在线异步交互（精选4篇）
在线异步交互 篇1
网络远程教育,是教育领域在信息化时代背景下更进一步的体现,结合了网络教育与远程教育的优点,使网上教学从资源型学习向社会型学习转变。网络远程教育充分利用互联网平台,通过E-mail、BBS讨论区等多种方式,摆脱了学生单一自主依靠网上资源而进行学习的方式,建立了师生间、学生间的交互学习环境。
一、基于网络远程教育的在线异步交互方式
教育交互的前提是基于对话与辩论来实现对知识的理解,教师和学生就是必要的两个通信环节。交互又分为同步交互和异步交互。同步交互亦为传统式的学习模式,学生老师在制定的时间内完成学习与授课,学生的疑惑能很快得到教师的反馈,同步交互在对学生学习热情上的激发有明显的优势;异步交互则打破教学时间与地点上的限制,学生享有绝对的自由学习时间与空间。异步交互方式在远程教育中的运用,提高了学习的灵活性。相比同步,学生有更加充足的时间消化知识内容,并借助于网络的丰富资源,引发更加深层次的思考与讨论。
异步交互不仅促进了教师与学生、学生与学生的更深层次的交流,还促进了远程学习者之间知识的社会建构。在线异步交互方式的学习大多数是基于文本信息来展开,相对于同步交互方式的直接回复,文本信息的传输更加直接清晰,教师和学生都有更加充足的时间回答与理解问题。文本信息也更有利于信息储存,方便学生能随时复习与整理知识点。
二、在线异步交互方式下的虚拟学习社区
网络远程教育的核心在于学习社区的建立。学习社区可以让学生之间相互鼓励与支持,避免自主学习的孤独感。由不同类型的人共同组成的学习社区使得网络学习从资源型学习向社会型学习迈进。学生在完成网络远程教育的课程学习之后,在虚拟的学习社区里与其他学员组成协作学习团体。
但同时在线异步交互方式下的虚拟学习社区,对于学员提出的深层次的问题,回复的只有寥寥几人,或学员依旧存在基于课本基本理论的回答,没有很好的发散性思维方式,导致学习社区过于冷清。异步交互的延时性也是虚拟学习社区不能很好地调动学员积极性的原因之一。
任何事物都具有两面性。在线异步交互方式下不受限制的时间与空间的学习,对于学员提出的问题老师给予的回复同样具有延时性,导致学员的学习热情下降。对于比较庞大的虚拟学习讨论社区,学员提出的问题,出现了久置没有人回复的情况,都是由于异步方式下的延时性造成的,使得虚拟的学习讨论社区在现实的运行中出现了冷场的尴尬局面。
三、社会学习与在线异步交互方式
社会学习理论主要包括了交互决定论、观察学习和自我效能学习这三个核心方面,其反映在基于在线异步交互方式的虚拟学习与学习讨论社区中,是指教师在网络中以自己的教学经验为核心,通过网站建立讨论学习区,并列出可供学员选择的学习内容,在创设的相应情景下帮助学员完成学习的过程。对于建立在相应情景下的教学内容,是教学存在的主要部分,而对于讨论区的建立和教学知识点的探讨上,由于每个学员与教师的个人教育文化背景各不相同,在对同一件事物的认知上也就不同。在创设情景下的学员与学员之间、学员与教师之间的讨论则是社会存在的一部分,并成为社会学习的关键内容所在。虚拟学习社区的建立在一定程度上推动了学员的学习能力,即使是不参与讨论的学员也能在观察学习中收获知识。而一个良好的学习社区的建立,不仅能有效地处理矛盾,平衡学习任务和社会情感需要,还能有效率地实现学员与学员、学员与教师之间的沟通。
社会学习容纳了不同类型的人在一个学习讨论区中各抒己见,百家争鸣,促进学生对知识点的反思,在与他人讨论问题方面意识到自己知识的盲点与薄弱点,从而加以巩固。在社会学习下的在线异步交互方式,要求学习不单单只是教师的照本宣科,由于学生的社会身份各有不同,教师应充分考虑面向现实社会的授课方式和理念,才能更好地服务不同的学生,从而实现网络远程教育对高等知识教育的大众化普及,让更多的人参与到学习与讨论中,促进科学的进步与发展。
