發(fā)布時間:2023-03-25 10:49:07
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電子式多功能電能表主要針對國內(nèi)市場三相用電的工業(yè)用戶。隨著電力行業(yè)改革深入,工業(yè)三相用電對多功能電能表的需求大量增加。目前國內(nèi)多功能表種類少、價格較高、功能不完善,往往僅是針對某些地區(qū)的特定要求開發(fā),缺乏通用性,某些產(chǎn)品未能完全達(dá)到國標(biāo)的要求。本文介紹的電子式多功能電能表正是為了適應(yīng)這種市場需求而設(shè)計的。
這是一款智能型高科技電能計量產(chǎn)品,該表可以同時計量正/反向有功電能、正/反向無功電能、四象限無功電能,還具有多費率控制,負(fù)荷曲線記錄,各相失壓、過壓、頻率超限記錄,數(shù)據(jù)LCD顯示等多種功能。主站可以通過RS-485總線或手持紅外抄表器對該電表進(jìn)行查表、設(shè)表、抄表等操作。
軟件代碼全部采用C/C++語言編寫,編碼效率高,可維護(hù)性好,便于實現(xiàn)模塊化設(shè)計,可根據(jù)用戶的需求方便地對功能模塊進(jìn)行裁剪。而且代碼經(jīng)過優(yōu)化,其生成的目標(biāo)代碼大小和執(zhí)行效率已與匯編代碼相差無幾。該產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)全面符合GB/T17215-1998《1級和2級靜止式交流有功電度表》、DL/T614-1997《多功能電能表》和DL/T645—1997《多功能電能表通信規(guī)約》的要求。
多功能電能表的總體結(jié)構(gòu)和硬件設(shè)計
多功能表總體結(jié)構(gòu)
電子式多功能電能表硬件的核心MCU主控制器,它負(fù)責(zé)按鍵輸入掃描、工作狀態(tài)檢測,計量數(shù)據(jù)的讀入、計算和存儲、電表參數(shù)的現(xiàn)場配置以及與外界的通信控制等。其主要功能單元包括MCU主控制器單元、電量計量模塊、紅外和RS—485通信模塊、校表模塊、EEPROM存儲陣列等;其他輔助模塊主要有:時鐘日歷電路、工作異常報警電路、按鍵輸入電路、復(fù)位和看門狗電路、開關(guān)電源模塊和后備電池電路、大屏幕液晶顯示模塊和LED顯示模塊。多功能表總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
高性能主控制器單元
主控制器采用NEC公司8位單片機中的高檔產(chǎn)品uPD78P0338。該款單片機為120腳QFP封裝,單片集成有60KBFlash、一個異步通信串行口、40x4段LCD驅(qū)動器、高達(dá)10MHz的總線時鐘和10路10位精度的ADC,并可通過簡單的接口進(jìn)行在系統(tǒng)編程,極大地方便在線調(diào)試和軟件升級。并且支持高級語言,較好地滿足了多功能表任務(wù)繁多、數(shù)據(jù)量龐大、算法較復(fù)雜的功能要求。
串口復(fù)用通信單元
通信電路模塊主要包括TSOPl838紅外接收頭、紅外發(fā)射二極管、載波電路、MAX487專用485收發(fā)電路、驅(qū)動/開關(guān)二極管和其他元件。
本電能表為便于用戶抄表,設(shè)計有紅外本地抄表和RS-485集中抄表兩種串行抄表方式,因為uPD78F0338僅有一個串口,故通信電路設(shè)計時采用串口復(fù)用技術(shù)。由9012、9014和若干電阻等器件組成互補開關(guān),由MCU的一個I/O口來控制紅外和RS-485通信方式的切換,如圖2所示。
高精度電量計量模塊
計量模塊由高精度專用電能計量芯片SA9904,電流互感器和其他電路元件組成。SA9904是Sames公司生產(chǎn)的一款三相雙向功率/電能計量芯片,可以計量有功/無功功率、電壓、頻率、相序異常等,可以單獨計量每一相的用電信息,符合IEC521/1036標(biāo)準(zhǔn),可達(dá)到1級交流電能表的精度要求,各數(shù)據(jù)寄存器具有24位精度,可通過三線SPI接口與CPU交換數(shù)據(jù)。從而可以較好地適應(yīng)多功能表需要計量多種電量數(shù)據(jù)的要求。SA9904引腳及其電路圖如圖3所示。
其中,CLK、DO、DI構(gòu)成與MCU控制器的接口,用于傳輸控制命令和測得的電量數(shù)據(jù),IIps、IIPt、IIPr用來對電流取樣,IVPl、IVP2、IVP3用來對電壓取樣。
時鐘日歷模塊
時鐘電路采用EPSON生產(chǎn)的RTC-4553實時時鐘芯片。內(nèi)部集成了32.768kHz的石英晶體振蕩器,簡化電路,并可以根據(jù)需要進(jìn)行自由設(shè)置以得到較高的頻率;同時集成有時鐘和日歷計數(shù)器,可選擇24或12小時顯示模式,時鐘可通過軟件方式進(jìn)行間隔30秒的調(diào)整,并提供0.1Hz或1024Hz的定時脈沖輸出,以便于在電能表的外部對時鐘精度進(jìn)行定期檢查。RTC-4553引腳及其電路圖如圖4所示。
其中,SCK、Sin、Sout與主處理器接口,用于發(fā)送控制指令或者傳輸日期時間數(shù)據(jù),本系統(tǒng)日歷時鐘模塊采用電池作后備電源,以確保在停電狀態(tài)下,日期時間的準(zhǔn)確無誤。
多功能電能表的軟件設(shè)計
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計
