机电系统理论与技术篇1

0引言

本文将论述电子信息工程专业课程体系中计算机教育课程设置的研究和初步实践。电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科，其主干学科包括信息科学、电子科学及计算机科学。因此，其专业培养目标定为：具有坚实的电子信息工程专业基本知识和基础理论，能熟练掌握电子技术、计算机技术、网络与信息系统工程设计与管理等方面的知识，通过电子与信息工程实践的基本训练，了解学科的应用前景和最新发展动态，具备设计、开发、应用和集成电子设备、信息系统的能力，并具有良好的科研创新能力。上述目标体现了该专业学生应具备的知识结构，同时也充分体现了计算机技术对培养电子信息工程专业学生的重要性。

1现代计算机课程与专业课程的融合

现代计算机技术的发展，有力推动了电子信息技术的快速发展。同时，计算机理论与技术相关理念也渗入电子信息工程专业的基础和专业课程内容中，对电子信息工程专业的教学产生重要影响，主要表现在以下几个方面。

（1）在现代电子系统中，电子信息技术和计算机技术结合十分紧密，并逐步走向融合。同时，计算机技术和微电子技术的紧密结合，使嵌入式计算机系统得到飞速发展，也使得片上系统SoC（SystemonChip）获得广泛的应用。

（2）电子信息技术中需要很多的变换和数据处理，采用的算法是实现系统功能的重要环节，如快速傅氏算法、离散余弦变换、测量数据的误差处理与回归拟合等。在算法实现上，计算机技术具有明显的优势。软件技术的快速发展，使得电子信息领域中的数据运算、数据变换和数据处理都可融入计算机程序中。

（3）计算机仿真技术的快速发展使得电子线路与通信系统的设计、分析和仿真试验更加便捷、高效，出现了许多针对不同应用层次的电子设计自动化（EDA）软件，覆盖了电子设计的全过程。电子系统的设计已离不开计算机，EDA软件的地位越来越重要，已成为电子电路教学中的重要组成部分。

（4）随着软件技术的飞速发展以及Windows操作系统的普及应用，出现了许多新的软件设计方法，如面向对象程序设计、可视化编程、控件技术等。这些新技术极大提高了软件开发的效率，同时也使软件的功能得到极大的加强。

2本专业计算机教育应重视的环节

电子信息工程专业的计算机教育应针对专业特点，重视教学规律，科学地组织课程，合理地安排教学内容。教学中要重视以下几个环节：

（1）明确计算机教育的培养目标

要有效提高本专业学生的计算机能力，必须明确本专业计算机教育的培养目标。根据计算机技术的发展特点、本专业计算机应用的实际情况和对学生专业计算机应用能力要求，建立完整的电子信息工程专业计算机能力培养体系，全面提高学生在电子信息技术中计算机应用的能力和创新意识。

（2）重视与相关计算机技术知识的融合

电子信息技术和计算机技术结合十分紧密，在电子信息工程专业的专业基础课和专业课程中，都包含有计算机技术的内容。因此，在电子信息工程专业的课程设置和课程内容衔接中，必须注意到这种融合性，在专业基础课和专业课的理论及实验教学中尽可能多地结合计算机技术。

（3）注意计算机软硬件内容并重

嵌入式计算机系统的飞速发展，使高性能的单片机和专用微处理器芯片在各种电子系统中得到应用，其特点之一是软硬件共存于一体。因此，该专业的学生不能只偏好计算机软件或硬件技术，必须全面掌握好软件与硬件两方面的知识。

（4）必修与选修相结合

在确保所培养人才的基本规格和质量的基础上，应大量增加以拓宽专业口径，增强适应性，满足学生兴趣爱好、个性发展以及学科发展最新成果为目标的选修课程。根据这一思路，应当考虑：适度压缩必修课，仅将计算机基础、程序设计语言、微机原理及应用及电子设计自动化（EDA）等作为必修课；增加选修课，进一步拓宽学生的知识面，培养其在某一方面的特长；适度增加以专业后续课程为主的专业特色课程，以计算机教育应用实践为主的应用特色课程和以地方人才特殊需求为主的地方特色课程等。

