电气自动化学科论文范文

导语：如何才能写好一篇电气自动化学科论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：人工智能 电气 自动化

人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法 技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支 它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器．该领域的研究包括机器人．语言识别、图像识别 自然语言处理和专家系统等。电气自动化是研究与电气工程有关的系统运行、自动控制，电力电子技术、信息处理、试验分析 研制开发以及电子与计算机应用等领域的一门学科。实现机械的自动化，让机械部份脱离人类的直接控制和操作自动实现某些过程是电气自动化和人工智能研究的交汇点。积极运用人工智能的新成果无疑有利于电气自动化学科特别是自动控制领域的发展．也有利于提高电气设各运行的智能化水平．对改造电气设备系统，增强控制系统稳定性．加快生产效率都有重大意义。

1、人工智能应用理论分析

人工智能(Artificial Intelligence)，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟，延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质．并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器 该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别 自然语言处理和专家系统等。自从1956年“人工智能 一词在Dartmouth学会上提出以后，人工智能研究飞速发展，成为以计算机为主．涉及信息论．控制论， 自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学的一门学科。人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂的工作。

当今社会，计算机技术已经渗透到生产生活的方方面面．计算机编程技术的日新月异催生自动化生产，运输 传播的快速发展。人脑是最精密的机器，编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈．所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产．流通、交换、分配等关键一环．实现自动化，就等于减少了人力资本投入，并提高了运作的效率。

2、人工智能控制器的优势

不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但Al控制器例如：神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这样的分类就能得到较好的总体理解．也有利于控制策略的统一开发。这些Al函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势．这些优势如下：

(1)它们的设计不需要控制对象的模型(在许多场合，很难得到实际控制对象的精确动态方程，实际控制对象的模型在控制器设计时往往有很多不确实性因素，例如：参数变化，非线性时，往往不知道)。

(2)通过适当调整(根据响应时间 下降时间、鲁棒性能等)它们能提高性能。例如模糊逻辑控制器的上升时间比最优PID控制器快1.5倍 ，下降时间快3.5倍， 过冲更小。

(3)它们比古典控制器的调节容易。

(4)在没有必须专家知识时．通过响应数据也能设计它们。

(5)运用语言和响应信息可能设计它们。

总而言之，当采用自适应模糊神经控制器、规则库和隶属函数在模糊化和反模糊化过程中能够自动地实时确定。有很多方法来实现这个过程，但主要的目标是使用系统技术实现稳定的解，并且找到最简单的拓朴结构配置．自学习迅速，收敛快速。

3、人工智能的应用现状

随着人工智能技术的发展，许多高等院校及科研机构就人工智能在电气设备的应用方面展开了研究工作，如将人工智能用于电气产品优化设计，故障预测及诊断、控制与保护等领域。

3.1 优化设计

电气设备的设计是一项复杂的工作 它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识，还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的．因此很难获得最优方案。随着计算机技术的发展，电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD)，大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进．使传统的CAD技术如虎添翼．产品设计的效率及质量得到全面提高。用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法，非常适合于产品优化设计。因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。

3.2 故障诊断

电气设备的故障与其征兆之间的关系错综复杂，具有不确定性及非线性．用人工智能方法恰好能发挥其优势。已用于电气设备故障诊断的人工智能技术有：模糊逻辑、专家系统、神经网络。

变压器由于在电力系统中的特殊地位而备受关注，有关方面的研究论文较多。目前对变压器进行故障诊断最常用的方法是对变压器油中分解的气体进行分析．从而判断变压器的故障程度。人工智能故障诊断技术在发电机及电动机方面的研究工作也较为活跃。

3．3智能控制

人工智能控制技术在自动控制领域的研究与应用已广泛展开．但在电气设备控制领域所见报道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3种：模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。由于模糊控制是其中最为简单、最具实际意义的方法．因而它的应用实例最多。

4、结语

人类智能主要包括三个方面．即感知能力．思维能力 行为能力。而人工智能是指由人类制造出来的 机器”所表现出来的智能。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力。人工智能的应用体现在问题求解．逻辑推理与定理证明，自然语言理解 自动程序设计．专家系统，机器人学等方面，而这诸多方面都体现了一个自动化的特征．表达了一个共同的主题，即提高机械人类意识能力，强化控制自动化．因此人工智能在电气自动化领域将会大有作为，电气自动化控制也需要人工智能的参与。

参考文献：

篇2

关键词 自动化专业 专业人才 学科建设

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2015.09.053

Discussion on some issues in automation teaching

ZOU Dexuan

（School of Electrical Engineering and Automation，Jiangsu Normal University， Xuzhou， Jiangsu 221116）

Abstract In recent years，the automation industry develops very fast， and a variety of higher schools increase investment on training the specialized personnel of electric automation technology. This paper summarizes the advantages of the disciplinary building of automation， and provides several efficient complements for its disadvantages.

