时辰:2023-07-06 09:29:00
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中图分类号:TN402 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)10-0176-02
1 弁言
跟着半导体手艺的生长,纳米规范的CMOS工艺射频集成电路(RFIC)在财产、科技、医药医疗的操纵愈来愈遍及,且其使命频次已进入微波、毫米波段,如X波段、Ku波段及60GHz操纵等[1]。可是,当电路的使命频次进入到这类高几次段时,电路模子的精度是电路可否胜利实现的关头地点。在电路幅员设想以后,凡是是操纵Assura和Calibre等东西来取得互连线的寄生电阻和寄生电容。可是,由于电路的寄生电感比寄生电阻和寄生电容庞杂且精度低,很难操纵幅员考证设想东西取得寄生电感值,是以,须要借助于电磁场仿真软件对传输线停止切确摹拟。可是,在电路设想早期凡是须要斟酌用于互连的微带传输线对电路机能的影响,传统纯真操纵电磁场仿真软件停止参数提取的体例没法切确按照设想请求停止参数调剂。本文构建了基于物理特征的互连线模子,该模子的寄生参数经由历程传输线物理特征和电磁场仿真软件取得,易于计较和电路设想阐发。同时,该模子的参数和频次有关,易于电路阐发,合用于射频集成电路的设想。最初,论文具体论述了将模子用于集成电路设想中的流程。
2 互连线寄生参数仿真模子
射频集成电路设想中操纵的互连线打算按照其种别可分为两类:第一类是微带线是以芯片衬底地作为其地立体,第二类是互连线是以某一金属层(凡是是第一层金属M1)作为其地立体。对这两类互连线打算而言,接纳衬底地立体作为大众地立体的互连线比接纳底层金属M1作为大众地的互连线加倍矫捷,由于在现实电路设想中受限于电路打算,其底层金属须要作为旌旗灯号线停止器件之间互连,这类环境下须要接纳第一种打算来实现旌旗灯号互连。可是,操纵底层金属M1作地线可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许断绝衬底,削减衬底的耗损,是以在集成电路设想中两种传输线打算相互并存。
图1是互连线的模子图,该模子为单π集总参数模子,与惯例的电感π模子近似[2]。图1中模子并联局部表现寄生电容和电阻,串连局部表现寄生电感和电阻。在设想窄带宽的电路时,出格是停止缩小器电路设想,存眷的是使命频次四周的参数。以是,方框模子可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许视为自力于使命频次,即模子在窄带电路设想中照旧可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许操纵。模子中,电感L2和电阻R2为互连线本身的散布电感和散布电阻,包罗了集肤效应和临近效应答电路的影响,而并联电容和电阻为导线和衬底之间等效电容和等效电阻。
对该传输线模子,其团圆参数的矩阵近似于摹拟值和现实丈量值。按照等效法则,电路的参数都可由Y参数推导得出[3]。在取得每模块的参数后,串连电感值,电阻值和并联电容值都可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许求出。
按照等效法则,使命频带的S参数该当与摹拟和测试值不异。按照对Y矩阵的界说,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许推导出以下公式:
式中,为使命频次,函数real()和函数imag()别离代表着单数的实部和虚部。
以上的公式对大大都传输线是可用的,不管传输线是不是对称。在大大都环境下,传输线的Y1,Y3局部在打算上并毛病称。可是,当两头口的反射系数的值不异时,将显现对称的出格环境。此时传输线可化简为不异的局部,且可从电报方程中得出各元件的值。
在以上的阐发中,电容,电感和电阻别离是频次的参数,而本模子中各局部数值措置成和频次有关的数值,这将在电路设想中产生偏差。由于替代产生的偏差可有上面公式得出:
是仿真现实S参数值,是模子的S参数值。
凡是,当电路的频次与通俗使命频次差别较大时,由于集肤效应和临近效应,这个偏差将会构成加倍严峻的影响。遵照上述的模子,咱们操纵电磁场仿真软件ADS-Momentum构建了互连传输线,该传输线接纳第二类打算,该传输线位于的TSMC 0.18um射频/夹杂旌旗灯号工艺的第6层金属上,金属线宽6um,线长115um。使命频次为10GHz,按照公式(2)取得集总参数模子各个参数以下:
为比拟模子和现实电磁场仿真数据之间差别,公式(4)中各个数据对应模子的S参数和电磁场仿真软件取得的S参数停止了对照,图2是接纳电磁场仿真软件ADS-Momentum和模子局部参数对照,从图中可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许看出,电磁场仿真软件的模子和本模子S参数的偏差阔别使命频次段偏差越大,这是由于公式(2)中对频次停止了近似措置,阔别使命频次的点接纳使命频次来取代,由于这类取代,数据之间偏差越大。在其偏离中间频次50%地位处(即15GHz和5GHz),模子和Momentum仿真数据的差别低于5%。在现实电路设想,凡是须要电路设想师存眷于传输线寄生参数对电路机能影响,此时使命频次点四周模子简略纯真、切确是电路设想重点,而偏离使命频次点的模子偏差在窄带电路设想是可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许接管的。
3 模子在射频集成电路设想中操纵
CMOS射频集成电路设想是操纵已有的有源器件和无源器件模子停止电路设想。传统的集成电路设想起首停止电路道理图设想,而后停止电路幅员设想,再停止参数提取,在参数提取中首要操纵Cadence体系本身已有的仿真东西Assura来实现,在参数提取竣事后再停止后仿真。当电路设想不知足请求时,须要反复上述历程,可是,在上述的传统集成电路中,由于参数提取历程的参数为散布参数,难以间接用于电路O计参数调剂。同时,传统的参数提取体例只停止了电阻和电容的参数提取,而对寄生电感不停止提取,这将致使电路设想的预期功效和实测功效收支较大。
为降服传统的射频集成电路设想的上述缺乏,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许将本论文的参数模子和集成电路设想相互连系。图4是本论文的模子操纵于射频集成电路设想中流程图,在道理图和幅员设想中仍然近似于传统的集成电路设想体例,但幅员设想及参数提取时将幅员中的互连线零丁分手出来,操纵电磁场仿真软件ADS-Momentum电磁场仿真,仿真竣事后操纵模子将此中的各个互连线参数提取出来,由于互连线的宽度、长度和图1中模子的各个参数慎密亲密相干,故将互连线取得的各个参数代入到幅员后仿真设想中,检测互连线参数是不是知足电路设想请求。若是互连线参数知足设想请求,则电路设想实现;不然,按照请求恰当调剂互连线参数,并判定调剂后参数是不是知足电路设想请求,若是知足电路设想请求,则按照从头设想的请求停止幅员调剂,实现电路设想。若是调剂后的互连线参数仍然不知足电路设想请求,则按照请求停止道理图设想调剂,而后顺次反复上述历程。如图3所示。
从上述的电路设想流程可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许看出,在射频集成电路设想中操纵本模子可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许实时领会电路中的各个互连线参数,按照电路设想请求调剂互连线参数,知足电路设想请求。在全部设想流程中,起首按照互连线提取参数判定是不是知足电路设想请求,进而按照设想请求调剂互连线参数来知足电路设想请求,这将简化传统电路设想轮回,削减电路设想时辰,同时经由历程互连线参数调剂将互连线作为电路设想的一局部停止综合斟酌,这将有助于前进电路综合机能。
4 结语
本文提出了合用电路后仿真的纳米规范互连线模子,该模子基于物理意思而构建,模子的各个参数皆为集总参数,各个参数都可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许经由历程电磁场仿真软件而取得并在集成电路设想中停止调剂。该集总参数的模子打算简略,易于操纵,适合于CMOS射频集成电路设想阐发中操纵,同时文中给出了该模子操纵于射频集成电路设想的流程并阐发了其特色,阐发标明接纳文中模子可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许按照电路设想请求停止调剂互连线的尺寸,并可将互连线参数作为电路设想的一局部停止综合斟酌,有助于前进电路综合机能。
参考文献
[1]A.Niknejad, “Siliconization of 60 GHz”, IEEE Microw. Mag., pp.78-85,Feb.2010.