（5）注重计算机教育内容体系的更新

具体来说，一方面要对作为基础的必修课加以精选，适当删除各门课程中相互交叉和重复的内容；另一方面更要积极引入计算机技术新知识、新理论和新方法，将其充实到教学内容中去，对教学内容不断调整更新。使学生能掌握新的知识，具备更深层次的技能，毕业后较好地适应社会需求。

机电系统理论与技术篇2

关键词：电火花成形加工理论加工工艺加工系统

中图分类号：TG661文献标识码：A文章编号：1672-3791（2014）12（b）-0052-01

1电火花成形加工技术的发展状况

因为电火花的成形加工技术在很多加工领域的作用特殊，例如复杂型面、难加工材料、模具等，已使该技术成为先进制造技术领域不可缺少的重要部分。现阶段，对于电火花成形加工技术的理论研究还处在初期阶段。先进的电火花的成形加工技术已经在加工功能方面和加工精度方面以及、自动化程度方面等的实现了进一步改进，使其在工艺设备开发方面的机床拥有模块化功能，同时还可以实现在线检测与智能控制等，已经打破了以往意义上的加工机床格局，更加接近加工中心和数控机床。

2未来发展趋势

（1）电火花成形加工技术的理论发展趋势。

现阶段，电火花成形加工理论在加工工艺及控制理论方面的分析、研究受到高度重视。

（2）电火花成形加工理论发展方向。

最近，该理论在加工工艺理论和控制理论方面的研究比较集中。该原理需要引进先进的试验技术和研究方法，制定可以有效反应出放电具体过程中和相关规律模型理论深入研究电火花的成形在加工工艺与控制理论方面的研究。若想完成此过程，就一定要充分运用软件中的仿真技术。

（3）电火花成形技术加工装置结构的完善。

电火花成形的加工装置正在朝着数控化的方向稳步发展。由于受到当今切削加工技术的一定制约，以往普遍运用电火花技术的领域已慢慢被切削加工模式所取代。可是在科学技术快速发展形式下，要求零件的制造精度更高，各种性能高的材料使用日益广泛。此外，复杂化、微型化、薄型化是有些零件的结构趋向。在此种状况下，大部分加工领域中所运用的切削加工技术也已受到一定制约，从而促进电火花的成形技术进一步发展，为电火花成形加工技术创造了良好的生存空间以及发展潜力。设计机床结构的工作还需完善，其发展方向主要有下面两个方面，第一，直线伺服系统的使用；第二，机床运动方式及其改进。

（4）电火花成形加工工艺发展方向。

在进行电火花成形加工技术的技工原理研究过后，放电过程的内在规律的进一步揭示，能够使高效率、高精度、低损耗已经是电火花技术重点发展趋势，另外，微细化的加工工艺发展也需要引起注意。

首先是加工过程高效化。虽然通过改进电火花加工伺服系统、控制系统、工作液系统、机床结构等可以体现高效化的加工过程，还要减少上述因素对加工效率的影响，使粗、精加工效率得到提升，辅助时间尽量减少等，因此在一定程度上强化机床自身的自动变成功能，实现机床的在线后台相关变成能力的进一步扩展，相应电机以及部件的定位设备改进和开发都非常重要；机床维护上，机床的在线帮助功能和多媒体功能应当得到增强。

其次是精密化的加工过程。充分运用加工技术与先进的工艺方案，在各个方面有效提升电火花成形加工技术的加工精度，从某个角度而言，部分加工技术可以实现镜面加工水准。可是还需要进一步有效提升电火花的成形技术加工精度。另外，部分关键零件和重要零件的最终加工模式可以利用电火花成形加工技术。同时，工件的尺寸精度和表面粗糙度不应成为对加工精度衡量的局限，还包括变质层厚度、型面的几何精度以及氧化、锈蚀、微观裂纹等。

再次是微细化技工过程。从某方面而言，电火花的微细化与普通电火花的成形加工技术原理比较相似，但是两者也具备自身的优势。比如说在加工设备和电极制定以及工作液循环的系统等多方面都存在着一定的差异。另外，还要对非机械作用力和其干扰对加工时造成的影响等进行深入研究，从而在一定程度上有效提升加工精度以及加工效率等。

最后是运用范围的进一步扩大。现阶段，所有导电金属材料与复杂型腔全能够利用电火花的成形加工技术进行加工，对于半导体材料与非导电材料等的加工也可以利用电火花成形加工技术，产生的实际效果也比较理想。未来的发展趋势就是对半导体材料进行深入研究，在一定程度上提升非导电材料的加工精度和加工工作效率，强化加工时的稳定性，对可以加工的材料实现进一步扩大。

