电工电子综合工程设计

电工电子综合工程设计（精选12篇）

电工电子综合工程设计 篇1

一、电工电子综合工程设计训练实验教学建设的重要意义

在高校的电子类专业实践教学中, 有一项非常重要的组成部分就是电工电子综合工程设计, 它对于学生技术应用能力以及技能的培训起着决定性的作用。电工电子综合工程设计具有非常强的实践性, 但是, 目前高校的教学方法依然还是采用较为传统的方法, 因为学生没有太好的基础, 实训的条件也非常有限, 对此专业学生掌握起来有一定的难度, 这样一来, 培养出来的学生与社会的技能型人才需求就产生了一定的差距。为了使教学的质量得到提高, 使学生的技术应用能力及技能得到有效的提高, 培养出更多适合于社会的合格的人才, 对于电工电子综合工程设计的实验教育模式进行了一定的探索与实践, 并且, 在电子综合工程设计方面取得了很大的成就。

二、电工电子工程综合设计实训教学原则分析

首先, 在实验室实训方面, 对于高校的学生来讲, 实习基地是职业技能训练以及素质培养的必要条件, 也是教学的重要载体。因此, 实训基地要把专业的水平与特色充分地体现出来, 充分体现出其配套性、先进性以及实用性。专业实验室在建设方向上要重视它的实用性, 要让学生在实训的时候模拟企业生产环境并进行实际操作, 实训室的实训工位不能太少, 在实训的时候要做到每个人都有一个工位, 学生在进行实训的时候还要注重操作技能的训练。对于校内现有的实习基地也要充分的利用起来, 例如实验室、车间等, 努力为学生营造出更广泛的学习的舞台与空间。让学生在学习的过程中不断加强实训的技能训练, 为以后的工作及未来的发展打下坚实的基础。其次, 在教师教学水平方面的实训。实训教学的基石是具有高素质的专业老师队伍, 因为对实训质量起着决定性作用的就是实训老师的教学能力与教学水平, 所以, 要想取得更好的实训效果, 教学老师就要具备双师的素质, 这是非常关键的。教学老师不但要对技术技能非常的熟悉, 对于学生在实训中存在的问题还要准确的判断与理解, 并进行及时的分析与总结, 找到问题并及时解决。所以, 这就要求专业老师要不断地吸取新的知识, 在实践操作能力方面也要不断地提高, 这样才能真正做好实训教学工作。

三、电工电子综合工程设计实训教学的现状和问题所在

首先, 理论与实训的分离。理论学习较为抽象, 就会对生产实训产生不利的影响, 学习内容不够丰富, 无法激发学生的学习兴趣, 理论学习具有一定的盲目性, 也不具备针对性。理论老师只重视理论知识方面的讲解, 而实训老师只重视实际的操作, 两者之间没有很好的结合, 这就对学生的学习带来很大的影响, 也给教学的质量带来一定的影响。其次, 教学环境的分离。传统的教学方法将电工电子综合工程设计分为两部分, 就是理论教学与实践教学。并且, 两者在教学方面也形成了一定的体系, 相互之间也不干涉。这就导致教学的过程中出现脱节的现象, -教材间也存在不协调的内在关系, 没有合理统筹教学内容。

四、关于电工电子综合工程设计训练实验教学探索和分析

首先, 实验室模式——柔性教学环境, 柔性教学环境的建立最大的作用就是与当前实践教学相适应, 目前教学具有现场性、综合性、双主性以及开放性等特征。在柔性的教学环境下教学, 依据教学内容的不同选择各种教学方式, 把柔性教学的灵活性充分地体现出来。另外, 在项目实验的设计中, 也要把高校学生的知识背景考虑进去, 并且把学生的接受能力考虑进去, 使学生的技术应用能力以及职业能力得到提高。要培养与现代电子制造业高技术应用人才相适应, 就要参照三个层次的特点, 包括基本技能、专业技能以及综合技能, 并且运用小班化的教学方式。其次, 采用集成化的管理体制, 这种体制的思路主要就是集中管理实训基地, 并进行统一的调配。实验室内配备相应的训练设施。以实现全方位的基地职能。集成化的管理的主要理念就是节约、实用以及高效管理的体现。在实训的基本建设中其重要主线就是节约, 所以, 运用最小单元的日常管理模式, 由实训基地的主任及课程负责人来负责实验室, 这样才能做到实用、高效的管理。而学生志愿者则是由优秀的学生负责, 主要职责就是管理与维护日常的工作。在节约人力的条件下, 使实训基地实现开放式管理。

在实训基地的管理工作中, 一项非常重要的工作就是全员参与教学管理实践教学。管理的内容主要有以下几个方面:实践教学的计划与组织、实施与检查、考核与监督等。在实际工作中的做法如下:一是实训基地按照学年由系主任进行召集并由各专业的领导人员对教学目标进行总结, 并总结实验教学的内容, 对计划进行详细的制定, 并进行不断的改进与完善。二是各个专业课程的老师都要把教学任务完成, 并且还要积极研究实验教学的新手段与新方法。三是各个专业的领导人都要对教学的内容进行相应的考核与监督。ISO 9000质量管理体系的导入, 是有效控制实验设备使用及管理的重要工具。也为实践教学的顺利开展提供了保证。依据ISO 9000质量管理体系的相关要求, 把采购管理程序以及设备安装验收管理办法进行了全面的制定, 除此之外, 还制定了设备操作说明书, 人力资源管理程序以及设备维护保养规范等文件以及相对应的表单。这些文件不但明确规定了实训基地的规范化使用, 还明确规定了实训基地设备的使用以及维护, 同时, 还明确规定了实验耗材的使用及实训基地场地的安全与卫生等, 为校内实践教学基地的良好运行提供了可靠的保障, 使其能够充分发挥出自身的重要功能。

摘要：本文从探讨电工电子综合工程试验教学建设的重要意义出发, 详细阐述了电工电子综合工程设计训练实验教学的重要性和重要地位。接着笔者又深入分析了关于电工电子工程综合设计实训教学的原则问题并就该教学的现状和问题进行深刻剖析。最后, 结合自身多年教学研究经验, 笔者提出了对电工电子综合工程设计训练实验教学探索和分析。

关键词：电工电子综合工程设计,教学模式,教学原则,现状,问题,探索,研究

参考文献

[1]陈小艺浅谈现阶段我国电工电子综合工程设计训练教学中的问题所在电工电子2012年

[2]孙子健试分析现阶段我国电工电子综合工程设计训练实验室的建设问题电工电子2012年

[3]周益明电工电子综合工程设计训练实验室建设问题试分析电工电子2012年

[4]陈奕利电工电子综合工程设计训练电工电子综合工程设计训练探索与研究电工电子2012年

[5]周玲电工电子综合工程设计训练实验室教学问题初探电工电子2012年

电工电子综合工程设计 篇2

一、目的及要求：

通过电力电子与电气传动的综合课程设计教学环节,使学生掌握以直流电动机为对象组成的运动控制，包括转速单闭环调速系统，转速、电流双闭环控制调速系统，静态、动态性能分析及工程设计方法，掌握以交流电动机为对象组成的运动控制,包括基于稳态模型和动态模型的异步电动机调速系统以及同步电动机调压调速系统的工作原理和性能特点。

通过该课程的学习，培养学生理论联系实际的能力，掌握电气传动控制系统的工作原理和设计方法，从实际出发，深入地进行理论分析，应用理论解决电气传动系统中的实际问题，提高学生分析问题和解决问题的能力。检验同学们对所学知识的掌握程度和运用能力。

二、内容及步骤： 内容：

1.设计一个三相桥式全控整流电路，电源相电压为220V，利用可调的直流电压驱动直流电机进行调速，仿真观察整流电路输出电压和电流波形，电机电流、转速、转矩变化曲线。

2.设计一个双闭环直流电动机调速系统，整流装置采用三相桥式电路，电动机参数：UN=220V,IdN=136A,nN=1460r/min,Ce=0.132V.min/r, 过载倍数λ＝1.5，整流装置放大系数Ks＝40，电枢回路总电阻R＝0.5欧，时间常数Tl=0.03s,Tm=0.18s,电流反馈系数β＝0.05V/A,转速反馈系数α＝0.007V.min/r，要求实现稳态无静差，电流超调量σi％≤5％，空载起动到额定转速时的转速超调量σn％≤10％，取电流反馈滤波时间常数Toi＝0.0017s,转速反馈滤波时间常数Ton＝0.01s,取转速调节器和电流调节器的饱和值为12V，输出限幅值为10V，额定转速时转速给定Un*＝10V。仿真观察系统的转速、电流响应和设定参数变化对系统响应的影响。

3.完成基于IGBT逆变电路的异步电机恒压频比变频调速系统仿真，电机参数如下：额定功率为2.2kW,额定线电压为380V，额定频率为50Hz,额定转速为1423pm，定子电阻为3.478Ω，定子漏感为0.01254H，转子电阻为2.546Ω，转子漏感为0.01226H，励磁电感为0.3329H，转动惯量为0.0131，极对数为2。

4.采用三相SPWM技术设计一个转速开环变频调速系统，观察电动机的电流、转速和转矩曲线。

步骤如下：

1、查阅调速系统资料。

2、设计调速系统原理图和动态结构框图。

3、计算各控制参数。

4、熟悉MATLAB仿真工具。

5、对原理图和结构框图进行仿真。

6、总结课程设计报告。

三、课程设计时间和进度安排：

1、时间安排第16-18周

2、据学生人数分组：班级-电气：109741、109742共82人，每2-3人一组。课程设计进度：

1：听课学习MATLAB仿真软件（1天）（占10%）2：学习和熟悉软件的应用和基本操作（4天）（占20%）3：查阅调速系统资料。（2天）（占10%）

4：设计调速系统原理图和动态结构框图（3天）（占20%）5：对原理图和结构框图进行仿真（4天）（占30%）

6：总结报告：书写设计说明书、设计步骤、报告。（1天）（占10%）

四、答辩及成绩评定：

每个课程设计的最后一周的周五进行答辩，其中每一部分所占总成绩的比例请参考第三项。教师组织考核，对每个学生做出评语，成绩可按：优、良、中、及格、不及格分为五等。教师通过设计答辩或经验交流形式，了解学生设计水平。根据学生运动控制基本知识掌握的程度，调速系统电路设计和利用仿真软件综合设计与调试能力，独立分析解决问题的能力和创新精神，课程设计总结报告的书写评定成绩。五：教学参考书目：

《运动控制系统》 清华大学出版社 阮毅，陈维钧

《电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真》

机械工业出版社 洪乃刚 《电力电子应用技术的MATLAB仿真》

中国电力出版社

林飞 杜欣

撰槁人 教研室主任 系主任

卢

峥

签名

日期

2011.5.27

电工电子综合工程设计 篇3

关键词：弱电工程 综合布线 施工方法

中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）010-059-02

1 工程概况

杭州艺苑机房（弱电）系统改造工程项目位于中山南路，十五奎巷历史街区，是杭州老城区重要的组成部分，其周边历史文化资源丰富。本项目在原杭州市委党校地块基础上进行改建、扩建，在满足剧团（杭州歌舞团、杭州越剧院、杭州滑稽剧院）使用要求的同时构建一个杭州传统文化基地。总建筑面积 32145.39 平方米。

项目主要由办公楼、剧场及其附属建筑、宿舍楼组成，主要包括：办公区域（1#楼三个院团的集中办公）、综合排练厅（9#楼越剧团和歌舞团共用，集合观演和排练功能；6#楼作为滑稽剧团的演出场所）、宿舍区（2#、3#、5#、10#楼）、后勤管理区域（8#楼集合仓储、餐厅等后勤用房和物业管理用房）、发展用房（7#楼）。

2 施工要点及注意事项

（1）施工必须按照有关规定进行安装施工和工程验收，在实际施工过程中，如遇上述规范中没有包括的内容时，可按照规定要求执行，也可以根据工程设计要求办理。

（2）在施工过程中，必须重视质量，按照施工和验收规范的有关规定，加强自检、互检和随工检查等技术措施。建设方或监理人员必须按照上述规范的要求，加强工地的技术监督及工程质量检查工作，力求消灭一切因施工质量而造成的隐患。所有随工验收和竣工验收的项目内容和检验方法等均应按照规定办理。

（3）在综合布线系统工程安装施工时，力求做到不影响建筑结构强度，不损坏内部装修和美观要求，不发生降低其它系统使用功能和有碍于用户通信畅通的事故。

（4）综合布线系统施工前的准备。

（5）熟悉掌握和全面了解设计文件和图纸。

（6）现场调查工程环境的施工条件。对于设备间和干线交接间等专用房间，必须对其環境条件和建筑工艺进行调查和检验，才能安装施工。

（7）设备、器材、仪表和工具的检验。

（8）综合布线系统工程中所需的设备、器材、仪表和工具较多，在安装施工前必须认真检验、核对和测试，做好一切准备工作。

3 综合布线系统的构成及主要施工方法

综合布线系统可全面实现对建筑物内各种设备、通信和办公系统的综合管理，是智能化系统中最重要的内容，关系到未来的网络发展及信息化的应用。设计时不但要充分考虑到现阶段的通信业务、智能化功能的应用需要，还应考虑到今后一段时期内通信技术的发展和业务、功能的扩展需求。

