自动控制基础（通用12篇）
自动控制基础 篇1
0前言
自动控制系统通常都是由对象和控制装置两个部分组成的, 多年来控制工程基础课程方面仍然存在着一些问题。自动控制作为一门专业课程, 近年来随着科学技术的发展也得到了一定的发展和广泛的应用, 已经成为了新技术、新产业当中的重要点之一。自动控制理论的发展和应用将会彻底的使劳动发生改变, 提升劳动生产力和产品的质量, 达到节省资源的目的。
1 自动控制概述
自动控制是由控制对象和控制装置两个部分组成的。主要包含了以下三种控制方式:首先是闭环负反馈控制, 这种控制方式主要依靠系统接受偏差信号, 用偏差信号来起到控制的作用, 它的结构比较复杂, 但同时也具有较高的控制精准度。其次是开环控制和复合控制, 复合控制是由开、闭环组成的, 有着两种控制的综合性优势。
自动控制作为一门学科, 在近年来得到了广泛的应用对我国的信息化建设有着重要的作用。自动控制理论的发展与应用有可能会改变人类的劳动力, 使得劳动生产率得到大幅度的提升, 同时提升产品的质量, 节省资源, 将会在未来得到更加广泛的应用。
1.1 自动控制系统种类
自动控制系统是十分复杂的, 当中包含了很多不同的类型。控制系统的结构和参数等会随着时间的变化而在系统中产生不同的变化, 系统为定常系统。此外, 一些结构和参数等不随着时间变化的系统则是线性定常系统, 这种系统是十分重要的系统, 近年来我国已经对此进行了详细的分析和研究, 形成了成熟的研究成果。
1.2 自动控制理论的发展历程
自动控制理论是在人类的不断发展和实践中而得来的, 并随着科学技术的进步而得到了进一步的完善。上个世纪科学技术和生产力的发展, 在非线性系统等方面出现很多的系统控制问题。现代化控制理论中常常会使用到其他的一些空间系统发展, 只有通过自动控制才能实现对行业的了解和自动化理论的了解。自动控制理论的发展经历了三个不同的时期, 一是经典控制理论, 二是现代控制理论, 三是智能控制理论。
1.3 模拟控制系统、计算机控制系统
对于模拟式控制系统来说, 它的调节器是由模拟部件来实现的, 当中的信号都是根据事件的变化而连续变化的, 可以随意取值模拟。而计算机控制系统中, 控制器全部是通过计算机来实现的, 这种系统的执行部件和控制对象的信号通常都是根据事件变化的模拟量。对于控制系统来说, 一定要建立相关的数学数据模型, 以此来利用解析法以及实验分析法来建立一种关系, 并对其进行分析研究。另外微分方式是控制系统的一种基本的方法, 控制系统具有多样性, 因此控制系统的微分表现方式也存在很大的不同。
2 自动控制系统模型
在进行自动控制系统的设计和分析中, 应建立起相同的数字模型, 可以根据系统运动过程的原理等来建立起一种关系, 使得更加方便分析和理解。控制系统中的数学模型、离散系统分析等内容所强调的都是物理概念和实际的应用。建立自动控制系统的数学模型首先应正确的理解拉氏变换和拉氏反变化概念及其基本原理等[1]。对动态结构图有着正确的理解, 同时能由系统微分方程组来画出基本的动态结构图。应正确的理解传递函数的意义, 对结构变化等能熟练的掌握, 对一些比较常见的系统经过结构变换图, 使传递函数得出值。其次, 应熟练掌握微分方程和传递函数。熟悉函数的特征和概念。数学模型本就是比较抽象的模型, 利用数学模型能便于在理论研究上得到统一的属性。
3 分析法和研究系统
线性系统能分为最小相位系统和非线性系统, 我们主要对系统分析的基本方法进行了详细的分析, 系统分析就是在给系统结构、参数和工作条件下, 对其数学模型进行研究。当中含有稳定和动态性能的分析, 主要看其是否能达到规定的要求, 并分析这些参数变化和动态性能的影响, 使其满足设计自动控制系统的要求, 当有系统不能满足要求时, 就应当找到解决系统控制性能的方式[2]。
4 系统数学模型
数学模型是对系统进行理论分析研究时的主要依据。控制系统的数学模型通常都有很多种类, 一般来说微分方程、传递函数等比较常用。不同的数学模型之间可以进行相互转换。微分方程是用来描述控制系统动态特性的最基础方式之一, 传递函数则是在初始条件下对线性定常系统的传递函数。
(1) 机理分析法。机理分析法的机理比较清晰, 应用的范围较广, 但同时要求对象特性也比较清晰。
(2) 实验测试法。这种方法对对象的特性清晰没有过高的要求, 只要有输入和输出数据就可以, 但实验测试法则受到适用面的限制。
(3) 结合法。结合法也就是上述两种方法的结合, 一般来说, 用机理分析法来确定结构, 然后使用实验测试法来确定参数, 使两种方法的优势都得到充分的发挥, 并克服当中的缺点和限制。
有着积分作用的控制器, 在单方面的信号偏差作用下, 导致控制器脱离了正常的工作状态, 并进入另一种深度饱和的状态。想要控制饱和状态出现, 应在控制器输出达到输出范围的上下限时, 去掉积分作用, 迫使积分作用输出不再持续上升[3]。
5 结语
本文主要对自动控制的基本理论和方法进行了分析, 并引入了一些相关的新知识和新技术, 充分的体现出了时代变化的特征, 利用基本的控制理论和概念介绍控制论的对象和任务。通过这样的方式来使我们在控制系统的观点上不再是传统的静态观点和局部观点, 而是从整体上得到锻炼, 帮助我们从整体系统中进行信息的传递, 并形成动态行为。
摘要：自动控制工程基础是机电专业中的基础内容, 自动控制理论主要研究的是自动控制系统组成和设计等部分的基础性理论知识。近年来自动控制技术已经广泛的应用于工控制方面, 在军事、航海等方面也发挥出了重要的作用。本文主要对自动控制工程基础和应用进行了分析和研究。
关键词：自动控制工程,基础,应用
参考文献
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[3]倪慧君, 马光.嵌入式汇编在工业控制上位机中的应用[J].山东电力技术, 2012, 05 (01) :51-55.
自动控制基础 篇2
根据2011年遵义市公安机关刑侦基础工作考评办法，结合我局2011年来开展的刑侦基础工作，工作开展自查情况如下：
一、刑嫌人员调控。刑嫌人员调控系统建设及调研：我局已于2011年4月29日已完成刑嫌调研文章《建立刑嫌调控查控机制拓展刑嫌范围》论文一篇。
二、刑嫌特勤建设工作。现建立特勤10名，建档10个，专职民警10名专人、专门、转档保管涉密计算机文件。
三、刑侦特行管控信息系统建设。
1、基本信息管控：辖区1家寄卖行、31家二手机业主、2家出租车公司、12家电维修业主、4家金银首饰业主、7家废旧收购点、31家手机经销商、16家汽车修理行业和21家摩托车经营修理业主被纳入协会组织。目前现有业主100家，从业人员356名，初步建立了适合本辖区行业治安特点的阵地防控网络。我局通过开展机动车修理行业的管控获得线索16条，破获案件4件。
四、阵地控制工作开展情况。我局已于2011年3月25日完成阵地控制调研报告一篇，从今年4月开始每月都按时上报工作汇报，同时推出以“机动车修理业”为亮点的工作，同时建立21家摩托车经营修理业和16家汽车修理业的特行档案。
以本为本 控制难度 夯实基础 篇3
一、 构建知识网络，突出基础知识
一个个的知识点不能形成能力，知识只有形成网络，才能相互支撑，利于理解、记忆与掌握，便于迁移与运用．理清课本中的知识脉络，构建知识网络，把握知识的内在联系，形成良好的知识结构与经验体系是复习时要做好的首要任务．一方面我们要认真学习课本的“本章回顾”中总结的方法和结果，另一方面我们更要学会自己从不同的角度进行归纳总结.比如我们可从空间几何体和点、直线、平面之间的位置关系两方面进行总结（知识网络图见右栏）.
二、 明确学习要求，把握课本重点
这里我们要注意以下几点：
一是关于空间角和距离的计算.《要求》中指出：“对于这些空间角和距离的计算问题，只要以长方体等模型进行说明即可，具体计算不作要求.”但是这一点在很多同学的学习和专研的过程中，偏深偏难的现象很严重.其主要原因是，在老教材和过去的高考中，这部分内容是重点.那么现在为什么要这样弱化它呢？这是因为高中数学新课程中的“立体几何”部分除了必修2中的“立体几何初步”外，还有选修21中的“空间向量与立体几何”、选修系列3和系列4中的部分专题.新教材把“角”与“距离”的计算放到了选修21(理科)中，用向量的方法 （“空间向量与立体几何”）研究了.
二是关于三视图.这是教材中新增加的内容.学习三视图，对于进一步培养同学们的空间想象能力和几何直观能力具有重要的促进作用.三视图在教材中虽然只有约两节课的内容，但是从《标准》所提出的教学目标上看，它是十分重要的，必须引起高度重视.
三是关于点线面的位置关系.《要求》中明确指出：“点线面的位置关系是立体几何初步中的重点内容.”而对于线与面平行、垂直关系的判定定理，《要求》指出：“只要求直观感知、操作确认，教学中不要提高要求.”《要求》还特别指出：“教材中的例题、习题中的结论（包括三垂线定理）等不作为推理的依据.”但现在不少课外辅导资料中，在解决关于线面关系的问题时，还是在用三垂线定理.从教材和《要求》上看，这是没有必要的.事实上，能用三垂线定理解决的问题，也一定能用教材中的定理解决.