（5）电火花成形加工系统发展方向。

数控机床的中心设备就是数控系统，对其性能进行加强，不但可以提升加工效率以及加工精度，还可以强化加工的稳定性，促进加工范围的进一步扩大，完成比较复杂材料的加工。从数控系统方面而言，电火花成形的加工技术未来的主要发展趋势基本体现在下述几点。

第一，以PC机的开放式作为基础创建数控系统，主要具备多种优势，如集成度比较高、具备较大的控制功能，同时比较容易完成多机控制和多目标控制等。目前，建立基于PC机的电火花成形加工数控系统的重点应放下面几点：模块化系统、缩放性、互换性。

第二，智能化加工过程控制的实现。若想实现电火花成形加工技术的自动化，就一定要以多输出和多输入为前提创建控制系统，实现智能控制，才可以有效处理比较复杂的问题。另外，自学习以及自适应功能更作为智能空盒子系统自身的主要优势，其可以实现控制结构与参数以及方式的有效调节。以下技术是电火花成形加工智能控制系统应重点研究和应用之处：应用专家系统、人工神经网络技术的以及模糊控制技术。

（6）操作安全和环境保护。

为了使电加工产业可持续发展，应采取以下具体措施：封闭机床工作区、运用替代性技术、废弃物的后处理。

电火花成形加工技术在制造业领域有着重要地位，充分利用现代科技发展的相关成果是研究人员今后工作的重点。这样就能够合理引导电火花的成形加工技术相关工艺原理以及控制理论的深入研究，实现机床姐欧股以及设计方案的优化、创新，以PC机的开放性为基础创建数控系统，从而实现电火花的成形加工技术和智能控制技术的有效融合，并且促进电火花成形加工技术朝着更环保和更安全方向发展。

参考文献

[1]左敦稳.现代加工技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009.

[2]张辽远.现代加工技术[M].北京：机械工业出版社，2004.

