发布时间：2023-08-30 16:36:56
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篇的电气工程的基本概念样本，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。
关键词：信号与系统；教学改革；教学方法
作者简介：刘蓉晖（1975-），女，湖南邵阳人，上海电力学院电气工程学院，讲师；杨尔滨（1958-），男，上海人，上海电力学院电气工程学院，副教授。（上海 200090）
基金项目：本文系上海电力学院2012年度085智能电网技术本科课程教改研究项目（项目编号：C-8209-11-056）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0063-02
“信号与系统”是电气工程及其自动化本科专业的一门重要的专业基础课，所涉及的基本概念和研究方法已逐渐应用于电气技术中的各个领域。“信号与系统”课程研究信号与系统的基本概念、基本理论和基本分析方法，应用现代数学的方法和结论阐述和解决物理问题，将物理意义与数学论证结合起来。由于该课程理论性较强，数学公式和理论推导较多，在教学上具有一定的难度，且该课程的教学质量关系到后续课程的教学质量。本文结合笔者对上海电力学院（以下简称“我院”）电气工程及其自动化专业本科大学三年级学生的“信号与系统”教学过程中的实践和体会，在教学内容、教学方法和实验教学等方面进行了一些探索和研究。
一、教学内容的选取
针对上海电力学院（以下简称“我院”）电气工程及其自动化专业的本科学生特征，选择由我院教师编写、清华大学出版社出版的《信号处理原理与应用》作为教材，该教材介绍了连续时间信号与系统和离散时间信号与系统的原理和分析。[1]我院电气工程及其自动化专业大学二年级的“电路”课程包含正弦交流电路频域分析（相量法）、非正弦电流电路分析（傅里叶级数展开分析方法）、电路的复频域分析（拉普拉斯变换的方法）、系统的网络函数、状态方程等内容，这些也是传统的“信号与系统”课程的授课内容。对于这部分内容，“信号与系统”课程重点从“系统”的角度进行讲授。由于电气工程及其自动化专业后续课程中不再开设“数字信号处理”在“信号与系统”课程中加入了离散傅里叶变换、模拟滤波器和数字滤波器的原理与设计等相关知识，让学生能够更多地了解数字信号处理的相关知识和技术。[2]
二、教学方法和教学手段的改革
为了提高“信号与系统”课程的教学质量，培养学生实践能力及创新能力，我院对教学方法和教学手段进行了改革，体现在以下几个方面：
1.将“电路”课程和“信号与系统”课程的内容有机结合
“信号与系统”课程的核心是几种变换域方法的原理和应用，[3]通过建立“电路、信号与系统”的概念，帮助学生理解各种变换方法。对于连续时间信号与系统，“电路”课程从“路”的角度分析电路的电压、电流和功率；“信号与系统”课程从“系统”的角度分析电路，将该电路看作系统，研究该系统的输入与输出的关系。“时域分析”用数学的方法求解电路，阐述信号与系统的物理意义；“频域分析”研究是系统的幅度频率响应和相位频率响应；“复频域分析”通过拉普拉斯变换的方法，将时域变换到复频域，以较简便的数学方法求解电路。
在“电路”课程中，用相量法对正弦交流电路进行分析，其实质就是采用变换域的方法，将时域变换到频域下进行研究，在讲授“电路”课程的时候，强调变换域的思想；在后续章节讲授拉普拉斯变换，继续阐述变换域的方法，并说明两种变换之间的关系。学生在“电路”课程中较早接触到变换域的思想，对“信号与系统”课程中连续时间信号与系统的傅里叶变换，离散时间信号与系统的Z变换和傅里叶变换，学生容易掌握，在教学方法上突出了承上启下、循序渐进的教学理念，教学效果良好。
2.对比教学
“信号与系统”课程学习过程中，大部分学生对连续时间信号与系统能够较好的理解和掌握，但是学习离散时间信号与系统存在一定的困难。针对课程中的连续时间信号与系统和离散时间信号与系统具有平行相似的特点，采用对比法讲授两类信号与系统的基本概念、基本理论和基本分析方法，学生在了解数学基础较好的连续时间信号与系统理论的同时，通过联想举一反三地充分理解数学基础比较薄弱的离散时间信号与系统理论。
3. 教学手段的多样化
“信号与系统”课程的数学公式和理论推导证明比较多，采用板书式的教学手段不能调动学生的主观能动性，学生的积极性不高，教学效果不好。采用计算机辅助教学手段，利用Powerpoint、Matlab等软件制作教学课件，实施多媒体教学，大大提高了学生的学习兴趣。
多媒体教学的信息量大，可以直观演示可视化的结果，能够多角度调动学生的注意力，提高教学的效率。然而完全采用多媒体教学手段，存在一些问题：信息量太大，信息停留的时间短，造成学生理解困难。在实际教学中采用板书与多媒体相结合的教学手段。在学习非周期信号的傅里叶变换时，为了帮助学生更好地理解其概念和物理意义，需要先研究周期信号的幅频特性和相频特性，先用传统的板书方式进行理论推导，在学生建立了定性的概念之后，再用Matlab软件演示周期和脉宽等参数与周期信号频谱的关系，让学生更加感性直观地看到通过改变周期和脉宽的大小对周期信号的幅频特性和相频特性的影响，学生容易理解，提高了教学质量。
4.教学内容与实际紧密结合
“信号与系统”是一门内容抽象的应用性课程，课堂教学中重点阐述信号与系统理论与方法的物理意义，重视案例教学法的应用。教学中加强数学解析的物理含义阐述，有利于提高学生的学习热情，培养创造性思维能力。在学习离散傅里叶变换时，结合具体工程案例介绍快速傅里叶变换（FFT）在电力系统谐波分析中的应用，案例教学有利于增强学生创新意识和实践能力，提高学生的综合素质。
三、加强实验教学
对于“信号与系统”实验教学环节，结合我院的实际情况，将Matlab软件引入“信号与系统”虚拟软件实验教学中。Matlab软件具有完备的图形处理功能，实现计算结果和编程的可视化，为该课程的实验体系提供了强大的支持。其中的Simulink支持线性和非线性系统、连续时间系统、离散时间系统、连续和离散混合系统，而且系统可以是多进程的。[4]
学生利用Matlab软件实现连续时间信号的卷积运算，离散系统的频率响应和输出响应，用快速傅里叶变换（FFT）实现信号频谱分析，循环卷积与线性卷积的实现，IIR数字滤波巴特沃斯滤波器的设计等，通过编程实现这些仿真实验，一方面锻炼了学生用计算机解决实际工程问题的能力， 另一方面为后续的相关课程以及毕业设计奠定了基础，培养了一定工程和基本科研能力。在加强基础性实验的同时，增加开设了综合设计性实验内容，例如通过Matlab软件实现在周期方波信号中提取各次谐波分量这样的综合设计性实验，来训练学生综合分析问题和解决问题的能力。
四、结束语
结合我院“信号与系统”课程教学改革的实践，从学生评教和督导听课来看，学生和督导认可教师的授课方式，大部分学生增强了学习热情，考试成绩也有很大的提高。教学改革有助于提高教学质量，增强学生的实践能力及创新能力。
在教学过程中仍会面临一些问题，例如多媒体课件的制作，如何制作更多更好的交互课件，使学生更加容易理解“信号与系统”中重要概念及其物理意义；如何更好培养学生实践能力及创新能力，可以通过后续的课程设计、毕业设计等环节使学生受到工程和基本科研能力的培养，这些问题还有待进一步探索和研究。
参考文献：
[1]靳希，杨尔滨，赵玲.信号处理原理与应用[M].北京：清华大学出版社，2008.
