发布时间:2023-07-10 16:28:43
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的积极分子自述样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
数字化设计制造技术中包含三维建模、优化设计、知识设计、虚拟设计与制造、装备分析多媒体技术等多项先进科学信息技术,主要内容有7种。
1.1CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM
其中,CAD/CAE/CAPP/CAM是数字化设计与制造技术的核心,是开发产品重要工具。PDM技术集成是产品数据共享,提供集成应用平台,进一步去实现CAD/CAPP/CAM/CAE系统过程。
1.2异地和协同设计
在特定的网络环境中进行产品建模与定义、产品设计与分析等,提供异地多人进行协同设计研发产品的工具。
1.3基于知识的设计
它是产品创新开发的重要工具,也就是把产品开发所用到的工具、知识和资源融入到CAD系统中。
1.4概念设计和工业设计
它的概念是设计目标为了获得产品的基本形状。从广义来讲,是产品的设计从需求到详细的设计过程,如布局设计、形状设计或功能设计等。概念设计和工业设计需要计算机的辅助,以知识为中心,完美地实现形态和人性方面的设计,将设计人员的创新能力和审美能力与计算机分析能力相结合,从而创新产品。
1.5虚拟设计、制造
在计算机的支持下,通过虚拟现实技术来建模产品,调节群组的工作,来模拟产品的性能、功能等方面存在的不足,来进一步改进产品的全过程。
1.6绿色设计
它体现了环保设计,包括资源优化利用、资源回收和再利用,以及防止、降低污染和处理污染等很多环节的设计,是实现制造绿色产品,促进社会可持续发展的重要手段。
1.7并行设计
它能提高新产品的开发成功率,用并行设计模式替代传统研发产品的模式,使产品开发的早期就能发现以后产品的需求和问题。所以,数字化设计与制造技术应该得到广泛的应用,数字化设计与制造技术已在农机企业开发产品、降低成本、提高产品的利用率和设计效率等方面起了很大作用,是进而保持企业的竞争优势、提高企业间的协作能力和增强创新产品研发能力等方面的重要技术。
2农机设计中运用智能CAD技术
2.1智能CAD(ICAD)技术的应用
传统的CAD技术在工作中很难处理符号推理,又因为工作符号推理在农业机械设计中有着非常重要的地位,所以要发展ICAD技术。ICAD是CAD与智能体的有机集成,从而支持设计的系统。它研究ICAD结构与知识利用、ICAD结构与建模方法、ICAD结构与设计知识的表示。农业机械设计运用ICAD技术,能很好地解决3个问题:①信息利用率低;②企业重复性设计;③产品研发周期长。从而可提高企业经济效益,使新型的农机成本下降,给农民更多的实惠。
2.2农业机械设计的特点
现在我国大部分农机企业还是采用传统设计,现代设计利用率远落后于其他行业。运用传统的设计有很多缺点,如信息利用率低,导致的机械型号杂、质量差,直接使企业效益降低。农机设计的特点:①结构复杂程度小,功能结构稳定;②结构类型多、型号多;③农机试验受季节性影响大,研发时间长。采用ICAD技术能有效解决这些问题。
2.3基于装配模型和参数设计的智能设计框架
应用智能设计框架技术能增强农业机械设计水平,提高农机产品设计效率,是有效解决ICAD技术存在某些缺陷的一种方法。智能设计框架的内容:①实例推理技术的基石是装配模型。②变型设计与概念建模有密切联系。③智能设计系统的核心是实例推理技术。
3运用数字化制造技术开发高科技农业机械
数字计算机与控制加工机床相结合,就是数字控制机床,它的水平成为制造能力的标志。在国外,数字化制造技术成为提高产品竞争力的有效工具,国外大企业已经全部应用数字化设计。我国发展数字化制造技术还处于起步阶段,但是卓有成效,如采用数控技术、虚拟技术来制造虚拟样机的农业机械产品。我国农业机械支柱企业采用了CAD/CAM技术,使得农业机械自动化水平有了很大的提高。
3.1虚拟样机的农业机械装备
用三维CAD技术设计农业机械产品虚拟样机的步骤是:①应用三维CAD技术建立模型。参数设计和变型设计等技术建立三维CAD模型,机械的所有部件都需要它来模式化;②创立二维工程图;③运用各种分析原理与三维装配体相结合;④用三维CAD模型去构成PDM结构体系;⑤遵循虚拟样机的规律去制作三维CAD产品,并建立开发体系;⑥三维虚拟样机的监测,并在特定环境试验。当这6个步骤完成以后,新的农业机械产品的虚拟样机就设计完成了。
3.2农业机械产品的设计需要数字化样机
农机产品的设计过程主要分3期:①初期。用三维CAD技术来作为平台,建立它以二维工程图相互转化的、全参数化的、为PDM管理提供数据的三维实体模型,用于碰撞检查和物理数据等信息;②中期。构建三维模型产品分析,了解机械运动协调关系及力学性能等,实现虚拟模拟加工,来检验产品的可靠性,指正它们的缺点,并用PDM系统实现开发管理,实现产品虚拟开发和自动化管理;③远期。通过虚拟样机实现各个制造产品的全过程,来了解制作过程、产品性能、内部结构和外观等情况。利用计算机的数字化技术,发挥好三维CAD模型,显示产品的配置功能的效果,确定用户的需求及供货商的各个零件的电子数据,在现实中组装农业机械产品,并验证产品的合格性。
4结束语
关键词:数字图像处理;图像分割;边缘检测;区域增长;自动种子点
中国分类号:TP391.4文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)36-10269-03
Image Segmentation Based on Automatic Multiple Seeds
YANG Fan1, FAN Jin-hui2
(1.Liaoning Finance Vocational College, Shenyang 110122, China; 2.Shenyang Orient Titanium Co.ltd, Shenyang 110016, China)
Abstract: Through the methods of self-adapting histogram threshold, edge detection and region growing according to the water regionalisms. Discussed the limitations of the three methods and provide a regional growing way of automatic multi-Seeds. The experimental results show that the method algorithm is simple and can effectively improve the quality of segmentation achieved the desired results.