机电系统理论与技术篇3

计算机科学与技术是什么在当前的社会背景下，信息技术产业已成为现代社会的支柱。而计算机科学与技术是信息产业的核心和灵魂，是国民经济和社会发展的基础，对社会生活和生产各个领域的支撑和带动力持续增强，在国民经济中的地位不断提升。学习计算机科学与技术专业，就是掌握计算机硬件、软件、网络、理论和技术。学什么开设的主要课程有：信息技术基础与计算机导论、高级语言程序设计（C++）、面向对象程序设计（JAVA）、离散数学、算法与数据结构、数字逻辑与数字系统设计、数据库原理、计算机组成原理、汇编语言程序设计、编译技术、计算机网络、操作系统、计算机系统结构、接口与通信技术、UNIX/LINUX体系及编程、电力信息化与信息安全、嵌入式系统、人工智能及应用等。做什么毕业生可在中国移动、中国联通等国有企业以及中国航空工业集团公司、中国航天科技集团、中国航天科工集团、中国电子科技集团等企事业单位，朗迅、贝尔、西门子、摩根斯坦利等外资企业，华为、中兴、恒生电子、阿里巴巴、联创、百度等民营企业从事计算机软、硬件系统及其应用的研究、设计、开发和系统维护等工作，或者在政府部门、电力系统、科研机构、高等院校等事业单位从事计算机科学与技术学科领域的研究、教学、开发、管理工作。软件工程是什么软件工程是以计算机科学的理论和技术知识为基础，面向实际应用的需求，研究采用工程化的开发方法、工具和管理原则研制高质量软件的学科。随着计算机应用范围的不断扩大，其中的软件系统变得越来越庞大和越来越复杂。在现代社会中，软件应用于多个方面。典型的软件比如有电子邮件，嵌入式系统，人机界面，办公套件，操作系统，编译器，数据库，游戏等。同时，各个行业几乎都有计算机软件的应用，比如工业，农业，银行，航空，政府部门等。随着信息化的不断深入，这些应用促进了经济和社会的发展，使得人们的工作更加高效，同时提高了生活质量。学什么本专业的主要课程有：信息技术基础与计算机导论、高级语言程序设计（C++）、面向对象程序设计（JA-VA）、离散数学、数字逻辑、计算机组成与结构、微机原理与汇编语言程序设计、算法与数据结构、操作系统原理、计算机网络、编译技术、数据库原理、面向对象技术与UML、软件工程、软件体系结构、软件测试、软件项目管理、电力信息化及信息安全等。做什么毕业生可从事各级各类企事业单位的办公自动化处理、计算机安装与维护、网页制作、计算机网络和专业服务器的维护管理和开发工作、动态商务网站开发与管理、软件测试与开发及计算机相关设备的商品贸易等方面的有关工作。可就业单位包括摩托罗拉、贝尔、西门子等外资企业，华为、中兴、阿里巴巴、苏宁电器等国内著名企业，中国移动、中国联通等国有企业以及国防院所等。网络工程是什么网络工程专业培养的人才具有扎实的自然科学基础、较好的人文社会科学基础和外语综合能力；能系统地掌握计算机网和通信网技术领域的基本理论、基本知识；掌握各类网络系统的组网、规划、设计、评价的理论、方法与技术；获得计算机软硬件和网络与通信系统的设计、开发及应用方面良好的工程实践训练，特别是应获得较大型网络工程开发的初步训练；本专业是专门为网络领域人才市场供不应求的迫切需要而设置的专业。学什么开设的主要课程有：高级语言程序设计、计算机科学概论、计算机网络、离散数学、面向对象程序设计、电路与电子技术、计算机组成与体系结构、数据结构、软件工程、操作系统、数据库、数字通信原理、分布式计算技术、嵌入式系统、网络工程与网络管理、网络信息检索、高性能计算技术、密码学与网络安全等。做什么毕业生可在研究机构、政府机关、高等院校、企事业单位从事计算机网络系统教学、科研、应用系统开发、系统管理，以及计算机网络系统规划、设计、施工、维护、计算机软、硬件产业开发等方面的工作，还可继续深造攻读硕士。本专业有持续和广泛的人才需求。信息安全是什么网络是一个虚拟而又实际存在的世界，在这个虚拟世界里，账号和密码可能被盗、私人资料可能被窃或破坏、聊天和邮件内容可能被监听、甚至整个计算机完全被黑客控制；在国家安全和军事领域存在更可怕的危险，秘密资料被窃取、军事系统被入侵、攻击甚至破坏等现象都有可能会出现。信息安全专业就是为解决此类问题而开设。信息安全能够保证信息的完整性、可用性、保密性和可靠性。信息安全专业涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、安全技术等领域；确保网络硬件、软件及数据不受偶然或恶意地破坏、更改、泄露，使系统连续可靠正常地运行。学什么本专业培养学生系统掌握包括网络及网络安全、信息系统安全、计算机平台安全、计算机应用软件开发等信息安全理论与信息安全工程的较宽基本理论、基础知识和基本技能。培养的学生具备信息安全领域方面的理论知识和综合技术，能从事信息安全技术研究、安全硬软件系统研发、信息系统安全评估与分析等方面工作的高层次、高素质的复合型和创新型科学研究和工程技术人才。开设的主要课程包括信息安全导论、程序设计语言、计算机组成原理、汇编语言与微机原理、嵌入式系统、数据结构、算法设计与分析、离散数学、计算数论、信息论与编码理论、信息安全基础、信息安全实验课程、计算机密码学、信息安全工程与管理、操作系统、计算机网络与TCP/IP、数据库原理与安全、计算机网络安全、信息隐藏、入侵检测、计算机病毒等。#p#分页标题#e#做什么毕业生可在朗迅、贝尔、西门子、摩根斯坦利、趋势科技等外资企业，华为、中兴、阿里巴巴、千橡、富士通、苏宁电器等民营企业，中国移动、中国联通等国有企业以及中国航空工业集团公司、中国航天科技集团、中国航天科工集团、中国电子科技集团等国防院所从事信息安全方面的科学研究、开发应用，或在政府部门、高校等事业单位从事管理或教学工作。物联网工程是什么物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，按约定的协议，与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。物联网是以感知为目的，实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络，达到现实世界和信息虚拟世界完美统一。在未来的日子里，物联网就像水和电一样触手可及，人们的工作和生活也无时无刻离不开物联网。物联网技术在社会各行各业有广泛的需求和应用前景，例如自然灾害检测与预防、环境监测、交通物流、城市管理、医疗护理等。

