航空机电工程论文范文

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学科建设：走向国际

机电工程学院现有电气工程及其自动化、自动化、机械设计制造及其自动化、机械电子工程等四个本科专业以及七个硕士学位授予权专业。一直以来，学院重视学科建设，以追求卓越为目标，同时突出计量检测的专业特色，目前已建有浙江省重点学科“检测技术与自动化装置”、国家质量监督检验检疫总局重点建设学科“检测技术与自动化装置”和“机械电子工程”。学院在高等学校本科教学质量工程的实施中，已建成国家级的“具有计量、质量、标准化特色的机电类专业复合型创新人才培养实验区”、国家特色专业和卓越工程师计划专业“自动化”、国家精品课程“传感器技术”、国家级“传感器技术课程教学团队”，还有浙江省《电路与电子技术》系列课程教学团队”、4门浙江省精品课程。获得多项国家级和省部级教学成果奖。

与学科建设相适应的是不断增强的师资力量，学院现有教职工一百余人，其中具有博士学位的教师将近一半，教授（研究员）十余人、副高职称教师四十余人。此外，全国五一劳动奖章、全国模范教师、全国优秀教师、浙江省高校名师、浙江省有突出贡献中青年科技人员、浙江省高校中青年学科带头人、新世纪151人才第二层次、第三层次等荣誉称号的获得者层出不穷。

为了更好地提高工程技术领域的国际竞争力，促进工程型人才的培养与国际标准接轨，机电工程学院与英国工程技术学会（简称IET） 建立了教育合作伙伴关系。

英国工程技术学会在全球127个国家拥有15万以上会员，是欧洲最大、全球第二大专业学术学会和全球最大的国际注册工程师资质认证机构。自2011年3月IET在中国推出“教育合作伙伴计划”以来，目前已经有包括清华大学在内的6所大学成为IET的教育合作伙伴。在IET2012新春晚宴上，接过IET颁发的“教育合作伙伴”资质认证证书的李青院长表示：学院将以IET国际注册工程师认证的要求，进行教育教学改革，使机电类专业的教育符合实际工程需求和国际认同。

通过合作，充分利用国外优质教育资源和人才资源，建设创新型科技人才队伍，机电工程学院开启了国际化战略的新航程。

人才培养：注重实践

机电工程学院的教学目标是培养能够从事现代制造的研究、设计和开发，以及系统控制、质量监督与管理运行等工作，具有创新精神和实践能力的高级工程技术人员。秉承“计量立校、标准立人、质量立业”的办学理念，学院不断深化教育教学改革，注重培养学生的创新精神和实践能力。以自动化专业为例，以“计-控-管”一体化为专业特色，在人才培养过程中，突出过程控制和运动控制中的计量检测、自动控制、信息处理与管理有机结合的专业建设思路，追求卓越与特色并重，以项目为导向，通过对工艺的熟悉和过程的了解，培养学生具有完整的控制系统设计观念。

除了在课内，学院还十分注重学生课外科技能力的培养，以竞赛为牵引，鼓励学生参与科技活动，极大提高了学生的科技兴趣与实践能力。学生每年都在国家、省级大学生机械创新设计大赛、科研类航空航天模型锦标赛等取得优异成绩。

2012年10月，由国家体育总局、科学技术部、教育部主办的“中国农谷杯”科研类全国航空航天模型锦标赛上，由机电工程学院组成的航模代表队通过与来自全国46所高等院校的1000余名运动员的激烈角逐，取得优异成绩，其中，遥控电动模型滑翔机竞技项目获得一等奖2项，三等奖1项；太阳能模型飞机设计飞行项目获得三等奖1项；遥控模型双机分离定点救援项目获得团体第四名；1kg级遥控电动模型飞机载重空投项目获得团体第五名；科技创新评比项目获得三等奖1项（太阳能飞机电池板最大功率输出调节装置）。另外，代表队在比赛期间表现出良好的组织性和纪律性，展现了勇于进取和顽强拼搏的精神风貌，获得组委会颁发的“体育道德风尚奖”。

2012年7月，机电工程学院学生参加了在西安举行的全国第五届大学生机械创新设计大赛，荣获两项全国二等奖；2011年浙江省第八届大学生机械设计大赛中，学生带着自主设计的机器人作品“双层巴士”出色地完成“穿越隧道”、“跨越壕沟”、“解救人质”等多个动作，经过实物竞赛、理论答辩等多个环节，以总分全省第一的成绩获得冠军；2011年10月，机电工程学院28名朝气蓬勃的航模队员来到山东省莱芜市，参加“雪野湖”杯科研类全国航空航天模型锦标赛，在无线电遥控电动模型滑翔机、遥控模型双机分离定点救援、1kg级遥控电动模型飞机载重空投三个竞赛项目及航空模型科技创新评比中，共获得奖杯3个，科技创新奖牌1个，银牌18枚，铜牌6枚，奖状35张的优异成绩，并且所参与的竞赛项目团体成绩均进入前三名……

各种各样的课外科技创新比赛对学生的实践动手能力、理论联系实际能力、协同协作能力等的培养和提高具有重要作用。

科学研究：面向前沿

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0 引言

“机电一体化”一词的英文名词是“Mechatronics”，它是取Mechanics（机械学）的前半部分和Electronics（电子学）的后半部分拼合而成的。由于机电一体化技术是其他高新技术发展的基础，其发展依赖于其他相关技术的发展，因此很多高校都开展了机电一体化这门课程的课堂教学。机电一体化是一门综合性实践性很强的课程，涉及知识面广、容量大，这门课的教与学都不容易。

传统的教学方法都是按照机电一体化系统的功能结构构成，将机电一体化系统分为若干个功能结构模块，逐一进行讲解，例如分别讲解机械本体功能模块，传感检测功能模块，中央控制功能模块等等，这样的教学方法易于学生理解，但是在无形中割裂了机电一体化系统各个功能模块之间的有机联系，为此必须结合机电一体化这门学科本身的特点，对其教学方法和教学策略进行改革与尝试，以期从中能够找到有效的复合机电一体化课程特点的教学方法与教学策略。

1 我国当前机电一体化类课程教学现状及其原因分析

结合我国目前高等教育的现状，造成当前机电一体化类课程理论讲不透、实验做不好、学得不扎实的原因主要有以下几个方面：

1.1 师生思想上都不够重视

从目前的高等院校的教学现状来看，重视理论教学轻视实践教学一直是我国高等院校理工科教学的传统方法，在这样的教学模式下，尤其是像机电一体化这样的课程，理论课本来就比较晦涩难懂，加之实践实训比较少，学生学到最后完全没有系统的概念和知识体系，对于机电一体化的理解只是停留在表面层次，因此必须要逐步加强实践实训。从体制上来说，师生自身对该课程的重视程度不够也是十分重要的原因，教师认为对于机电一体化课程教学任务重，往往疲于应付授课；而学生对于机电一体化课程知识的理解比较吃力，往往兴趣不大，加之实践实验时间较少，最后将实践实训流于形式，因此，师生在思想上不够重视是目前高等院校机电一体化课程教学的一个基本现状。

1.2 机电专业实践教学课程的设计不合理

机电类专业实践教学的课程内容包括很多技术内容，目前，绝大多数高等院校的机电专业课程体系受传统教育思想的影响，课程的内容过多过深奥，理论课时数太大，实践技能教学课时不足，而且内容陈旧。还有些学校脱离实际情况过高地制定了课程标准，导致教学与实践相背离。现在学校里学习的知识和社会上用到的知识相差很远，很多学生学习了很多知识，可到了社会上去无从下手。相关机电行业和企业很少参与机电类专业实践课程的制定，这也是导致高等院校机电专业的实践课程体系设置不合理的原因。

1.3 实践教学条件不完善

由于机电一体化类课程所开设的实验，往往实验设备体积比较庞大，集成度较高，价格昂贵，因此很多院校对于机电一体化课程实验所配置的实验设备都是很简单的，目前很多高等院校也在进行教学改革，增大实验实践课程量，但是相应的实践教学课程内容仍然或多或少的存留着传统教学模式的影子，主要表现在以下几个方面：

（1）实验实践条件差，硬件实验设备陈旧，很多实验台或者实验设备都是演示性实验，整个实验过程都是老师在做实验，学生只负责看，即使动手也是按照老师调试好的实验按照老师实验的顺序重复一遍，实验教学效果比较差，这使得整个实验就流于形式化。

（2）缺乏综合性的创新性的实验台供学生动手实践，目前机电一体化类的课程实验都只是简单的重复性的实验，缺乏激励学生创新动手能力的综合性实验，这使得机电一体化类的实验无法激发学生创新能力，无法提高学生动手实践能力。

（3）实验实践评价机制不够健全，很多实验实践流于形式，这导致学生对实验重视程度不够，多数学生的实验报告依靠抄袭完成，老师对学生没有印象，学生的实验成绩仅仅凭实验报告打分，实验实践评价机制的缺失使得机电一体化类的实验实践失去了价值。

2 机电一体化类课程的教学改革策略探讨

2.1 充实机电一体化类课程的专业实践教学内容和完善教学手段

在对机电一体化课程专业实践课程进行教学改革的时候，我们提倡应当根据各个院校各个专业自身的专业特色进行相应的教学改革，添加符合专业特色的实践教学内容，不断完善实践教学条件和教学手段，尽量弱化传统实践模式中的演示性的或验证性实验，加大动手实践实验及综合性实验内容，并和理论课程对应起来，使得学生在掌握理论知识的基础上进行相关实践实验，这样更容易掌握机电专业知识和技能。

2.2 重视机电一体化类课程的专业实践教学环节的考核

任何课程都需设置考核环节，同样的，机电一体化课程实践教学也需要考核，考核环节也是学生最为敏感的环节之一。传统的机电专业实践课程考核的方式是出勤考查、实验报考考查以及最后实验考查成绩相结合的方式，这种考查考核方式不能够考查出学生的完全实践能力，只能够从实验报告的完成情况给学生考核打分，因此传统的考核方式并不合理，就需要对传统的考核方式进行改革。

结合机电一体化课程实践教学的特点，对于机电一体化实践课程的考核不应该有一个统一的模式和标准，而是应该结合实践教学的方式和手段灵活的设定考核方式，采取定量结合定性的方法进行实践教学考核。简单的演示性或者验证性实验，应当减小考核的比重，而对于综合实验及动手考查较为全面的实验，考核比重就应当加大；另一方面，还可以灵活的采取口试笔试、现场提问、课程设计、综合课程实验等多种形式进行考核，重点不是考查学生的知识理解程度，而是应当重点考核学生对于实践技能的掌握和应用能力。