3.1 信息发布系统

杭州艺苑机房（弱电）系统改造工程信息发布系统主要分为LED大屏幕显示系统和液晶触摸屏查询引导系统，其中LED大屏幕显示系统的施工安装工艺要求比较高，而液晶触摸屏系统相对来说是放置式安装工艺和环境要求等都比较简单一些。

LED大屏幕显示系统和触摸屏系统的信息接口都是通过标准的机顶盒网络RJ4口进行联网，针对杭州艺苑机房（弱电）系统改造工程信息发布系统的具体组网方式可以分为以下两种：

LED和触摸屏都是通过预先留置的综合布线点进行组网，此种方式对事先的管线预埋要求不高，只要综合布线系统根据LED和触摸屏系统的安装位置作好预留即可。

LED和触摸屏都通过艺苑综合布线点进行组网，在距离过长（超过100米）这种情况下，LED大屏幕系统可以通过光纤来进行信号的传输（因为双绞线传输不能超过90米，而各楼群之间距离已远远大于此距离），在屏体安装后方进行光电转换即可实现数据信息流，此外触摸屏用光纤传输信号其成本太高，现今阶段触摸屏系统都是利用艺苑综合布线数据点。

此外LED大屏幕显示系统和触摸屏系统都需要就地有强电供应，在管线预埋阶段一定要事先同强电专业提出要求，因为往往这种跨专业的配合小细节上，会成为施工上的“灰色地带”。

3.2 计算机网络系统

为适应计算机应用水平的发展，满足办公自动化等应用系统的需求，同时满足杭州艺苑机房（弱电）系统改造工程计算机网络系统对信息管理、信息查询等各种信息服务需求的发展，以及楼宇智能化建设的要求。杭州艺苑机房（弱电）系统改造工程将进行网络系统及应用系统建设，并在此基础上可集成安防、消防等系统，逐步实现建筑物综合管理系统与智能化建设。

根据杭州艺苑机房（弱电）系统改造工程计算机网络系统网络建设规划的当前状况和未来发展趋势，本方案提供了全面的整体解决方案，整个网络方案突出层次化、模型化、高可靠性的原则，确保网络在具有高性能的同时具有良好的前瞻性和持续发展性。

杭州艺苑机房（弱电）系统改造工程计算机网络系统分为核心层和接入层，由于采用了高数据转发性能，高端口密度的核心路由交换机，整网采用更加扁平化的两层拓扑结构，通过

核心交换机直接汇接接入交换机流量，有效减少了故障点个数，充分发挥了高性能路由交换机的强大转发能力，大大增加了整个局域网的可靠性，具有极其优秀的性能价格比。杭州艺苑机房（弱电）系统改造工程计算机网络系统分为物业网和办公网，物业网和办公网物理隔离，物业网和办公网均采用两层网络。

3.3 安防系统

安全防范系统是杭州艺苑机房（弱电）系统改造工程建设极其重要的组成部分。安全防范系统建设将为本项目提供多种安全技术防范手段，组成多方式、多技术、分层次的立体安全技术防范网络，既实现在非法活动的初期预警、报警（入侵报警、电视监控等），又实现非法活动进行时的吓阻、完全阻止和现场取证功能。并通过技防与人防的有机结合，为杭州艺苑创造一个安全、高效的工作环境。

杭州艺苑机房（弱电）系统改造工程安全防范系统从空间区域上划分为周边防范区域、公共防范区域、重点防范部位等，系统利用数字多媒体技术、计算机图像处理技术，以及利用数字视频录像及存储技术，以达到对艺苑的主要公共场所和重要部位进行24小时实时监视、录像和报警时的图像复核的目的。

杭州艺苑机房（弱电）系统改造工程安全防范系统是以先进、成熟的信息技术、控制技术和管理决策手段为依托，建设标准高、功能完备的智能化安防体系，该综合安全防护体系由一个多层次、立体化、高度集成现场图像和各类报警、出入口信息等系统构建而成，最终为杭州艺苑机房（弱电）系统改造工程营造一个“安全、方便、灵活和舒适”的办公环境。本次安全防范系统的包括：视频监控子系統，防盗报警子系统和巡更子系统等3个子系统。

杭州艺苑机房（弱电）系统改造工程整个区域建立 1 套由集成式安全管理系统和入侵报警系统、视频监控系统、周界防范，无线巡更等子系统组成的全面的安全防范系统。监控中心设备通过统一的通信平台和管理软件与各个子系统设备联网，实现由监控中心对各子系统的自动化管理与监控。整个系统留有向报警中心联网的通信接口、多个数据输入/输出接口，并能连接上位管理计算机，以实现与管理自动化、通信自动化的互联。系统机房设置于8#楼一层弱电室。

3.4 有线电视系统

杭州艺苑机房（弱电）系统改造工程有线电视系统主机房设置于8#楼1层有线电视机房，整个有线电视系统按照数字电视系统构架搭建。系统采用分配-分支的方式实现，图像清晰度满足4级以上，用户端电平满足64€？dB，信号满足5～860MHZ。采用混合光纤及同轴电缆（HFC）双向式系统把信号放大处理过的地面电缆电视信号 采用分支-分配方式传送至用户终端。用户终端电平设计为 64€？dB。系统采用低压集中供 电方式。每个电视点需配置同轴电缆和六类网络线，用于数字电视改造。电视器件箱竖井内安装时，墙上明设，底距地 1.6米；设于走道时均嵌墙安装；电视用户终端盒（107 暗盒）墙上暗设。

4 总结

总之，弱电工程的综合布线，技术性强，作业强度密集。线路种类繁多，对智能控制的要求比较高，需要综合考虑声控、光控、手动控制、自动监控等一系列的工控设备与技术。因此，综合布线系统对于确保工程质量有着重要的意义。

参考文献：

[1] 综合布线相关的标准规范[J].智能建筑电气技术，2008（06）.

[2] 陈琪.量体裁衣 酌情应用──综合布线系统的设计在实际工作的应用体会[J].工程设计CAD与智能建筑，2000（06）.

电子时间引信综合测试系统设计 篇4

电子时间引信是为适应武器系统发展的需要, 尤其是为适应对时间引信定时精度、作用时间及通用化、系列化、标准化等要求而发展起来的一种新型时间引信。目前的电子时间引信测试系统, 普遍存在着测试项目少, 通用性差, 精度难以保证, 系统比较复杂, 需要花费大量的时间和人力而不能满足电子时间引信的研制和定型需求。因此, 有必要开发新型电子时间引信综合测试系统, 为其研制与定型提供科学、可靠的数据[1]。

随着大规模集成电路和计算机技术的飞速发展, 计算机被广泛地应用到引信测试领域。利用计算机技术开发电子计时引信综合测试系统可以极大地降低人的劳动强度, 减少出错率, 提高测试的准确性和效率。

1总体设计

电子时间引信测试系统可分为数据采集和数据处理两大部分。数据采集部分由传感器、滤波放大电路、A/D转换及单片机组成;数据处理由上位机实现, 上位机与单片机通过串口通信实现数据传递。测试系统原理图如图1所示[2]。

测试前, 将弹载测量部分固定在改装过的弹体内, 并与引信中的传感器 (加速度传感器、位置传感器、光电传感器、磁传感器等) 相连, 传感器检测到的相关信号经过滤波消除干扰信号后由放大器将有效信号统一转换成电压量, 然后由A/D转换器将其变换为数字量存入存储器。数据采集结束后, 通过串口接入PC机, 再由相应测试软件进行数据的分析、处理、显示、打印, 最后得出试验结论。

2软件设计

系统软件分为数据采集程序、串口通信程序、数据处理程序、数据库管理、数据打印等几个部分。数据采集部分及串口通信部分的程序由汇编语言编程, 数据处理程序、数据库管理、数据打印等由VB6.0 编写完成。文中主要介绍上位机软件部分, 主要包括人机界面、通信、数据处理程序、数据库管理、数据打印等。操作人员通过人机界面输入相关数据, 然后发送给下位机, 下位机根据这些数据进行现场产品测试, 测试完成后将测试结果送给上位机处理。通过数据处理, 计算机可自动判断产品是否合格, 并给操作人员以相应的提示。上位机与下位机的通信采用VB6.0中的通信控件MSComm来实现, 所获得的数据可以进行存储、查询和打印。测试数据打印程序采用了VB6.0提供的Printer对象来实现对打印机的操作, 实现了设备的无关性[3]。

2.1通信程序设计

通信程序主要完成与下位机的正常连接及可靠的传输数据的功能。通信由计算机通过RS—232串口和下位单片机系统进行硬件连接, 数据传输可靠性由通信协议保证。软件编程采用VB6.0中的通信控件MSComm来实现[4]。

通信程序的工作过程如下:

首先用户输入所要测试的产品的装定时间并修改时间参数, 然后, 用户通过人机界面按下“单次检测”或“自动检测”按钮后, 上位机先发送一串字符, 和下位机进行握手, 如接收到下位机传来的字符, 表示握手成功, 否则, 退出通信。握手成功后, 上位机开始把用户输入的装定时间和修改的时间参数转换为便于传输的形式并组装成帧, 按字节进行发送, 每发送一个字节, 都要等下位机确定接收正确后才发送下一个字节, 否则表示通信线路可能有故障, 需退出通信。发送完最后一个字节后, 需判断接收数据是否全部正确, 若接收有误, 则要求上位机重发, 如果接收数据全部正确, 下位机便开始根据接收到数据进行现场测试和处理, 而上位机则处于等待状态。下位机处理完成之后, 向上位机发送询检时间数据 (包括三个字节的数据和两个字节的校验位) , 上位机接收完最后一个字节后, 先对接收的数据进行和校验, 如校验和错, 则要求下位机重发;如果校验和正确, 否则需计算询检时间是否超差, 如超差则停止接收后面的数据并退出通信, 否则, 开始等待接收计时时间数据。计时时间数据到来后, 上位机接收和处理的过程与接收询检时间数据的处理过程基本一样。不同的是, 在接收到计时时间后, 如出现超差会继续接收后面的计时时间2数据。通信流程图如图2所示。

2.2数据库程序设计

数据库的设计采用ACESS数据库[5]软件, 对于数据的访问、操作通过VB6.0中的数据环境设计器提供的数据库接口实现, 通过数据环境设计器, 大大方便了对数据库的存储、删除、访问等各种操作。

本数据库所要存储的数据包括:测试日期、产品号、环境条件以及测试一个产品所要求的装定时间、修改时间、询检时间、计时时间等数据。其数据库管理框图如图3所示。

由于在某个测试日期内, 需要测试多个产品, 一个产品可能在不同的环境条件下测试, 同一个环境条件也可能对应于不同的产品, 一个产品在某个测试环境条件下, 可能要测试几次 (每次测试数据都是装定时间、修改时间、询检时间和计时时间) 。为了便于实现所要求的任务, 本文设计了一种父子表一样的层次表, 其E-R关系图如图4所示。

数据库在数据环境设计器中的层次关系如图5所示。在第一个表中, 包括了编号和测试日期, 第二个表包括了编号、产品号和环境条件, 由于不能存在产品号和环境条件都相同的情况, 因此, 把产品号和环境条件设为组合关键字, 它们之间通过“编号”字段来建立关联关系, 底层表包括了产品号、环境条件、装定时间、修改时间、询检时间、计时时间1和计时时间2, 该表通过产品号和环境条件来和它的父表建立关联。

2.3打印程序设计[6]

打印程序要求在打印前, 先由用户输入打印的范围和条件、纸张大小、打印方向。VB6.0语言提供了Printer对象, 通过使用Printer对象的属性和方法, 不仅实现了设备无关性而且可实现不同格式的数据打印, 极大地提高了打印的灵活性。

3结论

本程序通过实际测试和应用表明, 系统人机界面友好, 数据传输可靠, 从测试到数据记录、打印、保存、查询等操作非常方便, 不仅降低了人工操作的劳动强度, 而且减少了出错率, 提高了测试效率, 达到了设计要求。

摘要：电子时间引信的研制和定型需要科学、可靠的数据, 因而开展电子时间引信动态性能参数测试方法的研究非常必要。通过对工作中的引信内部的各种电子、机械构件的动态参数进行实时采集和记录, 可以更好地了解其内部构件的实际工作情况, 为其研制提供了可靠的依据。电子时间引信测试参数多, 测试精度要求高, 介绍了一种基于单片机和个人PC机的电子时间引信综合测试系统, 对系统总体设计框图和上位机软件设计进行了详细介绍。系统经实际测试和应用, 达到了预期的要求。