[2]李远禄.“信号与系统”课程教学改革的思考与实践[J].中国电力教育，2009，（4）：42-43.
关键词：电气工程自动化；智能化技术；应用
伴随国内经济的全面发展，电气工程自动化的智能化水平也随之得到了完善。现阶段，智能化技术已渗透至电气工程自动化控制与管理，是电气工程自动化主要的构成因子，同时起到了无可替代的作用。为了电气工程自动化的长远发展，设计工作者要持续深化设计水平，开发出前沿的智能化技术，使智能化技术推动电气工程自动化的发展。文章将以基于电气工程自动化的智能化技术应用分析作为切入点，在此基础上予以深入的探究，相关内容如下所述。
1电气工程自动化与智能化技术概述
1.1智能化技术基本理念
此理念即仿真人类的思维予以评定或分析事物，能够予以自主操作及控制，智能化技术在其应用环节侧重于计算机技术，完善的传感技术，全球定位技术跨学科的应用。现阶段，智能化技术在智能机器人方面已全面开展，同时效果也十分显著，能够实现整体的智能化操作。智能化技术的特性即节能环保，同时深化了机器的自动化水平。完善了操作人员作业条件，降低了工作强度，深化了作业品质及有效性。深化了设施的稳定性，减少了维护投资。
1.2电气工程自动化的基本概念
电气工程与自动化技术涵盖了电子电气技术以与计算机技术，电气工程自动化现阶段主要被应用于工业生产。其特性即自动化的体系与相关理念。自动化的理念与技术体系是工业与生产制造领域的核心技术。但是，伴随市场经济的全面发展，常规的电气工程与自动化技术已无法满足于市场需求，进而深化原技术已成为大势所趋，而智能化技术的广泛应用是深化电气工程自动化的先决条件。因此，为了有效的匹配于市场需求，促进电气工程自动化的发展，智能化技术的应用已成为大势所趋。
2电气工程自动化的智能化技术应用
2.1故障分析
电气工程自动化运行环节，一些设施无可避免会发生故障问题，而智能化技术可以对电气设施故障予以实时测检。我们都知道电气设施故障可能会造成连锁反应，针对此情况能够通过智能化技术对电气设施予以整体测检，辅助工作者第一时间实施维护，进而有效处理设施故障。常规的人工检测无法评定故障因素，但是通过智能化技术就能够根据实际情况去明确故障因素，在此基础上缩小故障范围，进而找到故障因素，这在一定程度上节约了检测耗时。
2.2智能化技术控制
目前智能化技术在很多领域都可以满足其自身需求，同样适用于电气自动化控制。智能化应用于电气工程自动化运行，可以深化电气系统智能控制，智能技术在电气工程自动化中的有效应用，满足了电气工程自动化智能控制的需求，深化了无人操作化及远程化的发展。智能化技术应用范围涵盖了实时处理及采集电气系统撒气量、开关量数据，监督各种电气系统与设施运行情况等，同时可以予以在线诊断。
2.3完善设计
对电气设施予以完善的设计即电气工程自动化控制的核心构成因子，电气设施的设计环节具有繁琐的特性，且涵盖了很多学科的知识内容，其中有电气、电路以及磁力等学科，常规的手工设计举措在方案调整环节会存在一定的困难。伴随计算机自动化技术的全面发展，常规的手工设计已被计算机设计所代替，现阶段的设计基本都依附于CAD技术和计算机辅助软件，不但缩减了产品的周期，且有效控制了产品的投资，折让国内产品设计的品质有了质的飞越。
2.4可编程逻辑控制技术的应用
众所周知，电气工程自动化设备是较为常用的一类工业设施，对电气工程自动化设备予以按时的安全性检测是企业安全运行的有力保障，因为电气工程自动化设备存在运输安装繁琐的特性，所以可靠性一般性检测通常要在工程现场进行。若依附于以往的人工操作，那么检测则无法达到十分精准，更无法满足当今安全检测的相关需要。因此检测装置要方便接线，方便携带、可靠性高，控制灵活。而可编程逻辑控制技术能够达到上述的相关需要。近年来国内科技已趋于世界的前沿，可编程逻辑控制技术也被应用于很多行业，在机电控制方面意义深远。所以，能够通过可编程逻辑控制技术达到电气工程对于电力运行的一系列需要，更好地匹配于电力生产，因此深化控制电气工程自动化运营。可编程逻辑控制软继电设备在很大程度上可以代替电气工程系统实物元件的应用，可编程逻辑控制技术可以使供电系统自动切换，完善了电气工程供电系统的稳定性及可靠性。所以，相关系统要持续拓展可编程逻辑控制技术在电气工程领域的应用，因此从根本控制电气工程的稳定运营。
3结论
综上所述，自动化的理念与技术体系是工业与生产制造领域的核心技术。但是，伴随市场经济的全面发展，常规的电气工程与自动化技术已无法满足于市场需求，进而深化原技术已成为大势所趋，而智能化技术的广泛应用是深化电气工程自动化的先决条件。因此，为了有效的匹配于市场需求，促进电气工程自动化的发展，智能化技术的应用已成为大势所趋。在智能化技术应用方面，我们都知道电气设施故障可能会造成连锁反应，针对此情况能够通过智能化技术对电气设施予以整体测检，辅助工作者第一时间实施维护，进而有效处理设施故障。智能化应用于电气工程自动化运行，可以深化电气系统智能控制，智能技术在电气工程自动化中的有效应用，满足了电气工程自动化智能控制的需求，深化了无人操作化及远程化的发展。伴随计算机自动化技术的全面发展，常规的手工设计已被计算机设计所代替，现阶段的设计基本都依附于CAD技术和计算机辅助软件，不但缩减了产品的周期，且有效控制了产品的投资。通过可编程逻辑控制技术达到电气工程对于电力运行的一系列需要，更好地匹配于电力生产，因此深化控制电气工程自动化运营。可编程逻辑控制软继电设备在很大程度上可以代替电气工程系统实物元件的应用，可编程逻辑控制技术可以使供电系统自动切换，完善了电气工程供电系统的稳定性及可靠性。
参考文献
[1]张培铭,缪希仁,江和,李光辉.展望21世纪电器发展方向———人工智能电器[J].电工技术杂志，2015（4）.