2.3 加大机电专业校内外实习实训基地建设的力度

对于机电一体化这样的实践要求较高的课程，实践实训基地的建设就显得十分有必要了。实践实训基地的建设力度直接关系到机电一体化课程实践教学的效果与成果，而学生实践能力的掌握也取决于实践实训基地的建设，以及实践实训基地实践教学内容的设置和安排。各院校要想真正提高机电一体化专业实践课程教学的效果，就必须加大对实践实训基地的建设力度。另一方面，机电专业校内外实习实践项目的开设依赖于实习实训基地，而目前多数机电专业课程依赖于金工实习的相关设备，因此对于机电一体化类课程的专业实习实践，必须要加强具有机电一体化特色的专业实习实践基地及其相关设备的投资建设力度，为机电一体化类课程及其专业的学生提供足够丰富的实习实践动手机会，以真正提高机电一体化类课程的专业实习实践能力水平。

3 结语

随着科学技术的飞速发展，教育的方法和手段应适应这一发展的需要，传统的纯理论教学已不能适应新的教育目标，加强实践能力和创新能力的教育已势在必行。本论文所探讨的机电一体化类课程实验教学方法及其教学改革策略的应用研究，是结合当前国内高等院校机电一体化类课程教学内容设置及其实验实践教学现状而提出来的，能够有效地提高机电一体化类课程的教学效果，对于这一类的理论知识多且深、动手实践能力要求高的课程而言，必须要不断加强实验实践教学的份量，而本论文也是重点探讨如何开展实践动手能力的训练，对于进一步提高机电一体化类课程的实验实践教学效果无论是在理论方面还是在实践方面都具有较好的借鉴和指导意义。

参考文献

[1]赵松年，李恩光，裴仁清.机电一体化系统设计[M].北京:机械工业出版社，2004.

[2]钟波，陈容，冯云.高职机电一体化专业实践教学模式的改革与探索[J].职教论坛，2006(6):79-80.

[3]韩培庆.高职教育实践教学模式改革的思考[J].职教论坛，2006(6):23-24.

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作者简介：李美艳（1982-），女，山东龙口人，中国石油大学（华东）机电工程学院，讲师；韩彬（1973-），男，山东东营人，中国石油大学（华东）机电工程学院，副教授。（山东 青岛 266580）

基金项目：本文系山东省教学改革重点项目（项目编号：2012018）、中国石油大学（华东）青年教师教学改革项目（项目编号：QN201318）的研究成果。

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）28-0151-01

一、焊接专业的发展

焊接是通过加热、加压或两者并用使同性或异性两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛，既可用于金属也可用于非金属。石油石化行业中，管道连接、压力容器以及钻采装备的制造等都离不开焊接技术。并且，随着石油钻采向海洋以及深海领域的发展，对焊接质量要求更为苛刻，迫切需要开发更加先进的焊接技术和设备。

高校传统的焊接专业培养模式源于苏联，以培养工程技术专门人才为主，我国最早于1952年在哈尔滨工业大学建立焊接专业，随后天津大学、清华大学等也纷纷建立了焊接专业。为适应通才教育的需要，1998年全国近百所高校把焊接专业与铸造、锻压合并为材料成型及控制（以下简称“材控”）专业。自专业合并改革后，部分焊接课程内容的压缩和实践教学学时的缩短，对国内焊接技术人才的培养产生了极大的冲击。[1]以石油院校为例，材控专业的毕业生踏入工作岗位后，很难短时间内适应实际生产中的技术要求。因此，将专业基础教育与工程培训相结合，来提高学生的工程实训能力是现阶段高校培养焊接技术人员的主流方向。

我国石油院校材控专业主要是突出焊接工程领域相关知识和实践技能的培养，使本专业学生毕业后能在石油、石化以及航空、航天、船舶、汽车、机械等相关行业从事焊接工艺设计及评定、焊接质量检测、生产技术管理及科研等方面的工作。以中国石油大学（华东）为例，2013版材控专业本科培养方案中，更加强调焊接基础理论、焊接工艺、焊接材料、焊接结构以及焊接生产等专业知识，对学生的工程实践能力提出了更高要求。

二、石油院校焊接专业工程实践教学的必要性

焊接专业特别强调综合工程实践能力，尤其是作为一名焊接技术人员，不仅应具有一定的工程应用意识和扎实的基础理论，还应该掌握焊接冶金原理、焊接工艺、焊接设备、焊接应力与变形控制以及质量检测等方面的专业知识。并且应具有一定的焊接工程实践应用能力，能够在该领域从事设计制造、技术开发、生产及经营管理等工作，解决生产一线的实际问题。目前，各高校在本科教学中主要是以课堂讲授为主，由于每位教师讲授风格不一，这种单一的教学方式无法体现教师的主观创造性和学生的学习积极性。尤其是当前高校以“90后”学生为主体，课堂“猛灌式”教学显然无法满足学生对专业知识的求知探索欲望，以及实际生产对学生综合实践能力的要求，因此迫切需要加强工程实践教学进度。

对于国内多数高校的焊接方向（专业）或材控专业，虽然综合实训、认识实习、生产实习、课程设计和毕业设计（论文）等环节已经被设置在本科培养方案中，但在实施过程中仍存在诸多问题。首先，部分学校或教师对实践教学的主观认识不足，且重视程度不够。其次，开展校外实习实践难度较大，目前很多企业单位不愿意接收高校学生开展参观实习，高校联系实习单位和实习基地途径受限。最后，校外实习成本较高也是阻碍实践教学发展的一个很重要的因素。此外，工程技术背景是高校焊接方向（专业）实践教学环节顺利开展的保障，而目前部分高校尚缺乏这一条件，致使学生实践环节不足、实际应用能力差，与社会需求有较大的偏差，缺乏竞争力。[2]因此，高校在培养焊接专业人才的过程中，不但要注重基础理论知识、专业知识和基本技能的培养，还应加强工程实践教学环节，提升学生专业技能。

国际焊接工程师（International Welding Engineer，简称IWE）是ISO14731国际标准中所规定的最高层次的焊接技术人员和质量监督人员，是焊接相关企业获得国际产品质量认证的要素之一，对焊接企业的产品认证、参与国际经济竞争起到重要作用，对焊接技术人员资格在世界范围内相互认可的趋势起到积极的推动作用。哈尔滨工业大学、南京工程学院、南昌航空航天大学等全国20多所高校先后在本科生教学中引入国际焊接工程师培训认证，[3]推动了工程实践能力的培养。实践证明，基于IWE培训认证的工程实践教学在拓宽学生就业渠道、提高就业竞争力方面，具有良好的效果。

三、工程实践教学与国际焊接工程师培训相结合的优势

石油石化行业装置和设备多属于高温、高压、强腐蚀介质范畴，尤其是压力容器，要求具有较高的焊接质量要求，这就对我国石油院校材控专业学生的焊接专业技能提出了更高的要求。

国际焊接工程师培训采用德国的培训模式，培训内容包括理论和实践两部分。理论部分主要包括焊接行业的现行国际标准（ISO）、德国标准（DIN）、欧洲标准（EN）、部分国家标准（GB）以及有关焊接材料、工艺、结构和生产四部分内容；实践部分主要关于气焊、气割、手工电弧焊、气体保护焊的实际操作。[4-6]将工程实践教学与在校本科生国际焊接工程师培训相结合具有以下优势：

第一，从具体的操作层面上去探讨材控专业教学模式的变革，构建“学历学位教育+职业资格认证”的人才培养模式，积极探索理论教育与就业前培训相结合、专业教育与工程教育相结合的教学改革模式，这是石油院校焊接人才培养中最基本、最直接和最核心的问题。

第二，通过实践教学与IWE培训教学体系相结合，培养专业知识扎实、工程实践能力强且能够适应企业需求的优秀大学生。同时，有助于促进材控专业学生的科技创新能力、创业能力的进一步提高。

第三，积极探索符合石油院校材控专业的IWE培训体系，结合本专业课程设置，调整和改进IWE课程培训内容及进度安排，使课堂与实践中的各个要素得到有机重组。

第四，以此为契机，促进“双师型”教师队伍建设，提高材控专业教师的工程训练和实践水平，建设一支专业知识扎实、工程实践经验丰富、工程能力强的高素质师资队伍。

第五，在原有焊接实验室建设的基础上，加强与工程训练中心的有机结合，切实有效的促进焊接专业实践教学的开展。

第六，通过IWE认证体系引入到石油院校材控专业在校学生的本科培养过程中，有助于拓展大学生的国际化视野，培育高素质应用型人才。

综上所述，材控专业学生在校期间参加国际焊接工程师培训，既能取得毕业证、学位证，毕业时又可取得IWE证书。不仅提高了自身专业能力和素质，而且拓宽了就业渠道，在二次就业中拥有了更多的机会。[3，7]但同时，国际焊接工程师培训作为与国际接轨的前沿职业培训，时刻面临着经济时代的挑战。作为高校教育教学改革的主体力量，学校和教师都应积极发挥主观能动性，以国际焊接工程师培训为契机，做好材控专业学生实践能力培养工作。

参考文献：

[1]初雅杰，王章忠，李晓泉，等.焊接技术与工程专业实践教学同国际焊接工程师培训的结合[J].中国冶金教育，2011，（6）：44-47.

[2]赵洪运.国际焊接工程师培训的思考与探讨[J].成人教育，2011，（9）：49-50.

[3]常凤华，张岩.国际焊接工程师培训与高校工程化人才的培养[J].电焊机，2009，39（3）：14-16.

[4]钱强.国际资质焊接人员培训规程及实施[J].焊接，2004，（9）：33-36.

