電路與系統(tǒng)精選(九篇)

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第1篇：電路與系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】電子電路；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)研究

1.引言

當(dāng)前，高級(jí)語(yǔ)言描述、系統(tǒng)仿真和綜合優(yōu)化是EAD的技術(shù)的特征。關(guān)于EAD技術(shù)，其一直被廣泛運(yùn)用于教學(xué)與科研當(dāng)中，并且其在科研機(jī)構(gòu)與電子行業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)中有著不可替代的位置，是一項(xiàng)具有十分意義的輔助工具。為此，以下就針對(duì)這個(gè)內(nèi)容展開論述。

2.相關(guān)軟件介紹

關(guān)于電子電路與系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)的軟件有很多種，比如PSpice、Protel、OrCAD、VISIO、PADS、EWB、EAD2002等。關(guān)于PSpice的最新版本為PSpice9.1，這款軟件可以進(jìn)行各種激勵(lì)建立，溫度與噪音分析、波形輸出和數(shù)據(jù)輸出等等，并將仿真結(jié)果顯示在同一個(gè)窗口內(nèi)。到目前Protel的最新升級(jí)版本為Tango，在早期，Protel的主要作用是為印刷版自動(dòng)布線，最后發(fā)展成為Protel99se，在并購(gòu)之后更名為Altium 公司。當(dāng)前Protel推出的最新版本ProtelDXP包含很多內(nèi)容，如電原理圖繪制、數(shù)字電路混合信號(hào)仿真、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)、圖表和電子表格生成等功能。關(guān)于OrCAD，它是由OrCAD 公司推出的EDA軟件。這款軟件界面友好直觀，其主要擁有以下功能：電原理圖繪制、模擬與數(shù)字電路混合仿真、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等。它的原件庫(kù)有8500個(gè)，是EDA 軟件最多的一個(gè)。VISIO是VISIO 公司推出的軟件，這款軟甲主要用在作圖上，它可以繪制出單片機(jī)、電路、工藝、組織結(jié)構(gòu)圖、商業(yè)行銷圖等的流程圖。PADS是美國(guó)Mentor Graphics 公司推出的軟件，它是一套完整的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)，主要有五個(gè)部分組成，這五個(gè)部分分別為PowerLogic、PowerBGA、CAM350、HyperLynx、PowerPCB。這款軟件可以完成128頁(yè)復(fù)雜的電子系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)，其主要采用平面分層和層次化設(shè)計(jì)與混合應(yīng)用方式。EWB主要由加拿大的互交圖像技術(shù)有限公司推出，它具有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)功能，即仿真功能和虛擬儀器功能。并且可以在桌面上提供以下工具：萬(wàn)用表、信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號(hào)發(fā)生器等。這個(gè)軟件的容量很小，所以，可以直接拷貝，其在電子行業(yè)被廣泛應(yīng)用。關(guān)于EAD2002，其是由廈門超倫軟件公司推出的，主要功能是繪圖、輸出、建庫(kù)、優(yōu)化設(shè)計(jì)等。這些功能主要被用于電子線路圖的設(shè)計(jì)、電氣工程圖的設(shè)計(jì)的呢過方面。其所用的符號(hào)是中國(guó)采用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)，這種符號(hào)比其它的EDA 更方便快捷。

3.層次化設(shè)計(jì)方法

電子電路與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要面向三個(gè)不同的層次，也就是系統(tǒng)級(jí)、電路級(jí)和物理實(shí)現(xiàn)級(jí)。在以往，電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的方法主要是由抵向上的設(shè)計(jì)方法。在此過程中，其工作主要由專家人工完成，每一次修改就是一次設(shè)計(jì)過程的重復(fù)。目前的EDA所采用的設(shè)計(jì)方法主要是自頂向下的設(shè)計(jì)方法，這種方法可以使系統(tǒng)性能、系統(tǒng)成本與設(shè)計(jì)所花的時(shí)間達(dá)到平衡。ESDA在設(shè)計(jì)過程中，其系統(tǒng)級(jí)主要有以下幾個(gè)步驟：首先是根據(jù)性能指標(biāo)和限制條件建立系統(tǒng)方塊圖，其次后運(yùn)用VHDL描述系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)級(jí)模擬進(jìn)行驗(yàn)證。最后，將模塊進(jìn)行劃分，將其分為多個(gè)子模塊。這些子模塊主要有數(shù)字電路、模擬電路等。其電路級(jí)的設(shè)計(jì)內(nèi)容有：對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行電路原理結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，用相關(guān)優(yōu)化工具生成門邏輯電路EDIF網(wǎng)表。最后是根據(jù)子系統(tǒng)電路類型的不同選擇不同的軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真、優(yōu)化。其優(yōu)化的內(nèi)容有建立工具構(gòu)造、進(jìn)行仿真優(yōu)化等。關(guān)于ESDA中的物理實(shí)現(xiàn)級(jí)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是：由系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)決定物理實(shí)現(xiàn)方法。在此過程中會(huì)涉及到性能、價(jià)值和時(shí)間等問題。比如說(shuō)IC系統(tǒng)的 PCB 實(shí)現(xiàn)、掩膜ASIC 的實(shí)現(xiàn)等。

4.設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程

在PCB 的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程，產(chǎn)生 Gerber是設(shè)計(jì)過程中的最后一步，在設(shè)計(jì)過程中，Gerber是必須文件，它是生產(chǎn) PCB板所需的文件，其主要從PCB 原文件中衍生出來(lái)的光碼文件和坐標(biāo)文件。在這個(gè)過程中，生成PCB 的菲林膠

片主要由Gerber文件利用光繪機(jī)進(jìn)行，最后再利用菲林膠片生產(chǎn)出PCB 板。在實(shí)際過程當(dāng)中，一個(gè)PCB 設(shè)計(jì)中含了很多的Gerber 文件，而一個(gè)Gerber 文件又包含了光繪信息。想要將PCB 板完全體現(xiàn)出來(lái)，只需要將1個(gè)PCB 設(shè)計(jì)的所有文件即可。在Gerber文件中，其主要有七種板數(shù)據(jù)，這七種板城數(shù)據(jù)有走線層、電源地平層、SMD 貼片層、絲印層、NC 鉆孔層、鉆孔參考圖層和主焊層等。在實(shí)際情況中，關(guān)于CAD設(shè)計(jì)軟件有文件的輸出功能提供。關(guān)于PowerPCB，其主要有以下幾個(gè)輸出功能：打印功能、繪圖功能、文件輸出功能等。從當(dāng)前的情況上看，關(guān)于電子設(shè)計(jì)最受人咀嚼的話題的EDA 概念，而曾經(jīng)的CAD設(shè)計(jì)模式早已脫離現(xiàn)代軌跡，其所要面臨的挑戰(zhàn)是高速 PCB 設(shè)計(jì)。相關(guān)人員在挑戰(zhàn)高速PCB設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮兩個(gè)問題：一個(gè)是必須計(jì)算互連路徑的傳播時(shí)間，保證信號(hào)的完整無(wú)缺才能滿足時(shí)序這個(gè)要求。另一個(gè)是考慮阻抗不匹配的不利影響。

電子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)經(jīng)歷由分立元件到UVLSI的過程。為了使系統(tǒng)的可靠性和通用性得到提高，可用通用全硬件 LSI 電路代替微處理器和專用集成電路。ASIC 體擁有重量輕、功耗能、體積小和成本低等優(yōu)點(diǎn)，在制作過程中可利用現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件進(jìn)行制作。

5.結(jié)論

在科技的不斷發(fā)展之下，電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)環(huán)境有了很大的變化，關(guān)于EDA 技術(shù)，其應(yīng)用了編程技術(shù)制作 ASIC、宏模型庫(kù)、系統(tǒng)級(jí)仿真軟件，以及IP 核的 SOC的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)等，從而進(jìn)入了ESDA 階段。在當(dāng)前的電子電路與系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中，只有采用EDA 工具，才能達(dá)到提高效率的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]常鴻森，張近葦.電路與系統(tǒng)理論的回顧與展望[J].華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.1996（03）：61-66.

第2篇：電路與系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：課程整合;電路原理;信號(hào)與系統(tǒng)

1“電路原理”與“信號(hào)與系統(tǒng)”課程介紹

“電路原理”課程是高等學(xué)校本科電子與電氣信息類專業(yè)重要的基礎(chǔ)課，該課程以分析電路中的電路原理，研究電路的基本規(guī)律及電路的分析方法為主要內(nèi)容，為之后的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課提供電路理論基礎(chǔ)知識(shí)及電路分析方法支撐的重任。對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，電路課程尤為重要。學(xué)習(xí)本課程要求學(xué)生具備相關(guān)的數(shù)學(xué)和物理知識(shí)基礎(chǔ)。電路課程理論嚴(yán)密、邏輯性強(qiáng)，有廣闊的工程背景。電路理論是當(dāng)前電子科學(xué)技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)之一。學(xué)生通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，有助于樹立嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)和理論聯(lián)系實(shí)際的工程觀點(diǎn)，對(duì)科學(xué)思維能力、分析計(jì)算能力、實(shí)驗(yàn)研究能力和科學(xué)歸納能力的培養(yǎng)也具有重要的作用。學(xué)生通過“電路原理”課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)該掌握電路的基本理論知識(shí)、電路的基本分析方法和初步的實(shí)驗(yàn)技能，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電路理論打下初步的基礎(chǔ)，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程準(zhǔn)備必要的電路知識(shí)。