[2]林因,张明龙,王大光,鄢庆锰,张明建.福建电力系统与外部互联传输能力的初步研究[J].福建电力与电工，2012（1）.
[3]中国高等学校电力系统及其自动化专业第21届学术年会会议纪要[J].电力系统及其自动化学报，2015（6）.
[4]孙宏斌，孙元章，陈永亭，姜齐荣，童陆园.电力系统本科专业课的研究型教学模式[J].中国高教研究，2013（3）.
[5]孙宏斌，孙元章，陈永亭，姜齐荣，童陆园.电力系统本科专业课的研究型教学模式[J].中国高教研究，2014（3）.
[关键词]电气工程；自动化；应用；分析
中图分类号：TN830.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）07-0344-01
随着我国经济的发展，科技水平有了很大的提高，但是与西方发达国家相比，由于我国发展的时间较短，因此在很多领域中，技术水平还比较落后，因此近年来国家加大了对相关领域的投入，尤其是电气工程等行业，根据实际的发展情况，针对性的出台一些优惠政策，鼓励和扶持我国企业的发展。电气工程作为一门新兴的学科，是现代科技的核心，如电气工程中的电子技术，是现代信息化的基础，很多人认为，电气工程的出现，使得人们从机械时代进入到了信息时代，不但改变了人们的生活方式，也改了工作的模式，因此电气工程的发展水平，已经成为了一个国家信息化的重要标志。
一、电气自动化的基本概念
电气自动化主要是通信技术、计算机技术和运动控制技术的有效综合，通过电气自动化设备和系统，实现自动化控制，具体涉及电气工程中的系统运行、自动控制、信息处理、电力电子设备应用等多个领域。随着科技的不断进步，电气自动化得到不断发展，在电力生产和电力应用中发挥着自动检测和调节功能，可以实现电气设备和电气系统的自动保护，通过信号采集、处理、传输等保障电气工程的高效、稳定运行。
二、电气工程自动化的应用
目前，电气工程自动化在以下两个方面得到了广泛应用：智能建筑领域。建筑的发展越来越智能化，而智能化离不开电气自动化。随着人们生活水平的提高，高档智能化建筑成为了人们居住选择的大方向，同时，也是世界建筑业发展的方向之一。智能化建筑利用电气的自动化实现了资源和设备的合理利用，其内部包含了大量的电子电气设备和复杂的布线格局，并且这些设备和布线需要较高的抗干扰性和耐压性。作为一级负荷建筑，智能化建筑还需具有多层屏蔽的防雷体系。②空调净化系统。自动控制和空调净化系统能够作为单独的系统进行测量，也可以作为具备计算机控制管理功能的复合型系统使用。尤其是在控制温度时，空调净化系统对电气工程自动化的要求较高，可使用DDC控制。在回风管部位装有温度传感器，可对较监温度与设定温度进行比较，并运用微积分等数学预算进行控制操作，以输出相应的电压信号，进而控制加热电动调节阀或冷水电动调节阀，将温度保持在合理的范围之内，使建筑内的温度符合要求。
三、电气工程及其自动化技术应用的发展
理论的发展要基于实际应用，而理论进步了以后，又能够指导实际应用，因此二者之间有着密切的关系，电气工程及其自动化技术是随着工业的发展，而逐渐形成的一门学科，现在的很多高校中，都开设了相关的课程，从某种意义上来说，电气工程及其自动化技术，是为了满足实际生产的需要，在传统的工业生产中，采用的主要是人工的方式，虽然机械设备出现后，人们可以操控机器来进行生产，极大的提高了生产的效率。但是经济的发展速度更快，对产品的需求量越来越大，在这种背景下，仅仅依靠操作机器的生产方式，已经无法满足市场的需要，必须进一步提高生产的效率，为了达到这个目的，很多企业都实行了二十四小时生产，通过实际的调查发现，采用这样的生产方式，机器可以不停的运转，操作人员却需要足够的时间休息，因此必须增加企业的员工，这样就提高了生产的成本，在市场竞争越来越激烈的今天，企业要想获得更多的效益，必须对生产的成本进行控制，于是有人提出了让机器自行运转的概念，这就是自动化技术。
四、电气工程及其自动化发展中的问题及建设策略
电气工程及其自动化是工业发展不可或缺的一种技术。随着社会的发展，商业间的交流越来越多，交易也越来越复杂，商业和工业的发展带动了经济的腾飞，从而促进了科学技术的进步，反过来也使电气工程及其自动化技术得到更进一步的发展。但是电气工程及其自动化技术在发展过程中仍然面临着一些困难与挑战：①现阶段的电气工程及其自动化的建设没有针对性，面对各个不同的企业的实际需要，在现有的技术成果上再逐个进行针对性的设计不但使成本增加，对于电气设备的设计、运行、调试、使用也增加了不必要的困难，加大了人力、物力的投入，最终使工程的总成本增加，没有达到企业成本控制最优化的目标，给企业造成了一定的损失。②现今社会是一个讲求效率的社会，在保证质量的前提下提高运行效率，加快社会发展的步伐是时代的迫切需求。面对不同的对象进行不同的设计，要力争做到操作方法简便易懂，更容易让人接受，使每个企业在缺乏或者没有相应的专业技术人员时也可以安全地进行操控，这样的电气工程及其自动化的设计才能体现出其自动化的成功性。③电气工程及其自动化专业的发展为人民生活带来了巨大便利，与此同时也给环境造成了巨大污染。如何发展低能耗、高效、无污染的电气设备，也是电气工程及其自动化学科的热点话题。④网络结构的多样化，对电气工程及其自动化产品造成了一定的影响，这是电气工程及其自动化发展与建设过程中不可忽视的问题。电气工程及其自动化现在普遍应用于商业中，而在商业用途中数据传输是非常重要的，既要求数据传输的准确，更要求信息传输的安全。电气工程及其自动化在数据传输方面还是存在一定问题的：在不同企业等商家制造的硬件和软件等产品在信息交换的过程中，受开发商程序接口不同的影响，给数据之间的传输和通信造成了一定的困难，从而增加了电气工程及其自动化数据通信的困难。
结束语
电气工程及其自动化技术作为现在一个热门的学科，由于其能够极大的提高生产效率，因此受到了足够的重视，要想提高工业的生产效率，必须培养大量的专业人才，通过全文的分析可以知道，受到特殊的历史因素影响，我国的经济和科技发展的时间较短，与西方发达国家存在较大的差距，在实际的工业控制中，我国很多企业还没有实现自动化，严重的影响了生产的效率，相信随着国家的重视，必然会加大对企业的扶持力度，这种现象会得到明显的改善。
参考文献
[1] 马强.分析智能化技术在电气工程自动化控制中的应[J].大科技，2013（05）：89-9.