机电系统理论与技术篇4

关键词：电气自动化工程应用

一、概述

作为一门综合性科学，电气自动化的研究领域主要包括系统分析和管理，其基本技术手段是电力电子、计算机、网络。两大理论（控制理论和电力网理论）作为基础共同支撑起了电气自动化的理论体系。确保预期的控制目标获得实现，是控制理论的基本任务。为此，控制理论强调，要对信号反馈加以探究和利用，并藉此调整和修正动态系统的性能和行为。控制理论应用范围很广，并渗透在许多科学领域（数学、通讯技术、自动化技术、电子计算机等）之中。控制理论与电力网理论的有机结合，就催生出了电气自动化理论和技术。这一成果由于使电力工程作业的要素得到更优化配置，而极大提高了工作效率；并且由于提高了资源使用率，而使资源成本和时间成本都大大降低。同时，这一理论还能及时调整动态系统，而进一步完善了生产技术，并使系统的运行质量得到有效提高。

二、构成和设计原则

1、构成

电气自动化由两部分（电气自动化系统和信号接收、处理、输出系统）构成。其第二部分包括，1、信号导入（借助微型计算机），2、系统细分（把第一部分细分为信号接收部分、信号处理部分、信号输出部分），3、技术目标，（自动记录信号、分析信号，对反馈来的信息进行汇总，对运行过程中的误差进行判断和处理）

2、设计原则

总的原则是既要使产品的数量和质量目标得到实现，又要符合工艺自动化的技术标准。从目标设计上看，则必须在保证机械高效运转和电气控制之间找到动态平衡，即电气技术确实能使机械装备的功用得到最大发挥。从外观和操作上看，则在对配置的电子设备进行选择时，必须系统拥有美观的外表，以及相对简单和安全的操作。

3、特点

一是设置地点特定。通常的做法是在电动机内安装电气设备，以完成设置电气自动化系统；这一系统一般也会设置在配电室。二是维修困难较大。这主要是由于电气自动化系统构成复杂，必须使用数量较多的电子元件；还由于系统集成后，其在运行中产生的大量信息数据需要即时处理。三是操作和控制相对简单；其一般控制并不需要太过于频繁，相关操作指令的间隔时间可以相对较长（系统正常运行期间）。电气设备对系统保护状态提出了较高的要求。在操作环节，由于其拥有较快的运行速度和较快的操作速率，因此即使其操作技术和规律的逻辑性都较强，但完成操作程序也相对较难。电气自动化系统的构建关键是控制体系的建立。首先必须把系统构建与现代化的监控技术相结合，全方位、多维度监控电气设备的运行；其次在具体布设系统结构时，态度要严谨、方案要科学、程序要认真、措施要优化，确保装备和技术最优结合，确保建立一个环境安全、运行高效的电气自动化控制系统。

三、应用现状

1、与IT技术的融合发展

当前，信息技术已经极大改变了各种产品特别是电气产品的技术标准和外观面目。例如，信息技术的应用使传感器、控制器等接收信号更加快捷，处理数据更加准确。计算机网络技术则使迅速汇总和处理系统运行产生的海量数据成为可能。而多媒体技术则使系统各部分运行情况可见、可听、可感，使操作更为精确，控制更为精准，有效提升了工程效率。

2、与人工智能的结合。

在生产中大规模使用人工智能，代表了工业化的未来发展方向。电气工程由于与科技进步联系更为紧密，所以对其敏感度和依存度也更高。现代化的电气工程建设和运中，已经越来越离不开计算机技术的辅助作用。在实践中，电气自动化要在三个层面引入人工智能：一、人工智能可以进入超越人类生存极限的环境，人工智能也没有情绪化限制，所以在电气工程监测和诊断中拥有巨大应用需求：二、人工智能在数据运算上更快捷更准确，所以可以大规模应用于对产品的保护和对序列的控制；三、人工智能可以按照程序对电气工程进行逻辑判断，查找出系统薄弱环节（漏洞），并提出调整建议，因此也能够进一步完善电气工程。

3、应用开放式的平台

第一，采用统一标准（IEC61131）可以使管理程度、平台应用效率、升级周期等分别得到优化、提高和相对减少；并统一产品技术规范，尤其是标准化的编程接口，为程序间通讯提供了可靠的保证。