“信號(hào)與系統(tǒng)”課程已經(jīng)從電子信息工程類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程擴(kuò)展成電子信息、自動(dòng)控制、電子技術(shù)、電氣工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程等眾多電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，甚至在很多非電專業(yè)中也設(shè)置了這門課程，而其內(nèi)容也從單一的電系統(tǒng)分析擴(kuò)展到許多非電系統(tǒng)分析。雖然各個(gè)專業(yè)開設(shè)這門課程時(shí)的側(cè)重點(diǎn)會(huì)有所不同，應(yīng)用背景也有差異，但是，本課程依然保留了以分析系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的響應(yīng)為主線的教學(xué)體系，以適應(yīng)當(dāng)代信息科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的需要。《信號(hào)與系統(tǒng)》的教學(xué)內(nèi)容分為兩大部分：連續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)分析和離散時(shí)間系統(tǒng)分析。涉及了信號(hào)與系統(tǒng)的概念、信號(hào)分析、連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)和離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域和頻域分析、系統(tǒng)的狀態(tài)變量描述、傅里葉變換、拉普拉斯變換、z變換等等。該課程對(duì)于理論和實(shí)踐兩個(gè)體系都有很高的要求。

2兩門課程內(nèi)容優(yōu)化整合

兩門課程內(nèi)容的優(yōu)化整合是教學(xué)改革的重點(diǎn)和核心，兩門課程不是簡(jiǎn)單的整合在一起就成，而且兩門課程之間相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容有大量重復(fù)，“電路原理”課程中包含了“信號(hào)與系統(tǒng)”課程中連續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)分析的相關(guān)內(nèi)容，如電路與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析、系統(tǒng)函數(shù)、系統(tǒng)穩(wěn)定性、系統(tǒng)頻率特性、系統(tǒng)零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)、自由響應(yīng)和強(qiáng)迫響應(yīng)、傅里葉級(jí)數(shù)和傅里葉變換、頻譜、系統(tǒng)復(fù)頻域分析、狀態(tài)變量法等。因此，如何優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，避免重復(fù)教學(xué)是課程內(nèi)容優(yōu)化的一個(gè)核心。在總體優(yōu)化上應(yīng)突出兩門課程的重點(diǎn)，既要保證各門課程的相對(duì)獨(dú)立性，又要避免教學(xué)內(nèi)容的簡(jiǎn)單重復(fù)，力求構(gòu)造相對(duì)完整的課程體系，不再單獨(dú)強(qiáng)調(diào)各個(gè)學(xué)科課程之間的內(nèi)容體系，使兩者相互交融、相輔相成。在內(nèi)容的選擇上，將電路與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)等內(nèi)容放在電路中講述，在“信號(hào)與系統(tǒng)”中重點(diǎn)講述傅里葉變換，并以傅里葉變換為核心研究線性系統(tǒng)和信號(hào)處理和通信理論的相關(guān)問題，著重信號(hào)分析和信號(hào)通過線性系統(tǒng)的響應(yīng)大力壓縮拉普拉斯變換相關(guān)內(nèi)容，加強(qiáng)離散分析和Z變換等相關(guān)知識(shí)。使既要保證各門課程的相對(duì)獨(dú)立性，又要避免教學(xué)內(nèi)容的簡(jiǎn)單、重復(fù)、力求構(gòu)造相對(duì)完整的課程體系。

3新課程特點(diǎn)

將“電路原理”、“信號(hào)與系統(tǒng)”課程內(nèi)容進(jìn)行整合優(yōu)化為“電路、信號(hào)與系統(tǒng)”，兩門門課程的整合不是簡(jiǎn)單地拼湊成一門課程，而是按照專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)融合成有機(jī)聯(lián)系的課程體系。

3.1內(nèi)容更加精練、學(xué)時(shí)減少

對(duì)“電路原理”課中某些經(jīng)典內(nèi)容，如網(wǎng)孔法、電壓法、電流法等電路分析方法，只介紹基本概念和方法，不再追求復(fù)雜電路的計(jì)算，復(fù)雜電路分析可以借助于電路分析軟件實(shí)現(xiàn)。對(duì)“信號(hào)與系統(tǒng)”中微分方程和差分方程的各種經(jīng)典解法，只了解基本概念、物理意義，不需要掌握復(fù)雜的求解過程，主要掌握如何用信號(hào)與系統(tǒng)的基本理論，分析和解決工程中的實(shí)際問題。這使得學(xué)生對(duì)兩課程學(xué)習(xí)效率提到，也提高了教學(xué)質(zhì)量。

3.2為避免內(nèi)容膨脹、課時(shí)增加，在“電路原理”課程中壓縮某些經(jīng)典內(nèi)容

3.3在“電路原理”課程中，始終如一地建立信號(hào)與系統(tǒng)的概念

把電路看成為一個(gè)系統(tǒng)，特別強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的自由響應(yīng)和強(qiáng)迫響應(yīng)、零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的物理概念。

3.4可以強(qiáng)調(diào)三大變換（傅里葉變換、拉普拉斯變換、Z變換）的數(shù)學(xué)概念、物理概念和工程概念，傅里葉變換、拉普拉斯變換在“電路原理”課中介紹，在“信號(hào)與系統(tǒng)”中在拉普拉斯變換的基礎(chǔ)上引入Z變換，并且實(shí)際運(yùn)用。

3.5特別強(qiáng)調(diào)信號(hào)頻譜的概念

“電路原理”非正弦電路分析一章中，加強(qiáng)了頻率特性和頻域分析的概念，為學(xué)習(xí)離散時(shí)間信號(hào)分析奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4教學(xué)方式改革

在對(duì)課程內(nèi)容整合和優(yōu)化的同時(shí)，需要對(duì)教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行改革，總體上調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，要改變傳統(tǒng)的滿堂灌、填鴨式的傳統(tǒng)教學(xué)方法，實(shí)行啟發(fā)式、討論式、發(fā)現(xiàn)式教學(xué)，傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)相結(jié)合，使學(xué)生不會(huì)感覺學(xué)習(xí)疲憊。

4.1轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)思想

改變傳統(tǒng)教學(xué)方式，不該想以前一樣重分?jǐn)?shù)而不重能力，得注重學(xué)生的動(dòng)手能力與所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在具體教學(xué)過程中，重視基本內(nèi)容的深刻理解和基本概念的建立，熟練掌握公式的使用和解題技巧，強(qiáng)化所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用與創(chuàng)新能力的培養(yǎng);使學(xué)生有更多的發(fā)現(xiàn)問題、思考問題的空間。例如，在求解電路時(shí)，常常涉及到電容上電壓的突變和電感上電流突變的問題，即O+和O-不一樣的情況，在介紹這些內(nèi)容時(shí)引入δ（t）函數(shù)，利用函數(shù)可以解決此類問題，而且比較容易地將函數(shù)的物理意義介紹清楚。又如離散信號(hào)與系統(tǒng)分析中，數(shù)字濾波器的濾波過程和濾波性能是一個(gè)難點(diǎn)，在講授中反復(fù)比較模擬濾波器和數(shù)字濾波器的特點(diǎn)及共同點(diǎn)，使學(xué)生對(duì)數(shù)字濾波器有一個(gè)清晰的概念。例如，在求解電路時(shí)，常常涉及到電容上電壓的突變和電感上電流突變的問題，即O+和O-不一樣的情況，在介紹這些內(nèi)容時(shí)引入δ（t）函數(shù)，利用函數(shù)可以解決此類問題，而且比較容易地將函數(shù)的物理意義介紹清楚。

4.2加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)

我們?cè)陔娐氛n程中，可以增加機(jī)輔教學(xué)內(nèi)容效果很好。在掌握基本內(nèi)容、基本概念的前提下，在電路原理課程中引入計(jì)算機(jī)輔助手段，不僅可以形象展示電路性能、減少?gòu)?fù)雜電路計(jì)算量，同時(shí)可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，并初步掌握電路分析設(shè)計(jì)的實(shí)用方法，為學(xué)生進(jìn)入專業(yè)學(xué)習(xí)后接觸實(shí)際應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。

目前，在電路教學(xué)中使用的計(jì)算機(jī)輔助分析軟件主要是MATALB，課堂教學(xué)中，在多媒體教學(xué)軟件中加入利用軟件計(jì)算進(jìn)行演示的內(nèi)容。同時(shí)安排專門的教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行使用功能的介紹，并有專門的上機(jī)練習(xí)和考試時(shí)間。

在本教學(xué)體系中，電路原理方面的機(jī)輔教學(xué)可分成兩個(gè)方面;先對(duì)電路原理見血內(nèi)容進(jìn)行演示，之后在開設(shè)MATLAB課程。在“信號(hào)與系統(tǒng)”課程中，由于課程內(nèi)容以離散信號(hào)分析與處理為主，故進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析與處理實(shí)際上已屬于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的范圍，是“信號(hào)與系統(tǒng)”課程一個(gè)必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)?？紤]到學(xué)生已學(xué)過計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，且多數(shù)學(xué)生自備電腦，故在本課程教學(xué)過程中，我們編制了MATALB程序，結(jié)合教學(xué)進(jìn)度布置作業(yè)由學(xué)生自行上機(jī)實(shí)驗(yàn)。通過上機(jī)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生更好地理解信號(hào)分析與處理的基本原理，更好地鞏固所學(xué)知識(shí)。

隨著用人單位對(duì)本科生知識(shí)結(jié)構(gòu)和水平要求的不斷提高、本科專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及新興學(xué)科的不斷增加和知識(shí)總量的不斷增長(zhǎng)，基礎(chǔ)教育的地位和作用更需要加強(qiáng)，因此，對(duì)電子類等專業(yè)的“電路原理”“信號(hào)與系統(tǒng)”兩門專業(yè)基礎(chǔ)課程進(jìn)行了整合和優(yōu)化，在教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面提出了相應(yīng)的改革方案，使其更加系統(tǒng)化、規(guī)范化，教學(xué)效果會(huì)明顯提高，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和電子類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的改變，需要對(duì)課程體系進(jìn)行不斷調(diào)整和優(yōu)化，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]李培芳，李育玲，童梅.“電路原理”與“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的整合與優(yōu)化[M].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2003-11-25.