关键词：电机学;教学质量;教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）33-0050-02
电机学是电气工程相关专业的一门专业基础课，在专业课程体系中起着举足轻重的作用。该课程不仅具有系统理论性，又具有工程实践性，是一门理论性和实践性都很强的课程。同时，电机学也是一门内容较多、涉及面较广和不断变化、发展的课程。因此如何有效地提高电机学教学质量成为每一位专业教师在教学过程中必然要面临的问题。
针对上述问题，基于当前应用型科技大学的办学目标是以工程第一线的实际应用为主线，要求毕业生不仅需要有较扎实的专业知识，还要有较强的动手能力。也就是说，毕业生既要具有很好的实践能力，又要具备深厚的理论功底和一定的创新思维，结合笔者及所在课题组多年从事电机学类相关课程的实际教学经验，从电机学专业课的教学质量入手，对电机学课程的特点进行了较为详尽的分析，对当前改善电机学类课程的教学方法进行了总结，探讨了改善电机学教学内容、提高电机学教学质量的思路。利用笔者的研究成果，有助于提升电气工程相关专业学生的就业能力，夯实学生进一步科研和深造的基础，为培养高素质的复合型工科人才提供有效的保障，也可为其他高校相关专业的教学改革提供参考。
一、电机学课程的特点
电机学课程内容多体现在电机学，涉及到电、磁、热、机械等综合知识，包括大量的基本概念、各种电机的工作原理、相应的公式推导、外特性分析和课后习题等内容。其中工作原理、数学公式、特性分析是电机学中的主要内容，但基本概念和课后习题在教学中也具有举足轻重的作用，基本概念是对电机学中涉及到的物理现象或规律进行定义或解释，课后习题可以加深学生对基本理论的巩固和理解，二者在教学的过程中同样具有重要意义，不容忽视。
电机学的变化和发展主要体现在两个方面，具体如下：
上级主管部门通过专业规划等措施的大力推进是导致电机学课程变化的主要原因。比如，为培养具有创新精神和创新能力的电气工程专业人才，教育部在新颁布的专业目录中对原强电专业进行了归并和重组，与新专业相适应的新教学计划具有加强基础课、新增技术基础课、开设多方向选修课等特点，导致相应的专业基础课和专业课的学时比以前大大减少。因此，专业教师必须在压缩的学时内保质保量地完成大量授课任务，这是电机学专业教师普遍面临的问题之一。
电机理论本身的不断完善和更新是导致电机学课程发展的主要原因。具体表现在，随着大量新材料、新技术的不断涌现，很多新型电机和新技术层出不穷，其中蕴含着大量创新性思维。而培养学生创造性思维是高等教育中的重要组成部分，因此专业教师需精心选择若干新型电机技术并进行归纳，和学生一起探讨其原理及创新型思维的形成过程，借以培养学生创新思维能力，这是电机学专业教师应该大力关注的另一问题。
在不断发展和变化的同时，电机学课程具有概念抽象、理论内容难、公式推导复杂、联系工程实际少、枯燥无味的特点，虽然绝大多数教材均配置了一些习题，但仍然是一门公认的难教难学的课程，近年来又面临着学时量大幅减少的矛盾和需实时跟踪大量新理论、新技术的需求，如仅采用传统的教学方法和手段，很难达到预期的教学效果，因此需根据教学内容的具体情况采用适合的教学方法和手段，以达到解决或化解教学难题的作用，全面提升教学质量，改善教学效果。
二、国内外研究现状分析
针对如何改善高电机学课程的教学质量问题，相关研究者进行了广泛研究，其研究内容主要集中在以下几方面：
部分研究者针对电机学教材中的重点、难点内容给出了提高教学质量的方法，比如，鉴于电机学教材中电路和磁路的形式、各种电机工作原理和基本方程之间具有一定的相似性或共同性，因此，很多研究者采用比较法和类比法对其进行重点研究，刘慧芳[1]、陈小梅[2]、朱立安[3]等利用比较类比法对电路和磁路，各种电机工作原理和基本方程进行了总结和分析，并概括了比较和类比教学法在电机教学中的必要性与有效性。张宁[4]针对学时压缩的情况，介绍了一种基于优化算法的绕组联接方式的优化方法。但上述文献均没有重点分析基本概念和课后习题在提高教学质量中的作用。
部分研究者从提高学生学习的主观能动性给出了提高教学质量的方法。迟正刚[5]通过对传统式和参与式教学方法的比较，从整体上阐述了学生参与式教学方法的效果和优点。而李扬清[6]在上述基础上，为进一步提高学生参与的积极性和主动性，对以学生为主体的研究性教学模式设置进行了探讨，许晓峰[7]则分析了探究性教学方法的具体步骤，提出三阶段研究性教学法提高和改善教学质量的具体措施。王雪洁[8]则将工程上的项目管理模式引入到电机教学中，对教学方法和考核方法两个方面的改革措施进行了初步研究，取得了较好进展。
上述研究的不足在于对电机学庞大而复杂的知识体系而言，单纯采用一种方法很难达到全面提高教学效果的目的，很多研究者也认识到这一点，通过分析电机学教学环节中面临的问题，对整体教学体系提出了总体的改革方案，进行了一些有益尝试，具体如下：
李书权[9]分析了电机类课程教学过程中存在的问题，提出了构建新的课程体系，应用工程式、推理式、对比式、问题式等教学方法，采用多种媒体联合教学以及改进实践教学等一系列想法和做法。郑孝东[10]重点分析了启发式教学方法，对比式教学方法，互动式和讲授式教学结合的教学方法在电机学中的应用。田俊梅[11]通过重新制定教学大纲，构建合理的课程体系，增加设计型实验结合进阶式评价体系，以随时掌握学生的学习状况，提高学生自我约束能力及自主学习的积极性，达到改善教学效果的目的。李文辉[12]、岳燕[13]对课程体系、教学内容、教学方法、教学实践环节等方面的改革进行了探索与实践，并对教学效果进行了初步分析。李艳芳[14]以基础较弱的独立院校学生为对象，从调动学生的学习积极性、改善课程的教学方法（包括启发和互动教法、讨论研究教学法、多元化教学法）、课程考核措施等方面阐述了改善教学质量的措施。
但上述成果没有考虑到学时大幅压缩的情况，亦未给出培养学生创新思维能力的具体措施，也有少数研究者注意到这一问题，并进行了初步研究。比如，宋强[15]针对上述不足，重点论述了培养学生实践创新能力的措施，但考虑到创新能力培养的复杂性和多元性，因此，在培养学生创新能力方面还存在很大完善和提高的空间。
三、当前研究中的不足及改进措施
综上所述，众多研究者针对电机学课程教学改革问题进行了大量有针对性的研究，取得了较好的进展，但也存在或多或少的不足，体现在两个方面。
1.对电机理论中的基本概念和课后习题等重要内容的教学方法关注不够
基本概念和电机理论中的重要组成部分虽然比较抽象，但也具有周密和严谨的优点，学生对基本概念的理解与把握在很大程度上决定了教学质量的好坏。课后习题作为电机理论的有益补充，主要分为计算题和理论分析题。其计算题的大多数参数来源于工程实际，对计算题的全面总结可以极大地提高学生的实践操作能力;其理论分析题和当前国际上的新型电机的热点问题有很多本质联系，对其进行重点分析对提高学生的创新能力同样大有裨益。因此，基本概念和课后习题是专业教师在教学过程中应该重点关注的内容。
2.缺少针对学时压缩和新信息扩增条件下改善教学效果的有力措施
在相关部门整体规划的调节和指引下，学时压缩已成为电机学教学中的普遍问题;而电机理论的不断完善和更新导致新技术、新信息层出不穷。在大量新信息中查找热点问题，并在有限的学时内探讨其和电机基本理论的内在联系有助于对开拓学生视野、培养学生创新能力，这是专业教师应关注的问题。
因此，随着教育体制改革的持续推进，学时压缩将成为很多高校专业教育中的普遍现象，而伴随着人们对客观世界认识的不断深入，导致新信息大量扩增的现象将进一步加速，通过对已有的教研成果查缺补漏，提出更加全面改革教学模式和方法，给出细致而完善的提高电机学教学质量的方法，需要大量细致而完善的工作要做，也是非常迫切而必要的，具有广阔的应用前景和较好的实用价值。
参考文献：
[1]刘慧芳，王振华.比较法在电机教学中的运用[J].中国电力教育，
2013，（25）：89-90.
