時間：2023-03-16 15:47:52
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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
人工智能技術是人類科學技術不斷發展進步的必然結果，也是工業發展過程中，促進工業自動化科學化發展的重要推動力量。在人工智能技術的發展中，科技的發展和工業技術的進步會促進人工智能技術的發展；反之，人工智能技術的進步，可以完成那些人類自身無法辦到、技術條件效果不好的生產技術操作。當前的人工智能主要是計算機技術的發展結果，隨著計算機技術的飛速發展，通過對計算機信息特點和操作性能的了解和設計，使計算機操作系統具有更多更先進的人工化反應，并在實際的信息技術處理過程中，通過其系統內部的人工化、智能化識別和處理系統，對電氣自動化控制和其他工業技術領域在運行中的問題進行自主解決。如今，人工智能技術已經取得了較大的進步，其研究發展項目也越來越多，越來越先進，實用性越來越強。人工智能技術已經廣泛運用與工業自動化、過程控制和電子信息處理等先進的技術領域。人工智能技術通過模糊理論算法、遺傳算法和模糊神經算法等方式，可以在電氣自動化控制中，采取更靈活多變的控制方式，對電氣自動化設備運行中的不穩定因素和動態變化進行自主的調整，從而保障其運行的準確和高效，減少出錯率。人工智能技術的運用，可以大大減少在電氣自動化控制等領域的人力成本，并且能夠解決一些工作人員無法有效監控和解決的問題，做到及時有效。
2人工智能技術在電氣自動化控制中的應用
2.1人工智能控制實現了數據的采集及處理功能
在電氣設備的運行過程中，數據的采集和處理是了解電氣設備自動化控制情況，發現運行過程中的問題和提出解決辦法的重要依據。在傳統的自動化控制中，由于技術水平和實際運行中的動態變化，數據的采集和傳輸無法做到準確和穩定，保存數據容易出現丟失的情況。人工智能技術的使用，可以保障電氣自動化運行過程中對動態信息的及時收集和穩定傳輸，對相關數據的保存工作也更安全，這就提高了電氣自動化的控制水平，充分保障了電氣運行中的安全性和穩定性。
2.2人工智能控制實現了系統運行監視機報警功能
電氣自動化控制是用電氣的可編程控制器，控制繼電器，帶動執行機構，完成預期設計動作的過程。在此過程中，系統內部各部分之間的運行都要嚴格按照設計模型和函數計算的基礎上進行，如果系統中的一點出現問題，就會造成整個自動控制系統的故障。在以往的自動化控制系統運行中，對系統內部各部分之間的運行數據和運行狀態進行實時監測，對運行中的特殊情況進行及時的報警處理，幫助自動化系統及時處理可能出現的故障，提醒電氣管理人員加強對電氣系統的管理。
2.3人工智能控制實現了操作控制功能
電氣自動化控制的主要特征之一就是通過計算機的一鍵操作，就可以實現對電氣系統的整體控制，保障電氣自動化運行符合現實的需要。傳統的自動化系統的操作，需要靠人工對系統各個環節進行人工操作，從而促進自動化系統內部的協調和配合，這種方式既降低了自動化運行的效率，也增加了自動化系統的故障發生頻率。人工智能技術對電氣自動化系統的控制，是通過各種先進的算法，按照電氣自動化的需求，對自動化系統進行自動化和智能化設計，從而實現對電氣自動化控制系統的同時操作，大大提高了自動化控制的效率，減少了單獨指令操作中容易出現的不協調情況的發生。
3人工智能技術在電氣自動化控制中的控制方式
3.1模糊控制
模糊控制以模糊推理和模糊語言變量等為理論基礎，并以專家經驗作為模糊控制的規則。模糊控制就是在被控制的對象的模糊模型的基礎之上，運用模糊控制器，實現對電氣控制系統的控制。在實際控制設計過程中，通過對計算機控制系統的使用，使電氣自動化系統形成具有反饋通道的閉環結構的數字控制系統，從而達到對電氣自動化系統的科學控制。
3.2專家控制
專家控制是指在進行電氣自動化控制過程中，利用相關的系統控制理論和控制技術的結合，通過對以往控制經驗的模擬和學習，實現電氣自動化控制中智能控制技術的實施。這種控制方式具有很強的靈活性，在實際運行中，面對控制要求和系統運行情況，專家控制可以自覺選取控制率，并通過自我調整，強化對工作環境的適應。
3.3網絡神經控制
網絡神經控制的原理就是基于對人腦神經元的活動模擬，以逼近原理為依據的網絡建模。神經控制是有學習能力的，屬于學習控制，對電氣自動化控制中出現的新問題可以及時提出有效的解決辦法，并通過對相關技術問題的分析解決，提高自身的人工智能水平。
4結語
關鍵詞：移相調控；單片機；電壓斜坡起動；限流起動；軟停車；節能運行
1概述
眾所周知，三相交流異步電動機以其低成本，高可靠性和易維護等優點而在各行業中得到了廣泛的應用。但是，它在直接起動時，存在著很大的缺點：首先，它的起動電流高達額定電流的5～7倍，既對電網造成了很大的沖擊，又影響了電器控制設備的使用壽命，甚至影響到其它電氣設備的正常運行；其次，起動轉矩可達正常轉矩的2倍，這會對負載產生沖擊，增加傳動部件的磨擦和額外維護。為此，出現了三相異步電動機降壓起動設備。
圖1智能電機控制模塊結構圖
傳統的降壓起動有以下幾種方法:
1）在電動機定子電路中串入電抗器，使一部分電壓降在電抗器上；
2）星形—三角形(Y—)轉換降壓起動，即起動時電機接成星形，起動結束后，通過一個轉換器變成三角形接法；
3）補償器起動（自耦變壓器起動）。
傳統的起動設備體積龐大，成本高，結構復雜，與負載匹配的電機轉矩很難控制，也就是說很難得到合適的起動電流和起動轉矩；而且在切換瞬間會產生很高的電流尖峰，由此產生的機械振動會損害電機轉子，軸連接器，中間齒輪以及負載設備。
因此，就需要有一種能克服傳統起動缺點的起動裝置。銀河公司開發生產的捷普牌新一代數字式智能電機控制模塊，不但完全克服了傳統起動的缺點，對各種起動方法做了進一步的改善和提高，而且還增加了很多其他功能，比如：節能運行，過流保護，過熱保護，缺相保護等。
這種模塊采用數碼管顯示，按鍵控制，整個起動過程全部由單片機按照預先設定的程序自動完成，操作極其方便。
用戶通過按鍵調整參數設置，可以按實際情況選擇不同的起動方式，能夠很方便地控制起動電流，得到與負載相匹配的電機轉矩。
2模塊結構及電氣原理
模塊結構如圖1所示。從圖1可以看出，該模塊的主電路與相控電路及單片機共同封裝于同一殼體內，同時內置多個電流、電壓傳感器。用接插件將模塊與控制盒連接在一起，實現各種功能的設置和顯示。
主電路為6只玻璃鈍化方形晶閘管芯片，通過一體化焊接技術，將其貼在DBC（陶瓷覆銅板）上，并與導熱銅板焊接在一起。模塊使用時，導熱銅板與散熱片通過導熱硅脂緊密接觸。這種結構使模塊具有很高的絕緣性能和散熱性能。
圖2是模塊電氣原理方框圖。移相控制電路部分是銀河公司自主開發的JP-SSY01數字移相集成電路。該電路為SOP28封裝，5V單一電源供電，全數字化處理方式，具有很高的移相精度及對稱度。對控制端加0～10V電平信號，即可控制移相角度。
