转专业动机（精选5篇）
转专业动机 篇1
一、桑塔纳3000的起动系统组成
起动系统的功用是通过起动机将蓄电池的电能转换成机械能,起动系统是由蓄电池、点火开关、起动机等组成。如图1所示。
二、桑塔纳3000起动系统的工作原理
接通点火开关的起动挡、通过吸拉线圈和保持线圈通电活动铁心移动,通过拨叉带动驱动齿轮与发动机飞轮啮合,使电动机通电运转。其电流回路是:蓄电池正极→点火开关→端子“50”→保持线圈→搭铁。蓄电池正极→点火开关→端子“50”→吸拉线圈→端子“C”→搭铁。端子“30”和端子“C”接通。蓄电池正极→端子“30”→端子“C”→电枢→电刷→负极,电动机运转,驱动齿轮转动。接着吸拉线圈断电,保持线圈继续通电,起动机继续运转。起动后,放开点火开关,电流回路:蓄电池→“30”→保持线圈→吸拉线圈→搭铁。吸拉线圈和保持线圈中通过反向电流,产生的磁力相反,铁心拉动拨叉将驱动齿轮与飞轮脱离,电动机停转。
三、起动机不转故障的原因分析及处理方法
1.故障现象
当点火开关旋至起动挡时,起动机不转动。
2.电源部分
电源部分故障通常有蓄电池容量不足、无电、连接导线断路和接线柱接触不良等。蓄电池容量不足、无电或内部损坏,处理方法应更换蓄电池。接线柱松脱,处理方法应紧固。蓄电池因氧化或腐蚀而导致接线柱接触不良,处理方法是清洁接线柱后,可涂抹上锂基润滑脂作保护,最后紧固。
3.线路部分
线路部分故障通常有线路断路、接触不良或连接错误等,现在汽车大量采用插接器以方便维修,因此线路故障出现较多的是插接处接触不良,处理方法是清洁后固定线路或更换。
4.起动机
起动机内部故障通常有电磁开关被烧蚀、接线柱松动、励磁绕组和电枢绕组断路或短路、换向器严重烧蚀和电枢轴衬套磨损过多等。
(1)电磁开关
电磁开关触点被烧蚀,主触点与活动触点不能闭合,处理方法是修理或更换电磁开关触点或线圈绕组。
(2)接线柱
接线柱松动、氧化或腐蚀,处理方法是紧固或清洁接线柱后紧固。
(3)换向器故障
换向器严重烧蚀而导致电刷与换向器接触不良,处理方法是调换或修复换向器、电刷。
(4)电刷
检查绝缘电刷是否搭铁。
(5)电枢轴
电枢轴的衬套磨损过多,使电枢轴偏心或电枢轴导致电枢铁心“扫膛”,处理方法是更换衬套,校直或更换电枢总成。
5.点火开关故障
点火开关故障通常有接线松动或内部接触不良,处理方法是紧固接线或更换点火开关。
四、起动机不转故障的检修
1.检查蓄电池
检测:从外观判断,观察外观有无变形、凸出、漏液、破裂炸开、烧焦、螺丝连接处有无氧化物渗出等。
开汽车前照灯或按喇叭,若灯亮或喇叭响,说明蓄电池存电较足,故障不在蓄电池;若灯光很暗或喇叭声音很小,说明蓄电池容量严重不足;若灯不亮或喇叭不响,说明蓄电池或电源线路有故障,应检查蓄电池搭铁电缆和火线电缆的连接有无松动以及蓄电池存电是否充足。
2.检查起动机
若灯亮或喇叭响,说明故障发生在起动机、开关或控制电路。可用螺丝刀将起 动机端子“30”与“C”接通,使起动机空转。若起动机不转动,则电动机有故障;若起动机空转正常,说明电磁开关或控制电路有故障。
3.检查电动机
诊断电动机故障时,可根据螺丝刀搭接端子“30”与“C”时产生火花的强弱来辨别。若搭接时无火花,说明磁场绕组、电枢绕组或电刷引线等有断路故障;若搭接时有强烈火花而起动机不转,说明起动机内部有短路或搭铁故障,须拆下起动机进一步检修。
4.检查电磁开关
诊断是电磁开关还是控制电路故障时,可用导线将蓄电池正极与电磁开关的端子“50”接通,时间不要超过3~5s,如接通时起动机不转,说明电磁开关故障,应拆下检修或更换电磁开关;如接通时起动机转到,说明端子“50”至蓄电池正极之间线路或点火开关故障。
5.检查蓄电池至点火开关间的线路
排除电磁开关端子“50”至蓄电池正极之间线路或点火开关故障时,可用12V/2W试灯逐段进行诊断排除。将试灯的一根引线接电极搭铁,另一根引线电极接点火开关“30”端子,如试灯不亮,说明蓄电池正极至点火开关间的线路断路;如试灯发亮,说明该段线路良好,继续下述检查。
6.检查点火开关
将试灯引线电极接点火开关“50”端子,点火钥匙转到起动位置,如试灯不亮,说明点火开关故障,应予更换;如试灯发亮,说明点火开关良好,故障发生在点火开关“50”端子至电磁开关“50”端子之间线路,逐段检查即可排除。
转专业动机 篇2
关键词： 固体火箭冲压发动机； 转级； 点火控制； 系统设计
中图分类号： V435文献标识码： A文章编号： 1673-5048（2016）04-0058-05
Abstract： For the requirement of transition test on integral solid propellant ducted rocket， an ignition control system is designed to simulate the control system on missile. According to the characteristics of solid propellant ducted rocket transition technology， the function and design requirements of the system are defined， and working principle， hardware structure and software design of the system are described in detail. The system has fully considered the different tranfer modes and the abnormal emergency response， and has the ability of ground transition test， which provides an effective test platform for the transition of rocket performance and reliability.