Key words: image processing; image segmentation; edge extraction; regional growing; automatic seeds
图像分割是进行图像识别和理解的基础,也是计算机视觉研究中的核心问题和经典难题之一,一直以来得到普遍关注与研究。在水面目标检测中。图像中水面区域分割的是一个重要环节。图像中水面区域有一定的相似性,而图像中非目标的固定物体及图像构成复杂,分割较为困难。图像分割的目的是要把图像分成各具特性的区域,并提取出感兴趣目标的过程,分割的结果与图像的复杂程度和尺度有关。尽管如今分割方法多种多样,但是没有任何一种图像分割方法能适用于所有图像。由于各种算法对图像的处理都带有一定的针对性和局限性,如何选择适用于当前图像特点的有效算法,是我们要解决的问题。
1 常用图像分割算法分析
直方图阈值法、边缘检测分割和区域生长的方法是常用的图像分割方法,这里对上述三种方法进行了实验分析。
1.1 自适应直方图分割法
HSI(色调、饱和度、强度)颜色空间符合人类视觉系统观察颜色的方式,能更方便地描述和控制彩色信息,另外还具有平移不变性和缩放不变性等特征。在HSI空间中,I分量与彩色信息无关,而H和S一起则描述了图像的色彩信息,与人感受颜色的方式是紧密相连的。通过对水面目标图像的实验发现在大部分情况下H和S分量受波浪的影响较小,可以和I分量形成很好的互补。
通过实验分析,图像中具有高亮特征的部分属于水面的可能性远大于不具备该特征的部分,图像中饱和度小的部分属于水面的可能性远大于不具备该特征的部分。基于上述假设,这里分别选取图像的亮度和饱和度作为特征,采取自适应直方图阈值方法分割图像,具体步骤为:
1)选择一个初时估计值T(一般为该特征的平均值)
2)使用T分割图像,产生两组像素:G1、G2
3)计算G1中像素特征的平均值并赋值给μ1,计算G2中像素特征的平均值并赋值给μ2
4)计算一个新的阈值T:
5)重复步骤24,一直到两次连续的T之间的差收敛于一个可接受范围。
该方法算法简单,复杂度低。实验发现,在多数水面区域变化不大的图像中,该方法适用,能够有效分割区域与水面区域。但是,并不是所有的待分割图像都符合直方图双峰性,在水面区域明暗变换较大,区域复杂的图像中,直方图阈值的方法不能很好的将区域分割,会造成误检或漏检;分割区域没有考虑连通性和边界特性,不符合人眼理解图像的标准。
1.2 基于边缘检测的区域分割
图像中,水面区域与其他区域形成了很明显的边缘特征。这也是人眼区分这两类区域的最主要特征。准确的检测出区域与水面区域的边缘,就能够实现对这两类区域的准确分割。
试验中在多数图像中可以有效的抑制水面区域的波浪噪声,并很好的保留了区域与水面区域的边界,达到了很好的检测效果。但是在水面较为模糊,波浪噪声较大的境况下,区域与水面的边缘不明显,检测结果不理想,此外应用canny算子的阈值选择上也是一个难点。
1.3 基于区域生长方法的区域分割
图像中,其水面区域存在着很强的连通性。根据这一特性,可选用区域生长的方法,将水面区域提取出来。
区域生长(Region Growing)是一种已受到人工智能领域中的计算机视觉界十分关注的图像分割方法。区域生长法的基本思想是将具有相似性质的像素合起来构成区域,具体做法是选给定图像中要分割的目标物体内的一个被称为“生长点”的地方开始,搜索其邻域,不断将其周围的像素点或子区以一定的判断规则加入其中,达到最终将代表该物体的所有像素点结合成一个区域的目的。该方法的关键是要选择合适的生长或相似准则。这个过程是一个迭代的过程。
考虑图像的连通域(或邻域)有两种方式,四连通域和八连通域如图1,图2。在分割判断时也相应的有两种判断方式。
实验发现区域生长的分割结果最符合人眼的判断标准,在区域像较强的水面检测中,分割效果较好。但是,区域生长的种子点选择是个难点,使用传统区域生长的检测方法时,选取的是(0.5X,0.9Y)这个根据先验知识判定的一幅水面图像中最有可能是水面区域的点,实际上仍属于手工选取种子点。此外有时会因为水面区域过不是一个连通区域时,有时会因为水面区域不连通出现漏检。
2 基于自动多种子点区域生长的分割方法
上述3种经典区域方法对水面区域进行分割都存在着一定得局限性,通过分析上述3种算法,结合水面区域的特点,这里给出了一种基于自动多种子点的区域生长算法。水面图像中各个区域在亮度、饱和度、纹理等特征上的差异。
2.1 种子点选取
种子点的选取对区域生长的结果至关重要,上述传统的经典算法中,种子点需要人工干预设定。大量实验表明,有些区域总能被正确检测,有些区域则使用不同的方法得到不同的检测结果。基于这样一种假设,本文把图像分为四个小区域如图3:R1,R2,R3,R4。其中定义R1为强目标区域,R2为弱目标区域,R3为弱非目标区域,R4为强非目标区域。
理想的分割应该是把图像分为M、N两个区域其中:
而实际境况中R2 R3区域有可能被分割到M和N中任意一个区域中,因此造成了误检和漏检。而每一种分割方法,或者基于每一种合理的特征进行分割检测出的水面区域M1…Mn 都包含强水面区域R4。从而有:
R4=M1∩M2∩...∩Mn
这样就得到了强水面区域R4,这里R4可以是单一连通区域也可以是多个不连通的区域,从中R4的每个不连通区域选取种子点,这样就解决了传统经典区域生长中对水面呈不连通多个区域时出现漏检和Seed点选择需人工参与的局限性。
根据水面区域的特点,这里选取了亮度、饱和度、纹理相似性3个特征,采用简单的阈值分割方法,分别提取水面区域,然后从中选取共同区域作为强水面区域R4。因为此处分割目的是要找出一定是目标区域的部分,而不是准确分割出目标区域,所以选取简单快速的算法。由于纹理相似度判定的代价较高,所以首先进行亮度分割和饱和度分割中分别选取灰度平均值和饱和度平均值作为阈值。然后对两种分割结果的交集作纹理相似度检测。这里应用一种简单的纹理检测方法,选取8×8的正方形窗口在检测区域内滑动,计算检测区域的纹理相似度,计算方法定义如下:
其中x为窗口内灰度平均值
通过实验水面区域的相似度一般在70左右,而区域则为100或者更高。
基于自动多种子点区域生长的分割方法可分为如下步骤:
1)输入图像转换到HSI色彩空间;
2)根据I分量进行亮度阈值分割得到M1;
3)根据S分量进行饱和度分割得到M2;
4)合并M1、M2;
5)得到结果进行纹理相似度判别生成R4(强水面区域);
6)在R4的每个非连通区域内选取种子点Seed1…Seedn进行区域生长。
3 实验结果及分析
图5(a) (c)(e)为输入图像,图5(b)(d)(f)分别为直方图阈值、边界检测、区域增长的方法进行的分割。图(g)(h)为基于自动多种子点区域生长的分割方法。实验表明,该方法继承了传统区域分割方法符合人眼判别标准的优势,有效地解决了种子点选择与非连通区域漏检的局限性,达到了预期效果。
参考文献:
[1] 彭启民,贾云得.一种形态学彩色图像多尺度分割算法[J].中国图象图形学报,2006,11(5):635-639.