多功能電能表涉及的數(shù)據(jù)類型種類繁多。按字節(jié)分包括單字節(jié)、雙字節(jié)、三字節(jié)、四字節(jié)和六字節(jié)等,按表征的意義分有時間、時刻、電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、次數(shù)、功率因數(shù)、門限、狀態(tài)字、系數(shù)、表號等。復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計提出了較高的要求,本實現(xiàn)方案通過采用多種數(shù)據(jù)尋址方式和多種類型存儲器較好地解決了這一問題。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存放方式有:內(nèi)部ROM、RAM和外掛EEPROM。
內(nèi)部ROM用來存放大量的常數(shù)表格,RAM用于存放臨時變量和堆棧,本方案需要2.5KB左右的RAM,串行EEPROM則存儲各種用戶電量數(shù)據(jù)和設(shè)表參數(shù),通過12C總線與CPU交換數(shù)據(jù),電能表按設(shè)計需求的最大要求大約需要250KB的EEPROM,本方案采用8片256位EEPROM通過級聯(lián)來實現(xiàn)。
數(shù)據(jù)尋址方式
EEPROM數(shù)據(jù)訪問采用兩種方式;直接地址訪問,通過數(shù)據(jù)的EEPROM地址直接讀寫數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)ID尋址,通過數(shù)據(jù)的編碼讀寫數(shù)據(jù)。
通信口復(fù)用功能設(shè)計
紅外通信和RS-485共用一個串行口(RxD/TxD)通信,由于串行口通信開始都有一低電平位(0),因此將紅外接收端(與485接收端用一三極管隔開)引到一中斷引腳INTP1,通過其引發(fā)的中斷可判斷串行口數(shù)據(jù)是否來自紅外。發(fā)送時按時應(yīng)方式發(fā)送,使其不互相干擾。由于紅外通信和遙控接收用同一接收管,因此在判斷紅外來源的中斷中啟動定時器INTTM4檢測紅外接收端,如果檢測到脈沖寬度為9ms或0.56ms,則判斷為紅外遙控,并根據(jù)定時檢測遙控編碼;否則判斷為紅外產(chǎn)生的串行口接收中斷,并將定時檢測關(guān)閉。
紅外38.4kHz調(diào)制信號由CPU內(nèi)部分頻輸出(P05/PCL)。f=fx/27=4.9152/128=38.4kHz。
因紅外發(fā)送字節(jié)之間可選有15~20ms的延時,而485通信則不需要延時。數(shù)據(jù)發(fā)送在發(fā)送中斷中進(jìn)行,紅外通信在發(fā)送操作后立即關(guān)閉發(fā)送中斷允許,待延時時間到后再允許發(fā)送中斷。
多功能表程序流程圖
筆者從大量實踐經(jīng)驗和相關(guān)案例分析,歸納總結(jié)后認(rèn)為減少供配電線路的電阻應(yīng)從以下幾個方面入手:(1)優(yōu)選導(dǎo)線類型,盡量選擇電阻率較小的導(dǎo)線,以銅芯導(dǎo)線為較佳,盡量少選鋁芯導(dǎo)線。(2)合理規(guī)劃供配電線路走向,避免出現(xiàn)迂回送電等問題。供電線路敷設(shè)過程中藥盡量走直線避免走彎路;要盡量將配電變壓器布設(shè)在負(fù)荷中心位置,減少供電半徑,降低電能輸送距離。(3)合理增加導(dǎo)線截面。增加導(dǎo)線截面勢必會增加導(dǎo)線成本,但要充分考慮后期導(dǎo)線運行情況,要結(jié)合線路損耗等方面進(jìn)行綜合考慮。尤其對于供電距離較長、供電負(fù)荷較大的導(dǎo)線,應(yīng)在滿足電流載流量、熱穩(wěn)定、繼電保護(hù)配合以及電壓降等特性的基礎(chǔ)上,優(yōu)選大一級界面的導(dǎo)線進(jìn)行供電,以降低運行損耗,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
2電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)措施
據(jù)一些統(tǒng)計文獻(xiàn)資料表明:照明用電約占全國總用電量的11%以上,其中居民照明約有70%以上依然采用低效高能耗的燈具,比高效節(jié)能燈具大約要多耗電50%以上。由此可見,建筑電氣照明系統(tǒng)具有非常強大的節(jié)能降耗潛力。
2.1優(yōu)選高效節(jié)能光源要根據(jù)使用場所、面積等因素,合理選擇光源。高壓鈉燈雖然其發(fā)光率最高,但由于其存在色溫低、光色偏暖等問題,同時顯色指數(shù)只有40-46之間,因此,通常用在路燈場合。建筑物內(nèi)部應(yīng)優(yōu)選T5、T8等緊湊型熒光燈、LED節(jié)能燈、金屬鹵化物等等高效節(jié)能光源,以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
2.2采用高效節(jié)能的燈具要從效率、配光等方面,優(yōu)選高效節(jié)能的燈具。建議在滿足眩光限制要求的基礎(chǔ)上,應(yīng)優(yōu)選直接型燈具,同時室內(nèi)燈具的效率宜大于70%,室外燈具效率宜大于55%。要結(jié)合照明場所的功能結(jié)構(gòu),優(yōu)選控光合理的燈具。盡量采用電子鎮(zhèn)流器,其除了具有啟動電壓低、噪聲小等優(yōu)點外,還比常規(guī)電感鎮(zhèn)流器功耗要低50%-75%,節(jié)能效果非常明顯。優(yōu)選燈具控制設(shè)備,開關(guān)設(shè)備、附件等應(yīng)優(yōu)選低能耗、高光效、無頻閃等優(yōu)良功能的光源用電附件。