四、在线异步交互与学习积极性
由于学生与老师的作息时间各不相同,学生主要集中于周末提出问题或探讨交流,平时较少。或者集中在期中发问,而在前期与期末较少。教师应该根据这一特点对学生的提问进行及时的回答,提高学生学习的热情。
基于在线异步交互方式的延时性,可采取时间管理制让学生能知道老师回答问题的具体时间,而并非只是一味地浪费时间在等待上,同时教师应该积极加入讨论区的探讨,让学生能在知识点都掌握的基础上引向更深层次的研究,促进学生学习探索的积极性。
现代多媒体技术正在不断进步,网络远程教育也迎来更佳的发展机会。这一跨越地域与时间的教育模式应该得到更大力度的推广,更进一步地推动我国高等教育大众化。
有效开展中小学教师异步交互教研 篇2
1. 成功有效发帖提示
BBS论坛是大多数教师所熟悉的, 但在一般论坛中发表帖子与在教研活动中发表观点是完全不同的。在教师不熟悉教研论坛发帖要求的情况下, 经常会出现一些无意义的灌水帖。因此在教研论坛中具有“成功有效发帖提示”是非常必要的。在教研论坛正式开始之前, 组织者需要根据自己对参与讨论教师的要求给教师提供发言策略指导。如, “发帖之前首先要考虑本次教研主题, 认真阅读他人的发言”, “在反馈他人的发言的时候也可以提出新问题, 但是这个问题要和现有的讨论主题有一定的关系”, “如果你是第一个发言的人, 注意文章要有严谨的分析和充足的论据, 应该多提出开放性的问题, 以便吸引更多的教师参与讨论”等一些指导教师有意义参与的发帖提示。
2. 明确的评价量规
教研论坛的发帖文章质量难以简单地用好坏来衡量, 引入评价量规将会使组织者和教师都能有明确的评价标准。组织者根据促进教师有意义教研的重要方面, 开发一个能有效评价教师参加教研发帖质量的量规。在评价指标的引导和等级评定的激励下, 促进教师进行有意义的交流, 达到教研活动目的。根据不同的教研主题, 不同的活动时间段等, 应该制定不同的量规。
3. 跟教师自身密切相关教研主题
由于教师平日教学任务较重, 可以用于教研活动的时间非常有限, 并且成人学习活动一般具有明确的目的性, 所以教师非常重视与自身密切相关的主题讨论。而对完全自发的, 与教学关系不太密切的社会性交互不太感兴趣。教研讨论一般都是围绕学科教学和教师自身专业发展两大类问题来进行的。在教研活动时, 组织者要想调动教师参与讨论的积极性, 有必要围绕教师关心的课堂教学或专业发展等内容作为教研主题。如, “如何制定三维目标”、“某技术工具在教学中的应用”等。
4. 开放性的问题
开放性问题一般有多种解决方案, 对这些解决方案每个人认同性不一致, 因此可以激起教师讨论的积极性。在合适的教研主题下, 组织者要多注意提一些开放性的问题, 引导教师进行思考, 激发教师产生有意义的讨论。
5. 高度社会临场感
临场感在异步交互教研中表现为形成亲密的共同体、高度交互、及时回复和反馈。快速地建立社会临场感对促进教师有意义的教研非常重要。当教师刚开始进入教研讨论时, 非常希望自己能够得到组织者或他人的支持和反馈。组织者应该全程引导和调控教师的交流讨论, 促进教师间交互向更深层次发展, 并且对教师进行及时的评价与专业指导 (专业引领) 。
6. 总结评价
异步电机在线检测系统研究 篇3
电动机在工农业生产中极为广泛,而且电动机的工作是长时间不间断运行,难免发生故障,如不能及时发现故障,会造成生产和经济上的巨大损失。本文探讨了一种基于数据采集卡的在线故障检测装置,可以分析异步电动机的潜在故障及故障的程度,使技术人员能合理安排维修时间,减少维修成本,杜绝重大事故的发生。异步电动机典型故障包括轴承故障,定子绕组匝间短路、过热、绝缘故障,以及转子气隙偏心、断条故障。
2 故障机理
2.1 定子故障检测