关键词：电子时间引信,通信,打印,数据库

参考文献

[1]盖希强, 陈雷, 安文书, 等.电子时间引信动态参数测试系统设计.四川兵工学报, 2006;27 (1) :33—35

[2]李彦学, 智墩旺.无线电与电子时间引信.北京:兵器工业出版社, 2004

[3] (美) Deitel HM.Visual Basic6.0大学教程.戴特, 译.北京.电子工业出版社, 2003

[4]范逸之.利用Visual Basic实现串并行通信技术.北京.清华大学出版社, 2001

[5]鞠阳.VB6.0在远程监侧系统中的应用.计算机工程, 2003;29 (1) :206—208

电工电子综合工程设计 篇5

一、基尔霍夫定律

（1）基尔霍夫电流定律（KCL）：在集总参数电路中，任何时刻，对任一结点，所有流出（或流入）该结点的支路电流的代数和等于零。

i0

注意：

1.流出结点的电流取“+”，流入结点的电流取“-”； 2.电流的流入和流出依据电流的参考方向而定； 3.求和应对该结点的所有支路电流进行，不应遗漏。

（2）基尔霍夫电压定律（KVL）：在集总参数电路中，任意时刻，沿任意回路，所有之路电压的代数和等于零。

u0

注意：

1.首先应选定一个回路的绕行方向（顺时针或逆时针）； 2.之路电压的参考方向与绕行方向一致取“+”，反之则取“-”； 3.求和应遍及该回路中所有的支路电压，不应遗漏。

二、戴维宁定理（含源一端口的等效）

一个含源一端口（含独立源、线性电阻和受控源），对外电路而言，可以用一个电压源和电阻的串联组合等效置换；电压源的电压等于含源一端口的开路电压，电阻等于含源一端口内部所有独立源置零后的输入电阻。注意：

1.应用时，应熟练求解uoc、isc和Req等参量，（Req2.等效时，应注意电压源的参考方向和uoc一致。

uoc）isc

三、叠加定理

在线性电路中某处的电压或电流都是电路中各个独立源单独作用时，在该处分别产生的电压或电流的叠加。注意：

1.理解什么是“各个独立源单独作用”； 2.注意各分量的参考方向要尽量一致； 3.受控源时钟保留在各分电路中； 4.功率不适用于叠加定理。附：引申

戴维宁定理——诺顿定理——最大功率传输定理； 叠加定理——齐次定理。

四、滤波器

根据输出端口对信号频率范围的要求，设计专门的网络，置于输入、输出端口之间，使输出端口所需要的频率分量能够顺利通过，而抑制不需要的频率分量，这种具有选频功能的中间网络被称之为滤波器。通带——希望保留的频率范围； 阻带——希望抑制的频率范围。

滤波器可分为：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器四种形式。

五、RLC串联、并联电路（1）RLC串联电路（如图所示）

UUURIjLIURLC11 IRj(L)IZIjCC 2 U1)称为RLC串联电路的阻抗。其中： ZRj(LCIZRj(L 1)Rj(XLXC)C

XXCR2(XLXC)arctanLZRUuUUuiZZ IiII可见，阻抗模反映了电压与电流大小的关系；阻抗角反映了电压与电流之间的相位关系。0，电路呈现感性；0，电路呈现容性；0，电路呈现阻性。

如果以电流I为参考相量，可做相量图如图所示。在RLC串联电路中，如果01LC，则有：

Z(j)R，即ImZ(j)0，称电路发生串联谐振。具有以下特点：

1.阻抗最小，电感和电容串联环节的阻抗为零，相当于短路； 2.输入电压有效值不变的情况下，电流最大：I0U R3.电感和电容串联部分的电压为零，电阻电压等于端口电压，但是电感或电容两端的电压均不为零。

UjLIj1I0 ULC000C0UUUURI URLCR0j1I jLI，UUCL000C0ULUC0L1Q，Q称为品质因数。UURR0C 3（2）RLC并联电路（如图所示）

UU11IIRILICIjCUj(C)UYI RjLRL1I1其中： Yj(C)称为RLC并联电路的导纳。导纳模反映了电压

LUR与电流大小的关系；导纳角反映了电压与电流之间的相位关系

为参考相量，可做相量图如图所示。如果以电流U在RLC并联电路中，如果0Y(j)1LC，则有：

1，称电路发生并联谐振。具有以下特点： R1.导纳最小，（即阻抗最大，等于R），电感和电容并联环节的导纳为零，相当于开路；

2.输入电压有效值不变的情况下，电流最大：I0U R3.电感和电容并联部分的总电流为零，电阻电流等于端口电流，但是流过电感或电容的电流均不为零。

I0 ILCIIIIGU IRLCRC1CILIC10Q，Q称为品质因数。II0LGGGLBTL功率放大器

亦称桥式推挽电路，功率放大器的输出级与扬声器间采用电桥式的联接方式，主要解决OCL、OTL功放效率虽高，但电源利用率不高的问题。与ocL和oTL功放相比，在相同的工作电压和相同的负载条件下，BTL是它们输出功率的3至4倍．在单电源的情况下，BTL可以不用输出电容，电源的利用率为一般单端推挽电路的两倍，适用于电源电压低而需要获得较大输出功率的场合。

D类放大器

D类(数字音频功率)放大器是一种将输入模拟音频信号或PCM数字信息变换成PWM(脉冲宽度调制)或PDM(脉冲密度调制)的脉冲信号,然后用PWM或PDM的脉冲信号去控制大功率开关器件通/断音频功率放大器，也称为开关放大器。具有效率高的突出优点.数字音频功率放大器也看上去成是一个一比特的功率数模变换器.放大器由输入信号处理电路、开关信号形成电路、大功率开关电路(半桥式和全桥式)和低通滤波器(LC)等四部分组成.D类放大或数字式放大器。系利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号的。

1.具有很高的效率，通常能够达到85%以上。

2.体积小，可以比模拟的放大电路节省很大的空间。

3.无裂噪声接通

4.低失真，频率响应曲线好。外围元器件少，便于设计调试。

A类、B类和AB类放大器是模拟放大器，D类放大器是数字放大器。B类和AB类推挽放大器比A类放大器效率高、失真较小，功放晶体管功耗较小，散热好，但B类放大器在晶体管导通与截止状态的转换过程中会因其开关特性不佳或因电路参数选择不当而产生交替失真。而D类放大器具有效率高低失真，频率响应曲线好。外围元器件少优点。AB类放大器和D类放大器是目前音频功率放大器的基本电路形式。

直接频率合成(DDS)的原理,特点及应用介绍

直接频率合成(DDS)的原理,特点及应用介绍

直接频率合成（DDS）技术因有突出的特点，如输出波形灵活且相位连续（这是其最大优势）、频率稳定度高、输出频率分辨率高、频率转换速度快、输出相位噪声低、集成度高、功耗低、体积小等，使其在频率合成源技术中被广泛应用，但DDS合成频率比较低且输出频谱杂散较大，又限制了其应用。

一、什么是DDS？

Direct digital synthesis（DDS）是一种产生模拟波形的方法。通常是通过数字形式的时间转换信号再执行数模转换产生正弦波。因为DDS设备上运行是基于数字，所以能够在输出频率、正弦波频率分解和运行于宽频率频谱之间相互转换。由于设计优势和处理技术，如今的DDS设备十分简洁而且低功耗。

二、为什么要使用DDS？有没有其它简便方法产生频率？

精确产生和控制各种频率的波形和轮廓的能力变成关键必需条件是很多工业方面的共识。下面是一些设计的重要考虑因素：是否提供优秀性能可用于通讯方面的、方便的低相噪，可变频率的波形、用于工业方面的简单产生频率、生物测试设备应用，方便的工具机械等等。许多频率产生的可能方案对工程师开放，范围从基于PLL技术的高频合成到动态可编程DAC输出产生低频时任意波形。但是DDS技术能解决通讯和工业方面频率产生应用，因为单片集成IC设备能产生可编程模拟输出的高性能和精度波形。它在这两个方面很快获得了接受。况且，在处理技术和设计方面连续的改进导致了价格和功耗级别达到了以前无法想象的地步，比如：AD9833，一个基于DDS的可编程波形产生，在25MHz时钟和5.5V下工作的最大功耗才为30mW。

三、用DDS的最大好处是什么？

像AD9833的DDS是可编程的通过高速串口外围接口（SPI），只需要一个外部时钟去产生简单正弦波就可工作。DDS设备现在能够在基于1GHz的时钟下产生低于1Hz到400MHz的波形，它低功耗，廉价，小封装，联合内部的优良性能和对输出波形数字可编程能力，使DDS设备比起由分立元件组成的低灵活性的方案来说是极其有吸引力的解决方案。

四、典型的DDS设备能产生什么种类的波形？

DDS设备不仅仅局限于纯粹的正弦波输出，比如：AD9833可输出正弦波，方波和三角波。

五、DDS设备如何产生正弦波？

下图是一个DDS设备内部电路的细目分类：它主要由一个相位积聚者，一个相位振幅转换方法和一个DAC。一个DDS产生一特定频率的正弦波，频率取决于两个可变参数：参考时钟频率和写进频率寄存器的可编程二进制数（调谐命令）。

写进频率寄存器的二进制数提供主要输入到相位积蓄者，如果正弦波查询表用了，相位积蓄者为查询表估算相位地址，输出振幅的数字值-----对就于正弦波的相位-----送到DAC，依次转换模拟电压或者电流的相信值的数值，去产生可变频率正弦波，（相位增量由二进制数决定）一个连续值在各自的时钟周期被加到相位积蓄者。如果相位增量大，相位积蓄者将通过正弦查询表加快所以产生高频率正弦波。如果相位增量小，相位积蓄将经过更多步骤，因此产生较慢的波形。

基本锁相环电路工作原理

锁相的意义是相位同步的自动控制，能够完成两个电信号相位同步的自动控制闭环系统叫做锁相环，简称PLL。它广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步等技术领域。

图1 基本锁相环组成框图

图1是锁相环的基本组成框图，它主要由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）组成。压控振荡器的输出Uo(t)接至相位比较器的一个输入端，压控振荡器的输出频率的高低由低通滤波器上建立起来的平均电压Uc(t)大小决定。施加于相位比较器另一个输入端的外部输入信号Ui(t)与来自压控振荡器的输出信号Uo(t)相比较，比较结果产生的误差输出电压Ud(t)正比于Ui(t)和Uo(t)两个信号的 相位差，经过低通滤波器滤除高频分量后，得到一个平均值电压Uc(t)。这个平均值电压Uc(t)朝着减小VCO输出频率和输入频率之差的方向变化，直至VCO输出频率和输入信号频率获得一致。这时两个信号的频率相同，两相位差保持恒定（即同步）,称作相位锁定。

当环路锁定后，如果输入信号频率ωi或VCO振荡频率ωo发生变化，则VCO振荡频率ωo跟踪ωi而变化，维持ωo=ωi的锁定状态，这个过程称为跟踪过程或同步过程。相应地，能够维持环路锁定所允许的最大固有频差|Δωi|，称为锁相环路的同步带或跟踪带，用ΔωH表示。超出此范围，环路则失锁。

综合化航空电子技术初探 篇6

【关键词】航空电子;空客系列;综合化

航空电子系统经历了几个不同的发展阶段，从早期的分立式逐渐发展为联合式航空电子系统，到现代逐渐兴起的综合式。同时，航空电子技术也越来越复杂，综合化程度也越来越高，现代的综合化航空电子技术是利用系统科学方法和系统科学理论来处理分析系统实现、系统设计、系统功能以及系统需求关系，进而实现最优的系统组合的科学技术[1-2]。很多专家学者都对综合化航空电子技术进行了研究 ，使得综合化航空电子技术越来越具有开放性、模块化，不同子系统之间的界限正在逐渐模糊。在研究前人文献的基础上，本文，结合空客系列飞机特点，对综合化航空电子技术的发展现状和发展趋势进行了梳理分析，为综合化航空电子技术的理论研究以及实践应用提供指导和参考。

1.国外综合化航空电子技术发展现状及其趋势

1.1 国外综合化航空电子技术发展现状

在民用航空方面，电子系统最早的为联合式系统，逐渐发展成模块化系统，现在已经开始进入数字时代。最新的民用航空电子系统使用的航电系统（IMA）架构具有全数字综合模塊化特性。目前来说，国外的民用航空在综合化航空电子技术发展方面主要具有两种新系统结构。第一种是联合式系统结构，重要应用年代为二十世纪六十年代到九十年代。外场可更换单元（LRU）作为独立的个体，它具有标准的安装接口、外观样式以及功能，主要负责实现某一项功能。第二种航空电子系统是把外场可更换模块（LRM）当成处理的基础和前提，进而实现高度的功能综合和物理综合，进一步分离了功能性对软硬件的依赖。

1.2 国外综合化航空电子技术发展趋势

随着民用航空系统结构的不断优化，航空电子部件问题以及航电系统成本问题等都逐渐成为影响民用航空优化升级的关键和核心。根据空客系列飞机目前的电子化发展趋势，本文预测，综合化航空电子技术将朝着以下几个方向发展：

（1）开放式系统结构将更加完善

未来的综合化航空电子技术将会在开放式系统结构方面做大量工作，美国开放式系统联合工作组指出民用航空电子的系统设计将采用更加开放的体系架构，使模拟和数字信号接口、并行/底板总线特性、模块的机械接口、串行数据总线接口以及电气特性等更加标准化。

