時間:2023-04-13 17:26:45
序論:在您撰寫現(xiàn)代控制技術論文時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導您走向新的創(chuàng)作高度。
隨著電氣工程系統(tǒng)科技水平的不斷提高,尤其是各種智能化電氣設備的廣泛應用,更是對控制技術提出了較高的要求,現(xiàn)代化的控制技術應當滿足電氣工程系統(tǒng)的如下要求:
(1)能夠快捷高效的對電氣系統(tǒng)設備完成控制?,F(xiàn)代化的控制技術以數(shù)字信息作為載體對電氣工程系統(tǒng)設備操作指令,必須確保對于不同設備不同指令的精準,各種失誤操作指令的概率必須極低。此外,現(xiàn)代化的控制技術還應當具有較好的信息數(shù)據(jù)交互功能,能夠及時的向控制中心進行數(shù)據(jù)信息的反饋,進而確??刂频臏蚀_性。
(2)可以實現(xiàn)對電氣工程系統(tǒng)設備的全面監(jiān)控。由于很多電氣工程系統(tǒng)設備都是全天候運行,因此電氣控制系統(tǒng)同樣必須能夠實現(xiàn)24h的全面監(jiān)控,并可以準確的完成電氣工程系統(tǒng)設備故障地點的診斷。此外,現(xiàn)代化的控制技術還應該依靠信息采集、信息處理以及指令反饋流程,形成全面的監(jiān)控管理,確保電氣工程系統(tǒng)能實時處于控制之下。
(3)具有較高的安全性。電氣工程系統(tǒng)由于容易受到外部環(huán)境、系統(tǒng)設備故障以及管理人員操作失誤的影響,很有可能造成電氣工程系統(tǒng)故障,甚至出現(xiàn)系統(tǒng)運行安全事故。因此控制系統(tǒng)應該具有較好的安全性,重點可以對電氣工程系統(tǒng)的運行異常情況進行及時準確的動作處理,避免由于控制操作造成安全事故問題的發(fā)生。
2、電氣工程中現(xiàn)代化的控制技術應用措施分析
(1)建立完善的電氣工程系統(tǒng)控制構架。在電氣工程控制系統(tǒng)構建之前,首先必須明確需要控制系統(tǒng)處理電氣工程的哪些問題,要求控制系統(tǒng)需要具備何種功能,同時控制系統(tǒng)需要具備哪些管理層次。一般在電氣工程控制系統(tǒng)中,需要設置數(shù)據(jù)管理模塊、運行監(jiān)控模塊、電氣工程管理模塊、電氣工程設施養(yǎng)護模塊、工作人員維護操作模塊等幾項子系統(tǒng)組成。
(2)合理的選用電氣工程控制系統(tǒng)設備??刂葡到y(tǒng)設備是整個現(xiàn)代控制技術實現(xiàn)的重要基礎保障,這也是控制系統(tǒng)效率與安全性的基礎?,F(xiàn)階段在電氣工程控制系統(tǒng)中主要分為作業(yè)類、信息收集傳遞類以及控制處理類等三類設備。其中作業(yè)設備主要是進行各種電氣工程操作的動作,主要是控制電氣開關、換閘以及變壓穩(wěn)壓等電氣工程設備。信息收集類設備主要是只對電氣工程系統(tǒng)運行過程進行監(jiān)控的設備,主要包括電子信號轉換器、系統(tǒng)運行監(jiān)控以及網(wǎng)絡傳輸設施等一系列的設備,控制類的設備則主要包括處理器與控制終端等,在設備的選擇上應該盡可能的選擇各種智能化與高效化的控制設備。
(3)電氣工程控制系統(tǒng)的環(huán)境管理。對電氣工程系統(tǒng)設備的運行環(huán)境進行監(jiān)控,也是現(xiàn)代控制技術管理的重要內(nèi)容。對電氣工程系統(tǒng)設施進行監(jiān)控的主要目的是為了準確的掌握電氣工程系統(tǒng)設備運行的電壓穩(wěn)定性、電流、溫度以及濕度等外部環(huán)境狀況,同時如果電氣工程系統(tǒng)運行環(huán)境不適宜時,啟動空調、除濕、穩(wěn)壓等設備,確保電氣工程系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定。
3、現(xiàn)代控制技術應用發(fā)展趨勢
(1)智能化控制技術。電氣系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)步入到了電氣工程自動化的階段,實現(xiàn)電氣工程自動化的關鍵要素就是要實現(xiàn)對電氣工程系統(tǒng)的智能化控制,因此在目前現(xiàn)代控制技術中最主要的內(nèi)容就是對電氣工程系統(tǒng)的智能化控制。智能化的控制系統(tǒng)主要是通過采用智能化控制技術來實現(xiàn)電氣工程系統(tǒng)控制的高效、自主、遠程操作。電氣工程系統(tǒng)智能化在電氣系統(tǒng)中的應用已經(jīng)十分的廣泛,例如當前電氣系統(tǒng)中有關于系統(tǒng)開關量以及模擬量等各項數(shù)據(jù)的動態(tài)實時采集以及反饋處理,都是通過智能化進行控制。此外,在電氣系統(tǒng)工程中對于電氣工程系統(tǒng)設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)測、對于故障的分析診斷以及緊急處理方面,都已經(jīng)廣泛的應用了智能化的控制技術。