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二、EI

《工程索引》（TheEngineeringIndex，简称EI）创刊于1884年，是美国工程信息公司（EngineeringinformationInc.）出版的著名工程技术类综合性检索工具。EI每月出版1期，文摘1.3万至1.4万条；每期附有主题索引与作者索引；每年还另外出版年卷本和年度索引，年度索引还增加了作者单位索引。收录文献几乎涉及工程技术各个领域。例如：动力、电工、电子、自动控制、矿冶、金属工艺、机械制造、土建、水利等。它具有综合性强、资料来源广、地理覆盖面广、报道量大、报道质量高、权威性强等特点。Ei公司在1992年开始收录中国期刊。1998年Ei在清华大学图书馆建立了Ei中国镜像站。为了让中国用户与全球用户同步使用EV2数据库，EI公司近期将实施EV2中国用户的平台转换工作。转换时间是2011年4月27日，平台转换后，现有成员将全部通过国际站点访问EV2数据库，清华镜像站点将停止使用。届时如用户仍登录原镜像站点，将会有弹出信息提醒用户使用国际站点。2009年以前，EI把它收录的论文分为两个档次。1、EICompendex标引文摘（也称核心数据）。它收录论文的题录、摘要，并以主题词、分类号进行标引深加工。有没有主题词和分类号是判断论文章是否被EI正式收录的唯一标志。2、EIPageOne题录（也称非核心数据）。主要以题录形式报到。有的也带有摘要，但未进行深加工，没有主题词和分类号。所以PageOne带有文摘不一定算做正式进入EI。金属工艺、机械制造、土建、水利等。它具有综合性强、资料来源广、地理覆盖面广、报道量大、报道质量高、权威性强等特点。Ei公司在1992年开始收录中国期刊。1998年Ei在清华大学图书馆建立了Ei中国镜像站。为了让中国用户与全球用户同步使用EV2数据库，EI公司近期将实施EV2中国用户的平台转换工作。转换时间是2011年4月27日，平台转换后，现有成员将全部通过国际站点访问EV2数据库，清华镜像站点将停止使用。届时如用户仍登录原镜像站点，将会有弹出信息提醒用户使用国际站点。2009年以前，EI把它收录的论文分为两个档次。1、EICompendex标引文摘（也称核心数据）。它收录论文的题录、摘要，并以主题词、分类号进行标引深加工。有没有主题词和分类号是判断论文章是否被EI正式收录的唯一标志。2、EIPageOne题录（也称非核心数据）。主要以题录形式报到。有的也带有摘要，但未进行深加工，没有主题词和分类号。所以PageOne带有文摘不一定算做正式进入EI。EiCompendex数据库从2009年1月起，所收录的中国期刊数据不再分核心数据和非核心数据。EI对稿件内容和学术水平的要求：

1、具有较高的学术水平的工程论文,包括的学科有:

——机械工程、机电工程、船舶工程、制造技术等；

——矿业、冶金、材料工程、金属材料、有色金属、陶瓷、塑料及聚合物工程等；

——土木工程、建筑工程、结构工程、海洋工程、水利工程等；

——电气工程、电厂、电子工程、通讯、自动控制、计算机、计算技术、软件、航空航天技术等；

——化学工程、石油化工、燃烧技术、生物技术、轻工纺织、食品工业；——工程管理。

2、国家自然科学基金资助项目、科技攻关项目、"八六三"高技术项目等。

3、论文达到国际先进水平,成果有创新。EI不收录纯基础理论方面的论文。

三、ISTP

《科技会议录索引》（（IndextoScientific&TechnicalProceedings，简称ISTP）创刊于1978年，由美国科学情报研究所编辑出版。该索引收录生命科学、物理与化学科学、农业、生物和环境科学、工程技术和应用科学等学科的会议文献，包括一般性会议、座谈会、研究会、讨论会、发表会等。其中工程技术与应用科学类文献约占35%，其他涉及学科基本与SCI相同。ISTP收录论文的多少与科技人员参加的重要国际学术会议多少或提交、的多少有关。我国科技人员在国外举办的国际会议上发表的论文占被收录论文总数的64.44%。在ISTP、EI、SCI这三大检索系统中，SCI最能反映基础学科研究水平和论文质量，该检索系统收录的科技期刊比较全面，可以说它是集中各个学科高质优秀论文的精粹，该检索系统历来成为世界科技界密切注视的中心和焦点。ISTP、EI这两个检索系统评定科技论文和科技期刊的质量标准方面相比之下较为宽松。

四、SSCI

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中图分类号：TP274.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）01-0125-02

1 引言

在材料、航空航天、机械等重要工程领域中为了提高工程结构的安全性和可靠性，需要通过实验应力分析来检验材料的质量。在实际应用中，实验应力分析的方法很多，其中以电测法中的电阻应变测试方法应用最为广泛。

应变测试仪在测量过程中有数据采集点多、数据采集量大的特点，同时又要求测试仪能动态实时地反映应变数据。由于测量过程中人工干预等因素，使传统的应变测试仪无法完成大量数据的实时采集和分析汇总。为此，本文设计了一套基于ADuC845微控制器的应变测试系统，以解决传统应变测试仪测量精度较低、校准不便、数据处理功能差等问题。

2 硬件设计

本文研究开发的应变数据采集系统采用ADuC845单片机为主控制器，能完成工业现场的应变数据采集和分析，应力数据采集系统硬件部分由自带A/D转换器的单片机系统、数据采集电路、继电器控制电路、通讯电路等构成，如图1所示。

本文选择ADuC845型单片机作为下位机处理器。ADuC845是ADI公司新推出的嵌有单指令周期8052闪存MCU，自带两路24位Δ-∑A/D、双12位D/A以及两个灵活脉宽调制输出的高性能24位数据采集与处理系统芯片。该芯片的数据处理速度达12MIPS，且设计简单，噪声低，非常适用于精密仪器仪表。

ADuC845内部集成的A/D转换部件包含两24位Δ-∑A/D模数转换器和一个10通道输入多路复用器。该ADC是由基于电容式ADC的常规逐次逼近式转换器组成，能接收的外部输入模拟电压范围为±20mV—±2.56V。ADuC845及其电路如图2所示。

由电桥电路采集到的应变信号相对微弱，需要通过信号放大才能进行后续的处理，系统中采用二级放大电路完成应变信号的放大。前一级采用差分放大电路，使系统能准确放大电桥电路输出的电压差同时抑制噪声信号。后一级主要功能是放大，将第一级放大电路的信号放大到合适用于AD采样的电压值。同时考虑到工业现场的高频干扰，在放大电路前设置了一个低通抗混叠滤波器。

3 软件设计

3.1 下位机软件设计

下位机主要完成现场的应变数据采集，采用模块化程序设计，由主程序、数据采集程序、数据处理程序、通信程序、延时程序等模块构成，以完成系统初始化、采集控制、通信控制、数据处理等功能。主程序流程图如图3所示。

为了降低外界干扰对系统的影响，提高采集精度，一方面采用高精度、高稳定度的ADC基准源同时对ADC输入信号进行RC高频滤波。另一方面在软件设计中采用滤波算法来减小系统带来的误差。在实际测试中，系统的采集精度能够接近理论上的24位精度。A/D转换流程图如图4所示。

3.2 上位机软件设计

上位机软件采用Delphi平台开发。根据功能要求系统由串口通讯、数据显示及数据保存三部分组成。 包含登陆界面、主界面、串口设置界面、密码设置界面、曲线绘制界面等五个图形用户界面，每个界面对应一个窗体，各个窗体之间相互独立，主窗体可以调用其它的窗体。主界面图5所示。

（1）应变采集与数据显示功能。能实时接收下位机的应变数据，对接收到的数据进行处理在上位机显示。

（2）应变数据记录和查询功能。通过文本或Excel方式对应变数据进行保存。其中采用Excel方式保存可以进行历史数据的查询。

（3）曲线绘制功能。通过绘制测试点应变数据的变化曲线，可以更加直观的来了解应变量的变化过程。

（4）报表打印功能。可以将绘制出的应变曲线打印出来，方便分析。

4 实验结论

本文对应变测试系统进行实验测试，将实验测量值与理论计算值进行比较，分析系统的测量误差。实验装置中，横梁的规格，长600mm，宽10mm，高28mm，材质为不锈钢，弹性模量。横梁中贴有7个电阻应变片，应变片的阻值R为120，灵敏度系数K为2.08。根据公式可以计算实验装置中各点的应力值，根据实测可得测量值。下表为理论值与测量值的误差（如表1）。

从实验测量数据，应力测试系统基本满足了测量的需求，而且系统性能稳定、可靠，具有较好的应用前景。

参考文献

[1]洪家平.嵌入式微处理芯片ADuC845及其在测量中的应用.湖北师范学院学报（自然科学版），2005（3）：53-56.

[2]庄坤领.基于ADuC845数据采集系统的研究与设计.中国海洋大学硕士论文，2009.

[3]刘敦涛，李翌，刘武.带高精度24位的AD转换的51核ADuC845.电子元件器件应用，2006.11：108-112.

[4]倪雪梅，成立等.低噪声高单位增益带宽双极型运放设计.半导体技术，2010（4）：388-392.

[5]周航慈.嵌入式系统软件设计中的常用算法.北京航空航天大学出版社，2010.

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碳纤维作为国家发展的战略性材料，被称为“新材料之王”，作为一种物理性能优异，能够耐受高温而不失强度，对一般的酸、碱有良好的耐腐蚀作用的材料，广泛应用于航空、航天、国防军工、体育器材等多领域。但传统碳纤维产品的制造方式相当复杂，首先要把碳纤维织成碳纤维布，以此作为制造物品的原料。然后再在模具表面涂胶，层层附上碳纤维布，进行压制、烘烤，才能成型。

本文针对现有非金属材料3D打印在工业领域应用的不足，以3D打印技术和碳纤维复合材料为结合点，充分发挥二者在材料性能和成型方式的优势，为3D打印的产品从简单的展示性应用过渡到复杂的功能性应用提供新的方法具有重要应用价值。

1 3D打印技术选用

FDM是目前技术比较成熟的3D打印类型，具有打印设备成本低、打印设备和材料成本低、打印过程少污染等有点，故选用FDM3D打印技术进行碳纤维成型打印系统的研究。

2 产品技术

根据材料特性，整合三维模型切片处理系统、3D打印控制系统、传感检测系统等，研发工业级高效高精3D打印系统。采用3D打印方式代替传统碳纤维长丝成型制造中编织、涂胶、铺布、压制、 成型等系列繁杂、低效的工艺流程。

2.1 硬件产品

2.1.1 碳纤维短纤材料制备装置

用于碳纤维短纤材料与其他材料（PLA、ABS、环氧树脂）的混合与制备，生产适合3D打印的碳纤维复合材料，并方便对材料性能进行测试。为研发碳纤维长纤复合材料的制定奠定基础。如图1所示。

2.1.2 碳纤维短纤3D打印机

打印机采用金属框架结构及改进的喷头，用来打印碳纤维短纤材料。机器安全文档，打印精度高。具有以太网、Wi-Fi、触摸屏等多种控制方式及摄像头功能，能够远程监控。既利于3D打印网络集群管理，又适合离线单机操作。为碳纤维长纤3D打印智能装备提供基础。

2.1.3 桌面型打印机

打印机整体机器结构简洁紧凑，桌面面积占用小节省空间，打印机的紧固件由自身打印件组成，可实现机器部分自我复制。运动机构原理一目了然，具有易拆卸及组装的特点，方便操作和学习，且价格低廉。

2.1.4 特色型打印机

巧克力3D打印机为多喷头多材料的碳纤S3D打印装备提供了基础。通过摄像头以及多传感器对打印机状态进行实时监测，增加了优化的三维模型处理功能，为碳纤维3D打印路径规划的研究提供了基础。同时，设备特色鲜明，利于走进生活。如图2所示。

