实验天津adsl测速

文章目录谈开放实验室的建设1微波专业的实验教学体系建设.
7教学督导组对教学质量督导的作用.
.
.
.
.
.
10对我校思想政治教育工作的几点思考.
.
.
.
13关于光放大器的发展动向及其应用.
.
.
.
.
.
18加强实验室建设和改变实验方式的体会.
.
22虚拟仪器在自控类课程实验中的应用.
.
.
.
25多媒体演示课件的制作剖析.
29介质损耗自动测试仪的研究.
31MATLAB软件在DSP程序开发过程中的应用35QF4941XTK型无线电台综合测试仪.
.
.
.
.
.
40光子学及其应用44MATLAB在光信息处理课程教学中的应用.
.
49H(=),yxffS(049Sffyx),三相晶闸管移相智能触发模块IP核的设计59MWO软件在微波专业实验中的应用.
.
.
.
.
.
63Web服务器的设计与实现662Web服务器的主要性能特点.
66电控学院实践教学体系的探索与实践.
.
.
.
70电路可测性设计的概念,方法和工艺综述73〈〈电力电子技术〉〉课程的教学改革.
.
.
.
78红外探测器及其在军事上的应用82研究生学生工作者应具备的基本素质.
.
.
.
86基于J2EE平台的网上业务系统的实现.
.
.
89基于SMS的空间信息采集系统.
9412基于Java的数据库应用系统开发.
.
.
.
.
.
.
99多媒体课件的开发制作及其在教学中的应用105基于自组织神经网络的电缆故障识别.
.
.
109网络德育的机遇、挑战及对策.
114基于小波分析的电缆故障信号消噪处理.
119校园网建设的探讨124基于BUCK变换器的开关电源的设计制作1291OPNET软件简介及特点[3].
.
.
.
.
.
.
134便携式室内环保监控仪的设计.
138Matlab在《语音信号处理》教学中的应用142遗传算法在直接转矩控制技术中的应用*148无线局域网技术探讨152电子线路实验室的建设与实验改革.
.
.
.
.
156改进教学方法提高教学质量.
159基于凌阳单片机的广场模型控制.
.
.
.
.
.
.
162加强人格教育,适应思想政治教育的新形势168JH8000DTV数字电视实验教学系统.
.
.
.
171《专用集成电路设计基础》的实验教学.
176凌阳单片机在街区霓虹灯控制系统中的应用179构建诚信体系,营造诚信氛围.
182浅论如何做一名优秀的高校辅导员.
.
.
.
.
185用Powerpoint制作多媒体课件的技巧.
190Multisim7在稳频电路设计中的应用.
193部分响应基带传输相关编码的计算机仿真197基于功率因数和通用变频器节能原理的研究201综合实验培养学生独立思维.
2053谈开放实验室的建设孙江敏西安电子科技大学电子工程学院石光明西安电子科技大学电子工程学院摘要根据现今实验室建设的发展方向,本文阐述了加强和重视实验室建设的重要性,以及传统实验室在服务于教学科研中遇到的问题,提出了开放实验室的巨大作用,而由此带来的在管理上的新问题,以及解决这些问题的办法.
关键词开放实验室建设教学管理实验室是教学育人的基地,是科学研究的基地,是学科建设的基地,是高校直接为社会服务的基地,是创新的基地.
其中教学育人是实验室的根本.
通过实验教学,培养学生正确的世界观、方法论,培养学生的团队精神、劳动观念、科学严谨的态度和尊重事实的观念.
实验应该培养学生的道德,不道德的东西就是贪污腐败的温床.
当年牛顿就是自己动手制造各种设备而发现白光是各种色光组成的混合物;伦琴也是在别人实验的基础上,自制了一个装置进一步实验发现!
射线的;首先探索原子王国奥秘的卢瑟福,也是在英国剑桥大学卡文迪许实验室进行实验,并因对元素脱变和放射性物质的化学研究而获得诺贝尔化学奖的.
后来,卡文迪许实验室先后又培养了多名诺贝尔奖获得者.
从这些科学史上的突出例子上看,实验室是培养观察能力,操作能力,创造能力的最好课堂.
而开放式实验室在这方面为学生提供了一个大舞台,提供了一个广阔的想象空间.
其次,实验室管理工作也是一门科学.
应从理顺体制入手,建立专门的实验室管理机构,将教学、科研、服务统一协调.
而高校实验室是教学科研基地,在这里要进行教学、科研工作,而不是技术后勤部门.
应立足于科学管理,注重开拓创新,适应形势.
目前高校实验室尚存在实验教学大纲不健全的问题,大部分课程的实验项目只是在课程的教学大纲中有所体现,内容还不够完整,致使实验教学无章可循,同一门课程在不同的院校实验开出的情况往往不同,主观随意性较大;其次,实验室利用率不高,由于有些实验是针对部分专业的特定课程而设置的,课程本身的学时数就少,造成实验开出率不高;另外实验室之间缺乏资源共享,设备重复购置,分解了实验力量;还有,就是验证性实验居多,综合性,创造性实验太少,缺乏对学生进行综合实验能力的培养,不利于学生创新意识的培养.
针对以上问题,我们应逐步改变传统的实验室管理模式,推行实验室开放制度,建立开放式实验室.
4开放式实验室对学生科技创新能力的培养发挥着巨大作用,它可以提供一个发挥个人潜能的实验环境,并能适应不同水平和能力的学生的要求,从而使学生由被动学习转变为主动学习;开放式实验室可以为学生提供更多自己动手做实验的机会,这对提高学生独立思考和独立操作能力以及从事实验研究的兴趣是非常重要的;开放式实验室能鼓励学生参与科研活动,允许教师将平时的教学活动,科研活动与学生科研能力的培养紧密结合起来,实现对学生的综合素质和创新意识的培养.
另外,开放式实验室能使实验场所和设备得到充分利用,解决学生多,学时少,设备台(套)数少等矛盾,充分发挥了实验室的潜力和功能.
开放实验室将会带来教学管理模式上的问题:1.
实验设备维护问题.
实验室的开放方便了学生,使其能够联系实际学到很多知识,尤其是各种操作技能得到很大提高.
但由于学生能力水平参差不齐,且都有一个从生疏到熟练的过程,这样就难免会不同程度地造成设备损坏,增加设备维护的费用、难度和工作量.
2.
人员素质问题.
实验室开放对实验指导人员的素质提出了更高的要求.
按教学计划开设实验时,内容固定、单一,相对来说较容易指导;实验室开放后,实验内容多变,学生随时会提出各种各样的问题,要帮助他们解决这些问题,远比讲解、辅导一两门课的工作量大得多,这就要求实验指导人员要有更多的知识储备和更高的实验技能.
3.
其他问题.
利用课余时间乃至于休息日开放实验室,有利于学生操作技能的提高,也提高了设备的利用率,但存在加班教师的劳动如何付酬问题.
如果从进行实习、实验的学生中收取费用,收高了增加学生负担,收低了难于支付各种费用及设备的维护和低质易耗品的补充.
收费实验,对经济条件好的学生无所谓,但对条件差的贫困生来说,就是不小的负担.
另外,由于传统思想的影响,总认为学校的仪器设备就是为教学和科研服务的,收取费用不合适,因此宁肯让设备闲置也不敢越雷池一步,使得设备的利用率难以提高.
经过多方探讨和鉴戒,可采用如下形式的开放实验室:实验室开放的具体形式分为学生参与科研型、学生科技活动型以及自选实验课题型,采用以学生为主体、教师加以启发指导的实验教学模式.
1.
学生参与科研型开放实验:主要面向高年级本科学生,实验室定期发布科研项目中的开放研究题目,吸收部分优秀学生进入实验室参与科学研究活动.
52.
学生科技活动型开放实验:学生自行拟定科技活动课题,结合实验室的方向和条件,联系相应的实验室和指导教师开展小发明、小制作、小论文等的实验活动.
3.
自选实验课题型开放实验:实验室发布教学计划以外的自选实验课题,鼓励学生进行创新设计实验.
学生在实验中必须独立完成课题的方案设计、实验装置安装与调试,完成实验并撰写实验报告.
开放式实验室的管理决不是单纯的行政管理,而是一门专业性,技术性极强的综合管理工作.
故必须要有具体可行的管理机制.
其管理应注意以下几个方面:1.
完善实验室的规章制度首先要完善实验室的各项规章制度,实施规范管理,使实验室的管理工作能够深入,细致,具体,为此,我们必须建立以下各项规章制度:实验室管理制度和工作制度;实验室设备的使用,保养和维修制度;实验室设备的领用,借用和损坏赔偿制度;实验室易耗品管理办法;实验室的安全保卫制度;实验室人员工作职责.
2.
各实验室开放的实验内容要贯彻"因材施教,讲求实效"的原则,要以综合实验、设计实验和学生自主实验为主,努力培养学生的创新意识和实践能力.
开放形式可采取定时开放或预约开放.
采取以教师为主导开展学生课外实验,教师根据对学生的不同层次要求,把课程实验分成课内实验和课外实验两部分实施.
课外实验又可分有自主安排实验和创新设计实验,其实验目的明确,实验方法不限.
主要包括自拟实验、设计性实验,小发明、小论文等课外科技活动实验,由学生自住提出实验要求和实验方案,与教师讨论后独立完成.
3.
实验室的仪器设备还须用计算机统计列出,并对每台设备的使用情况进行登记,使学生能更全面的了解实验室设备的基本情况,便于选择使用.
制度管理就是规范管理,有了规范也才仅仅是管理的开始,其关键工作还在于执行,检查和监督,而执行,检查和监督又贵在坚持,只有持之以恒,实验室的管理工作才能取得好的效果,才能达到预期的目的.
4.
严格把关学生在做实验之前,必须首先阅读有关资料,设计实验方案,列出实验步骤,选定实验设备和仪器,经实验指导老师审阅确认后,方可开始做实验.
实验过程中应详细记录,分析实验数据,最后提出实验结果的报告.
同时,学生进入开放实验室必须签字,并严格遵守《学生实验守则》;明确责任,防止浪费与人员损伤,杜绝危险事故的发生.
5.
开放实验实行登记制,进出实验室的人员必须由计算机统一管理并作登记,学生实验需在所在实验室登记实验项目等信息.
每学期开6学初和寒暑假前、各实验室应将本学期及寒暑假期间的实验室开放时间、内容、地点等向学生公布.
另外,要求实验室管理人员每天下班前必须检查计算机统计情况及设备使用情况,发现问题,及时解决并做好维修情况记录.
6.
完善设备要不断以现代技术成果装备实验室,增加经费投入,更新实验设备以及实验内容,引入先进实验项目,提高实验手段,让学生能接触到科技前沿的技术,为学生提供科技前沿的物质基础,以调动和激发学生自己动手实验的积极性和主动性,培养学生的科研兴趣.
加强实验室队伍建设必需配备一支具有高度责任感的,具有敬业和开拓创新精神的实验教学队伍.
7.
各开放实验室实行轮班制,要配备一定数量的指导教师和实验技术人员承担实验室开放工作,保证在开放期间内,实验室至少有一位指导教师在场,负责审查学生的实验预习报告,解答学生实验过程的疑难问题,仪器设备的准备、调整与维护,实验记过认定,并认真做好开放情况记录.
8.
承担开放实验课程的实验室要有明确的考核办法和成绩记录办法,应及时将考核成绩通知修课学生.
课程结束后,任课教师应及时将成绩交院(系)部汇总后送教务处考务中心.
9.
实验室利用学生志愿者实现全天候开放.
参加实验室管理的学生必须有强烈的责任心,并没有报酬,但有优先和免费使用实验室资料和设备的便利条件.
这样可缓解实验室人员紧张的矛盾.
10.
通过实验室举办技能竞赛,学生参加教师科研项目,学生自选课题等形式来吸引学生参加课余时间的社会实践活动.
有效地提高了实验室的利用率.
实验室工作是高校教学和科研的重要组成部分.
随着教学改革的不断深入,实验室工作受到越来越多的重视,实验室工作的水平成为反映高校教学水平、科研水平、管理水平的重要标志.
实验实训工作是我们高校不可或缺的部分,加强和提高实验室工作水平应是我们今后工作的重点.
7微波专业的实验教学体系建设张媛媛,马超(西安电子科技大学电子工程学院,陕西西安710071)摘要:电磁场与微波技术专业在迅速发展,本科生教育、研究生教育都急需加强软件仿真的相关实验,本文重点介绍了新开设的专业实验课程,以及在实验中开展的新型多媒体教学、网络化实验管理等.
关键词:微波技术;专业实验;现代化教学电磁场与微波技术专业是我校的国家重点学科之一,拥有博士、硕士学位授予权,是我校传统的名牌专业,毕业生非常受社会欢迎.
目前,微波、射频电路已广泛地应用在通信、电子、航天、集成电路等领域,尤其是随着我国第三代移动通信的迅速发展,射频电路的开发、设计等需要大量微波专业的工程设计人员.
以往,微波电路的设计主要依靠经验公式、工程图表等进行计算,过程繁琐,计算量非常大,而且计算精度不高,往往还需要后期调节.
随着计算机技术的不断发展,专业EDA软件的功能也在不断完善.
当前,各大研究所、公司已经普遍采用软件仿真来进行微波电路的前期开发,从电路设计、性能分析、参数优化到印制电路板的整个过程都由计算机自动完成,极大地提高了效率,计算精度也有保障,缩短了电路设计周期.
因此,无论是从教学还是从就业的角度来看,都需要加强学生的软件应用及设计能力,通过进行各种微波电路的设计及仿真实验,将微波专业理论和工程实践紧密结合起来,促进学生对微波理论有一个全面、直观的认识,工作后也能够较顺利地从事各种研发项目.
一、本科专业实验由于专业合并,本科阶段没有独立的电磁场与微波技术专业,只有微波电信专业方向,属于电子信息工程专业.
微波电信培养方向侧重微波技术、天线工程、微波通信、电磁兼容等技术领域,主要用场和路的方法研究天线电信号的产生、传输、变换、辐射、测量、接收及在国民经济、国防军事等方面的应用,注意培养电路、部件、系统、微波元器件、天线的分析设计、电磁兼容分析设计等方面的能力.
专业教学除了理论课以外,开设了电磁场实验、传输线实验、波导测量线实验、天线实验等,这些都是传统的硬件测量实验,而软件仿真实验则是一片空白.
为此,电子工程学院于2000年筹建了电磁波虚拟实验室,进行微波专业仿真实验教学.
实验室硬件设施包括IBM服务器1台,PC机20台,以及投影仪、扫描仪等.
购买了MicrowaveOffice软件及HFSS软件,均为世界上最先进的、主流的专业EDA软件,并自行开发、设计了传输线理论CAI软件、微波技术教程多媒体软件等多种教学辅助软件.
实验室的课程建设计划为:进行"电磁场理论"、"微波技术"、"微波电子线路"等课程的本科生实验;面向研究生,进行微波电路与工程的CAD.
实验室的建设目标是使我校电磁场与微波技术专业的相关实验达到国内一流水平.
目前实验室已经针对本科生开设了《微波技术虚拟实验》,为校公共任选课,共30学时,8个实验,适于学习过《微波技术》课程的各专业,包括通信工程、电子信息工程、探测制导与控制技术、应用物理学、电子信息科学与技术等专业.
8实验内容包括传输线波形演示及圆图应用、螺旋电感的电磁分析、集总元件滤波器的线性分析、功率分配器、阻抗调配器、微波低通滤波器等.
实验类型包括2个演示实验、2个验证型实验,4个综合设计型实验.
其中传输线波形演示及圆图应用实验采用实验室自行开发、设计的传输线理论CAI软件,其它7个实验均采用MicrowaveOffice软件进行.
针对实验内容,实验室还编写了相应的实验教材,详细介绍了软件的界面、功能、使用方法,实验的设计要求、原理、操作步骤,并附上了电路图、期望测量图等,以指导学生进行实验.
《微波技术虚拟实验》也是我校国家精品课程《微波技术基础》的相关实验课.
实验采用的MicrowaveOffice软件界面比较简单直观,操作方便,非常适合本科教学.
部分学生还制作过硬件电路,通过软、硬件相结合,大大增强了学生的设计能力和动手能力.
电磁波虚拟实验室也是该软件在西北地区的培训中心,不定期的举行软件培训活动,扩大实验室的影响.
二、研究生专业实验研究生教学与本科教学有很大不同,在注重理论基础的同时,更强调学生的综合设计能力、独立科研能力,微波专业的科研项目也大都需要依靠软件仿真来设计完成.
目前,我校电磁场与微波技术专业的研究生课程基本是以理论课为主,近场天线测量、微波测量等课程也主要是介绍理论,非常欠缺专业实验课,尤其是软件仿真的实验课程.
因此,电磁波虚拟实验室于2004年新开设了《微波电路EDA实验》课程,作为研究生的任选课,共45学时,15个实验.
针对研究生教学的特点,采用开放实验的形式.
课程包括两部分:利用MicrowaveOffice软件进行微波无源、有源电路的设计、仿真,具体内容包括功分器、阻抗调配器、微带低通滤波器、交指带通滤波器、功率放大器、低噪声放大器、振荡器、混频器、微带天线等;利用HFSS软件进行三维电磁场分布的仿真计算及优化,内容包括波导元件、波导腔体天线、PCB立体布线、贴片天线等.
实验内容涉及面非常广泛,基本涵盖了电磁场与微波技术专业的各个方向,尤其是微波有源电路部分,填补了理论教学的空白,具有极高的工程实用性.
通过该课程,既提高研究生的综合设计能力,也促进对理论知识的理解,为今后更深入地进行科研工作打好基础.
研究生实验所介绍的这两个专业软件是目前世界上最先进的、主流的专业EDA软件,具有极高的工程应用性.
其中HFSS软件功能非常强大,但界面较复杂,操作较难,因此在本科实验中未涉及,只在研究生实验中介绍.
研究生实验的要求、难度比本科均有大幅度的提高,涉及知识面也更广,考虑到专业教学的延续性,有3个实验与本科内容类似,其它均为新实验.
实验室编写了《微波电路EDA实验指导书》,包括全部实验内容,已成为了本专业研究生的软件应用参考书.
三、多媒体教学、网络化实验管理除了开发本科生、研究生的新实验,实验室还对实验教学形式进行了现代化改革,在实验中率先引入了先进的动态多媒体演示教学.
利用动态截屏多媒体软件将实验讲解录制为流媒体文件,包括计算机显示屏的全部演示过程、鼠标的操作等,并同步录制解说声轨.
实验时只需播放录制好的课件即可,就如同教师现场讲解,学生边看投影边听讲解,同时自己上机操作,在操作比较复杂的时候,也可以暂停,以便学生能跟上进度.
这种教学方法直观、形象、生动,学生能够较快地掌握实验要求,同时也解放了教师的人力、精力和时间.
动态多媒体演示课件在《微波技术虚拟实验》中已经使用3个学期、共11个班次,在研究生实验中也已使用一个学期,效果良9好.
另外,实验室自行开发、设计的"传输线理论CAI软件"获得了国家版权局颁发的计算机软件著作权保护登记证书,软件在实验中也取得了很好的教学效果.
实验室还进行了网络化的实验管理及安排.
一方面,充分利用实验室资源,进行局域网实时教学.
学生做实验时,随时可通过实验室局域网从专用服务器下载实验课件,反复自学,直至掌握实验要求,从而激发学习的主动性、自觉性;教师也可以随时了解学生的实验进度,分别辅导,方便了实验管理.
另一方面,利用网络资源,依托电工电子教学基地开发的网络选课系统,进行本科生的《微波技术虚拟实验》的网上报名选课,开课后实验的时间、批次、学号、指导教师等都在网上安排,学生也可上网查询.
实验结束后成绩也及时在网上公布.
四、结束语通过新开设的本科生《微波技术虚拟实验》、研究生《微波电路EDA实验》,电磁场与微波技术专业的软件仿真实验系列课程已初具规模.
两个实验难易不同,侧重点也各不相同.
本科实验较简单,以微波无源电路为主,注重基本概念的建立,掌握软件的基本功能即可.
研究生实验则在本科实验的基础上,加入了微波有源电路的设计以及电磁场分布计算,内容更全面,电路更复杂,对软件应用的要求也更高.
2004年教育部对电工电子教学基地进行验收评估时,验收组专家、评委对电磁波虚拟实验室所开课程的先进性、创新性给予了肯定,对新型多媒体课件、自编CAI软件、网络管理等现代化教学手段也给予了赞赏.
实验教学体系的建设,对电磁场与微波专业的学科建设也起到了积极的推进作用.
参考文献:[1]张媛媛,马超,褚庆昕.
微波技术虚拟实验开发[J].
西安电子科技大学学报(社科版),2003,9(3):46-48.
作者简介:张媛媛(1972-),女,陕西西安人,西安电子科技大学电子工程学院,工程师,硕士,主要从事微波电路设计、电磁场计算.
联系方式:电话:13002914700Email:yyzhang@mail.
xidian.
edu.
cn马超(1963-),男,陕西西安人,西安电子科技大学电子工程学院,实验中心主任,高工,主要从事电磁场、微波电路的研究.
10教学督导组对教学质量督导的作用侯媛彬陈毅静高贇汪梅付周兴马宪民(西安科技大学,710054)摘要:介绍了教学督导组检查教师教案、督导各教研室教师互相听课、协助检查教学环节,如毕业设计、课程设计等工作.
以教学督导组工作的实际体会探讨了教学督导组对教学质量提高的作用.
关键词:教学督导教学质量评估我们西安科技大学在本科教育、硕士研究生教育及博士研究生教育中迈进!
现学校有11个二级教学单位.
目前在校生1.
5万多,专业覆盖文、理、工、管、法学科.
其中本科专业35个、硕士授权点29个、工程硕士授权点6个、博士授权点8个(包括3个自主设置授权点)、并具有1个国家重点学科,1个博士一级学科.
为了提高本科教学质量,自2001年开始,学校成立了教学督导组,各二级教学单位也纷纷成立了本学院的教学督导组.
学校教学督导组由具有声望的退休教授11人组成.
不定期的对各二级学院或系部的教师教案、教学环节如毕业设计、课程设计进行抽查,评价,并提出改进意见.
特别实在国家教育部对我校本科教学工作进行评估过程中,教学督导组发挥了很大作用,为学校在评估中获得优秀作了大量工作.
我们电气与控制工程学院从2002年4月成立了教学督导组以来,为提高教学质量、协助院领导加强教学过程的动态管理,主要做了以下工作:①每年期二次检查教师教案;②督查期中教师听课情况并负责到学生中了解同学对教师方法的评价及意见;③检查教师的毕业设计任务书,抽查学生的毕业设计完成情况.
具体如下:一、检查教师教案学院重视教学质量提高的关键环节,教师教案,专门为教师订做了电控学院教案本.
要求35岁以下的青年教师必须备课用专用的教案本.
2002年检查、抽查教师教案三次.
第一次2002年4月,对全院本学期任的课31名教师进行了全面检查教案,其中优30%;50%教案中无重点、难点;其中有4名教师教案不太好,表现在:个别青年教师教案内容太少,字迹潦草,图表不正规.
个别老师仍用十几年前已发黄的旧讲稿授课.
针对这些问题,采取的方法有:①对几名教案较不好的教师个别谈话,并把教案写的最优秀教师的教案借给他们浏览.
②对本学期上课的所有教师的教案公开展示,全院教工都来翻阅,评论.
③在教案展示后的一周内,向全院教工宣读11检查结果.
第二次检查教案是在2002年9月4日,对本学期授课(2002~2003学年)的教师的教案进行了全面检查,要求35岁下的青年教师写出本学期上课内容的1/2,老教师写出上课内容的1/3.
还是采取检查教案,公开展示教案,向全体教职工公布检查结果的方法.
这次检查,只有15%的教案没有注明重点,难点;只有一名青年教师的教案不够1/3,而且比较潦草.
第三次教案抽查是在2002年11月中,对全院35岁以下本学期上课的教师教案进行抽查.
这次要求教案要写完本学期上课的所有内容,抽查结果基本达到要求,只有一名青年教师的教案内容偏少,在以往潦草的基本上大有进步.
本年度三次教案的全面检查和部分抽查、公开展示教案,以及向全院公布每次教案检查结果的做法,使广大教师更加重视上课前的备课、写教案.
教案写的有条理、重点突出、内容全面对于上好课奠定了基础,从而大大促进了教学质量的提高.
从2002年教学督导组成立到2005年,一直坚持检查教师教案,已经形成了制度,在每学期开学的第一周周三全面检查教师教案.
现在全学院70多名教师都能按要求备课,教案知识点到位.
能写出每章节的主要内容、难点、重点.
为讲好课作好了充分准备.
二、本年度二次督导各教研室教师互相听课学校教务处要求全校副高职以上的教师期中听课,学院将听课卡发给各系、部(原教研室),督导组协助领导检查副高职以上的教师是否认真去听课.
第一次是2002年4月底~5月初,第二次是2002年11月中,督导组成员在听课的课间向学生了解教师上课情况,并了解是否有教师听课,并将了解到的学生意见,特别是学生反映较大的意见回馈给个别授课教师,以便教师改进教学方法,促进教学质量提高.
从2002年到2005年,一直坚持教师互听课制度,每学期期中,学院给每位副教授以上的教师发3~5份听课表,在表上要反映出听课的地点、内容、时间,并对听课的内容全面打分,包括教师的板书、教学内容组织、教学进度、启发式教学(与学生的交互性)、教师仪表风范、普通话标准程度.
督导组督促教师听课.
三、督导组协助检查教学环节毕业设计学院要教师在毕业设计开始与学士见面时对指定的每个学生都写出任务书,4月底~5月初,检查毕业设计进展情况,6月初检查毕业设计完成情况,6月20日左右答辩.
督导组协助院领导抽查结果,只有20%的教师认真打印出了毕业设计任务书,40%的教师手写了毕业设计任务书,其他40%的教师没有任务书,只是口头布置任务;毕业设计中期检查时,发现个别同学毕设中期还12不明确自己的具体任务和目标.
督导组协助院领导针对这种情况,在全院不点名批评,令个别教师要重视学生的毕业设计,必须在每周有二个单元时间的毕设答疑辅导,从而使毕业设计进展顺利.
督导组工作促进了教学过程的动态管理和教育质量的提高.
从2002年到2005年,学院对毕业设计的管理日趋规范,教学副院长编写了"西安科技大学电气与控制学院毕业设计(论文)指导手册"包括六章内容:第1章概论,讲述毕业设计的特点及对培养人才的作用;第2章毕业设计(论文)实施,包括毕业设计选题方法、查阅文献方法、毕业设计论文的实施程序、毕业设计论文的时间安排、论文答辩(目的、组织及答辩程序)、成绩评定;第3章毕业设计论文的指导,包括对选题的指导、毕业设计论文任务书的拟订指导、指导过程中的常规工作、对论文撰写的指导及与答辩有关的事项;第4章毕业设计要求与规范;第5章毕业设计(论文)教学管理,包括毕业设计论文指导委员会、答辩委员会及答辩小组的组织机构;第6章本学院专业的毕业设计范例,包括论文摘要与前言范例等,并附毕业设计评价体系和评价表、平定成绩参考标准、毕业设计论文大纲、毕业设计任务书样板、外出进行毕业设计协议书.
学院督导组按"照毕业设计(论文)指导手册"的标准进行督导.
由于学校督导组不定期的督导,加之学院督导组配合院领导对教学各个环节的督导,使教学质量有很大提高.
2003年电气工程专业的毕业生宋崇武以430分的成绩考取西安交大硕士,排当年交大考生第一名.
相继还有多位毕业生考硕士成绩在400分.
参考文献[1]陈星博,一流大学评价体系与社会发展,学位与研究生教育,2003(11)[2]马宪民,毕业设计(论文)指导手册,西安科技大学,200213对我校思想政治教育工作的几点思考肖阳(西安科技大学通信与信息工程学院,陕西西安710054)摘要:《《中共中央、国务院关于进一步加强和改进大学生思想政治教育的意见》深刻分析了当前我国大学生思想政治教育面临的形势和任务,全面阐述了加强和改进大学生思想政治教育的指导思想、基本原则、主要任务、主要途径和方法,为加强和改进大学生思想政治教育指明了方向.
本文分析了当前我校学生思想政治工作的现状,提出了相应得对策关键词:大学生思想政治教育现状思考《中共中央、国务院关于进一步加强和改进大学生思想政治教育的意见》深刻分析了当前我国大学生思想政治教育面临的形势和任务,全面阐述了加强和改进大学生思想政治教育的指导思想、基本原则、主要任务、主要途径和方法,为加强和改进大学生思想政治教育指明了方向.
思想政治工作是我们党的一大政治优势,是我们党的优良传统.
思想政治工作的根本任务是培育"四有"新人.
做思想政治工作,就是以"三个代表"为指导,以科学的理论武装人,以正确的舆论引导人,以高尚的精神塑造人.
作为学校,必须端正社会主义办学方向,加强党对学校思想政治工作的领导,把思想政治工作放在一切工作的首位.
