电气工程学科概述

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电气工程学科概述范文第1篇

关键词：电子测量技术与仪器；工程应用；分组指导；教学改革

1 强化实践操作的《电子测量技术与仪器》课程教学内涵

目前，《电子测量技术与仪器》课程作为移动通信专业的必修理论课，该课程对理论和实践的要求都比较高，高职学生在移动通信工程中所需的测量技能以及微波理论知识需要有较高的要求，传统教学中实验操作较少，电子测量仪器种类较少，如何通过教学改革，强化学生的理论知识和实践操作技能，形成具有高职自身特色的教育课程，值得我们深入研究和思索。

结合该课程特点，我认为其教学内涵应体现任务驱动的本质，一是理论性和实践性。理论性是指对学生的基本理论知识要求较高，因为移动通信专业的知识外联性较低，学生以前接触的很少，因此我们要求学生掌握基本的电子测量技能，并能够运用理论去指导本专业的实践操作。实践过程必须以提高学生基础和应用能力为主线，使其能够胜任岗位基本要求。二是任务性。《电子测量技术与仪器》课程教学将工作任务细分，同时配备多种电子测量仪器，让学生在实际操作中练习各种测量技能，学和做相辅相成，更重要的是在学习中以实际电子仪器作为载体，遴选、重构课程内容，将工作任务作为终极努力目标。

2 教学改革实施

依据高职院校培养高端技能型专门人才的培养目标，本课程实践教学改革的原则如下：⑴以电子仪器或模块作为课程载体。⑵将实际工程应用引入实践教学。⑶以实践作为教学的主线，通过实践带动知识、技能的学习与职业素养的养成。

在上述原则的指导下，对该课程教学进行如下改革：

⑴在教学中以学生为主体，以教师为主导，充分发挥主导的导向作用，使主体具有自主学习的能力。主导教师应加强自身理论知识水平的提高和技能的锻炼，同时及时更新专业动向。主体学生需要在理解理论知识的基础上，着重锻炼自身实践操作。通过调查分析及学生反馈，移动通信专业对于电子测量的能力要求为熟练使用各种电子仪器，运用自己所学理论指导实践，进行高频微波各种信号的测试，对相关数据进行记录分析并处理。因此，本课程从专业需求入手，充分利用实训室条件，培养学生分析问题，解决问题的能力。

⑵充分采用多种教学方法，逐步培养学生自主学习能力。在实践教学中，引入实际工程应用，以任务作为驱动，积极引导学生学习。主导教师介绍任务，将学生分组，每组同学分贝完成不同任务，在同一组中，每位同学轮流当组长，指导该组学生进行整个任务的完成流程。在授课过程中采用课前预留，让同学们在课下时间充分利用网络资源丰富和准备即将学习的知识，在后续课中鼓励同学们上台展示，给学生发挥的空间。将教学内容分为基本模块和拓展模块两部分，基本模块用于提高电子测量能力，拓展模块用于培养学生的创新能力。

⑶以电子仪器作为载体，联合企业开发多项实验实训项目，构建理论实践统一的教学体系。通过整合电子测量实践教学，合理有序的安排实验项目，根据不同的工程环境、工作任务及精度要求，选取科学合理的测量方案，选取正确的测量仪器。主导教师给定测量要求，学生自行确定实验方案，配置实验仪器，分组制定实验步骤，完成实验任务。比如测量射频放大器参数实验，不同组别的学生可以选取不同测量模块，自行查阅实训手册，分别制定不同实验步骤，最终完成测量任务。同时提出扩展性任务，添加学生自己的新思维，锻炼学生分析问题解决问题的能力。构建虚拟实验平台，引入Lab View虚拟仪器平台，利用虚拟仪器测量相关实际电路测试点，得出仿真结果，从而掌握电子产品发展新方向。

在综合性课程设计中，要求学生使用DXP、Multisim等软件进行项目设计与仿真。根据仿真通过的电路结构与参数，进行搭建实际电路并进行实际参数测量，要求学生提交测量结果，完成课程实习报告的书写，同时在实训结束前预留一定时间，自行讲解实训原理、数据处理过程、实训过程中碰到的问题及如何解决等，指导教师进行点评与打分。整个过程其他同学均可参与讨论，学生分析与解决问题的能力得到了进一步的升华。

3 总结

通过对电子测量技术与仪器课程进行的教学改革，学生有了较强的自信心，理论知识在不断的展示讲解中得到了进一步的提高，而有目的的实践又能够帮助学生从全局角度完善整个任务，进而提高学生整体思路思考方式的锻炼。师生在教学过程中关系融洽，面对问题能够共同讨论解决，学生的学习积极性有了明显的提高，真正落实了理论实践深层次理论的过程，学生探究性的学习精神得到提高。课改过程中学校和企业关系进一步增进，教学内容贴近实际要求，因此，基于工程应用的电子测量技术与仪器课程实践教学意义深刻。

[参考文献]

[1]姜大源.如何开发工作过程导向―工作过程系统化课程设计方法[M/CD].姜大源教授在湖北职业技术学院的报告，2008-11.