(2)電氣系統(tǒng)模糊控制技術。電氣系統(tǒng)模糊控制技術主要是采用現(xiàn)代控制理論作為基礎,通過結合自適應控制技術、人工智能技術以及神經(jīng)網(wǎng)絡技術實現(xiàn)控制。在電氣工程系統(tǒng)控制中采用模糊控制技術,主要是針對無法準確的確定數(shù)學模型的復雜控制系統(tǒng),通過在控制規(guī)則上設置具有一定模糊條件,來彌補電氣工程控制系統(tǒng)中的一些非線性以及不確定因素的運行控制手段。模糊控制技術是一種以模糊數(shù)學、模糊語言以及模糊規(guī)則形成理論基礎的自動控制系統(tǒng),通過采用計算機控制技術形成控制與反饋的具有閉環(huán)結構特點的現(xiàn)代數(shù)字控制系統(tǒng),對于不確定系統(tǒng)的控制非常實用。
(3)非線性控制技術。當前在電氣工程系統(tǒng)控制中,線性控制理論技術已經(jīng)得到了廣泛的應用,但是由于線形控制技術主要是基于電氣工程設備運行中局部的穩(wěn)定性來進行數(shù)學模型的簡化設計,在線性控制理論中并未充分的考慮到電氣工程設備的非線性因素,因此在電氣工程系統(tǒng)中引入非線性分析與控制方法則可以有效的解決這些問題。非線性控制系統(tǒng)的控制方式主要有兩種,一種是將非線性系統(tǒng)的某一鄰域做反饋線性化的處理,同時利用微分幾何理論等現(xiàn)代控制理論進行反饋顯性化。另一種則是直接的將變結構方法、魯棒控制或者是智能控制等非線性控制理論進行實際的工程應用。
4、結語
不斷升級的系統(tǒng)、不斷革新?lián)Q代的電氣設備,給電氣工程功能設置提供了多種可能,但同時,也為現(xiàn)代控制技術的應用提出了更多服務要求,其中最為突出的幾方面內(nèi)容有:
(一)能高效、準確控制電氣工程現(xiàn)代控制技術以數(shù)字信息為載體,所以通常利用發(fā)送數(shù)字、代碼、信息的方式指令,來完成控制操作。為確保多個指令能夠第一時間發(fā)送出去、準確傳送到指定功能模塊、正確指導系統(tǒng)工作,系統(tǒng)必須設置獨立、且具備抗干擾能力的信息交流中心,依靠其交互功能,實現(xiàn)信息的生成、傳播、控制與管理。
(二)能全面監(jiān)控電氣工程運行狀態(tài)大多數(shù)電氣工程的裝置和設備都是全天候運行的,長時間工作,勢必會導致運行故障的發(fā)生,為此,現(xiàn)代控制技術還要擔負起監(jiān)控電氣工程運行狀態(tài)的責任,24小時監(jiān)督工程內(nèi)各系統(tǒng)設備的運行狀態(tài),如發(fā)現(xiàn)故障,應立即報警信息,同時,指明故障位置、故障源、故障影響,以及相關故障資料。工作人員接收到信息后,可第一時間做出反映,修復系統(tǒng)、設備,使電氣工程盡快恢復運行。
(三)具有較高的安全性對于電氣工程而言,“安全”是生產(chǎn)不可忽視的重要原則之一,因此,為避免內(nèi)、外部環(huán)境因素給電氣工程造成運行障礙和影響,現(xiàn)代控制技術不但要具備監(jiān)控能力,還要擁有較強的自清自查能力,可獨立清除、控制安全隱患。同時,現(xiàn)代控制技術還應針對電氣工程眾多管理項目,設置單元模塊(如:運行監(jiān)控模塊、電氣工程設施養(yǎng)護模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、工作人員維護操作模塊、電子工程管理模塊等),通過層層過濾的方式,提高技術應用的安全性。只有這樣,現(xiàn)代控制技術才能為電氣工程提供安全、可靠的運行環(huán)境。
二、現(xiàn)代控制技術在電氣工程中的應用
(一)幫助電氣工程創(chuàng)建完整的控制系統(tǒng)眾所周知,電氣工程由多個系統(tǒng)結構構成,要想讓這些單元結構能夠獨立、連續(xù)的完成工作,現(xiàn)代控制技術應承擔選擇功能、設置功能、計劃功能、解釋功能等多種責任。首先,在各功能模塊上設置監(jiān)控器,監(jiān)測它們的操作行為、運行狀態(tài),并以數(shù)據(jù)的形式記錄,轉存到數(shù)據(jù)庫中,如此,控制技術既可以依靠“復制數(shù)據(jù)”找出控制方式,又能隨時檢索系統(tǒng)運行信息,查找故障問題;其次,創(chuàng)建中樞系統(tǒng)、裝置、設備的聯(lián)動控制機制,以“作業(yè)任務”的形式分配任務,以便于系統(tǒng)可以同步、集中處理重要“運行信息”,不耽誤電氣工程正常工作;最后,因為電氣工程系統(tǒng)、裝置、設備的運行功能復雜、多樣,所以要想正確下達指令,明確指令內(nèi)容要求相對困難,利用現(xiàn)代控制技術,可將許多復雜的指令編撰成“編碼”,由翻譯器統(tǒng)一處理,如此一來,不僅方便了操作,電氣工程控制管理效率、水平也會大大提升。
(二)科學選擇控制系統(tǒng)設備計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展,給電氣工程控制管理提供了多個便利條件、多種選擇可能,所以,作為控制管理的中樞,現(xiàn)代控制技術必須慎重選擇控制系統(tǒng)設備,使其與電氣工程形成配合,達到最佳管理效果。一方面,控制系統(tǒng)設備要具備信息分類、收集、檢索、處理功能,將復雜、且數(shù)目龐大的電氣工程數(shù)據(jù)集中整合到數(shù)據(jù)庫中,根據(jù)管理、控制需要,高效檢索、準確處理、順利傳遞出去;另一方面,控制系統(tǒng)設備還應具備信息翻譯、解釋、轉換能力,因為電氣工程中的裝置、設備不可能使用統(tǒng)一的編碼、指令形式,所以如果兩個運行系統(tǒng)、裝置的指令信息代碼不同,控制設備應能夠兼容分辨,做出正確的處理和判斷,完成智能化、自動化控制。