2.1.5 三维扫描仪

三维扫描仪的研发为智能3D打印装备而定在线监测提供基础。扫描仪由2个激光头和一个摄像头组成，具有结构简单，扫描速度快，成本低，使用方便等特点。采用自主研发的三维点云采集软件导出ply格式文件，可与当今最主流的点云处理软件Geomagic、MeshLAB等软件兼容，方便用户根据自己的需求处理点云模型。

2.2 软件产品

2.2.1 控制系统

通过对核心控制算法的研究与多个分系统的集成，形成核心控制系统。并在此基础上，进行针对3D打印系统的实时操作系统的研发，为3D打印设备的研发提供基础。

2.2.2 三维模型路径规划系统

模型切片处理是3D打印的前提。对不同打印对象规划不同的合理的打印路径，同时提供针对混合材料的数字化表达模型，是碳纤维复合材料3D打印的三维模型处理的基础。

2.2.3 模型预处理与模型检测系统

能够为3D打印对象提供有效的3D打印合理性分析与模型修复机制，是提高工业用3D打印稳定性与智能型的基础。

2.3 碳纤维短纤3D打印材料

如图3所示。

2.4 衍生服务

主要包括3D打印产品打样加工等。（如图4所示）

3 总结

碳纤维材料由于其高强度、低密度的特性，被广泛应用于航空航天、军工等高端制造领域。本项目以智能碳纤维3D打印机、碳纤维3D打印材料为产品，与行业应用紧密结合，形成集“新型碳纤维3D打印材料--碳纤维3D打印设备--3D打印服务“为一体的应用。

主要优点为：

（1）用新型碳纤维材料代替传统材料，提升3D打印产品的性能。

（2）研发碳纤维材料智能3D打印装备，解决碳纤维长纤打印一体成型问题。

（3）提升3D打印的精度、质量，满足零部件对材料性能、精度、质量的要求。

（4）集智能物联、传感监测、智能诊断、动态工艺为一体，提升系统智能性。

（5）3D打印新型制造模式，为制造业转型升级提供服务。

参考文献

[1]黄汉生.复合材料在飞机和汽车上的应用动向（一）[J].高科技纤维与应用.2004，29（05）：16-23.

[2]卢秉恒，李涤尘.增材制造（3D打印）技术发展[J].机械制造与自动化，2013（06）：1-4.

[3]何新英.融丝沉积成型控制系统及工艺的研究[D].武汉：华中科技大学，2005.

作者简介

章桥新，武汉理工大学机电工程学院教授。

篇7

引言

可展机构具有承载力大但收拢时所占空间小，收放灵活和运输方便等优点。随着全球工业化的快速发展，机械基本上取代了传统的手工的发展，尤其在重工业领域，可展机构为人类生活生产提供了不可忽视的便利性[1]。但可展机构在机械原理、机械设计等传统文献中并没有具体分类研究，而且开发空间巨大。所以针对该类机构的系统性研究亟待加强。

1 可展机构的特点

（1）结构紧凑、尺寸小巧，且设备收缩后体积小。这是可展机构最大的优点，也使得其作业所要求的占用空间小。在地下水位较高的地区工作时对机坑的处理会十分简单。它能够在任何已有设备上直接使用，而无需修改设备结构和机坑深度[2]。

（2）载荷能力大、稳定性好。相对于其他机构来讲，大部分可展机构的承载能力偏大。由于其稳定的结构，可展机构在额定承载能力和伸展长度下，具有很好的稳定性。

（3）定位精准。大部分可展机构在运行过程能确保在行程的任意一点精确定位，并锁定高度，不像液压设备会因温度的变化或泄漏产生位置变化。

（4）运行平稳、噪音较低。由于其连续成型原理，无垂直方向爬行，使得机构运转平稳安静，除驱动装置的运行噪音，大部分可展器本身的工作噪音很低。

（5）效率高。大部分可展设备的总传动效率较高，通常可达到 80%以上。

（6）构造简单，使用方便。可展机构的结构精巧而简洁，所以可展器本身的安装工作简易而快捷，一块伸缩机构通常在很短的时间即可安装使用。

（7）通用性高。可展机构对使用环境没有太高要求，使其经常在太空、海洋等复杂环境下工作，并依然保持其稳定性。

2 可展机构的结构类型

2.1 剪叉式可展机构

剪叉式可展机构具有结构简易、承载量大、操控性好的特点，因此在各种环境下的装卸、现代物流、高空营救与作业中得到了广泛的应用[3]。剪叉式可展机构是一种传递力的结构，并且对力起导向作用。如图1，拐臂3、8分别与横梁焊接橐桓稣体，剪叉机构最高和最低处的剪叉臂分别与上、下板铰接，内剪叉臂10与滑轮7铰接，滑轮7可以在滑道11上滑动，内、外剪叉臂之间通过销轴5连接，可以绕其相对转动。气缸伸缩，柱塞拐臂8与气缸相对转动，从而使内、外剪叉臂绕销轴旋转，使滑轮在滑道中滑动，进而改变内、外剪叉臂夹角，从而实现机架的伸展与收缩，完成对机构上物体快速升降。是一种生活中常见而简易的可展机构，应用范围广，对驱动机构要求不高。但因其停止位置不够准确，精度较低的缺点，也使得其很难在高精度要求的环境下工作。

2.2 薄壁管式可展机构

薄壁管可展机构是一种原始的可展机构，它结构简单，展开运动是依靠薄壁发生弹性变形，展开所需的时间短。19世纪60年代，加拿大就研发了STEM。它是利用弧形薄钢尺本身能自卷曲的特性，完成机构的收拢和展开。在此基础上BI-STEM是由单个STEM发展而来的[4][5]。它是将一个薄片被重叠放在另一个完全一样薄片内部。改良后两个薄片形成的机构比一个STEM的钢片窄，提升了机构的机械性能，弯曲刚度和抗扭刚度。其收拢后超小的体积，简单的构造，使得薄壁管伸展机构在未来充满了开发空间。

2.3 铰接杆式可展机构

铰接杆式可展机构作为一种线性展开机构，展开后为格柱状，在太空十分常见，通常由几种长度不同、内带驱动弹簧的杆件和铰接头组成，展开状态下具有比其他可展机构更高的刚度，能够完成大跨度的伸展。这种伸展的原始驱动力为扭簧的弹性势能，在直流电机的驱动下，通过螺纹千斤顶驱动。铰接杆式可展机构具有精度高、展开刚度高以及展开效率高等优点。其铰接杆的纵梁较短，并非贯穿整个桁架，且纵梁和横向支架均为刚性。关节上的驱动弹簧提供了展开时的驱动力[6][7]。

2.4 充气可展开机构

充气式可展机构常用于大型次结构体的展开，如太阳翼、天线反射器、气闸舱等。1996年美国取得了膨胀展开天线空间展开试验的成功，并将该技术应用于展开式结构、展开式天线（如图4）和太阳电池阵等方面。近年来，各国专家针对空间充气展开结构进行了充分研究，因为它质量小、热稳定性高、收缩效率高、可靠性高、结构的复杂程度低，可应用的领域多。不同于其他可展机构活动机构过于复杂，所以有可能在不同环境不同领域下代替其他可展机构[8]，是未来可展机构的重要研究方向。

3 可展机构在不同领域的应用

3.1 航空航天

当今大型可展结构已成为航天科技的重要研究课题之一。无论是卫星上的可展天线、航天器上的气闸舱，可展机构在航天航空领域的身影无处不在。航空航天领域已有的可展结构主要有直线可展机构和螺旋式可展机构两种。其中更多的体现在卫星上的天线系统。卫星上的天线伸展机构是卫星反射器和卫星星体的连接部分。对卫星的天线反射器起到固定支撑的作用。在人造卫星开始环绕地球运转后，天线伸展臂会带动天线环形桁架一起展开，是确定天线环形桁架工作位置正确的重要因素，保障了卫星信号的正常接收与发射。天线伸展臂能否及时、准确的伸展到位直接影响了整个卫星发射任务的成功与否。同时，对于卫星整个物理结构来讲，可展机构在展开状态下，它的结构参数对整个天线系统的动力学特性具有很大影响[9]。所以，可展机构在航天领域的研究是非常有价值的。

3.2 日常生活

可展机构在生活中的应用主要体现在舞台的升降。1988年，具有加拿大专利技术的板带自组螺旋可展器于美国加利福尼亚州的退伍军人纪念中心首次进行使用。它是将一盘水平螺旋板片拉开，如图5。然后连续插入一种垂直螺旋片，就组合成一个由两种螺旋片连续自锁的垂直螺旋管柱。水平螺旋板片的上下表面设有特制凹槽，能够保证垂直螺旋板片轻松地啮合并精准的定位。这一组长螺旋组合结构在垂直方向能承受很大载荷，并将载荷连续增大和降低[10][11]。且运行平稳工作噪音小，所以能够很好地完成舞台升降的任务。除了舞台升降机构，学校等公众场合经常使用的电动伸缩门，其实也是一种典型的剪叉式可展机构，由很多的铰接杆重复铰接构成，通过改变杆与杆之间的夹角，完成整个伸缩门的开合。它超大的伸展行程成了它最大优点，简单驱动方式和低廉的成本，也是它普及的重要原因。

3.3 机器人领域

如图6所示是一种应用于清理炮弹发射后炮筒内的残留的尘土、油垢和渣土等问题而发明的一种旋转可展机器人机构[12]。它是基于空间可展机构运动特征分析，将一个旋转的底盘和一个空间可展机构结合在一起，形成一个具有旋转伸展功能的机构，代替士兵完成武器内部的保养任务。具体结构如图6所示[13]。解决了炮筒内部的可能存在问题，节省战场上的宝贵时间，体现可展机构在机器人领域应用的重要地位。

4 结束语

可展机构具有展_后面积大、收拢时占用空间小且便于收放和运输等特点。在航天航空、日常生活，机器人等领域应用广泛。因此这种机构的机械设计和运动分析研究得到国内研究机构的普遍重视。而对于不同可展机构的开发与应用，还需要更多针对性的研究与探索。

参考文献

[1]韩莹莹，袁茹，郑钰祺.环状可展机构运动学分析方法及应用研究[J].中国机械工程，2013， 24（9）.

[2] 张颖，段慧文.“大螺旋”在剧院领域的应用[J].演艺设备与科技，2005，11（5）.

[3]虎小舟，虎军科，胡国华.剪叉式举升机构建模及关键参数的研究[J].机械设计与研究[J].2010，26（4）.

[4]赵国伟，杜杉杉，卫巍 .伸展机构技术的空间应用与发展趋势[J].机械技术史及机械设计，2008.

[5]林上民.空间伸展臂的结构设计与分析[D].西安电子科技大学，2012.