电气工程学科概述范文第2篇

【关键词】电气工程 自动化 智能化技术

一、概述电气工程及其自动化

电气工程及其自动化是指电工程及其自动化（Electrical Engineering简称EE），这是一门综合性较强的科目，涉及机电一体化技术、电力电子技术、计算机技术，电机电器技术信息与网络控制技术等多个学科的交融学习。传统的概念认为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和就是电气工程，实际上它的现实意义早已超出原来定义的范畴了。它现在指的是几乎涵盖了所有的与电子、光子有关的所有工程行为。另外，如今的电气工程自动化极容易受到信息技术的发展、物理科学知识的应用还有技术的发展和变化的影响，所以中国自身的电气工程及其自动化在向国外借鉴和学习的基础上还要结合自身经济发展和国情的需要适时调整，适时改进。

二、论述智能化技术的特点和优势

智能化技术是一种高科技的控制技术，这种先进的科学技术在实现电气工程自动化持续、稳定发展有着重要的作用。智能化技术是指在工作时更高效化、自主化和无人操作化。智能化技术最显著的特点是可以自动化生产、可以灵活地操控，并且符合环保的特色，具备优质的产量，而且信息的合成率比较高。资源的优化性能也很高。电气智能化设备的系统具备非常明显的特点，可以通过自我检查和调控来操控整个生产过程，无需人过多的操心。这样的智能化设备有自检系统，可以通过系统网络来进行自我检测和评估，检测到哪条线路和电网出现问题，可以及时解决。（引用自参考文献[4]）另外，它具有灵活性，可以通过自动化电力系统了解到更多的产业信息，也可以通过信息进行大规模的接入，智能系统和现在的电力范围市场交易进行了连接，减轻管理中的超负荷工作，实行最为简单的资源优化，强化系统管理。

电气工程自动化运用智能化技术来提高电气自动化的工作效率的，作为智能化技术在电气工程及其自动化中应用的主要目的，也是其优势所在。它不仅可以促进电气工程发展，还能降低成本，节省人力物力。还有效地解决了传统控制的弊端和系统稳定性的问题，并不断地提升了电气设备运行的智能化程度，也提高了电气工程自动化的效率。经过分析研究后，可了解到智能化技术在电气工程自动化中更主要的优势是它能使电气工程自动化拥有更完善的控制系统，还也简化了电气工程的控制流程，使其在结构上更合理，效率也得到极大的提升。

三、当前智能化技术在电气工程及其自动化中的应用现状和未来发展趋势

经过综合分析和研究表明，当前智能化技术在电气工程及其自动化技术中的表现分别是智能控制、故障诊断、优化设计和无功补偿这四方面。（引用自参考文献[3]）智能控制是首要也是关键，因为它实现了电气工程自主化控制，应用在电气系统的信息处理，记录系统故障和计算机系统对电气系统的实时监控等方面。智能化的故障诊断能全面而又精确的诊断电气系统在运行过程中发生的故障。电气工程的优化设计，其设计的环节和过程是非常繁琐和复杂的，需要专业的设计人员利用智能化技术针对电气系统进行设计。虽然设计过程非常地复杂，但它使智能化技术变得更加实用和方便，也更能节省材料和费用。无功补偿，功指的就是电功率，无功补偿的智能技术的运用，可以通过记录电力相关的参数后，再根据这些参数选择无功补偿的设备，通过安装设备实现补偿，以减少电力消耗来实现平衡。其实，智能化技术在电气工程及其自动化中的具体应用还有很多，例如神经网络控制技术、计算机技术、精密传感技术，GPS定位技术等相关的综合应用。随着产品市场竞争的日趋激烈，智能化产品的优势更加突出，在实际操作和应用中得到广泛的使用。

