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電子論文:控制系統汽車電子論文
1汽車電子助力轉向系統類型
電子控制動力轉向系統主要包括轉向助力系統、電子控制系統和機械轉向機構三部分。根據轉向動力源不同有電動式電子控制動力轉向系統和液壓式電子控制動力轉向系統兩種。
1.1電動式電子控制動力轉向系統
是在傳統的機械式轉向系統的基礎上,利用直流電動機作為動力源,根據轉向參數和車速等信號電子控制單元控制電動機轉矩的大小和轉動方向。電動式EPS一般是由機械轉向器、電子控制單元、減速器、電動機、轉矩傳感器以及畜電池電源所構成。電動式EPS按照其轉向助力機構結構與位置的不同,又可分為三種形式:轉向器小齒輪助力式、轉向軸助力式和齒條助力式。
1.2液壓式電子控制動力轉向系統
在傳統的液壓動力轉向系統的基礎上液壓式EPS增加了控制液體流量的車速傳感器、電子控制單元和電磁閥等。液壓式EPS根據檢測到的車速信號電子控制單元控制電磁閥,使轉向動力放大倍率實現連續可調,從而滿足低速、高速時的轉向助力要求。液壓式EPS根據其控制方式的不同又有三種:反作用力控制式、閥靈敏度控制式和流量控制式。
2汽車電子轉向系統的檢測與故障診斷
行駛15萬公里的凌志轎車原地轉向時轉向盤明顯沉重,轉向時助力泵有吱吱的響聲,并轉向裝置偶爾失效,高速轉向時反而過渡靈敏,檢查時發現故障警告燈點亮,變為常規轉向機構,處于保險狀態。凌志轎車屬于液壓式電子轉向動力轉向系統,車輛轉向沉重,可能是液力泵不工作,液壓系統密封性變差,有空氣進入。在動力轉向沉重,助力失效時,ECU工作可能停止工作,液壓式電子轉向動力系統的其他組成部門失效可以通過檢測來判斷。
2.1檢修注意事項
(1)應經常檢查轉向系統儲油罐油面以及油質,如需添加更換或排氣應及時進行。(2)行駛過程中盡量避免將方向打到某一側極限,防止動力油泵負荷過大。(3)電控轉向系統發生故障時,通常不要打開ECU及各種電控元件的蓋子或盒子,以免造成ECU被靜電損壞。(4)檢修過程中一般按照可能性由大到小,檢查復雜程度由簡到難的順序進行,先對線路和傳感器等元件進行基本檢查,不要輕易更換ECU或拆卸管路。
2.2電控轉向系統基本檢修
電控轉向系統故障集中在油路系統和電控系統中,對于油路系統的檢修在基本檢查中逐步排查,電控系統的檢修主要針對傳感器、執行器、ECU及線路連接,并應充分利用故障自診斷系統的功能。電控轉向系統裝配完畢后,應進行基本檢查,主要包括針對液壓系統的油量、油壓試驗,系統排氣,轉向油泵皮帶松緊度調整,以及電控部分及相關部件的工作狀態檢查等,以確定系統是否需要進一步檢修,保障轉向系統良好的工作性能。不同車型動力轉向系統的檢查內容和方法基本類似,下面就以凌志LS400電控轉向系統為例講解電控轉向系統的基本檢查程序。
2.2.1初步檢查。
在進行系統檢查之前,首先要根據車輛的具體情況初步的檢查一下輪胎氣壓、前輪定位、懸架與轉向連接桿之間的潤滑情況、轉向系統接頭及懸架臂球頭等處是否正常,轉向柱管是否彎曲,轉向盤的自由間隙是否正常等。
2.2.2常規檢查。
(1)檢查傳動帶。對于動力轉向泵傳動帶的檢查主要包括兩項內容:一是傳動帶與帶輪配合位置的檢查,二是傳動帶松緊度的檢查,利用專用工具檢查,在95Nm的作用力矩下,皮帶的撓度為:運轉5min以下時:7.5-9.5mm;運轉5min以上時:9-13mm。(2)檢查儲液罐液面高度。檢查油面高度時,保持車身水平位置,油溫80°C時進行。在發動機維持怠速運轉(約850r/min)的條件下,反復將轉向盤從左側打到右側再返回,使得油溫達到正常要求后,打開儲液箱,檢查液壓油有無泡沫或乳化現象,量油尺液面應在HOT范圍以內。若在檢查系統無泄漏情況下需要補給液壓油,按規定號牌補給;若需更換液壓油,則先頂起轉向橋,從轉向油罐及回油管排出舊液壓油,并將轉向盤反復左、右轉至極限位置,直至舊液壓油排盡后1-2s后加注新液壓油。(3)系統空氣排放。動力轉向系統在更換液壓油后,然后檢查轉向油罐中油位時發現有氣泡冒出時,說明系統內滲入了空氣,必須對系統進行排氣,否則將引起前輪擺動,轉向沉重,轉向噪聲等故障。具體排氣過程如下:升起轉向橋,怠速運轉發動機,反復向左、右轉動轉向盤到極限位置,直至轉向油罐內無氣泡冒出并消除乳化現象,表明已基本排除干凈液力轉向系統中的空氣。(4)檢查油泵壓力。將油壓表的一端接在轉向液壓泵的輸出端,另一端接在轉向助力器的輸入端,維持發動機怠速運轉,油溫達到80°C,檢查閥關閉時的壓力:不小于7845kPa;檢查閥全開時的壓力差(1000r/min和3000r/min時):不大于490kPa;檢查轉向盤在鎖定位置時:不小于7845kPa。(5)檢查轉向盤轉向力矩。使汽車停放在平坦地面上,兩轉向輪在直線行駛位置,發動機怠速運轉,測量轉向盤從中間位置向左、右轉動所需的力矩,標準:不大于5.9Nm。
2.2.3電動轉向系統執行器的檢測。
(1)直流電動機檢測。從轉向器斷開電動機的導線插接器,在兩端子間加上蓄電池電壓時,電動機應用均勻運轉聲,否則應更換。一些價位較低的轎車使用的直流電動機工作噪音較大,只要不影響使用,可以不換。(2)電磁離合器的檢測。斷開轉向器上電磁離合器導線插接器,將蓄電池正極與電磁離合器1號端子連接,負極與6號端子相連,在接通和斷開的瞬間應有吸氣聲,否則必須更換。(3)車速傳感器檢修。頂起汽車,旋轉后輪,用萬用表測量傳感器側線束插接器上的SPD與GND之間的電壓,應在0~5V之間,否則應檢查傳感器及其連接線路。(4)車速傳感器檢修。頂起汽車,旋轉后輪,用萬用表測量傳感器側線束插接器上的SPD與GND之間的電壓,應在0~5V之間,否則應檢查傳感器及其連接線路。
2.2.4EPS警告燈的檢查。
當點火開關處于ON位置時,EPS警告燈應點亮,發動機起動后警告燈熄滅為正常。警告燈不亮時,應檢查燈泡是否損壞,熔絲和導線是否斷路。若發動機起動后,警告燈仍亮,首先應考慮該系統是否處于保險狀態,然后進行自診斷操作。
2.2.5自診斷操作。
當自診斷系統診斷出有故障后,控制電路停止向電動機供電,并且將離合器脫開,此時系統恢復至機械轉向系統,仍能夠實現正常的轉向,只是轉向力變大。將萬用表直流電壓檔的正測試棒接在診斷插座的2號端子上,負測試棒接鐵,接通點火開關ON檔,通過表針的擺動顯示故障碼。如果有多個故障碼,故障碼將以由小到大的順序顯示出來。
作者:王小飛 郭杏莉 單位:河南工業貿易職業學院機電工程系
電子論文:報警器電路設計汽車電子論文
一、汽車電子防盜報警器的發展歷程概述
隨著科學技術的迅猛發展,汽車盜竊技術與日俱增,已成為全世界汽車領域包括我國在內的重要問題。所以,汽車防盜設計研究不管是對汽車生產商來說,還是對社會保險業以及個人來說都具有非常重要的意義與價值,怎樣研制出更為安全、有效以及性極高的汽車防盜設備,較大程度地降低車主的財產損失是當前汽車領域應該加以解決的迫切問題。針對當前世界性的汽車盜竊發展趨勢,所有的汽車生產商都在努力研發、改進汽車防盜技術,特別是微電子技術的大踏步前進,更是推動著汽車防盜技術的自動化與智能化發展。截至目前,汽車防盜設備從最初的機械控制,發展到現在運用電子密碼、使用遙控呼救、利用信息報警,早期階段的防盜設備主要是應用在門鎖、窗戶、啟動器、供油、制動器等聯鎖器件的控制,同時還有專為預防盜竊而設計出的專用型套筒扳手。伴隨著科學技術的發展,汽車防盜設備可以說是日益進步與完善,最主要功能就是防護車輛,并持續推出全新的產品。現代化高科技的快速發展促使產品的各個功能不斷強大,產品的設計過程與生產過程也更為復雜,這就促使產品的專業性更為重要,汽車電子防盜報警器當然也包含在內。另外,產品的性已經成為當前測量產品性能及質量的核心標準之一,這主要是由于性不但是產品質量的反映,更是產品安全性與維護性等多種性能的代表,因此提升汽車電子防盜報警器性是增強產品市場競爭力與擴大產品市場占有率的重要手段與途徑。
二、汽車電子防盜報警器電路性設計的必要性
汽車電子防盜報警器對于保護汽車安全起著至關重要的作用,其性直接決定著汽車的安全性能。因此,針對汽車防盜報警器電路的性設計研究,可以降低汽車電子防盜報警器出現問題的幾率,整體提升汽車自身的安全性。下面從五方面具體分析汽車電子防盜報警器電路性設計的必要性:一是能夠預防發生故障,特別是降低了誤報或者被盜等特殊故障發生的幾率,從而確保汽車的安全與長期的使用時間。二是能夠從整體上減少電子防盜器的費用成本,因為提升產品的性,就需要質量更有保障的元部件,對一些多余功能的部件調整以及其他部件的性設計、研究、實驗等,都需要大量的經費支撐,因此首先就是在費用方面得到保障。但是,產品一旦性得到提升,就能將花費在修費與停機檢查費用方面的費用降到低。根據美國某相關公司的實際調查發現,在提升汽車性和維修性研制階段所花費的每一美元,將會在之后的使用與后勤方面節省至少30美元,即產生30:1的實際效益。同時,性所產生的直接經濟效益不但表現在未來實際運用方面,而且在研制過程中還會降低樣機研制的所需次數,每減少一個樣機,不僅僅能夠節省很多資金,而且可以節約大量時間。三是能夠大大縮減停機時間,提升產品的可用率,降低汽車發生故障或者被盜的概率。四是可以大幅提升產品的性,增強企業的信譽,提高市場競爭力,拓展產品的銷路,實現經濟效益的提升。五是性的提升能夠直接降低汽車發生其他事故的幾率,這樣就能降低因多種事故所造成的費用支出,從而避免其他不必要的損失。提升產品的性需要從生產的每個環節著手,但最為重要的是產品設計階段,因為缺乏合理性的設計,如果想在之后的環節中加以維修并達到預期的性,其幾率微乎其微。所以,產品設計者必須具備扎實的性設計基礎知識與技能,并能夠運用多種方法與手段進行設計,從多個途徑尋求產品性的突破。