2.3采用高效節(jié)能的照明控制系統(tǒng)根據(jù)照明場所功能需求,合理設(shè)計高效節(jié)能的照明控制手段。應(yīng)充分結(jié)合Internet、GPRS等通信手段,結(jié)合現(xiàn)場總線控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)地址控制技術(shù)等,按照經(jīng)驗和照明功能,根據(jù)各種不同的“預(yù)設(shè)置”控制方式和控制手段,對不同時間段、不同場所的光照度進(jìn)行準(zhǔn)確可靠調(diào)節(jié)管理,實現(xiàn)舒適照明、智能照明和節(jié)能照明。
3建筑電氣動力設(shè)備系統(tǒng)的節(jié)能措施
要充分統(tǒng)計動力設(shè)備負(fù)荷容量,合理采取變配電中心集中補償、就地補償?shù)燃夹g(shù)手段,提高供配電系統(tǒng)的功率因素,降低有功損耗。要結(jié)合建筑電氣動力系統(tǒng)的設(shè)備負(fù)荷、功能等,合理選擇變頻節(jié)能調(diào)速、軟啟動等節(jié)能降耗控制手段。通過變頻器、軟啟動器等控制設(shè)備,根據(jù)電機運行工況,智能自動調(diào)節(jié)電機輸入電源頻率,以達(dá)到隨系統(tǒng)中水壓、氣壓等負(fù)荷波動而及時調(diào)節(jié),確保電機設(shè)備工作在高效工況區(qū),達(dá)到節(jié)能效果,同時降低啟動電流減少啟動電流對電機等設(shè)備的沖擊。
4結(jié)束語
1.1人工智能的概念
人工智能的目的是實現(xiàn)機器智能化發(fā)展,通過采用人工研究得出的方法與技術(shù),從而擴大人工的生產(chǎn)能力,推動產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。人工智能的產(chǎn)生伴隨著人類社會的不斷發(fā)展,是人類社會進(jìn)步的結(jié)晶。隨著社會的不斷發(fā)展,人工智能技術(shù)與時俱進(jìn)。
1.2智能化技術(shù)的理論基礎(chǔ)
目前,智能化技術(shù)廣泛的應(yīng)用于精密傳感器、計算機、GPS定位技術(shù)等高科技信息工具中。其理論基礎(chǔ)最先于20世紀(jì)50年代左右提出并隨著社會的發(fā)展逐漸應(yīng)用。通過智能化技術(shù)的應(yīng)用,能夠有效延伸、擴展以及模擬相關(guān)人工作業(yè),在提高了工作效率的同時也保證了工作質(zhì)量。
1.3電氣工程自動化中智能化技術(shù)的特點
智能化技術(shù)擁有完善的控制系統(tǒng),能夠有效的對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理,從而保證系統(tǒng)的有效運行;通過使用智能化技術(shù)能夠簡化電氣工程的控制系統(tǒng),提高整體運行效率;實現(xiàn)了控制器的無人化超控,減少了人力資本的投入;實現(xiàn)了數(shù)據(jù)一致性的標(biāo)準(zhǔn),能夠快速地進(jìn)行評估工作。
二、智能化技術(shù)在電氣化工程中的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著我國經(jīng)濟技術(shù)的不斷進(jìn)步,智能化技術(shù)已逐步應(yīng)用到電氣工程自動化工作當(dāng)中。智能化技術(shù)的不斷成熟使得其應(yīng)用領(lǐng)域不斷延伸,目前主要應(yīng)用于計算機技術(shù)中,通過智能化技術(shù)與計算機技術(shù)的巧妙結(jié)合,在信息傳遞、提高工作質(zhì)量、改善工作環(huán)境以及推動我國經(jīng)濟發(fā)展中都起到了巨大作用。當(dāng)下的智能化技術(shù)還在不斷發(fā)展,它為世界帶來的驚喜仍需展望。
三、智能化技術(shù)在電氣工程自動化中的具體應(yīng)用
1、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由定子電流經(jīng)過電氣動態(tài)參數(shù)進(jìn)行辨別控制和轉(zhuǎn)子速度辨別經(jīng)過機電系統(tǒng)參數(shù)兩個方面構(gòu)成。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,反向?qū)W習(xí)算法被作為經(jīng)常使用的方法,在其前饋性的特點之下進(jìn)行高效運轉(zhuǎn),對于控速度、負(fù)載轉(zhuǎn)矩以及時間控制上都有良好的效果。
2、模糊邏輯控制系統(tǒng)。目前,我們所說的模糊邏輯控制系統(tǒng)有效的代替了之前的PID控制器,模糊邏輯控制系統(tǒng)通過其知識庫能夠有效的進(jìn)行推理決策,實現(xiàn)控制目標(biāo)。模糊化的形式大多由多種函數(shù)表現(xiàn)形式構(gòu)成,是進(jìn)行模糊邏輯系統(tǒng)的重要方法。
3、故障診斷及優(yōu)化設(shè)計。智能化技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用大幅度提高了故障診斷的效率性,由于電氣設(shè)施故障本身具有復(fù)雜性、隱蔽性、波動大等特點,其診斷效率較低。隨著智能化技術(shù)的廣泛應(yīng)用,不但提高故障診斷的準(zhǔn)確性,同時還節(jié)省了人力物力資源,使診斷過程快速有效。對于電氣產(chǎn)品的設(shè)計領(lǐng)域來說,其內(nèi)容廣、工序復(fù)雜、影響因素多等特點,導(dǎo)致電氣產(chǎn)品涉及領(lǐng)域存在較大困難性。智能化技術(shù)的引入,提高了電氣產(chǎn)品的技術(shù)含量,不僅能夠有效降低人力勞動強度,同時還縮短了產(chǎn)品設(shè)計的時間,推動了電氣工程的發(fā)展。