另外，智能化技术在电气工程自动化中的发展主要是系统功能和体系结构。从系统功能看，运用了高性能的PLC技术，直接通过窗口和菜单操作，插补和补偿方式更加多样化。体系结构发展更加集成化、模块化和网络化。（引用自参考文献[2]）在未来，智能电网是电力的发展方向，而发展的重点是电力设备制造商要实现发、输、变、配、用电在整个环节的管控一体化和互动化，满足智能电网的需求以提供发电到用电整个价值链中的自动化，这无疑是未来电力市场的核心所在。为将电力设备的智能化引入纵深，国家电力建设中需要将新型的电子式互感器、先进的传感器技术、预防性维修的智能组件和基于通用网络通信平台的变电站自动化系统提高到国际标准。（引用自参考文献[1]）在未来发展中实现对电力的自动化监视与控制，能有效保障供电可靠性和供电品质，并且有利于合理安排生产计划，节约电力成本以及检修成本。为满足社会经济发展要求，未来国家会对智能电网加大建设，电力设备的智能化将是整个建设环节中的关键。

四、总结

本文通过对电气工程及其自动化的概述，并针对现在广泛被应用的智能化技术进行深入的分析研究，就其特性和优势方面来展来开探讨。其次，综合智能化技术在电气工程及其自动化中的应用现状和未来趋势进行论述。电力的应用在当今经济飞速发展的社会中不断地被深化和发展，成为了人们生活更加现代化和国民经济发展象征的一个重要标志。从某种意义上讲，它的发达程度代表了一个国家的科技的进步水平。所以，在这样的环境和要求里，如何提高电气工程及其自动化成为关键问题，而与智能化技术相结合是为适应其发展需要的最好的选择。因此，智能化技术的研究及其在电气工程自动化中的应用具有重要的理论意义和现实意义的。

【参考文献】

[ 1 ]张毅、王德宽、刘晓波、文正国、王聪；水电厂智能化技术发展趋势与应用[A]；中国水力发电工程学会信息化专业2012年年会优秀论文专集[C]；2012年

[ 2 ]沈君奕；电气自动化控制中人工智能的探讨分析[J].科技资讯；2011

电气工程学科概述范文第3篇

【关键词】人工智能技术；电气工程；自动化；发展方向

前言

随着现代社会尖端领域中的人工智能技术迅速的发展，尖端高科技技术正在逐渐渗透到每个人的生活当中。当现有的电气自动化技术已经难以与现在的高科技飞速发展的多样化需求相匹配的时候，相关的电气工程技术就需要不断地进行相应的更新换代，从而为社会市场经济经济创造更大的市场价值。因此，在电气自动化控制中引进尖端领域中的人工智能技术对于电气设备的设计与应用而言具有不可或缺的重要意义，在掌握电气自动化的人工智能技术相关理论的基础上，相关企业更需要探究在不同角度里电气工程自动化的人工智能技术应怎样进一步合理实现，并对此做出进一步的完善与改进。

1 电气自动化的人工智能技术相关理论概述

随着近年来社会市场经济模式及体系的迅速转变，大量相关的科研单位已经将电气自动化的人工智能技术作为尖端科技领域内的重点研究工作。人工智能属于技术科学所研究的范畴，其主要内容包括学习、模仿和完善人的一种新型智能方法，而另一方面，人工技能的本质实际上也是计算机学科的分支，无论是在工业生产还是实际生活方面，人工智能技术的大规模应用要归功于21世纪微型计算机的普遍应用，模拟信息技术与智能算法模式在计算机上的广泛应用上成为人工智能信息运输传播有利的推动力。而在电气自动化的实际应用中，相应的人工智能技术多是使用计算机的软件创造并对人类的相关智能行为进行进一步完善，并辅以相应的数学、心理学、电力工程学等相互交叉并有所关联的学科范畴加以总结，最终生产出的有利于电气工程自动化不同应用领域的新型人工智能。而在电气自动化现有的体系与模式当中，同样也正是利用这些人工智能技术原理来提高生产效率，为企业创造更大的市场经济效益。在电气设备控制系统的相关应用上，人工智能技术取得了卓越的进展。以电气设备系统的结构设计为例，现阶段在电路、电磁、电机电气等方面均能看到使用人工智能技术的实例，同时，由于数字技术等尖端产业在21世纪已经步入了创新发展的崭新时代，电气产品及其相关的应用已经从传统的工厂设计转向成为更多的计算机辅助设计，使得新产品与新系统的创造周期与生产周期相较于以前有了显著的缩短，在此前提下加入人工智能技术，系统设计的质量以及速度都将会得到大幅度的提升。另一方面，电力系统中分布着大量的自动控制和手动控制装置，如继电气、断路器、隔离开关等，这些相对简单的局部控制的协同作用构成整个电力系统复杂的实时控制，电力系统的保护实时控制有离散和连续两种控制类型，由于人工智能技术具有清晰的逻辑思维和快速的处理能力，因此同样将成为未来电气工程自动化技术重要的发展方向。

