电气一体化论文范文篇1

一、引言

电气传动技术课程群是电气工程及其自动化本科专业的课程主线之一，其课程包括“电机学”、“电力拖动基础”、“电力电子技术”、“电气数字控制技术”、“电气传动控制技术”等。课程的数量多、相互衔接和耦合紧密，因此对课程群中各门课程的所需基础、课程内容、掌握程度、时间安排和实践方式方法等都需要合理设计、规划和实施，否则出现一个环节不合理，就会影响整个教育质量。

目前，高校的教学改革主要针对两个方面：一个是宏观层次，即研究某一专业的课程规划和设置，以该专业学生在毕业之后应具备的素质和能力为牵引，提出全周期的总体课程规划和时间安排。例如，文献[1]讨论了电气工程及其自动化专业的总体培养目标及毕业后的服务对象，对专业四年中应当学习的公共基础类课程和专业技术类课程进行规划设置，但没有考虑课程的具体内容和统筹衔接。另一个是微观层次，即针对某一门具体的课程，提出相应的课程内容改革、教学方法改革等，如文献[2]、[3]等分别讨论了“电机学”、“电力电子技术”等课程的改革和教学方法，这些研究都是从课程自身建设的角度出发，都没有考虑该门课程和其他课程之间的接口关系。而课程群是处于二者之间的一种课程体系，它既讲究内容安排，又讲究衔接关系，集系统性和个体性于一体。现有的教育科研对电气工程专业的课程群系统教学方法鲜有研究。因此需要针对电气工程及其自动化专业本科学生的最终培养目标，对课程群中的各个课程的课程内容和授课时序等进行统筹安排，才能在达到良好教学效果的同时提高教学效率。

二、电气传动技术课程群的培养目标和课程设置

电气工程及其自动化专业学生的培养目标是要求学生在掌握电气工程学科基础理论、基本知识和学科研究方法的基础上，系统地掌握电气工程专业的专业理论，具有较强的实践实作、工程计算、仿真建模等方面的能力，能够综合运用所学知识分析解决工程技术实际问题。同时具有归纳、评估、处理各种资料信息并加以利用的能力。

电气传动技术课程群作为电气工程及其自动化专业的重要分支方向必然要配合专业的人才培养要求实现高素质人才的培养。结合电气工程及其自动化专业的总体人才培养目标以及电气传动技术课程群方向的实际情况，可制定电气传动技术课程群的分培养目标为：在掌握电路、电子技术基础、自动控制原理、数字信号处理等专业基础课程基本知识与实践方法的基础上，能够系统深入地掌握电机学、电力电子技术、电气传动控制技术的理论基础以及对电气传动系统进行数字控制的编程基础；能够综合运用所学的各门专业知识实现对电气传动系统的分析、计算与仿真，最终完成电气传动系统的软件、硬件设计与制作。

上述培养目标决定了电气传动技术课程群融合了电机学、电力电子技术、现代交直流电气传动技术以及数字控制技术等多个方向的理论知识与实践知识，在有限的教学周期内需要多门课程的理论教学与实践教学统筹规划才能更好地完成。

三、电气传动技术课程群教学内容统筹规划

在传统的教学方法中，课程群中的各个课程和课时虽然安排比较多，但是，一方面各个课程内容上交叉重复较多，另一方面仍然缺少电气传动技术所亟需的一些教学内容，因此需要进行合理的梳理和统筹规划，以提高教学效率和效果。为此采用以下措施。

（一）课程设置调整

取消“电力拖动基础”课程，把课程中的传统电力拖动部分的内容并入到“电机学”中进行讲授。把“现代交直流调速控制技术”课程调整为“电气传动控制技术”课程，课时由60学时调整为40学时，并新增40学时的“电气传动控制技术综合设计及实践”课程，以强化学员的综合分析、设计和实践能力。新增40学时的“电气数字控制技术”课程，使学员掌握电气传动控制所需要的单片机、PLC等方面的数字控制知识。

（二）课时及课程内容安排

“电机学”的课时由122学时调整为110学时，精简合并有关直流电机特性、特殊用途的直流电机、变压器的并联运行和不对称运行、非正弦分布磁场下绕组电动势中的高次谐波及削弱方法等部分内容，强化直流电动机的电力拖动和交流异步电动机电力拖动部分的教学内容，使得被取消了的“电气传动”课程中与传动电力拖动控制相关的内容在电机学中进行了补充。

“电力电子技术”作为电气工程专业的专业基础课程，除了为电气传动技术课程群服务之外，还要为电力系统自动化课程群服务，因此其教学时数保持60学时不变，但是对教学内容进行调整，删减部分基于晶闸管器件的教学内容，增补电气传动控制技术所需要的SVPWM、多电平控制、间接直流变换等内容。对于四大基本变流器以及PWM控制技术的内容仍然作为重点在“电力电子技术”课程中讲授。

