微電子技術(shù)論文范文

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篇1

1.1班級(jí)人數(shù)較多。大部分班級(jí)在45人左右，教師無(wú)法面面俱到，只能顧及少數(shù)同學(xué)，大部分同學(xué)只能處于跟隨的狀態(tài)，學(xué)習(xí)效果較差。

1.2課堂時(shí)間有限。課時(shí)安排有限，加之學(xué)生的接受能力較差，課堂教學(xué)推進(jìn)緩慢，學(xué)生接受起來(lái)較為吃力，僅憑課堂上的45分鐘進(jìn)行教學(xué)，如果班級(jí)有45個(gè)學(xué)生，教師進(jìn)行逐個(gè)指導(dǎo)的話，每人才1分鐘，學(xué)生能學(xué)到什么，可想而知。

1.3學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，主動(dòng)性不夠，學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)，只依靠老師講授，不愿意去學(xué)，是當(dāng)前普遍存在于職業(yè)學(xué)校學(xué)生在學(xué)習(xí)電工電子技術(shù)課程時(shí)的問(wèn)題，電工電子技術(shù)課程容量較大，涉及到的知識(shí)面較廣，而且有些內(nèi)容層次較深。

1.4教學(xué)目標(biāo)不能很好的完成。不少學(xué)生對(duì)電工電子技術(shù)課程基本知識(shí)的掌握不夠，思考問(wèn)題解決問(wèn)題的能力不足，學(xué)習(xí)的態(tài)度不夠端正，學(xué)習(xí)的方法存在著一定的偏差。而教育的過(guò)程是循序漸進(jìn)的，需要教師和學(xué)生兩方面相配合。

1.5學(xué)生的心理情況。因?yàn)榇蟛糠謱W(xué)生在此前的學(xué)習(xí)過(guò)程中基本沒(méi)有接觸過(guò)電工電子技術(shù)的相關(guān)知識(shí)或者是根本沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)相關(guān)課程。還有一部分學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)很差，這就使得學(xué)生從心理上、思想上對(duì)這門陌生的課程有了畏難情緒，覺(jué)得這門課是一門難學(xué)的課程，吃力的課程，結(jié)果就會(huì)有厭學(xué)的情緒，從而不能深入的學(xué)習(xí)，最后的不良結(jié)果就是學(xué)不好這門課。

2微時(shí)代下“微教學(xué)”的現(xiàn)狀分析

目前來(lái)看，國(guó)內(nèi)外對(duì)于微教學(xué)單元方面的研究多集中于課堂應(yīng)用方面。

2.1從國(guó)內(nèi)研究來(lái)看，吳玉龍?jiān)凇丁拔⒔虒W(xué)單元”高職教學(xué)策略研究———以“知識(shí)點(diǎn)”和“技能點(diǎn)”》就針對(duì)高職科目中的微教學(xué)單元進(jìn)行闡述。王世群在《“微波爐”加熱教育--微博在教學(xué)中的應(yīng)用探析》一文中介紹了作者于實(shí)習(xí)期間在所處班級(jí)進(jìn)行的微博實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。

2.2從國(guó)外研究來(lái)看，R.W.Lucky于2010年發(fā)表的“ToTwitterOrNottoTwitter?”，用情境導(dǎo)入的方式，介紹了微博教育前景。KellyWalsh在文章“100WaystoTeachwithTwitter”中則花費(fèi)了大量的精力總結(jié)他人的研究成果，列舉推薦關(guān)于微博教育應(yīng)用的100多種方法。縱觀國(guó)內(nèi)外的研究，學(xué)者都是將微教學(xué)單元側(cè)重于微博教學(xué)上。而對(duì)于電工電子技術(shù)課程的教學(xué)研究是將課堂的微教學(xué)與借助于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)微教學(xué)相結(jié)合，更具有研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐價(jià)值。

3“微教學(xué)”在電工電子技術(shù)課程中的作用研究

目前來(lái)看，職業(yè)學(xué)校的學(xué)生幾乎每個(gè)人都有一部手機(jī)，基本每部手機(jī)都正常上網(wǎng)，而且學(xué)生對(duì)于現(xiàn)代移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)工具的應(yīng)用爐火純青，如何根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，有效的借助于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，把“微教學(xué)”在電工電子技術(shù)課程中的教學(xué)與輔導(dǎo)作用有效的利用起來(lái)，擬從以下幾個(gè)方面構(gòu)建微教學(xué)單元：

3.1微課堂：針對(duì)電工電子技術(shù)課程某一知識(shí)點(diǎn)，開展5~10分鐘的針對(duì)性攻略，讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)集中精力，展開學(xué)習(xí)。慢慢地，在課題研究的過(guò)程中，通過(guò)課堂實(shí)施總結(jié)出一套更加適合電工電子技術(shù)課程學(xué)生情況的教學(xué)方式。舉例：5分鐘時(shí)間，集中學(xué)極管的伏安特性，舉一反三，深入滲透。

3.2微辯論：針對(duì)電工電子技術(shù)課程教學(xué)，開展3分鐘微辯論，將學(xué)生分為正方與反方，鼓勵(lì)學(xué)生大膽發(fā)言。對(duì)于中職學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們的好勝心比較強(qiáng)，當(dāng)被冠以“角色”的擔(dān)子，他們會(huì)積極準(zhǔn)備，認(rèn)真學(xué)習(xí)，參與微辯論。舉例：液晶電視與高清電視的區(qū)別在什么地方。

3.3微實(shí)訓(xùn)：電工電子技術(shù)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，因此，在教學(xué)中需要將理論與實(shí)踐相結(jié)合。在實(shí)踐教學(xué)上，我們就某一點(diǎn)知識(shí)，開展微實(shí)訓(xùn)教學(xué)。舉例：就三極管開關(guān)電路實(shí)驗(yàn)為標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)生3人一組，組內(nèi)進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練。

3.4微競(jìng)賽：可以就某一電路設(shè)計(jì)或者某一知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行微競(jìng)賽，通過(guò)微競(jìng)賽來(lái)提高學(xué)生的參與度，不僅考核學(xué)生的知識(shí)，更是讓學(xué)生感受到了學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。與日常競(jìng)賽不同，微競(jìng)賽的重點(diǎn)在于知識(shí)趣味性。舉例：就三極管放大電路的安裝展開小組競(jìng)賽，既有組內(nèi)合作，也有組組之間競(jìng)賽。

3.5微考核：在課堂上，就學(xué)生表現(xiàn)和教學(xué)進(jìn)程進(jìn)行階段性考核，這樣的考核一改傳統(tǒng)的“以考試成績(jī)?yōu)楹饬繕?biāo)準(zhǔn)”的方式，隨時(shí)開展動(dòng)態(tài)考核能夠讓學(xué)生隨時(shí)保持考核的狀態(tài)。舉例：針對(duì)二極管整流電路這一節(jié)內(nèi)容，讓學(xué)生在課堂上做出一個(gè)整流電路的作品來(lái)，并檢驗(yàn)其結(jié)果。

3.6微信圈：通過(guò)微博、微信等新媒體強(qiáng)化學(xué)生與教師、專家甚至企業(yè)家的溝通，通過(guò)媒體來(lái)獲取信息資源，在很大程度上可以開拓學(xué)生的視野。教師也通過(guò)微信圈及時(shí)的對(duì)學(xué)生做出的成績(jī)給予表?yè)P(yáng)，對(duì)學(xué)生還存在的問(wèn)題給予糾正和點(diǎn)評(píng)。舉例：在13高職電子班建立微信圈，老師隨時(shí)發(fā)出問(wèn)題，學(xué)生也可隨時(shí)和老師溝通。

4“微教學(xué)”在電工電子技術(shù)課程中研究目標(biāo)

“微教學(xué)”在電工電子技術(shù)課程中的研究目標(biāo)主要包括以下方面：

4.1培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)電工電子技術(shù)課程的興趣。通過(guò)微教學(xué)單元在電工電子技術(shù)課程中的改革研究進(jìn)一步提高學(xué)生參與電工電子技術(shù)課程學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力。一改傳統(tǒng)教學(xué)模式，讓學(xué)生能夠更主動(dòng)投入到學(xué)習(xí)中去。

4.2提高學(xué)生電工電子技術(shù)課程的知識(shí)技能。通過(guò)微教學(xué)單元的構(gòu)建，讓學(xué)生的實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通能力及技能水平等都有較大的提升，有效達(dá)到技能目標(biāo)。這就要求教師針對(duì)具體的課程內(nèi)容，從學(xué)生角度出發(fā)，針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程中可能出現(xiàn)或已經(jīng)存在的問(wèn)題，最后要讓學(xué)生真正掌握并能有效的應(yīng)用電工電子技術(shù)知識(shí)。

篇2

關(guān)鍵詞 半導(dǎo)體物理學(xué) 課程探索

中圖分類號(hào)：G642.421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2016）02-0001-01