[2]J.Rong, M.Copeland,“The modeling, characterization, and design of monolithic inductors for silicon RFICs”,IEEE Journal of Solid-state Circuits, Vol.32,No.3,pp.357-369,March 1997.
[3]廖承恩.微波技g根本,西安:西安电子科技大学出书社,1994.12.
近几年,古代化历程的加速使得高速公路的扶植方面取得了庞大的成就,这些成就都是众目睽睽的。2012年,新疆高速,湖南14条高速接踵通车;2013年广东7条高速公路通车;2014年底,湖南8条公路通车。是以可知高速公路在日趋严峻的路子交通中,起着不时减缓的感化。在慢慢通车的高速公路上,联网免费,公路状况信息化,智能化等前进前辈手艺不时晋升。若何让一个高速公路的品质得以保障?从而可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许看出高速公路电机工程的监理手艺与操纵的首要性。
一、前期监理
前期监理属于监理的早期局部,通俗是在为施工之前停止的施工筹办,对行将施工的历程傍边的职员思惟,设想图纸,施工资料,施工历程等的前期设想。经由历程前期的料想与现实行工历程想对应,查缺补漏,使得工程加倍完善。[1]
1.思惟上的高度分歧
从思惟上认同电机工程的品质对全部工程的影响,全员正视电机工程的使命,不可悲观怠工。按照工程的现实须要支配是不是有驻地监理,勾当监理。同时对施工历程傍边显现的标题标题标题标题题目该当敢说,敢问,勇于质疑,毫不对付了事。辅佐基层监理局部的察看办理使命。讲求迷信的体例,赞助清算施工条约,供给商,业主,施工方等签定设想条约。很据监理法和相干国度划定,停止高速公路电机工程的工程监理。
2.前期监理的筹办
通俗高速公路建成的历程傍边,常常是电机工程的监理工程师于承包工程的修建队同时取得中标书,有些时辰乃至比中标人还要略微晚一些。这就构成监理工程师现实上是不充实的时辰去领会名目业主的设法,也不时辰去熟习施工投标的文件内容和施工方针,从而使得在监理历程傍边对全部施工的历程风雅向上缺乏够的领会,也不把握。
以是在工程承包人事实肯定以后,监理就该当起头和承包人的设想职员不异,从设想图阶段就起头进入监理历程,对图纸中所触及的电机工程的各阶段停止查核优化,连系设想。更首要的是对电机工程来讲,工程品质中良多都是须要与施工设想所挑选的工场装备中的型号,规格等有很大干系。在电机工程傍边,监理职员应答所选用的装备,整机等深切领会并和设想职员做以连系检车。在查抄历程傍边,更应仔细,严禁,当真并尽可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许削减不用要的改换,从而保障工程进度。
二、中期监理
高速公路电机工程通俗都分为免费体系,监控体系,通信体系三个局部。而电机工程施工的特色通俗都是时辰较短,而三个体系之间的施工又干系慎密,以是监理职员要正视有用的节制施工的进度,公道支配电机施工的打算用以保障全部高速公路工程的进度,这就请求监理职员具有较高的监理手艺并对其矫捷操纵。对高速公路的中期监理该当做的以下几点。[2]
1.进度监理
起首是对月进度的查抄,并与月施工的审批打算表绝对应。查抄以实现的使命是不是在进度规模以内,残剩的施工打算是不是可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许实现,并对不切现实的施工打算指点施工进度。
其次对正在停止的施工进度停止实地的跟踪查抄,此中包罗施工担任人对当天施工的名目,进度等停止报告请示,从而使监理职员把握今朝施工的静态。在现场针对所接到的报告请示停止巡场考查,是不是和报告请示的适合,并对巡场功效记实与监理目次傍边。另有当天对施工历程傍边哪些对施工进度有所影响,在将来的施工历程傍边就该当尽可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许防止。
再次是对施工职员对施工法式的领会,施工职员是不是按照通俗施工挨次施工,有不分歧法操纵从而影响了施工效力。高速公路的电机工程属于外场施工见多的局部,如遇气候等影响,应转外场为内场,尽可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许是施工进度处于平衡状况。
最初每一个月,承包人应答当月的工程进度做报告请示总结,即月进度报表。对应设定的实现使命和已实现使命总结,对各体系内不实现的使命做总结。作为监理师应按照所交下去的报表,停止现场的实地考查,对显现的不切确的数据停止点窜斧正,从头清算上报。对月报表,按时辰段清算成柱形图,线性图表等便于旁观,与月报表绝对应点窜日报表的内容。按时发送给承包商和标主,使其对工程进度有具体的领会,从而对工程进度能有用节制。
2.品质监理
起首前进全员的宁静熟悉,做好宁静宣扬使命,这也是作为监理好工程的一种须要手腕,对工程监理,其既不是一个简略的使命也不是一个很是庞杂深邃的东西。可是由于工程的操纵规模触及面较广,施工职员文明水平坦齐不齐,对工程品质熟悉比拟软弱虚弱,常常左耳进右耳出,这就须要监理职员不时的针对工程品质停止一级一级的宣扬,屡次轮回使其潜熟悉对工程品质前进熟悉。[3]
其次对工程品质的监控要强势无力,对工程品质显现题方针关头,职员等在措置上要强势,毫不迁就情面,不能牵丝攀藤恍惚而过,显现题方针施工职员该撤换就撤换,办理职员该惩罚就惩罚,果断不可心狠手辣,不然会给全部工程的品质带来没法估量的隐患。今朝我国的监理体系体例在很大一部就存在此类标题标题标题标题题目,监理职员对施工品质上或是不实权没法措置,或恍惚带过不课本务。这是今朝监理手艺在操纵上的坚苦。
再次,对监理的使命实行打算,要具有可操纵性。高速千米的电机工程很大一局部的专业性很强,而监理职员可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许对专业常识也有懂得不够到位的时辰。以是对工程品质的监理要多学多问,提出的品质题方针改良要具有可操纵性。并且在工程质检方面,监理职员可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许设置品质查核评选等多种手腕增进施工职员对工程品质的尽力,比方自检表,及格的予以嘉奖,奖罚清楚,办理恰当。