四、智能化技術(shù)在電氣工程自動化應(yīng)用中的發(fā)展方向
1、智能化技術(shù)在電氣工程自動化應(yīng)用中的性能發(fā)展方向。智能化技術(shù)在電氣工程自動化應(yīng)用中的性能發(fā)展方向主要包括了其三高特征,即高速度、高精度、高效化,在電氣工程自動化技術(shù)中這是其發(fā)展關(guān)鍵的部分。我們通常所說的智能化技術(shù)主要是指在進(jìn)行自動化工作時,所采用的智能系統(tǒng)帶有較高的智能化功能,這種功能有效地提高了系統(tǒng)運行效率,從而實現(xiàn)系統(tǒng)的有效改善;另一方面,就是其柔性化。柔性化主要表現(xiàn)在其群控系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)的柔性化。通過采用智能化技術(shù),能夠有效發(fā)揮控制系統(tǒng)的作用,在提高其具體要求的同時,有效監(jiān)控其信息流和物流的動態(tài)變化。
2、智能化技術(shù)在電氣工程自動化應(yīng)用中的功能發(fā)展方向。智能化技術(shù)在電氣工程自動化應(yīng)用中的功能發(fā)展方向主要包括用戶截面圖形化以及科學(xué)計算可視化兩個方面。具體來說,使用用戶截面圖形化方便了用戶操作,同時也實現(xiàn)了對三維立體圖形、模擬圖形等動態(tài)圖形的有效追蹤;科學(xué)計算的可視化實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)應(yīng)用的高處理,有效提高了工作效率。
五、結(jié)語
一、機械電子工程的發(fā)展與特征
(一)發(fā)展歷程
在機械電子工程發(fā)展初期,主要體現(xiàn)為手工制作,生產(chǎn)力水平較低,資源技術(shù)等對其發(fā)展產(chǎn)生制約。為了提升生產(chǎn)效率,逐漸朝著機械工業(yè)方向發(fā)展。在生產(chǎn)線階段,機械工程己逐漸發(fā)展到流水線生產(chǎn),實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化大批量生產(chǎn),.這一生產(chǎn)模式使勞動力得到解放,生產(chǎn)力水平大大提升,同時生產(chǎn)效率也得到提高。但是仍然存在一些不足,比如,部分生產(chǎn)仍就以進(jìn)口為主,生產(chǎn)成本較大,在市場方面缺少適應(yīng)力舀靈活性較差,難以滿足不斷變化的市場需求。
在機械電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段中,產(chǎn)品生產(chǎn)能夠適應(yīng)市場的需求,對于不斷變化的產(chǎn)品需求產(chǎn)業(yè)化發(fā)展能夠滿足。
(二)機械電子工程主要特征
機械電子工程是復(fù)雜綜合性學(xué)科,同各類學(xué)科之間都有著密切的聯(lián)系。機械電子工程發(fā)展要以計算機、電子以及機械為基礎(chǔ),結(jié)合其他學(xué)科做出合理、科學(xué)的設(shè)計。在設(shè)計的過程中,要求每一個模塊都能夠?qū)崿F(xiàn)有機結(jié)合,進(jìn)而使得各個模塊都能將其最大優(yōu)勢發(fā)揮出來。機械電子產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單明了,并不復(fù)雜,無需復(fù)雜原件的投入,這樣能在一定程度上使產(chǎn)品性能得到提升,進(jìn)而擴大消費市場,
二、人工智能簡述
人工智能是一門復(fù)雜,并且綜合性較強的學(xué)科,所涉及到的學(xué)科比較多。也可以說,21世紀(jì)人工智能是最偉大學(xué)科之一。人工智能實現(xiàn)了對人的智能模擬,并且能通過計算機使認(rèn)得智能化得到進(jìn)一步的延伸,人工智能這門學(xué)科有著較好的發(fā)展?jié)摿?。人工智能在發(fā)展的過程中主要經(jīng)歷下列幾個階段。
初步階段。人工智能在17世紀(jì)開始發(fā)生萌芽,法國在這一階段成功誕生世界上的第一部計算機,這一計算器只是單純的能進(jìn)行加法簡單運算,但是仍就轟動世界,進(jìn)而在世界范圍內(nèi),對這項技術(shù)開始進(jìn)一步研究。在最初階段,人工智能并沒有明顯的進(jìn)展,主要是在實踐的過程中積累與總結(jié)知識,這為今后人工智能發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。
發(fā)展初始階段。美國人在二十世紀(jì)首次提出人工智能專業(yè)用語。在這個發(fā)展階段,人工智能主要以證明與闡釋為主要體現(xiàn),在這一時期對于人工智能的研究就是首要任務(wù)。
發(fā)展起伏階段。隨著人們對于人工智能的不斷深入研究,人工智能也處于持續(xù)的發(fā)展階段,但是在實踐過程中發(fā)現(xiàn),要想使人工智能模仿和人類思維同步是非常困難的。大部分對于人工智能的科學(xué)研究僅僅是停留于簡單映射層面,.對于邏輯思維的研究仍就沒有突破性進(jìn)展。不論怎么說,在發(fā)展的起伏階段,人功能智能也在發(fā)展中得到了技術(shù)創(chuàng)新,特別是在系統(tǒng)方面、計算機機器人以及語言掌握方面取得了較大的成就.
