养学生创新型思维模式。此外，由于《传感器技术及应用》课程涉及知识面宽，学生无法在课堂学习时有效将已有知识灵活运用于新知识的理解和学习，使学生感觉《传感器技术及应用》课程知识学习难度大，从而学生容易丧失学习该课程的兴趣和积极性，甚至产生厌学心理[3]，这将使该课程的教学过程变得异常艰难，课程教学质量更无从保证。

1.2 教学改革探索

1.2.1 教学内容的优化与整合

《传感器技术及应用》课程包括以下内容：传感器一般特性、电阻应变式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、热电式传感器、光电式传感器及计算机测试系统等。

通过对课程主要内容的细致分析和研究，将每类传感器的学习内容分为基础知识、基本原理、实物及影像资料观摩、典型应用等四方面内容。其中基础知识首先为学生讲解该类传感器所用到的前期知识体系，便于学生与自身已有知识有效融合起来，消除学生对后续原理学习的畏惧心理；通过基础知识讲解，运用剖析法将该类传感器基本原理拆解，指出该类传感器工作特点和工作方式；在学生掌握传感器基本工作原理基础上，任课教师利用自己科研资源和学院的科研资源，尽可能将传感器实物至少是影像资料为学生展示；同时结合该类传感器的典型应用场合和安装工作方式给予详细讲解。优化整合后的教学内容不仅兼顾由浅及深的教学思路，使学生在学习初期接受起来相对容易，引起学生的学习兴趣和积极性；而且使教学内容的每部分具有统一的模式，使学生学习起来思路清晰，同时便于学生课后复习和自学。另外，在教学过程中，将科研项目中用到的传感器应用实例融合到课堂的教学内容，保证了教学内容的实时性和前沿性。

1.2.2 教学方法探索

随着传感器技术的发展，本课程的教学内容快速膨胀，传统的教学思想和教学模式已经无法适应课程教学任务。然而，以“学生主体+教师主导”的新教学模式能够最大化发挥教师的导引作用和学生的主观能动作用，从而新教学模式更适应《传感器技术及应用》课程的快速发展。

在新教学模式体系下，课程教学采用任课教师启发式引导、案例解析及课堂小组讨论等相结合的教学方法。在教学过程中，注重以日常生活实例和工程案例启发学生，引导学生对实例和案例中所涉及的传感器基本原理和知识展开讨论，充分发挥学生的教学主体作用，借此调动学生积极性和激发学生独立思考、分析和解决问题的能力，逐步培养其理论知识的工程运用能力。同时，为了方便学生课后预习课程涉及到的基础知识，在每节内容讲授完毕后，教师列出下节内容涉及的基础知识，以便学生课后可以及时温习，从而保证下节课内容的学习。

1.2.3 教学手段的丰富

在教学手段方面，采用多元化教学手段，将多媒体教学、黑板教学及实物教学等多种手段有机结合起来。课程充分利用多媒体教学能够很好地把概念、图形、动画、视频及声音等信息载体有机结合的特点[4]，将一些传统黑板教学手段难以表达的教学内容和无法观察的现象采用图文并茂、灵活多样的多媒体方式生动形象地展示给学生，确保学生能够从认知的角度建立传感器技术的相关概念，力求教学过程与教学效果达到最优化。对于理论抽象的教学内容（例如传感器动态特性章节）则采用黑板式教学与仿真演示相结合手段，通过对公式的详细推导和仿真，加深学生对公式掌握和理解。对于应用性强的教学内容（如传感器原理、信号调理等）则采用多媒体教学、黑板教学及实物教学相结合手段进行讲授，提高学生对教学内容的工程应用能力。

1.2.4 考评体系的创新

在课程考核方面，传统“闭卷考试”的考核模式具有诸多弊端：一是学生临时突击，放松平时学习；二是难以考查学生的知识综合运用能力。为了改善传统考核模式的不足，提出“平时作业20%+课堂讨论表现30%+期末考试50%”，避免了传统依据考试结果定水平的不足，新考评体系重在促进学生的学习主动性，考核学生的知识综合应用能力。平时作业以大作业为主，重点培养学生的探索意识和知识综合运用能力；课堂讨论以工程案例为对象，通过考评学生参与分析讨论的积极性和主动性，培养其运用知识分析解决问题的能力；同时，为了考评学生对课程基本知识的掌握程度，在期末辅以闭卷考试，以确保学生对基础知识的理解和掌握。

2 结语

《传感器技术及应用》课程教学的改革探索，使我们充分认识到教学改革是一个与时俱进的过程，在未来的教学过程中还有待进一步优化和完善课程教学内容、教学方法、教学手段及考评体系。

参考文献

[1] 夏银桥.传感器技术及应用[M].武汉：华中科技大学出版社，2011.