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第3篇：電路與系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：通信電子線路；課程體系；高頻；實(shí)踐教學(xué)

作者簡(jiǎn)介：徐勤（1981-），女，重慶人，重慶理工大學(xué)電子信息與自動(dòng)化學(xué)院，講師；楊奕（1962-），男，重慶人，重慶理工大學(xué)電子信息與自動(dòng)化學(xué)院，副教授。（重慶400054）

基金項(xiàng)目：本文系重慶市高等教育教學(xué)改革研究重點(diǎn)項(xiàng)目資助（項(xiàng)目編號(hào)：112003）、重慶理工大學(xué)高等教育研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2011025）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-0079（2012）16-0052-02

近年來(lái)，通信技術(shù)得以飛速發(fā)展，新的通信技術(shù)、通信方案和集成電路層出不窮。如今，通信產(chǎn)業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展最迅速，進(jìn)步最快的一個(gè)行業(yè)。[1]“通信電子線路”正是重慶理工大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我校”）電子信息與自動(dòng)化學(xué)院為適應(yīng)社會(huì)需求，針對(duì)電子信息類專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)必修課。作為電子信息工程專業(yè)電路與系統(tǒng)課程體系中極為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其主要內(nèi)容包括現(xiàn)代通信系統(tǒng)組成原理、系統(tǒng)設(shè)備電路工作原理及其分析方法。該課程是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，其教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生能在無(wú)線電通信及相關(guān)領(lǐng)域從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、科學(xué)研究等方面的能力。[2]本文分析了目前我校“通信電子線路”的教學(xué)現(xiàn)狀與存在問題，并提出了該課程教學(xué)體系改革的思路與相關(guān)建議。

一、“通信電子線路”的教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題

通信電子線路是在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)展起來(lái)的，本身工程實(shí)踐性就很強(qiáng)，許多理論知識(shí)都可以通過實(shí)踐得到深入的理解。目前，這門課在我校電子信息工程以及電子信息與科學(xué)（光電學(xué)院）兩個(gè)專業(yè)的大三開設(shè)，課程體系的設(shè)置為理論學(xué)時(shí)數(shù)40，2.5學(xué)分，并無(wú)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。

在對(duì)其他高等院校的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，大部分其他院校針對(duì)信息類專業(yè)在這門課程的教學(xué)大綱中都安排了相關(guān)的實(shí)踐環(huán)節(jié)。表1中詳細(xì)列舉了部分院校的“通信電子線路”的課程體系。（注：各院校課程名稱略有差異）

從表1中可以看出，雖然各高校在這門課程上分配的理論學(xué)時(shí)數(shù)有差異，但都分配了相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)。實(shí)踐教學(xué)主要分為實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)兩類。清華大學(xué)作為全國(guó)最優(yōu)秀的高等學(xué)府，尤為突出了實(shí)踐教學(xué)的重要性，在學(xué)時(shí)數(shù)的分配上甚至超出了理論教學(xué)，充分體現(xiàn)了清華大學(xué)堅(jiān)持“以實(shí)踐教學(xué)”的教學(xué)理念。華中科技大學(xué)和重慶大學(xué)作為全國(guó)一流的重點(diǎn)大學(xué)，實(shí)踐和理論并重，分配了等同的學(xué)時(shí)數(shù)。西華師范大學(xué)和我校一樣，屬于省部級(jí)重點(diǎn)建設(shè)高校，在該課程體系上分配的理論和實(shí)踐學(xué)時(shí)數(shù)分配大致為2：1。而我校的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)目前仍為空白。

筆者在多年講授“通信電子線路”這門課程的過程中，感受該課程缺乏實(shí)踐環(huán)節(jié)帶來(lái)的一系列問題：

該門課程本身內(nèi)容多，概念多，電路復(fù)雜，采用非線性分析方法，比較抽象。[3]加上缺乏實(shí)踐環(huán)節(jié)的輔助，學(xué)生不易理解電路功能，常常感到學(xué)習(xí)困難，學(xué)習(xí)興趣低下，教學(xué)效果較差。

由于缺少實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)這門課程的理解只能停留在理論知識(shí)上。即使是對(duì)課程掌握比較好的同學(xué)，也只是了解單元電路的理論工作原理，很難理解單元電路實(shí)際中是如何作用于整個(gè)通信系統(tǒng)中的。不少同學(xué)反映說(shuō)，學(xué)完這門課程后感覺只是死記硬背了一些電路和公式，對(duì)各種電子器件和單元電路仍沒有深刻的理解，更不要說(shuō)理解電路的應(yīng)用和自主創(chuàng)新地設(shè)計(jì)電路了。

在近年來(lái)的全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽中，通信電子線路相關(guān)課題呈現(xiàn)出越來(lái)越重要的趨勢(shì)。[4]但是由于我校通信電子線路實(shí)踐環(huán)節(jié)的空白，學(xué)生在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中跟其他兄弟院校相比處于劣勢(shì)。

我校正處在一個(gè)變革和高速發(fā)展的階段，在推進(jìn)素質(zhì)教育，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量上取得了一系列的碩果。但是，現(xiàn)階段“通信電子線路”這門課程體系結(jié)構(gòu)不夠合理，單純的理論學(xué)習(xí)并不能滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)信息類人才的需求。缺乏相應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，是該課程教學(xué)改革亟待解決的問題。

二、“通信電子線路”的改革方案

“通信電子線路”課程改革的主要思路是圍繞創(chuàng)建通信電子線路實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)展開。通過實(shí)踐教學(xué)，一方面可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)通信電路的興趣，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)已學(xué)電路知識(shí)的理解和掌握；另一方面，可以培養(yǎng)學(xué)生分析解決實(shí)際問題的能力，提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力。同時(shí)，實(shí)踐教學(xué)可以進(jìn)一步推動(dòng)理論教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和考核手段的改進(jìn)，從而完善課程建設(shè)，提高教學(xué)質(zhì)量。

1.創(chuàng)建“通信電子線路”實(shí)踐教學(xué)體系

由于我校學(xué)生的層次參差不齊，一方面，從有利于培養(yǎng)學(xué)生能自覺應(yīng)用理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐，強(qiáng)化基本技能訓(xùn)練，為培養(yǎng)高素質(zhì)人才打下良好的基礎(chǔ)角度考慮，結(jié)合目前人才培養(yǎng)方案和專業(yè)素質(zhì)教育要求，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，建議進(jìn)行以下課程的改革方案，將整個(gè)通信電子線路實(shí)踐分為基本實(shí)驗(yàn)和拓展實(shí)踐“兩階段三層次”。[5]

第一階段：基本實(shí)驗(yàn)

（1）基礎(chǔ)常規(guī)：增設(shè)“通信電子線路實(shí)驗(yàn)”必修課，有獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)大綱，為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，用單元電路實(shí)驗(yàn)板、綜合實(shí)驗(yàn)板和實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生加深和鞏固對(duì)通信電子線路基本單元電路的理解，初步掌握通信電路的測(cè)試方法。但理論課與實(shí)驗(yàn)課分工而不分家，理論課老師仍然參加實(shí)驗(yàn)教學(xué)并負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)。

（2）系統(tǒng)綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)：類似電子線路課程設(shè)計(jì)，通過對(duì)一個(gè)典型的完整的通信系統(tǒng)，例如無(wú)線收發(fā)信機(jī)的搭接、調(diào)試、指標(biāo)性能測(cè)量，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)靈活應(yīng)用和系統(tǒng)級(jí)思維的能力，建立系統(tǒng)概念，為學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)與制作電路打下良好的基礎(chǔ)。

第二階段：拓展實(shí)踐

（3）創(chuàng)新型實(shí)踐：開課時(shí)間為晚上，周末或寒暑假這些空閑的時(shí)間，為部分對(duì)電子設(shè)計(jì)有濃厚興趣并有探索精神的學(xué)生提供進(jìn)一步提升的平臺(tái)。實(shí)踐過程以學(xué)生課外自學(xué)為主，教師輔導(dǎo)為輔，學(xué)生可根據(jù)興趣自行選題，或由教師給出相關(guān)參考方向，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)具有某種功能的通信電子系統(tǒng)，提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生積極申請(qǐng)項(xiàng)目，參與學(xué)科競(jìng)賽。目前，學(xué)校為學(xué)生自主創(chuàng)新已提供了良好平臺(tái)，包括“開拓杯”電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和大學(xué)生創(chuàng)新基金項(xiàng)目等，還有重慶市“盛群杯”設(shè)計(jì)大賽以及全國(guó)的電子設(shè)計(jì)大賽。

通過這個(gè)層面的實(shí)踐訓(xùn)練，部分學(xué)生會(huì)具備一定的通信電路分析問題和解決問題能力，對(duì)通信方向產(chǎn)生強(qiáng)烈的興趣。這部分學(xué)生可通過畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步研究甚至進(jìn)行深造。

這三個(gè)層次的實(shí)踐訓(xùn)練是循序漸進(jìn)、層層推進(jìn)的，目的是使學(xué)生系統(tǒng)地掌握通信系統(tǒng)各種功能單元電路的工作原理和分析設(shè)計(jì)方法，建立起現(xiàn)代通信的系統(tǒng)概念，為今后從事通信電路及相關(guān)電子系統(tǒng)的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.以實(shí)踐教學(xué)為依托，改革通信電子線路理論教學(xué)

在引入實(shí)踐教學(xué)后，理論教學(xué)過程也應(yīng)做了相應(yīng)的調(diào)整，突出應(yīng)用和工程實(shí)踐的特點(diǎn)，把理論知識(shí)的傳授和實(shí)踐能力的培養(yǎng)結(jié)合起來(lái)。在實(shí)踐中，電路設(shè)計(jì)工作基本上是以應(yīng)用為主，不需要更多了解模塊或者芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而需要了解電路的基本功能和使用方法即可。[6]而目前的通信電路教學(xué)依然以基本的分離元件電路為主，包括混頻、調(diào)制和解調(diào)等電路，均是采用傳統(tǒng)的二極管或者三極管構(gòu)建的電路。但這些功能在實(shí)踐教學(xué)中基本上都已經(jīng)集成化。這就要求在理論教學(xué)過程中，適當(dāng)?shù)胀ㄈ龢O管電路設(shè)計(jì)和分析內(nèi)容，加強(qiáng)功能分析，進(jìn)一步強(qiáng)化模塊和集成電路的應(yīng)用。例如：學(xué)習(xí)調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相、鎖相電路時(shí)，可介紹一些芯片，包括一些知名的半導(dǎo)體公司；在講解某種單元電路工作原理過程中，增加這種電路應(yīng)用于哪些電子設(shè)備中的情況，在系統(tǒng)中的地位及其性能對(duì)系統(tǒng)指標(biāo)的影響。[7]