[6]MAguirre Martinez，DH Bowen，R Davidson，etc. The Development of Acontinuous Manufacturing Method for a Deployable Satellite Mast in CFRP，1986.

[7]Gross，D Messner. The Deployable Articulated Mast--enabling Technology for the Shuttler Adar Topography Mission[C]. Proceedings of the 33rd Aerospace Mechanisms Symposium，1999.

[8]孙宏图，袁茹，王三民.正方形可展机构的运动学与动力学特性研究[J].西北工业大学学报，2013（4）.

[9]王刚，袁茹.大型空间天线伸展臂的结构优化设计[J].机械设计及理论，2006.

[10]刘永光，甘立刚.伸缩可控的杆状空间伸展机构研究[J].机械工程师，2007.

篇8

关键词： 湖北省；高职；发展格局

Key words： Hubei province；higher vocational education；development pattern

中图分类号：G718.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）11-0266-02

0 引言

高职教育的发展格局如何，作者选取了一个非常有意思的角度，选取了湖北省内10所具有一定影响力和知名度的全日制的高职院校，这些院校分别为武汉职业技术学院、湖北科技职业学院、武汉民政职业学院、武汉城市职业学院、武汉工业职业技术学院、武汉交通职业学院、湖北商学院、湖北交通职业技术学院、武汉航海职业技术学院、武汉船舶职业技术学院，从他们的招生简章来探讨这个问题，发现一些有趣的现象。

1 各高职学校的历史与招生人数比较

在招生简单中可以明了地了解湖北高职学校发展的历史，武汉职业技术学院是教育部批准独立设置、湖北省人民政府主办、湖北省教育厅主办的全日制普通高等学校。湖北科技职业学院是经湖北省人民政府批准、教育部备案，具有独立颁发学历文凭资格的省属全日制普通高等学校。武汉民政职业学院隶属于湖北省民政厅，是全日制普通高等职业院校。武汉城市职业学院创立于1904年清末湖广总督张之洞创办的两湖总师范学堂，是湘鄂两省近代师范教育的发端。2004年更名为江汉大学实验师范学院，培养小学、幼儿园教师。2007年更名为武汉城市职业学院。武汉工业职业技术学院是由武汉市政府主办的面向全国招生的全日制综合性高等职业技术学院。武汉交通职业学院是直属湖北省教育厅领导和管理的公办全日制高等学校。湖北商学院是经教育部批准、湖北省人民政府主管、武汉市人民政府主办的普通本科院校，也是唯一一所高职的本科院校。湖北交通职业技术学院是经湖北省人民政府批准、教育部备案的全日制公办高等职业院校，是湖北省交通厅主办的唯一一所院校，有60年的办学历史。武汉航海职业技术学院是经教育部批准，中国外运长航集团举办的唯一一所公办普通高等职业院校。武汉船舶职业技术学院创建于1950年，是一所中央与地方共建、由湖北省人民政府管理的主办全日制普通高等学校。从2013年的招生简单中，作者对各学校的招生人数进行了比较（表1）。

以上的学校都是全日制院校，大部分的历史有40年以上。有中央与地方共建的，有湖北省人民政府主办的，有市政府主办的，也有民政厅和中外运长航集团主办的。办学的主体多样化。十所院校中，几乎90%以上的学生从湖北省内招生，可以看出高职在湖北省内招生的竞争是十分残酷的。其中举办本科的高职院校只有湖北商学院一所，其余都是专科学校，高职教育的层次还十分单一。除了武汉职业技术学院招生6890名，武汉船舶职业技术学院4700名，武汉交通职业学院4600名以外，其余都在4000人以下，我们可以看出湖北的高职招生是以武汉职业技术学院为龙头，武汉船舶职业技术学院和武汉交通职业学院紧紧跟随而其余学校为补充的多层次的高职群落。而武汉交通职业学院和武汉船舶技术学院从名称上也可以看出是高职类的偏重于交通和船舶方面的专科学校，虽然现在这两所学校已经向综合性高职方向发展，但其本身交通和船舶方向的发展功底还在。

2 各学校专业的比较

设立有建筑工程学院的有两个学校的是武汉职业技术院校和武汉工业职业技术学院，但这两所院校的偏重又不太相同，武汉职业技术学院偏重的是适合房地产开发行业的建筑工程类学生，而武汉工业职业技术学院则偏重的是工业用空调的安装人员和大型场馆建设人员。

除民政学院外，其余九所学校都设有工程学院或相关学院。大部分的学校工程学院都涉及有机电一体化、模具和汽车行业。而有些高职设有特殊的工程专业：如湖北科技职业学院设有石油工程学院，武汉交通职业学院和武汉船舶职业技术学院设有船舶与海洋工程学院，武汉交通职业学院设有交通与工程学院，湖北交通职业技术学院设有道路与桥梁工程系，武汉航海职业技术学院设有轮机工程系，武汉船舶职业技术学院设有动力工程学院。这十个学校都设有经贸方向的专业，武汉航海职业技术学院虽没有单独的商贸学院但设有航运物流系。另外机电与计算机在这十所学校中所都占有重要的一席之地。除武汉航海职业技术学院和武汉船舶职业技术学院外，所有学校都设有艺术方向的专业。除武汉科技职业学院、湖北交通职业技术学院和武汉船舶职业技术学院外，其余七个学校都设有旅游方向的专业。另外有些学校设有一些特殊的专业：如武汉民政学院设有民政管理系、老年事业服务与管理系、康复医疗系。武汉城市职业学院设有学前教育学院、初等教育学院、职业网球学院。武汉商学院设有体育与马术学院、烹饪与食品工程学院。

3 各学院对专业的理解不尽相同

各学校在发展自己相同的大专业，如艺术专业，但各学校有着不同的对艺术专业的理解。如武汉职业技术学院的艺术设计学院拥有环境艺术设计、景观设计、动漫设计与制作、电脑艺术设计、产品造型设计、数字传媒艺术方向。武汉城市职业学院则拥有装饰艺术设计（包括中央财政支持建设方向和环境艺术方向）、广告设计与制作、视觉传达艺术设计、文化创意与策划（奢侈品文化与营销管理）、初等教育（美术）、新闻采编与制作（包括网络编辑和影视制作两个方向）、动漫设计与制作方向。武汉商学院的应用艺术系则拥有动漫设计与制作、摄影摄像技术、环境艺术设计、服装设计（其中包括一个汉绣方向）、艺术设计方向。我们发现，各学校对艺术专业的理解不一样，或者因其发展历史不一样，其艺术专业中小的培养方向也各不相同，武汉职业技术学院偏重于通过对整个艺术通用的整体分类，来发展自己的艺术专业；而武汉城市职业学院则因其师范的历史，在其专业发展中重视对美术教育人才的培养，同时也关注现在中国的消费品市场的发展，开设了针对奢侈品方向的文化创意与策划小的方向；武汉商学院则以传承和发展汉绣为已任，开设了汉绣方向的服装设计专业。

4 各学校与企业合作的形式也很多样

从武汉职业技术学院各学院的学生就业企业来看，几乎所有国内外知名企业都在它的学生就业名单里。如机电工程学院的学生就业单位主要有富士康集团、深圳华为公司、上海大众有限公司、上海通用汽车有限公司等；电子信息工程学院的学生就业单位主要有烽火集团武汉光迅科技股份有限公司、深圳华为慧通有限责任公司、广东长虹电子有限公司等；计算机技术与软件工程学院的学生就业单位主要有百度（中国）有限公司、腾讯网、淘宝网、新浪网、网易网等；旅游与航空服务学院的学生就业单位主要有雅高酒店集团、迪拜金棕榈集团、大韩航空、南方航空等，学生的就业单位是社会上你几乎可以想得到或想不到的大、中、小型企业。

除了就业上与企业合作以外，企业与各学校合作办了不少的定单班，在武汉交通职业学院，宁波逸东豪生大酒店设立了酒店管理的订单班，中国国旅集团――武汉国际旅行社设立了旅游管理订单班，富士康集团设立了应用电子技术订单班，武汉地铁集团设立了交通安全与智能控制订单班和机电一体化的订单班，马士基航运集团设立了航海技术和轮机工程技术的订单班。

武汉民政职业学院则与企业更深度的合作，学校利用企业的培训的品牌，而企业利用学校的资源进行合作培训学生，与民政学院合作办学的企业有武汉宏鹏咨询有限公司、武汉海天世纪航务有限公司、武汉雅博教育服务有限公司与光谷金融港合作的公司以及武汉四维创意教育科技有限公司。通过上述的深度合作，学校收取学生学历培养的费用，而企业则收取学生职业技能培训的费用，学生的就业由学校和企业一起给予推荐，收到了双赢的效果。

多种形式的校企合作办学已经在高职学院展开，其多种形式不胜枚举。

5 与区域经济和国家发展战略的拟合程度不高

从湖北省战略性新兴产业发展“十二五”规划中，政府真金白银地投入了节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能力汽车等七大新兴产业，在2015年，新一代信息技术产业力争产值达到2500亿元，高端装备制造产业产值达到2000亿元，新材料产业产值突破2500亿元，生物产业产值达到1300亿元，节能环保产业产值达到1700亿元以上，新能源装备产业产值超过1000亿元等等。

但是我们发现，新材料、节能环保、新能源等产业许多高职院校鲜有涉及，而大部分学校了新一代信息技术、生物、高端装备制造等产业，但是其进入程度比较浅，而且进入面比较窄。如在生物产业中涉及了四个方向：生物医药、生物医学工程、生物农业和生物制造方向，但是，许多学校则偏重于生物医药和生物制造的比较浅层的方面，学生大部分进入的是医药企业的流水线上，做着最基层的工作，学生的创造性和工作满意度都不太高。

对湖北高职院校发展现状的一些思考：

湖北高职院校基本上形成了一个良好的生态发展群落，以武汉职业技术学院这所综合性高职院校为龙头，第二集团和第三集团共同发展的良好态势。各学校有相同的方向，但因为各种原因，有自己发展的不同方向，形成了既竞争又互补的共同发展之路。在湖北高职院校的发展中，各院校有着自己展的思路，发展手段灵活，发展形式多样，有着鲜明的自我特色。

但是由于高职的发展历史普遍不长，最长的高职学校的武汉城市职业学校的历史也才60年，其发展经验不足，发展模式也有待发展，与区域经济的关系也有待贴合，以及其发展水平有待提高，这是需要湖北高职院校急需考虑的问题。

参考文献：

[1].