信息技術(shù)的基礎(chǔ)是微電子技術(shù)，隨著半導(dǎo)體和集成電路的迅猛發(fā)展，微電子技術(shù)已經(jīng)滲透到電子信息學(xué)科的各個(gè)領(lǐng)域，電子、通信、控制等諸多學(xué)科都融合了微電子科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。《半導(dǎo)體物理學(xué)》是微電子技術(shù)的理論基礎(chǔ)，是電子科學(xué)與技術(shù)、微電子學(xué)等專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其教學(xué)質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)課程的學(xué)習(xí)效果以及學(xué)生未來(lái)的就業(yè)和發(fā)展。但是，《半導(dǎo)體物理學(xué)》具有理論性強(qiáng)、教學(xué)模式單一、教學(xué)內(nèi)容更新慢等特點(diǎn)，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中存在一定的難度。因此，本文從課堂教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，針對(duì)目前教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題與不足，對(duì)微電子專業(yè)的《半導(dǎo)體物理學(xué)》課程進(jìn)行探索。

一、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置

重慶郵電大學(xué)采用的教材為電子工業(yè)出版社劉恩科主編的《半導(dǎo)體物理學(xué)》，該教材具有知識(shí)體系完善、涉及知識(shí)點(diǎn)多、理論推導(dǎo)復(fù)雜、學(xué)科交叉性強(qiáng)等特點(diǎn)，需要學(xué)生有扎實(shí)的固體物理、量子力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理以及數(shù)學(xué)物理方法等多門前置學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)。另外，我們開設(shè)的學(xué)生對(duì)象為微電子相近專業(yè)的學(xué)生，因而在課程內(nèi)容設(shè)置時(shí)有必要考慮學(xué)生知識(shí)水平及其知識(shí)結(jié)構(gòu)等問(wèn)題。雖然微電子學(xué)相近專業(yè)開設(shè)了大學(xué)物理等課程，但是大部分專業(yè)未開設(shè)量子力學(xué)、固體物理及熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理等前置課程，學(xué)生缺少相應(yīng)的背景知識(shí)。因此，我們?cè)凇栋雽?dǎo)體物理學(xué)》課程內(nèi)容設(shè)置上，需要將部分量子力學(xué)、固體物理學(xué)及統(tǒng)計(jì)物理學(xué)等相關(guān)知識(shí)融合貫穿在教學(xué)中，避免學(xué)生在認(rèn)識(shí)上產(chǎn)生跳躍。

從內(nèi)容上，依據(jù)課程大綱《半導(dǎo)體物理學(xué)》主要分為兩大部分，前半部分著重介紹半導(dǎo)體的電子狀態(tài)及對(duì)應(yīng)的能帶結(jié)構(gòu)，電子有效質(zhì)量、雜質(zhì)和缺陷能級(jí)、載流子的統(tǒng)計(jì)分布，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性與非平衡載流子，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步闡述了費(fèi)米能級(jí)、遷移率、非平衡載流子壽命等基本概念；后半部分對(duì)典型的半導(dǎo)體元器件及其性能進(jìn)行了深入分析。基于以上分析，半導(dǎo)體物理課程對(duì)授課教師要求較高，需要教師采用多樣化的教學(xué)手段，優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容，注重理論推導(dǎo)與結(jié)論同相關(guān)電子元器件的實(shí)際相結(jié)合，使學(xué)生較好地理解并掌握相關(guān)知識(shí)。

二、教學(xué)方法與教學(xué)手段

為了讓學(xué)生能較好地掌握《半導(dǎo)體物理學(xué)》中涉及的理論及模型，需要采用多樣化的教學(xué)方法和手段。基于《半導(dǎo)體物理學(xué)》課程的特點(diǎn)，在傳統(tǒng)黑板板書基礎(chǔ)上，充分利用PPT、Flash等多媒體軟件，實(shí)物模型等多種信息化教學(xué)手段，模擬微觀過(guò)程，使教學(xué)信息具體化，邏輯思維形象化，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性和主動(dòng)性，從而達(dá)到提高課堂教學(xué)質(zhì)量的目的。

三、考核方式的改革

為了客觀地評(píng)價(jià)教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，改革考核方式是十分必要的。針對(duì)《半導(dǎo)體物理學(xué)》課程特點(diǎn)，對(duì)考核方式作如下嘗試：（1）在授課過(guò)程中，針對(duì)課程的某些重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)幾個(gè)小題目，進(jìn)行課堂討論，從而增強(qiáng)學(xué)生上課積極性及獨(dú)立思考能力；（2）學(xué)期末提交針對(duì)課程總結(jié)的課程論文，使學(xué)生在對(duì)課程有更深入了解的同時(shí)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造積極性。

《半導(dǎo)體物理學(xué)》是微電子技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下理論基礎(chǔ)。要實(shí)現(xiàn)《半導(dǎo)體物理學(xué)》這門課的全面深入的改革，還有待與同仁一道共同努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]湯乃云.微電子專業(yè)“半導(dǎo)體物理”教學(xué)改革的探索[J].中國(guó)電力教育，2012，（13）.

篇3

論文摘要：光電子器件和部件廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)距離大容量光纖通信、光存儲(chǔ)、光顯示、光互聯(lián)、光信息處理、激光加工、激光醫(yī)療和軍事武器裝備，預(yù)期還會(huì)在未來(lái)的光計(jì)算中發(fā)揮重要作用。本文將介紹國(guó)內(nèi)外光電子技術(shù)及光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

如果說(shuō)微電子技術(shù)推動(dòng)了以計(jì)算機(jī)、因特網(wǎng)、光纖通信等為代表的信息技術(shù)的高速發(fā)展，改變了人們的生活方式，使得知識(shí)經(jīng)濟(jì)初見(jiàn)端倪，那么隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大容量光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，光電子技術(shù)將起到越來(lái)越重要的作用。美國(guó)商務(wù)部指出：“90年代，全世界的光子產(chǎn)業(yè)以比微電子產(chǎn)業(yè)高得多的速度發(fā)展，誰(shuí)在光電子產(chǎn)業(yè)方面取得主動(dòng)權(quán)，誰(shuí)就將在21世紀(jì)的尖端科技較量中奪魁”。日本《呼聲》月刊也有類似的評(píng)論：“21世紀(jì)具有代表意義的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，第一是光電子產(chǎn)業(yè)，第二是信息通信產(chǎn)業(yè)，第三是健康和福利產(chǎn)業(yè)……”，可以斷言，光電子技術(shù)將繼微電子技術(shù)之后再次推動(dòng)人類科學(xué)技術(shù)的革命。

1世界光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

光纖通信技術(shù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)初人們的預(yù)料，光纖已經(jīng)成為通信網(wǎng)的重要傳輸媒介，現(xiàn)在世界上大約有60%的通信業(yè)務(wù)經(jīng)光纖傳輸，到20世紀(jì)末將達(dá)到85%，但從目前光纖通信的整體水平來(lái)看，仍處于初級(jí)階段，光纖通信的巨大潛力還沒(méi)有完全開發(fā)出來(lái)。目前，各種新技術(shù)層出不窮，密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM，在同一根光纖內(nèi)傳輸多路不同波長(zhǎng)的光信號(hào)，以提高單根光纖的傳輸能力）、摻鉺光纖放大器技術(shù)（EDFA，可將光信號(hào)直接放大，具有輸出功率高、噪聲小，增益帶寬等優(yōu)點(diǎn)）已取得突破性進(jìn)展并得到廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在DWDM系統(tǒng)和光傳輸設(shè)備中，光電技術(shù)的比例將從過(guò)去比重不到10%達(dá)到90%。一種全新的、無(wú)需進(jìn)行任何光電變換的光波通信——“全光通信”，由于波分復(fù)用技術(shù)和摻鉺光纖放大器技術(shù)的進(jìn)展，也日趨成熟，將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統(tǒng)上首次使用，給全球的通信業(yè)帶來(lái)蓬勃生機(jī)。為此提供支撐的就是半導(dǎo)體光電子器件和部件。光電子器件和技術(shù)已形成一個(gè)快速增長(zhǎng)的、巨大的光電子產(chǎn)業(yè)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著越來(lái)越大的作用。美國(guó)光電子產(chǎn)業(yè)振興協(xié)會(huì)估計(jì)，到2003年，光電子產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值將達(dá)2000億美元。