[2]陈小梅.类比法在电机教学中的应用[J].中国电力教育，2007，
（9）：51-52.
[3]朱立安.类比法在电机基础理论教学中的应用研究[J].通化师范学院学报，2009，24（2）：73-76.
[4]张宁.电机优化教学模式初探[J].新课程学习（上），2013，（2）：117.
[5]迟正刚.参与式教学法在“电机与拖动基础”课程教学中的应用[J].中国电力教育，2009，（24）：98-100.
[6]李扬清，马骅，孙学强.《电机与电力拖动》课程研究性教学模式研究[J].价值工程，2011，（8）：271-272.
[7]许晓峰，吴志宏，严震池.探究式教学法在电机教学中的应用[J].中国电力教育，1998，（S1）：41-42.
[8]王雪洁，娄莹.项目驱动式课堂教学改革[J].教育，2013，（17）：51.
[9]李书权，侯勇，崔实，等.电机学课程教学改革的研究与实践[J].电气电子教学学报，2006，28（4）：50-52.
[10]郑孝东.多种教学方法和教学手段在“电机学”教学中的应用[J].中国电力教育，2013，（19）：63-64.
[11]田俊梅，王国枝，赵兴勇，等.“电机学”课程教学方法与评价体系研究[J].电气电子教学学报，2013，35（6）：18-19.
[12]李文辉，丁守成.电机类课程教学改革的研究与实践[J].电气电子教学学报，2004，26（5）：18-20.
[13]岳燕，王念同.《电机学》课程建设的实践与探索[J].上海工程技术大学教育研究，2004，（1）：11-14.
[14]李艳芳.独立院校电机与拖动基础教学模式探索[J].价值工程，
关键词：信号分析与处理；教学内容；教学手段；考核方式
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）19-0083-02＼
近年来，针对电气工程及其自动化类专业对信号与系统相关知识的专业需求，我国工科类普通高校都相继开设了“信号分析与处理”课程，并将其作为重要的专业基础课。信号分析与处理技术是现代社会中发展很快且应用面很广的新兴学科，已渗透到计算机、通信、医学、生物学、军事、经济等各个领域[1]。
“信号分析与处理”是电气工程与自动化类专业人才不可缺少的知识领域，是将“信号与系统”和“数字信号处理”两门课程的教学内容进行有机整合后形成的一门全新课程。通过本课程的学习，学生掌握信号分析、处理的基本概念、基本原理和方法，为后续“自动控制原理”和“DSP原理与应用”等专业课程打下坚实的理论基础。“信号分析与处理”与后续的系统类课程结合，构成关于信号、系统的分析、综合设计的完备知识结构。
目前，本校电气工程及其自动化专业使用的教材为赵光宙主编的《信号分析与处理》[2]，本课程安排在大学二年级下学期讲授，内容涵盖了高等数学、复变函数、线性代数和电路原理等相关知识。从以往的教学情况来看，“信号分析与处理”课程理论性强，涉及数学知识较多，概念相对抽象，数学推导繁多。长久以来，教学过程基本倾向于理论和公式推导，学生在课堂上被动接受知识[3]。由于该课程涉及范围广泛，学生通常感觉概念抽象，理解和掌握起来有一定难度，产生了厌学、怕学的情绪，这不仅影响了本课程的教学效果而且对后续专业课程的学习和掌握非常不利，因此，“信号分析与处理”课程教学改革迫在眉梢。该课程的建设与改革符合我校“培养有深厚的理论基础、宽广的专业知识面和较强实践创新能力的宽口径复合型工程技术人才”的培养目标。
一、合理安排教学内容
为电气工程及其自动化专业开设“信号分析与处理”课程的目的是通过该课程的学习，使学生能系统地掌握信号分析、线性时不变系统分析、数字信号处理的基本理论和方法[4]。
（一）梳理课程知识点
加强“信号分析与处理”和先修课程（“高等数学”、“复变函数”和“电路原理”）以及后续课程（“自动控制原理”等课程）之间内容的衔接性。弱化课程之间重复的知识点，根据知识点在各课程中的重要程度及课程讲授的先后顺序等，明晰各课程对该知识点的分担情况，分清轻重。比如，连续时间信号和离散时间信号的复频域分析法在先修课程中已有大量相关讲授，我们讲授时只需调整角度，突出重点，简单讲授即可。分清课程重点、难点，有针对性的对这些概念逐步进行讲解。
（二）压缩理论推导课时
为了使课程能跟上计算机和数字技术的发展，避免简单地移植数学的教学模式，应在讲解相关理论时，注重概念的理解和建立，淡化数学技巧，对求解运算尽量简化[5]，重视理论与实际的联系。在授课时，我们大大压缩了经典时域分析方法的教学时间，同时，通过引入典型实例等加强对相关理论的理解和掌握，而非花大量时间进行数学公式的推导。
（三）丰富教学内容
由于该课程的理论性较强，内容比较单一抽象，在重点和难点的地方可以引入MATLAB图形或Flas演示等，将抽象的内容形象化地展现给学生，帮助他们理解和掌握。为了提高课堂教学效果，采用理论教学和知识应用展示相结合的方式，加深学生对相关理论的理解。此外，将课堂中一些重要知识体系的相关国内外前沿文献推荐给学生，并进行适当讲解，培养学生的创新意识和认知广度。
（四）注重数学概念、物理概念和工程概念的统一
这门课程中的数学概念大都有很强的物理背景和工程意义，我们的教学目标是通过学习这些数学知识，更深入地理解其物理概念，以便将相关的理论更好地应用于工程实际。因此，我们从现实生活中观察和搜集材料，在教学中通过深入浅出地阐述相关材料，把枯燥的书本理论知识与工程应用结合起来；引导学生从注重理论推导转移到认识基本物理概念，提高分析和解决实际工程问题的能力上来，激发学生的学习兴趣，提高教学质量。
二、教学手段调整
鉴于“信号分析与处理”课程理论性强的特点，除了采用一定的课堂教学方法提高教学效果外，由学生亲自参与的实验、实践环节是必不可少的，这是培养学生学习兴趣和提高学习能力的重要环节。
（一）板书、多媒体和MATLAB仿真教学相结合
该课程包含大量的数学公式和理论推导，重要的公式推导和习题解析以板书讲解为主。同时，在课堂上充分利用多媒体技术，通过生动的多媒体演示将复杂、抽象的概念等直观、形象化地展现给学生，大大增加教学信息量。此外，将MATLAB仿真引入课堂教学，减少枯燥的理论讲授，帮助同学更好地理解、掌握重要知识点，提高课堂教学效率，培养和提高学生的学习能力。这有助于教师和学生形成良好的互动，提高教学效果。