定子绕组匝间短路故障是最常见的定子故障。这种故障的明显标志是定子绕组局部过热,电机运行不稳定,转矩下降严重。当电机定子发生匝间短路时,会引起定子电流的不对称[1、2]。因此可以根据定子电流的不对称性及相互间的关系来对此类故障进行诊断。但是由于电网中大量的单相负载的影响,电源电压经常处于不对称状态,因此直接根据三相电流的对称性来判断匝间短路就会出现误判。而异步电动机三相定子绕组阻抗正常时基本上是对称的,而在发生匝间短路时三相阻抗的对称性将发生变化,因此可以根据异步电机三相阻抗的对称性来对定子绕组的匝间短路故障进行诊断。方法是对定子三相电压、电流进行检测,再计算出三相阻抗,根据三相阻抗对称与否及相互关系来判断匝间短路故障。
2.2 转子故障检测
转子断条是主要的转子故障。故障时电机转子中含有(1-2s)f[3]的边频分量,可以用来作为转子断条检测的故障特征。正常运行时,异步电机转子电流的频率为sf,转子基波磁场为圆形旋转,其中s为电机的转差率。当转子出现断条故障时,转子基波磁场将不再是正向旋转的圆形磁场(忽略高次谐波的影响且以定子基波磁场方向为正),含有正反方向旋转的两个分量。正向旋转磁场对定子的作用与电机正常运转时相同,反向磁场在定子中感应出故障分量。假设定子电流频率为f,定子磁场转速为n1,转子电流频率为sf,电机转速为n,以定子为参考,则正向旋转的转子磁场转速:
反向旋转的转子磁场转速:
由此可见,在定子绕组上存在由反向旋转的转子基波磁场感应的(1-2s)f的边频电流,同时由于转子反向旋转的基波磁场在定子上感应的边频电流仍然为三相对称的分量。因此,在一个周期内边频电流不会引起定子三相的阻抗不平衡,不会产生干扰。
2.3 轴承故障定子电流特征分析
轴承故障一般分为内圈故障、外圈故障、滚动体故障和保持架故障,这些故障发生时引起电机转轴振动,转轴振动又引起电动机内膛气隙振动,使气隙磁通受到调制,调制的磁通又在定子绕组中感生出相应的谐波电流,因此,可以通过定子电流的波形分析,也即频谱分析,提取与振动水平相对应的谐波分量,从而实现轴承故障的检测。大多数电动机轴承振动频率可简化为下式表示:
式中:fID,fOD分别为轴承内圈、外圈故障的振动特征频率;fnm为电动机转子频率;n为轴承滚珠数目。
有了振动特征频率,可以根据公式(3)计算出定子电流中的相应特征频率:
其中:f1为供电频率;fv为由公式(3)计算出的振动特征频率。
3 系统硬件设计
系统由数据采集卡、信号调理模块、程序主界面组成。系统框图如图1所示。
3.1 传感器选择
霍尔电流/电压传感器频带范围从直流到100Hz,克服了目前普通采用的钳形电流互感器频率特性差从而淹没故障信号的缺点,保证了动态测试信号采样不失真。霍尔传感器的优点正是对测量回路与测量对象进行了隔离,提高了抗干扰能力。转速的测量通过对接近开关脉冲信号定时计数可得。
3.2 接近开关
电感式接近传感器由高频振荡、检波、放大、触发及输出电路等组成。振荡器在传感器检测面产生一个交变电磁场,当金属物体接近传感器检测面时,金属中产生的涡流吸收了振荡器的能量,使振荡减弱以至停振。振荡器的振荡及停振这两种状态,转换为电信号通过整形放大器转换成二进制的开关信号,经功率放大后输出。
3.3 数据采集卡
系统采用NI公司的数据采集卡PCI6220,NI PCI-6220,16位,250kS/s,16路模拟输入,高达24路数字I/O,32位计数器,可采集三相电压、三相电流、转速等七路信号,三相定子电压、电流采用高精度的霍尔元件进行检测,当磁场恒定时,则霍尔电势U与电流I成正比。当电流I取自被测电流时,则为霍尔电流传感器;当电流I取自被测电压时,则为霍尔电压传感器。经过传感器将定子电压变换为有效值为0~5V的电压信号;检测的三相定子电流信号,经电流/电压变换器转换为有效值为0~5V的电压信号。从霍耳元件检出的电压、电流信号经过滤波,送到PCI6220进行处理,通过检测三相阻抗是否平衡判断定子是否存在故障。通过检测电流的频率成分判断是否存在转子故障。