本文以大学生思想政治教育工作的某些问题谈几点粗浅的看法.
一、充分认识新形势下学校思想政治工作的迫切性和重要性建立社会主义市场经济体制是一场波澜壮阔的经济大变革,必然对人们的思想观念、生活方式、行为方式和人生观、价值观产生重大的影响,带来许多新变化和矛盾冲突,学校也不例外.
一方面,与市场经济相适应的竞争观念、平等观念、效益观念、人才观念等,正在引发大学生积极进取、奋发向上的精神,正在创造优秀人才脱颖而出的良好环境;另一方面,由于大正处在世界观逐步形成的时期,他们的思想和心理素质尚未完全成熟,判断是非真伪的能力还不够强.
所以,市场经济的某些负效应也对他们产生不小的影响.
因此,我们必须充分认识在建立社会主义市场经济的新形势下,学校思想政治工作的迫切性和重要性.
并且不断改进工作方式,加大工作力度,才能适应新形势的要求,确保培养出合格的建设人才二、抓住新形势下思想政治工作的重点,不断充实新的内容14在新形势下,学校思想政治工作重点仍然是马克思主义思想基本理论教育,帮助学生树立正确的世界观、人生观、价值观.
目前,学校进行这一教育的主要渠道是政治理论和思想教育课.
必须改进和加强两课教学,讲求教学效果,使教育真正深入到学生头脑中去.
而这一点正是当前学校教学链条上的薄弱环节,教学效果大多不如人意.
学校的思想政治工作还要适应社会主义市场经济的需要,充实新的内容.
主要应包括:一是利用市场经济等价交换规律,引导学生深刻认识个人与社会,奉献与索取的关系.
教育学生首先对社会做出自己的贡献,才谈得上个人向社会的索取,从而培养他们的自立能力.
二是利用市场经济需要开拓市场,打开渠道的特点,引导学生善于团结人、交往人,处理好人际关系,提高学生的处世能力.
三是利用市场经济质量、信誉观念,教育学生树立严谨的学习态度,培养一丝不苟的学风.
引导学生做任何事都要有高度的事业心、责任心,具有高度的组织纪律性,自觉遵守规章制度,而不能敷衍马虎,草率行事.
四是利用市场经济竞争的特点,培养学生的竞争意识和开拓精神.
在市场经济时代,需要培养学生高度的时间观念、效率观念,而不能墨守成规,循规蹈矩.
学校就是依据"个人的发展、个人利益的满足,其根据只能从社会、从集体中去找"这样的理论去教育学生.
三、新形势下加强学生思想政治教育工作的设想随着社会主义市场经济的建立,思想政治工作中某些传统的工作模式已越来越不适应时代的要求.
特别是现代科学技术的发展,广泛、迅速的大众传播媒介,使学生获得信息既多又快.
再用"禁、堵、统"的方法,不仅不能奏效,而且只会适得其反.
必须面对新的形势、新的情况、新的问题采取新的方法.
1、变"封闭式"为"开放式".
我们以往的思想政治工作,常常陷于一种封闭状态,对形形色色的社会思潮、思想意识采取"堵"的办法,禁止学生接触.
随着改革开放和社会主义市场经济的发展,学生的思想日趋活跃.
他们看的多了,想的也多了,因此,"堵"是堵不住的.
不妨打破封闭状态,让学生在同外界的接触交往中进行比较、鉴别,提高认识,明辨是非,增强免疫力.
同时,加强正面的宣传教育,把问题讲透,不回避矛盾,让学生在比较鉴别中坚定正确的政治方向.
2、变"单向灌输"为"双向交流".
传统的思想政治工作往往只注重"你听我讲"、作报告、念文件、开大会等单调枯燥的灌输方法.
这种方法已不适应新形势的要求,它不能针对每个学生的思想实际开展有的放矢的思想政治工作.
面对思想活跃的大学生,思想政治工作者必须放下架子,在平等的基础上,采取"双向交流"的教育15方法.
通过交流,互相了解勾通,架起相互信任的桥梁,真正把握住学生的思想脉搏,由"通心"达到"同心",这样,思想政治工作才能收到良好的效果.
3、变"务虚型"为"务实型".
以往在思想政治工作中存在着许多形式主义的东西,甚至讲假话、大话、空话,不能联系思想实际和生活实际.
因此,有的人说思想政治工作者是"耍嘴皮子的".
要改变这种状况,必须摒弃那种空洞的政治说教,紧密联系新形势下人们的思想实际和生活实际,帮助学生解决生活上、学习上的实际困难,维护好大学生的实际利益,千方百计让学生满意,使他们有一个良好的生活和学习环境.
在维护好大学生自身利益的同时,启发教育他们关心国家、集体利益,同各种损人利己损公肥私的思想和行为作斗争.
实践证明,那种脱离人们物质和精神需要的思想政治工作必定是软弱无力的.
4、变"单渠道"为"多渠道".
人们往往把思想政治教育看作只是思想政治辅导员的事,其他教职工则往往认为与己无关.
社会主义市场经济条件下的思想政治工作必须靠学校各方面共同来做.
专业课教师不但要教好专业知识,也应做好学生的思想工作,在教书育人上多做文章;后勤服务部门在做好大学生的后勤保障工作的同时,要着眼于服务育人,要发挥各方面的积极性,学校领导、党团组织、政治教师、专业课教师、后勤保障部门一起围绕"育人"这个中心做好工作,形成思想政治工作齐抓共管的新格局.
5、变"强迫式"为"自主式".
在以往的思想政治工作中,带有较多的"填、堵、注"和"管、卡、压"的成份和较强的强迫性.
这种方法的结果,往往只能使学生产生逆反心理和抵触情绪.
在新的形势下,大学生的自立、自强、自尊、自爱、自重等意识不断提高,民主和独立思考的意识也不断增强.
因此,学校思想政治工作不能采取强迫式,必须多采取讲座启发、说明、示范、吸引等疏导的方法,启发和引导学生独立思考,进行自我教育,才能使思想政治教育的要求变为大学生的自觉行动.
这符合市场经济的需要.
市场经济的利益刺激、资源调节、市场导向、奖优罚劣等四大功能,对大学生的思想观念既有积极影响,又有消极影响.
如市场经济条件下学生的自主意识、竞争意识增强了,道德观念却淡薄了;效益观念增强了,功利意识却产生了等等.
为此,大学生思想政治工作要适应和超越市场经济.
一方面,大学生思想工作必须致力于引导,促进当代大确立适应社会主义市场经济健康发展、客观要求的价值观念和精神品质.
试图绕开市场经济,依然故我,是不现实的.
但是,另一方面我们切不可把市场经济原则、价值尺度泛化为社会唯一通用的原则,从而进入思想品德教育,价值16观念体系建构的唯市场经济取向论的误区.
我认为,当代大学生要担负起跨世纪的历史重任,仅有与市场经济相适应的价值观念,精神品质是远远不够的.
因此,从思想政治工作的角度来说,进行社会主义教育,培养全面发展的新人,应是思想政治教育的题中之义.
思想政治工作是教育人的工作.
要提高思想政治工作的水平,必须首先提高思想政治工作者的自身素质,所谓"打铁先要自身硬"就是这个道理.
对思想政治工作者素质的要求是多方面的,当前,应特别注重以下几方面的提高:1、政治素质.
思想政治工作是一门党性强、政治理论水平高的科学.
作为学校的思想政治工作者,必须首先自觉加强党性修养和锻炼,牢固树立远大的共产主义理想,努力培养健康纯洁的思想意识、高尚的道德情操和高度自觉的纪律性;必须具有坚定不移执行党的路线、方针、政策的自觉性;必须具备较高的马列主义、毛泽东思想理论修养,真正掌握好邓小平理论,"三个代表"重要思想;必须具有献身党的思想政治工作的自我牺牲精神.
这是做好思想政治工作的关键.
2、品德素质.
教师是学生的楷模,学生是教师的镜子.
思想政治工作者的一言一行都会对学生产生影响.
因此,思想政治工作者必须十分注重培养自己良好的品德.
首先要公道正派清正廉洁,这是我们党的干部的优良品德,也是思想政治工作者道德规范的基本要求.
同时要有严于律己以身作则的精神.
思想政治工作者只有严格要求自己,才能取得严格要求别人的权力.
思想政治工作的特点不是靠行政命令和经济制约的方法去领导和开展工作,而是要靠教育者的表率作用去影响和带动受教育者,也就是通常所说的教育者必须具备的品德影响力.
3、情感素质.
新形势下思想政治工作要多一些"人情味",也就是要用感情因素去感动人、理解人和关心人.
要做到这一点,必须首先对学生有热爱之心,没有爱便没有教育,爱是教育的基础.
印度大诗人泰戈尔说:"爱是理解的别名".
对任何事物,只有先爱它,才会以拳拳之心去关心它.
有了这种爱,教育学生时,其言必亲切,其语必感人.
所以,提高情感素质,热爱学生是对思想教育工作者的基本要求之一.
因此,作为思想政治工作者,必须不断提高智能素质,逐步具备广博的知识、娴熟的教育艺术、较高的分析判断能力、较强的组织协调能力、一定的语言文字表达能力和运用知识的能力,才能适应新形势对思想政治工作者的新要求.
学校的思想政治工作,只有勤于思考,勇于探索,刻苦学习,提高素质,方能跟上时代步伐,为培养新时期合格的建设人才做出更大贡献.
[1]《论加强当代大学生人生价值观教育》刁桂芸探索1999年第3期17[2]《当代大学生思想道德状况分析与对策》光明日报[3]《转型期思想政治工作问题研究》孟伟等著人民出版社2004[4]《组织行为学》余凯成大连理工大学出版社2002关于光放大器的发展动向及其应用汪峰田丰摘要:介绍了国际上光放大器的发展动向及其应用,主要包括掺铒光纤放大器、掺铒碲基光纤放大器、光纤接曼光纤放大器及半导体光放大器,并指出相关光放大器的发展趋势.
关键词:EDFA;EDTFA;SOA;FRA;四波混频;交叉相位调制非线性效应光纤放大器不但可对光信号进行直接放大,同时还具有实时、高增益、宽带、在线、低噪声、低损耗的全光放大功能,由于这项技术不仅解决了损耗对光网络传输速率与距离的限制,更重要的是它开创了C+L波段的波分复用,从而将使超高速、超大容量、超长距离的波分复用(WDM)、密集波分复用(DWDM)、全光传输、光孤子传输等成为现实,是光纤通信发展史上的一个划时代的里程碑.
18目前,光纤放大器中主要有三种:1、在光纤的纤芯中掺入能产生光子的稀土元素,如铒等制成的放大器,如掺铒光纤放大器(EDFA)、掺铒碲基光纤放大器(EDTFA)等.
2、利用光辐射机制实现直接放大、半导体制作的半导体光放大器(SOA),3、利用光纤非线性效应制成的光大器,如光纤喇曼放大器(FRA)等.
一、掺铒光纤放大器(EDFA)EDFA中的Er+3利用吸收泵浦光为980nm和1480nm的能量,由基态4I15/2跃迁至处于高能级的泵浦态,实现粒子数反转分布,信号光入射使亚稳态Er+3粒子受激辐射,产生信号放大.
EDFA主要由掺饵光纤(EDF)、泵浦光源、波分复用器(WDM)、隔离器(Isolator)等组成,如图一:图一:EDFA的结构示意图EDFA的内部按泵浦方式分为三种最基本的结构,即同向泵浦、反向泵浦和双向泵浦[1].
对于常规通信段,应用广泛的C波段EDFA通常工作在1528~1563nm光纤损耗最低的窗口,EDFA具有输出功率大、增益高,在较宽的波段内提供平坦的增益、与偏振无关、噪声指数低,接近量子极限,各个信道间的串扰极小,可级联多个放大器、放大特性与系统比特率和数据格式无关,且同时放大多路波长信号等一系列的特性、结构简单,与传输光纤易耦合等优点.
其不足是EDFA的增益对100kHz以上的高频调制不敏感,对低于1kHz的调制,EDFA的输出信号会产980pumpLD980pumpLDErfiberWDMWDMIsolatorSignalIsolatorOUTPUT19生失真;在C波段上,EDFA的增益带宽只有35nm,仅覆盖石英单模光纤低损耗窗口的一部分,制约了光纤固有能够容纳的波长信道数,同时也限制信噪比的提高.
现在,有以下几种光纤放大器使高增益波段移到L波段(1570~1600nm),使其带宽增加[2]:可采用掺铒氟化物光纤放大器(EDFFA),带宽可达75nm;采用增益位移掺铒光纤放大器(GS-EDFA),通过控制掺铒光纤的铒粒子数反转程度,可在1570~1600nm波段实现放大,它与普通的EDFA组合,可得到带宽约80nm的宽带放大器;采用覆盖C波段和L波段的超宽带光放大器(UWOA),可用带宽80nm,能在单根光纤上放大100多路波长信道;采用常规EDFA和扩带光纤放大器(EBFA)组成的基于掺铒光纤的双带光纤放大器(DBFA),工作波长为1528~1610nm;将局部平坦的EDFA与光纤拉曼放大器串联使用,可获得带宽高于100nm的超宽带增益平坦放大器.
目前,EDFA是放大器的主要选择,在骨干网和城域网/接入网中发挥着关键性作用,其发展趋势应是具有大功率化、宽带化、动态增益平坦特性的小型化、集成化方向发展.
二、掺铒碲基光纤放大器(EDTFA)EDTFA的工作原理和EDFA的工作原理一样,不同的是前者是光纤材料为碲酸盐玻璃基质,后者是石英基.
前者最大的优点一是Er3+的受激发射截面大,增益带宽宽;二是与氟化物玻璃相比,它具有较好的化学稳定性.
目前,EDFA在C+L波段中间大约有5nm的带宽间隙不能被利用.
而EDTFA可以工作在整个C+L波段.
EDTFA实用化的前提:一是解决增益平坦问题.
1998年M.
Yamada等人[4]在EDTFA中采用了增益均衡器(GEQ),及大地提高了其增益平坦特性.
实验表明在1528~1563nm的76nm带宽内增益可达到21dB以上,增益不平坦度为3dB,其不平坦度明显低于无增益均衡器的情况.
为了获得更低增益不平坦度,2002年H.
Ono等人[5]报道了三级EDTFA的实验装置,第一级采用980nm的LD进行前向泵浦,最大泵浦功率为116mW,第二、第三级都是采用了1480nmLD进行双向泵浦,每一个1480nmLD的最大泵浦功率为160mW,光纤的掺Er3+浓度为2*10-3,通过对光纤长度以及前后向泵浦功率的优化,在1532.
7~1603.
5nm的70.
8nm带宽内,实现增益24.
3dB,增益不平坦度低于1.
5dB,噪声系数低于5.
3dB.
二是考虑抑制非线性的问题.
由于碲基光纤的折射率远高于石英,相应的非线性系数也相对较高,这样会导致信号在EDTFA易产生四波混频(FWM)和交叉相位调制(XPM)非线性效应[6].
20OFC'2001会议上,A.
Mori等人[7]提出了通过增加光纤模场直径(MFD)和掺Er3+浓度两种途径可有效抑制EDTFA中的二阶非线性效应,并在实验中得到了很好的验证.
尽管EDTFA出现的时间不是很长,但其实用化进程很快.
提高其综合指标,实现大增益,与现有通信网络实现稳定连接,是目前EDTFA的研究重点.
三、光纤拉曼光纤放大器(RFA)RFA利用系统中的传输光纤作为他的增益介质,而EDFA利用掺铒光纤作为其增益介质.
RFA的工作原理基于非线性光学效应远离,利用强泵浦光束通过光纤传输时产生受激拉曼散射(SRS).
随着大功率激光器的出现,RFA倍受关注,它具有许多优点:(1)增益介质为普通传输光纤,与光纤系统具有良好的兼容性;(2)增益波长由泵浦光波长决定,不受其它因素的限制,理论上只要泵浦源的波长适当,就可以放大任意波长的信号光;(3)增益高、串扰小、噪声指数低、频谱范围宽、温度稳定性好.
RFA主要分为两大类:分立式或分布式FRA.
分布立RFA所用的增益介质较短,通常在10Km以内,一般要几w甚至几十w,可产生40dB以上的高增益,对信号光进行集中式放大,主要用于实现EDFA无法实现的波段放大;分布式FRA可以对信号光进行在线放大,增加光放大的传输距离,应用于40Gbit/s的高速光网络中,也特别适用于海底光缆通信系统,而且因为放大是沿着光纤分布而不是集中作用,所以输入光纤的光功率大为减少,从而非线性效应尤其是四波混频效应大大减少,这对于大容量DWDM系统是十分适用的.
FRA是EDFA的补充,两者结合起来可获得大于100nm增益平坦宽带.
RFA有一个主要的缺点就是需要特大功率的泵浦激光器,解决这个问题的主要途径有:一是研究降低阈值功率的泵浦激光器,使得普通的大功率半导体激光器能作为拉曼泵浦使用;其二是提高获得更大输出功率泵浦激光器的研制水平;其三是将多个泵浦源激光器的波长采用列阵、单片组合的方法复用在一起,获得一个大功率输出的泵浦激光器,此种方法不但可提供一个宽带的增益谱,而且还可以通过调节单个激光器的功率来调整增益斜率.
RFA可在1292~1660nm光谱范围内进行光放大,完全满足全波光纤对工作窗口的要求,因此,RFA应用方面的潜能也很大.
四、半导体光放大器(SOA)SOA在结构上类似于半导体激光器,由有源区和无源区构成,有源区为增益区,与半导体激光器的主要不同之处是SOA带抗反隔射涂层,目的在于防止光反射回来进入电路.
SOA主要用于现代光纤通信系统中的光开关、波长转换和在线21放大器等.
作为光波段转换开关元件的SOA,其主要的优点在于极快的光开关速率,其开关时间内为1ns,对固有光信号损失进行增益补偿.
在恶劣环境条件下可靠性高,集成度高,尺寸小,而且成本会更低.
但也存在着某些缺点,如噪声相对大些,易于出现静冲击失效.
SOA用作线放大器的优点是可靠、小尺寸、可集成和正性高的输出功率.
但作为线放大器,SOA面临着1500~1600nm掺铒光纤放大器(EDFA),掺镨光纤放大器(PEFA)和拉曼放大器(波长为1300~1700nm)的激烈竞争.
在长期应用时,预计半导体光放大器要比光纤放大器的功率输出高得多,而且功率转换效率更好.
近年来,SOA被EDFA的成功所淹没,随着全光网络的发展,SOA越来越会有更多的应用.
五、结束语在未来的光纤通信网络中,光纤放大器的发展方向主要有以下几个方面:EDFA从C-Band向L-Band发展;宽频谱、大功率的光纤拉曼放大器;将局部平坦的EDFA与光纤拉曼放大器进行串联使用,获得超宽带的平坦增益放大器;随着新材料、新技术的不断突破,光纤放大器在1292~1660nm波长范围内获得带宽为300nm超宽带将不是梦想,Tbit/sDWDM光网络传输系统将一定会实现.
参考文献[1]孙学康,张金菊.
光纤通信技术[M].
.
北京:北京邮电大学出版社,2001.
68~70[2]刘颂浩,陈伟成,等.
从OFC2001看世界光纤通信的新发展[J].
激光与红外,2001,31(6):323~327[3]戴世孙,杨建虎,等.
TDFA最新研究进展[J]光纤与电缆及其应用技术,2002,(3):12~16[4]YAMADAM,MORIA,KOBAYASHIK,etal.
Gain-flattenedEDFAwithalatamplificationof76nm[J].
IEEEPhotonicsTechnolLett,1998,10(9):1244—1246[5]ONOH,MORIA,SHIKANOK,etal.
Alownoiseandbroad-banderbium-dopedtelluritefiberamplifierwithaseamlessamplificationbandintheCandL[J].
IEEEPhotonicsTechnolLett,2002,14(8):1073—1076.
[6]MARHICME,MORITAI,HOMC,etal.
Largecross-phasemodulationandfourwavemixingintelluriteEDFAs[J].
Electronlett,1999,35(23):2045—2047.
22加强实验室建设和改变实验方式的体会郭建彪鲁晓珲西安科技大学710054摘要:本文探讨了在在市场经济下,如何加强实验室建设和改变实验方式,提高实验效率.
注意让学生通过在实验室的操作和学习,了解一些实用技术和操作设计规范,从而加强对学生动手和解决实际问题能力的培养.
关键词:实验室建设动手能力工程实际实验效率引言由于就业的压力及方方面面的重视,目前在校学生进行实验的积极性、主动性有所提高,对实验效果的重视程度也大大加强.
如何顺应这一潮流,使实验教学更上一个台阶已成为学校各级领导及实验室工作人员重点研究和思考的课题之一.
我们结合本职工作,对实验室工作进行了一些改进.
因为众所周知的原因,学生到校外现场实习并进行实际操作的机会大大减少,造成好多应用型课程与实际脱节,加之许多授课的中、青年教师本身工程经验欠缺,在课堂讲课时,所举实际例子不多,更加大了课堂教学与实际工作的脱节现象,为此,我们在讲授实验课并指导实验时,尝试对此现象进行了一些弥补,注意让学生通过在实验室的操作和学习,了解一些实用技术和操作设计规范,从而加强对学生动手和解决实际问题能力的培养.
一、现状我校电控学院实验中心是全校工科专业电工电子实验训练基地之一,是电类专业本科生、研究生重要的教学实验平台.
下属电路、电机及拖动、自控原理、自控系统、电力电子、过程控制、检测技术、单片机、电力系统、继电保护、高压电、微电子等13个实验室,占有面积约2638平方米,共有各种实验仪器设备2268台件套,自2000年以来,实验仪器设备的更新率达到90%以上,总价值约368万元.
中心共有实验编制人员10人,其中:高级工程师6人,工程师3人,助教1人,学历结构为硕士1人,本科8人,大专1人.
面向全校服务的本科专业达到24个,共开设演示性实验5个,验证性实验96个,综合性实验17个,设计性实验20个,并承担部分专业的课程设计和实习训练任务.
设备完好率可达90%以上,实验开出率可达100%.
课堂教学是传授知识的重要方式之一.
在课堂上,教师主动,学生被动,难以调动学生的积极性和创造性,也难以全面培养学生的实践和研23究工作能力.
因此要用实验和实习等实践性教学手段加以补充.
教育部专家组在对理工科院校进行本科教学评估时,对实验设施和实践性教学环节非常重视,经常作为审查和考核的重点.
在考察中常常要抽查实验报告,组织学生做指定的、在实验大纲内的实验,并有实验时间及报告格式的严格要求.
因此,我校在经济并不宽裕的情况下,为了更好的迎接教育部对我校的本科教学评估,超常规地加大了对实验室和实训基地的投入,使得我校的实验室设施和实践性教学水平迈上了一个更高的台阶.
从某种意义上讲,迎接本科教学评估,收获最大的是实验室和实践性教学环节,通过迎评促建,确实极大地加强和改善了实验室的工作条件和环境.
三、具体作法1、利用实验室现有的电源柜、实验台等,打开其柜门和后盖,让学生了解并仔细观察所学器件的安装及布线,向学生介绍与所学器件及电路有关的其它器件.
从而开拓学生的工程视野.
2、介绍工程实际中应该做而课堂教学涉及不多的具体应用型内容.
例如,在进行《电力电子技术》实验"三相整流电路"中,介绍整流变压器时,除了告诉学生它与普通的电力变压器结构相同外,由于其电流中含有较多直流成分,其体积与同容量的普通电力变压器相比要稍微大一点,它除了具有普通电力变压器变压、变流、匹配阻抗的功能外,在变流电路还能起隔离、消除三次谐波对电网的侵害,抑制短路电流上升率,保护电力半导体器件的作用;在接法上必须采用星/角或角/星方式.
按照相关标准,在进行产品设计时,不得随意取舍.
由于讲解是结合实物进行,因此学生感到体会较深.
近年来,各高校不同程度的加大了对实验室的投入力度,购置了一些专用的实验成套设备,从而提高了实验开出率,也保证了实验室的工作更好的量化.
但毋庸质疑这些专用成套实验设备的接线、布局与工程实际有很大的差别,学生进行实验时,插接线有时只是在外露的电路图上进行,甚至不知内部的元器件形状、规格,这十分不利于学生工程实践能力的培养.
针对这一情况,我们在讲授指导实验时,注意拿出备件及实际元器件让学生仔细观看,以便于学生把外部电路和内部实际元器件联系起来,从而提高了实验效果.
目前,教改的力度越来越大,各门课的学时却都相对有所减少,实验学时也不例外,这与培养学生的动手能力就产生了矛盾.
为解决这一矛盾,我们采用了两项措施:一是结合教学计划的修订,重新编写了实验大纲和实验指导书,减少了验证性实验,增加了设计性和综合性实验.
在保证每门课实验学时占其总学时20%不变的情况下,优化了实验内容,使之更能与生产实际相结24合.
二是采用先进的科学技术和实验手段,以提高实验效率.
例如我们在进行自控原理和计算机控制的课程实验时,采用了虚拟仪器技术,利用实验系统所提供的能够在PC计算机显示屏上进行观测的双踪超低频数字存储示波器,频率特性分析仪和数字万用表,在模拟实验平台上,对实验线路进行观测和分析.
由于其测量精度高,操作方便,接线简单,不易出故障,学生非常感兴趣,极大地提高了实验效果.
为了使学生更多地掌握一些知识,我们在每台设备旁配置了常规示波器及万用表,让学生进行使用比较,融会贯通,以便更多地掌握一些实际操作技能.
四、结论所谓设计性实验和综合性实验,就是通过实验来调动学生的主观能动性,培养学生综合运用所学理论知识的能力.
为达到这一目的,我们在安排自控类课程实验内容时,注意在实验中安排如直流电机、步进电机、温控单元等一些真实对象,使得学生不仅仅停留在对模拟对象的实验研究上,也可以开展对真实对象的控制实验研究.
这样才能学以致用,事半功倍,为今后走上工作岗位打下坚实可行的基础.
我校电控学院实验中心的工作人员在实验日常工作和实验室建设两方面都是工作的主体.
从编写实验大纲、实验指导书、讲授实验课、准备及指导实验、批改实验报告、给出实验成绩、维护实验设备到提出实验室建设规划、向有关领导和部门提供所需的设备名称、数量、规格、生产厂家以及参与设备采购招标的3到5个单位,进行设备验收调试等.
从实验室建设来看,凡是学历较高、业务能力较强、工作较主动、不记得失、勇于奉献的人员进行实验室建设的效果会更好.
参考文献[1]陈明、栾云凤,主编《面向21世纪自动教育改革的理解与实践》[M]西北工业大学出版社,1998年10月.
虚拟仪器在自控类课程实验中的应用鲁晓珲焦水林西安科技大学710054摘要:本文介绍了在自动控制原理和计算机控制技术课程教学实验中,利用虚拟仪器的方法、步骤、特色及主要创新点.
关键词:串口模拟实验平台虚拟仪引言在自动控制原理、计算机控制技术、智能控制及控制系统等自动控制类课程的教学实践中,通常安排开环控制、闭环控制、线性系统的频率响应分析、对象特性识别、数字控制等实验内容.
如果仅仅采用教学模拟机或计算机进行仿真实验,由于课时和配套仪器等关系,教学效果不明显.
西安科技大学电控学院实验中心在2004年度教育部教学评估中引进的自动控制原理/计算机控制技术教学实验系统是面向自动控制类课程的综合教学实验平台,此实验平台经济实用、结构紧凑、功能配置灵活,可以满足多门自动控制类课程的教学实验的需要,其最大的特点就是采用了虚拟仪器.
经过最近半年多在本科生和研究生的教学实验中的应用,证明该实验平台在提高学生的动手能力和综合素质培养方面具有良好的教学效果.
25一、主要特色或创新点"TD-ACC"自动控制原理/计算机控制技术教学实验系统是一种新型控制类教学实验设备,其优点主要集中在虚拟仪器、模拟实验平台、实验内容及调试软件这几个方面.
本教学实验系统主要由控制计算机、开RS-232CTD-A主控图1实验平台总体结构放式的模拟实验平台及一组先进的虚拟仪器构成,如图1所示.
1、系统硬件结构:⑴控制计算机由8088CPU、存储器及相应的接口电路构成计算机.
该控制计算机通过RS-232C串口与PC微机相连,在PC微机上进行控制实验程序的开发及调试.
⑵专门为控制计算机配备了C及汇编源码级集成开发环境,功能强大,具有单步、跳过、断点、连续、变量跟踪等调试功能.
2、开放式的模拟实验平台:包括各种信号源、模拟对象、实际对象和过程通道等单元.
各单元之间的连接以及单元内的元件的选择可由用户以多种方式自行操作,从而极大地提高了学生的实验设计和动手能力,避免了单纯验证式实验.
实验平台上也安排了直流电机、步进电机、温控单元这样的一些真实对象,使学生不仅仅停留在对模拟对象的实验研究上,也可以开展对真实的控制实验研究.