第二，统一的操作系统（Windows），这一系统已经普遍应用于我国工业控制。

四、应用探究

1、发电厂分散监控系统

通常，发电网的电气监控系统主要由两部分组成。一是过程控制系统，通过网络，对单元和数据通讯网进行控制；二是分散监控系统。分层结构是设置分散监控系统时采取的主要方式。过程控制有几个要点。第一，单元产生于发散监控系统对实际运行过程的监控；第二实时监控完成过程控制的相关信号（单元脉冲量和热电阻）；第三实时监控处理检测信号。

2、变电站

电气自动化技术应用于变电站实际运行和管理，软件环节依赖于三项技术（控制技术、传输技术、信息技术）的紧密结合，硬件环节则依赖于计算机技术装备的配置。只有借助计算机设备进一步实现操作界面的智能化，才能真正建立高工作效率、高安全度的电气自动化系统。变电站的发展方向是综合化，其电气自动化设备配置中，一是要有自动监控设备，以减少人力劳动，提高监控效率；二是要有简单开关操作设备，使其能够被普通工作人员所掌握；三是要有自动测量装置，强化对运行数据的收集能力。

3、电网高度

电气自动化系统，可以应用于电网高度的自动化控制研究领域。通过与相关电网高度服务器结合，就能够实现这一控制目的。其应用主要突出在三个方向。第一是电网运行调度的经济性，这需要自动化系统为其提供安全稳定的运行状态；第二是准确预测未来运行状况，这需要自动化系统即时研究、分析、检测电力系统中的相关数据，并在负荷状态已经产生的情况下，自主自动进行预测；第三是故障发生后，对电网系统相关运行数据进行对比分析，及时判定和锁闭故障位置，指导和帮助迅速排除故障。

结语：电力工程是推动国民经济繁荣发展的关键性因素，随着我国装备技术和计算机技术的创新进步，电气工程技术尤其是电气自动化技术，也在不断推动着现代化电力控制系统的构建，并走在了世界前列。控制理论和电力网理论共同构成电气自动化的理论基础，自动化、电子通信、网络信息等三大技术则为其提供了实现手段。电子自动化技术直接节省了系统运行资金和时间成本，并能够进一步优化和完善电气工程。

参考文献；

[1]马学娟.探讨电气的自动化在电气工程中融合运用[J].民营科技.2012（09）

机电系统理论与技术篇5

关键词：风力机组控制技术；教材；编写；课程建设；教学

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）18-0051-01

常规能源、电力紧缺及供电环境问题日益突出。利用风能作为未来最重要的清洁替代能源之一，对于缓解能源匮乏具有非同寻常的意义。随着风力发电事业日益蓬勃的发展，需要更多的从事风力发电方面的技术人员。河海大学于2008年创办了风能与动力工程专业，走在各个大学的前列。同年9月招收了第一批风电学子，旨在专业培养风能与动力工程及其自动化领域具有扎实理论基础、较强实践和创新能力以及良好的国际交流能力的高级工程技术人才，以满足社会对该学科领域的工程技术、科研、经营管理等各方面的人才需求。河海大学风能与动力工程专业开设了风力发电规划与设计、风力机、风力机组控制、近海风电场、风资源测量与评估、风电场施工与管理、风电场数字仿真等一系列专业课程。

风力机组控制系统是机组正常运行的核心，其控制技术是风力机组的关键技术之一，与风力机组的其他部分关系密切，其精确的控制、完善的功能将直接影响机组的安全与效率。“风力机组控制技术”是风能与动力工程专业基础课程之一，但是，目前市场上还没有适合高等院校“风力机组控制技术”专业课学习的相关教材，河海大学新能源系的教师自编教材供学生上课使用，在风能与动力工程专业的“风力机组控制技术”专业课程建设上迈出了关键的一步。

