發布時間：2023-03-22 17:36:57
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關鍵詞：伺服驅動技術，直線電機，可編程計算機控制器，運動控制
1引言
信息時代的高新技術流向傳統產業，引起后者的深刻變革。作為傳統產業之一的機械工業，在這場新技術革命沖擊下，產品結構和生產系統結構都發生了質的躍變，微電子技術、微計算機技術的高速發展使信息、智能與機械裝置和動力設備相結合，促使機械工業開始了一場大規模的機電一體化技術革命。
隨著計算機技術、電子電力技術和傳感器技術的發展，各先進國家的機電一體化產品層出不窮。機床、汽車、儀表、家用電器、輕工機械、紡織機械、包裝機械、印刷機械、冶金機械、化工機械以及工業機器人、智能機器人等許多門類產品每年都有新的進展。機電一體化技術已越來越受到各方面的關注，它在改善人民生活、提高工作效率、節約能源、降低材料消耗、增強企業競爭力等方面起著極大的作用。
在機電一體化技術迅速發展的同時，運動控制技術作為其關鍵組成部分，也得到前所未有的大發展，國內外各個廠家相繼推出運動控制的新技術、新產品。本文主要介紹了全閉環交流伺服驅動技術（FullClosedACServo）、直線電機驅動技術（LinearMotorDriving）、可編程序計算機控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運動控制卡（MotionControllingBoard）等幾項具有代表性的新技術。
2全閉環交流伺服驅動技術
在一些定位精度或動態響應要求比較高的機電一體化產品中，交流伺服系統的應用越來越廣泛，其中數字式交流伺服系統更符合數字化控制模式的潮流，而且調試、使用十分簡單，因而被受青睞。這種伺服系統的驅動器采用了先進的數字信號處理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以對電機軸后端部的光電編碼器進行位置采樣，在驅動器和電機之間構成位置和速度的閉環控制系統，并充分發揮DSP的高速運算能力，自動完成整個伺服系統的增益調節，甚至可以跟蹤負載變化，實時調節系統增益；有的驅動器還具有快速傅立葉變換（FFT）的功能，測算出設備的機械共振點，并通過陷波濾波方式消除機械共振。
一般情況下，這種數字式交流伺服系統大多工作在半閉環的控制方式，即伺服電機上的編碼器反饋既作速度環，也作位置環。這種控制方式對于傳動鏈上的間隙及誤差不能克服或補償。為了獲得更高的控制精度，應在最終的運動部分安裝高精度的檢測元件（如：光柵尺、光電編碼器等），即實現全閉環控制。比較傳統的全閉環控制方法是：伺服系統只接受速度指令，完成速度環的控制，位置環的控制由上位控制器來完成（大多數全閉環的機床數控系統就是這樣）。這樣大大增加了上位控制器的難度，也限制了伺服系統的推廣。目前，國外已出現了一種更完善、可以實現更高精度的全閉環數字式伺服系統，使得高精度自動化設備的實現更為容易。其控制原理如圖1所示。
該系統克服了上述半閉環控制系統的缺陷，伺服驅動器可以直接采樣裝在最后一級機械運動部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉編碼器等)，作為位置環，而電機上的編碼器反饋此時僅作為速度環。這樣伺服系統就可以消除機械傳動上存在的間隙（如齒輪間隙、絲杠間隙等），補償機械傳動件的制造誤差（如絲杠螺距誤差等），實現真正的全閉環位置控制功能，獲得較高的定位精度。而且這種全閉環控制均由伺服驅動器來完成，無需增加上位控制器的負擔，因而越來越多的行業在其自動化設備的改造和研制中，開始采用這種伺服系統。
3直線電機驅動技術
直線電機在機床進給伺服系統中的應用，近幾年來已在世界機床行業得到重視，并在西歐工業發達地區掀起"直線電機熱"。
在機床進給系統中，采用直線電動機直接驅動與原旋轉電機傳動的最大區別是取消了從電機到工作臺（拖板）之間的機械傳動環節，把機床進給傳動鏈的長度縮短為零，因而這種傳動方式又被稱為"零傳動"。正是由于這種"零傳動"方式，帶來了原旋轉電機驅動方式無法達到的性能指標和優點。
1.高速響應由于系統中直接取消了一些響應時間常數較大的機械傳動件（如絲杠等），使整個閉環控制系統動態響應性能大大提高，反應異常靈敏快捷。
2.精度直線驅動系統取消了由于絲杠等機械機構產生的傳動間隙和誤差，減少了插補運動時因傳動系統滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制，即可大大提高機床的定位精度。
3.動剛度高由于"直接驅動"，避免了啟動、變速和換向時因中間傳動環節的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動滯后現象，同時也提高了其傳動剛度。
4.速度快、加減速過程短由于直線電動機最早主要用于磁懸浮列車（時速可達500Km/h），所以用在機床進給驅動中，要滿足其超高速切削的最大進個速度（要求達60～100M/min或更高）當然是沒有問題的。也由于上述"零傳動"的高速響應性，使其加減速過程大大縮短。以實現起動時瞬間達到高速，高速運行時又能瞬間準停。可獲得較高的加速度，一般可達2～10g（g=9.8m/s2），而滾珠絲杠傳動的最大加速度一般只有0.1～0.5g。