这样不仅使电子系统的维护更加方面，也会进一步降低民用航空综合化电子系统的制造成本，使飞机的更新升级更加方便。从目前的空客飞机电子产品来看，ATSU、FWC等电子部件虽然还没有摆脱形状和接口的束缚，但是通过软件更新版本已成定式，这比早期的联合式系统具有很大的优势，摆脱了对硬件设施的依赖性，对某一处理器进行维修、更改具有很大的困难，在维护时也将投入更多的人力物力和财力。更加完善的开放式架构把功能性和软硬件设施相分离，使得各类处理工序都变得非常简单和方便。因此，更加包容的接口模式，更加方便的程序软更新能够成为民用航空综合化电子系统服务的前瞻，可惜目前仅有部分采用开放式系统，因此，还有很长的路要走，是综合化航空电子技术发展的重要方向。

（2）更多的前瞻处理和自检功能

国际民用航空领域普遍指出飞机驾驶舱应该具有更多的控制和决策责任，这样不仅能够减轻地面工作压力以及相关地面工作人员的任务负担，空客飞机的自检功能和ATSU的报文功能极大的给飞机的前瞻维修和快速处理带来便利，这是提高飞机的运行效率以及各种突发事故的处理效率的依仗。美国空中运输协会、欧洲空管组织、波音公司、国际民航组织以及美国联邦航空局等航空机构和组织都指出导航系统、计算机技术、数据链处理技术等新技术的不断发展，民用航空空中和地面任务分配将更加合理。

（3）实现模块化、综合化、数字化

为了降低民用航空电子系统的生产成本，早在二十世纪八十年代，国外的民用航空电子开发设计商就已经开展大型飞机综合化的航空电子体系架构，也既是综合模块化航空电子系统IMA，空客系统的MMR和FDIMU均是集成化明显的核心组件。MMR分别合成了ILS和GPS的功能，FDIMU也是FDR和MDU的合并，可以预见模块化、综合化、数字化航空电子技术逐渐成为未来的发展方向。

2.国内综合化航空电子技术发展现状及其趋势

2.1 国内综合化航空电子技术发展现状

我国在综合化航空电子技术方面起步较晚，发展水平较低，不能满足我国民用航空的发展需求，目前的发展程度和国外还存在较大的差距，主要表现在以下几个方面：

（1）缺乏大型客机航空电子系统的技术基础和产品;

（2）缺乏具有综合化航空电子技术的专业人才和技术研发团队;

（3）缺乏健全完整的民用航空综合化电子技术研发体系。

2.2 国内综合化航空电子技术发展趋势

我国的航空电子工业市场随着国家经济的发展进一步扩大，而综合化电子技术的前景更是广阔。当今世界上的最先进客机波音 787和空客系列的A380 使用的都是综合模块化航空电子技术，这也是我国的方向。目前采用的从多个独立的功能部件出发，采用自下向上逐步集合成综合航空电子系统的传统设计技术已经能适应现代民用航空的发展水平，严重制约了系统功能的优化和发展。因此，我国今后的综合化航空电子技术应该朝着集成化、综合化、模块化的方向发展，逐步加大对综合传感器技术、综合射频技术、航空电子智能化技术、软件技术、数据传输技术以及模块化技术的应用，加快我国综合化航空电子技术的进步和发展。

参考文献

[1]Li X Y，Xiong H G.Modelling and simulation of integrated modular avionies systems[C].28th Digital Avionies Systems Conference，2009：1-8.

轮式装甲车综合电子信息系统设计 篇7

轮式装甲车属于特殊的专用车辆, 与履带装甲车相比, 具有良好的经济性和战略机动性[1,2,3]。轮式装甲车的发展离不开电子信息技术的应用。综合电子信息系统是装甲车电子技术应用的发展方向, 也是未来装甲车作为新一代先进武器装备的重要标志[4]。综合电子信息系统的核心是数据总线技术。随着装甲车辆中电气和电子设备的日益增多, 车辆的可靠性面临着严峻的挑战, 数据总线技术为日益复杂的综合电子信息系统提供了技术手段, 保证了其性能的不断提升。

我国装甲车的电子系统大多分别独立研制, 是一种分散的堆积式结构, 因此带来了诸如连线烦杂、电磁干扰严重、车内空间拥挤、可靠性和可维护性差、乘员负担过重以及难以与C3I (或C4I) 系统接口等一系列问题, 严重地影响装甲车战斗性能的发挥[5]。为了适应未来高技术信息化战争的需求, 发展以总线技术为核心的轮式装甲车综合电子信息系统势在必行。

1 轮式装甲车综合电子信息系统及总线技术发展概述

基于CAN总线技术的综合电子信息系统是未来轮式装甲车必不可少的关键技术之一, 其技术水平直接决定了轮式装甲车的效能。

美国从1996年开始研制的地面车辆综合电子信息系统中, 采用开放式体系结构 (VOSA) 。从该系统可以看出装甲车综合电子信息系统的发展动态, 主要表现为2个方面:

1) 采用标准化硬件和软件模块。VOSA将逐步建立起构成综合电子信息系统标准化的硬件、软件和接口电路模块, 以满足不同车辆的功能。VOSA采用VME64总线标准模块, 包括单板机系列、信号处理器系列、通信卡系列、图象处理卡系列、图形处理卡系列、局部网卡系列、1553B接口卡系列、MIC接口卡系列等。

2) 采用高性能的数据总线和器件。高性能的数据总线和器件是高性能综合电子信息系统的基础。VOSA采用高性能的FDDI数据总线, 其传输速率为100 Mb/s, 可使各种标准接口如RS232、1 553、1 850、MIC及以太网等都能很好地纳入VOSA中。

目前, 西方发达国家已经做出了用信息技术发展本国武器装备和建设新世纪数字化部队的决策。我国也必须发展自己的装甲车综合电子信息系统及总线技术才能提高国防力量, 而基于CAN总线的综合电子信息系统就是1种较理想的发展思路。

2 基于CAN总线的轮式装甲车综合电子信息系统特点分析

综合电子信息系统的发展目标是实现系统的信息化、数字化、网络化、自动化、智能化, 即以总线网络为基础、信息共享为目的、指挥控制一体化为目标, 建立自动化作战指挥控制系统, 整体上提高装甲车的信息处理及协同作战能力。

2.1CAN 总线技术性能分析

CAN总线是德国Bosch公司从20世纪80年代初为解决汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的1种串行数据协议。目前CAN总线已成为国际标准化组织ISO11898标准, 其良好性能主要体现在[6]:

1) CAN总线采用多主方式工作, 网络上任意1个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其它节点发送信息, 而不分主从, 其通信方式灵活。

2) CAN网络上的节点 (信息) 可分成不同的优先级, 位速率最高可达1 Mb/s, 可以满足不同的实时要求。

3) CAN总线采用非破坏性总线裁决技术, 大大节省了总线冲突裁决时间。

4) CAN总线采用短帧结构, 每一帧的有效字节数为8个, 这样传输时间短, 受干扰的概率低, 且具有极好的检错效果。

上述特点能够满足专用车辆所要求的传输速率高、可靠性高和实时性好等性能。另外, 通过网络的其它方面的优化设计如简化设计、冗余设计、容错设计、屏蔽设计、滤波设计、模块化设计、互换性设计、自检与故障诊断设计、防差错设计等来满足其它性能要求。

2.2CAN总线技术与我国专用车辆发展适应性分析

CAN总线技术能够满足专用车辆综合电子信息系统的性能要求, 但并不是惟一的通信网络, 适用的网络还有1553B、MIC等。

从性能上看, 1553B、MIC 和CAN的传输方式不同。1553B及MIC是异步传输的主从式网络, 信息的传输采用平衡式差动传输, 灵敏度高, 抗干扰能力强, 传输速率高, 传输距离远。CAN总线是多主式网络, 若需传输信息, 不必等待轮询信号, 就可以自主成为主站, 进行数据传输。CAN与MIC的输出是不隔离的, 但为提高抗干扰能力, 国内已生产CAN输出光电隔离器, 这样使得CAN能够与1553B一样都具有输出隔离功能, 并且CAN布成双总线, 还可进一步提高其可靠性。

从获取性方面看, 1553B、MIC受控于美国, 国内不生产。CAN总线是国际上专为车辆设计的控制总线, 已广泛应用于航空、舰船、装甲车辆、工业控制等领域。世界上主要生产计算机芯片及集成电路的厂家都能生产CAN芯片, 随时都能购买。

从价格的因素看, 1553B、MIC的协议控制器价格昂贵, 1片1553B芯片需1万多元, 1片MIC芯片也接近1万元, 且供货得不到保证。而CAN芯片由于用量大、生产厂家多, 因而价格便宜, CAN的价格仅为MIC的几十分之一。

CAN总线性能不比1553B总线性能差, 且价格低廉, 故CAN总线的应用范围更广[7], 所以我国专用车辆采用CAN总线技术是1种较好的选择。

3 基于CAN总线的轮式装甲车综合电子信息系统设计

3.1关键问题分析

对于轮式装甲车而言, 一方面网络系统必须满足综合电子信息系统的功能多样化和高度集成化的发展趋势, 另一方面, 针对轮式装甲车经常工作在潮湿、振动、尘土、油污、温度变化范围大以及强电磁干扰等恶劣工作环境下, 还必须满足系统的可靠性、电磁兼容性、实时性、可维护性等性能要求。

1) 网络可靠性分析。

电磁干扰是影响网络可靠性的重要因素。轮式装甲车应采取各种有效措施降低或避免各种干扰。例如, 合理的ECU抗干扰措施、安装设计以及网络布线规划都可以减少系统中的不可靠因素。同时, 通过通信协议的制定以及相应的软硬件设计, 提高通信系统性能。必要时需要对关键部件进行特殊的网络设计, 比如针对线控节气门可考虑采用TTP等。计算机系统输入采用光耦隔离, 使状态信号采集与计算机内部信号的传输在电气上完全隔离, 从而杜绝了由传输网络的电磁干扰引起系统失效 (误动作) 。

2) 网络的环境适应性。

轮式装甲车不仅对环境温度、湿度等适应性要求较高, 而且网络系统必须满足专用车越野条件下的剧烈的振动要求。提高系统的环境适应性可采用多种措施, 如电路板在匣体内采用加强框架和减振安装固定, 从而提高抗振等级, 以及潮湿防护, 光电器件、光路通道的防尘隔离等。

3.2系统网络拓扑结构设计分析

合理的网络拓扑结构对于优化网络性能、降低网络复杂性、增加可靠性及降低成本是非常重要的。

3.2.1 设计原则

一般的计算机网络主要是实现用户对网络资源的共享, 其主要目的是试图解除距离上的约束, 解决通信容量和负载均衡的问题。轮式装甲车是移动平台, 它的联网技术不同于一般的计算机网络, 除了要满足资源共享以外, 还要满足各功能子系统的实时性要求, 并通过信息的交换达到功能综合的目的, 而且特别强调网络的可靠性和实时性。所以, 轮式装甲车网络拓扑结构设计原则为:

1) 技术成熟优先原则。以技术相对成熟的传统民用汽车网络的拓扑结构为参考。

2) 可升级原则。具有前瞻性和可扩展性, 能够适应将来各系统的技术升级。

3) 功能独立原则。对于一些重要的系统如电控换档系统、电控油气悬架系统, 因其功能比较独立, 宜单独采用1个节点。

4) 线束简化原则。采用CAN总线控制的目的之一是减少车载线束, 所以除了功能较独立的系统外, 一些实时性要求不很高的系统 (如灯控系统) 应根据物理位置来划分节点。

5) 网络负载轻化原则。考虑网络的可靠性和实时性要求, 划分节点时应避免大量信息的交互, 传输速度不必过高, 以保证系统的稳定性。

6) 节点数适量原则。网络的节点数不易过多, 一般情况下, 网络节点在20个以下, 以保证系统较高的可靠性。

3.2.2 综合电子信息系统网络拓扑结构设计分析

对于车用网络而言, 主要有单总线和多总线结构。由于轮式装甲车子系统繁多, 并且对各个系统的要求也不一样, 为保证系统的可靠性, 宜采用多总线结构。在控制结构中, 独立式控制结构的可靠性好, 网络速度要求小, 而且研发的费用低、时间短, 电磁兼容性也较好, 轮式装甲车宜选用独立式控制结构。图1所示为双总线的网络拓扑结构。

3.3轮式装甲车综合电子信息系统软硬件设计

软件系统的设计不仅要满足各节点的控制功能, 同时要基于通信协议实现信息共享。而对于硬件系统的设计, 主要考虑下述几个方面。

1) 传输介质。

考虑到CAN总线传输速度相对来说属于低频传输, 加之专用车上的电磁干扰, 传输介质应采用成本较低、应用较多的屏蔽双绞线。

2) CPU选择。

高速CAN总线上各节点的CPU, 应选用带CAN控制器的16位或32位单片机, 选择的标准主要看是否能满足各子系统的控制功能的要求。

CAN总线上各节点控制功能简单, 主要应考虑降低成本, 所以选用带CAN控制器的8位单片机。

对于网关, 应选用带有2个CAN控制器的16位或32位单片机。

3) 节点数设计。

对于专用车辆综合电子信息系统而言, 节点数的设计主要考虑两方面情况:①根据物理位置, 如车灯控制;②根据系统功能。如轮胎充放气系统, 这种设计原则既考虑了系统的简化, 又兼顾了系统的可维护性。