最初,良多工程的品质标题标题标题标题题目都是在实地查抄傍边发明的,以是监理职员在施工园地要对峙跟踪查抄,让变乱在初始阶段就被处置,时辰监视施工职员,并支配指点切确的施工体例,前进施工规范。电机工程的规模很广,显现标题标题标题标题题目监理职员要和施工职员,设想职员共同钻研,争夺处置。可是显现标题标题标题标题题目也要严酷办理,不能推辞义务,以是监理职员应做好义务办理轨制,进而使得全部工程品质得以杰出的保障。
三、前期监理
对工程的前期监理局部,首要是针对电机工程的三个局部的同一调试;对全部工程品质监理历程傍边有哪些须要正视的处所和施工职员的缺乏的地方等。调试历程傍边显现的标题标题标题标题题目必然要实时停止点窜,防止在将来的高速公路操纵傍边构成影响。在电机工程傍边应正视发电,配电,送电等各个局部的操纵环境,不可忽视粗心。监理职员对施工职员在施工历程傍边的表象也应有所总结并报告请示至中标人处,对全部工程和将来行将展开的工程担任。
总结:
在高速公路的电机工程傍边,监理职员应侧重与中期的监理,时辰做好监理的职责,为工程品质担任。电机工程内容较多,须要阅读的学科也比拟多,并且任何一项工程都不是一挥而就的这就请求监理职员对工程监理要有充沛的耐烦,仔细,成为复合型的监理职员。对监理手艺要操纵恰当,矫捷便利的操纵。
参考文献
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[1]陈兵. 高速公路电机工程的监理手艺与操纵[J]. 科技经济市场,2006,04:142-143窗体底端
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2013)08C-0068-03
电子电路阐发与操纵不管是对教员的讲授来讲,仍是对先生的研习来讲,都是难度较大的一门课程。基于使命历程的讲授体例是先生在教员的指点之下,经由历程实现一个个使命使命而展开的讲授现实勾当体例,这类讲授体例以使命使命为讲授主线,讲授主体则回归先生,教员在全部讲授勾当历程中仅仅起到主导的感化,按照使命使命须要、岗亭与先天生长的须要、呼应专业课程鼎新的须要拔取讲授的内容。基于使命历程来停止讲授是一种可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许有用晋升先生综合实质和手艺的新型讲授体例,它的方针在于让先生可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许把握其专业所需的根本常识手艺,具有摸索和阐发明实题方针才能,为前面进修专业其余课程做好筹办。
一、高职电子电路阐发与操纵课程的特色阐发
高职院校教导的终究方针是培育与经济社会生长相顺应的,把握相干专业现实与现实操纵手艺常识,具有处置相干岗亭的全方位的实质与综合失业手艺,顺应一线手艺岗亭的高档手艺型人材。高职教导与通俗大学本科教导,或是大大都中等职业手艺教导差别,大学本科教导更存眷专业现实性常识,中等职业手艺教导则更存眷培育先生的操纵手艺。而高职教导中所教的专业现实常识请求不本科教导请求高,仅请求把握根本性的现实常识便可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许,但对现实操纵手艺却比中职教导请求更高,高职教导不只要防止流于本科化,同时还要防止被中职教导异化。针对电子电路阐发与操纵这门课程来讲,由于它在现实方面比拟笼统,在现实讲授的时辰须要去繁化简地停止现实讲授,准绳就在于知足先生使命岗亭现实须要便可,同时还要重点增强与现实操纵连系慎密的现实局部的讲授。教员须要存眷先生把握相干现实常识以后的现实操纵手艺的培育,淡化那些庞杂现实常识的推理讲授,正视培育先生的现实脱手手艺。
二、基于使命历程的电子电路阐发与操纵讲授设想
(一)设想思绪
培育具有一线岗亭(如电子产物开辟、拆卸、检测、保护等使命岗亭)职业手艺的人材作为方针,连系现实操纵的使命使命,并将某些具有代表性的电子商品作为讲授载体,展开以使命历程为根本的体系化的课程讲授设想。在先生进修战略中凸起使命历程的现实操纵方面,挑选基于使命历程的讲授体例,将讲授与操纵慎密接洽在一路,使先生可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许在讲授历程中进修操纵脱手,在具体操纵的历程中进修到常识,颠末现实性的切磋、设想、调试并测验测验本身建造典范电子电路,确保他们可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许谙练把握相干常识手艺,从而顺应失业市场对求职者的须要。
在停止课程讲授设想的历程中,须要对峙上面五点准绳:一是在肯定电子电路阐发与操纵这门课程的讲授方针的时辰,须要以相干专业的终究培育标的目的作为其按照;二是颠末剖析该课程的讲授方针以后,才可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许取得肯定的才能方针评价表;三是肯定电子电路阐发与操纵这门课程的具体讲授内容时,则须要按照岗亭手艺的现实须要;四是在停止讲授勾当设想的时辰须要以典范电子产物为载体;五是遵照电子出产行业的现实操纵手艺规范停止讲授查核打算的拟定。
(二)设想理念
讲授内容拟定、讲授情势的挑选、讲授实行打算、讲授评价规范的设想等方面是电子电路阐发与操纵这门课讲授设想的关头地点。在停止现实操纵的时辰须要按照电子行业、电子相干企业的生长,并连系本地电子财产打算与电子相干失业市场的现实须要,连系电子电路阐发与操纵这门课程的特色与讲授方针,从相干专业的具体打算设想、课程设想等步骤起头,全阶段都要增强与校外协作企业的接洽,做好这些步骤才可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许实现迷信公道的电子电路阐发与操纵课程的讲授设想。
(三)“使命历程”阐发
基于使命历程的电子电路阐发与操纵讲授体例的根本就在于“使命使命”,这类讲授体例夸大每一个先生都可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许到场出去,也便是在现实讲授的历程中,让先生逼真地到场使命使命设想、履行与办理,在实现一个个使命使命的时辰实现现实讲授内容。这类讲授体例常常是接纳小组协作的战略,教员与先生一路设想使命使命,先生一路又或是分小组实现全部使命使命。
如前所述,电子电路阐发与操纵这门课程在现实与现实操纵手艺方面有较高的请求,是相干专业的关头课程之一。先生进修这门专业课程,在糊口中有甚么用处,若何才可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许将在这门课程所学到的常识操纵在现实糊口中,这是全部进修阶段须要处置的关头标题标题标题标题题目。那末在停止讲授设想的时辰怎样才能将这个关头表现出来呢,谜底就在于凸起高职院校先生的具体特色与高职院校讲授的特色,增强培育高职先生现实操纵才能。基于使命历程的电子电路阐发与操纵讲授设想分为以下关头:
1.按照讲授内容及先生进修的现实环境,提出迷信、公道的“使命使命”。
2.资讯:起首由教员在讲堂上停止须要的尝试讲授演示,让先生懂得根本的现实常识,而后将班级分红几个小组停止使命使命的支配,小组的人数通俗为3至5人较为适合,先生针对本身的使命使命钻研、搜索相干资料。
3.打算、决议打算:在这个关头起首由先生设想出具体的使命打算,并将其设想理念与实行战略以书面的情势写出来,而后将方框丹青出来,并将道理图也设想出来,拔取适合的电子元件,若是有须要还可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许停止仿真尝试,在此时教员可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许停止过度指点,并展开小组间的互换勾当,最初将使命使命实行打算肯定上去。
4.实行:先生自行肯定小组中成员的协作环境与成员之间以甚么样的体例停止协作,院校赐与相干东西的撑持,让先生可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许正式展开使命使命的实行。
5.查抄、评价:使命使命的评价使命可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许连系自我评价、各个小组间相互评价与教员评价这三种体例,并且起主导感化的该当是先生本身,小组间互评只是作为一种赞助体例,而教员在全部评价关头中只是起到一种指点调控的感化。起首请求先生以多媒体等情势充实演示使命使命设想取得甚么样的功效与在实现使命使命的历程中有甚么样的进修心得,而后接纳5个级别评分轨制停止自评,其余小组按照其演示环境与使命使命实现功效,停止充实会商,而后从功效、不异抒发才能、小组协作等方面赐与评分,教员按照现实环境当令停止点评。
(四)基于使命历程的情境化讲授设想
我院在实行基于使命历程的电子电路阐发与操纵这门课程的讲授鼎新中,经由历程对本课程传统讲授情势所构建内容的深切阐发,连系了大大都电子企业典范电子产物设想、建造历程,本着先生“够用、能阐发、会操纵”的准绳,将原有讲授体系下的根底内容(半导体元件、根底缩小电路、负反应缩小电路、集成运算缩小器、振荡器、直流稳压电源、逻辑代数根本、根底门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲产生电路、模数转换及数模转换等)设想成了三个根底讲授情境:OCL音频功率缩小电路,直流稳压电源电路,限时抢答器电路。三个进修情境都各自有本身的典范使命使命和进修载体,经由历程实现这些使命使命,先生便可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许把握电子阐发和建造所须要的根底常识和手艺,并把它们无机地畅通领悟在一路。
比方在OCL音频功率缩小器这个主讲授情境中,设想了电子元件的熟悉及检测、前置缩小器、声响调子节制电路、音频功率缩小器的建造这四个既绝对自力,又相互畅通领悟的关头作为子讲授情境,让先生在实现这些“使命使命”中,能按部就班地实现把握根底操纵手艺的方针。在直流稳压电源电路关头中设想了整流滤波电路、直流稳压电源等子进修情境。而在限时抢答器关头中则设置了第一辨别电路、数码闪现电路、计时单位电路、报警电路四个子进修情境。三个主讲授情境与十个子进修情境相辅相承,构成了“基于使命历程”的电子电路阐发与操纵的讲授体系,如图1所示。
在具体讲授现实历程中,教员须要出格正视对每一个进修情境中常识与现实的无机连系,并以先生为主体,让先生经由历程自力资讯―协作会商―自力阐发来实现使命使命,保障进修历程的完全性和有用性。
上面以“音频功率缩小器的建造”为例,申明基于使命历程的讲授设想思绪:
领会认知阶段(对应企业“电子产物组装与检测”使命中的识读电路道理和印刷电路板拆卸图使命历程):教员下发名目使命书,并讲授使命性子。在这个阶段首要是先生在教员的教导下,领会相干常识。
资讯阶段(对应产物出产流程支配):教员停止使命演示,并指点先生拟定使命打算。先生按照使命中的请求,在教员的指点和赞助下,搜集、翻阅如元器件、缩小电路特色与阐发体例等方面的资料,并拟定出实现建造、调试电路使命使命的具体步骤。
打算决议打算阶段(对应产物出产资料的推销):在教员的查核指点下,先生按打算实行使命使命,对一些关头关头停止分组会商。比方须要甚么样的电子仪器,若何绘制电路拆卸图,若何阐发与调试电路,在建造中可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许会显现甚么标题标题标题标题题目,处置题方针体例等。
实行阶段(对应产物的拆卸、检测调试和机能阐发阶段):教员在这个阶段须要停止实时的手艺指点,而先生则须要集合精力,停止电子元器件的检测、焊接、调试、电路机能阐发、解除毛病等使命,并做好每步骤的记实,停止相干参数计较和阐发。此阶段是全部进修历程的关头关头,也是先生最轻易出标题标题标题标题题目和须要教员仔细指点的关头,教员必然要当真把好这一关。
查抄阶段(对应产物开辟建造的总结阶段):先生在教员指点下撰写建造、测试报告,教员验收先生的作品。
评价阶段(对应产物及格查抄阶段):先生相互查抄、互换使命进修心得,各小组派代表讲话;教员最初停止总结,首要是对先生使命中的关头点和轻易显现的标题标题标题标题题目停止讲授和总评等。
现实证实,高职基于使命历程的课程讲授鼎新适合高职院校的办学标的目的,给高职教导实行职业特色化教导带来了新的思绪切磋标的目的。广西电机职业手艺学院操纵电子专业在停止主干高职院校扶植历程中,经由历程实行基于使命历程的讲授鼎新,先生遍及反应能真正学到了有用的常识,同时对进修也更感乐趣。基于使命历程的课程讲授设想,不是简略地改变讲授情势,而是要在课程中大胆引入现实的使命关头,让先生打仗现实,打仗使命,有针对性地停止进修和练习。增强校企协作是这类讲授鼎新得以延续生长和进一步深入的无力保障。
【参考文献】
[1]童乃诚.高职课程讲授内容扶植切磋[J].中国职业手艺教导,2010(14)
[2]钟新跃.基于使命历程导向的课程鼎新现实[J].中国校外教导,2010(1)
中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 06-0172-02
