电气工程导论专题一

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1、电气工程导论专题一电气工程导论专题一本文由 yuanye668 贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。大家好，1教材书虽然是导论书，但作为导论内容较深，适合具备一定电气基础知识的阶 段。所以，在内容上我们遵照教材，但内容上不是这样，让大家现在就理解这 些内容公式。电气导论的目的不是这个。电是能量转换得枢纽和信息得载体，电是一种最便于传输、分配和控制，最易 于实现与其他能量相互转换，最便于进行能量时空变换的一种能量。现代人类 生产生活科研活动一刻也离不开电。电气化已被列为 20 世纪最伟大的工程技术 成就。作为电气化科学基础的电气科学与工

2、程学科，在社会中发挥着重要作用。 我国商代甲骨文中就已出现“雷”字，西周时代的青铜器中已出现“电”字， 宋代梦溪笔谈中就已出现关于电和磁的记载。2每个专业都有每个专业的重点课程，就业时、甚至是有的同学考研时，单位学 校都要看这些主干课程的成绩，应聘或者面试时，有的除了进行主要专业问题 的口试，还要进行笔试。所以，哪些课程是我们电气专业要学习的，这些课程 在你后面发展中对你会起到哪些作用，通过导论的学习，我希望能让大家心中 有数。也更好的在学习时做到有备而战。3电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科，但由于和人们的日 常生活以及工业生产密切相关，发展非常迅速，现在也相对比较成熟。已经

3、成 为高新技术产业的重要组成部分，广泛应用于工业、农业、国防等领域，在国 民经济中发挥着越来越重要的作用。4建国初期（19491966）我国许多大学设立了本专业，主要实践性教学环节包 括电路与电子技术实验、电子工艺实习、金工实习课程设计、生产实习、毕业 设计，并为国家培养了许多的这方面人才。5电气学科交叉性强，通过学习我们会知道像电子、信息、计算机、激光、自动 控制等是电气学科分化出来的，产生的新兴学科。像在 90 年代初期有的学校只 有电气学院，并没有单独的计算机学院等。67其他的理工科学校，也多半设有电气专业。比如成都理工、西华大学等等8该专业方向有着非常好的发展前景，研究成果较容易向现实

4、产品转换，而且效 益相当可观。 在本章最后，我们会介绍几个招聘实例，了解电气专业的就业情 况。学习了电气工程可以从事什么样的工作。9自从工业计算机面世并进入工业领域应用后，电气自动化专业与传统的自动化 专业相比发生了翻天覆地的变化，自动化工程技术的内容变得丰富多采，自动 化的控制方式由传统的单输入单输出系统变为多输入多输出系统、由传统 的非时变系统变为时变系统、由传统的线性系统变为非线性系统，使得复杂的 自动化控制更加简单、准确、快速和实用。所以，无论是工业生产自动化的模 式，还是企业对技术人员知识结构和素质的要求，都有了新的内涵，本领域知 识宽度的巨大增长，要求我们重新检查甚至重新构造电气工

5、程的学科方向、课 程设置及其内容，以便使电气工程学科能有效地回应学生的需求、社会的需求、 科技的进步和动态的科研环境。10信息技术对电气工程的发展具有特别大的支配性影响。信息技术持续以指数速 度增长在很大程度上取决于电气工程中众多学科领域的持续技术创新。反过来， 信息技术的进步又为电气工程领域的技术创新提供了更新更先进的工具基础。 其实这从电气专业主要课程（电工基础与仪表测量、模拟电路、数字电路、微 机原理、PLC可编程控制器、单片机原理，自动控制原理与系统、C 语言、等多 门课程）就可以看出。 由于三极管的发明和大规模集成电路制造技术的发展，固体电子学在 20 世纪的 后 50 年对电气工程

6、的成长起到了巨大的推动作用。电气工程与物理科学间的紧 密联系与交叉仍然是今后电气工程学科的关键，并且将拓宽到生物系统、光子 学、微机电系统（MEMS） 。21 世纪中的某些最重要的新装置、新系统和新技术 将来自上述领域。 控制理论和电力网理论是电气工程及自动化专业的基础，电力电子技术、计算 机技术则为其主要技术手段，同时也包含了系统分析、系统设计、系统开发以 及系统管理与决策等研究领域。该专业还有一些特点，就是强弱电结合、电工 电子技术相结合、软件与硬件相结合，具有交叉学科的性质，电力、电子、控 制、计算机多学科综合，使毕业生具有较强的适应能力，是“宽口径”专业。11大家可以先简单看看这个基础

