時間:2023-03-08 15:39:43
序論:速發表網結合其深厚的文秘經驗,特別為您篩選了11篇自動控制理論論文范文。如果您需要更多原創資料,歡迎隨時與我們的客服老師聯系,希望您能從中汲取靈感和知識!
一、工程概況:
本空調工程全部采用吊頂暗裝風機盤管加獨立新風系統。室內風機盤管承擔全部的室內冷負荷和濕負荷,新風機組把引入的室外新風處理到室內焓值,再按需求分配到各個房間。按舒適性空調設計,采用露點送風。系統冷熱源選用風冷式空氣源熱泵,安置于天臺上??照{水系統采用一次泵定水量系統,雙管制,閉式循環。系統主機采用遠程控制,各房間的風機盤管可單獨控制調節。
二、空氣房間溫度自動控制是通過接通或斷開電加熱器,以增加或減少精加熱器的熱量,而改變送風溫度來實現的。
空調溫度自動控制系統常用的改變送風溫度方法有:控制加熱空氣的電加熱器,空氣加熱器(介質為熱水或蒸汽)的加熱量或改變一、二次回風比等。室溫控制規律有位式、比例、比例積分、比例積分微分以及帶補償與否等幾種。設計時應根據室溫允許波動范圍大小的要求,被控制的調節機構及設備形式,選配測溫傳感器、溫度調節器及執行器,組成溫度自動控制系統。
(1)控制電加熱器的功率
控制電加熱器的功率來控制室溫的系統,其原理圖及方框圖見下
①是室溫位式控制方案,由測溫傳感器TN,位式溫度調節器TNC,及電接觸器JS組成。當室溫偏離設定值時,調節器TNC輸出通斷指令的電信號,使電接觸器閉合或斷開,以控制電加熱器開或停,改變送風溫度,達到控制室溫的目的
②是室溫PID控制方案,由測溫傳感器TN,PID溫度調節器TNC及可控硅電壓調整器ZK組成,可實現室溫PID控制。
(2)控制空氣加熱器的熱交換能力
控制進入空氣加熱器熱媒流量的室溫控制系統及其原理如下:
該方案是由測溫傳感器TN,溫度調節器TNC,通斷儀ZJ及直通或三通調節閥組成。當室溫偏離設定值時,調節器輸出偏差指令信號,控制調節閥開大或關小,改變進入空氣熱交換器的蒸汽量或熱水量,從而改變送風溫度,達到控制室溫的目的。
(3)制進入空氣加熱器的熱水溫度
該溫控方案組成與上面相同,不同的是控制三通閥來改變進入空氣加熱器的水溫,改變熱交換能力,達到控制室溫的目的。
三、房間空氣相對濕度自動控制的方法
空調房間溫濕度控制:
空調房間溫濕度的干擾因素的多樣性,氣候變化的多工況性以及房間存在的較大的熱慣性等因素使得利用單回路直接控制房間溫濕度的方法難以達到滿意的調節效果。因此,應該另選有效的方法。針對空調房間的熱特性,采用串級調節較適宜。其調節框圖如圖所示
室溫調節器用于克服維護結構傳熱,室內熱源散熱引起的室溫干擾。室溫調節器根據房間內實際溫度與設定溫度的偏差調整送風溫度的設定值。送風溫度調節器則用來控制送風溫度。這一環節主要克服在不同的季節,新風、回風混合比的變化引起的對換熱器的出口狀態干擾。使其在進入房間前受到一定的抑制,減少對室內狀態的影響。采用串級調節后,還能改變對象的時間特性,提高系統的控制質量。
四、風機盤管空調系統的自動控制
(一)溫控器
(1)風機盤管宜采用溫控器控制電動水閥,手動控制風機三速的控制方式。風機啟停與電動水閥連鎖。
(2)冬夏季均運行的風機盤管,其溫控器應有冬夏轉換措施。一般以各溫控器獨自設置冬夏轉換開關為好。
(二)節能鑰匙
(1)房間設有節能鑰匙系統時,風機盤管宜與其連鎖以節能。
(2)當要求不高時,可采用插、拔鑰匙使風機盤管啟動或斷電停轉的方式。使用要求較高時,可增設一個溫度開關。
(三)定流量水系統
風機盤管定流量水系統自控方式較簡單易行,但節能效果沒有變流量自控方式好。
五、風機盤管的定流量水系統自動控制
該工程使用定流量二管制,其風機盤管機組的控制通常采用兩種方式。
(1)三速開關手控的二管制定流量系統
采用二管制水系統時,表面冷卻器中的水是常通的。水量依靠閥門的一次性調整,而室溫的高低是由手動選擇風機的三檔轉速來實現的。
(2)溫控器加三速開關的二管制定流量水系統
采用這種控制的水系統時,表面冷卻器中的水是常通的,水量依靠閥門一次性調整。室內溫度控制器控制風機啟停,而手動三檔開關調節風機的轉速。
溫控器選擇AFT06*系列即可滿足要求。該系列是帶浸入式套管的。
六、變風量系統的監控
變風量系統的基本思想是當室內空調負荷改變以及室內空氣參數設定值變化時,自動調節空調系統送入房間的送風量,使通過空氣送入房間的負荷與房間的實際負荷相匹配,以滿足室內人員的舒適要求或工藝生產要求。同時送風量的調節可以最大限度的減少風機的動力,節約運行能耗。
除了節能的優勢外,VAV系統還有以下特點:(1)能實現局部區域的靈活控制,可根據負荷變化或個人舒適度要求調節。(2)由于能自動調節送入各房間的冷量,系統內各用戶可以按實際需要配置冷量,考慮各房間的同時使用系數和負荷分布,系統冷源配置可以減少20%~30%左右,設備投資相應較大減少。(3)室內無過冷過熱現象。
該系統采用單風管再加熱VAV空調系統,其原理和控制系統圖如下:
七、空調用制冷裝置的自動控制
1、蒸發器的自動控制
空調用制冷裝置系統的蒸發器和冷凝器溫度的自動控制如圖所示
空調負荷是經常變化的,因此,要求制冷裝置的制冷量也要相應地變化。而制冷量的變化,就是循環的制冷劑流量的變化,所以需要對蒸發器的供液量進行調節,實現對載冷劑即被冷卻物質的溫度控制??照{用制冷裝置的中常用的供液量自動控制的設備是熱力膨脹閥。
熱力膨脹閥的一種直接作用式調節閥,安裝在蒸發器入口管上,感溫包安裝在蒸發器的出口管上。DV1和DV2是電磁閥,壓縮機停時,電磁閥立即關閉,切斷冷凝器至蒸發器的供液。
2、冷凝器的自動控制
在制冷裝置上通常用冷卻水量調節閥來調節冷凝溫度。冷卻水量調節閥是一種直接作用式調節閥,安裝在冷凝器的冷卻水進水管上,它的壓力測量溫包安裝在壓縮機的排氣端,或冷凝器的制冷劑入口端,以感受Pl的變化。
3、制冷裝置的自動保護
為了保證制冷裝置的安全運行,在制冷系統中常有一些自動保護器件。制冷系統常用的自動保護包括排氣壓力保護、吸氣壓力保護、減壓保護、斷水保護、冷凍水防凍保護等。其系統圖如下:
(一)排氣與吸氣壓力自動保護
在制冷設備中設置了安全閥,還使用壓力控制器來控制排氣壓力。當排氣壓力超過設定值時,壓力控制器立即切斷壓縮機電動機電源,起高壓保護作用;控制吸氣壓力的采用壓力控制器PxS。它對吸氣壓力有保護作用。
(二)油壓的自動保護
在制冷壓縮機運轉過程中,它的運動部件會摩擦生熱。為了防止部件因發熱而變形而發生事故,必須不斷供給一定壓力的油。油壓控制器是一個壓差控制器,用它可以實現制冷裝置油壓的自動保護。
(三)斷水自動保護
為了保證壓縮機的安全,在壓縮機水套出水口和冷凝器出水口,裝設了斷水保護裝置。該裝置是由測量冷凝器出水口水的電阻的兩個電極,配以晶體管控制電路的水流控制器SLS及繼電器所組成。
(四)凍水防凍自動保護
在制冷裝置運行中,蒸發器中冷凍水溫度過低,容易發生凍結影響壓縮機的正常運行,因此設置了冷凍水防凍自動保護系統。該系統是在蒸發器出口端安裝了溫度控制器TfS,當冷凍水出口處溫度降至較低時,溫度控制器使中間繼電器斷開,壓縮機也就停止運轉;在壓縮機停轉后,若蒸發器冷凍水溫度回升到某一溫度時,溫度控制器使中間繼電器接通,冷凍水泵和冷卻水泵就重新啟動,而壓縮機也恢復運轉。
4、水量調節閥的選擇:
根據系統水管管徑尺寸為:DN25DN32DN50三種,選擇相應閥門口徑的電動調節閥。結果如下:(品牌:丹佛斯)
閥門口徑KV值經過閥們的流量(m^3/h)
壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)
0.20.250.30.350.40.450.50.550.6
DN25104.475.005.485.926.326.717.077.427.75
DN32167.168.008.769.4710.1210.7311.3111.8712.39
DN504017.8920.0021.9123.6625.3026.8328.2829.6630.98
二通閥選擇:DN25Kvs=10m^3/h編號:065Z3420法蘭連接VL2(PN6)
065B1725法蘭連接VF2(PN16)
065B1525法蘭連接VFS2(PN25)
DN32Kvs=16m^3/h編號:065Z3421法蘭連接VL2(PN6)
065B1732法蘭連接VF2(PN16)
065B1532法蘭連接VFS2(PN25)
DN50Kvs=40m^3/h編號:065Z3423法蘭連接VL2(PN6)
065B1750法蘭連接VF2(PN16)
065B1550法蘭連接VFS2(PN25)
三通閥選擇:DN25Kvs=10m^3/h編號:內螺紋:065B1425外螺紋:065B1325
法蘭連接VF3,VL3