Key words： solid propellant ducted rocket； transition； ignition control； system design
0引言
整体式固冲发动机主要由助推-冲压补燃室、 燃气发生器、 进气道以及点火系统和转级装置等组成。 采用这种发动机的导弹在发射时， 首先由助推器产生的推力在较短的时间内将导弹加速至冲压发动机能够正常工作的马赫数， 通过发动机转级控制系统， 将进气道入口和出口堵盖打开， 空气通过进气道减速增压后进入冲压补燃室， 同时点燃燃气发生器， 冲压发动机开始工作[1-2]。
转级装置是固冲发动机的重要组成部分， 关系着发动机能否实现从助推向冲压的成功转换， 是保证固冲发动机正常工作的先决条件[3]。
转级装置结构复杂， 在研制初期， 需在地面进行大量转级试验。 在地面试验中， 转级装置的起爆则由地面转级点火控制系统完成。 根据转级试验需求， 本文设计了一套地面点火控制系统， 用以模拟弹载计算机的转级控制功能。 系统使用NI公司高性能控制器配备高精度数据采集卡及D/A板， 运用LabVIEW RT软件， 开发了一个经济、 可靠的基于PC机和PXI嵌入式控制器的实时控制系统。
1转级试验控制条件
转级装置的驱动一般采用火工品点火/起爆方式来进行， 转级方式采用程控方式， 利用传感器感知过载或助推-冲压补燃室压强， 当参数达到设定转级条件时， 点火系统通过程序控制起爆转级执行机构， 完成转级[4-6]。
航空兵器2016年第4期谭正一等： 固冲发动机转级试验点火控制系统设计 转级条件一般由发动机助推器信号特征与工作时间等条件共同决定， 条件全部满足时才能进行转级。 选取转级信号源时， 通常要选择容易辨别、 测试、 记录和处理的参数。 助推器工作结束主要表现为燃烧室压强、 发动机推力、 导弹轴向过载迅速下降等[7]。 地面转级试验一般通过判断助推补燃室实测压强与工作时间两个条件来控制转级程序， 转级控制条件示意图如图1所示。
转级判断条件中， 重要的特征参数有： 试验前预设助推器工作初始压强P1； 峰值预估值Pmax； 转级压强P2； 发动机助推器工作时间预估值ta（一般根据产品特性决定）。
试验时， 转级点火控制系统发出助推器点火信号， 为时间零点； 当压强超过P1时， 表示助推器成功点火并开始工作， 时间为t1； 当压强升高并超过Pmax， 接着压强开始下降的过程， 表示助推器正常工作； 当压强低于转级点设定值P2时， 表示助推器工作完毕， 准备转入冲压工作段， 时间为t2； 为避免测量信号干扰引起的误触发， 同时要判断助推器工作时间Δt是否大于ta， 条件均满足， 点火控制系统进行转级动作： 转级控制系统分别在t2， t3， t4时刻完成进气道入口堵盖打开、 出口堵盖打开、 燃气发生器点火。
在助推器工作完毕没有正常转级时， 系统设计了超时强制转级功能， 超时时间由ta及试验人员根据经验确定。
2系统设计
2.1系统功能
完成固冲发动机助推器点火， 同时采集燃烧室压强（2路）， 并按转级条件或时序完成进气道入口堵盖（2路）、 出口堵盖（2路）、 燃气发生器点火， 点火方式采用恒流源点火， 即能保障6路点火电流可程控输出的要求。 系统同时具备点火参数测量、 显示、 记录和分析功能。
2.2系统组成
转级点火控制系统根据现场条件采用上下位机形式， 上位机为一台高性能工控机， 下位机为一台PXI嵌入式控制器， 数据通讯采用光纤以太网。 系统按功能主要由控制模块、 点火模块、 测量模块和人机交互模块组成。
控制模块主要由PXI嵌入式控制器、 定时计数板、 D/A板、 A/D板及控制电路组成； 点火模块主要由恒流源及点火电路组成； 测量模块主要由信号感应传感器、 测量电路及调理单元组成； 人机交互模块主要由上位机应用软件和控制台面板两部分组成， 分别对相关状态信息做显示监控， 如图2所示。
2.3模块设计
2.3.1主控台
主控台用于远程控制， 由点火控制柜配备一台高性能工业控制机组成， 控制柜安装点火控制按钮、 应急按钮、 安全锁控开关以及部分状态指示灯。 主控计算机选用一台高性能研华工控机， 内嵌Intel四核CPU， 4G内存， 通过光纤以太网与下位机连接。
2.3.2控制模块