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1推行导师团队模式的现实需求

长期以来，我国研究生培养实行导师负责制。导师的职责从研究生的招收与录取中就开始体现，直到研究生培养方案的制订、研究生部分课程的讲授、研究生科学研究和学位论文的指导。由于导师负责制的责、权、利明确、清晰，在研究生培养中起到了关键性作用。

自2000年起，我国的研究生招生规模每年都以20%～30%的速度增加[1]。而作为研究生培养者的导师资源却没有快速增长，指导教师数量无法满足研究生的培养需求，导师与研究生比例失调，阻碍了研究生培养质量的提高。

与此同时，随着科学技术的发展，学科之间的联系越来越紧密，学科的交叉、渗透日益突出。计算机学科是一个新兴学科，发展速度快，应用领域广，学科交叉和渗透就更加突出。“金无足赤，人无完人”，计算机学科教师掌握和积累知识的广度是有限的，往往限于个别研究方向，即使是最优秀的教师，也不可能成为“百科全书”式的导师。这样一来，教师个人知识的专门化和计算机学科发展的快速化、综合化形成了尖锐的矛盾，给传统导师负责制带来了挑战。

在这种情况下，推行导师团队模式成为新时期计算机学科研究生培养的客观需求。研究生导师团队，是由少数知识互补而又相互关联、为实现特定目的而承担相应责任的研究生导师组成的小组[2]。研究生导师团队具有鲜明的特点。一是成员互补。导师团队不是高学历、高职务教师的简单叠加，它由不同年龄、性别、职务的导师组成，他们各自拥有不同的个性特征、成长经历、知识结构和研究方向，因而有利于拓展思维，开阔视野，发挥团队的互补优势。二是分工协作。研究生的培养不是单个导师所能完成的，而是基于团队成员，具有互补性，通过团队成员间的力量整合、通力协作实现的[2]。

2导师团队模式的优势

2.1提高研究生培养质量的源泉

导师团队模式是提高研究生培养质量的源泉。不同知识背景与学术专长的导师组成的导师团队，改变了过去单一导师指导下带来的知识面不宽、专业领域过窄的缺陷。导师团队由不同学术背景、成长经历、学术风格、思维模式的导师组成，每位导师都有自己独特的研究视角、研究内容和研究方法。笔者所在的团队中，每个成员都有自己的突出研究方向：有的成员专门研究本体和语义技术，有的成员研究煤矿大型设备的故障诊断，有的成员则研究数据挖掘。研究生可以从每位导师那里接触到相关学科不同的研究方向，甚至跨学科的有关知识，拓展知识面；研究生还能从学习内容、科研方法等方面吸收每位导师的精华，摆脱导师负责制下的思维定式，开阔学术视野，拓展研究思路，促进学术创新[2]。

导师团队模式还有利于团队精神的培养。在导师团队的共同指导下，研究生在一个群体性研究队伍中从事科学研究活动，每一个学生不再局限于狭隘的“师徒”关系中，其努力都是在为提高整个团队的学术影响力作贡献。久而久之，学生将在潜意识中积聚团队意识，透彻理解合作的力量，产生集体荣誉感。

2.2进行导师学术交流的纽带

导师团队不仅有利于提高研究生的培养质量，而且是导师间学术交流的纽带，导师能通过学术交流提高自身的学术水平。有了导师团队作交流平台，有了实力雄厚、知名度较高的学术带头人，便可以形成良好的学术氛围，每一位成员都将成为受益者。年轻导师有激情和活力，思维敏捷；中老年导师思想成熟、基础扎实，两者相互补充和促进，共同进步。导师团队可以充分发挥老专家“传、帮、带、导”的作用，培养一批高水平的研究生导师，尤其是青年教师，在“学生”与“导师”双重角色的快速、反复转换过程中，其综合素质将得到快速提升。笔者所在团队来了一个新成员，博士期间专门研究本体和语义技术，我们通过和其交流，拓展了知识面、开阔了视野，收益匪浅。我们将本体和语义技术引入到各自的研究方向中，收到了很好的效果。

2.3实现学科交叉的有效途径

导师团队模式是实现学科交叉的有效途径。以计算机学科为例，要想使计算机技术在煤矿生产自动化方面发挥作用，我们还必须熟悉机电工程、工业控制和自动化等，进行学科交叉研究。当代工程技术和科学研究问题往往具有跨学科性质，单一学科的研究方法难以解决相关问题，需要组织不同的学科，从不同的角度，用不同的思维方式，集成不同的研究手段来解决。导师团队成员具有不同的学科背景，采用导师团队模式指导研究生，将研究生置身于多学科环境中进行培养，有助于理论知识、研究方法、思维方式的交叉和综合集成。鼓励和引导研究生从事多学科交叉研究，加深研究生对不同领域的了解，而合理、适度、持续的学科互动有助于形成学科之间的协同效应。通过吸收各学科精华，集各学科特长，可以发现新的行之有效的方法，提高研究生的创新能力。

3实施导师团队模式的保障性措施

3.1建立完善的梯队结构

要完善导师团队的组成结构，导师团队应由不同学科专业、不同知识层次、不同专业特长的教师组成[3]。在学科和专业构成上，强调以本学科专业的教师为主、以相近和相关专业的教师为辅；在学历层次上强调博士、硕士学位的教师相结合；在职称层次上应以教授、副教授和讲师等不同层次的教师相结合，组成一支在知识结构上相互补充的研究生指导小组；在年龄问题上，应该考虑老中青的结合，充分考虑年长者的经验优势，年轻者接受新知识快的优势。另外，还要充分考虑导师团队成员应来自尽可能多的学校，以将其他高等学校的先进思维方法融入到团队中[4]。笔者所在的导师团队由2名教授，5名副教授和多名讲师构成，团队成员来自中国矿业大学、西安交通大学、南京航空航天大学、同济大学等高校，学科专业涵盖了计算机、通信、控制和自动化等。

3.2定期举行学术交流活动

耶鲁大学每个实验室内部都有每周一次的实验室会议和读书报告，所有从事研究的人员轮流报告；每学期每位研究生都必须在全系汇报一次自己的研究进展。笔者所在的团队参照耶鲁大学的做法，并根据本实验室的具体情况做了相应的改动。首先，研究室每个研究小组内部每周进行一次小组会议，由小组内研究生轮流汇报自己最近的研究进展与读论文情况，并展开讨论。然后，每个月开一次实验室会议，每个研究小组汇报最新的研究进展、下一步的工作计划等。另外，团队成员还要在新学期初开展过去一个学期研究课题的总结、汇报和交流活动。上述活动为团队成员提供了相互学习、相互交流的机会，开阔了团队成员的视野，拓展了知识面。为了更好地进行学术交流，每年每位研究生可以外出参加一次高水平学术交流活动。另外，研究室还不定期邀请国内外知名专家来做学术报告。

3.3健全管理制度和考核奖励机制

“无规矩不成方圆”，健全管理制度和考核奖励机制是团队有效运行的保证。团队成员为着一个共同的目标而聚集在一起，需要有相应的规章制度进行管理。一方面要明确导师的岗位职责、权利与义务。团队负责人负责整个团队工作的协调。每位导师应积极参与研究生的指导工作，履行学术义务，起模范带头作用，避免出现导师团队虚化和流于形式的情况。导师团队成员要相对稳定，以保证工作的连续性。研究室为每位导师提供一定的办公场地和设施，以及必要的物质保障。另一方面还要明确研究生的权利与义务。研究生应积极参与学术讨论，并按学校要求公开发表学术论文。研究生还应参与一定数量的横向项目，提高实践能力，积累项目经验。笔者所在的团队要求导师在内的所有成员在过程中必须严格执行论文审核程序，由导师团队对论文进行审核，无修改意见后方能投稿，绝对不允许私自投稿。每学期课题组都会从学术研究成果和参与横向科研项目等方面对研究生进行按绩考核，根据考核结果给予不同数量的生活补助。

3.4科学处理学术分歧

每位导师都是具有独特个性的知识分子，有自己的思维方式与学术思想。不同成员对某一学术问题产生见解分歧是难免的。一方面可以通过充分讨论，寻找科学解决学术分歧的方法。更重要的，成员之间对学术观点应采取包容、容忍的态度，容许别人有判断的自由，科学地处理学术分歧。宽容是做学问的一种风范、一种修养、一种理念、一种精神境界。学术思想、学术成就总是在宽容的学术氛围与尊重不同意见的自由争鸣中诞生、形成和发展的。学术需要宽容，宽容造就学术[2]。

4结语

计算机科学技术的发展使学科联系日益紧密，学科交叉渗透日益突出，推行导师团队模式成为新时期研究生培养的客观需求。笔者总结了在计算机学科推行导师团队模式的优势。导师团队模式是提高研究生培养质量的源泉，是进行导师学术交流的纽带，还是实现学科交叉的有效途径。本文还给出了实施导师团队模式所需的保障性措施，包括建立完善的梯队结构，定期举行学术交流活动，健全管理制度和考核奖励机制和科学处理学术分歧。

参考文献：

[1] 张静. 优化师生关系是研究生培养机制改革的关键[J]. 学位与研究生教育, 2008(3):61-65.

[2] 张意忠. 论导师团队建设对研究生培养质量的提高[J]. 江西师范大学学报:哲学社会科学版,2009,42(1):130-134.

[3] 孙政荣. 研究生培养实行导师组制的探讨[J]. 浙江理工大学学报,2006,23(1):87-89.

[4] 王世杰,郑鹏,王洁. 以规范的导师组架构提高研究生培养质量[J]. 沈阳工业大学学报:社会科学版,2009,2(4):373-376.