Key words automation; specialized personnel; disciplinary building

1 国内外自动化专业发展现状

自动化①②③专业重点研究自动控制理论及方法，并将其广泛应用于各种复杂系统中。该专业在自动控制理论④的基础上，依托信息电子技术、电力电子技术、计算机技术、网络与通信技术等先进技术手段，实现对工业生产过程自动控制及相关领域的自动化。自动化的概念首先由美国福特公司的工程师D.S.哈德于1946年提出，并主要用于描述发动机汽缸的自动传送和加工的过程。当时，人们对自动化的理解仅仅局限于用机械的动作来代替人类操作，这其实属于自动化代替人的体力劳动的概念。然而，自动化的概念自产生到现在已经经历了将近70年的时间，人们对于它的理解也发生了较大改变，即自动化指的是使用机器（包括计算机）来代替人的体力劳动，并用其代替或辅助脑力劳动，以自动地完成特定的作业。

在自动化领域，美国具有雄厚的实力，且始终保持着世界领先地位。虽然我国对该领域的研究也比较早，但真正将其引入高校课堂却比美国晚了许多。这使得我国现阶段自动化行业的人才市场还有很大缺口，与美国等一些西方发达国家还有较大差距。随着近几十年中国经济的飞速发展，综合国力的不断增强以及科学技术的不断进步，国内迫切需要一大批自动化专业的高水平、高素质的技术人才投身祖国建设，并全面实现国家工业自动化。为了完成该宏伟目标，我国“十二五”计划已明确提出了相关的方针政策：⑤以节能环保、新信息技术、生物医学、新装备技术、 新能源、新自然资源和环保交通为重点，以新领域、新能源、新技术为突破点。经历了2008、2009年的经济危机，经历了2010年以来的经济平稳、快速地发展，我们欣喜地看到：“十二五”期间是自动化行业发展的重要阶段。为了加快自动化技术在国内工业生产等重要领域的普及，国家急需培养出大批具有自动化专业背景的拔尖人才，这就要求各高校领导及师生都应给予自动化专业更多的关注和支持。

2 问题及对策

江苏师范大学电气工程及自动化学院（以下简称电气学院）是一个年轻、充满活力的学院，自建院以来已经走过了十几年艰苦而又不平凡的历程，现有教师60多人，本科生900多人。与一些老牌学院相比，电气学院是江苏师范大学具有较大发展潜力的工科学院。学院将培养学生作为一切工作的重中之重，把提升学生综合能力作为首要目标，发扬学风建设的精神，具有独特的办学特色。在全院师生的共同努力下，学院已经有数十位学生的学习及比赛成果获得了国家级、省级奖励。而且，电气学院的学生整体素质较高，他们不但具有较扎实的专业知识基础，而且还具有较强的动手能力。因此，我院培养出来的学生都深受一些企业和公司的青睐，这也保证了电气学院毕业生较高的就业率。电气学院现设有三个本科专业，分别是自动化、电气工程及其自动化⑥和电气信息工程。⑦另外，学院还设有自动化、电工电子、轨道交通、电气工程等教研室、四个实验中心和一个自动化技术研究所。值得一提的是，我院的电工电子实验中心为江苏省实验教学示范中心。近几年来，我院的自动化专业师资力量有一定提高，软、硬件基础更加牢固。在自动化专业的人才培养方案中，一些基础课程及专业课程的设置和安排较为合理，很好地促进了自动化专业的全局调整和优化。为了拓展学生的专业知识，提升学生的实践能力，学院建设了实训基地、实验室。另一方面，学院还购置了一些新的硬件设备，并对这些设备的使用给出了相关规定及要求。以上的种种措施更加完善了我院自动化专业的教学体制，能满足自动化专业学生的基本需求。