(三)加強電氣工程內(nèi)、外部環(huán)境管理電氣工程內(nèi)、外部工作環(huán)境的監(jiān)測工作是其安全生產(chǎn)工作的重中之重,所以,現(xiàn)代控制技術管理工作的重要內(nèi)容便是環(huán)境監(jiān)測、管理,主要內(nèi)容包括:監(jiān)控電氣工程電流、溫度、濕度、電壓、電功率等基礎運行指標數(shù)據(jù),如發(fā)現(xiàn)階段時間內(nèi)這些指標數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大波動變化,會立即發(fā)出報警信號;管理、控制電氣工程內(nèi)其他非主要工作設備的運行狀態(tài),比如啟動空調、除濕設備、穩(wěn)壓設備、變壓設備、變頻設備等。
三、現(xiàn)代控制技術應用發(fā)展趨勢
未來幾年,電氣工程將走上“自動化”發(fā)展道路,并逐步引入“智能化控制”系統(tǒng),實現(xiàn)電力、電能的高效化、安全化生產(chǎn)。由此可見,現(xiàn)代控制技術會向“智能化控制技術”、“模糊控制技術”、“非線性技術”領域發(fā)展。因為,智能設備是實現(xiàn)自動生產(chǎn)的必要保證和唯一手段,所以無論是電氣工程的生產(chǎn)管理過程,還是信息傳遞過程,能夠獨立、自主、準確完成控制行為的智能設備必然會走上電氣工程發(fā)展的歷史舞臺,成為技術發(fā)展的主力軍。此外,針對電氣工程無法在模糊條件下落實控制手段這一問題,模糊控制技術也為其提供了很好的解決方法,通過采用計算機控制技術形成控制與反饋的具有閉環(huán)結構特點的現(xiàn)代數(shù)字控制系統(tǒng),其應用價值更高。非線性控制技術的研發(fā),主要依賴于線性控制理論發(fā)展,為向電氣工程提供穩(wěn)定、簡約的控制系統(tǒng),非線性控制技術將電氣工程中的非線性系統(tǒng)的某一鄰域做反饋線性化的處理,同時利用微分幾何理論等現(xiàn)代控制理論進行反饋,如此,顯性化數(shù)據(jù)便可正確、完整的呈現(xiàn)給控制管理者,幫助其做出科學、合理的控制決策。
關鍵詞:自動變頻;節(jié)能節(jié)水;灌溉系統(tǒng);研究
目前全球淡水資源日趨緊張,在我國有很多地方農(nóng)田和生活用水緊張的情況相當嚴重,有的已出現(xiàn)斷水現(xiàn)象,因此節(jié)水問題已成為全社會共同關注的嚴重問題。
早在1997年,在桐鄉(xiāng)市政府支持下,經(jīng)市水利勘測設計所設計并在河山含村示范區(qū)等地建成低壓地下管道灌溉試點工程,由于田間用水量變化大,為了解決水量流量的實時調控,泵站的出水池新建了高大的蓄水池,蓄水池內(nèi)安裝了液位控制器,串接于電機控制柜的控制回路中,初步解決了用水量、出水量的實時調控?!耙何蛔詣涌刂乒?jié)水灌溉系統(tǒng)”于1998年獲浙江省水利廳科技進步三等獎,2004年獲浙江省水利廳優(yōu)秀工程設計獎。2005年秋,桐鄉(xiāng)市水利局在石門鎮(zhèn)民豐村明渠灌溉的廟橋浜泵站試用手動變頻調速控制水泵運行,取得較好地效果,受到當?shù)厝罕姷母叨荣澴u。
一、“自控變頻節(jié)能節(jié)水灌溉系統(tǒng)”的總體設計
一是引入變頻調速技術、壓力傳感技術、可編程控制技術于農(nóng)田灌溉。由變頻器、壓力變送器、壓力顯示器、可編程控制器、可編程時控器、相序保護器和空氣開關、斷路器、交流接觸器、時間繼電器、熱繼電器、按鈕、指示燈、儀表等電器集成(均為國產(chǎn))的智能型自動控制柜“自控變頻節(jié)能控制柜”,作為“自控變頻節(jié)能節(jié)水灌溉系統(tǒng)”的指揮中心,能根據(jù)田間用水量的變化,自動變頻調速調節(jié)水泵出水量,自動進行工頻變頻切換和單泵雙泵切換,自動按設定時間開機停機。在泵站建設中,針對平原水網(wǎng)地區(qū)泵站規(guī)模較小的特點,采用了涵洞式引水道、豎井式水泵室,使引水道和水泵井四周的土壓力相互平衡,比傳統(tǒng)的開敞式引水道有限地節(jié)省了工程量,減少了土方開挖和回填土,方便了施工。
二是將“液位自動控制節(jié)水灌溉”中的高蓄水池,改為較小的地下壓力水池,建在泵房地面之下。既節(jié)省了工程量,又減少了耕地占用。水池壁上預埋安裝壓力變送器和水位觀察管的鍍鋅鋼管,水池邊上設置調壓溢流管。選用專門為本地區(qū)低壓管道灌溉研制且不需要加引水、適于自動開機的HDB系列導葉式混流泵。用UPVC雙壁波紋管作為地下管道,用鋼筋混凝土預制接頭,施工方便,漏水少,管壁糙率小。干管和部份支管的進口處安裝蝶閥控制,部份渠尾設置調壓管。用專利產(chǎn)品、工程塑料制造的FN-150(100)農(nóng)田灌溉節(jié)水閥作為田間放水閥,使用壽命長,不需維修,可做到滴水不漏。一只放水閥控制面積約5畝左右。
二、關鍵設備“自控變頻節(jié)能控制柜”的原理和工作過程