3.改革評(píng)價(jià)考核機(jī)制，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性

目前的教學(xué)評(píng)價(jià)僅考查學(xué)生對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)的掌握，考試內(nèi)容局限于課堂筆記和書本內(nèi)容，這與通信電子線路的實(shí)踐性不相符。[7]一個(gè)完善的課程考核應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在全面性、多樣化和立體化上，體現(xiàn)對(duì)通信電子線路理論知識(shí)方面的考查，對(duì)實(shí)踐能力、實(shí)驗(yàn)技能方面的考查，對(duì)分析問題、解決問題能力方面的考查?？蓞⒖加勺鳂I(yè)評(píng)分、期末考試、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)的能力考核和平時(shí)課堂表現(xiàn)4個(gè)部分組成?？己酥攸c(diǎn)是對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度與學(xué)習(xí)效果、理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)、知識(shí)與能力幾個(gè)方面進(jìn)行全面的動(dòng)態(tài)地分析。理論考核中，加強(qiáng)基礎(chǔ)、側(cè)重應(yīng)用、淡化計(jì)算，并融入實(shí)驗(yàn)筆試部分。在實(shí)驗(yàn)考核中，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)由教師考查學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中及實(shí)驗(yàn)報(bào)告中反映出的對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解、動(dòng)手能力、科學(xué)作風(fēng)、分析問題能力和探索創(chuàng)新精神進(jìn)行綜合評(píng)定。建立多項(xiàng)指標(biāo)綜合評(píng)分機(jī)制，突出能力方面的考核，激發(fā)學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)的積極性和熱情。

三、結(jié)束語(yǔ)

筆者通過多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)“通信電子線路”課程體系改革進(jìn)行了探索和研究，提出了構(gòu)建一套通信電子線路實(shí)踐教學(xué)體系，以填補(bǔ)我校沒有通信電子線路實(shí)踐教學(xué)的空白，并希望以此推動(dòng)理論教學(xué)方法。教學(xué)內(nèi)容的改革，逐步完善通信電子線路課程建設(shè)。

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第4篇：電路與系統(tǒng)范文

[關(guān)鍵詞]電力載波 MI200E 單片機(jī) 節(jié)能控制

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）11-0372-01

引言

電力載波通信是一個(gè)可靠性強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)，在路燈控制系統(tǒng)中起著重大的作用。低壓電力線通信有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）時(shí)變性。對(duì)于載波信號(hào)而言，低壓電力線是一根非均勻分布的傳輸線，各種不同性質(zhì)的電力負(fù)載在低壓配電網(wǎng)的任意位置隨機(jī)投入或斷開，使信道表現(xiàn)出很強(qiáng)的時(shí)變性，因此不能利用簡(jiǎn)單的電壓檢測(cè)方法來(lái)確定線路信號(hào)。（2）頻率選擇性。由于低壓配電網(wǎng)直接面向用戶，符合情況非常復(fù)雜，各節(jié)點(diǎn)阻抗不匹配，故信號(hào)容易產(chǎn)生反射，駐波，諧振等現(xiàn)象，使得信號(hào)的衰減變得極其復(fù)雜，造成電力線載波通信，造成信道具有很強(qiáng)的頻率選擇性。（3）噪聲干擾強(qiáng)而信號(hào)衰減大。電力線中的噪聲干擾主要包括由傳輸電流發(fā)生的電磁場(chǎng)引起的背景噪聲干擾，以及由于某些電磁波產(chǎn)生的脈沖噪聲干擾兩部分。

一、MI200E芯片的介紹及在通信中的應(yīng)用

MI200E是一款專門針對(duì)低壓電力線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的高集成度、高性能的電力線載波通訊芯片。MI200E 是一個(gè)可工作于碼分多址（CDMA）方式的半雙工調(diào)制解調(diào)芯片。并且提供載波偵聽和有效幀指示信號(hào)，可方便地實(shí)現(xiàn)基于共享信道的網(wǎng)絡(luò)接入?yún)f(xié)議。 此芯片是檢測(cè)過零發(fā)送機(jī)制，避開電力線重載區(qū)，可變擴(kuò)頻增益控制，可適用于不同環(huán)境的自適應(yīng)傳輸速率，三種可選的載波頻率，八個(gè)可選的擴(kuò)頻碼，內(nèi)置CRC-16硬件校驗(yàn)電路，內(nèi)置開關(guān)電容帶通濾波器內(nèi)置數(shù)字功率放大器。內(nèi)部集成了諸多階開關(guān)電容濾波器，高效數(shù)字放大器。CRC-16硬件校驗(yàn)等多種電路。由于MI200E是一款數(shù)模混合芯片，因此在進(jìn)行軟硬件設(shè)計(jì)時(shí)都必須遵循一定的準(zhǔn)則。

在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，在電源電路，耦合電路與信號(hào)濾波電路的參數(shù)設(shè)定與器件選擇，PCB設(shè)計(jì)上都必須仔細(xì)考慮。而在進(jìn)行軟件開發(fā)時(shí)，如何正確設(shè)置MI200E的寄存器，才能讓通信可靠，也是需加以注意的。

MI200E與主控端的數(shù)據(jù)交換通過SPI實(shí)現(xiàn)。在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信中，SPI接口不需要進(jìn)行尋址操作，且為全雙工通信，簡(jiǎn)單而高效，最高速率可達(dá)幾Mbps，并且能夠與主流MCU實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單良好的聯(lián)接。以下是應(yīng)用原理圖

經(jīng)過產(chǎn)品測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在一定的距離內(nèi)此模塊通信的可靠性是可以實(shí)現(xiàn)的。

二、路燈節(jié)能控制模式

在電力系統(tǒng)中路燈節(jié)能可以選擇多種方式，其中有時(shí)控，光控，旁路控制等模式。

時(shí)控模式：路燈控制器能根據(jù)時(shí)間來(lái)控制開關(guān)燈并調(diào)整路燈的供電電壓。各地區(qū)由于所在緯度不同，每天日出日落的時(shí)間都是不同的。根據(jù)天文年歷可以查出一個(gè)地區(qū)一年內(nèi)日落日出的時(shí)間。在誤差允許范圍內(nèi)，又可以將一年大致分為三個(gè)季節(jié)段來(lái)對(duì)路燈進(jìn)行控制， 每個(gè)季節(jié)段有著不同開關(guān)燈時(shí)間。從開燈到關(guān)燈， 根據(jù)當(dāng)?shù)亟煌ㄇ闆r， 又可大致分為三個(gè)階段來(lái)對(duì)路燈進(jìn)行控制， 比如：交通高峰期（晚上17：00～20：00），交通正常期（晚上20：00～01：00）和交通低谷（凌晨01：00～天亮）。所以路燈工作在額定電壓的93%，既可保證照度，又可使路燈壽命大大延長(zhǎng)， 是路燈的最優(yōu)工作狀態(tài)。

光控模式：一般情況下， 路燈的分時(shí)控制可以取得不錯(cuò)的節(jié)電效果。但由于各地區(qū)的電力供應(yīng)略有不同， 有些地區(qū)的電網(wǎng)電壓偏高， 有些地區(qū)的電網(wǎng)電壓偏低，并且電網(wǎng)電壓還會(huì)隨著負(fù)載的變化而產(chǎn)生波動(dòng)。這時(shí)單純的分時(shí)控制就顯得力不從心了。路燈節(jié)能控制器能對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控， 與分時(shí)控制配合起來(lái)， 取得了良好的效果， 具體做法如下： 在交通高峰階段， 路燈應(yīng)保證足夠的亮度。正常情況下，路燈應(yīng)投入第一檔運(yùn)行。但如果此時(shí)電網(wǎng)電壓偏低（比如低于208V），則路燈應(yīng)全壓運(yùn)行；如果電網(wǎng)電壓偏高（比如高于236V） ，則路燈可以跳過第一檔，直接投入第二檔運(yùn)行。（注：為了防止檔位的頻繁切換，當(dāng)監(jiān)測(cè)到電網(wǎng)電壓208V或高于236V時(shí)， 應(yīng)延長(zhǎng)一段時(shí)間重新判斷后再做決定）。在交通正常階段，要兼照度和節(jié)電效果。正常情況下，路燈應(yīng)該投入第二檔運(yùn)行。但如果電網(wǎng)電壓低于208V，則路燈可以返回第一檔運(yùn)行；如果電網(wǎng)電壓高于242V，則路燈直接投入第三檔運(yùn)行。這里同樣要考慮延時(shí)問題。在交通低谷階段，重點(diǎn)考慮節(jié)電效果。正常情況下，路燈應(yīng)該投入第三檔運(yùn)行。只有當(dāng)電網(wǎng)電壓過低時(shí)（比如低于195V），路燈才返回第二檔運(yùn)行。

旁路控制：該路燈控制系統(tǒng)可以工作在旁路模式和省電模式。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到接觸器線路故障時(shí)， 自動(dòng)切換到旁路模式供電。旁路模式下，交流電不經(jīng)過控制器和自耦變壓器而直接對(duì)路燈進(jìn)行供電。

三、MI200E在路燈控制系統(tǒng)下的應(yīng)用

路燈系統(tǒng)控制主要分為兩部分：路燈單燈系統(tǒng)和路燈集中控制系統(tǒng)。路燈單燈系統(tǒng)主要是在每一個(gè)路燈或者幾個(gè)路燈看做一個(gè)系統(tǒng)做為一個(gè)控制，集中控制系統(tǒng)是以每個(gè)區(qū)或者自定義的一個(gè)范圍進(jìn)行集中控制。如圖2為路燈系統(tǒng)框圖，其中每個(gè)單燈系統(tǒng)都應(yīng)該有一個(gè)電力系統(tǒng)載波通信模塊，集中控制器可以將控制指令傳輸?shù)矫總€(gè)單燈系統(tǒng)，每個(gè)單燈系統(tǒng)又可以將各自的狀態(tài)通過電力載波通信傳遞給集中控制器。

結(jié)束語(yǔ)

利用電力載波通信方式傳輸數(shù)據(jù)智能路燈控制器是根據(jù)不同季節(jié)， 不同時(shí)段的廣場(chǎng)或路面的照明的需要， 合理配置了燈具的亮滅方案， 可實(shí)現(xiàn)路燈的定時(shí)自動(dòng)開關(guān)， 亮度的定時(shí)自動(dòng)調(diào)整， 從而達(dá)到既節(jié)約電能又延長(zhǎng)了燈泡的壽命的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 李朝生，林鶴云.基于單片機(jī)控制路燈節(jié)電系統(tǒng)的研究[J].節(jié)能， 2007，16（5）：24～25.