5.行程長度不受限制在導軌上通過串聯直線電機，就可以無限延長其行程長度。
6.運動動安靜、噪音低由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦，且導軌又可采用滾動導軌或磁墊懸浮導軌（無機械接觸），其運動時噪音將大大降低。
7.效率高由于無中間傳動環節，消除了機械摩擦時的能量損耗，傳動效率大大提高。
直線傳動電機的發展也越來越快，在運動控制行業中倍受重視。在國外工業運動控制相對發達的國家已開始推廣使用相應的產品，其中美國科爾摩根公司（Kollmorgen）的PLATINNMDDL系列直線電機和SERVOSTARCD系列數字伺服放大器構成一種典型的直線永磁伺服系統，它能提供很高的動態響應速度和加速度、極高的剛度、較高的定位精度和平滑的無差運動；德國西門子公司、日本三井精機公司、臺灣上銀科技公司等也開始在其產品中應用直線電機。
4可編程計算機控制器技術
自20世紀60年代末美國第一臺可編程序控制器（ProgrammingLogicalController，PLC）問世以來，PLC控制技術已走過了30年的發展歷程，尤其是隨著近代計算機技術和微電子技術的發展，它已在軟硬件技術方面遠遠走出了當初的"順序控制"的雛形階段。可編程計算機控制器（PCC）就是代表這一發展趨勢的新一代可編程控制器。
與傳統的PLC相比較，PCC最大的特點在于它類似于大型計算機的分時多任務操作系統和多樣化的應用軟件的設計。傳統的PLC大多采用單任務的時鐘掃描或監控程序來處理程序本身的邏輯運算指令和外部的I/O通道的狀態采集與刷新。這樣處理方式直接導致了PLC的"控制速度"依賴于應用程序的大小，這一結果無疑是同I/O通道中高實時性的控制要求相違背的。PCC的系統軟件完美地解決了這一問題，它采用分時多任務機制構筑其應用軟件的運行平臺，這樣應用程序的運行周期則與程序長短無關，而是由操作系統的循環周期決定。由此，它將應用程序的掃描周期同外部的控制周期區別開來，滿足了實時控制的要求。當然，這種控制周期可以在CPU運算能力允許的前提下，按照用戶的實際要求，任意修改。
基于這樣的操作系統，PCC的應用程序由多任務模塊構成，給工程項目應用軟件的開發帶來很大的便利。因為這樣可以方便地按照控制項目中各部分不同的功能要求，如運動控制、數據采集、報警、PID調節運算、通信控制等，分別編制出控制程序模塊（任務），這些模塊既獨立運行，數據間又保持一定的相互關聯，這些模塊經過分步驟的獨立編制和調試之后，可一同下載至PCC的CPU中，在多任務操作系統的調度管理下并行運行，共同實現項目的控制要求。
PCC在工業控制中強大的功能優勢，體現了可編程控制器與工業控制計算機及DCS（分布式工業控制系統）技術互相融合的發展潮流，雖然這還是一項較為年輕的技術，但在其越來越多的應用領域中，它正日益顯示出不可低估的發展潛力。
5運動控制卡
運動控制卡是一種基于工業PC機、用于各種運動控制場合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制單元。它的出現主要是因為：（1）為了滿足新型數控系統的標準化、柔性、開放性等要求；（2）在各種工業設備（如包裝機械、印刷機械等）、國防裝備（如跟蹤定位系統等）、智能醫療裝置等設備的自動化控制系統研制和改造中，急需一個運動控制模塊的硬件平臺；（3）PC機在各種工業現場的廣泛應用，也促使配備相應的控制卡以充分發揮PC機的強大功能。
運動控制卡通常采用專業運動控制芯片或高速DSP作為運動控制核心，大多用于控制步進電機或伺服電機。一般地，運動控制卡與PC機構成主從式控制結構：PC機負責人機交互界面的管理和控制系統的實時監控等方面的工作（例如鍵盤和鼠標的管理、系統狀態的顯示、運動軌跡規劃、控制指令的發送、外部信號的監控等等）；控制卡完成運動控制的所有細節（包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點和限位等信號的檢測等等）。運動控制卡都配有開放的函數庫供用戶在DOS或Windows系統平臺下自行開發、構造所需的控制系統。因而這種結構開放的運動控制卡能夠廣泛地應用于制造業中設備自動化的各個領域。
這種運動控制模式在國外自動化設備的控制系統中比較流行，運動控制卡也形成了一個獨立的專門行業，具有代表性的產品有美國的PMAC、PARKER等運動控制卡。在國內相應的產品也已出現，如成都步進機電有限公司的DMC300系列卡已成功地應用于數控打孔機、汽車部件性能試驗臺等多種自動化設備上。