A Tutor Team Model for Postgraduate Cultivation

XIA Shixiong, WANG Zhixiao

篇10

关键词：产学结合 毕业设计 应用型 校企协同创新 机类专业

一、引言

我国独立学院的教学目标定位，几乎无不例外的是培养应用型人才。在培养模式上，应用型本科应以适应社会需求为目标，以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案，以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系，重视学生的技术应用能力的培养。特别是要注重强化学生在生产第一线的技术实践经历，使学生能够在构建技术学科理论的基础上得到足够的现代工程技术训练，获得较强的专业技术能力。

独立学院机类专业产学结合的毕业设计应该成为应用型本科教学特征体现的最为重要环节。毕业设计是大学学习深化和升华的最后重要阶段，技术应用要与时俱进，学生综合四年所学的知识，独立分析和解决工程实际问题。应用型本科毕设题目应来自于生产第一线的实践或具有工程实际背景，做到真题真做，让学生在解决生产实际问题的同时，培养和提高学生分析问题能力以及知识综合运用能力，同时培养学生对未知领域的学习探索能力。毕业设计产学结合能够培养学生面向生产一线、服务生产一线的实践应用能力，能够充分体现学校“应用型”的培养目标和要求。

二、应用型本科毕业设计目前的现状及存在问题

近年来，应用型本科学校虽有“应用”提倡，但课程体系培养方案还深深烙印于以往的研究型精英培养方案，其教育远未适应经济社会发展的急切要求，远未适应国家对各种应用型专门人才的大量需求。作为应用型本科学校的毕业设计，理应成为应用型专门人才培养的最为重要环节，但事与愿违的是不但缺少了该环节的加强，反而出现了质量下降的趋势，社会上甚至出现了取消毕业设计的争议，本科毕业设计正在面临着困难局面。

当前毕业设计面临的问题主要体现在：

1.顶层设计与管理方面：顶层设计与经济社会接轨不到位，创新不够，缺少系统激励机

制，过程管理的内涵质量把握不到位。

2.教师方面：知识更新滞后企业应用;缺少工程实践背景;立项选题缺乏综合性、新颖

性，深广度不够;设计题目陈旧、虚拟，学生兴趣不大; 对学生要求管理不到位。

3.学生方面：客观上学生就业压力大，频于奔波各种招聘，投入精力不够;主观上重视不够，专业兴趣不足，缺乏自主学习能力，缺少专研精神，缺乏资料收集整理能力。

4.企业方面：怕影响生产，不愿参与校方人才培养。

从整体上讲，毕业设计质量下滑与经济社会对应用型人才的迫切需求产生的日益矛盾，呼唤毕业设计模式改革势在必行。

三、提高独立学院毕设质量的独特应对措施

1.建立校企合作互惠机制战略联盟，协同创新人才培养模式

我校组织专业教师队伍，多次深入企业调研，先后走访20余家企业，并邀请30余家中小企业来我校进行了校企合作研讨。本着互惠互利的原则，我们先后与中航集团沈阳发动机设计所工业公司、沈阳国泰飞机制造公司、辽宁巨子实业公司、沈阳长胜汽车模具制造公司、沈阳京飞航空机械制造公司、沈阳金杯模具厂、辽宁卡斯特金属材料公司、北京泰捷龙机械制造公司、盘锦大晴精密塑料模具公司、沈阳工具标准件制造公司等10余家企业开展了战略联盟合作，其核心内涵为：学校为企业长期提供战略后备实用人才、为企业员工技术培训、老师参与企业生产研发;企业为学校长期提供实习基地、生产案例，派企业工程技术人员参与学生的实习、毕设指导。

2、制定与典型企业毕设合作方案

以我校与辽宁巨子实业公司及沈阳国泰飞机制造公司两家企业合作为例。在详细了解两家企业生产、研发条件的基础上，校企协同制定了主要针对我校数控、模具两专业的学生毕业设计实施方案，筛选企业案例毕设立项120余个，要求学生进入企业毕设。毕业设计共计19周，分为基础模块4周，集中模块15周，毕设任务于基础模块执行前下达。基础模块4周，用于夯实基础，要求数控、模具两专业同时轮岗实践。毕设集中模块用15周进行，是学生毕设任务集中完成模块，要求学生充分利用企业技术资料、现场条件，紧密与校企双导师交流，完成技术攻关，撰写毕设论文，最后一周校企共担毕设答辩环节。“案例解剖与专家讲座模块”于基础与集中模块过程中完成， 请企业技术工程师选定适中的项目案例，针对数控专业学生开展“某零件制造工艺及数控程序设计”解剖教学，针对模具专业学生开展“某零件注塑模设计”解剖教学，每个专业不少于2个案例授课;聘请行业专家开展“数字化制造技术的应用与发展趋势”及“机械行业人才需求方向与职业道德”方面内容的讲座，讲座安排3-4次。毕设任务模块结构图如图1所示。

图1毕设任务模块结构图

3.方案实施保证

思想上动员：校企双方负责领导面向职工和学生进行思想动员，旨在参与校企合作的所有人员高度重视，领会校企合作的战略意图，介绍实施计划与目标要求。

组织上落实：各教学模块均安排校企双方责任人负责，学生安排班、组负责人，建立良好的校企负责人及时沟通渠道。

行动上到位：校方老师全程跟踪，要求技术工程部，车间班组指导学生实践内容落实到位，提前“备课”准备，不走过场。要求学生每天写实践日志，定期开展交流活动。

要求学生：严格遵守厂规校纪，在车间里，“处处要留心”，面对车间各个师傅树立“人人是我师”思想。既做学生，又做主人，帮助师傅，成全自己，充分汲取企业“营养”。作息时间与企业员工同步，学生上下班同样要打卡。

在整个方案实施中，我们始终坚持校企双导师制。强调企业深度参与我们的教改，企业技术人员生产经验丰富，解决实际问题的能力强，办法多。学校教师的理论系统性指导上有长处，论文撰写指导具有优势。校企双导师制在指导中优势互补。

四、教改效果

1.学生高度认可

校企深度合作，协同创新指导毕设实践活动，真题真做，得到学生高度认可。每轮校企合作指导毕设结束后，学生普遍由感而发，表达他们的心声与感谢：“通过校企毕设实践活动，我最大收获是清楚了自己的差距，知道了哪儿块不行，明确了努力方向”;“企业案例毕设实践过程是我高效学习的精彩课堂”;“企业这段毕设实践经历，磨练了我的意志，使我信步走在新的工作岗位上”;“只有实战战场，方显有无才智，实战催人奋进，不学寸步难行”;“看得见，摸得着，学用紧密结合，内涵如此丰富，使我们专业应用能力迅速提升，让我们受用终生，感谢校企！”

2.深受企业欢迎

校企深度合作指导的毕设实践活动，让学生迅速提升了应用能力和职业素养，深受战略联盟企业的欢迎。参加毕设实践的学生就业率达96%，且均符合专业方向，其中80%的学生就业在与我校战略联盟的企业中，合作企业大受其益。战略联盟合作的企业领导及有关机械行业协会负责人赞誉我们的教改说：办学求真务实，合作方案设计科学，落实到位，学生收获巨大，成长迅速，产学结合，学用不再脱节，这种合作坚实有力，校企双赢。

3.教师工程意识回馈课堂

教改课题组老师，全程跟踪毕设教改过程，在与企业的密切接触中，了解了企业的产研技术及先进设备的性能，参与了数字化制造技术的应用。教师把企业的工程意识鲜活地应用在自己的理论课堂中，老师授课不再空洞无味，其专业知识与时代应用同步，很好地激发了学生的专业兴趣，学生对自己的职业未来产生了信心，教学效果明显提高。

五、结束语

校企协同创新共同完成的毕设实践改革，实现了产学的紧密结合，学生的学和用得到了完美统一，学用效率明显提高，激活了学生、企业、学校的投入热情，实现了学生、企业、学校的三方受益。

参考文献：

[1] 潘懋元. 什么是应用型本科？ 《高教探索》 [J] 2010年01期

[2] 钱利霞.机电工程类应用技术本科毕业设计探索与实践.制造业自动化.第33卷 第5期 2011-5（上）

[3] 宗振华.机械类本科生毕业毕业设计中就业能力的培养.科技创新导报.[J]2012 NO.35.

篇11

中图分类号:TM76;TP368.1 文献标识码:B 文章编号:1004-373X(2009)10-174-04

Application for Power System Microprocessor-based Protector on MSP430

CHEN Ming1,BAO Xin2,ZHU Mozi3

(1.Department of Communication,Headquarters of 94580 Army,Bengbu,233000,China;

2.State Key Lab of Industrial Control Technology,Zhejiang University,Hangzhou,310027,China;

3.Huawei Technologies Co.Ltd.,Nanjing,210005,China)

Abstract:In order to realize microprocessor-based protector of 10 kV power system,MSP430F1611 single chip computer is applied to collect current and voltage of power system in order to protect it.In addition,communication with measurement module and display module by serial bus is also completed.This protector is introduced in detail both on hardware and software.Every part is introduced in detail apart with a circuit diagram.Specifications are analyzed and flow charts are presented.This equipment has been applied in 10 kV power systems reliable.

Keywords:microprocessor-based protector;data acquisition;three sect current protection;zero-sequence protection;auto-reclosure

0 引 言

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断注入了新的活力。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果[1-8]。从20世纪90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。

电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其他保护、控制装置和调度联网,以共享全系统数据、信息和网络资源的能力、高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。

计算机网络可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

本文以MSP430F1611单片机为基础,通过采集配电网的电流、电压以及开关的状态;对配电网实现保护,其内容包括电流速断保护、三段式过流保护、反时限保护、零序保护和带后加速的三相一次重合闸,并且利用串口总线实现与测量模块、人机界面模块的通信。

1 硬件部分

1.1 概述

微机保护的硬件由数据采集系统、CPU主系统、开关量输入输出系统等组成。整体原理图如图1所示。通常整套硬件是用单独的专用机箱组装的。

1.2 数据采集系统硬件组成

数据采集系统又称模拟量输入系统,它的作用是将互感器次侧输出的电压、电流等模拟量经过隔离、采样、A/D转换等步骤转化为计算机能接受与识别的数字量,然后经过CPU主系统进行数据处理与运算,开关量输出输入系统的作用主要是输出跳闸、信号等信息。本文的装置共有8路数据采集输入,其中的一路见图2。该系统中,共有3个部分组成:互感器与变换器、低通有源滤波器、限压电路。

互感器与变换器分别包括电流和电压。互感器的作用是采集母线上的电流和电压,并将其转换成单片机可接受的电流和电压值。这里选择CS-TA1型互感器,一般将二次侧的电流值变为5 A。另外,由于要求实现零序保护,将B相的电流互感器设定为零序互感器。电流变换器是将互感器的二次侧电流再一次变换。

MSP430F1611所接收的电压最大值为3.3 V,但作为保护电路,要考虑到瞬时脉冲电流的最大值可能远大于平均值,所以设计的电路可以使单片机承受正常电流20倍以上的冲击。

电网上采集的电流电压有高次谐波,不利于软件求出电流平均值,因此要加入低通有源滤波器,见图3。

图3中,Vo:Vi=1+R7/R6,可以选R6=400 Ω,R7=240 Ω。该有源滤波器的特征频率ωn=1/(RC)。对于工频为50 Hz的交流电,采样频率fs=600 Hz。根据香农采样定理,取R8=4 kΩ,C1=1 μF,可以达到滤波的功能。另外,滤波器的地与单片机的地是一致的。

由于MSP430F1611的容许电压是3.3 V,而电网电流可能产生瞬时脉动而造成单片机的烧毁,因而要有一限压电路。如图4所示。

图4中,因二极管的存在,输入A/D转换器的电压被限制在3.3 V以下。同时两个电阻产生分压效果。当电压过高,会使二极管导通,输入A/D转换器的电压会箝制在3.3 V。