第5篇：電路與系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)；可靠性；預(yù)控管理；停電時(shí)戶數(shù)

0.引言

配電網(wǎng)可靠性研究的內(nèi)容從以往的事后統(tǒng)計(jì)和規(guī)劃性預(yù)測(cè)進(jìn)一步拓展到生產(chǎn)全過程的監(jiān)控和管理中。如何有效地在電力生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)預(yù)控管理則成為供電部門當(dāng)前的緊要任務(wù)之一。

大多數(shù)供電局通常根據(jù)上級(jí)部門（省級(jí)電網(wǎng)公司）下達(dá)的可靠性考核指標(biāo)（供電可靠率或用戶年平均停電時(shí)間）以及歷年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，按一定的比例將指標(biāo)分解到各個(gè)責(zé)任部門。這種指標(biāo)分解方法的不足之處有：分解的依據(jù)比較粗糙，難以考慮由于技術(shù)進(jìn)步、管理完善甚至區(qū)域本身的地理差異而導(dǎo)致的責(zé)任量的變化；指標(biāo)僅分解到責(zé)任部門，未能分解到具體每一回線路，不便于基層人員的運(yùn)行和維護(hù)管理工作。

為使供電可靠性指標(biāo)的分解更為合理，可靠性預(yù)控管理更具操作性，本文提出了一種新穎的配電網(wǎng)供電可靠性預(yù)控管理模型，該模型將根據(jù)配電網(wǎng)的可靠性預(yù)控管理措施來(lái)定量預(yù)測(cè)設(shè)備的可靠性參數(shù)，以及配網(wǎng)的可靠性指標(biāo)（停電時(shí)戶數(shù)），并依此將可靠性目標(biāo)值分解至各回線路。

1.供電可靠性預(yù)控管理模式分析

可靠性的預(yù)測(cè)通常是根據(jù)設(shè)備的可靠性基本參數(shù)并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)計(jì)算得到網(wǎng)絡(luò)的可靠性指標(biāo)[1]。供電可靠性的預(yù)控管理也是通過基本元件和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的管理來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體目標(biāo)的。具體來(lái)說(shuō)，就是在電力生產(chǎn)過程中采取可靠性干預(yù)措施，通過設(shè)備、技術(shù)、管理體制或規(guī)劃方案的改進(jìn)或完善，降低設(shè)備的故障率或預(yù)安排停電次數(shù)，縮短搶修或檢修作業(yè)時(shí)間，提高線路的轉(zhuǎn)供能力，并最終實(shí)現(xiàn)供電可靠率指標(biāo)的提高，達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)[2]。

如果要進(jìn)一步將預(yù)控措施由各片區(qū)電網(wǎng)細(xì)化到具體線路，還必須考慮線路設(shè)備的數(shù)量和質(zhì)量、供電和轉(zhuǎn)供電能力、地理環(huán)境（是否適合開展不停電作業(yè)）、未來(lái)建設(shè)和改造規(guī)劃、負(fù)荷發(fā)展趨勢(shì)等差異，以使得預(yù)控管理措施更為合理。為此，單純的根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的比例分解的方式已不能滿足要求，必須結(jié)合可靠性定量分析的方法，研究每一回線路的可靠性提升空間，并為每一回線路“量身定做”相應(yīng)的預(yù)控方案。

為獲得 1 套較合理的預(yù)控方案，我們先大致分析一下各項(xiàng)影響因素的作用。

（1）設(shè)備因素。設(shè)備本身的質(zhì)量和設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)水平與設(shè)備的故障率密切相關(guān)。

（2）技術(shù)因素。提高供電可靠性最明顯的技術(shù)措施是不停電作業(yè)技術(shù)和轉(zhuǎn)供電技術(shù)，前者包括帶電作業(yè)、移動(dòng)發(fā)電技術(shù)等，可顯著地降低設(shè)備的預(yù)安排停電次數(shù)；后者則包括開環(huán)轉(zhuǎn)供和合環(huán)轉(zhuǎn)供，可大幅降低每次停電的時(shí)間，甚至不停電。

（3）管理因素。影響供電可靠性水平的主要管理措施包括：綜合停電管理；作業(yè)規(guī)范化管理；人員業(yè)務(wù)素質(zhì)培訓(xùn)。綜合停電的優(yōu)化管理可以有效地降低重復(fù)停電率；作業(yè)規(guī)范化管理則可提高工作效率，縮短搶修和檢修的作業(yè)時(shí)間；人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)同樣關(guān)系著工作的效率，同時(shí)也能降低人因事故的發(fā)生率。

（4）規(guī)劃因素。規(guī)劃措施則通過改善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)供電可靠性水平的提高。

2.預(yù)控模型的建立

假設(shè)預(yù)控規(guī)劃期為k年，建立預(yù)控模型如下。

2.1設(shè)備預(yù)控

根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備現(xiàn)狀和設(shè)備更新計(jì)劃，結(jié)合對(duì)比目標(biāo)地區(qū)的設(shè)備運(yùn)行情況，選定設(shè)備在規(guī)劃末年度的預(yù)控目標(biāo)為設(shè)備故障率降低 a1%，若當(dāng)前設(shè)備的故障率為λ（0），即規(guī)劃末年度的設(shè)備故障率為：

λ（k）=λ（0）×（1-α1%） （1）

考慮設(shè)備更新?lián)Q代和維護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)近似均勻分布，則第i（i=1，2，…，k）個(gè)規(guī)劃年度的設(shè)備故障率預(yù)控值為：

λ=λ+×i （2）

2.2技術(shù)預(yù)控

根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)，得出當(dāng)前配電網(wǎng)規(guī)模（Nl回線路）下，年停電作業(yè)項(xiàng)目數(shù)為 Nt，預(yù)控目標(biāo)為第 k 個(gè)規(guī)劃年度可實(shí)現(xiàn)其中的 Nd項(xiàng)作業(yè)可改進(jìn)為不停電作業(yè)項(xiàng)目，則第i（i=1，2，…，k）個(gè)規(guī)劃年度線路的年平均預(yù)安排停電率為：

λp=[N-（N-N）×i]/L （3）

式中，λP（i）的單位為次/km?年；L為線路總長(zhǎng)，單位為km。

轉(zhuǎn)供技術(shù)的提高，以轉(zhuǎn)供完成率為預(yù)控值。定義轉(zhuǎn)供完成率為：

α=×100% （4）

式中：A―――實(shí)施轉(zhuǎn)供的作業(yè)次數(shù)；

B―――具備轉(zhuǎn)供條件的作業(yè)次數(shù)。

若某項(xiàng)作業(yè)采用轉(zhuǎn)供操作時(shí)停電時(shí)戶數(shù)為m1，不進(jìn)行轉(zhuǎn)供操作時(shí)停電時(shí)戶數(shù)為m2，平均轉(zhuǎn)供完成率為α，則該項(xiàng)作業(yè)的平均停電時(shí)戶數(shù)為αm1+（1-α）m2。

若當(dāng)前的轉(zhuǎn)供完成率為 α0，規(guī)劃末年度的轉(zhuǎn)供完成率目標(biāo)值為 αk，則第i（i=1，2，…，k）個(gè)規(guī)劃年度的轉(zhuǎn)供完成率為：

α=α0+×i （5）

2.3管理預(yù)控

綜合停電的預(yù)控選取線路重復(fù)停電率為預(yù)控值。若當(dāng)前的線路重復(fù)停電率為β0，規(guī)劃末年度的轉(zhuǎn)供完成率目標(biāo)值為βk，則第i（i=1，2，…，k）個(gè)規(guī)劃年度的線路重復(fù)停電率為

β=β+×i （6）

考慮到線路重復(fù)停電的關(guān)鍵因素是線路的檢修停電，可粗略根據(jù)預(yù)安排停電率和各線路的長(zhǎng)度，估算可能發(fā)生重復(fù)停電的線路數(shù)量，并由此預(yù)估預(yù)安排停電率的最大允許值。人因預(yù)控管理的成效主要體現(xiàn)在平均作業(yè)時(shí)間上，包括檢修時(shí)間、故障查找和故障修復(fù)時(shí)間等。

2.4規(guī)劃預(yù)控

規(guī)劃預(yù)控的目標(biāo)值包括線路聯(lián)絡(luò)率 γ、轉(zhuǎn)供能力 T、主干線長(zhǎng)度 L、線路負(fù)載率 σ。其中，第 i 回線路的轉(zhuǎn)供能力 Ti定義為：

T=×100% （7）

Cj是第j條線路段作業(yè)（或故障）時(shí)，非作業(yè)（或故障）段的可轉(zhuǎn)供容量；Aj是第j條線路段作業(yè)（或故障）時(shí)，非作業(yè)（或故障）段的總?cè)萘?；Sd為所有的線路段集合；Nt是線路的分段數(shù)。