DN32Kvs=16m^3/h編號:內螺紋:065B1432外螺紋:065B1332
DN50Kvs=40m^3/h編號:內螺紋:065B1450外螺紋:065B1350
模擬量控制驅動器:AME15,AME16,AME25,AME35
AME電子驅動器用在DN50以下的VRB,VRG,VF,VL,VFS2,VEF2閥門。該驅動器自動適應行程到閥的終端位置以減少調試時間。電源電壓:24V~。適配器編號:065Z7548,介質溫度超過150℃。閥桿加熱器,用于DN15~DN50的閥門,編號是065B2171。
手動平衡閥:MSV-C該閥用于平衡制冷、供熱和生活用水系統的流量。其特點有:固定的測量孔板;帶有2件針式測量接頭;手輪具有關斷功能,一圈360度均可讀數;數字刻度指示,并具有鎖定功能;固定孔板測量精度是+-5%,MSV-C為內螺紋。
八、風機盤管系統的監控
風機盤管系統的控制通常包括風機轉速控制和室內溫度控制兩部分。
1、風機盤管系統的監控功能
(1)室內溫度測量;(2)冷、熱水閥開關控制;(3)風機變速及啟??刂?/p>
其監控原理圖如圖
九、新風機組的監控
新風機組通常與風機盤管配合進行使用,主要是為各房間提供一定的新鮮空氣,滿足人員衛生要求。其基本監控功能有:(1)監測功能檢查風機電機的工作狀態,確定是處于開或關;檢測風機電機的電流是否過載;測量風機出口處的空氣溫濕度,以了解機組是否已將新風處理到要求的狀態;測量空氣過濾器兩側的壓差,以了解過濾器是否要求清洗;檢查新風閥狀態,確定是開還是關。(2)控制功能根據要求啟停風機;控制水量調節閥的開度;控制干蒸汽加濕器調節閥的開度;換熱器的冬季防凍保護(3)集中管理功能顯示新風機組啟停狀態,送風溫濕度,風閥,水閥狀態。通過中央控制管理機啟停機組,修改送風參數設定值
為實現上述功能,相應的硬件配置如下:
新風機組的新風閥配置開關式風閥控制器。這是因為新風機組的風量是根據工作區內人員數量計算出來的,一般不做調節,因此新風門只有開、閉兩種狀態。在風機開啟時,風閥全開,停機時,風閥全關。風閥的控制通過一路DO通道完成。當輸入為高電平時,風閥全開;低電平時,風閥全關。若要了解風閥的實際狀態,還可以用一路DI接受風閥執行器的反饋信號。
十、電子機械房間恒溫控制器RMTE
該控制器廣泛應用于商業、工業和住宅建筑。適用于供熱,制冷和全年空調系統的室溫控制,特別是風機盤管和電加熱器等。特點是:高度敏感,無基準振動問題,硬防火塑料底座和上蓋,一體結構,易于安裝,系統OFF位置,切斷所有環路。RMTE-HC2適用于2管制供熱/關斷/制冷,溫度范圍是10~30℃。電源等級:230V+-10%50/60HZ電流等級:恒溫控制器1A230V/AC風機6(2)A230V/AC
十一、區域電動閥ZV-2/3
該系列閥門與時間溫度控制器一起用來控制家庭和商業的中央供熱,熱水及冷水系統中的水量。主要參數:適用于各種安裝要求和偏好,適用于供熱和供冷應用,性能可靠,使用壽命長,易于安裝和接線,結構堅固。相關數據如下:
類型產品編號種類DN關閉壓力KV螺紋(外)介質
ZV-215087N72402-通開/關152.5bar3.2G1/2”制冷/熱水(+5/+90)
ZV-220087N7241202bar3.2G3/4”
ZV-225087N7242250.8bar6.8G1”
ZV-315087N72373-通分流器152.5bar4.3G1/2”
ZV-320087N7238201bar4.6G3/4”
ZV-325087N7239251bar5.7G1”
十二、SIEMENS3LD主控和急停開關
3LD1開關可用于控制主回路、輔助回路以及三相電機和其它負載。應用
它是手動隔離開關,符合IEC947-3/DINVDE0660第107部分(EN60947-3)標準,并且滿足隔離要求。3LD1控制開關可以用于:起/停(ON/OFF)。控制該開關有三個相鄰的主觸頭,在開關的任何一邊都可以裝第四個觸頭。這個觸頭可以是N觸頭或一個帶1常開和1常閉觸點的開關
SIEMENS3TH中間繼電器
3TH系列中間繼電器,適用于交流50Hz或60Hz,電壓至660V和直流電壓至600V的控制電路中,用來控制各種電磁線圈及作為電信號的放大和傳遞,符合IEC947,VDE0660,GB14048等標準。繼電器動作機構靈活,手動檢查方便,結構設計緊湊,可防止外界雜物及灰塵落入繼電器的活動部位。接線端都有罩覆蓋,人手不能直接接觸帶電部位,安全防護性很高;繼電器電磁鐵工作可靠、損耗小、噪音小、具有很高的機械強度,線圈的接線端裝有電壓規格標志牌,標志牌按電壓等級著有特定的顏色,清晰醒目,接線方便,可避免因接錯電壓規格而導致線圈燒毀。
十三、壓差控制器
根據閥門口徑,選擇以下幾種:ASV-PVDN25ASV-PVDN32AIPDN50
ASV壓差平衡閥可自動保證供熱和制冷系統的水力平衡。該工程中采用的是定水量系統,壓差控制器用在排氣與吸氣壓力自動保護中。使用ASV閥門,可避免煩瑣的調試過程,安裝完閥門即可。在所有負荷下自動平衡系統,也有助于節能。安裝時需安在回水管,且流向應與閥體上的箭頭一致。
十四、參考文獻
建筑環境與設備的自動化劉耀浩天津大學出版社
1自動化控制玻璃溫室大棚系統設計
1.1玻璃溫室大棚自動化控制系統設計系統材料和結構
玻璃溫室是以透明玻璃為覆蓋材料的溫室,透光率一般為60%一70%。溫室的骨架為鍍鋅鋼管,門窗框架、屋脊為鋁合金輕型鋼材,肩高約8ma大棚管理系統采用JPK-013型自動化控制系統。開啟電腦,輸入用戶名及密碼,在桌面點擊海峽農業示范園控制系統圖標,點擊特殊菜單,點擊登錄“開”,彈出對話框,再次輸人另外一個用戶名及密碼,就可進行參數操作設計。設計結束后,下拉特殊菜單,點擊退出“關”。把目標溫度設計為300C,降溫需求百分比為10%。
1.2系統功能及操作設計方案
1.2.1夏、秋季的操作設計方案根據南方夏、秋季需要降溫的要求設計操作方案。
1.2.2冬、春季的操作設計方案根據南方冬、春季的氣候特點設計保溫操作方案。
2玻璃溫室大棚自動化控制系統設計管理要點
2.1水肥機一體化系統管理
水肥機由以色列Galcon公司提供。操作步驟:電腦開機一桌面一點擊Client系統一點擊Mixero
2.2分區設計管理
2.2.1水肥機一體化分區管理將整個溫室分成6個水肥灌溉區域,即與電腦連接的6個水閥所控制的灌溉區域為一個獨立的單元。區域布置見圖to水肥機裝肥料母液的肥料桶共7個桶,A,B液各3個桶,另外1個酸液桶,分為3個組別,酸液桶共用。針對不同作物,每組的肥料母液可以有所區別。A桶(Fert.1)和B桶(Fert.2)吸量都設為5.0L/m3,酸液(Fert.3)吸量設為3.5I}/m3。1區、2區種植瑞豐番茄,2014年5月31日移植;3區種植金玉滿堂番茄,4區種植串串紅鈴番茄,3區、4區均為5月22日移植。從移植到7月2日每天灌溉1次,清晨5:00開始滴灌,時間為10mino7月2日開始增加為4次,每次3min。因為3區、4區結果多,植株細弱,7月6日再增加1次,即3區、4區結果期每天灌溉5次,每次3mino5區、6區分別種植金石王1號和金玉滿堂番茄,2013年11月9日移植,前期灌溉同3區、4區,因結果盛期需肥水較多,增至每天7次(表3)。
2.2.2各區域的項目編號綁定及灌溉時間表(Irri-gationProgramNo.)設計各區域的電腦識別代碼及灌溉時間表設計見表30
2.3灌溉時間等數據的設計及修改
在Mixer的圖案里,點擊IrrigationProgramNo.,在左上角白色框格里輸入所要修改或設定的項目編號(ProgramNo.),回車,再在左上角白色框格的左邊,點擊鎖匙(解鎖),選擇要修改的數據,輸人要修改的數據,全部修改完畢,再次點擊解鎖,點擊確定(sure)完成修改。其他項目的修改過程同樣。
2.4所需EC,pH值的修改及其感應器校準
點擊FertilizationPrograms,在肥料項目號7,8,9欄目內修改各種植區所需的灌溉水肥的EC,pH值。2014年種植番茄,1,2,3,4區的EC值設置為1.5ms/cm,爪6區盛果期設置為2.0ms/cm;pH值都設置為5.7。當發現水肥機上的EC,pH值有偏差時,要用標準液來進行校準。
2.5洗鹽
點擊右上角IrrigationPrograms進人操作界面,點擊ProgramSettings進入灌水數據界面。程序號(Prog.No)要選擇灌溉肥料沒用過的空白號。優先權(PrioritySetup)選擇low。灌溉間隔天數(Irri.Cycledays)選擇1d,時間單位(Irri.Unit)為min;灌水量(Quantity)為持續灌水60min,肥料(Fert.Prog)填寫0。開始(StartTime)寫0:O1,結束寫23;59;各區的間隔灌溉時間(Duratior)寫250min(洗鹽1輪60x4為240min,其間休息10min。這就是洗鹽1d的循環模式。