（二）加强实验教学
实验课是提高学生学习兴趣和学生能力的重要环节，在教学过程中，应该适当设置重要教学内容的实验课。在验证性实验的基础上，应增加综合、设计性实验比例。综合性实验可将课程的重要知识点有机整合起来，有助于学生对所学知识点进行融会贯通。
由于我校“信号分析与处理”实验室硬件建设尚不完备，目前主要采用实验硬件电路搭建和MATLAB仿真技术相结合的方式来实现。下一步计划借助DSP实验室开展相应实验，将相关理论和算法用于以DSP为核心的实际系统中，培养和提高学生分析、解决综合实践问题的能力。
（三）增设实践教学环节
该课程理论性和工程性都很强，在加强理论教学的同时，也要强调其应用。我们鼓励学生利用课余时间进行案例分析和实践制作，将设计前布置选题改为学期初布置选题，这样学生有足够的时间设计试验方案并实施，期间将有创意的成果和实践创新作品定期展示给同学[6]。这有利于提高学生的学习热情和创新意识，有助于复杂概念的理解和掌握。
此外，对热心科研探索和技术开发的学生，鼓励他们积极申报大学生创新项目，采用教师提供题目和学生自拟题目相结合的方式，结合工程实际选题。鼓励同学参加一些高水平的竞赛，项目驱动，赛学结合，进一步培养学生的创新思维和意识，增强他们用“信号分析与处理”这一前沿学科理论解决实际问题的信心与能力。
三、完善考核评估方式
传统的考试方式不能如实反应学生掌握课程知识的程度，我校以理论为主，注重采用多样化的考核方法。理论考核和实验、实践考核相结合，期末考试和平时成绩评定相结合，综合评价一名学生的实际能力。
我校把考核内容分为三部分：平时成绩占20%，实验成绩占20%，卷面成绩占60%。平时成绩包括出勤、作业情况、随堂小测试、课上回答问题等，鼓励学生重视课堂知识的学习。实验、实践成绩主要根据学生设计的方案、实际动手能力和所完成的作品质量等来综合评定。
四、结语
“信号分析与处理”在我校自动化控制技术课程群中占有重要地位，该课程对电气工程及其自动化专业后续控制类课程的教学奠定了基础。为了满足该专业的人才培养目标，探索有效的改革模式，对提高教学质量，丰富教学内容，强化数学概念、物理概念和工程概念统一以及培养和提升学生的实践创新能力等意义重大。
课题组教师在教学改革中深刻体会到，合理安排教学内容，注重学生实验、实践能力的培养和提升，考核评估方式的进一步完善，是未来一段时间内我校电气工程及其自动化专业“信号分析与处理”课程教学改革的重要方向。
参考文献：
[1]石海霞，周玉荣.电子信息工程专业“信号分析与处理”课程教学方法探讨[J].大众科技，2010，（11）：175-178.
[2]赵光宙.信号分析与处理[M].第2版.机械工业出版社，2006，5.
[3]石海霞.仿真技术优化信号分析与处理课堂教学的实践探索[J].时代教育，2014，（12）：68-70.
[4]孙晖，赵菁.信号分析与处理综合性实验设计与实现[J].实验技术与管理，2012，29（7）：161-164.
1.电机电器及其控制技术
（1）主要内容：电机的作用及其发展简史；电机的分类与结构、应用领域、选用与运行控制；电机学的研究内容概要；电器的发展历史和分类。应达要求：了解电机的基本作用、发展简史、电器的发展历史；理解电机在国民经济中的应用领域；掌握电机的可逆原理；理解电机学的主要研究内容、高压电器与低压电器的基本结构与作用；掌握电机分类方法和不同类别的电机特点。（2）教学设计：介绍电机与电器学科的概况、发展简史，使学生对电机学等后续专业基础课程以及电机的微机控制技术等专业课程的学习建立初步的感性认识。通过FLASH制作的同步电机励磁过程和旋转磁场模拟动画来加强学生对电机学理论知识的理解。对于电器部分，通过图片的形式向学生展示各种电器，增强学生的感性认识；对于高压电器部分，由于装置体积庞大，采用视频录相讲解的方法，拉近学生对高压电器的感性距离。
2.电力系统及其自动化技术
（1）主要内容：电力系统发展简史；电力系统简介；发电厂、电网概述；电力市场简介；电力新技术与发展趋势。应达要求：了解电力系统的发展简史和我国电力工业的发展概况、交直流输电技术的发展过程、各种类型的能源发电原理及其特点；了解电力市场的概念、电力新技术的发展趋势；理解电力系统的功能与作用、现代电力系统的主要特点和运行过程。（2）教学设计：主要讲授电力系统的概况、基本概念，内容涉及发、输、供、配、用几大部分，按发电部分、电网运行与调度、电力应用三个环节顺序介绍。教学过程中首先从系统的角度对电力系统进行介绍，使学生建立对电力系统整体功能及结构的认识，在此基础上，进一步对各个组成部分分别阐述。在讲述电力系统发展前沿技术的时候，本着自动化、数字化、智能化的发展主线，将智能电网的概念引入课堂。
二、改革教学方法，创新互动式教学模式
1.注重课堂引导，激发学生学习兴趣
在教学过程中，借助网络资源，向学生介绍电气行业的应用情况和相关企业的产品和市场情况，譬如给学生介绍联合证卷行业深度分析“电力电子，我们可以看得更远”，重点介绍电力电子变频器、整流设备、无功补偿设备SVG、开关电源、直流输电装备等技术的实际工程应用，介绍相关企业和上市公司产品和市场概况，激发了学生的学习兴趣。
2.加强课堂互动，调动学生积极性
为了加强课堂互动，采用了PPT讲解和视频教学相结合的方法，进行多个专题介绍。譬如：核裂变之历史回顾、中广核集团介绍、日本核事故回顾、欧洲核聚变装置、中国托克马克聚变装置、日本新干线与中国高速铁路、国家电网、南方电网公司宣传片；汽轮发电机、水轮发电机安装视频和三峡发电厂简介。学生观看完视频后，进行提问：裂变和聚变的区别是什么？日本核泄漏事故的原因是什么？避免核事故的方法有哪些？日本新干线和中国高铁的技术要点有哪些？汽轮机和水轮机的原理是什么等等。鼓励学生回答问题，凡是举手回答问题的学生，在平时成绩上加2分，调动了学生的积极性。随后，教师进行总结评论。
3.推行专题报告，活跃课堂气氛