三、汽車電子電路系統性的設計方案
預計、分析、分配以及改進等一系列產品性研發活動就是所謂的汽車電子電路系統性研發設計,結合產品技術文件與圖樣,對汽車某個電子電路系統的性進行定量設計,進而促進產品的性更加穩固。這一過程包括確定的性指標、構建的性模型、預計法加速檢驗性指標、分配的性、分析檢驗電路的性、篩選元器件等。
(一)建立性指標。
我國在1997年加以修訂的《汽車報廢標準》,規定凡是非營運類轎車大于等于10年(經過申請通過最多研制15年)或者達到50萬公里之后要進行強制性報廢,這一規定可以說是汽車電子電路系統性指標的確定范圍。盡管當前新出臺的汽車報廢標準有所改動,但是此規定依然是檢測機車各個部件功能性指標的主要參考。依據報廢指定標準的15年計算,汽車報廢的時間長度約為129,600個小時(按照24小時/天計算),與轎車共計行駛里程達到50萬公里的報廢標準,把這兩種汽車報廢標準的大約值視為同等效率,同國軍標準規定的不能低于5,000千米的汽車電子系統故障發生的平均間隔里程數,計算得出汽車電子系統的性指標即MTBF是1,296小時。
(二)確定性模型。
在設計產品的最初時期,通常要依據產品的性指標與其功能,確定具體的性模型,從而為分配性指標作準備。汽車系統一般包括貯備系統、復雜系統與非貯備系統。其中,貯備系統又分為工作貯備系統與非工作貯備系統,而工作貯備系統又分為并聯、混聯與表決這三個系統,非工作貯備系統又稱之為旁聯系統;而貯備系統就是串聯系統。對于普通的電子電氣系統,又可分為并聯系統、串聯系統與混聯系統。并根據具體系統的模塊功能確定框圖與性模型。構建汽車電氣系統的性模型的常規條件是:在整個汽車電氣系統之中,除去電子的元器件之外,還包括其他部件部分(例如機械元件、系統軟件、同電子的元器件相關的PCB板和連線等)的性都是徹底的;而所有電子元器件的使用時間則是服從分布的指數與故障形式的相互獨立。
(三)分配性指標。
分配性指標就是把各個系統中的性指標依照原有的規則分配給各個單元,并把分配所得的結果當做各個單元性的定量要求通過設計加以實現。實際操作中的分配性的方法多種多樣,例如評分型的分配閥、層次型分析法以及工程加權型的分配法等,就當前而言,最為簡單且容易操作的方法就是工程加權型的分配法,并且涵蓋的面積比較廣,因此應用愈來愈廣泛。所以,針對汽車電子電路系統的性指標分配也是采用工程加權型的分配法進行的。
四、結語
總而言之,一旦汽車防盜器產生故障,車主就很有可能遭受損失,或者是出現錯誤報警,從而影響到人們的日常生活,因此必須確保汽車電子報警器長期無故障的工作。所以,對汽車電子防盜報警器電路的性設計分析與研究擁有很重要的實際意義。
作者:杜迎麗 單位:南陽農業職業學院
電子論文:項目教學汽車電子論文
1.汽車電子商務項目教學內容及要求
根據我?!皯脼楸?,學以致用的”教學理念,深入貫徹項目式教學的理念,根據汽車服務工程的人才培養目標和汽車電子商務飛速發展的現狀特點,教學內容的設計以自編教材為支撐,根據就業市場的變化,每一屆都對教材進行適應性和前瞻性的改動。教學內容上遵循工作崗位導向式,即每一個汽車服務工程工作領域為一個教學項目,遵循“教-學-做”的主線,展開項目教學。根據我校學生實際,并深入調研市面上的相關書籍,自編教材一本。汽車電子商務作為汽車服務工程的主干課,是學生將來主要的就業方向之一,從電子商務平臺搭建到汽車電子商務網站的基本建設和維護,以及汽車后市場的應用,都是汽車服務工程專業學生的主要就業方向,并且將成為主要的就業方向。所以項目教學也是根據就業職業能力進行培養項目分解。
2.汽車電子商務項目教學的前期準備工作
2.1準備項目。
汽車電子商務作為目前比較前瞻的行業,目前發展比較快,也是創新創業的一個領域,但是整體發展仍屬于探索階段,目前只是取得了一些階段性的成果,整體行業的發展還有很大的空間。針對行業的發展現狀和趨勢,汽車電子商務作為潛力發展行業,學生了解現狀,分析發展方向,掌握未來行業趨勢,對于拓寬學生就業,創新創業打下堅實的鋪墊。汽車電子商務項目教學主要從解決企業工作過程的實際工作崗位任務入手,按“提出任務-相關知識-任務實施-任務評估-學習拓展”五個環節實施項目教學。在教學過程中體現教師引導、學生訓練為主的現代應用型教育教學理念(自主合作式項目教學),使每一個學生都參與其中,主人翁的姿態去學習,提高了學生學習的積極性,培養學生專業能力的同時,全過程滲透職業核心能力訓練。并對問題解決的方法進行潛移默化,培養學生的工程工作能力。
2.2設計項目。
設計結合實際、知識點涵蓋面廣的項目是項目教學法實施是否徹底的關鍵。項目教學的設計是將典型的實際工作任務教學化處理的過程,典型的項目來源于行業的實際發展。教師選擇好項目后,要把教學內容潛移默化到項目中,設計一個可操作性強的項目。這樣,學生在完成相應的項目學習過程中,通過具體實施行業的典型工作任務,了解行業近期發展動態和發展方向,學習與工作情境相關的理論知識,對行業形成深入的認識和了解,了解行業發展的近期業態和未來發展的方向和趨勢。根據汽車服務工程專業培養的目標,該項目教學主要選取汽車銷售和汽車后市場領域為主要行業研究領域,包括三大項目:汽車電子商務平臺,汽車電子商務網站建設和汽車銷售和后市場領域的發展。
3.項目教學的具體實施
3.1項目任務的分解。
通過講解項目的情景,分析項目的任務,將項目分成多個任務進行講解,并把每個任務的學習目標和能力目標進行詳細的闡述,通過任務情境的描述,引入每個任務的知識點,教師通過案例驅動式知識點的講解,使學生對任務的實施,有足夠的知識儲備,并且,任務情境已經給出任務目標,學生帶著任務去學習,有的放矢,效果非常好。
3.2項目的實施。
學生以小組的形式,進行任務的分析,學習小組要求男女搭配和能力強弱搭配,這樣,使每一個學生都能參與其中。小組成員選出負責人,全體成員進行任務的討論,制定任務實施計劃和分工合作。
3.3項目實施和評價。
每個小組根據每次項目任務的不同給出行業調查報告或者網頁成果展示,在項目實施的過程中,教師全程給與指導和監督,確保每個成員參與其中。項目評價方式多樣化,包括師生評價、學生評價、小組評價等多種方式。各組項目負責人通過PPT匯報片向全班介紹本組任務實施的成果。通過制作PPT匯報片還可以提高學生職業整體素質和組織展示能力。同時,其他組的學生和指導教師也可提出問題,讓小組成員解釋項目的相關內容。通過提問或被提問,學生對所做的內容加深了理解和鞏固。教師可以對提問的學生或回答比較好的學生進行加分。教師根據各項目組完成過程的具體情況,表揚的大方,指出改進的方向,另外還要對學生的職業素質進行指點,包括匯報片制作、語言表達能力、回答問題的能力、組織協調能力、總結能力等。
4.總結
本課程采用項目教學法,不但把復雜、分散的各知識點整理歸納,由于汽車電子商務發展的特點,可以充分發掘學生的創造潛能,培養和提高他們利用專業知識的分析綜合能力,每個學生對這個行業的發展動向和趨勢有了深刻的理解和基本職業素養。
作者:戚基艷 單位:沈陽工學院
電子論文:監測技術汽車電子論文
1ITS智能交通系統
智能交通系統(IntelligentTransportSystem,簡稱ITS),通過建立起一種包括信息技術、電子控制技術、數據通訊傳輸技術以及計算機處理技術等多項先進技術的集成智能系統,并將其應用于交通運輸管理體系中,從而實現、科學、實時、高效地對交通運輸進行綜合管理的目的。利用ITS系統能夠對行人、道路及車輛進行綜合管理和統一指揮,實現交通運輸管理的規范化與統一化,對交通安全問題的控制具有很大的促進作用,使得行駛車輛的事故率得到控制并在一定程度上提高了交通安全系數。
2汽車電子監測關鍵性技術分析
在智能交通系統中主要汽車電子技術、傳感器及監測系統三各部分作用于汽車電子監測,下面對前兩項關鍵性技術進行簡要分析:
2.1汽車電子技術
隨著社會科學技術水平的提高,真空管、集成電路、晶體管等技術的發展促進了計算機信息技術電子裝置的發展進程并擴大了其應用范圍。電子技術在汽車中的應用也逐漸受到了國內外汽車行業的重視,自動優化控制技術、機電一體耦合技術以及電子技術等綜合交叉使得小系統商品的發展已逐漸專業化和成熟化。
2.2傳感器
傳感器即轉換器,通過以轉換行駛車輛電子設備之外信號的方式能夠有效實現將非電量轉化為電量并進行監測的目的,最終使得電能形態被轉換。由于傳感器具有獲取電子設備外信息的功能并實現對行駛車輛安全性能的監測,其作為汽車電子監測的關鍵性技術使得汽車能夠實現電子化、自動化及品質化。通過利用傳感器的優勢從設計角度出發,對汽車行駛過程中的參數進行控制監測,能夠有效降低汽車燃耗及安全故障的發生率。同時將傳感器與微電腦信息處理功能相結合使其在汽車電子監測技術中具有關鍵性的作用。傳感器設置的數量一般都會以汽車的整體設計情況、軟硬件的配置以及機械結構的差異為依據,在其尺寸、形成及價格等方面進行調整。傳感器的使用通常會受到較為嚴格的要求,由于汽車在行駛中需要適應各種環境條件,環境溫度的變化、路面狀況及異常氣候等因素都會使汽車受到溫度變化的考驗,因此傳感器的設計必須達到抗震、溫度耐受性、耐水及抗電磁干擾等要求。
3在ITS系統中對汽車電子監測技術的設計