4) 系统接口设计要求。

系统的接口主要是CAN控制器和CAN收发器。对于CAN收发器, PHILIPS公司的82C250提供对总线的差动发送和接收能力, 最高通信速率可达1 Mb/s。是1种较好的选择。对于CAN控制器, 从实现成本、设计的灵活性、占CPU的负荷及可靠性等方面, 片内CAN控制器都比独立式CAN控制器优越, 因此选用片内CAN控制器。

3.4系统性能分析

3.4.1 网络性能评价方法分析

对网络的性能分析, 通常采用模拟系统法、测量法和数学建模法3种。

模拟系统法是用模型来模拟即将建立的网络, 从而预测其性能, 通常在建立网络之前进行。

测量法是使用1个工作站, 主动地监视信道的所有信息流状况, 从而得到信道使用率、帧长度分布、碰撞特性、信道吞吐量及预计地信息传输延迟时间等。测量法的优点是能测试系统的真实性能, 但必须在网络已经建立并投入使用后方可进行。

数学建模法是建立系统的数学模型, 用演绎推理求解, 该模型用数学形式表示系统的特性和行为, 并利用计算机协助运算, 以分析网络的性能, 这种方法只是进行一些近似分析的工作。

3.4.2 开发和分析工具

CANoe 是Vector 公司研制和开发的CAN工程开发的综合型工具, 也是对CAN总线进行网络监测和分析的工具。CANoe能支持ISO/OSI开放式系统互联的从物理层一直到用户应用层所有7层的协议, 具体支持的协议有CAN、SAE J1939、ISO117 83、CANopen、Devicenet、CANaerospace、NMEA 2000、LIN、VAN、Flexaray、MOST和MCnet等, 具有强大的系统仿真功能并可自行编程。它具有图形化界面, 可以实时地显示并分析信号。

4 结束语

在分析轮式装甲车综合电子信息系统及总线技术的发展概况基础上, 阐述了CAN总线技术应用于轮式装甲车的必要性, 参考民用车辆的CAN总线设计技术, 完成了轮式装甲车综合电子信息系统的网络拓扑结构设计, 并对网络系统的软硬件设计和性能分析提出了具体的建议。论文研究成果对开发适合我国国情的轮式装甲车综合电子信息系统具有一定的借鉴意义。

参考文献

[1]王文贵.低烈度冲突的铁骑洪流———走向新战场的轮式装甲车[J].国际展望, 2003 (459) :58-61

[2]何尚文.特洛伊铁马———21世纪轮式装甲车的发展趋势, 国际展望[J].2000 (405) :40-42

[3]盛大帅, 杜宪生, 赖利中.论轮式装甲车的可持续发展[J].兵工学报:坦克装甲车与发动机分册, 1999 (4) :50-54

[4]凌征均, 坦克综合电子系统总体研究[J].兵工学报:坦克装甲车与发动机分册, 1998 (3) :28-32

[5]耿荣茂, 第四代主战坦克综合电子系统的研究与讨论[J].兵工学报:坦克装甲车与发动机分册, 1997 (1) :60-64

[6]张月明, 李闯.一种流行的现场总线———CAN总线[J].现代电子技术, 2003 (24) :61-63

电工电子综合工程设计 篇8

传统的教学模式、课程体系和教学方式难以做到对思维能力、表达能力、团队合作能力、继续学习能力、职业发展能力和实践能力等关键综合职业能力的全面提升，必须进行改革。

一、改革教学模式，更新内容体系

1. 教学模式改革

由于综合课程设计是一门综合性、实践性很强的课程，电子产品及其实现又具有多样性，因而除了要达到专业课课程设计的要求外，还应特别注重培养学生解决实际问题的能力，注重发挥学生的创造性。对该课程进行教学模式改革必须基于课程的特点和教学目标，为此，课题组实施了以学生为主体的“层进循环互动式”教学模式，构筑一种既能发挥教师主导作用，又能激发学生认知主体作用的新型教学模式。

“层进循环互动式”教学模式将整个设计过程分为六个环节：基础理论教学、选题及方案论证、电路设计、印刷版设计与制作、组装与调试和总结报告撰写。“层进”即学生在每一个设计环节通过指导老师认定达到该环节的设计要求后，方可进行下一环节的设计工作，如果未达到要求，则继续进行本环节的设计。“循环互动”指在课程设计的各个环节，指导教师与学生之间以进度报告的形式进行探讨，学生将设计过程中遇到的问题反馈给教师，指导教师针对问题进行指导。“层进循环互动式”教学转变了以往单纯的教师讲，学生听的教学模式，收到了很好的教学效果。学生反映，这种教学模式丰富了学习和探究的体验，提升了合作与分享的个性品质，培养了研究之风和团队意识。

2. 更新内容体系。

课题组在更新内容体系方面，倡导以培养学生的创新思维和创新设计能力为出发点，以培养学生的设计思维能力和实际动手能力为目标。

(1) 课程内容体系的出发点。课题组将培养学生的创新思维和创新设计能力作为课程内容体系的出发点。课程内容体系的改革思路是：强基础，宽视野，勤动手，培养创新意识、思维与能力。在完善课程内容体系的过程中，团队人员不断进行创新教育的理论研究，达成了培养创新人才的基本共识：知识是基础，创新是关键，实践是根本。

(2) 课程内容体系的目标。课题组以培养学生的设计思维能力和实际动手能力为目标。实践是工程最本质、最重要的属性，高等职业教育要回归工程，必须加强实践，重视实践教学在工程能力培养方面的主导作用。在实践方面，必须培养学生选择设计方案和器件的能力、分析电路的能力、电路设计及调试能力。改革现行“综合课程设计”的教学现状，突出学生的主体地位，面向工程实际，修订培养方案、更新教学内容，优化实践教学环境，提高教学质量。

二、完善课程教学体系

以往，综合课程设计在教学过程中存在着诸多弊端：过分注重课堂教学，忽视学生的实践能力、知识的综合运用和科研能力的培养；注重了教师在教学中的作用，忽视学生学习过程中的主动性和创造性；以设计报告定成绩的单一考核方式。完全由教师指定实验题目，实验室规定元器件的综合课程设计缺乏完整的过程训练，也缺乏一个全面的基本技能、思维方式和创新思维的训练过程。造成的不良后果是：学生只重视设计报告的撰写，抄袭严重；不重视设计原理的理解和实践能力的提高；限制了学生的选题，也就限制了学生的思路。这种教学不利于对学生的创新意识、创新能力和创新思维的培养，甚至在某种程度上还束缚了学生的能力、才能的充分发挥，为此，对“综合课程设计”的教学体系进行了以下改革。

1. 修订培养方案

综合课程设计课程很可能与少数专业课程在同一学期开设，这在一定程度上加大了设计难度，学生会因为自身基础理论知识的缺乏产生畏难情绪，不利于学生主动性和创造性的发挥，也使得“综合课程设计”课程的教学质量难以保证，所以课题组对培养方案中的开课时间做了适当的调整，对课程的理论课时进行了调整，即减少理论授课课时，增加实践课时。

2. 改革设计选题

改革教师指定设计题目的弊端，采取学生自主选题和教师命题相结合的形式。教师命题分三个层次，学生根据自身情况选题。第一层次，基础型。教师布置题目后，学生根据所学的理论知识经过分析和综合基本上可以独立完成设计内容。第二层次，提高型。设计内容由几部分组成，主要部分由教师给出原理框图。第三层次，综合型。其题目来自工程实际，难度大。它要求学生应用所学的模拟电子技术、数字电子技术、单片机技术、传感器技术和自动控制理论等知识解决实际问题。学生经历从查找资料，到设计方案的确定、选择器件、安装调试、查找故障等电子系统设计的全过程，可以得到系统的训练。实践发现：能完成这部分综合型设计题目的学生大约15%左右，这部分学生可以集中起来参加各类电子设计大赛。

教师选题时还要考虑以下几点：

(1) 选择具有实用性和趣味性的课题，从学生的实际水平出发，帮助学生选择适合自己的题目，使题目与理论知识密切相关，又具有较强的趣味性和实用性，与生产实际相结合。

(2) 选择能综合应用理论知识的课题。要求学生综合运用本课程的基本理论和知识，独立完成一项实际课题。通过查阅资料、线路设计、选择元器件、电路安装调试，使学生所学的基本理论和知识充分运用于解决实际问题。

(3) 课题内容要注重集成电路和新技术、新产品的应用，课程设计可以弥补教材的滞后性。

(4) 在电路设计中，应尽量采用集成电路，特别是集成运算放大器和某些专用芯片 (如模拟乘法器、锁相环) 作为电路的重要构件，体现现代电子电路设计是各种集成电路构件组合的先进设计理念，尤其是将模拟电路、数字电路与微处理器相结合，以数字电路为主，软硬件结合，以硬件电路设计为主，符合现代电子电路结构的发展方向。

(5) 结合专业需要、专业特点的课题，为了拓宽学生的知识领域，使学生对专业有所认识和了解，提高学生对专业的兴趣和学习的积极性，在课程设计中引入了一些结合专业特点的课题。

(6) 鼓励学生自主选题，充分发挥学生的能动性，鼓励学生积极创新。积极鼓励学生选择具有一定挑战性、难度较大的设计题目，当然学生也可根据自己的兴趣和爱好，自定设计题目和任务，教师审定合格后便可实施。

3. 优化设计方法

综合课程设计以往的做法是根据电路的技术指标和性能要求，设计初始方案，确定原理框图，计算各元件参数，画出电路图，然后进入实验室搭接线路，先接好各单元电路，然后进行整体调试、调整参数。这种方法不利于规模较大的电子系统设计，容易损坏器件，设计调试周期长，难以适应社会需求。因此，在进行理论设计时要求学生尽可能采用EDA计算机仿真技术进行辅助设计及仿真，充分利用学校的EDA实验平台和实习基地的资源，使学生掌握EWB、OrCAD及PROTEL等软件的使用方法，并在设计完成时提交仿真的电路模型及仿真结果。这种做法使学生掌握了电子系统的全过程，减小了仪器仪表及元器件的损坏，在提高动手能力的同时，学生的理论分析和应用能力也得到了提高。

4. 改革考评方式

以往，综合课程设计主要以设计报告确定成绩，抄袭情况屡禁不绝，不重视综合课程设计的现象普遍存在，因此必须对考核方式进行改革，实行课程设计全程考核机制，即在整个设计过程的每个环节，导师都对学生的设计态度、设计完成情况等各个方面作出全面合理的评价，每个环节的成绩作为平时成绩。设计报告成绩作为卷面成绩，电子作品成绩作为实验成绩。电子作品成绩和设计报告成绩对不同层次的课题，用难度系数加以区分，综合型难度系数最高，提高型次之，基础型最低。最终的设计成绩为各次成绩的平均值乘以相应设计课题的难度系数得到，评分标准见表1。

教师按设计任务书要求，验收作品，提出意见和建议并评分。作品验收主要检查设计系统的功能是否实现，并就设计的相关问题以答辩的形式对学生进行考核，培养学生的技术表达能力。设计作品所占的比例应该结合学生的具体情况动态调整，起步阶段可适当调低，避免要求过高导致学生成绩普遍偏低，然后逐年加大比例，鼓励学生做出实实在在的作品。

三、改革传统教学方式

通过这几届在高职应用电子技术专业开设“综合课程设计”的实践，摸索出以下规律，对高职应用电子技术专业人才的培养方面具有一定的指导意义。

1. 精讲多做

任课教师在课堂上主要讲授电子系统设计的方法和介绍仿真软件的使用，教师结合专业综合课程设计的教学特点跟踪电子学科的发展方向，及时学习新理论，掌握新器件的使用及新技术的应用，课堂讲授时间不宜太多，而应该留出更多的时间让学生自己独立地在做中学，实际动手更有直观感。

2. 知识系统化

以往，常有同学抱怨大学四年“没有”学到东西。主要原因是大学几年来学习的知识相对零乱，学生自己没有去梳理导致知识不够系统化。开设专业综合课程设计可以让学生在实践过程中，不自觉地去梳理大学所学的知识，并逐渐使之系统化，各方面能力也得到了相应的提升。

3. 让教学贴近实际

如何让专业课教学更贴近工程实际，一直是工程教育努力的方向。目前高校的专业课教学存在与工程实际脱节的问题，高职应用电子技术专业综合课程设计可以使专业课教学更贴近工程。

4. 重视实做

仿真不能代替硬件工作，应从电子器件手册开始，了解其元器件性能使用范围、特点，而在实际电子系统的调试过程中需要解决干扰信号、接触不良等问题，这是在计算机仿真中是无法碰到的，而在实际电子系统设计中经常碰到并需要解决的问题。

创新是建立在自主学习能力的基础之上的，通过改革，一方面培养学生的学习主动性，另一方面使学生的求真务实的科学精神得到加强，良好的意志品质得到锻炼。素质教育的核心是培养学生的创新思维和创新能力，实践课程的改革应紧扣培养学生自主创新能力这一主题，通过具体措施的实施，极大地调动学生的学习积极性和创造性，使学生的个人内在潜能得到更充分的发挥。通过这次改革，高职应用电子技术专业学生的创新实践能力得到了普遍提高，在2008年参加的省部级和国家级相关设计大赛中均取得了较好的成绩。

参考文献

[1]杨进.中国职业教育教学改革——挑战与对策[J].中国职业技术教育, 2004 (15) .