同步變壓器輸出同步信號給移相電路，其中另一路給單片機，作為單片機采集電壓、電流信號的基準。這樣，就克服了如果交流電頻率變化帶來的計算誤差，提高了計算精度。
傳感器包括電壓傳感器和電流傳感器。兩種傳感器中均使用了霍爾元件，具有體積小、反應快、線形度高的特點，通過與模塊結構的一體化設計，方便地置于模塊內部。兩種傳感器將電壓模擬量、電流模擬量傳給12位高速A/D轉換器，通過A/D轉換，將相應的數字量傳給單片機，以供單片機進行處理。
顯示、控制部分采用串行口與單片機進行通信，這種通信方式大大減少了該部分與模塊內部的連線。5個數碼管顯示，8個按鍵控制，使顯示與控制直觀、方便。
3主要功能
智能電機控制模塊主要完成電壓斜坡起動，限流起動，電壓突跳起動，軟停車，節能運行，過流、過熱、缺相保護等功能。
3.1電壓斜坡起動
如圖3所示，系統首先給電機加一個電壓Us，之后電壓線性上升，從Us增加到最大電壓Umax，即電網輸入電壓。Us由用戶設定，可供用戶選擇的電壓為80～300V。ts也由用戶設定，可以在1～90s選擇。在實際使用中，用戶根據實際情況，例如電機功率大小、負載大小等，選擇合適的參數，達到最佳起動效果。
這種起動方式的特點是起動平穩，可減少起動電流對電網的沖擊，同時大大減輕起動力矩對負載帶來的機械振動。
3.2限流起動
如圖4所示，這種起動方式是由用戶設定一電流值Ik，在整個起動過程中，實際電流不超過設定值Ik。Ik由用戶根據實際負載大小自己設定。
限流起動可以使大慣性負載以最小電流起動加速，可以通過設置電流上限，以滿足在電網容量有限的場合使用。這種起動方式特別適合于恒轉矩負載。
3.3電壓突跳起動
實際應用中，很多負載具有很大的靜摩擦力。在電壓斜坡起動方式中，電壓是由小到大逐漸上升的。如果直接使用電壓斜坡方式起動，在起動開始的一段時間內，因所加電壓太小，克服不了負載的靜摩擦力，電機不動，這可能會造成電機因發熱而損壞的情況。電壓突跳功能則解決了這個問題。在電機起動前，模塊先輸出一電壓Ut，且持續一段時間tt，用以克服靜摩擦力，待電機轉動之后，再按照原設定方式起動，從而比較好地保護了電機，如圖5所示。對于不需要該功能的負載，只要將tt設置為0即可。Ut可調整，范圍是0～380V，tt可調整，范圍是0～10s。
3.4軟停車
如圖6所示，按下停車鍵后，模塊的輸出電壓立即下降到Up1，然后逐漸下降，經過時間tp后，下降到Up2，再立即下降到0。Up可調整，范圍是100～380V；Up2可調整，范圍是0～300V；tp調整的范圍是0～90s。
軟停車可以大大減少管道傳輸中液體的沖擊。
3.5節能運行
對于大摩擦負載，由于起動電流大，需要功率較大的電動機，而在正常運行時，負載力矩比電動機額定轉矩小得多，這就造成電動機輕載運行。對于間歇性負載，持續大電流的工作時間占整個工作周期很小一部分，從而造成輕載時無功損耗?浪費，使運行功率因數大大降低。智能電機控制模塊通過檢測電壓和電流，根據負載大小自動調節輸出電壓，使電機工作在最佳效率工作區，達到節能目的。
3.6保護功能
共有三種保護功能：過流保護，過熱保護，缺相保護。
在起動或者運行過程中如果出現上述三種故障之一，模塊會自動斷電，控制盒上的數碼管會閃爍顯示故障原因，待排除故障以后，按復位鍵即可恢復正常。
在上述保護中，過流保護值可調。
4實驗情況及實際應用效果
我們對一只正在使用中的智能電機控制模塊進行了實際測量并作了記錄。所用負載為18.5kW風機，供電電壓實際測量值為390V左右。
為了作一個比較，首先拆掉模塊進行直接起動。合上空氣開關后，電壓立即上升到390V，電流快速上升到150A，持續一段時間，逐漸下降，最后穩定在30A左右。同時，可清楚地聽到由于大電流沖擊，使風機產生強烈的機械振動而發出的噪聲。
然后接上智能電機控制模塊，設置為限流方式起動，限流值為90A，打開節能運行。按下“起動”鍵，可觀測到電流上升速度明顯變慢，逐漸上升到90A，保持2～3s后，逐漸下降為30A。電壓由0V緩慢上升到390V。起動時間為6s。在整個起動過程中，電機起動平穩，聽不到機械沖擊的噪聲。15s后，電壓逐漸下降為355V，電流不變，開始穩定運行。
數字式智能電機控制模塊現已被廣泛應用于各種生產領域和其他場合，實際應用效果如下：
1）降低了電動機起動電流；
2）避免了電動機起動時供電線路瞬間電壓跌落，造成電網上用電設備、儀表誤動作；
3）防止了起動時由于產生的力矩沖擊，而使機械斷軸或產生廢品；
4）可以較頻繁地起動電動機(軟起動裝置一般允許10次/h，而使電動機不致過熱)；
5）對泵類負載可以防止水錘效應，防止管道破裂；
6）對某些工藝應用(如染紗機械)，可防止由于起動過快而產生染色不勻的質量問題；
7）對某些易碎的容器灌漿生產線，可防止容器破損；
8）適應供電變壓器容量較低的場合(如注塑機)；
9）可以降低電網適配容量，節省增容費開支；
10）適用于需要方便地調節起動特性的場合。
論文摘要 在人類所利用的能源當中，電能是最清潔最方便的；電氣傳動無疑有著很大的意義，隨著電力電子技術、計算機技術以及自動控制技術的迅速發展，電氣傳動技術也得到了長足的發展。本文在對大量國內外文獻分析的基礎上，總結和論述了我國在電力電子和電力傳動系統領域的研究現狀。
從學術的角度來看，電力電子技術的主要任務是研究電力電子器件（功率半導體）設備，轉換器拓撲結構，控制和電力電子應用，實現電力和磁場的能量轉換、控制、傳輸和存儲，以便實現合理和有效使用的各種形式的能源，高品質的人力的電力和磁場的能量。
1 電力電子的研究方向
就目前情況而言，我國電力電子的研究范圍與研究內容主要包括：1）電力電子元器件及功率集成電路；2）電力電子變換器技術的研究主要包括新的或電力能源的節約和新能源電力電子，軍事和空間應用等作為特殊的電力電子轉換器技術的智能電力電子變換器技術，控制電力電子系統和計算機仿真建模；3）電力電子技術的應用，其研究內容包括超高功率轉換器，在能源效率，可再生能源發電，鋼鐵，冶金，電力，電力牽引，船舶推進應用，電力電子系統的信息化和網絡；電力電子系統的故障分析和可靠性；復雜的電力電子系統的穩定性和適應性；4）電力電子系統集成，其研究內容包括標準化電力電子模塊；單芯片和多芯片系統設計，集成電力電子系統的穩定性和可靠性。
2 我國電力電子發展中存在的問題
當前的主要問題是：中國的電力電子產品和設備目前生產的大部分是也主要是晶閘管，雖然它可以創造一些高科技電子產品和電氣設備，但他們都使用電力電子外國生產設備和多組分組裝集成的制造方法，尤其是先進的全控型電力電子器件全部依賴進口，而許多關系到國民經濟和國家安全，在一些關鍵領域的核心技術，軟件，硬件和關鍵設備，我國的外資控制和封鎖。特別是在關系國民經濟和國家安全，更多先進水平的核心技術差距的關鍵領域，這種情況正在迅速變化的挑戰和我們的道德律令。