三、 体会转化方法，提高解题能力
在突出数学基础知识学习的同时，要注重数学基本技能和思想方法的理解和掌握.学习立体几何初步，我们要特别注意体会“转化”的思想方法.因为在体会“转化”思想方法的过程中，基础知识能得到融会贯通，基本技能能得到熟练掌握，解题能力能得到大大提高.
例1 已知某个几何体的三视图如图１，根据图中标出的尺寸（单位：cm）求这个几何体的体积．
图2分析 通过已知的三视图可以想象出实物，再通过想象出的实物画出直观图.即把三视图“转化”为实物，再把实物“转化”为直观图.可以得到本题中的几何体是一个长方体和一个四棱锥的组合体.由体积公式不难得出结果.
四、 重视课本习题，做到以本为本
课本是《标准》最主要的载体，课本中的习题（包括例题）都是根据教学内容“量身定制”的，有很好的典型性、代表性、示范性和选择性.如2007年广东、山东、海南和宁夏的三套高考试卷中的立体几何题，基本上都能在课本习题中找到出处.
例3 （2007年高考广东文科卷）已知某几何体的俯视图是如图4所示的矩形，正视图（或称主视图）是一个底边长为8，高为4的等腰三角形，侧视图（或称左视图）是一个底边长为6，高为4的等腰三角形．
（1） 求该几何体的体积V；
（2） 求该几何体的侧面积S．
例4 （2007年高考海南、宁夏文科卷）如图5，A，B，C，D为空间四点．在△ABC中，AB=2，AC=BC=2．等边三角形ADB以AB为轴运动．
（Ⅰ） 当平面ADB⊥平面ABC时，求CD；
（Ⅱ） 当△ADB转动时，是否总有AB⊥CD？证明你的结论．
例3是由三视图想象实物，再画直观图.这一类型的题目在教材（苏教版）必修2的第16~18页上到处可见，特别是第18页习题1.1的第7题和第60页习题1.3的第9题都与此题如出一辙．
例4的第（Ⅰ）问是一道常见题，课本上类似的题很多.第（Ⅱ）问是探究性问题，我们来看一看教材（苏教版）必修2第39页习题1.2(2)的第19题：
图6如图6，已知有公共边AB的两个全等矩形ABCD和ABEF不在同一个平面内，P，Q分别是对角线AE，BD上的动点，当P，Q满足什么条件时，PQ∥平面CBE？
不难看出，这两道题是同一类型的，它们的共同之处有：① 都是以常见的空间图形为背景；② 都是在变化的图形中找不变的线线关系或线面关系；③ 都是通过线线关系、线面关系、面面关系的相互转化，通过空间向平面的转化解决问题的.
由此可见，课本中的习题（包括例题）也是高考试题的“源头”，十分重要.
那么怎样利用好课本中的习题（包括例题）呢？一是课本上的习题必须题题过关；例题必须真正掌握，特别是例题中清楚的表达和规范的作图是很好的示范，这一点正是同学们的薄弱环节之一.二是要对课本中出现的题型进行归纳总结，对每一类题型的解题方法进行归纳总结，如证明线线关系、线面关系是常见的题型，都是用“转化”的思想方法，证明有关垂直的问题也与此类似.三是我们强调用好课本，不是排斥课外资料，而是要结合课本、依据《要求》，有选择地使用课外资料.
自动控制基础 篇4
一、优化课程内容,突出课程特点
“自动控制基础”课程主要包括控制系统数学模型,控制系统的传递函数,控制系统的时域分析,控制系统的频率响应及频率指标,控制系统的稳定性分析(劳斯判据、奈奎斯特判据)及相对稳定性指标,控制系统的设计与校正,线性离散系统初步等。考虑到专业背景和学生的理解能力,在保持课程体系完整的前提下,理论教学中删掉了根轨迹法和Z变换,在讲解传递函数章节时插入两课时的部分复变函数和积分变换内容。本门课程的特点是知识点多而繁杂,因此凝练教学主线是学生掌握理论知识并灵活运用的关键。数学模型是控制系统分析和设计的基础,首先通过实例分析讲解典型线性元件的数学模型建立方法,在此基础上结合实际控制系统讲解控制系统结构图的绘制和闭环系统传递函数的求取方法。对于时域分析法和频域分析法,突出时域分析法的直观性,强调频域分析法的工程应用。讲课时从不同角度剖析教材中的重要定理、方法与公式等,让学生充分认识教材内容的含义,对于难以理解的数学推导加以删减和弱化,更注重数学推导结论的应用,使复杂问题简单化,重点是强调基本概念的理解与吸收,突出控制理论的工程应用背景,强调控制理论的实践性,注重培养学生的工程意识。以学生熟悉的控制系统为例来分析系统结构、建立系统模型、分析控制系统工作原理、分析系统性能等,可以使学生真正掌握控制理论的应用方法,提高学生分析问题和解决问题的能力。
二、改进教学方法
由于“自动控制基础”课程比较抽象,不同于一般的专业课,在授课过程中,学生普遍反映学习比较吃力,不知道这些知识学了用在什么地方,某些学生有“自动控制基础课程难学又没用”的想法,大部分学生的学习目的不明确,上课的注意力很容易不集中,传统教学方法严重影响学生的学习积极性。针对这种情况以及学生对应的偏船舶专业背景,在课堂教学中引入船舶中大量的控制系统应用的实例,如把船舶柴油机气缸冷却水温度控制系统、船舶燃油黏度控制系统、船用辅锅炉的水位自动控制系统、主机遥控系统和船舶火灾监控系统自动控制等等,穿插到本门课程的教学中。这种教学方法通俗易懂,学生能很快接受,从“要我学”转变为“我要学”,课下经常有学生请教实例中深层次的问题,学生普遍反映喜欢这种实例讲解。同时在教学中注意采用多种教学手段与方法,上课并不是简单地“念”多媒体课件,对于重要的数学推理以及公式,还是在黑板上进行推导,现代教学手段与传统教学方法有机结合,可以使得课程教学更加科学[1];课上多用启发式提问,增加学生对知识点的感性认识,让学生积极思考和分析,然后积极组织学生参与课堂讨论,最后教师加以总结。师生之间形成良好的互动,课堂教学氛围比较活跃,很大程度上调动了学生对学习的兴趣。
三、注重 Matlab 软件在教学中的应用
Matlab软件在欧美国家早在20世纪90年代就正式引入教学中,如今Matlab已经成为线性代数、控制理论、数理统计和数字信号处理等课程的基本教学工具,成为欧美国家大学生必须掌握的基本技能。自动控制基础课程理论复杂,公式也比较多,Matlab控制系统工具箱可以很好地处理以传递函数为主要特征的经典控制问题[2]。将Matlab引入课堂教学中,不但可以提高教学质量,也能吸引学生的学习兴趣。例如时域分析中,系统对各种典型输入信号的响应传统上都是利用拉普拉斯变换法求解出系统输出的拉普拉斯变换,然后拉普拉斯逆变换得到输出的时间函数。由于江苏科技大学能源与动力工程专业学生以前没有学过复变函数与积分变换这类课程,加之过多的数学变换干扰了学生对时域分析的理解,特别是二阶振荡系统,得到的系统输出方程比较复杂,学生难以理解。而且课堂教学中做出准确的曲线也比较困难。在Matlab环境下,可以很方便地输入相应的参数,从而得到相应的响应曲线。再通过改变自然频率和阻尼比的大小,可以很直观地观察到这两个参数对时间响应曲线的影响。整个过程清晰明了,教学形象生动,复杂抽象理论的概念得以具体图形化,学生对知识点易于掌握,对课程的兴趣也得到提升。另外利用此软件在频率特性的Nyquist图、Bode图的绘制与分析以及系统的校正等传统教学难点的教学中也收到了很好的教学效果。课下也鼓励学生学习Matlab软件,建议课后部分作业用Matlab来完成。
四、加强实验教学
课程的实践教学环节在江苏科技大学是独立授课实验,授课教师与实验教师的沟通尤为重要。一方面,目前实验安排上尽量压缩讲解时间,减少演示性的实验项目,相关的理论知识学完后紧跟实验,增多设计性、综合性的开放实验内容,强化学生对基础知识的理解,培养学生的自主学习能力,确保学生不但能做出结果,还能知道为什么会有这样的结果;另一方面在Matlab环境下开展计算机辅助虚拟教学实验,“虚实”两种手段有机结合。对于动手能力强的学生,利用实验室现有的设备,引导学生自己设计实验项目,能力非常突出的,吸收到学校相关本科生创新计划的研究小组。充分发挥学生的学习主动性和创造性,为毕业后的工作或深造打下基础。
五、改革考核方式