3、一组先进的虚拟仪器:系统提供了一组先进的虚拟仪器,即:双踪超低频数字存储示波器、频率特性分析仪和数字万用表.
他们和模拟实验平台集成于一体,可满足控制实验教学过程中对信号测量、分析等各种要求,从而使系统具有很高的性价比.
其主要指标如下:1)双踪超低频数字存储示波器:实时地显示测量波形,并可对所测波形进行参数测量、打印和存盘.
实时采样率为:2KHZ,测量范围:2.
5mV~30V,测量精度:8bit.
2)频率特性分析仪:可对正弦信号的幅值(±1V~±3V)、角频率(0.
1rad/s~1000rad/s)进行设置,具有半自动扫频测量功能.
测量完成后,自动显示波特图和时域响应波形,同时具有存盘、打印功能.
3)数字万用表:具有电阻(200Ω~2ΜΩ),电容(0.
01μF~100μF),电压(2.
5mV~30V)的测量功能.
二、具体应用在以往的实验中,我们多是采用教学模拟机、示波器(或计算机、示波器)和万用表等进行实验,在规定的课时内,学生既要连线、调试,又要记录图形、数据,独立完成较难.
而记录的图形、数据又由于目测的偏差失之准确,直接影响实验效果.
在采用了"TD-ACC"实验平台后,情形大为不同.
我们以《自控原理实验》中的"线性系统的频率特性测试"实验为例.
这个实验以前几乎无法开出,只能是演示性实验.
原因是BT6频率特性测试仪成本高,调试复杂,在规定的课时内无法完成.
现在,在虚拟仪器中,可以很方便的作出系统的波特图.
实验对象的结构框图如图2所示.
模拟电路图如图3所示.
图2实验对象方框图图3实验对象模拟电路图开环传递函数为:26)15+S.
0(02.
01)(=SSG闭环传递函数为:11.
+S01.
021.
0(11002100)(22**+=++=ΦSSSS得转折频率)/srad(101T==ω,阻尼比ξ=0.
1.
实验步骤:采用直接测量方法来测量对象得波特图.
首先,实验接线采用短路块连接,这样就大大的缩短了时间,实验过程中输入信号由虚拟仪器自动给出.
其次,采用计算机中的"虚拟仪器"栏中的"频率特性分析仪",当依次输入各项参数后,将示波器单元的"SIN"信号接至图2中的信号输入端,"CH1"路表笔插至图3中的输出测量端.
图4频率特性参数设置图a打开集成软件中的频率特性测量界面,弹出时域窗口,点击输入按钮,在弹出的窗口中根据需要设置好几组正弦波信号的角频率和幅值,选择测量方式为"直接"测量,每组参数应选择合适的波形比例系数,具体如图4所示.
图5一组参数的时域波形27图6系统波特图b确认设置的各项参数后,点击进行按钮,发送一组参数,待测试完毕,显示时域波形,如图5所示,此时需要用户自行移动游标,将两路游标同时放置在两路信号的相临波峰(波谷)处,或零点处,来确定两路信号的相位移.
两路信号的幅值系统将自动读出.
重复操作b,直到所有参数测量完毕.
c待所有参数测量完毕后,点击按钮B,弹出波特图窗口,观察所测得的波特图,该图由若干点构成,幅频和相频上同一角频率下两个点对应一组参数下的测量结果.
波特图如图6所示.
根据所测图形可适当改正正弦波信号的角频率和幅值重新测量,达到满意的效果.
三、结论由于是初次使用该实验平台进行实验,因此本学期自控原理的5个实验全部采用了虚拟仪器进行且达到了预期的效果,学生实现了单人单桌,提高了综合动手能力.
另一方面,在改进教学方法和实验技术,提高实验开出率,减轻劳动负担、降低维护成本等方面也具有明显的效果.
在我校教育部专家教学评估过程中,我院实验中心是这次评估的重点,专家们对此系统实验平台表现了极大的兴趣,尤其是对虚拟仪器的使用方面,认为精确度高、省时、在目前高校实验设备中处于较先进水平.
对它强大的实验功能表示了肯定.
今后,我们还将在此实验平台上进行更多的本科生、研究生实验及科研实验,进一步开发它的工作潜力.
参考文献[1]自动控制原理与计算机控制技术试验装置说明书[M],西安唐都公司编印,2004年2829多媒体演示课件的制作剖析王勇侯媛彬王晓丽郑英华(西安科技大学,陕西西安710054)摘要:本文主要介绍了以Authorware为主要开发工具的多媒体演示课件的制作,以《现代控制理论》和《凌阳单片机》课程为例详细叙述并剖析了课件的开发制作过程.
关键字:Authorware,多媒体演示课件近年来,多媒体技术发展之迅速,应用之广泛,令人惊叹,尤其是它在教育中的应用,使传统的教学方法和教学手段发生了重大变化.
由于多媒体课件具有处理声音、文字、图形图像等的综合能力,它集中了电视、幻灯、录像等教学媒体的优点,而且具有接受反馈的特性,它可以活跃课堂气氛,激发学生的学习兴趣,提高教学效率,它是以现代科学思维方法为框架,系统论、控制论、信息论、突变论、协同性,既支撑同时又限制多媒体课件和网络教学.
因此,多媒体课件在教育中的使用改善了教学媒体的表现力和交互性,使媒体展示的教学内容更具体,它弥补了传统教学的不足,引起了教育的新变革.
我们制作精品课《现代控制理论》课件已挂在校园网;制作的《凌阳单片机》课件已为教学服务,下面将对制作过程作详细叙述并剖析.
一、多媒体课件的制作过程多媒体演示课件的制作要分很多个步骤,比如:课题的选择、课件的教学设计、稿本的编写、素材的准备、多媒体课件的编辑.
其中稿本是整个课件的最重要部分,所有的教学内容集中在稿本中.
素材也是不可或缺的,课件的观赏性大小就要取决于此,其包括的内容也很多:音频、文本、图形图像、数字视频、动画等等,这就决定了它应用的工具多而广,如:Word、Photoshop、Premiere、3DStudio、3DMAX、Flash等.
稿本和素材不能直接用作课件,需要对其进行综合编辑.
我们常用的课件编辑工具是Authorware,它是一种面向目标的写作工具,它使用流程图的方式表达作者的逻辑思维,整个程序设计一目了然,使课件的制作变得直观、简单、有效,避免了使用计算机程序设计课件所造成的繁琐过程.
二、素材的准备在多媒体课件制作的具体实际工作中,大家常常碰到这样的问题:整个多媒体课件的程序编制(素材整合)相对容易(因为有很多很好的多媒体课件开发工具),难得往往是制作多媒体课件的素材的准备.
这些素材包括:文字组件、图片、已有的动画文件、音效文件以及可控组件,等等;有的素材是已有的,有的则需要自己制作,有的需要对已有素材进行加工在制作.
素材的编辑工具很多,笔者建议在设计课件时采用Photoshop处理图形图像文件,采用Flash处理动画素材.
因为他们都能和课件编辑工具Authorware实现嵌套.
在制作课件前,应该尽可能把所有的素材准备详尽,有时有可能要根据素材对脚本进行一定的调整以保证更好的视、听觉效果.
比如,《现代控制理论》教学的素材包含:多个Flash片段、按钮以及很多的背景图片等.
这些组件均可在Flash和Photoshop中制作.
30三、课件构思与设计对于整个课件的要求,我们提出的设计目标是:1)课件应具备多媒体特征,使课件内容和形式丰富多彩.
2)课件具有良好的交互界面,增强学生对教与学的参与感.
3)面向个人,主动交互模式.
多媒体CAI课件信息量大,课件的综合处理能力要求高,课件应当具有丰富的"声、文、图、像"等诸种信息,其充分表达一个教学主题不能只局限于文字和简单的图形,而应充分利用多媒体技术.
因此,本课件在考虑如何将诸多媒体教学信息组织起来,增强教学能力的同时,采用图标转向编程,即在对任意图标添加程序或者打开"计算"控件直接添加程序:GoTo(IconID@"Flash3"),从而支持非线性浏览方式,这样不仅体现了人类思维的联想跳跃特点,而且使学习者查找、阅读、检索更加灵活方便.
因此,对于已有稿件的《现代控制理论》课程课件进行总体规划如图1,它所对应的整个程序如图2所示.
从图中可以看出整个程序采用了模块化的设计,每一个群组都集中完成了一个特定功能.
目录课件休息习题测验绪论播放多媒体第一章第六章开始片头动画第一类第二类第三类主要功能模块退出图1现代控制理论课件的整体框图图2现代控制理论课件的总程序在设计过程中可以将章节类的多种选择方式设计成交互的下拉菜单或者热区域方式.
笔者采用的是热区域方式,如图3所图3交互图标的类型设置示,在交互图标的属性栏中修改设置成"热区域方式".
对于上面叙述的主要功能模块我们采用的是Flash背景下的热区域选择方式,包括在"openpage"组合图标中,其程序如图4所示.
图4主要功能模块的程序图对于媒体播放器的制作,我们总的思路采用的是调用了xtras里的activex.
x32里的realplay播放控件.
其他功能如"打开""暂停""播放"等等,采用的是交互方式的"下拉菜单"属性,这样使得整个播放器的控制面板显的简洁有序.
大致的程序设计如图5方式.
图5媒体播放器程序31四、打包与发布完成了前面的设计以后,我们需要将整个课件打包,以脱离Authorware开发环境生成可以独立运行的*.
exe文件.
其方法如下:在Authorware开发环境的"文件"下拉菜单里先进行"发布设置",在弹出的对话框里,选择发布后文件的存放路径,选择"拷贝支持文件"使Authorware自动拷贝*.
exe文件运行需要的文件.
如果要发布成为web网页形式,还可以选择发布后*.
htm文件的存放路径及其网页尺寸大小等的设置.
完成了这些设置以后,单击"确定".
在完成了这些设置后,选择"打包文件",在弹出的对话框里选择"应用平台win9x和NTvariat",设置完成后,单击"保存文件并打包".
等打包完成后,整个演示课件的制作完成.
介质损耗自动测试仪的研究何志西安西安710摘要研究内术先进率高及关键词因数自动测试坚顾洁胡纪恩铁路局科研所陕西西安710054科技大学通信与信息工程学院陕西西安054:本文论述了一种新型介质损耗自动测试仪的主要容、工作原理及技术性能,该设备具有技、智能化程度高、测试数据准确、测试效现场使用十分方便等特点.
:高压电器介质损耗仪32一、国内外现状系统中,测量高压变压器、八十年代在电气化铁道运输互感器、电抗器、电容器、避雷器及绝缘套管等高压电器设备的介质损耗因数(tgδ)是衡量其绝缘性能的最基本方法.
介质损耗检测是绝缘试验中最基本的检测试验项目之一,它可以有效地发现和掌握高压电器设备的整体绝缘状况及局部缺陷等问题,被广泛应用于电工制造、电气设备安装、工程验交及预防性试验中.
目前,大多数维修单位仍然使用着七、生产的老式仪器,均存在测量精度较低、操作过程繁琐、测量时间长、效率低、体积笨重、抗干扰及安全性能较差等问题,已经远远不适应电气化铁路飞速发展的需要.
为此,西安铁路科研所研制了智能型介质损耗自动测试仪.
二、工作原理输出切换AC220V3KV显示器微型单片计算机11KV受控开关10KVHVT取样电阻通信接口电路ELV通信接口电路A/D转换电路微型单片计算机2CnHV取样电阻Cx图1工作原理图工作原理X为被测试品;E为仪器的内屏蔽;节的构成.
标准回MEL89C52与汇编语言应用研究内容课题研究的主要内容有检工作是检测系统设计.
研制一及小型化的特种如图1所示,其中CHVT为升压变压器,额定输出功率10KW;Cn为标准电容器,名义值为50pF,tgδvtrigger)beginthyristorState=1;eif(I(anode,cathode)150°时(称此时α在第四范围),则在第四区向A+,B-(1和6号)发触发脉冲,而在第一个60°区间应给B+,A-(3和4号)发触发脉冲,此时α′=α-150°.
根据该思路确定第一个60°区间输出脉冲的晶闸管编号,以后每隔60°给相应两个晶闸管提供脉冲输出.
通过该设计思路很好地解决了不同移相角范围触发脉冲的输出问题.
2系统接口及功能框图由三相晶闸管数字移相全控触发电路工作原理可以构画出图2所示的功能框图.
在本设计中使用Altera公司的EPM7128SLC-84-15可编程芯片和VHDL语言编程设计功能模块.
可编程芯片的工作电压为5V,频率为125MHz.
图2三相晶闸管移相触发器工作原理框图表1示出图2各输入输出信号的三相晶闸管移相触发器外部接口.
初始相位的调节范围一般要求为10°~160°,在本设计中可以达到0°~180°.
为了满足晶闸管分辨角的要求(0.
024°/每码),计数脉冲频率取为0.
75MHz.
对于0°~180°的调节范围,最大的计数周期为7500,故可用一个13位二进制数的可逆计数器来实现初始相位设置.
表1三相晶闸管移相触发器外部接口信号名称信号流向宽度信号描述reset输入1复位信号phasedata输入1移相角度syn输入1同步脉冲datain_en输入1数据锁存端data_clk输入1数据时钟信号shift_clk输入1移相器时钟信号P1输出1第1相触发脉冲P2输出1第2相触发脉冲P3输出1第3相触发脉冲P4输出1第4相触发脉冲61P5输出1第5相触发脉冲P6输出1第6相触发脉冲62三、设计的验证及结论IP核设计采用VHDL语言实现,在多种EDA软件中进行过仿真验证.
图3为QuartusII4.
2仿真软件中分别对应α=0°和α=120°时的输出脉冲时序仿真图,程序最终下载到CPLD中得以验证.
图3输出脉冲时序图图4(a)和(b)分别示出对应α=0°和α=120°时的输出脉冲时序实测图.
需说明的是,由于示波器为双踪示波器,无法同时测量7通道波形,因此图4a、b两通道波形仅显示了同步信号、第一路的输出脉冲,第一通道正弦波为同步信号.
由图4可知,结果与仿真结果一致.
(a)α=0°(b)α=120°图4实测脉冲时序图(α=0°及120°时)按照IP核的设计流程,完成了三相晶闸管移相触发IP核的设计,通过较新颖的设计思路很好地解决了不同移相角范围触发脉冲的输出问题,并通过了CPLD验证.
该IP核的建立,为三相晶闸管移相触发电路在电力电子系统中的应用提供了有效的可复用设计手段.
参考文献:[1]侯伯亨,徐君国.
现代数字系统设计[M],西安:电子科技大学出版社,2004.
1;[2]孙树朴,李明等电力电子技术[M].
中国矿业大学出版社.
2000.
3.
63MWO软件在微波专业实验中的应用张媛媛,马超(西安电子科技大学电子工程学院,陕西西安710071)摘要:本文说明了开设微波专业仿真实验的必要性,介绍了MicrowaveOffice软件的功能及实验的具体内容,说明了软件在实验中的应用.
关键词:MicrowaveOffice;微波技术;仿真实验;微波电路一、引言《微波技术》是通信工程、电子信息工程等专业的基础课程,是通信、电子、雷达、射频电路等的理论基础.
微波理论的概念比较抽象,内容繁杂,所涉及的微波元件众多.
传统的微波硬件实验受到器材、场地等限制,只能选作少数实验,难以对微波理论进行全面的介绍.
另外,微波元件、仪器价格昂贵,开发新实验需投入大量的资金.
而当前,微波电路的设计已越来越广泛地应用到微波EDA软件.
通过软件仿真,将微波理论与工程应用紧密结合起来,从电路设计、性能分析、参数优化到印制电路板的整个过程都可以由计算机自动完成,而且资金投入也较少.
鉴于以上原因,我校国家电工电子教学基地下属的电磁波虚拟实验室新开设了《微波技术虚拟实验》课,进行微波电路的软件仿真实验.
二、软件简介微波技术虚拟实验采用的微波EDA软件包括MicrowaveOffice软件和传输线理论CAI软件,后者是由实验室自行开发、设计的,已经获得国家版权局颁发的计算机软件著作权登记证书,再此不作详细介绍.
MicrowaveOffice软件由美国AWR公司开发,是进行射频、微波电路设计及仿真的专业软件.
它可以进行微波电路的线性、非线性仿真及电磁仿真,对电路进行分析、优化,还可将原理图转换为布线图,最后生成印制线路板图.
MicrowaveOffice软件有很直观的用户界面,既可以进行微波电路的理论分析,也具有很强的工程实用性,目前已被通信、电子、微波等领域的各大研究所、公司广泛采用.
其功能主要包括:1线性仿真器线性仿真器采用节点分析来仿真一个电路的特性,适用于元件可由导纳矩阵描述的电路,如低噪声放大器、滤波器、耦合器等.
生成的典型测量项为gain(增益),stability(稳定性),noisefigure(噪声指数),reflectioncoefficient(反射系数),noisecircles(噪声圆),gaincircles(增益圆)等.
2非线性仿真器非线性仿真采用谐波平衡法或Volterra级数源来激励电路.
对一个非线性电路,谐波平衡分析与Volterra级数分析是无法互换的求解方法.
谐波平衡法常用于功率放大器、混频器、倍频器等非线性电路,而Volterra级数法是一种线性算法,最适于弱非线性电路.
3电磁仿真器电磁仿真利用麦克斯韦方程来计算物理几何结构的响应.
由于可以仿真各种任意三维结构并提供很精确的结果,这种电磁仿真是理想的.
另外,由于使用基本方程来计算响应,电磁仿真不受电路模型中的许多约束条件的限制.
4布线工具布线工具使得原理图与布线图的创建紧密结合,在电路图中的每一个元件都指定一个制版单元,该制版单元可以为该元件建立实际的布线对象.
布线图实际上就是原理图的另一种视图,在64原理图中的任何改动,都将自动且立即在布线图中更新.
这样,在执行仿真前省去了复杂的设计同步及返回注解的需要.
5传输线计算器TXLine(传输线计算器)是MicrowaveOffice软件自带的软件包,可以对各种传输线的电特性和物理特性进行相互转换运算,从而免去大量繁琐的手工计算,也提高了计算精度.
TXLine可以计算微带线、带状线、同轴线等多种结构,非常实用.
6滤波器设计向导FilterSynthesisWizard(滤波器设计向导)也是MicrowaveOffice软件自带的软件包,输入各项参数指标即可生成各种滤波器的电路原理图,非常便捷、高效.
三、软件在实验中的应用微波技术虚拟实验共8个实验内容,30学时,作为本科生公共任选课,适于学习过《微波技术》课程的各专业,包括通信工程、电子信息工程、探测制导与控制技术、应用物理学、电子信息科学与技术等专业.
采用MicrowaveOffice软件进行的实验共7个内容.
MicrowaveOffice软件介绍实验:使学生了解软件的界面、功能,掌握软件的使用方法,通过2个例子了解电路的设计、仿真流程.
螺旋电感的电磁分析实验:要求设计一个微带线螺旋电感,画出电磁结构图,进行电磁仿真并观察二维及三维的电流分布情况.
通过实验,使学生掌握电磁视图的建模方法,利用三维模型促进学生对电场分布的感性认识.
集总元件滤波器的线性分析实验:要求设计一个电感输入式集总元件滤波器,测量S参数与频率的关系曲线,调节并优化电路使其满足指标要求.
通过实验,使学生掌握软件的调谐、优化功能.
功率分配器实验:要求设计一个微带线结构的三端口等功率分配器,测量S参数曲线图,调节微带线的尺寸使功分器的性能达到最佳.
要求学生掌握功分器的设计方法,掌握TXLine的使用方法.
阻抗变换器实验:要求设计一个同轴线阶梯阻抗变换器,分别按最平坦通带特性及等波纹特性设计,确定结构尺寸,测量反射系数模与频率的关系曲线,调节电路使其达到指标要求.
该实验要求学生掌握阻抗变换器的设计方法,比较不同阻抗变换器的带宽特性.
阻抗调配器实验:要求对传输线及负载进行匹配,分别采用单支节匹配法及双支节匹配法设计,用同轴线或微带线结构实现,测量S参数,进行适当调整使之达到最佳.
通过实验,使学生掌握阻抗调配器的设计方法,了解两种调配器的特点.
微波低通滤波器实验:要求设计一个切比雪夫式微波低通滤波器,根据技术指标确定滤波器的结构尺寸,用微带线或同轴线结构实现,测量滤波器的S参数,进行适当调节使之达到最佳.
实验要求学生掌握微波低通滤波器的设计方法,掌握FilterSynthesisWizard的使用方法,总结设计、调节经验.
该实验综合性较强,理论要求高,有一定难度,可作为实验成绩考核内容.
通过这些实验,使学生能够设计简单的微波电路并进行仿真,了解MicrowaveOffice软件的主要功能,明确设计流程,掌握电路原理图的设计、仿真、调节及优化方法,掌握电磁视图的建模方法,了解布线图的创建步骤.
通过本课程的学习,学生工作后就能很顺利地进行相关的研发工作.
四、结束语软件设计及仿真能够减少大量的手工计算,极65大地缩短电路设计周期、提高设计精度,有着传统实验无法比拟的优越性.
在实际教学过程中,微波技术虚拟实验很受学生的欢迎,选课踊跃.
学生普遍反映良好,能够真正将课本上的理论知识和工程实践结合起来,提高了专业综合设计能力.
实验室还编写了相应的教材《微波技术虚拟实验》,以指导学生进行实验.
开设微波技术虚拟实验既辅助教学,也提高了学生的工程实践能力.
参考文献:[1]MWO2002UsersGuide.
AWRCorporation,2002.
作者简介:张媛媛(1972-),女,陕西西安人,西安电子科技大学电子工程学院,工程师,硕士,主要从事微波电路设计、电磁场计算.
66Web服务器的设计与实现赵曼1计宏2(1西安科技大学通信与信息工程学院陕西西安710054;2西安科技大学网络中心陕西西安710054)摘要:本文以Web服务器为中心,阐述了Web服务技术,Web服务器的主要性能等,并且以Linux为支持Web服务器的操作系统,设计出一个基本的Web服务器.
关键词:Web服务器技术Linux操作系统引言随着网络的开放性、共享性以及互连程度的日益扩大,Internet以爆炸般的势头迅猛发展,Web服务技术的出现,使得Internet如虎添翼——世界各地的相关信息资源有机编织并以超文本方式提供超媒体服务,用户可方便灵活地使用Internet所有功能.
本设计首先介绍了Web技术的原理,Web服务器的各种优越性能,同时总结了Linux操作系统的各项特点及优良性能,最终设计出一个Web服务器.
一、Web服务器介绍1Web技术简介Web服务器的基本功能是让计算机系统和应用系统之间互相连接,共享服务.
因此,就技术本身而言,Web服务器是复杂的.
也可这样理解,"Web服务器"是一个多种技术的集合,这些技术发挥着不同的作用.
[1]Web由服务器(Web服务器)、客户接收机(Web浏览器)组成,两者之间遵循HTTP协议进行通信传输.
一般情况下,Web服务器等候Web浏览器的请求,Web浏览器通过3次握手与服务器建立起TCP/IP连接.
[6]2Web服务器的主要性能特点在网络中,服务器承担着数据的存储、转发、发布等关键任务,是各类基于客户机/服务器模式网络中不可或缺的重要组成部分.
作为一台服务器首先要求的是它必须可靠,保证不间断地工作,保持与客户机的连接,即"可用性".
其次是服务器的"可利用性".
为了实现高速,通常服务器通过采用多处理器安装、插入大量的高速内存等方面来保证,这也就决定了服务器在硬件配置方面与普通的计算机有着本质的区别.
67另外,服务器还必须具有一定的"可扩展性".
为了保持高的可扩展性,服务器通常需要具备一定的可扩展空间和冗余件.
在服务器的主要特点中还有一个方面,那就是服务器必须具备一定的自动报警能力,并配有相应的冗余、备份、在线诊断和恢复系统,以备出现故障时及时恢复服务器的运作,即"可管理性".
二、Linux操作系统1Linux操作系统介绍Linux操作系统继承了Unix系统稳定、安全、可靠的特性,是一个多用户、多任务和多CPU的操作系统,并且是一套自由传播的类Unix操作系统,购买软件价格低廉.
它主要用于基于Intelx86系列CPU的计算机上,支持32位和64位硬件.
它能运行主要的Unix工具软件、应用程序和网络协议,其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的Unix兼容产品.
[2]除此之外,Linux还具有强大的网络功能,并且允许用户自由散发Linux,根据自己的需要修改源程序.
[3]由于上述原因,选择Linux作为支持Web服务器的操作系统是毋庸置疑的.
三、Web服务器的构建1Linux系统的安装在安装Linux前,先确定计算机的硬件是否能被Linux支持.
安装分为文本化及图形化方式,图形化安装可以使用鼠标,有接近完美的窗口界面,有现成的参数选项供用户选择,而且在参数设置过程中有详细的在线帮助,非常方便,在此就不再详细阐述.
2Web服务器的构建1)Apache服务器简介Apache是Web服务器的一种,是世界排名第一的Web服务器.
Apache的关键文件放在/etc/httpd/conf/目录下,此目录下有httpd.
conf、access.
con及srm.
conf三个文件,其中httpd.
conf是主要的配置文件,access.
conf是访问控制配置文件,srm.
conf则是对于Web主机的文件资源的配置文件.
目前最新的版本已经将srm.
conf和access.
conf这两个文件的内容放到了httpd.
conf这个文件中.
[5]2)Web服务器的配置配置Web服务器有两种方法,一种是图形化配置,另一种为命令行形式配置.
本设计采用图形化配68置,此方法直观、简单,足够应付Apache服务器的日常管理维护工作.
可以通过单击"主菜单→系统设置→服务器设置→HTTP服务器"菜单项,访问"Apache配置"对话框,该配置对话框共有4个标签页.
(1)"主"标签页在"服务器名"中设置主机名,此名字必须是已经在DNS服务器上注册的主机名,也可以指定IP地址.
"网主电子邮件地址"框中输入管理员的邮件地址,系统默认邮件地址为root@localhost.
单击"可用地址"选项组中的"添加"或者"编辑"按钮,添加或者修改服务器的IP地址和端口.
在Apache服务器中,标准的HTTP服务默认端口号是80.
(2)"虚拟主机"标签页利用Apache提供的"虚拟主机"服务,可以利用一台计算机提供多个Web服务.
(3)"服务器"标签页在这里可以设置锁文件,PID文件,核心转储目录,用户名以及组群名.
锁文件在安装Apache时指定选用了USE_FCNTL_SERIALIZED_ACCEPT,USE_FLOCK_SERIALIZED_ACCEPT等参数.
作为Apache连接出现错误的记录文件,锁文件会把进程的PID值自动加在该文件中,一般不设置这个参数.
系统默认文件路径为/var/lock/httpd.
lock,它被保存在本地的硬盘中.
PID指定的文件将记录httpd守护进程的进程号,由于httpd能自动复制其自身,因此系统中有多个httpd进程,但只有一个进程为最初启动的进程,它为其他进程的父进程,对这个进程发送信号将影响所有的httpd进程.
PID定义的文件中就记录httpd父进程的进程号.
此文件路径为/var/run/httpd.
pid.
httpd使用核心转储文件来维护进程的内部数据,因此通常不需要改变这个参数,除非在一台计算机上同时运行几个Apache服务器,这时每个Apache服务器都需要独立的设置文件httpd.
conf,并使用不同的核心转储文件.
所有这些转储文件放在核心转储目录中,路径为/etc/httpd.
[4]对于用户名及组群名,系统均默认为apache.
(4)"调整性能"标签页在这里设置服务器最多连接数量,连接超时以及每次连接最多请求数量等.
69最多连接数量参数限制Apache服务器所能提供服务的最高数值,即同一时间连接的数目不能超过这个数值.
一旦连接数目达到这个限制,Apache服务器则不再为别的连接提供服务,以免系统性能大幅度下降.
本设计设定此参数为200.
连接超时指定网站响应的时间,以秒为单位.
本设计指定超时时间为300秒,意味着若超过300秒,服务器仍未收到或送出数据,则断开与客户机的连接.
当使用保持连接功能时,可以使用最多请求数量决定每次连接所能发出的要求数目的上限.
如果此数值为0,则表示没有限制.
一般尽可能使用较高的数值,以充分发挥Apache的高性能.
本设计设定此参数为100.
[4]这四个标签页设定完成之后,点击右下角的"确定"键,保存设置,并重启Web服务.
至此,完成了一个基于Apache的Web服务器的构建.
三、结束语本设计采用较Windows安全稳定的Linux操作系统,以及与之相配套的Apache服务器,设计出了一个简易的Web服务器.
随着Internet技术的发展,Web服务器将是所有以处理信息为主的服务器的发展主流,但是,随之而来的还有操作系统以及服务器内部存在的安全隐患,这还有待人们进一步的研究.
参考文献[1]梅建江,过儿.
网页设计必学:Web服务器篇.
电脑知识与技术[J].