【关键词】数字电子技术;数字信号;数字电路
引言
自然界中有各种变化的物理量,经过研究发现其中的变化规律总结起来就是两类。其中一种是时间和数值的连续变化,比如收音机和电视机接收的信号,在正常情况下这些信号都是连续变化的,一般不会出现急剧的变化。这种被称之为模拟量物理量,模拟量的信号就是模拟信号,语音信号和模拟信号等同于正弦波信号,传送模拟信号的电路叫做模拟电路。
1.数字信号和数字电路的概念
一种是在时间和数值上的断续变化,这就是说数字信号的变化是不连续的,就好比工厂库房的元器件数量或者站在操场上的人,它们的数量增减变化都是1的整倍数,因为小于1是没有物理意义的。这种物理量就是数字量,代表数字量的信号就是数字信号,最典型的数字信号就是方波信号。数字信号也被称为脉冲信号或者离散信号,常规意义上的数字信号就是电位型和脉冲型这两种,它在两个稳定的状态之间作跳跃式变化,可以利用电位型表示法中的1和0表示电位信号,而脉冲型表示法就是用数字1和0表示是否存在脉冲[1]。产生、传送和存储数字信号的电路称之为数字电路,数字电路包括数字电路和脉冲电路两大类,而脉冲电路主要是研究脉冲信号的产生和变换。从某种意义上来说,数字信号也是属于电信号,但是这种信号的电压只有两种跳动变化,就是高电压和低电压,至于两种电压的具体数值要依据电路规定,高电压一般是和供电电压相等,低电压就表示0.如果一个电路的信号满足这些特征就是数字电路。
2.数字电路的类型和特点
2.1数字电路的类别
(1)根据结构可分为立元件电路和集成电路,用导线把每个基本元器件(电阻、二极管和场效应管等)连接起来的电路就是分立元电路,把每个元器件的连线制作在一块基片上再封装提供给用户。用户使用时通过外管脚利用电路就是集成电路,集成电路爱在那后基本元器件的数量可以分成不同规模的集成电路,每一块电路大约包含100个以内的元器件就是小规模的集成电路,比如集成触发器或者逻辑门电路等;每一块电路包含100以上1000以下个元器件就是中规模的集成电路,比如计算机、寄存器和编码器等;每一块电路包含1000以上10000以下个元器件就是大规模集成电路,比如中央控制器、存储器和串联接口电路等;每一块电路包含10000个以上的元器件就是超大规模的集成电路,微处理器就是其中的典型[2]。(2)根据半导体器件构成可分为单极电路和双极电路,内部有二极管和三极管的器件就是双极半导体器件。双极集成电路的基本器件是双极性管,比如TTL电路和ECL电路;同理,单极性集成电路的基本器件就是单极性管,比如PMOS电路和CMOS电路。(3)根据记忆功能电路课分为组合逻辑电路和时序逻辑电路,时序逻辑电路的输出不仅仅是由当前的电路输入决定的,还与电路之前的状态有关,比如计算器和触发器等等,这些集成电路都是时序电路,它们拥有过去的输入记忆[3]。组合逻辑电路则与电路过去的状态没有关系,譬如编码器、译码器和数据选择器等器件都没有过去的输入记忆。如下图就是数字电路的实际运用案例。
2.2数字电路的特点
与模拟电路相比,数字电路主要有这些优点:(1)数字电路不仅可以进行加减乘除的运算,还可以完成是与非的逻辑运算,这是控制系统必不可少的条件,所以数字电路还有另一个称呼——数字逻辑电路;(2)不论是数字运算还是逻辑运算,数字电路的代码只有0和1这两种,电路的基本单元也比较简单,这样在批量生产电路的时候就会方便很多。随着工艺和技术的飞速发展,批量生产的成本也会更低,更容易操作;(3)数字电路只有高低两种电平信号,所以半导体数字电路一般只有导通和截止这两种状态,而且功能消耗量低,抗干扰性强,稳定性和可靠性都比较高;(4)数字电路可以对数字信号进行加密处理,这样在传输信号时就不会出现被盗取的情况,从而造成经济损失;(5)数字集成电路组成的数字电路系统具有通用型的特点,也就是说数字电路的应用范围非常广,可以运用于多个领域和行业[4]。
3.结语
随着数字技术的不断发展,我国的数字电路在各个领域都得到了应用。在数字信号中通常是采用数字1和0来表示电平信号和脉冲信号,按照数字电路结构可以分为分立电路和集成电路,按照半导体器件可分为单极性电路和双极性电路,按照记忆功能的不同可分为时序逻辑电路和组合逻辑电路。数字电路具有稳定性、可靠性和保密性等优点,因此可以进行批量成产。但是数字电路设计会受到数字信号的影响,从而降低整个系统的性能,因此对数字信号和数字电路进行分析非常重要,只有解决了这个问题,才能确保系统稳定地工作。
参考文献
[1]金鑫.数字电子技术中的数字信号和数字电路[J].现代工业经济和信息化,2015,5(15):55-56.