一、“风力机组控制技术”的主要内容

教材是能够全面系统地反映“风力机组控制技术”课程内容的主要教学文件，是沟通教师与学生之间的桥梁，是教师开展教学的主要依据，也是学生获取知识的主要途径。在学校和学院各级领导的大力支持下，我们从2005年9月开始了编写《风力机组控制技术》专业教材的调研工作，分别走访了华北电力大学、浙江大学等院校，如东新能源局、如东风力发电场、北京电力勘测设计院、福建电力勘测设计院、上海电力勘测设计院、华东电力勘测设计院和多家风力机制造厂，专门派人参加每年度的专业调整研讨年会，对开设“风力机组控制技术”专业课程的内容进行反复论证，多方推敲，最终于2007年讨论并制定出编写大纲。全书内容在2010年1月完成，现已由中国水利水电出版社正式出版，共26万字。

《风力机组控制技术》一书共分十一章：第一章绪论，对风力发电以及风力机组控制系统的发展概况作了简单的介绍；第二章介绍了风力机的基本理论，包括风力机的空气动力学基础及桨叶受力分析；第三章介绍了风力机组控制系统的组成、基本工作原理、基本控制要求以及风力机控制技术的发展趋势；第四章介绍了定桨距、变桨距、变速风力机组控制系统各自的特点以及基本控制策略；第五章着重介绍了偏航系统的结构组成、工作原理及偏航系统的技术要求及维护；第六章介绍了风力机组液压与制动系统的组成结构及工作原理、电动变桨距系统的基本工作原理；第七章介绍了变速恒频风力发电技术、交流励磁双馈发电机的矢量控制技术以及直驱式永磁同步风力发电技术；第八章介绍了风力机组的并网控制技术、双PWM变频器原理以及低压穿越技术；第九章介绍了风力机组的监控系统、风力机组的噪声控制技术以及海上风力发电技术；第十章主要介绍了风力发电存在的问题、风力机组常见故障、风力机组控制系统故障诊断技术以及风力机组的运行与维护；第十一章介绍了模糊控制理论在风力机组控制系统中的应用，其中包括风力机组模糊控制器设计、基于T-S模糊模型的风力机组稳定性分析。

二、《风力机组控制技术》的编写和体会

1.根据课程基本要求，创建合理教材体系

在高等学校，教材编写是提高教学质量、教育质量的根本性战略措施。教材编写应遵循本专业全套教材整体优化要求。强调“三基”，即：基本理论、基本知识、基本技能。取材合适，内容阐述循序渐进，使学生能够掌握。《风力机组控制技术》一书的内容应与风能与动力工程专业内《风力机》、《空气动力学》、《风电场规划与设计》、《风力机建模与仿真》等课程教材内容承前启后、紧密联系，既要避免与相关专业课程内容重复，又要防止课程体系中重要内容的疏漏，充分体现课程的科学性、思想性、前瞻性、启发性，使整套教材成为体现风能与动力工程专业培养目标的有机整体。

考虑到风力发电控制技术发展十分迅速，教材应反映风力发电技术发展的最新成果，不断以成熟的新知识、新技术、新理论和新方法替代陈旧和过时的内容。

2.优化课程教材内容，注重教材先进实用

在编写《风力机组控制技术》时，充分考虑了以下几个方面：

（1）基础性。风能与动力工程专业是一个崭新的专业，相应的专业课程教材体系还有待完善，风力机组控制技术方面的参考教材还很少，所以在编写《风力机组控制技术》教材时应注意教材基本内容要合理、由浅入深、重点突出，并经过有教学经验的老教师及专家严格把关。

机电系统理论与技术篇6

【关键词】机电控制系统自动控制技术一体化设计

由于我国生产技术和生产力的不断发展，生产规模也越来越大，因此自动化控制技术的应用越来越广泛，已经成为人们生活和工作中不可或缺的部分。近年来，随着电工电气制造业、机床电气业以及电子信息产品制造业等行业的发展，人们对机电一体化的关注度越来越高。

1机电控制系统自动控制技术阐述

1.1机电控制系统

机电控制系统是指在没有人参与的情况下由机械、设备等按照人们设计好的方式运行实现生产，通过机电控制系统，可以将控制器和控制对象等各种部件组成在一起。在实现机电控制系统的过程中，运用到的技术组要包括信息处理技术、计算机技术、电力电子技术、微电子技术等，此外还会应用传感检测技术、通信技术、过程控制技术好自动化控制技术来实现，并且这种技术并不是单独使用的，在机电控制的过程，需要将这些技术融合在一起形成综合技术，然后才能实现机电控制系统。机电控制系统的出现为工业制造和工业生产带来了很大的便捷，在很多领域和行业都得到了广泛的应用，例如航海航空路英语和生产领域。对于机电控制系统，虽然是设备和仪器的控制过程，但是需要人进行远程控制，管理人员主要通过计算机网络对机电控制的各种仪器和设备进行控制，因此机电控制系统是在网络平台的基础上发展起来的。