田間用水量的信息,通過管網(wǎng)壓力的變化,傳遞到壓力水池中,壓力水池中安裝的壓力變送器,把壓力信號變成電模擬量,輸入變頻器控制回路,變頻器根據(jù)輸入的模擬量,自動將連接水泵電機的主回路的交流電頻率變化,使管網(wǎng)壓力不斷向設定的“控制壓力”接近,達到恒壓供水。從而使水泵根據(jù)田間用水量自動調節(jié)供水量,達到節(jié)水節(jié)能目的。一個泵站安裝兩臺水泵,為了節(jié)省投資,采用一臺變頻器控制兩臺電機,由于田間用水量的變化涉及到單泵供水或雙泵供水,需單泵雙泵切換和工頻變頻切換,用可編程控制器設定條件進行控制,還要設置“最高壓力”、“最低壓力”等參數(shù)。
控制柜的電路,有變頻器-電機主回路和控制回路兩大部份,控制回路有壓力變送顯示電路、可編程控制器外接電路、可編程時控器外接電路、變頻器外接電路、交流接觸器互鎖電路、手動控制電路、電機工況顯示電路、直流電源外接電路等,另外還設置了相序保護器、熱繼電器等。
控制柜的工作過程,以一臺變頻器控制兩臺電機的控制柜為例。首先合上電源空氣開關,接通電源,按照“自控變頻節(jié)能控制柜使用維護簡要說明”在變頻器控制面板上設置好“控制壓力”,在壓力顯示器上設置好“最低壓力”、“最高壓力”,在可編程時控器上設置好開機停機時間(或在時間繼電器上設置好停機時間),把“功能轉換旋鈕”旋到“自動”,然后即可正常工作。其工作過程為:
當?shù)竭_時控器設定的開機時間,如果壓力變送器檢測到的壓力低于“最低壓力”,1號機組(兩臺機組中功率較大的一臺)首先變頻軟起動,可見壓力顯示器中數(shù)值逐漸上升,水位觀察管中水柱同步上升,如此時田間用水量不多,一臺水泵水量已夠,則壓力上升到“控制壓力”以上,變頻器即自動降頻,壓力降低到“控制壓力”以下,變頻器即自動升頻,使水泵保持恒壓供水,田間用水量的變化反映在水泵轉速的變化上。
如果田間用水量逐漸增加,1號機組的出水量不夠了,此時盡管電機以最大頻率即50Hz運行,但壓力顯示器中數(shù)值還是逐漸下降,待下降到設定的加泵壓力即“最低壓力時”,控制柜等待五分鐘,如果不是特殊的波動造成,五分鐘的壓力都低于最低壓力,此時才將1號機組自動轉為工頻運行,將2號機組自動變頻軟起動,可見壓力顯示器中數(shù)值逐漸上升,如此時兩臺水泵供水量已夠田間用水,則壓力上升到“控制壓力”后,即保持恒壓供水,田間用水量的變化反映在2號機組轉速的變化上。如果田間用水量繼續(xù)上升,兩臺水泵的供水量也不夠了,盡管兩臺水泵都以最高頻率50Hz運行,供水壓力還是逐步下降,此時,應關閉或調小部份節(jié)水閥,用水量減少到二兩臺水泵供水量以下,供水壓力就會恢復到設定的“控制壓力”。
如果田間用水量逐步減少,管道和壓力水池中的壓力會稍微上升,正在變頻運行的2號機組轉速隨即降低,水泵出水減少,以保持恒壓供水。如果田間用水量進一步減少,小于1號機組的出水量,但仍大于2號機組出水量,當供水壓力超過設定的“最高壓力”,這時首先將正在工頻運行的1號機組自動停機,然后自動將正在變頻運行的2號機組轉成工頻運行,再自動變頻軟起動1號機組。如果田間用水量進一步減少,小于2號機組的出水量,這時即使1號機組頻率和轉速降到最低,水池壓力還是超過“最高壓力”,則正在工頻運行的2號機組自動停機。如果田間用水量再進一步減少到接近于零,則1號機組以最低頻率(設置為15HZ)運行,使管道壓力保持一定數(shù)值,以備田間可以隨時用水。
可編程時控器到達設定停機時間,正在變頻運行的1號機組變頻軟停機。也可以將“功能轉換旋鈕”從“自動”轉向“停止”。如果按下“緊急停車按鈕”,任何情況之下,兩臺機組都會立即停機。
三、該系統(tǒng)的改進意見
任何技術都是在不斷改進的,“自控變頻節(jié)能節(jié)水灌溉系統(tǒng)”也是在綜合許多先進技術的基礎上改進的,今后也將隨著技術的發(fā)和進步不斷改進。經(jīng)過一個灌溉季節(jié)的實踐,筆者認為應對系統(tǒng)做如下改進:
一是對于只有一臺水泵的泵站,可以利用變頻器內(nèi)置簡易PLC編程控制,可降低控制柜造價。
二是對于只有一臺水泵的泵站,可以取消壓力水池,以進一步降低泵站造價,逆止閥、調壓管仍舊保留。對于兩臺或兩臺以上水泵的泵站,壓力水池還是需要的。
三是針對現(xiàn)有泵站管理人員文化程度偏低的現(xiàn)象,建議今后選配泵站管理人員時,最好文化程度能在初中以上,便于熟練掌握控制柜各種功能的應用,最大限度地發(fā)揮先進設備的功能。
關鍵詞:建筑工程;混凝土施工;溫度控制
在大體積混凝土中,溫度應力及溫度控制具有重要意義,首先,在施工中混凝土常常出現(xiàn)溫度裂縫,影響到結構的整體性和耐久性。其次,在運轉過程中,溫度變化對結構的應力狀態(tài)具有顯著的不容忽視的影響。因此本文對混凝土施工中的一般技術與溫度控制做一探討。
一、混凝土建筑裂縫形成的溫度因素
水泥水化過程是混凝土路面中的主要溫度因素,水泥在水化過程中要發(fā)出一定的熱量。而水泥混凝土路面一般斷面較厚,水泥發(fā)出的熱量聚集在結構物內(nèi)部不易散失。通過實測,水泥水化熱引起的溫升,在水利工程中一般為15℃-25℃,而在建筑工程中一般為20℃-30℃,甚至更高。水泥水化熱引起的絕熱溫升,與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種(主要是水化熱值)有關,并隨混凝土的齡期(時間)按指數(shù)關系增長,一般在10d-12d接近于最終絕熱溫升(視氣溫變化而異)。但由于結構物有一個自然散熱條件,實際上混凝土內(nèi)部的最高溫度,多數(shù)發(fā)生在混凝土澆筑后的最初3d-5d.