[2] 张明月.项目式教学法在《传感器与检测技术》课程中的应用[J].电大理工，2009，238（1）：49-50.

第6篇：电器工程及自动化论文范文

关键词：可编程控制技术一体化教学技工院校

一、一体化课程改革的教学特点

一体化教学以国家职业标准为依据，以综合职业能力培养为目标，以学生为中心，根据典型工作任务和工作过程来设计课程体系和教学内容，实现“理论教学与技能操作融通合一”、“能力培养与工作要求对接合一”，在教学上围绕一个典型工作项目任务来进行。

由此可见，一体化课程教学体现了几个一体化，即：教师一体化，即专业理论课教师与实习指导课教师一体；教材一体化，即理论课教材与实习课教材一体，通过完成一定的工作任务，实现知识和技能的学习；教室一体化，即理论教室、实习车间、实训基地一体，模拟企业的工作环境；学习主客体一体化，即充分调动学生学习的积极性，实现教育客体主体化和学习主体客体化，“教学做”融为一体，让学生的探索中掌握知识。这种教学模式能较好地解决理论教学与实习教学脱节的问题，减少理论课之间及理论课与实践课之间知识的重复，增强教学的直观性，充分体现了学生的主体参与作用，有助于教学质量的提高和高素质人才的培养。

二、可编程控制技术传统教学模式的不足

1.教学环境分离

传统的教学法把PLC课程分为理论教学和实践教学两部分。两者在教学上自成体系，互不牵涉。专业技术理论教学和实习教学分段实施，理论教师和实习指导教师各负其责，理论教师不了解实验教学的需要，实验教师不了解理论教学的安排。这既造成了教学资源的浪费，也影响了教学质量。同时，在教学过程中往往出现教师“各自为政”和“相互推诿”的现象，教学内容得不到协调和统筹安排，造成学生上理论课没有兴趣，上实习课时又面临缺乏理论基础而不会编程的窘境，教学效果不理想，教学质量亟需提高。

2.理论教师和实习教师能力提高受制约

传统的教学模式中，理论教师不进行实验指导，缺乏工程实践的基础，甚至还有一些理论教师对设备操作、程序调试等知之甚少，在课堂上对学生进行填鸭式教学，对于一些没有上机调试过的程序，未能做出正确判断。这就导致学生学习兴趣难以提高，教学效果差。另一方面，实习指导老师不注重对知识进行系统归纳和应用，教学中只是提出一些简单的验证实验，给学生呈现的实践中的问题非常单一而有限。另一方面，实习教师的指导往往局限于较为固定的问题，实习教师在一定程度面临知识储备有限的瓶颈，知识更新缓慢。

三、实施可编程控制器教学一体化的措施

1.向“双师型”一体化教师迈进

一些老师不适应一体化课程教学的新要求，对于出现的新想法、新思维，总是拒于门外，找各种借口为不能进行一体化教学开脱。而笔者在可编程控制技术一体化教学实践中，深深体会到相比于传统理论教学，一体化教学能带来更多的教学成就感和师生愉悦感，并不断促使着笔者在这条道路上勇往直前、不断探索。只要教师能实行教学改进，实操不行，就锻炼实操；理论体系不健全，就加强理论学习，这样就一定能体会到一体化教学所带来的优越感和成就感，为成长为“双师型”一体化教师打下坚实的

基础。

2.建立典型工作任务，实现理实教材一体化

在分析可编程控制技术国家职业标准和综合职业能力培养要求的基础上，笔者结合所在学校教学资源，根据典型工作任务和工作过程来设计可编程控制技术课程体系和教学内容。由于学生已掌握电动机继电器控制线路的安装与检修课程的相关知识和技能，所以在PLC课程中，笔者先从继电器控制线路引入，消除同学们的陌生感。笔者建立的PLC的学习任务如下：