電子數據的采集方案設計作為ITS系統中汽車電子監測技術的設計首先需要考慮的問題,通常會以ITS系統的功能為前提對數據采集的時間間隔進行合理設置,并對相關信號獲取的設備對象信息進行采集,從而保障數據采集方案設計的科學合理性,這一方式即程序輪詢式數據采集。此外,還需采取必要手段對采集的數據信息進行相關處理,從而保障系統能夠及時對數據信息進行處理以及信號來源設備的級別。例如,在設計過程中應優先對汽車的安全系統、剎車系統等進行數據采集。汽車電子監測系統以車載嵌入計算機系統為主要實現方式,對其進行設計時應保障整體系統的性、實時性與靈活性。監測系統主要包括數據采集、處理及信息傳輸與執行三個模塊,并以下圖所示的具體流程進行工作。其中數據采集模塊是通過集合紅外線、傳感器、超聲波、攝像機及激光雷達等技術從而實現對汽車行駛中的路面情況進行監測,同時能夠對有行駛路線發生變化等因素造成的異常及故障問題進行快速反映,并收集汽車全局信號對其各項數據信息進行采集。通過利用傅里葉對采集數據信息進行分析和判斷,使得故障診斷就有合理的參考依據。
4結語
綜上所述,ITS系統對交通運輸管理的質量與效率起到了很大的促進提高作用,有效降低了交通安全問題的發生率。在ITS系統的支撐下從根本上對汽車電子檢測中的關鍵性技術進行研究和設計對車輛行駛安全具有重要的現實意義。同時,由于各個相對獨立的模塊共同構成了整個汽車電子監測系統,通過對各個獨立模塊的內容及結構進行優化、更新和改進能夠提高系統的應用效果。
作者:盧從娟 單位:重慶交通大學機電與汽車工程學院
電子論文:電子技術視野下汽車電子論文
一、汽車電子技術發展
汽車技術與電子技術的結合發展成為汽車電子技術。目前汽車行業的發展直接帶動了汽車電子技術的市場,在20世紀80年代末到21世紀初,在普通汽車裝配成本中電子裝置所占的成本已經從16%上升到23%。而在一些豪華轎車配置上,電子裝置的應用程度更高,有的已經達到了50%以上。汽車電子技術發展從開始到現在已經經歷了四個發展歷程:一、從1950年到1970年,以發展汽車電子零部件為主,利用電子點火器等電子產品代替傳統的機械構件,為以后的電子技術與汽車技術結合奠定了初步基礎。二、20世紀70年代初到80年代初,在這個階段主要是應用微處理器和集成電路,專用獨立系統成為主要發展目標,例如制動防抱死系統、電子控制汽油噴射系統等。三、從1982年到1995年,主要是發展以集成電路為主的汽車整體系統的微機控制,如動力傳動系統控制等。四、從1995年到現在,主要發展智能數字化技術和網絡技術,如汽車自動駕駛系統等。
二、汽車電子技術的應用現狀
汽車電子技術已經廣泛的應用到了汽車的各個系統,從汽車的動力性系統、操縱性系統、經濟排放性系統、汽車的舒適性系統到汽車的安全性系統,越來越多的實現了電子技術的應用,下面著重從安全性和動力性系統兩個方面介紹汽車電子技術的應用現狀。
(一)電子技術在汽車安全性方面的應用
1、汽車安全氣囊系統
當汽車發生危險碰撞時,通常是汽車與車外物體碰撞進行一次碰撞,然后由于慣性力的作用,車內人員與車體進行二次碰撞。安全氣囊屬于汽車電子控制系統,是在及時次汽車發生猛烈撞擊時,通過信號傳感器,將撞擊信號傳遞給安全氣囊電子控制裝置,控制裝置打開點火器,使氣囊產生大量的氮氣,阻隔車內人員與車體的第二次撞擊,起到緩沖撞擊力的作用,保護了車內人員的安全。屬于在事故發生時,避免或減少人員傷亡的一種被動安全防御性電子控制設備。
2、(ABS)汽車防抱死制動系統
通過裝置感應避免車輛因道路、操作原因出現交通事故的裝置是主動安全控制設備,汽車防抱死制動系統就是通過調節汽車車輪在行駛過程中的制動力,保障汽車與在制動時不會發生轉向力喪失、車輪抱死等現象,在橫縱向控制車輪和地面的附著系數。該裝置提高了汽車啟動和行駛過程中的穩定性和制動性。在主動安全防御上有著重要的作用。
(二)電子技術在汽車動力性方面的應用
1、電子控制點火系統
電子控制火系統,是通過電子裝置收集發動機的轉動速度、進氣溫度及車內水溫分析確定點火時間,而且為了保障點火時間計算的性,還要通過汽車內設置的爆震傳感器收集的信號來更正時間,以保障燃油的利用率且達到了環保的效果。
2、電子控制發動機燃油噴射系統
電子控制發動機燃油噴射系統不同于傳統的機械控制和機電混合控制點火裝置,它是通過電子系統根據汽車的發動轉速和汽車氣壓進氣量自動計算汽車的用油量,并通過傳感裝置修正計算量后最終確定實際噴油量。通過電子控制不僅能計算噴油量還能根據發動機的工作情況自動轉換噴油的方式,適應發動機的工作要求。這使汽車在行駛過程中大大的較少了燃油率,并時時讓發動機處于工作狀態。
三、汽車電子技術的未來發展要求
(一)環保技術
汽車的增加無疑給環境的生態發展帶來了挑戰。因此通過汽車電子技術在汽車動力控制系統的應用提高降低能效是未來的發展的新要求。均質充量壓燃燒和氣缸壓力傳感等系統的開發成為汽車制造商的一個新的發展方向,它能控制燃油的使用率做到節能減排的效果。同時電動環保汽車的使用也是未來發展的重要內容。
(二)安全技術
近年來隨著汽車的增多交通事故頻發,這引起了人們對汽車安全性的高度關注。在現有的汽車安全控制裝置中,不論是主動防御裝置還是安全氣囊等被動防御裝置都在保護車內人員安全上起到了較好的作用。在未來的發展中,我們還應充分開發光學、傳感器、雷達報警裝置等電子技術,讓其在行車過程中提供行駛速度和緊急事故智能控制系統,保障駕駛者的安全。
(三)娛樂與智能通訊
車載電子產品已經將娛樂通訊等技術帶入汽車內,給車內人員提供便捷、舒適的行車環境。隨著人們對網絡的依賴程度增加,高效、快捷的網絡數據更新是未來發展比不可少的,特別是價格開發上要注重各種價位汽車的適用性。同時車載電視、多媒體影音播放器、GPS定位系統,也應從多方面出發,更加完善的服務汽車使用者。
四、結束語
汽車電子應用技術程度的高低已經成為未來汽車行業開拓市場的重要手段,這就促進了汽車技術與電子技術的緊密結合,成為汽車電子技術發展的動力。同時因為其能讓汽車變得環?;⒅悄芑欣诳沙掷m發展及人們對未來智能自動化生活的要求,汽車電子技術的創新發展和多方面應用具有重要的意義和作用。
作者:韓良貴單位:貴州工程應用技術學院
電子論文:顯示儀汽車電子論文
1汽車轉向電子顯示儀的設計方案
先在汽車轉向盤上安一個合適尺寸的齒輪,由傳送帶將該齒輪和位移傳感器相連接。然后在角位移傳感器上面也安裝一個相同型號的齒輪,從而使得由轉動方向盤帶來的轉過角度與角位移傳感器轉過的角度是相同的。再通過電路主板向角位移傳感器上加5V左右的電壓。角位移傳感器上的電阻值可以通過轉動汽車方向盤帶動角位移齒輪轉動來改變。這種阻值的變化會導致輸出電壓的改變,從而可以將轉過的角度信號轉換為受控電壓信號。將受控電壓信號送入PIC單片機中的轉換電路進行處理。我們預先將PIC單片機中的程序預設為左極限值(左轉向較大角度時產生的電壓),右極限值(右轉向較大角度時產生的電壓),中間值(無轉向時的轉角為0),通過分析和計算這些轉向值,我們可以得到汽車實際轉向導致偏離直線的幅度。將得到的轉向值輸出到PIC單片機的外圍電路上,并將其顯示在在儀表盤上,學員或司機可以十分清楚地了解自己轉方向盤后給汽車帶來實際轉幅。
2汽車轉向電子顯示儀的工作原理
汽車轉向電子顯示儀的顯示儀器是數碼管和LED指示燈的組合。將左極限值和中間值之間的轉向角度100等分,當汽車左轉向時,該電子顯示儀就能在數碼管上顯示汽車左轉導致偏離中線位置的百分比。同理右轉的工作原理。此外,當汽車左轉時,左邊的三個呈三角狀的LED燈閃爍,右轉時,相應的右邊三個呈三角狀的LED燈閃爍。這些LED燈的閃爍是為了對左右轉向進行提示,從而使得駕駛員對左右轉向有一個初步的了解。本電路系統的硬件電路部分由電源模塊,按鍵模塊,傳感器模塊,顯示儀模塊和導入電路模塊等組成。我們知道,汽車內部本身自帶有12V的車載電源,而本系統的PIC單片機需要5V電源。因此需要將車載的12V電源轉換呈5V電壓,我們這里的轉換芯片穩壓電路和采用7805。電子顯示儀采用三位共陽數碼管來顯示輸出電壓的大小。由于PIC16F873自帶有六路的數模轉換模塊,因此無需再使用額外的數模轉換芯片。輸入的模擬信號經過RA0傳入PIC單片機中。RB0~RB7作為數碼管的段控制端口。RC0~RC2作數碼管的位控制端口。RA1~RA5作按鍵信號的采集端口。RC3~RC7作為LED指示燈的顯示端口。
3結論
汽車轉向電子顯示儀已經在汽車上的安裝實驗過,本裝置在汽車轉向時能有效的顯示汽車轉過的幅度,從而使得學院和駕駛員得到很好的方向位置。汽車轉向電子顯示儀采用元器件較少,價格成本低,性價比高,非常易于實現;裝置簡潔小巧,適合車身裝載,不需占多少空間。對于實際生產運用有廣闊前景。目前該裝置己經投入規?;a,這是汽車電子化過程中的一大進步。
作者:盧欽玲戴夢麗單位:浙江工商大學信息與電子工程學院
電子論文:電子通信系統汽車電子論文
一汽車電子通信安全需求
從車主的需求來看,電子通信系統的安全性至少要保障資料的隱秘性與一致性,認證的安全性和技術的性。隨著汽車電子通信技術越來越復雜,承擔的功能越來越多,包括了移動通信、移動辦公、車輛調度、車輛導航、車況檢測、智能鑰匙等諸多功能。并且隨著科技的發展,汽車電子通信系統還會承擔更多的功能。所以在這個過程中,要保障數據的傳輸不被竊取。這就要求電子通信系統要有的認證功能,以確保數據傳輸的安全性,保障數據在傳輸過程中,不被惡意復制和篡改。還要保障車輛在發生事故的時候,系統核心功能不能中斷,因此數據中心不僅要做好備份,還要提高整個系統硬件的性。
二目前汽車電子通信的技術漏洞
1資料保密度差
汽車電子通信系統在運行過程中,會自動記錄車主的通信信息,包括通話記錄、上網信息,甚至還會記錄車主利用通信系統進行的支付記錄。這些信息記錄一旦出現泄露,在汽車被盜的情況下,很可能造成車主信息的泄露。目前的汽車通信系統中,數據資料的保密度較差,車主的隱私得不到保障。
2網絡平臺管理
松散汽車電子通信系統實現了駕駛員之間的信息共享,可以使駕駛員實時了解車輛擁堵信息,避開高峰路段和時段,提高出行效率。但是在這個過程中,目前的網絡平臺管理松散,虛假車況、路況信息。由于認證機制缺失,造成路況信息的可信度降低。甚至還存在一定程度的惡意散播虛假信息的行為,這就為車主的出行造成了不便。