外界氣溫變化的影響也不可忽視,水泥混凝土路面在施工階段,外界氣溫的變化影響是顯而易見的。因為外界氣溫愈高,混凝土的澆筑溫度也愈高;而如果外界溫度下降,又增加混凝土的降溫幅度,特別是氣溫驟降,會大大增加外層混凝土與內(nèi)部混凝土的溫度梯度,這對水泥混凝土路面是極為不利的。
混凝土內(nèi)部的溫度是水化熱的絕熱溫度、澆注溫度和結構物的散熱溫降等各種溫度的疊加,而溫度應力則是由溫差所引起的溫度變形造成的;溫差愈大,溫度應力也愈大。同時,在高溫條件下,水泥混凝土不易散熱,混凝土內(nèi)部的最高溫度一般可達60℃-65℃,并且有較大的延續(xù)時間(與結構尺寸和澆筑的塊體厚度有關)。在這種情況下,研究合理的溫度控制措施,防止混凝土內(nèi)外溫差引起的過大溫度應力,就顯得更為重要。
二、混凝土施工技術
1、混凝土強度及主要影響因素。
混凝土質量的主要指標之一是抗壓強度,從混凝土強度表達式不難看出,混凝土抗壓強度與混凝土用水水泥的強度成正比,按公式計算,當水灰比相等時,高標號水泥比低標號水泥配制出的混凝土抗壓強度高許多。所以混凝土施工時切勿用錯了水泥標號。另外,水灰比也與混凝土強度成正比,水灰比大,混凝土強度高3水灰比小,混凝土強度低,因此,當水灰比不變時,企圖用增加水泥用量來提高溫凝土強度是錯誤的,此時只能增大混凝土和易性,增大混凝土的收縮和變形。
影響混凝土抗壓強度的主要因素是水泥強度和水灰比,要控制好混凝土質量,最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比兩個主要環(huán)節(jié)。此外,影響混凝土強度還有其它不可忽視的因素。
粗骨料對混凝土強度也有一定影響,當石質強度相等時,碎石表面比卵石表面粗糙,它與水泥砂漿的粘結性比卵石強,當水灰比相等或配合比相同時,兩種材料配制的混凝土,碎石的混凝土強度比卵石強。因此我們一般對混凝土的粗骨料控制在3.2cm左右,細骨料品種對混凝土強度影響程度比粗骨料小,所以混凝土公式內(nèi)沒有反映砂種柔效,但砂的質量對混凝土質量也有一定的影響。因此,砂石質量必須符合混凝土各標號用砂石質量標準的要求。由于施工現(xiàn)場砂石質量變化相對較大,因此現(xiàn)場施工人員必須保證砂石的質量要求,并根據(jù)現(xiàn)場砂含水率及時調整水灰比,以保證混凝土配合比,不能把實驗配比與施工配比混為一談?;炷翉姸戎挥性跍囟?、濕度條件下才能保證正常發(fā)展,應按施工規(guī)范的規(guī)定予在養(yǎng)護、氣溫高低對混凝土強度發(fā)展有一定的影響。冬季要保溫防凍害,夏季要防暴曬脫水?,F(xiàn)冬季施工一般采取綜合蓄熱法及蒸養(yǎng)法。
2、混凝土標號與混凝土平均強度及其標準差的關系。
混凝土標號是根據(jù)混凝土標準強度總體分布的平均值減去1.645倍標準值確定的。這樣可以保證混凝土確定均有95%的保證率,低于該標準值的概率不大于5%,充分保證了建筑物的安全,從此推定,抽樣檢查的幾組試件的混凝土平均確定一定大于等于混凝土設計標號,其值大小取決于施工質——J90量水平,即取決于大小。通過公式計算可以看出,施工人員不但要使混凝土平均確定大于混凝土標號,更重要的是千方百計的減少混凝土確定的變異性,即要盡量使混凝土標準差降到較低值,這樣,既保證了工程質量,也降低了工程造價。
3、混凝土質量控制的關鍵環(huán)節(jié)
混凝土質量控制包含兩個基本內(nèi)容:(1)使混凝土達到設計要求的質量標準。(2)在滿足設計要求的質量指標前提下盡量降低成本,這兩條要求實際上是盡量降低泥凝土的標準差?;炷恋膹姸扔幸欢x散性,這是客觀的,但通過科學管理可以控制其達到最小值,因此混凝土標準差能反映施工單位的實際管理水平,管理水平越高,標準差越小??梢哉f,混凝土質量控制實質上是標準差的控制。實際上控制標準差應從以下幾個方面人手。
(1)設計合理的混凝土配合比。合理的混凝土配合比由實驗室通過實驗確定,除滿足確定、耐久性要求和節(jié)約原材料外,應該具有施工要求的和易性。因此要實驗室設計合理的配比,必須提供合格的水泥、砂、石。水泥控制強度,砂控制細度、含水率、含泥量等,石控制含水率及含泥量等。只有材料達到合格要求,才能做出合理的混凝土配合比,才能使施工得以正常合理的進行,達到設計和驗收標準。
(2)正確按設計配合比施工
按施工配合比施工,首先要及時測定砂、石含水率,將設計配合比換算為施工配合比。其次,要用重量比,不要用體積比,最后,要及時檢查原材料是否與設計用原材料相符,這要求供方提供兩份同樣材料,一份提供給實驗室,一份給工地,工地收料人員應按樣本收料,如來料與樣本不符,應馬上向上級匯報,及時更改配合比(材料不合格不收料除外)。
(3)加強原材料管理,混凝土材料的變異將影響混凝土強度。因此收料人員應嚴把質量關,不允許不合格品進場,另外與原材料不符及時匯報,采取相應措施,以保證混凝土質量。
(4)進行混凝土強度的測定,我們以28天強度為準,為施工簡便和質量保證,我們一般做7天試塊等,以對混凝土強度盡量根據(jù)其齡期測定其發(fā)展,以明確確定其質量。
綜上所述,我們應從各個方面控制混凝土質量,以確保整個工程質量,以保證企業(yè)信譽和發(fā)展。
三、混凝土的溫度控制
1、溫度應力的形成過程可分為以下三個階段:
(1)早期:自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束,一般約30天。這個階段的兩個特征,一是水泥放出大量的水化熱,二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化,這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應力。
(2)中期:自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止,這個時期中,溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應力與早期形成的殘余應力相疊加,在此期間混凝上的彈性模量變化不大。
(3)晚期:混凝土完全冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起,這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。
2、溫度應力引起的原因可分為兩類:
(1)自生應力:邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構,如果內(nèi)部溫度是非線性分布的,由于結構本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應力。例如,橋梁墩身,結構尺寸相對較大,混凝土冷卻時表面溫度低,內(nèi)部溫度高,在表面出現(xiàn)拉應力,在中間出現(xiàn)壓應力。
(2)約束應力:結構的全部或部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。
這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。