“自动控制基础”课程为必修考查课,考核方式比较灵活,教师可以自由选择。以前都是采用开卷考试或者是小论文的方式,实施下来发现效果非常差,学生对本课程的重视程度不高,上课不听讲、睡觉,甚至干脆逃课的现象很多。而且自动控制基础的一些基本概念和理论必须掌握,所以考试是必要的[3]。但单纯采用闭卷考试后,学生往往都在考试前突击复习,相当一部分学生的成绩都是勉强及格。后来改用平时成绩加期末考试卷面成绩综合的形式,平时成绩和期末考试卷面成绩各占50%,平时成绩由以下几部分构成:1.课堂考勤;2.课后作业,事先声明严禁抄袭,必须是自己独立完成,对于交上来的作业教师认真批改并及时讲解,作业有抄袭嫌疑的在课堂上向学生求证,几次下来作业抄袭现象得到了很好的遏制;3.课题提问环节,每次随机提问,而不是传统的按照学号顺序来,这样每个学生都觉得自己会被问到,上课就会集中注意力,认真听讲,同时也能检验学生的学习效果,每位学生在整个课程的教学过程中至少要被提问三次;4.额外加分项,课堂练习中有把握的学生可以上黑板来完成和讲解,效果良好的学生可以获得若干额外加分,份额为1—5分,为了公平起见,每个学生这样的机会是两次。期末考试不设填空题和选择题,一般为四到五道计算题,命题突出能力考核。
以上教改措施经过近几届学生的实施,取得了一定的成效,效果显著,提高了教学质量,激发了学生的学习兴趣,加深了学生对课程知识的掌握,这也为后续课程的学习打下了良好的基础。但教学方面还有很多问题需要继续探索与完善,教学方法必须不断改进、不断总结、不断创新,达到进一步提高学生的学习主动性,增强学生的学习创新能力、实践能力的培养目标。
参考文献
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课堂控制是有效教学的基础 篇5
很多优秀的刚入职的教师，甚至一些老教师，专业水平很高，教学态度认真，但是课堂控制力极弱，难以有效的组织教学，老师苦恼，学生散漫，效率低下，成绩不好。课堂控制难道真的这么难吗？学校管理系统课堂控制力的提高可以从以下几个方面入手： 1.定规矩
无规矩不成方圆，但是很多老师的课堂缺乏对学生课堂行为的明确要求，不是学生不守规矩，而是学生不知道老师的课堂的“规矩”是什么。这些规矩包括：上课迟到如何处理、睡觉如何处理、上课玩手机如何处理等等。规矩不要多，根据自己的课堂情况和学科特点，最多定出十条规矩，一般情况下6-8条足够。2.严奖惩
既然定出了规矩，就必须严格的执行，无论什么情况，学生如何求情，必须对违反“规矩”的学生做出处理。学生对老师的批评可能会不在乎，但是对老师发自内心的表扬和奖励是非常在乎的，老师最大的教育资源就是对学生的奖励，获得积极的承认是每一个人最基本的需求。奖是为了树正气，惩是为了刹歪风。3.勤巡视
课堂控制力弱的老师经常习惯于站在讲堂上固定不动的讲课，特别是讲到兴奋处，对学生的课堂情况几乎是视而不见听而不闻，听任学生睡觉、说闲话、吃东西、玩手机等。对于学校管理系统而言出现的轻微违纪行为，眼神提示即可，或者用动作制止，但是对于严重违纪行为，就要先处理，后上课，违纪行为没有处理结束，宁可先不讲课。4.重沟通
语言是老师职业的重要工具，但是很多老师对上课语言要求很低，用语苍白，声音微小，思路不清，节奏紊乱。老师的课堂用语就像是一条绳子，要牵引着学生的思维，让学生跟着老师的思路走，和老师一起思考，和老师一起探究。另外老师的课堂设计必须清晰，要让学生明白每五分钟之内，自己应该做什么事，做事的标准是什么，做事用时是多少。只有清晰的课堂要求，才能有有效的课堂控制。5.学管理
教学也是一种领导，课堂也是一种管理。作为任课教师，面对五六十个学生，一定要有自己的管理架构。而这些都是教育管理的基本知识，提高课堂控制能力，老师也应该学习这些管理知识。管理不只是学校领导的事情，任课教师也是学校的管理者，这种管理可以称作“教学领导力”，这种能力除了课堂管理之外，还包括如何和班主任配合、如何和家长沟通、如何向领导汇报工作、如何组织学生社团等。
大桥桩基础施工及质量控制 篇6
【关键词】大桥桩；基础；施工；质量
一、桩基础施工流程
（一）钻孔灌注桩施工设备
首先需根据施工现场的实际情况，选择适当的施工设备，循环钻具有速度快、成孔质量高、孔位干净等优势，但在涉及硬岩石、孤石的地质环境下不宜采用，冲击钻的应用较为普遍，但速度较慢，成孔质量也不高。
（二）冲击钻孔灌注桩施工流程
钻孔灌注桩的施工首先要进行初步放样，此过程主要依据设计中设定的导线点以及水准点，利用全站仪等设备定位，然后利用草袋围堰筑岛，并用土填充，筑岛的高度保证在水面的1.5cm左右，再恢复定线，后埋设护筒进行定位和导向，护筒的内部直径应该比桩径高出200-400mm，高度应高于地面0.3m或水面的1.5m左右。之后依次进行钻孔、清理钻孔，钻孔方式需要依据工程实际地质，选择钻孔类型，最后进行泥浆的调配。此环节需考虑中层容易液化出现塌陷砂质层的钻孔能否便于清理孔底，一般泥浆配合比为m水：m膨土：m粘土：mNaoH：mcmc=1000：100：60：1.5：1.5。护壁模板的选择可以重复使用的模板，两模板间的扣件以及卡具必须连接紧密，角钢制作的钢圈是模板的内支撑，此环节要确保内支撑完全顶住模板。完成护壁模板支护之后应进行反复地检查，确保规范合理才能进行下一步的混凝土灌浇，人工灌浇且确保夯实，使混凝达到强度标准后方可拆除模板，进行后续工作。接着要进行桩位中心的轴线及标高检查，主要是在地面设置十字控制网以及基准点，使用轴线以及高程的测量放样到第一节护壁上，每节均保证十字线居中对齐，设吊线锤子为控制中心，利用尺杆找圆周，并且用基准点勘测钻孔深度。第一节钻孔完成后需安置运输架在桩钻孔口的上面，第二节桩孔土方的挖掘工作通过相关设备提升运土，当吊桶处于钻孔上方时候，应将安全盖移开，使吊桶进入，当桩孔深度达到标准之后，要修复孔壁，保证平坦。护壁模板的拆除应遵循拆上节支下节的方式重复使用，同时在模板上口预留100mm的混凝土浇筑口。
二、钻孔施工的注意事项——以冲击钻为例
第一，在施工开始前首先要检修相关机械设备，保证钻机处在平稳状态，避免放置存在偏差使孔位的准确度得不到保证；第二，要保证冲锥的钢丝绳和钢护筒的中心间隔在2cm以下，在操作锥头移动操作时，要避免碰触到护壁以及孔壁；第三；钻孔作业必须持续连贯，做好每一个施工环节的记录工作，及时检查钻孔泥浆状况，避免孔壁出现塌陷掩埋钻头的情况出现；第四；钻孔每深入5-8m就应该检查一次钻孔的直径以及竖直度，提取岩石碎渣进行分析，将分析结果与地质剖面图相比较。在钻孔碎渣清理或停钻后应该保持孔内水头以及泥浆指标达到标准。
三、桩基础施工的质量控制
首先，当出现断桩情况时，具体的处理办法为2-3个钻芯，利用高压空压机接水管向下吹，在水管的下部安置弯头，在一头灌浇清水，使渣子从另一个芯孔里排出，接着灌浇水泥浆，待另一个孔有水泥浆溢出便可。水泥浆的水灰比为1：1.5、1：1，、0.8：1三个结算，水泥浆的干湿度缓慢上升，到0.8：1时为止，混合物中可以加入适当的三乙醇胺以及氯化钠，以达到凝结时间，增加水泥强度，保证水泥浆具有可压住性的目的，当注入水砂浆时需保证水灰比为1：1、压力为0.5-1Mpa。压浆的流程：由一个孔向另一个孔交叉压浆，当发生串浆或者跑浆情况时，应分段压注浆液，通过压浆泵灌注浆液，结束注浆时应保证注浆压力在1Mpa。
其次，当注浆过程出现问题，如串浆、注浆压力不稳定等问题时，应针对性的采取处理措施。串浆现象是浆液从其他孔中流出，对此现象可以利用泵注浆或者隔离串浆孔，采取隔孔注浆的方式；当注浆压力异常升高时，考虑到可能是管道堵塞，应该及时停止运作并检查；当注浆量很大但压力长时间保持不变的情况下应该重新调整浆液浓度和配合比，减少凝胶的时间，或者采取小量低压力灌注泥浆的方式使裂隙中的浆液有较长的滞留时间，从而促进凝胶的完成，但滞留的时间不可比凝胶时间长。
再次，如果混凝土的干湿度过低，易导致导管下口变形，引发断桩等情况。具体的处理方式为：第一，如果中层容易出现坍塌，那么就不适宜采用1.8m的冲击钻强行施工；第二，首先在孔内填入毛石，用1.8m的冲击钻冲孔，后将钢筋笼以及桩底混凝土固定在桩底以及四周；第三，使用挖掘机转移桩底混凝土时应做好排水防护，之后下Ф1.8水泥混凝土管道，竖向叠起排列，在土管四周分层依次填筑砂砾粘土后稳固，在混凝土管中下钢筋笼，灌浇混凝土。
然后，对于出现桩身夹泥病害桩的时候，传统处理工艺是去除缺陷桩然后重新灌浇，这种方式的施工成本过高，并且浪费时间以及人力，所以使用高压喷射注浆法是可行的方式。先在桩顶安置3个钻芯孔，钻孔的具体方位为芯距缺陷桩下50cm，同时观察缺陷位置的芯样，了解缺陷部位的具体方位和范围。使注浆管穿过钻孔到夹泥区域，然后使用泵压不低对于20Mpa的高压水喷射缺陷桩的上下部。当一孔切割而另一孔有水排出则证明效果昌盛，然后更换另一个孔重复操作，当三个孔均有正常即可。当钻孔相互间疏通之后，在利用水循环继续清理废渣，直到出水口的水不再污浊便完成一个管，以此完成其他管的清理工作，待所有出水孔的排水基本清澈，清渣便可结束。