2003.
18[2]许社村.
RedHatLinux9中文版入门与进阶[M].
北京:清华大学出版社,2003年7月:1-297[3]北京科海集团公司.
新概念Linux教程[M].
北京:新华书店总店北京科技发行所,2001年9月:1-10、63-270[4]吴迪.
架设WWW服务器全攻略.
http://www.
Yesky.
com.
2002[5]刘波涛,郭麦城.
微型Web服务器的设计与实现[J].
国外电子测量技术.
2004[6]罗惟,王萍.
一个Web服务器的设计[J].
现代电子技术.
200370电控学院实践教学体系的探索与实践马宪民引言西安科技大学电气与控制工程学院(以下简称电控学院)源于1958年前的西安交通大学矿山机电专业.
1958年,矿山机电专业由西安交通大学独立出来,成立了西安矿业学院,1959年成立机电系.
1985年12月机电系分为电气工程系和机械系,1994年12月电气工程系又分为三个系:自动化系、计算机系和通信工程系.
随着学校的快速发展,2002年6月,在自动化系的基础上成立了电气与控制工程学院.
经过40余年的发展,电控学院的综合实力已达到了比较高的水平,教学质量和办学水平逐年提高.
目前,电控学院设有自动化、测控技术与仪器、电气工程及其自动化和微电子学本科专业四个.
自1984年获得电力传动及其自动化硕士学位授予权以来,现有电力电子与电力传动、控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置和电力系统及其自动化4个硕士点,以及1个电气工程领域硕士点.
1995年电力传动及其自动化学科被评为原煤炭部重点学科,1999年控制理论与控制工程学科被评为省级重点学科.
一、电控学院实验中心的设置与建设电控学院实验中心是全校工科专业电工电子实验训练基地之一,是电类专业本科生、研究生重要的教学实验平台.
目前,电控学院实验中心下属13实验室:电路实验室、电机及拖动实验室、自控原理实验室、自控系统实验室、电力电子实验室、过程控制实验室、检测技术实验室、单片机实验室、电力系统实验室、电力自动化实验室、继电保护实验室、高电压实验室、微电子实验室.
其中,电路、电机和供电等实验室始建于1958年,电路实验室1997年被评为陕西省高校合格实验室.
经过40余年的发展,电控学院实验中心的教学和科研实力已达到了比较高的水平.
实验中心面积约2638平方米,各种实验仪器设备1280台件,价值约400多万元.
自2000年以来,实验仪器设备的更新率达到90%以上.
现有单价800元以上的仪器设备2268台、件(套),总价值约352万元.
主要仪器设备有:电力电子实验装置、电机与控制系统实验台、过程控制实验装置、电工实验台、综合继电保护实验装置等.
目前,实验中心共有实验室编制人员9人,其中:高级工程师6人,工程师2人,讲师1人.
另外,兼职实验教师6人,其中:其中副教授2人,讲师4人.
实验教学队伍结构合理、业务能力强、综合素质高.
二、实践教学体系的构成与探索作为工科院校,电控学院要培养具有创新能71力和工程实践能力的高层次工程科技人才,就必须加强学生的动手能力.
为了适应新的社会变化和市场情况,提高学生的就业率,突破目前学生工程实践能力普遍偏弱的瓶颈,有必要建立一个新型实践教学体系.
实践是工程的本质之一,但是,创新能力和工程实践能力培养是一个复杂的系统工程,必须将综合设计能力、创新设计能力和工程实践能力贯穿于整个教学过程.
从电控学院实际出发,为了突出建设实践性环节,实践教学体系分两大部分:课程实践与集中实践,具体内容为:1、公共基础实践:计算机操作、软件编程、大学物理实验、工程化学实验、工程制图与CAD等;2、专业基础实践:电工基础、电机与拖动、摸电与数电、微机原理与接口技术、单片机技术、自动控制、电力电子技术、电器与PLC等;3、专业实践:运动控制、自动化仪表与过程控制、检测技术与自动化仪表等;4、基础训练:军训、金工实习、电工电子实习等;5、基本训练:专业教学实习、课程设计、课外科技制作等;6、综合训练:生产实习、毕业实习、专业综合实验、毕业设计等创新能力的培养是实践教学体系的目标.
创新教育就是要培养学生成为具有创新精神和创新能力的工程技术人才,所以,电控学院的实践教学体系以培养学生的创新能力为目标.
为此,本实践教学体系重点突出开放性、综合性实验建设.
开放性、综合性实验无论时间上还是实验内容上,全由学生自己掌握,初步考虑如下:1、电路电工类:单人单组,电路、电工学实验等;2、电工电子工程训练中心:单片机、科技竞赛、电子焊接与组装等;3、控制类:计算机控制、现场总线技术等.
设计性实验设置考虑的原则是,解决学生对基本控制系统中单元部件的设计过程的掌握.
特别是从系统论的角度出发,对单元部件的外特性进行深入地了解和研究,通过实验,使学生掌握单元部件的工程设计方法.
综合性实验的设置主要解决学生对整个系统的工程设计难题.
通过综合性,使学生掌握控制系统的实验工程设计方法和调试方法.
由于我们对实践性环节教育比较重视,我院综合性、设计性实验课程比例不断提高.
目前,我院共开设实验课程30门,其中有综合性、设计性内容的课程22门,比例73.
33%.
我院实验室开放工作也正在有条不紊地进行,开放的比例将逐步提高.
我院的计算机室平时为全院、甚至全校学生开放,我院的单片机实72验室主要用于大学生第二课堂活动,我院的电路实验室、继电保护实验室开放工作正在进行,我们已经制定了实验室开放制度,实验室开放工作将得到进一步的加强.
三、实施实践教学体系的实践创新能力和工程实践能力的培养,除了理论教学体系必须改革外,现有的实践教学体系也必须改革,加强理论教学与实践教学的关系,努力从"工程背景"出发,培养学生的科学思维,提高学生的科学素质和动手能力.
为了提高学生的动手能力和实际操作技能,我们主要作了以下工作:(1)规范了课程实验,制定了各门课程的实验教学大纲;(2)提高课程实验的开出率,为学生创造动手机会;(3)精心组织实习,严格执行实习大纲,要求学生提交实习报告和实习心得,指导教师提交实习总结;(4)增强所学课程的系统性,组织主干专业课程的综合实验,实行实际动手能力的考试,使学生将理论与实践结合起来,以提高实际动手能力;(5)采取校内实习基地和校外实习基地相互结合的方法,既注重实际能力的训练,又注重开阔眼界和创新思维的培养;(6)积极开展课外科技创新活动,组织和指导学生参加全国、省市大学生电子竞赛、数学建模比赛、挑战杯、久隆杯等科技活动,利用各种渠道培养学生的创新思维;(7)毕业设计实行三个结合,即设计题目与指导教师的科学研究相结合、与实验室建设相结合、与用人单位实际课题相结合.
四、结论经过长期的实践和探索,我院逐步形成了一个比较完整的实验教学体系.
目前,我院实验室建设取得了显著成绩,实验室设备使用率达99%,实验开出率达到98%.
我院建设了单片机校内实习基地,为学生动手能力的培养提供了结实的保证.
我院通过积极努力,在部分实验室制定了开放实验室制度,为学生的课外科技创新活动提供了方便.
所以,学生动手能力比较强,有位学生曾经获专利1项,受到陕西省电视台的专访.
多年来,由于措施得力,在加强实践教学培养学生创新精神和实际能力方面,提高了学生的实践学习和动手能力,我们的学生在全国大学生电子设计竞赛和陕西省挑战杯等大赛中都取得了良好的成绩.
73电路可测性设计的概念,方法和工艺综述王守华西安科技大学通信与信息工程学院,陕西西安710054摘要:本文第一部分简要的提出了可测性的必要性和可测性设计的概念.
并提出了集成电路,印刷电路板版图和电路模块的可测性问题.
在第二部分,分九段提出了几个非常重要的可测性设计过程的策略.
作为应用,接下来提供了测试实践问题:印刷电路板和互连线的测试和电路板结点的测试.
文章最后一部分提供了一个检验图象获取和处理系统电路板上元件的例子.
关键词:可测性设计电路模块故障覆盖一、可测性设计(DFT)的概念对任何新的电子产品来说,设计者应该为该产品生命期的每一个阶段都规定一个测试计划.
他必须为下述产品生命周期的各个过程定义测试要求:工程验证;制造过程中的测试;输入返回测试.
这一过程就叫做可测性设计(DFT).
这种测试方法有助于解决与产品的开发及其各种层次上的测试有关的问题.
产品设计工程师必须确保必要的测试被设计到硬件中,并且必须满足下述要求:1工程验证期间在集成电路、PCB版图或模块层次上的线路可控性.
对线路的每一个逻辑连接来说,可控性和可观测性是需要的,但如果这个要求不能达到,那麽较高的部分扫描覆盖率也是可以接受的;2制造测试,包括内连接和逻辑功能有效性测试;3根据错误可能性报告和元件传送到专门单元(模块或装置)的错误进行逐级测试.
BIST方法是指用一个集成专用电路作为它的内部结构的一部分.
BIST测试实现下述功能:PRPG、PSA、SSA、状态比较和产生.
如果集成电路由大量的门和高密度连线构成,那麽它的内部状态的可观测性就会降低.
这就限制了对许多高密度微处理器和有着大量管脚的ASIC芯片的物理访问.
完全或部分内部扫描可以实现:提供对内部寄存器的访问;对工程的划分;减少扫描寄存器管理组合电路的项目;提供对内部逻辑的快速高效的测试.
内部扫描允许片内仿真控制和线路观测以提供工程验证.
仿真有助于对实现设备复杂功能的下一代控制逻辑的软件开发.
ASIC设计者必须为ASIC描述分配一个BSDL文件,这个文件对线路板内连接的测试向量工具74的自动生成具有重要作用.
这些测试向量被PCB设计者用来做验证和修复,被制造商的测试部门用来做质量保证.
应用线路板设计者需要在项目修改和确认阶段设置测试日期.
这些日期包括由ASIC设计者给出的BSDL日期和来自于制造商设备目录的元件BSDL日期.
错误仿真是线路可测性设计的一个重要组成部分.
这些错误可以在工具设计阶段或制造过程中显现出来.
如果被测电路的仿真结果和正常电路不同,就意味着测试模型发现了一个错误.
根据对项目所有网路的测量,仿真器估算出错误率或错误覆盖率(发现的错误占全部错误的比例).
好的测试模型可以产生一个高的覆盖率.
决定一个ASIC设计完美实现的主要因素是:包括原理图绘制,仿真和综合工具的逻辑设计;包括根据预先设定的成本和时间标准检测错误的逻辑可测性;制造商制造和封装的能力.
从DFT的观点角度理解,ASIC可测性的主要目标是为了实现可测性设计策略.
一个好的ASIC设计要求从设计的开始就在其复杂的电路中加入可测性工具.
对任何电路的可测性设计,都会因加入逻辑单元而对硬件产生影响.
采用DFT的设计理念,可以用最小的工作量换取最大程度的可测性.
测试只是设计流程中的一个步骤,而不是从设计结束才开始的.
二、可测性设计策略我们认为DFT过程可以在下述的可测性开发的主要策略中得到很好的实现:1工艺的选择.
当选择一个工艺或一个制造商时,要确保有足够的性能标准和可测性位置;2为使DFT在设计中实现,可以在项目要求中加入可测性任务,也可以利用作为设计过程分析一部分的可测性审查完成工具;3在制造商或质量保证部门对项目做第一次分析之前,要建立故障率的要求.
还必须加上容许的故障率.
这个要求代表了进行可测性开发的大量决策.
许多制造商都把故障率程度看作产品成本的指示器.
4必须要考虑标准的系统要求.
如果答案是确定的,必须执行这个标准.
E1149.
1提供了使用四根线在电路板上的元件之间进行内连接的标准.
这就必须增加四个额外的管脚用于测试的逻辑控制,它们是:BIST,内部扫描,经TAP输入IC的激励源和指令寄存器.
5ASIC的根据门的密度选择足够的可测点.
少于一万门的项目并不复杂,故不要求专门的测试.
而对于一万到两万门的IC则必须考虑结构技术.
非结构技术仅适用于带有反馈和存储器的时序电路.
大于两万门的IC必须使用一个结构平台.
756结构工具选择.
扫描测试当前用于逻辑电路,它们是:操作应答扫描,双稳态多路技术扫描,电平触发扫描设计,平行和部分扫描.
7功能诊断模型的建立.
目标模型是线路隔离分析.
使用这种模型可以减少完成时间.
8良好故障率模型的产生.
测试模型的故障等级决定了模型装置可能获得的最高性能水平.
9测试模型和波形仿真.
需要两种仿真类型:功能和行为设计验证逻辑仿真;对产生的所需信息的测试模型仿真,这些信息常用于对测试产品的测试模型验证.
三、焊剂的电路板和连接点测试新的复杂电路模块的同化设想:电子网络的设计;电路板电路的设计,电路板电路的功能仿真;电路板电路的实现;电子模块的运行和测试;模块的测试(电路板电路和焊接点),在现有方式下,两种自动测试设备(ATE):用于无元件电路板的ATE和用于有元件电路板的数字ATE.
后者是用来验证:元件的安装方向是否正确;元件的数值和类型是否正确;模块的焊接是否正确.
模块的连接点的测试假定要验证以下错误:带有断的或弯曲的管脚的接点;电路板上的断路;网络终端错误;网络冲突.
测试装置放在电路板上.
在测试过程中,一个模块在总线上传送编程逻辑电平.
预期的错误,接收模块获得了别的数据.
传送的编程数据的数值被足够选择.
在这种方式下,可以有可能快速探测和隔离错误.
探测和隔离模块内连接错误可以在位同步离线测试模式下进行.
四、电路模块检验和测试获取和处理图象是许多应用程序经常要进行的一项工作.
在电路模块实现技术领域,获取和处理图象对电路模块上进行控制和校验的元件很有用.
在这里,我们获取一个静态图象.
因此,对电路模块上进行控制和校验的元件来说,可以建议采用一个获取静态图象的系统,它由硬件(模拟块、数字块和计算机)和软件组成.
模拟块.
模拟信号产生于视频摄象头或其他信号源.
这些信号源产生一个彩色视频复合信号(SVCC),这个信号被用在一个衰减电路的输入端.
衰减电路固定黑电平来为含有不同内容的多个图象和来自不同信号源的多个信号提供正确的同步脉冲分离(在同步脉冲分离器里面).
格式化和分离同步脉冲在获取图象信息过程中同步计算机.
六位的快速转换器实现AD转换.
数字块.
当可以获取同计算机通讯的信号和接收到计算机发出的解释信号时,数字块提供时基信号的建立(从图象的角度).
硬件通过足够的软件来控制作业,这些软件负责对从硬件获得的数字图象进行正确的处理.
76对进行控制和校验的元件来说,硬件结构由能够处理以下事务的电路组件构成:两幅图象的比较(削减两幅图象对应的象素亮度).
以这种方式,所有的未连接或错误安装的元件将在不同的图象中被确切定位.
五、用威廉姆斯模式做故障覆盖T.
W.
威廉姆斯模式是基于下述表达式:)1TY1(100D=在这里,D是当前错误水平;Y是功能进程的理论损失;T是测试程序的覆盖率.
这种模式可以达到90%的覆盖率,甚至更高,这对制造优良的ASIC芯片绝对必要.
为了使用威廉姆斯模型,必须假定制造商硅和装配上有70%的损耗.
如果缺陷水平也是70%,那麽设计可接受的缺陷水平必须是10.
1%(101.
000ppm).
而在90%的缺陷水平,设计可接受的缺陷水平减少到3.
5%(35.
000ppm).
使用这种模式,放松进程的结果当覆盖率趋于100%时将意义不大.
从许多摩托罗拉和戴尔科公司完成的真实数据开始,以及使用威廉姆斯模式结果显示.
为了获得100ppm范围的缺陷水平,达到99.
9%的覆盖率是必要的.
六、结论为了高质量的实现电子产品(IC,ASIC,PCB,模块,设备),产品设计者必须在产品生命期的任意阶段规划测试工作,从提出概念和进行设计活动开始,到产品的当前开发结束.
产品可测试的实现包括硬件和软件平台.
本文提供的模式提出了产品质量,耗费成本,电子产品的复杂度和测试操作复杂度之间的最优化实现.
实现测试的模式和技术复杂度取决于电子产品的复杂度和用途.
DFT模式随着电子产品自身的发展而不断发展.
DFT方法学能充分利用减少市场开发时间的优势来提供最小的成本耗费参考文献:[1]雷绍充,邵志标,梁峰.
VLSI测试方法学和可测性设计[M],电子工业出版社2005.
1[2]DavidA.
Hodges,HoaraceG.
Jackson,ResveA.
Saleh数字集成电路分析与设计——深亚微米技术(第3版·英文影印版)[M],清华大学出版社,2004.
8[3]JanM.
Rabaey,AnanthaChandrakasan,BorivojeNikolic数字集成电路——设计透视(影印版·第772版)[M],清华大学出版社,2004.
3[4]MironAbramovici,MelvinA.
Breuer,ArthurD.
Friedman数字系统测试和可测性设计(英文影印版)[M]清华大学出版社,2004.
178〈〈电力电子技术〉〉课程的教学改革董锋斌,傅周兴(西安科技大学电控学院,西安,710054)摘要:本文论述了在电力电子技术的教学活动中,存在的一些不适应提高教学质量、培养人才的环节,从而提出优化教学内容,改进教学方法和手段,加强实践环节,以适应新形势下的人才的培养.
关键词:电力电子技术教学改革引言电力电子技术是横跨电力学、电子学和控制理论三个学科的交叉学科,是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,其主要任务是为各种各样的负载提供形式多样的电源,即是将电网或其他电源提供的"粗电"变换成适合使用的"精电".
它的应用范围不仅在一般的工业,而且也用在交通运输、通信系统、计算机系统、新能源系统、照明和空调等家用电器及其他领域.
电力电子技术课是自动化等专业很重要的一门专业技术基础课,学生对它掌握程度决定后续课程的学习和工作的能力.
经典的教材通常包括以下四大部分内容:整流(AC/DC)、直流斩波(DC/DC)、变频变相(AC/AC)、逆变(DC/AC).
教学课时按排为50学时左右(含实验),在以往的教学活动中,存在着以下现象:(1)课时安排少,老师只讲部分章节内容.
(2)重点放在半控型器件晶闸管和相控整流内容上.
(3)讲课多是黑板+粉笔的黑白世界,枯燥分析电压和电流波形,学生不感兴趣,缺乏学习的积极性.
(4)实验安排少,且多为整流的内容(单相半波、全波和三相半波、三相全控桥).
(5)对实践性很强的技术课没有课程设计.
因此,在以后的教学活动中应采取以下的改革.
一、调整和优化教学的内容1削减半控型器件的学习,强化全控型器件及控制电路的学习.
以晶闸管为代表的半控型器件及其组成的控制电路,一直是这门课的教学主要内容.
在整流、交流调压和调功等场合应用成熟.
但在逆变、斩波等技术上,难以控制,因而控制复杂,增加了学习的难度.
20世纪80年代以来,一些高频化、全控型的电力电子器件如GTR、功率MOSFET、IGBT等产生和推广,大大地推进了电力电子技术的发展.
它们在逆变、79斩波、变频等应用中显示出以往不控型、半控型器件无法实现的功能.
因此应该强化全控型器件及这些器件构成的系统装置的控制方法(如PWM控制技术)的学习.
2削减传统的相控整流技术,适当增加PWM整流技术.
传统的相控整流技术,在以往的教学中占有绝大部分课时,但随着控制技术的发展,电力电子器件的发展,人们对绿色电网(无谐波污染、单位功率因数、高稳定性能的电网)的要求越来越高,而常规的整流技术——采用二极管、晶闸管,导致谐波污染、功率因数低和电磁兼容等问题.
因此可适当讲解一些PWM整流技术,这样不但介绍新知识,了解谐波的危害,也让学生知道PWM技术不仅用在逆变、斩波技术而且用在整流技术中.
3适当地增加斩波技术的课时随着科学技术的发展,对电源的性能指标要求越来越高,特别是对直流开关电源的高频化、小型化、模块化、智能化的要求,因此斩波技术的应用十分的活跃.
以往这些章节课时安排少,导致老师不讲解、学生不重视.
导致了学生对这部分内容中出现的新技术和新概念一无所知,例如软开关技术(谐振变换器、零电压、零电流开关等)和同步整流技术.
4适当地增加逆变部分的课时节能、高效是对当代科技的基本要求,解决好消耗总电能的60%--70%的电动机的调速问题现在已经落在变频技术上,原来对调速性能要求不高的大型鼓风机等也采用了变频装置.
可见逆变技术已经被广泛应用,因此增加逆变部分的课时,可以帮助学生对电动机的调速、变频、矢量控制、直接转矩控制的理解,同时也能对目前的一些热点技术有一定得了解.
二、改进教学方法和教学手段1精讲多练,丰富教学内容以往老师在课堂上总是不厌其烦的讲授,学生总是被动的接受,防碍了学生的主动性和积极性.
现在可改为老师讲主要部分,留一部分内容让学生自学和练习,写读书报告,在课堂上讨论.
在讲解的同时,多举一些现实用到此技术的例子,如节能灯、变频空调、磁悬浮列车等,这样可以激发学习的兴趣,增强学习的求知欲望.
2利用现代化技术,丰富教学手段80以往是黑板加粉笔的黑白世界,学生兴趣不高,现在可以利用挂图、投影、多媒体,和计算机辅助教学软件CAI.
特别是MATLAB/SIMULINK环境下的POWERSYSTEMBLOCKSET工具箱,利用此工具箱,可使学生更直观、形象的理解原理、电路图、波形图,使学生更易理解、掌握知识.
激发学生学习的兴趣.
3引导学生利用和阅读科技文献为扩大学生的知识面,引导他们阅读与电力电子有关的学术期刊,登陆相关的专业网站,如IEEE工业应用会刊、IEEE工业电子学会会刊、IEEE功率电子学会刊、电气传动、电力电子技术、电气自动化、电工电能新技术等.
让学生了解自己所学的知识在本领域中的位置,站在高起点上去适应未来发展的需要.
三、加强实践环节实验在新形势下应加强基础,面向工程,强调系统.
1适当地削减整流环节的实验,增加其他部分实验以往开设的实验多为整流环节的实验,一般为单相半波、全波和三相半波、桥式全控整流,很少开设斩波、逆变的实验.
现在,斩波、逆变技术应用广泛,所以应增加斩波、逆变环节的实验.
2减少验证性实验,增加设计性实验基础实验是验证性的,实验用的仪器、元件、仪表、原理和实验步骤等都全给学生,甚至学生要测得数据都以表格形式给出,学生填完空就认为实验成功.
别说创新,连独立完成实验都谈不上.
因此,应该安排一些实验,让学生自行设计电路、自行设计实验步骤、自选仪表和仪器元件,这样才能培养出学生的独立工作的能力和创新的能力.
3应开设课程设计,开放实验室电力电子技术是一门实践性很强的课程,仅靠几个实验难以提高学生的动手能力,应当开设课程设计,给学生下任务书,让他们自己设计原理图和搭建系统,自己调试和实现.
例如设计开关稳压电源、单相交直交变频器、直流脉宽调速系统等.
通过这些环节,让学生了解主回路、控制回路设计时应注意什么问题,选择元器件应注意什么问题,同时也学会了使用仪器和仪表、调试系统的方法和技巧.
还应该开放实验室,为对电力电子技术感兴趣的同学提供实验的环境.
四、总结电力电子技术这门课程教学改革是一项系统工程.
它涉及到教材内容的选取、讲课的方式、实验内容81及设备的选择,学校对此课程的重视程度以及经费的投入等等.
我们应抓住此课程的科学性、先进性、系统性、实用性、工程性、综合性等特点,循序渐进、持之一恒地改革,才能培养出新形势下的应用性人才.
参考文献1.
王兆安,黄俊.
电力电子技术(第4版)[M].
北京:机械工业出版社,2000.
2.
赵良炳.
现代电力电子技术基础[M].
北京:清华大学出版社,1995.
82红外探测器及其在军事上的应用耿伟霞1王天滑2李志兴(1.
西安科技大学通信与信息工程学院.
陕西西安710054;2.
郑州市公路勘察设计院.
河南郑州45009)摘要:归纳了现有红外探测器的种类及其性能,简述了红外探测器在现代军事中的应用概况.
关键词:红外探测器,制导,夜视引言红外探测器就是能够把入射的微弱红外光转换为电子线路可以测量的电信号的光电转换器件.
探测器作为红外整机系统的核心关键部件,可探测、识别和分析红外信息并加以控制.
自40年代初德国研制出硫化铅(PbS)探测器以来,红外探测技术取得了很大发展.
目前,红外探测器已广泛应用于军事和民用的许多领域.
但它的重要和最高水平的应用仍是在军事技术方面.
在现代战争中,获取战争主动权的关键是获取战场信息,红外探测技术则是获取战场信息的关键技术之一.
因此,许多国家均投人大量的人力和财力,研制各种红外探测器件.
军事技术的需要推动了红外探测器的不断发展,高性能新型探测器层出不穷.
一、几种主要的红外探测器红外探测器最早是用单元探测器,后来为了提高灵敏度和分辩率而发展为多元线列探测器,现已向多元面阵列红外探测器发展.
相应的系统已实现了从点探测到目标热成像的飞跃.
1热探测器利用热辐射引起材料温度变化产生可度量的输出而制成的探测器件.
热探测器一般不需致冷(超导除外)而易于使用、维护,可靠性好;光谱响应与波长无关,为无选择性探测器;制备工艺相对简易,成本较低.
但灵敏度低,响应速度慢,热绝缘的设计问题是限制热探测器性能的主要因素.
与其它探测器相比,它的探测率高、频率响应宽.
用热电探测器组成的热像仪的总重量仅为1.
5kg左右.
这些优点使它在军事应用方面极具优势.
美国陆军就十分重视非制冷热成像技术的开拓,自1985年以来,提出了多项非制冷热成像研究计划.
2光子探测器利用红外辐射光子在半导体材料中激发非平衡载流子(电子或空穴),引起电学性能变化而制成的探测件.
光子探测器灵敏度高,响应速度比热探测器快得多,它的响应时间一般在微秒或纳秒的数量级,是选择性探测器.
为了达到最佳性能,一般都需要在低温下工作.
光子探测器可分为:1)光导型:又称光敏电阻.
量子效率低于本征光导,而且要求更低的工作温度.
2)光伏型:与光导探测器比较,光伏探测器背影限探测率大于40%;不需要外加偏置电场和负载电阻,不消耗功率,有高的阻抗.
这些特性给制备和使用焦平面阵列带来很大好处.
3)量子阱探测器(QWIP):具有响应速度快、探测率与高性能HgCdTe探测器相近、探测波长可通过量子阱参数的调整加以控制等优点.
而且,利用先进工艺可生长出高品质、大面积和均匀的量子阱材料,容易做出大面积的探测器阵列.
目前,美国贝尔实验室和洛克韦尔公司都已制出GaAs/GaAlAs128*128元器件.
但量子阱光探测量子效率不高,响应光谱区窄,低温要求苛刻.
3焦平面阵列红外探测器(IRFPA)将面阵红外探测器与信号处理电路结合在一起,设置在光学系统的焦平面上,就构成了红外焦平面阵列.
目前,用得较多的焦平面探测器有InSb和HgCdTe探测器.
碲镉汞已成为红外焦平面阵列探测器的通用材料,通过调节Hg1-xCdxTe的组分值x,可制成3-5m或8-14波段工作的探测器.
红外焦平面阵列实现了由机械扫描向电子扫描的转变,可获得高灵敏度、高象素分辩率、双波段和多波段工作、大视场的红外导引头系统,且能使导引头的体积小、重量轻、功耗小,具有较大的探测、识别距离和多目标捕获能力.
美国战区导弹防御计划(SDI)对红外探测器的主要要求是发展红外焦平面面阵列,IRFPA已成为美国SDI的关键技术之一.
m二、红外探测器在军事中的应用红外探测器以其环境适应性好、隐蔽性好、抗干扰能力强、能在一定程度上识别伪装目标,且设备体积小、重量轻、功耗低等特点,在军事上被广泛应用在导航系统、探测与搜索、光学成像和目标评估系统中.
利用红外探测器能够及时发现危险情况、判别微小目标、探察制导武器系统,还能及时提供有关受损的反馈信息.
此外,军事上还利用红外技术识别敌人的某些伪装,或者是关闭敌人的红外传感器.
1红外侦察一切军事目标,如海洋中的舰船、地面部队行动及各种装备、空中的飞机、导弹,都无时无刻的发出大量红外辐射.
利用红外技术装备,就可以从空中和空间对这些目标进行侦察、监视与跟踪.
装有红外探测器的导弹预警卫星从70年代以来,一直监视着世界各国的弹道导弹发射,为国家及军事指挥部门提供军事情报.