调整后的“电气传动控制技术”变为40学时，删减PWM控制和变流技术部分的内容，该部分内容由“电力电子技术课程”统一讲授。

（三）教材调整

由于课程及课程内容进行了调整，因此对各个课程的教材也进行调整：

“电机学”的教材改为自编教材《船用电机学》；“电力电子技术”课程的教材改为王兆安编《电力电子技术》第5版；“现代交直流调速技术”课程调整为“电气传动控制技术”后，选用的教材为阮毅、陈伯时编写的《电力拖动自动控制系统》第4版；“电气数字控制技术”课选用的教材为：韩俊峰等编写的《单片机原理及应用》和王阿根等编写的《电气可编程控制原理与应用》。

（四）课程时序安排

课程群中的各个课程，既相对独立，又相互联系，有的课程需要其他的课程作为基础，因此在开课顺序上要合理安排，否则在授课和学习上都会造成困难。

电气传动技术课程群的各个课程中，“电气传动控制技术”及其综合实践应当是终极课程，其他课程都是为该课程服务并作为该课程的基础，因此应在其他课程之后开课。此外，“电机学”是所有其他课程的基础，应当在课程群中最先开课。因此在课程时序安排中，应当把握以上基本原则。

四、结语

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【关键词】电力系统自动化人工智能

电气工程自动化是一种集计算机技术、机电一体化技术、电力电子技术、信息网络技术、以及电机电器技术等在内的综合性技术，它十分广泛地运用在每个行业，在提高中国自动化企业生产管理水平和使用者满意的服务质量水平中起着重大的作用。

1电气工程项目管理的现况

在电气工程项目的实施上，企业实行的是粗放的管理模式，大多以为电气工程项目管理就是将任务分配给有关部门或相关人员，并想象他们会取得预期的进展，这导致了很多项目延迟或虽有目标和总体规划，但没有具体的实施方法。一些电力企业，还停留在管理不当的层面，企业的硬件和软件存放不规范，现场仪表材料放置杂乱，更不用说整个管理过程利用计算机来进行。

2电气工程自动化设计的原则

（1）尽量的满足生产工艺和机械对控制电气的条件，但在此基础上，设计的方案要经济和简练。

（2）处理好电气和机械之间的关联。

（3）电气元件的选择。

3电气工程自动化的设计思维

3.1统一监控模式

统一监控模式不仅操作维修十分方便，而且控制站不需要过高的防护，系统设计起来也非常简单。不过因为这种方法是把系统的各种功能同时集中在同一个处理器中，因此难度比较大，任务比较重，同时，对处理器的处理速度也会有一定程度的影响。因为所有的电气设备都进了监督控制之中，导致主机的冗余降低，需要更多的电缆，进而使得投资的增加，长距离电缆的干扰也有可能会影响到系统的安全可靠。

3.2远程监控的模式

远程监控模式有节约安装成本，节省原材料，节省大量的电缆、配置灵活以及较高的安全可靠性等特点。但是因为各种现场总线通信线的速度不是非常的高，从而使发电厂电气部分相关的通信量比较大，因此，远程监控模式主要用于监测小系统，并不适用于工厂电气自动化的系统建造。

3.3现场总线控制模式

现今，现场总线、太网等已经广泛应用于变电站综合自动化体系，并且拥有了非常丰富的经验，智能化电气装备也得到了快速的发展，这些技术和装备的发展都为网络控制体系应用于发电厂电气系统打下了牢固的基础。现场总线控制模式使系统的设计更具备针对性，对于不一样的间隔有着不一样的功能，因此就可以根据间隔的不同情况来设计。这种控制方法不仅具有远程监控模式的全部优势，还能够减少许多的隔离设备，接线盒等，并且智能设备现场的安装，由通信线路连接的监控系统，节约了更多的控制电缆，节省了大量的投资以及安装维护的工作费用，进而使得成本不断减少。

4电气工程的应用

电气工程包括电气和电机，电力系统及其自动化，高电压与绝缘技术，电力电子与电力传动，电工理论与新技术专业五二级。

发电、输送电、变电、配电、由电气设备和辅助系统构成的汇集能源生产，运输，配送和使用的系统被称为电力系统。在同一时间完成电力能源的生产和使用，过度的过程很短，具有较强的区域特性的电力系统，和国民经济息息相关等都是电力系统的特征。