在過去，雖然我國國民經濟的各個部門，先后引進了國外先進技術，已開始注意到國內突出的問題，從表面上看，雖然對引進技術的絕大多數可以在幾年后達到國產化率70％的要求，但只要仔細分析，不難發現，并最終拒絕外國公司轉讓技術和關鍵部件，都涉及到高科技的電力電子技術和動力傳動產品在核心技術。
目前國外和問題的主要區別是：電力電子器件的全面控制，不能制造國內制造的高功率轉換器，低技術，設備可靠性差，電力電子數字控制技術水平仍處于初級階段；應用程序的控制技術和系統控制軟件的水平較低；缺乏經驗的重大項目等。高性能高功率轉換器設備幾乎全部從國外進口。
3 電力傳動系統的發展現狀分析
目前我國電力傳動系統的研究主要圍繞交流轉動系統展開，隨著交流電動機調速理論的突破和調速裝置（主要是變頻器）性能的完善，電動機的調速從直流發電機-電動機組調速、晶閘管可控整流器，直流調壓調速逐步發展到交流電動機變頻調速。交流傳動系統之所以發展得如此迅速，和一些關鍵性技術的突破性進展有關。它們是功率半導體器件（包括半控型和全控型）的制造技術、基于電力電子電路的電力變換技術、交流電動機控制技術以及微型計算機和大規模集成電路為基礎的全數字化控制技術。為了進一步提高交流傳動系統的性能，國內有關研究工作正圍繞以下幾個方面展開：
1）輸入電流為正弦和四象限運行開辟了新的途徑
高性能交流驅動系統電壓型PWM逆變器中的應用日益廣泛，PWM技術的研究更深入。 PWM功率半導體器件采用高頻開啟和關閉，成為一個在一定寬度的電壓脈沖序列法律的變化，為了實現頻率，變壓器，有效地控制和消除諧波的直流電壓。 PWM技術可分為三類：正弦PWM，優化PWM及隨機PWM。正弦PWM的電壓，電流和磁通正弦PWM計劃的目標包括。正弦PWM普遍提高功率器件的開關頻率將是一個非常出色的表現，在中小功率交流驅動系統等被廣泛使用。但為大容量的電源轉換設備，高開關頻率將導致大的開關損失，以及高功率設備，如GTO的開關頻率仍不做的非常高的在這種情況下，在最佳的PWM技術只是滿足的需求該設備。
2）應用矢量控制技術、直接轉矩控制技術及現代控制理論
交流電機交流驅動系統是一個多變量、非線性、強耦合、時變控制對象，變頻調速控制，電機控制的穩定狀態方程的研究動態控制非常令人滿意的結果的特點。 70年代初提出研究交流電機的控制過程的動態，不僅要控制每個變量的振幅，而控制的階段，為了實現交流電機磁通和轉矩的解耦矢量變換方法，促使高性能交流驅動系統逐漸向實際使用。高動態性能的電流矢量控制變頻器已成功應用于軋機主傳動，電力牽引系統和數控機床。此外，為了解決系統的復雜性和控制精度之間的矛盾，但也提出一個新的控制方法，如直接轉矩控制，方向控制電壓，特別是與微處理器控制技術，現代控制理論在各種控制方法也得到了應用，如二次型性能指標最優控制和雙位模擬調節器控制，可以提高系統的動態性能，滑（滑模）變結構控制可以提高系統的魯棒性，狀態觀測器和卡爾曼濾波器可以得到狀態信息不能測量，自適應控制能夠全面提高系統的性能。此外，智能控制技術，如模糊控制，神經網絡控制，也開始在交流變頻調速驅動系統用于提高控制精度和魯棒性。
3）廣泛應用微電子技術
隨著微電子技術的發展，數字式控制處理芯片的運算能力和可靠性得到很大提高，這使得全數字化控制系統取代以前的模擬器件控制系統成為可能。目前適于交流傳動系統的微處理器有單片機、數字信號處理器（Digital Signal Processor——DSP）、專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit——ASIC）等。其中，高性能的計算機結構形式采用超高速緩沖儲存器、多總線結構、流水線結構和多處理器結構等。核心控制算法的實時完成、功率器件驅動信號的產生以及系統的監控、保護功能都可以通過微處理器實現，為交流傳動系統的控制提供很大的靈活性，且控制器的硬件電路標準化程度高，成本低，使得微處理器組成的全數字化控制系統達到了較高的性能價格比。
4 結論
雖然我國電力電子與電力系統傳動系統技術得到了長足的發展，但與發達國家相比仍然存在較大差距，許多關鍵技術有待突破，關鍵部件還長期依賴進口的局面還沒有打破。
參考文獻
論文關鍵詞：模塊教學，制作，電子鐘
單片機技術作為現代電子技術的重要基礎，廣泛應用于工業過程控制，機電一體化產品，智能儀器，家用電器、計算機網絡及通信等方面，是各類控制系統的核心。《單片機控制技術》是在前面所學《單片機基礎1》和《單片機基礎2》教學模塊的基礎上，進行小型單片機電子產品軟硬件設計和制作的教學模塊。通過本模塊的學習，培養學生掌握單片機技術在日常生活中的應用，鍛煉學生動手實踐能力、創新能力和新產品設計開發能力，為將來從事單片機新產品設計開發、檢測和維護等工作奠定堅實的基礎。
一、教學實施設想
依據單片機系統的開發研制過程，模塊《單片機控制技術》可分為單片機系統硬件電路設計與調試和單片機程序設計與調試兩個部分，在綜合應用階段將二者融為一體。通過本模塊的學習，使學生掌握單片機硬件設計和程序設計的相關知識，熟悉單片機應用系統的組成和開發方法，懂得單片機系統調試與維護技術，并在實際制作的基礎上制作，了解單片機控制的電子產品生產工藝和生產管理方法。
在“教、學、做”一體的教學過程中，通過分組實施，提高學生的溝通能力、團隊合作及協調能力，提高學生嚴謹的邏輯思路，縝密的工作方式和強烈的責任意識。教學實施按照3個階段逐級深入：①基礎知識復習講解；②基本應用訓練；③綜合實際制作。
二、教學內容設計
曾經有人這樣說過，如果用數碼管和按鍵，做一個可以調整時間的電子鐘出來，那么你的單片機就算入門了60%了。我認為這句話是有道理的。基于單片機技術的實時時鐘能夠涵蓋單片機課程的大部份知識點，對單片機知識的應用，其綜合度是相當高的。
本模塊以4位數碼管實時時鐘的硬件電路和程序設計為載體，以8位數碼管實時時鐘的設計和制作為任務驅動，將單片機有關知識點融入“教、學、做”一體，采用分組實施，逐級深入的方式，重點培養學生應用單片機知識進行小型電子產品的設計、調試和制作能力。
本模塊按照教學計劃，可以分為5個學習情境：
1）單片機最小系統軟硬件設計
以4位數碼管實時時鐘為例，講授單片機最小系統的軟硬件設計方法核心期刊目錄。
2）單片機定時與中斷功能的應用
以含四個按鍵和4位數碼管的可以調整時間的實時時鐘為例，講授單片機定時與中斷功能的實現方法。
3）單片機與數碼管顯示器接口的設計
以4位數碼管實時時鐘為例，講授單片機與數碼管顯示器的接口設計方法。
4）單片機與LCD顯示器1602接口的設計
以一片1602作為單片機實時時鐘顯示屏為例，講授單片機與LCD顯示器1602接口的設計方法。
5）制作單片機電子鐘
在教師指導下，應用單片機中斷、定時技術，通過調整鍵、加1鍵、減1鍵、確定鍵四個按鍵，用8位數碼管（或用一片1602）制作一個可以調整時間的電子時鐘，顯示格式為：時-分-秒 XX-XX-XX。
通過以上5個學習情境的訓練，學生最終完成1臺具有調時功能的單片機電子鐘作品，并以作品的完成情況和完成過程進行考核評價。