Internet應(yīng)用的飛速增長(zhǎng)對(duì)電信骨干網(wǎng)帶寬提出越來(lái)越高的需求，為滿足需求的增長(zhǎng)，人們可以鋪設(shè)更多的光纖，或靠提高單路光的信息運(yùn)載量（現(xiàn)在主干網(wǎng)可以分別工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性設(shè)備）。但更主要的方法卻是靠發(fā)展波分復(fù)用技術(shù)，增加光纖內(nèi)通光的路數(shù)（光波分復(fù)用的實(shí)驗(yàn)記錄已經(jīng)達(dá)到2.64Tbps）。波分復(fù)用技術(shù)的普遍運(yùn)用為光電子器件和部件提供了廣闊的、快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)。無(wú)限戰(zhàn)略公司的報(bào)告指出：“信號(hào)傳輸用1.31μm和1.55μm激光器市場(chǎng)1999年達(dá)到13億美元，比去年增加23%；1.48μm信號(hào)放大用激光器1999年市場(chǎng)份額達(dá)到1.6億美元，比去年增加33%；980nm信號(hào)放大用激光器銷售額達(dá)2.9億美元，比去年增長(zhǎng)121%。整個(gè)激光器市場(chǎng)的份額1999年達(dá)18億美元，預(yù)期2003年將達(dá)到30億美元”。美國(guó)通信工業(yè)研究公司（CIR）的研究預(yù)測(cè)，北美市場(chǎng)光電子部件的市場(chǎng)規(guī)模將由目前的28億美元增長(zhǎng)到2003年的61億美元，約每年增長(zhǎng)18.5%。密集波分復(fù)用設(shè)備銷售額也將從1998年的22億美元增加到2004年的94億美元。報(bào)告稱雖然10年內(nèi)全光通信還不會(huì)全面商業(yè)化，但是全光交換將在幾年內(nèi)成為市場(chǎng)主流，報(bào)告也指出盡管光學(xué)部件市場(chǎng)被大公司所占據(jù)，但仍有創(chuàng)新性公司進(jìn)入的可能。

2我國(guó)的光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)

近10年來(lái)我國(guó)光電子技術(shù)研究在國(guó)家“863”計(jì)劃和有關(guān)部門的支持下有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展，在很多領(lǐng)域同國(guó)外先進(jìn)國(guó)家只有兩三年的距離，個(gè)別領(lǐng)域還處于世界領(lǐng)先地位國(guó)內(nèi)光電子有關(guān)產(chǎn)業(yè)基地在光電子器件、部件和子系統(tǒng)（如激光器、探測(cè)器、光收發(fā)模塊、EDFA、無(wú)源光器件）等已經(jīng)占領(lǐng)了國(guó)內(nèi)較大的市場(chǎng)份額，初步具備同國(guó)外大公司競(jìng)爭(zhēng)的能力，在毫無(wú)市場(chǎng)保護(hù)的情況下，靠自己的力量爭(zhēng)得了一席之地，市場(chǎng)營(yíng)銷逐年有較大的增長(zhǎng)，個(gè)別產(chǎn)品還取得國(guó)際市場(chǎng)相關(guān)產(chǎn)品中的銷量最大的成績(jī)。我國(guó)相應(yīng)研究發(fā)展基地和本領(lǐng)域高技術(shù)公司的許多產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的空白，打破國(guó)外產(chǎn)品在市場(chǎng)上的壟斷地位，同時(shí)爭(zhēng)取進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。

摻鉺光纖放大器（EDFA）是高速大容量光纖通信系統(tǒng)必需的關(guān)鍵部件，國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)40%的份額。我國(guó)也是目前國(guó)際上少數(shù)幾個(gè)有能力研制PIC和OEIC的國(guó)家。808nm大功率激光器及其泵浦的固體綠光激光器，670nm紅光激光器已產(chǎn)品化和商品化并批量占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)移動(dòng)通信的光纖直放站所用的光電器件，90%使用國(guó)產(chǎn)器件，國(guó)產(chǎn)1.55μmDFB激光器戰(zhàn)勝了國(guó)外器件，占領(lǐng)了100%的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。

但是，我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到在我國(guó)光電子技術(shù)發(fā)展中，光電子器件、部件雖是光通信、光顯示、光存儲(chǔ)等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵部分，但在整個(gè)系統(tǒng)和設(shè)備成本中所占的比重較小，其產(chǎn)值較低，目前科研開發(fā)主要處于跟蹤和小批量生產(chǎn)階段，光電子產(chǎn)業(yè)所需的規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)目前還未有實(shí)質(zhì)突破；國(guó)內(nèi)研究生產(chǎn)的光電器件和部件有相當(dāng)部分還未能滿足整機(jī)和系統(tǒng)的要求，導(dǎo)致國(guó)外器件占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)相當(dāng)多的份額；在機(jī)制上仍未擺脫科研、生產(chǎn)、市場(chǎng)相互脫離的狀況。

篇4

論文摘要 在人類所利用的能源當(dāng)中，電能是最清潔最方便的；電氣傳動(dòng)無(wú)疑有著很大的意義，隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣傳動(dòng)技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。本文在對(duì)大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)和論述了我國(guó)在電力電子和電力傳動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。

從學(xué)術(shù)的角度來(lái)看，電力電子技術(shù)的主要任務(wù)是研究電力電子器件（功率半導(dǎo)體）設(shè)備，轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，控制和電力電子應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電力和磁場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)換、控制、傳輸和存儲(chǔ)，以便實(shí)現(xiàn)合理和有效使用的各種形式的能源，高品質(zhì)的人力的電力和磁場(chǎng)的能量。

1 電力電子的研究方向

就目前情況而言，我國(guó)電力電子的研究范圍與研究?jī)?nèi)容主要包括：1）電力電子元器件及功率集成電路；2）電力電子變換器技術(shù)的研究主要包括新的或電力能源的節(jié)約和新能源電力電子，軍事和空間應(yīng)用等作為特殊的電力電子轉(zhuǎn)換器技術(shù)的智能電力電子變換器技術(shù)，控制電力電子系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)仿真建模；3）電力電子技術(shù)的應(yīng)用，其研究?jī)?nèi)容包括超高功率轉(zhuǎn)換器，在能源效率，可再生能源發(fā)電，鋼鐵，冶金，電力，電力牽引，船舶推進(jìn)應(yīng)用，電力電子系統(tǒng)的信息化和網(wǎng)絡(luò)；電力電子系統(tǒng)的故障分析和可靠性；復(fù)雜的電力電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適應(yīng)性；4）電力電子系統(tǒng)集成，其研究?jī)?nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)化電力電子模塊；單芯片和多芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)，集成電力電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2 我國(guó)電力電子發(fā)展中存在的問(wèn)題

當(dāng)前的主要問(wèn)題是：中國(guó)的電力電子產(chǎn)品和設(shè)備目前生產(chǎn)的大部分是也主要是晶閘管，雖然它可以創(chuàng)造一些高科技電子產(chǎn)品和電氣設(shè)備，但他們都使用電力電子外國(guó)生產(chǎn)設(shè)備和多組分組裝集成的制造方法，尤其是先進(jìn)的全控型電力電子器件全部依賴進(jìn)口，而許多關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全，在一些關(guān)鍵領(lǐng)域的核心技術(shù)，軟件，硬件和關(guān)鍵設(shè)備，我國(guó)的外資控制和封鎖。特別是在關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全，更多先進(jìn)水平的核心技術(shù)差距的關(guān)鍵領(lǐng)域，這種情況正在迅速變化的挑戰(zhàn)和我們的道德律令。

在過(guò)去，雖然我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，先后引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，已開始注意到國(guó)內(nèi)突出的問(wèn)題，從表面上看，雖然對(duì)引進(jìn)技術(shù)的絕大多數(shù)可以在幾年后達(dá)到國(guó)產(chǎn)化率70％的要求，但只要仔細(xì)分析，不難發(fā)現(xiàn)，并最終拒絕外國(guó)公司轉(zhuǎn)讓技術(shù)和關(guān)鍵部件，都涉及到高科技的電力電子技術(shù)和動(dòng)力傳動(dòng)產(chǎn)品在核心技術(shù)。

目前國(guó)外和問(wèn)題的主要區(qū)別是：電力電子器件的全面控制，不能制造國(guó)內(nèi)制造的高功率轉(zhuǎn)換器，低技術(shù)，設(shè)備可靠性差，電力電子數(shù)字控制技術(shù)水平仍處于初級(jí)階段；應(yīng)用程序的控制技術(shù)和系統(tǒng)控制軟件的水平較低；缺乏經(jīng)驗(yàn)的重大項(xiàng)目等。高性能高功率轉(zhuǎn)換器設(shè)備幾乎全部從國(guó)外進(jìn)口。

3 電力傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

目前我國(guó)電力傳動(dòng)系統(tǒng)的研究主要圍繞交流轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)展開，隨著交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速理論的突破和調(diào)速裝置（主要是變頻器）性能的完善，電動(dòng)機(jī)的調(diào)速?gòu)闹绷靼l(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)組調(diào)速、晶閘管可控整流器，直流調(diào)壓調(diào)速逐步發(fā)展到交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速。交流傳動(dòng)系統(tǒng)之所以發(fā)展得如此迅速，和一些關(guān)鍵性技術(shù)的突破性進(jìn)展有關(guān)。它們是功率半導(dǎo)體器件（包括半控型和全控型）的制造技術(shù)、基于電力電子電路的電力變換技術(shù)、交流電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)以及微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)的全數(shù)字化控制技術(shù)。為了進(jìn)一步提高交流傳動(dòng)系統(tǒng)的性能，國(guó)內(nèi)有關(guān)研究工作正圍繞以下幾個(gè)方面展開：