3.4 信号调理模块
信号调理模块主要完成传感器信号到数据采集卡信号的转换,把传感器输出的信号经过光电隔离,放大器等转换为适合采集卡的信号。
4 软件设计
4.1 开发平台的选择
整个系统用LabVIEW进行开发,LabVIEW是一个具有革命性的图形化开发环境,它内置信号采集、测量分析与数据显示功能,摒弃了传统开发工具的复杂性,提供强大功能的同时还保证了系统灵活性。通过NI提供的驱动程序,可以直接与数据采集卡进行通讯。LabVIEW将广泛的数据采集、分析与显示功能集中在了同一个环境中,缩短了开发周期。
4.2 软件功能设计
异步电机在线检测系统具有信号采集、波形显示、信号处理和故障诊断功能。软件界面中具有相应的功能模块,系统开始工作后,通过数据采集卡的数据对三相电压、三相电流进行监测,如果需要对故障进行分析时,通过对接近开关的计数确定电机转速,从而确定转差率和故障频率,进而通过信号处理技术对故障类型进行判断。软件界面如图2所示。
系统工作过程如下:进入系统后首先点击“开始”按钮,对电压、电流进行监测,并显示电机转速;点击“电机故障检测”按钮后,进入故障诊断模块,对转子、定子故障进行判断。程序框图如图3所示。
5 结束语
本文对异步电机故障检测技术进行了研究,运用NI PCI6220数据采集卡和霍尔传感器构建了异步电机在线检测系统,选用的数据采集卡和传感器满足系统的精度要求,能够对电机常见故障进行诊断,测量精度较高。
参考文献
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在线异步交互 篇4
作为机械动力，异步电动机广泛应用于工业生产与农业领域，其安全运行至关重要。大型异步电动机故障在线检测(特别是故障萌芽在线检测)是保障异步电动机安全运行的关键措施之一。异步电动机故障主要包括定子绕组匝间短路、转子断条与轴承故障，发生概率分别约为15%、15%、40%。上述故障均是渐进发展的，在其故障萌芽阶段能够及时检测出来无疑是防止事故进一步发展的关键步骤。
1 萌芽在线检测技术出现的背景
大型异步电动机一般处于长时间连续运转状态，且工作环境恶劣，因此故障不可避免。异步电动机故障不仅损坏电机本身，而且影响整个传动系统。如果不能及时发现、检修，将导致事故、停机。对于石化、钢铁、发电及其它工业生产流水线而言，关键大型异步电动机的一次事故停机即会造成巨大损失，而在特殊应用领域(军用舰船、核电站等)甚至导致灾难性恶果。
异步电动机的故障主要包括：定子绕组匝间短路、转子断条与轴承故障。针对大型异步电动机的速断性(灾难性)故障，主要采取继电保护措施，如过电压保护、欠电压保护、过电流保护、差动保护、逆电流保护、负序保护、接地保护等等。电动机综合继电保护措施并不能预防事故的发生，而仅能在事故发生后采取动作，结果是仍将造成停机。
在国内企业中，异步电动机的维修大多还停留在传统维修的阶段，即需要对电动机进行检测时，一般需要临时制定方案、准备所用仪器与器件、布置线路，然后进行检测，操作非常烦琐。目前，随着国内在线检测技术的高速发展，市场上已经相继出现了电动机故障检测装置，能在电动机故障萌芽阶段即能方便、可靠地实现在线检测，因此该技术对于合理安排组织维修、避免事故停机，无疑具有十分重要的意义。
2 传统设备检修与预知维修的对比
由于市场竞争中淡、旺季的越来越不确定性，制定检修计划不能再像计划经济时代按部就班，应视市场情况决策，这就要求企业对自己设备的运行“状态”做到心中有数。谁能做到、谁先做到，谁将取得巨大的竞争优势。