（1）寻找通用汽车公司的故事。该任务中融合了PLC的来由、工作原理和内部结构、PLC与电力拖动控制线路的关系等知识。

（2）PLC改造点动和自锁继电器控制电器路。该任务融合了X、Y输入输出继电器工作原理、PLC中X、Y输入输出继电器的外部接线和简单X、Y继电器的PLC编程方法等内容。

（3）PLC改造自动循环继电器控制线路。该任务融合了M中间继电器工作原理、PLC多个输出外部接线和简单自锁、联锁PLC编程方法等内容。

（4）PLC改造顺序启动停止继电器控制线路。该任务融合了T时间继电器工作原理及简单编程方法。

（5）广告灯控制电路。该任务融合了C计算器和D数据寄存器等工作原理及简单编程方法等内容。

接着学生通过以下几项学习任务：门铃报警电路、卫生间自动冲洗、智力竞赛抢答器、电梯控制电路等，进一步熟悉PLC的编程方法及功能指令的编程。

(6)自动生产线分拣控制系统的设计。该学习任务融合了PLC的接口技术、PLC的通信原理以及传感器、触摸屏、变频器的综合应用等内容。该任务是以广东省2010年PLC系统设计师竞赛设备为载体而开展的。笔者在讲授过程中，先要求同学把分拣控制系统的接线接好，调节好传感器灵敏度，设定变频器参数，最后进行编程。由于任务量比较重，笔者把同学分成了一个个合作小组，小组成员分工负责不同的子任务。

3.从以课堂为中心向以实习车间为中心转变

可编程控制技术是一门实操性比较强的课程，必须让学生在实践中不断体会新知识、掌握编程方法，加深学生对该知识的理解。仅仅用黑板或在课堂上使用多媒体教学课件，难以让学生对课程知识做到融会贯通，难以提高学生的动手能力和实践分析能力, 难以真正有效地激发学生的学习积极性和主动性。

4.“教、学、做”融合，学习主客体一体化

学习主客体一体化，即充分调动学生学习积极性，实现“教、学、做”融为一体的教学模式。可编程控制技术这门课具有浓厚的趣味性和吸引力，在教学过程中，要想调动学生的兴趣和积极性，最好的方法就是让学生“教、学、做”融合，让学生变成主体，从“让我学”变成“我要学”。在教学过程中，笔者把学生分成多个小组，每个小组成员执行不同的子任务，营造一个竞争的学习状态，充分调动学生的学习积极性；课程结束前，教师对每小组的任务完成情况进行一定的评价，并作为学生平时成绩和表现记录下来。这样就能充分调动学生的积极性，有助于教学质量的提高和高素质人才的培养。

“沉舟侧畔千帆过，病树前头万木春”，技工院校必须尝试走一体化教学的改革之路，以国家职业标准为依据，以综合职业能力培养为目标，以学生为中心，根据典型工作任务和工作过程来设计课程体系和教学内容。可编程控制技术是一门实操性、应用性比较强的课程，应先行实施一体化教学，开创一体化教学的践行之路，全面培养满足2l世纪发展所需的创新型工业自动化控制人才。

参考文献：

[1]肖明耀.可编程控制技术[M].北京:中国劳动社会保障出版社，2004.

[2]浦玉兴,李广兵.可编程序控制器（PLC）教学实践[J].长沙航空职业技术学院学报,2003(3).

[3]李新兵.电气控制及可编程控制器课程教学改革与实践[J].中国现代教育装备，2006(4).

第7篇：电器工程及自动化论文范文

关键词：人文教育；科学教育；融合；机器人队

“十三五”期间对高等教育发展提出了许多新要求和目标，其实现的基本路径是深化教育领域的综合改革，优化教育教学模式，重视教育教学过程和环节的丰富与创新，将人文教育和科学教育与第一课堂、第二课堂、科技竞赛以及学生活动相融合，更好地实现全人教育的探索之路。

一、人文教育与科学教育相融合的意义

人文教育主要是对人进行人文知识、思想道德和文化精神的教育，强调人性的培育和精神世界的丰富。而科学教育主要是进行自然科学知识的传授和技术创新的教育，强调严密的逻辑思维、系统化的科学知识以及物质财富的创造能力。任何教育都不应该区分进行，教育的本质是以学生的成长成才为核心，重视学生的全人培养。科学教育中，人文精神的渗透为科学知识的学习提供强大的精神动力，帮助学生树立正确的价值观，狭隘的科学教育无法完成学生对人类有益的持续创造性培养；而在人文教育中，同样需要科学的理性思维的支撑，狭隘的人文教育也无法带给学生持久的价值感和理性逻辑。