若當(dāng)前的統(tǒng)計(jì)平均值分別為 γ（0）、T（0）、L（0）、σ（0），規(guī)劃末年度的目標(biāo)值分別為 γ（k）、T（k）、L（k）、σ（k），則第i（i=1，2，…，k）個(gè)規(guī)劃年度的目標(biāo)值分別為：

γ=γ+×i，T=T+×i

L=L+×i，σ=σ+×i （8）

3.線路預(yù)控目標(biāo)值分解

以一簡(jiǎn)單配電網(wǎng)為例，說(shuō)明線路預(yù)控目標(biāo)值的分解過程。該配網(wǎng)原有4回單輻射的饋線，F(xiàn)1和F2為兩分段，F(xiàn)3和 F4不分段，各線段的長(zhǎng)度如圖1所示。為簡(jiǎn)化分析，同時(shí)假設(shè)：各分支線均經(jīng)過分支開關(guān)與主干線相連，分支線長(zhǎng)度為100m，每回分支線分別帶1個(gè)10kVA 的用戶，各線路的最大容量均為100kVA。各類設(shè)備當(dāng)前的可靠性統(tǒng)計(jì)參數(shù)如表1所示。

預(yù)控目標(biāo)為供電可靠率達(dá)到99.8%。參考國(guó)內(nèi)外同行的運(yùn)行可靠性經(jīng)驗(yàn)，制定預(yù)控措施的目標(biāo)如下：

（1）規(guī)劃措施：規(guī)劃年度要求實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)率50%，線路適當(dāng)分段，各線段長(zhǎng)度不超過2km。根據(jù)規(guī)劃要求，制定規(guī)劃建設(shè)方案為（如圖1虛線框所示）：F1與F2實(shí)現(xiàn)手拉手聯(lián)絡(luò)；F4加裝2個(gè)分段開關(guān)。

（2）技術(shù)措施：綜合裝備、人員及現(xiàn)場(chǎng)情況，其中20%的停電作業(yè)項(xiàng)目改為帶電作業(yè)項(xiàng)目；故障狀態(tài)下，轉(zhuǎn)供完成率達(dá)60%，檢修狀態(tài)下，轉(zhuǎn)供完成率達(dá)100%。

（3）設(shè)備措施：規(guī)劃年度設(shè)備的故障率降低10%。

（4）管理措施；制定各項(xiàng)作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，令故障搶修時(shí)間降低10%，檢修時(shí)間降低15%，并預(yù)計(jì)前者的完成率達(dá)到 80%，后者的完成率規(guī)定達(dá)到100%。根據(jù)上述要求，計(jì)算得到規(guī)劃年度的設(shè)備可靠性參數(shù)預(yù)測(cè)值如表2所示。

規(guī)劃年度的配網(wǎng)供電可靠性目標(biāo)值為99.75%，根據(jù)表2完成以下的線路預(yù)控目標(biāo)值分解。步驟1：應(yīng)用計(jì)及轉(zhuǎn)供的模型等值法[3]來(lái)計(jì)算規(guī)劃年度各回線路的故障停電時(shí)戶數(shù)和檢修停電時(shí)戶數(shù)指標(biāo)，結(jié)果如表3所示。

步驟2：計(jì)算停電時(shí)戶數(shù)的目標(biāo)值為（1-0.998）×8760×28=490.56

步驟3：預(yù)控目標(biāo)值預(yù)留5%的裕度作為緊急備用，則可供分配的目標(biāo)值為：490.56×0.95=466.032

步驟4：除了重要的建設(shè)和改造工程外，其余預(yù)安排作業(yè)和故障均近似為均勻分布。因此，先分配規(guī)劃年度的重要改造建設(shè)工程（2 項(xiàng)）所需的停電時(shí)戶數(shù)，剩余的預(yù)控值再按表2中各線路的停電時(shí)戶數(shù)預(yù)測(cè)值的比例進(jìn)行分配。

其中，第1項(xiàng)工程需F1與F2的II段線路的7個(gè)用戶停電8h，第 2項(xiàng)工程需饋線4全線9個(gè)用戶停電6h，兩項(xiàng)工程分別需要停電時(shí)戶數(shù)指標(biāo) 56h?戶和54 h?戶。尚余 466.032-（56+54）=356.032h?戶，按表2的比例分配到各回線路，得到各線路的預(yù)控目標(biāo)值如表4所示。

計(jì)算中發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)的停電時(shí)戶數(shù)預(yù)測(cè)值（467.07）稍大于系統(tǒng)可分配的停電時(shí)戶數(shù)預(yù)控值（466.032），為保守起見，可適當(dāng)加強(qiáng)預(yù)控措施的力度，如將線路的預(yù)安排停電率控制在0.45次/km?a，得到的系統(tǒng)停電時(shí)戶數(shù)預(yù)測(cè)值為458.03h?戶/a。根據(jù)新的預(yù)測(cè)結(jié)果可適當(dāng)調(diào)整線路停電時(shí)戶數(shù)的預(yù)控值。

4.結(jié)語(yǔ)

本文提出了一種新穎的配電線路可靠性預(yù)控管理方法，通過設(shè)備、技術(shù)、管理和規(guī)劃等預(yù)控措施預(yù)測(cè)設(shè)備可靠性基礎(chǔ)參數(shù)的變化趨勢(shì)，定量評(píng)估配電線路的可靠性指標(biāo)，并根據(jù)線路的可靠性指標(biāo)預(yù)測(cè)值進(jìn)行可靠性預(yù)控目標(biāo)值的分解。通過簡(jiǎn)單算例闡述了模型的建立與指標(biāo)分解的過程。所提的模型與方法可以彌補(bǔ)目前配電網(wǎng)可靠性預(yù)控管理中的目標(biāo)值分解方式過于粗糙和不能按線路分解的不足，為實(shí)際工程的預(yù)控管理提供了一種實(shí)用的手段。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李文沅.電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：模型、方法和應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2006.

第6篇：電路與系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：高速公路　機(jī)電系統(tǒng)　結(jié)構(gòu)　功能

1. 引言

高速公路機(jī)電系統(tǒng)是發(fā)揮道路設(shè)施交通功能的主要輔助管理系統(tǒng)，是對(duì)高速公路實(shí)施現(xiàn)代化管理的主要工具。高速公路機(jī)電系統(tǒng)主要由高速公路監(jiān)控、收費(fèi)、通信、照明、供配電和隧道安全運(yùn)行保障等子系統(tǒng)構(gòu)成。各子系統(tǒng)之間與系統(tǒng)內(nèi)部由通信網(wǎng)聯(lián)系。

2. 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)，是采用現(xiàn)代化的手段對(duì)全線交通流量、交通狀況、環(huán)境氣象、設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，按照一系列智能控制規(guī)則和策略產(chǎn)生控制方案及控制手段，調(diào)整道路交通流的狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制交通流量、改善交通環(huán)境、減少交通事故，達(dá)到安全、舒適、快捷的運(yùn)輸目的。

為實(shí)現(xiàn)這一目的，監(jiān)控系統(tǒng)必須具備最基本的三個(gè)功能：（1）采集交通流數(shù)據(jù)，判斷交通狀態(tài)：（2）根據(jù)交通狀態(tài)，實(shí)施控制策略，決定控制參數(shù)；（3）執(zhí)行控制策略，將控制參數(shù)作用于交通流。

2.2 根據(jù)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求和設(shè)備特點(diǎn)，監(jiān)控系統(tǒng)可分為如下功能子系統(tǒng)：

2.2.1 信息采集子系統(tǒng)：該系統(tǒng)的功能是獲取交通信息原始數(shù)據(jù)，通過視頻車輛檢測(cè)器、超聲波檢測(cè)器、紅外檢測(cè)器、檢測(cè)線圈、通信設(shè)備等形成的交通量采集子系統(tǒng)，獲得各段道路的交通量數(shù)據(jù)。

2.2.2 交通控制子系統(tǒng)。

交通控制子系統(tǒng)包括：交通控制目標(biāo)、交通控制方法、交通控制參數(shù)?？刂茀?shù)以一定的控制形式作用于交通流。根據(jù)控制形式的不同，控制方法可以分為匝道控制和主線控制兩大類，而匝道控制又可以分為：入口匝道定時(shí)調(diào)節(jié)控制、入口匝道整體定時(shí)控制、入口匝道交通感應(yīng)控制、入口匝道匯合控制。

2.2.3 交通誘導(dǎo)信息顯示子系統(tǒng)。

交通誘導(dǎo)子系統(tǒng)包括可變限速誘導(dǎo)系統(tǒng)，依靠埋設(shè)在道路兩側(cè)或中間的可變限速標(biāo)志，進(jìn)行整條道路的車速優(yōu)化處理，使車輛以均勻的密度分布在高速公路上；可變情報(bào)板系統(tǒng)則提供更為具體的誘導(dǎo)信息，向車輛提供準(zhǔn)確的交通狀態(tài)和警告、指揮信息。顯示子系統(tǒng)包括控制中心通過電視墻或者大屏幕投影再現(xiàn)重要地段的攝像機(jī)和視頻傳輸設(shè)備獲取的視頻實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，和能見度、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨雪等視頻數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要可對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行抓拍記錄；通過設(shè)在路邊的緊急電話獲取緊急救援信號(hào)。

2.2.4 中央控制設(shè)施子系統(tǒng)。

中央控制設(shè)施子系統(tǒng)的主要組成設(shè)備有：計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備、大屏幕圖形顯示板、控制臺(tái)、電話總機(jī)臺(tái)、不停電電源ups設(shè)備等。

2.2.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)將其他子系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接為一個(gè)整體，使之真正成為一個(gè)功能強(qiáng)大的有機(jī)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括：計(jì)算機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理、監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用程序。

3. 高速公路通信系統(tǒng)

高速公路通信系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：主干線傳輸、業(yè)務(wù)電話、指令電話、緊急電話、數(shù)據(jù)傳輸、圖像傳輸、廣播、通信電源和通信管道。

高速公路通信系統(tǒng)作為高速公路機(jī)電系統(tǒng)的支撐系統(tǒng)，在整個(gè)高速公路管理中處于非常重要的位置，它主要承擔(dān)以下三方面的任務(wù)：