目前美国国防支援计划中的预警卫星在几十秒钟内,就可以鉴别来袭导弹的发射和方向,据说将来美国的天基红外系统可在20秒内,提供有关导弹发射和方向方面的精确信息,为拦截来袭导弹提供宝贵的预警时间.
83842红外制导红外制导是利用目标自身的红外辐射来引导导弹和其他武器装备自动接近目标,以提高命中率.
用红外成像导引头来装备空空、地空和空地导弹,可以探测和跟踪地面目标或海上目标的红外辐射以及机载发动机排气尾焰或导弹尾部、弹头等空中目标高温区的红外辐射,从而获得大量的军事情报.
红外焦平面阵列制导技术还具有识别各类诱饵的能力,从而使武器对目标有更高的命中率.
80年代出现了第三代被动红外成像制导的导弹,它们与60年代和70年代的第一代和第二代尾随目标热源的红外点源制导相比,具有高空间分辨率、高灵敏度、大动态范围、被动模式工作、隐蔽性好、导引精度高、全天候作战,实行"打了不管"的作战模式.
海湾战争中美国使用了大约5500枚导弹,其中大部分是采用红外成像导引头的导弹,如"幼畜"SGM-65D空一导弹.
此外,凝视红外成像制导技术属于最新的红外高技术,于90年代才开始用在成像热瞄准具中.
目前,装备部队的几种先进导弹均采用了凝视红外成像导引头.
3军用夜视仪.
这类仪器在飞机昼夜飞行、导航、搜索、目标捕获,武器制导和瞄准,车辆驾驶,夜间战场侦察与观测,夜间对目标进行精确定位、跟踪与射击,高炮防空系统抗电子干扰等都将发挥重要作用.
其中,红外热像仪是一种最有发展前途的红外探测器,代表着夜视器材的发展方向.
美国Raytheon系统公司为美陆军研制的ANS/PAS-13型"热力武器瞄准器(TWS)"是乞今为止最为先进的红外夜视设备.
夜视技术与武器装备相结合还可大大提高武器装备在夜间和不良天气下区获取信息、实施打击、指挥部队、机动兵力和协同作战的效能.
4探测隐身飞行器隐身飞行器虽然采取了红外隐身技术,但其温度总比背景温度要高,仍有可能被红外探测器探测到,将红外成像设备安装在空间平台上,可精确提供目标的角位置信息,探测距离可达数百公里.
5对威胁进行红外告警.
将红外探测器安装在舰艇和飞机等平台上,可用以对来袭导弹和其他红外威胁进行告警,或自动发出对抗指令、启动红外干扰设备进行自卫.
三、结束语现代科学技术的进展为红外探测器的研制提供了广阔天地,作为一种拓宽人们感知世界能力的技术,85势必将为人类做出更多的贡献.
随着红外探测器的不断发展,红外探测器在制导武器中的应用前景也将更加宽广.
而高性能红外探测器的出现将促使红外武器朝着更先进、更灵巧、智能化的方向发展.
参考文献:[1]朱惜辰,程进.
红外探测器的进展[J],光电探测与器件,2001,(10):30-34.
[2]万全.
红外探测技术及其在军事上的应用[J],国防技术基础,2004,(1):19-20.
[3]谭显裕.
红外目标探测器的特征及其军用前景[J],光电子技术,2000,20(2):98-106.
[4]艾俐.
国外红外探测器的发展及其在制导武器中的应用[J],红外技术,1996,18(3):5-11.
Keywords:IRdetectors,GuidedWeapons,sightseeker作者简介:耿伟霞(1980-),女,河南滑县人,从事红外物理的教学与研究工作.
86研究生学生工作者应具备的基本素质郭凡赖雄麟(西安科技大学,710054)摘要:介绍了高校研究生学生工作者应具备的基本素质,从日常管理等方面特别是德育方面分析了新时期对研究生学生工作者的要求关键词:研究生学生工作者德育日常管理研究生学生工作者是指在高校研究生部门主管学生工作的教师,其工作性质基本等同于本科生的辅导员.
但是由于其工作对象为高智商的研究生,随着我国高等教育事业的不断发展,素质教育方针的提出,招生规模的不断扩大,社会对于研究生学生工作者有着越来越高、越来越多的要求.
根据党和国家教育方针,根据青少年的发展规律,使学生在德、智、体、美诸方面得到全面和谐的发展,成为适应朝代需要的全面发展的且有健康个性的社会主义新人,这是素质教育的根本任务.
这就要求研究生学生工作者在紧紧配合教学主渠道的同时,注重对学生进行思想政治教育及道德规范教育,丰富学生的校园文化生活,积极开展多种活动,培养学生的个性特长和能力,提高他们的综合素质.
那么工作者也就必修具备能够在德育、智育、美育以及日常管理等方面教育管理学生的素质.
研究生学生工作者首先必须认清自己是德育工作者.
德育工作者是实施德育的主体.
德育的重要地位和作用是靠德育工作者来实际体现;诸多的德育任务,靠德育工作者的有效努力逐项地落实和完成.
这说明在长期的、艰巨的、复杂的、具体的工作中培养和建设一支强有力的、素质精良的德育队伍,是加强和改进德育工作的一个至关重要的问题.
而德育队伍建设的核心问题,就是提高德育工作者的素质问题.
因此,高校德育工作者,特别是研究生学生工作者,肩负着对我国高级知识人才的服务与管理任务,要成为真正的德育专家和人类灵魂工程师,就要不断努力提高自身素质.
做到以下几点:一、坚定的政治信念,高尚的思想品质德育工作者必须有坚定的政治信念,这是对德育工作者的首要要求.
坚定的政治信念主要表现在政治立场的坚定性,共产主义信念的坚定性,全心全意为人民服务等方面.
面对21世纪德育人才必须保持清醒的头脑,具有正确的政治立场、观点和方法.
德育工作者又是精神文明的创造者和传播者,是塑造人类灵魂的工程师,因此必须87具有以下高尚的思想品质.
第一,要有正确的思想观点.
就是要树立马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论、江总书记"三个代表"的重要思想观点.
要搞好德育工作,自己的思想观点一定要正确,要努力提高自己的思想觉悟和认识水平,具有科学的人生观、世界观和价值观,加强无产阶级思想意识的修养.
第二,要有强烈的事业心和坚强的意志.
事业心,是研究生学生工作者为实现远大理想而献身于事业的决心和责任感.
研究生学生工作者的事业心,就是忠实的履行自己的职责,忠诚自己的事业,渴望在这一事业上有所作,有所成就.
意志,是事业心的重要内容和表现形式,培养意志对于事业的成功是非常重要的.
第三,要热爱学生、尊重学生、关心学生、帮助学生、做学生的良师益友.
第四,以身作则,为人师表,做学生的楷模.
学高为师,身正为范.
榜样的力量是无穷的.
做学生工作时身教重于言教.
第五,要有良好的思想作风,这是取得德育成效的基本保证.
思想作风应该从以下几个方面培养:一是实事求是的作风;二是公正民主的作风;三是严于律己,批评与自我批评的作风;四是谦虚谨慎的作风;五是艰苦奋斗的作风;六是紧密联系群众的作风.
第六,热爱德育工作,勤奋工作,勤奋实践.
二、合理的知识结构,精湛的理论造诣高校研究生学生工作者要具有广博的文化知识,建立合理的知识结构,这是从事此项工作的要求.
研究生思想活跃、勤于思考、知识面宽、具有专业知识,研究生学生工作者如果没有较高的知识水平和文化修养,是很难作好研究生的管理、服务工作的.
所以研究生学生工作者还应具备和掌握学生所学的专业知识.
这样做学生工作时既懂教育又懂专业,能够增加与学生的共同语言,容易沟通思想,交流感情,进行教育和批评比较容易使学生心悦诚服,增强说服力和感染力.
还要立足中国放眼世界关心国内外大事,掌握国际时事的基本知识.
还要尽量多读一些古今中外著名的思想家、政治家、艺术家、作家的重要作品与传记.
三、全面的能力结构,高超的教育艺术研究生学生工作者教育的能力和素质是指以马克思主义为指导,运用各种知识,独立从事各项工作,解决现实问题的本领.
主要包括以下几个方面.
第一,组织管理能力,第二,信息能力,即获得、选择、加工、储存、传播;利用信息的能力.
第三,综合表答能力.
这包括文字表达能力与口头表达能力还有艺术表达能力.
第四,社交公关能力.
第五,调查研究的能力.
第六咨询能力,主要包括:心理咨询、成材咨询、就业咨询、生活咨询等.
七,开拓创新的能力.
指2188世纪无论在教育的目标、对象、内容、手段、方法还是思想观念、艺术方面都有别于其他的年代.
因此研究生学生工作者应具备开拓、进取的创新意识和创新精神,不断的接受新知识、新观念,适应新情况、新内容,在实践中探索有自己特色的德育工作新形式、新途径和新方法,以适应新世纪新内容、新任务的需要.
四、强健的身心素质,全面的思维方式身心健康是学生工作者开拓进取、成就事业的基本保证.
心理健康和生理健康同等重要啊.
事实证明,凡是受学生关注、欢迎、爱戴、承认的学生工作者,都是具有优良新;心理素质的人.
心理素质主要包括以下几个方面:第一,自我调节能力.
第二,要培养深邃的思维,这是认识现代社会德育的需要,也是辨别复杂多变的环境和形式需要.
第三,要有坚强的自信心.
自信心是人生重要的精神支柱;自信心的形成有三条途径.
其一是成功的经验获得;其二是客观的环境的期望和评价;其三是自我估价,相信"别人能够做到,我也一定能做到"第四,兴趣广泛,颇有特长.
第五,具有丰富而健康的情感,乐观而稳定的情绪.
第六,具有坚强的意志.
即行为的自觉性、果断性和顽强性.
第七,正确的自我意识,和谐的人际关系,与社会相协调统一.
第八,良好的性格.
对生活充满乐观积极的态度,热爱学生,关心学生.
最后,作为研究生学生工作者对自身的定位也很关键.
我们必须要认识到研究生有着自己的特点.
他们学习能力强、情绪稳定、做事能持之以恒、精神上更为独立,但其人格也表现出对事对人更具有怀疑倾向、挑剔、冷漠、过分现实而缺乏创造力的特点,所以学生工作者就必须以服务而不是管理研究生的角度来开展工作才能得到更多学生的认同.
还应围绕"弘扬时代主旋律,倡导高品位的校园文化"的指导思想,建设多层次、多形式、新颖健康的校园文化形成良好的校风,给研究生创造一个有利于身心健康的轻松愉快的学习、生活、工作环境.
研究生党组织、团组织、研究生会和其他研究生学生组织都可以为研究生学生工作者所用,作为丰富活动的舞台,还有作好工作的窗口.
总之,高校研究生学生工作者必须具有坚定的政治信念,高尚的思想品质;合理的知识结构,精湛的理论造诣;全面的能力结构,高超的教育艺术;强健的身心素质,全面的思维方式,才能作好高校研究生学生工作.
参考文献[1]邢小辉,医学研究生心理健康状况和人格特征分析[J],学位与研究生教育,2005(3)[2]韦文学,21世纪大学德育新论[M],西安出版社:200-217,2003.
189基于J2EE平台的网上业务系统的实现胡松华马宪民西安科技大学710054摘要:本文主要介绍了在J2EE平台下的网上系统的业务开展情况、开发环境及开发平台,并以Eclipse3.
0集成开发环境作为开发平台,IBMWebsphere作为应用程序服务器,IBMDB2作为后台数据库服务器进行实现.
以中国银行新一代网上业务系统为例,实现了中国银行从传统柜台业务通过Internet向银行客户提供银行业务服务.
关键词:网络银行;J2EE;Websphere;DB2引言随着Internet的发展,国内外银行都将银行业务拓展到互联网络这个全新的领域,为客户提供更加先进、快捷、安全和更加个性化的自助服务;实现用户与银行在INTERNET上的交流与合作,通过沟通,改变以往的传统经营方式,扩大客户群体;树立银行在网络时代的新形象,通过网上银行体现自身的竞争力和领先性,以网上银行系统为基础,银行与电信、商业、服务业等各种行业进行广泛的合作,开展网上购物、证券交易、缴费等业务,银行充当网上交易的支付中介,从中间业务上创造巨大效益.
一、网上业务的开展网上银行系统是面向客户通过Internet提供银行服务的网络系统,该系统可以使客户通过Internet登录到银行站点享受银行服务.
网上银行作为一种新型的服务提供方式,是传统柜台业务的延伸,扩大了服务空间,延长了服务时间,使用户能够获得更加方便、快捷的银行服务.
由此也加剧了大型银行和中小银行的竞争.
现在银行竞争的重点是银行产品和提供服务的渠道.
Internet无疑是满足这一条件的最佳渠道.
目前,国内的各商业银行都在电子商务上投入了巨大的资金和人力.
1.
企业银行按业务种类提供的银行服务①传统的企业银行业务.
包括对各种活期帐户、定期帐户、协定存款、协议存款的余额查询及信息查询、明细查询功能.
②凭证状态查询功能.
③通知存款的支取通知业务、查询业务.
④同城转帐、异地转帐、汇票申请、预借差旅费、代发工资等转帐业务.
⑤贷款业务.
包括对各种贷款信息、贷款明细、贷款额度的查询业务.
90⑥外汇业务和结汇业务.
⑦集团服务.
提供总公司对子公司的帐户余额、帐户信息、帐户明细进行查询;主要包括总公司主动收款、总公司划款、子公司划款业务等.
2个人银行按业务种类提供的银行服务①传统个人银行业务.
②贷款业务.
包括贷款信息查询、贷款明细查询;质押贷款发放.
③中间业务.
包括提供充值服务、银证转帐、代缴手机费、代缴电话费、代买彩票等中间业务.
④外汇业务.
包括个人外汇买卖查询;外汇即时买卖、挂盘买卖、外币兑换业务.
⑤国债业务.
包括提供债券信息查询、购买债券业务.
⑥其他服务.
包括提供帐户临时挂失、网上银行密码修改、个人资料修改等功能.
3通过网上银行支付网上银行系统把金融认证中心作为金融行业第三方的信任机构,为网上银行系统发放服务器证书、个人数字证书和企业数字证书,有效地解决了电子商务的身份认证问题.
支付网关被链接到客户网上购物的商户网站上,当个人或企业登录到银行支付网关后,完全可以放心地进行网上支付、支付流水查询等操作;而且网上支付实行专户转帐,消费前需将卡内的资金转至网上支付专户中.
三、开发环境及开发平台以中国银行新一代网上业务系统为例,本系统主要分为Web服务器、交易服务器、数据库、RA服务器、网银签约子系统、后台管理子系统、通讯网关和主控平台等.
1Web服务器主要处理来自Internet的http请求或https请求,Web服务器选用支持SSL3.
0版的NetscapeEnterpriseServer3.
6版本.
2交易服务器采用具有几十年金融业务的FinacialFusion公司的FinacialFusionServer来具体实现网上银行的交易功能.
主要包括交易业务的逻辑控制和流程处理等,完成与访问服务器间的信息交换和信息格式转换,以及完成后台服务器和数据库的信息交换.
交易服务器硬件上选用了HP9000系列小型机,操作系统为惠普公司的操作系统VisualVaultOS(简称VVOS)4.
0版,为符合美国国防部B1级安全标准的可信操作系统.
VVOS既是网上银行中心的安全屏障,同时也是网上银行中心的访问服务器和交易服务器.
作为访问服务器,它直接面向Internet用户,银行的Internet客户在进行银行网上交易时,Web服务器就是VisualVault.
接收到用户请求后,VisualVault会进行一系列安全检查,只有在完全确认一切正常后,才会将用户的交易请求通过91特定的代理程序送至运行在系统内部区域的应用服务器进行后续处理.
由于与现有中国银行的应用服务器保持一致,故系统应用服务器采用IBMWebsphere产品,完全符合J2EE技术标准.
3数据库数据库用于存贮各种应用数据信息,包括各种应用系统参数、客户信息、帐户信息、交易信息等.
由于与现有中国银行的数据库服务器保持一致,故采用标准关系型数据库IBMDB2,支持ODBC和JDBC.
4RA服务器中国银行的证书系统采用CFCA系统,因而无需再建立根CA和运营CA系统,只需在总行建立RA(RegistryAuthority),负责证书申请的注册和审核,将审核后的CA证书请求通过中元网送到CFCA的签发服务器.
CA服务器硬件上采用SUNULTRAEnterprise450小型机,操作系统为SUN公司的Solaris2.
7版本.
证书分普通证书和高级证书两种.
网上银行客户类型相应有三种:拥有高级证书的企业客户操作员、拥有普通证书的个人客户(个人专业版)、没有证书的个人客户(个人普通版).
5网银签约子系统证书申请成功后,由柜员进入签约子系统为客户进行网银签约.
录入相应的客户信息,同时企业客户还需要录入签约帐号信息、操作员信息.
企业签约客户可以在签约时选择申请服务种类;个人签约客户可以获得所有网上银行服务;个人非签约客户只能获得部分个人银行服务.
本子系统使用BEA公司的JOItTexeduo与大集中后台交换中心实现数据交换.
6后台管理子系统主要用来建立网银系统的运行环境,对整个运行环境的参数进行设置,提供查询、统计报表、银行通知、管理员维护等功能.
该子系统主要针对网银中心系统管理员,用Java实现,通过JDBC存取数据库.
7通讯网关该网关硬件上采用大内存的PC机体系结构,操作系统为UnixWare7.
0,BEA公司的Jolt和Texeduo都安装在该网关上.
通讯应用程序由网银主控平台完成,应用服务器Websphere通过通讯网关上的JoltServer调用TexeduoService实现与大集中后台交换平台进行数据通讯.
8主控平台主控平台运行于IBM公司的Websphere产品之上,该平台的主要特点是:所有交易由主控平台统一处理调度,提取公共处理,定制调用处理;数据描述层通过配置实现,无需根据交易定制编程.
图1主控平台结构主控平台采用Servlet(服务器端小程序)实现,负责接收客户浏览器提交的请求.
根据交易配置参数表中设置的处理流程调度各个主控平台组件完成用户交易处理,产生输出页面返回.
其处理主要包括:输入、输出页面处理;完成各种公共合法性检查;实现网银系统与后台交换中心的数据通讯.
对于与应用逻辑相关的交易处理,平台通过调用公共处理模块与交易的特殊处理模块共同实现.
各部分功能描述如下:①输入处理模块.
根据交易参数配置表中设置的输入页面名称、输入参数对用户提交的页面进行解析处理,得到的数据元素存放在输入内存表中.
输入页面以静态页面的方式定义.
②输出处理模块.
将输出内存表中的数据元素按照交易参数配置表中设置的输出页面名称、输出参数属性组织输出到指定页面.
输出页面以静态页面方式定义.
③安全控管模块.
对用户的SESSION和证书的合法性、帐户签约服务以及帐户状态进行校验.
④通讯处理模块.
根据交易配置文件中设置的DF(数据流)名称、报文格式定义将数据元素按报文格式组织发送到后台交换中心.
⑤公共处理模块.
应用系统中所有交易的公共处理.
⑥交易处理模块.
由主控平台调用,一个交易中个性化部分需要编码实现.
⑦错误处理模块.
负责处理交易模块中抛出的各种错误信息.
⑧平台数据库表.
是整个平台的运行支柱,定义整个系统运行使用的数据字典、主机交易、页面属性、处理属性、交易配置文件.
该系统平台还使用有效性检查表对交易上下文相关性进行检查,同时还存放与后台通讯的报文数据元素.
四、网上业务系统的实现1采用改进MVC设计模式在设计时要保证系统的扩展性,当有新的业务或现有业务规则调整时能够容易实现.
采用改进MVC(Model-View-Control)设计模式对此应用系统进行划分,并最终以三层应用方式进行部署,即Bean,Task,Services三层部署.
9293视图View部分由一组JSP页面组成;控制Control部分获得用户请求,然后依据客户请求调用模型提供的功能,在本系统中由Task和Services实现;模型部分封装了系统的数据及业务规则,在本系统中由一组Beans组成.
2使用SessionFacade模式为了避免当EJB或者是业务逻辑发生变化的时候,应用的客户端也发生改变.
因此,使用SessionFacade模式,把客户端和它们使用的EJB分割开.
这种模式通过关.
使用此设计流程的好处是,客户端的逻辑变得非常简单,所有的服务器端的实现细节都对客户端隐藏,在改变发生后,客户端不用重新发布,同时它还可以减少网络数据传递,减少客户端与EJB之间的通信和依赖.
3使用Struts框架使用框架来构建此系统.
在框架中,JSP用于前端显示,Servlet用于控制,Action用于处理前端页面JSP发来的请求,请求参数通过ActionForm进行传递,Action在获得请求后通过调度业务系统提供的facade会话Bean做处理,最后将处理结果转发到相应的JSP进行展现.
五、结束语网上银行业务给银行带来机遇的同时,也给银行带来了挑战.
我国网上银行业务的开展起步较晚,对相关风险的认识还有待进一步深化,特别是对技术相关的风险缺乏足够的认识,还没有制定出一套行之有效的风险管理措施.
因此,从商业银行的角度来看,还有待进一步摸索开展网上银行业务的经验.
银行必须针对风险制定切实有效的风险管理措施.
因此,如何对网上银行业务施行科学的、有效的、有针对性的监管,这是摆在银行面前的一大课题.
参考文献:[1]陈静,刘永春.
网上银行-技术风险及其管理[M].
北京:人民出版社,2001.
[2]胡汝能.
民生银行网上银行系统的开发.
《中国金融电脑》2001年第7期P21~P23.
[3]汤子瀛,哲凤屏,汤小丹,王侃雅.
计算机网络技术及其应用[M].
成都:电子科技大学出版社,199794基于SMS的空间信息采集系统黄兴荣1,2,潘瑜春2,汪梅1,王明芳1,(1.
西安科技大学自动化系,西安,710054;2.
国家农业信息化工程技术研究中心,北京100089)摘要:介绍了一种基于GSM公用网SMS短消息业务的远程无线空间信息采集系统的设计和实现,并对其工作原理、体系结构、硬件构成、工作流程、软件设计等进行了论述.
该系统实现了空间数据的实时采集和远程传输,有效解决了精细农业中农田地块局部对象实时更新问题;对其它远程数据传输、采集系统有一定的实用价值.
关键字:SMS、GPS、实时采集、实时更新引言在精细农业中,快速、有效采集和更新影响作物生长环境的空间变量信息,是实践"精准农作"的重要基础[1].
全球定位系统(GPS,GlobalPositioningSystem)是具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统.
目前,GPS技术已被广泛运用于精准农业领域中.
结合稳定、可靠的GPS和灵活、方便的掌上电脑(PDA),实现农田空间数据与属性数据的采集、更新,为精细农业实施提供必要的信息基础,成为一种趋势.
通信问题是无线数据采集中遭遇到的一个瓶颈.
现在,随着第三代移动通信技术(GSM网)为平台的各种业务的不断拓展,尤其是其中的短消息业务SMS(ShortMessageService),以其低廉的价格、可靠的传输性能、较高的传输效率得到广大用户的青睐.
短消息服务(SMS)为移动数据采集设备间的通信提供了一种实现方案,通过它可以将现场采集到的数据不经过任何干扰、实时的进行交互[2].
本文所介绍的基于SMS的空间信息采集系统就是基于此开发完成的.
一、GSM及其短消息业务GSM系统是目前基于时分多址技术的移动通讯中比较成熟、完善,且应用最广泛的系统.
目前已建成的覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通讯网是我国公众移动通讯网的主要方式.
GSM短消息是移动通讯部门利用GSM网路在提供电路交换的各种电信业务和承载业务之外提供的基于数据分组交换的一项增值业务.
SMS以数字蜂窝终端发送和接收字母数字消息的功能为基础,使用SS7信令信道来传输数据分组,在无业务信道呼叫时使用独立专用控制信道(SDCCH),有业务信道呼叫时使用慢伴随控制信道(SACCH).
因此允许用户在做一个话音或数据呼叫的同时接收一个文本消息.
同时,SMS是目前GSM网内唯一采用分组方式的数据业务,一个活跃移动台能够在任何时候发送和接收一个短消息的传输协议数据单元(TPDU),不管当时业务信道上是否有正在进行的话音和数据呼叫.
值得一提的是GSM短消息的传递是有保证的,即使一个目的蜂窝终端不可达(比如关机或不在服务区内),网路也会保留发给它的消息并当该蜂窝终端重新出现在网路中时传递.
短消息可以传送的最大消息长度为140个字节或160个字母数字[3].
图1.
系统技术路线图地块对象实时更新单个或多个地块对象的数据文件或数据流实时采集地块空间信息SMS服务二、系统工作原理与其体系结构1工作原理本系统的技术路线如图1所示.
通过实时获取、分析、处理和传输单个或多个地块的空间信息,生成作为更新数据源的单个或多个地块数据文件或数据流,通过在GIS平台或数据集中导入数据文件或数据流,从而实现更新地块信息.
我们所采集农田空间信息来自GPS接收机所接收的GPS数据,我们选择收星个数大于4(GPGGA格式获得)时且信号为有效时(GPRMC格式获得)的数据为可用信号,提取其中的动态位置、定位时间等作为采集数据(大约40个字符).
在实践中,要求实现以地块为单位来采集、打包其GPS数据,并需要在其GPS数据后添加该地块属性数据(地块编号).
一般的SMS可以传送总量为140个字节或160个字母数字的信息,这样就给我们提供了在GPS数据后添加农田属性数据的空间,并且仍会留有一定空间用来添加必要注释或向控制中心发送的请求,通过编码由无线Modem发出.
具体实现时,数据采集端将短消息发送到GSM基站,基站转发短消息发送到短消息服务中心(SMSC)进行处理,SMSC根据短消息点对点协议(SMPP)将短消息发送到系统的中心控制端中,地块对象数据文件或数据流被导入GIS平台中,使得采集的空间信息图形化,能够更直观、更形象化的表达地块空间信息.
同样的过程,中心控制端可以响应数据采集端发回的信息,并进行分析后向数据采集终端发送命令,引导其采集重要地块的空间数据,降低采样的盲目性和减少用于SMS服务的支出.
2体系结构基于SMS空间信息采集系统为二级网络结构:中心处理控制端和移动数据采集端.
其系统95体系结构图如图2所示.
其中,中心处理控制端是整个系统的上位机部分,主要是由工业控制计算机、无线Modem、相应的后台GIS平台和数据库组成.
它通过无线Modem与移动数据采集端双向通信,从而GPS信息等数据进行实时采集、分析和处理,以实现远程采集.
移动数据采集端是系统的下位机部分,主要由掌上电脑(PDA)、GPS接收机、无线Modem等组成.
它通过GPS接收机采集现场的空间变量信息,送入掌上电脑中进行分析、处理,然后启动无线Modem,及时向中心处理控制端传送空间信息.
图2.
系统体系结构图三、系统功能结构与实现1系统功能结构本系统的移动数据采集端由GPS数据采集模块、数据处理模块和GSM通讯模块组成.
其中GPS数据采集模块完成对定位数据的读取、校验;数据处理模块采集到的数据进行编解码、筛选、存储、打包;GSM通信模块实现数据的远程发布和命令接收.
中心控制端主要由GSM通信模块、数据处理模块和GIS实时更新模块组成.
系统功能结构如图3所示.
图3.
系统功能结构图2系统实现系统的软件设计包括:下位机软件设计;上位机软件设计;下位机与上位机通信软件设计.
在下位机采用EmbeddedVisualC++3.
0完成程序开发;在上位机采用MicrosoftVisualBasic6.
0完成.
以下仅介绍几个核心部分:GPS9697数据采集模块、GSM通信模块、数据处理模块和GIS实时更新模块以及相应开发的关键技术.
1)GPS数据采集模块GPS数据采集模块主要功能包括:1.
GPS实时通讯;2.
提取有效的NMEA数据.
GPS接收机以标准RS-232串口和串行通讯协议和PDA进行通讯.
VisualC++对于串口的操作是通过读取文件的方式来完成的,利用Windows通信API进行编程,不用对硬件直接进行操作.
为了避免发生线程冲突,这里创建工作者线程专门监视串口的输入[4].
通过API函数ReadFile将完整的GPS数据存入缓冲区,并转换为字符串,交给数据处理模块进行解析、筛选、保存.
GPS数据采用标准输出格式NMEA-0183,我们选取GPGGA和GPRMC两种语句格式作为有效性的判断依据.
提取字符串中以"$GPGGA"为帧头的语句中第7个参数(收星个数)大于4,且以"$GPRMC"为帧头的语句中第2个参数(可用标志)为"A"时的数据为有效信号.
读出此信号中的定位信息、定位时间、定位日期,留作与中心处理控制端交互或就地保存.
2)GSM通信模块本系统采用Siemens公司的无线通信GSM模块TC35i,可以快速安全可靠地实现SMS短消息服务.
TC35i使用AT指令集工作,这使得对于硬件的操作变得相对容易.