2.6過濾器清洗
每個肥料母液桶下面都有1個過濾器,選擇在沒有灌溉的時間段里,關閉水肥母液桶的開關,把過濾器小心擰開,用清水沖洗過濾片,干凈為止。然后在灌溉之前裝回,打開水肥開關。水肥機后面也有1個過濾器。
2.7混合桶溢水問題的解決
灌溉是邊混合水肥邊進行灌溉,如果遇到突然停電,等來電時,電腦不知道混合桶的水肥該往哪個區走。因此,當看到混合桶溢水時,應立即手工把混合桶里的水肥舀出1/2。
1.任務布置。在課程進行到某一階段,將任務分配給學生。任課教師向學生提供一份詳細的Seminar課程計劃,內容包括Seminar教學目標、Seminar選題范圍、成績考評標準以及關于各個選題的相關參考。根據班級人數具體情況和選題范圍,將學生分成若干小組,此環節教師要干預,保證每個小組既有成績好的學生也有成績較差的學生,這樣既避免了小組間的優劣懸殊,又可以達到好學生帶動差學生的目的。然后學生自由選題,每個小組領到一個題目,經過1~2周的課下準備,進行具體的課堂交流。
2.課堂交流。不同于一般的Seminar教學,每次只進行一個主題。在自動控制原理課程的Seminar中,要進行多個題目的討論,每個題目為時20~30分鐘,共計100分鐘。首先每個小組選擇代表宣講或演示所選題目的分析研究結果,然后其他組員給予補充,時間約為8~10分鐘。其后,教師和學生們在此基礎上展開積極提問和熱烈討論,發表自己的不同意見,時間約為10~15分鐘。隨著討論的不斷深入,新的問題和觀點會不斷涌現,教師在Seminar上除了傾聽、參與和評價學生們的討論之外,還要注意控制討論節奏,引導學生發言,保證課堂上每一個學生都有機會充分表達自己觀點。最后,再由教師對整堂課的內容做出簡明的梳理、總結、擴展和引申,時間約為3~5分鐘。Seminar的目的在于使學生處于一個相對輕松、平等的環境,對課堂上學習過的一些知識,勇于發表自己的見解,進行觀點交流、碰撞、融合和分享,使存在于學生內心深處的問題浮出表面。
3.成績評定。教師對學生在Seminar的成績評定,將作為期末成績的組成部分。學生Seminar成績的評定由課堂宣講、個人發言對集體討論的貢獻情況、書面報告、出勤率四部分組成。課堂宣講以小組為單位,或以多媒體輔助進行,它是學生口頭展示分析結果,引發Seminar討論的基礎,教師根據學生準備情況評分,口頭表達的學生代表酌情加分。Seminar上的集體討論有助于學生在現有的分析總結基礎上深化對于自己題目的認識,開展進一步的探索和分析,以形成完整的書面報告。書面報告所涉及分值將占Seminar成績評定的較大分值,教師對書面報告要嚴格把關,同一小組的學生的書面報告不能雷同,應給予學生充裕的時間去完成。個人發言和出勤率,是用于衡量學生在參與Seminar討論時的表現。一般情況下,個人發言和參與討論情況所占分值比例較出勤率要高,因為討論部分是Seminar最核心內容,是用于激勵學生不再僅僅滿足于“身在課堂上”,從而脫離他人討論時的“旁觀者”的身份,改被動為主動,積極參與發言。教師根據發言情況和發言的質量評定成績。
二、實施Seminar教學的關鍵問題
1.構建具有自動控制原理課程特色的Seminar模式。自動控制原理課程是本科專業的專業基礎課,其內容繁多,理論性和基礎性較強,課程的特點并不適合一般意義上的Seminar教學模式。需根據自動控制原理課程的實際情況構建適合它的Seminar模式。不適合整個學期采用Seminar教學,最好在學期中,課程進行到某一階段,適當地組織Seminar教學。任課教師根據實際情況制定選題范圍,并給出成績評定,作為學期成績的重要組成部分。這樣,教師應用兩種不同的教學模式———傳統的課堂講授的教學模式和Seminar教學模式,引導學生進行探究式的教學活動。Seminar的引入,不是原有的課堂教學的對立或重復,而是對整個教學過程的一種有益補充、深化和應用。在這期間,采用一種任務驅動模式,引導學生探索主動學習。因此,適時引入Seminar教學模式進行教學改革,不失為自動控制原理教學過程的一種有益的嘗試和探索。
2.制定合適的選題范圍。Seminar的主題內容要兼顧課程的整體性、層次性,且具有一定的系統性、可討論性和拓展性。任課教師需擬定詳細的、條理清晰的整體籌劃綱要,形成一以貫之的學術脈絡,并將課程內容分割形成具體的、可操作性的相關主題,能夠使討論有序進行。
3.設立嚴格規范的課堂交流制度。Seminar教學活動不能簡單化地等同一般的課堂討論,否則將失去Seminar教學的意義,因此必須制定嚴格規范的交流制度。在制度的運作上,必須嚴格、公正、一視同仁,獎懲分明,評分嚴格。若有的同學出現抄襲報告的情況,雷同報告一起作廢。表現優秀的同學要適當加分。交流過程中,及時控制討論節奏,避免使活動流于一般的泛泛而談,甚至出現游離于主題之外的閑聊和不負責任的空發議論,從而走向歧途。
4.任課教師應具備良好的素養和較強的控場能力。Seminar教學模式對任課教師的綜合素質提出了更高的要求,要求任課教師具有較高的專業水平和奉獻精神。能夠即時把握學科發展動向,收集相關素材,提煉升華課程內容,以戰略性的眼光制定選題范圍,既能適合目前學生特點,又能體現專業課程內容的特點。Seminar教學模式的引入,無形中增加了教師的工作量,備課難度增大,課外指導學生的時間增加,批閱書面報告的時間和精力增加。這都要求教師具有敬業奉獻精神,孜孜不倦,無怨無悔。在學生的討論交流過程中,教師要善于及時地捕捉有價值的信息,例如新觀點、建議和學生的困惑,以便有效進行下一步的教學。
三、Seminar教學模式在本科生培養中的積極意義
1.全面調動學生的積極性,變被動為主動。Semi-nar模式最大的特點是改變傳統的學生只聽不講這一垂直的單向教學模式。要求學生根據指定任務主動去探索,尋找答案,然后在相對開放的平等空間里,亮出自己的答案,也亮出自己。這種模式也為參與者提供了相互激勵的空間背景。
2.培養學生的查閱資料能力、表達能力。Seminar教學模式的引入,要求學生課前準備階段必須廣泛查閱資料,自主分析總結,這樣他們將提前接觸各類數據庫的文獻檢索,并熟練操作技能。在語言表達能力方面,Seminar的討論需要學生邏輯清晰地表達觀點,重點明確地回答疑問,有理有據地進行辯論,積極理性地說服他人;在書面寫作能力方面,學生對于選題的最終研究成果都要以報告的形式出現。
3.培養學生的團隊合作精神。自動控制原理是專業基礎課,面向學生90人左右,必須分成若干小組進行Seminar教學,設一組長負責聯絡本組同學,同一小組的同學面向同一任務,這時候需要小組成員分工合作,共同查閱資料,分析整理研究,課堂交流進程中,作為一個團體,回答其他小組的發問質疑,并提出問題。在整個準備過程中,相互學習,相互促進,相互激勵,增進同學之間的學習情誼和集體榮譽感,培養他們的團隊合作精神。
4.平等互動的獨特模式,達到教學相長、共同提高的目的。Seminar教學模式的獨特性體現在師生之間的平等關系,大家可以任意提出問題,發出質疑,雙方平等互動。這個平等、公正、親和的結構空間,“師不必賢于弟子,弟子不必不如師”,為“教學相長”的現實化提供了真正的可能。教師在整個討論過程中,根據學生的提問、回答,不斷地總結自己的教學經驗和處理問題的經驗。教與學有機地、動態地融合在一起。
通過對雙離合器自動變速器控制系統發生的故障分析,其中的執行機構和傳感器發生的故障率相對較高,因此,設計工作人員在對雙離合器自動變速器控制系統進行故障容錯控制和故障檢測診斷時,要重點對執行機構和傳感器進行診斷,以及與其有著密切關系的被控對象和控制器等相應的同步器、離合器以及控制器驅動電路等模塊。
2雙離合器自動變速器控制系統故障檢測診斷策略
在對車輛進行診斷時,方法有很多種,其中極值法是最為簡單的診斷方法。極值法主要選擇要診斷的信號,然后針對此信號設定一個在正常范圍內的信號值,在進行診斷時,如果發現選擇的信號值超出設定的范圍并且達到一定的時間,根據這類情況就可以看出車輛是否發生故障。在故障檢測診斷的方法中,利用冗余技術的診斷方法是現今最常用的診斷技術,而冗余技術也分為軟件冗余和硬件冗余等兩種方法。軟件冗余的方法主要是根據車輛內的傳感器之間和傳感器信號與車輛輸出的信號之間產生的冗余關系,并從中分析出車輛出現的故障,軟件冗余在診斷的過程中無需添加硬件,但是,這個診斷技術存在著處理器的開銷;硬件冗余,相對于軟件冗余技術來說診斷準確率高,原理簡單等,但是,此技術需要增加冗余傳感器設施,提升了整個系統的復雜度,而且診斷成本更高。除此之外,還有轉動傳感器診斷技術、桿位診斷技術、離合器診斷技術、電磁閥及其驅動電路診斷技術等。