1）輸入電流為正弦和四象限運(yùn)行開辟了新的途徑

高性能交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電壓型PWM逆變器中的應(yīng)用日益廣泛，PWM技術(shù)的研究更深入。 PWM功率半導(dǎo)體器件采用高頻開啟和關(guān)閉，成為一個(gè)在一定寬度的電壓脈沖序列法律的變化，為了實(shí)現(xiàn)頻率，變壓器，有效地控制和消除諧波的直流電壓。 PWM技術(shù)可分為三類：正弦PWM，優(yōu)化PWM及隨機(jī)PWM。正弦PWM的電壓，電流和磁通正弦PWM計(jì)劃的目標(biāo)包括。正弦PWM普遍提高功率器件的開關(guān)頻率將是一個(gè)非常出色的表現(xiàn)，在中小功率交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等被廣泛使用。但為大容量的電源轉(zhuǎn)換設(shè)備，高開關(guān)頻率將導(dǎo)致大的開關(guān)損失，以及高功率設(shè)備，如GTO的開關(guān)頻率仍不做的非常高的在這種情況下，在最佳的PWM技術(shù)只是滿足的需求該設(shè)備。

2）應(yīng)用矢量控制技術(shù)、直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)及現(xiàn)代控制理論

交流電機(jī)交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)多變量、非線性、強(qiáng)耦合、時(shí)變控制對(duì)象，變頻調(diào)速控制，電機(jī)控制的穩(wěn)定狀態(tài)方程的研究動(dòng)態(tài)控制非常令人滿意的結(jié)果的特點(diǎn)。 70年代初提出研究交流電機(jī)的控制過(guò)程的動(dòng)態(tài)，不僅要控制每個(gè)變量的振幅，而控制的階段，為了實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦矢量變換方法，促使高性能交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)逐漸向?qū)嶋H使用。高動(dòng)態(tài)性能的電流矢量控制變頻器已成功應(yīng)用于軋機(jī)主傳動(dòng)，電力牽引系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床。此外，為了解決系統(tǒng)的復(fù)雜性和控制精度之間的矛盾，但也提出一個(gè)新的控制方法，如直接轉(zhuǎn)矩控制，方向控制電壓，特別是與微處理器控制技術(shù)，現(xiàn)代控制理論在各種控制方法也得到了應(yīng)用，如二次型性能指標(biāo)最優(yōu)控制和雙位模擬調(diào)節(jié)器控制，可以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，滑（滑模）變結(jié)構(gòu)控制可以提高系統(tǒng)的魯棒性，狀態(tài)觀測(cè)器和卡爾曼濾波器可以得到狀態(tài)信息不能測(cè)量，自適應(yīng)控制能夠全面提高系統(tǒng)的性能。此外，智能控制技術(shù)，如模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，也開始在交流變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于提高控制精度和魯棒性。

3）廣泛應(yīng)用微電子技術(shù)

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字式控制處理芯片的運(yùn)算能力和可靠性得到很大提高，這使得全數(shù)字化控制系統(tǒng)取代以前的模擬器件控制系統(tǒng)成為可能。目前適于交流傳動(dòng)系統(tǒng)的微處理器有單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器（Digital Signal Processor——DSP）、專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit——ASIC）等。其中，高性能的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)形式采用超高速緩沖儲(chǔ)存器、多總線結(jié)構(gòu)、流水線結(jié)構(gòu)和多處理器結(jié)構(gòu)等。核心控制算法的實(shí)時(shí)完成、功率器件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生以及系統(tǒng)的監(jiān)控、保護(hù)功能都可以通過(guò)微處理器實(shí)現(xiàn)，為交流傳動(dòng)系統(tǒng)的控制提供很大的靈活性，且控制器的硬件電路標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成本低，使得微處理器組成的全數(shù)字化控制系統(tǒng)達(dá)到了較高的性能價(jià)格比。

4 結(jié)論

雖然我國(guó)電力電子與電力系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然存在較大差距，許多關(guān)鍵技術(shù)有待突破，關(guān)鍵部件還長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面還沒(méi)有打破。

參考文獻(xiàn)

篇5

關(guān)鍵詞：變電站，設(shè)備，狀態(tài)檢修

 

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提出了越來(lái)越高的要求，傳統(tǒng)的計(jì)劃停電檢修已不能滿足電力發(fā)展的要求，即用最低的成本，建設(shè)具有足夠可靠水平的輸送電能的電力網(wǎng)絡(luò)。科技論文，設(shè)備。電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修勢(shì)在必行。各種微電子技術(shù)、通信測(cè)控技術(shù)的發(fā)展為電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修提供了必要的條件。本文主要就變電站設(shè)備的狀態(tài)檢修結(jié)合實(shí)際工作進(jìn)行一些探討。

1　狀態(tài)檢修的概念

狀態(tài)檢修是最近幾十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新的檢修模式，美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為：狀態(tài)檢修是試圖代替固定檢修時(shí)間周期，根據(jù)設(shè)備狀態(tài)確定的一種檢修方式。而在國(guó)內(nèi)則認(rèn)為：狀態(tài)檢修是利用狀態(tài)監(jiān)視和診斷技術(shù)獲取的設(shè)備狀態(tài)和故障信息，判斷設(shè)備異常，預(yù)測(cè)故障發(fā)展趨勢(shì)，在故障發(fā)生前，根據(jù)設(shè)備狀態(tài)決定對(duì)其檢修。設(shè)備狀態(tài)檢修是根據(jù)先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)提供的設(shè)備狀態(tài)信息，判斷設(shè)備的異常，預(yù)知設(shè)備的故障，在故障發(fā)生前進(jìn)行檢修的方式，即根據(jù)設(shè)備的健康狀態(tài)來(lái)安排檢修計(jì)劃，實(shí)施設(shè)備檢修。狀態(tài)檢修不是唯一的檢修方式，企業(yè)根據(jù)設(shè)備的重要性、可控性和可維修性，需結(jié)合其他的檢修方式（故障檢修、定期檢修、主動(dòng)檢修）一起，形成綜合的檢修方式。

相比以前的的檢修體制是預(yù)防性計(jì)劃?rùn)z修。這種體制出的問(wèn)題是：設(shè)備缺陷較多檢修不足，設(shè)備狀況較好的又檢修過(guò)剩。也有國(guó)外的進(jìn)口設(shè)備和一些合資企業(yè)產(chǎn)品，按設(shè)備的使用壽命運(yùn)行，規(guī)定不允許檢修，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，由預(yù)防性計(jì)劃?rùn)z修向預(yù)知性的狀態(tài)檢修過(guò)渡已經(jīng)成為可能。狀態(tài)檢修可以減少不必要的檢修工作，節(jié)約工時(shí)和費(fèi)用，使檢修工作更加科學(xué)化。科技論文，設(shè)備。

2　變電站的狀態(tài)檢修

變電站一次設(shè)備的檢修應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，按照“該修的修，修必修好”的原則，并且結(jié)合變電站的具體情況進(jìn)行合理選取。在新建或改建項(xiàng)目中可以率先引入狀態(tài)檢修把監(jiān)測(cè)和診斷設(shè)備的安裝事先融入規(guī)劃設(shè)計(jì)之中。由于目前設(shè)備的狀態(tài)檢修依據(jù)大部分為根據(jù)檢修歷史及當(dāng)前運(yùn)行的實(shí)際情況，對(duì)設(shè)備進(jìn)行評(píng)估后得出的結(jié)論。我們應(yīng)揮設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)功能，完善設(shè)備的監(jiān)測(cè)裝置，為狀態(tài)檢修提供充足的依據(jù)。至于那些故障率較低或非重要地區(qū)的變電站，為了預(yù)防事故的發(fā)生而全部采用價(jià)格高昂的監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)，有時(shí)從經(jīng)濟(jì)上考慮是不合算的，可以只針對(duì)發(fā)生故障率較高的關(guān)鍵部件進(jìn)行監(jiān)測(cè)。安裝實(shí)用并且功能簡(jiǎn)單的監(jiān)測(cè)診斷設(shè)備，然后在探索設(shè)備使用壽命過(guò)程中，用科學(xué)的方法先逐漸延長(zhǎng)變電站一次設(shè)備定期檢修的周期，待變電站資金寬裕時(shí)，再予以完善安裝監(jiān)測(cè)裝置。

 