3信息無法同步
傳輸信息的同步傳輸是實現信息共享的重要途徑,但是在現階段由于技術上的漏洞,經常出現網絡平臺延遲信息傳輸的情況,導致延誤駕駛的現象,網絡平臺的密鑰管理也不健全,有意或者無意的行為,都會導致信息的混亂和泄露,導致車主無法實時獲取有用的信息,延誤車主出行。
三汽車電子通信的安全技術
1安全協議
由于汽車電子通信系統的開放性,極易遭受其它節點的竊聽與監控。目前的安全協議中,主要有Ariadne、SAODV和SRP。Ariadne主要用于驗證信息的真實性和完整性,這種單項的消息鑒別認證機制,可以有效的確保節點身份認證的可信度,組織虛假信息發起的攻擊行為。SAODV是利數字簽名來進行安全驗證,可以防范鏈路被攻擊和修改。SRP則是利用安全鏈接和共享密鑰來進行消息的鑒別,確認數據傳輸的安全級,認證節點身份,阻止服務攻擊。
2密鑰管理
安全技術加密是確保信息安全的常用手段,也是基本手段之一。電子密鑰是數據加密的技術基礎,但是傳統的密鑰管理主要是密鑰分發和證書認證,但是對于汽車通信系統并不適用。目前最常用的技術是自發式證書、局部分布式認證和分布式認證三種方式。自發式證書不需要授權就可以接入節點自行證書,靈活性和安全性都較高,也是使用最廣泛的技術。但是由于缺乏證書撤銷機制,容易造成系統冗余。局部分布式認證可以定期更新證書,保障有效性和安全性,但是其離線公鑰問題還需要技術上更多的支持,應用并不廣泛。分布式認證離線反應能力較強,但是其更新較為復雜,影響服務使用。
3入侵檢測安全技術
入侵檢測技術是通過對技術進行實時分析,檢查是否存在違反安全策略的行為,是安全防護的必要補充措施,可以發現系統是否遭受攻擊,以便對系統進行實時保護。由于汽車電子通信僅使用無線技術,因此入侵檢測技術僅能進行本地檢測和局部檢測,而對于短暫性故障與真正的入侵分辨,還存在技術上的不足。
四提高汽車電子通信安全的對策
1完善安全機制
車載安全機制首先要從技術的角度進行完善,加強汽車電子通信系統的管理,不斷升級系統,實現軟件上的革新,彌補信息安全漏洞。政府和企業還要加大在技術創新上的支持,鼓勵專業人才發展,實現各個機制系統之間的協調統一。
2提高保密程度
保密程度關系到車輛行駛效率和安全,要提高保密工作,首先要提高資料的隱秘性,防止車輛信息、駕駛員信息等被惡意攻擊而泄露。對于車輛信息和路況信息,借助于各種網絡手段,實現信息的整合與備份。對于數據加密,要采用最安全的加密手段,不僅要在軟件端加密,還要對數據儲存和收發的硬件加密,防止數據被復制和盜竊。
3加強網絡監管
政府要加強對網絡平臺的監管,確保信息平臺信息的真實性與性。一方面,網絡平臺要利用自身優勢,對路況信息進行整合。另一方面,還要對投放和播報的信息進行甄別,防止惡意信息被投放。此外,還要加強工作人員的管理,提高技術人員的水平,特別是信息的分析和整合能力。
4打擊惡意信息
政府相關部門要嚴厲打擊惡意虛假信息的行為,規范路況信息的,通過建立統一的領導小組,從管理上對路況信息等進行控制。技術上,還要利用安全協議和身份認證的方式,確保信息人信息的性。對于不同的路況信息建立分級制度,及時通知附近車輛。
作者:張明玉宮淑蘭單位:山東建筑大學信息與電氣工程學院通信工程教研室
電子論文:空氣懸架系統汽車電子論文
一電子控制空氣式主動懸架的結構與原理電子控制
空氣式主動懸架主要由信號輸入裝置、懸架剛度及減振器阻尼力調節裝置、車身高度調節裝置及懸架電控單元ECU組。
1信號輸入裝置
該裝置主要出前、后車身高度傳感器、轉向盤轉角傳感器、車速傳感器、節氣門開度傳感器、懸架控制開關和制動開關門等組成。
1.1車身高度傳感器
它安裝在車身與車橋之間,把車身與車橋之間的相對高度變化轉換為電信號,并輸送給電控單元。目前廣泛使用的是光電式車身高度傳感器,傳感器內部有一個靠連接桿帶動旋轉的軸,軸上裝有—個帶有許多槽的遮光盤,遮光盤兩側對稱安裝著4組發光二極管和光敏三極管,組成四對光電耦合器。當車身高度變化時,使車身高度傳感器的連接桿轉動,通過傳感器軸帶動遮光盤轉動。當遮光盤上的槽對準光電耦合器時,發光二極管發出的光線通過該槽使光敏三極管受光,輸出導通信號;反之當遮光盤的槽不對準耦合器時,輸出截止信號。遮光盤上的槽適當分布,利用這四對光電耦合器導通與截止的組合,把車身高度的變化分為16個區域進行檢測。
1.2轉向盤轉角傳感器
該傳感器安裝在轉向軸上,用來檢測轉向盤的轉角信號,間接地得到汽車轉向程度(快慢、大小)信號,傳給懸架電控單元。在壓入轉向器軸的圓盤中,壓入帶有缺口的遮光盤,遮光盤兩面分別有兩個發光二極管和兩個光敏三極管,組成兩對光電耦合器,當遮光盤隨轉向軸轉動時,兩個光電耦合器的輸出端即可進行ON/OFF變換.
1.3車速傳感器
它安裝在車輪上,輸出與車輪轉速成正比的脈沖信號,景架電控單元利用該信號與轉向盤轉角信號計算出車身的側傾程度。
1.4節氣門位置傳感器
它安裝在節氣門體上,把節氣門開度信號傳給懸架電控單元、間接測得汽車加速信號。
2空氣懸架剛度及阻尼力調節系統
2.1空氣懸架剛度的調節
懸架上端與車身相連,下端與車輪相連。主、副氣室設計為一體,主、副氣室之間有一通路供氣體相互流動。改變主、副氣室之間氣體通路的大小,使主氣室被壓縮的空氣層發生變化,就可改變空氣懸架的剛度。主、副氣室之間的通路靠氣閥控制,開關氣閥的控制桿由懸架控制執行器驅動,當氣閥處于不同的位置時,即大開、小開、關閉時,可實現空氣彈簧低、中、高三種狀態的剛度調節。
2.2懸架控制執行器
它除了控制減振器的轉閥進行阻尼調節外,還同時驅動主輔氣室的氣閥進行剛度調節。
3車身高度的調節
其作用是使車身高度根據汽車內乘座人員或車輛載重情況自動做出調整,以保障汽車行駛所需要的高度及汽車行駛姿態的穩定。當需要增高車身高度時,直流電動機帶動空氣壓縮機工作,壓縮空氣通過空氣干燥器后,由高度控制電磁閥進入主氣懸梁,使車身高度增加,達到規定高度時,高度控制電磁閥斷電關閉,車身便維持在一定的高度。當車高需要降低時,高度控制電磁閥和排氣閥同時通電打開,空氣懸架主空氣室氣體排出,車身高度下降。
二電控空氣式懸架的控制原理
1利用彈簧剛度和減振器阻尼力進行控制
1.1高速感應控制
當車速大予110km/h時,不管駕駛員選擇何種工作模式,懸架電控單元都會通過執行器自動使懸架系統進入常規的自動控制工作模式,即將懸架的剛度和阻尼調到“中間”狀態,以提高汽車高速行駛時的穩定性。
1.2壞路面感應控制
當汽車以40—100km/h的速度駛入壞路面時,若前輪車速傳感器檢測出路面有凸起,則在后輪越過該凸起之前,懸架電控單元自動使懸架系統進入自動控制工作模式,使懸架剛度和阻尼力在“中間”狀態,以抑制車體的前后顛額與跳動,提高汽車的乘坐舒適性和通過性;當汽車以100km/h駛入壞路面時,懸架E-CU將彈簧剛度和減振器阻尼力調到“高”狀態,以保障汽車的操縱穩定性和通過性。
1.3前后輪相關控制
即當汽車前輪在遇到路面接縫等單個的凸起時,電控單元相應減小后輪懸架的剛度和阻尼,以減小車身的振動和沖擊。當汽車以30—80km/h速度行駛遇到障礙時,前輪車高傳感器的脈沖信號傳給懸架電控單元,電控單元將后輪懸架的剛度與阻尼調至“低”狀態,提高汽車乘坐舒適性;此時,既使駕駛員選擇高速行駛狀態(剛度和阻尼力為中間值),系統仍將剛度和阻尼力調至低值。為了不影響高速行駛的穩定性,這種動作在車速為80km/h以下才發生。
1.4抗“仰俯”
當車速低于20km/h且加速度大時,懸架將彈簧剛度和減振器阻尼力調到“高”狀態,以抑制汽車急起步時的車身“后仰”。當車速高于60km/h緊急制動時,電控單元也將高度與阻尼力調到“高”狀態,以抵抗汽車緊急制動時車身“前仰”。
1.5抗“側傾”
在急轉彎時,裝于轉向軸上的光電式轉角傳感器監測方向盤的操作信號傳給懸架電控單元,電控單元根據方向盤的轉角和轉速信號將剛度與阻尼力調到“高”狀態。
1.6抗“點頭”
當車速高于60km/h緊急制動時,車速傳感器以及制動燈開關將信號輸入懸架電控單元,電控單元自動將懸架的高度與阻尼調至“高”狀態,以增大懸架剛度和阻尼,抑制“板頭”。在良好的路面正常行駛時,彈簧剛度和減振器阻尼內駕駛員選擇“:常規值自動控制”狀態,懸架剛度與阻尼處于“低”狀態?!案咚傩旭傋詣涌刂啤睜顟B,懸架剛度與阻尼處于“中”狀態。
2車身高度控制
懸架電控單元根據汽車行駛速度和路面的變化,自動調整車身高度,確保汽車行駛穩定性和通過性,車身高度控制有“常規值自動控制”模式和“高值自動控制“模式,每種模式又分為“低”“、中”“、高”三種狀態。
作者:薛培道單位:建三江管理局創業農場交通科
電子論文:技工院校汽車電子論文
一、教學過程與生產流程對接
技工教育的人才培養目標就是培養適合企業、行業需要的應用型技能人才,職業技能的培養是教學的重中之重。傳統的教學方式,是把書本知識灌輸給學生后,再進行實習實訓,這樣的教學方法易造成理論與實踐的脫節,明顯不適合職業教育的規律和特點。因此,要貫徹“理論與實踐相融合”的教學思想,探索實施適合職教規律的“教、學、做一體”的教學模式。在教學實施的過程中,要求教師必須具備“雙師”素質,并了解和掌握汽車維修企業生產和管理流程,將企業的工藝、方法和技術及時地傳授給學生,這對學生了解企業,實現與即將從事的職業或崗位“零距離”對接大有裨益。
二、實訓場地與行業標準對接
教學場所采用一體化教室,在便于開展教學的同時,要注重實訓場地的設置與汽車維修行業生產實景平臺相一致。如在車速表檢測實訓中,采用標準型滾筒式車速表試驗臺,速度測量裝置、速度指示裝置和速度報警裝置的配備應與汽車安全檢測線設備相一致。學生在實訓的過程中,應按照實際檢測操作規程,先對車速表試驗臺和被測車輛進行檢測前的準備工作,再對被測車輛進行檢測,試驗結束后,應對現場進行整理和清潔。實訓場地的建設按照行業標準進行,不僅能夠滿足學生的技能操作實訓,而且可以進行職業技能培訓與鑒定,對技工院校實行雙證書制度提供了硬件支持。