起伏階段發(fā)展以后。在這一階段,人工智能的相關(guān)研究得到了發(fā)展,尤其是第五屆國際人工智能聯(lián)合會議的召開,人工智能逐漸朝著知識層面的方向發(fā)展,大部分的人工智能研都會結(jié)合相應(yīng)的知識工程,在這個階段中,人工智能發(fā)展的高度是前所未有的,在一定程度上促進(jìn)了人工智能應(yīng)用于實際工程中。
穩(wěn)步發(fā)展階段。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,對于人工智能研究方向發(fā)生重大轉(zhuǎn)變,由原本的單一主體朝著集中統(tǒng)一主體的方向發(fā)展。關(guān)于人工智能在實際中的運用以及研究,受到了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的影響。網(wǎng)絡(luò)的普及與快速發(fā)展,在一定程度上促進(jìn)了信息化的發(fā)展,信息在傳送方面發(fā)生率重大性變革。在人們逐漸進(jìn)入信息化社會后,在信息有效處理方面人工智能的發(fā)展起到了重要的作用,在模擬設(shè)計方面,機械電子工程的發(fā)展需要人工智能的大力支持。
三、機械電子工程與人工智能之間的關(guān)系
隨著我國社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展,社會不斷的進(jìn)步,對于信息人們越來越重視。在21世紀(jì),互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到快速發(fā)展,同時信息的傳遞也逐漸注入新鮮血液?;ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及說明人們正朝著信息時代的方向邁進(jìn),在社會逐步信息化以后,更加需要有人工智能這一技術(shù)的支持,特別是機械電子工程發(fā)展中有著重要作用,機械電子系統(tǒng)本身缺少一定的穩(wěn)定性,這樣在機械電子工程設(shè)計方面就有著較大阻礙存在。在現(xiàn)代社會中,信息的處理量持續(xù)增大,并且較為復(fù)雜,有些時候需要同時對不同類型的信息進(jìn)行處理,所以需要采取人工智能的支持才能完成信息處理。人工智能主要包含模糊推理系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)這種兩種方法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傾向于對人腦結(jié)構(gòu)的綜合分析,模糊推理系統(tǒng)更加重視對于語言信號的分析與理解。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展,僅僅采取單一的人工智能方法,明顯己經(jīng)無法適應(yīng)目前社會中不斷變化的市場需求,所以,對于人工智能相關(guān)問題的研究正逐漸朝著多方位、全面的人工智能方向轉(zhuǎn)變。多方位全面人工智能系統(tǒng)通過模糊推理系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相互統(tǒng)一的方式,揚長補短,將二者有效的結(jié)合起來,使得二者的優(yōu)勢得到最大程度的發(fā)揮。
總結(jié)
1)開關(guān)變頻技術(shù)
開關(guān)變頻技術(shù)是一種高效節(jié)能措施,主要是針對固定工頻的。工頻作為發(fā)電的最佳頻率,并不是所有用電設(shè)備的最佳頻率,所以造成很多設(shè)備長時間在低功率因數(shù)以及低效率的狀況下運行。而采用開關(guān)變頻技術(shù)就能很好地解決這些問題。開關(guān)電源因為性能好、體積小、效率高等優(yōu)勢,已經(jīng)成為電力電子裝置的一項關(guān)鍵技術(shù)。因此,開關(guān)變頻技術(shù)被稱為“節(jié)能之冠”。
2)高頻技術(shù)
改變頻率能夠增加電源的利用率,在改變頻率的基礎(chǔ)上,要是再增加頻率,那么就能夠更加充分地利用能源和材料,從而達(dá)到節(jié)能的效果。
3)軟開關(guān)技術(shù)
軟開關(guān)技術(shù)是相對于硬開關(guān)技術(shù)來說的。硬開關(guān)技術(shù)是指開關(guān)過程中電流和電壓都不為零,并且出現(xiàn)重疊。該技術(shù)造成電壓以及電流的變化太快,產(chǎn)生了開關(guān)噪聲。軟開關(guān)技術(shù)可以降低開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲,進(jìn)一步提高開關(guān)頻率。
4)有源功率因數(shù)校正技術(shù)
功率因數(shù)增大時,輸出的有功功率也增大,同時無功功率就會減小,表明電能的利用率提高了。因此說,利用電力電子技術(shù)增加功率因數(shù),能夠有效的提高電能的利用率。
2電力電子節(jié)能技術(shù)的典型應(yīng)用
1)在變頻調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用
變頻器利用電力半導(dǎo)體器件的通斷功能將工頻電源變換成另一頻率的電能控制裝置,來完成對交流異步電機的軟起動、提高運轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、變頻調(diào)速、過流/過載/過壓保護(hù)等功能。變頻器的功能很多,例如它可以對電機運行進(jìn)行優(yōu)化,電動機消耗了全世界60%左右的電量,所以變頻器對于增加電動機的電能利用率意義重大。
2)在電力節(jié)能中的應(yīng)用
如今,現(xiàn)代工業(yè)能源和電力的結(jié)合程度的越來越高,電力因其穩(wěn)定、清潔、利用率高以及適用范圍廣等諸多優(yōu)點,已經(jīng)被現(xiàn)代工業(yè)的各個方面廣泛應(yīng)用,電能已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)的能量與動力的源泉。近些年來,我國的工業(yè)總用電量正以飛快的速度增加,但是在大多數(shù)發(fā)展中國家,工業(yè)用電不合理的現(xiàn)象比比皆是,特別是用電效率方面,不僅效率低,而且存在嚴(yán)重的浪費現(xiàn)象。目前,出現(xiàn)了非常嚴(yán)重的世界性化石能源枯竭現(xiàn)象,因此,減少電能消耗對于解決能源問題的意義重大,而減少電能消耗、提高用電效率的根本措施就是利用現(xiàn)代化電力電子技術(shù)來對性能進(jìn)行優(yōu)化,從而提高效率、節(jié)約原材料。電力電子技術(shù)對世界的能源安全的作用非常重要。