在社會發展的多個領域，都能夠發現智能化技術的應用。智能化技術具有綜合性的特點，包含著多種學科內容，例如控制學。從字面的理解來看，智能化技術的實際應用是借助一定技術手段的實施，完成人工智能的機器操作目標，并且解決一些人力不能完成的問題。在較長時間的實踐應用中，智能化技術逐漸走向成熟，在各個社會領域發揮的作用更加明顯。在電氣工程領域，利用智能化技術實現較好的自動化控制，經過了較長時間實踐，應用了多方面的電氣工程內容，才得出了較強的實用性結論。因為智能化技術的應用術語屬于高端的計算機技術，所以，自動化控制工作中引入智能化技術，必須有一定的計算機理論基礎，否則將影響智能化技術的作用發揮。在智能化技術的不斷實踐應用中，極大提高了自動化控制系統的運行速度，較好改善了電氣自動化控制工作，降低了工作成本，減輕了工作壓力，實現了人力資源配置的合理優化。
二、智能化技術的應用優勢
（一）免去了控制模型的建立
在電氣工程的傳統工作中，自動化系統控制的實現必須有控制模型的建立。但是，在實際的操作中，被控制對象往往需要十分復雜的動態方程，這就影響了精確效果的獲得。由此，在設計對象模型的環節中，經常會遇到無法科學預測、無法準確估量的一系列困難。然而，智能化系統的出現，使這些困難得到了較好解決，極大促進了工作效率的提升，同時對于一些不可控制的因素，也實現了較好的控制，大大提升了自動化控制器的準確性。
（二）實現了便捷的電氣系統控制
智能化控制器的實際應用實現了更加便捷的電氣系統控制，隨時都可以完成對系統控制程度的有效調整，極大提升了系統的整體工作性能，是對自動化控制順利實現的進一步保障。從這一項優勢中就可以看到，和傳統的自動化控制器相比較，在任何條件下，智能化控制器都具有更加完善的調解控制功能，在電氣工程的自動化實踐應用中占據優勢。
（三）實現了一致性的智能化控制
在自動化控制中的數據處理環節，智能化控制器可以實現一致性的智能化控制，很好解決了不同數據的處理困難。而且，在自動化控制的標準執行上，即使遇到陌生的數據，也依舊可以獲得具有較高準確度的估計。但是，如果發現智能化控制器在實際的應用中沒有發揮出理想的效果，一定要全面排查工程的各個細節，細致地進行分析，不能盲目的否定智能化控制技術。
三、智能化技術的實踐應用
（一）系統病因診斷
在電氣工程診斷工作中，采用傳統的人工手段具有較強的復雜性，雖然對工作人員要求十分嚴格，但是也無法獲得較為準確的診斷病因。在電氣工程工作中，實現自動化控制的過程中經常會遇到一些如設備、數據等方面的問題，這是不可能避免的，采用傳統的人工診斷辦法不能確保病因處理的及時性，而且處理效果也不佳。但是，智能化技術的廣泛應用，使得自動化控制工作的診斷效率得到大幅度提升。而且，定時檢測診斷應用，有效避免了一些不必要的問題。
（二）系統設計優化
在電氣工程發展中，傳統的工程設計需要工作人員進行多次重復的實驗操作和改良，而且，在這一工作過程中，對工作人員的工作素質也有著較高的要求，既需要工作人員掌握一定的專業設計知識，還需要工作人員能夠很好的將知識理論應用于實踐工作中。但是，在實際的設計工作中，工作人員往往不能做到全面的考慮，經常會漏掉一些具體的問題。所以，一旦發現復雜問題，很多情況下都不能做到及時解決。而智能化技術的出現，較好解決了這一問題。設計工作可以借助于計算機網絡完成，也可以借助于相關的軟件完成，既保證了設計中數據的準確性，也實現了設計樣式的豐富化，更能夠做到對復雜問題的及時處理，較好保證了自動化控制的穩定性。
（三）系統的自動化控制
在電氣工程中，智能化技術可以應用于多個控制環節，能夠很好的實現整體性的自動化控制。智能化技術的主要控制工作是借助于三種手段實現的，一是模糊控制，二是專家系統控制，三是神經網絡控制。運用這三種控制手段，極大提升了自動化控制效率，使遠距離的自動化控制成為可能，增強了對電氣系統的運行反饋。特別是神經網絡控制，能夠實現算法的反向學習，在信號處理方面得到了較大應用。
四、結語
目前，我國自動化技術發展速度非常快，在機械領域中的作用也日趨明顯。應用自動化技術能夠降低人力勞動成本，工作人員只需要進行簡單的操作就能夠實現大型機械的自動化作業，甚至能夠完成人們無法完成的工作。計算機技術的發展為自動化技術應用到機械領域提供了保障，人們打破了對傳統機械行業的認識，以自動化設備來實現對機械的調用和裝配，不僅降低了人力成本，同時還能夠有效降低產品的報廢率，是整個機械裝配流程形成連續化，使產品的生產周期大幅縮短，保質保量的完成機械裝配任務，為企業創造出更為豐厚的經濟效益。
2自動化技術在機械制造中的應用
1）信息自動化。信息自動化主要是依托于計算機技術而形成的，其中主要包括輔助制造、輔助設計、工藝輔助設計、數據庫系統管理等。輔助制造指在產品生產過程中采用數值控制技術來實現自動化應用，進而完成產品的生產，也被稱為數控技術；輔助設計是指采用計算機設計軟件來完成對產品的創意、設計、建模、參數值評測等，并且對機械構件實現精確測量；工藝輔助設計則是輔助制造和輔助設計的紐帶，能夠有效提高工藝生產的效率，并使之實現優化和提升；產品數據庫系統管理則是采用計算技術來實現對儲入庫，進而實現信息數據的系統化管理。
2）物資供輸自動化。物資供輸是對品生產的原材料進行運輸和調配的過程，其物資供輸自動化則是采用自動化手段來完成物資的運輸和調配，是自動化在機械領域中得到應用的細分體現，其中涉及自動化設備、自動化裝置、自動化物資輸送、自動化軟件等。