最后，冲击钻以及回旋钻都会受到勘测工作不完善的影响，而地下水潜流等环节的勘查难度大，目前还没有形成完整的勘查体系。当墩桩施工受到地下水潜流的影响时，容易导致芯样产生5cm左右的沟槽，主要形成原因书收到地下水潜流的影响，使得水下混凝土在终凝时间内被水流冲洗，最终桩基础被掏空形成桩芯沟槽。针对此问题主要的办法是使用厚度为10mm的安放带刃脚钢护筒，直径为Ф2000，每相隔2m设置一节，在开挖过程中，根据钢护筒的自身重量实现下沉，之后在钢护筒上面连接住上一级的钢护筒，一直到问题位置标高的1m以下。其开挖的方式是将高压风稿对齐去除钢筋混凝土和原本桩身与钢护筒之间的原状土石层，利用高压水反向冲射钢护筒的外部以保证钢护筒不出现偏移。
结束语
综上所述，大桥桩基础施工中还有许多技术手段不够成熟，尤其是冲击钻孔灌注桩的施工工艺以及相关问题的处理。要求施工前以及施工过程中勘测人员要最好各环节的勘测记录工作，及时发现问题并采取有效的措施，同时施工人员必要了解施工流程，保证人员的工作衔接交递工作不存在问题，在施工环节要层层把关，做好质量控制工作。
参考文献
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自动控制基础 篇7
关键词：课程建设,航空自动控制,教学方法教学改革
为适应日益增长的大众化、多样化航空运输与通用航空需求,满足民航强国建设需要,学校航空器械维修专业必须培养面向航空公司、机场等单位的具有较强的动手能力,并具有一定组织实施机务保障能力及分析和解决本专业范围内一般工程技术问题能力的应用型高级工程技术创新人才。为了满足这个培养目标,深化教学改革,必须更新教学内容,变革传统课程结构,开展新的课程建设。《航空自动控制基础》课程建设就是为了满足这一目标建设需要而创建的。
一、《航空自动控制基础》课程的建设思路
《自动控制基础》是交通运输类、电气信息类、机械类、环境工程类等专业的重要专业基础课,具有承上启下的作用。它主要研究自动控制系统的基本原理,主要包括控制系统的模型建立、系统分析、系统设计的基本理论和相关技术。《飞行控制系统》为航空类专业的专业基础课,主要包含飞机飞行动力学的基本内容、自动飞行控制系统、人工飞行控制系统的结构和原理等知识。目前,各高校关于航空类专业的飞行器控制理论教学,基本上是先上《自动控制原理》,再上《飞行控制系统》,这样不仅占学时较多,而且有些关于现代控制理论内容较深,比较难懂,对于一般的民航机务维修及飞行技术等对飞行器控制理论要求较低的专业不太适合。基于这种现状,将传统经典自动控制理论和飞行控制原理结合起来,建立一门适用于民航机务维修专业及飞行技术专业的《航空自动控制基础》课程迫在眉睫。通过课程建设,要达到提高教学质量,培养合格的专业人才的目标,尤其是更好地为学校飞行学院航空器械维修专业发展服务。
二、《航空自动控制基础》课程教学队伍的建设
课程建设是高等教育学科建设的重要组成部分,是提高教学质量的根本途径,是人才培养的基础工程。为了更好地实践“基础工程”建设,教学队伍建设尤其重要。从《航空自动控制基础》这一学科发展的长期性、可持续性角度出发,必须保证教师梯队结构的合理。本教学队伍由五名教师组成,包含老、中、青三代教师,从年龄结构来讲符合教师发展的延续性与可持续性。从知识结构来说,包含三名博士,两名硕士,其中包含教授一名,副教授两名,知识结构层次比较高,并且均具有比较丰富的教学与实践经验,满足课程建设的需求。在教学环节中,合理配置教师,学生与辅导教师的比例不超过40∶1,师资配置比较合理。并且在课程建设中,注重青年教师的培养,给每一位青年教师配备一位有经验的老教师作为指导老师,认真备课,写出教案,以培养青年教师的教学能力。并组织青年教师参加教学研究课题与科研项目,加强教学和学术交流,提高青年教师的教学和科研水平;同时增加与其他相关院校的交流研讨,到北京航空航天大学、南京航空航天大学等国内著名航空高校学习。
三、《航空自动控制基础》课程内容的建设
《航空自动控制基础》课程属于专业基础课程。这门课开设在学生由基础课学习向专业课学习过渡期间,因此,课程讲授时的教学过程设计、教学内容组织及教师授课方法都直接影响教学效果及质量,并对学生学习之后的后续课程有一定的影响,从而会影响学生对航空专业知识的整体掌握。
(一)课程内容体系结构建设。
《航空自动控制基础》课程开课对象主要学校航空专业的民航机务维修及飞行技术等非自动化类专业同学,对自动控制理论要求相对较低,但对飞行器的控制有一定的要求,因此我们将传统经典自动控制理论和飞行控制原理结合,重新拟定航空自动控制理论教学体系。在课程教学中,注重理论教学与实践的融合性及连续性。除了结合飞机及航空领域的自动控制理论的实际案例教学,安排校内或校外专家为学生进行控制理论前沿学科的相关讲座,从而拓宽学生的知识面,启发学生运用控制理论来解决工程实际问题的思维理念,增强学生运用所学知识来灵活分析、解决实际问题的能力。
(二)教学内容组织与安排。
根据航空专业特色建立新的教学大纲,整个课程的知识结构以线性连续系统的分析与设计为主,并为适应现代技术发展、航空技术应用的需要,增加飞行控制原理及航空器应用知识。通过课程内容的重新整合、培养学生掌握经典控制理论的基本原理、控制系统的时域分析法、根轨迹法和频率响应法等基本分析和设计方法的能力、应用自动控制的基本分析和设计方法,进行航空器等实际问题的分析和设计能力。同时培养学生从系统的角度、全局的高度,思考问题、解决问题的意识。并能够结合实际问题,修正与改进既有控制方法的能力,为后续课程打下扎实的自动控制理论知识基础。
(三)实践性教学设计与实施。
为了加强学生对航空自动控制基础所学内容有更深入的理解,将航空自动控制理论的学习和运用延伸到课程设计、实验室建设、大学生创新项目及毕业设计等实践活动中。积极利用现代化教学方法,对一些生涩难懂的问题应用Matlab、Simulink等大型软件进行动态仿真,帮助学生对理论知识的理解,从而达到理论和实践的融合,培养学生具有运用所学理论知识分析解决航空实际问题的创新能力。
(四)教学条件建设。
教材的选取和教材建设是决定教学质量的关键因素之一,它直接影响着教学内容与学生知识结构的合理性与科学性[3]。为了满足课程建设需要,课程建设小组积极编写适用于《航空自动控制理论》课程的《航空自动控制基础》教材,已于2015年完成正式出版。为了促进学生主动学习进行扩充性资料编写工作,引入多媒体课件及自动控制在航空中的应用案例,并加强自动控制习题的收集,以扩大学生的练习量。并积极进行实践性教学环境建设,利用现有机房的现有资源,充分利用Matlab、Simulink等大型仿真软件进行教学模拟与仿真练习,开设一定的实验教学环节,以加强学生对理论知识的理解和掌握。同时开展网络教学环境建设,建立网上教学互动系统。并将教学大纲、教学课件、习题及练习、教学视频录像、实验大纲及指导书、参考文献、辅助工具材料等教学资料上网,为学生提供更好的学习条件和学习资源。课程建设中,广泛听取、吸纳校内、外专家、同行及学生在利用网络课程资源学习中提出的意见和建议,来不断优化课程网站建设方案,丰富课程教学内容,促进教师与学生的互动[4]。
(五)教学方法与教学手段建设。
教学方法作为实现教学目的和完成教学任务的工具,必须在教学过程中将其与教学目的及教学内容紧密联系起来。教学方法是师生在教学活动中采用的方法,包括教师教的方法和学生学的方法[5]。在课程建设过程中,建立自动控制教学小组,定期开展教育教学方法研讨会,统一制定教学大纲,共同建设教学实验基地。在课程教学中,采用多种形式的教学手段,理论联系实际、将理论知识的传授、实践能力的培养同教书育人融为一体。课程教学小组,不定期组织观摩教学,将多个教师教学风格融合在一起,从而可以灵活应用多种形式的教学方法,设计课堂内外的各个教学环节,最终可以形成一套完整的航空自动控制理论课程教学体系。
1. 采用多种形式的课程教学。
在课堂讲授中,安排一定的习题课、讨论课,来活跃学生的思维,帮助学生轻松掌握所学理论知识,变填鸭式教学为启发引导式和交互学习模式。启发引导式教学方法,可以为学生留出更多的思维空间,从而培养学生思考、解决实际问题的能力。交互式教学方法,可以把学生从被动学习变为主动学习,使学生真正融入教的过程中,学习效果可明显增强[6]。教学中充分利用多媒体手段,将抽象的概念具体化、形象化地表述出来;对课程中的重点和难点问题,采用小组讨论,观摩教学等形式进行重点备课;根据不同类型的学生适当调整讲授内容和深度,因人施教,将自动控制理论的最新研究成果和前沿动态介绍给学生;通过课内外答疑、网站内辅导等多种形式进行教与学的互动,激发、促进学生学习兴趣、调动学生自主学习的积极性。