3)在LED中的應(yīng)用
在現(xiàn)代的高科技產(chǎn)業(yè)中,光電子技術(shù)是在IT之后的又一項新技術(shù)革命,它的主要內(nèi)容之一是利用半導(dǎo)體技術(shù)制造出固體發(fā)光器件作為新的照明光源,漸漸取代傳統(tǒng)的白熾燈光源;它的重要標(biāo)志是半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LightEmittingDiode),簡稱LED的出現(xiàn)。由LED衍生出的半導(dǎo)體光電子技術(shù)是如今發(fā)展最迅速、突破最多、創(chuàng)新最活躍的技術(shù)領(lǐng)域,并因此帶來了光源革命。LED具有壽命長、耐展、溫升低、光利用率高、低電壓、顯色性好和節(jié)電等優(yōu)點。
4)電力電子技術(shù)在電機的調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用
過去在電機調(diào)速技術(shù)上的應(yīng)用僅僅限于對直流電機的調(diào)速和控制,與之相匹配的是晶閘管可控整流。因為全控器件的出現(xiàn)和發(fā)展,促進(jìn)了交流電機的變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展。交流電機—采用變頻調(diào)速的異步機或同步機,可以帶來的節(jié)能效益十分巨大。減小閥轉(zhuǎn)角度小,雖然流量減小了,但是提升了流體經(jīng)過閥門的阻力,所以功率消耗的變化非常小。結(jié)果導(dǎo)致在風(fēng)量或水流比較小的時候,出現(xiàn)浪費電能的現(xiàn)象。也可以采用電磁轉(zhuǎn)差離合器或液壓離合器來改變輸出軸的轉(zhuǎn)速,電機轉(zhuǎn)速保持不變,事實上是以離合器消耗功率來降低轉(zhuǎn)速。
5)在工業(yè)節(jié)能的應(yīng)用
我國的電力電子行業(yè)已有五十多年的發(fā)展歷史,1957年美國研發(fā)出了晶閘管,五年后我國就研制出了自己的晶閘管,并且將其節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)制造、電力系統(tǒng)、交通運輸、電子裝置等各個領(lǐng)域,包含一大批軋機、無軌電車、電焊機、電鍍和電解電源以及水泵和風(fēng)機等機電設(shè)備,由于他們在改造是都引入了現(xiàn)代電力電子技術(shù),在很大程度上增加了效率。電力電子技術(shù)開始應(yīng)用到日常生活的每個領(lǐng)域:上下樓用的交流調(diào)速電梯;室內(nèi)用的變頻調(diào)速空調(diào);上班乘坐的交流調(diào)速地鐵;計算機用的開關(guān)電源和UPS;照明用的高頻振蕩熒光燈;家用電炊具中的電磁爐等。上述新型設(shè)備都具有高效率、低能耗。
6)電力電子技術(shù)在熱加工的應(yīng)用
此處的熱加工指的是鑄造、鍛造等熱處理的內(nèi)容。因為這些工種都通過加熱爐來完成作業(yè),因此能耗非常高。但是隨著科學(xué)及電子技術(shù)的快速發(fā)展,電子技術(shù)也可以應(yīng)用在該領(lǐng)域中達(dá)到節(jié)能效果。
3總結(jié)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,教材融入信息技術(shù)也是必然的趨勢。電子教材以其強大的優(yōu)勢得到了廣泛的開發(fā)和應(yīng)用,其目的在于提供豐富的教與學(xué)的資源,構(gòu)建一種網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)環(huán)境,最大限度地發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢。小學(xué)語文電子教材的種類繁多,資源豐富,形式多樣,但是面對眾多資源豐富的電子教材內(nèi)容,使教師和學(xué)生能在眾多電子教材中找到適合自己的資源,提高教師的教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率必須有相應(yīng)的教育理論做支持和指導(dǎo),進(jìn)行合理的教學(xué)設(shè)計,使教與學(xué)達(dá)到最優(yōu)化。
美國心理學(xué)家霍華德?加德納于1983年提出多元智能理論,對教學(xué)設(shè)計和教學(xué)資源的開發(fā)起到了深遠(yuǎn)的影響。他認(rèn)為:“智力是使個體能夠解決問題或產(chǎn)生符合特定文化背景要求的成果的一個或一組能力。”他認(rèn)為人類思維和認(rèn)識世界的方式是多元化的。加德納認(rèn)為人的智力應(yīng)該是一個量度他的解題能力的指標(biāo),他在《心智的架構(gòu)》一書中將人類的智能分為八個范疇:語言智能;邏輯數(shù)學(xué)智能;空間智能;肢體運作智能;音樂智能;人際智能;內(nèi)省智能以及自然探索智能。加德納教授在將多元智能理論應(yīng)用于教育實踐的過程中,提出了“讓每個兒童在自己強項的基礎(chǔ)上發(fā)展”的教育理念。
二、基于多元智能理論的古詩詞專題網(wǎng)站設(shè)計思想
本文以小學(xué)古詩詞專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站為例,應(yīng)用多元智能理論來指導(dǎo)小學(xué)語文電子教材的開發(fā),闡述在具體學(xué)習(xí)和應(yīng)用中設(shè)計一個多元的學(xué)習(xí)平臺,利用每個學(xué)生的強項智能進(jìn)行高效學(xué)習(xí),同時使教師的教學(xué)方式和評價標(biāo)準(zhǔn)有所改變。具體設(shè)計思想如下:
(一)在內(nèi)容設(shè)計上力求能充分體現(xiàn)多元智能的思想