在SMS模式下,TC35i同时支持文本(TextMode)和PDU(ProtocolDescriptionUnit)两种接入协议.
在此,选择其中的PDUMode,可以使用任何编码方式,适合空间信息的传输.
在PDUMode下,短消息经过十六进制编码后被传送.
PDU相当于一个数据包,它由构成消息(SMS)的信息组成.
作为一种数据单元,它必须包含源/目的地址、保护(有效)时间、数据格式、协议类型和正文,正文长度可达140字节,它们都以十六进制表示.
PDU结构根据短消息由移动终端发起或以移动终端为目的而不同.
每条消息可以发送140个字节,由于本系统中最长的数据串没有超过140个字节,因此数据均可以用一条消息来发送[5].
利用相应的AT指令来完成短消息的发送和接收.
用得较多的指令有:(1)设置短消息中心AT+CSCA;(2)设置短消息发送格式AT+CMGF;(3)发送短消息AT+CMGS;(4)设置新短消息到达提示AT+CNMI;(5)读取短消息内容AT+CMGR;(6)删除短消息AT+CMGD.
基于中心处理控制端接收到的数据条目比较多的考虑,采取收用一条信息后立刻将其存到工业控制计算机中,同时删除SIM卡中的消息的方式保证接收数据实时性,避免发生堵塞.
3)数据处理模块数据处理模块主要功能如图4所示:1.
对GPS数据的解析和筛选;2.
对GSM短消息的编码、解码;3.
数据存储(定位数据和地块编号).
对GPS数据的解析和筛选相对简单,NMEA-0138格式中靠","来分割各个字段,所以以它为标志各自提取就可以得到需要的数据.
数据的存储采用文本的格式,即(*.
TXT),因为这种格式能很方便的转换为其他格式的数据以备处理.
GSM短消息的编、解码相对复杂.
消息为英文(TextMode)需要将8位编码(ASCII码)转换为7位编码(GSM字符集);消息中包含中文时(PDUMode)需要将GB2312中文编码转换为Unicode编码.
反之为解码[2].
图4.
数据处理模块功能结构图4)GIS实时更新模块在中心控制端的GIS平台中,以农田地块的遥感影像为背影,通过导入文本格式或其它格式的地块对象的数据文件、数据流,实时采集的地块空间信息被实时图形化,非常形象、直观.
实现了空间信息"实时采集、实时更新".
四、结论PDA的方便、灵活性,GPS定位与GSM网络的可靠性、稳定性,为系统提供了必要的前提,使得系统运行可靠,为农田地块的空间数据的快速采集提供了解决方案,现场与后台间真正实现了"实时采集,远程传输,实时更新".
在此基础上,我们应该进一步的开发和利用,以期在精细农业中发挥更大的作用,也可推广运用到其它行业中.
参考文献[1]汪懋华.
"精细农业"发展与工程技术创新[J].
农业工程学报.
1999,01.
[2]刘刚,邢一春,张立梅.
基于掌上电脑的田间数据无线采集系统的研究.
数字农业与农村信息化学术研讨会文集.
2005[3]程媛,魏丰.
基于GSM短消息的电能量采集系统[J].
微型机与应用.
2004,23(6)[4]微软公司.
WindowsCE通信指南[M].
北京大学出版社.
1999,09.
6~22豐[5]Siemens,Inc.
AT-CommandsforGSM-EngineTC35,20019899基于Java的数据库应用系统开发欧阳宏基(西安科技大学计算机科学与技术系,西安710054)E-mail:oyhj_nicholas@163.
com摘要:随着Java语言的广泛应用,利用Java开发数据库应用系统已成为可能.
本文介绍了4种不同类型的JDBC驱动程序,分析了它们的优、缺点.
并对Java语言开发数据库应用系统的具体步骤进行了详细的叙述.
关键词:JDBC;java;数据库应用系统ExplorationofDatabaseApplicationSystemBasedonJavaOuyangHongji(Xi'anUniversityofScienceandTechnologyComputerScienceandTechnoloyDept,Xi'an710054)E-mail:oyhj_nicholas@163.
comAbstract:ItispossibilityofusingJavalanguagetoexploredatabaseapplicationsystembecauseofwidespreaduseofJavalanguage.
ThisarticleintroducesfourdifferentkindsofJDBCdriversandanalyzestheirmeritsanddemerits.
Then,describeshowtoexplorethedatabaseapplicationsystemwithjavalanguageindetails.
Keywords:Java;JDBC;DatabaseApplicationSystem引言Java语言是SunMicroSystems公司于1995年正式命名并推出的一种面向对象的编程语言-OOP(ObjectOrientedProgramming).
用它开发的系统"Writeonce,Runanywhere"的特色以及程序开发设计时所体现出的面向对象的思想深深地触动着人们.
Java在两个方面改变了编程的过程.
第一,Java集成了有利于编制Internet程序的特性.
应此,Java是世界上第一个真正为Internet准备的语言.
第二,Java发展了计算机语言的精髓.
例如,它重新定义了对象,改进了异常处理,完全集成了多线程,并且创造了一种可以运行在多种不同平台之上的可移植对象代码-字节码.
一、JDBCDriver介绍JDBCDriver有4种类型:Type1与Type2相似,都是利用现有数据库连接的函数库,再通过与JDBC100Bridge的方式,来实现数据库连接的目的;Type3与Type4则是属于PureJava的JDBC驱动程序,即数据库连接函数库是利用Java写成的.
下面对各类型详细说明.
1Type1—JDBC-ODBCBridgeplusODBCDriver这种运行方式在开始之前必须先创建数据库ODBC连接,然后再利用JDBC-ODBCBridge驱动程序,通过ODBC连接数据库.
这种方式通常用在实验、测试阶段以及没有其他类型的驱动程序时使用.
优点这种类型是一开始学习JDBC不错的方式.
另外有些公司在用户的每一台计算机上,都已经设置了ODBC连接,原因可能是旧有的应用程序需要依靠这些ODBC设置来连接数据库,如此就可以直接使用不用再做设置.
最后,有一些数据库只有ODBC连接方式,别无其他选择.
缺点要进行ODBC的连接,当项目很大或者用户很多时,维护ODBC连接是一件很麻烦的事.
由于需要在JDBC与ODBC之前做数据传递及转换,会浪费很多时间.
而且许多功能受到ODBC驱动程序的限制,也不完全支持Java的特点.
2Type2-ANative-APIpartlyJavatechnology-enableddriver这种驱动程序的运作方式与Type1十分相似,它是由Java程序代码所组成.
但是在访问数据库时,是利用数据库所提供的特别的函数库来完成的,Java利用本地函数的机制与这些函数库沟通.
许多关系型数据库管理系统例如Oracle、DB2、Sybase和Informix等,都提供这类的函数库,当有这些函数库时,利用这种方式的驱动程序与数据库沟通是不错的选择.
不过有一点要特别注意的是,这种方式与Type1一样,就是在用户的机器上必须有这些函数库的存在.
优点这种驱动程序在性能上比Type1的要好很多.
由于Java是利用本地函数的机制与数据库驱动程序的函数库沟通,所以在效率上比较高.
另外函数库多半由数据库厂商提供,数据库厂商通常会针对自己的数据库作最佳比,所以比ODBC要快上许多.
缺点最大问题与Type1类似,用户必须有JDBC驱动程序以及数据库驱动程序的函数库,而且不同的数据库有不同的驱动程序,何况有时驱动程序会作版本更新,维护也很花时间.
1013Type3-PureJavaDriverforDatabaseMiddleware首先这种驱动程序必须有一个中间层服务器(Middlewareserver).
当用户要与数据库沟通时,会利用JDBC与中间层服务器连接,而中间层服务器会将JDBC的调用转换成数据库的协议并调用数据库,最后在将数据库的返回值转换成JDBC的格式返回给用户.
如此以来就不需要设置ODBC的连接或者是数据库连接的函数库了.
我们可以利用中间层服务器来控制所有与数据库连接的设置.
优点用户端不需要作任何的设置或者安装一些函数库,而且只需要连接中间层服务器,通常这种类型的驱动程序的容量比较小一些.
如果你想利用Applet写数据库应用程序,笔者认为这种方式最佳.
缺点必须要有中间层服务器,所以通常需要购买.
再者中间层服务器的性能、稳定性和能力都是要好好考虑的问题.
4Type4-Direct-to-DatabasePureJavaDriver这种类型的驱动程序算是真正的JDBC驱动程序.
应为它完全是由Java所完成的,包括数据库的各种网络与沟通协议.
由于目前JDBC的蓬勃发展,几乎所有的数据库厂商都提供了这种类型的驱动程序,甚至有些公司专门在制作这种驱动程序,强调轻巧以及高性能.
优点基本上这种类型的驱动程序是这四种里最好的,也能够完全支持JDBC所有的特点.
使用时不必事先安装任何的函数库或者作任何设置.
缺点不同的数据库需要不同的驱动程序.
二、Java数据库应用系统的实现笔者用Java(TM)2SDK,StandardEditionVersion1.
4.
0版本为开发工具,结合Java2程序语句及java.
sql包,介绍一下Java数据库应用系统开发的具体实现步骤、方法等.
1设置数据库连接笔者用微软的Access2000作为数据库服务器,数据库驱动器选择JDBC-ODBC桥接器方式.
为此需要设置32-bitODBC的数据源,相信读者都用其他语言(例如Delphi)开发过数据库应用系统,其ODBC数据102源的设置方式相同,这里就不在详述.
假设我们已经设置好了数据源(具体为student.
mdb).
首先要引进所需的JDBCpackage,例如:importjava.
sql.
*;用Class类中的forName()方法装入JDBC驱动器,以JDBC-ODBC桥接器方式为例,装入JDBC驱动执行的语句为Class.
forName("sun.
jdbc.
odbc.
JdbcOdbcDriver").
建立桥接器时可能发生异常,所以必须捕获这个异常.
所以建立桥接器的标准方法是try{Class.
forName("sun.
jdbc.
odbc.
JdbcOdbcDriver");}catch(ClassNotFoundExceptione){}2连接到数据库首先使用包java.
sql中的Connection类声明一个对象,再使用类DriverManager调用它的静态方法getConnection()创建这个连接对象.
为了能和数据源student交换数据,先建立Connection对象如下:Connectioncon=DriverManager.
get_Connection("jdbc:odbc:student","oyhj","nicholas");其中"oyhj"为数据源的Loginname,"nicholas"为数据源的Password.
如果没有为数据源设置Loginname和Password,那么连接形式如下:Connectioncon=DriverManager.
get_Connection("jdbc:odbc:student"建立连接时应捕获SQLException异常.
3发送SQL语句并处理查询结果首先使用Statement声明一个SQL语句对象,然后通过刚才创建的连接数据库的对象con调用createStatement()方法创建这个SQL语句对象.
try{Statementsql=con.
create_Statement();}catch(SQLExceptione){}executeQuery()和executeUpdate()方法是Statement接口的主要方法.
executeQuery()方法执行103一个SQL语句(如SELECT语句)并查询返回给一个ResultSet对象.
executeUpdate()方法执行一个SQL语句(如INSERT、UPDATE、DELETE语句等)并更新数据库.
有了SQL对象后,就可以调用相应的方法实现对数据库的查询和修改.
并将查询结果放在一个ResultSet类声明的对象中,也就是说SQL语句对数据库的查询操作将返回一个ResultSet对象:ResultSetrs=sql.
executeQuery("SELECT*FROM学生信息表");ResultSet对象实际上是一个管式数据集,它一次只能看到一个数据行,使用next()方法走到下一行.
获得一行数据后,ResultSet对象可以使用位置索引(第一列使用1,第二列使用2,等等)或使用列名称,以便使用getxxx()方法获得字段值.
如表2.
1所示.
表2.
1ResultSet对象的若干方法返回类型方法名称booleannext()bytegetByte(intcolumnIndex)DategetDate(intcolumnIndex)doublegetDouble(intolumnIndex)floatgetFloat(intcolumnIndex)intgetInt(intcolumnIndex)longgetLong(intcolumnIndex)StringgetString(intcolumnIndex)bytegetByte(StringcolumnName)DategetDate(StringcolumnName)doublegetDouble(StringcolumnName)floatgetFloat(StringcolumnName)intgetInt(StringcolumnName)104longgetLong(StringcolumnName)StringgetString(StringcolumnName)三、结束语要进行Java数据库应用程序的开发,需要具备多方面的技能,包括熟练掌握数据库驱动程序、SQL(结构化查询语言)以及java.
sql包所包含的类、接口等.
随着Java技术和数据库技术的不断完善,利用Java技术开发数据库应用系统是未来的发展方向.
参考文献[1]耿祥义,张跃平.
Java2实用教程(修订)[M].
清华大学出版社,2001[2]萧仁惠,陈锦辉.
JDBC数据库程序设计[M].
中国铁道出版社,2004[3]庄幸隆.
Java程序设计-EJB、XML与数据库[M].
清华大学出版社,2003105多媒体课件的开发制作及其在教学中的应用计宏1王永宾2赵曼3(1西安科技大学网络中心陕西西安710054;2西安科技大学电气与控制工程学院陕西西安710054;3西安科技大学通信与信息工程学院陕西西安710054)摘要:与传统教学模式相比,多媒体课件有其超强的链接各种信息的集成能力、交互能力强、形式生动有趣、易干使用等特点优势,使其广泛应用于教学中,发挥了极其重要的作用,推动了教育改革的步伐.
本文叙述了多媒体课件的特点、开发制作方法,并谈到了教育工作者在制作和使用多媒体课件中的作用.
关键词:多媒体课件素材教学引言随着我国综合经济实力的飞速提高及计算机技术的普及,各个高校积极改善传统教育模式推广使用,基于计算机硬件的多媒体课件,使其成为传统授课模式的有益补充,推进教育改革的发展,使教育向信息化迈进.
多媒体课件教学使教学内容由抽象变为直观,化繁为简,化难为易,有利于学生理解和掌握,大大提高了教学效率[1].
一、多媒体课件的特点要掌握多媒体课件的开发制作方法,要首先了解其特点.
多媒体课件具有融文字、图像、声音、动画等多种媒体信息于一体的特性、超强的链接各种信息的集成能力、以及相对于传统的教育技术媒体所不具备的多样性、交互性等特点优势.
多媒体的核心是计算机,通过它产生、集成、存储和运用多媒体.
其特点如下:(1)交互能力强.
多媒体技术的应用使学生不再仅仅被动地接受知识,而且可以发挥主观能动性积极参与学习过程,大大提高了学习积极性.
(2)形式生动有趣,容易激发学习兴趣.
(3)易干使用.
多媒体课件界面简捷明了,操作方便,可以允许学生自己控制学习进度.
(4)便于观察各种现象,以加深理解、增强记忆等[2].
二、多媒体课件的制作1多媒体课件运行的硬件配置及开发工具制作和运行多媒体课件需要用一台CPU为486dx-66以上,内存不小于16M,硬盘大于21G的pc电106脑.
配有声卡、音箱、光盘驱动器等.
有条件的话,可配备视频捕捉卡和彩色扫描仪,视频捕捉卡用来采集录像机、摄像机等影像设备上的动态图像,扫描仪用来将照片、图片"输入"到计算机中[8].
多媒体应用软件的开发工具,如:Authorware、PowerPoint、photoshop、3DMAX等[6].
Authorware基于图标的开发环境使得无论是专业的多媒体程序员还是一般的计算机用户都能开发出生动漂亮的多媒体作品来.
由于具有强大的功能,所以,Authorware多媒体开发工具已被广泛地应用于教学和商业领域,不过,要熟练使用Authorware,必须要掌握计算机的基本操作.
对于非计算机专业的教师来说,对计算机操作不算熟练的情况下,可选择PowerPoint.
PowerPoint的操作极其简便,系统提供的模板和各种具体的提示可在不长的时间之内制作出美观的多媒体课件.
2制作和运行多媒体课件的操作系统平台考虑到课件的通用性,无论是对多媒体课件的开发制作还是运行,一般都使用目前主流的操作系统win98、win2000和XP[5].
视频播放系统可使用WindowsMediaplayer或安装其它性能稳定的播放工具.
3多媒体课件内容总体框架设计根据教学内容,明确要实现的教学目标,以及实现教学目标的途径——教学策略的分析,确定课件的框架和表现方法;进行课件的总体设计.
4脚本编写脚本是多媒体课件设计思想的具体体现,为多媒体课件的制作提供直接的依据.
它包括知识单元的划分,即知识单元所包含的屏幕数和各屏幕之间的关系;屏幕的设计,即屏幕版面设计、显示方式设计、文字的设计、颜色搭配设计、屏幕的修饰美化;链接关系的描述;制作脚本卡片的填写.
脚本的编写设计过程就是一个创意过程,创意的好坏取决于对教学内容的理解程度以及制作人水平,对课件的最终质量有很大的决定作用.
5多媒体课件素材的收集与选择多媒体课件是由一系列多媒体素材有机整合在一起的,可以说没有素材,做课件就相当于是"空中楼阁".
因此,多媒体素材是制作多媒体课件的基础[5],多媒体课件的质量与素材直接相关.
多媒体素材包括文字素材、动画素材、视频素材、音频素材、图形素材等.
(1)文字素材:在多媒体课件中,文字是非常重要的一种素材,它的主要在于说明多媒体课件教学内容、107名称、目录、注释、提问、帮助信息等,艺术化的文字还起着美化版面的作用.
在多媒体课件中,文字设计必须准确、简练、画龙点睛、布局合理、美观大方.
中文Windows中只有宋体、黑体等很少几种字体,为了课件中文字信息的美观多样,应在Windows中尽可能多地安装一些中文字体[8].
(2)动画素材:多媒体课件中使用动画能够增色不少,常常关系到对课件印象的好坏.
常见的做二维动画的软件有AnimatorPro,三维动画多用3DStudio、3DStudioMAX,两维变形动画多用Morph等.
动画是用计算机制作的动态图像,它的常见格式有*.
flc文件、*.
gif文件(常用于网页制作)、*.
swf文件(Flash文件)等.
(3)视频素材:是指在多媒体课件中播放的一种既有声音、又有活动画面的文件,视频素材的来源大多是VCD或DVD,一般通过视频捕捉卡,用VideoforWindows的工具VidCap和VidEdit采集和编辑.
(4)音频素材:获取音频素材的方法和途径很多,其中包括:从现有的声音素材库中选取;在声卡输入端接入麦克风或其他声音输入设计,用Windows的录音机(SoundRecorder)进行录音和编辑;直接从CD盘上采集.
(5)图形素材:处理图形图像的软件最常用的有Photoshop、CorelDraw、Photostyle、iphotos等.
实践中常用的图片浏览器有ACDsee等.
或从网络上获取图片、通过扫描仪获取图片、捕捉DVD上的图象.
6素材的编辑与整合多媒体素材是多媒体课件的基本元素.
课件的创作过程实质上是按照预定的教学目标,根据脚本设计的要求,利用创作工具把各种媒体素材整合创作为一个具有交互性的教学课件.
课件完成以后,还要经过试运行检验和使用评价,必要时还要作修改与完善.
能否达到预想的效果,取决于所用的创作工具和创作者对软件使用的熟悉程度.
7打包压盘多媒体课件是供教学使用的实用软件,制作多媒体课件的最终目的是在教学上的应用,因此制作的最后步骤是将课件进行打包,拷贝到软盘或制作成光盘.
也可以根据需要把课件放在网站上,供学生在网上使用或下载后使用,成为网络共享的教育资源.
三、教育工作者在制作和使用多媒体课件中的作用广大教育工作者要明确多媒体课件对教育改革所起到的重要作用,注视把传统的教学模式与使用多媒108体课件融为一体,积极推广使用多媒体课件,使其发挥应有的作用.
另一方面,对非计算机专业的学科教师来说,计算机知识的相对缺乏,因此要花大力气学习和掌握计算机应用基本知识,从而才能制作出高质量的多媒体课件[6].
四、结束语随着多媒体技术的迅猛发展,多媒体教学课件已被大量地应用于教学,它独有的特性使其大大提高了学生学习自主性和积极性,增强了教学效果,与传统课堂教学课件相比,有其许多优势[3].
随着计算机硬件在高校的普及使用及教育改革的不断深化,对多媒体教学课件的需求将越来越大,对其质量的要求也越来越高,因此,对于教育工作者来说,要了解多媒体课件在教学中的重要作用,认真研究课件的设计原则、制作方法,制作出高质量的课件,推广其在教学中的应用.
参考文献:[1]林逢春.
浅议多媒体课件的开发制作[J].
情报探索.
2005(1):64-66.
[2]郑莉.
多媒体CAI的特点及课件开发策略[J].
计算机系统应用.
1996(5):16-17.
[3]高新民.
吴蕾.
在多媒体课件制作过程中的几点尝试[J].
中国电化教育.
1999(9):43-45.
[4]张淑清.
多媒体教学软件设计[J].
广西社会科学.
2005(1):187-189.
[5]张铭.
李虹.
多媒体课件的制作与应用[J].
计算机运用与教学.
1998(5):43-44.
[6]陈华沙.
多媒体演示课件的制作[J].
多媒体技术的应用.
1996(2):20-21.
[7]戚天雷.
李海霞.
多媒体课件设计的理论基础与应用[J].
山东师大学报.
1998(6):205-206.
[8]冯中毅.
宋金东.
多媒体课件开发软硬件概述[J].
多媒体课件开发.
1999(2):36-38.
109中图CaJS基于自组织神经网络的电缆故障识别江娟娟刘嫣杨存军汪梅(西安科技大学电气与控制工程学院陕西西安710054)摘要:准确实现电缆故障模式识别对电缆故障探测有着非常重要的意义.
作者采用自组织映射神经网络构造了电缆故障分类器的模型,实现了电缆故障的分类.
利用MATLAB神经网络工具箱函数仿真表明,所建模型能比较精确地反映电缆故障定位系统样本数据的分布,对电缆故障电阻进行有效聚类,为确定电缆故障定位的具体方法提供决策依据.
关键词:故障分类模式识别自组织神经网络分类号:TM755文献表示码:AbleFaultIdentificationBasedonSelf-organizingNeuralNetworksiangJuan-juanLIUYanYangCun–junWangMei(SchoolofElectricandControlEngineering,Xi'anUniversityofcienceandTechnology,xi'an710054China)Abstract:Itismostsignificanttorealizetheaccuratepatternrecognitionofcablefault.
Self-organizingartificialneuralnetisusedtobuildacablefaultpatternmodelandhasrealizedtheclassificationofthecablefault.
AfterusingNeuralNetworkToolboxintheMATLABsoftwaretosimulate,thismodelhasarelativelyaccurateperformanceofreflectingthedatadistributionofthecablefaultlocationsystemandrealizinganeffectiveclusteringofthecablefaultresistancestoofferadecision-makinginordertosupplypracticalmethodstoconfirmthelocationofthecablefault.
Keywords:faultclassification;patternrecognition;self-organizingartificialneuralnetwork引言对于电力电缆故障的探测一般要经过诊断、测距、定点三个步骤.
首先是对电力电缆故障性质的诊断,即确定故障的类型与严重程度,以便于测试人员对症下药,选择适当的电缆故障测距与定点方法.
而近年来模式识别已成为电缆故障预测与定位的一种重要手段.
不同学者分别提出或应用BP网络、径向基函数神经网络和小波神经网络等对各基金项目:陕西省科技厅科技攻关基金项目(2003K06G19)作者简介:江娟娟(1981-),女,安徽芜湖人,硕士研究生.
刘嫣(1982-),女,陕西西安人,硕士研究生.
杨存军(1974-),男,陕西宝鸡人,硕士研究生.
汪梅(1965-),女,安徽金寨人,教授,硕士研究生导师类故障进行监督诊断分类,研究表明,分类精度在很大程度上得到了提高.
然而,它们的分类精度同样依赖于网络训练样本(教师信号或目标输出)的选取,除了在算法上改进外,都在一定程度上限制了神经网络的发展,同时像BP网络等存在网络训练速度慢、不易收敛到最优等缺点.
自组织神经网络是一种不需要教师信号(无监督)的网络,它通过对输入信号的学习而直接进行聚类识别诊断.
作者将利用Matlab神经网络工具箱构建自组织神经网络来分类电缆故障,希望在没有教师信号的同样能实现分类.
110一、自组织神经网络及学习算法概述1自组织神经网络自组织神经网络本质上是一种无监督分类,可以较好地完成聚类任务.
而Kohonen自组织神经网络是自组织神经网络的典型代表.
Kohonen根据大脑神经系统特点,提出自组织特征映射模型(Self-organizingFeatureMap).
他认为一个神经网络在接受外界输入模式时,会自适应地分为不同的区域,各个区域对输入模式有着不同的响应特征.
各个神经元连接权值具有一定的分布,其中它们间的相互刺激作用则由近到远逐渐减弱.
每一个神经元节点对应于一个聚类中心,得到的聚类之间保持一定的关系,就是在自组织网络节点平面上相邻或相隔较近的节点对应的类别,其间相似性大于相隔较远的类别,因此可以根据每个类别在节点平面上的相对位置进行类别合并以及分析类别之间的相互关系,具体规律可由其算法表现出来.
2自组织学习算法1)权值初始化并选定邻域的大小;2)输入模式(表1所示);3)计算空间距离,式中是t时刻i节点的输入,是输入节点i与输出节点∑==10)([Niijtxd)w2)](ijtw(tiijxj的连接强度,为输入节点的数目(在图1中由Nndist模块实现);4)选择节点,它满足mind;*j*j≤5)按下式改变和其邻域节点的连接强度0,)],()()[()((*≤∈+=)1+Nijjtwtxttwtwijiijijη)式中(tη是时刻t学习率为时间函数.
6)返回到第(2)步直至满足(ε2)]t1002样本4闪络性故障R>1002特征1特征2样本1开路故障R=01样本2低阻故障R0,aττ由此公式可以看出小波分析是将信号分解成一系列小波函数的叠加,而这些小波函数都是由一个母小波函数经过平移和尺度伸缩得来的.
因此对信号进行小波分析的主要思想是将信号进行分解与重构.
首先将信号分解成低频与高频系数,再将这些系数进行分析、处理,最后将处理的系数进行重构.
小波包分析是从小波分析中延伸出来的一种对信号进行更加细致的分解与重构的方法.
小波包分析不但对信号的低频部分进行分解,而且对其高频部分也做二次分解.
1小波及小波包消噪步骤小波分析的重要应用之一就是用于信号消噪,其消噪的过程可分为3个步骤:(1)信号的小波或小波包分解;(2)小波分解高频系数的阈值量化,对于第一层到第N层的高频系数,选择一个阈值进行软阈值量化处理;(3)小波或小波包重构.
以上3个步骤中,最重要的是阈值量化处理,它关系到信号消噪的好坏程度.
2噪声模型染噪的电缆故障信号模型可表示为如下形式:r(k)=x(k)+e(k),k=0,1,…,n-1ε其中,r(k)为染噪的电缆故障信号,x(k)为有用的故障信号,e(k)为噪声信号,通常表现为高频信号.
3基于小波变换的消噪处理将图1仿真所产生的电缆故障信号数据通过SIMLINK的Out1模块导入MATLAB文件中;再选择MATLAB小波工具箱中提供的Daubechies小波对染噪信号进行小波和小波包消噪处理.
理论证明Daubechies小波在时频两域均具有紧支撑性及带通滤波性能,并且具有很好的均匀性.
实践证明Daubechies3小波不仅具有优良的性能,而且计算量小.
因此,文章选取Daubechies3作为小波基对信号进行分析与消噪.
利用小波对染噪的电缆故障信号消噪的运行结果如图2所示.
图2:利用小波消噪利用小波包对染噪的电缆故障信号消噪的运行结果如图3所示.
图3:利用小波包消噪图2和图3中第一个图均为原始的电缆故障信号,第二个图均为染噪的电缆故障信号,第三个图均为消噪后的信号.
从图中可以看出消噪后的电缆故障信号已经从噪声中恢复出来,消噪后的信号大体上显示了原始信号的形状,并明显地除去了噪声所引起的干扰.
三、结论用小波和小波包对染噪的电缆故障信号进行消噪处理其精度高、失真度小,不仅很好地实现了有效数据和噪声的分离,而且克服了传统消噪过程中容易出现的数据丢失问题,提高了被采集数据的分辨率,保证了数据的可靠性,为电缆故障定位系统的建模和故障点精确定位等后续工作提供了可靠的数据.
122123[1fuCy[2[3[5][6参考文献]WANGMei,HOUYuan-bin,WANGJian-ping.
Intelligentsystemofcablefaultlocationanditsdatasion[A].
IEEEProceedingsof2002InternationalConferenceonMachineLearningandbernetics[c].
Beijing.
IEEECataloNumber:2002:788-790.
]汪梅.
基于小波变换的电缆故障预测定位系统数据融合[J].
西北大学学报网络版.
2004年6月.
]汪梅.
电缆故障定位系统中的参数估计[J].
西安建筑科技大学学报.
2004年6月.
[4]吴重光主编.
仿真技术[M].
化学工业出版社.