1.3 CPU

MSP430系列单片机是由美国德州仪器设计开发的。这是一种具有超低功耗特性、功能强大的单片机。它具有处理能力强,运行速度快,功耗低等优点。具体介绍

参考文献[9]。

1.4 开关量输入/输出系统硬件组成

对微机保护装置的开关量输入/输出,即接点状态的输入/输出可以分为两类:安装在装置面版上的接点;从装置外部经过端子排引入装置的接点。

保护模块不仅要有保护装置,还要与测量显示模块实现异步通信。要从测量显示模块得到设定值及从自身得到闸刀的开关状态,必须要有开关量的输入输出。从其他模块得到的开关量直接接在P3口上,而自身得到的开关量需要有开关量输入电路。

1.4.1 开关量输入电路

图5中,开关量经过光电隔离后与CPU相连。其中,当输入端为高电平时,输出端为低电平。

1.4.2 开关量输出电路

开关量输出电路是跳闸合闸信号的通道,低电平有效,如图6所示。

2 软件部分

微机保护的软件由初始化模块、数据采集模块、故障计算模块、故障检出模块、数字滤波模块及自检模块等组成。其核心部分是故障计算模块和故障检出模块,这些模块是根据所需保护的保护算法用高级语言编写的[10]。

2.1 主要技术指标[11]

2.1.1 电流速断保护

电流速断保护指当电流超过一定值,闸刀立即断开。这个一定值Idz1由用户自行设定。用户在显示模块中设定后,通过异步通信传输到保护模块中。由于是计算机控制,所谓的立即断开是指经过连续数次采样,每次采样值都在设定值之上,CPU输出跳闸信号。这里采用6次采样后跳闸。

2.1.2 三段式过流保护

三段式过流保护指用户设定三个电流保护值Idz1,Idz2,Idz3,当电流高过任何一个时都执行调闸,但每个跳闸延时不一样。这里,当测量值高过一段值时进行速断保护,测量值在一段值和二段值之间时,延时跳闸。同样在二段值和三段值之间也进行延时跳闸。两次延时时间tdz2和tdz3不同,且都由用户设定。延时时间的测定在程序中由定时器提供。

2.1.3 反时限保护

反时限保护是动作时间与被保护线路电流大小有关的一种保护,当电流大时保护的动作时限短,而电流小时动作时限长。

2.1.4 零序保护

在大接地电流系统中,零序电流保护是利用中性点直接接地电网中发生接地故障时出现零序电流的特点而构成的。从保护构成情况看,零序电流保护与相间电流保护类似,其主要区别在于零序电流保护的测量元件(电流继电器)接入的电流量性质不同,零序保护的测量元件则接在零序电流滤波器的出口。

零序保护的数值I0dz和时间t0dz由用户设定。

2.1.5 带后加速的三相一次重合闸

自动重合闸的作用是针对电网故障的不同类型起作用的。对于瞬时性故障,断路器断开后再合上,电网就能恢复正常供电。对于永久性故障,即使合上电源,由于故障的存在,线路还要被继电保护再一次断开,因而就不能恢复正常的供电。

带后加速的三相一次重合闸是指在闸刀断开后,经过一段延时,闸刀自动合上,此时若故障在一段时间内仍然存在,就再次断开闸刀,这一次断开后闸刀就不再自动合上。若在一段时间内,测量值未大于设定值,则动作结束,系统正常供电。

在软件中,用定时器实现重合延时时间,重合后再检测参数并判断。由用户设定重合时间tch和记忆时间tjy。

2.2 软件流程图

2.2.1 程序流程图

主程序的流程比较简单,如图7所示。主程序作为一个永久循环,不断与测量显示模块实现通信。

2.2.2 中断程序流程图

在编写程序时,可采用一个中断,其中A/D转换,数字滤波及所有的保护都在该中断中。一个中断周期与一个采样周期的时间相同。中断程序流程图如图8所示。

3 结 语

在总结前人对微机保护研究工作的基础上,对微机保护的应用做了深入探讨,设计了一种具有多功能的保护装置,并可靠地应用在10 kV配电网中。但设计中,由于笔者的水平有限,论文还需进一步研究和改进,如保护定值不能随电力系统的运行变化而自动调整等。

参考文献

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[2]岳地松.35 kV变电站主变微机保护的整定[J].变压器,2008(6):15-17.

[3]吕翔,张虹.几种傅氏改进算法仿真分析[J].机电工程,2008(2):96-99.

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篇12

党的十八届三中全会《决定》提出，加快现代职业教育体系建设，深化产教融合、校企合作，培养高素质劳动者和技能型人才。现代社会的任何进步与发展，都离不开科学技术和教育。科学技术在社会经济领域的普及和发展，以及劳动者素质和技能的提高，从根本上讲，都取决于职业教育的发展。中等职业教育是我国职业教育体系的一个重要组成部分，它担负着培养部分现代化社会所需技术人才的伟大使命，其发展程度在某种程度上来说能够衡量一个国家或地区的现代化程度。为了更进一步做好我国的中等职业教育工作，全面落实中职教育改革，切实发挥其重要作用，笔者结合一些实际问题提出了几点看法。

一、提高中职院校教师教学水平和综合素质

如何建立专业教师合理的知识与能力结构，使专业教师具备良好的专业教育能力，打造一支高素质的专业教师队伍，对促进中职教育的发展具有重要意义。建设一支适合中职教育特点的优秀教师队伍是保证。中职教育健康发展的关键是按照现实需要招聘德才兼备的新教师，积极鼓励教师开展精品课程活动。通过与企业的合作，不断更新教学设施和仪器设备，形成教学科研相结合的多功能实验室和实验基地。同时，创新用人机制。坚持“以人为本”的教学理念， 按照“充实数量、提高素质、优化结构、稳定骨干、造就名师”的思路，加强师资队伍建设，积极实施“人才战略”。一是招聘引进，优化结构。每年从应届毕业大学生中为中职院校招聘专业课教师，逐步形成专业教师招聘渠道。积极从企业引进专业人才，兼任实训指导老师。二是鼓励进修，提高素质。列支专项经费，用于教师学历进修、专业技能培训，以提高水平。制定教师师资和考核制度，通过进修到企业顶岗锻炼，提高师资队伍质量，培养合格的“双师型”师资队伍，确立教师培养近、中、远期目标。

二、注重采取案例讨论教学法

案例讨论教学是一种比较有效的教学方法，应该注重在中职院校的教学中积极采用。案例讨论教学的主体是学生而不是老师。在案例讨论中，学生应在教师引导下积极“学习”，而不是被“教”。案例教学的价值在于在多大程度上使学生运用自己的头脑“学习”了，而不是教师教了多少时间、讲了多少内容。既然案例教学是一个过程，其价值在“学”而不是在“教”，作为中职院校的教师应把案例教学的重点放在如何最大限度地创造适合学生“学习”的条件上。教师要鼓励学生积极交流，通过提问鼓励学生自我发现，帮助学生从“知道了”转化为“会了”和“能用了”。同时，还要指出被学生忽略的质疑点，及时控制和调整讨论中出现偏离主题的倾向。另外，在特色办学中发现好的案例，如和企业联合办学，既通过案例讨论教学法提高了学生的学习兴趣，还解决了学生就业问题，又得到企业的实训指导，得到了社会的普遍好评。

三、拓宽就业渠道，改革教学模式

毕业生的就业状况在某种程度上来说决定了中职教育能否快速发展，以及发展方向。如果我们中职教育所培养的毕业生难以就业，或者说毕业生所学到的技能难以与当地经济发展相匹配，势必会造成毕业生难以就业的现状产生。为此，作为我们中职教育而言，要全面提高中职教育毕业生的就业率。可以从以下两个方面来进行尝试：一方面，加大力度拓宽就业渠道，要利用各种资源，结合中职教育的特点，加大与企业之间的交流，了解企业需求，为学生和企业之间建立就业渠道。另外一方面，要改革我们现有的教学模式，注重学生的理论与实践动手能力的全面提高，可以与企业建立联系，让更多的学生参与到企业实践工作中，让我们更多的学生能够在一毕业就掌握了相应的技能，方便他们更快的走上工作岗位。

四、研究处理好“专业课”与“文化课”之间的关系

作为中等职业教育的学生来说，不仅要具备一定的文化课，还需要掌握相应的专业课知识。并且二者都不能有所侧重，要齐头并进。就职教本身而言，需要开发的专业应具有适应性和挑战性，既要有热门的“ 短线 ”专业，又要有围绕人才培养的“ 长线 ”专业，是积极探索以大职教和大文化学科的范畴去包容或统筹相关专业的要求。有几个值得注意的问题：其一，针对核心能力哪些知识是“ 必须 ” 的，哪些课程能够具有更强的针对性来培养必须的知识和技能；其二，结合职业岗位的知识和能力要求，既要保证教学计划有足够的文化理论含量，又怎样避免脱离具体的职业岗位要求去空谈理论知识。其三，如何体现基础文化知识为专业理论和技能服务，为职业能力培养开路，为今后在本职业岗位的进一步提高拓展足够的知识空间。

中职教育不能仅仅局限于狭窄的专业技能训练，必须注重对学生普通文化素质、态度、情感和价值观的培养，实现中等职业教育目标。课程体系的建设和教学内容的构建是教学改革的重点和难点。设计课程体系使其在具有职业定向性的同时，还应把握能力的综合性，重视适应能力、创新能力等的培养，塑造健全的人格，在大职教的环境中培养大批新经济时代合格的产业技术人才。教育系统内部那种认为文化基础课能学多少算多少、学生生源差的思想的存在，导致了文化基础课教学质量不高，教师缺乏教学激情。要改变这种现状，必须加强对文化基础课学科价值的认识。因此，使文化基础课程真正体现其学科价值。我们要将文化基础课程的教学安排放入整个人才培养方案和整体课程结构中，提高对文化基础课教学在中等职业教育中重要性的认识。

五、建立以学生为主体、以教师为主导的实验教学新形式

充分结合中等职业教育以及中等职业教对象特点，建立以学生为教学主体，教师为主导的实验教学新形式。教师作为教育活动的开展者、组织者和主导者，不能沿袭传统的教学观念，要在开展教学活动过程中建立起学生的主体地位。加强对现代技术的运用，推动实验教学手段现代化，丰富中职院校的实验教学内容，扩大信息量，提高实验教学质量和效果。正确认识实验教学对人才培养的作用，充分肯定实验实训教学在整个中职教育教学工作中的地位，将对职业学校提高人才培养质量起到至关重要的作用。要保证基本设想的实现，必须改变实验室的现有模式，并能稳步提高实验教学质量。使实验课程成为学生掌握科学技术与研究科学理论、自主学习、培养创造性思维和创新能力的有效途径。要将现代技术引入实验室，丰富实验教学内容，扩大信息量，推动实验教学手段现代化，提高实验教学质量和效果。使学生在校期间接受较为完整的知识与操作技能的训练，为毕业后尽快适应专业工作打下坚实的基础。

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