每個模塊下的學(xué)習(xí)內(nèi)容基本相同但卻分別體現(xiàn)了不同的智能范疇,體現(xiàn)不同智能下的學(xué)習(xí)資源特色,進(jìn)而充分發(fā)揮學(xué)生的自主性,學(xué)生可以選擇擅長的智能板塊進(jìn)行學(xué)習(xí),提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性,從而提高學(xué)習(xí)效率,認(rèn)識并加強自己的優(yōu)勢智能。同時,學(xué)生也可以發(fā)現(xiàn)自己的弱勢智能,并通過對相應(yīng)板塊學(xué)習(xí)來進(jìn)行練習(xí)。教師從中也能更全面地了解學(xué)生的優(yōu)勢,并將其優(yōu)勢智能應(yīng)用到教學(xué)中,提高教學(xué)質(zhì)量。
(二)以多媒體計算機及網(wǎng)絡(luò)為核心的信息技術(shù)來營造多元智能環(huán)境
每個學(xué)生都有潛能,只有為他們提供多元化的學(xué)習(xí)環(huán)境,他們的多元智能才有可能被激發(fā)出來,獲得發(fā)展并更合理地應(yīng)用到今后的學(xué)習(xí)中。多媒體技術(shù)與多元智能理論相結(jié)合為發(fā)展學(xué)生多元智能營造了智能環(huán)境。視頻、音頻、動畫、圖像、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等打破了傳統(tǒng)教學(xué)中過多地關(guān)注語言智能和邏輯數(shù)學(xué)智能兩方面的智能而忽略其他智能的開發(fā)和利用這一局限。對今后教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計和教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變指明了方向。
(三)采用分層教學(xué)的思想
根據(jù)一、二、三年級與四、五、六年級學(xué)生的生理與心理特征存在的差異性,設(shè)計兩個不同界面,前三個年級的學(xué)生年齡比較小,注意力不夠集中,對文字掌握有限,所以,學(xué)習(xí)內(nèi)容主要以生動活潑的圖片、Flas、音視頻等形式呈現(xiàn),界面活潑簡單,旨在吸引學(xué)生的注意力,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。后三個年級的學(xué)生有一定的自主選擇能力,文字掌握比較全面,所以,呈現(xiàn)方式圖、文、聲、像并存,界面清新大方,另加了交流板塊,盡力提供更多的自由空間,學(xué)生可以通過各種方式呈現(xiàn)的學(xué)習(xí)模塊進(jìn)行學(xué)習(xí),選擇度更大,學(xué)生還可以在交流模塊中暢所欲言,分享自己的學(xué)習(xí)心得和探討學(xué)習(xí)中遇到的問題并一起尋找解決辦法,培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)合作的能力和自主探究能力。
(四)評價方式多元化
根據(jù)網(wǎng)站設(shè)計的板塊內(nèi)容,學(xué)生在每個相應(yīng)的學(xué)習(xí)板塊下學(xué)習(xí),進(jìn)而形成了相應(yīng)的形成性評價,使每個板塊有所側(cè)重評價,達(dá)到評價方式的多元化呈現(xiàn)。教師可根據(jù)學(xué)生在相應(yīng)板塊的學(xué)習(xí)進(jìn)行有針對性的評價,充分把握每個學(xué)生的優(yōu)勢特點,對學(xué)生有更全面的了解,進(jìn)而達(dá)到因材施教,改變傳統(tǒng)的教學(xué)中單一的評價方式。學(xué)生在不同的評價方式下,反思自己的智能差異,最大限度地利用自己的優(yōu)勢智能來促進(jìn)學(xué)習(xí),提高學(xué)習(xí)效率。
三、基于多元智能理論的古詩詞專題網(wǎng)站開發(fā)過程
(一)古詩詞專題網(wǎng)站開發(fā)整體流程
根據(jù)前期對學(xué)生心理和生理特征的分析,設(shè)計調(diào)查問卷并在試點學(xué)校對各年級學(xué)生發(fā)放調(diào)查問卷,收回并整理統(tǒng)計數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)60%的學(xué)生能主動學(xué)習(xí)古詩詞,但是學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)古詩詞的形式還比較單一,所以,利用合理的理論來指導(dǎo)電子教材的開發(fā)有一定的需求性和可行性。具體專題網(wǎng)站開發(fā)流程如圖1:
(二)專題網(wǎng)站主要板塊內(nèi)容設(shè)計
本網(wǎng)站采用分層教學(xué)的思想,根據(jù)學(xué)生年齡階段存在的認(rèn)知差異設(shè)計兩個不同風(fēng)格的界面,一、二、三年級一個界面,內(nèi)容呈現(xiàn)方式以生動活潑為主;四、五、六年級一個界面。內(nèi)容呈現(xiàn)方式圖文并茂,另外加了交流板塊。具體板塊內(nèi)容設(shè)計如下:
1.快樂學(xué)堂
主要圍繞言語智能的特點設(shè)計內(nèi)容。以lebook電子書的形式系統(tǒng)呈現(xiàn)每首古詩詞內(nèi)容(包括作者簡介、古詩背景、詞句解讀、古詩朗誦、課外拓展、課后思考等內(nèi)容)。用Iebook軟件制作并呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容,其中的詞句解讀、古詩朗誦等內(nèi)容能有效地鍛煉并檢驗學(xué)生的聽說讀寫能力。
2.詩詞影院
主要圍繞視覺空間智能的特點設(shè)計內(nèi)容。以視頻畫面加詩朗誦的形式呈現(xiàn)每首古詩詞內(nèi)容,旨在營造古詩意境,使學(xué)生在詩境中能更加深刻地理解作者的寫作意圖,深刻領(lǐng)悟作者所要表達(dá)的感情和思想,真正達(dá)到詩中有畫、畫中有詩的效果。能很好地鍛煉和檢驗學(xué)生對色彩、形式、空間等方面的感悟能力。
3.音樂天地
主要圍繞音樂智能的特點采設(shè)計內(nèi)容。以音頻形式將每首古詩詞改編成歌曲并配有樂譜呈現(xiàn)詩詞內(nèi)容,學(xué)生可以把每首詩唱在口頭,加深記憶,感受古詩意境,還可以按照樂譜來演奏詩歌。能很好地感知音調(diào)、旋律、節(jié)奏和音色,在發(fā)展有音樂特長學(xué)生的同時,又提高了學(xué)習(xí)效率。