控制模块为系统“大脑”， 控制核心为一台高性能PXI嵌入式控制器， 型号为PXI-8110， 是基于Intel Core 2 Quad Q9100的高性能嵌入式控制器， 其可靠的性能非常适合高性能模块化仪器与数据采集应用。 同时， 8110内嵌Real-Time Embedded SW模块， 配备八槽PXI机箱PXI-1042， 16通道隔离型A/D板PXI-6232， 8通道定时计数器板PXI-6602， 16路电压/电流输出D/A板PXI-6704等附件， 满足了6路点火电流控制及2路压强信号采集需求， 实现转级点火时序精确控制。
2.3.3点火模块
点火模块是执行机构， 由点火电源、 点火时序控制电路、 点火安全保护电路、 点火参数测量电路等组成。
（1） 点火电源
系统点火方式为恒流点火， 按使用要求， 选用供电精度高、 稳定性好、 易于控制的TDK-Lambda直流电源。
（2） 点火时序控制电路
点火时序控制是系统的关键， 由点火控制程序控制PXI板卡的I/O输出产生， 控制点火线路上的三个继电器动作， 完成点火。 点火时， I/O口输出信号由低电平变为高电平， 经驱动， 控制固态继电器K7动作， 然后控制供电主回路固态继电器K1和K11动作， 实现模拟负载断电和点火电阻供电， 同时输出点火时统信号。 点火控制电路及安全保护电路原理图如图3所示。
点火时序控制电路通过PXI的定时计数器板卡来实现定时控制， 利用其定时器实现点火延迟时间的程控设置和不同时序的组合点火。
点火控制继电器选择固态继电器， 其主要优点是动作时间快、 触点功率大。 固态继电器选用漏电流小、 动作时间短的产品。 每路点火继电器数量为2个， 1个用于控制加电点火， 另外1个用于控制恒流源外接负载。
（3） 点火安全保护电路
点火安全保护是系统的重要功能， 点火控制系统一旦失效或点火产生误动作， 会危及到试验测试人员的生命， 且直接经济损失巨大[8]。
由图3可见， 锁控开关和应急开关是保障点火安全的两道屏障。 锁控开关为三组触点， 其中两组串接控制固态继电器K7供电， 另一组控制两个电磁继电器供电。 点火电流输出线路由继电器控制， 锁控开关和应急开关在点火回路串接后， 控制继电器电源5 V供电， 在正常使用时必须打开安全锁控开关才能够加电， 出现异常时， 按下应急开关可切断继电器电源供电， 实现切断恒流源输出的目的。 两处安全保护开关均采用两级开关冗余设计， 确保系统不会因故障或意外出现短路情况。
（4） 点火参数测量电路
点火电阻测量采用两线制方式测量， 通过测量线路电流与电压值间接计算出电阻值。 测试需要的电流利用D/A板块提供的电流输出， D/A板块型号为PXI-6704， 16路电流输出在0～20 mA的范围内可任意设定。 系统按安全要求设定板卡输出不超过10 mA， 确保了点火电路的安全可靠。 点火电阻两端电压通过A/D板卡进行采集。
点火电流测量采用非接触式测量方法， 电流传感器选用霍尔电流传感器， 被测电流穿心输入， 输入和输出隔离， 输出响应速度快， 测量精度高。
点火电阻、 电流、 补燃室压强以及应急信号通过数据测量模块采集， 各种信号首先通过调理单元， 实现数据接口转换、 光电隔离、 信号放大等功能， 然后由M系列多功能采集板PXI-6232进行采集。
3软件设计
软件分为两部分， 即上位机的人机界面软件和下位机实时控制软件。 上位机软件的功能是控制参数输入、 数据显示及处理、 故障报警显示等； 下位机实时控制软件完成参数测量、 数据存储、 点火时序执行、 点火电流实时控制等。
上位机软件在Windows XP平台下， 利用LabVIEW编程， LabVIEW是一种基于图形开发、 调试和运行程序的集成化环境， 是第一个借助于虚拟面板用户界面和方框图建立虚拟仪器的图形程序设计系统， 编程方便， 人机交互界面直观友好， 是面向测试工程师的软件平台[9]。
下位机实时控制软件是在Windows XP平台下进行LabVIEW RT编程， 然后下载到嵌入式控制器中。 在LabVIEW RT系统中通过软件总体结构的合理布局， 利用一个实时控制器， 可以完成多个实时控制任务， 同时实现了对多通道数据采集、 存储， 降低了成本又节省了开发时间[10-11]。
3.1软件模块功能
软件采用模块化设计， 以增加软件的灵活性， 提高软件的整体效率。 上位机程序按功能分为主界面、 系统自检、 参数设置、 通道配置、 文件传输、 数据分析等子模块。
（1） 主界面
主界面是完成系统功能的主要模块， 具有点火参数与辅助系统状态自动采集和显示、 电阻检测、 点火启动等功能， 软件主界面如图4所示。