二、电子科技大学校机器人队培养模式

以我校机器人队为例，依托2002年起步的一项亚太大学生机器人大赛和国内选拔赛，十五年的时间里，我校已培养了约300名机器人队正式队员，其中70%以上的学生在毕业后出国或在国内深造，毕业后均进入优秀的企业或自主创业。机器人队培养模式是科学教育和人文教育融合并重的实际案例。大学的培养离不开精神引领和塑造，“勤为径，创新求胜；苦作舟，荣辱与共”的机器人队精神，通过十五年的凝练和传承，影响了一届又一届的队员和机器人爱好者。经过十五年的探索和完善，机器人队培养已建立一套完备健全的体系（如图1所示）。机器人队相关培养活动不止是通过实践平台提升学生的专业技术和科研水平，在这个体系中，既重视平台的搭建和打造，整个氛围的营造和文化活动的开展，又重视学生团队的自我适应能力、协作能力和创造力的培养与挖掘；既重视依托培训、赛事、活动等实践，又重视创新成果的总结和提升。整个体系由培养平台、氛围营造、训练平台、学生团队、实践平台等5个层面构建而成，涵盖15个方面的丰富内容，三大学生项目基金支撑贯穿于整个培养过程，固化并升华了学生机器人的科创成果。

（一）依托学校工程训练中心硬件平台，促进学生的发展

学校工程训练中心现有加工中心、数控车床、数控铣床、普通车床、普通铣床、钻床、折弯机、剪板机、冲床、交流弧焊机、电工技术实验台、电气维修实训台、传感器综实验台、慧鱼及博创机器人创新实验模块组件等近2000套设备仪器，价值2000多万元。基于“基础型、综合型、创新型”的层次化实训教学体系，分别设置了基础工程训练、综合训练、创新训练及职业技能训练等四个层次，培养学生的基本工程素质与实践技能、理论联系实际的科学思维方法以及探索知识与勇于创新的精神，促进学生专业知识、能力与素质的协调发展。

（二）彰显机器人的鲜明特色，营造机器人三位一体氛围

每年通过校园“创新创业周展”“年度获奖机器人展”“高校科技夏令营展”等途径，展出机器人，宣传机器人成果，树立文化标杆。让机器人文化像诗歌、电影等一样，成为一种流行。建设学院“机器人文化馆”和“机器人展厅”，展出历年自主研发的优秀机器人，积淀机器人成果，将历届机器人队实体成果和精神结晶传承。同时重视机器人Logo的印记影响。通过校园宿舍走廊机器人装扮文化和机器人标示，传递机器人文化。宿舍的多彩装扮，门把手上的温馨提醒，学校的各项重要活动……机器人的logo无处不在。另外，机器人论坛、机器人校庆周活动不断丰富着我校机器人文化。

（三）加强系列理论培训，搭建由易及难的赛事平台

加大技术培训系列活动的同时，通过由易及难的比赛题目，开展训练和选拔。通过新生杯电子设计竞赛，学院机械创新设计大赛等赛事，让学生迅速入门。然后，通过全校性巡线机器人大赛实现技术进阶。低年级学生组队，机器人队成员和科协成员通过宣讲会、题目解析会、答疑解难会等方式帮助低年级学生完成作品。巡线机器人大赛已成为我校影响力最大、参与学生最多的学生自发组织的品牌赛事。

（四）全力开展机器人队备战赛事，培养机器人技术骨干精英

由于学生组成的多元化，跨学科交流是培养的另一种尝试。每年机器人队成员有来自机械、电气、工业工程、计算机、电子信息、通信等工科专业的学生，也有外国语、管理、数学等专业学生。整个备赛过程约10个月时间，集中在机器人基地开展。20～30人组成的机器人队，分为软件组、机械组、控制组以及协调组，依据个人特长分工完成相应任务，同时做好配合，完成预计方案设计的机器人。其中机构设计、加工，器材的选型、购买、报账、入库，设备器材使用、维修、报废，机器人联动调试、手动操作培训等一系列工作，均由队里自主完成。