7、专业课程的内容，称为基础专业课，是因为这些 内容还没有真正涉及到电气工程，只是作为电气工程学科入门的基础。很多课 程电子和计算机等专业的学生一样要学习。 大家本学期已经开始学习哪些了？ 我们下面介绍几个主要的专业基础课程。12本课程是电气专业的入门课，是本校各专业必修的一门重要技术基础课。电路 电路 分析课程主要讲述直流电路、正弦交流电路和过渡过程的简单总和，或是电阻 分析课程 电路、动态电路时域分析、相量分析和 s 域分析的简单总和。我们不仅要掌握这 些基本电路知识，还要能以各种电路为主线，通过老师的讲授、演示和一系列 的实验操作，较系统地学习有关电路测量仪表和测量方法的基础知识，初步掌 握

8、进行电气科学实验的方法和技能。培养今后进行电气学科学习的严谨、科学 的实验作风和创新意识。1314完整的全方位电路设计系统，包含电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信 号仿真、多层印刷电路板设计（包含印刷电路板自动布线） 、可编程逻辑器件 设计、图表生成、电路表格生成、支持宏操作等功能，并具有 Client/Server （客户/服务器）体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如 ORCAD、PSPICE、EXCEL 等。1516它是世界上使用最广的 EDA 软件，每天都有上百万的电路工程师在使用它，相对于其 它 EDA 软件而言，它的功能也是最强大的，由于 ORCAD 软件使用了软件

9、狗防盗版，因 EDA ORCAD 此在国内它并不普及，知名度也比不上 PROTEL，只有少数的电路设计者使用它。17进行各种各样的电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、 数据输出、并在同一个窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。无论对哪种器 件哪些电路进行仿真，包括 IGBT、脉宽调制电路、模数转换、数模转换等， 都可以得到精确的仿真结果。库中没有的元器件模块，可以自已编辑。181920很多人会认为 VISIO 不是一个 EDA 软件，但单片机程序流程图和电路测试流程图 以及工艺流程图可用它制作的，因此认为它也算是半个 EDA 软件。它是 VISIO 公 司在 1991 年推出

10、的用于制作图表的软件。在早期它主要用作商业图表制作，后 来随着版本的不断提高，新增了许多功能。VISIO 4.0 已是个多功能的流程图制 作软件，进入国内后很受软件工作者的欢迎，现在国内普遍使用的是工作于 Windows 95 环境下的 VISIO 5.0，完全安装容量将近 100MB。它的界面很友好， 操作也很简单，但却具有强大的功能，可以绘出各种各样的流程图，它不仅仅 局限在商业、软件业和电路设计领域，也是所有软件设计者必不可少的工具， 可以用它制作的流程图包括电路流程图、工艺流程图、程序流程图、组织结构 图、商业行销图、办公室布局图、方位图在微软公司的 OFFICE 97 中就集 成了V

11、ISIO 4.0 的组成部分。21正确快速 office 的各种功能是作为工科学生必须掌握的，毕业设计中就出现过不 会输入公式、制作电路图、制表的情况。使用希望大家以后在课下可以多留意。 因为这些 office 软件不仅是输入几个文字的作用， ；论文中、工作中怎样把你想 表达的意思、电气设计、数据等清晰呈现出来，这是一个需要熟悉 office 的过程。2223随着电力工业的不断发展，电力网变得日趋复杂，但是由于电力网是一个复杂 的高度非线性的分层系统，在电网发生随机的突发性故障时，电网结构将发生 复杂变化，很难用精确的数学模型加以描述。对这一情况采用常规理论方法很 难形成有效的控制策略，如果这