采用学生专题演讲方法，激发自主学习兴趣和收集整理资料的能力。学生3人一组，分工协作完成资料收集、PPT制作和课后研究报告撰写。学生报告题目有：智能电网概述、电气化铁路接触网介绍、电能存储技术的发展概况、地热发电的现状与技术要点、PLC的原理与应用、国内外智能电网发展趋势、柔性太阳能电池、国内外高压直流输电工程简介、电力系统柔性输配电技术、城市轨道交通供电系统和电动汽车电源系统等等。学生报告后，其他学生提3～5个问题，报告者首先作答，教师随后总结，并对相关技术问题进行详细讲解。对提问的同学，在平时成绩上加2分。这样课堂气氛非常活跃，学生争先恐后举手发言。
三、结束语
关键词：建筑 电气 施工组织设计 审核
中图分类号：F407文献标识码： A
1施工组织设计的基本概念
施工组织设计是对施工活动实行科学管理的重要手段，它具有战略部署和战术安排的双重作用。它体现了实现基本建设计划和设计的要求，提供了各阶段的施工准备工作内容，协调施工过程中各施工单位，各施工工种，各项资源之间的相互关系。
施工组织设计在每项建设工程中都具有重要的规划作用、组织作用和指导作用，是对拟建工程项目的全过程实行科学管理的重要手段。通过施工组织设计的编制，可以全面考虑工程项目的各项具体施工条件，拟订合理的施工方案，确定施工顺序、施工方法、劳动组织和技术经济的组织措施，合理地统筹安排拟定施工进度计划，保证项目按期投产和交付使用；通过施工组织设计的编制，可以保持施工生产的连续性、均衡性和协调性，以实现生产活动的最佳经济效益。
施工组织设计是一个总的概念，根据拟建工程项目的类别、工程规模、编制阶段、编制对象和范围的不同，在编制的深度和广度上也有所不同。
设计单位和施工单位都要编制施工组织设计，此处我们主要涉及施工单位的实施性施工组织设计。施工单位一般在投标时，针对标的编制综合指导性的施工组织设计，亦称为施工组织总设计；中标的施工单位在开工前由项目部针对具体的单位工程编制实施性的施工组织设计；在具体施工过程中还可以针对不同的分部分项工程编制施工组织设计。
2建筑电气单位工程实施性施工组织设计的编制
2．1建筑电气单位工程实施性施工组织设计的编制依据
2．1．1主管部门的批示文件及建设单位的要求。如上级主管部门或发包单位对工程的开工、竣工日期、土地申请红线图和施工执照等方面的要求，施工合同中的有关规定等；
2．1．2施工图纸及设计单位对施工的要求。其中包括：单位工程的全部施工图纸、会审记录和标准图等有关设计资料，以及设计单位对新结构、新材料、新技术和新工艺的要求等；
2．1．3施工单位年度生产计划对该工程的安排和规定的有关指标，如进度等；
2．1．4资源配备情况。如施工中需要的劳动力、施工机具和设备、材料、预制构件和加工品的供应能力和来源情况；
2．1．5建设单位可能提供的条件和水、电供应情况。
2．1．6施工现场条件和勘察资料。如施工现场的地形、交通运输道路及气象资料等；
2．1．7预算文件和国家规范等资料。工程的预算文件等提供了工程量和预算成本。国家的施工验收规范、质量标准、操作规程和有关定额是确定施工方案、编制进度计划等的主要依据。
2．2建筑电气单位工程实施性施工组织设计的基本内容
建筑电气单位工程实施性施工组织设计的基本内容一般包括工程概况、施工部署和施工方案、施工进度计划、施工准备工作计划、各项资源需要量计划、质量保证计划、施工平面图、技术经济指标等部分。对于较简单的建筑电气工程其建筑电气可以简化，主要包括工程概况、施工方案、进度计划、技术组织措施等部分。
2．3建筑电气单位工程实施性施工组织设计的具体编制要求
2．3．1工程概况
（1）工程特点：包括电气工程种类、名称、地点、内容（电气内、外线工程，电缆工程或照明、动力、变配电、电子报警、安防、门禁等系统的要求、特点和方法）、工程量、交付使用的时间、建设单位和设计单位等。
（2）施工地点的特征：包括施工部位的特征、规模、施工地点的地质情况以及当地的气候情况等。
（3）施工条件：包括现场条件、与协作单位的施工配合条件和其他工种交叉情况，材料和预制加工品的供应情况、劳动力和机械运输等情况。
2．3．2施工方案和施工方法
施工方案和施工方法的选定，应在拟定的几个可行的方案和方法中进行分析比较，选用最优的。选用时应注意下列事项：
（1）施工顺序安排：① 做好施工准备后再加工。② 要摆正电气工程施工在全局的地位。③ 严格按施工工艺要求安排施工流向。④ 要注意施工最后阶段的收尾、调试、使用前的准备及交工验收等工作。
（2）施工流水段的划分：① 要使各个流水段之间具有相对的独立性和整体性。如电气外线工程可以利用转角杆、耐张杆来划分流水段。② 各段的工程量要大致相等，使各组工人在此段上工作的时间也应相同。③流水段的大小和多少要适当，既要与施工工艺相协调，又要和劳动组织相适应。电气内线工程的流水段可按土建工程施工的流水段划分。
（3）施工机具的选择 施工机具应遵循切合需要、实际可能、经济合理的原则进行选择。
（4）主要项目施工方法的选择：① 方法可行、条件允许、可以满足施工工艺要求。② 符合国家和地方颁发的施工验收规范和质量评定标准的有关规定。③ 尽量选择那些经过试验鉴定的科学、先进、节约的方法，尽可能进行技术经济分析 。④ 要与选择的施工机具以及划分流水段相协调。电气工程施工中项目较多，在施工方案中不必将每个项目的施工方法都写入，而只写主要项目的施工方法即可。例如，电缆施工中的电缆沟开挖和电缆敷设、电气内线工程施工中的导管及线槽敷设、电气外线工程施工中的放线等项目。
（5）技术组织措施：技术组织措施是指在技术、组织方面对保证质量、安全、节约和季节施工所采用的方法。
（6）还必须有安全、文明施工、职业健康和环境保护目标及保证措施；
2．3．3施工进度计划的编制
施工进度计划是在确定了施工方案的基础上，对工程的施工程序、各个项目的延续时间以及项目之间的搭接关系、工程的开工时间、竣工时间及总工期等做出安排。在此基础上，可以编制劳动力计划、材料供应计划，机具需用量计划等。所以，施工进度计划是施工组织设计中一项非常重要的内容。
在施工组织设计编制过程中，要充分发挥各职能部门的作用，吸收他们参加编制和审定；充分利用施工企业的技术力量和管理能力，统筹安排，合理安排各工序间的立体交叉配合施工顺序，发挥施工单位的优势和水平。
3施工组织设计的审定与实施