[2]吴婷婷.数字电子技术中的数字信号和数字电路[J].通讯世界,2015,5(23):55-56.
[3]杨长辉.数字电子技术与数字信号处理浅探[J].社会科学(引文版),2016,11(2):64-65.
关键词:职业教育 专业能力
中图分类号:TN0-4 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)12-0212-01
随着电子技术的发展,企业对于应用型人才的需求越来越大,针对这一现象,中职院校的应用电子技术专业学生能力的培养不容忽视。中职院校电子专业的学生,不像本科生那样对理论知识要求的那么系统,主要体现在动手能力一流。本文以收音机的装配过程为例,说明了电子专业能力的培养过程及实现专业能力的措施,并提出了自己的见解。
1、电子装配能力分析
中等职业学校电子装配专业学生应具备以下技能:读图技能、安装焊接技能、检测调试技能、编程技能等。
1.1 读图技能
识读电路图,是每个电子装配专业学生必备的基本功,要求学生掌握每个电子元器件的功能原理,能独立分析电路原理图病区能够检测、维护实际电子电路。所以识读能力直接影响学生应用实际电路的能力。因此,在实践教学中,采用项目式教学,把每一个电路看成是一个独立的项目。在组织教学过程中,要求学生把握整体电路的脉络和各功能电路的相互联系,分清信号流程、频率转换等。另外,还要熟悉电路原理图、印刷版图、实物元件三者之间的对应关系。
1.2 安装、焊接技能
安装、焊接技能是电子专业学生必备的基本技能,它要求学生熟练掌握手工焊接的技术要领,了解焊点的形成原理及形象焊点质量的各方面因素,了解焊接工程中使用的材料、方法及工艺参数。在焊接过程中国要注意保护特征标记,对管脚进行加工、浸锡以及合理固定元器件等。因此,在实习教学中专门安排了元件的安装和焊点的练习。
1.3 调试检测能力
一个电路安装焊接完成只是整个装配工作的一部分,电路能否安全正确工作,还要通过技术人员的进一步调试和检测。因此在实习中要重点强调检测调试的重要性。首先学生要能正确选用电子仪器仪表,掌握各种仪器仪表的使用方法和功能。再次要能正确使用仪器仪表,比如用万用表检测二极管、三极管、功放管的质量,能用示波器检测波形等。结合具体的电路参数进行电路的调试。在具体的实践教学中可以通过调试收音机电路来训练、提高学生的调试能力。
1.4 编程能力
在今天智能电器高速发展的时代,很多电器要用到计算机技术进行智能控制,这就要求电子专业的学生应该具备一定的编程能力。在电子专业方便主要是汇编语言和C语言的编程方法。当然在教学计划中能提前完成《微机控制》这门课程的学习,对电子专业中的编程能力的提高是很有帮助的。
当然,除了上述所说的这四种基本能力外,对于电子技术专业的高级人才来讲,还应该具备产品设计开发能力和文件资料索引能力,这里就不在赘述。
2、实现上述专业能力的具体措施
实现上述专业能力我认为应该从以下三个方面进行:
2.1 基础技能训练阶段
在电子技能训练的基础阶段,首先应该对学生进行一定时期的安全知识教育,一般是一周的教学时间。通过安全教育,让学生深刻意识到安全第一的重要性。其次是电子元器件的识别和检测,这是电子安装调试电路的基础。只有正确的识别元器件,并且能够正确使用电子仪表仪器检测元器件的质量,才能保证安装的电子电路的正确性。当然电子仪器仪表的使用也是电子技能训练的基础内容,一般要占用两周的教学时间。再次是掌握焊接的工艺,包括焊接材料的使用,焊接工具电烙铁的使用,焊点的把握等技术要求。通过这些基础训练,使学生不但具有生产一线要求的熟练技术,又具有良好的职业道德和职业素养。
2.2 模块化技能训练阶段
模块化训练就是针对某一课程或内容进行的专题实训,目的是提高学生的实践动手能力,使学生掌握一些专项技能,积累一些实际电路知识和工程技术知识。在我们的实习教学中,主要以模拟电路、数字电路、单片机电路等为主的电路,比如收音机电路、声控开关、555定时器等,对这些电路进行安装、检测和调试,通过这些电路来训练学生的基本技能,为后续的综合训练做准备。
2.3 综合实战阶段
综合实战训练是在基础训练和模块化训练结束以后,通过一个完整的电路或电器设备的安装、检测和调试的过程,提高学生综合运用知识的能力,并能胜任生产企业的工作要求。下面以收音机的装配、调试过程为例,说明电子装配专业能力的综合能力培养过程。
(1)读懂电路图,检查电器元件的数量,检测电器元件的质量。准备焊接工具、焊接材料等。
(2)在做好上述准备工作后,即可按印刷线路板图正式组装。为了便于安装,减少装配中的故障,教师引导学生采用从后往前分步装调的方法进行装配。先装配焊接功放级、扬声器、电池盒等,然后接通电源进行测试,给功放级输入1KHZ的正弦测试信号,如果装配焊接正确,则扬声器应发出“嘟嘟”声音,若没有,说明此级装配有故障,要进行检查,故障排除后,可装配下一级,即低放级。低放级装配完后,同样,用465KHZ的正弦信号进行测试,以此类推,一直装配到输入电路的天线。最后用465KHZ的正弦信号进行测试,若正常,扬声器应能发出较强的嘟嘟声。装配过程中每一级都要保证正常,才能进入下一级的按装。