2.1同步器及其位置傳感器的故障檢測診斷雙離合器自動變速器控制系統的整個系統有四個同步器,需要分別檢測這四個位置的傳感器。當同步器在中間位置時傳感器輸出電壓為0V,在兩邊擋位時輸出電壓分別為+2.5V(L)和+5V(H)。在車輛行駛的過程中,如果是按照各固定擋駕駛時,那么,同步器相應位置的傳感器所產的值是保持不變的。如果在車輛行駛過程中,檔位轉換時,會出現預嚙合的階段,在這個過程中檔位的電磁閥或發生動作,在發生動作后同步器實現掛檔狀態,在這個過程中,同步器相應位置的傳感器所產生的值會發生變化。如果在后續情況下,同步器相應的感應器所產生的值未發生變化,則是發生故障的狀態??梢酝ㄟ^對同步器的換檔拔叉進行檢測,計算輸出軸與下一檔的輸入軸的轉速相比,進而分析掛檔操作是否實現,如果這個環境可以實現掛檔成功的話,那么就是同步器及其位置傳感器發生錯誤。
2.2離合器故障檢測診斷技術離合器故障檢測診斷主要使用極值法進行診斷。在車輛行駛的過程中,需要對離合器的結合或分離進行判斷是否執行正確。在車輛行駛中,換檔或固定檔行駛時,離合器相應的也會執行不同的工作,判斷離合器的運行狀態,要對離合器的分離和結合的預定時間對比,當然,在這個過程中可能要多花費一些時間,如果在診斷過程中發現離合器運行的分離和結合的時間超出了預定值,那么,可以根據這個依據推斷出離合器沒有在正常工作狀態下運行,離合器存有故障。
2.3雙離合器自動變速器控制系統綜合故障的診斷技術策略為了能及時發現車輛離合器汽車自動變速器的故障,需要把離合器汽車自動變速器的故障檢測診斷程序設計改為對車輛行駛的整個過程進行監視的狀態。要對離合器汽車自動變速器的綜合故障檢測功能進行設計,使其部分診斷程序能夠有效地協調運行狀態。在汽車鑰匙到ACC的位置后,TCU系統啟動,對PRND桿位進行故障檢測診斷,在對檔位進行診斷時需要注意以下幾點:仔細檢查桿位與TCU中的儲存桿是否正常;仔細排查車輛電磁閥的工作是否正常;檢查車輛的離合器的工作狀態是否正常;檢查車輛同步器以及相應的傳感器的工作狀態是否正常;檢查車輛發動機的工作狀態是否正常;檢查車輛轉速傳感器的工作狀態是否正常等。
3雙離合器自動變速器控制系統故障容錯控制
根據故障對車輛行駛的影響程度大致可以分為嚴重故障、中等故障以及輕微故障等。嚴重故障主要就是指由于發生的故障而導致車輛不能正常使用運行的故障;中等故障指因故障導致車輛的動力傳感受到極大的影響,致使車輛不能使用全部的檔位,只能在部分的檔位可以使用的故障;輕微故障相對來說要比之前的兩種故障形式發生率要高,輕微故障不影響車輛的正常運行,車輛動力傳感以及換檔等都能保持完整性,但是,車輛在運行的過程中的控制精度相對降低了。雙離合器自動變速器控制系統故障容錯控制主要就是當雙離合器自動變速器控制系統的某個部分發生故障的時候,故障檢測診斷系統會自動把檢測出來的數據通過容錯處理程序顯示出相應的錯誤信息。
雷達系統根據其工作頻率一般分為米波雷達、分米波雷達和厘米波雷達,其接收機通常是超外差形式的。分米波雷達和厘米波雷達由于其工作頻率較高,一般都有自動頻率控制(AFC)系統,控制本振頻率自動跟蹤發射頻率的變化,或者控制發射頻率自動穩定在本振頻率對應的頻率點上,保證雷達接收機的中頻頻率穩定。但是傳統的模擬式單環路或雙環路AFC系統由于受模擬電路本身的局限,使得AFC的跟蹤速度慢、跟蹤頻率范圍窄、精度低,甚至有可能出現錯誤跟蹤的情況;此外,控制本振的自頻控雷達由于在本機振蕩器上加裝了頻率調整裝置,影響了本振的頻率穩定度,這對動目標雷達而言是難以接受的。米波雷達由于其工作頻率較低,基本上沒有自動頻率控制系統,但是米波雷達的發射機工作頻率和接收機本機振蕩頻率由于環境溫度、電源電壓和負載變化而發生一定的變化,其變化范圍從幾十千赫茲到數百千赫茲,通常在500~600kHz之間。雖然由此造成的中頻頻率變化量的絕對值不會超出中頻放大器的通頻帶范圍(中頻放大器的通頻帶通常≤1MHz),但是數百千赫茲的變化量使回波信號不能得到最有效的放大,造成雷達接收機技術、戰術性能降低,此時即使加裝DSU(DigitalStableUnit)設備,也由于中頻頻率漂移的影響,使DSU的性能無法得到最有效的發揮。
應用鎖相環頻率合成技術實現雷達自動頻率控制系統已經是比較成熟的技術方案,這種方案的應用解決了非相參雷達的自動頻率跟蹤與本振頻率穩定度之間的矛盾,但是鎖相環固有的大慣性、大步進間隔和非線性誤差卻嚴重地限制著鎖相環自動頻率控制系統的性能,使其無法滿足高速、高頻率分辨率、大帶寬的要求。
DDS技術是近幾年來迅速發展的頻率合成技術,它采用全數字化的技術,具有集成度高、體積小、相對帶寬寬、頻率分辨率高、跳頻時間短、相位連續性好、可以寬帶正交輸出、可以外加調制的優點,并能直接與單片機接口構成智能化的頻率源?;贒DS技術的自適應米波雷達自動頻率控制系統是新一代的自動頻率控制(AFC)系統,它以直接數字頻率合成技術(DDS)為基礎,以單片機為控制核心,通過高速高精度脈內頻率測量模塊對雷達發射頻率進行精確測量,然后由單片機控制DDS,對發射頻率進行搜索和跟蹤。因此它是一種易于實現的數字式智能化自適應頻率控制系統。
圖2DDS頻率合成模塊結構圖
1系統組成及工作原理
基于DDS技術的自適應米波雷達自動頻率控制系統主要由高速脈內頻率測量模塊、DDS頻率合成模塊、單片機和包括頻率顯示、控制鍵盤的人機接口模塊組成,如圖1所示。
系統采用高速高精度實時脈內頻率測量技術,利用頻率穩定度高達10-9的高穩恒溫時標對頻率進行倒計數法測量,由單片機對測量結果進行分析處理,并控制DDS頻率合成模塊,完成對發射頻率的搜索和跟蹤。系統中除了DDS輸出后的濾波、放大電路采用模擬電路外,其它全部采用高速數字電路,并結合了單片機具有的可編程能力,使系統避免了傳統模擬式AFC的缺陷,能夠實現更加靈活的控制。
雷達開機后,系統首先工作于搜索模式:單片機控制DDS頻率合成模塊輸出本振頻率的最低值,與從發射機耦合過來并經過衰減后的發射脈沖頻率混頻,取出下變頻后的中頻信號,經過頻率測量模塊測量后將結果送入單片機,單片機若判斷頻率測量結果不是規定的中頻頻率值,則控制DDS頻率合成模塊將輸出的本振頻率按規定的步長(通常是頻率測量系統的頻率分辨率)調高,重復此過程,直到頻率測量系統測量得到的頻率值為規定的中頻頻率值為止。若搜索過程中本振頻率達到上限時仍未搜索到規定的中頻頻率值,則返回到本振頻率最低值,重新開始新一輪的搜索。系統一旦搜索到規定的中頻頻率值就進入跟蹤狀態。
在跟蹤狀態,頻率測量模塊對每一個發射脈沖頻率與本振頻率下變頻得到的中頻脈沖頻率進行實時精確測量,在發射脈沖結束時將測量結果送入單片機。單片機立即根據測量結果計算出響應的本振頻率調整量,并控制DDS頻率合成模塊調整輸出頻率,保證在目標回波信號到達接收機時,本振信號已經調整到與該發射脈沖頻率對應的頻率點上,使目標回波信號下變頻后的頻率值為準確的中頻頻率值,從而保證目標回波信號能夠得到最有效的放大。
跟蹤模式實質上是一個自適應的控制過程:某一發射脈沖的頻率比前一發射脈沖的頻率升高(降低)在本振頻率不變的條件下,中頻頻率升高(降低)頻率測量模塊的測量結果升高(降低)單片機得到測量結果后控制DDS頻率合成模塊,使之輸出的本振頻率相應升高(降低)中頻頻率降低(升高)到規定值。
2硬件結構
2.1DDS頻率合成模塊
DDS頻率合成模塊以DDS芯片AD9854為核心,包括濾波電路、放大電路和與單片機的接口電路,圖2是其組成框圖。
AD公司推出的AD9854是DDS芯片中的典型代表之一,它具有300MHz的內部時鐘,4~20倍的內部可編程倍頻器使外部輸入的時鐘信號頻率可以從15MHz到75MHz,另外具有100MHz的并行接口總線,內置正交雙通道DAC輸出,具有多種編程工作方式,能產生線性調頻信號和非線性調頻信號等復雜信號。
AD9854采用CMOS結構,工作電壓為3.3V,而單片機AT89C51工作在5V電壓下,其總線電平是5V的TTL電平,為保證AD9854的正常工作,必須經電平轉換后再與AD9854接口,AD9854的時鐘信號也必須經過電平轉換后送到AD9854的時鐘引腳。AD9854有正交雙通道DAC輸出,每一個通道都是反相的互補輸出,經MAX436放大后濾波,然后再經MAX436放大到雷達要求的本振電平。兩路輸出中的一路用于和發射脈沖混頻,將下變頻后的中頻信號送到頻率測量模塊進行頻率測量,系統已經知道DDS頻率合成模塊輸出的本振頻率,測量出發射脈沖的中頻頻率就能計算出發射頻率;另一路作為接收機的本振信號。
根據奈奎斯特采樣定律,當DDS系統的時鐘為300MHz時,其輸出頻率的上限是150MHz,在工程應用中通常只使用到時鐘頻率的40%,即120MHz。某型米波雷達的本振頻率上限略高于120MHz,經查閱AD9854的數據手冊,其輸出頻率能夠達到理論的150MHz;同時經實驗證實,AD9854能夠在雷達本振頻率上限值處穩定工作,且輸出信號質量完全可以滿足雷達系統對本振的要求。