当施工组织设计的初稿完成后，要组织参加编制的人员以及单位进行讨论，经逐项逐条地研究修改，最终形成正式文件，报送建设项目监理单位专业监理工程师审核，并报总监理工程师审批。施工组织设计一经批准，施工单位和工程各相关的单位应认真贯彻实施，未经审批不得修改。
施工组织设计是施工现场各级技术交底的主要内容之一。通过交底讲解应使相关的管理人员和全体施工人员了解并掌握相关部分的内容和要求，保证施工组织设计得以有效的贯彻、实施。
各级生产和技术负责人要督促、检查施工组织设计的贯彻执行，及时解决执行中的问题，并组织有关人员在施工过程中做好记录，积累资料，工程结束后及时做出总结。
4结束语
施工组织设计是指导拟建工程项目进行施工准备和正常施工的总体指导性文件。编制和贯彻施工组织设计是在施工过程中体现国家方针政策、遵守合同规定、科学组织施工，从而达到预期的质量目标和工期目标、提高劳动生产率、降低消耗、保证安全；是不断提高施工技术和施工管理水平的重要手段。在现代科学技术发展迅猛的今天，重视电气工程的施工组织设计管理是非常必要的，在赶工期时更要严把质量控制关，充分发挥把“关”作用。总之，一个优良工程的创建离不开施工组织设计、电气人员技能与管理经验的密切配合。
参考文献
[1]． 全国一级建造师执业资格考试用书编写委员会．建设工程项目管理．北京：中国建筑工业出版社出版，2011（第三版）
[2]． 宁仁歧，郑传明主编．土木工程施工．北京：中国建筑工业出版社，2006
[3]． 国家电力公司 ．电力建设工程施工技术管理导则．北京：中国电力出版社，2003
关键词： 电机与拖动 PSCAD软件 永磁同步发电机 教学应用
1.引言
电机与拖动课程是为自动化、电气工程、建筑电气等本科专业开设的一门专业基础课[1]。该课程的重点是讲解直流电机、变压器、异步电机和同步电机的工作原理、工作特性等相关内容，但该课程需要掌握相关磁场与电场的知识，具有概念抽象、公式推导复杂、电机工作特性不易理解等特点，使学生在学习过程中易产生误区[2]。同时，受课程教学与实验条件的限制，学生难以亲自进行相关实验操作，导致教学效果大打折扣。因此，采用仿真的方法不仅能让学生摆脱复杂的公式推导，进一步深入理解电机工作原理、掌握电机工作特性，而且能与实际生产应用相结合，特别是教学与科研的前沿、热点问题，如风力发电。将有效缓解学生学习本课程的压力，激发其学习兴趣，强化教学效果。
2.PSCAD软件介绍
PSCAD/EMTDC是DWoodford博士于1976年开发的一种电力系统计算机辅助设计/含直流电磁暂态计算程序。PSCAD是EMTDC的前处理程序，EMTDC是目前电气工程领域应用最广泛的电力系统仿真分析软件之一[3]。PSCAD/EMTDC主要用于电力系统频域及时域仿真分析，典型应用是计算电力系统遭受扰动或参数变化时，电气参数随时间的变化;也可用于HVDC、FACTS等控制器的设计、电力电子领域等仿真计算，如对交流同步电机的运行状态进行研究。用户通过在控制界面中构造电气连接图，并可设置各元件的参数值，仿真时利用FORTRAN编译器进行编译、连接，其结果可在PLOT窗口中实时生成曲线，以验证仿真结果的正确性，且能与MATLAB软件实行对接。
3.仿真案例
同步电机既可用作发电机，又可用作电动机，但相对于三相异步电动机，其作为发电机的应用更广泛，尤其是当前风力发电与智能电网发展应用中，永磁同步发电机越来越受到人们的关注及应用。本文以永磁同步发电机为例，详细介绍PSCAD/EMTDC软件在电机与拖动课程教学中的应用，其仿真具体步骤为：首先建立仿真系统模型，其次设置运行参数，并进行仿真，再次用PLOT查看及导出仿真波形，最后对仿真结果进行分析，验证其正确性。
（1）建立仿真系统模型。
建立仿真系统模型的具体步骤为：一是用菜单命令File/new/case建立新的仿真工程（project）;二是根据目标系统要求或数学模型从MasterLibrary中选择相应模块或元件到主工作区，设置相应电气参数，并用导线连接起来;三是保存仿真系统模型，图1为永磁同步发电机仿真系统模型图。为尽可能模拟发电机实际运行情况，本文还搭建了风模块、风力机WT及转轴DT等模型。
图1 永磁同步发电机仿真系统模型图
（2）设置运行参数，并进行仿真。
仿真运行参数设置主要包括：运行持续时间，运行时间步长，绘图时间间隔、PLOT风格设置等。在工作区用鼠标右击后，在下拉菜单的Projectsettings/runtime中可进行相应设置，本文中运行持续时间为5s，运行时间步长和绘图时间间隔均为50μs。之后在主菜单Build中，选择Run，即可进行仿真运行。
（3）查看及导出仿真波形。
PSCAD为用户提供了直观的仿真波形查看及导出功能，打开PLOT窗口查看仿真波形，用鼠标右击后选择copyFrame，即可进行波形导出。图2为风速变化永磁同步发电机输出的三相电压与电流波形图。
（a）三相电流
（b）三相电压
图2 永磁同步发电机输出三相电压电流波形图
（4）仿真结果分析。
由图2可知，在2.55s时刻，当风速由6m/s变化为11m/s时，风能通过风力机输入给永磁同步发电机的机械转矩随之增加，此时，永磁同步发电机输出的三相电压（Ua、Ub、Uc）基本保持不变，但输出的三相电流（Ia、Ib、Ic）的大小及频率均由小变大。验证了永磁同步发电机输出电流大小与频率随输入转矩变化而变化的工作特性。
4.结语
针对电机与拖动课程在教学过程存在概念抽象、推导公式繁琐、工作特性难理解等问题，本文以永磁同步发电机的仿真过程为例，详细介绍了运用PSCAD软件进行系统仿真模型搭建、仿真参数设置、查看并导出波形和分析仿真结果的教学方法，将抽象、固化的理论教学转换为简洁、直观的教学形式，并将理论知识与当前风力发电的实际相联系，这样不仅有助于学生理解和掌握本课程的重点和难点，而且有助于充分调动学生学习积极性，强化教学效果。
参考文献：
[1]雷永锋，孙莉莉.电机与拖动课程实践教学研究与改革[J].时代教育，2015（5）：39-40.
[2]魏立明，陈伟利，韩成浩.基于MATLAB仿真的电机与拖动课程教学改革研究[J].中国建设教育，2014（4）：31-33.