3）生產自動化。生產自動化能夠從機械制造加工方面得以體現，可以實現機械組件的自動化裝卸，這種自動化裝卸在系統不發生故障的情況下可以循環重復進行，有效降低人力使用成本，并且能夠降低由于人為因素所造成的失誤，提升產品的合格率，大幅提升了產品的質量。
4）設備裝配自動化。設備裝配自動化是將整個裝配流程輸入到數控設備中，通過計算機來完成對機械的操作，按照特定的規格、形狀制成配件，同時還能夠完成一系列組裝、調試、驗收等工作，是一條能夠自動完成機械裝配的自動化流水線。在機械制造業中，設備裝備擁有比較重要的地位，而自動化設備能夠協助完成接卸裝配，使很多繁瑣的人工裝配能夠用機械替代完成，極大地提高機械生產效率，是現代化機械制造的重要組成部分。
5）檢測自動化。自動化裝配完成的零件或設備需要對其進行檢測，而自動化檢測則能夠很好的完成這項工作。針對新型材料、零部件和復雜的工藝加工產品，在機械制造也中采用人工進行檢測難度非常大，而且效率極低，已經不能滿足當前機械制造與生產的要求，檢測自動化被應用到機械制造是一種必然趨勢，采用多種檢測技術來對機械制造出的產品進行檢測，其中包括電流信號、時序錯排、人工神經網絡和其他更為智能的設備診斷技術。
3自動化技術在機械制造中的應用發展趨勢
1）高度集成化。將自動化應用在機械制造領域，首要解決的問題就是實現制造技術的高度集成化。集成化是一種生產模式，能夠將多種生產內容按照一定的順序來形成流水作業，對制造生產工作進行整合，并在計算機技術的基礎上來實現和完成機械制造的自動化，并將其細分到各個子系統中，如自動化信息系統、自動化制造系統、自動化管理系統等，相互子系統之間分工協作，形成一套擁有高集成度的機械制造自動化系統。
2）智能化。機械制造是由手工制造發展轉變而來的，傳統簡單的機械制造技術無法滿足新時代的要求，依托于先進的計算機科學所構建的智能化系統能夠實現機械加工的集成化、系統化、流程化作業，打破傳統機械生產的局限，引入高效能的功能體系，結合計算機信息技術來實現系統的集成和整合，使之成為一個整體，力求實現全自動的智能化生產。智能制造就是將人工智能技術引入到機械制造中，同時在自動化基礎上實現更加現代化的機械制造，使相互之間的技術能夠相互滲透和共融，能夠運用計算機來對機械制造進行分析和決策，模擬人的思維來模仿和代替人的工作。此外，相較于專家智慧，智能化機械制造能夠完成專家無法完成的對自身進行監視，及時發現錯誤并進行調整和改進，同時還能對任務進行預設，不斷調節自身參數獲得最佳狀態，不受情緒的影響等優勢。可見，智能化系統相較于人工智能要更高一層。
3）虛擬化。虛擬化指采用計算機技術來使機械產品能夠在現實中完成完全模擬，進而提升產品質量，提高工作效率。比如，機械制造過程中應用計算機模擬仿真技術和信息控制技術，能夠更好的對計算機的控制過程進行模擬，發現其中所存在的問題，進而在實際工作中避免出現類似錯誤。利用虛擬化能夠大幅提高產品設計和研發的周期，保證產品質量，進而提升在市場中的競爭力。
4）柔性自動化。現代機械制造業的發展要求企業在市場應變能力上要更為靈活，對客戶的反饋有快速捕捉并對產品加以改進的能力，因而要根據市場需求的內外部環境條件來有針對性的進行部件更新，對產品生產結構進行調整或改變機械制造種類等，對此，采用柔性自動化技術是最佳的選擇。利用計算機技術來構建人機交互界面，并結合自動化技術構建一個擁有柔性自動化的信息管理系統，為獲得更高的效益和利潤提供保障。柔性自動化系統中并不完全是自動化設備，也存在普通設備，只是在個別環節上可以進行人為介入，以提升機械制造的作業效率。柔性自動化所要實現的目標就是使產品生產能夠更好的滿足市場需求，提升市場競爭力。與此同時，采用柔性自動化能夠拉近機械設置、機械生產、機械制造之間的關系，使集成化程度更高，大幅提升自動化技術應用背景下機械制造的效率。
4結束語
1．有利于提高學員學習的積極性和主動性
發揮學員學習的主觀能動性，使其通過自己的積極思考領會所學知識，運用所學知識在技能練習中完成任務。蘇聯教育家蘇霍姆林斯基說：“人的心靈深處，都有一種根深蒂固的需要，這就是希望感到自己是一個發現者、研究者、探索者。”互動式實訓教學的一個重要特征就是“參與性”，它通過強調實習指導教師與學員的雙向交流，充分調動雙方的積極性和能動性，從而活躍實訓課堂氣氛，使那些被壓抑在潛意識中的能量沖破意識閥門釋放出來，閃現出智慧的火花，實現教與學兩方面的最佳效益。互動式實訓教學方法需要實習指導教師在課前做大量的準備工作，有的實訓課程還需要實習指導教師對相關素材有長期積累。
2．有利于培養學員的自主學習精神，充分調動教與學的自覺性
互動式實訓教學要求實習指導教師最大限度地調動學員主動參與實訓課堂的積極性，教師必然要認真鉆研，精心備課，謀劃好既要把所講知識和技能使學員掌握，又要使學員主動參與到實訓教學中，這對實習指導教師也是一種教學上的鞭策和督促；同時互動式實訓教學要求增加學員參與的過程，這必然督促學員在課下認真閱讀及查閱相關資料，充實自我，以達到實訓課堂上參與相關主題的討論和學習的要求。
3．有利于培養學員學習技能的興趣