跟着半导体集成和微电子手艺的敏捷生长,集成电路的品种和数目一日千里,操纵也愈来愈遍及,集成电路变得无处不在。集成电路的操纵大大简化了电路的设想,并且使体系及装备的机能方针取得了很大前进。《集成电路道理与操纵》课程作为电子丈量手艺与仪器专业的一门职业手艺根本课程,其内容涵盖电路根本、摹拟电子手艺和数字电子手艺等多门课程[1]。在本课程的讲授中,咱们充实操纵了多媒体讲授体例,以动画情势揭示集成电路的相干常识,大大激起了先生进修的主动性,大大丰硕了讲授内容,同时,咱们充实操纵了计较机软件仿真手艺,将集成电路的典范操纵电路经由历程ProtelDXP停止仿真尝试,挣脱了无限的尝试环境的限定,让先生在进修集成电路相干常识的同时把握了前进前辈的计较机赞助东西,最初,咱们赐与了先生在全能板上实现电子电路的机遇,先生经由历程切身休会建造和调试电子电路的历程,让先生具有了必然的阐发标题标题标题标题题目和处置题方针才能,同时收成了经由历程本身尽力实现方针以后的成就感。颠末讲授现实标明,本课程的讲授内容轻易实现,支配公道,先生到场的主动性高,取得了很好的讲授功效。
一、讲授内容的支配
本课程的内容庞杂,讲授时辰无限,是以连系我院电子丈量手艺与仪器专业人材培育打算的请求,将本课程的讲授方针定位于操纵,讲授的重点在于典范集成电路芯片及其典范操纵电路的阐发讲授、仿真和建造。起首操纵线性集成稳压器建造出5~15V可调稳压电源,以供后续的集成电路操纵电路操纵。接着操纵运放集成电路、按时集成电路、功放集成电路、非门集成电路和与非门集成电路建造出切近糊口的电子电路。具体讲授内容如表1所示。
二、讲授实行的特色
(一)充实操纵多媒体讲授体例
跟着古代科技的生长,咱们已进入了一个信息化的时期,多媒体已遍及的用于讲授范畴。多媒体讲授以声响、图片、动画等丰硕的媒体情势最大水平地变革了先生的视听感官体系,充实揭示了讲授手腕的多样化,改变了传统的“一张嘴一支粉笔一块黑板”的讲授情势,为古代教导鼎新注入了新的朝气和活气,从而为本课程改良讲授功效带来了福音。
本课程所触及的集成电路芯片浩繁,遭到经费的限定,不可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许逐一采办给先生揭示,可是接纳多媒体讲授体例后,便可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许将典范芯片的图片逐一揭示给先生,大大降落了讲授本钱,同时也丰硕了先生的视线。别的,有些集成电路的典范操纵电路良多,若是接纳板书的体例,遭到课时的限定,不可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许逐一给先生讲授,可是多媒体讲授可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许敏捷地把课程资本闪现在先生眼前,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许大大节流教员板书的时辰,使教员可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许传授更多的常识,从而前进讲授效力。同时,在电路的揭示中配以动画,丰硕了电路的性命力,从而大大激起了先生的进修主动性。
(二)充实操纵计较机软件仿真手艺
跟着电子手艺和计较机手艺的疾速生长,电子产物的设想与计较机的接洽愈来愈慎密。作为以社会须要为第一要务的高职教导,在《集成电路道理与操纵》课程的讲授中,咱们充实操纵现有硬件前提,充实操纵计较机软件仿真手艺,培育先生操纵集成电路设想和阐发电子电路的才能。
咱们在讲授中操纵的软件是ProtelDXP,先生已在前续《电子CAD》课程中进修了若何操纵该软件设想和仿真电子电路。操纵ProtelDXP作电路仿真的根底流程[2]如图1所示。
在本课程的进修中,先生在ProtelDXP中经由历程挑选元器件、毗连电路、肯定元器件参数实现集成电路的操纵电路,还可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许便利地对电路停止测试和点窜,有助于增强先生对进修内容的理性熟悉,培育先生主动思虑的才能,并且可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许将本专业所开设的课程接洽起来,实现几门课程之间的畅通领悟贯穿,促使先生学好相干专业课程,并且做到学乃至用。
(三)脱手建造电子电路
电子产物的设想与建造请求先生有较强的现实脱手才能,是以,在本课程的讲授中,全班先生以小组(通俗4-5人一组)为单位,请求先生在已绘制好的电路道理图根本上设想出单面PCB图,而后在全能板上建造出呼应的电子电路。
先生在电路道理图和单面PCB图的指点下焊接并调试电路。在全部建造和调试历程中,教员首要起指点感化,在须要时帮先生阐发毛病产生的缘由,而先生才是主体,统统标题标题标题标题题目得由先生本身脱手处置,从而大大前进了先生进修的客观能动性。
建造和调试电路在全部讲授历程中占用时辰是最多的,不管何等简略的电路,老是会有个体小组显现标题标题标题标题题目。可是,先生恰是在不时发明标题标题标题标题题目、处置题方针历程中加深了对所学常识的懂得。别的,电路的调试离不开常常操纵电子仪器仪表如万用表、示波器等的赞助,这也让先生现实体味到了在《电子丈量手艺》课程所进修常识的合用代价。
三、竣事语
在本课程的讲授中,经由历程使命引领,连系前进前辈的计较机手艺,先生在学中做,做中学[3],学做连系,充实变革了先生的进修乐趣和主动性,先生的缺勤率很高,并且到场率很高。先生经由历程脱手建造和调试电路,进修才能和脱手才能有了较大前进,从一路头碰到标题标题标题标题题目不知若何是好,到最初可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许查找电路中的简略毛病,可见先生处置题方针才能有了必然的前进。可是,也存在一些标题标题标题标题题目。起首,本课程的讲授对教员的请求较高,教员不只要具有深挚的现实常识水平,还要领会集成电路在现实操纵中的环境,这就须要增强与企业间的接洽,在这方面须要进一步增强。其次,在以后的讲授中,遭到本钱和课时的限定,集成电路芯片多接纳引脚数目少的插针式元件,防止操纵引脚数目多或贴片封装情势的元件,这与以后集成电路在现实操纵中环境有点相悖,在此后的讲授中须要改良。
参考文献:
【基金名目】湖南省天然迷信基金名目(14JJ6040);湖南工程学院博士启动基金。
【中图分类号】G642.3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)08-0255-01