要想根據(jù)已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較復雜的工作。在大多數(shù)情況下,需要依靠模型試驗或數(shù)值計算?;炷恋男熳兪箿囟葢τ邢喈敶蟮乃神Y,計算溫度應力時,必須考慮徐變的影響,具體計算這里就不再細述。
3、溫度的控制措施
控制溫度的措施一般采取以下幾種方式:
(1)采用改善骨料級配,用干硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;
(2)拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度;
(3)熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;
(4)在混凝土中埋設水管,通入冷水降溫;
(5)規(guī)定合理的拆模時間,氣溫驟降時進行表面保溫,以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度;
(6)施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構,在寒冷季節(jié)采取保溫措施;
從溫度應力觀點出發(fā),保溫應達到下述要求:
1)防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度,防止表面裂縫。
2)防止混凝土超冷,應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。
3)防止老混凝土過冷,以減少新老混凝土間的約束。
混凝土的早期養(yǎng)護,主要目的在于保持適宜的溫濕條件,以達到兩個方面的效果,一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲,防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行,以期達到設計的強度和抗裂能力。
適宜的溫濕度條件是相互關聯(lián)的?;炷系谋卮胧┏3R灿斜竦男Ч?。
從理論上分析,新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失,從而推遲或防礙水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護的關鍵時期,在施工中應切實重視起來。
以上對混凝土的施工技術與溫度控制進行了理論和實踐上的初步探討,但對于具體的預防和改善措施意見還是比較統(tǒng)一,同時在實踐中的應用效果也是比較好的,具體施工中要靠我們多觀察、多比較,出現(xiàn)問題后多分析、多總結,結合多種預防處理措施,混凝土施工中的常見問題是完全可以避免的。
關鍵詞:直接轉矩控制技術,定子磁鏈,無速度傳感器,展望
引言
交流電動機自1885年出現(xiàn)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(xiàn)代控制理論的發(fā)展,為交流調速產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)造了有利條件,使交流調速系統(tǒng)逐步具備了寬調速范圍、高穩(wěn)速精度、快速動態(tài)響應和四象限運行等技術性能,完全可與直流調速系統(tǒng)相媲美。由于直流調速系統(tǒng)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(tǒng)已逐步占據(jù)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(yōu)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(xiàn)狀、存在的問題及未來的發(fā)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(chǎn)生PWM信號。系統(tǒng)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(shù)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(shù)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(shù)。目前,描述定子磁鏈的數(shù)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(shù)影響小。論文參考網(wǎng)。它采用開環(huán)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(tǒng)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(chǎn)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(xiàn)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(shù)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(shù)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(chǎn)生較大的影響,另外這些電機參數(shù)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(yōu)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(tǒng)中采用u – i模型觀測定子磁鏈時純積分環(huán)節(jié)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(huán)節(jié)的改進積分器算法取代純積分環(huán)節(jié)克服積分漂移;針對六區(qū)段電壓矢量開關表在定子磁鏈處于區(qū)段分界線附近控制性能差,引起低速運行時定子磁鏈內(nèi)陷和電流畸變等問題,采用細分優(yōu)化的十二區(qū)段選擇電壓矢量開關表來代替?zhèn)鹘y(tǒng)六區(qū)段電壓矢量開關表。改善了異步電機DTC系統(tǒng)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(xiàn)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(jīng)網(wǎng)絡定子電阻估計、模糊神經(jīng)網(wǎng)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(tǒng)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(huán)控制,同樣需要知道轉速信息。傳統(tǒng)的方法采用速度傳感器,這樣不僅增加成本,而且使系統(tǒng)的穩(wěn)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(wǎng)。