2 现阶段电气自动化人工智能技术应用情况

2.1 利用人工智能技术对电气设备进行故障诊断与排查

由于21世纪高新科技的迅速发展，新工艺和新设备将会在电气工程企业的运行过程中拥有更为广泛的应用，但随之而来的同样也是企业所面对的各种技术难题。新型设备往往也会拥有更为前进的技术，但其故障的检修往往也会更为复杂，这就对相应的检修员工的专业技术提出了更为过硬的技术要求，同时，由于电气设备出现故障具有很大的不确定性和非线性可能，相应的故障诊断与排查也将会更为艰难。通过利用人工智能技术可以很好解决这一问题，对于电气设备故障的诊断与排查，可以利用人工智能技术进行仿真系统的模糊逻辑诊断，例如在排查发电机组或电动机组故障时，通过利用人工智能技术中的仿真系统，将通用机型的发电机组构造、工作原理、检修工艺、检修标准化作业指导书，以及区域检修公司完成的机组检修参数、存在问题、解决办法、检修效果等数据（文档）等录入智能系统，进行模糊逻辑诊断，结合相应的实际应用经验，将会实现对于电机故障的全面排查，也会大大提高了检修故障的精确程度。

2.2 利用人工智能技术对电气设备进行优化设计

电气设备的优化设计及相关的工作实际是一项极其复杂和繁琐的工作，传统的设备设计都是采用简单的实验加上实际操作经验的传统手工方式进行的，所以这就很难获得最合理的方案。伴随着21实际计算机科学技术的发展，电气设备的设计已经渐渐从传统的手工设计向计算机辅助设计方面转型，通过人工智能技术的引进，使得传统的计算机及辅助设计有了新的转变，可以将大量复杂的的计算过程和模拟过程通过计算机软件进行完成，从而极大地提高了设计的效率和设计的精确度，这需要工作人员根据实际情况和应用需求对相关人工智能软件进行科学化的筛选，但同时也需要对人工智能软件技术的常用方法具有广泛的了解和实践能力。

2.3 利用人工智能技术进行设备的实时检测

在电气自动化的工程中，也可以利用人工智能技术对于骨干设备和子系统的运行状态进行智能实时监测，通过模拟虚拟画面，真是再现设备和子系统的运行状态，同时，通过录入相应的模拟量，人工智能技术也可实现相应的数据采集和处理，开关量模拟实时数据，电流电压全程模拟，电流自动断电保护等复杂功能。同时，实时监测也会加强相关企业的安全程度，通过在线分析连接报警器可以及时预报相应的突然性灾害，保证相关安全问题的有效落实。

3 不同领域中电气自动化人工智能技术的进一步完善

3.1 建立电气工程自动化的系统架构，合理设置智能化管理监测模块

在对电气工程自动化相关智能化应用进行使用与架构时，应当充分了解使用人工智能相应的实际特点，避免因不熟悉造成相关安全事故的发生。同时，建立电气工程自动化的系统架构对于使用电气自动化人工智能技术的相关企业也是不可或缺的，这将使得企业能够进一步避免潜在的不安全因素发生。同时，在智能化电气自动化系统的架构过程中，还应对部分系统重点采取设置智能化管理监测模块的方式，并制定相应的管理策略，达到提升资源利用率的有效目的。

3.2 选用优质的自动化设备，确保相关应用的合理控制

电气工程自动化人工智能技术应用的相关基础多为电气工程自动化的相关基础设备，因此，工程自动化设备选用的质量高低将会直接决定了整个人工智能的科学性和效率等等。相关的设备采购人员应保障自动化设备的高效选取，确保相关应用的合理控制，保障相关应用质量的有效落实。

4 结束语

随着电气自动化领域的不断发展，电气自动化中的人工智能技术作为电气工程中不可或缺的重要工具，对21世纪未来的发展方向已然提出了崭新的要求。企业应当立足于人工智能技术的应用现状，要求相关员工熟练掌握人工智能技术的的相关理论，并对人工智能技术在电气自动化各种具体的应用方式进行了详细的探讨与拓展，以期望将电气自动化的人工智能技术在不同领域进一步地发展，为当今的社会市场经济创造更好的经济效益。

参考文献：

[1]刘大卫.人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J].电气工程及相关理论，2013（20）.