2. 将教书育人理念贯穿于课程教学过程中的每一个环节。
留意学生的思想动态变化,激励好学生,鼓励一般学生,尤其关注上课出勤情况欠佳、作业完成质量差的学生,利用课外业余时间,与他们谈心,关心他们的心理状态和生活、学习中遇到的困难,尽自己能力帮助他们解决问题,做他们的良师益友,从而整体提高所带学生的学习水平。
3. 充分发挥教学督导组作用,定期开展组织观摩教学,来加强老、青年教师相互交流。
以形成以有经验的老教师带教新的年轻教师,新教师间相互学习、取长补短,畅所欲言的学术气氛。
4. 改革传统的考核方法。
将考试成绩分为平时成绩、考试成绩和实践成绩三部分。平时成绩占20%,主要包括出勤率、课堂学习态度、答疑情况、学习主动性及作业完成情况等;实验成绩占10%;包括上机、实验、报告完成情况及运用所学专业理论知识解决实际问题的能力等;考试成绩占70%,采用A、B卷的命题形式,题型多样化,覆盖面广。课程小组实行命题统一、考试统一及阅卷统一的制度。
5. 课程建设成果。
经过一年多的努力《航空自动控制基础》课程建设项目已经初见成效:构建了一支敬业爱岗、团结协作、知识结构和年龄结构合理、学历层次高、实力雄厚的优良师资队伍;建立了具有创新性的教学理念、形式多样的教学方法、丰富的网络资源立体化培养模式;出版了自动控制课程小组自编的具有航空特色的教学教材;编订了一份适用于航空应用的《航空自控控制基础》教学大纲;创建了一套具有现代教学方法特色的多媒体教学课件;汇总了一套适用于学生日常练习及可提高其对理论知识理解和掌握的习题集;创建了一定量的具有多种教学风格的教学视频;开设了具有现代教学模式的实验教学课程;建立了一个资源丰富且师生可以互动的网络平台。在课程建设中,我们积累了一定的成功经验,但也存在一些不足。为此,我们将继续努力,将《航空自动控制基础》课程建设逐步建设为高水平的精品课程。
参考文献
[1]胡寿松.自动控制原理[M].北京:科学出版社,2007,第5版
热处理炉基础自动化控制功能浅析 篇8
关键词：热处理炉,自动化,功能
根据不同钢种、用途、有关标准、规范和用户要求制定热处理的工艺制度。运至热处理炉输入辊道处的钢板, 经过测长和对中, 完成入炉前的准备。当热处理炉装料区域有足够的空间, 同时满足与前一块钢板尾部之间的间隔距离要求时, 在接到允许入炉的信号后, 钢板快速入炉。钢板在炉内按相应的加热制度加热, 后经均热由炉辊运送出炉。
1 热处理炉主要技术特点
热处理炉长度80.1m, 有效布料宽度3.3m。热处理炉炉辊以上炉墙、炉顶采用耐火纤维模块砌筑而成;炉辊以下炉墙采用多层隔热材料、轻质砖组成复合砌体;炉底采用多层隔热材料、轻质砖、粘土砖组成复合砌体。热处理炉采用辐射管烧嘴供热, 沿炉长方向设置12个供热段, 共24个温度控制区, 分别对炉温进行自动控制, 烧嘴布置在炉辊的上部和下部。炉底辊为耐热钢离心浇铸辊, 单独变频传动, 单独速度闭环控制。为防止炉内钢板氧化, 炉内通有N2保护。
热处理炉主要技术特点:a.严密性的炉体结构, 通过精确的炉压控制, 极大程度地减少炉内钢板的氧化和脱碳, 提高钢板的表面质量;b.为保证钢板的热处理质量, 在有效的炉区长度内采用连续式操作制度;选择轻型炉衬结构, 炉体具有很高的保温性能, 很低的热惰性, 炉温调节灵活, 对热处理工艺变换响应迅速;c.采用循环脉冲ON/OFF控制模式, 实现弹性分区以适应不同热处理制度的控制要求, 满足多品种温度制度调整的灵活性。ON/OFF循环脉冲操作模式将根据各燃烧区加热负荷的要求, 对各燃烧区所有烧嘴采用循环脉冲控制;d.独特的线性升降温控制, 炉温控制更加精确;e.所有板坯炉内全程动态跟踪, 最大限度利用炉内加热空间;f.采用自身预热式煤气脉冲烧嘴, 保证温度均匀性, 实现烧嘴自身排烟;g.在烧嘴废气出口末端装有翅片对流型自身空气预热器, 将助燃空气预热至450℃, 节约燃料消耗;h.采用先进、可靠、实用的仪、电扭设备, 并配备完善的仪、电自动化控制系统, 确保滥度控制精度, 既满足各钢种的热处理要求, 又保证炉子的安全、正常、稳定、低耗运行。
2 自动化控制系统的组成
自动化系统分为2级:基础自动化系统L1, 过程控制系统L2, 同时带有与制造执行级L3的接口。
2.1 基础自动化系统。
基础自动化系统L1设置两层通讯网络:开放式的工业以太网和Profibus总线。基础自动化系统L1与过程控制系统L2之间、PLC之间、PLC与HMl之间均采用开放式的工业以太网通讯;PLC与远程I/O采用Profibu, 总线通讯、PLC与传动装置之间采用Profibus总线通讯, 且两现场总线分开设置。
基础自动化系统L1按照工艺流程设置4台分布式PLC控制系统。其中抛丸机用一套S7-300PLC, 热处理炉电控和仪控系统分别用一套S7-400PLC。矫直机控制用一套S7-300 PLC, 系统软件主要采用STEP7O HMI及工程师站操作系统采用Windown XP中文版。HMI监控软件使用西门子Wincc监控软件。炉区传动级控制器全部采用Siemens6SE70系列变频器。对入炉辊道、炉底辊道和出炉底辊道进行控制, 炉底辊道变频范围可达1~200Hz, 完全满足热处理炉底辊道的速度控制要求。
2.2 过程自动化系统。
计算机过程控制系统涵盖的工艺范围包括:钢板上料、抛丸机抛丸、辊道输送入炉、热处理炉、冷床冷却、矫直机以及前后辊道、物料下线。
过程控制计算机系统主要设备组成:2台服务器 (互为备用) , 3台操作终端用于热处理线LZ系统的数据输入和修改以及工艺过程的操作与监视。
系统软件平台采用通用、开放的Windows 2003Server和Windows XP Professional, 图形化操作界面使系统管理维护直观、简单、软件的移植、系统升级方便。采用TCP/IP协议, 与L1及L3级系统通信。
3 自动控制系统的主要功能
自动化系统配置图如图1所示。
3.1 过程自动化系统功能。
过程控制系统L2主要完成初始数据输入, 生产数据的收集和处理, 物料跟踪, 生产参数设定, 生产操作管理, 设备监视管理, 报表打印及通讯功能。
3.1.1 初始数据输入。
过程控制计算机可从MES系统接受初始数据, 或手工在过程控制计算机终端输入生产计划, 以便进行过程控制和物料跟踪。3.1.2物料跟踪。工艺生产线的物料跟踪, 根据钢板在辊道上移动时冷热金属检测器、编码器产生的信号, 来更新钢板的跟踪指示记录。跟踪的区域:抛丸机区、热处理炉区、冷床区、矫直机区。3.1.3数据设定。数据设定的范围:钢板抛丸处理、钢板热处理、冷床过程控制等所需的指令和参数。数据设定包括的主要项目:热处理炉钢板输送速度、热处理炉炉温、炉内钢板间距、冷床输送速度、钢板间距、矫直机的辊缝。3.1.4热处理炉燃烧模型。热处理炉燃烧模型按生产工艺要求, 对热处理炉内的钢板进行合理的加热, 准确控制钢板的出炉温度和均匀度, 在提高加热质量及产量的前提下节省能源。炉温设定值计算软件周期性地计算, 以确定热处理炉每个燃烧控制段的合适的温度设定值。模型计算过程包括:获取热处理炉内物料的当前温度、预测钢板的出炉温度、确定各燃烧控制段的炉温设定值、出炉允许判断、自学习。3.1.5热处理工艺速度设定。钢板的热处理工艺速度可以根据加热系数或保温时间确定。确定在炉时间后, 再根据有效炉长就可以确定钢板的热处理工艺速度。若工艺速度小于辊道允许的最小速度, 则可以通过摆动的方法来到达平均的工艺速度。3.1.6数据收集。自动采集基础自动化系统的数据并进行相应处理存人硬盘, 用于各种设定计算、显示和报表打印等。3.1.7数据记录、统计及报表。记录原料信息、生产数据、质量数据、报警信息等, 并进行分类、统计, 形成生产报表。3.1.8画面显示。用户登陆画面, 钢板核对画面, 热处理炉设定画面, 冷床设定画面, 跟踪画面等。3.1.9数据通讯。过程控制计算机系统。基础自动化系统:抛丸机、热处理炉内辊速设定、钢板出炉目标温度、炉温优化设定、热处理炉出口钢板信息、冷床过程控制所需数据。
过程控制计算机系统、基础自动化系统:物料到达抛丸机核对点、物料离开抛丸机、热处理炉辊道速度信号、摆动信号、热处理炉装出钢完成信息、热处理炉出口温度、物料离开热处理炉、物料进入和离开冷床、物料进入和离开矫直机、设备状态、跟踪修正信号等。