4.書畫展館
主要圍繞肢體運作智能的特點來設(shè)計內(nèi)容。以書法繪畫的形式學(xué)習(xí)古詩詞,學(xué)生通過對古詩的理解將古詩詞以書寫、繪畫的形式默寫描繪出來,并將每個學(xué)生的作品展現(xiàn)出來,同學(xué)之間可以相互欣賞和點評。吸取其長處并提出改進(jìn)的建議,增進(jìn)學(xué)生之間的交流。在提高學(xué)生空間想象能力的同時又鍛煉了學(xué)生肢體協(xié)調(diào)能力。
5.智慧樂園
主要圍繞自然探索和內(nèi)省智能的特點來設(shè)計內(nèi)容。以詩詞游戲的形式加深理解古詩詞并檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,反省在學(xué)習(xí)中的收獲和心得體會。游戲形式有文字類、歌曲音頻類、視頻類、繪畫類等。教師可以通過學(xué)生在不同形式游戲中的表現(xiàn)發(fā)現(xiàn)每個學(xué)生的智能強項,為今后的因材施教做鋪墊。
6.暢所欲言
在較高年級中增加了“暢所欲言”交流板塊,主要圍繞人際智能的特點設(shè)計。在交流板塊中學(xué)生可以將學(xué)習(xí)中遇到的問題和疑惑留言,其他學(xué)生或老師可以解答。學(xué)生還可以將學(xué)習(xí)心得和學(xué)習(xí)方法寫在留言板上,學(xué)生之間可以相互借鑒學(xué)習(xí),共同進(jìn)步。通過師生、生生之間的交流溝通,在共同學(xué)習(xí)進(jìn)步的同時還增進(jìn)了師生、生生之間的友誼及團結(jié)合作意識。
四、總結(jié)
在教學(xué)之余,我也思考著教學(xué)與科研,嘗試撰寫教學(xué)論文。由本人撰寫的論文《怎樣說好一節(jié)物理課》榮獲溧陽市職教論文二等獎。經(jīng)過仔細(xì)修改后,論文《怎樣說好一節(jié)物理課》又榮獲2002年常州市職教論文一等獎,之后本人陸續(xù)撰寫了師德交流論文《紅專并進(jìn)、為人師表》和《淺談以問題為中心的教學(xué)創(chuàng)新模式》等校級交流論文。
在班主任工作方面,向有經(jīng)驗的老班主任學(xué)習(xí),研究班主任工作方法,陸續(xù)擔(dān)任0201班見習(xí)班主任和0116班見習(xí)班主任,兩個班級都被評為校文明班級。在2002年度本人被學(xué)校評為優(yōu)秀見習(xí)班主任。從2004年9月至今,本人擔(dān)任0419電子商務(wù)專業(yè)綜職班班主任,在2004學(xué)年上半學(xué)期,班級被評為“保護(hù)財產(chǎn)先進(jìn)集體”“值周工作先進(jìn)班級”在首屆校運會上,班級榮獲“精神文明風(fēng)尚獎”通過學(xué)習(xí)本人基本上已經(jīng)掌握了先進(jìn)的教學(xué)手段和多媒體制作技術(shù),能夠靈活的運用Flash、PPT和Authorware制作教學(xué)課件以及網(wǎng)頁制作技術(shù)。由本人制作的課件《牛頓第一運動定律》榮獲校課件評比三等獎。由本人設(shè)計的網(wǎng)站《走進(jìn)電子商務(wù)》在2004年溧陽市專題學(xué)習(xí)網(wǎng)頁評比中榮獲三等獎。在2005年3月開通個人主頁《教學(xué)與課件資源交流》(校主頁七色彩虹教師空間曲長利個人主頁)作為一個與教師和學(xué)生交流的平臺。
本人積極參加各種繼續(xù)教育培訓(xùn),在2004年9月本人參加了信息技術(shù)與課程整合培訓(xùn),被選為溧陽市信息技術(shù)與課程整合骨干培訓(xùn)教師。
在畢業(yè)班教學(xué)中,所帶畢業(yè)班0116班和0201班一次性通過了高中物理實驗會考和理科綜合考試。所帶0217班一次性通過省單招技能考核。
為深化貫徹《國務(wù)院關(guān)于增強職業(yè)培訓(xùn)促進(jìn)就業(yè)的定見》精力,進(jìn)一步進(jìn)步技工院校教育質(zhì)量,推進(jìn)全市技工教育教育研討任務(wù),依據(jù)人社部中國就業(yè)培訓(xùn)技能指點中間2011(151號)告訴精力,市人力資本和社會保證局職業(yè)教研與職業(yè)技藝判定指點中間將持續(xù)組織展開2012年全市技工教育教育研討效果評選運動?,F(xiàn)將相關(guān)事項告訴如下:
一、教研效果評選類別和主題
(一)本年教研效果評選類別為論文、課題、教案、課件四大類。
(二)論文、課題的選題要環(huán)繞國度對技藝人才培育的總體要求,著眼于深化技工教育教育變革和開展,主題為校企協(xié)作培育技藝人才、一體化課程教育變革、高技藝人才培育、新教法研討、學(xué)生心思安康和班主任任務(wù)研討等。選題要力圖切近技工教育理論研討、切近教育教育變革理論、切近教研效果轉(zhuǎn)化運用。
教案和課件的選題要以技工院校教育綱要和教材為根據(jù),以教育單位為全體,表現(xiàn)教育設(shè)計、學(xué)法剖析、教育進(jìn)程設(shè)計等方面的立異,力圖系統(tǒng)、精要、詳細(xì)、適用、并富有啟示性。
二、參評作品要求
(一)教案和課件類一致分為公共課和專業(yè)課兩組。公共課為A組,專業(yè)課為B組。專業(yè)課含:機加工、電工電子、核算機與信息技能、烹調(diào)與賓館效勞、服裝紡織、汽修汽駕、家電維修、修建、營銷、文秘、商務(wù)與商業(yè)、美容美發(fā)、其它類。
(二)論文、教案、課件類作品,每篇簽名作者不得超越2人。超越2人者,只以第一作者、第二作者為準(zhǔn)(按提交作品簽名挨次);課題類作品,每個課題只限上報第一、第二作者或以課題組名義上報。論文作品普通不超越3000字。
(三)為包管評選運動的威望性和嚴(yán)厲性,參評作品須為自己原創(chuàng),參選作品中如援用別人作品、研討效果和內(nèi)容須注明,嚴(yán)禁剽竊、抄襲別人效果。凡已獲省級以上或其他全國性獎項的,不再參與本次評選運動。
(四)參評作品由作者地點院校一致提交電子稿件。投稿郵箱:,或?qū)㈦娮痈寮苯訄笏褪薪萄惺?,各院校在提交作品時,還上報作品計算表(見附件)。作品以附件方式提交,附件稱號為“類型:標(biāo)題”,例;論文:關(guān)于機電專業(yè)一體化教育的研討與考慮;例:教案A:函數(shù)的單調(diào)性。
三、評獎
市教研室延聘專家對參評作品進(jìn)行評獎,評出一二三等獎并頒布證書。獲一等獎作品引薦參與省級初評。