5电气工程自动化研究的偏向

5.1智能防护以及变电站综合自动化

电力系统防护新原理的探究，把国际最新的模糊理论，人工智能，综合自动控制系统，自适应控制理论，网络通信，计算机新技术运用于新的继电保护装置上，从而使新的继电保护装置可以实现智能控制，大大提高了电力系统的安全级别。变电站自动化体系的长期钻研，开辟的分层分布式的变电站综合自动化装备可以应用于多种品级变电站。在国际领先水平的微机防护领域钻研基础上，变电站综合自动化范畴的研究已经达到了先进水平。

5.2电力市场的理论与技术

由于中国当前经济发展形势的具体情况，电力市场的需要以及电力工业技术的经济形势，仔细地研究电力市场运营方式，深入研究、明确操作过程中每一步的具体规则；提出了适合中国目前的电力市场运作方式的期货交易，具体的数学模型和算法，紧紧地围绕着中国现阶段电力市场模拟运营中急待解决的理论性的问题。

5.3电力系统的实时仿真

对电力负荷监控，电力系统实时仿真模型的建立等进行了钻研，建立了一个高校第一所包含实时仿真设备的实验室。这个仿真体系既可用于多种电力体系稳态和暂态尝试并提供许多的实验结论，还能和各类控制装置组合成闭环体系，帮助研究人员测试新的装置，为智能防护和快捷交流输电体系提供优良的研究条件。

5.4运行电力系统的员工培训仿真体系

电力系统仿真培训系统是为满足中国电力企业职工岗位培训的要求，把多媒体技术、计算机以及网络的最新成就和传统理论共同结合，利用专家系统，计算机辅助智能教学理论，实施电力系统的知识培训的强有力手段。该系统设计创新，教学资源配置分布合理，系统硬件扩充容易且方便，所以学员可以在理论上无限延伸。

5.5电气装备状态监控与故障诊断方式

通过把光纤手艺，数字信号处置手艺，传感手艺，计算机技术和模式识别等一起组合，细心研究监测的基本方法和电气设备的故障诊断机制，开发了开关设备、发电机等基本电气设备的监测体系，大大提高电力设备和供电体系的运行安全。

5.6电力系统中的人工智能的运用

按照电力工业的发展需求，进行了专家系统、人工神经网、模糊逻辑和进化理论运用到电力系统的计划、设计和实施等方面的研究。基于该软件研究，还进行了电力智能控制理论和在电力系统智能监控中的应用的研究，来提高电力系统运行与控制水平的智能化。

5.7电力系统中当代电力技术的运用

进行了电力装置的控制原理和算法，各类电力装置在电力系统中的功能和一些新兴技术等方面的研究。

6结束语

现今的发展前景，电气自动化在中国拥有三个目标：开放化、信息化和分布式。这三个目标决定中国电气自动化的发展前景。在现代工业的发展中科技是不可或缺的，及工业自动化是一个国家在世界上无可取代的坚实基础。

参考文献

[1]章昌南.浅谈我国工业自动化发展状况[J].金属加工，2005（19）.

[2]杨耕，王雄，窦曰轩.对自动化专业"电力拖动""运动控制"类课程改革的一些探讨[A].中国自动化教育学术年会论文集，2003.

[3]徐德淦.电机学[J].北京：机械工业出版社，2004.

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【关键词】电气工程；办学条件；专业规范

一、电气工程专业教育概论

电气工程及其自动化专业，主要包含计算机技术、电力电子技术、机电一体化技术和网络控制技术等众多领域，是综合性相对较强的学科，具有机电相结合、元件与系统相结合、强弱电相结合、电工技术与电子技术相结合、软硬件结合等突出特点，使学生掌握系统控制、电工电子、电气自动化装置、电力系统自动化和电气控制技术等多方面的基本技能。

该专业主要培养能掌握电气工程专业知识和工程技术基础知识，具备分析和控制电气工程技术问题的能力的高级工程专业技术人才。电气工程及其自动化专业的宗旨是为社会培养出能在电气工程及其自动化、经济管理和计算机技术应用等领域工作的过硬综合素质高级技术专业人才。本文涉及的电气工程专业一般是包含电气工程和自动化专业的。中国电力工业目前处于高速发展阶段，对于电气工程人才有大量需求，因此我国电气工程领域对培养相应的人才非常重视，并且我国主要的工科大学在教育和科研上对电气工程专业的投入比重相对较大。

二、电气工程专业的学科内涵

中国电气工程专业的研究对象是电能，主要研究电能从产生到利用各个阶段的规律的专业。其理论基础主要是电磁理论。电能从产生到利用的各个环节中需要充分掌握和利用电信息，因此电信息技术的研究是电气工程和自动化专业的不可或缺的内容。