3.2 基础自动化系统功能。
基础自动化系统L1主要完成设备的顺序控制、自动位置控制、速度控制、物料跟踪、燃烧控制、介质监控、各种操作界面、故障报警、数据采集等实时控制功能。在L2离线状态下能维持生产。
3.2.1 抛丸机电控PLC:
桥梁基础施工及质量控制 篇9
该桥涵基础形式主要有明挖扩大基础和挖孔桩基础两种, 有一处小桥为挖孔桩基础外, 其余桥墩台基础为明挖扩大基础。挖孔桩基础要求桩底嵌入微风化岩中, 明挖基础要求基底挖至溶槽及岩面裂隙标高以下岩层中。
2 陆上墩台明挖基础施工
2.1 基坑开挖前的施工测量
施工前应将桥址附近一段线路中线、水平进行复测, 要求严密闭合。在桥梁两端附近的线路上埋设固定的中线控制基桩。在两端控制点之间, 根据设计资料, 测定墩台中心里程, 并在两端控制点上闭合。在水中不能直接测设墩台中心里程时, 应根据地形条件设置三角网, 用前方交会法交出墩台中心位置。
墩台中心桩测定后, 每个墩台应备设一组十字桩, 以控制墩台的纵轴和横轴。每侧埋设3个护桩, 并建立完善的编号系统, 绘制中心桩及护桩平面布置图。各桩上设置能耐久的标志, 标明编号、位置, 以便按图查找, 避免用错。
十字桩测设完毕后, 基坑放样前先对挖基坑处的原地面作横断面测量, 然后根据坑底尺寸及拟定边坡, 定出边坡顶点, 将基坑四周的边坡顶点联起来, 撒上灰线, 此封闭线即是实际基坑开挖线。基坑开挖后, 对实际开挖断面进行测量, 并定出土石分界线, 以作为挖方工程数量计算的依据。
2.2 基坑开挖
该桥共有3个水中墩外, 其余桥墩台的基础均位于旱地。根据设计文件中提供的地质、水文资料, 基坑采用放坡开挖, 坑壁的坡度根据地层土质情况进行确定。
若基坑顶有动载时, 则坑顶边缘与动载之间, 至少应留1m宽的护道。基坑开挖应分层进行。在地面先挖截水沟、集水井, 截排地表水, 然后开挖基坑。基坑内靠基础外设排水沟和集水井, 随基坑开挖而逐层下降, 及时排出基坑积水。
基坑土方采用液压反铲挖掘机开挖, 人工配合修整边坡。基坑石方采用浅孔松动爆破, 挖掘机出碴, 人工以风镐修整欠挖处。由于基坑毗邻公路、农田, 石方采用控制爆破手段, 严格控制装药量, 以非电毫秒雷管分段引爆, 并在爆破临空面上覆盖砂袋, 尽量减少飞石。
2.3 验槽及基础施工
挖基达到设计标高后, 立即通知设计、监理对基坑底持力层的地质条件进行检验。满足要求后, 立基础模板, 灌注基础砼, 基坑不得暴露过长时间。砼采用现场搅拌站拌制, 砼输送泵或梭槽下料, 插入式振动棒捣固。对于浆砌桥台基础, 验槽合格后满铺一层砂浆, 再开始砌筑基础。
2.4 基坑回填及场地清理
当墩台身结构施工完后, 即可进行基坑的回填。回填时按设计的要求, 分层进行夯填。基坑回填完后, 进行场地清理, 特别是水中基坑, 要将防水围堰拆除干净, 以扩大河床断面, 使水流畅通, 减少对桥墩的冲刷。
3 水中墩基础施工
水中墩基础应尽量安排在枯水季节施工。对于水深较浅的1号墩, 基坑采用 (草) 袋围堰。由于水流较缓, 围堰顶宽1m, 比水面高至少0.5m, 外侧边坡为1:1, 内侧边坡1:0.5, 围堰内侧坡脚至基坑顶边缘的距离不小于1.0m。
筑堰前, 先清除堰址河床上的树根、石块等杂物, 尽量整平河床, 以减少堰底渗漏。填筑围堰时, 应自上游开始, 向两侧均衡堆码, 最后在下游合拢。
草袋内装入松散的粘性土, 若是土块, 必须捣碎, 必要时过筛才能使用。装填量以袋容量的60%左右为宜, 装口用麻线或铁丝缝合。堆码时, 使麻袋上下左右错缝, 尽量密实平整, 以增强围堰的整体性。水中堆码土袋时, 用一对带钩的杆子钩送就位, 并按要求堆码, 确保围堰的稳定性, 提高抵抗外侧水压力的能力。
围堰合拢后, 可进行试抽水。抽水时不可过猛, 应使围堰内的水位徐缓下降, 以便使围堰逐渐受力, 并利用水位差所产生的水压力, 将围堰挤压密实。试抽水时, 当围堰内的水位降到一定高度后就不再继续下降了, 这说明抽水量与渗漏的水量相等。此时首先查找渗漏的范围, 然后采用填粘土的方法堵死渗漏的空隙, 并增加抽水机, 加大抽水量, 使基坑的水位徐缓下降, 直至河底外露, 达到无水施工或浅水施工的目的。
对于里烈中桥水深超过4m的两个水中墩, 采用φ6钢筋笼围堰围护。首先以钢管脚手架从岸上向水中墩位处搭设便桥, 桥宽2m, 密铺厚木板作走道, 并在墩位处搭设工作平台。钢筋笼绑扎完毕, 进行检查, 合格后利用卷扬机将钢筋笼吊入水中, 同时确保钢筋笼下放位置准确。在钢筋笼到达设计位置后, 对称、均匀的在钢筋笼中填入土袋, 使其平稳、缓慢的下沉到位。土袋的施工同草袋围堰。再在钢筋笼外侧堆码土袋, 增强围堰抗渗能力。土袋堆完后即可抽出双层钢筋笼间的水, 抽水时不可过猛, 应使围堰内的水位徐缓下降, 以便使围堰逐渐受力, 并利用水位差所产生的水压力, 将围堰挤压密实。当围堰内的水位降到一定高度、不再继续下降, 即可填入粘心土墙, 出水面后逐层夯实至围堰顶。施工时注意观察钢筋笼变形情况, 如有破损立即加固。围堰不得承受过大荷载。
4 挖孔桩基础施工
由于桥台中心桩距铁路中心最少距离有8m远, 因此, 不影响铁路的正常行车。为预防万一, 在基坑开挖线以外靠近铁路一侧增设临时围护, 同时设专人防护。
4.1 测量定位
挖孔桩位置误差直接影响上部受力结构, 故桩位必十分准确, 要求孔位误差小于10mm。施工前用精密测量仪器测设桩位控制轴线, 并设置桩位十字护桩, 第一节护壁施工后进行复核, 并将护桩引到护壁上, 以便今后挖孔过程中随时复核孔位及孔径, 保证挖孔桩的成孔质量。
4.2 挖孔
由人工自上而下逐层用镐、锹进行, 挖土次序应为先中间后周边, 出土时采用手摇轳辘提升。每开挖一层, 立即施作砼护壁, 保证施工安全。一般土层及风化岩层每一层循环开挖1m。第一节护壁应高出地面不小于0.2m, 防止地表水流至孔中。当遇到自稳性差的地层每循环进尺控制在0.3~0.5m以内, 必要时在地层中插入钢筋, 加固土体, 并在护壁砼中增加一定量钢筋, 稳扎稳打, 保证安全。
为确保桩身的垂直度, 每开挖一层均用线垂吊线检查一次桩身对中情况。桩身垂直误差应小于0.5%H。开挖到岩层时及时应通知设计、监理单位对孔底进行鉴定, 符合设计要求后才能入岩开挖和孔底扩孔。岩层开挖采用风镐进行, 十分困难时采用微振动控制爆破。
终孔时应清除护壁污泥、孔底的残碴、浮土、杂物和积水, 并通知监理、设计等部门对孔底形状、尺寸、土质、岩性、入岩深度等进行检验。检验合格后, 应迅速封底安装钢筋笼, 灌注桩身混凝土。
整个开挖过程严格按安全规定操作, 配备必要的通风、照明、运输、排水等安全设施, 孔深超过5m后必须十分重视孔内通风、排水等安全措施。
4.3 钢筋笼制作与安装
钢筋笼视桩长分为2~3段。在施工现场制作后由汽车吊逐段吊入孔中, 在孔口进行搭接焊。汽车吊吊装钢筋笼时, 设专人防护, 严禁侵入铁路限界。钢筋笼的制作焊接, 均需符合国家有关标准、规范和技术要求, 经监理工程师检查合格后方可入孔, 并认真做好钢筋笼的定位, 使其标高、砼保护层厚度均符合设计要求。在钢筋笼上每2m设置定位钢筋环一道, 按规范要求绑扎砼保护层小砼块。施工时严格控制钢筋笼的标高, 保证其位置准确。
4.4 灌注砼
钢筋笼安装完毕后尽快进行桩身砼灌注, 以免孔底长期浸泡、暴露。桩身砼采用串筒输送现场搅拌机拌制, 串筒距灌注面高度不超过2m。每灌注1m, 用φ100大直径插入式振动器捣固一次, 保证砼密实。若孔内水量过大排不干时, 必须用水下砼灌注。
每根桩灌注时均派技术人员值班, 做好灌注记录, 并按规定制作试件。严格控制砼顶面标高, 保证设计桩长桩身砼质量。
5 结论
工程在施工前专业勘测人员一定要做好详细的勘测记录, 以确保设计人员能够根据实际的勘测信息设计出合理的方案。在施工的过程中, 施工人员一定要熟悉工程的施工工艺, 尤其是工程的关键工艺的控制, 同时还要做好工序间的衔接工作, 确保工程的施工质量。
参考文献
[1]曹发亮.大桥主桥基础围堰施工技术[J].交通世界 (建养.机械) , 2008 (Z1) .
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[4]张鸿, 刘先鹏主编.特大型桥梁深水高桩承台基础施工技术[M].中国建筑工业出版社, 2005.