(3)整机检测、调试。整机装配完成后,其检测、调试是一项很重要的工作,它对收音机能否正常工作起着关键作用。教师要给学生讲解调测的原理和方法,指导学生自己动手完成调测工作,原理和方法如下:1)调整中频频率,即调中周。将可变双联电容器全部旋入。再将信号发生器跳到发出465KHZ正弦测试信号。在有信号的情况下,调整中周,先调中周二,再调中周一,反复调试,直到扬声器发出嘟嘟的声音最大为止。2)调整频率范围,也叫对刻度。将信号发生器分别跳到频率地段535KHZ和频率高端1500KHZ的正弦测试信号。分别调整本级震荡,直到收音机扬声器分别发出嘟嘟的声音为止,使高、低端都与刻度盘相符合。3)统调,即调同步。分别在低端和高端各收到一个电台,调整天线线圈在碳棒位置上,同时,半可变电容器也可配合调整,分别使收音机收到广播电台,并且扬声器发出声音最大为止。
调试完毕后,用蜡滴将中周、线圈等位置封装,以防止调整好的位置再松动。此时调试完毕。
通过以上环节的学习训练,提高了学生的动手操作能力,使学生在毕业的时候能够独立完成生产任务,实现就业零磨合,受到用人单位的欢迎。
参考文献
分子生物学技术:可应用于遗传性疾病的研究和病原体的检测及肿瘤的病因学、发病学、诊断和治疗等方面的研究提高到了基因分子水平。
生物学定义:生物学是研究生命现象和生物活动规律的科学。据研究对象分为动物学、植物学、微生物学、古生物学等;依研究内容,分为分类学、解剖学、生理学、细胞学、分子生物学、遗传学、进化生物学、生态学等;从方法论分为实验生物学与系统生物学等体系。
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课程、教材的定位和建设
专业定位和培养目标
高职专业要紧密结合地方经济和产业布局,深圳市政府对汽车电子产业发展定位是使之成为深圳高新技术产业的支柱产业之一,建设汽车电子产业聚集基地,把深圳建成国内最大、国际知名的汽车电子生产、出口、交易基地。深圳比亚迪、长安、标致、雪铁龙等整车企业,航盛电子、赛格导航、凯立德、华强信息等一大批知名车载电子产品企业的发展是市场磨砺的结果,也是这一产业政策制定的依据和引导的方向。为服务于深圳及珠三角汽车电子产业的蓬勃发展,学院2004年成立了汽车电子技术专业,并致力于培养具有良好的综合素质,掌握现代汽车电子控制系统结构和原理,精通汽车电子产品检测与鉴定,了解汽车电子产品生产工艺和设备,具有扎实的电工电子实际操作能力,适应现代汽车电子维修、服务企业以及现代汽车电子产品生产、销售企业的第一线需要的高等应用型专业技术人才。为满足专业定位和培养目标要求,推进学院“产学研用立体推进”的办学模式,我们在学院汽车电子技术专业开设车载电子技术课程,同时进行课程和教材的改革和建设。
课程目标与定位
车载电子技术课程是汽车电子技术专业的专业必修课。属于专业主干课程,其设置目的在于适应车载电子技术的发展对学生知识结构与能力提出的要求,其功能是传授有关车载电子技术的概念、发展趋势以及最新理论和产品等知识点,通过培养学生对车载电子技术和产品的基本了解,使学生对专业知识有基本的认知,掌握基本的车载电子技术应用。本课程通过课堂教学和实验(实训)教学,提高学生的基本素质和综合职业能力。课程传授有关车载电子技术的基本概念、汽车音视频技术应用、车载导航系统及其应用、汽车信息无线网络技术与构建等相关知识,提高学生对有关汽车车载电子技术和产品发展趋势的认识,使学生具备车载电子技术的基本知识,建立车载电子和信息网络的概念,具备产品检查、测试和调试方法方面的能力。
课程特点及教材建设
纵观车载电子技术课程在学院发展历程,学院汽车运用专业最早开设的相关课程为汽车音响及改装,主要开展汽车音响系统原理、调试、改装等方面内容的教学。随着单一的汽车音响被视频装置代替,课程改为汽车音视技术,增加了汽车视频技术和多媒体制作与调试。近几年车载导航和无线信息网络在汽车上的应用越来越普遍,课程顺应技术发展变更为车载电子技术。这个过程不是简单的课程名称改变,而是从指导思想、教学内容、教学方法和实践形式上的逐步调整。车载电子技术并没有成熟的教材可供选择,必须自己动手编写。由于车载电子技术发展很快,课程和教材不宜将内容限定在具体车型所配备的车载电子设备,而是要重点介绍车载电子技术的基本原理和典型应用,因而本课程具有一定的难度,需要把握好高职教育理论知识讲述“必需、够用”这个原则,安排一定学时的实训(实验)教学单元。
学科、课程与教材的关系
高校课程设置和教师课堂设计都有较大的自,高职高专在这方面表现得尤为突出,这是由于高职高专课程体系比本科院校更需要把握市场脉搏,根据市场需求及时更新课程内容,改革教材和教学组织。因此,在教学过程中实时正确地处理学科发展、教材更新与课程组织是本课程教学研究的一个重要课题。从学科上讲,车载电子技术是汽车电子技术的一个重要分支,因此是专业主干课程;该门课程的教材则是对相关技术和应用的概括总结;而课程教学则是发挥任课教师和学生的能动性来共同完成相关知识传授和掌握的一个自然过程。以上三者之间在逻辑上一脉相承,在内容上相互促进。车载电子技术学科和车载电子产品是根本,而教材则是根据学科和产品特点对专业知识和教师课程教学经验的固化,教材编写一方面需要一定的积淀和相对稳定性,另一方面也要顺应技术发展作出修改甚至重写,课程实施或者说课堂教学则要以学科和教材作为材料,及时补充新知识或者进行局部修改,教材再版时要把这些新内容写进去。我们在车载电子技术课程的教学改革实践中很重视以上问题,适应学科发展,适时地把汽车音响课程改革为车载电子技术课程,并制定了新的教学大纲和教材。
教学安排及教学方法
课程单元和教学重点
根据行业发展现状和学科体系规律,我们把车载电子技术课程安排为5个教学单元,分别为基础知识、汽车音视技术、车载导航系统、无线网络技术和车载电子新技术,具体教学安排如下表所示。表中后3个单元都是课程改革后新增加的内容,中间3个单元则是课程教学的重点。