同时，现代通信和计算机载体主要是电信息。所以电信息技术的研究也属于电类专业，其中电气工程是专业母体。电气工程是基础性的学科，因此具有较强的学科派生和交叉能力。如其与生命科学的交叉造就了新的专业―生物医学工程和生物电磁学；电气工程同材料科学的结合造就了纳米电工技术和超导电工技术；电气工程同电子科学的结合造就了电力电子技术，而后者也进一步推动了电气工程的发展，并且逐渐发展成为电气工程的一个分支。电气工程专业的范围主要有电电力系统运行和控制、电气装备制造与应用以及电工基础理论三部分电气工程的基础，是以电磁场理论和电路理论为主的电工理论。他们属于电磁学的发展外延。

电工理论运用于实践产生了新的电子技术和计算机硬件技术等性技术，因此电工理论是主要的理论基础。电气装备制造一般涉及制造电动机、变压器、发电机等电机设备，也涉及用电设备等电气设备和电器制造，同时包括电力控制装置的制造、各种电气控制装置、电子设备的制造等内容。电气装备的应用则主要指上述装置和设备的具体应用。电力系统一般涉及电气自动化和电力网的运行和控制等内容。需要注意的是制造和运行必须相互统一，电气设备的制造同时要兼顾实际运行状况，如电力系统稳定的运行需要依靠良好的设备。

三、电气工程专业的方法论、影响因素、培养目标和要求的介绍

电气工程专业由于理论分析较多，比较注重对数学工具的使用。作为一门工科专业，实验研电气工程需要通过实验研究来完成主要的学习和教学任务，在一定的实验条件和实验研究的支持下，学生在学习电气工程专业知识过程会事半功倍。

电气工程专业紧随现代科技，引入了以计算机技术为基础的仿真模拟技术进行教学研究。同时在进行电气工程的理论分析、试仿真模拟和实验研究时，教学也经常运用到等效与类比等科学方法。

电气工程专业是一门典型的基础性很强的学科专业，在与其他学科的交叉过程中，派生出了很多如电子科学与技术专业、电子信息工程专业、通信工程专业、计算机科学与技术专业专业等学科。这些专业由于是电气工程专业派生而来，被划为电子与信息类专业，电气工程专业与其派生而来的专业统一被称作为为电类专业。电气工程专业作为电子与信息类专业的母体，又被派生而来的专业注入了新的发展活力。

电气工作专业的专业宗旨主要是培养能够在电气工程领域的研究开发、系统运行、装备制造、和相关管理等方面工作的，掌握技术开发、组织管理和科学研究能力的高素质综合型专业技术人才。电气工程的培养具体目标主要是，该专业学生要掌握计算机技术、信息技术和电子技术等专业技术，控制理论和电工理论等基础理论知识，通识性知识和对应的专业知识。

基于电气工程专业特点，学生在下列知识和能力上也有要求：

第一，掌握扎实的数理化等基础学科理论知识，掌握人文学科的管理基础知识，具备一定的外语运用能力；

第二，系统地学习与电气工程相关的工程技术知识，如信息处理、电机学、控制理论、计算机软硬件和网络技术等知识；

第三，得到良好的工程实践训练，掌握对电气工程领域实际问题的分析和解决能力；

第四，熟练运用计算机的能力；

第五，能在电工领域内掌握不低于1个专业方向的专业技术和理论，并清楚学科发展未来趋势；

第六，具备一定的适应工作条件、进行科学研究和信息管理等实际工作能力。

四、电气工程专业知识结构要求和知识体系

第一，熟悉系统的模拟和数字电子技术和相关电路理论；熟悉并会运用电子电路原理，会分析和解决相对复杂的电工电子电路问题；能掌握基础的电磁场理论；掌握控制理论、计算机软硬件、程序设计等相关知识；具备能检测、分析并处理电气系统物理量的能力。

第二，掌握扎实的电力系统、电力电子技术和电机学理论等相关知识；掌握力学和机械学科中最基本的原理和方法。

第三，能掌握不低于一个专业方向的基本技术和理论知识。第四，能掌握在工程中测试与表示常用物理量的能力，以及掌握设计和调试电气系统的相关知识。

电气工程专业教育内容和知识体系一般包括：

第一，通识教育和基础教育；

第二，专业类基础技术与理论知识（电磁场理论、控制理论、电路理论、、信号分析与处理、计算机网络、电子技术、检测技术等）；专业基础知识一般涉及电力系统、电力电子技术和电机学基础理论和知识；

第三，专业方向技术与知识。如电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术以及其他专业方向的技术。

第四，实验和实践技能。实验和实践技能主要包括简单的设计与调试电气系统实验技能、设计和调试相对复杂电气系统的初步实验的技能。