虽然电气学院在培养自动化专业人才方面取得了一些成绩，但我们也应该清醒地看到自己的不足，具体体现在以下几个方面。另外，本文针对每个方面，特别是教学改革，⑧⑨都提出了相应的建议和措施，以期达到更好的自动化专业教学效果。

2.1 学生对自动化专业课的重点理论知识理解得还不够深，掌握得还不够牢

自动化专业的课程分为专业基础课和专业课，专业基础课主要包括“电工技术”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”等，专业课包括“电力拖动与控制”、“电力系统分析”、“电力系统继电保护”等，这些课程的知识点繁多，逻辑性较强，且课程与课程之间存在交叉与联系。一些学生急于求成，想在短时间内吃透这些重要课程。然而，随着时间的推移，这些学生对这些基础课缺乏耐心，他们上课不虚心听讲，课下又不认真完成作业。另外，一些学生只注重使用公式来进行计算，而疏忽了理论知识的推导过程，更没有进一步研究这些理论知识与实际应用之间的密切关系，久而久之，他们的学习效果自然会大打折扣。

建议：（1）邀请其他兄弟学院的优秀专家和教师给学生作学术报告、科技讲座，这有助于扩宽学生的思路，增强学生自身的逻辑推理能力。（2）倡导学生多参加学术交流，并撰写自动化方向或与之相关的科技论文，在学习的过程中，学生会逐渐加深对自动化专业的一些基础理论知识的理解。（3）学院近几年有一些老师拿到了国家或者省级科研项目，这些老师可以拿出一部分经费来鼓励学生参与到理论研究中。

2.2 学院的部分老师对自动化教育的研究和发展缺乏积极性

在培养自动化专业人才的过程中，部分老师教学方法不合理、不科学，他们只是死记硬背书本上的一些基础专业知识，并年复一年地将其传授给学生。这种保守的教学方法降低了学生的学习质量和学习效率，不利于学生对自动化专业最前沿科学技术的学习和了解。另外，有的老师在课堂上只关心自己在讲台上面的讲课内容，甚至过于注重自身的着装及仪态。而对于下面在座学生的反应却毫无察觉。换句话说，这些老师并不知道学生是否听懂他（她）所讲的内容，是否跟上了他（她）的讲课节奏，长此以往，一些学生就会失去对上课的兴趣，从而导致厌学情绪。在一些老师眼里，他们只要讲完课就算是完成了教学任务。实际上，这种做法是极其不负责任的，这样做只能更加疏远老师和学生之间的关系，使学生逐渐失去对老师的信任。

建议：（1）每学期在院内举办自动化专业教学比赛，学院应根据参赛老师的教学内容及方法建立有效的奖励机制，并将其与年底工作评优直接挂钩，这种竞争机制必然会促进老师不断改进和完善自身的教学方法。（2）每年到校外聘请一些自动化专业的资深专家和教授来我校对一些年轻教师进行辅导和培训，这有助于拓宽教师的教学思路，规范其教学方法。（3）院领导应不定期带领一些教学经验丰富的老教师对一些教师的教学进行随机检查，这可以有效防止部分老师作风涣散。

2.3 自动化专业实验设备⑩不足

对一些自动化专业的基础实验，因实验设备的损坏或不足，学生们不得不以两个，甚至三五个人为一组来使用一台设备。在同一组的几个学生共同完成了一个实验题目，不同的步骤由不同人完成。显然，这无法保证每位学生对整个实验流程的全局性把握，无形当中破坏了自动化专业实验的完整性，降低了对学生实践能力的培养要求。

建议：（1）相关实验老师要及时修理好实验设备，对一些具有安全隐患的设备，需找专业工人来进行维修。（2）学院应制定合理的实验设备采购计划，其中，特别要加大对自动化专业所需设备的投资力度。通过招标的形式采购一定数量的自动化专业实验设备，并在招标公告或投标邀请书中详细说明招标的实验设备及相关配套服务等要求。（3）加强对教师实验教学的管理。对于一些新购入的实验设备，需聘请技术人员来学院对相关实验老师进行培训，直到老师完全理解和掌握实验设备的使用情况为止。（4）鼓励一些技术水平过硬的老师自主研制学院所需的自动化专业实验设备，并参加国内一些实验设备展览会。