大型基础工程造价控制 篇10
1 大型基础工程造价的影响因素
基础工程施工技术的选择, 对工程建筑基础工程的施工方案的选择, 为了获得较高的利润, 一定要充分考虑到成本和工期两个重要因素;工程量清单中的量是由设计单位按理论计算出来的量, 包括挖土、运土、回填土、模板工程等施工工艺, 在大型基础工程的造价控制中扮演着十分重要的角色;监理方在签证这方面存在着不能把好关的现象, 并且工作人员对于施工现场造价控制缺乏一定的管理力度;除此之外, 部分部门的工作者对造价上的知识掌握的不够熟悉。
2 基础造价控制特点
2.1 多主体性。
大型基础工程造价作为造价管理的客体和对象, 但是其管理的主体则涉及的部门比较广泛, 包括基础工程的项目法人, 还包括各大基础工程公司, 政府主管部门、造价咨询机构、监理单位、设计单位、施工单位, 他们作为造价管理部门的主体, 在其管理中扮演着十分重要的角色。不管国家相关机构制定的相应的规章制度, 还是监理方在造价管理上的技术指导;无论是承发包双方针对建筑地基基础工程造价实施的行为 (如确定和控制建筑地基基础工程造价) , 还是中介机构为承发包方提供的技术服务, 在这些活动中起着十分重要的角色, 而且这些机构基本上都是将大型基础工程的造价控制作为管理的要点。因而建筑地基基础工程造价管理具有明显的多主体性。
2.2 多阶段性。
一个建筑地基基础工程建设项目一般要经过可行性研究、工程设计、招标投标、工程施工、竣工验收等阶段, 相应的工程造价文件为投资估算、设计概算预算、标底报价、工程结算和竣工决算。在大型基础工程的造价管理的任何一个阶段, 这些相应的文件都有着相应的作用和用途。建筑地基基础工程的投资估算是进行可行性研究的重要参数;设计概算预算是设计文件的组成部分和编制标底的依据;标底报价是进行招标投标、确定中标单位的重要依据;承发包两方对大型基础工程的造价进行控制的一个重要手段是工程结算;而新增固定资产的一个重要依据是大型基础工程的竣工结算。在大型工程的基础造价过程中, 每个阶段的不同的文件之间具有独立和互相联系的特点。因而建筑地基基础工程造价管理具有明显的阶段性, 而且每一个阶段要解决的重点问题以及解决的方法也是不同的。
2.3 动态性。
大型基础工程造价管理的动态性表现在两个方面:第一:对于大型的基础工程来说, 在造价管理上的重点和内容在相应的项目建设的不同阶段都是变化的。例如:在决策阶段建筑地基基础工程造价管理的主要目标是根据决策内容编制一个可靠的投资估算以保证决策的正确性;在招标投标阶段则是要使标底和报价能够反映市场的变化和技术水平;在施工阶段建筑地基基础工程造价管理的目标是在满足质量和进度的前提下尽可能地控制建筑地基基础工程造价以提高投资效益。第二, 大型基础工程造价管理本身具有动态性, 在整个项目的建设施工过程中, 往往会有很多不定的外界因素。像具有动态性的社会因素、自然条件、物价等。总之大型的基础工程在整体上具有十分大的不定性即动态性。
2.4 系统性。
任何一个系统都是有彼此依赖彼此作用的不同要素组成的, 整个系统具有十分特定的功能, 是一个有机的整体。建筑地基基础工程造价管理论是从纵向, 还是从横向来看都具备系统性的特点。从纵向来看, 投资估算、设计概算 (预算) 、标底 (报价) 、工程结算和竣工决算组成了工程造价管理的系统。从横向来看, 每个阶段的建筑地基基础工程造价管理都可以组成一个系统。要想对大型基础工程实现最大投资效益的目标, 能够实施有效的管理, 在大型基础工程的造价管理上必须灵活运用系统的一些相关的知识和理论。
3 控制措施
由于大型基础工程本身的动态性的特点, 要想合理有效的控制大型基础工程的造价, 一定要将大型工程的各个阶段的控制做到位。
3.1 事前。
做好事前控制, 首先就要在设计阶段技术与经济两手抓。设计阶段影响工程造价的程度为75%以上。在方案的选择过程中, 一定要将经济和技术很好的联系起来, 将其进行方案优化, 详细的分析其实际的情况, 这样就能合理科学有效的控制大型基础工程的造价。所以, 改变设计部门重技术轻经济的思想, 健全和加强设计部门的责任制, 不仅要对其设计的工程在技术上负责, 还应对造价负责, 把经济意识渗透到设计人员的每项设计工作中, 主动地控制工程造价。对于大型基础工程中许多因素都应该做好充分的考虑, 进行合理的估价, 在众多的方案中选择一个比较合理有效的方案, 但是最重要的还是要在设计阶段把好关, 从设计上着手, 有效的控制基础工程的造价。
3.2 事中。
在大型基础工程的实施中, 监理工作人员和业主负责着造价控制的重要任务, 对于大型基础工程这种隐蔽性比较完全的工程更要加大注意力。以往很多工程实例表明, 工程变更、签证费用是突破投资限额的主要原因, 也成为不少施工单位在工程费用上做文章的突破点。要想有效合理的控制大型基础工程的造价, 必须做好如下两个方面的工作:一方面应该在大型工程发生变更和签证费用的时候, 必须要和相应的预算工作者和工程技术员进行一定的讨论, 对其实际情况进行仔细的分析, 尽量避免变更的产生, 从而施行一个比较节省比较有效的投资方法;第二, 对不可避免的工程变更, 则认真研究施工合同、招标文件的有关条款, 找出充分的、合理的依据, 在变更发生的同时就确定合理的变更价款, 防止出现事后无法控制的局面;最后一个方面, 对于大型基础工程一定要做好相应的测量、整理资料的相关工作, 对于整个工程的实际费用要做好相应的掌握工作, 从而找出在工程造价上出现一些漏洞的突破口。
3.3 事后。
在做好了事前、事中的投资控制后, 大型基础工程的造价管理将会有很大的进步, 然而在工程项目结束后, 然而会发生一系列的影响造价的现象, 比如索赔。
索赔是当事人在合同实施过程中, 根据法律、合同规定及惯例, 对并非由于自己的过错, 而是应由合同对方承担责任的情况造成, 且实际发生了损失, 向对方提出给予补偿的要求。索赔相应工作的开展, 能够使双方的内部管理得到一定的加强, 追上国际相应的步伐;能够使甲方和乙方根据相应的情况进行一定的协商, 从而使工期和造价得到一定的控制;可把原来打入工程报价的一些不可预见费用, 改为按实际发生损失支付, 有助于降低工程报价, 使工程造价更加合理。
结束语
在大型基础工程的造价过程中, 影响其造价的因子有很多, 并且其控制手段也非常之多。只有灵活掌握建筑施工、设计、材料的相关理论知识, 遵守相应的规章制度, 并且了解基础工程定额与预算的基本知识, 才能更有把握的去科学合理的控制大型基础工程的造价。在整个工程的造价控制过程中, 一定要将法律、经济和技术有效的联合在一起, 坚持主动控制、实事求是, 最终保证一个合理和准确的造价。
摘要：大型基础工程质量的好坏与其造价控制有着十分密切的联系。笔者分析了影响基础工程造价控制的相关因素及其造价管理的一些特点, 并就如何有效的控制大型基础工程的造价提出了自己的观点。
关键词：基础工程,造价控制,因素,特点,措施
参考文献
[1]邱高林, 刘琼, 刘永浩.从基础工程入手加强工程造价控制[J].山西建筑.2007 (34) .[1]邱高林, 刘琼, 刘永浩.从基础工程入手加强工程造价控制[J].山西建筑.2007 (34) .
[2]孙新军.工程建设造价控制中存在的问题与对策[J].科技创新导报, 2009, (18) .[2]孙新军.工程建设造价控制中存在的问题与对策[J].科技创新导报, 2009, (18) .
自动控制基础 篇11
【关键词】桥梁；基础工程；施工质量；工艺；措施
桥梁基础工程施工同其它工程相比施工技术要求高、难度大，并且受地理环境影响较大，给施工带来了一定的困难。如何通过有效的桥梁基础工程施工工艺确保桥梁基础施工质量，是目前桥梁工程施工企业亟待研究的重点问题。本文笔者就目前桥梁基础施工中常用的施工工艺及施工质量措施进行了分析探讨旨在能够对有关的桥梁工程建设施工单位提供技术参考。
1.明挖基础
（1）明挖基础是在基坑壁进行加固后进行基坑开挖，由于桥梁基础工程施工地点在低洼的地势条件下进行，基础土层含水量较大，边坡稳定性差，容易发生滑坡坍塌现象；另外桥梁基础基坑开挖会产生的土方量比较大，基于开挖场地限制，土方难以移运，为了防止土方滑落进基坑，需对基坑壁设置混泥土围圈护壁或者采用挡支撑护壁。
（2）基坑护壁加固一般是针对土层松软的基坑壁进行加固施工，而对于那些基坑土层结构较为均匀，硬度大的土层不需要进行护壁处理。尤其是那些土层颗粒较密实，硬度大的基坑开挖，可采用垂直开挖的方式；而对于那些基础土层密实性差，含水量大的土层，可采用放坡开挖的方式进行施工。 待开挖深度达到设计高程后，对基坑内壁进行砌筑，基坑回填应使用新土或者质地坚硬的土，并压实严密。
（3）并点降水水法。桥梁基础通常在河流、湖泊等区域施工。在此环境下为了确保桥梁基础开挖时水溢进基坑，影响基坑开挖质量，需在开挖地基修筑围堰，以起到隔水防水的效果；在抽水系统设置在基坑内，采用带过滤头的并点管连同抽水系统，并点另外一端连接地面抽水系统。为了有效地降低基坑内地下水位，可采用真空泵将地下水抽入水箱或水池中，然后再使用水泵将水排至指点地点。
（4）汇水并排水。汇水并排水法通常施工工艺简单，设备投资费用较低；如果施工场地的地基构造成分为细砂或者是粉砂时，基于其透水性比较小，为了防止开挖地基时发生砂涌现象，进而造成基坑壁坍塌，破坏地基强度及稳定性；为了防止基础开挖时发生这些病害，可采用水下施工或并点法降水在基坑基础范围内挖排水沟或积水坑，使渗出的地下水有效地匯集到积水坑中，然让采用抽水泵将积水坑内的水抽出基坑外。
2.沉井基础
沉井一般分为浮式沉井和地下沉井两种方式；其中，浮式沉井是在桥梁基础施工中遇到水域较深，施工困难的情况下所采用的基础施工方法。一般浮式沉井是在岸边将沉井制作成桶状，内部呈空体结然后将桶状沉井划入水中，使其漂浮在水中，在井筒内注入水或者砂浆混泥土土将其沉入水底；修筑地下沉井一般是针对河底较硬或者水流比较急的水域的桥梁基础施工采用的基础施工方法；采用此方法施工前，应采用钢板在桥梁基础范围内进行围堰筑岛，筑岛完毕后清理基础场地的杂物，并严实，然后将沉井运至桥梁基础施工地点，进行相关的桥梁基础施工工艺操作。
3.桩基础
（1）沉管灌注桩指的是特质钢管中设置活瓣桩尖并在底部套上钢筋混泥土桩尖钢管的桩；在振动作用或者沉锤使沉管灌注桩沉入桥梁基础一定深度，然后将钢筋笼和灌注混泥土安装在管内，拔出钢管混凝土凝固后形成锤击沉桩；沉管灌注桩法一般使用在地基土层为密砂类土，利用桩锤的冲击力将桩子打入土内，入土深度一般控制在45米以内，桩径控制在0.6米以内；另外，目前常用的桩基钻孔法主要有三种，即冲抓法、旋转法和冲击法；旋转法又细分为正循环旋转钻、负循环旋转钻和螺旋钻这几种。
（2）正循环旋转地基钻孔是钻头在钻进过程种所产生的泥浆由高压泥浆泵将钻头钻进基础内的泥浆经过钻头出浆口射出；钻头钻进时产生的孔壁由泥浆和水头来保护；钻头旋转钻进时，钻头底部搅松土层使其变为钻渣在浮力作用下漂浮在泥浆面上；随着钻头的不断钻进，产生的泥浆将会越来越多，钻渣将随着泥浆流出桩孔；最后要泥旋挖浆以及经过沉浆池沉淀净化再进行循环的使用。
（3）桩基混合物经真空泵的吸附作用进入钻头的进渣口，钻进过程中产生的泥浆和渣混合后流入泥浆池，经沉淀后进入钻孔内称为反循环旋转钻孔法；成孔过程中，桥梁基础钻孔桩在整个基础工程施工中占有极为重要的地位，目前，此种钻孔法已被广泛的推广和应用，具有良好的施工效果；反循环旋转钻孔法同正循环旋转钻孔法相比，具有以下优势，钻进速度快，泥浆上升量大，钻杆内径比并孔直径小很多，钻进机具灵巧，施工方便，便于移运；工程造价低等。
（4）爆扩桩的爆破应采用浅眼爆破法，爆破成孔后，立即将配置搅拌好的混泥土注入桩孔内；该种桩基法通常应用在地下水量较小，或者是无地下水及风化软岩石层等地质环境下的桥梁基础施工；挖孔桩基础施工，挖孔时必须要对孔壁进行支护，并保证挖孔深度不能超过15米，以防挖孔过深，地下水渗出，影响下一工序施工。
4.结语
总之，为了确保桥梁工程的运行安全、稳定，需加强对桥梁工程的基础施工进行进行严格的施工质量控制，采取适当的施工工艺，促使桥梁建筑工程事业的发展，进而产生较好的经济效益和社会效益。■
【参考文献】
[1]严晓标.桥梁基础施工技术[J].技术与市场，2010.