3.1 承擔(dān)監(jiān)控系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖像等各類信息的傳輸任務(wù)，使監(jiān)控系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)真正成為系統(tǒng)而正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 承擔(dān)高速公路內(nèi)部各業(yè)務(wù)部門和管理部門的業(yè)務(wù)聯(lián)系，如事故增援、道路設(shè)備設(shè)施的維修等。

3.3 承擔(dān)高速公路內(nèi)部的監(jiān)控中心、收費(fèi)中心、業(yè)務(wù)部門和管理部門與外界的聯(lián)系。

4. 高速公路收費(fèi)系統(tǒng)

收費(fèi)系統(tǒng)的主要功能包括：收費(fèi)通量統(tǒng)計(jì)和車輛分型，按標(biāo)準(zhǔn)收取通行費(fèi)并發(fā)放收據(jù)，匯總、整理與收費(fèi)有關(guān)的數(shù)據(jù)和交通量數(shù)據(jù)，傳送到收費(fèi)廣場(chǎng)、收費(fèi)管理中心、監(jiān)控中心等各級(jí)管理部門的上一級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，編制各類管理報(bào)表和進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，保存重要數(shù)據(jù)，并根據(jù)監(jiān)控中心的命令，對(duì)出入高速公路的車輛進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。

5. 高速公路配電照明系統(tǒng)

高速公路照明系統(tǒng)一般包括主車道照明、廣場(chǎng)照明和隧道照明三部分。在運(yùn)輸繁忙、事故多發(fā)、重要路段以及隧道中設(shè)置主線照明，可以改善夜間與隧道中的行車環(huán)境，降低交通事故的發(fā)生率；在收費(fèi)廣場(chǎng)采用高桿照明，可以保證收費(fèi)車輛的安全交匯和排隊(duì)；并且照明系統(tǒng)的設(shè)置可以使道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)充分發(fā)揮夜間監(jiān)視的作用。

6. 結(jié)語(yǔ)

高速公路機(jī)電系統(tǒng)是以電子、

電氣、控制、通信、機(jī)械和交通工程等技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合性大系統(tǒng)，它主要由監(jiān)控、通信、收費(fèi)、配電照明等系統(tǒng)組成。本文重點(diǎn)研究了監(jiān)控系統(tǒng)的原理、監(jiān)控過程、各子系統(tǒng)功能與系統(tǒng)間的關(guān)系等，并分析了通信、收費(fèi)、配電照明等系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能要求。

參考文獻(xiàn)

［1］ 吳偉國(guó)，張平樂，王帆.淺談機(jī)電系統(tǒng)建設(shè)與高速公路智能化［j］.湖南交通科技，2007，33(4):142～144.

［2］ 鄒文端.高速公路智能化若干問題的研究［d］.衡陽(yáng)：南華大學(xué)，2006:226～252.

第7篇：電路與系統(tǒng)范文

 

關(guān)鍵詞：高速公路　機(jī)電系統(tǒng)　結(jié)構(gòu)　功能

1. 引言

高速公路機(jī)電系統(tǒng)是發(fā)揮道路設(shè)施交通功能的主要輔助管理系統(tǒng)，是對(duì)高速公路實(shí)施現(xiàn)代化管理的主要工具。高速公路機(jī)電系統(tǒng)主要由高速公路監(jiān)控、收費(fèi)、通信、照明、供配電和隧道安全運(yùn)行保障等子系統(tǒng)構(gòu)成。各子系統(tǒng)之間與系統(tǒng)內(nèi)部由通信網(wǎng)聯(lián)系。

2. 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)，是采用現(xiàn)代化的手段對(duì)全線交通流量、交通狀況、環(huán)境氣象、設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，按照一系列智能控制規(guī)則和策略產(chǎn)生控制方案及控制手段，調(diào)整道路交通流的狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制交通流量、改善交通環(huán)境、減少交通事故，達(dá)到安全、舒適、快捷的運(yùn)輸目的。

為實(shí)現(xiàn)這一目的，監(jiān)控系統(tǒng)必須具備最基本的三個(gè)功能：（1）采集交通流數(shù)據(jù)，判斷交通狀態(tài)：（2）根據(jù)交通狀態(tài)，實(shí)施控制策略，決定控制參數(shù)；（3）執(zhí)行控制策略，將控制參數(shù)作用于交通流。

2.2 根據(jù)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求和設(shè)備特點(diǎn)，監(jiān)控系統(tǒng)可分為如下功能子系統(tǒng)：

2.2.1 信息采集子系統(tǒng)：該系統(tǒng)的功能是獲取交通信息原始數(shù)據(jù)，通過視頻車輛檢測(cè)器、超聲波檢測(cè)器、紅外檢測(cè)器、檢測(cè)線圈、通信設(shè)備等形成的交通量采集子系統(tǒng)，獲得各段道路的交通量數(shù)據(jù)。

2.2.2 交通控制子系統(tǒng)。

交通控制子系統(tǒng)包括：交通控制目標(biāo)、交通控制方法、交通控制參數(shù)。控制參數(shù)以一定的控制形式作用于交通流。根據(jù)控制形式的不同，控制方法可以分為匝道控制和主線控制兩大類，而匝道控制又可以分為：入口匝道定時(shí)調(diào)節(jié)控制、入口匝道整體定時(shí)控制、入口匝道交通感應(yīng)控制、入口匝道匯合控制。

2.2.3 交通誘導(dǎo)信息顯示子系統(tǒng)。

交通誘導(dǎo)子系統(tǒng)包括可變限速誘導(dǎo)系統(tǒng)，依靠埋設(shè)在道路兩側(cè)或中間的可變限速標(biāo)志，進(jìn)行整條道路的車速優(yōu)化處理，使車輛以均勻的密度分布在高速公路上；可變情報(bào)板系統(tǒng)則提供更為具體的誘導(dǎo)信息，向車輛提供準(zhǔn)確的交通狀態(tài)和警告、指揮信息。顯示子系統(tǒng)包括控制中心通過電視墻或者大屏幕投影再現(xiàn)重要地段的攝像機(jī)和視頻傳輸設(shè)備獲取的視頻實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，和能見度、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨雪等視頻數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要可對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行抓拍記錄；通過設(shè)在路邊的緊急電話獲取緊急救援信號(hào)。

2.2.4 中央控制設(shè)施子系統(tǒng)。

中央控制設(shè)施子系統(tǒng)的主要組成設(shè)備有：計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備、大屏幕圖形顯示板、控制臺(tái)、電話總機(jī)臺(tái)、不停電電源ups設(shè)備等。

2.2.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)將其他子系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接為一個(gè)整體，使之真正成為一個(gè)功能強(qiáng)大的有機(jī)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括：計(jì)算機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理、監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用程序。

3. 高速公路通信系統(tǒng)

高速公路通信系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：主干線傳輸、業(yè)務(wù)電話、指令電話、緊急電話、數(shù)據(jù)傳輸、圖像傳輸、廣播、通信電源和通信管道。

高速公路通信系統(tǒng)作為高速公路機(jī)電系統(tǒng)的支撐系統(tǒng)，在整個(gè)高速公路管理中處于非常重要的位置，它主要承擔(dān)以下三方面的任務(wù)：

3.1 承擔(dān)監(jiān)控系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖像等各類信息的傳輸任務(wù)，使監(jiān)控系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)真正成為系統(tǒng)而正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 承擔(dān)高速公路內(nèi)部各業(yè)務(wù)部門和管理部門的業(yè)務(wù)聯(lián)系，如事故增援、道路設(shè)備設(shè)施的維修等。

3.3 承擔(dān)高速公路內(nèi)部的監(jiān)控中心、收費(fèi)中心、業(yè)務(wù)部門和管理部門與外界的聯(lián)系。

4. 高速公路收費(fèi)系統(tǒng)

收費(fèi)系統(tǒng)的主要功能包括：收費(fèi)通量統(tǒng)計(jì)和車輛分型，按標(biāo)準(zhǔn)收取通行費(fèi)并發(fā)放收據(jù)，匯總、整理與收費(fèi)有關(guān)的數(shù)據(jù)和交通量數(shù)據(jù)，傳送到收費(fèi)廣場(chǎng)、收費(fèi)管理中心、監(jiān)控中心等各級(jí)管理部門的上一級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，編制各類管理報(bào)表和進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，保存重要數(shù)據(jù)，并根據(jù)監(jiān)控中心的命令，對(duì)出入高速公路的車輛進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。

5. 高速公路配電照明系統(tǒng)

高速公路照明系統(tǒng)一般包括主車道照明、廣場(chǎng)照明和隧道照明三部分。在運(yùn)輸繁忙、事故多發(fā)、重要路段以及隧道中設(shè)置主線照明，可以改善夜間與隧道中的行車環(huán)境，降低交通事故的發(fā)生率；在收費(fèi)廣場(chǎng)采用高桿照明，可以保證收費(fèi)車輛的安全交匯和排隊(duì)；并且照明系統(tǒng)的設(shè)置可以使道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)充分發(fā)揮夜間監(jiān)視的作用。

6. 結(jié)語(yǔ)

高速公路機(jī)電系統(tǒng)是以電子、電氣、控制、通信、機(jī)械和交通工程等技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合性大系統(tǒng)，它主要由監(jiān)控、通信、收費(fèi)、配電照明等系統(tǒng)組成。本文重點(diǎn)研究了監(jiān)控系統(tǒng)的原理、監(jiān)控過程、各子系統(tǒng)功能與系統(tǒng)間的關(guān)系等，并分析了通信、收費(fèi)、配電照明等系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能要求。

參考文獻(xiàn)

第8篇：電路與系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞 電力系統(tǒng) 繼電保護(hù) 故障檢測(cè)