2.2高速高精度脈內頻率測量模塊
高速高精度脈內頻率測量模塊采用倒計數法進行頻率測量,主要由下變頻混頻器、濾波整形電路、計數器T0、計數器T1和時序控制電路組成。圖3是其結構的組成框圖,圖4是倒計數法頻率測量的時序圖。
倒計數法測頻是用被測信號的N個周期形成一個計數門時間T=N·Tx,在T時間內由時標F0計數,這樣一來測頻就相當于測量門寬T,T的最大量化誤差是T0,Tx的最大量化誤差是T0/N。
某型雷達的發射脈沖的寬度是13μs,考慮到其發射機是單級振蕩式發射機,每個脈沖在起振和停振的過程中振蕩不穩定,因此取中間的10μs作為測頻區間。該型雷達的第一中頻頻率為30MHz,在正常工作時,發射脈沖與本振信號下變頻的輸出頻率應該是準確的30MHz,在10μs的測頻時間內應有300個脈沖,即可取N=300;高穩定的時標的頻率是100MHz,T0=10ns,相應的Tx的最大誤差是T0/300=1/30ns,據此可計算出測頻的分辨率是30kHz,相對于雷達中頻放大器接近1MHz的帶寬而言,此指標完全能夠滿足雷達系統的要求。用頻譜分析儀實際測得的系統跟蹤誤差如表1所示。
表1實際測得的系統跟蹤誤差表
發射頻率/MHz147.000147.500148.000148.500149.000149.500
本振輸出頻率/MHz116.999117.495118.008118.492118.990119.493
跟蹤誤差/kHz-1-5+8-8-10-7
發射頻率/MHz150.000150.500151.000151.500152.000152.500
本振輸出頻率/MHz119.995120.490120.990121.510122.005122.500
跟蹤誤差/kHz-5-10-10+10+50
模塊的工作過程是:當雷達觸發脈沖到來時,時序控制電路打開計數器T,發射脈沖隨后到來,經下變頻、濾波、整形后轉換成TTL方波作為計數器T的時鐘。當計數器T計到第32個脈沖時,時序控制電路打開計數器T0,T0開始對高穩定時標計數;當計數器T計到第332個脈沖時,時序控制電路關閉計數器T和T0,并通知單片機已經完成一次頻率測量,單片機取走測量結果,并對硬件電路復位,準備下一個周期的測量。
2.3高穩定度恒溫時鐘模塊
本機振蕩器的頻率穩定度是影響雷達接收機性能的關鍵性指標。由于DDS頻率合成方法的輸出頻率穩定度僅僅取決于其時鐘的頻率穩定度,因此選用頻率穩定度高達10-9的恒溫晶體振蕩器作為整個系統的時鐘。恒溫晶體振蕩器輸出的100MHz高穩正弦波經放大后整形為標準的TTL方波,一路作為頻率測量模塊的時間標準,另一路經F161分頻為25MHz的TTL方波,經電平轉換后作為AD9854的外部時鐘信號,利用AD9854內部的可編程倍頻器倍頻12倍使AD9854工作在300MHz的內部時鐘頻率下。高穩定度恒溫時鐘模塊組成框圖如圖5所示。
3軟件結構
單片機是整個系統的控制核心,可以充分利用軟件可編程控制的優勢對系統進行靈活有效的控制。圖6是單片機的軟件框圖。
通電以后單片機首先進行初始化,然后設置DDS模塊的工作模式等參數,再進行時序控制電路的復位并對所有計數器進行清零操作。隨后單片機不斷查詢測量完成信號。當時序控制電路在雷達觸發脈沖的作用下完成一次測量時?熏就通過該信號通知單片機,單片機一旦查詢到測量完成便立即讀入測量結果。然后進行分析,是標準中頻頻率時不進行本振頻率的調整,直接準備下一脈沖周期的測量,若不是則計算所需的頻率調整量,控制DDS頻率合成模塊進行頻率調整,然后再準備下一脈沖周期的測量。
0 引言
電氣自動化控制技術是建立在電子信息和自動化技術之上的,以電氣控制系統為核心,以電動機為主要傳輸動力,具有自動檢測、信息控制等多項功能,利用自動化技術可使各項電氣設備自主控制完成電力生產任務。將其應用于電力系統中,可有效解決其復雜結構帶來的一系列問題,降低工作難度,減少人工勞動量,進而維護系統穩定運行,提高生產效率。然而在實際應用時,還有一些不足之處應引起重視,促進該技術在未來有更好的發展。
1 電氣自動化技術的功能及其在電力系統中的應用
1.1 功能
首先是自動控制功能,即對電力設備的自動控制,是自動化技術的一個重要體現。多采用分散式控制方式,實現對整個操作系統的控制,運行中若有設備出現異常,自動控制系統會及時發現, 并將故障電路切除,以免有電流經過,使得故障進一步擴大。而電力系統結構龐大,線路復雜,要想準確切斷電路,還需依靠分散控制來完成,所以說自動控制功能是維護系統整體穩定的一個重要保障。
其次是保護功能,受內部運行或外部環境影響,電力設備難免會出現各種故障,進而影響到系統安全。而電氣自動化控制技術則能夠保護設備運行安全,如輸入電壓不穩定時,自動控制系統會控制設備自動將高電壓轉換為低電壓,保護設備內部的元件和導線不被損壞,將可能會出現的風險降至最低,盡可能地保護設備安全。電力設備運行時的承受能力有限,一旦電流過大,必將受損,所以說自動化控制技術的應用,可提高設備的使用壽命。
此外是監督功能,主要是監督不穩定電流,因為電流不穩定時,對設備危害較大,自動化控制系統則能對其加以監督。此時顯示器上的指針會有所偏移,且信號燈閃爍,提示工作人員對線路進行檢查。進而控制不穩定電流,避免故障發生。
1.2 應用
首先是電氣產品的設計,為生產出高質量的產品,設計者必須具備極強的專業知識,并了解當前需要解決的關鍵問題,以及產品的用途和工作環境。以往多以經驗為主,缺少科學性,而且工作量較大,精確度低。而現代化產品則要利用高科技和現代化工具,如計算機等。另外,控制理論也越來越成熟,尤其是專家系統、遺傳算法等的應用,為產品提供了質量保障。
其次是設備故障的診斷,現代化電氣設備功能增多,智能化程度越來越高,故障也變得更加復雜,具有非線性的特點,檢測處理難度加大。傳統的方法顯然已不適用,而當前則逐漸形成了一套設計理論,以此對故障進行檢測。這是一大創新,在智能化產品故障檢測中較為適用,效率很高。當然還可以結合模糊邏輯系統等使用,進一步提升檢測效率。
2 新型電氣自動化控制技術的應用分析
2.1 案例
某電力企業為提高生產效率,降低故障發生頻率,于2003年引進了DCS系統。隨著用電需求的增長,電力系統變得更加復雜多變,DCS系統的應用可控制輸入輸出設備,從而采集系統的有關信息,并進行分析處理,然后對功率計電壓等加以適當調整。該系統以控制系統為基礎,具有分散控制、分級管理、集中操作等功能,在電力生產中一度發揮著重要作用。但隨著電網事業的改革,這種系統的弊端日益顯現,信息處理量有限,抗干擾能力較差,接線復雜,成本昂貴,且反應太慢,往往不能很好地處理瞬態電信號。為此,企業于2007年開始引進并應用電氣監控管理系統(Electric Control System),簡稱ESC系統,這是對計算機、信號處理、現場總線等技術的綜合應用,可對電力系統的自動化裝置進行有效的測量控制,并保護其安全。
2.2 ESC系統
該系統包括以下3層:(1)間隔層:由多個智能元件構成,如直流接地選線裝置、常用電壓保護裝置、自動準同期控制裝置等,可完成系統的專業化功能。多是通過嵌入式軟硬件技術開發的,由CPU、現場總線等設備;(2)通信管理層:主要由通信網絡和相應的管理裝置組成,利用以太網和現場總線將DSC系統、各項智能設備及其他子系統相連,實現其網絡通信工作;(3)站控層:包括各種專業軟件、通訊接口、服務器和監控設備,且軟件都具有數據采集、故障診斷的功能。
2.3 特點和功能
ECS 系統采用通信管理層和站控層組態一體化的設計, 可保證組態調試的一次性完成, 進行調試時可以更加方便, 并且符合人的操作習慣。 并且從整體出發綜合考慮系統的通信功能,保證站控層、通信層、間隔層的通信速度,并開設與 DCS、 MIS、 SIS 的通訊接口。并且 ECS 與 DCS 互相通信是不受限制, 還可以節省大量的通信纜線和變送器。 ECS 采用先進可靠地自動化電氣裝置, 完全可以不受通訊功能限制并可以獨立運行, 保證了系統的安全性和可靠程度。
ECS 系統的間隔層采用保護測控裝置, 抗干擾能力強,適用于復雜環境。且系統還采用了冗余容錯技術, 包括雙現場總線網絡、 站控層設備冗余等多種措施,保證了系統穩定。系統保護測控裝置局采用高性能的 DSP 并 IJ 微處理器,硬件系統采用多 CPU 智能化結構,大大提高了數據的處理速度。
3 結束語
電氣自動化控制技術在電力系統中起著重要作用,可保護系統安全穩定,提高工作效率。在今后,將進一步朝著智能化方向發展,有很多事項需注意,對于其中存在的問題,應及時解決。
參考文獻:
[1]蔣志榮.電氣自動化控制技術的研究[J].黑龍江科技信息,2014(01):109-110.