3　一次設(shè)備的狀態(tài)檢修

3.1　變壓器

（1）聲音異常。變壓器在正常運(yùn)行時(shí)發(fā)出均勻的有節(jié)律的“嗡嗡”聲，如果出現(xiàn)其它不正常聲音，均為聲音異常。科技論文，設(shè)備。變壓器產(chǎn)生聲音異常的主要原因有以下幾方面：當(dāng)有大容量的動(dòng)力設(shè)備起動(dòng)時(shí)，負(fù)荷突然增大；由于變壓器內(nèi)部零件松動(dòng)；當(dāng)?shù)蛪壕€路發(fā)生接地或短路事故時(shí)。

（2）絕緣狀態(tài)檢測(cè)。變壓器的絕緣狀態(tài)主要是對(duì)變壓器的受潮和老化現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)。變壓器絕緣狀態(tài)檢測(cè)通過(guò)電氣絕緣特性試驗(yàn)、油簡(jiǎn)化試驗(yàn)、絕緣紙含水量、老化試驗(yàn)等進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估、分析。

（3）引線部分故障。引線部分故障主要有引線燒斷、接線柱松動(dòng)等。引線部分與接線柱連接松動(dòng)，導(dǎo)致接觸不良。引線之間焊接不牢，造成過(guò)熱或開焊。如果不及時(shí)處理，將造成變壓器不能正常運(yùn)行或三相電壓不平衡而燒壞用電設(shè)備。

3.2　斷路器

斷路器常見(jiàn)的故障有：斷路器拒動(dòng)、斷路器誤動(dòng)、斷路器出現(xiàn)異常聲響和嚴(yán)重過(guò)熱、斷路器分合閘中間態(tài)、斷路器著火和斷路器爆炸等。由于直流電壓過(guò)低、過(guò)高，合閘保險(xiǎn)及合閘回路元件接觸不良或斷線，合閘接觸器線圈極性接反或低電壓不合格，合閘線圈層次短路，二次接線錯(cuò)誤，操作不當(dāng)，遠(yuǎn)動(dòng)回路故障及蓄電池容量不足等因素，都能造成斷路器拒動(dòng)。由于開關(guān)本體和合閘接觸器卡滯，大軸竄動(dòng)或銷子脫落和操動(dòng)機(jī)構(gòu)等出現(xiàn)故障，都能造成斷路器拒動(dòng)。

由于合閘接觸器最低動(dòng)作電壓過(guò)低和直流系統(tǒng)出現(xiàn)瞬時(shí)過(guò)電壓，造成斷路器操作機(jī)構(gòu)誤動(dòng)；由于直流系統(tǒng)兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地造成二次回路故障；由于互感器極性接反、變比接錯(cuò)，造成二次回路錯(cuò)接線；由于絕緣降低、兩點(diǎn)接地，造成直流電源回路故障以及誤操作或誤碰操作機(jī)構(gòu)，這些都會(huì)導(dǎo)致斷路器誤動(dòng)。

對(duì)此的處理方法是，先投入備用斷路器繼續(xù)供電，然后查明誤動(dòng)原因，設(shè)法及時(shí)排除誤動(dòng)的因素，使開關(guān)恢復(fù)正常運(yùn)行。

3.3　隔離開關(guān)

隔離開關(guān)常見(jiàn)的故障主要有以下兩方面：

（1）隔離開關(guān)載流接觸面過(guò)熱。由于隔離開關(guān)本身的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)的局限，不少載流接觸面的面積裕度較小，加上活動(dòng)性接觸環(huán)節(jié)多，容易發(fā)生接觸不良現(xiàn)象。因此隔離開關(guān)載流接觸面過(guò)熱成為較為普遍的問(wèn)題，隔離開關(guān)過(guò)熱部位主要集中在觸頭和接線座。

（2）接觸不良。由于制造工藝不良或安裝調(diào)試不當(dāng)，使隔離開關(guān)合閘不到位，造成接線座與觸頭臂接觸不良從而導(dǎo)致接線座過(guò)熱。科技論文，設(shè)備。進(jìn)行刀閘大修時(shí)常發(fā)現(xiàn)接線座與觸指（觸頭）臂連接的緊固螺母松動(dòng)現(xiàn)象。這種情形一般是由于制造質(zhì)量不良加上現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)沒(méi)能檢查出來(lái)造成的。科技論文，設(shè)備。接線座與引線設(shè)備線夾接觸不良，多數(shù)是由于安裝工藝不良造成的。科技論文，設(shè)備。例如安裝時(shí)沒(méi)有對(duì)接觸面進(jìn)行足夠的打磨和進(jìn)行可靠的連接，銅鋁接觸時(shí)不采用銅鋁過(guò)渡材料等。

4　結(jié)束語(yǔ)

就技術(shù)層面看，目前在線監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)分析和綜合評(píng)判還處于初步狀態(tài)，最終的結(jié)論還需要人的參與，這與在線監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)積累不夠充足有關(guān)，在數(shù)據(jù)的融合和判據(jù)的效用方面還有許多工作要做。同時(shí)在管理上客觀要求提高運(yùn)行人員的素質(zhì)，打破目前按一次設(shè)備、二次設(shè)備、計(jì)量和通信等專業(yè)劃分的運(yùn)行、檢修模式，以便詳細(xì)地分析所有能得到的信息資料，綜合判斷設(shè)備的狀態(tài)。

隨著我國(guó)電力體制改革的不斷深入，定期檢修制度已經(jīng)不能完全適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的需要。因此，迫切希望能實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站一次設(shè)備檢修管理由“到期必修、修必修好”的方針向“應(yīng)修必修、修必修好”的觀念轉(zhuǎn)變，對(duì)變電站一次設(shè)備實(shí)施狀態(tài)檢修。隨著國(guó)網(wǎng)公司智能化變電站的建設(shè)和在線監(jiān)測(cè)技術(shù)、數(shù)字化變電站的快速發(fā)展，以及我國(guó)電力體制正逐步解除管制，對(duì)變電站一次設(shè)備實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修將會(huì)極大地提高電網(wǎng)的供電可靠性，為社會(huì)的發(fā)展提供強(qiáng)勁、充足的電力能源。

參考文獻(xiàn)：

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篇6

【論文摘要】：機(jī)電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文簡(jiǎn)述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢(shì)。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：

（一） 機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬?gòu)?fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

（二） 傳感技術(shù)

傳感器的問(wèn)題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來(lái)說(shuō)，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。

（三） 信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。

（四） 驅(qū)動(dòng)技術(shù)

電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問(wèn)題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。

（五） 接口技術(shù)

為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來(lái)解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題。

（六） 軟件技術(shù)

軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

（一） 數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

1、 總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、 開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、 WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。

4、 大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。

5、 能實(shí)現(xiàn)多過(guò)程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6、 系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

7、 以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二） 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來(lái)控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三） 柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四） 工業(yè)機(jī)器人

第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對(duì)象的簡(jiǎn)單信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級(jí)智能，已開始走向?qū)嵱没坏?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：

（一） 智能化

智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。

（二） 系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

（三） 微型化

微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國(guó)外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過(guò)1cm3，并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。

（四） 模塊化

模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

（五） 網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

（六

） 綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

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篇7

關(guān)鍵詞：電子科學(xué)與技術(shù)；培養(yǎng)方案；產(chǎn)學(xué)研；微電子；專業(yè)

中圖分類號(hào)：G647 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）44-0224-02

天津工業(yè)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)成立于2002年9月，2003年正式開始招生，設(shè)定了微電子技術(shù)與光電子技術(shù)兩個(gè)專業(yè)方向，目前已開設(shè)的專業(yè)方向?yàn)槲㈦娮蛹夹g(shù)，以微電子器件和大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)與工藝為主要發(fā)展方向。電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建設(shè)中我們廣泛地參考了清華大學(xué)、天津大學(xué)及國(guó)內(nèi)其他重點(diǎn)大學(xué)的培養(yǎng)方案、教學(xué)計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，目前已具有“電子科學(xué)與技術(shù)”一級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)，建有半導(dǎo)體器件原理與測(cè)試綜合實(shí)驗(yàn)室、半導(dǎo)體工藝實(shí)驗(yàn)室和集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室，達(dá)到了國(guó)內(nèi)部分一流高校的微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)室水平。十年的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建設(shè)中我們?cè)诒緦I(yè)培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃上做了大量的有益嘗試，以培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)良素質(zhì)、綜合能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力為重點(diǎn)，充分利用學(xué)校與企業(yè)、科研單位等多種不同的教育環(huán)境和教育資源以及在人才培養(yǎng)方面的各自優(yōu)勢(shì)，把以課堂傳授知識(shí)為主的學(xué)校教育與直接獲取實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、實(shí)踐能力為主的生產(chǎn)、科研實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的教育形式。

一、拓寬專業(yè)方向、夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)