教学与考核的组织实施
本课程我们在实践中采用了“项目教学”的方法,并不严格区分理论和实操,在项目中穿插理论知识的教学。1.教学单元分类教学全过程分为5个教学单元,5个单元既相互独立,又有机结合。2.教学项目安排以上5个单元的核心是中间3个单元,我们所安排的5个项目就来自这3个单元,分别是“功放驱动多声道系统的设计实践”、“便携式车载电子收音机制作”、“GPS导航系统数据处理”、“车辆管理系统编程”、“车载无线网络系统搭建”。通过多媒体技术和实物现场演示相结合的方法传授车载电子概念和新技术、汽车音视频、车载导航系统以及汽车无线信息网络等基本概念,通过实训(实验)项目增强学生的动手能力,加深对车载电子技术理论知识的深入认识。这种项目教学内容与课程紧密结合的教学模式,使得学生学习的积极性、主动性和学习效果得到大幅度提高。3.考核评价方法本课程采用平时成绩与期末考核相结合的方式。教学过程项目完成情况、出勤及习惯养成占总成绩的70%,期末理论考核(笔试)占总成绩的30%。该评价方法有利于提高学生平时学习的积极性,避免产生应付考试的现象。
课程实践及改革的几点思考
认识高职师生特点对课程教学的影响
高职学生文化基础普遍不是很好,由于汽车电子专业除了要学习汽车专业平台课之外还要学习电工电子、计算机软硬件等方面的课程,因课程难度相对较大许多同学会出现畏难情绪。高职教师尤其是专任教师在教授高职课程时需要跨越两大障碍:首先本科院校和高职院校在人才培养方面的侧重点不同,教师们在受教育阶段形成的思维定势,导致其虽然具备较系统和扎实的学科知识,但却不善于将其形象地转化为应用型知识传授给高职学生;另外教师也面临知识结构更新的挑战,需要思考如何将理论知识与市场应用技术紧密结合起来。正因为如此,我们在车载电子技术的课程教学改革实践中探索出的方法是:让课程变得更生动有趣,师生共同参与让学生真正动起来,教师自己也逐渐适应高职课堂的特点。对于少部分基础好、动手能力强的学生则可以鼓励他们多学习电子通信技术、嵌入式系统、运动控制等方面的知识,并指导他们动手做一些小的创新制作。#p#分页标题#e#
应对实训条件不足推动课程改革的方法
由于汽车电子技术专业相对传统汽车专业较为年轻,可供借鉴的实践项目并不多,因此组织车载电子技术的课程教学尤其是实践教学有相当的难度。但是学科本身的发展要求我们在课程实践中必须顺应技术现状,推进相应的实践教学改革。我们采用的办法是立足现有条件,充分利用学院条件并争取开发新的实训(实验)项目。以前讲授汽车音响及改装时我们已经建设了多媒体功放实训系统,车载电子技术课可以对之稍加改动后沿用;便携式车载收音机则是顺应设备数字化而新开发的实训项目;GPS导航系统数据处理也是新开发的实验项目,可以把抽象数据形象显示出来,帮助学生更好理解车载导航系统的原理;车辆管理系统软件编写则精简改编自学院交通安全与智能控制专业的部分上机课程,该项目对于学生理解车辆管理系统效果非常好;车载无线网络系统是最新开发的实验平台,用于更好地理解相关车载信息网络理论知识。
【摘要】电子驻车系统(EPB:ElectricalParkingBrake)是指由电子控制方式实现停车制动的技术,把长期使用的传统型手驻车制动模式推进了一大步。本文全方面介绍EPB系统的基本理论,基本原理以及在开发工作中需要注意的事项。
【关键词】EPB电子驻车应用
1EPB与传统手制动相比的优点
1.1EPB系统可以在发动机熄火后自动施加驻车制动。驻车方便、可靠,可防止意外的释放(比如小孩、偷盗等)。
1.2不同驾驶员的力量大小有别,手驻车制动杆的驻车制动可能由此对制动力的实际作用不同。而对于EPB,制动力量是固定的,不会因人而异,出现偏差。
1.3可在紧急状态下组委行车制动用。
2EPB的功能
2.1基本功能:通过按钮实现传统手刹的静态驻车和静态释放功能。
2.2动态功能:行车时,若不踩踏板刹车,通过EPB按钮,一样也可以实现制动功能。
2.3“熄火控制”模式:当汽车拔钥匙熄火时,自动启用驻车制动,发动机不打火驻车不能解除。
2.4开车释放功能:当驾驶员开车时,踩油门,挂挡后自动解除驻车。
2.5启动约束:点火关闭,释放约束模式(保护儿童),不用操作制动踏板,即可释放约束模式。
2.6紧急释放功能:当电子驻车没电需要解除驻车时,可用专门的释放工具释放驻车。
3拉线式EPB的组成及各部件的作用
3.1拉线。拉线和传统的驻车系统中拉线所起的作用完全一样,就是把力从EPB总成传递到驻车制动器上实现驻车功能。拉线式EPB有单拉线和双拉线两种。
单、双拉线有各自的优点和缺点。相比较起来双拉线有较大的拉线效率,拉线行程短,但布置没单拉线灵活,产生相同的拉力,控制器需要加载的力大。工作时,双拉线EPB控制器同时带动两根拉线运动,带动制动器驻车,而单拉线时,EPB控制器是只带动了一根拉线,然后通过拉索平衡器此拉线带动后面的两根拉线驻车。
单拉线式样的EPB,一根拉线带动两根拉线的原理为:第一根拉线的芯线在控制器的带动下产生移动,其带动拉线向右移动,然后因为第一根拉线受力弯曲,第一根拉线通过固定在其拉线护套上面的平衡器带动拉线1向左移动,从而实现了一根拉线带动两根拉线移动的目的。
3.2按钮。通过按或者拉按钮控制EPB驻车和解除驻车,按钮上有背景灯,提醒驾驶者是否已工作。
3.3紧急工具。在EPB因断电不工作时,实现驻车解除功能。