设备管理部门应依靠科学手段而不是靠经验给管理者提供何时检修的决策依据：从全局来说，避开旺季;从单台电动机来看，尽量选择生产间隙，既不影响正常生产，又能保证不事故停机。若能实现此“工程愿景”就会极大地提高企业的综合效益。现代管理水平高低的一个重要考核指标将是管理结果的“含金量”。“状态监测、预知维修”刚开展不久，预知维修、何时检修都是些值得重点研究，并一定会出重要成果的课题。
目前，通常采用“定期检修(如半年小修，一年大修)”方式避免异步电动机事故停机。但是，由于存在检修周期，异步电动机可能在检修周期之内发生故障、事故，“定期检修”方式对此无能为力，即工程现场所谓的“失检”;另一方面，在检修周期来临之际，异步电动机可能并无故障，甚至状态良好，“定期检修”方式将造成工程现场所谓的“过检”。“失检”将导致异步电动机事故、停机，其损失不言而喻。“过检”将导致无谓的维修成本、停机时间。例如：在某钢铁企业，以YTM 710-10型1400kW、6kV、185A异步电动机为例，其外壳防护等级为IP54，仅仅拆卸其外壳一次即需要十万元人民币，遑论解体异步电动机、检修其定转子等。因此，“过检”将造成巨大浪费。
下图为设备管理方式的发展趋势。
大型集群异步电动机故障萌芽在线检测技术，针对异步电动机集群中的每一台异步电动机，实现初发性定子绕组匝间短路、转子断条与轴承故障的高灵敏度/高可靠性检测。针对集群异步电动机，设置一后台监控终端，即后台服务器计算机;针对每一台异步电动机，设置一就地检测单元，采集、处理电动机定子电压与定子电流信号，实施定子绕组匝间短路、转子断条以及轴承等萌芽故障的就地检测、结果显示;后台监控终端通过Ethernet网络与各个就地检测单元通讯，通过后台监控终端，可以监控各个就地检测单元、读取其数据、显示各台异步电动机的参数、状态。总体方案可以采用图2形象描述。
3 萌芽在线检测技术推广实施后的经济效益预期
大型集群异步电动机故障萌芽在线检测技术能够对电动机进行安全和寿命管理”，从而大大减少检修时间、避免安全隐患、可靠保障企业生产能力。相关资料和用户数据统计表明：设备40%非直接成本来自于定期维护，状态监测会减少近30%的维护成本和不必要的停机时间。其中：
提高产量 (2-40%)
减少维修费用 (7-60%)
提高产品质量 (重新回炉生产&废品率减少5-90%)
延长设备寿命 (10%-2)
减少零配件库存 (10-60%)
增加库存周转率 (75%)
降低能耗 (5-15%)
增强生产安全及环境保护(社会对此类事故越来越不可原谅)
获利与投资比可达17:1
4 结语
综上所述，大型异步电动机故障萌芽在线检测技术的出现、发展、应用引发了异步电动机维修体制的一次革命，使传统的事后维修、定期检修方式逐步转变为预知维修方式。该技术可以对大型异步电动机集群中的每一台异步电动机进行实时、在线的定子绕组匝间短路、转子断条以及轴承等初发故障检测，可以在毫不干扰异步电动机当前运行状态的前提下、于故障萌芽阶段即行报警，并向现场技术人员提供必要信息以合理安排、组织预知维修，从而避免事故停机，减少故障损失，市场发展前景广阔，具有十分重要的推广意义。
摘要：大型集群异步电动机故障萌芽在线检测是指直接针对支撑某一生产任务或流程的“集群异步电动机”而实施定子绕组匝间短路故障、转子断条故障以及轴承故障等故障萌芽状态检测。应用本技术可以实现对异步电动机的快速诊断、自动巡检、自动报警、远程监控、历史数据打印等功能, 有效保障安全高效生产, 提高企业经济效益。
关键词：集群,异步,电动机,故障萌芽,在线检测,展望
参考文献
[1]许伯强, 李和明, 孙丽玲, 王永宁.异步电动机定子绕组匝间短路故障检测方法研究.中国电机工程学报, 2004, 24 (7) :177-182.
[2]马宏忠, 胡虔生, 黄允凯, 王惠庆.感应电机转子绕组故障仿真与实验研究.中国电机工程学报, 2003, 23 (4) :107-112.