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(jīng)網(wǎng)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(jīng)網(wǎng)絡的辨識方法[6-7]。這種自適應閉環(huán)速度辨識方案,在一定的速度范圍內(nèi),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(shù)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(huán)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(xiàn)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(tǒng)動態(tài)、穩(wěn)態(tài)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(nèi)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(nèi)容。
3、直接轉矩控制技術發(fā)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(fā)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(tǒng)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(jié)器的多級模糊控制DTC調速系統(tǒng)來解決。在外環(huán)控制方面,為了實現(xiàn)在轉速和轉矩突變時系統(tǒng)的快速響應,可以采用模糊自適應PI調節(jié)器控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PI調節(jié)器;在內(nèi)環(huán)控制方面,也可以采用模糊控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)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(tǒng)直接轉矩控制方法中根據(jù)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(xiàn)大誤差大調節(jié)、小誤差小調節(jié)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(jīng)網(wǎng)絡的速度辨識器來替代傳統(tǒng)速度傳感器的方法來對其控制。論文參考網(wǎng)。由于蟻群算法是一種較新型的尋優(yōu)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(yōu)解更接近理論最優(yōu)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(tǒng)的動、靜態(tài)性能要求,實現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)控制提供了強有力的工具?,F(xiàn)代控制理論和智能控制理論(以模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡為主)等控制方案為提高直接轉矩控制的動態(tài)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(jīng)網(wǎng)絡控制、模糊神經(jīng)網(wǎng)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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英文名稱:Computer and Modernization
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系統(tǒng)分析與設計
軟件工程
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控制技術
計算機輔助設計
中文信息技術
人工智能
信息系統(tǒng)與ERP
獲獎情況
關鍵詞:車輛電子控制技術;研究型教學;互動;教學方法
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)08-0071-03
大學教育的目標是培養(yǎng)新世紀創(chuàng)新型人才,其關鍵是如何實施研究型教學與研究型學習。為此,我國各高校紛紛提出采用研究型教學的方式來培養(yǎng)、提高學生的創(chuàng)新能力,加強創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。何謂研究型教學?研究型教學是指教師以課程內(nèi)容和學生的學識積累為基礎,在教學過程中通過優(yōu)化課程結構,建立一種基于研究探索的學習模式。只有在“發(fā)現(xiàn)問題分析問題解決問題”的“研究型”教學過程中,學生才可能學會“研究型”學習的能力,經(jīng)過這樣反反復復的教學和學習實踐,學生的“創(chuàng)新能力”才能培養(yǎng)和提高。因此,研究型教育是創(chuàng)新型教育的前提,二者實質上是辯證統(tǒng)一的。
一、《車輛電子控制技術》課程的特點與存在的問題
《車輛電子控制技術》是車輛工程專業(yè)的專業(yè)必修課,也是其他工科專業(yè)的一門專業(yè)選修課。該課程重點介紹發(fā)動機、底盤、車身的電子控制設備的基本理論、基本組成、工作過程和控制原理。隨著汽車、拖拉機技術和電子技術的迅速發(fā)展,現(xiàn)代車輛為提高動力性、經(jīng)濟性、安全性、舒適性,以及減少尾氣排放污染而廣泛采用了電子控制技術。電子控制技術是現(xiàn)代車輛技術發(fā)展的重要趨勢與標志,從發(fā)動機的燃油噴射、點火控制、進氣控制、排放控制、故障自診斷到底盤的傳動系統(tǒng)、轉向與制動系統(tǒng),以及車身、輔助裝置等都普遍采用了電子控制技術。所以,該課程的重要性在不斷提高,為此,國內(nèi)許多院校將該課程列為車輛工程專業(yè)的必修課。該課程涉及的電子控制技術是很抽象,尤其是工科機械專業(yè)而言,學生對該課程充滿了向往,但學習卻很困難,其主要問題:重結構原理,輕控制原理;重理論講解,輕實驗制作。該課程的主要難點是在車輛各電子控制系統(tǒng)的信號采集、各執(zhí)行器的驅動電路的原理、各控制系統(tǒng)的控制策略等。由于涉及到電子控制、機械、液壓等部分的知識,所以要求學生有較全面扎實的基礎知識。為此,該課程在教學上應突出各模塊的重點、難點內(nèi)容,有些內(nèi)容通過現(xiàn)場教學,多媒體中的動畫、影視、教學模型講解,使難點內(nèi)容通俗化,可視化,形象化。注重理論聯(lián)系實際,大量加強實踐教學,以提高實驗課教學的效果,保證該課程的教學質量。通過開展了研究性學習,使自己選擇感興趣的車輛電子控制相關的題目,開展小課題的研究工作,這樣不但增加了學生學習的興趣,也增強了學生分析問題和解決問題的能力。