1.2自涌刂萍际

自动控制技术是一种通过控制器对远程的控制对象进行操作的一种技术方式，自动控制技术的理论基础为自动控制原理，自动控制理论包括现代控制理论和经典控制理论，是由电器部件和机械部件等共同完成的，自动控制技术在自动控制系统中发挥着重要的角色。对于经典控制理论，研究对象是单变量的线性时不变系统，需要借助数学工具拉普拉斯变换，在频率域采用数学函数传递的方法进行系统分析，在负反馈闭环系统中，利用自动调节器，对系统的中心环境进行自动调节。

对于现代控制理论，研究对象主要为非线性、多变量和时变系统，需要借助数学工具中的线性代数、矩阵论和集合论等进行研究，其研究对象主要为自适应控制、最优控制、随机控制和鲁棒控制，在时间域内，采用状态控制的方法进行系统分析，通过对系统现在所处的环境以及状态对其下一步的状态进行预测，然后用状态方程的对整个系统过程进行描述。

2机电一体化设计方法

对于机电控制系统的一体化设计，常用的设计方法主要包括组合法、取代法和整体法。

2.1组合法

组合法是通过整合功能模块来实现设计的一种方法，在设计过程中，需要将具有不同功能的标准功能模块组成成机电一体化系统。机电控制系统的一体化是为了实现其功能的多样化，当利用简单的电子或者机械已经不能顺利完成制定的任务时，为了强化系统的功能性，可以将几个不同功能模块进行整合，形成一个具有多功能模块的综合系统，以实现其一体化设计，不同的功能模块通过相互作用对系统进行设计。组合法在机电一体化设计中应用非常广泛，尤其是在数控机床方面应用非常多，能够取得良好的效果，表现出多种优势，使数控机床的功能呈现出多样化特点，有效提高产品质量。此外，采用组合法进行一体化设计，并不需要重新设计，而是将各种功能模块整合在一起，因此一体化设计的周期比较短，设计过程比较简便，应用非常广泛。

2.2取代法

取代法也是机电一体化设计的常用方法，在电子化产品的一体化设计中应用非常广泛，取代法就是采用电子线路代替机械控制结构的设计方法。机械控制结构是工业生产的重要组成部分，但是采用机械控制结构完成生产任务，运行过程比较单一，因此运行生产的效率低下。而采用电子线路代替及系统控制结构，就能够改变机械控制结构运行单一的缺陷，取得较好的效果。采用电子线路控制，整个过程需要分布进行。首先需要在微型的计算机或者控制器上编码出电子线路的相应程序，这样才能有效将电子线路和机械控制结构结合在一起，然后进行取代工作，接触式控制器也可以采用凸轮和变速结构等代替。通过取代法，不仅能够简化传统机械结构，同时还能够实现一体化设计，不断提升产品的性能和质量。

2.3整体法

采用整体法设计机电一体化产品，是将电子部分和机械部分有机结合，充分利用电子技术和机械技术，从整体视角对机电一体化产品进行设计。这种基于整体的设计需要花费较大的时间，同时在设备成本上也更大，但是其由于是基于整体的设计，因此能够表现出创新的产品设计理论，和传统设计模式不同，可以全面提升机电一体化产品的性能和质量，体现出了设计过程的创新性。

三种不同设计法的比较见表1。

3结语

机电控制系统在人们的生产活动中发挥着重要的作用，是一种融合多种技术的综合性技术系统，在新时代下，人们对机电一体化的需求越来越大，机电一体化设计的方法主要有组合法、取代法和整体法，不同设计方法各有优势，可以提高机械产品的性能和质量。

参考文献

[1]黎洪洲.机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].信息系统工程，2013，17（08）：36-37.

[2]李进生.浅析机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].通信电源技术，2013，30（01）：73-74.

[3]潘六寿.浅析机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].黑龙江科技信息，2015，5（01）：59-59.

作者简介

马荣鸿（1995-），男，广西壮族自治区人。现读于重庆大学。