跟着迷信手艺的不时前进,电子产物向着智能化、小型化和低功耗生长。集成电路手艺的不时前进,鞭策着计较机等电子产物的不时更新换代,同时也鞭策着全部信息财产的生长[1]。是以,对集成电路相干人材的须要也日趋增添。今朝国际不只仅985、211等重点院校开设了集成电路相干课程,一些通俗本科院校也开设了相干课程。课程的讲授内容由纯真的器件物理改变为包罗摹拟集成电路、数字集成电路、集成电路工艺、集成电路封装与测试等[2]。跟着本科毕业生失业压力的不时增添,培育操纵型、立异型和可生长型的本科人材显得日趋首要。可是,从今朝我国各通俗院校对集成电路的课程设置来看,存在侧重传统轻前沿、不因校施教、不因材施教等标题标题标题标题题目,进而致使先生对集成电路敬而远之,远而避之,进修主动性不高,继而致使先生的可生长性不好,不能顺应企业的请求。
本文连系湖南工程学院电气信息学院电子迷信与手艺专业的现实,具体论述了本校以后“集成电路道理与操纵”课程现实讲授中存在的标题标题标题标题题目,先容了该课程的讲授鼎新办法,旨在前进本校及各兄弟院校电子迷信与手艺专业先生的专业乐趣,培育先生的立异熟悉。
1.“集成电路道理与操纵”课程现实讲授存在的首要标题标题标题标题题目
1.1现实性强,课时较少
对集成电路来讲,在讲授之前,先生该当已进修了以下课程,如:“固体物理”、“半导体物理”、“晶体管道理”等。可是,由于这些课程的现实性较强,公式较多,请求先生的数学功底要好。这对数学不是很好的先生来讲,就间接致使了其进修乐趣降落。由于今朝嵌入式失业远景比拟好,在咱们黉舍,电子迷信与手艺专业的先生更喜好嵌入式方面的相干课程。而集成电路相干企业更喜好钻研生或尝试前提更好的985、211高校的毕业生,使得我校集成电路标的目的的本科毕业生找到相干的较好使命比拟坚苦。是以,今朝我校电子迷信与手艺专业的生长标的目的定位为嵌入式,这就致使一些跟集成电路相干的课程,如“微电子工艺”、“晶体管道理”、“半导体物理”等课程都打消掉了,而仅仅保留了“摹拟电子手艺”和“数字电子手艺”这两门根本课程。这对集成电路课程的讲授更增添了难度。“集成电路道理与操纵”课程只要56课时,现实课46课时,尝试课10课时。只讲讲课本上的内容,不根本常识的堆集,就像空中架房,不根底。在课本的根本上额定再讲授根本常识的话,课时又远远不够。这就致使教员讲不透,先生听不懂,功效很不好。
1.2重传统常识,轻科技前沿
操纵典范案例来停止课程讲授是夯实集成电路根本的有用手腕。可是对集成电路来讲,由于其更新换代的速率很是快,故在停止讲授时,除接纳典范案例来夯实根本外,还需紧扣财产的生长前沿。只要如许才能保障人材培育不过期,黉舍培育的先生与社会须要不摆脱。但今朝在讲课内容上还只是正视传统常识的讲授,对集成电路的生长静态和科技前沿则很少触及。
1.3不因校施教,因材施教
课本作为教员教和先生学的首要凭仗,是教员搞好教书育人的具体按照,是先生取得常识的首要东西。可是,我校今朝“集成电路道理与操纵”课程接纳的课本还不选定。如:2012年接纳叶以正、来逢昌编写,清华大学出书社出书的《集成电路设想》;2013年接纳毕查德・拉扎维编写,西安交通大学出书社出书的《摹拟CMOS集成电路设想》;2014年接纳余宁梅、杨媛、潘银松编著,迷信出书社出书的《半导体集成电路》。课本一向不牢固的缘由是还不找到适合我校电子迷信与手艺专业先生现实环境的课本,这就致使教员不能因校施教、因材施教。
2.“集成电路道理与操纵”课程现实讲授鼎新
2.1选优选新课程内容,夯实根本
由于我校电子迷信与手艺专业的先生,不开设“半导体物理”、“晶体管道理”、“微电子工艺”等相干根本课程,是以抱负的、合用于我校先生现实的课本该当包罗半导体器件道理、摹拟集成电路设想、双极型数字集成电路设想、CMOS数字集成电路设想、集成电路的设想体例、集成电路的建造工艺、集成电路的幅员设想等外容,如表1所示。是以,在讲授现实中,本着“根本、够用”的准绳,接纳选优选新的思绪,尽可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许挑选适合我校专业现实的课本。今朝,操纵笔者编写的适合于我校先生现实的现实讲讲课本,理顺了现实讲授,实现了因校施教,因材施教。
表1 “集成电路道理与操纵”课程讲授内容
2.2提取科技前沿作为讲授内容,激起专业乐趣
为了前进先生的专业乐趣,让他们领会“集成电路道理与操纵”课程的代价地点,在讲课的历程中穿插先容集成电路设想的前沿静态。如:从IEEE国际固体电路集会的论文集合提取模块、电路、仿真、工艺等最新的内容,并将这些内容按照门类停止分类和总结,穿插至传统的现实常识讲授中,让先生实时领会以后集成电路设想的焦点标题标题标题标题题目。如许岂但可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许激起先生的猎奇心和进修乐趣,还可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许前进先生的立异才能。
2.3展开双语讲授互动,前进综合才能
今朝,我国的集成电路财产绝对外洋来讲,还存在着相称的差别。要展开双语讲授的缘由有三:一是集成电路课程的一些根底专业术语都是由英文翻译过去的;二是集成电路的钻研前沿都是以英文颁发在期刊上的;三是天下上支流的EDA软件供给商都集合在西欧国度,软件的操纵说话与操纵申明书都是英文的。是以,集成电路课程对先生的英语才能请求很高,在讲堂上恰当展开双语讲授互动,不管是对先生延续进修,仍是失业都是很是须要的。
3.结语
集成电路自二十世纪五十年月被提出以来,履历了小规模、中规模、大规模、超大规模、甚大规模,今朝已进入到了片上体系阶段。固然集成电路的生长日月牙异,但今朝集成电路相干人材的黉舍培育与社会须要存在很大的差别。是以,对集成电路相干课程的讲授鼎新迫在眉睫。基于此,本文从“集成电路道理与操纵”课程现实讲授动身,具体论述了“集成电路道理与操纵”课程讲授所存在的首要标题标题标题标题题目,并有针对性的提出了该课程讲授内容和讲授体例的鼎新办法,这对培育操纵型、立异型的集成电路相干专业的本科毕业生具有主动的指点意思。
关头词: 高速公路;挣值法;阐发
Key words: expressway;earned value method;analysis
中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)11-0067-02
0 弁言
跟着交通范畴高速公路电机工程扶植的不时壮大和生长,高速公路电机工程也如雨后春笋般显现出来,其特色表现为:①投资规模大、参建单位多、搅扰较多,比拟轻易影响工程名目施工进度。②各工程子体系之间的相互穿插功课较多,相互接洽干系性较较着。如:监控中间、免费体系及办理机构的情势、规模和打算间接决议着通信体系的传输须要,也决议着用电负荷及供配电体系的设想;监控体系、通信体系、免费体系及其余子体系的打算又影响到办理机构的打算;而办理机构的打算打算在某种意思上又是监控、通信体系打算肯定的前提。