2.4 学生缺乏主动性和创新性

在大学四年的学习生活中，一些学生苦读专业书，记下了数以百计的公式，也做了了大量的练习题，最终获得了较为满意的考试成绩。另外，他们还参加了一些自动化专业的相关实验，并获得了正确的实验结果。然而，这些成果的取得大多数都是在老师的指导下完成的，也就是说，学生在大部分时间内都是被动地接受教育。这种缺乏主动性的学习过程只能是像用“机器”加工“产品”一样，如此往复，缺乏新鲜的教学和培养内容。而且，学生在这种教育模式下很容易形成定式思维，无助于发挥主观能动性，激发自身的主动性和创新性。

建议：（1）鼓励学生学习课本以外的自动化专业知识，实时为自己补充能量，并在老师的帮助下去发现问题、解决问题。（2）鼓励自动化专业学生踊跃参加论文撰写、科技制作以及专利申报等活动，增强其动手能力和分析问题、解决问题的能力。（3）建立导师组，由导师们组织一些专业技术本领过硬的学生参加“全国机器人大赛”、“全国电子设计大赛”、“挑战杯全国大学生课外科技作品竞赛”以及“飞思卡尔”全国智能汽车大赛等各类学科竞赛。在准备和参加科技竞赛的过程中，学生们会充分发挥主观能动性，激发出自身的创新性。

在教学过程中，应以基础理论知识为指导，以提高学生实际动手能力为目标，通过理论和实践相结合的方式来激发学生的学习热情，提高学生的创新性思维能力。另外，为了满足社会发展和自动化行业的需求，应不断完善教学计划，改进教学方法，并帮助学生合理、充分地利用自动化专业教学资源，使他们能够不断提升自身的专业素养，并最终成为符合自动化行业需求的高水平复合型人才。

3 结语

在自动化专业建设的道路上，江苏师范大学电气工程及自动化学院已经走过了十几年不平凡的发展历程。随着国民经济的快速发展，人才市场的竞争越来越激烈，用人单位对求职者的个人综合能力要求也越来越高，学生的就业压力也变得越来越大。为了更好地提高大学生的专业技能和就业竞争力，拓宽就业渠道，学院本着“以人为本”的管理理念，加快了自动化专业建设的步伐。虽然学院在专业建设的过程中取得了一定成绩，但仍需迫切解决几个突出问题：第一，如何提高学生的专业课理论水平;第二，如何激发教师对自动化教学的积极性;第三，如何充分利用学院一些重要实验设备等教学资源;第四，如何激发学生的主动性和创新性;本文针对以上四个问题展开探究性讨论，给出了一些中肯的建议和有效的措施，以期学院在自动化建设中能够实现快速成长、结构优化、师生共建的科学发展目标。

基金项目：国家自然科学基金资助项目（61403174）

注释

① 郭丽.电气工程及自动化专业应用人才培养教改探讨.时代教育，2014（7）：97-99.

② 武际花.关于技能大赛对电气自动化专业教改的促进作用.职教论坛，2012（29）：39-40.

③ 于洋.自动化技术对安全生产领域的影响.辽宁行政学院学报，2009.11（7）：171-172.

④ 鲁登峰，黄蓉.自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用.广东科技，2013（20）：118-119.

⑤ 梁秀Z.自动化行业“十二五”前瞻.自动化博览，2011（1）：28-37.

⑥ 黄肇，罗庆跃，袁旭龙，王晓芳.电气工程及其自动化专业人才培养模式的研究与实践.中国电力教育，2010（31）：46-48.

⑦ 沈雄威，仇润鹤，孙培德等.电气信息专业实验教学改革研究与实践.实验室研究与探索，2013.32（6）：145-147.

⑧ 周林，孔庆梅，杜晓玉.面向自动化专业的工程实训教学探讨和研究.中国电力教育，2014（26）：78-79.