（2） 系统自检
软件运行时， 用户可选择系统自检， 自检程序读取各模块的自检反馈信号并显示， 主要用于监视系统各模块运行状态和故障定位， 在出现故障时能直接定位故障位置。
（3） 参数设置
参数设置主要根据试验需求， 对点火方式、 转级方式、 转级条件、 点火时序等进行设置。
（4） 通道配置
通道配置模块用于对各测量通道进行命名， 便于数据监视及分析， 试验前根据实际情况进行配置。 通道配置使用动态事件的方法， 可以交互式创建、 修改配置文件。
（5） 文件传输
点火参数由下位机完成测量及存储， 上位机在试验完毕后需从下位机读取， 以便于对试验数据的分析处理。
（6） 数据分析
数据分析模块是对试验后期数据的再现和分析， 实现了曲线显示、 滤波、 曲线移动、 局部放大缩小、 单双光标读数等功能。
3.2软件流程
试验前， 运行上、 下位机程序， 使程序处于等待状态。
上位机程序运行后自动读取配置文件， 然后进入主界面， 在主界面可以根据试验需求完成以下操作： 系统自检、 系统校准、 参数设置、 通道配置、 文件传输及数据分析。 参数设置是针对本次试验需求进行操作的重要步骤， 设置完毕即可进行点火试验； 下位机程序运行后读取上位机设定的点火信息， 然后进入待命状态。
试验中， 系统接收各辅助系统准备状态， 当达到预设目标， 即可进入点火程序， 此时上位机程序向下位机下达点火指令， 下位机按点火设置逐项执行并向上位机发送点火信息。 下位机首先判断是否带助推器点火， 在有助推器点火的情况下， 先完成助推器点火， 然后判断转级方式， 若为按条件转级， 则点火单元按所测补燃室压强进行判断， 条件满足， 进行转级点火； 若为按时序转级， 则按设定时序完成转级点火； 在没有助推器情况下， 直接按设定时序完成转级点火。 上位机在整个点火过程中处于监视状态， 不断接收点火信息， 并进行判断， 当点火完毕， 完成本次试验， 即可退出， 同时向下位机发送退出指令， 下位机按指令完成退出， 软件详细流程见图5。
4系统应用
系统已完成全状态测试并成功应用于固冲发动机转级点火试验。 在全状态测试时， 采用给定模拟压强曲线辅助转级点火的方式考核系统的转级功能， 试验结果见图6， 图6中显示了给定压强曲线以及点火电流输出情况。 试验设定了4路电流输出， 分别为助推器点火、 进气道入口和出口堵盖打开点火、 燃气发生器点火， 电流为5 A， 转级压强设定为0.8 MPa。 由图6可知， 系统通过判断压强参数， 按预设条件完成了转级功能， 系统延时小、 响应快， 电流上升时间短， 控制准确， 超调小， 指标符合使用要求。 5结论
系统采用模块化设计， 便于使用与维护， 选用的PXI实时控制器和LabVIEW RT实时操作系统使多个控制任务得到了很好的协调和运行。 同时， 通过合理的安全性、 可靠性设计， 固冲发动机转级点火控制稳定可靠， 满足了产品研制过程中进行大量地面试验的控制需求。
参考文献：
[1] 谷良贤， 李文华， 赵育善.整体式固冲发动机在空空导弹上的应用研究[J].航空兵器， 1996（1）： 25-29.
[2] 杨石林， 张晓旻， 齐红亮， 等.固冲发动机转级过程中进气道动态特性分析[J].中国科学， 2015（1）： 25-30.
[3] 黄少波.整体式固冲发动机转级控制模块设计[J].航空兵器， 2009（4）： 58-61.
[4] 张全， 兰飞强， 单睿子， 等.固体火箭冲压发动机进气道出口堵盖研究[J].航空兵器， 2008（1）： 31-33.
[5] 谢文超， 徐东来， 蔡选义.空空导弹推进系统设计[M]. 北京： 国防工业出版社， 2006.
[6] 谷良贤， 李文华.整体式固冲发动机空空导弹一体化设计[J]. 战术导弹技术， 1997（4）： 1-4.
[7] 张国宏， 黄少波， 崔金平， 等.固体火箭冲压发动机转级技术[J].弹箭与制导学报， 2012， 32（3）： 129-132.
[8] 史洪亮， 杨登仿， 谭勇， 等.新型安全的点火控制系统的设计和实现[J].计算机测量与控制， 2006， 14（10）： 1343-1345.
[9] 林君， 谢宣松.虚拟仪器原理及应用[M].北京： 科学出版社， 2006.
[10] 张朋， 陈明， 何鹏举. 基于LabVIEW的空地导弹弹道仿真系统设计[J]. 弹箭与制导学报， 2006， 26（4）： 248-251.