1 高速公路电机工程特色阐发
在现今的高速公路工程施工中,由于电机工程各体系之间是相互影响与限制的干系,是以保障各使命之间的平衡性、延续性、延续性就显得特别首要,而在高速公路电机工程施工历程中引入挣值法就恰到益处的处置了这些标题标题标题标题题目。咱们在操纵挣值法的时辰,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许先停止用度、进度综合阐发节制,碰到出格环境的时辰,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许针对用度和进度的缘由停止阐发,如许可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许对生长趋向停止展望,以此把握名目竣事时的进度和用度具体环境;咱们经由历程机关办法、手艺办法、条约办法和经济办法等体例确保施工进度打算,以此停止调剂;而后实行纠偏办法,保障可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许在保障品质的前提下实现工程的施工使命。
2 挣值法阐发的道理
挣值法是经由历程阐发名目方针实行与名目方针希冀之间的差别,判定名目实行的用度、进度绩效的一种体例,又称偏差阐发法。它的怪异的地方在于将用度和进度同一路来斟酌,用预算和用度来权衡名方针进度,是名目用度/进度节制体系的首要构成局部。这类体例之以是叫挣值法是由于它操纵到一个关头身分――挣值,也称为已实现使命预算用度。
2.1 挣值法的三个根底参数
①已完使命预算用度。已实现使命预算用度(Budgeted Cost for Work Performed,简称BCWP),是指在某一时辰已实现的使命(或局部使命),以核准承认的预算为规范所须要的资金总额,又称“已实现投资额”。由于业主恰是按照这个值为承包商实现的使命量付出呼应的用度,也便是承包商取得(挣得)的金额,故称挣得值。固然,已实现使命必须颠末验收,适合品质请求。
BCWP=已实现使命量×预算(打算)单价
②打算使命预算用度。打算使命预算用度(Budgeted Cost for Work Scheduled,简称BCWS),即按照进度打算,在某一时辰该当实现的使命(或局部使命),以预算为规范所须要的资金总额,又称“打算投资额”。这个值对权衡名目进度和名目用度都是一个标尺或基准。通俗来讲,除非条约有变革,BCWS在使命实行历程中应对峙不变。若是条约变革影响了使命的进度和用度,颠末核准承认,呼应的BCWS基线也应作呼应的变更。
BCWS=打算使命量×预算(打算)单价
③已完使命现实用度。已完使命现实用度(Actual Cost for Work Performed,简称ACWP),即到某一时辰为止,已实现的使命(或局部使命)所现实破费的总金额,又称“耗损投资额”。ACWP=已实现使命量×现实单价
2.2 挣值法的四个评价方针
①用度偏差CV(Cost Variance)。CV是指在某个查抄点上BCWP与 ACWP之间的差别,即:CV=BCWP-ACWP
当CV为负值时,即表现名目运转超支,现实用度超越预算用度。当CV为正值时,表现名目运转节支,现实用度不超越预算用度。
②进度偏差SV(Schedule Variance)。SV是指在某个查抄点上BCWP与BCWS之间的差别,即:
SV=BCWP-BCWS
当SV为负值时,表现进度耽搁,即现实进度掉队打算进度。当SV为正值时,表现进度提早,即现实进度快于打算进度。
③用度绩效指数CPI(Cost Performance index)。CPI是指BCWP与ACWP的比值,即:CPI= BCWP/ACWP
当CPI
当CPI>1时,表现节支,即现实用度低于预算用度。
④进度绩效指数SPI(Schedule Performance index)。SPI是指BCWP与BCWS的比值,即:SPI= BCWP/BCWS
当SPI1时,表现进度提早,即现实进度比打算进度快。
3 挣值法曲线图的阐发(图1)
可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许显现题方针缘由阐发:①微观缘由:显现标题标题标题标题题目较多,首要便是由于手艺上的缘由,打算也不够充实,物价涨幅大,工期迟延长,就致使使命量大幅增添。②微观缘由:首要是由于返工环境严峻,办理调和不公道,致使使命效力低下;③内部缘由:不异不佳,致使员工实质较差,增添本钱,并且轻易产生变乱;④内部缘由:由于下级单位、业主的搅扰,国度相干财产政策的变更,其余危险身分等;⑤其余缘由。
4 挣值法在高速公路电机工程施工历程中的操纵举例
某高速公路电机工程打算工期为12个月,总预算用度为4000万。在名目实行历程中,第6个月时名目司理对名方针履行环境停止统计查抄,数据表如表1所示。
第6个月末时,已落成程现实本钱为2460万元,已实现产值为2170万元,打算实现产值为2490万元。
本钱偏差=已实现产值-现实本钱=2170-2460=-290万元,申明本钱超支;
进度偏差=已实现产值-打算产值=2170-2490=-320万元,申明进度耽搁。
用度绩效指数=已实现产值/现实本钱=2170/2460
进度绩效指数=已实现产值/打算产值=2170/2490
咱们可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许接纳挣值法的操纵对名目停止阐发,取得的论断是:工程效力较低、进度慢、投入延后,属于须要重点纠偏的范例,是以该当增添高效职员投入,以处置效力低、进度慢的标题标题标题标题题目,在保障工程品质的前提下,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许按时落成。
5 竣事语
挣值法在我国高速公路电机工程名目办理中的操纵还不是很遍及,是以在名目办理中常常会显现用度和进度失控的环境。以是笔者以为成立一个适合高速公路电机工程名方针挣值法办理体系也就特别首要,其可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许在施工历程中对用度、进度随时停止查抄,经由历程鱼刺图找出显现题方针缘由,从而停止纠偏,以保障名方针顺遂实行。
参考文献:
[1]扶植工程名目办理[M].中国修建财产出书社,2010.
[2]高速公路交通工程及沿线举措办法[M].国民交通出书社,1999.