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)21-0042-02
控制理論是自動化及其相關專業的一門重要核心專業基礎課程,在武漢理工大學華夏學院(以下簡稱“我院”)自動化專業,控制理論所授主要內容為以經典控制論為核心的“自動控制原理”和以卡爾曼的狀態空間分析法為核心的“現代控制理論”。
其中,“自動控制原理”是研究控制系統的一般規律,并為系統的分析和綜合提供基本理論和方法的專業基礎核心課程。該課程又是“現代控制理論”“過程控制系統”“運動控制系統”“計算機控制技術”“智能控制”等許多后續課程的基礎。而作為其后續課程的“現代控制理論”仍作為碩士研究生“線性系統理論”與“最優控制”等學位課程的基礎。這兩門課程理論性強,概念多且雜,對學生的數學基礎要求較高。而我院作為一個三本院校,自動化專業的學生相比較一本和二本的學生而言,數學基礎較為薄弱,故學好這兩門課對學生來說至關重要且具有一定的難度。
而教好上述兩門課程也是教師必須思考和解決的重要問題。筆者經過幾年的教學實踐,摸索出一套比較適合三本院校學生的系統化教學方法,致力于培養學生的系統觀,進行了一些嘗試,且取得了一定的效果。
一、工程背景系統性
任何一種理論的產生都有其歷史背景,都是在實踐中產生的。自動控制技術萌芽在18世紀,在第一次世界工業革命期間,自動控制技術逐漸應用到現代工業中。其中最卓越的代表是瓦特(J.Watt)發明的蒸汽機離心調速器,一種憑借直覺的實證性發明。飛球調節器有時使蒸汽機速度出現大幅度振蕩,其他自動控制系統也有類似現象。
由于當時還沒有自控理論,所以不能從理論上解釋這一現象。為了解決這個問題,盲目探索了大約一個世紀之久。1868年英國麥克斯韋爾的“論調速器”論文指出:不應單獨研究飛球調節器,必須從整個系統分析控制的不穩定。麥克斯韋爾的這篇著名論文被公認為自動控制理論的開端,接著就進入了經典控制理論發展的孕育期。1875年,英國勞斯提出代數穩定判據。1895年,德國赫爾維茲提出代數穩定判據。1892年,俄國李雅普諾夫提出穩定性定義和兩個穩定判據。1932年,美國奈奎斯特提出奈氏穩定判據。戰中自動火炮、雷達、飛機以及通訊系統的控制研究直接推動了經典控制的發展。1948年,維納出版《控制論》,形成完整的經典控制理論,標志控制學科的誕生。維納成為控制論的創始人。
經典控制理論的主要內容包括:系統數學模型的建立、時域分析法、頻率特性法、根軌跡法、系統綜合與校正、非線性系統和采樣控制系統分析法等。
從四十年代到五十年代末,經典控制理論的發展與應用使整個世界的科學水平出現了巨大的飛躍,幾乎在工業、農業、交通運輸及國防建設的各個領域都廣泛采用了自動化控制技術(可以說工業革命和戰爭促使了經典控制理論的發展)??茖W技術的發展不僅需要迅速地發展控制理論,而且也給現代控制理論的發展準備了兩個重要的條件――現代數學和數字計算機?,F代數學,例如泛函分析、現代代數等,為現代控制理論提供了多種多樣的分析工具;而數字計算機為現代控制理論發展提供了應用的平臺。[1]
在二十世紀五十年代末,計算機技術的飛速發展推動了核能技術、空間技術的發展,并且為多輸入多輸出系統、非線性系統和時變系統的分析和設計提供了新的手段。
五十年代后期,貝爾曼(Bellman)等人提出了狀態分析法,在1957年提出了動態規劃。1959年卡爾曼(Kalman)和布西創建了卡爾曼濾波理論;1960年在控制系統的研究中成功地應用了狀態空間法,并提出了可控性和可觀測性的新概念。
由上面的歷史背景介紹可以看出,現代控制理論是在自動控制理論的基礎上發展得到的,盡管兩種理論在方法和思路上有顯著的不同,但是在教授的時候不能將兩者視為單獨的個體。筆者每次在緒論部分都會系統化地講解理論的產生,以讓學生對兩門課程形成一個初步的比較清晰的認識。
二、理論教學的系統性
在這兩門課程的理論教學過程中,雖然涉及到的知識點有差異,但是經筆者研究,在具體教學中,兩門課程的教學有些許共性,比如說兩門課程的教學流程就基本一致。如圖1所示:相對于現代控制原理而言,自動控制原理理論推導較少,同時其工科背景較強,實例較多。在學習之初,可先幫助學生搭建起分析問題和解決問題的基本框架,形成一個較為初步的系統觀。
自動控制原理分析問題的核心是數學建模,穩定性判斷和性能指標的計算,[2]主要分析方法是時域分析法、頻域分析法和根軌跡分析法。時域分析法直觀易懂,頻域分析法是自動控制原理的核心,根軌跡分析法在目前的工程實踐中已用的很少,在學時有限的情況下可略講。在實際講解的過程中,要合理安排學時,適當加快時域分析法的講授,略講根軌跡分析法,重點講解頻域分析法及系統校正。
現代控制理論包含了大量的理論概念機數學公式,在實際講授中,應弱化理論推導,在教學過程中可結合倒立擺工程實例,從建模、穩定性分析、能控能觀性分析、極點配置到狀態反饋,形成一個較為完整的分析過程。[3]
總而言之,在講解的過程中,注重引言,初步建立系統觀,結合實例,比較異同,突出重難點,最后再通過總結強化各知識點之間的聯系。[4]
三、實踐教學的系統性
1.重視實驗,理論教學和實驗教學的系統化[5]
以往,控制理論的實驗課和理論課教學是獨立的,理論課教師和實驗課教師各行其道,相互交流匱乏。目前,學院已明確提出,理論課教學和實驗課教學的一致性,理論課教師必須參與進實驗教學,教學手段要豐富、系統。
2.實驗箱教學和仿真教學的系統化
首先在實驗箱上搭建模擬電路,利用信號發生器、示波器等測量波形和數據。同時引入MATLAB仿真,先引出數學模型,利用MATLAB強大的系統工具箱分析并繪制各種相應曲線,利用Simulink工具箱進行校正和狀態反饋設計。[6]最后,對比電路測試波形和仿真結果,可讓學生深入了解理論和實際參數之間的差異,進而尋找原因,加深理解。
四、今后教學方向
在今后的教學過程中,可進一步加強比較,加強學生的系統觀,并且嘗試遷移到其他相關學科,加強學生對整個學科的理解。
參考文獻:
[1]萬雄波,楊方.基于“自動控制原理”與“現代控制理論”課程異同點分析的教學探索[J].科教文匯,2013,(7):56-57.
[2]孫韻鈺.“相似論”在“自動控制理論”課程教學中的運用[J].消費電子,2013,(7).
[3]王斌,李斌.“現代控制理論”教學改革與實踐[J].中國電力教育,2013,(10):61-62.