转专业动机 篇3
感应电动机是电力系统最常见的动态负荷,在工业负荷中可占60%左右,某些情况下甚至可高达90%[1]。其动态特性对电力系统暂态问题,特别是暂态电压稳定问题,具有显著的影响,因此在研究中须恰当地建模,并采用恰当的分析方法。
从建模的角度来说,目前的研究中,每个节点负荷通常建模为一台等值感应电动机和静态恒阻抗—恒电流—恒功率(ZIP)负荷的并联。这一建模方法可较好地满足功角稳定问题研究的需要;但对于暂态电压稳定问题,由于其与负荷动态特性的关系更为密切,这样的建模方法是否能满足需要仍有待研究。从分析方法的角度来看,现有的暂态电压稳定分析方法大多基于个例仿真,通过仿真结果研究感应电动机堵转与暂态电压崩溃的关系。
通过分析1984年至1998年北美电网全部427次大停电事故的记录,一些美国学者得出了大停电规模具有自组织临界性的结论,从而揭开了从复杂系统自组织临界性角度研究大停电机理、宏观规律、控制策略等的研究篇章[2]。从复杂系统理论角度研究电力系统,其重点不是放在电力系统某一具体个例上,而是研究某一电力系统在一定随机因素下固有的宏观性质[3,4],这是与传统微观分析方法相辅相成的宏观分析方法。目前,国内外学者已将复杂系统的自组织临界理论和方法初步应用于电力系统大停电机理和规律的研究中,考察了线路过载导致的连锁跳线、继电保护误动导致的连锁故障等多种问题,发现了它们的概率密度函数曲线均具有典型自组织临界性的幂律性质[4,5,6,7,8,9,10,11,12,13]。
本文以包含感应电动机群的单机单负荷系统为研究对象,探寻感应电动机连锁堵转的宏观规律。
1 仿真模型
考虑图1所示的单机单负荷系统,其中发电机节点为无穷大节点,负荷由恒阻抗负荷和N台感应电动机并联构成,电动机的初始滑差呈平均分布。为简单起见,本文不考虑电动机的低压保护、堵转保护等复杂控制,并假设N台电动机的参数相同。
感应电动机的模型采用一阶机械模型[14],Γ形等值电路,其方程略。在电动机参数给定的情况下,稳态时电动机滑差s和负荷节点电压V必须满足转矩平衡方程式Mm=Me,即
式中:Mm为机械负载转矩;Me为电磁转矩;α为静止阻力矩;p为机械负载特性指数;k为电动机负荷率;V为负荷节点电压;r1,x1,r2,x2分别为电动机Γ形等值电路的定子和转子的电阻、电抗。
在初始稳态下,给定负荷节点端电压V和各感应电动机的初始滑差,可求得各电动机的负荷率k。负荷率一旦确定,在随后的计算中将保持不变。
2 静态仿真
2.1 静态仿真的算法
采用基于微分方程的时域仿真方法计算图1所示系统的动态无疑是精确的,但当感应电动机台数较多或动态缓慢时,需要仿真很长时间才能最终确定系统的稳态,这在宏观规律分析和计算中往往难以接受,故这里提出忽略感应电动机暂态过程、直接计算连锁堵转终止状态的静态仿真方法,即用式(1)代替感应电动机的一阶动态模型进行仿真计算。
从物理过程上来说,系统故障或某些电动机堵转将造成节点电压V下降,未堵转感应电动机为了维持其自身的转矩平衡方程式(1)成立,将增大其滑差s;随着V的进一步降低,未堵转电动机中负荷率最大的感应电动机的滑差将首先增大到临界滑差scr,此时,该台感应电动机将不能保证在V进一步降低时仍满足式(1),算法令其完全堵转(s=1),变为恰当的阻抗接入系统。这就是静态仿真算法的基本思想。
由此引出临界滑差的计算问题。易知,电动机最大电磁转矩对应的滑差为
显然,scr由感应电动机固有参数所决定,与节点电压V和负荷率k无关。在求得scr后,可由式(1)求出给定负荷率k时,电动机能稳态正常运行的最低电压V。下文称该值为临界电压,记为Vcr。
上述静态仿真算法的基本思想蕴含了负荷节点电压单调下降、各电动机滑差不超过临界滑差的假设,因此,该算法在应用于具有暂态摇摆等特性的复杂情形时不能保证正确性。为此,本文假设系统故障形式为无故障跳线,即线路阻抗突然增加。
2.2 静态仿真的参数
设负荷的感应电动机分量由100台相同参数、相同功率的感应电动机构成,其参数为一种国内典型参数[14]:r1=0.046 5,x1=0.295,r2=0.02,x2=0.12,rm=0.35,xm=3.5,α=0.15,p=2.0,Tj=2.0 s,功率因数0.8;各参数的含义不再赘述。无穷大发电机节点电压E设为1.054 75,负荷功率为1+j0.5,初始线路电抗xe为0.1,故障后线路电抗xp为0.2;上述条件下,初始负荷节点电压1.0,恒功率负荷模型下故障后负荷节点电压0.924 1。
在电力系统仿真研究中,通常将感应电动机初始滑差作为一个额定参数指定。但显然,实际系统中的电动机初始滑差并不严格等于该值,而是分布在某一可能的范围中,为此,需确定感应电动机初始滑差的合理分布范围。通过考察某些指标可知,负荷节点电压额定、初始滑差为临界滑差的20%至40%时,电动机运行状态较为合理,但在xp为0.2时很难堵转,为此将初始滑差分布上限增至55%临界滑差。上述3个初始滑差限值下,电动机的临界电压分别为0.647 623,0.851 106和0.931 302。
2.3 静态仿真的结果
设感应电动机的初始滑差平均分布在之间。由于平均分布具有随机性,不利于比较和分析,为此,本节算例中,设各电动机的初始滑差为之间的等差数列。所给smin和smax的值为[0.0,1.0]之间的实数,表示临界滑差scr的倍数。