三、學歷證書與資格證書對接
為了適應我國的就業準入制度、職業資格證書制度、勞動預備制度,深入貫徹落實“雙證書”制度是目前技工院校人才培養的主要模式,堅持學歷教育與職業資格取證并重,學生在校期間必須取得相關的職業資格證書,否則不予畢業。對于學習汽車電子技術方向的學生,要求其必須取得汽車維修電工四級職業資格。為了方便學生取證,提高取證率,學校應把取證工作與教學工作有機結合,即把取證培訓的內容作為課堂教學的內容。
四、考核評價與實習就業對接
打破傳統的一張試卷定成績的考核評價方式,探索多元化教學評價體系,將學生的學習能力、團隊協作能力、溝通能力和表達能力納入評價,通過對教學過程的督查、信息采集、評價、反饋等措施,建立自我完善、自我約束的質量監控體系,并將考核成績記入學生檔案。在學生頂崗實習和畢業就業的安排過程中,依據學生綜合素質的考核與評價,優先推薦和安排學生。
五、小結
技工院校汽車電子控制技術教學改革以工學結合為切入點,構建了與企業崗位相對應的課程體系,采用了一體化教學模式,將企業、行業標準引入課堂,教學的過程更加注重學生的職業崗位能力的培養,實現了技工教育與企業需求的“零距離對接”,順利完成了為社會經濟發展培養出高素質的應用型技能人才的目標,同時,也為技工院校的可持續發展奠定了基礎。
作者:李國森單位:安徽省淮南技工學校
電子論文:我國汽車產業下汽車電子論文
一、我國汽車電子產業的現狀
(一)外商的汽車技術
對我國汽車電子產業發展產生了巨大的威脅同發達國際相比,我國的汽車電子產業發展則滯后了知識10年的時間,尤其是在電子控制單元、系統控制精度等發面存在著極為明顯的劣勢。這就導致了我國生產的汽車電子產品技術含量較低,難以開拓市場,企業市場競爭力不堪一擊。在我國加入WTO以來,國外的先進技術指導下的汽車電子零部件紛紛涌入我國市場,他們在技術和資金上具有明顯的優勢,這就給我國的汽車電子產業發展形成了巨大的壓力,尤其是一些規模較小的企業根本很難與之抗衡,并最終導致國內汽車電子企業的市場占有率微乎其微。
(二)汽車電子產品國產偏好大大限制了汽車電子產業技術的提高研究
我國汽車電子產業的發展過程來看,我國在汽車電子產業的國家政策方面一直保持著明顯的國產化趨勢。也就是說,我國在汽車電子產業發展過程中,比較注重通過引進先進技術,然后在實踐過程中通過具體操作和日常積累的方式,掌握這種技術,最終實現自主開發??偟膩碚f,這一古城忽視了汽車產業的自主研發技術能力的條,并且縮小了自主研發產品的范圍,在一定程度上制約了產品的開發能力和汽車電子產業的專業技術能力。
(三)規模效應削弱了企業市場競爭力
我國大部分的汽車電子零部件企業規模小,沒有形成規模效益,因此產品生產成本高,效益低,所占市場份額小,不具備國際競爭力。若想提高競爭力,企業必須擴大規模,加大生產量,提升自主研發能力。汽車電子產業技術的發展不僅需要投入大量的技術和資金,而且產品的回收期很長,這在無形中就增加了技術開發的風險和難度,從而很大程度上制約了我國中小規模汽車電子企業的發展和提高。
(四)汽車產業的合資發展模式
限制了企業研發能力在我國汽車產業發展的初期,實行的是合資發展方式,這樣便于彌補我國在技術和資金方面的劣勢。但是正是這一發展方式導致大量的核心技術掌握在跨國公司中,我國僅僅是停留在加工層面上,在技術方面難以實現本質上的突破。在世界汽車產業發展鏈上,受限于技術資源的匱乏,我國長期處于世界工廠的地位,我國汽車產業發展的也僅僅是制造能力,企業研發能力的提升十分緩慢。
二、我國汽車電子產業發展對策
(一)突破汽車電子產業發展
為了實現汽車產業的突破性發展,我們可以以新能源汽車為契機,大力發展新能源汽車的動力電池、系統控制技術、整車匹配技術、電空調技術以及電轉向技術等。同時我們可以借助國家在車載信息系統的普及應用項目平臺,大力推廣處理器系統、圖像顯示體統、大容量信息存儲系統等,實現核心技術能力的突破,快速占領這一市場。
(二)加強企業的人才管理和建設結合
國際汽車產業發展經驗來看,他們之所以能夠取得巨大的競爭優勢,一方面在于他們先進的技術,另一方面則是由于他們科學有效的人才管理體系。為了留住高精尖人才,吸引業界精英,汽車電子企業不經應該提高員工的薪資待遇,更應該優化員工的工作環境,提升企業文化。另一方面,汽車電子企業也可以利用校企平臺,加強企業和高效的合作。企業可以為高效的教材編寫、實訓課程提供豐富的實踐案例。企業可以在高校設立相應的獎學金,開設一些定向課程等方式,擴大企業的社會影響力,同時社會員工對于企業的情感,培養一支專業基礎知識扎實、實踐動手能力較強同時具備創新能力的人才隊伍,為企業發展培養后備力量。"
(三)大力培養汽車電子產業專業人才
在汽車電子產品發展方面,不在于高端技術的攻關突破,而是需要保持產品的高性、高一致性,把握產品的品質,在技術和管理上不斷提升。當國內的產品跟國際有沖突的時候,應該花時間努力提高產品技術及質量,使國內的技術實力和質量比國外強。技術創新方面,我們可以從單個系統或單項技術重點突破,逐步實現產業化,形成國際化的競爭力和供給能力。
(四)借助國際品牌,拉動國內企業發展
國際先進技術對于我國汽車電子產業的發展具有雙重作用,因此在發展過程中,我們則應該辯證地吸收。對于處于發展階段的我們來講,我們充分發揮國際品牌對于我國汽車企業的拉動作用。在與高校和科研所合作過程中,我們還需要進行技術方面的深入探討,從而形成一種中國特色的技術研發、校企合作、國際借助的獨特模式。在這種思想的指導下,逐步提高我國電子信息企業的市場占有率,提升我國企業的市場競爭能力,然后再從人才管理、市場營銷方面逐步完善。
作者:喻尤芬單位:遵義市職業技術學校
電子論文:電子節氣門控制系統汽車電子論文
1.電子節氣門控制系統工作原理
當駕駛員踩下加速踏板時,加速踏板位置傳感器將油門踏板位移量信號轉換為電壓信號傳給ETCS,ETCS通過對當前所處工況進行分析和邏輯處理后發出控制信號,控制節氣門驅動電機,使電機按照ETCS給定的角度驅動節氣門運轉并達到所需的開度;同時節氣門體上的節氣門位置傳感器將測得的當前節氣門位置信號反饋給ETCS,通過反饋控制實現對節氣門的閉環控制。
2.電子節氣門控制系統
驅動模塊完整的電子節氣門控制系統包括驅動模塊、節氣門總成、加速踏板位置傳感器、驅動電機控制器等。而電子節氣門控制的關鍵是控制節氣門驅動電機的運動。驅動模塊用于提供適當的控制電壓驅動節氣門伺服電機,使電機輸出需求的轉矩,以驅動節氣門達到要求的開度位置。對于小型直流電機調壓調速系統,有兩種常用方案:
(1)采用一個12V直流電源及一個可變電阻控制驅動電機電壓;
(2)采用WM(Pulse-Width-Modulation)脈寬調制直流可調電源和H橋式晶閘管電路控制電機電壓。
2.1直流電源驅動方式
此驅動方式的設計很簡單,只需要與電機串連一個可變電阻即可。改變可變電阻的阻值可以調節電機繞組電流,以控制電機的輸出扭矩。這種方式通過控制滑動電阻的阻值,而改變流過電機的電流,從而達到控制電機扭矩的目的。一電動機轉矩系數電機轉矩與電流成正比,變化,驅動電機輸出轉矩相應變化,從而實現對電機的控制。該方案雖然原理簡單,但由于采用了可變電阻,對可變電阻的阻值控制成為問題,使問題更加復雜化。另外,從功率分配的角度考慮,在控制電機的過程中,變阻器會消耗很大一部分功率,僅有部分的能量用于驅動電機的工作:當電機電阻等于可變電阻時,只有一半的能量被電機利用,另一半能量被可變電阻消耗,大部分功率用于產生熱量,效率和散熱性問題嚴重。因此,這種控制方式只用于微小功率直流電動機的驅動。更重要的一點是節氣門根據不同的工況需要實現節氣門既能正轉又能快速反轉,即電機電流的方向需正反方向的變化,該方案顯然無法實現這一要求。
2.2PWM電源驅動方式
PWM脈寬調制是近年來廣泛應用于直流電動機轉速調節系統中的一種調整直流電源電壓的方法。脈寬調制,其含義是將連續變化的控制電壓u變換為脈沖幅值與頻率固定、脈沖寬度與u瞬時值相關的脈沖電壓。通過對脈沖寬度的控制,即:占空比的控制,實現對直流電機電樞電壓的控制,從而控制電機的轉速??煽亻_關S以一定的時間間隔重復地接通和斷開,當S接通時,供電電源Us通過開關S施加到電機兩端,向電機提供能量,電機繞組儲能;當開關S斷開時,中斷了供電電源Us向電機提供能量,在開關S接通期間電樞電感所儲存的能量通過續流二極管VD使電機電流繼續流通??刂齐娐酚珊泐l率發生器、脈沖寬度調制電路、脈沖分配電路、基極驅動電路組成。當控制信號電壓ui增加時,經與恒頻率波形發生器UD比較,產生一個寬度與ui成比例的調制脈沖電壓,經脈沖變換分配使基極驅動電路激勵主電路大功率晶體管的正向導通時間增加,則電機兩端的平均電壓增加,電機轉速上升至控制信號電壓ui所要求的數值。
3.結束語
由于直流伺服電機具有響應速度快,控制精度高的特點,采PWM(脈寬調制控制)控制直流伺服電機是目前主要方案,電子節氣門系統是汽車發動機電控的重要組成部分,對于提高汽車的動力性、性、及燃油經濟性,實現汽車的電控具有重要意義。
作者:鄭錦湯單位:廣州華商職業學院
電子論文:單片機汽車電子論文
1功能特點
MC9S12XE系列單片機于2009年9月推向市場,經過幾年的市場考驗,其應用已日趨成熟化。飛思卡爾公司為確保此系列單片機產品供貨的長期性和穩定性,提供了業內經驗豐富的長期市場供貨計劃,保障最短15年的供貨期和的技術支持,并在國內設有生產廠,目前市場售價60元左右。MC9S12XE系列單片機主要有五大特點。