“自動控制理論”課程是研究自動控制系統的共同規律,為自動控制系統的分析和綜合提供基本理論和基本方法的一門專業基礎課[1]。該課程是一門重要的測控類專業的基礎課,具有較強的理論性,與前續課程聯系緊密,知識面廣,學生不易理解掌握[2-3]。學好這門課程不僅可以為后續專業課的掌握打下良好的理論基礎,而且能在今后從事專業工作時,直接運用它去分析和解決實際技術問題。對于工程實踐具有重要的指導作用,受到人們的廣泛重視。在本課程的教學中,實驗教學對理論知識的理解、掌握、鞏固具有重要的作用。
1 當前實驗教學的不足
長期以來,傳統的實驗教學被一種固定的模式所束縛,教學內容陳舊,教學方法呆板,在一定程度上限制了學生的主動性和積極性,難以激發他們獨立分析問題、解決問題的興趣和激情,沒有體驗過從失敗中自己尋找成功之路的經歷,抑制了學生個性的發展,這樣不利于對學生創新能力的培養[4]。
1.1 實驗內容固定
傳統的實驗主要是按章節進行驗證性實驗,實驗儀器功能固定,實驗只能按照實驗指導書設計好的步驟進行, 學生被束縛在驗證性實驗中,對出現的相關問題缺少系統、多角度的分析,不利于學生創新能力的培養。
1.2 實驗時間限制
一般的實驗都要求在實驗室2個學時內完成,學生很難全面深入地把握實驗主要內容和方法,對實驗的目的、實驗原理無法理性地理解,更別提實驗中出現故障的排解分析,限制了學生的設計和創新,不利于鍛煉學生的綜合能力。
1.3 實驗儀器制約
實驗儀器過于固化,儀器設置上未給學生留下設計性和探究問題的空間。儀器組成以理論驗證為主,缺少實際控制系統各環節,特別是反饋部分的傳感部分,更不具備跟隨學科發展而開拓新實驗的延伸性。
1.4 實驗方法落后
實驗技術水平和內容更多地滿足于基礎性實踐環節,缺乏系統的綜合性、設計性和研究性實驗環節,以及缺少在利用多種現代實驗手段、方法和工具對實驗過程中的結果和現象進行深入分析研究方面對學生的引導。實驗過程主要完成連線操作、數據記錄等簡單的工作。
2 實驗教學改進
針對目前實驗教學的現狀,摒棄以往按部就班完成指定實驗步驟操作驗證形式,按照學生對科學的自然認知進度設置靈活變換的實驗內容。對實驗設置按多層次,從簡到難,逐步引導學生自主學習、合作學習、研究性學習,逐步走向從問題出發的探究、創新。同時,研究新的實驗教學儀器,開發配套軟件,保證實驗硬件滿足新環境下的要求。結合靈活的教學儀器改變教學方法,充分調動學生動手的積極性,引導其創新。
2.1 實驗內容設置
開設不同層次的實驗內容,既要滿足實驗教學的驗證、演示等基本功能,又要激發學生的興趣。
基礎實驗:根據給定實驗任務、方案和步驟,選擇并完成一定數量基本實驗;同時,通過調整實驗參數得到不同結果,增加思考空間。
綜合實驗:將各個基礎實驗環節有機結合在一起,各課程之間關聯內容綜合。
設計實驗:以任務的形式,給定實驗題目,允許學生按照自己思路選擇設計性實驗內容,引導學生學會設計和研究的方法。
創新實驗:自行命題實驗,將學生的構想通過儀器現有功能模塊來實現,在探究式學習中培養學生創新能力。
2.2 實驗儀器的改進
根據實驗內容的要求,開發適合本專業的教學儀器。儀器具有控制系統需要驗證的各種典型環節模塊、信號發生器模塊等基本功能,還結合工程實際將傳感器引入反饋環節,增加執行器件,構成完整的閉環系統。避免教學儀器箱只能完成信號源作為激勵,控制環節構成系統的不足。同時,儀器上的控制效果通過便于觀看的形式展示出來,讓控制過程可視化。儀器要預留出擴展接口,便于在實驗中添加新的模塊。儀器在結合計算機完成實驗的同時,又能獨立完成實驗內容,實驗配套軟件要能對硬件平臺對的實驗內容進行仿真和虛擬實驗。學生可以根據測試參量的不同選擇相應的傳感器,完成非電量到電量的轉換,對信號進行處理,結合控制理論完成創新性、設計性的實驗。
2.3 實驗方法的轉變
1)以學生為主體,開辟新知識領域,重視實踐能力的鍛煉;2)培養學生的綜合能力;3)科學知識和實驗能力培養上,建立系統、科學且開放的實驗教學體系,注重課程之間縱向和橫向的聯系。
結合開發的教學儀器,在實驗方法上除了基本的驗證性實驗,其他實驗按任務的形式給出,不對學生做過多的限制,留出學生思考、動手、創新的空間。充分利用計算機的計算、分析功能以及儀器配套軟件(采用數學工具MATLAB編寫的程序)在實驗前完成必要的仿真分析,讓實驗有的放矢,理論指導實踐。實驗既做到軟硬精密結合,又能相互獨立,兩者相輔相成??朔斍皩嶒炛袃x器平臺不能脫離計算機,配套軟件不能獨立工作,學生只能在實驗課中有限的時間內完成實驗的不足,讓實驗內容通過軟件可以在任意計算機上完成。
3 總結
對當前實驗教學過程中存在的問題進行分析和總結,從實驗內容設置、實驗儀器、實驗方法3個方面提出改進方法。自動控制理論來源于實踐,反過來指導實踐[5]。結合當前人才培養的趨勢,理論聯系實際,提高學生實踐能力,在實踐中發現問題、解決問題進而培養創新能力。
參考文獻
[1]葛鎖良.自動控制理論教學內容與教學方法的探討[C]//2001年中國自動化教育學術年會論文集,2001:72
[2]杜永貴,謝克明,李國勇,謝剛.“自動控制理論”課程教學改革與實踐[J].太原理工大學學報:社會科學版,2009, 27(1):77-79
中圖分類號:TM92文獻標識碼A文章編號1006-0278(2013)06-183-01
一、概述
一個理想的控制系統,在其控制過程中應始終使被控量等于給定值。但是,由于系統中儲能元件的存在以及能源功率的限制,使得運動部件的加速度受到限制,其速度和位置難以瞬時變化。所以,當給定值變化時,被控量不可能立即等于給定值,而需要經過一個過渡過程,即瞬態過程。所謂瞬態過程就是指系統受到外加信號作用后,被控量隨時間變化的全過程。瞬態過程可以反映系統內在性能的好壞,而常見的評價系統優劣的性能指標也是從瞬態過程定義出來的。對系統性能的基本要求有三個方面:穩定性、快速性、準確性。
自動控制理論研究的是如何接受控制對象和環境特征,通過能動地采集和運用信息,施加控制作用,使系統在變化或不確定的條件下正常運行并具有預定功能。它是研究自動控制共同規律的技術科學,其主要內容涉及受控對象、環境特征、控制目標和控制手段以及它們之間的相互作用。具有“自動”功能的裝置自古有之,瓦特發明的蒸汽機上離心調速器是比較自覺地運用反饋原理進行設計并取得成功的首例。麥克斯韋對它的穩定性進行分析,于1868年發表的論文當屬最早的理論工作。從20世紀20年代到40年代形成了以時域法、頻率法和根軌跡法為主要內容的“經典”控制理論。60年代以來,隨著計算機技術的發展和航天等高科技的推動,又產生了基于狀態空間模型的“現代”控制理論。隨著自動化技術的發展,人們力求使設計的控制系統達到最優的性能指標,為了使系統在一定的約束條件喜下,其某項性能指標達到最優而實行的控制稱為最優控制。當對象或環境特性變化時,為了使系統能自行調節,以跟蹤這種變化并保持良好的品質,又出現了自適應控制。
二、自動控制系統的基本構成及控制方式
(一)開環控制
控制裝置與受控對象之間只有順向作用而無反向聯系時,稱為開環控制。開環控制的特點是系統結構和控制過程很簡單,但抗擾能力差、控制精度不高,故一般只能用于對控制性能要求較低的場合。
(二)閉環控制
控制裝置與受控對象之間,不但有順向作用,而且還有反向聯系,既有被控量對控制過程的影響,這種控制稱為閉環控制,相應的控制系統稱為閉環控制系統。閉環控制系統又被稱為反饋控制或按偏差控制。閉環控制系統是通過給定值與反饋量的偏差來實現控制作用的,故這種控制常稱為按偏差控制,或稱反饋控制。此類系統包括了兩種傳輸信號的通道:由給定值至被控量的通道稱為前向通道;由被控量至系統輸入端的通道稱為反饋通道。閉環系統能減小或消除作用,但若設計調試不當,易產生震蕩設置不能正常工作。自動控制原理中所討論的系統主要是閉環控制系統。
(三)復合控制
反饋控制是在外部的作用下,系統的被控量發生變化后才做出相應調節和控制的,在受控對象具有較大時滯的情況下,其控制作用難以及時影響被控量,進而形成快速有效的反饋控制。前饋補償控制,則在測量出外部作用的基礎上,形成與外部作用相反的控制量,該控制量與相應的外部作用共同作用的結果,使被控量基本不受影響,即在偏差產生之前就進行了防止偏差產生的控制。在這種控制方式中,由于被控量對控制過程不產生影響,故它也屬于開環控制。前饋補償控制與反饋控制相結合,就構成了復合控制。復合控制有兩種基本形式:按輸入前饋補償的復合控制和按擾動前饋補償控制的復合控制。
三、自動控制系統的分類
中圖分類號:TL372 文獻標識碼: A
引言
自動控制學科是近幾十年來了發展起來的一門很重要的學科。它的發展很迅速,特別是計算機的快速發展,更加快了它的發展,尤其是工業自動化技術近年來的發展。自動化學科研究的范圍也是很廣泛的,對實現我國工業、農業、國防和科學技術現代化、對迅速提升我國綜合國力具有重要和積極作用。
自動控制(automatic control)是指在沒有人直接參與的情況下,利用外加的設備或裝置,使機器、設備或生產過程的某個工作狀態或參數自動地按照預定的規律運行。
自動控制是相對人工控制概念而言的。指的是在沒人參與的情況下,利用控制裝置使被控對象或過程自動地按預定規律運行。自動控制技術的研究有利于將人類從復雜、危險、繁瑣的勞動環境中解放出來并大大提高控制效率。 自動控制是工程科學的一個分支。它涉及利用反饋原理的對動態系統的自動影響,以使得輸出值接近我們想要的值。從方法的角度看,它以數學的系統理論為基礎。我們今天稱作自動控制的是二十世紀中葉產生的控制論的一個分支。 基礎的結論是由諾伯特?維納,魯道夫?卡爾曼提出的.