表1给出了4组静态仿真结果,其中,Mratio为电动机分量负荷与节点总负荷之比,Ns为静态仿真结束时感应电动机堵转的台数,Vs为相应仿真结束时的负荷节点电压。显然,xp为0.307和0.264下的Vs仅比初始滑差为40%临界滑差下的Vcr=0.851 106略大,xp的进一步增大将导致该电动机堵转,从而诱发连锁堵转;smax大于0.553和0.518后电动机开始堵转的原因与此类似,不再细述。
由表1可见,Mratio=0.6时,随smax或xp的增大,电动机从全不堵转到开始堵转的转变过程发生得很突然,即一旦一台电动机堵转,则必然大量电动机连锁堵转;而Mratio=0.3时的转变过程则较平缓,即一台电动机的堵转不至于造成大量电动机的连锁堵转。
显然,随着系统条件的恶化,感应电动机群将经历一个从完全不堵转到开始堵转再到大量堵转的过程。在这一过程中,最关心的应该是电动机刚开始少量堵转的临界条件。这是因为,若连锁堵转现象较严重,则说明系统很薄弱,现实中的系统规划人员必将采取加强输电网、重新规划负荷等控制措施,消除这样的情况;之后,随着负荷的自然增长,系统条件又将逐步逼近临界条件。因此,系统临界参数对应于电动机开始少量堵转的情形。对于表1的结果,Mratio=0.3是临界条件之一。
2.4 动态仿真的校核
表2为采用梯形积分法对表1部分算例进行时域仿真,得到的4组感应电动机连锁堵转最终结果,其中,动态仿真的步长为0.005 s,计算误差阈值为10-6,仿真终止条件为负荷节点电压在连续3 s内的改变小于10-6,tsim为相应的仿真终止时间。
表2动态仿真结果表明,用动态仿真方法得到的感应电动机群从全不堵转到开始堵转所对应的临界参数值(smax或xp)与用静态仿真方法得到的完全一致,动态仿真结束时的Ns值与静态仿真的结果也一致,仅Vs值可能存在不大于5×10-6的误差。这一结果表明静态仿真算法在计算感应电动机群连锁堵转终止状态上的准确性。在仿真速度上,静态仿真算法可比动态仿真快上千倍。
3 统计仿真结果和宏观规律
本节以静态仿真算法为基础,随机生成平均分布的感应电动机初始滑差,进行大量的仿真计算,从中得到感应电动机连锁堵转的宏观规律。其中,系统和电动机参数同前;默认仿真次数为1万次,有效采样不足时,增为10万次甚至100万次。
3.1 临界条件下的宏观规律
图2是临界条件Mratio=0.3,xp=0.2,smax=0.554下的仿真结果,仿真次数为10万次。由图可见,不发生堵转的概率为0.786 6,最大堵转台数为32;概率密度函数(PDF)曲线展现了较典型的幂律性质,幂律区的曲线斜率为-1.453;PDF曲线的尾部由一指数项控制,衰减较快[9]。
附录A图A1显示了仿真终止时其他9个变量或状态量的频次统计特性。各变量按从左至右、从上至下的次序分别为:仿真终止时的负荷节点电压幅值V和相角θ、未堵转电动机的最大滑差值Smx(显示为临界滑差scr的倍数)、负荷节点总功率Pfin+jQfin、未堵转电动机的总功率Pnml+jQnml、堵转电动机的总功率Pstl+jQstl。由图A1可见,除Smx外,其余8个变量的频次曲线图或直接类似于图2(a),或在变换(水平翻转或/且抛弃少量异常点)后类似于图2(a)。将堵转台数和(变换后)9个变量的数值缩放至区间[1,10],再将这10个变量的PDF曲线绘制于同一图中,如图3所示。
由图3可见,除右上侧Smx的PDF曲线明显偏离外,其余9个变量具有相近或完全重合的PDF,可见,幂律性质普遍存在于系统的各变量中。
3.2 不同smax下的宏观规律
图4及附录A图A2给出了与图2参数相同、仅smax不同的4个仿真结果,其中smax分别为0.562,0.600,0.551,0.580。由各图的频次分布曲线可见,随着smax的增大,电动机由几乎不堵转,逐步增加堵转的概率和台数,至图4(b)时,堵转频次曲线已类似于正态分布。各图的右图则显示,随着smax的增大,最大概率所对应的堵转台数在smax=0.562时大于0,此时的PDF曲线已不具有典型的幂律特性。
图5显示了不堵转的概率P0和堵转台数的期望值E与smax的关系。
由图可见,smax在0.556附近仅变化了0.010,就使P0由逾0.96降至不足0.10,具有较明显的相移现象;为了使P0彻底降至0,smax却需再增加近0.04,显示了模型的饱和现象。E曲线在smax大于0.555后具有较好的线性性。
3.3 CASCADE模型理论公式的拟合结果
CASCADE模型是由Dobson等学者提出的一种研究连锁故障的抽象模型[9]。与其他研究大停电的模型相比,该模型具有理论公式,在给定表征初始扰动强度和故障传播的2个参数d和p后,可求取给定系统规模下不同故障数的概率。
图2、图4及附录A图A2(b)中,连续曲线即为CASCADE模型的拟合结果,其中拟合得到的d分别为0.003 573 06,0.026 208 7,0.118 65和0.072 162 1,p分别为0.005 880 75,0.004 849 46,0.003 949 01和0.004 323 51。可见,部分仿真结果可由CASCADE模型较好地拟合。图2拟合效果稍差的原因可从CASCADE模型的公式得到初步解释。该理论显示,一般情况下无故障概率为P0=(1-d)n,与p无关,其中n为系统规模,本文中为电动机台数100。上述公式表明,P0由1(d=0)降至小于1(d接近于0)的变化具有突变性,不具有图5(a)所示曲线的光滑性。经尝试,仿真结果在P0<0.5时可由CASCADE模型较好地拟合。