從電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)過(guò)程來(lái)看，為了突出專業(yè)方向，以往專業(yè)建設(shè)中我們往往設(shè)置了大量的專業(yè)技術(shù)方面的課程，但每門課程的課時(shí)數(shù)較少，同時(shí)壓縮了電子專業(yè)基礎(chǔ)課程的門數(shù)和課時(shí)數(shù)，造成學(xué)生基礎(chǔ)課沒(méi)有學(xué)好，專業(yè)課太多而每門課課時(shí)數(shù)過(guò)少以致學(xué)得囫圇吞棗，也就是專業(yè)基礎(chǔ)沒(méi)掌握牢，專業(yè)課更沒(méi)有學(xué)好。而大多數(shù)用人企業(yè)卻需要大量工作在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，能夠處理生產(chǎn)當(dāng)中各種實(shí)際問(wèn)題的掌握豐富專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合性人才，這些人才所應(yīng)掌握的知識(shí)不是一兩個(gè)專業(yè)能夠培養(yǎng)的。因此我們?cè)陔娮涌茖W(xué)與技術(shù)專業(yè)課程設(shè)置上不追求過(guò)新、過(guò)尖，注重拓寬專業(yè)基礎(chǔ)，增強(qiáng)學(xué)生的適應(yīng)能力。通過(guò)基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課使學(xué)生打下較為扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。專業(yè)課設(shè)置不過(guò)窄、過(guò)深，給予了學(xué)生比較寬泛的知識(shí)，讓學(xué)生了解本專業(yè)的各種研究方向，同樣由于現(xiàn)在微電子技術(shù)發(fā)展很快，知識(shí)更新的周期很短，專業(yè)課不要求講得很深，主要讓學(xué)生了解本專業(yè)領(lǐng)域的主要業(yè)務(wù)范圍和處理問(wèn)題方法。這樣培養(yǎng)學(xué)生在掌握扎實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)上，了解本專業(yè)方向的研究?jī)?nèi)容，掌握解決問(wèn)題的基本思路和方法，以便能夠根據(jù)實(shí)際工作需要，迅速掌握相關(guān)專業(yè)知識(shí)。

二、電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案特點(diǎn)

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案根據(jù)天津工業(yè)大學(xué)本科培養(yǎng)及學(xué)士學(xué)位要求制定。方案中規(guī)定了本專業(yè)學(xué)生在本科階段應(yīng)修讀各類課程學(xué)分的最低要求，是審查本科生學(xué)習(xí)計(jì)劃、認(rèn)定畢業(yè)資格、授予學(xué)士學(xué)位的主要依據(jù)。根據(jù)服務(wù)天津?yàn)I海新區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建設(shè)總體要求，對(duì)本專業(yè)調(diào)整了課程設(shè)置、學(xué)分要求和教學(xué)計(jì)劃，制定了本科人才培養(yǎng)方案和指導(dǎo)性教學(xué)計(jì)劃。培養(yǎng)方案具有以下特點(diǎn)。（1）加大培養(yǎng)方案的寬松度與靈活性，重視學(xué)生個(gè)性發(fā)展和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。減少必修課程，增大選修范圍，使培養(yǎng)方案有更大的靈活性與適用性。學(xué)生可以在培養(yǎng)方案框架內(nèi)，參考指導(dǎo)性教學(xué)計(jì)劃的建議，結(jié)合個(gè)人的實(shí)際情況自主選課。為學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，創(chuàng)造了更大的空間。（2）重組專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，構(gòu)建體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展與專業(yè)特色的課程體系。大力度重組專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，拓寬專業(yè)的內(nèi)涵，增大專業(yè)方向的靈活性和適用性。基本上按照學(xué)科大類構(gòu)建學(xué)科大類基礎(chǔ)，按一級(jí)學(xué)科構(gòu)建專業(yè)基礎(chǔ)，按一級(jí)學(xué)科或二級(jí)學(xué)科重組專業(yè)方向課程。（3）加強(qiáng)實(shí)踐，將“實(shí)踐、探索、研究”融入教學(xué)過(guò)程。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力、表達(dá)能力以及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，本專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)在學(xué)校和學(xué)院的公共實(shí)踐課的基礎(chǔ)上，又開設(shè)了專業(yè)課程專題設(shè)計(jì)和專業(yè)系列性實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐課程。專業(yè)課程專題實(shí)踐的目的在于，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用前面所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際中的問(wèn)題，因此課程專題實(shí)踐的題目采取由學(xué)生自擬、專業(yè)委員會(huì)審核的制度來(lái)確定。為了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，課程設(shè)計(jì)采取組隊(duì)的形式，由3～4名學(xué)生組成一個(gè)課題小組，互相分工合作完成設(shè)計(jì)。本課程專題實(shí)踐在第6學(xué)期開設(shè)，為期8～10周，由學(xué)生利用課余時(shí)間完成，采用畢業(yè)設(shè)計(jì)的模式進(jìn)行管理，最后以實(shí)物演示和論文答辯的形式結(jié)束。開設(shè)專業(yè)系列性實(shí)驗(yàn)課程的目的在于，通過(guò)階段性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的，并能理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的求知欲，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。本系列性實(shí)驗(yàn)課主要依托本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐平臺(tái)來(lái)開設(shè)，分別于第4、6、7學(xué)期為學(xué)生開出。第4學(xué)期的實(shí)驗(yàn)課主要讓學(xué)生了解本專業(yè)實(shí)踐平臺(tái)的結(jié)構(gòu)和框架，并提出一些專業(yè)上的問(wèn)題，告知學(xué)生要通過(guò)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)才能解決這些問(wèn)題，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的。第6學(xué)期的專題實(shí)踐以設(shè)計(jì)型專題實(shí)踐為主，使學(xué)生通過(guò)實(shí)踐了解實(shí)際系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)以及工作原理，并能根據(jù)用戶需求進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試。第7學(xué)期的實(shí)驗(yàn)以綜合性設(shè)計(jì)為主，熟悉芯片級(jí)、板級(jí)和系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)方法和步驟。

三、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

大力加強(qiáng)實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)，拓展一批校外實(shí)習(xí)基地，才能使學(xué)生走出去，學(xué)得成，真正做到學(xué)有專長(zhǎng)。在校內(nèi)，我們充分發(fā)揮專業(yè)實(shí)驗(yàn)室在實(shí)踐教學(xué)方面隨時(shí)性、方便性的優(yōu)勢(shì)，配備高水平的實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師，向?qū)W生全天候開放，讓學(xué)生利用課余時(shí)間根據(jù)自己的特長(zhǎng)和興趣到專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作和技能訓(xùn)練。在校外，我們充分發(fā)揮高校科研優(yōu)勢(shì)，為天津?yàn)I海新區(qū)企業(yè)服務(wù)，建立穩(wěn)固的校外實(shí)習(xí)基地，為學(xué)生提供了鍛煉實(shí)踐能力的廣闊空間，目前我們?cè)谏鐣?huì)上選定“天津南大強(qiáng)芯半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)有限公司”、“天津市森特爾新技術(shù)有限公司”、“天津市海博光電科技有限公司”、“天津工大海宇半導(dǎo)體照明有限公司”等一些相關(guān)的公司、企業(yè)建立了相對(duì)穩(wěn)定的實(shí)習(xí)基地和協(xié)作關(guān)系，讓學(xué)生到公司、企業(yè)參加技術(shù)性比較強(qiáng)的專業(yè)實(shí)踐，這樣的實(shí)習(xí)取得了較好的實(shí)踐效果。

四、開拓“產(chǎn)學(xué)研”模式的特色人才培養(yǎng)

隨著濱海新區(qū)被納入國(guó)家“十一五”發(fā)展規(guī)劃，其強(qiáng)大的功能集聚優(yōu)勢(shì)開始迅速形成，這為天津市相關(guān)電子產(chǎn)業(yè)提供了絕佳的發(fā)展機(jī)會(huì)。天津?yàn)I海新區(qū)戰(zhàn)略目標(biāo)之一是以增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力為核心，以集聚國(guó)內(nèi)外研發(fā)資源為主線，構(gòu)建與國(guó)際接軌的研發(fā)轉(zhuǎn)化環(huán)境以及高效并充滿活力的科技創(chuàng)新體系，建設(shè)一流水平的高新技術(shù)研發(fā)與轉(zhuǎn)化基地。以濱海新區(qū)為產(chǎn)業(yè)聚集，發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)等新型高科技產(chǎn)業(yè)，將加快濱海新區(qū)的總體建設(shè)步伐，奠定天津?yàn)I海新區(qū)乃至環(huán)渤海地區(qū)及全國(guó)的電子信息產(chǎn)業(yè)龍頭地位。同時(shí)，國(guó)家科技部、財(cái)政部、國(guó)家稅務(wù)總局公布了電子信息技術(shù)領(lǐng)域?yàn)閲?guó)家重點(diǎn)支持的高新技術(shù)領(lǐng)域之一。因此，作為服務(wù)于電子信息產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵學(xué)科，在天津發(fā)展電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科具有重大的戰(zhàn)略意義。依托電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的建設(shè)，我們已初步建立微電子專業(yè)方向，在辦學(xué)理念、人才培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)模式、培養(yǎng)質(zhì)量等方面具有自己顯著的特色，培養(yǎng)的學(xué)生在半導(dǎo)體器件、集成電路設(shè)計(jì)等方面的素質(zhì)和能力優(yōu)于其他院校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生。為達(dá)到“產(chǎn)學(xué)研”教育模式的實(shí)現(xiàn)，我們?cè)诮虒W(xué)內(nèi)容中滲透科研工作中的新科學(xué)、新技術(shù)、新工藝，在教學(xué)方式上加強(qiáng)針對(duì)能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)，不斷由校內(nèi)向校外，由教室向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)延伸，在教學(xué)效果上通過(guò)嫁接、轉(zhuǎn)化、推廣和應(yīng)用新科技、新工藝，培養(yǎng)出大批能熟練應(yīng)用新技術(shù)、新工藝，并具有一定創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。