2000飞思科技产业研发中心编著.
MATLAB6.
5辅助小波分析与应用[M].
电子工业出社,2003]李建平,唐远炎著.
小波分析方法的应用[M].
重庆大学出版.
1999124建设的探讨马广平(西安科技大学计算机科学与技术系陕西西安710054)摘要:本文介绍了校园网的概念和设计目标,讨论了组建校园网的方法和原则,并针对校园网建设中存在的关键技术问题给予了分析.
关键词:校园网;千兆以太网;分层结构随着计算机网络技术的不断发展,国家对教育的投入不断增加,我国校园网的建设发展迅速.
但是目前校园网在国内发展还不成熟,学校、媒体甚至计算机业界,对校园网都缺乏全面、深入的理解和认识,带有一定的盲目性和偏见,同时许多已建成的校园网结构并不合理,规模和应用也不完善,使得校园网的功能没有得到充分的发挥.
今后一段时期还将有很多高校和部分中学准备建设校园网,如何组建合理高效的校园网成为迫切需要解决的一项课题.
本文主要讨论校园网的设计目标、原则、建设方案以及具体实施中的一些相关问题.
一、校园网的设计目标组建校园网,就是建设一个基本能覆盖整个校园范围的计算机网络,将学校内的计算机、服务器和其他终端设备连接在一起,并通过某种网络接口连接到广域网.
目标是建设一个以办公自动化、计算机辅助教学、现代计算机校园文化为核心,以现代网络技术为依托、技术先进、扩展性强、覆盖全校主要楼宇的校园主干网络,将学校的各种PC机工作站、终端设备和局域网连接起来,并与有关广域网相连;在网上宣传和获取教育资源;在此基础上建立以满足学校教学、科研、管理和信息交流等方面的需求.
二、校园网的组建要求和设计原则1组建要求校园网覆盖整个校区,在网络性能上应该考虑以下几项要求:1)数据处理、通信处理能力强,响应速度快.
2)网络运行的安全性、可靠性高.
3)网络能够容易得进行扩容、升级和管理.
4)主干网的带宽要高,可以支持多媒体等视频业务的开展和满足数据流量不断增长的要求.
2设计原则在校园网建设的具体实施中需要注意的设计原则包括:1)坚持开放型,采用国际标准和通用标准.
2)尽量采用先进、成熟的组网技术.
3)强调实用性、并尽可能达到性能价格比最优.
4)统一规划、分布实施.
三、校园网的建设方案一个合理的校园网建设主要体现在技术方案设计,而技术方案设计主要包括:网络技术选型、网络结构设计与地址分配等;其中网络技术选型是实现校园网建设目标的核心环节,要依据学校各项应用的实际需要,把当前的需要与未来一定时期的发展结合起来;要充分了解各种网络的特点、性能和价格;要考虑学校能够投入的资金及现有的设备、局域网和其他资源情况,进行综合分析,确定符合要求的性能价格比高的网络方案[1].
图1校园网结构图1主干网络的设计目前可以选用的主干网结构主要包括以下几种:1)ATM:ATM(AsynchronsTransferMode)网络主干体系由ATM交换机互连构成.
由于ATM设备价格比较高,限制了其在校园网内的使用,但是ATM具有的能够支持传输质量控制和开展多媒体业务等优势,使它在不少场合仍得到应用.
2)FDDI:FDDI(FiberDistributedDataInterface)是一种光纤环网,采用令牌传递多址接入技术,数据传输速率是100Mbps.
FDDI的优势在于冗余性强,容错性好,缺点在于设备相对比较昂贵,并且对于校园网而言连接相对比较复杂.
3)千兆以太网:千兆交换式以太网能够为每个端口提供1G的带宽,可以满足校园主干网的需要.
它具有较高的性能价格比,并且已经获得业界广泛的支持,同时它具有良好的互操作性,并具有向后兼容性;可以从现有的传统以太网方便、平滑地升级到千兆以太网.
4)快速以太网[1]:快速以太网可以支持100Mbps的传输速率,其标准是IEEE802.
3V.
它可以支持多种电缆类型,具有良好的兼容性,移植非常容易.
并且它采用星形结构,可以比较容易地向ATM过渡.
它也具有较高的性能价格比,并且已经获得业界广泛的支持.
综合考虑网络的兼容性、先进性、开放性以及升级方便和价格等因素,我们认为可以根据校园网的规模优先考虑选择千兆以太网或快速以太网作为校园主干网的结构.
2分支子网的设计分支子网的设计应根据不同子网的性质,提供的功能选用相应的网络设备.
1251261)办公子网[1]:办公子网应能够适应管理机构网上办公的要求,主要完成数据生成、修改、查询以及进行人员资料和课程管理等工作.
办公子网与网络中心的信息通常较多,每天都要处理大量的数据,可以根据网络规模选用带有一个千兆光纤模块或百兆光纤模块的交换机.
2)多媒体教学子网:考虑到多媒体教学子网需要传输大量的视频和音频数据,不宜选用共享式的集线器,推荐使用端口数目较多的交换机作为主要设备.
只有在用户数目比较少并且对信号质量要求不高时,可以适当使用一些集线器.
3)图书馆子网:该子网的功能主要是进行文献检索、电子阅读和资源共享,由于图书、文献等多以文本方式出现,数据量不大,可以采用普通集线器作为网络节点.
鉴于图书馆与网络中心的数据量一般不大,可以采用带有百兆口的交换机.
4)宿舍子网:校园内的宿舍一般分布范围较广,但可以将位置较近的几栋宿舍楼连成一个宿舍群.
考虑到每个宿舍群的房间数目较多,需要的端口数目较多,如果采用交换机成本将很高,同时考虑到宿舍子网主要用于各个宿舍楼之间的连网,与外界的数据量不大,所以主要采用集线器,适当可以采用少量交换机.
总上所述,中心交换机作为网络数据交换的中心,直接关系到网络的整体性能,因此中心交换机的选择应主要考虑性能、功能和可扩展性.
二级交换机用于连接中心交换机和各个网络节点,它的选择应主要根据应用需求,兼顾价格和性能.
网络节点用于连接各种终端设备,应根据应用需求选择适当的交换机或集线器.
3网络结构的设计目前网络结构的设计普遍采用国际分层设计方法.
将一个大规模的网络系统分为几个较小的部分,它们之间既相互独立又相互联系,这种化整为零的做法是分层进行的.
这中分层结构包括3个层次,即核心层、分布层、接入层.
1)核心层[2]:核心层的主要工作是交换数据包,它是整个系统的核心,所以在设计时我们应尽量避免增加核心层路由器的配置复杂程度.
当设计的网络很小时通常核心层只包含一个路由器,该路由器与分布层上所有路由器相连.
2)分布层:依据就近连接的原则,为接入层提供到核心层的连接,是网络接入层的"中介",通常分布层间不提供水平连接.
它主要设计目标是:隔离拓扑结构的变化、控制路由表的大小.
3)接入层:接入层是用户接入网络的入口,为本网段的终端节点提供方式灵活的网络接入,然而也成了黑客的入侵门户,因此在设计时因采取包过滤策略来提供本地安全性.
4地址的分配127地址分配策略好坏直接影响到网络的可靠性、稳定性和可扩展性等重要性能,所以在设计时应该充分考虑对路由表的大小和拓扑结构变化后,相应信息所必须传输的距离的影响.
一般以"是否便于聚合"为分配原则.
通常有4种分配策略[3]:1)按申请顺序分配:该方法因在设计时无须规划,所以在网络规划中最常见,但是一旦网络规模发生变化后,就会表现出可管理性差、不宜扩展等弊端.
2)行政结构分配:这种方法比较适应机构组织按地域来划分,否则也会表现出不良的扩展性.
3)按地域位置分配:这种方法虽能达到一定的聚合性,但这需要在设计前进行周密的规划,其相当复杂,一般也不具备良好的扩展性.
4)按拓扑结构分配:该方法在大规模的网络中能大大减小路由表的大小,同时也具有比较好的扩展性.
但是在都是在牺牲一定聚合性的前提下换来的.
综合考虑各种因素,现一般都采用按拓扑结构分配与其他方法的组合.
校园网通常采用拓扑结构分配与行政分配结合的方法.
四、网络安全随着校园网技术的不断发展,人们已认识到只在网络的某些层次或某些环节应用安全技术的做法根本不能保障网络的安全.
必须在网络的所有环节和层次制定安全标准、采取安全措施,使入侵者必须经过多到防线的阻击、多种权限的限制,也只能有限的进入网络的局部,从而将对网络的破坏将到最小.
具体在外网,通过硬件能够很好的控制用户的内部网络和外部Internet之间的访问如部署龙马-300,还可以在内部网的关键节点进行不同安全区域间的分割,建立多层次的安全保护体系.
内网的安全策略,利用交换机的MAC地址过滤功能,对局域网的访问提供链路层的安全控制.
一般来说局域网交换机具有MAC地址过滤功能,通过在交换机上对每个端口进行配置,可以禁止或允许特定MAC地址的源站点或目的站点,从而实现各站点之间的访问控制.
五、结论校园网的建设需要考虑的因素很多,不但涉及许多技术问题,而且包括网络设施、应用平台、信息资源、专业应用、人员素质等众多成份的综合化以及信息化教学环境系统的建设.
我们在实施校园建设中,需要做好调查研究、统筹规划、合理设计和精心组织,只有这样才能组建一个性能可靠技术先进、功能丰富的校园网系统.
参考文献[1]虞和洵.
校园网的建设与管理.
东南大学出版社[M],1997128[2]邵军力.
校园网计费系统的设计与实现[J].
军事通信技术,1999,20(2):[3]张炜.
校园网设计与远程教学系统开发[M].
人民邮电出版社,2003129基于BUCK变换器的开关电源的设计制作任远侯媛彬(西安科技大学,陕西西安710054)摘要:本文设计并制作了一种基于BUCK变换器小功率的25v/5v开关电源,探讨了电源制作的基本思路及制作电源的具体方法、步骤,经测试制作的开关电源误差小于1%.
关键字:电压PWM控制芯片变换器开关元件在工矿企业、家庭、学校等各种各样的环境、条件下,我们需要各种不同体积、不同作用、不同精度的电源,当然大部分要求较高的场合会直接使用买来的电源设备,但家庭、学校免不了会用到自制的电源或者说需要自己制作电源.
那么如何制作我们所需要的电源呢一、确定制作电源的目的及该电源将要实现的功能我们应该知道需要进行的是交流-交流变换、直流-直流变换、还是交-直流变换.
那么依据此例,我们就知道将要制作的是直流-直流(DC-DC)变换的开关电源了.
二、应当考虑要通过怎样的方式来达到变压的目的根据我们已有的电路知识把直流电压变换为另外数值的直流电压最简单的办法是串联一个电阻,这样不涉及变频的问题,但显得很简单,最大的问题是效率低.
这样就要另外理出一条思路:用一个半导体功率器件作为开关,使带有滤波器(L或/和C)的负载线路与直流电压时通、时断,则负载上也得到另一直流电压,这种DC-DC变换器中的开关都在某一固定频率下工作,这种保持开关频率恒定,但改变接通时间长短(即脉宽),使负载变化时,负载上电压变化不大的方法,称脉宽调制法.
用此方式控制电子开关是"硬开关"的主要特征,相对于更有发展前景的软开关来说,其电子开关上同时存在的电压、电流损耗是很大的,但无论如何较之串联电阻的方法来说是值得在一定范围内推广的.
作为一般认知性、了解性的电源设计,均可用此法进行设计制作,例如本例.
但作为研究、开发性质的设计在此建议用更为节能、高效的软开关技术作为学习的重点.
所谓"软开关"技术主要利用谐振现象改变通常电压、电流的变化规律来达到更高效、高精度的理想状态.
有关知识不做详述.
三、根据我们的题目要求应当选用合适的变换器作为主电路基本的PWM变换器主电路有四种,分别为BUCK变换器、BOOST变换器、BUCK-BOOST变换器、CUK变换器等.
它们各有特点但基本原理是相通的,经过对前两种基本电路的学习(具体电路及原理许多电源书籍均有论述)我们将会大致了解我们需要的是哪种变换器,因此在本例中我们应当选定用BUCK(降压)变换器作为主电路,其基本电路图如下所示:图1Buck变换器四、主电路已经选定我们还需要关心接下来的几个问题1.
如果设计AC-DC变换器的开关电源,如220v交流输入,那么就要考虑前期的滤波、整流、消磁、抗干扰等问题,但在此电路中由于输入为25v稳压直流电源,那么这些环节就可相应的省去,但这部分是传统电源较为重要的一个环节,如有条件,我们就有必要详细的了解一下.
2.
由于相当多情况下输入、输出电压比需要更进一步拉大,有的电源还需要实现多路输出的功能,因此有的电源电路需要引入变压隔离器,由于它的存在有更为广泛的优点和作用,我们就应仔细考虑设计电路时是否有必要用它,用哪种隔离器(单端、并联、半桥、全桥)更为合适.
当然随着科技的不断发展,好多电源模块也应运而生,有些模块内部已经嵌入了隔离部分,现在看来的麻烦也就轻易的解决了,只需用一个小的电子模块,连接几个为数不多的管脚,就可以完全跳过自己动手的环节,当然对于模块的选择则需要相应的付出些智慧.
这里讨论的例子没有必要拥有这一环节,也就省掉了.
3.
最为重要的时刻到了,那就是开关元件的选择和控制这一电子元件的控制电路的设计.
乍一听,好像很复杂,但仔细想来还是有方法来解决的.
正常的思路就是先得选定合适的开关器件,那么功率晶体管、功率场效应管、绝缘栅晶体管等多种开关元件中我们应当如何做出选择呢,首先我们应先学习它们的原理和特性,具体就不赘述了.
本例从应用范围和作用来看选择功率场效应管是不错的选择,那么接下来需要有个电路来控制它,具体设计会有点复杂.
但我们知道市场上出现了好多控制芯片,把所有需要的电路全都集成到了一个小片子上,所以我们可以使用这些芯片来实现这一功能.
更令人欣喜的是好多芯片厂家直接把开关器件也集成到片子里了,那么也就是说连选开关器件这一步我们都130可以省略了,既然说到这里了,那么本例就更可以简化一步了.
干脆就直接用一个芯片把刚才的两步并作一步来做.
4.
那么有利也有弊,面对型号众多的芯片我们应如何选择呢,没别的捷径,只有靠大量的翻阅书记和查阅材料了,就本例来看,综合简易、高效、使用方便等方面的因素,我们选定了LM2575-5.
0(当然用LM2595-5.
0等其他几个片子也行).
接下来我们就可以把思路缕清一下,在学习完有关这个芯片内部原理及接脚作用时,将清楚明了的电路图展示在大家面前:图2电路原理图不要觉得不可思议,难道就这么简单是的,这个降压型DC-DC集成变换器外接开关二极管、电感线圈和电容就构成了一个小电源电路,我们不禁要为之振奋了,原以为交错复杂的电路系统被几个小东西一下就解决问题了.
还不能高兴太早,还有几步我们没有完成呢.
五、参数的选择本例中基本参数是:最大负载电流为1A,输入电压7.
0-40V,环境温度为0-50摄氏度.
具体参数的选定我们也可以参看有关该芯片的详细资料.
六、元器件的购买和焊接七、调试及包装如果按以上方法选择参数,调试一切正常的话,误差将会小于2%,怎样,加上完美的包装一个小型自制的电源就完成了.
当然这种简易的电源无法满足大家的要求,这里只是将这种制作普通电源的思路介绍给了大家,当大家第一次开始接触电源的时候,这篇文章只能作为一个引子,来引导大家如何进入电源的世界,这个世界太大了,我本人也是刚接触不久,这点肤浅的认识权当作心得分享给大家,让大家对电源作个初步的了解,至于具体及深入的研究学习,我们就应当借助前人的笔墨文书,更凭着自己的勤奋努力去在这片天空下自由翱翔.
131132参考文献:[1]何希才编著,新型开关电源设计与应用科学出版社:264-266.
[2]张占松,蔡宣三编著,开关电源的原理与设计(修订版)电子工业出版社:16-27.
133新型网络仿真软件OPNET邵小强傅周兴王枫(西安科技大学电气与控制程学院,710054)摘要:对现代网络系统而言,性能分析与评价是一件非常重要的事情.
本文对现有的网络研究和评价方法进行了归类和分析,指出了网络仿真方法具有的突出优势;详细介绍了在网络仿真领域的一种新型仿真软件-OPNET及其仿真方法.
关键词:网络;仿真;OPNET;引言在信息技术高度发展的今天,通信网络构架的优劣对各行各业的良好发展有着不容忽视的作用和意义.
随着网络用户的增多,网络传输信息种类的加大,如何确保网络通信的顺畅,提高网络传输的QoS,已成为当前和今后网络建设的一个关键环节.
为了满足这一要求,就需要采取切实可行的方法能对新建和改建网络性能进行全面地测试和评估设计及优化方案.
一、网络性能研究和评价的方法及特点目前研究网络性能的方法主要有三种,即数学分析、现场实测和网络仿真.
1数学分析方法.
数学分析方法要对网络进行复杂的数学建模,然后对网络的流量进行一系列的假设约定,最后进行复杂繁琐的数学推导得到数字结论.
虽然其计算过程严谨,但数学分析方法存在高度抽象化、计算量大、时间长、有效性较差等缺点.
2现场实测方法.
现场实测结合现场硬件进行实测得出的结果比较精确,可信度高,但现场通信网络测量较难得到运行人员的配合,而且也较难采集到故障发生时的网络运行参数,还要耗费大量的人力、物力和财力.
3网络仿真方法.
网络仿真以系统理论、形式化理论、随机过程和统计学理论、优化理论为基础.
通过在计算机上建立一个虚拟的网络平台,来实现真实网络环境的模拟,网络技术开发人员在这个平台上不仅能对网络通信、网络设备、网络协议、网络规划以及网络应用进行设计研究,还能对网络的性能进行分析和评价.
另外,仿真软件所提供的仿真运行和结果分析功能使开发人员能快速、直观的得到网络性能参数,为优化设计或做出决策提供更便捷、有效的手段.
还有利用仿真软件可以以低廉的成本获取较高可靠性的实验数据,缩短网络建设周期,提高网络建设中决策的科学性,降低网络建134设的投资风险,减少不必要的投资浪费.
为网络的规划设计提供客观、可靠的定量依据.
所以,采用合适的网络仿真软件进行网络优化评价和前期设计无疑是最为佳方案.
二、常用网络仿真软件及特点目前,常用的网络仿真软件主要有:NS2、GloMoSim等.
1NS2网络仿真软件NS2产生于1989年,由REAL网络仿真器发展而来,它是一种源代码开放的网络仿真软件,采用离散事件驱动机理的仿真平台.
NS2开始只是应用于有线网络,后来卡耐基梅隆大学的Monarch项目组改进了NS2,使其可以用于MANET和无线局域网.
NS2的内核源码是用C语言来完成的,并通过OTCL语言编写仿真配置和脚本.
NS2的缺点在于:首先,相对于不断更新的仿真器,所作的文档显得过时,而且帮助有限;其次,由于仿真器本身的不断升级,不同版本中模块的兼容性问题也很突出;再者,仿真没有配置网络环境并对仿真结果的数据进行图形化分析的工具;最后,当仿真节点数很多时(几百到几千个),NS2就需要更多的内存资源,使得运行速度明显变慢.
2GloMoSim网络仿真软件GloMoSim[1]仿真软件是由美国UCLA大学计算机系为DARPA开发的专门用于AdHoc网络仿真的一个仿真系统.
它是用基于C语言的并行仿真语言Parsec[2]设计的,可以实现并行离散时间驱动仿真.
新版本的GloMoSim支持应用于单纯的无线网络协议,并采用了分层的方法,不同层之间使用标准的API进行通信,这样实现了AdHoc组网终端所需的基本协议栈层次.
仿真的结果数据既可以用文本,也可用图形表述.
目前GloMoSim提供了许多应用协议(包括CBR、FTP、Telnet等)、传输协议(TCP、UDP)、路由协议(AODV、flooding、DSR等)以及多种移动策略模型(randomwaypoint、randomdrunken等).
GloMoSim的缺点在于:其分层结构太严格,要实现跨层信息的应用就显得很困难.
另外,其应用范围有限,主要应用于AdHoc网络.
三、OPNET网络仿真软件1OPNET软件简介及特点[3]OPNET(OptimumNetwork)最早于1986年由MIT(麻省理工大学)的两个博士创建,后来发现网络模拟非常有价值,就在1987年成立了OPNETTechnologies公司,是智能网络管理软件方面的先锋135和最主要的供应商.
因其精确的模拟方式及其呈现结果已广泛应用于美国的军事、通信、银行、教育、保险等领域.
OPNET是目前业界公认的最优秀的通信网络、设施、协议的仿真及建模工具.
OPNET采用基于包的建模机制,模拟实际物理网络中包的流动,包括在网络设备间的流动和网络设备内部的处理过程,模拟实际网络协议中的组包和拆包的过程.
它采用离散事件驱动的模拟机理,OPNET提供了三层建模机制,最上层为网络层,反映网络拓扑结构;中间层为节点层,由相应的协议模型构成,反映设备特性;最底层为进程模型,以有限状态机来描述.
它无与伦比的灵活性使得它几乎能够支持所有类型的网络和网络技术,被广泛地用作网络的决策支持工具,用来对现有的或设计中的网络、系统或进程的性能和行为进行细致洞察和分析.
OPNET允许用户使用FSM(有限状态机)开发自己的协议,并提供了丰富的C语言库函数.
OPNET还提供EMA(外部模块访问)接口,方便用户进行二次开发.
OPNET支持面向对象的调试.
对网络拓扑、节点/设备的体系结构、过程逻辑(状态机)、传输等不同层次的、不同类型的模型,都有专门的、符合人们习惯的工具来进行编辑和浏览.
可信度高,网络设备厂家(HP、Cisco、3Com等)提供的模型参数全部基于哈佛测试实验室(Harvardtestlab)的测试结果.
2OPNET的产品[4]OPNET产品主要面向专业人士,帮助客户进行网络结构、设备和应用的设计、建设、分析和管理.
OPNET的产品主要针对三类客户,分成四个系列.
三类客户是指:网络服务提供商;网络设备制造商和一般企业.
四个系列产品核心包括:1)ServiceProviderGuru:面向网络服务提供商的智能化网络管理软件.
是OPNET公司的最新产品.
2)OPNETModeler:为技术人员(工程师)提供一个网络技术和产品开发平台.
可以帮助他们设计和分析网络、网络设备和通信协议.
3)ITGuru:帮助网络专业人士预测和分析网络和网络应用的性能,诊断问题,查找影响系统性能的瓶颈,提出并验证解决方案.
4)WDMGuru:用于波分复用光纤网络的分析、评测.
其中OPNETModeler是最常用的模型.
OPNET运行界面如图3.
1所示.
图3.
1OPNETModeler运行界面3OPNET仿真的基本步骤OPNET提供了一些有效的工具帮助用户完成建模和仿真过程,从整体上可以分为:模型建立和配置、仿真运行和结果分析3部分.
1)模型建立和配置网络模型必须有正确的拓扑描述、数据流和控制流模型.
并且OPNET针对每一种模型使用了不同的编辑器.
主要有定义或改变网络拓扑模型的ProjectEditor(项目编辑器)、针对数据流(系统结构)模型的NodeModelEditor(节点编辑器)和针对控制流(行为逻辑)模型的ProcessModelEditor(进程编辑器),三者以一种层次化的方式组合在一起.
每种模型都包括网络级、节点级和进程级,分别使用相应的编辑器进行编辑.
2)仿真运行它包括使用编辑器构造的模型来定义和运行仿真任务的仿真软件及仿真运行过程中提供交互功能的交互式调试工具.
OPNET拥有一套高效的仿真引擎和内存管理系统,配合其集成化的调试工具,使得它有着真正一流的仿真效率和速度.
3)结果分析包括用于显示、比较统计结果的分析工具和能够实时地观察模型动态行为的动态观察器.
OPNET集成的分析工具能够直观地显示仿真结果,能够实时生动地显示模型动态行为,还提供了一个图形化的数据处理和收集环境.
用户可将探针插入一个模型的任何一点以收集、显示统计数据或输出给其他软件包.
能自动地计算出一阶和二阶的统计数据及置信区间,并能方便地绘制和分析时序图、直方图、136概率函数、参数曲线、置信区间等等,还可以输出电子表格.
各种图表(包括OPNET分层模型结构中各层的模型)都能输到打印机或存成位图文件,以便在报告或提案中引用.
4OPNET仿真的仿真流程OPNET软件的仿真流程图如3.
2.
图3.
2OPNET软件的仿真流程四、总结网络性能评价方法多样,其中仿真方法优势明显.
若将新型仿真工具—OPNET应用到网络设计之中,可以弥补其他仿真软件的不足,更好的进行网络优化设计研究.
参考文献:[1]侯宗浩,王秉康,黄泳翔.
网络仿真的研究「J].
计算机仿真,2003(10):89-91.
[2]李于衡,关晖,李广鹏.
OPNET在计算机网络和通信工程中的应用「J].
无线电工程,2002(11):52-56.
[3]http://www.
netforum.
com.
cn/forum_topics.
aspFID=4&PN=1[4]OPNETModeler8.
1ReleaseNotes137便携式室内环保监控仪的设计王明芳汪梅淮文军黄兴荣(西安科技大学电控学院)摘要:介绍了一种基于单片机控制的便携式室内环保监控仪,能够准确地检测甲醛、苯、氨的含量.
当被测室内空气中甲醛、苯、氨的浓度超过国家标准时将声光报警,同时开始排风或接通光触媒灯,具有电路设计新颖、参数测量准确、操作方便等特点.
关键词:气体检测微机控制气体监控敏感元件电路设计室内空气中国图书分类号:TP368.
2人们在经历了"煤烟型污染"和"光化学污染"后,正进入以"室内空气污染"为标志的第三污染时期[1].
美国已将室内空气污染归为危害公共健康的5大环境因素之一.
加拿大一卫生组织的调查显示,当前人们68%的疾病都与室内空气污染有关.
据世界银行估计,中国每年因室内空气污染所造成的经济损失约32亿美元.
关注和改善室内环境、杜绝和防止室内环境污染,提高人们居住场所的环境质量问题,具有十分重要的意义.
因此,研制工作可靠、经济、简单的便携式室内环保监控仪就显得很有必要.
一、便携式室内环保监控仪的工作原理传感器1传感器3传感器2多路转换电路A/D转换电路I/V转换电路CPU可编程看门狗监控电路显示电路通信电路声光报警电路图1便携式室内环保监控仪工作原理便携式室内环保监控仪的工作原理如图1所示.
室内空气中有害气体甲醛、苯、氨分别通过传感器1、传感器2、传感器3输出一个与甲醛、苯、氨浓度相对应的电流信号,该信号通过多路转换器分时间段进行I/V转换,最后经过A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号送入CPU.
CPU对采样值进行数字处理后驱动显示器分别显示138139出被测室内空气中的甲醛、苯、氨的浓度值.
若被测室内空气中甲醛、苯、氨的浓度超过国家标准或设定的危险值时报警电路发出声光报警信号,同时启动排风设备或接通光触媒灯管.
当计算机控制系统需要改变A/D转换的采样时间时,只要发出相应信息,便携式室内环保监控仪即可将测量时间经串行口及通信电路进行更改.
二、硬件电路设计为了满足用户的需要,能够进行简单便捷的操作,同时还要兼顾体积小、耗电少、精度高的要求,使系统具有抗干扰能力强的特点.
硬件电路设计中尽可能选用功耗小、性能稳定的集成电路.
1微控制器CPUCPU是便携式室内环保监控仪的核心,完成数据采集、处理、输出、显示、报警等功能.
选择通用性强、功耗小、性能良好的8位AT89C55WD微处理器芯片.
它与MCS-51兼容,具有2K的FLASH存储空间、两个16位的定时器/计数器、可编程串口通讯、6个中断源等特点,大大简化电路的设计.
a)传感器传感器元件是准确检测甲醛、苯、氨气气体浓度的关键.
定电位电解式传感器是一种湿式气体传感器,它通过测定气体在某个确定电位电解时所产生的电流来测量气体浓度.
传感器共有三个电极(活性电极、参考电极、计数电极),浸在液体电解液中,整体密封在一个防化学腐蚀的塑料壳体中,目标气体通过活性电极邻近的一个气体可渗透薄膜向传感器内部扩散.
活性电极材料的选择原则是:该材料应对目标气体具有最优敏感性,而交叉敏感度则应降至最低.
在活性电极和计数电极之间的电压要预先调整好,并由一个外部电压电路保持,其中参考电极作为电路的反馈控制.
相对于选择性而言,由于每一种目标气体都有其各自独特的电解电压,因而传感器的响应可以得到进一步优化.
传感器的输出是一个正比于气体浓度的线性电压差[4].