3.4电机。EPB工作时的动力来源,由其来带动齿轮机构工作实现驻车。(有人仅靠电子驻车纸面意思可能会担心驻车后,出现没电的情况怎么办?实际上电子驻车只是靠电触发齿轮机构工作,最终使车长时间驻车的还是机械机构,并且国家法规中也明确要求,驻车要用可靠的机械机构来完成)
3.5齿轮机构。不同厂家EPB的此部分机构的工作原理不一定相同但其作用是一样的。都是力的传递机构,把力由电机齿轮的转动转化成拉线方向上力。其齿轮结构的工作原理如右图电机带动拉线所在的外齿轮机构和内齿轮机构旋转,因为旋转方向相反,带动连接在内外齿轮机构的拉线运动,实现驻车。
3.6ECU和传感器。ECU用来控制EPB对外的信息交流和反馈。传感器用来感应拉力的大小。
4EPB总成的工作原理和其功能的实现原理
4.1EPB总成的工作原理。拉线式EPB工作原理为:通过开关给ECU一个通断信号,EPB的ECU控制电机进行旋转,然后由内部的齿轮机构把此力输出到拉线上,由拉线带动制动器进行驻车。4.2EPB各功能的实现原理
(1)基本功能。最基本的功能,静态释放和静态驻车功能,通过按钮驻车和解除驻车此工作原理简单,也就是上面的EPB工作原理。
(2)EPB卖点之一的动态功能。当车在行车状态,速度大于12km/h,若按下EPB按钮,ECU指挥马达带动拉线驻车,当车轮要抱死,有滑移的倾向时,ECU通过CAN得到这个信号后,会使拉线力减小,以便不使车轮抱死,如此循环,直至车停下为止。虽然EPB有此功能,但各个EPB厂家,并不推荐客户把EPB当作行车制动器使用,并且还明确要求客户,此功能只能在常规制动器失效或不可使用踏板的紧急情况下才能使用,这是因为在行车中,驻车制动器启动后,那么就把制动力全部加在后轮,对后制动器的损害是很大的。
(3)“熄火控制”模式。发动机熄火后,通过CAN把此信息传递给ECU,ECU指挥EPB驻车
(4)EPB的另一卖点功能:开车释放功能。要实现该功能,则EBP系统需要知道驾驶员是否希望车辆开始行驶。对自动挡车辆来说,EPB可以通过变速器信息及油门信息了解车辆状态。然后ECU指挥EPB释放驻车。而对手动挡车辆来说,原有的配置所能提供的信息无法确认驾驶员的期望。为了实现该功能,需要在车辆上加装档位传感器及离合器传感器。
(5)紧急释放功能。用专门开发的紧急释放工具来实现此功能。工具的工作原理为,用专门开发的EPB工具,先插入紧急工具孔,然后旋转,使齿轮旋转带动涡杆移动,解除驻车。有时为了使解除驻车方便,或者不便于使用刚性的紧急释放工具,也可以使用易曲工具,实现过程为:把紧急释放工具由刚性改成可弯曲的易曲工具,然后根据EPB的布置位置,设计合理的导向管,设计导向管的原则为将来在使用工具时比较方便,不需要拆卸其它零件,或者钻到车下。导向管一端,另一端固定死在电子驻车工具孔上,使用时,取出紧急工具,把工具从导向管端插入,顺着导向管,把工具连接到电子驻车上,然后转动工具摇把,即可释放驻车。在开发易曲工具中需要注意的是:1.工具的易曲长度不能太长否则会因工具弯曲端过长而使传递到电子驻车的力矩解除不了驻车。2.导向管扭曲的幅度不能过于大,否则工具在通过导管时的难度就很大,甚至通不过导管。
5拉线式EPB的布置
5.1EPB的布置
EPB的布置需要注意以下几点:
(1)若EPB布置在车身下,要设计合理的支架,力求把EPB包起来,防止车底下高速飞起的石子打在EPB壳体上。(2)注意保证EPB周围的温度不能过高,要在其工作温度范围内。(3)注意选择合理的缓冲垫来起到防震的效果。(4)EPB位置的选择,要考虑到将来紧急工具使用的方便性。
5.2拉线的布置
拉线的布置需要注意以下几点:
(1)拉线之间的间隙要求,需要满足一定要求。(2)单拉线式。EPB是由一根拉线带动后面两根拉线来实现驻车的,为了实现一根拉线带动二根拉线,所以布置时一定要保证第一根拉线的末端是可移动的,不能在此处做支架给其固定死。
关键词:变电站;自动化;改进;调试;发展
中国分类号:TP27 文献标识码:A
随着科技技术的进步,变电站自动化系统的价值也将越来越高,科技的进步将带给变电站自动化系统更大的发展空间与更多的机会,将为我国的电力系统可靠性提供更可靠的保证。而在此发展过程中,要求电力系统的工作人员在实际操作中不断地累积经验,加强安全操作力度,坚决进行定期的自动化系统的维护,以可持续发展的眼观看待变电站自动化系统的建设,积极为电力系统安全、可靠、优质地供电做出贡献,普及变电站“无人或少人值守”模式。
一、变电站自动化的基本概念
变电站自动化是指应用自动控制技术、信息处理和传输技术,通过计算机硬、软件系统或自动装置代替人工进行各种运行作业,提高变电站运行、管理水平的一种自动化系统。变电站自动化的范畴包括综合自动化技术,综合自动化是指将二次设备(包括控制、保护、测量、信号、自动装置和远动装置)利用微机技术经过功能的重新组合和优化设计,对变电站执行自动监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统,它是自动化和计算机、通信技术在变电站领域的综合应用。
二、变电站自动化控制的特点
1自动化控制设备的安全度高
当前我国供电系统变电站的自动化控制设备外壳部分多采用国内先进的技术与工艺,多采用镀铝锌钢板材质,缝隙部分则用隔磁板覆盖,框架利用标准集装箱材料及其制作工艺,有较好的防腐与抗电磁干扰的功效。内部封板采取铝合金扣板的形式,夹层采用防火保温材质,以确保设备在运行过程中受恶劣自然天气以及外界污染源的影响,能够确保设备在-40℃-40℃的环境中正常作业。
2系统安装、运用简便