（五）追求技术极致为国争光，心系社会共谋创新之路

注重机器人文化校外交流也成为机器人队与社会接轨的一种培养方式，如走进社区和中学进行机器人科普宣传，开展志愿活动和社会服务。2013年，机器人队学子通过技术交流，帮助成都七中GMT-E机器人队攻克难关，最终在“FIRST机器人大赛”力战群雄，拿下了全国一等奖，并代表中国赴美国参赛。2015年，机器人队学子指导中学生获得2015年中国青少年机器人竞赛活动VEX机器人工程挑战赛“立地顶天”冠军，获得2015年世界机器人大会•世界青少年机器人邀请赛VEX机器人工程挑战赛“一网打尽”亚军。

三、机器人队培养成效

通过纵横交错、同步开展的培养体系，培养了学生人文素质和科学素质，包括表达沟通能力，热情自信的魅力，冷静思考、精益求精的思维习惯，严谨创新的科学态度，不畏困难、勇往直前的勇气，全面的组织能力以及相互信任、团队协作的集体精神。其中，有一位机器人队员获得2011年全国大学生十大年度人物提名奖。2013年全省高校校园文化建设优秀成果评选活动中，电子科技大学参评的“超越梦想”机器人研创文化活动获得全省高校校园文化建设优秀成果一等奖。目前，机器人队成员已成功孵化科技类创业公司10余家，创业团队若干。在创新创业的路上，机器人队一直在前行。总之，教育不是一朝一夕，短时间就能达到极致或者突显成效。高校应以人为本，认识到人文教育与科学教育对于学生全面发展成才的重要性和不可缺失性。搭建更多平台，以多元化的教育途径相结合的方式，替代传统的课堂理论知识讲授，使人文精神和科学精神潜移默化地影响学生，并促进他们的成长成才。

作者:李丽娟 孙东 于乐 单位:电子科技大学

参考文献：

第8篇：电器工程及自动化论文范文

关键词：电气工程 自动化控制 智能化技术 应用

中图分类号：TP18；TM921.5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（c）-0029-01

在早期的电气工程自动化控制方面，还存在着大量的问题与缺陷，严重影响了系统运行的质量。随着科技的发展，电气工程自动化控制中逐步引入了智能化技术，在很大程度上有效的解决了电气工程自动化控制中遇到的问题和缺陷。

1 智能化技术的概述

1.1 智能化技术的定义

所谓智能化技术指的是一种研究、开发人类智能的技术、理论以及方法，并把这些研究、开发的成果应用于模拟、扩展和延伸人的智能的科学技术。

1.2 智能化技术的理论

智能化技术从20世纪50年代被提出来之后就进入了飞速的发展阶段，它涵盖了计算机科学、自动化、仿真学、神经科学、控制论、信息论、哲学等学科，是一种新兴的综合技术。目前，它主要依赖于计算机科学和计算机编程技术来实现对人类智慧的模仿。

研发智能化技术是电气工程自动化行业的主要研究内容，其中主要包括了信息的收集和处理、电力电子技术、系统运行与控制等。大量的事实表明，智能化技术在电气工程自动化控制过程中可有效增强控制效果，明显改进和弥补自动化控制中的缺陷和差错，稳步提高了设备运行和设备处理的精准度，从而提升了系统的工作效率。同时，它还能降低工程的投入成本，减轻控制人员的工作压力，从而实现了对人力资源的合理配置，促进了电气工程智能化的发展。

2 智能化技术的优势

2.1 不需要创建控制模型

利用传统的控制器来进行自动化过程控制时，常常会因具有比较复杂动态方程的被控对象而无法对其进行较为精准的掌控，这就将会对该对象模型进行设计时出现大量的无法估量和预测的客观因素，比如部分参数的变化。若不能掌控这类因素，则设计出来的模型就不会正常的工作，实际的自动化控制工作效率也会降低。智能化控制器的出现，大大的省去了对被控对象模型设计的工作，因而它从源头上避免了不可控因素的发生，提升了整个自动化控制器的精密系数。