愛因斯坦有句名言：“興趣是最好的老師。”心理學研究也表明：人們對自己感興趣的事物總是力求探索它，認識它；興趣是一個人力求認識并趨向某種事物特有的意向，是個體主觀能動性的體現。布魯納曾說：“使學員對一門學科有興趣的最好辦法勢必使之知道這門學科是值得學習的。”互動式實訓教學讓學員參與到實訓教學中，激發學員的學習興趣，使教與學有機地統一起來，實習指導教師與學員在課堂上互相呼應，無論是課堂練習還是共同完成一件任務，氣氛變得活躍，實習指導教師和學員間的距離得以縮短，從而有利于實訓教學雙方最佳狀態的發揮，是有效提高實訓教學效果的好方法。
4．有利于培養學員的創新能力和實踐能力，促進創造性思維的發展
傳統實訓教學的教學方法僅對書本上的知識進行“分組編碼”讓學員認知。這雖然也是一種創造性的勞動，但不可避免的是學員不易發展創造性思維。互動式實訓教學注重學員的個性發展。傳統實訓教學抑制了學員的個性和創造精神，學員只是被動地聽、記，對內容理解少，按部就班地練習；互動式實訓教學則注重培養學員的創新精神，課堂上實習指導教師的任務是啟發、設疑，鼓勵學員獨立思考、大膽質疑、大膽提問、大膽發言，對學員提出的觀點給予分析、引導，增強學員在討論中的自信心。
5．確保學員的主體地位，促進學員綜合素質的提高
互動式實訓教學模式從素質教育的要求出發，立足于實施素質教育的主陣地——課堂，突出個人自學、小組討論、大組交流的教學形式，它確保了學員的主體地位，有利于創建民主和諧的學習氛圍，極大地提高了課堂教學效率，促進了學員綜合素質的提高。互動式實訓教學注重立足現實，能及時對學員給予引導，提高他們明辨是非的能力。
6．互動式實訓教學重視構建和諧的育人環境
傳統實訓教學只是通過實習指導教師的言傳身教影響學員，而忽視學員群體的互相影響作用。互動式實訓教學追求以人為本、以學員發展為著眼點，使實習指導教師和學員在交流中形成思維的撞擊與融合。實習指導教師尊重學員的心理需要，傾聽學員對問題的想法，發現其閃光點，形成共同參與、共同思考、共同協作、共同解決問題的教學模式，真正產生心理共鳴、觀點共振、思維共享、影響共有。同時，在互動式實訓教學的過程中，實習指導教師要有效地組織好學員的討論和交流，及時有效地處理各種突發事件，極大地鍛煉實習指導教師的組織調控與隨機應變能力。
二、互動式實訓教學模式在職業技術培訓中的應用
2．個人自學——互助互動的基礎
學員自主學習不完全等同于自發學習。自主學習指學員有自主選擇權（包括學習目標、學習方式、訓練內容等）的學習，具有獨立地自學探究和主動地與其他學員、實習指導教師交流互動的雙重特征。因此，自主學習是一個需要學員智力、情感態度、合作性共同參與的有意義的學習過程。學員的學習方式是進入學習情境，自學、探究、感悟、領會、理解知識；根據訓練題目自練、自測、自評，強化掌握知識；遇到疑難，主動與同學或實習指導教師交流互動。實習指導教師的教學方式是走進學員中間，了解學情，與學員交往互動（指導、引導、幫助），促進學員自主學習。有的要引導興趣，有的要鼓勵信心，有的要幫助解決知識疑難，有的要指導方法技能，每個都要評價激勵，強化學習動機。
3．小組討論——互助互動的主體
在學員自學、初步感知的基礎上，開始小組討論。由小組推舉代表發言，談認識并介紹思考過程；其他小組補充或質疑，引發爭論；實習指導教師給予肯定或補充。若產生分歧，實習指導教師要小心呵護學員的積極性，引導學員思維，點撥矯正；一旦出現創新，要給予極高的贊揚，使每個學員的閃光思維都成為全體學員共享的財富。每隔一段時間，小組要重組，但要保持“同組異質、異組同質”。
4．大組交流——互助互動的關鍵
在小組討論后，進行大組交流，即全班交流，可解決在小組討論后仍未解決的疑難或需要強化的重、難點問題。各組代表發言，相互評價和補充，提出疑難問題、討論解答。實習指導教師要注意啟發引導，實習指導教師和學員共同歸納總結。
5．練習評定——互助互動的檢驗
心理學家布魯納十分肯定戴爾的“經驗之塔”理論，并堅持“教學的過程應該從直接經驗入手，然后是經驗的映像性表象，再過渡到經驗的符號性表象”。他著眼于學生的心理操作特征，把戴爾的“經驗之塔”十多個層次的學習經驗進行了濃縮，將活動歸納為動作性、映像性和抽象性三個大的類別。布魯納的經驗分層理論啟示我們，數學教學活動的設計，應遵循經驗獲得的一般規律，從“直接性經驗—經驗的映像性表象—經驗的抽象性表象”，提供的數學活動任務及情境應該從具體到抽象，從實物到映像，從感官參與到思維符號的參與。《三角形的認識》中教學“三角形邊的特點”時，我讓每個學生都準備了四根不同長度的硬紙條。為了引導學生有效開展合作學習，我精心設計了學習提綱：（1）獨立選擇不同的硬紙條試著圍三角形，并填寫表格；（2）觀察表格中每個三角形的三條邊，你發現當三條邊有怎樣的關系時能圍成三角形，然后在小組里說一說。學生在學習提綱的指導下嘗試圍三角形，然后小組交流填表，為規律的歸納和概括積累充分的感性材料和經驗，這是“直接性經驗”。之后組織全班交流，根據學生回答，教師演示不同的情況，讓學生觀察和思考，形成“經驗的映像性表象”。接著再引導學生觀察表格，發現規律：三角形任意兩邊之和都要大于第三邊，從而進入“經驗的抽象性表象”。教學要始于直接性經驗，但不能止于此，而要逐步走向抽象。
二、實現個體與群體的經驗共享