12、种情况得以解决，将大大提高电网运行的安全 性和可靠性。综合利用人工神经网络、专家系统、电网络理论、电力系统工程 等有关知识，结合电网具体情况加以创造，使其在电力系统遭遇突发事件时， 快速准确地提出故障诊断结果、对故障后的电网重构及故障恢复控制，形成一 套完整的最优控制策略。24人们发现陶器中的水会从裂缝中一滴一滴地漏出来，于是专门制造出一种留有 小孔的漏壶，把水注入漏壶内，水便从壶孔中流出来，另外再用一个容器收集 漏下来的水，在这个容器内有一根刻有标记的箭杆，相当于现代钟表上显示时 刻的钟面，用一个竹片或木块托着箭杆浮在水面上，容器盖的中心开一个小孔， 箭杆从盖孔中穿出，这个容器叫做“箭壶”

13、。随着箭壶内收集的水逐渐增多， 木块托着箭杆也慢慢地往上浮，古人从盖孔处看箭杆上的标记，就能知道具体 的时刻。 后来古人发现漏壶内的水多时，流水较快，水少时流水就慢，显然会影响计量 时间的精度。于是在漏壶上再加一只漏壶，水从下面漏壶流出去的同时，上面 漏壶的水即源源不断地补充给下面的漏壶，使下面漏壶内的水均匀地流人箭壶， 从而取得比较精确的时刻。 现存于北京故宫博物院的铜壶漏刻是公元 1745年制造的，最上面漏壶的水从雕 刻精致的龙口流出，依次流向下壶，箭壶盖上有个铜人仿佛报着箭杆，箭杆上 刻有 96 格，每格为 15 分钟，人们根据铜人手握箭杆处的标志来报告时间。25指在没有人直接参与的情况

14、下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程 的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。在飞行过程中受到大气气流的影响使飞机偏离预定的航线，大气气流使飞行参 数改变称为扰动。飞机的测量比较装置测出实际飞行参数与预定飞行参数存在 偏差，就会使飞机的某些设备装置进行控制调节，能起控制作用的设备装置称 为控制器。控制器发出的控制输出信号称为控制量。飞机称为被控对象。飞机 实际飞行参数称为被控制量。在控制器作用下使飞机回到预定的航线或偏差在 允许范围内，这就形成了无人驾驶飞机的自动控制系统。26人足球世界杯赛是一项比较年轻的项目。这一项运动一开始就受到大家的关注，我想这和真正的足球运动 不无联

15、系吧？足球运动似乎是体育运动中最受关注的一个项目了。因此机器人足球自然也不例外了。这一 点不禁让我们这些喜欢模型的大大地羡慕.不过媒体上给大家的印象似乎只是几个机器人小车在比赛，以至 于大家觉得就是简简单单的几个机器人在赛场上比赛,实际上绝不是你想象中得那么简单。足球机器人是一 , 个复杂的系统，就像下面的图示那样，不仅仅是几个机器人小车。 从功能上分，它包括机器人小车系统、视觉系统、决策系统和无线通讯系统 4 个子系统。我们见得最多的 是机器人小车系统，因此常常忽略了幕后操纵小车的决策系统，它才是真正的指挥。悬挂在球场上空 2 米 的摄像机也是非常关键的一部分，它是机器人的眼睛，摄像机将比赛

16、图像传入计算机，由预装的软件进行 识别和决策，再通过无线电通讯方式将命令传给场上的机器人。这种情况有点像是一个瞎子背着一个瘸子 在进行足球比赛。还有就是在比赛的过程当中人不允许介入控制，机器人球队全凭事先编好的合作与协调 策略程序进行比赛。谁能取胜，不但取决于机器人本身的硬件水平，还取决于在各种复杂动态环境下，机 器人应付环境变化、队员间合作协调的人工智能技术水平。这样看来，机器人足球比赛的意义不仅仅是比 赛了。这里甚至还关系到国家的荣誉，因为足球机器人一定程度上显示了这个国家人工智能技术等等方面 的水平。不过告诉大家一个好消息，虽然我们国家的真正的足球赛总是让我们的足球迷们次次伤心，但是 在机器人足球比赛上我们的水平可不低，据说除了韩国，我们已经可以排第二了。而且我们已经有 20 多支 机器人球队了。不过也要看到我们的比如硬件方面的缺陷，高科技的东西自然需要的资金也特别“高”了， 由于我们的很多球队资金不是很充裕，在硬件方面落后对手一大截，他们几百美元的一个零部件往往我们 只是用几十元人民币。也许也有一点好处就是“低投入，高回报” ? 机器人小车系统： 机器人