2.2 可方便进行调整控制

智能化控制可以通过改变鲁棒性、响应时间以及下降时间来对系统的控制程度进行随时调节，进而可有效的提高自身的工作性能，使电气工程自动化控制的工作得到最基本的保障。由此可知，在任何情况下，智能化控制器的调节功能都要比传统的控制器的调节功能更具有优势，也更加适合用于电气工程自动化的实际工作中。此外，智能化控制器也可在进行调节控制过程的电气设备中依靠改变相关数据，使它进行自行调节，无需专业技术人员在场。并且在一定程度上，它还可以进行远距离的调节控制，这就可以实现电气工程无人自动化控制的控制目标。

3 电气工程自动化控制中智能化技术的应用

3.1 智能控制

电气系统控制中的关键支柱就是智能控制。电气工程自动化控制应用了智能化技术后，实现了电气工程控制的自主化、远程化、高效化以及无人操作化。它的主要应用范围有：进行信息处理、在线诊断以及记录电气系统故障；计算机系统对电气系统进行实时控制；对各种主要的电气系统、电气设备等运行状态的实时监视；实时处理与采集电气系统撒气量、开关量等数据。智能化控制由于其智能化技术的优越性，使其能广泛用于电气工程自动化控制技术中。

3.2 优化设计

电气工程自动化控制的重要内容是对电气设备进行设计，但这样的工作较为复杂。作为设计人员，不仅要熟悉电气、磁力、电路等相关学科的理论知识，还要具备丰富的设计经验。只有这样才能够有能力进行电气设备的实际设计工作。以往的设计人员通常是采用实验结果、手工设计与设计经验相结合的形式来设计方案，方案通过率较低，再进行修改就会存在更多的问题。但在现在的电气工程自动化控制中，智能化技术的逐渐引用，对工程的相关设备进行设计的优化时就可以借助CAD技术和计算机辅助设备。而且智能化技术的不断引用，使设计的周期大幅度减少，从而提升了产品的使用性能和基本质量，为电气工程行业创造了更多的经济效益。在具体的实际应用中，最为突出的是遗传算法的实现，该算法具有较强的实用性，在设计过程中进行应用，能够不断提高优化设计效率。

3.3 故障诊断

电气系统运行过程中，出现设备故障是非常普遍的事情，我们可以通过故障出现的前兆与故障本身之间存在的联系，应用智能化技术对其设备的故障进行诊断，从而确保有效的处理系统故障和维护良好的系统运行。在整个系统中，变压器具备的性能至关重要，所以更多的研究人员通过实施各种有利的措施对其进行保护，进而变压器的工作寿命得到了有效的延长，使其性能得到了整合强化。即便如此，电气故障的出现仍然不能避免。这点也充分说明了我们在对故障进行诊断时，必须充分利用有关技术，对设备故障进行排除，进而降低变压器受到的损害。一般情况下，我们主要是使用智能化技术对变压器渗出油分解出来的气体进行分析来诊断变压器故障的原因。这样一来，我们就能快速的锁定变压器的故障范围，最终查找到故障的根源并将其消除。电气系统通过有效的故障诊断与解决，保障了系统运行的效率和安全，避免了因故障而造成工程上的严重影响，科学高效的促进了经济效益的最大化回报。此外，智能化故障诊断技术在电动机、发电机等电气设备中的应用也相当广泛，因为其高效的诊断分析复杂故障问题并能精准的对其进行解决和处理的能力，使其最大程度的保障了系统设备的安全运行。

4 结语

综上所述，智能化技术在解决电气工程自动化控制中遇到的问题和缺陷具有精准、快速并且高效的能力，而且还能加强电气设备的自动控制能力，使得它在我国电力行业发展前景上具有不可估量的潜力。

参考文献

[1] 张书春.探讨基于电气工程自动化智能化技术的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2013（3）.

[2] 何国禧.电气工程自动化的智能化技术应用分析[J].中国科技投资，2013（6）.

[3] 任智慧.浅议智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2013（13）.

[4] 齐虹，杨济宇.电气工程自动化的智能化技术应用分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013（15）.