篇3

关键词：电子测量；教学改革；创新型人才

作者简介：顾明亮（1963-），男，江苏无锡人，江苏师范大学物理与电子工程学院，教授；魏明生（1976-），男，山东济宁人，江苏师范大学物理与电子工程学院，讲师。（江苏?徐州?221116）

基金项目：本文系中国高等教育学会“十一五”教育科学研究规划课题（课题编号：06AIJ0090048）、江苏省教育科学“十二五”规划课题重点项目（项目编号：C-b/2011/01/15）的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）23-0048-02

培养具有实践创新能力的应用型人才是当今高等教育的培养目标之一，课程教学改革是培养创新人才的根本措施。“电子测量技术”是现代科学获取信息的重要手段，是从事现代电子科学研究的必备基础，该课程也是电子信息、电气自动化和机械电子等专业的骨干专业必修课程，旨在提高学生所学专业课程中的专业基础理论和单元技术知识及独立设计、构建、调试仪器与检测系统的能力，强化学生对仪器与检测系统工程的感性认识。本课程是实践性非常强的一门专业课程，近年来，随着科技迅速发展，特别是随着自动化技术和信息技术的发展及其在工业控制中的广泛应用，电子测量技术在测量技术的研究、生产测试方法、信号处理方法和技术等方面发生了一系列的变革。为了配合高等学校培养实践创新性人才的需要，同时也为了培养的人才能适应现代科学技术的发展，教研室人员对“电子测量技术”课程的授课内容、教学方法和考核方法等进行了一系列的改革探索，教学中的实践证明该课程的一系列改革取得了良好的教学效果。

一、课程内容的改革

由于目前科学技术的迅速发展，电子测量技术正从传统的电子测量仪器向智能化、复杂化自动测试仪器和虚拟仪器等方向发展，使得当前的“电子测量技术”课程内容结构已经不能满足当前人才培养的新要求。其主要缺陷包括电子测量技术教材建设的滞后，该课程内容未及时全面反映技术新发展而导致体系陈旧等。因此，电子测量技术教材应与时俱进，在讲述传统测量内容的前提下应补充智能化仪器、虚拟仪器和复杂自动测试系统等一些新的技术理论，以及先进的仪器设计方法和操作方法，而且授课内容应全面反映现代测量技术的新方向和新技术。

在该课程教学内容的改革中，主要以电子测量技术的教学大纲为主要依据，以该课程的原理、结构和测量系统为主要体系，从电子信息科学的角度来理解和观察该课程，突破以往教学中就器件论器件的传统教学方式，努力做到思路开阔，层次清晰，阐述准确，结构科学合理。按照“理论教学模块”和“实践教学模块”相结合的体系结构进行授课，课堂教学主要采取理论教学模块，重点讲授该课程教学大纲基本要求的内容。内容主要分为：检测系统的误差理论部分，非电量检测方法及智能仪器设计应用部分，信号调理与数据采集技术部分和检测仪器系统设计部分。辅以实践教学模块，主要以实验教学、调研论文、智能仪器及虚拟仪器测试技术综合设计为主。

根据学生的专业方向选取不同的授课教材，并且根据不同的专业实际情况自编讲义加以补充，主要对教材中没有涉及的内容和讲解不充分的内容进行补充。还可以联系社会热点问题，如社会上地沟油问题出现之后，教师随时给学生补充探讨地沟油的测量方法，这样课堂和现实生活紧密联系在一起，使学生感觉到课堂授课内容的重要性和实用性，提高了学生课堂听课的积极性。

为了在授课中缩短理论与技术实践的差距，在课堂授课中，通过运用案例教学，大大提高了学生解决客观实际问题的能力，教学过程中进行校际合作，提高教学效果。让学生从教学内容融入到实际科研项目中去，比如讲到电磁检测时，给学生列举一些在研的省部级科研项目，使学生了解管道泄露的不同检测方法，使学生认识到某一种物理量不同测量方法，让学生体会到检测一些物理量的新方法、新思路，引发学生思维，激发他们的创新意识，取得了很好的教学效果。

为适应创新型本科人才培养目标和教学实际，在实验课程的教学中，把理论教学和实验教学结合起来，适当增加设计型实验和综合型实验对学生能力的锻炼，共设计了4个验证性实验和3个设计性实验。实践教学中一方面为了使学生理解电子测量技术的基本原理保留了基础性的实验，另一方面，开发了新的工程应用性综合性实验，可以对高年级各专业学科之间的学生因材施教。

二、教学方法的改革

1.重视第一堂课的教学