新課程強調學生的合作交流，但這種合作交流應基于學生的獨立探究，這樣的交流才不會成為“無源之水，無本之木”。從數學活動經驗形成的角度來看，學生只有進行獨立操作、思考，才能形成獨立的數學活動經驗，激發個體的學習智慧。教師在設計數學活動時，要讓學生有獨立操作、探究的機會。如教學《搭配的規律》時，創設情境：兩頂帽子和三個木偶搭配，一共有多少種不同的方法？學生獨立操作，有的是無序的，有的是有序的。在集體交流時，學生的展示活動應從無序走向有序。而同樣是有序的搭配，有的是從帽子開始想起的，有的是從木偶開始想起的。在學生獨立操作探究的基礎上，展示不同的操作和思考過程，學生的個體經驗才可能實現和群體的共享，從而體會搭配時“序”的重要性———不遺漏，不重復，積累有序思考的數學活動經驗。如果一開始就采用合作的方式，學生的不同想法就會在部分學生的“強勢”中淹沒，經驗的個體化可能被淹沒，經驗生長和積累的過程也無法清晰地展開。
三、尊重學生經驗積累的差異性
學生由于知識水平、思維方式等的不同，其經驗積累也是有差異的。不同的學生在同一個階段積累的經驗的層次也不盡相同。教師在活動設計時既要考慮共性，即活動設計要符合學生的年齡特點和知識水平，設計的活動要讓所有學生都能參與，同時也要考慮學生的差異，設計的活動要關注不同層次的學生，經驗預期有一定的差異性，以滿足不同學生的需要。例如，教學《一一列舉的策略》時，對于問題：“18根1米長的柵欄圍成一個長方形的羊圈，有多少種不同的圍法？”最初的教學設計是先讓所有學生都動手擺小棒，體會周長和長、寬之間的關系，然后用自己喜歡的方法將結果一一列舉出來。后來，我選擇了思維水平不同的學生進行了學情調查，了解到有的學生抽象思維能力較強，能直接列式找到不同的圍法；有的學生能主動借助小棒或畫圖來進行思考；還有的學生在教師的點撥下才能想到用畫圖或擺小棒的方法找到結果。于是，我改變了原先的活動設計。出示問題后，讓學生自己選擇解決問題的方法，并將各種不同的圍法表示出來，同時提示如果有困難可以借助老師給大家提供的學具。在交流環節，我選擇了擁有不同思考方法的學生進行展示，收到了良好的效果。在這個過程中，不同思維水平的學生所積累的數學活動經驗的層次也是不同的：完全通過擺小棒方法得出不同圍法的，積累的是動作性數學活動經驗；擺了一兩個長方形之后，體會到周長與長、寬之間的關系，再根據關系繼續找到其他不同圍法的學生，積累的是動作性活動經驗加映像性數學活動經驗；直接用列算式的方法找到結果的學生，積累的是抽象性數學活動經驗。當然，對于思維處于第一個層次的學生，教師還要通過引導他們觀察擺出的長方形的長和寬，體會長和寬的和是不變的，使他們的思維在原有基礎上得到提升。
四、通過反思提升內化經驗
1.1基于電壓源換流器的柔性直流輸電技術在靈活的直流電壓源逆變器的基礎上,在立足電壓源換流器以及脈沖寬度調制調制的基礎上，形成了兩種技術組合成的一種新型直流技術。智能電網中的運用電壓源換流器的柔性直流輸電技術，不僅解決了直流和交流傳動加載點之間的問題,還簡化了設備,也有一個低得多的成本。
1.2柔流輸電技術所謂的靈活交流輸電技術,是一種集成電力電子技術,它可以靈活使用、方便快捷。這種技術可以有效而廣泛地對當前的范圍進行控制。而且在電力傳輸的過程中，柔性的交流輸電技術還可以改善線傳輸能力,可以減少備用發電機組容量,提高電源智能電網的穩定性。
1.3風力發電技術當前在風力發電的市場上，主要采用的主流發電機組都是雙向感應發電機與永磁同步發電機等設備。也就是說風力發電的過程中,可以根據風力轉子勵磁電流的頻率、速度，有效地實現控制發電機組有功功率和無功功率額目的,利用讓風力渦輪機的多級智能電網變速的特點，提高風能利用率，但是永磁同步發電機只能借助于全功率變頻器才可以。因此我們說,在智能電網中運用風力發電技術，可以更好的利用自然資源與能力，節省更多的人力物力與財力，節能環保。
1.4太陽能發電技術太陽能發電也叫光伏發電，因為在智能電網中，太陽能經常使用一個光伏陣列或一個數字光伏模塊和逆變器,蓄電池互連線，其是借助光伏陣列形成的。在光伏發電系統中,是基于一定的互連的當前值,因此在當前的調整中,在電池的幫助下，控制器對蓄電池組進行雙向的充電和放電控制,實現智能電網的安全可靠運行穩定的電力供應。
1.5高壓直流輸電技術所謂的高壓直流輸電,是使用的穩定直流沒有感抗,容抗也不工作,不同步問題,實現的。高壓直流輸電技術運用的遠距離大公路的直流輸電方式，這種方式在輸電的過程中，電容量非常大，而且比較文星。尤其是在架空線路和電纜遠距離輸送傳統電力,這種技術也同樣適用于通信系統要求獨立場合的連接。在智能電網中使用高壓直流輸電技術提高了電網的安全穩定性能。
2電力技術在智能電網建設活動中發揮作用
綜上所述,電力技術在智能電網的建設中發揮了重要作用,在這一點上,總的來說是很容易的。電力技術在智能電網建設中的影響具體的來說不外乎一下幾點：第一改善和提高電網運行水平和控制能力；第二滿足用戶對電能質量的需求,和改善電網服務質量；第三優化了電網資源配置能力；第四確保和提高電網互聯的風能和太陽能系統容量；第五對大中型城市電網容量和電流的提高,有效促了信息社會的發展。
3結束語
關鍵詞：電氣自動化控制技術；ESC系統；安全穩定
0 引言