1)單片機內部采用了增強型XGATE協處理器模塊,允許高速數據自主地在單片機外設和內部RAM、I/O端口之間進行數據傳輸與處理。XGATE內置有一個16位的精簡指令集內核,可以對要傳輸的數據進行預處理并執行復雜的通信協議,易于用C語言進行編程。XGATE可以顯著降低CPU的負荷,使CPU能夠集中資源運行關鍵的系統活動,從而提高了單片機的數據處理能力。
2)S12XE系列包括一個存儲器保護單元(MPU),用于防止軟件中的系統錯誤。這個MPU解決了不同模塊之間的錯誤交互導致的潛在問題,這項特性在汽車設計中非常關鍵,因為它有助于較大程度地控制汽車中系統故障的擴散。
3)單片機片內集成了可達1024KB的閃速存儲器Flash。近年來,隨著Flash在單片機片內的應用走向成熟,單片機的開發和應用又迎來了一次新的飛躍。Flash是一種非易失性存儲介質,讀取它的內容同RAM的讀取一樣方便,而對它的寫操作卻比EEPROM還要快。在系統掉電后,Flash中的內容仍能保持不變。Flash的主要優點是結構簡單、集成密度大、成本低。由于Flash可以局部擦除,且寫入、擦除次數可達數萬次以上,從而使開發微控制器不再需要昂貴的仿真器。
4)簡單的背景開發模式(BDM):PC主機BDM調試器目標板,使得開發成本進一步降低,也使得現場開發和系統升級變得比較方便。
5)應用鎖相環技術提高了系統的電磁兼容性。在以往不使用鎖相環的微控制器應用系統中,晶振電路由于其工作頻率比較高(通常為幾兆赫茲至幾十兆赫茲)而成為一個很大的干擾源,這一問題給系統設計、線路板布局帶來了很多不便。MC9S12XE系列單片機在時鐘發生系統中巧妙地使用了鎖相環技術,因而可在幾兆赫茲的外部晶振情況下,通過軟件編程產生上百兆的系統時鐘,從而降低了對外輻射干擾,提高了系統的穩定性。
2在汽車電子中的應用
現以一個典型的后處理系統電控單元的設計開發為例,說明XEP100在汽車電子領域的應用,該系統基于模塊化的設計思想,主要從電源模塊、信號輸入調理模塊、中央處理模塊、通信模塊、尿素泵的驅動模塊、尿素噴嘴的驅動模塊、尿素泵管箱加熱的驅動模塊、故障診斷模塊而設計。中央處理模塊采用了飛思卡爾16位單片機XEP100作為核心處理器,主要功能是根據從CAN總線上獲得的發動機的實時工況、數字信號(包括鑰匙開關、蓄電池的電源開關等)和模擬信號(包括尿素溫度、尿素液位、尿素壓力、催化器前溫等)由單片機XEP100進行的邏輯運算,來控制尿素溶液的噴射時刻和噴射量,尿素溶液被噴射到排氣管中與發動機尾氣進行化學反應,從而起到凈化尾氣的作用。電源模塊需要把蓄電池電壓24V轉換為5V的直流電壓,為單片機等集成芯片及傳感器提供5V電源。中央處理模塊是由中央處理器、晶振電路、復位電路、程序刷寫電路和外圍接口電路組成,它是整個控制器DCU的核心,也是單片機XEP100工作必不可少的最小模塊單元。CAN通信模塊實現與發動機控制器ECU、儀表控制器信息的交互,通過CAN總線實現參數的在線標定調試、程序的刷寫。信號調理模塊主要用于處理模擬信號和鑰匙開關等數字信號,模擬信號需要經過一系列的調理電路處理成0~5V的電壓信號給單片機的AD端口,再由單片機進行AD轉換,數字信號經過一系列的調理電路給單片機的IO口。尿素泵的驅動模塊中采用了infineon公司的電機控制芯片,它內部集成了H橋電路,用來驅動泵內的電機,實現電機的正反轉;對噴嘴、尿素箱加熱、尿素泵加熱、尿素管加熱的驅動采用了安森美公司的MOSFET功率驅動芯片,對執行器的診斷可通過SPI接口與單片機通信,實時讀取故障信息。該后處理系統的電控單元被應用在重汽國Ⅳ重型柴油車輛上,主要包括A7車型和HOWO車型,以滿足重型柴油機國Ⅳ排放法規的需要。經過長期的試驗驗證,證明以單片機XEP100為主控芯片的電控單元具有非常好的穩定性和性,并贏得了良好的市場反映。
3結束語
單片機XEP100的應用并不復雜。對于一般簡單的應用硬件,只需增加少量的外圍電路即可實現;對于相對復雜的系統,進行外圍電路的擴展也極為方便。特別是在汽車電子領域,XEP100憑借著豐富的片內資源、強大的功能、的性能優勢及較高的性價比,給硬件設計及軟件編程提供了極大的方便。我們可以預見:汽車電子工業的迅猛發展,必將給這種高性價比的微控制器帶來更為廣泛的應用和發展空間。
作者:劉永春王秋花單位:中國重汽集團技術發展中心汽車電子設計部
電子論文:車速里程表汽車電子論文
1電子式車速里程表的工作原理
車速里程表的工作主要是通過傳感器、信號處理器來完成的,電子車速里程表的傳感器安裝在組合儀表內,由變速器經軟軸驅動完成,當汽車在行駛的過程中,會產生一種與汽車行駛速度成正比的信號,傳感器一般是由具有一對或幾對觸點的舌簧開關和轉子組成。信號處理是電子式車速里程傳感器的重要過程,經過信號處理才能將傳感器反映出來的車速和里程信息轉換成為人們比較熟悉的數字或者指針指示。信號處理電路由單穩態觸發電路、恒流電路、64分頻電路、功率放大電路以及電源穩壓等電子電路組成。當汽車在運行時,電子式車速里程表可以將車速傳感器輸入的脈沖信號進行整合以及處理,使其轉變成為電流信號,并且對電流信號進行放大處理,以驅動車速表對汽車的行駛速度進行顯示,同時還可以將脈沖信號經過分頻和功率放大處理,轉變成為具有一定頻率的脈沖信號,進而對里程表步進電機的軸進行驅動,對汽車的行駛里程進行記錄。車速表以一個磁電式電流表作為指示表,當汽車以不同的車速進行行駛時,信號的處理電路往往將車速傳感器輸入的各種脈沖信號轉變成為與車速成正比的電流信號,從而使得電流表的指針發生偏轉,顯示出汽車在行駛過程中的速度。對于電子式里程表,則由步進式電動機、六位十進制計數器及內傳動齒輪等組成。當汽車在運行時,可以將車速傳感器傳來的脈沖信號傳入到信號處理器中進行處理,經信號處理電路的分頻和功率放大處理,可以將其轉變成為另一種脈沖信號,作用于步進電動機的電磁線圈。步進電機可以將這一脈沖信號轉變為角位移信號,使得電動機的軸發生相應的轉動,從而驅動里程表中的十進制計數器的六個計數輪依次轉動,實現對汽車行駛過程中的總共里程以及單里程的記錄,在記錄的過程中,如果需要對短程的里程進行消除,則只要按一次復位桿,短里程表就會被清零。電子式車速里程表工作過程中,里程的反映與車輪周長有關,決定車輪周長的是車輪的大小,即車輪的直徑大小,一般說來,不同的氣壓以及輪胎在行駛過程中的磨損程度會影響到車輪的直徑大小,從而使得車輪周長發生改變,最終會形成一定的顯示誤差。實際結果表明,車速的顯示結果一般都會比實際的車速要大,但是誤差不會太大,顯示誤差一般會從2%~7%不等,有的甚至高達10%。
2電子式車速里程表使用注意事項
電子式車速里程表在使用過程中有許多需要注意的地方,汽車的行駛里程是汽車使用壽命的一種標志,比如當汽車行駛的累積里程達到了15萬~20萬公里的范圍,則會導致汽車的性能有所下降,安全性、經濟性、操作性也會受到較大影響,使用者的使用體驗會有所下降。因此,在實際的使用過程中,要遵循一些注意事項進行使用,比如車速里程表的軟軸與車速表以及變速器或分動器的輸出端的連接應該要確保牢固。軟軸在安裝的過程中應該要有一定的縱向間隙,并且要有足夠大的曲率半徑。在使用過程中一旦出現任何故障,要及時進行排除,如果不能對故障進行排除,要及時更換車速里程表。其故障主要有兩種:及時,如果是車速里程表的指針不穩定,則故障的原因可能是軟軸不良、表盤出現損壞或軟軸的鎖緊螺母安裝不良等,可以通過更換軟軸、表或改變軟軸螺母安裝方法的措施進行故障排除;第二,對于車速里程表不工作的問題,造成這種問題的原因可能是主動小齒輪損壞、軟軸折損、表損壞或軟軸連接螺母未緊固等,對此可以更換軟軸、主動小齒輪、表或緊固軟軸連接螺母等元件。
3結語
車速里程表是對汽車行駛的速度和行駛過的里程數進行綜合記錄的一種儀表,常用的有兩種形式:一種是磁感應式;另一種是電子式。電子式車速里程表在工作過程中需要遵循一些注意事項,以防出現故障,出現故障之后要及時排除故障,以提高其工作性能。
作者:古敏雄單位:廣州開發區技工學校
電子論文:電磁兼容汽車電子論文
一、汽車電磁兼容性
汽車電磁兼容性是指汽車在運行過程中,車上的電子電氣設備不互相影響,能兼容地工作。隨著汽車電氣設備數量和種類的不斷增加,直接導致了汽車內的電磁環境日益復雜,相互間的電磁干擾也將愈加嚴重。當電磁干擾發生時,可直接導致受干擾的敏感電子設備功能降級,甚至導致其功能失效,給汽車的安全行駛造成嚴重影響。因此保障各種設備在復雜電磁環境下正常運行顯得尤為重要。
二、汽車電磁干擾的產生與傳播
汽車上的電磁干擾問題按其耦合方式可分為傳導耦合干擾和輻射耦合干擾。
2.1汽車的傳導耦合干擾在汽車中電磁干擾能量以電壓或電流的形式通過某些部件把干擾能量耦合至敏感接收器,稱為傳導耦合干擾。汽車的直接傳導耦合是指電磁干擾直接通過汽車上的導線、金屬體、電阻、電感、電容等阻抗耦合到接收器;公共阻抗耦合是指電磁干擾通過印制電路板和機殼的接地線、電氣設備的公共安全接地線以及接地網絡中的公共阻抗或者公共電源中的公共阻抗耦合到接收器;轉移阻抗耦合是指電磁干擾通過轉移阻抗將干擾電流轉變為接收器的輸入電壓加到接收器的輸入端。將電磁干擾能量以電磁波的形式通過汽車及其周圍的空間耦合至敏感設備稱為輻射耦合干擾。
2.2汽車電子控制系統(ECU)ECU控制著汽車上電子設備的工作是重要的車載設備。由傳感器將信號輸入ECU,然后通過ECU對信號進行處理輸出到執行器件中??刂葡到y中的電器開關或點擊等負載的開關過程中的高電壓通過信號控制線進入ECU內部,影響ECU的正常運行。電磁波也可能通過線束和連接器的耦合進入ECU內部,使ECU的電磁環境變得更為復雜,容易導致它的誤操作和失靈,危及到汽車行駛的安全性。因此通過與ECU電磁兼容性的研究,可以降低誤操作進而提高行車安全的有效方法。