三、思考與展望
1、模塊《單片機控制技術》 以單片機控制的電子鐘的設計制作為載體，將單片機多個知識點串連到一起，按照由淺到深逐級深入，培養學生團結協作、細致耐心、動腦動手等能力，全方位地將知識性、趣味性、實用性融為一體，引導學生自主學習，理論聯系實際，制作實用的單片機電子小產品。
2、“單片機工作室”是我系單片機開發應用的“第二課堂”制作，對于已不能滿足模塊課程教學內容的優秀學生，要依托“單片機工作室”，注重單片機優秀人才的培養，提高他們參與創新實踐的能力，特別是在參加市、省各項課外科技競賽活動和技師班課程設計及畢業論文設計中，為學生采用單片機技術，設計開發作品提供有力的支持。
3、今后要不斷延伸教學模塊。要與合作企業共同制定教學實訓項目，按照企業標準將“教室與實訓室”、“教師與師傅”、“學生與學徒”、“作業與作品”四者合一的開展單片機教學。在與企業共建校外實習基地的基礎上，依據企業標準將單片機實用項目的開發設計過程融入教學，實現仿真企業環境條件下的教學，突出技術應用的職業性。
4、要積極整合校內技術優勢，積極開展對外技術服務，強化課外“產學研”與課內“教學做”的相互滲透。由單片機課程專任教師、企業技術人員與部分學生共同組成項目組，開發研制科技含量高、低成本、測量數據準確、使用簡單、實用的單片機產品，使學生不斷積累單片機產品的開發經驗，熟悉企業生產開發流程，深刻理解企業對人才的具體要求，直接接觸社會流行技術，實現學校教育與社會需求之間的無縫對接。
關鍵詞： 電工技師論文 工藝性 標準化
一、專業項目論文的工作觀
技師技能考核或鑒定首先應注重的是工作者專業素質――崗位工作能力水平的評價。寫作和提交論文是申報鑒定者應對技能考核鑒定的準備過程，同時是個人技能水平的展示過程。
技術工人的專業工作目的一般要求是：保證生產質量、提高生產率、降低物質消耗――有效益價值核算或向好性預期。憑借論文關于專業工作項目立論確定、技術路線解析、工藝方法選擇、調試過程記錄等的描述，充分顯示工作者的能力水平――專業規范把握、主流技術運用、工藝方法適當、工序工步明晰。
技師論文應該強調較高級工藝性內容，應該是工作技藝和業績展示、以專業文獻范式表述的文章，并不一定要用某效益指標來顯示工作價值。如工藝改進型課題論文，突出的是專業技巧水平；又如新技術應用型課題論文，突出的是對工程新技術或復雜工藝的理解和駕馭能力。
1.強調論文項目的工藝性價值。技能，應理解為專業工作的技能工藝能力。也許是簡稱，總易誤認為技能偏指技術能力，而忽視工藝能力。技術一般是指工業過程的方法論，即一般是可行性確定后在標準化設計前提下選材、加工手段、加工流程以盡可能的高效率獲得目標產品的方法。而工藝，可以理解為加工的“藝術”，強調工作過程中獲得目標產品的技巧性、保障性和完美性。技術工藝能力，可以理解為技術與工藝互滲而形成的知識型、技巧型、成熟型的生產力。
較高級的專業技能型人員的工作，應能體現技術工藝引人入勝的技巧性，工作項目論文也理所當然要求顯示出工藝性價值――論文應顯示出寫作者關于工作項目的基本技術理解能力和工藝質量層次。基本技術能力包括專業理論的引用或引證，工藝質量則涵括改進能力、工作技巧、專業理論與實際的連接和補足能力、安全防護構思能力、提高工作對象商品化的能力。工藝質量直接決定了目標產品的實用性、適用性和市場性。
2.注重專業性表述的標準化概念。技師的基本技術理論理解力是其工作的重要基礎之一，但其工作的方式、目標往往約束了專業理論的擴充速度和應用空間。許多長期在特殊電氣工程崗位工作、工藝經驗豐富的技藝型人員理論水平并不高，但他們的本職工作很出色，工作質量的工藝價值突現。一般認為長期的專職工作經驗中積累著較高的專業工藝悟性。應該看到，高專業工藝性主要表現為相對行業標準、生產規范有很強的理解力，對生產流程有很強的連接、補足、改進的能力。正是高的專業悟性使得技藝型人員與技術設計人員的工作配合相得益彰。
3.把握過程分析的理論深度。一些技師工作項目論文中，用大量篇幅闡述理論的依據――數理公式推導過程或教科書式論說，然后繪出基本原理圖，最后給出相當肯定的可行性結論。必須注意，這種論文往往是有缺陷的――項目的實施有效性沒有表達―作者的操作工藝技能水平得不到顯示。缺少相關工程經驗公式或者經驗系數（理論公式受客觀實際過程條件的約束），易使得項目實施性這一關鍵工藝環節受到鑒定評價者質疑。這類論文的缺陷在論文大辯的有限時間里難以彌補。
4.妥當運用“技術進步手段”、“技術創新理念”、“精湛工藝過程”。機電工程崗位特征――專業智能成分較多，技巧思維保持，非連續性非周期性的操作。視下述工作能力為工藝能力；把握專業標準和規范的運用方法、流暢的專業語言（術語，編程，工程圖，解析圖表等）表述、撰適用的工程文檔、規劃工作技巧和效率。
技術進步：在產業規范約束下，采用現代的、主流的專業技術成果。
技術工藝創新：在產業規范約束下的工作能夠在去除隱患、操作便捷、安全可靠、形式優化、節能提效、減污去噪、降低維護成本、智能化診斷運行等某些方面有顯明的特色成果。
基本完備和適配的資料：是指可以作為施工提綱或設備的檔案基本資料。
二、電學原理在工程運用中的本征性理解
機電技術中的電工技術是關于電能量分配和智能控制的技術，應用電工技術的基礎原理是歐姆定律和麥克斯韋電磁方程組。
1.本征性理解。客觀導電材料上的電量分析應劃分為以電壓（電動勢能信息）為主量的“信息變換及傳遞系統”和以電流為主量的“能量傳輸電路”。控制信息傳遞系統的第一要素是“保證信息的準確”，控制系統傳遞信息不一定依賴固形材料（例如可通過空間電磁場感應傳遞）。
使用電動機為電能耗用終端的設備繼電器線路形式控制電路主要形成運動控制“邏輯、時間、順序”機制，自保、互鎖、延時、中繼等都是形成控制信息的電路。
采用集成運放器為核心的信號電壓調節器主要解決比例（信號放大）、微分（信號即時變化率）、積分（信號的時間積累效應），而整流、檢波、限幅、隔離、跟隨、調零、保護等都是附加電路。
電能量傳輸的第一要素是電路成為回路，依賴有形的導電材料，再者就是能量規模（大小）和傳輸時間可控。因此，控制電路的關鍵功能是信息“變換（如電壓放大器）”和“調節”。
主電路的關鍵功能是能量的“被控”和“驅動”，而反饋電路則是對于完成基本運轉功能的、由基本控制器和驅動器（主電路）組成的開環系統輸出量檢測并形成修正信號的“智能化”部件。
現時的機電“主流技術”指由集成PID運算器件、邏輯運算器件（CPU）及大容量數據存儲器件為核心的控制器運用技術、由可高頻全控大功率無觸點開關元件為核心的驅動器運用技術及由新型傳感器為核心的傳感信號接收變換電路技術。
2.機電能量轉換技術離不開磁材料技術，也離不開磁路分析技術；傳統的磁路材料由于磁傳導敏感于溫度和介質成分，其電氣特性檢定比較困難。但是近些年來，新型合成磁性材料技術迅猛發展，其運用空間（特別是在機電技術領域）急速擴展。