电气工程学科概述范文第4篇

关键词：双语教学；现代控制理论；英文教材；教学改革

中图分类号：G642.0；TP273+.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）07-0131-03

一、引言

现代控制理论课程作为电气工程专业本科三年级学生的专业必修课程在我校已开展多年。这门课程是矩阵论和自动控制原理等课程的延续，因而内容丰富、理论性和工程性都很强；再者，由于控制学科的飞速发展，使得该课程具有信息量大，更新发展快等特点[1]。近年来，随着国家科学技术的飞速发展，中国大学生与世界其他高校学生的交流越来越频繁，为了适应国际大融合发展的需要，双语教学在高等学府中受到了高度重视。2001年教育部提出，在有条件的高校，应该为本科教育中的公共课和专业课开展双语教学，并不断开展教学改革和研究性教学实践，探索有效的教学方法和模式，以提高双语教学的质量[2]。近年来，双语教学尤其是对专业课开展双语教学已经成为了各大高校教学研究的热点[3]。多项教学改革的实践证明，在电气工程的专业课程中开展双语教学的探索，有利于课堂教学形式的国际化以及讲授内容的快速更新，显著地提高大学本科生的专业英语的执行能力，同时也会让学生感受到专业英语的重要性，将会提高我国高等院校尤其是扬州大学的电气相关专业课程教学的水平。因此，如何开展现代控制理论课程的双语教学，尤其是在双语教学要求下，提高学生的学习积极主动性和灵活应用教学成果的能力，就显得尤为重要。“扬州大学电气专业现代控制理论课程”教学团队，根据近年来在该课程的双语教学探索和实践中遇到的一些问题，探索新的教学方法，特别注重培养电气专业学生学习该课程的积极性，对该门课程双语教学的可行性、要求和课程特点等进行了详细的阐述，特别是根据电气工程专业本科生的基础知识结构和“现代控制理论”课程的理论性和工程性都很强等特点，在教学改革实践中探讨了一些行之有效的解决方法和措施。

二、课程特点及教学目标

现代控制技术是在经典控制理论中发展出来的一门学科。“现代控制理论”课程作为“自动控制原理”的后续课程，其作用是使学生在学习过自动控制原理和矩阵论等基础课程之后，了解当今控制理论和应用领域的一个新阶段，现代先进的控制方法原理及其应用。考虑到学科的特点和学时的限制，本课程在讲授过程中只涉及到线性控制理论中状态空间模型的建立和解的分析、能控性/能观性分析、系统稳定性分析、状态观测器和状态反馈的实现等内容。

课程的目的是使学生通过本课程了解时域形式状态空间模型的形式、状态变量、状态方程的求解以及解得特点，开展系统的定性分析――能控性/能观性和系统稳定性分析，尤其是掌握运用李雅普诺夫稳定性分析方法进行线性、非线性系统的稳定系判断。进而，能够对目标性能要求下，开展系统控制器和观测器的设计。

三、课程双语教学的具体内容

在电气工程专业本科生中开展“现代控制理论”课程双语教学面临诸多不利条件：（1）内容的多样性和课时的有限性；（2）在有限的课时数的条件下，如何让学生尽快地熟悉英文教材所阐述的内容；（3）如何让学生准确地掌握控制领域相关专业术语的英文表达；（4）如何提高词汇量和英语的表达能力，尤其是一些常用的专业词汇的灵活运用，以提高学生专业英语的听说读，尤其是写文献等的综合应用能力。

作者及其“扬州大学电气专业现代控制理论课程”教学团队围绕“现代控制理论”课程教学的实践情况，对该课程的双语教学的施教做了如下几方面的研究性教学探讨。

1.外文原版教材的合理选择。在采用双语教学之前，“现代控制理论”课程采用的一直都是中文教材。考虑到该课程双语教学的需要，高质量的英文原著教材是必需的。为了保证英文教材的内容与教学大纲保持一致，教学团队对国外的不同的现代控制理论教材进行了大量的对比和调整。要尽可能使用与电气专业相似用词习惯的原版教材，这样可以保证在有限的教学课时情况下，电气工程专业的学生可以很熟练地掌握专业词汇的用法。同时，这本教材需要在中国有一定的知名度，这样团队教师可以很快了解和熟悉英文教材的内容。最终作者团队选择了英文教材[4]为“现代控制理论”课程双语教学的教材。

2.讲授内容的合理调整。由于国外大学在专业设置、培养方案和模式、人才培养要求和教学方式放上，与我国大学存在较大差异，尽管作者团队已经较合理选择了教材，但是外文教材内容与我国电气工程专业教学内容上存在一定的差异，这就导致教材相关知识点也存在一些遗漏和重叠。比如，中文教材对现代控制理论的发展进行阐述时，多是从控制起源，结合一些历史人物和相关的事件，如北宋苏颂等利用反馈原理制作的水运仪象台，瓦特利用离心调速器发明的蒸汽机，劳斯-赫尔维茨提出的频域形式的稳定性判据，以及李雅普诺夫提出的李雅普诺夫稳定性理论等概述性的知识进行介绍的。这样可以让学生充分了解现代控制技术发展的历史脉络，同时，结合一些有趣的历史事件，对状态变量、状态空间和反馈等一些重要的概念有一个基本的认识。而该英文教材尽管也介绍了一些现代控制方法和控制系统的一些主要的定义或者定理，但是并不是按照这种历史脉络的角度，而是从数学的角度。作者团队认为，为了让电气专业的学生更好地掌握这些相对枯燥的概念，则有必要弱化它的数学的含义，而凸显它的控制部分。但是后续的关于系统能控性/能观性和李雅普诺夫稳定性分析的主要内容介绍等基本上与作者团队之前采用的教材一致。