三、傳導干擾對ECU控制系統的影響
ECU連接汽車的傳感器、執行器和電源。這些電器元件不僅是空間電磁輻射的接收器,也是外界電磁干擾進入ECU內部的傳導耦合通道。
3.1電磁干擾通過導線傳導進入ECU的研究ECU控制系統傳導模型:設一屏蔽箱體,在其前端平面的中心位置開一孔。連接導線1首端接入50歐姆負載,末端接入屏蔽箱體內與印制電路板上的金屬帶相聯結;導線2一端(Port3)接入干擾源,一端與電路板金屬帶相連,并且分別連接導線電路板終端(Portl)和(Port2)后各接50歐姆電阻。電路板置于屏蔽箱體前端一定距離。通過散射參數(S參數)來反映入射波和反射波之間的關系參數。
3.2控制系統線纜串擾耦合研究ECU控制系統周圍連接大量的線束,這些線束的串擾特別嚴重。采用多導體傳輸線理論分析理想導體平板上導線間的耦合問題。兩平行導線電流流向相反時的串擾明顯要大于電流流向相同時的情況,當干擾源電流流向改變后,被干擾線上的串擾極性也發生了變化。說明串擾的大小和極性與相應干擾源上信號的電流流向有關的。結論本文對ECU電子控制系統的傳導干擾研究,通過數學模型證明外界電磁干擾通過導線傳導進入系統內部,可以影響內部電路的工作并提出了相應的措施有效防止電磁對ECU系統的干擾,提高了行車的安全性。
作者:翟文濤單位:遼寧出入境檢驗檢疫局機電產品檢測中心
電子論文:車載嵌入汽車電子論文
1汽車電子信息系統的主要功能
從實際應用角度看,汽車電子信息系統的主要功能包括以下三個方面:
(1)自適應巡航。通過在汽車電子信息系統中添加相應的傳感器設備,如雷達、聲納以及激光掃描設備等,實現對汽車周邊環境信息的預先掃描,在必要的情況下,可以通過智能化的措施,自動實現對汽車的控制,如降低速度或緊急制動等,從而保障車輛與障礙物之間的安全距離,保障車輛在不良天氣和路況下的行車安全。
(2)交通事故預警。交通事故預警系統在車輛中的應用,可以確保兩個目標的實現,一是對碰撞筋警示,二是利用無線通信設備,與外部系統相互結合,對求救信號進行傳遞。在實際運行中,交通事故預警系統可以利用雷達等傳感器設備,對車輛周邊可能存在的障礙和危險進行掃描,同時對車輛可能遇到的危險進行報警,通知司機及時采取有效的措施,避免交通事故的出現。而一旦車輛遭遇交通事故,則系統可以通過相應的通信設備,向外部系統發送求救信息,并且通過GPS系統顯示車輛的位置,為交通部門和醫療機構的救援工作提供指導和參考。
(3)車輛導航與通訊。在汽車電子信息系統中,通過通訊網絡與車載GPS定位系統的相互結合,可以幫助駕駛人員及時獲得車輛的位置信息,并在相應的電子地圖上實時顯示出來,起到良好的導航作用,保障車輛的穩定行駛。
2汽車電子信息系統的設計與實現
汽車電子信息系統的基本結構主要包括通訊系統、車載嵌入系統以及外部系統,在對電子信息系統進行設計和實現時,需要引起設計人員的充分重視。
2.1通訊系統通訊系統可以說是汽車電子信息系統的核心和中樞,同時也是車輛內部系統和外部網絡實現信息交互和重要橋梁,對于實現系統的各項功能而言有著不可替代的作用。從目前來看,在汽車電子信息系統中,最為常用的是GPRS無限數據傳輸系統,按照相應的網絡協議,利用傳統GSM網絡的相關資源,進行數據的傳輸工作,可以保障數據傳輸的速度和質量。不僅如此,在不斷的發展過程中,全球的運營商都針對商用GPRS系統進行了研發,為車載通訊系統提供了必要的網絡支持,也使得汽車電子信息系統有了一個接入時間短、傳輸速率高、安全的信息交互平臺。
2.2車載嵌入系統在科技發展的帶動下,車載系統的嵌入技術愈發成熟,逐漸成為汽車信息網絡的控制中心。車載嵌入系統可以對車輛內部設備的運行狀況進行檢測,一旦發現異常,可以立即向駕駛人員發送相應的警報信息,如語音提示或燈光信號等,同時針對故障進行前面細致的分析,向駕駛員提出合理化建議,如停車檢修或者調整路線前往維修點等,對安全事故進行規避,保障行車安全。在車載嵌入系統中,利用相應的處理器、GPS接收機、GPRS模塊以及人機交互接口等,可以構建出一個具備強大通信能力和信息處理能力的平臺,利用無線通訊、藍牙數據交互等網絡通訊技術,實現信息的交互和共享。系統的標準化和模塊化設計不僅便于系統功能的實現和維護,也使得其具備良好的拓展性,可以實現車輛定位、動態導航等功能。
2.3外部系統從目前的發展情況看,外部系統包括一個專業的門戶網站,可以為每一位用戶提供個性化的服務,滿足用戶不同的使用需求,同時還可以根據相應的情況,進行動態更新,為用戶提供完整、合理、、的信息。需要進行動態更新的情況包括:汽車自身的地理位置,或者用戶指定的道路路況圖;用戶的具體需求;與汽車服務供應商服務協議的相關內容;汽車在行駛過程中遇到的特殊狀況。汽車電子信息系統功能的實現,不僅需要相應的硬件資源,還需要良好的軟件支持,因此,做好系統軟件的設計工作是非常重要的,應該重視以下兩個方面的內容:
(1)軟件的結構模式。汽車電子信息系統的軟件架構,可以利用UML的Component框圖進行描述。用戶可以通過因特網,連接到門戶網站,對相應的數據信息進行查詢,也可以對系統網絡服務進行擴展。之前也提到,門戶網站可以為用戶提供良好的個性化服務,結合用戶的位置信息,在比較特殊的情況下,可以對用戶需要的數據信息進行動態更新。不僅如此,用戶可以通過移動通訊設備,利用Web搜索服務,查詢自己需要的信息,如旅店和車票、機票等的預定,必要的車輛維修信息等。同時,系統中的個性化管理模塊可以根據每一個用戶的基本情況,為門戶網站的動態更新提供必要的數據信息;事物管理模塊可以對數據的流通、交易等進行監控,對數據庫故障以及數據沖突進行處理和恢復,保障數據的訪問和使用安全。另外,在系統中,信息數據庫的功能是非常重要的,不僅可以對地理信息進行存儲,也可以為用戶提供必要的地址信息,確保數據的性和合理性是極其關鍵的,必須得到軟件設計人員的充分重視。
(2)系統的功能實現。汽車電子信息系統的功能眾多,這里主要針對最為常用的電子導航功能進行分析和闡述。電子導航系統可以通過與GPRS網絡的相互連接,隨時對車輛進行定位,實現對于車輛的監控和導航。電子導航系統的工作過程主要包括兩個環節。目的地輸入。在出發前,用戶可以向導航系統輸入目的地的相關信息,系統會根據車輛的位置以及與目標的距離,對道路信息進行分析,制定出最為恰當的行車路線,為用戶提供導航。在行駛過程中,車輛可以通過GPS接收設備,獲得車輛的位置信息,在人機交互界面顯示出來,保障行駛路線的合理性。
作者:周振單位:攀枝花學院交通與汽車工程學院
電子論文:基于MATLAB的電力電子論文
一、案例教學法在教學活動中的應用
案例教學作為一種行之有效且目的明確的教學方法,以行動為導向越發受到人們的關注和青睞。作為一種歸納教學法,案例教學作為未來教學改革的趨勢已不可動搖,盡管它不可能取代傳統的演繹式的教學模式,卻是一種培養應用型人才的良好途徑。案例教學應用的成功與否很大程度上取決于典型案例的選取,要求典型案例既能體現對基本理論知識的理解和掌握,又要充分提高學生的實際動手能力。而在電力電子技術為課程的背景下,學生需要應用所講的知識來解釋典型案例所產生的結果,把案例進行模塊化分解,摒棄對每個模塊進行詳細的研究和探討,對各個模塊的結果進行整合,才能形成對典型案例較為完整的研究體系[2]。
二、基于MATLAB/Simulink的課程設計
“電力電子技術”這門課是電氣工程與自動化專業的基礎學科之一,課程有幾個特點:教學理論性強、波形變化分析復雜、課程教學枯燥,學生理解困難;系統模塊化特點鮮明、模型參數化明顯,實驗項目相對獨立;項目設計綜合性強、技術應用廣,實際開發的案例比較成熟[3]。教師在分析電子器件的特性和電子電路的工作原理時,需要觀察波形圖的變化來闡明工作過程。傳統的教學方式中,由于電子電路變換器部分的電路拓撲形式多種多樣,如果僅是手繪波形或者多媒體展示波形,教師講解起來費時費精力,學生也不能清楚的掌握分析波形圖變化的原因。所以在多媒體教學中引入仿真教學是必要的環節,通過仿真電路,學生可以把變換器的工作原理和物理波形結合在一起理解,使抽象的電路明了簡潔,仿真還可以分析更加復雜的電路并且對電路進行改進和創新。在課程設計中利用MATLAB/Simulink軟件可以有效地構建出與實際相符合的案例,教師在教學中通過仿真實例可以輕松解決波形抽象原理復雜的問題。Simulink非常適合于電力電子系統及電力拖動控制系統的仿真,并且具有其他一些軟件所沒有的特點,仿真系統是由用戶利用系統提供的基本模塊來構建的,系統的各個參數和仿真參數也可以由用戶自行修改,并且用戶可以對仿真結果進行多種分析和輸出,教師可以直觀展示各種參數變化對電路圖波形的影響,學生改變器件參數值,可以自己對比分析不同參數設計下的仿真結果。這種交互性非常適合于高校相關課程的教學科研,學生通過這種交互性加強對理論知識的理解和掌握,也可以用來完成實驗和作業[4]。以風力發電課程設計為例,教師首先要分析電路的組成和工作原理,指導學生利用仿真平臺搭建數學模型,然后一步一步建立各部分電路仿真模型,該電路的仿真過程可以分為建立仿真模型、設置模型參數和觀察仿真結果。學生需將案例進行模塊化分解,就每個模塊結合基礎理論知識進行分析和研究,并進行實際動手調試,尋找各個模塊之間的聯系紐帶,將所有模塊有機結合起來,完成對典型案例的研究[2]。
三、風力發電課程設計案例