3.4 不同Mratio临界条件下的宏观规律
图6和附录A图A3给出了固定smax=0.4不变、Mratio从0.3变至0.6、xp取相应电动机群在等差数列初始滑差分布下刚开始发生堵转的值时的相关仿真结果。由图可见,各PDF曲线均具有一段幂律区,图6的幂指数分别为-0.744和-4.187,附录A图A3的幂指数分别为-1.266和-2.681。显然,随着Mratio的增加,幂律区减小,并最终发展成电动机群要么少量堵转、要么大量堵转的极端情形。
表3给出了上述4个算例的统计量值,其中P0和E解释同前,Nmax为最大堵转台数,P80为堵转80台以上的概率。由表可见,P0介于0.53和0.69之间,即大部分采样未发生堵转,这表明采用初始滑差等差数列分布的方法可以较准确地定位临界条件;由于电动机堵转情形逐渐极端化,E的数值迅速增大,Nmax也很快到达100;P80表明电动机大量堵转的概率先缓后快地增加,当Mratio=0.6,xp=0.265时,其值与P0的和为0.995 49,即99.549%的情况下,电动机或不堵转、或堵转80台以上。
4 结论
1)在较符合实际的条件下,若系统条件临界且感应电动机群初始滑差呈平均分布,则故障后电动机堵转台数、节点电压幅值和相角、节点负荷总功率、堵转及未堵转电动机总功率等变量的PDF曲线相近,均具有较典型的幂律特性;在临界条件附近,发生堵转的概率具有相移特性,即对运行条件的变化很敏感。
2)在感应电动机负荷比例较大、电动机重载、输电系统在连锁故障后显著削弱等远离临界条件的情况下,宏观统计规律将失去幂律性质,可能发生或少量堵转、或大量堵转的极端情形,这时大规模连锁堵转的概率很大。
3)在特定条件下,感应电动机堵转概率较大时的仿真结果可由CASCADE模型较好地拟合,显示了这一复杂现象背后存在的简单数学机理。
4)大停电复杂系统理论所揭示的幂律规律适用于感应电动机群连锁堵转问题;由于感应电动机群堵转是导致暂态电压崩溃的典型原因,故电压崩溃的规模也应满足幂律规律。
附录见本刊网络版(http://aeps.sgepri.sgcc.com.cn/aeps/ch/index.aspx)。
剖析高等院校转专业工作 篇4
【关键词】转专业 现状 弊端 措施
【中图分类号】G647 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）07-0214-02
《普通高等学校学生管理规定》对大学生转专业提出明确规定：学生转专业由所在高校批准，学生可以根据学校的规定申请转专业。因此越来越多的学生根据自己的学习兴趣和职业生涯选择合适的专业，但很多本科生在转专业实施过程中受到制约。如何根据学生自身的发展需求，更好的开展转专业工作，成为了高校教育管理者不得不深人思考和探讨的问题。
一、高校本科生转专业现状
随着各大高校学分制的实施，在校生转专业一直是高校关注的焦点，越来越多的高校逐步放松对学生转专业的限制，扩大学生选择专业的空间。在学校规定的申请时间内，给学生获得重新申报其他专业的机会。就目前看，高校转专业实施现状普遍有以下四点：
1.许多学生转专业，不是为了个人兴趣和爱好，而是考虑走向工作岗位后的自身发展，因此一些就业形势好的热门专业成为学生转专业关注的焦点和首要选择，导致部分冷门专业的优秀学生大批流失。
2.由于学校转专业政策放松及其它原因，转专业学生的数量逐渐增加，申请转专业的学生数量逐年增加。
3.因盲目性而转专业的学生不占少数，原因有二：首先是受家长、同学等外界因素的影响；其次是对于新专业的培养目标没有正确的认识，对于自身的特长和爱好兴趣没有足够的认知。
4.转专业学生对新专业的满意度不高，所抱期望值过高。
二、转专业工作的弊端
转专业制度的实施对于激发学生的积极性，开发学生的潜能，深化高校教学管理的改革，起到了一定推进作用。但是在实施过程中，也碰到很多问题，总结出有以下几点：
1.学生转专业一定程度上造成教学资源浪费，给教学管理工作带来诸多不便。转专业工作一般是在下学期末进行，但是转专业手续却是在学期初办理，部分班级学生人数有所增减，导致教室座位或者实验仪器出现不足以及资源闲置，最后需要调整课表，加大了教学管理人员的工作量，造成教育资源的浪费；
2.加重学生的心理及学业负担。不少学生盲目从众地选择转专业，导致学习压力大，跟不上进度，甚至最终退学；其次转专业后面对全新的班级集体，真正适应并融入新环境需要时间和精力，间接地增加了学习的压力；
3.在教学资源、教学条件等原因的限制下，学生转专业仍受到诸多限制，如时间和配额限制、在校成绩和高考单科成绩的要求等等，最终能够顺利实现转专业的学生比例都非常低；
4.学生转专业将导致专业结构发展的不平衡[1]。为数不少的学生是根据目前的社会就业需求选择新专业，从而导致专业结构极端发展，越来越多的学生选择一些热门专业、就业形势较好的专业，而另外一些专业学生数逐渐萎缩，导致高校专业结构发展的不平衡。
三、完善大学生转专业制度的相应措施
转专业的因素繁多复杂，成为许多高校的“心病”。为了提高学生的兴趣和综合能力，减少不足和弊端，需要高校进行多方面教育体制改革。
1.端正专业学习态度，拓展知识面。随着社会快速发展，对学生多学科综合知识有很高的要求；