五、搭建競(jìng)賽平臺(tái)，提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力

篇8

產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明書寫作格式一、標(biāo)題：直接注明產(chǎn)品名稱和文書種類，如《CY —116型全彩色有機(jī)發(fā)光液晶顯示屏設(shè)計(jì)說(shuō)明書》。

二、首頁(yè)：包括封面、產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖及說(shuō)明書目錄等內(nèi)容，其中封面應(yīng)注明產(chǎn)品名稱、編號(hào)、設(shè)計(jì)者姓名、職務(wù)、協(xié)作單位、負(fù)責(zé)人、設(shè)計(jì)周期等；產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖一般包括總圖、裝配圖、專用零件工作圖、產(chǎn)品包裝和安全管理圖等。

三、正文：主要包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)的目的和意義，同類產(chǎn)品概況介紹，產(chǎn)品設(shè)計(jì)原理和主要工藝，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能和用途，設(shè)計(jì)方案論證、主要技術(shù)參數(shù)計(jì)算，各種零件明細(xì)表，使用或操作說(shuō)明書等。

四、落款：設(shè)計(jì)單位名稱和日期，也可在首頁(yè)中標(biāo)明。

四、附件：主要包括參考文獻(xiàn)，與論文相關(guān)但又因篇幅限制不能在正文中詳細(xì)列出的數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算過(guò)程、結(jié)構(gòu)演示、統(tǒng)計(jì)等資料。

產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明書參考模板普通車床設(shè)計(jì)說(shuō)明書

一、設(shè)計(jì)的目的及意義

在機(jī)械加工行業(yè)中，車床是應(yīng)用時(shí)間最長(zhǎng)、范圍最廣的專用加工設(shè)備之一，但傳統(tǒng)的車床在加工中要停車測(cè)量，占用了大量的輔助時(shí)間，不僅效率比較低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且加工精度偏低，尤其在軸向尺寸上較難控制。因此，大力發(fā)展在線測(cè)量技術(shù)對(duì)于機(jī)械制造進(jìn)一步發(fā)展與提高具有深遠(yuǎn)的意義；

隨著微電子技術(shù)的日新月異的發(fā)展，自50年代初發(fā)展起來(lái)的計(jì)量光柵測(cè)量裝置、感應(yīng)同步器測(cè)量裝置和60年展起來(lái)的磁柵數(shù)量測(cè)量裝置的生產(chǎn)技術(shù)日益成熟，體積不斷減小，成本下降，而可靠性和加工精度有了大幅度提高，為發(fā)展機(jī)械加工中的在線測(cè)量奠定了基礎(chǔ)，有力地促進(jìn)了機(jī)床行業(yè)的發(fā)展與提高。本產(chǎn)品是將數(shù)顯測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于普通車床上而構(gòu)成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，采用計(jì)量光柵或磁柵式數(shù)顯，可使~-Y--X．寸控制精度，特別是軸向尺寸精度，有較大幅度的提高，可使加工時(shí)間大幅減少，降低廢品率，同時(shí)提高機(jī)床效率40％以上，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。本機(jī)床的開發(fā)與應(yīng)用，將為機(jī)械行業(yè)提供一種新型高效的加工設(shè)備。

二、主要技術(shù)參數(shù)

三、數(shù)顯裝置的選型

四、測(cè)量原理和安裝結(jié)構(gòu)

1．測(cè)量原理(略)

2．安裝結(jié)構(gòu)(略)

五、NJ6260型數(shù)顯普通車床的計(jì)算

計(jì)算結(jié)果表明，縱橫兩座標(biāo)的定位精度均在0．009mm 左右，符合設(shè)計(jì)要求。

通過(guò)計(jì)算還可看出，阿貝誤差在機(jī)床定位誤差中占有很大比例，因此，適當(dāng)提高相關(guān)部分的加工、裝配精度，將會(huì)進(jìn)一步提高機(jī)床定位的精度。

篇9

關(guān)鍵詞：CBM；車輛；維修

中圖分類號(hào)：U472文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

CBM是隨著狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷技術(shù)的不斷發(fā)展而逐步出現(xiàn)的，通過(guò)內(nèi)置傳感器或便攜式外部檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，獲取裝備運(yùn)行的特征量信息，借助各種智能推理算法（如物理模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)融合、模糊邏輯、專家系統(tǒng)等）實(shí)時(shí)評(píng)估裝備的技術(shù)狀態(tài)，在裝備故障發(fā)生前對(duì)其剩余壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)各種可利用的資源信息結(jié)合不同的決策目標(biāo)實(shí)施決策的維修過(guò)程。

在CBM理論研究方面，主要是以狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷為主，對(duì)維修決策研究不夠。特別是對(duì)狀態(tài)模型、維修決策模型的建立、求解以及應(yīng)用都缺乏深入系統(tǒng)的研究。但仍然取得了一些成績(jī)，如唐紅芳對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和汽缸的二維模型進(jìn)行了分析，建立了有限元模型，并采用C++語(yǔ)言編制了汽輪機(jī)以及缸體的溫度場(chǎng)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)程序[1]；張秀斌、王廣偉等應(yīng)用比例風(fēng)險(xiǎn)模型（PHM）建立系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與故障率之間的關(guān)系，并給出了維修狀態(tài)閾值[2]；袁志堅(jiān)提出了一種電力變壓器狀態(tài)維修策略的模糊多屬性群決策方法，并通過(guò)某一變壓器狀態(tài)維修方案的決策過(guò)程，采用折衷型群決策方法具體探討了模糊多屬性群決策方法在變壓器狀態(tài)維修決策中的應(yīng)用[3]；董玉亮提出了多狀態(tài)特征參數(shù)變權(quán)模糊綜合狀態(tài)評(píng)價(jià)方法，利用設(shè)備的監(jiān)測(cè)診斷、維修歷史數(shù)據(jù)等信息，使?fàn)顟B(tài)評(píng)價(jià)的結(jié)果更貼近設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，并利用這些結(jié)果建立了維修任務(wù)決策及優(yōu)化模型[4]；呂文元、楊遠(yuǎn)濤等利用濾波理論建立設(shè)備預(yù)測(cè)維修的優(yōu)化模型[5]；北京航空航天大學(xué)曾聲奎結(jié)合故障預(yù)測(cè)與健康管理（PHM）的技術(shù)發(fā)展過(guò)程，闡述了PHM的應(yīng)用價(jià)值[6]；邱立鵬在其碩士論文中闡述了基于各種指標(biāo)的預(yù)測(cè)分析技術(shù)，并使用C++開發(fā)了一套完整的基于Microsoft Window9x對(duì)設(shè)備剩余壽命進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)的軟件[7]。

1先進(jìn)傳感器技術(shù)

精確、及時(shí)、高效的數(shù)據(jù)是應(yīng)用CBM的基礎(chǔ)，而傳感器作為獲取裝備狀態(tài)數(shù)據(jù)的一種有效工具，在CBM系統(tǒng)中具有重要的作用。傳感器技術(shù)作為一門專項(xiàng)技術(shù)，是以傳感器為核心，涉及測(cè)量技術(shù)、功能材料、微電子技術(shù)、精密與微細(xì)加工技術(shù)、信息處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等相互融合的技術(shù)密集型綜合技術(shù)，其發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在：發(fā)現(xiàn)新效應(yīng)，開發(fā)新材料、新功能；向多功能集成化和微型化發(fā)展；傳感器的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)日益明顯。

目前有很多先進(jìn)的傳感器技術(shù)被應(yīng)用于CBM系統(tǒng)中，如光纖傳感器、壓電傳感器、碳納米管、微電子機(jī)械系統(tǒng)等，這些新型的傳感器具有精度高、使用范圍廣、工作溫度范圍大、智能化程度高等特點(diǎn)。在CBM系統(tǒng)中應(yīng)用傳感器主要涉及兩個(gè)問(wèn)題：