最后在转换为4—20mA的标准电流信号.
b)多路转换电路采用集成的CD4051芯片实现多选一的功能,即实现CPU对甲醛、苯、氨的检测值进行分时采集数据.
4I/V转换电路由于传感器输出是标准的4-20mA的电流信号,为了满足后续电路的需要采用两个运算放大器组成I/V转换电路.
同时有效的抑制了输入信号间的共模干扰和串模干扰.
5A/D转换电路A/D转换电路采用AD公司生产的AD574芯片,该芯片具有12位转换能力,COMS工艺.
同时与CPU接口简单、转换速度快,而且功耗小.
6通信电路采用通用的RS232串行通讯器,它具有远距离、低功耗、高可靠性的调制解调芯片,使用该芯片编程容易,外围电路简单,通信距离可达15米远远大于其它常用通信芯片的距离,并且小信号传送稳定可靠,克服了模拟传送中小信号失真大的缺点,满足使用要求.
6可编程看门狗电压监控电路可编程看门狗电压监控电路选用X25045,该器件将四种功能和于一体即上电复位控制、看门狗定时器、降压管理以及具有保护功能的串行EEPROM具有省电特性,在看门狗打开时,电流小于50uA;在看门狗关闭时,电流小于1050uA.
在它有助于简化应用系统的设计、减少印制板的占用面积、提高可靠性.
开始初始化断电操作清除报警标志断电、报警标志置位声光报警复电操作A/D转换允许标志置位是否断电是否报警是否复电调A/D转换子程序接受到上位机请求接受命令复电标志置位报警标志置位声光报警清除报警启动CD4051YNNYYNNY图2软件流程图三、软件设计系统软件采用模块化结构程序设计方法设计,主要包括主程序、定时中断服务程序、串行口中断服务程序、各子程序模块等.
主程序完成系统初始化,打开多路转换开关,查询各种状态并控制相应操作等功能,流程如图2所示.
四、结束语本便携式室内环保监控仪硬件结构简单,软件设计灵活,充分发挥了单片机结构紧凑,功能强大的优点,并且具有自动报警、自动控制排气扇或光触媒灯管、便捷的人机接口的功能,是一种电路设计新颖、参数测量准确、操作方便的室内环保监控仪.
参考文献[1]JonesAP.
AtmosphericEnvironment[J],1993,33:4535[2]穆红卫,刘晓红.
对室内环境污染的分析[J],生活空间,2004[3].
[3]李群芳.
单片微型计算机与接口技术[M],北京-电子工业出版社,2001.
清除接受标志接受上位机数据[4]彭军编著.
传感器与检测技术[M],西安电子科技大学出版社,2003.
[5]周中平等编著.
室内污染检测与控制[M].
化学工业出版社,2002.
[6]StevenRoberts.
Combiningdatafrom140141multiPlemonitorsinairPollutionmortalitytimeseriesstudies[J].
AtmosPhericEnvironment37(2003)3317一3322.
142Matlab在《语音信号处理》教学中的应用王瑜摘要本文介绍了Matlab在《语音信号处理》实验教学中的应用.
通过构建基于信号采集设备、PC机、Windows操作系统及Matlab的语音信号分析处理平台,实现语音信号的相关分析、处理,完成一些基本实验,并且可以在Matlab平台下自主设计一些较复杂信号处理系统.
该平台的搭建提高了实验的效率、效果,可以收到较为满意的教学效果.
关键词Matlab语音信号处理实验教学一、引言Matlab是MathWorks公司推出的一种以矩阵理论、线性代数和数值计算为基础,面向工程和科学运算的交互式计算软件,包括许多功能强大的工具箱(ToolBox),如通信、信号处理、图像处理、神经网络、自动控制等.
它以其强大的计算和绘图功能、大量稳定可靠的算法库、简洁高效的编程语言以及庞大的用户群,已经成为许多领域强有力的标准软件工具.
语音信号处理是将数字信号处理与语音学相结合,融合其他理论,研究语音信号的存储、传输、合成、识别等问题.
随着计算机技术、通信技术的发展,语音信号处理技术也有了长足的发展和进步.
《语音信号处理》是我校通信与信息工程学院本科第七、八学期的专业课,目前初步建立起了相关实验室.
本文对Matlab在该课程实验教学中的应用作了一些探讨和介绍.
二、基于Matlab的语音信号采集系统语音信号的采集是进行语音信号处理实验的准备基础.
而目前个人计算机的普及率非常高,实验室机房多媒体计算机硬件都比较齐全、性能较好,声卡、音箱已成为个人计算机必备之物,如声卡普遍集成在主板上,或是单独板卡提供,主流规格为采样率44.
1kHz16位编码,且价格便宜,足以满足一般的音频信号的采集、回放等要求.
一般只需每台计算机上配置一个耳麦,语音信号采集的硬件设施就完备了.
若条件允许可以配置专用信号采集卡或专业声卡(可达96kHz采样、24位编码,甚至更高)进行语音信号采集.
我们用较为普遍的声卡来采集语音信号.
可选择传输线输入方式(LineIn)和麦克风输入(MicIn)方式.
传输线方式是通过传输线把其他放音声设备,如收音机、DVD机等设备的音频输出信号连接到声卡的LineIn端口,通过声卡输入计算机.
麦克风输入时将由麦克风输入的声音信号输入计算机.
在基于Windows操作系统的计算机上采用143软件Matlab.
Matlab可以与其他高级语言如VC++混合编程、互相调用,利用Matlab中的数据采集工具箱(DataAcquisitionToolbox),通过执行相关Matlab命令,可方便地调用计算机声卡来控制语音信号的采集,进而对采集的语音数据进行分析和处理.
利用Matlab对语音信号的采集可以由两种方法,一种是实时采集由声卡输入的信号,涉及到的函数是wavrecord函数,可以控制采样率、编码精度、声道数等参数,当然不能超出硬件支持的范围;另外一种是采集事先录制存放在计算机内的音频文件(wav格式),涉及到的函数是wavread函数.
第二种方法较为方便,用具有实时采集声音信号的专业软件如AdobeAudition、SpectraLab等软件先对一段与语音信号实时采集成wav文件,然后由Matlab调用这些文件即可.
wavread用于读取".
wav"格式声音文件.
回放这些声音文件可以使用sound或wavplay函数来调用计算机音频输出设备回放语音信号.
语音信号是非平稳信号,但可以认为是短时平稳信号,故必须对语音信号进行分帧处理,每帧可认为是短时平稳的,利于用平稳信号的处理方法来处理.
把语音信号分成10-30ms的各个短时帧,可调用Matlab的enframe函数对语音数据进行分帧处理.
三、Matlab在语音信号处理实验中的应用举例1.
语音信号的分段对一段连续语音信号的进行分段有利于简化语音信号处理的复杂度.
连续语音信号可以按照字分段、也可以按照音节等进行分段.
对于汉语来说,一般选用以字或词来分段处理,对于英语,可选用音节来分段.
2.
判断语音信号的基音周期基音周期或基频是语音信号分析中的一个非常重要的参数.
通常情况下基音周期的确定方法有两种:一种是利用语音信号的短时自相关函数估计其基音周期;另一种是利用语音信号的短时平均幅度差函数来估计其基音周期,还可以利用共振峰和相关参数估计基音周期.
调用Matlab的enframe函数先对语音数据进行分帧处理,然后利用MATLAB计算出每一帧语音信号的短时平均幅度和短时过零率,最后可选定相邻的三个帧计算自相关函数,从而估计该语音信号的基音周期.
3.
有声无声判断对于语音信号的有无声判断可以采用短时能量分析的方法,即将经分帧处理的某帧信号利用Matlab进行短时能量分析,虽然其计算简单,但难以区分清音和无声(背景噪声)的界限.
一般多采用短时能量分析和短时过零分析相结合的方法来进行有无声判断,准确度较高.
1444.
语音信号的频谱分析和倒谱分析利用Matlab的快速傅立叶变(FFT)换函数对进行分帧处理后的某帧信号进行频谱变换,利用相关画图函数画出其幅度频率谱,并可观察到若干共振峰,进而根据采样率、采样点数等可以估计出基频.
另外可以采用线性预测的方法先确定8-12阶线性预测系数,根据计算结果可绘制其幅频图.
对语音信号的倒谱分析同样可采用FFT和线性预测的方法进行分析.
5.
语音增强处理在实际应用环境中,采集的语言信号一般会夹杂着一些噪音.
语音增强技术就是在带噪语音信号中提取尽可能纯净的有用信号或是加强有用信号能量,以提高语音质量和可懂度.
利用Matlab短时幅度谱相减的语音增强技术,即从带噪语音估值中减去噪声频谱估值,可以达到此目的.
此外还可进行语音信号的采样和量化、清浊音判断、语音合成等实验.
总之,通过这一系列实验使学生进一步加深对基本理论的理解和培养基本技能,提高学生对《语音信号处理》课程的学习兴趣和动手能力,并可在这个平台上编写语音处理程序,培养设计能力.
相关教师也可进行一些科研活动,提高业务水平.
四、结束语Matlab是具有强大科学计算能力和图形界面的软件系统.
根据我校《语音信号处理》教学过程中的实际情况,提出来了基于Matlab的语音信号采集及分析处理实验教学平台,该平台构建简单、灵活、功能丰富,可进行语音信号的多种分析处理,有利于提高《语音信号处理》课程的教学效果.
参考文献[1]D.
G.
Childers,Matlab之语音处理与合成工具箱[M],清华大学出版社,2004.
4;[2]胡航,语音信号处理[M],哈尔滨工业大学出版社,2000.
5.
145单片机课程实验与综合实验设计王安文,申卫昌,韦智勇,姬翔(西北大学陕西·西安邮编710069E-mail:wang_anwen@163.
com)摘要单片机的课程实验与单片机综合实验是单片机教学体系中不可缺少的重要环节.
该文在长期从事单片机教学及单片机实验室建设的经验上,对单片机课程实验和综合实验提出一种前后呼应、相互支撑的设计方法.
关键词单片机课程实验单片机综合实验引言单片机课程是在学生学完电子技术类基础课程和微机应用类基础课程之后,为加强技术应用能力的培养而对学生开设的体现电子技术、计算机技术综合应用于自动化、工业控制等方面的综合性课程.
是电子工程系应用电子技术、电子信息工程、通信工程、自动化、电子设备结构与工艺各专业开设的一门专业技术课.
本课程的任务是使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能,掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法,并了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用.
初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发的能力.
为达到这一目的,单片机的课程实验与单片机综合实验就是其中不可缺少的重要环节.
该文在长期从事单片机教学及单片机实验室建设的经验上,对单片机课程实验和综合实验提出一种前后呼应、相互支撑的设计方法.
二、总体体系结构在单片机总体教学体系中,始终以基础知识为支撑,以加强应用设计能力为主线.
总体分为四个过程即:单片机课程理论教学(重基础)→课程实验教学(用实物验证知识,直观体会)→综合设计(动手设计制作单片机系统)→毕业设计(结合实际开发自动控制的单片机系统)的大课程体系.
三、单片机课程实验及综合实验设计针对前面所提到的课程体系结构的后三个过程结合实验室建设提出了设计.
使实验室的资源得到最大限度的灵活应用,避免浪费.
从不同角度让学生体会所学知识以达到掌握和应用.
而且实验设备采用模块化,简单直观,既降低了学生对实验设备的熟悉难度,也方便了实验室管理.
采用由软及硬的过渡教学方法大大降低了实验设备的损坏率.
1、单片机课程实验设计单片机课程实验与单片机理论课相互支持,互为基础.
单片机课程实验滞后理论课程一段时间,以便由理论课程为实验的进行打下一定的知识基础.
接着由实验的进行对所学理论知识进行验证,然后再理论学习,在实验验证,如此反复,相互照应的进行下去.
而单片机课程实验的作用远不止验证所学知识,它同时也是由理论学习到实践开发的一个重要的过渡环节,有着承前启后的作用.
为此提出了一种先软件后硬件的过渡实验设计,同时在过渡的过程中加入了虚拟硬件的环节,使的该实验的设计达到了很好的实用性效果.
实验的个数可根据具体情况而定,但其总的来说分成三个部分:1)熟悉单片机软件编译环境及简单软件编程.
通常的实验中均有此环节,这里不再赘述.
2)在1的基础上,进行虚拟硬件实验.
提供的软件环境可以提供单片机开发所需要的各种虚拟事物,学生可就这些虚拟实物进行电路连接.
连接之后编写程序,当编译并执行程序时,所联接的虚拟实物电路中各个实物可以按程序的功能进行动作.
这一步相当于虚拟单片机开发.
3)在2的基础上,让学生实实在在的连接线路构成单片机系统,编写程序应用仿真机测试开发.
提供仿真机,同时针对每一个实验提供硬件模块及方便的导线连接.
由上述三个部分可设计若干个实验就构成了单片机课程实验设计.
从实验室管理的角度,由于实验经历的软件->虚拟硬件->硬件的过程,学生对所用到的硬件实物提前有了很直观的了解,在真正接触硬件时就不那么陌生,降低了硬件及仪器的损坏率.
从学生的角度,由于采用的使一个渐变的过程,使得其接受起来更容易.
从实用的角度,适用于不同资金实力的教学,资金少则可只做到虚拟硬件一步,虽是如此,学生也已很直观的学到了单片机知识.
资金多则可将所有环节完成,使学生已初步亲身体会到了单片机的开发过程及开发方法.
2、单片机综合实验设计单片及综合实验是进行单片机课程见学的一个重要环节,其目的主要是在单片机课程实验的基础上,培养学生综合运用所学单片机及专业知识分析问题和解决问题的能力;进一步深化和巩固所学基础理论、专业知识及实验技能,提高学生的技术应用能力;使学生养成严谨、求实的科研工作作风.
为此我们采用亲手实现每一个细节的实验方法.
首先根据实验时数提出一些与工业控制或自动化相关的难易适中且典型的设计题目.
例如:温度测控、液位测控、单片机数字频率计的设计等等.
然后由学生根据自己的兴趣选择课题.
接着由学生根据课题任务书及提供的实验条件独立完成电路及程序的设计、使用万能实验电路板焊接,用仿真机调试,直到编程实现功能.
用软件设计印刷电路板,制作之后重新焊接调试并自行设计做一定的封装,使之成为一个类似产平的结果.
设计结果达到课题技术要求,功能完善,运行稳定.
则完成了这一实验.
纵览整个过程,使学生从设计到开发调试的每一个细节都有切身的体会,印象深刻.
在教学中收到了良好的效果.
四、毕业设计毕业设计是大学教育的最后一个环节,也是为学生走上工作岗位增长实践经验的环节.
对一个选择从事单片机开发研究的学生来说有关单片机的毕业设计应该让其参与到项目中,真真正正的体会一次单片及机所学专业知识在生活实践中的应用.
在毕业设计这一环节中,力求与社会协作,让学生参与到公司、工厂等企业的相关项目中去,在老师的指导下完成部分或全部的工作.
增长其开发经验.
五、结束语文中提到的设计是在长期从事单片机教学的过程中摸索出来的一套有体系有组织的方法,在教学应用中收到了很好的效果.
但是有好多地方还需要改进和完善,望读者提出更好的建议.
参考文献[1]薛均义,张彦斌.
《单片微型计算机及其应用》[M],西安交通大学出版社,1997年8月第2版[2]、何立民.
《单片机应用文集1》[M],北京航空航天大学出版社,1991年9月第1版[3]、何立民.
《单片机应用系统设计系统配置与接口技术》[M],北京航空航天大学出版社,1990年元月第1版遗传算法在直接转矩控制技术中的应用*王鹏云马宪民西安科技大学710054摘要:遗传算法是一种非常有效地寻优方法,在转速辨识、开关状态选择、速度调节等方面已广泛的应用.
为了更好地解决直接转矩控制系统中的变参数非线性问题,本文提出了一种适用于异步电动机直接转矩控制的自适应遗传算法PI参数寻优的速度调节器.
该算法采用了变群体规模和自动改变交叉概率、变异概率的措施,能提高算法的执行效率,收敛性较好,而且不易陷入局部最优解.
关键词:遗传算法;直接转矩控制引言sωrω)()1()0()(10kaaakskssrωωωω+++=L1985年德国的Depenbork教授首次提出异步电动机的直接转矩控制,与矢量控制不同的是直接转矩控制放弃了解耦思想,取消了旋转坐标系变换,简单的通过检测电机定子电流、电压,借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁场和转矩.
通过转矩两点式调节器把转矩检测和转矩给定值进行滞环比较,把转矩限制在一定的容差范围内.
因此,它的控制效果不取决于电机的数学模型能否简化,而是取决于转矩的实际值.
由文献[1]得知在不同工作状态中被控对象的模型是不断变化的,此时如采用传统的PID调节器,不能使系统在各个工作状态中都取得较好的控制效果.
在本文中,为了更好地解决直接转矩控制系统中的变参数非线性问题,根据数字模型的变换,用自适应遗传算法对PI控制器的参数进行寻优,以适应异步电动机的参数变化.
一、现有遗传算法在直接转矩控制中的应用1转速辨识直接转矩控制本身不需要转速信息,但为了精确控制转速,还是应该进行转速闭环.
那么引入遗传算法来计算定子磁链转速与转子转速的关系,从而估算异步电机的转速[2].
其中kTJ=0.
110=+++kaaaLJ-电动机的机械时间常数T-控制周期与神经网络结合,利用遗传算法优化递归神经网络中各层间的连接权.
通过对神经网络权值的优化学习来实现对神经网络转速辨识器的优化[3].
2扇区选择与神经网络结合,利用遗传算法离线训练,寻求一组神经网络的权值和阈值,使得通常DTC状态选择器的输出和神经网络输出之间的误差达到极小.
改善了异步电动机DTC系统的低速性能以及减少了转矩脉动[4].
pkId与模糊控制结合,利用遗传算法优化模糊隶属度函数,确定转矩误差的模糊隶属度函数分布,以不同的强度并行的触发模糊规则,通过模糊推理,得到一组逆变器的开关状态,从而驱动交流电机[5].
3PID控制器在PID控制过程中,主要是利用遗传算法优化PID速度调节器中的三个参数,k,k,寻找最优的速度控制器结构和参数[2].
模糊控制与遗传算法结合,利用遗传算法优化参数,为模糊隶属度函数的选取提供一个精确的依据.
二、改进的自适应遗传算法的应用1控制系统的构成基于自适应遗传算法直接转矩控制系统的基本结构如图1所示.
用自适应遗传算法实时调节PI参数,就是在一般的PI调节器基础上加一个环节.
该环节是为了根据系统实时状态调节PI参数而设定的.
因此,本系统的关键在于自适应遗传算法对PI参数的调节过程.
遗传算法PI控制DTC控制系统电机图1自适应遗传算法直接转矩调速系统W∑=kjje1)(PI调节器的离散表达式如下:+=IpTkkekkU)()((1)式中,T为采样周期,e为输入量,它们已知量,而未知量是控制器参数,k.
参数和k的寻优采用自适应的遗传算法.
)(kpkpkII三、自适应遗传算法1变群体规模群体规模是遗传算法进行优化非常重要的因素,群体规模太小,遗传算法收敛得太快;太大,遗传算法可能浪费计算资源,而且寻优速度太慢,不利于现场的在线参数寻优.
传统的遗传算法每一代需要进行选择操作,而改进的自适应算法用染色体的代龄取代选择操作,同时引入染色体寿命的概念,其计算公式如式(2),它依赖于个体的适应值.
当染色体的代龄超过了其寿命值,染色体死亡,从而影响群体规模大小.
群体规模计算公式如式(3),辅助群体规模大小与复制率ρ有关,每个子个体以相等概率被选择复制到群体中.
第i个体的寿命iLminmaxminfffminmaxfmaxfminf)(tDminmaxmin)(fLLLLi+=(2)式中:L为最小可允许寿命;L为最大可允许寿命;为个体适应度;为群体中最大的适应度;为群体中最小的适应度.
)()()1(tStStSA+=+(3)式中:为群体规模;S为辅助群体规模,,SA(tρ)=SSAρ为复制率,一般取4.
0=ρ;D为第)(tt代染色体死亡的个数,由染色体的代龄(寿命)决定,代龄在此按式(2)设计.
2自适应机制1)自适应交叉根据要进化个体的不同适应度选择不同的交叉概率,适应度高的个体,选择较小的交叉概率;适应度低的个体选择较大的交叉概率.
构造交叉概率函数=1max211)((cccccpffpppPavavffffaM滑动触头在变阻器右边某段内滑动时,调幅指数,这时电路输出的曲线为过量调幅曲线,如图6所示.
已调波的包络形状与调制信号不一样,产生了严重的包络失真,这种情况称为过调失真,应尽量避免.
图6M时调制输出波形1>a1xxMXXIMXINXU11=MXUPXUηcos13=MnP≈xxMnNIU=ηcos31(4)203204XXηXf式中cos和是频率为时的功率因数和效率,变频时它们的变化不大.
显然,带负载能力具有恒功率特点,且变频时功率因数和效率与基频时相比变化不大(功率因数已很高),因此说,在基频以上调速时,电机已发挥其最大使用功率,在此范围内变频调速是节能无显著效果,但相对于变速箱或电磁离合器采用变频器仍然节能.
三、交流电动机变频器变频调速的实际应用分析采用变频器具有节能效果,因此它在工业中被广泛应用.
下边就针对有关交流电动机(具体电机参数)实验所取数据进行分析,对变频器从节能效果上作以分析.
3.
1空压机试验数据分析空压机试验数据:电动机功率18.
5KW电压380V电流18A转速1480r/min,表1表示对交流电机在额定负载80%,转速为额定转速20%,其功率因数为0.
787,变频调速,其功率因数对比表.
表1变频调速功率因数表功率因数变频调速0.
950(频率调整为30Hz)0.
983(频率调整为50Hz)从上表数据我们可以看出,交流变频调速节能理论与实践是相一致的.
3.
2通用变频器的合理选用由上述可知,变频调速可以达到提高功率因数,最终达到节能的目的,但是在实际应用过程中只有合理的选用才能使其达到既满足应用需求又达到节约资金,取得良好经济效益.
变频器传动特点:可使交流电机连续调速,在低转速下功率因数也很高,且性能稳定,适应于多种不同领域的调速系统,因此在需要变速的场合选用它再好不过四、结束语变频器作为广泛应用的节能设备,在工业领域随处可见.
给国家、社会和节能设备厂家带来可观的经济效益.
因此本文不仅从提高功率因数介绍变频器节能原理,而且也探讨了实际应用,以便更好地对它加以利用.
参考文献[1]张燕宾.
SPWM变频调速应用技术[M].
北京:机械工业出版社,2002,(2):196-199.
[2]陈伯时.
陈敏逊.
交流调速系统[M].
北京:机械工业出版社,1998.
[3]孔凡才.
自动控制系统[M].
北京:机械工业出版社,2002:32-36.
205综合实验培养学生独立思维焦水林鲁晓珲摘要:本文主要针对学生在综合实验中出现的问题,提出解决方法,充分开发学生思路,使其对事物的认识由感性认识上升到理性认识,并具备较强的独立思维能力.
关键词:独立思维感性认识理性认识206哲学上把人对事物的片面的、现象的和外部联系的认识,称之为感性认识.
那是因为人对某些事物的认识仅凭自己的感觉所致.
由此人们对某些事物得出片面的、现象的和外部联系的不全面的结论,不全面的结论又错误地指导了人们的行为,使人们在生活中以及科学实践中得出错误的结果.
这些错误的结果造成的失败都是由于人们对事物的认识处在低级阶段造成的.
要想对一个事物有一个全面的、本质的认识必须使自己对事物的认识由感性认识上升到理性认识.
如何才能由感性认识上升到理性认识呢最简单有效的方法就是将自己得出的理论知识付诸实践检验,或者由得出的经过实践检验的结论进行推理,这就要求人们必须具备较强的独立思维能力,大学做为培养技术人才的地方,不但肩负着使学生能够学到系统理论知识的责任,更有义务使学生在实践中把自己学过的理论知识加以验证,达到由感性认识上升到理性认识的境界.
如何能够做到这一点呢多年的教学经验告诉我们,加大实践环节的训练不失为一个好的方法.
综合实验就是为此目的而开设的.
综合实验不同于平时的教学实验,它的目的应主要放在对学生独立思维的训练上.
所以,就要求学生自己设计、自己画图、自己进行元器件测试、自己布线、自己进行调试、自己处理故障,最终达到设计要求.
它的特点主要放在独立二字,彻底改变了以往由教师给出实验线路图,由学生按照实验线路图,测出数据,加以验证的方法.
在综合实验里,学生的主要任务是必须先根据教师给出的设计题目,以及提出的设计要求,进行理论分析,查阅有关书籍,确定所需用设备与元器件,根据元器件的工作原理,绘出设计原理图交由教师审查.
教师审查时,应以学生思路为主,如无原则性错误,设计即可为通过.
在多年的教学实验中,我们总结出以下几条经验:1.
审查设计初稿时,对学生设计中出现的错误,应加以引导,使学生自己发现错误.
2.
在指出学生设计错误时,让学生先提出改革方案,并加以改正.
3.
对学生设计中出现的原则性错误,应严肃指出,并告之危害性.
4.
可互相比对学生的设计,使学生互通有无,有利于学生发现自己的不足之处.
5.
要求学生在设计完成后,应对自己的设计有一个全面的认识,能勾画出自己的设计是一个什么样的装置,它的作用是什么.
以上五条经验,我们认为可以训练学生独立思考能力,把所获得的感觉材料,经过思考、分析、加以去粗取精、去伪存真、由表及里的理解和改造,形成概念、判断、推理.
由感性认识上升为理性认识.
充分认识事物的全体、本质和内部联系.
通过设计,我们期望学生充分发挥自己的聪明才智,做出较为理想的实用的设计方案.
在综合实验的第二阶段,即检验并实现自己设计的阶段,很好的完成全部实验.
我们开设的综合实验是电力系统继电保护方面的题目,它涉及的知识有《电力系统继电保护原理》、《工厂电器》等几门课程.
实验中用到接触器、可编程控制器、中间继电器、信号灯等多种器件与设备.
学生既要具备一定的专业理论知识,又要熟悉各种元器件的工作原理,只有具备了上述要求以后,才能较好的完成设计与实验任务.
在设计中要注意引导学生全面的认识事物、分析事物,不要被事物的表象所迷惑.
片面的认识事物,或者只看到事物的表象,就会引导我们产生错误的结论,而错误的结论就会使我们做出错误的设计.
显而易见,这样的设计是不能达到我们预期的效果的.
下面我们举一个例子来说明.
在电力系统的运行中,为了保证供电的安全性、经济性、可靠性.
需要对电力系统进行监测与保护.
在电力系统继电保护技术中,为了提高电力系统的供电质量,对发生的各种故障要求迅速进行保护.
对于发生的瞬间故障,如雷电击中架空线路造成的短路故障,则希望故障消除后,系统迅速恢复供电,从而大大提高供电质量.
基于这个要求,设计了重合闸继电器来实现这个目的.
在我们的实验中,要求学生用计算机程序实现上述要求.
如何用我们设计的程序实现取代重合闸继电器的目的在教学中,许多学生编写程序时,抓不住事物的本质矛盾,或考虑问题不全面,编写的程序达不到要求,耗费了大量的精力与时间,陷在了编程的苦恼之中.
那麽,重合闸继电器工作的实质是什麽呢我们用简单的流程图来说明:从流程图中我们可以看出,重合闸继电器在许多条件下不允许动作.
通过总结,认定以下几种情况不允许重合闸.
1系统合闸于故障状态,不允许重合闸.
2不是电流速断保护动作的跳闸状态,不允许重合闸.
3重合闸动作后,合闸于永久性故障,不允许再次重合闸.
上述几点,充分揭示了重合闸继电器与电207力系统继电保护装置之间的内在联系与矛盾,要充分考虑后,再进行编程,成功的希望就大了.
从流程图中我们可以看出,第一个判断框图,代表了第一种情况,即电力系统合闸时,是否合与故障状态第二个判断框图,代表了第二种情况,即电力系统继电保护装置动作时,故障的性质是什麽第三个判断框图,代表了第三种情况,即重合闸时系统是永久性故障还是瞬间故障在每一个判断框图中,抓住矛盾的本质,问题就迎刃而解了.
通过上述分析,揭示了这样一个道理,分析任何事物,只要抓住了问题的实质,充分考虑事物的内在联系与矛盾,就可以很好的解决各种问题.
综合实验的第二阶段是实现设计的实验阶段.
这个阶段要求根据自己的设计图纸,安装实验装置,自己布线,自己调试,如出现问题,自己检查并处理问题.
直至达到所有的设计要求,实验方可结束.
实验步骤安排流程框图:多年的教学实践告诉我们,多开设设计型的综合实验,有助于学生锻炼动手能力,使学生在自己实验的过程中充分认识实践与理论结合的重要性.
通过实验的全过程,认识到无论是在科学实践中,还是在日常生活中,具有独立思考,全面认识事物本质与内在联系,形成自己思维的能力是何等的重要!
208