2.加强学生的专业观教育。很多大学生特别是大一新生对专业的认识是相当模糊的，成为转专业的一个重要因素。高校应多做宣传，让冷门专业的学生对所学专业有更深刻的认识，激发学生潜在的专业兴趣及学习热情。
3.高校建立辅修、双学位的培养模式。有能力的学生可以根据兴趣爱好申请辅修专业，也可以根据实际情况选择第二专业学习。该方式同样可以拓宽学生的专业视野，争取最大限度地挖掘学生的学习兴趣及专业潜能。
4.提升教学质量，激励学习热情。高校应加强教师之间的交流，取长补短，相互促进，并定期组织教师进行执教能力方面的再教育，激励学生的学习热情。
5.增设交叉学科和边缘学科，增大选修课的跨学科范围，打通同类学科之间的课程，进行统一的基础课教育；
6.制定合理的转专业制度。首先在条件允许的情况下高校可将转专业比重提高；其次对于仍然达不到转专业申请条件但确实有特长的学生，可以特殊对待；第三加强对转专业工作的管理，每学年在规定的时间内完成学生转专业工作，便于转专业学生的教学安排和学籍变更管理；加强对转专业后学生学习新专业的指导和反馈，根据转专业学生的学习、就业等情况进一步完善转专业制度。
总之，大学生转专业是一项复杂的工作，学校应结合现有的教学资源，公平公开的开展转专业工作，最大限度地满足学生的兴趣和需要，最终全面实现自主选择专业制度。
参考文献：
转专业动机 篇5
近年来，职业院校毕业生就业率一直保持在95%以上，但是，用人单位对职业院校毕业生的总体评价却不高：敬业精神不足、吃苦耐劳精神不足、发展后劲不足。这确实是职业院校毕业生的短板，而这个短板从某种程度上来说，是由我们的学校只注重专业教育，忽视职业精神、职业素养的培养造成的，特别是没有突出立德树人的根本要求。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》指出：“把提高质量作为重点。”各地在抓职业教育发展规模的同时，都注重质量的提高。但是，各地各职业学校往往只注重抓专业教育，把提高学生的技能水平当作提高职业教育质量的全部。学生认为只要拿到技能等级证书就万事大吉了，因而弱化了文化课、专业理论课的学习。
企业家聘用、培养人才有句话：“德才兼备重点使用，有德无才培养使用，有才无德坚决不用。”职业技能相当于一个人的硬件，以“德”为核心的职业素养、职业精神就相当于一个人的软件，“硬件”与“软件”共同决定了一个人的市场竞争力。把提高学生的技能水平等同于提高职业教育质量，不注重抓立德树人，必然影响学生的全面发展。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》指出：职业教育要“着力培养学生的职业道德、职业技能和就业创业能力”。那么，技术、技能“硬”但品德“软”的人，他们的职业道德、继续学习能力、创新能力等都是值得怀疑的，甚至连就业创业能力都会受到影响。
我们现在培养的高素质劳动者和技能型人才，十年、二十年以后同样是社会的中坚力量，到那时，他们要承担起与我们国家地位相符的责任，承担起构建一个和谐世界的重任。原国家教委副主任王明达指出：“提高质量包括全面提高学生的素质，应使其具有良好的职业道德，必要的文化基础，熟练的职业技能，健康的身心素质。”教育部职业技术教育中心研究所研究员姜大源指出：“不要把技能培养与人的发展对立起来，不要把就业与人的发展对立起来。”要“强调对学生专业能力、方法能力和社会能力的培养”，让学生“掌握技能、掌握知识；学会工作、学会学习；学会共处、学会做人”。
党的十八大报告指出：“把立德树人作为教育的根本任务，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。”职业学校学生有过硬的技术和技能确实很重要，但是，没有良好品德为基础，再好的技术、技能都是行而不远的，甚至有害的。所以，职业院校必须既抓技能、技术教学，又抓立德树人，即以社会主义核心价值观培育为重点的“德”。同时也要从“独特的历史文化传统”中汲取智慧，立足实际，把立德树人这项工作抓紧抓实。
中共中央办公厅印发的《关于培育和践行社会主义核心价值观的意见》指出：“培育和践行社会主义核心价值观要从小抓起、从学校抓起。坚持育人为本、德育为先，围绕立德树人的根本任务，把社会主义核心价值观纳入国民教育总体规划，贯穿于基础教育、高等教育、职业技术教育、成人教育各领域，落实到教育教学和管理服务各环节，覆盖到所有学校和受教育者，形成课堂教学、社会实践、校园文化多位一体的育人平台，不断完善中华优秀传统文化教育，形成爱学习、爱劳动、爱祖国活动的有效形式和长效机制，努力培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。”职业学校要以“培养什么样的人”“怎样培养人”为抓手，把培育和弘扬社会主义核心价值观作为凝魂聚气强基固本的基础工程，把社会主义核心价值观教育融入教育教学全过程，让学生把其作为必修之课，把专业教育与思想教育有机结合起来，让专业教育和立德树人两个“轮子”同时转动起来；注重知行统一，让社会主义核心价值观内化于心，使职业学校的学生既建构起相对完整的知识体系、掌握过硬的专业技术和技能，又具有正确的价值观和良好的道德修养，真正成为德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。