再者，材料科學技術和信息技術是工業技術發展的雙引擎，感知設備運動狀態和形成系統信息的傳感器技術是智能系統的前端。
從對于控制方式本質的理解判斷機電控制技術的發展方向：以一個四端電路（網絡）為例，若以改變激勵能夠實現相應響應，則控制方式可分為：a.電流控制電流（控制機制參數體現為電流放大系數），b.電壓控制電流（控制機制參數體現為轉移電導（跨導）），c.電壓控制電壓（控制機制參數體現為電壓放大倍數），d.電流控制電壓（控制機制參數體現為轉移電阻（跨阻）），實現電能利用的機電設備的電路多以電流為被控量，所以上述a，b兩種控制方式是驅動器電路，c是信息處理電路，d不是機電設備電路優選形式（能量控制信號）。
上述a、b方式分別代表著兩個時代的電能傳輸電路（主電路、驅動器）形式。
a方式中，電流控制電流的中心技術是：實現小電流控制大電流、一路電流控制多路電流。代表器件有三極管和繼電器。
三極管，響應速度高，無動作觸點，但控制電路與被控電路有公共支路，控制量與被控量的高次諧波相互影響或制約，而且可承受功率在瓦特級，一般不符合機電設備功率規模要求。
繼電器（接觸器），以電-磁-力形式驅動開關觸點動作，實現電流的小控大和一控多。但觸點動作時間不準、電弧現象、線圈斷電反電動勢高并形成高頻干擾源、體積大等固有弱點，長期以來被視為“非理想器件”。
b方式是經典控制技術體系中理想的控制方式――信息控制能量。
上世紀后半期，業界使用大功率半控型電子器件晶閘管加之PWM技術的移相觸發器實現有缺陷的“信息控制能量”方式于機電設備能量控制――主要是直流電動機的荷載調速。
上世紀末期大功率全控型電子器件IGBT（一種增強型絕緣柵場效應管器件）的商品化普及，機電設備用全控型的信息控制能量方式成為現實，例如在結構簡單價格低廉的交流電動機實現寬范圍荷載的變頻調速。
3.電氣主流技術發展的瞻望。機電設備機械構件的技術進步程度受制于材料技術發展及其成果的商品化程度。通用機電電工技術范疇的技術開發重點有：
電力電子技術：利用電力電子器件實現工業規模電能變換的技術，是建立在電子學、電工原理和自動控制三大學科上的新興學科成果。器件以半導體為基本材料，根據器件的特點和電能轉換的要求，開發電能轉換電路，包括各種控制、觸發、保護、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及電路。
電動機技術：強磁材料與低溫環境技術。
虛擬現實技術：軟件型傳感系統分析與儀表。
機電液智能控制技術：機械、液壓、電子融合控制技術使得機器的效率、性能、品質、可靠性等大大提升，如大型工程機械設備、深海或隧道的巨力液壓控制系統。
微機電系統技術：常規電氣系統元器件微型化組件化甚至實現“疊層組件―集成化”，即把微型化的敏感元器件、微處理器、執行器、各種機械構件、電動機、能源、光學系統等都集成于一個極小的幾何空間內，并且能像集成電路一樣大批量、廉價地生產。
電致流體相變技術：電場作用下電流變液（ERF，electrorheological fluid）可在“固”―“液”兩相之間轉換，轉換過程可控而且可逆，轉換時間為ms級，利用其電控力學行為，可以預期得到較之傳統力學元件更為理想的（機―電能量轉換控制的）響應指標。
磁致流體相變技術：磁流變液是由高磁導率、低磁滯性的微小軟磁性顆粒和非導磁性液體混合而成的懸浮體。在零磁場條件下呈現出低黏度的牛頓流體特性；而在強磁場作用下，則呈現出高黏度、低流動性。磁流變液在磁場作用下的流變是瞬間的、可逆的，而且其流變后的剪切屈服強度與磁場強度具有穩定的對應關系。
硅膠導電與絕緣的智能化控制技術；作為可以在電磁場發揮“柔性”功能的新型器件必將影響機電設備電路構造技術。導電硅膠是具備導電性能的硅膠制品，用于一些電子硅膠產品上發揮開關接通的作用，現時應用于一些電子設備、家用設備、辦公設備中，比如導電硅膠按鍵、電線連接管、影印機滾軸、電纜插頭、連接器襯墊等。
三、要強調通用電學知識與電工新技術運用銜接的工藝能力
機電設備技術標準（國家標準、國際電工委員會文件、超級公司企業標準）的意志和執行能力。標準化是機電設備可靠性的保障。國家標準中對機床的控制方式、接地方式、抗干擾、容錯、機械連鎖、危險部件防護等，作了較完善規定，有效保障了機床的安全可靠運轉。經驗證明，符合標準的機床，故障率較低，反之故障率則高，可靠的保護措施是防止器件和裝置損壞的重要方面。
當前的國家職業技能鑒定技師和高級技師考評體系強調了標準化水平是素質和技術能力的體現。如技術資料規范化編整能力、微機控制應用程序解析能力、逆向工程能力（逆向于在確定材料條件下設計制造的路徑對產品拆解―解析技術工藝特征，提交改進或改性方案，以期獲得結構或功能更優化的產品）、工程數學與物理運動現實的映射解釋能力。
四、提高論文的精致程度和新技術含量的著眼點
維修電工崗位工作的技術工藝核心領域（空間范圍，對象）。
關鍵詞：電工技師論文工藝性標準化
一、專業項目論文的工作觀
技師技能考核或鑒定首先應注重的是工作者專業素質——崗位工作能力水平的評價。寫作和提交論文是申報鑒定者應對技能考核鑒定的準備過程，同時是個人技能水平的展示過程。
技術工人的專業工作目的一般要求是：保證生產質量、提高生產率、降低物質消耗——有效益價值核算或向好性預期。憑借論文關于專業工作項目立論確定、技術路線解析、工藝方法選擇、調試過程記錄等的描述，充分顯示工作者的能力水平——專業規范把握、主流技術運用、工藝方法適當、工序工步明晰。
技師論文應該強調較高級工藝性內容，應該是工作技藝和業績展示、以專業文獻范式表述的文章，并不一定要用某效益指標來顯示工作價值。如工藝改進型課題論文，突出的是專業技巧水平；又如新技術應用型課題論文，突出的是對工程新技術或復雜工藝的理解和駕馭能力。
1.強調論文項目的工藝性價值。技能，應理解為專業工作的技能工藝能力。也許是簡稱，總易誤認為技能偏指技術能力，而忽視工藝能力。技術一般是指工業過程的方法論，即一般是可行性確定后在標準化設計前提下選材、加工手段、加工流程以盡可能的高效率獲得目標產品的方法。而工藝，可以理解為加工的“藝術”，強調工作過程中獲得目標產品的技巧性、保障性和完美性。技術工藝能力，可以理解為技術與工藝互滲而形成的知識型、技巧型、成熟型的生產力。
較高級的專業技能型人員的工作，應能體現技術工藝引人入勝的技巧性，工作項目論文也理所當然要求顯示出工藝性價值——論文應顯示出寫作者關于工作項目的基本技術理解能力和工藝質量層次。基本技術能力包括專業理論的引用或引證，工藝質量則涵括改進能力、工作技巧、專業理論與實際的連接和補足能力、安全防護構思能力、提高工作對象商品化的能力。工藝質量直接決定了目標產品的實用性、適用性和市場性。