電力電子技術在解決能源與環境的問題上做出了相當大的貢獻。風能作為一種綠色能源,風力發電的過程就是機械能轉換為電能的過程,其中風力發電機及其控制系統負責將機械能轉換為輸送電網的電能,這一部分是整個系統的核心,所以說風力發電的核心技術是電力電子技術,其能量轉換部件和控制電路都包含有電力電子器件。由于中小功率風電系統中電機側一般為不控整流,并且永磁同步發電機一般都為低轉速電機,在低風速下發出的電壓有限,不能滿足并網逆變的條件,需要對其進行升壓,因此,中小功率風電系統中常見的拓撲結構為不控整流器+升壓斬波器+網側逆變器。風力機將風能轉換為機械能,帶動永磁同步發電機轉動,發出的三相不定頻交流電通過二極管不控整流器整流為電壓不定的直流,然后經過升壓斬波器的作用,將直流電壓抬升至可以進行網側逆變的數值,并且通過網側變流器的控制,使直流側電容保持恒壓。網側變流器將直流電逆變為與電網電壓同頻同相的三相交流電饋入電網[5]。課程設計案例中利用MATLAB工具,對永磁同步風力發電系統及并網控制系統進行仿真研究。所研究的仿真系統由永磁同步風力發電機、不可控整流器、升壓斬波、DC-AC并網逆變器部分組成。學生可以把該風力發電仿真模型分成同步發電機仿真模塊、斬波變流器仿真模塊和逆變仿真模塊,就每個模塊運用理論知識進行仿真,將各模塊結合起來達到整個案例體系的研究。永磁同步發電機額定參數:電壓700V,功率2750kW,電流2270A,功率因數0.95,速度16rpm,頻率16Hz,極對數2p=120,電阻R=5.97m-Ohm,電感Ld=Lq=1.0757mH。風力發電課程設計案例系統仿真框圖如下圖所示:1.同步發電機仿真永磁同步發電機仿真主要是依據實際系統參數,研究在一定速度驅動下帶三相電阻負載的永磁同步發電機發電輸出特性。仿真模型如圖2所示,仿真結果如圖3和4所示。仿真論證了實際電機參數下所達到的額定輸出電壓、電流值及輸出的正弦特性、頻率特性。2.斬波變流器仿真升壓斬波變流器仿真主要是研究升壓斬波部分的變壓調節功能。仿真模型如圖5所示。升壓斬波電路的輸入設定為一定電壓信號輸入,通過占空比控制,輸出穩定的期望輸出電壓,仿真結果如圖6所示。系統仿真表明:調節控制脈沖的占空比可以實現輸出電壓幅值的跟蹤控制。3.逆變器仿真并網逆變器仿真主要是研究并網逆變部分輸出調節特性,在給定輸入直流電壓,帶三相負載的逆變器離網運行特性。仿真模型如圖7所示,仿真波形如圖8所示。仿真結果表明:逆變器輸出電壓為50Hz基波主頻分量的脈沖調制波形,經部分濾波后為50Hz正弦波電壓,在一定濾波和電阻負載下電流為正弦波。此課程設計案例根據現場實際運行的2.5MW直驅永磁同步風力發電機系統參數,對并網控制系統各個模塊進行了仿真研究,得出一定速度驅動下帶三相電阻負載的永磁同步發電機發電輸出特性,仿真論證了電機參數下輸出電壓、電流的正弦特性、頻率特性;升壓斬波部分的仿真表明調節控制脈沖的占空比可以實現輸出電壓幅值的跟蹤控制;并網逆變部分的離網仿真表明逆變器輸出電壓為50Hz基波主頻分量的脈沖調制波形,經部分濾波后為50Hz正弦波電壓,在一定濾波和電阻負載下電流為正弦波。此案例的仿真結果達到預期的效果,為學生實際應用能力的提升得到良好的體現。
四、結語
論文提出電力電子技術教學與實踐相結合的教學模式,實現教學手段和教學方法的創新。詳細介紹了通過MATLAB中的射的內容。四、教學實踐思考與建議為了達到我國工程師人才培養的要求,提高“傳熱學”的授課效果,結合中山大學中法核工程“傳熱學”的教學實踐,作者在課程安排、課堂組織和教材安排等方面進行了思考并給出如下建議:1.課程安排1周集中授課,學生不容易消化所學知識,可將課程安排到3周,每周8個課時,4個課時用于授課,4個課時用于習題,以便學生對課程知識的掌握。2.課堂組織采取講述和習題的類型,課時按1:1分配,習題課采取4~5人一小組的形式,以提高學生的自我參與意識和團隊合作與交流能力,通過習題過程,使學生更好的理解和掌握所學知識。3.教材安排目前國內“傳熱學”的教材非常多,但基本上都是較為通用的、適用于長課時的教材。因此,可針對課時安排和授課要求,有針對性地組織相應的教材編寫工作,以便更好地滿足法國工程師培養模式本土化授課模式的需求。4.課程設計針對“傳熱學”工程應用性較強的特性,結合學科研究進展,給出一些科技創新的方向,鼓勵學生進一步深入研究,在業余時間開展較為深入的課程設計,以提高學生科研能力和靈活應用所學知識的能力。5.考核安排建議采用開卷考試,成績評定采用平時成績(20%)與考試成績(80%)相結合的形式,一方面便于監督學生平時學習自主性并克服學生考前突擊的頑癥,另一方面也能很好地考核學生對傳熱知識的掌握程度。
作者:薛花范月王育飛單位:上海電力學院電氣學院
電子論文:技術專業項目應用電子論文
1項目載體與其承載知識的關系
項目載體是為達到一定的教學目標能夠有效承載和提供相應信息的實物或事務。在整個教學任務的實施階段,教師、學生圍繞著項目載體而共同進行教學活動。為了達到對學生的既定培養目標,項目載體所承載的知識和信息應符合的特點如下。
1.1項目載體是新知識的載體
學校教育首要的任務,就是向受教育者傳播人類在長期生產、生活中積累的知識、經驗和技術;學生的任務,就是不斷地學習新知識。因此,教育的性質就決定了項目載體必須是新知識的載體。這個載體上所承載的知識類型必須與課程教學目標相一致,知識的深淺程度必須與學生接受能力相匹配。在傳統的課堂教學模式下,學生多是面對課本和黑板,憑借教師的講解來展開想象,內容缺乏形象性,學生很難建立起相應知識的概念。教師講解費時費勁,學生聽得枯燥乏味,教學效果極不理想。但在項目法教學中,采用了研究型學習模式,學生在“教中學,學中做”,極大地激發出了學生學習的原動力;最終通過項目的成功完成,使學生獲得成功的體驗,從而培養了理論與實踐的綜合應用能力和分析解決問題能力。為了達到課程教學目標,項目載體需要具有一定的知識體系,且涵蓋一定的教學內容,把相關的知識點融入到項目載體的各個環節。例如在應用電子技術專業(電子產品制造技術方向)的《模擬電子技術》課程項目教學中,教師選擇超外差式收音機為項目載體,在這個載體中,涵蓋了正弦波振蕩電路、共射放大電路(選頻放大電路)、檢波電路、射極輸出器、功放電路等知識點,而這些都是教學計劃內容,與課程教學目標相一致。在教學中,通過將項目分解成共射放大電路、正弦波振蕩電路、射極輸出器、功放電路等若干個子項目;采取先簡單、后復雜的項目實施順序,以適應學生的認知規律;既使各子項目所涵蓋的知識緊密聯系,同時又有一定的深度和廣度,有利于學生形成系統的知識體系。采取先理論、后實踐的項目實施方式,教師傳授知識時緊密結合實踐項目,讓學生學有所用;由學生親自進行項目制作,做到學以致用;讓學生在操作中、實踐中鞏固所學的理論知識,做到融會貫通,培養分析和解決實際問題的能力。學生在完成一個個子項目的同時,既是對前面所學理論知識的消化及鞏固的過程,也是新知識的學習過程,從而達到了通過這些項目載體向學生傳授知識的目的。實踐證明,合適的項目載體極大地激發了學生的學習興趣,學生學習的積極性和主動性大大增強,提高了他們的專業素質和綜合能力,教學效果很好。由于該載體所承載的知識深淺程度與初次學習《模擬電子技術》課程的學生現有的知識程度、認知水平和接受能力相適應,知識應用與實踐獲得了結合,因此把超外差式收音機作為知識載體進行項目教學是比較成功的。
1.2項目載體是新技能的載體
在“超外差式收音機裝配項目”的教學中,學生直接參與項目全過程,每個子項目都由學生獨立完成。學生根據電路原理、元器件的特性,進行元器件的檢測、焊接;并進行電路調試,排除故障等。整個過程,學生不僅要懂得電路原理,而且從操作技能上也有一定要求,因為像收音機一類項目的實施過程中,很多電路故障都是由于焊接技能不熟練和調試錯誤造成的,所以,要順利地實施項目,每個學生都要熟練掌握焊接和調試技能。通過這樣的動手過程,使專業理論知識和動手操作能力有機地結合起來,實現了使受教育者既學到專業理論知識又掌握了相應的技能,從而達到了課程的培養目標。
1.3項目載體是新教學模式的載體
傳統的課堂教學模式中,整個教學活動以知識為目標,以教師為中心,學生通過教師的傳授間接獲得知識。而以項目載體為基礎的項目教學中,學生則是通過直接體驗探索獲得知識。由以教師為中心轉變為以學生為中心,由以課本為中心轉變為以“項目”為中心,由以理論教學為中心轉變為以實訓教學為中心,將學生的學習過程變為一個人人參與的創造性實踐活動,它注重的不是最終結果,而是完成項目的過程。所以,傳統的教師是“知識的傳授者”角色已經不適應現代高職高專的項目教學。項目法教學體現了專題性、綜合性和開放性的研究型學習特點,由此決定了項目法教學的教學模式較傳統的教學模式有一個革命性的變化。由于整個教學活動始終在圍繞項目進行,而項目載體所承載的信息必須要適合這種新的教學模式。還以超外差式收音機為例:電路的靜態工作點在《模擬電子技術》中是一個非常重要且比較抽象的概念,使很多學生普遍感覺較難理解和掌握。采用了項目驅動教學法后,教師不再著重于靜態工作點概念的講解,而是通過項目載體,讓其成為完成項目必不可少的工作內容,學生們通過反復測量、調整各級電路的靜態工作點,自然而然地建立起對靜態工作點的感性認識,再經過教師從理論上對其闡述和歸納,學生便很快牢固地掌握了電路靜態工作點的概念。這種先感性、后理性的學習過程,徹底突破了傳統的知識認知規律,顛覆了傳統的教學模式,創新了職業教育的培養方法,使課堂教學的質量和效果得到更大幅度的提升。
2結束語
“項目教學法”是一種適應現代高職高專教學改革的全新教學方法,體現了現代教育的特征,創新了職業教育的培養模式,推動了教學方法的革新,使課堂教學的質量和效果得到更大幅度的提高。而作為項目法教學的骨干,項目載體始終貫穿于整個教學過程。沒有項目載體,“項目教學法”就只能是空談,難以成為現實。因此,項目載體必須承載著一定的新知識、新信息、新技能、新教學模式等,合適的項目載體成為達到既定課程教學目標的根本保障。
作者:楊少昆單位:長江工程職業技術學院