電氣自動化控制技術是建立在電子信息和自動化技術之上的，以電氣控制系統為核心，以電動機為主要傳輸動力，具有自動檢測、信息控制等多項功能，利用自動化技術可使各項電氣設備自主控制完成電力生產任務。將其應用于電力系統中，可有效解決其復雜結構帶來的一系列問題，降低工作難度，減少人工勞動量，進而維護系統穩定運行，提高生產效率。然而在實際應用時，還有一些不足之處應引起重視，促進該技術在未來有更好的發展。
1 電氣自動化技術的功能及其在電力系統中的應用
1.1 功能
首先是自動控制功能，即對電力設備的自動控制，是自動化技術的一個重要體現。多采用分散式控制方式，實現對整個操作系統的控制，運行中若有設備出現異常，自動控制系統會及時發現， 并將故障電路切除，以免有電流經過，使得故障進一步擴大。而電力系統結構龐大，線路復雜，要想準確切斷電路，還需依靠分散控制來完成，所以說自動控制功能是維護系統整體穩定的一個重要保障。
其次是保護功能，受內部運行或外部環境影響，電力設備難免會出現各種故障，進而影響到系統安全。而電氣自動化控制技術則能夠保護設備運行安全，如輸入電壓不穩定時，自動控制系統會控制設備自動將高電壓轉換為低電壓，保護設備內部的元件和導線不被損壞，將可能會出現的風險降至最低，盡可能地保護設備安全。電力設備運行時的承受能力有限，一旦電流過大，必將受損，所以說自動化控制技術的應用，可提高設備的使用壽命。
此外是監督功能，主要是監督不穩定電流，因為電流不穩定時，對設備危害較大，自動化控制系統則能對其加以監督。此時顯示器上的指針會有所偏移，且信號燈閃爍，提示工作人員對線路進行檢查。進而控制不穩定電流，避免故障發生。
1.2 應用
首先是電氣產品的設計，為生產出高質量的產品，設計者必須具備極強的專業知識，并了解當前需要解決的關鍵問題，以及產品的用途和工作環境。以往多以經驗為主，缺少科學性，而且工作量較大，精確度低。而現代化產品則要利用高科技和現代化工具，如計算機等。另外，控制理論也越來越成熟，尤其是專家系統、遺傳算法等的應用，為產品提供了質量保障。
其次是設備故障的診斷，現代化電氣設備功能增多，智能化程度越來越高，故障也變得更加復雜，具有非線性的特點，檢測處理難度加大。傳統的方法顯然已不適用，而當前則逐漸形成了一套設計理論，以此對故障進行檢測。這是一大創新，在智能化產品故障檢測中較為適用，效率很高。當然還可以結合模糊邏輯系統等使用，進一步提升檢測效率。
2 新型電氣自動化控制技術的應用分析
2.1 案例
某電力企業為提高生產效率，降低故障發生頻率，于2003年引進了DCS系統。隨著用電需求的增長，電力系統變得更加復雜多變，DCS系統的應用可控制輸入輸出設備，從而采集系統的有關信息，并進行分析處理，然后對功率計電壓等加以適當調整。該系統以控制系統為基礎，具有分散控制、分級管理、集中操作等功能，在電力生產中一度發揮著重要作用。但隨著電網事業的改革，這種系統的弊端日益顯現，信息處理量有限，抗干擾能力較差，接線復雜，成本昂貴，且反應太慢，往往不能很好地處理瞬態電信號。為此，企業于2007年開始引進并應用電氣監控管理系統（Electric Control System），簡稱ESC系統，這是對計算機、信號處理、現場總線等技術的綜合應用，可對電力系統的自動化裝置進行有效的測量控制，并保護其安全。
2.2 ESC系統
該系統包括以下3層：（1）間隔層：由多個智能元件構成，如直流接地選線裝置、常用電壓保護裝置、自動準同期控制裝置等，可完成系統的專業化功能。多是通過嵌入式軟硬件技術開發的，由CPU、現場總線等設備；（2）通信管理層：主要由通信網絡和相應的管理裝置組成，利用以太網和現場總線將DSC系統、各項智能設備及其他子系統相連，實現其網絡通信工作；（3）站控層：包括各種專業軟件、通訊接口、服務器和監控設備，且軟件都具有數據采集、故障診斷的功能。
2.3 特點和功能
ECS 系統采用通信管理層和站控層組態一體化的設計， 可保證組態調試的一次性完成， 進行調試時可以更加方便， 并且符合人的操作習慣。 并且從整體出發綜合考慮系統的通信功能，保證站控層、通信層、間隔層的通信速度，并開設與 DCS、 MIS、 SIS 的通訊接口。并且 ECS 與 DCS 互相通信是不受限制， 還可以節省大量的通信纜線和變送器。 ECS 采用先進可靠地自動化電氣裝置， 完全可以不受通訊功能限制并可以獨立運行， 保證了系統的安全性和可靠程度。
ECS 系統的間隔層采用保護測控裝置， 抗干擾能力強，適用于復雜環境。且系統還采用了冗余容錯技術， 包括雙現場總線網絡、 站控層設備冗余等多種措施，保證了系統穩定。系統保護測控裝置局采用高性能的 DSP 并 IJ 微處理器，硬件系統采用多 CPU 智能化結構，大大提高了數據的處理速度。
3 結束語
電氣自動化控制技術在電力系統中起著重要作用，可保護系統安全穩定，提高工作效率。在今后，將進一步朝著智能化方向發展，有很多事項需注意，對于其中存在的問題，應及時解決。
參考文獻：
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[2]陳俊紅.淺論電力系統中電氣自動化控制技術的運用[J].商品與質量，2014（02）：143-145.