[2]高世航.浅谈桥梁基础施工技术[J].技术与市场，2011.
控制理论基础课程教学探讨 篇12
一、课程特点
1. 课程涉及专业知识面广, 学生需具有扎实的基础知识。
控制理论基础内容包括控制理论的概述、控制系统的微分方程、传递函数、时间响应、稳定性分析、误差计算、根轨迹分析法、频率响应法及校正等。学好本课程要有扎实的数学、力学、电学、光学和热学等课程的基础物理知识, 又要有电路、电机、电力电子等知识;对系统动态和静态性能的分析, 计算过程比较麻烦, 例如峰值时间、超调量、调整时间、振荡次数和稳态误差等;对系统稳定性的分析, 在时域和频域分别要用到代数稳定判据、奈奎斯特稳定判据、对数频域稳定判据等, 在应用这些稳定判据时涉及到大量的数学计算或精准绘图, 要求学生要有很强的计算能力。
2. 课程内容侧重于理论, 缺乏工程实践。
控制理论基础是一门理论性和工程实践性均较强的专业基础课, 但是课程理论知识与实践的结合并不紧密。除了在建立系统数学模型这一章节涉及到一些简单的机械和电气系统, 其他时间响应分析、频率响应分析、系统校正, 都没有给出具体实际的系统, 不利于培养学生对抽象理论的应用能力。即使有一些实验课做补充, 但由于实际控制系统一般都比较复杂, 学校基本是以简单的实验教学设备满足课程教学, 缺乏较实际的系统案例。教学过程中建立数学模型、大量公式的数学推导不能很好地体现其工程背景, 例如系统近似、简化的方法、适用范围等。
二、教学内容的分析
为加强实践教学内容, 本校机械类专业课《控制理论基础》将分配32个学时, 学时数进一步减少, 而控制理论基础课程内容较多, 在较少的学时内, 要把这门课的所有内容讲完显然是不可行的。因此必须对教学内容进行梳理, 选择基本实用的理论方法, 让学生在有限的时间内学到更多有用的东西。主要讲授四个方面的内容:系统的数学模型、时间响应及误差分析、频率响应分析和系统校正方法[2]。
1. 系统的数学模型。
对于系统数学模型, 主要涉及到建立物理系统的微分方程、传递函数和方块图, 其中后两点是最重要的。在讲微分方程这部分内容时, 可以将传递函数的概念以及一些典型环节的传递函数同时讲了, 而不必分开来单独讲。相对于求取传递函数, 学习方框图的等效变换方法是更重要的, 对于系统分析和设计来说, 这是一个基本的技能。在教学过程中要多结合一些例题, 将方框图等效变换的方法讲清楚、透彻, 加深学生对概念、方法的理解, 为后面知识的学习打下坚实的基础, 不要将教学重点放在求取复杂系统传递函数的技巧上。梅森公式求取系统传递函数适合计算机辅助分析系统, 特别是求取复杂系统传递函数非常适合。在有限学时中, 这些方法可以不讲授。
2. 时间响应及误差分析。
时间响应法是经典控制理论中经常采用的方法, 主要介绍时间响应的基本概念、时间响应的性能指标, 以及一阶、二阶和高阶系统的典型时间响应特性、时域稳定判据及误差分析。学生开始学习时间响应时, 通常对概念比较陌生, 感觉不好理解, 教学时可以通过典型输入信号的实例, 并结合输入、输出信号的时间变量曲线, 帮助学生理解响应的概念。典型二阶系统的分析是重点教学内容, 学生要掌握系统的性能指标与系统参数之间的解析关系, 为系统设计打下基础, 有零点的二阶系统和高阶系统作为特例可以不讲。分析系统的稳定性, 从而求出保证系统稳定的条件, 是经典控制理论的重要组成部分。这部分主要介绍稳定性的基本概念、系统稳定的条件以及稳定性的时域判据等。
3. 频域分析法。
利用频率法可以简便迅速地判断某些环节或参数的改变对系统动静态性能的影响, 并能指明改进的方向。此外, 系统或环节的频率特性可以用实验确定, 在难以确定系统动态数学模型时, 频率法具有更为重要的意义。在讲授奈魁斯特稳定判据时, 避免复杂的数学推导, 应从物理意义角度解释。要求学生掌握应用奈魁斯特稳定判据, 让学生充分理解开环传递函数的特征多项式、开环传递函数和闭环传递函数的特征多项式三者联系, 也要结合实例讲解用开环频率特性的奈氏图来判别闭环系统的稳定性。伯德图可以比较准确地绘制, 很适合用于系统的设计, 重点要求学生熟练掌握Bode图的绘制方法, 并根据Bode图计算稳定裕度。线性系统校正可以采用matlab方法完成, 重点讲解校正的意义、特点和方法。
三、教学方法的改进
1. 采用启发式的课堂教学方法, 激发学生的学习兴趣。
启发式的课堂教学方法可以启发学生积极思维, 充分发挥学生的主观能动性, 激发学习兴趣, 有利于培养学生的思维能力和创新能力。在教学过程中, 提问是启发学生积极思维的一种主要形式, 引导学生参与教学。提问时要注意问题的引入, 要掌握好教学节奏, 给学生留取合理的独立思考时间, 不要急于让学生回答。学生经过独立思考并与周围同学交流想法后, 有助于对问题的理解, 然后再让他们回答。
2. 传统的板书与多媒体技术结合。
在控制理论基础教学中采用多媒体技术, 可以使比较枯燥抽象的理论在图文并茂的讲述中变得形象和具体, 增加学生对课程的兴趣。传统教学中, 需要用很多时间去画一些比较复杂的图形, 采用多媒体技术后, 教师从书写变为讲解, 可以节省大量的板书时间, 只要点击鼠标, 就可以一步一步地将绘制的图形展示给学生, 教师只需要集中精力对绘图步骤进行讲解, 并分析结果。采用多媒体教学, 会加快教学速度, 过快的速度和过多的信息使学生的思维跟不上, 使得学生不能深刻理解知识理论, 学习效率并不会明显提高, 达不到改善教学效果的目的。因此, 多媒体技术必须与传统的板书教学相结合。
3. 引入MATLAB仿真软件作为辅助教学工具。
在控制理论教学中引入MATLAB软件后, 传统的分析方法、设计程式可以通过Simulink的可视化编程和仿真演示进行处理, 节省了手工绘图的时间, 将抽象的理论和概念变得通俗易懂, 使复杂的问题变得更为简单, 弥补了实验手段的不足。例如, 只要编制好相应的程序就可以生成系统的响应曲线, 调用nyquist () 函数就可以用来绘制奈氏图, 伯德图的绘制也是与此类似。通过对系统运动仿真过程的观察和对输出图形的分析, 学生可以更深刻地认识和理解基础控制理论[3]。
参考文献
[1]胡寿松.自动控制原理 (第5版) [M].北京:科学出版社, 2007.
[2]廖守亿, 张合新, 张国良.自动控制理论有效教学方法探索与实践[J].中国现代教育装备, 2012, (6) .