在变电站自动化系统的设计过程中,设计人员仅需根据变电站的实际情况与客观要求,作出一次主接线图及站外设备的涉及,就能够选择由厂家提供的配置的型号与规格,且所有设备的安装与调试工作简单便捷,能实现变电站建设的工厂化规模,大大减少了设计的周期;在变电站现场进行系统安装时,只需要进行箱体定位、出线电缆连接、箱体间电缆联络、传动试验、保护定值校对及相关的调试工作等。一个完整的变电站自动化系统从安装到投入使用仅需一个星期左右的时间,减断了建设工期,加快投入使用的时间。
3系统自动化程度高
变电站的自动化控制系统设计中,保护系统采取的是变电站计算机综合自动化的装置,以分散安装的形式,能够实现“遥测”、“遥信”、“遥控”、“遥调”四大功能,且每一个单元都可独立运作,能够对运行的参数实现远方设置,对箱体内的温度及湿度等进行控制及远方报警,实现无人值守变电站的需求,还可根据实际情况实现远程监控功能。
三、变电站自动化调试的策略
变电站中自动装置以及智能装置安装完毕,参数的设置完毕,终端装置的通信规约的选定,调控数据库以及自动化控制系统的建立,等设置都已完毕之后,就能通过自动变电站系统进行联调和系统的无人值班调试工作。
变电站自动化调试主要包括:本体调试、与调度联调。其中,本体调试又分保护测控通讯调试、遥信信息调试、遥测数据调试、遥控调试、ERTU(电量采集系统)通讯调试、VOC(电压无功综合控制系统)调试等等。以下是调试策略在变电站中应用的效果:
(1)本体的调试过程:①当只进行调档的控制时,主变既发生急停的动作又发生调档的动作。可以采用本体的调试小的遥控的故障调试的策略,能够先排除二次回路故障的可能性,并发现装置收到的只是自动化系统的调档的命令,不用急停,说明数据库是正确的,问题在于装置的测控上面,此时可以检查参数的设置,可以发现时间的判断设置比较短。②当监控装置的装置告警的信号不能被系统及时收到时,可以采用本体调试当中遥信故障调试的策略,就能马上发现总控上面还没收到遥信位报文,说明测控装置存在问题,把测控装置的CPU板重新换上一个之后,故障就被排除了。
(2)调度联调的过程:①当调度端开关的位置不对时,通常采用调度联调的上送遥信的调试策略,通过检测上传的报文,可以很快发现远动的总控早就发出遥信传报文,所以问题确定故障出现在调度端,可以明确的告知变电站端已经正确的上传,可以开始调度端的检查。②当SOE信息错误,而调度端事故总信号COS信息却没有错误时,可以采用调度的联调卜送遥信过的故障调试的策略。③当在区训系统的通讯不能正常进行时,通过采用调度的联调的上传通讯的故障调试的策略,能够很快发现调度两台前置机的控制权问题,自动化系统的不稳定,所以就会出现此故障。
四、自动化技术改进与发展的方向
1新技术的运用
(1)DSP技术数字信号处理(DSP)技术推广应用以来,以直接交流采样为基础的微机保护和远动装置,不同程度地将保护、自动重合闸、故障录波、故障测距等各种自动装置的测量和控制集成在一起,构成了综合自动化系统的技术基础。通过数字信号处理,计算出各相电流、电压、电流方向、故障电流,精度可达0.2%。不仅解决了测量和计量问题.并可通过对有关计算值的分析计算,构 成各种保护功能。
(2)面向现场的变电站综合自动化技术面向现场的变电站综合自动化技术真正具备了无人值班的条件。保护的工况可由SCADA(监视控制和数据采集)系统监视,保护的投切和定值的选择,可在调度中心由调度员来遥控。保护定值的修改、故障录波和故障测距数据的收集,可通过计算机通信,在管理信息系统(MIS)上由保护人员来操作。面向现场的变电站综合自动化系统,取消了大控制室,需要相应的工程设计相配合;与可控保护单元及SCADA系统的结合,需要运行管理体制相配合。
(3)PLC技术PLC软件设计采用了模块化。使程序的开发难度大大降低。同时也增强了软件的可读性和可移植性,为变电站实现无人值班的要求提供了成功的解决方案。新建、改建和扩建的变电站,能通过现场的可编程序控制器PLC和上位机的监控平台实现“四遥”功能,具备实时监测与监控、事故记录、实时及历史趋势图、报表等功能,从而实现变电站的现代化管理,提高变电站运行的安全、可靠性。并减少系统维护工作量和提高管理水平。
2整个系统的数字化、集成化、规范化
当前变电站自动化的发展趋势将会不断朝着高集成化、数字化、标准化方向发展。
随着计算机和集成电路技术的发展,各种新型的大规模集成电路将会进一步应用在继电保护和测控装置上,这些新器件的应用将使保护和测控装置的电路板更加小型集成化。高集成化可以使装置通信、数据存储及处理能力更强,降低成本,减少故障率,有利于实现统一的运行管理。
变电站自动化系统将逐步向产品标准化方向发展。具体表现在:产品基本功能设计和要求的标准化及产品的对外接口和通讯协议的标准化,变电站内不同厂家的设备可以做到互换互连,“即插即用”增加了用户选择变电站内各类设备和更换设备的自由度。同时不满足标准化设计的厂商将被逐步淘汰,使变电站自动化专业逐步走向良性的发展。
结语
随着科技的进步,不断发展变电站自动化技术,进一步完善数字化变电站,在技术上减少设备的退出次数和退出时间。提高设备的使用效率,减少自动化设备数量,简化二次接线,提高系统的可靠性;在经济上实现信息在运行系统和其他支持系统之间的共享,减少重复建设和投资,等等,都将是我们今后需要重点解决的问题。
参考文献
[1]申旭晨.变电站综合自动化系统问题研究[J].无线互联科技,2011(7).
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