2.注重專業性表述的標準化概念。技師的基本技術理論理解力是其工作的重要基礎之一，但其工作的方式、目標往往約束了專業理論的擴充速度和應用空間。許多長期在特殊電氣工程崗位工作、工藝經驗豐富的技藝型人員理論水平并不高，但他們的本職工作很出色，工作質量的工藝價值突現。一般認為長期的專職工作經驗中積累著較高的專業工藝悟性。應該看到，高專業工藝性主要表現為相對行業標準、生產規范有很強的理解力，對生產流程有很強的連接、補足、改進的能力。正是高的專業悟性使得技藝型人員與技術設計人員的工作配合相得益彰。
3.把握過程分析的理論深度。一些技師工作項目論文中，用大量篇幅闡述理論的依據——數理公式推導過程或教科書式論說，然后繪出基本原理圖，最后給出相當肯定的可行性結論。必須注意，這種論文往往是有缺陷的——項目的實施有效性沒有表達—作者的操作工藝技能水平得不到顯示。缺少相關工程經驗公式或者經驗系數（理論公式受客觀實際過程條件的約束），易使得項目實施性這一關鍵工藝環節受到鑒定評價者質疑。這類論文的缺陷在論文大辯的有限時間里難以彌補。
4.妥當運用“技術進步手段”、“技術創新理念”、“精湛工藝過程”。機電工程崗位特征——專業智能成分較多，技巧思維保持，非連續性非周期性的操作。視下述工作能力為工藝能力；把握專業標準和規范的運用方法、流暢的專業語言（術語，編程，工程圖，解析圖表等）表述、撰適用的工程文檔、規劃工作技巧和效率。
技術進步：在產業規范約束下，采用現代的、主流的專業技術成果。
技術工藝創新：在產業規范約束下的工作能夠在去除隱患、操作便捷、安全可靠、形式優化、節能提效、減污去噪、降低維護成本、智能化診斷運行等某些方面有顯明的特色成果。
基本完備和適配的資料：是指可以作為施工提綱或設備的檔案基本資料。
二、電學原理在工程運用中的本征性理解
機電技術中的電工技術是關于電能量分配和智能控制的技術，應用電工技術的基礎原理是歐姆定律和麥克斯韋電磁方程組。
1.本征性理解。客觀導電材料上的電量分析應劃分為以電壓（電動勢能信息）為主量的“信息變換及傳遞系統”和以電流為主量的“能量傳輸電路”。控制信息傳遞系統的第一要素是“保證信息的準確”，控制系統傳遞信息不一定依賴固形材料（例如可通過空間電磁場感應傳遞）。
使用電動機為電能耗用終端的設備繼電器線路形式控制電路主要形成運動控制“邏輯、時間、順序”機制，自保、互鎖、延時、中繼等都是形成控制信息的電路。
采用集成運放器為核心的信號電壓調節器主要解決比例（信號放大）、微分（信號即時變化率）、積分（信號的時間積累效應），而整流、檢波、限幅、隔離、跟隨、調零、保護等都是附加電路。
電能量傳輸的第一要素是電路成為回路，依賴有形的導電材料，再者就是能量規模（大小）和傳輸時間可控。因此，控制電路的關鍵功能是信息“變換（如電壓放大器）”和“調節”。
主電路的關鍵功能是能量的“被控”和“驅動”，而反饋電路則是對于完成基本運轉功能的、由基本控制器和驅動器（主電路）組成的開環系統輸出量檢測并形成修正信號的“智能化”部件。
現時的機電“主流技術”指由集成PID運算器件、邏輯運算器件（CPU）及大容量數據存儲器件為核心的控制器運用技術、由可高頻全控大功率無觸點開關元件為核心的驅動器運用技術及由新型傳感器為核心的傳感信號接收變換電路技術。
2.機電能量轉換技術離不開磁材料技術，也離不開磁路分析技術；傳統的磁路材料由于磁傳導敏感于溫度和介質成分，其電氣特性檢定比較困難。但是近些年來，新型合成磁性材料技術迅猛發展，其運用空間（特別是在機電技術領域）急速擴展。
再者，材料科學技術和信息技術是工業技術發展的雙引擎，感知設備運動狀態和形成系統信息的傳感器技術是智能系統的前端。
從對于控制方式本質的理解判斷機電控制技術的發展方向：以一個四端電路（網絡）為例，若以改變激勵能夠實現相應響應，則控制方式可分為：a.電流控制電流（控制機制參數體現為電流放大系數），b.電壓控制電流（控制機制參數體現為轉移電導（跨導）），c.電壓控制電壓（控制機制參數體現為電壓放大倍數），d.電流控制電壓（控制機制參數體現為轉移電阻（跨阻）），實現電能利用的機電設備的電路多以電流為被控量，所以上述a，b兩種控制方式是驅動器電路，c是信息處理電路，d不是機電設備電路優選形式（能量控制信號）。
上述a、b方式分別代表著兩個時代的電能傳輸電路（主電路、驅動器）形式。
a方式中，電流控制電流的中心技術是：實現小電流控制大電流、一路電流控制多路電流。代表性功能器件有三極管和繼電器。
三極管，響應速度高，無動作觸點，但控制電路與被控電路有公共支路，控制量與被控量的高次諧波相互影響或制約，而且可承受功率在瓦特級，一般不符合機電設備功率規模要求。
繼電器（接觸器），以電-磁-力形式驅動開關觸點動作，實現電流的小控大和一控多。但觸點動作時間不準、電弧現象、線圈斷電反電動勢高并形成高頻干擾源、體積大等固有弱點，長期以來被視為“非理想器件”。
b方式是經典控制技術體系中理想的控制方式——信息控制能量。
上世紀后半期，業界使用大功率半控型電子器件晶閘管加之PWM技術的移相觸發器實現有缺陷的“信息控制能量”方式于機電設備能量控制——主要是直流電動機的荷載調速。
上世紀末期大功率全控型電子器件IGBT（一種增強型絕緣柵場效應管器件）的商品化普及，機電設備用全控型的信息控制能量方式成為現實，例如在結構簡單價格低廉的交流電動機實現寬范圍荷載的變頻調速。
3.電氣主流技術發展的瞻望。機電設備機械構件的技術進步程度受制于材料技術發展及其成果的商品化程度。通用機電電工技術范疇的技術開發重點有：
電力電子技術：利用電力電子器件實現工業規模電能變換的技術，是建立在電子學、電工原理和自動控制三大學科上的新興學科成果。器件以半導體為基本材料，根據器件的特點和電能轉換的要求，開發電能轉換電路，包括各種控制、觸發、保護、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及外圍電路。
電動機技術：強磁材料與低溫環境技術。
虛擬現實技術：軟件型傳感系統分析與儀表。
機電液智能控制技術：機械、液壓、電子融合控制技術使得機器的效率、性能、品質、可靠性等大大提升，如大型工程機械設備、深海或隧道的巨力液壓控制系統。
微機電系統技術：常規電氣系統元器件微型化組件化甚至實現“疊層組件—集成化”，即把微型化的敏感元器件、微處理器、執行器、各種機械構件、電動機、能源、光學系統等都集成于一個極小的幾何空間內，并且能像集成電路一樣大批量、廉價地生產。
電致流體相變技術：電場作用下電流變液（ERF，electrorheologicalfluid）可在“固”—“液”兩相之間轉換，轉換過程可控而且可逆，轉換時間為ms級，利用其電控力學行為，可以預期得到較之傳統力學元件更為理想的（機—電能量轉換控制的）響應指標。
磁致流體相變技術：磁流變液是由高磁導率、低磁滯性的微小軟磁性顆粒和非導磁性液體混合而成的懸浮體。在零磁場條件下呈現出低黏度的牛頓流體特性；而在強磁場作用下，則呈現出高黏度、低流動性。磁流變液在磁場作用下的流變是瞬間的、可逆的，而且其流變后的剪切屈服強度與磁場強度具有穩定的對應關系。