第9篇：电器工程及自动化论文范文

【关键词】高职院校 传感器技术 教学改革 创新策略

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）03C-0159-02

传感器技术是高职电子类及自动化专业中的必修科目之一，也是内容繁杂的交叉性学科。传感器技术研究对于现代人们的生活、生产、科研都具有重要作用。它是一门实践性很强的学科，主要通过理论和公式的理解结合实验进行教育培养，在学生通过实验进行实际操作时，不仅能验证理论的正确性，也能够有效培养学生的创新意识和实践能力。教师应积极改进传统教学方式，通过现代化、创新的教育方法教学传感器技术相关内容，提高课堂效率。

一、传感器技术及其特征分析

（一）传感器技术及其特征。传感器具有响应速度快、精度高、灵敏度高等特点，在特殊场合中，传感器能够测量关键部位的参数信息，而这就需要参数能够快速反应变化。目前的传感器检测温度已经达到-273℃-1000℃范围，精度可达0.001%-0.1%范围，可靠度最高已经达到9级水平。传感器具有在特殊恶劣环境中进行检测的能力，这样一来也便于对数据进行自动记录。很多人类无法涉足的地带，都需要借助传感器进行信息数据记录，另外在高温、高压等环境中，人仅靠五官难以感受参数变化，就需要借助传感器设备进行探测。此外，传感器设备还可以同计算机设备连接，借助计算机技术及时处理参数信息，提高探测效率。

（二）卫星传感器参数概述。卫星主要运用传感器的光谱分析、无线通信等多种技术，并且卫星体现了传感器微型化、数字化、系统化、网络化以及多功能化的特点。此外，通过研究微型传感器的参数、功能等信息，可以帮助学生深刻了解到传感器的实用意义，有助于提升学生对传感器的认识和重视程度，促使学生更努力地学习传感器技术。

二、高职院校传感器技术课程教学现状分析

对于理论教学而言，目前高职院校关于传感器理论的教材种类繁多，并且多偏重于抽象原理推导，学生很难掌握其基础知识，而在教学方法上，教师的教学手段也显得过于单一和枯燥，使得学生难以提升兴趣，难以理解；对于实践教学而言，高职院校侧重各类传感器运用教学，而大多数高职院校的传感器技术实验设备十分落后，学生能自由操作的机会很少，因此导致学生渐渐失去学习主动性。

（一）课程培养目标较笼统。通过研究教材可知，目前部分高职院校的传感器技术课程教学目标是要求学生获得用作生产一线的技术、管理和维护等知识点，并且通过综合设计的方式培养学生的系统设计能力及科技创新能力。而另一部分高职院校的传感器技术课程教学目标则是以加强学生对检测系统和传感器的动、静特征认识和理解为主，重视学生对工作原理和常见非电量参数检测方法的掌握。根据研究，高职院校的教学目标，虽然大都涉及生产第一线，但并没有以实际出发，明确培养的具体目标，因此可以理解为是通过教材内容制定教学目标。更有甚者，个别学校还存在指向不明确的问题，教学目标和内容明显照本宣科。

（二）现有教材侧重不合理。目前高职院校的传感器教学教材大致可以分为两类：一类是普通教材，一类是项目化教程。普通教材大多采用对原理进行划分的方式，不同章节讲述不同的工作原理、结构类型以及其他主要参数等；在项目化教程中，教材的内容被模块化地编排起来，所有特征相同的传感器类型都作为一个模块进行讲解，而模块下的项目则是传感器的不同工作原理。这样的教材排都比较重视对传感器工作原理和设计方法的教学，但这样的侧重只适合学生在制作电路较为简单的传感器机械时才能用到，但和工程应用中的传感器完全不是一个概念。

（三）教学与实践任务脱节。现在很多高职院校倡导采用项目教学方法，也就是在模拟任务地点进行实践练习，让学生充分运用已有资源和已掌握经验，在实践中掌握理论知识。教师可以借助的最直接资源就是校内的相关设备，因此教师一般会在教学设计中对教材知识点进行重新整合，并将实验项目作为基本学习任务。但根据目前已有的实训设备来看，大多只能进行验证性或探究性实验，和实际工作内容有所区别，甚至基本没有关联，因此教学和实践基本脱节。

三、高职院校传感器技术课程教学的改进措施

（一）教材内容改革。目前很多学校所使用的教材与实际情况不符，往往会出现实验内容和教材内容不一致的情况，虽然教材的方向主要是实践运用，但存在侧重点上的不同。教材的内容是相对固定的，但教师的教学内容却可以灵活改变，因此教师在制定课程时，应灵活应对，综合教材与实验内容，既不会偏离教材的指导性，又满足实验要求。因此具体的做法为：教师在进行课堂教学的过程中，遵循教材要求，在此基础上，适当缩减教材中难以实验或现实工作中不会用到的内容，只作简单的理论概述即可。