二、《車輛電子控制技術》課程研究型教學的具體方法
1.課程教學改革目標。以任務模塊為基礎、以學生為主體、以教師為主導,圍繞設定的學習任務模塊進行研究,以提高學生自主性學習和研究性學習,掌握該課程的基本理論、基本方法和基本技能。
2.課程教學改革方案。①制定學習任務模塊?!盾囕v電子控制技術》的研究型教學內(nèi)容共制定了18個學習模塊(專題),每個模塊共1學時講授,共18學時,學習任務模塊主要有:發(fā)動機供油控制、發(fā)動機點火控制、發(fā)動機爆震控制、發(fā)動機稀薄燃燒技術、防抱死控制系統(tǒng)(ABS)、線控制動、驅動防滑控制系統(tǒng)(ASR)、汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(ESP)、自動變速系統(tǒng)控制、無級變速控制、電控懸架系統(tǒng)、巡航控制系統(tǒng)、安全氣囊(SRS)、倒車防撞控制系統(tǒng)、防盜控制系統(tǒng)、電控轉向系統(tǒng)、自動空調、電動座椅、智能前照燈控制系統(tǒng)、電控雨刮系統(tǒng)等。②劃分學習小組《車輛電子控制技術》共有34個學生選了此課程,共劃分6個學習小組,每個小組5~6人不等。③教學安排主要要點是:開學2周內(nèi)負責分配完各專題,并提出各專題的要求,列出主要參考文獻;每個小組分配3~4個專題,使每個專題有3個小組負責;各小組分別在課余時間查找資料,按要求歸納整理讀書報告,制作PPT;每2節(jié)課由3個小組分別用自制的PPT講授15分鐘,其他同學提問5分鐘,總體時間控制在60分鐘;最后主講老師點評每個小組的講授內(nèi)容,并現(xiàn)場給予各小組的得分,時間為30分鐘;每個小組的每一位成員至少主講一次。
3.輔導答疑措施。①組建一個課程輔導答疑小組。本學期初,組建了該課程的輔導答疑小組,該小組的成員主要由主講老師、實驗老師、碩士研究生、博士研究生等構成。輔導答疑小組成員名單:魯植雄、劉奕貫、白學峰、李曉勤、常江雪、郭兵、金月、姜春霞、周偉偉等。②籌建了該課程的QQ群。本學期初,籌建了一個《車輛電子控制技術》課程答疑QQ群,在網(wǎng)上隨時回答與指導學生。QQ群名稱:車輛電子控制技術論壇;QQ群號:118062691;群成員人數(shù):44人。
4.成績評定方法。該課程成績由以下三部分構成:①每個小組的3次PPT報告與回答問題情況,占40%;②每人的3篇專題讀書報告,占40%;③每人在課程QQ群的活動情況、平時出勤、作業(yè)等,占20%。
三、實施過程
該課程的教學改革得到車輛工程91~93班學生的大力支持和參加,每個小組從第2周起獲得3個任務模塊后,各小組成員根據(jù)各模塊設定的學習目標、內(nèi)容和考核要求,自主查找相關的中文與外文資料。進行整理與歸納,研討模塊的主題,撰寫讀書報告和模塊論文報告。根據(jù)歸納總結的模塊內(nèi)容,學會PPT,以小組為單位宣講制作的PPT,并集體回答問題,每位同學均上臺主講1~2次。積極上網(wǎng)參加《車輛電子控制技術論壇》,能主動發(fā)貼子,老師回答問題時能進行相互互動,對課程內(nèi)容進一步深入學習。
四、實施效果
1.培養(yǎng)了學生自主獲取知識的方法技巧。各小組成員根據(jù)各模塊設定的學習目標、內(nèi)容和考核要求,學會自主查找相關的中文與外文參考資料。98%的學生在調查問卷中回答:學生的自主學習和研究能力明顯提高。
2.培養(yǎng)了學生進行研究型學習方法。在老師的指導下,每個小組根據(jù)搜集到的資料,進行整理與歸納,研討模塊的主題,撰寫讀書報告和模塊論文報告,或者實驗設計與方案。100%的學生在調查問卷中回答:認同該課程采用的教學模式。
3.訓練了制作PPT能力。根據(jù)歸納總結的模塊內(nèi)容,學會制作界面友好的PPT。
4.培養(yǎng)了學生講解與回答問題能力。每一個專題均由2名學生主講15~20分鐘,既掌握了本專題的主要內(nèi)容,又培養(yǎng)了演講技巧。另外,講授后,其他同學提出一些對本專題相關問題,小組全體成員集體回答問題,進一步提高了對本專題內(nèi)容的掌握,也鍛煉了回答問題能力。
五、對研究型教學的認識與體會
1.增加了教師的工作量。要想使一個學習模塊(專題)在1學時內(nèi)講授完,并能活躍課堂氣氛,使學生能主動學習,教師需要花更多的時間,主要體現(xiàn)在:①要花更多的時間去掌握每個專題內(nèi)容,否則很難回答學生的提問;②要花時間查看學生制作的PPT,查看PPT內(nèi)容是否包涵了本專題需要講授的內(nèi)容?PPT界面是否友好?③要花時間在QQ群上回答學生的問題;④要花時間輔導、批改學生的讀書報告。
2.增加了學生的學習時間。①需要花時間閱讀教材及參考資料,自學、討論、理解講授的內(nèi)容;②需要花時間制作PPT,對有的學生來說,是很難的一件事情;③需要花時間撰寫3篇課程;④需要在QQ群上發(fā)帖子
3.教師點評是關鍵。一個專題能否使全體學生掌握、課程氣氛是否活躍,教師的最后點評是關鍵。點評的內(nèi)容既要包涵本專題的核心內(nèi)容,又要調動學生的積極性,所以,點評要精練、精彩。
六、繼續(xù)實施研究型教學有待改進的地方
1.完善各專題教學要求。進一步完善每個專題的教學要求及相關參考文獻,列舉一些思考問題,使學生能小組進行討論,以掌握各專題的內(nèi)容。
2.加強小組學習。每個專題應以在小組共同討論的基礎上完成學習要求,但有一些專題只有某一小組成員完成,其他人員未參加的現(xiàn)象,需要進一步探討小組學習模式。
3.加強課程論文撰寫質量。撰寫課程論文需要花很多時間。為此,今后將列舉相關參考文獻,指定主要參考文獻,要求學生根據(jù)指定的參考文獻閱讀后撰寫課程論文。
《車輛電子控制技術》進行研究型教學改革,受到大部分學生和教師的肯定和好評,全面提升了車輛工程專業(yè)學生的專業(yè)知識水平和綜合素質,增加了畢業(yè)生的就業(yè)競爭力。改革實施以來,學生的創(chuàng)新實踐能力普遍得到加強。學生通過實踐平臺和實踐科研項目完成了包括汽車電控液壓動力轉向系統(tǒng)、智能倒車、自動泊車、巡航控制等項目。先后在“全國大學生F1賽車大賽”、“全國節(jié)能賽車比賽”等競賽中獲得了多項獎勵,激發(fā)學生科學研究的熱情與學習興趣。但也不能過度夸大一種教學模式的作用,每一種教學方式均有適應性。研究型教學一定要有研究課題基礎,所以,研究型教學優(yōu)適于高等院校的專業(yè)課教學,以培養(yǎng)學生的元典精神、質疑精神和創(chuàng)新精神。
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