[2]刘来泉.世界技术与职业教育纵览[M].北京:高等教育出版社, 2002

[3]张虹, 王建校.电子系统综合设计实验教学实践与探讨[J].电气电子教学学报, 2003 (4) .

[4]虞未章.建立应用型教学体系的课程改革实践[J].中国职业技术教育, 2004 (161) .

[5]马艳珍.电路基础课程实践教学的改革探索[J].中国职业技术教育, 2006 (251) .

电工电子综合工程设计 篇9

以电力电子器件为基础的柔性交流输电系统(FACTS)技术作为实现输电网参数和变量的柔性化控制的有效手段,近20年来得到广泛研究和应用[1]。实时仿真是电力系统进行试验研究、规划设计、调度运行和状态安全评估的重要工具。现有的电力系统实时仿真平台可分为机电暂态和电磁暂态过程仿真。机电暂态仿真的步长一般在毫秒级,典型步长为10 ms,电磁暂态仿真的步长一般在微秒级,典型步长为50μs[2]。但由于仿真步长及接口,众多仿真软件无法对含有FACTS控制器的复杂电力系统进行动态性能研究[3],文献[4]利用实时数字仿真系统RTDS(Real Time Digital Simulator)组建了风力发电开发测试平台,仿真步长50μs,可对多组控制器进行控制测试。但RTDS主要是面向整个电力系统的仿真,且价格昂贵。目前FACTS控制器和电力驱动的开发测试,通常先进行离线仿真以验证算法,然后通过数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)等嵌入式控制器实现复杂算法的实时控制[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]。随着电力电子的发展和控制数字化的实现,课程重构也使现有的实验教学方法面临新的改革,构建快速开发实验平台是一种有效的方法[15]。

d SPACE平台作为国际上通用的快速控制原型RCP(Rapid Control Prototype)和硬件在回路仿真HILS(Hardware-In-the-Loop Simulation)标准开发测试平台,在航空航天、工业控制、汽车等领域得到广泛应用[16,17,18],目前只有少数院校在此平台上进行电力系统的相关研究[19]。本文研制的实时仿真综合平台,以d SPACE平台为核心,通过建立实时仿真模型和设计模块化体系结构,实现对中小功率电力电子和电力驱动控制系统的实时仿真和快速开发,仿真步长可设20μs,满足电力电子器件对速度的要求。

1 实时仿真综合平台结构框架

根据应用于电力系统的FACTS技术和面向电机控制的电力驱动要求,结合V型开发流程中HILS和RCP的技术规范,本文提出图1所示的实时仿真平台总体结构框图。整个综合仿真平台以d SPACE平台为核心,采用模块化结构设计,分为硬件结构和软件结构两大部分。

1.1 平台硬件结构

平台硬件主要由d SPACE硬件和主电路组成。平台控制器是d SPACE硬件的主要组成部分,其构成实时仿真平台硬件的控制核心;由功率器件构成的主电路是硬件电路的基础,实现能量传递和交换;另有电源电路、测量电路、驱动电路、保护电路和电网接入等辅助电路。根据不同的应用对象(电网或电机)和控制目的,通过选择器件类型和电路结构等方式,可以灵活改变主电路拓扑,从而快速实现有源电力滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)、配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)、变频和励磁等多种功能。

本实验平台主要用于配电网电能质量控制器研发和电机的驱动控制。根据应用系统的技术指标,实际平台控制器选用d SPACE单板系统DS1104,其主CPU为MPC8240,可直接进行浮点运算,带有DSP TMS320F2407,可以直接输出三相PWM控制脉冲。另有ADC、DAC、UART、增量编码器和I/O等常用外设接口。

主电路功率器件为:MOSFET模块FB180SA10,用于汽车的电机控制测试;2.2 k W智能功率模块PS12036,用于学生实验验证;IGBT功率模块PM300DVA120用于低压静止无功发生器、有源电力滤波器等产品研制实时控制仿真实验。

在此基础上,用户可根据实际功能需要,按照平台的硬件结构对电路进行更换、扩展,或通过通信总线组成多处理器复杂系统,以满足不同的测试要求。

1.2 平台软件结构

平台软件结构由Matlab/Simulink软件、d SPACE软件和实时仿真模型库组成。Matlab/Simulink用于建立系统模型、设计控制算法和进行离线仿真,是平台软件结构的基础。实时仿真模型库是平台的核心技术之一,在Matlab/Simulink环境下建立,分为系统模型和控制算法两大部分。系统模型实现对电路结构的数学描述,在离线仿真时取代实际的物理模型;控制算法在分析系统模型基础上,通过选取的控制策略实现对应的控制性能。采用实时仿真系统子模型,可以进行离线仿真和算法验证。d SPACE软件体系主要实现实时代码生成、下载软件和测试软件,其中代码生成及下载软件集成于Matlab中,实现与Matlab的无缝连接。通过d SPACE实时接口(RTI),用硬件接口关系代替原先的逻辑连接关系,构成闭环测试系统,实现实时仿真功能。

基于图1结构实现的实时仿真综合平台,可以快速对电路结构模型进行闭环测试,以验证所建模型是否与实际物理原型相符;也可以对不同的算法进行测试,从而得到更适合系统实现的控制程序。

2 实时仿真综合平台主要技术

2.1 平台实时仿真模型库设计

要进行实时仿真,首先要建立起系统的数学模型。基于Matlab/Simulink环境开发的电力系统仿真模型Sim Power Systems等是面向离线仿真应用的,无法利用d SPACE平台测试软件对其内部描述变量进行动态分析,因此,要首先建立以面向实时仿真应用的系统模型。

考虑到实时仿真系统的变结构、非因果特性[19],对整个闭环控制系统采用分割处理的办法,采用输入-输出描述法建立各个具有因果关系的子系统。采用面向对象的设计方法,可以不断封装和派生出更多的子模型。各个子系统模型既可应用于离线仿真,也可应用于实时仿真。

2.2 功率开关器件的硬件电路设计

功率开关模块构成平台的硬件基础,受控制器输出的PWM信号驱动,又直接与高压大电流系统相连,若设计不当极易烧坏,因此开关器件电路设计是硬件设计的重点,主要技术措施有4项。

a.裕量设计:器件选型时留有一定的裕量。

b.缓冲吸收电路设计:实验结果表明,设计合理的缓冲电路,可以减少开关冲击,将du/dt从0.3减少到0.15以下。

c.驱动电路设计:采用高速光耦器件,以实现控制脉冲对开关管的精确控制。严格控制上升时间,以保证死区时间生效;PWM的光耦驱动信号与功率模块的连接距离2 cm以下,减少干扰,防止误触发。

d.保护电路设计:当检测到主电路有短路、过压、过热和欠压等异常情况发生时,实现多级保护。通过硬件保护、软件保护方式同时封锁PWM信号输出,通过跳闸保护实现主电路与电网分离。

2.3 平台数字化控制和实时仿真步长

数字化控制因控制灵活,输出性能稳定,在实时控制中得到广泛应用。本平台实现数字化控制,其中系统实测信号通过测量电路由A/D进行模拟到数字的转换;通过实时代码生成工具RTW(Real-Time Workshop)产生可在平台控制器上运行的标准C代码程序;RTI实现物理系统与离线仿真系统的信息数字化交换;通过数字脉宽调制(DPWM)输出功率开关管的控制脉冲,实现对系统的目标控制。随着电力系统和电力驱动对控制性能要求的不断提高,非线性控制、模糊控制、自适应控制等算法被应用到控制系统中。通过平台数字化控制技术,以图形化的方式完成参数调整、指令输入、结果显示存储等所有功能,为复杂算法的实现提供了有利的环境。

基于Matlab/Simulink的离线仿真数据交换在计算机的CPU与存储器之间进行,数据处理时间没有严格的边界。实时仿真平台要在仿真计算机、平台控制器与外部物理系统之间进行数据交换,其数据处理要受外部实物系统真实时间约束,有严格的时间边界。平台通过PWM控制技术,实现对功率变换模块的控制,其输出速度决定系统的响应速度,通常要求在一个PWM周期内完成控制算法以及平台控制器和仿真计算机之间的数据交换,以获得较好的响应速度,满足实时仿真需要。DS1104控制器的DPWM输出频率高达5 MHz,但实现上受功率模块的频率限制,目前中小功率器件的开关频率最高约为20 k Hz。采用DS1104控制器,通过实时内核和RTI可实现仿真周期为20μs的实时仿真,满足对速度的要求。

3 平台实时仿真设计实现

PWM整流器可实现网侧电流正弦化,且运行于单位功率因数及能量可双向传输,在静止无功发生器(STATCOM)、APF、统一潮流控制器(UPFC)等柔性交流输电系统广泛应用[20]。下面给出以PWM整流器为控制对象的系统设计过程及其控制实验结果。

3.1 PWM整流器模型

三相电压型PWM整流器的电路结构如图2所示。图中,ua、ub、uc为三相对称电源相电压;ia、ib、ic为网侧相电流;udc为直流侧电压;L和R为滤波电抗器的电感和电阻;idc为直流侧电流;iL为负载电流。

记Sk=Sk+-Sk-(k=a,b,c),其中Sk±=1表示开关管导通,Sk±=0表示开关管截止。不计开关损耗,并考虑电网及PWM电路为三相对称系统,对于交流侧,由基尔霍夫电压定律(KVL)可得:

对于直流侧,由基尔霍夫电流定律(KCL)可得:

其中,idc=(Saia+Sbib+Scic)/2。

根据功率不变原则,可以对应转换成αβ坐标系或dq坐标系下的数学模型,以方便系统的控制设计。

3.2 PWM整流器控制策略

采用PWM整流器作为电路结构的电力电子控制系统通常是通过控制PWM整流器的电流来实现其控制目标(如稳定电压、补偿无功和抑制谐波等),因此,对PWM整流器的电流控制成为系统软件设计的核心。通常,对PWM整流器电流控制方法可分为间接电流控制和直接电流控制,其中直接电流控制具有控制精度高、动态性能好等优点。直接电流控制方法有滞环控制、定时比较控制、三角波比较及无差拍控制等[21]。本实验采用基于坐标变换的三角波比较直接电流控制,其控制方案如图3所示。

PWM整流器的实测三相输出电流ia、ib、ic经过dq变换与控制电流生成无功和有功电流指令。其中有功电流的参考值指令id*与电路拓扑结构有关,采用自励启动方式时可由直流侧电压调节器输出给定,采用他励启动方式时可直接给定。指令由电流控制器进行算法运算,经过dq反变换得到控制开关管的PWM指令信号。通过坐标变换,使参考指令和反馈值在稳态时均为直流信号,因此可通过调节器进行无稳态误差的电流信号跟踪,从而消除系统的静态误差,提高系统对PWM整流器电流的控制精度。

3.3 实验结果

为验证平台的结构设计及其对PWM整流器的控制性能,搭建了50 k V·A PWM整流器及其控制电路。实验结构如图4所示。

三相交流电源经自耦变压器T1以及隔离变压器T2、T3接入系统。

实验主电路主要参数如下:IGBT功率模块为PM300DVA120;整流模块为DF100AA160;交流侧连接电抗为1 m H/100 A;直流侧电容为2个10000μF/450 V电容串联;系统线电压为380 V/50 Hz。

PWM参数为开关频率6 k Hz,死区时间5μs。为减少器件开关对输出的抖动,采用中断的CPU处理方式,以保证数据采集与PWM周期同步。用TDS2014型4通道示波器对波形进行实时记录。

图5给出了指令电流为40 A(有效值)时实验平台对PWM整流器输出电流实时控制的稳态结果。从图中可以清楚看出,电力电子实时仿真综合平台对PWM整流器的电流流向实现了精确控制,可实现容性无功或感性无功的产生;同样也可控制PWM整流器工作于整流或逆变状态,实现能量的双向流动,从而实现PWM整流器的四象限运行控制。

图6是用FLUKE434测试输出无功电流时的电流波形结果。图7是指令电流动态变化时系统瞬时响应的实验结果。

从图6可以看出,PWM整流器输出无功电流相序正确,频率通过相位控制和电网保持一致,电流谐波含量非常低,波形已经接近正弦。

图7表明,PWM整流器的输出电流响应仅为数毫秒,没有明显的振荡调整过程,反映出实验平台对PWM整流器的控制具有良好的性能。

4 结语

电工电子综合工程设计 篇10

为适应培养电子商务应用型人才的需求,并满足科研与教学的需要,电子商务实训资源的硬件环境必须具备较高的水平,要求尽可能采用最先进的仪器设备,并具有兼容性和可扩充性,以适应不同的实训目的。