另外，所选英文教材内容比较丰富，篇幅比较长，教材中有些内容需要应用的矩阵论知识比较多，难度比较高，如教材中介绍关于高阶微分方程转换成状态方程部分，针对输入部分有微分的情况，以及针对复杂非线性系统，如何通过李雅普诺夫稳定性原理判定系统的稳定性等问题，对于电气专业学生而言，一般不容易完全掌握。榇耍笔者教学团队，参照课时情况，对该英文教材内容进行了适当的简化，如简化了线性系统的结构分解和零极点相消等部分内容。凸显现代控制理论方法的核心思想――状态空间法，以满足课程大纲的要求。

3.n件制作和现代控制实验开发。由于该本英文教材没有相应的诸如PPT、程序和实验平台等教学用的辅助资源，作者的教学团队在消化吸收英文教材后，并基于前期的研究性教学的成果[5]，开发了双语教学多媒体课件。同时，在该双语教学的课件，作者团队还将团队早期收集的一些参考资料中的精髓内容也以最合适的方式得到了呈现。

作者团队在近五年的现代控制理论课程讲授过程中发现，非常有必要开发现代控制实验平台，尤其是基于双语教学要求下，这样有助于学生掌握现代控制理论课程的内容。但是，在此这前扬州大学水利与能源工程学院电气工程系，在该课程上，一直没有相应配套的仿真和实验验证平台。为此，作者团队教师设计提供了倒立摆实验平台，为双语教学的现代控制仿真提供了验证平台。学生在进行仿真和实验验证时，可以用上该课程多个核心内容和知识点：系统能控性/能观性、稳定性分析和系统状态反馈控制设计等。同时，倒立摆系统与杂技中的顶杆平衡等有异曲同工之处，极具趣味性，提高了学生学习的积极性。

同时，在撰写实验报告时，要求学生对照实验中的实验现象。采用多种途径，比如图书馆查找资料、网上搜集材料等，进行相应的理论分析，并鼓励学生将一些与教材的不同之处反映在报告中，以提高学生善于思考和勇于提出不同见解的能力。比如，在“李雅普诺夫稳定性分析实验”中要求学生采用第一法和第二法分别对倒立摆系统进行稳定性验证，尤其是稳定裕度的阐述，仔细对比两种方法验证的结果，总结二者之间的区别和联系。在“状态反馈控制器设计实验”中要求学生结合仿真结果分析零极点对系统性能的影响，同时要求学生结合“自动控制原理”课程所学的PID方法进行对比实验，总结现代控制理论方法的优势所在。通过自主开发的实验和仿真验证平台，不仅完成了双语教学的课程内容，同时让学生熟悉了如何利用计算机进行现代控制技术仿真实验验证和结果分析，熟悉了Matlab/Simulink这一科研工程中应用最广泛的计算软件，包括与现代控制课程密切相关的LMI，系统辨识等工具箱。

4.灵活多变的双语教学方式的应用。针对双语教学的特点，较之之前的“现代控制理论”课程，作者团队采用更为灵活的教学方式。选择一些经典的控制系统例子，课堂中采用边教学边实践的形式。另外，还采取课堂教学与讨论同时进行，尤其注重课外阅读和小组讨论相结合的方式，采用平时考核和集中考试同等重要等手段，逐步提高学生主动学习的积极性。例如，布置一项课外作业，也传统的课外作业不一样，采用开放的形式。翻译一段作者团队精心设计的内容，该部分内容涉及一个倒立摆系统如何保持平衡的问题，并模拟杂技表演的模式进行介绍，学生不仅完成了作业，了解倒立摆系统的稳定性问题，同时学生也增加了对现代控制理论的具体应用的兴趣。

四、结束语

在双语教学要求下，在学习中如何采用该理论的内容解决电气工程相关课程的实际问题，一直是作者团队在课程教学中讨论的问题。尽管团队至今已经为四届学生开展了现代控制理论课程讲授。结合电气专业的特点，对于现代控制理论的教学安排，学生和各级督导都普遍反映较好。尤其是经过双语教学的探索，学生逐渐达到了听说读写等几个方面的要求，比较好地掌握了现代控制理论中的线性系统理论的核心内容。大部分学生能够很好地完成英文教材和老师布置的任务，通过仿真实验以及撰写报告和大作业等各种考核形式，达到了该双语教学课程的教学目标。