1.1傳感器的選擇

傳感器的選擇是獲取裝備狀態(tài)數(shù)據(jù)的首要環(huán)節(jié)，這是因?yàn)閭鞲衅饕坏┐_定，與之相匹配的數(shù)據(jù)處理、故障診斷及其相關(guān)儀器設(shè)備也就確定。因此測(cè)試結(jié)果的好壞，在很大程度上取決于傳感器的選取是否恰當(dāng)。傳感器選擇的一般步驟如圖1所示。

1.2傳感器的安裝與使用

傳感器作為一種精密器件，只有正確的安裝與使用才能發(fā)揮其應(yīng)有的工作性能，因而在其安裝與使用過(guò)程中，除了要遵循精密器件一般安裝使用規(guī)定外，還需要特別遵守如下注意事項(xiàng)：1）選擇合適的測(cè)試點(diǎn)并正確安裝傳感器；2）為確保被測(cè)信號(hào)的有效、準(zhǔn)確傳輸，傳感器的電源電纜、數(shù)據(jù)傳輸線要符合規(guī)定，正確安裝；3）傳感器的定期標(biāo)定與校準(zhǔn)是保證數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)正常功能的必要步驟。

2數(shù)據(jù)傳輸與預(yù)處理技術(shù)

2.1數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

目前主要有兩種數(shù)據(jù)傳輸方式，即有線傳輸和無(wú)線傳輸。有線傳輸是較為成熟的一種傳輸方式，主要是通過(guò)各種有線數(shù)據(jù)總線和各種網(wǎng)絡(luò)如Internet、Ethernet LAN（local area network）等進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，并且大多都有各種通信標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如TCP/IP、UDP/IP等可以遵循。其數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊话氵^(guò)程是，首先通過(guò)各種線纜將傳感器的數(shù)據(jù)采集并存儲(chǔ)在部件級(jí)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，然后通過(guò)特定的有線網(wǎng)絡(luò)將部件級(jí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒爰?jí)存儲(chǔ)和監(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)。圖2為兩種數(shù)據(jù)傳輸方式的簡(jiǎn)單系統(tǒng)構(gòu)成。

2.2數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

由于不同的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、健康評(píng)估和故障預(yù)測(cè)方法要求不同的數(shù)據(jù)類型，需要對(duì)采集的原始數(shù)據(jù)信息進(jìn)行各種預(yù)處理，以使數(shù)據(jù)格式滿足后續(xù)處理的要求，同時(shí)也將便于傳輸和存儲(chǔ)。預(yù)處理包括數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換、去噪聲、高通濾波、壓縮、信號(hào)自相關(guān)等。數(shù)據(jù)處理方式和技術(shù)要根據(jù)不同的目的進(jìn)行選擇，如特征提取技術(shù)是為了進(jìn)行故障識(shí)別和故障隔離；數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化是為了剔除不必要冗余的原始數(shù)據(jù)便于進(jìn)一步處理；循環(huán)計(jì)數(shù)方法則是為了便于將連續(xù)的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為離散的數(shù)據(jù)信息等。

3信息融合技術(shù)

傳統(tǒng)的信息/數(shù)據(jù)融合是指多傳感器的信息/數(shù)據(jù)在一定準(zhǔn)則下加以自動(dòng)分析、綜合以完成所需的決策和評(píng)估而進(jìn)行的信息處理過(guò)程。

信息融合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)目前尚無(wú)形成統(tǒng)一的分類形式，從信息融合的功能角度，可將信息融合過(guò)程分為5層，即：檢測(cè)級(jí)（判決）融合、狀態(tài)級(jí)（跟蹤）融合、屬性級(jí)（目標(biāo)識(shí)別）融合、態(tài)勢(shì)評(píng)估和威脅估計(jì)，如圖3所示，其中狀態(tài)評(píng)估和威脅估計(jì)主要用于軍事領(lǐng)域。

檢測(cè)級(jí)融合的功能主要是判斷目標(biāo)的有無(wú)；狀態(tài)級(jí)融合的功能是估計(jì)目標(biāo)的狀態(tài)（距離、運(yùn)動(dòng)速度等）；屬性級(jí)融合的目的是確定目標(biāo)的身份。這3個(gè)層次的融合各有特點(diǎn)。在具體的應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)融合的目的和條件選用。

4結(jié)論

本文貫穿車輛CBM應(yīng)用流程的整個(gè)環(huán)節(jié)，利用RCM分析方法確定CBM的實(shí)施對(duì)象，明確了CBM在車輛維修中的關(guān)鍵技術(shù)，分析了關(guān)鍵技術(shù)的具體內(nèi)容，為車輛開展?fàn)顟B(tài)維修提供了技術(shù)支持。

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篇10

關(guān)鍵詞：PLC 光機(jī)電一體化 物料輸送結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）06-0009-01

光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是根據(jù)自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)計(jì)的集存儲(chǔ)、加工、裝配與輸送等結(jié)構(gòu)為一體的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模塊，該實(shí)訓(xùn)平臺(tái)模擬真實(shí)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，采用西門子PLC控制，通過(guò)設(shè)定變頻器與伺服驅(qū)動(dòng)器動(dòng)作參數(shù)，進(jìn)行自動(dòng)化操作，最終實(shí)現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的仿真教學(xué)。學(xué)生通過(guò)實(shí)訓(xùn)，能夠了解工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化控制，同時(shí)，在無(wú)法到達(dá)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)或大大降低實(shí)訓(xùn)成本的情況下，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、編程思想以及控制理念。

1 物料輸送結(jié)構(gòu)的組成

物料抓取輸送結(jié)構(gòu)主要由抓取機(jī)械手裝置、輸送單元、機(jī)械手升降裝置、PLC控制模塊和接線端口以及按鈕指示燈等部件組成。其中輸送單元結(jié)構(gòu)如圖1所示、抓取機(jī)械手裝置如圖2所示。其功能為：驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置準(zhǔn)確定位到相關(guān)單元的物料臺(tái)上，在其對(duì)應(yīng)的物料臺(tái)上抓取工件，最后把工件輸送到指定地方后放下。

2 物料輸送結(jié)構(gòu)的PLC控制

2.1 物料輸送結(jié)構(gòu)控制要求

物料輸送結(jié)構(gòu)單站運(yùn)行的目標(biāo)是測(cè)試設(shè)備輸送工件的功能。要求另外幾個(gè)工作單元先正常工作。而且在物料推出裝置的物料臺(tái)上放好了工件。具體控制要求如下：

抓取機(jī)械手從物料推出裝置物料臺(tái)抓取工件。抓取動(dòng)作完成后，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)抓取機(jī)械手向物料加工單元移動(dòng)，移動(dòng)速度大于等于3m/s；機(jī)械手移動(dòng)到物料加工站料臺(tái)的正前方后，把工件放到加工站物料臺(tái)上。動(dòng)作完成1秒后，抓取機(jī)械手裝置執(zhí)行抓取工件的操作。抓取的順序與物料推出站抓取工件的順序相同。抓取動(dòng)作完成后，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置移動(dòng)到物料裝配單元料臺(tái)的正前方。然后把工件放到物料裝配單元的物料臺(tái)上。放下工件動(dòng)作完成 1 秒后，抓取機(jī)械手裝置執(zhí)行抓取物料裝配站工件的操作。執(zhí)行完動(dòng)作1秒之后，再把工件移動(dòng)到物料分揀單元。

2.2 PLC的輸入輸出點(diǎn)分配及系統(tǒng)接線

物料輸送單元所需的輸入和輸出點(diǎn)較多。其中，輸入信號(hào)主要包含按鈕與指示燈模塊中的開關(guān)與按鈕等主令信號(hào)，檢測(cè)氣缸和物料的傳感器信號(hào)等：輸出信號(hào)包含輸出到機(jī)械手裝置中各電磁閥的控制信號(hào)和輸出到伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的脈沖和方向信號(hào)。基于需要輸出驅(qū)動(dòng)伺服和步進(jìn)電機(jī)的高速脈沖，實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上的PLC采用晶體管輸出型。因此選用西門子S7-200CPU226型PLC，共24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)輸出。

2.3 物料輸送結(jié)構(gòu)PLC控制流程圖

物料輸送控制是按照一定動(dòng)作流程實(shí)現(xiàn)的，因此在程序編寫中采用順序控制法來(lái)完成，其步進(jìn)控制流程圖如圖3所示：

3 結(jié)語(yǔ)

光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)物料輸送結(jié)構(gòu)采用的是模塊化設(shè)計(jì)，無(wú)論是機(jī)械結(jié)構(gòu)還是控制系統(tǒng)都具有良好的擴(kuò)展性、高度的柔性和靈活性。該實(shí)訓(xùn)裝置已成功地使用于本課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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