一、前言

通常電力系統(tǒng)都處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，但也不可避免會(huì)出現(xiàn)設(shè)備或線路運(yùn)行上的一些特別狀況，若無(wú)法快速處理就可能引發(fā)較大的安全隱患甚至安全事故。繼電保護(hù)與輸電線路故障檢測(cè)可以對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)、控制與保護(hù)。在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，要實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)即刻切斷故障，避免局部故障導(dǎo)致的連接破壞，保障電力系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。由此可見，繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中具有重要作用。正因如此，對(duì)繼電保護(hù)裝置本身故障的檢修更是重中之重。只有不斷強(qiáng)化繼電保護(hù)性能，加強(qiáng)對(duì)故障的檢修與維護(hù)，才能為提高輸電線路安全性提供有力保障。

二、繼電保護(hù)闡述

（一）繼電保護(hù)的含義和作用

繼電保護(hù)因在發(fā)展過程中曾主要用有觸點(diǎn)的繼電器來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等），使之免遭損害，所以被稱為繼電保護(hù)。它的基本任務(wù)是：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時(shí)，在可能實(shí)現(xiàn)的最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi)，自動(dòng)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號(hào)由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對(duì)相鄰地區(qū)供電的影響。

（二）繼電保護(hù)的特性

電力繼電保護(hù)有兩個(gè)最為顯著的特性，即高靈敏度和強(qiáng)穩(wěn)定性。其中，靈敏性主要體現(xiàn)在繼電保護(hù)范圍內(nèi)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)可以快速作出判斷和反應(yīng)。另外，繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定性，是滿足社會(huì)大用電量、保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。

三、繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成

簡(jiǎn)要來(lái)說(shuō)，整套繼電保護(hù)裝置由測(cè)量元件、邏輯環(huán)節(jié)和執(zhí)行輸出三部分構(gòu)成。第一，繼電保護(hù)測(cè)量比較部分。測(cè)量通過被保護(hù)的電氣元件的物理參量，并與給定的值進(jìn)行比較，根據(jù)結(jié)果，給出“是”“非”性質(zhì)的一組邏輯信號(hào)，從而判斷保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動(dòng)。第二，繼電保護(hù)邏輯部分。邏輯部分使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最后確定是應(yīng)該使斷路器跳閘、發(fā)出信號(hào)或是否動(dòng)作及是否延時(shí)等，并將對(duì)應(yīng)的指令傳給執(zhí)行輸出部分。第三，繼電保護(hù)執(zhí)行輸出部分。執(zhí)行輸出部分根據(jù)邏輯傳過來(lái)的指令，最后完成保護(hù)裝置所承擔(dān)的任務(wù)。例如，在故障時(shí)動(dòng)作于跳閘，不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)出信號(hào)，而在正常運(yùn)行時(shí)不進(jìn)行動(dòng)作等。

四、繼電保護(hù)裝置的危險(xiǎn)點(diǎn)

繼電保護(hù)裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)都是十分穩(wěn)定的，不會(huì)輕易下指令。但在諸多影響因素的作用下，繼電保護(hù)裝置可能會(huì)發(fā)生故障，影響整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。了解影響繼電保護(hù)裝置的各種因素，是對(duì)其進(jìn)行維護(hù)的基本。影響繼電保護(hù)裝置正常工作的因素大體有以下兩類：

第一，產(chǎn)品自身問題。繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)問題，有可能是在源頭上就沒有把控好質(zhì)量關(guān)。繼電保護(hù)裝置在生產(chǎn)過程中沒有做好檢測(cè)，電力企業(yè)在前期采購(gòu)時(shí)也沒有起到很好的篩選、把控作用，導(dǎo)致有質(zhì)量問題的繼電保護(hù)裝置被投入使用。另一種可能是，前期投入使用的繼電裝置質(zhì)量過關(guān)，但在長(zhǎng)期的使用過程中沒有及時(shí)檢查及替換，裝置性能出現(xiàn)了變異。第二，外界環(huán)境問題。外界環(huán)境方面又有自然環(huán)境和實(shí)際作業(yè)環(huán)境兩種。自然環(huán)境對(duì)繼電保護(hù)裝置的影響主要體現(xiàn)在，由于長(zhǎng)時(shí)間地運(yùn)行，裝置不可避免會(huì)被有害氣體、高溫、粉塵等因素影響，致使設(shè)備老化，靈敏度等性能下降。而作業(yè)環(huán)境中，實(shí)際工作人員的職業(yè)素質(zhì)不達(dá)標(biāo)，工作態(tài)度不認(rèn)真導(dǎo)致安全問題的產(chǎn)生。工作現(xiàn)場(chǎng)、照明度低，插件接觸不良等威脅的存在，如果沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理也會(huì)造成繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行出問題。

五、對(duì)繼電保護(hù)裝置的維修

（一）替換維修法

替換維修法是使用和故障元件型號(hào)相同的正常原件，在維修人員判斷出來(lái)的可能的故障點(diǎn)進(jìn)行替換。如果替換新元件后故障消失，那么可以斷定故障點(diǎn)判斷正確，如果故障仍未消失，則表明該處不是真正的故障點(diǎn)，需要對(duì)下一個(gè)可能的故障點(diǎn)進(jìn)行查找替換。這種方法操作簡(jiǎn)單，也是最為常用的機(jī)電保護(hù)裝置檢修方法，使得故障排查速度加快。

（二）觀察+經(jīng)驗(yàn)法

繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障時(shí)，往往其外在也會(huì)出現(xiàn)一些現(xiàn)象。例如，線路中的線頭脫落或發(fā)出刺鼻的氣味等?？梢愿鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)判斷問題，若合閘接觸器和跳閘線圈能正常工作，就可以基本判斷問題處于保護(hù)裝置內(nèi)部，回路正常。如果看到繼電保護(hù)裝置內(nèi)部元器件顏色發(fā)黃，或因高溫被燒得發(fā)黑或味道刺鼻，就能夠鎖定故障問題，從而解決繼電保護(hù)裝置故障。

（三）對(duì)比維修法

對(duì)比維修法主要是參考、比對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行故障判斷。通過繼電保護(hù)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況與正常情況時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而分析出故障所在處。這種方法需要相關(guān)的工作人員在日常的工作中對(duì)基本運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和保存，以便在出現(xiàn)故障時(shí)有可靠的參照依據(jù)，從而為找出故障點(diǎn)并及時(shí)維修提供幫助。

六、結(jié)語(yǔ)

作為監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況的重要設(shè)備，繼電裝置的可靠性和穩(wěn)定性是非常重要的。利用科學(xué)、高效的方法準(zhǔn)確地找出故障點(diǎn)，同時(shí)，增強(qiáng)相關(guān)工作人員的職業(yè)技能、充分發(fā)揮其監(jiān)管職能，并且不斷引進(jìn)先進(jìn)的維修技術(shù)和方法進(jìn)行故障檢修。只有保障繼電保護(hù)裝置的正常性能，才能有效提高電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量，保障我國(guó)電力事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

（作者單位為北方聯(lián)合電力公司達(dá)拉特發(fā)電廠檢修一部）

參考文獻(xiàn)

[1] 李昕.危險(xiǎn)點(diǎn)預(yù)控技術(shù)對(duì)于電網(wǎng)繼電保護(hù)的作用分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2015 （26）：108-110.

第9篇：電路與系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：復(fù)頻域法；S域等效電路；全響應(yīng)；零狀態(tài)響應(yīng)

中圖分類號(hào)：TP331 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）25-5746-03

信號(hào)與系統(tǒng)是電子信息工程、通信技術(shù)等專業(yè)重要的基礎(chǔ)課，筆者近年來(lái)在輔導(dǎo)學(xué)生參加自學(xué)考試時(shí)發(fā)現(xiàn)復(fù)頻域法分析求解電路題在自考時(shí)多次出現(xiàn)，但是學(xué)生得分率不高，反映這種題型難，綜合性強(qiáng)，有時(shí)看到題目就想放棄?，F(xiàn)將復(fù)頻域法分析求解電路題舉例說(shuō)明，梳理解題思路、分析解題時(shí)的注意事項(xiàng)，并將其應(yīng)用于教學(xué)中，提高學(xué)生的通過率。

1 復(fù)頻域法分析求解電路原理

1.1 拉普拉斯變換

拉普拉斯變換法是信號(hào)與系統(tǒng)中的三大變換之一，是信號(hào)系統(tǒng)分析理論的基石之一[1]。復(fù)頻域法分析求解電路即借助拉普拉斯變換方法先求出電路響應(yīng)的象函數(shù)，然后利用拉普拉斯逆變換求出其對(duì)應(yīng)的原函數(shù)，即電路某處的電流或電壓的時(shí)域表達(dá)式。

1.2 復(fù)頻域法分析求解電路問題的一般過程[2]

由時(shí)域模型電路畫出S域模型電路，應(yīng)用電路中所學(xué)各種方法解得響應(yīng)象函數(shù)，然后取拉普拉斯逆變換得響應(yīng)時(shí)域函數(shù)。

1.3 電阻R、電容C、電感L的復(fù)頻域（s域）模型

1.4 基爾霍夫定律的S域形式

基爾霍夫電流定律的S域形式：[I（s）=0]，表明對(duì)任意結(jié)點(diǎn)，流出（或流入）該結(jié)點(diǎn)的象電流的代數(shù)和恒等于零。

基爾霍夫電壓定律的S域形式：[U（s）=0]，表明對(duì)任意回路，沿該回路閉合巡行一周，各段電路象電壓的代數(shù)和恒等于零。

即：當(dāng)將電路的時(shí)域模型變換到S域后，在畫出的S域模型電路中，原來(lái)所學(xué)電路課程中的基爾霍夫定律、節(jié)點(diǎn)電壓法、網(wǎng)孔電流法、戴維南定理、諾頓定理等仍適用。

2 復(fù)頻域法分析求解電路例題

3 結(jié)論

通過列舉兩個(gè)含有動(dòng)態(tài)元件L、C的電路例題，分析了用復(fù)頻域法求解電路全響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的解題步驟、注意事項(xiàng)等，有助于學(xué)生掌握復(fù)頻域法求解電路的思路。

參考文獻(xiàn)：