1. 电子商务实训硬件环境的搭建

目前电子商务实训大都采用客户机/服务器或浏览器/服务器模式,因此需要配备3~4台高性能专业服务器,配置双CPU、大容量内存、高速SCSI硬盘及磁盘阵列,以满足多用户并发高速访问。服务器中一台专门用作电子商务应用系统服务器,提供服务器端的程序运行、数据存储等服务,它是整个实训平台的硬件核心;另一台作为辅助服务器,根据需要安装其他实训教学软件的服务器端程序或数据库系统。第三台服务器用作实训平台网络服务器,为整个实训平台提供DHCP动态IP地址分配、PROXY代理、DNS域名服务及其他网络安全与网络管理服务;另外可根据需要配备相应数量的微机作为学生使用的客户机,所有服务器和客户机使用高速网络设备如100M交换机统一组网,实现内部局域网互联和资源共享,并使用代理服务器或防火墙接入校园网。

2. 电子商务实训软件的配备

一般应包括以下几方面:(1)电子商务模拟系统。可以在模拟的开放平台上模拟电子商务中的诸多环节,包括B2B和B2C的交易、CA认证、网上结算、物流配送等实际运作过程。(2)电子商务开发与应用系统。主要包括物流信息系统、网上商店和网上拍卖管理系统、进出口电子单证系统及国际商情联机检索系统等。开发工具除了上述以外还应该有各种网页设计和制作工具等。(3)电子金融实训系统。如网上银行管理系统、钱龙证券交易系统、证券电子商务、网上电子虚拟营业部、网上保险、股票实时行情与技术分析系统、上市公司多维统计分析系统、实时模拟交易系统、企业财务分析、投资项目评估等应用或模拟系统。(4)相关的MIS应用系统。如企业资源计划(ERP)、会计管理信息系统(AIS)、税收管理信息系统(TIS)、商业POS/BMIS系统以及客户关系管理(CRM)、供应链管理(SCM)、人力资源管理(HRM)、固定资产管理软件、保险业务软件以及进出口贸易软件等。

3. 将电子商务专业实训室建设成展示学生应用特长的实训平台

(1)完善的实训室管理运行机制,制定学生应用试验专用机房管理制度,实行开放式实训教学,鼓励学生进行社会实践和教学应用实训活动。

(2)鼓励教师将科研成果转化到实训教学内容中,将实训教学内容与学生课外实训活动相结合,实行开放式实训教学体系。

(3)统一规划电子商务专业实训课程,制定各实训课程的教学大纲,明确理论课教学和实训教学的关系,确定教学实训的时间表,合理安排理论课与实训课的学时比例。

实训教学体系不但充分重视和突出实训环节对应用型人才培养的作用,并且强调相配套的教学管理手段和措施的运用,如建立网上教学交流平台,加强师生的交流,根据教学安排,为学生提供模拟实践和实训环境,如个性化网站建设、商务网站规划与建设、B to B、B to C商务流程的规划与设计等。

电子商务专业实训室不但是一个实训平台,更应成为学生发挥特长、张扬个性、培养综合素质的空间和平台。围绕学生应用能力的培养目标,实训室建立学生应用项目与专用机管理办法等制度,鼓励学生进行应用项目立项,学校出设备、设施,甚至部分资金,支持学生进行自我设计、进行个性发展,组织学生参加全国电子商务大赛、考察著名商务网站、电子商务企业。这些改革的举措突破了封闭保守的实训教学模式,形成实现学生个性自由发展的优良实训学习制度、环境和条件。

二、构建高职电子商务实训教学体系

电子商务是以商务活动为核心,信息技术是为商务服务的工具与手段。电子商务实训教学体系应该包括电子商务的全部实训内容,同时应遵从教学规律,根据学生已经开设的课程和已有的知识结构,循序渐进,科学进行不同层次的实训内容。

1. 计算机网络及互联实训

计算机网络是电子商务实现的重要技术基础,通过实训,使学生能加深网络理论知识的理解,掌握计算机网络的组成和结构,培养学生知网、组网、管网以及在网络环境下操作计算机的能力。

2. 网上交易模拟实训

可通过网上交易模拟软件对电子商务的交易流程进行实训。目前网上交易主要采用三种模式,即B2B、B2C和C2C,通过实训,要求学生掌握三种模式的网上流程、操作步骤和交易特点,以巩固和加深对电子商务的认识和理解。

3. 电子金融实训

实训内容包括网上银行服务电子钱包管理和证券电子商务。通过访问银行网站使用网上银行模拟系统,了解网上银行服务的特点、主要功能,熟悉使用网上银行的申请步骤、服务流等;也可以下载电子钱包,了解电子钱包的功能和使用流程;另外还可以进入中国银河证券网等证券交易站进行实训,以掌握网上证券交易的交易流程和基本特点。

4. 物流与供应链管理实训

物流系统是电子商务系统的基本支持系统,可通过实训,加深对物流系统的具体操作步骤、运作流程等知识的掌握,提高对于物流系统各类流程的理解及其运用的灵活性,培养学生对所学知识的综合运用能力及一定的物流管理控制能力。

5. 网络营销实训

网络营销也是电子商务的重要组成部分。实训内容主要包括新闻组信息发布、网络广告模拟实训、搜索引擎实训和邮件列表实训等。通过实训,使学生掌握新闻组的使用方法和流程,并能够将其灵活应用于营销;了解搜索引擎的结构和功能模块;了解网络广告的传播方式和传播途径,有助于学生设计和完善网络营销广告计划;了解邮件列表的用途、掌握邮件列表注册、订阅和创建的方法等。

6. 电子商务安全与认证实训

电子商务的安全问题是电子商务发展的关键。实训内容包括数字证书的使用、CA认证实训、邮件的加密与数字签名以及网络攻击与防范实训等。通过实训,要求学生掌握证书下载、导入、出、安装、使用的具体方法;了解数字证书管理的内容,掌握证书审批的操作步骤等。

7. ERP(企业资源计划)实训

ERP系统能够帮助和引导企业改善内部管理,规范业务流程,把企业物流、资金流的管理提高到对企业信息流的管理来控制企业的运作,实现信息流、物流、资金流、价值流和业务流的有机集成。通过使用用友、易飞等ERP软件进行模拟实训,使学生更好地理解ERP的使用方法,掌握运用ERP实现企业采购—制造—分销各环节的整个供应链的有效管理方法,并将其应用于电子商务系统设计之中。

8. 网站及电子商务系统设计与开发实训

实训内容包括6个方面:WEB设计与应用、电子商务网站规划、网上商店搭建、系统解决方案设计、智能化信息处理及电子商务项目管理。实训目的是培养学生对所学知识综合运用的能力、团队合作精神以及一定的项目管理控制能力。

9. 电子商务综合运用实训

通过在网上访问实际应用的电子商务系统,对系统的网络平台、业务系统、经营模式、信用体系、安全措施、营销策略等进行深入的考查和比较,分析每个系统的特色、构成和竞争优势,启发和引导学生将电子商务知识综合运用于商业活动之中。

摘要：由于电子商务具有高度的商业实践性和专业的综合性,因此需要高职电子商务专业加强实践性教学环节,使学生能够直接感受电子商务知识的商业化应用过程,并通过知识的运用深入理解电子商务原理和过程,提高学生专业能力和适应商业活动的综合素质。设计一个符合培养目标的综合技能实训方案是培养学生综合素质及专业能力的重要保障。

关键词：高职电子商务,综合技能实训,实训教学体系

参考文献

[1]王长全.电子商务实践教学改革与实验资源管理[J].实验室研究与探索,2006,25(8):1019-1021.

[2]韩林.高职高专电子商务专业人才培养模式研究[J].教育与职业,2006,7:129-130.

电工电子综合工程设计 篇11

关键词：电子技术 综合应用 项目课程 开发

如今，电子技术已经成为各个行业发展的基础，为了更好地适应社会发展的需求，笔者学校电子技术应用专业本着以提高学生素质为基础、以提高学生职业能力为本位的目标，进行综合应用项目课程的开发与实施，有效推进了该专业的教学改革。

一、项目课程开发指导思想

项目课程开发贯彻“全面推进素质教育，以就业为导向，以能力为本位”的职业教育理念，为适应中等职业教育人才培养模式、教学模式、评价模式的改革需要，按照“教育与产业、学校与企业、专业设置与职业岗位、课程内容与职业标准、教学过程与企业生产过程”对接的教学改革要求，更新教材内容，增强课程的针对性、实践性和实用性。

二、电子技术综合应用项目课程的开发

1.确定人才培养规格，制定课程目标

笔者学校根据岗位群的胜任程度、必备的专业技能和专业素质制定电子技术应用专业毕业生业务规格，并根据人才培养规格，制定综合应用项目课程目标。

（1）电子技术应用专业毕业生业务规格。具备简单的电气识图能力和电路分析能力；具有较好的焊接技能，掌握嵌入式系统、FPGA、DSP、BGA先进的封装与安装方法；掌握常见仪器仪表的使用技能；有一定的线路应用设计能力，掌握电子电气自动化控制理论、可编程控制技术和单片机控制技术，能运用Protel软件绘制电路原理图，能正确设计PCB印刷电路图；掌握专门化自动控制仪器设备的使用技能；了解行业工作流程，掌握管理标准（如ISO9000、7S等），能解决本专业的一般技术问题，具有一定质量评估能力；具有较强的团队合作和吃苦耐劳精神，具有创新精神、实践能力和较强的适应职业变化的能力；具有多途径获取信息、处理信息和技术交流的能力；取得与本专业工种相关的1～2个中级工以上职业资格证书；具有从事本专业工作的安全生产、环境保护、职业道德等意识和忠于职守的敬业精神。

（2）制订课程目标。通过学习，了解电子产品的设计和制作的一般过程，掌握用Protel软件绘制原理图和PCB图，掌握电子电路的安装调试方法，掌握相关资料的查阅方法和途径（书籍、手册、图书馆、网络），能读懂简单的电子电路，能设计简单的电子电路，正确选用元器件和材料，提升学生的综合能力。

2.根据课程目标，演绎学习领域

电子技术综合应用学习领域主要包括输入信号、信号处理电路、控制对象及输出信号三大块内容。其中输入信号有开关信号、温度信号、磁信号灯7个内容；信号处理电路有放大电路、比较电路、延时电路等10个内容；控制对象及输出信号有控制对象、显示对象等4个内容。

3.精心设置项目，构建课程体系

通过工作任务分析，把本专业所对应的职业或职业群中需要完成的任务分解为若干个实训项目课程，设置与现实场景相近的九个电子技术综合应用学习项目，包括直流稳压电源项目、多量程直流数字电压表项目、水位控制器项目等，并根据项目构建相关课程知识体系，涵盖学习领域知识和能力目标。如直流稳压电源项目，涉及串联型稳压电源的工作原理、印刷电路板装配、电路安装调试等知识和Protel软件应用能力。

4.构建内容框架，编写项目内容

以《水位控制项目》为例。

（1）设置情境，提出问题。项目的提出需要考虑问题来源于实际，难度应符合中职学生的学习能力和知识结构要求，解决的方法应符合专业要求。水位控制项目问题的提出要设置以下情境。

某一区域的地势比较低，下雨经常会积水，需要建立一个泵房，一旦积水超过一定的水位就需要用水泵把水抽出。现在需要一个控制电路自动完成这样的操作，实现对水位的自动控制。该水位控制器的具体要求是：通过水泵把水位控制在一定的范围之内，水泵的功率为5kW；水位一旦超过警戒水位，水泵开始运行，直到水位降到低水位时水泵才停止运行。

（2）问题分析，情境转化。电子线路本身只能处理电信号，也就是说只能处理电量信号，如电压、电流、电阻等。而现实生活中大量需要处理的问题是非电量信号，如温度、压力、流量、位置、长度、重力、光量、磁量等。对于电子线路而言，处理非电量都需要专门的装置——传感器。传感器的作用就是要把非电量信号转变为电信号。本项目中水位的高低就是一个位置信号，必须用传感器把水位高低的位置信号转变为相应的电信号，才能用电子线路对该信号进行处理，然后驱动水泵控制水位。

水位的检测有多种方法，但用电子线路来处理就离不开传感器。由此引出传感器的概念，介绍有关传感器的相关知识，把传感器技术这些新知识融合到项目中，而不是单独地设置传感器技术课程。本项目侧重于实际应用。

（3）形成框架，编写内容。首先，确定关联知识。学习传感器技术中相关新知识，复习模拟电子技术中运算放大器的知识和应用、数字电子技术中的触发器知识和应用、三极管构成的驱动电路、小型直流继电器的相关知识和应用、 电动机的（水泵）的工作原理。其次，形成知识框架。提出问题到分析问题（包括传感器基本知识的学习、项目电路分析和电路元器件的确定），再到用Protel软件绘制电路原理图、印刷电路板的绘制、安装调试本项目电路、项目总结。最后完成项目内容的编写。

5.合理确定课时，核算实训成本

本课程应安排在电工基础、电子线路、电子线路技能实训、计算机基础等课程学习之后，即安排在高二下学期和高三上学期，周课时在16节以上（其中不包括给学生一定的自由支配时间），用一年的时间完成学习任务。完成一个实训项目，除学校提供的实训条件之外，学生自备电子线路实训工具一套及电子元器件和材料，电子元器件和材料成本核算约为50元/项目（套）。endprint