本文提出的双语教学的一系列举措，通过选择合适的教材，对相关教材的内容进行合理的调整，并把原本抽象且枯燥的知识点和定理通过形象生动地实验讲授给学生，调动了学生的学习积极性。如何在教学中不断积累，逐步完善教学手段，更好地提升双语教学教学改革的效果，将是作者团队一个值得继续努力的工作。

参考文献：

[1]张嗣瀛，高立群.现代控制理论[M].北京：清华大学出版社，2006：1-22.

[2]刘艳君.“现代控制理论”双语教学的几点思考[J].教育教学论坛，2015，7（2）：195-196.

[3]李世华.“智能控制概论”课程双语教学改革探索[J].电气电子教学学报，2009，31（4）：8-9.

[4]Richard C. Dorf，Robert H. Bishop. Modern Control System[M].美国：Prentice Hall出版社，2012.

[5]李生权，李娟，莫岳平.电气专业现代控制理论课程教学的探索与实践[J].安徽工业大学学报：社会科学版，2013，30（5）：116-117.

电气工程学科概述范文第5篇

关键词： 电力工程；自动化；技术；发展；问题；趋势；分析

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）05-0028-02

1 概述

电力系统及其自动化是随着电力工业和自动化技术的发展而发展起来的应用型基础学科。研究方向主要有电力系统运行和控制理论、人工智能在电力系统中的应用、直流输电技术、电力系统在线监视与控制技术、微型计算机继电保护等。专业应用范围包括电力系统运行分析与控制、电力市场分析、电网调度自动化、继电保护、信息管理、电力企业管理现代化、厂站自动化和智能化仪器仪表在电力系统中的应用等方面。电力自动化需要具备坚实的电气工程学科基本理论知识，能在电力工程、电气自动化工程及其他行业从事电力系统自动化的研究、设计、运行和管理等方面的高级工程技术人才。

生产过程中的各个环节都属于电力系统自动化的领域，比如自动检测、调节和控制，系统和元件的自动安全保护，网络信息的自动传输等。它的目标就是保证供电的电能质量（频率和电压）、系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理效能。

建立电力工程及其自动化的通用网络系统可以优化资源配置，使商业之间的信息交流得到准确性和安全性的保证。一个企业包括设备控制，技术监管，企业管理等许多步骤，要想使这些步骤得到资源的合理化配置，就要使这些系统通过网络联系起来。通过建立电力工程及其自动化的通用网络系统，使各个系统之间的数据得到高效，快捷的交换，促使整个企业的优化发展。只有电力工程及其自动化的数据能够实现信息的标准化对接，电力工程及其自动化的系统传递信息才会更安全，更高效。所以，在目前的电力工程及其自动化的发展过程中，一定要实现程序接口的完美对接，从而减少开发工程的时间和费用。

2 电力自动化控制系统设计思想

电力系统是一个巨维数的典型动态大系统，它具有强非线性、时变性且参数不确切可知，并含有大量未建模动态部分。电力系统地域分布广阔，大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等等复杂的物理特性，对这样的系统实现有效控制是极为困难的。另一方面，由于公众对新建高压线路的不满情绪日益增加，线路造价，特别是走廊使用权的费用日益昂贵等客观条件的限制，以及电力网的不断增大，使得人们对电力系统的控制提出了越来越高的要求。正是由于电力系统具有这样的特征，一些先进的控制手段不断地引入电力系统。它的主要设计思想为以下几点。

2.1 集中监控方式 集中监控方式不但运行维护方便，控制站的防护要求也不高，而且系统设计也很容易。但由于这种方式是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，所以处理器的任务相当繁重，处理速度也会受到一定的影响。由于电力设备全部进入监控，致使主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，这也会造成设备无法操作。这种接线的二次接线比较复杂，查线也不方便，而大大增加了维护量，还存在在查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

2.2 远程监控方式 远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高和组态灵活等优点。但由于各种现场总线的通讯速度不是很高，使得电厂电力部分通讯量相对又比较大，所以这种方式大都用于小系统监控，而在全厂的电力自动化系统的构建中却不适用。

2.3 现场总线监控方式 现场总线监控方式使系统设计更加具有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样就可根据间隔的情况进行设计。这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，节省了大量控制电缆，节约了很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。此外，各装置的功能相对独立，组态灵活，使整个系统具有可靠性而不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。