（二）丰富教学手段。现在很多学校都安装了多媒体设备，因此教师也可以充分利用这一便利条件，结合多媒体课件和教材内容，通过多种形态展现教材理论，突出教学重点，将教学的难点分散。例如，教师在讲解到差动电感传感器章节时，可以将差动变隙式和差动螺线管式的运行原理制作成动画，或从网络上下载相关视频，将这一工作过程通过投影仪展现出来，方便学生理解。此外，教师也可以下载一些实际操作的视频，将其插入到多媒体课件中，在课堂教学时播放这些视频给学生观看，让学生更好地理解如何操作这一装置。

（三）鼓励学生动手。电子设计制作有助于学生在实践操作的过程中，充分运用自己所学知识理论，将脑海中的抽象概念转换为具体方法，并通过实践操作验证并完善理论认知。另外，学生也能通过亲自动手参与实验的过程将所学专业的其他科目知识有机结合，统一运用，以此形成整体性的专业知识体系，从而完善自身的知识结构。以压阻传感器部分为例，教师可以让学生根据所学理论知识和概念自己动手设计一个简易的电子秤，而该系统主要包含电桥、压力传感器、放大电路、显示电路及AD转换电路等元件。学生在动手操作时，会自动联想到电子、电路、编程等相关知识。

（四）增加课程设计。对于传感器的教学实验来说，教材中的很多实验只具有验证性，虽然实验器材中很多设备都是透明外壳，以便学生了解内部结构和运行状态，但其也不适宜学生对测量电路的学习研究。为解决此类问题，学校相关专业教师计划增加课程设计，让学生自己去市场购买相关的元件设备，同时根据自己已学理论，自己设计传感器课程，巩固所学知识，并保证实验结果更接近现实状态。此外，在进行课程设计的过程中，教师应要求学生将自己的设计方案、主题以及具体工作写出来交给教师检查，实验结束后学生还要记录结果并作总结性叙述，这些资料对于学生毕业前完成论文写作及答辩都具有重要参考作用。

（五）侧重专业重点。例如，教师可以安排70个学时左右的时间让学生主学应用类专业。由于具有更多的学习时间，学生可以全面学习各类传感器的操作及使用方法，教师也可以单独设置课程；而对自动化的学习只需要安排40个学时左右即可，因学时不多，教师可以根据培养的方向将侧重点放在位移传感器、力学传感器等专业上；至于机电专业，教师可以将侧重点放在光电检测传感器、称重传感器等方面，以提升学生日后的工作能力。教师通过采取一系列符合学生专业特点的教学方法，侧重某一方向或内容，获得更好的教学效果，提升学生对专业的重视程度及学习积极性。

（六）开展竞赛活动。人都是有好胜心的，因此比赛活动是最能够激发学生斗志、唤醒学生沉睡的旧知识的有效手段。在实验过程中，教师可以从每个班级或宿舍中挑选一些具有较强知识水平和实际操作能力的学生进行比赛。以电阻应变片电子秤部分为例，在实验过程中，因为电位器不可能一次到位，需要反复调整，因此当精度不同时，最后的结果就会产生明显区别，这也成为它比较适合比赛的重要原因之一。在比赛过程中，学生既存在竞争关系，也存在合作关系。做得好的学生，其作品就会被其他W生当作榜样，而不同学生在比赛过程中相互学习，取长补短，就能够更好地掌握传感器技术相关知识。

总之，传感器技术是高职院校仪表自动化、机器人控制、机电技术类专业中最重要的课程之一，在信息自动化领域具有重要意义。传感器与检测技术的快速发展，也为教学改革提出了新的要求。本文研究的传感器技术课程教学改革，通过引入创新教学理念和手段，提升教师的教学水平和教学效果，为今后对此类课程教育方法的进一步改革创新提供参考。

【参考文献】

[1]张艳霞，郑伟伟.高职院校传感器技术教学改革探索[J].中国电力教育，2014（3）

[2]李美凤，贾伟伟.高职传感器技术课程的教学探讨[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2013（1）

[3]庞晶，苏双臣，柴洪涛，等.传感器与检测技术教学改革研究[J].北华航天工业学院学报，2014（1）