硅膠導電與絕緣的智能化控制技術；作為可以在電磁場發揮“柔性”功能的新型器件必將影響機電設備電路構造技術。導電硅膠是具備導電性能的硅膠制品，用于一些電子硅膠產品上發揮開關接通的作用，現時應用于一些電子設備、家用設備、辦公設備中，比如導電硅膠按鍵、電線連接管、影印機滾軸、電纜插頭、連接器襯墊等。
三、要強調通用電學知識與電工新技術運用銜接的工藝能力
機電設備技術標準（國家標準、國際電工委員會文件、超級公司企業標準）的意志和執行能力。標準化是機電設備可靠性的保障。國家標準中對機床的控制方式、接地方式、抗干擾、容錯、機械連鎖、危險部件防護等，作了較完善規定，有效保障了機床的安全可靠運轉。經驗證明，符合標準的機床，故障率較低，反之故障率則高，可靠的保護措施是防止器件和裝置損壞的重要方面。
當前的國家職業技能鑒定技師和高級技師考評體系強調了標準化水平是素質和技術能力的體現。如技術資料規范化編整能力、微機控制應用程序解析能力、逆向工程能力（逆向于在確定材料條件下設計制造的路徑對產品拆解—解析技術工藝特征，提交改進或改性方案，以期獲得結構或功能更優化的產品）、工程數學與物理運動現實的映射解釋能力。
四、提高論文的精致程度和新技術含量的著眼點
維修電工崗位工作的技術工藝核心領域（空間范圍，對象）。
維修電工崗位工作的主流技術、前端發展技術（如機器人，城市電動載人設備（電梯，搜索救生設備，無人駕駛運行設備，物流基地自動化設備等），注意：在機電前端技術領域；與電路系統運行規律模式相似的流體智能控制系統正在迅速地發生著微型化、精準化、多種指標信息傳遞同道化的技術水平提升。
機器的電氣系統運用主流技術改造的工藝路線和工步流程。
一些控制系統設計方案的實用性（技術改造方案的功能指標的得失）和適用性。
專業技術文獻資料的引用和“創新價值”的保障。
五、論文正文的編輯策略
通過這里的工作全過程的描述而展示個人的工作實力狀況，明喻達到專業技師水平。正文應涵括以下內容：
1.詳盡細致的立論表述：現實性、可行性、績效預期等。立論的過程是運用專業范疇的概念、判斷和推理等邏輯思維形式，簡述預期的項目工作的流程、效益目標、專業技術層次特征和工藝精華綜合；證明自己的主張。立論應具備論點、論據和論證三要素。
現實性：有重點而且簡單的描述工作環境，儀器工具，基礎性技術資料等工作先期條件，適配一些示意性插圖、流程框圖、曲線圖、簡表等。
可行性：有重點而且簡單的描述工作團隊情況，已經具備的知識基礎和經驗，主流技術采用的決定，需要增加的儀器工具，實施方案或技術工藝路線。
績效預期：有重點而且簡單的、與現實性情況可比較的談說，重點是預期的技術或形式先進性、工程安全性、設備的控制或運行可靠性、節能減排等的定性談說。
2.主流技術采用、工藝方案、實施過程等的詳述。例如：可編程序控制器（PLC）技術基于用計算機軟件實現繼電器電路中的中繼、延時、順序、串并邏輯、傳感信息處理等的硬件功能而提升了機電設備控制的可靠性。又如：基于用計算機軟件對全控型大功率電力電子器件編程控制而實現交流電源變頻控制，使得電動機“寬范圍、恒功率或恒轉矩的調速”成為普適技術。
工藝方案：展示工作者專業軟實力的平臺，以分類的技術工藝設計資料及對其簡單注解說明文字為主項。資料文件要符合專業規范，要基本完備，要適配。例如：機床設備電氣系統檔案基本資料文件一般有電路原理圖、電器件位置示意圖、接線圖、元件明細表、電氣原理說明或控制流程注解、維修或改造記錄等。
三項資料：工作對象技術改造之前的電路原理圖及工況表述、改進工程技術路線設計（流程圖與功能框圖）和主要零部件明細，是工藝方案論證的骨干依據。
對于要遵循物理規律，以推演、論證、解析為主要技術路線的項目論文，建議采用機電工程手冊為理論藍本，引用工程計算方法處理數據。
調試過程：調試工作的工序、工步羅列，調試過程狀況和數據的記錄。
3.結果與討論。這是全文的重心，應精心篩選技術工藝成果，把那些必要而充分的數據、現象、樣品、認識等選出來，寫進去，作為分析的依據。在對結果做定性和定量分析時，應說明數據的處理方法及誤差分析，說明現象出現的條件及其可證性。
概括項目工作的總結：所得結果與已有結果的比較；聯系實際結果，解說它的工程意義、應用價值和在實際中推廣應用的可能性；在本項目實施過程中尚存在的問題，對相關進程記錄資料進一步標準化編整的見解、意愿與建議。
參考文獻：
[1]王建，張文凡.電類技師論文的撰寫、答辯及點評.（ISBN9787111318422）.機械工業出版社，2012.
【關鍵詞】輪轂電機;多輪驅動電動車;控制系統;設計
1.引言
1886年問世起，汽車大大拓展了人類的活動范圍，對人類社會的發展做出了重大的貢獻，現代汽車工業已經成為許多國家經濟發展的支柱產業之一。到目前為止，以石油為能源的傳統內燃機汽車居絕對多數。然而，這類汽車在帶給人們方便快捷的現代生活的同時，其帶來的能源短缺和環境污染等一系列問題也對社會發展構成了嚴峻的挑戰。節能與環保已經成為全球各國和各大汽車制造商的共同課題。2009年，中國超越美國成為全球第一大汽車生產和消費國，2011年全國汽車銷量超過1850萬輛，繼續穩居全球第一位[1]。2011年中國汽車保有量首次突破1億輛大關，成為僅次于美國全球汽車保有量第二的國家[2]，而且有望在今后若干年繼續保持這種增長趨勢。
目前，對電動汽車的研究還是以對傳統內燃機汽車進行動力改造為主，在結構上僅僅將內燃機替換為電動機，保留原來的動力傳動系統。這樣的結構可以利用電動機的轉矩特性比內燃機更加理想的優點，但是并沒有從根本上改變車輛的動力特性，也沒有充分發揮電動驅動系統所帶來的技術進步。而車輪獨立驅動作為電動汽車的一種理想驅動方式，成為電動汽車發展的一個獨特方向。車輪獨立驅動系統就是將獨立控制的電機與汽車輪轂連接，省掉了各車輪之間的機械傳動環節。電機與車輪之間的連接方式主要有兩種：一是采用軸式連;二是將電機嵌入到車輪內。輪轂電機驅動系統中沒有機械傳動環節和差速器，由電機直接驅動車輪，因此需要對電機的轉矩和轉速進行精確控制，這也是研究的重點和難點所在。汽車的四驅控制系統能夠根據各車輪的轉速、轉矩等信息，控制并分配各輪轂電機輸出扭矩的大小，從而控制各車輪的驅動力和轉速，使汽車具有驅動防滑功能、差速功能、良好的加速性和汽車穩定性。
另外，在輪轂電機驅動系統中，電機和驅動器的體積、功率都較小，這樣既有利于汽車的總體布置，又可以保證良好的離地間隙，改善汽車的通過性。
圖1 米其林輪轂電機結構
2.基于輪轂電機的電動車底盤結構
輪轂電機車輛平臺自身具有的線傳控制特征，使整車布置和控制系統設計具有很大的柔性，這些優勢得到了各國汽車廠商和研發機構的認同并都展開了相關的研究。不過受到安全法規的限制，現在與整車安全相關的線控技術還無法應用到量產車型當中。因此，目前對基于輪轂電機平臺的線控電動汽車的研究主要還是處于概念車的開發和實驗室研究階段。