3 电力系统调试策略的应用

电站中装置及智能设备安装完毕，参数的设备设置完毕，终端装置的通信规约的选项，调控数据库以及自动化控制系统的建立，等设备都已准备完毕好后，就能用自动变电站系统进行联调与系统结构的无人在值班的情况下进行调试工作。

变电站自动化调试主要包括两个部分，一是本体调试，二是与调度联调。这两个也都有自己的应用范围，比如本体调试又分保护测控通讯调试、遥信信息调试、遥测数据调试、遥控调试、ERTU（电量采集系统）通讯调试、VOC（电压无功综合控制系统）调试等等。而与调度联调则包括104通道调试、上传遥信信息调试、上传遥测数据调试、调度遥控功能调试等。

4 计算机技术在智能电力系统中作用

现代社会是一个信息化社会，任何事情要想取得发展都离不开计算机的支持，电力系统也是如此，电力系统要想取得发展，应该注意计算机技术和电力系统自动化的结合，使计算机为智能电力系统的发展做出自己的贡献，加快电力系统智能化的脚步。目前来说两者结合的形成的一个最典型的技术就是智能电网技术，它实际上是我国建设智能电网的准备工作，换句话说，也可以说是智能电网的雏形。

智能电网在建设的过程中需要很多依托计算机的技术，典型的有智能电网的通信技术，需要先进的现在网络通信技术的应用，而且需要具备双向性、实时性、可靠性的特征；有信息管理系统，也是完全依托计算机技术而存在的，信息管理系统可以说是计算机技术中应用最为广泛的技术之一，在各行各业中都有应用，在智能电网中也不例外。

电力系统信息自动传输系统简称远动系统，其功能是实现调度中心和发电厂变电站间的实时信息传输。自动传输系统由远动装置和远动通道组成。远动通道有微波、载波、高频、声频和光导通信等多种形式。远动装置按功能分为遥测、遥信、遥控三类。电力监控系统借助现代的网络技术和计算机技术实时监视电力系统的运行参数（包括：开关状态，故障状态和位置，电压、电流、电度等实时变化的电气参数，报警信号等）、事件记录、波形记录等数据，不断地传送至电力监控计算机（以后简称监控中心），并可以实施遥控命令，使运行管理人员可以通过监控中心全面了解电力系统的运行工况，准确、快速地判断故障位置和故障原因，简便地实现各种数据分析（包括负荷分析，电能消耗分析，电能质量）。对于一些难于判断的故障，可以通过波形记录来帮助管理者分析故障原因。该电力监控系统能够实现的主要功能包括：系统运行实时监视、电能质量监视、远程控制和操作记录、事件报警和记录、数据采集和历史数据管理、各种报表打印、电能管理。

5 电力自动化系统发展研究方向

5.1 智能保护与变电站综合自动化 为了使电力自动化系统的研究能跟上国际先进水平，应该注重对电力系统智能保护和变电站综合自动化的研究，如此可以大大增加电力系统的安全水平。

5.2 电力市场理论与技术 要想使电力自动化系统取得更大的发展，应该加强对电力市场理论和技术的研究，提出适合我国现阶段电力市场运营模式的具体数学模型和算法。

5.3 电力系统实时仿真系统 如果要想为智能保护及灵活输电系统的控制策略提供一流的实验条件，应该加强对电力系统实时仿真系统的研究，它能够有效的协助科研人员进行新装置的测试。

5.4 配电网自动化 在中低压网络数字电子载波ndlc、配网的模型及高级应用软件pas、地理信息与配网scada一体化方面取得了重大技术突破。

5.5 现代电力电子技术在电力系统中的应用 开展了电力电子装置控制理论和控制算法、各种电力电子装置在电力系统中的行为和作用、灵活交流输电系统、直流输电的微机控制技术、动态无功补偿技术、有源电力滤波技术、大容量交流电机变频调速技术和新型储能技术等方面的研究

5.6 电力系统分析与控制 应该加强电力系统分析和控制的研究，比如在实时相角测量、小电流接地选线方法、潮流计算的收敛性、电网调度自动化仿真、等方面进行研究。

5.7 人工智能在电力系统中的应用 为了提高电力系统运行和控制的智能化水平，应该结合电力工业发展的需要，开展电力系统智能控制理论与应用的研究。

5.8 电气设备状态监测与故障诊断技术 为了全面提高电气设备和电力系统的安全运行水平，应该加强对电力设备状态监测与故障诊断技术的研究，开发出发电机、变压器、开关设备、电容型设备和直流系统等主要电气设备的监控系统。

参考文献：

[1]黄中英，邢海瀛，邹江峰.MAX125型模/数转换器在电能质量监控系统中的应用与设计[J].国外电子元器件，2006，06.