自動控制技術是能夠在沒有人直接參與的情況下,利用附加裝置使生產過程或生產機械(被控對象)自動地按照某種規律(控制目標)運行,使被控對象的一個或幾個物理量(如溫度、壓力、流量、位移和轉速等)或加工工藝按照預定要求變化的技術。它包含了自動控制系統中所有元器件的構造原理和性能,以及控制對象或被控過程的特性等方面的知識;自動控制系統的分析與綜合;控制用計算機(能作數字運算和邏輯運算的控制機)的構造原理和實現方法。自動控制技術是當展迅速,應用廣泛,最引人矚目的高技術之一;是推動新的技術革命和新的產業革命的核心技術;是自動化領域的重要組成部分。
自動控制技術有很強的應用背景,無論是在煉鋼、軋鋼、化工、石油、電力等工業上,或是造紙、紡織、皮革和食品等工業上;無論是在航空、航海、汽車和鐵路運輸工業和國防工業上,或是圖書資料的管理、實驗室技術設備上都得到廣泛應用。自動控制技術對導彈和人造地球衛星是非常重要的,對于研究原子能的應用,研究飛機和導彈的空氣動力和結構強度也是有用的。沒有應用背景的“控制理論”就缺乏生命力。如何巧妙地運用控制的基礎理論來解決實際問題是和研究控制理論本身不同的另一種創造性工作。
一、自動化控制原理
自動化控制有半自動與全自動化
例如:機器、設備可以按照生產的要求和目的,進行自動化生產;全自動人只需要作為操作員,確定控制的要求和程序,不用直接參與生產過程的控制技術;半自動化控制要人通過設施、設備、機械、儀器或手工等勞動力的參與。
自動化控制技術廣泛用于工業、農業、軍事、科學研究、交通運輸、商業、醫療、服務和家庭等方面。采用自動化控制不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環境中解放出來,而且能擴展人的器官功能,極大地提高勞動生產率,增強人類認識世界和改造世界的能力。因此,自動化控制是工業、農業、國防和科學技術現代化的重要條件和顯著標志。
自動化控制理論是自動化專業的重要學習課程。
二、自動化控制的應用
2.1過程自動化
石油煉制和化工等工業中流體或粉體的化學處理的自動化控制。一般采用由檢測儀表、調節器和計算機等組成的過程控制系統,對加熱爐、精餾塔等設備或整個工廠進行最優控制。采用的主要控制方式有反饋控制、前饋控制和最優控制等。
2.2機械制造自動化
這是機械化、電氣化與自動控制相結合的結果,處理的對象是離散工件。早期的機械制造自動化是采用機械或電氣部件的單機自動化或是簡單的自動生產線。20世紀60年代以后,由于電子計算機的應用,出現了數控機床、加工中心、機器人、計算機輔助設計、計算機輔助制造、自動化倉庫等。研制出適應多品種、小批量生產型式的柔性制造系統(FMS)。以柔性制造系統為基礎的自動化車間,加上信息管理、生產管理自動化,出現了采用計算機集成制造系統(CIMS)的工廠自動化控制系統。
2.3管理自動化
工廠或事業單位的人、財、物、生產、辦公等業務管理的自動化控制,是以信息處理為核心的綜合性技術,涉及電子計算機、通信系統與控制等學科。一般采用由多臺具有高速處理大量信息能力的計算機和各種終端組成的局部網絡?,F代已在管理信息系統的基礎上研制出決策支持系統(DSS),為高層管理人員決策提供備選的方案。
三、自動化控制系統
自動化控制系統是指能夠實現自動控制任務的系統,由控制器與控制對象所組成。
自動化控制系統的概念
自動化控制是一種現代工業、農業、制造業等生產領域中機械電氣一體自動化集成控制技術和理論。
自動控制(automatic control)是指在沒有人直接參與的情況下,利用外加的設備或裝置,使機器、設備或生產過程的某個工作狀態或參數自動地按照預定的規律運行。
四、自動控制系統特點
自動控制能自動調節、檢測、加工的機器設備、儀表,按規定的程序或指令自動進行作業的技術措施。其目的在于增加產量、提高質量、降低成本和勞動強度、保障生產安全等。
自動控制系統理論
自動控制是相對人工控制概念而言的,指的是在沒人參與的情況下,利用控制裝置使被控對象或過程自動地按預定規律運行。自動控制技術的研究有利于將人類從復雜、危險、繁瑣的勞動環境中解放出來并大大提高控制效率。
自動控制是工程科學的一個分支,它涉及利用反饋原理的對動態系統的自動影響,以使得輸出值接近我們想要的值。從方法的角度看,它以數學的系統理論為基礎。我們今天稱作自動控制的是二十世紀中葉產生的控制論的一個分支。
結束語:
隨著科技的發展,自動化控制已經廣泛應用到各行各業。直流調速器在數控機床、造紙印刷、紡織印染、光纜線纜設備、包裝機械、電工機械、食品加工機械、橡膠機械、生物設備、印制電路板設備、實驗設備、焊接切割、輕工機械、物流輸送設備、機車車輛、醫設備、通訊設備、雷達設備、衛星地面接受系統等行業都有應用。相信不久的將來會帶給人們更多的便利。
《自動控制原理》是一門理論性很強的課程,教師在教學過程中就要滿足本科教育的需要,讓學生通過學習這門課程,既能學會分析系統性能指標的基本方法,又能應用自動控制理論對實際控制系統進行分析和改善。因此多媒體課件作為教學輔助的手段,在開發前,必須進行必要的需求分析。
一、建立課件系統的整體框架
多媒體課件開發平臺由多媒體軟件工具來完成,按其功能可分為多媒體加工軟件如Word、Photoshop、Free-hand、Corel Draw、Animator Pro、Flash、Cool Edit、Cakewalk等;多媒體編著軟件如Authorware、Powerpoint、Dreamweaver、Visual Basic等;VCD光盤刻錄軟件如Video Pack4.0、Easy CD Creator、Winon
-CD3.X等。由于每個多媒體軟件工具的特點以及功能各不相同,所以目前課件的制作都是根據課件開發的具體情況,如課程特點和課件規模,教學課件使用對象來選擇合適的軟件工具。但事實往往是單一的制作工具很難滿足課件開發的全部需要,而自行開發專用的平臺又費時費力,成本過高,并且在多媒體課件開發過程中,常由于對教學規律了解不夠,對教學大綱把握不準,對學生接受知識的規律掌握不夠全面,且又不做認真的需求分析,缺乏完備的文檔資料和審查,因而開發的課件常難以滿足實際教學需要,又難以維護。因此,本課題根據《自動控制原理》課程的特點,以三本院校學生為對象采取一種折中而有效的方法:采用多種平臺相結合,即選取一種通用的制作工具作為多媒體課件制作的主要平臺或主環境,再根據需要選另一、兩種工具作為輔助平臺,二者在功能上形成互補。以軟件工程作為課件開發的一種工程思想,從而有效的合理組織整個課件開發過程,以提高和保證課件的質量,較好滿足實際教學需要。還可大大提高開發的成功率和可靠性、可維護性,共同滿足開發的要求。
二、課件局部及細節的技術實現
《自動控制原理》需要描繪大量曲線,比如伯德圖,奈氏曲線,根軌跡等。所以我們開發的多媒體課件將采用Flash等工具,將曲線繪制過程制作成動畫形式。繪圖的每一步驟可制作一個動畫,通過動畫的連續播放使學生掌握繪圖的動態過程。同時將會使教學過程變得輕松活潑,學生學習起來也更加容易。例如緒論我們就可以采用多媒體教學,用它來展示自動控制理論和系統的發展,自動控制技術的應用。通過演示水位自動控制系統和爐溫自動控制系統的工作過程,用圖像、動畫、聲音,使學生置于生動、形象的立體化教學環境中,從而引出自動控制原理、自動控制系統的概念,可以激發學生的學習興趣,使他們進入學習本課程的最佳狀態。
三、測試使用效果,課件系統的維護
在整個開發過程中,會對課件的各個部分進行多次調試,以確保效果,盡管如此,在整個課件合成后仍有很多問題,所以有必要進行反復調試,從而發現并修改各種不穩定因素和難以發現的錯誤,特別是基于多種平臺制作的多媒體課件系統,通過多次調試可以避免多種平臺在匹配的過程中產生的問題。測試方法可以從幾個方面進行:錯誤測試、功能測試及效果測試。經過調試沒有錯誤的多媒體教學系統就可以投入運行使用。在運行使用中,要定期對課件使用效果進行評價,課件評價是課件設計不可缺少的一部分,它既是課件設計的結束,也是軟件設計的開始。對課件的評價主要檢查它是否達到預期的教育、教學要求和技術要求。所以必須根據軟件使用人員(主要是學生和教師)的意見,對軟件進行升級維護,不斷提高軟件的質量。
四、總結
本課件開發以Authorware為主要開發平臺,文本、圖形、圖像、動畫、視頻等媒體的綜合使用使教學內容表現得豐富多彩、形象生動。仿真平臺的創建使學習過程簡單化,并且能夠充分調動學生學習的積極性和創造性,從而有效地提高課程的教學質量。另外,該課件系統界面設計友好,導航措施完善,能夠清晰簡潔地呈現課件內容,方便地實現各知識點間的選擇與跳轉,既有助于教師教學,也能提供給學生一個輕松自學的平臺。論文中的制作課件的方法,可使教師在教學過程中針對高職學生層次的高低,調整課件中實例的難易程度,使學生能“聽得懂,會分析”,對后續課件的使用與發展有著積極的作用。