關鍵詞：現代信息技術條件；語文教學改革與創新；成效
近些年來，諸多職業學校為了推進教學環境的改革與創新，加大了教育信息化的投入。多媒體、校園網已像校舍、教學儀器一樣成為學校的必備設施，給教育教學注入了生機與活力。
透過現代信息技術給教育帶來的繁榮現象，作為基礎性學科，同時也是不可或缺的學科――語文，也成了現代信息技術的最大
受益者之一。與傳統的職業學校文化課教學相比，可以自豪地說，職業學校語文教學正在多媒體這一現代信息技術的推動下大步
前行。
筆者作為中等職業學校一線的語文教師，理性地分析其成效，不難發現，與我們對現代信息技術的應用是分不開的。表現在如下幾個方面：
一、授課教師根據學校所能提供的現代信息技術條件來設計
語文教學，或者說以現代信息技術為基礎來實現語文教學的創新
傳統語文教學在上古典詩詞，如，著名女詞人李清照的《一剪
梅》的時候，以教師泛讀、引導分析并板書為主。實現現代信息技術教學后，筆者設計了多媒體教學。首先把文章相關的文學常識交給學生自主完成，教師監督引導，并檢查筆記完成情況；其次教師下載視頻朗讀，這不僅提升了學生的視覺與聽覺效果，同時容易引起學生在情感上的共鳴，加速對文本內容的理解；再次是利用PPT
課件上課，條理清晰，邏輯性強，利于培養學生理解問題和分析問題的邏輯思維；最后是利用一些輔資料，強化學生的學習效
果，比如李清照的《一剪梅》歌曲，學生聆聽樂曲并學唱，學生喜而樂之。多媒體環境下的教學容量大，學生喜歡，學習積極主動，學習效果佳。
二、教學信息資源的統整優化了語文教學資源
陳至立同志強調，“要把教育信息源建設擺在中小學普及信息技術教育工作的重要位置”。“教育信息資源的建設要從兩個方面著手，一是篩選和梳理網上的有關信息；二是發掘、整合學校和有關部門的教育信息資源。在此基礎上建設適用的教育網站和信息資料庫。教育信息資源的整合要以此為原則。”
用我們柳州市第一職業技術學校做例子。我校根據這一精神指示，從2005年前后就進一步開發并完善適合我校的校園網站，2008年前后就開始著力整合各學科的教學信息資源。平時教師授課需要的精品信息、分類信息、鮮活信息源源不斷，足以進行日常教學，甚至公開課、示范課教學。我校網絡教育信息主要由兩大部分組成，一是教學信息，是精選且多樣的。二是教和學的參考或備用資料，這是大量且有序的。并且這些都是我們一線教師在日常的教學過程中，利用計算機及網絡的功能優勢實現的。其充分體現我校現代先進的教育思想，以學生最喜歡的方式呈現。這樣，無論從質或量上都對傳統的教材、教參、習題集等產生巨大的超越。
三、現代信息技術條件下職業學校語文教學條件的改革與授
課方式的創新，大大改善了師生關系
教學民主、師生平等是我們一貫的追求。而職業學校的學生，特別是中等職業學校的學生，大多是初中學習中的失敗者。由于屢屢失利，大多數學生對學習失去了信心，特別對文化課甚至產生了恐懼感，見到科任老師盡量避而遠之。傳統的課堂教學，學生的目光都不敢正視老師，更害怕被老師點名回答問題。現在信息技術條件下語文教學條件的改革與授課方式的創新，模糊了師生界限，把學習的主動權交給了學生，而教師只是引導者和輔導者。這樣，教師對每個實踐操作的學生個體或學習團隊可以全方位的掌控，學生在實踐操作過程中也不會拒絕老師的引導，而是有問題時都能積極主動的詢問。
四、職業學校語文教學環境的改革和教學方式的創新，提升了課內，延伸了課外
職業學校的學生文化底蘊都相對薄弱。教學信息化后，我們有條件采用全新的教學方式進行課堂內外的教學。最基本的教學中的教材、教參、黑板、粉筆等載體和手段，可以被計算機及網絡所提供的集成化的教學環境，如，多媒體學習系統、資料庫、演示環境、輔助學習工具、師生交互環境等所取代；教師可以利用多媒體充分表達教學意圖；學生可以通過下載學習軟件、網上查尋資料，通過電子郵件或BBS等與學生交流的方式來完成學業。在這樣的環境下，不僅提升了課內，也延伸了課外。教學模式或教學方式的改革和創新也就有了可持續發展。
再者，職業學校因材施教或學生個性化發展是我們不斷追求的一種教學狀態。但在傳統的班級授課中，教師不可能完全顧及幾十個學生的不同情況，即便人們探索出分層教學、差異教學等教學方式，也只是在一定程度上的改進，難以做到適合每一個學生。然而計算機網絡提供的宏富信息可以對學生的可能差異實施較大面積的覆蓋，從而實現對個性化的較全面的關照。計算機網絡可以遞進具有較大預設空間的課件，學生能從課件中選擇適合自己特點的教學服務，計算機網絡便捷的交互性，可以使學生得到適合的教師指導和同伴交流。這樣，因材施教或學生個性化發展會得以更好實現。
基于現代信息技術的教學改革與創新，基于“十”的召開，我們有理由相信，職業教育一定會向繁花似錦的職教大道繼續大步前行，職業學校語文教學也將成為職業教育花園中的一朵奇葩！