三、电子技术综合应用课程的特色

1.基础性促进专业能力提升

课程内容涵盖专业的基本知识与基本技能，融入解决问题的基本方法，能有效促进学生专业能力的提升。一是涵盖基础理论知识。在项目中包含了如电工基础、电子技术基础、传感器技术等学科的基础知识，知识的呈现自然融合在各个项目中。二是涵盖基础技能。在项目中包含现有电子技术应用专业应具有的专业技能，如电子产品的焊接装配技能、常用仪器仪表的使用技能、常用电子装配设备的操作技能等。三是融入解决问题的基本方法。在项目中呈现了问题的背景、解决问题的思路，要求学生在项目的信息收集、计划、决策、实施、总结等环节中去发现问题并提出解决问题的方案，在体验实际工程产品（项目）生产的过程中，掌握解决问题的基本方法。

2.整合性凸显职业教育特点

课程将传感器技术、电子技术、单片机技术、计算机辅助设计技术和电动机电气技术等相关内容进行有效整合，并注重项目之间新知识的衔接与梯度，使开发的综合性项目课程实现多学科知识与技术相互融合，并将理论与实践有机结合，将关键的知识点、基本的技能融合在完成实践项目的过程中，综合性强，彻底打破了学科体现的课程模式，凸显鲜明的职业教育特点。

3.职业性突出职业能力培养

课程以电路分析、设计、制作、安装和调试能力为基本目标，通过任务引领项目活动，以工作任务分析为项目涉及的源头，以产品和操作程序为逻辑线索展开，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择和组织课程内容，实现工作任务与知识的有机结合，并以知识性、趣味性、实用性和产品化为特征，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，能有效提高学生的职业能力。

4.实践性实现多元培养目标

项目课程的实践性，能有效实现知识、技能和能力等多元培养目标。如水位控制项目的知识培养目标为：学习传感器技术新知识，应用电子技术基础中的驱动电路、触发器，以及电动机（水泵）的工作原理等原有知识，提高学生学习的兴趣和应用能力。技能培养目标为：应用Protel软件绘制电路原理图、印制电路板图，编制采购清单、安装、调试电路。能力培养目标为：以小组合作的方式，通过网络、图书馆、书店、询问等渠道完成资料和信息的收集、元器件采购、电路安装与调试等，培养学生的职业能力。

5.先进性体现电子技术新发展

在开发的课程中，融入技术更新与产业升级带来的电工电子新知识、新技术、新材料、新工艺，较好地把握基础知识与新技术的衔接和知识的延伸，适应新产业、新工种的需求。例如融入单片机、传感器、贴片元件等新技术、新器件的应用。在电子电路设计与制作中，从分立元件电路转向集成电路，加强对集成电路方面知识的学习与应用，弱化对集成芯片内部电路的分析，突出集成电路外部特性和功能应用等，充分体现了课程的先进性。

总之，电子技术综合应用项目课程开发与实施，是中等职业学校教育教学改革的发展方向，它必将带动职业教育教学改革的整体推进。随着项目教学的不断深化和发展，教学实施过程体现了“以能力为本”的价值取向，培养出来的人才必将更好地适应社会的需要。

参考文献：

[1]许国庆.高职项目课程的理论基础与设计[J].江苏高教，2006（6）.

[2]马成荣.职业教育项目课程的有效实施及其推进策略[J].中国职业技术育，2006（21）.

[3]徐涵.项目教学的理论基础、基本特征及对教师的要求[J].职教论坛，2007（6）.

电工电子综合工程设计 篇12

《电子产品设计与制作》综合实训课程是四川信息职业技术学院电子类专业课程体系中的一门职业岗位核心能力课程。它以职业岗位为导向, 以真实的电子产品开发生产任务为载体, 将学生已经掌握的电子产品设计与制作过程中相对独立的知识、技术、技能有机整合在一起, 进行的一次综合性、系统化的职业岗位训练, 具有很强的实践性。该课程力求使学生在模拟真实的企业环境中获得相应的职业岗位的过程性知识和技能, 实现与电子产品设计、制造与维修等相关职业岗位群的无缝对接。

1分析职业岗位, 确定课程目标

1.1 职业岗位分析

依据四川省电子信息产业的实际与发展, 通过对电子信息、电子技术产品等生产企业、行业调研和毕业生跟踪调查, 深入了解和分析电子行业的发展趋势、人才需求状况、职业岗位及其能力要求, 与行业企业专家共同确定了应用电子技术专业电子产品制造与维修方向的职业岗位和岗位职业能力。

电子产品辅助设计与开发:能承担电子产品部件、简单整机产品的设计、试制等工作。

电子产品装配调试检验:会一般电子产品的装配、调试、检验等工作。

电子产品检测维修:会一般电子产品的检测与维修等工作。

电子产品营销及技术服务:能胜任电子产品的营销、技术支持等工作。

1.2 确定课程教学目标

以职业岗位和岗位职业能力为依据, 与行业企业专家共同确定课程教学目标。

专业能力:了解电子产品的开发过程、开发策略和生产过程, 掌握电子产品系统设计的步骤和方法, 能够熟练使用相关软件对电子产品的电路原理图、印制电路板图进行设计, 掌握电子产品生产制作的流程及工艺, 具有电子产品整机检测与调试、品质检验等能力。

方法能力:具有收集、分析、利用信息的能力, 计划与组织活动能力;具有电子产品的开发过程和开发策略、电子产品的市场因素等分析、解决问题的能力;具有应用技术手段的能力, 自我学习能力和创新能力。

社会能力:具有交流沟通和公共关系建立的能力, 具有团队协作和组织协调的能力、执行任务的能力, 具有经济、质量、效率意识以及爱岗敬业工作作风。

2根据课程目标, 重构教学内容

2.1 根据电子产品开发生产活动, 设计实训教学内容

本课程是针对应用电子技术专业主要职业岗位群所开设的一门具有综合性质的实训课程, 与学生的就业岗位密切相关, 特别注重课堂教学与生产实践的结合。因此, 课程教学内容的选择是以应用电子技术专业面向的职业岗位群所需的电子产品的检测试验、电子产品安装调试与维修、电子产品辅助设计、数据采集传输、电子电路分析、电子产品生产工艺设计和管理等能力培养为依据, 遵循相关岗位 (群) 从简单到复杂的职业能力累积形成规律, 融合“电子设计初级工程师”、“无线电装配工/调试工”、“家用电子产品维修工”等职业资格标准, 以有源音响、钟控自动打铃器、电子计价器这三个真实电子产品为项目载体, 确立基本电子产品设计与制作、单片机系统设计与制作、数据采集系统设计与制作3个模块, 在课程教学中全程渗透电子产品设计与制造岗位所需素质的养成教育。

2.2 依据职业岗位, 设计典型工作任务

典型工作任务来源于生产实践, 对学生的职业成长起到关键作用。对于一个职业岗位, 将来可能要经常面临哪些工作, 把这些工作提炼出来, 再分解成一个个具有代表性的工作任务, 就是典型工作任务, 学生只有亲自完成过一项或者多项工作任务后才有可能学会工作。在教学中“典型工作任务”就是贯穿全实训课程的实际工作实例, 这种实例通常既是实际中工作具有代表性的, 同时又能涵盖基本的知识点。因此, 从电子产品的开发过程出发, 通过一系列的企业调研与分析, 得到典型电子产品设计与制造过程:订单→电子产品电路及外观设计→电路板设计与制作→印制电路板装配→电子产品检测与调试→电子产品移交, 每一过程对接相应职业岗位, 如下订单、产品移交对接电子产品营销员, 电子产品设计对接电子产品设计工程师, 电子产品检测与调试对接装配工/调试工等。

按照工作过程的完整性和教学的需要, 将典型电子产品的开发过程加工成任务接受、电路设计、印制电路板设计与制作、电路板装配、电路调试和资料整理总结6个学习性工作任务。学生在完成一个个工作任务的同时, 既学会了知识, 掌握了技术和技能, 又可掌握岗位的工作职责和任务, 以及完成任务的方法, 并能深刻体会到实际工作规范和流程。

3以职业能力为本位, 创新教学模式

3.1 以典型工作任务为基础, 设计学习情境

实训教学内容是以经过教学改造的工作任务为中心来进行设定和组织, 将电子产品设计与制作过程中的6个典型工作任务转换为学生的学习任务, 将工作情境转变为学生的学习情境, 课程内容的学习在仿真或真实的情境中完成。基于上述确定的教学内容, 设计了6 个递进的电子产品设计与制作综合实训课程的学习情境。

学习情境1:任务接受, 对接电子产品营销员、电子产品助理设计员。典型工作任务:报价方案、电子产品整体开发计划编制。学习性工作任务:根据产品功能或样品收集、分析、消化原始资料;可行性分析;编制报价方案;下达电子产品设计与制作任务书;编制电子产品整体开发计划。参考学时:8学时。

学习情境2:电路设计, 对接电子产品助理设计员。典型工作任务:电子产品电路原理图设计。学习性工作任务:电子产品设计方案论证;单元电路设计及功能实现验证;绘制电路原理图;绘制元件器清单表。参考学时:12学时。

学习情境3:印制电路板设计与制作, 对接电子产品助理设计员。典型工作任务:PCB设计、PCB制作方法步骤。学习性工作任务:应用PROTEL软件设计PCB版图;编制PCB制作工艺工序;PCB制作工艺。参考学时:22学时。

学习情境4:电路板装配, 对接电子产品装配工。典型工作任务:电路板装配、焊接工艺。学习性工作任务:元件检测方法、电路板装配工艺、焊接工艺。参考学时:10学时。

学习情境5:电子产品调试, 对接电子产品调试工、维修工、技术服务人员。典型工作任务:产品调试。学习性工作任务:测试仪器的使用方法;电路功能测试;电子产品调试与检验;电路故障排除、维修。参考学时:12学时。

学习情境6:资料整理、评价, 对接电子产品助理设计员、电子产品装配调试检验员。典型工作任务:资料归档移交、工作总结。学习性工作任务:电子产品相关的设计图表、生产工艺等文件修订;电子产品设计与制作过程的资料整理;按文件管理规范要求完成资料归档;对整个实训内容自评并答辩。参考学时:8学时。

3.2 “工学结合”的六步教学模式

工学结合, 将“工作”和“学习”结合起来是职业教育的最终落脚点, 而典型工作任务则是搭建在工作与学习之间的立交桥。在教学过程中, 由3～5名学生组成一个学习生产小组, 按照6个递进的学习情境, 小组成员扮演不同的角色, 成员既有分工又有协作, 既发挥个性又精诚合作, 共同完成各项电子产品开发生产的“工作任务”, 每个教学情境的实施都遵循资讯、计划、决策、实施、检查、评价这一完整的工作过程“六步法”进行, 结合“以职业岗位为导向”的项目教学模式, 模拟企业真实的工作环境, 让学生亲身参与到工作过程中, 学习和掌握与工作过程相关的知识和技能。

3.3 课程考核方式

课程考核按照6 个学习情境分别进行, 每个工作任务完成后, 教师和学生共同检查和评价工作质量, 总结经验, 引导学生从工作过程的全局出发分析问题和解决问题, 从而获得与工作岗位更贴近的职业能力。

根据每个学习情境的侧重点不同, 对其成绩分别赋予不同的权重, 课程总成绩为6 个学习情境的成绩分别乘以相应的权重之和。每个情境的考核强调工作过程和工作结果考核的有机结合, 其中:工作过程占60%, 工作结果占40%。工作过程考核主要依据学生在工作过程中的表现, 采取学生自评、互评和教师评价相结合的方式;工作结果考核依据“工作产品”的技术标准考核。

4遵循校企合作开发原则, 创设职业环境

在本课程的开发过程中, 充分利用校企合作平台, 与电子行业企业专家全程合作, 共同确定电子产品设计与制造职业岗位群的典型工作任务和职业能力, 确定课程教学目标和学习情境, 着重“工学结合”培养学生的专业能力和职业素养, 并按照电子产品企业生产环境进行实训设施的建设与改造, 创建了具有真实工业生产环境的校内生产性实训基地, 确保本课程的整体设计突出职业能力培养, 体现职业性、实践性、开放性。

实践证明, 学生通过自主完成岗位工作任务和生产岗位体验, 既锻炼了学生的学习能力、独立思考与创新能力、团队合作和交流沟通的能力, 又让学生在走上实习岗位前真正成为具有一定经验的电子产品设计与生产人才。

摘要：按照工学结合的教学模式, 在创设的职业环境中, 以真实的电子产品开发生产任务为载体, 根据企业电子产品的设计与生产活动的典型工作任务, 设计以职业岗位为导向的六步项目教学模式, 力求在电子产品设计与制作综合实训课程的教学中重现企业的电子产品的设计生产过程和技术环境, 促使学生获得相应职业岗位过程性知识和技能。

关键词：职业岗位,电子产品设计与制作,课程设计

参考文献

[1]赵定勇, 杨华明.以职业岗位为导向的模具开发综合实训课程设计[J].黑龙江教育 (高教研究与评估) , 2012 (2) :40-41.

[2]殷蔚, 黄清华, 胡微.高职《电子设计与制作》课程设计与实施[J].职业技术教育, 2011 (2) :30-32.

[3]应用电子教研室.四川信息职业技术学院应用电子技术专业电子产品制造与维修方向2011级人才培养方案[G].广元:四川信息职业技术学院, 2011:1-4.