20世紀90年代初，最引人注目的就是米其林公司推出的主動車輪，其結構如圖1所示。電動輪轂中有兩個電動機，一個向車輪輸出扭矩，另一個則是用于控制主動懸架系統，改善舒適性、操控性和穩定性。在兩個電動機之間還設有制動裝置，動力、制動和懸架都被集成在一起，結構相當緊湊。由于電動機的扭矩易于控制，如果配備四個米其林主動車輪便成為四驅系統，并且可以通過電腦對任何車輪的扭矩進行獨立調節，僅需更多的傳感器和更復雜的程序便能實現。主動車輪的另一個優勢是能提供比傳統汽車更好的被動安全性。由于舍去了發動機和變速箱，車頭的緩沖區將變得高效與充足。
圖2 豐田公司i-unit概念車
圖3 VOLVO公司提出的ACM車輪總成方案
豐田汽車公司從上世紀九十年代末開始進行輪轂電機驅動的純電動車的開發，重點研究基于傳統汽車底盤的輪轂電機電動汽車走向實用化的關鍵技術，如傳統懸架、轉向和制動系統等如何改進設計，以適應輪轂電機在車輪上的安裝，全新結構的輪轂電機電動汽車的車體結構設計等[7]。豐田汽車公司在2005年推出了一款最小型的i-unit概念車，該車重180公斤，由鋰離子電池通過后輪內的輪轂電機驅動[8]。前兩轉向車輪由獨立電機控制，可實現正負90度轉角，車輛最小轉彎半徑達到0.9米。i-unit采用電傳操縱和側面駕駛桿控制，比方向盤反應更加靈敏，車體高度和軸距根據上下車和不同速度駕駛的需要而自動調節，低速行駛時車體升高，駕車者視線幾乎與站立時相同，可以輕松地在人群中穿行，高速時則自動降低重心，保持穩定，減少阻力。
瑞典VOLVO公司Chassis Engineering部門提出一種ACM（Autonomous Corner Module）車輪總成的構想。這種車輪總成集成輪轂電機，雙轉向執行機構，摩擦制動器、主動懸架系統和減震器。根據不同的車輛軸荷和應用場合，通過對執行器參數的調整，ACM可以支持不同類型全線控智能車輛。目前VOLVO已經對這種構想申請了專利保護[15]。
3.多輪驅動電動車的關鍵技術
盡管電動輪獨立驅動的汽車在電動汽車領域存在很大優勢，但卻沒有大規模的普及，甚至沒有出現一款商品化車型。究其原因，除了生產成本偏高的因素外，更主要的是四輪獨立驅動電動汽車在整車動力性及穩定可靠性等技術方面存在諸多問題，欲提高電動輪驅動電動車的整車性能，以下是必須解決的關鍵技術：
（1）輪轂電機及其控制技術。輪轂電機作為四輪獨立驅動電動汽車的動力源，必須具有足夠大的驅動轉矩、合適的轉速以及相應的調速范圍，這樣才能保障電動汽車擁有良好的動力性。
（2）驅動輪之間的電子差速技術。車輪在路面上保持純滾動運動是最理想的狀態，但是當汽車轉彎或在不平路面上行駛時，由于汽車內外車輪的行駛路徑長度不同，如果仍然要求內外車輪轉速一致，必然會造成車輪的打滑和拖行。傳統汽車是使用機械差速器解決這一問題的，它將內外車輪輪速進行重新分配，解決了輪胎過度磨損和功率循環等問題。但是機械差速器具有轉矩平均分配的特性，致使汽車的內外車輪在不同路況下行駛時，極易出現打滑現象。對于四輪獨立驅動的電動汽車各驅動輪之間的差速問題，可以采用電子差速技術來解決，較為常用的電子差速控制方法主要有兩種：基于轉速閉環的電子差速控制和基于轉矩閉環的電子差速控制。目前的研究表明，基于轉矩閉環的電子差速控制較為優越，控制效果較好，但是其控制算法較復雜、應用難度較大。
（3）整車牽引力控制技術。牽引力控制技術直接影響著整車驅動特性的優劣，是必須解決的問題。目前的牽引力控制策略大多是通過控制輪胎的滑轉率來實現的，因為滑轉率與附著系數在一定區域內成線性關系，從而通過調節驅動電機的輸出轉矩來改變車輪的轉速，進而改變了輪胎的滑轉率，使輪胎和地面之間具有良好的附著系數，控制車輪的附著特性，獲得最大的驅動力，使汽車在不同路況下行駛時都具有良好的動力性能。四輪獨立驅動電動汽車各車輪的驅動力可以實現單獨控制，更有利于實現基于滑轉率控制的牽引力控制策略。但是我們也應該認識到在實際運用中，滑轉率的檢測很困難。
（4）轉矩協調控制技術。對于四輪獨立驅動電動汽車，各個驅動輪之間沒有機械部件的耦合關系，它們是獨立存在的動力源。如何保證各驅動輪協調運轉也是必須解決的問題。我們可以設計一個上位控制器，根據汽車的行駛狀態和控制要求，對四個驅動輪重新分配轉矩，這就是轉矩協調技術，其主要包括單電機的轉矩控制和多電機的同步協調控制。簡言之轉矩協調控制技術就是對各驅動輪的轉矩進行協調控制，使車輛安全穩定的行駛。
4.基于CAN總線的多輪驅動電動車控制系統設計
本方案設計的電動汽車系統主要包括系統電源、兩臺輪轂電機控制器和汽車主控制器。整個系統由72V蓄電池供電，蓄電池輸出作為輪轂電機母線，使用DC/DC反激式電源將母線上的高壓轉換為12V和5V的低電壓向各個控制芯片供電。汽車主控制器完成系統輸入信號的采樣、控制算法的運行，使用CAN總線與兩電機控制器通信，為電機控制器分配轉矩;電機控制器按照主控制器給定的轉矩驅動電機運行。
圖4 電動汽車系統的硬件框圖
電動汽車系統的硬件部分設計如圖4所示，反激式電源輸入72V的直流電，轉換成一路5V直流電向主控制器和兩部電機控制器供電，另有一路12V的直流電向電機驅動模塊供電。主控制器通過AD接口和10接口檢測系統輸入，通過CAN總線與兩個電機控制器通信。電機控制器根據接收到的信息通過輸出PWM信號控制電機驅動板上的MOSFET來驅動72V輪Y電機。
電動汽車系統的軟件部分包括電機驅動器中的電機控制程序，主控制器轉向差速運算與轉矩分配程序以及二者基于CANOPEN協議的通信程序，三塊控制器均使用TMS320F28035型MCU。
圖5 主控制器轉矩分配函數流程圖
圖5所示是主控制器轉矩分配函數的流程圖，電動汽車正常直線行駛時，將轉矩平均分配到兩臺輪轂電機上，轉向時需要為兩輪配置不同的轉矩以實現差速控制的目標。在第三章中進行了電動汽車轉向差速算法的研究與仿真，按照3.2小節中的控制策略編寫程序。主控制器在同步窗口期內接收兩電機控制器的速度信號，同步窗口結束之后調用轉矩分配函數。轉矩分配函數首先讀取踏板和方向盤的模擬信號，根據踏板信號確定兩電機的總轉矩，再根據方向盤轉向信號判斷是否需要進行差速計算。如果轉向信號較小，將總轉矩平分給兩電機;如果轉向信號足夠大，則需要進行轉向差速計算，由車速信號和輪速信號得到兩驅動輪的滑轉率，根據兩驅動輪滑轉率之差計算出兩驅動輪轉矩分配的比例，再得到兩輪的實際輸出轉矩。
5.總結
本文對基于輪轂電機的多輪驅動電動車的關鍵技術、底盤布局進行了探討和分析。基于輪轂電機驅動的多輪電動車無需復雜的傳動軸、分動器、差速器等機械裝置，底盤重量大幅減輕且結構簡單、步驟靈活。然而此類底盤對整車的控制系統要求較高，其控制除通常的車輛狀態監測外還擔負著驅動力分配、電子差速等及轉矩控制等功能，因此對控制系統的實時性、可靠性和可擴展性有很高的要求。本文討論了基于CAN總線架構的整車控制系統，給出了其硬件框圖和轉矩分配子系統的流程圖，對后續實用系統的搭建提供了依據和技術支撐。
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