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-1578(2017)01-0022-02
1 弁言
在传统的讲授式电路讲授体例中,先生是主动的领受者,他们在讲堂的正视力首要集合在对常识点的把握和相干公式的推导和影象上,对根底的物理观点和电路实质并不清楚。在凡是环境下,讲堂报告的内容间接显现在课本或是相干课本上,这对先生用心于讲堂讲授不甚么较好的鼓励感化,以是传统的讲堂讲授几近是在一个带有题方针、主动的听众眼前的一场独脚戏,师生之间不任何的互动,先生之间更谈不上互换、协作进修[1-2]。今朝良多的先生在进修历程中只记着呼应的解题步骤,并不领会其根底观点,当题今朝提产生必然变更或是其之前未遇见的标题标题标题标题题目便无从脱手,是以电路讲授体例的鼎新对前进先生对电路的根底物理观点和道理的进一步懂得、先生的思惟才能、自立进修才能、激起先生进修乐趣等都是相称首要。操纵先生与先生的同等干系停止进修的互换,进而到达先生之间的互动[3-4],从而激起先生的进修乐趣和对电路根底观点的懂得。教员在全部的讲授历程中起主导感化,先生起主体感化,先生之间协作进修,师生之间协同讲授,是以本文将基于Peer-Instruction(以下简称PI)现实的协同讲授法操纵在电路课程讲授中,取得了杰出的功效。
2 基于Peer-Instruction现实的协同讲授法
Peer-Instruction现实是哈佛大学闻名传授Eric Mazur成立的,变传统的单一讲授为基于题方针自立进修和进修之间的协作切磋。对峙以先生为主体,教员为主导的讲授理念,是将传统的灌注贯注式讲课情势转化为先生的协作进修、自立性进修的情势,重在培育自力自立进修才能,实现多元化主体的互动、师生协同讲授[5]。
基于Peer-Instruction现实的协同讲授法的根底方针是操纵讲堂时辰停止先生互动、师生互动,把呼应的正视力进修的观点下去,而不是传统的对课本或课本上细节内容的具体先容,基于PI的协同讲授发是由一系列关头常识点的冗长讲授构成,每一个关头常识点一个相干的观点测试标题标题标题标题题目,也便是先生所会商的常识点的观点测试小标题标题标题标题题目。教员在全部讲授历程中报告内容的重点、难点和关头点,开导先生思惟,营建一个先生互动、师生协同讲授的环境,经由历程某些可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许影响先生认知才能的标题标题标题标题题目来变革他们的进修主动性,并慢慢激起,指点先生协作进修、主动会商,培育其批评性思惟,并使先生在取得更多常识的同时能深思本身和别人的观点,最初完全懂得标题标题标题标题题目实质[6]。基于Peer-Instruction现实的协同讲授法出格为先生设想了呼应的根底观点测试题,在冗长的测试后便可与同窗相互会商,协作进修,使先生无机遇争辩,互换,共同处置标题标题标题标题题目,从而对物理观点和电路实质懂得更深刻。进修者在与别人的相互争辩、相互影响、相互互换当中到达更完善的生长。
Peer-Instruction现实的协同讲授法设想的观点测试题与传统的标题标题标题标题题目查核标的目的不一样,其重观点、轻间接带公式计较。某些标题标题标题标题题目看似简略,却能有用地检测先生对相干观点的懂得切确与否,从而激发先生的会商,真正懂得根底观点。当先生在讲堂上的时辰大局部用来懂得懂得根底观点,是以在讲堂上便不呼应的时辰来停止相干内容解题手艺的练习,为此,特将解题手艺的练习放到课外功课,由于课外功课和课外先生会商局部有呼应充沛的时辰来停止崩溃手艺练习,如许一来根底物理观点息争题手艺都取得了练习,根底观点的切确懂得是有助于解题手艺的练习的,是以不用担忧先生的解题才能得不到练习。
3 基于Peer-Instruction现实的协同讲授法的讲授机关
基于Peer-Instruction现实的协同讲授法差别于传统讲授对课本或课本中各个条理和常识点的具体讲授,而是由大批关头常识点的冗长讲授构成,每一个常识点都有一个须要会商的观点性小测试标题标题标题标题题目。先生课前事前预习,讲堂给冗长时辰作答,而后先生相互会商并可点窜谜底,该历程一方面可促使先生思虑并懂得标题标题标题标题题目,别的一方面也给教员供给了一个评判先生对该根底观点的懂得水平。如挑选切确谜底的先生比例太低,教员则可加快讲授速率。而后经由历程别的一个观点测试题来再次评价先生对该常识点的把握环境。讲授机关流程图如图1所示。
讲堂讲授机关支配:
(1)观点标题标题标题标题题目测试 1分钟
(2)先生思虑时辰 1分钟
(3)先生作答(挑选题) 1分钟
(4)先生互动,压服火伴(Peer-Instruction) 12分钟
(5)点窜谜底并提交最初谜底 1分钟
(6)反应给教员:发布切确谜底和成就散布 1分钟
(7)讲授切确谜底(含常识点的冗长讲授) 5分钟
(8)别的一测试题评价先生把握环境 3分钟
(9)提交谜底并温习该观点和讲授呼应崩溃手艺 6分钟
首要常识点可按照上述的支配停止讲授机关,约20分钟摆布,简略常识点可省略(8)(9)步,全部常识点讲授约10分钟摆布。该体例可以或许或许或许或许或许或许或许或许使得教员实时领会先生对该常识点的把握环境,以防止先生对常识点的懂得水平与教员的预期讲授功效之间的边界愈来愈大,由于随时辰的增加,先生的不懂得就会致使落空对该课程的进修乐趣,从而使得全部课程的讲授失利。
从表1可知,在实行了基于Peer-Instruction现实的协同讲授法后,先生对根底观点的懂得比传统讲授法的切确率高,由图1的期末测验成就对照可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许看出,实行PI讲授法的期末测验均匀分比传统的均匀分高10.3分,最低分数也比传统讲授法的最低分数高,是以对根底观点的较好懂得可以或许或许或许或许或许或许或许或许使得在传统计较题的成就取得了前进。
4 结语
电路课程是电气信息类的首要专业根本课,经由历程在该课程中操纵基于Peer-Instruction现实的协同讲授法能有用前进先生对根底观点的懂得,从而前进该课程的教导讲授品质和先生自立进修才能,让先生养成毕生进修的习气,把进修转化为自发的行动。接纳该讲授体例在前进先生对根底观点和期末成就的同时,经由历程培育先生的批评性思惟,比起那些只把握了特地常识体系的人,如许的先生更具有矫捷性和顺应性,更有可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许停止立异,成为可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许毕生为社会办事的古代化人材。
参考文献:
[1] 赵郁聪,陈满儒.双语讲授引入Peer-Instruction讲授体例的现实[J].中国校外教导,2011(9):86.
[2] Eric Mazur.火伴讲授法――大学物理讲授指南[M].北京:机器财产出书社,2011.
[3] 王祖源,武荷岚,顾牡.以火伴讲授法增进先生互动式进修[J]. 物理与工程,2013(23):45-48.
1 高填路基的不变施工手艺
1、基底措置手艺
地基措置按通俗路基施工规程停止,将杂草、树根、无机土等杂物用推土机推出边桩之外集合弃至弃土场,请监理工程师查抄确认后,再用推土机将功课区段推平顺,构成横向1%-2%排水坡,并用压路机碾压原空中,压实度与路堤呼应部位的请求不异。陡坡地带自下而上挖台阶,随开挖随填筑,局部坚实、侧挤起层局部应翻挖换填土或调剂土的含水量。
2、路基填筑手艺
用发掘机、自卸汽车装运填料,专人担任批示装车,第一层按松铺厚度50cm摊铺。推土机整平后,用水准仪测出松铺厚度,同时边摊铺边用酒精熄灭法或别的体例多点检测摊铺含水量,同一填层的含水量要根底分歧。
3、含水量的肯定
经尝试,最好含水量为10%。本段路基施工时,含水量节制在8%-12%规模内,便可知足压实请求。
4、碾压手艺
第一、先用压路机静压两遍找平,速率节制在2km/h以内,横向搭接40cm,纵向搭接2m。
第二、振动碾压一遍。压路机由两侧向线路中间碾压。碾压搭接长度及碾压速率必须适合上述请求。
5、检测手艺
第一、用K30检测地基系数和灌砂法检测压实系数。检测点沿线路中线呈S型支配,每100m布设3个点。若检测未能到达规范请求,则延续碾压,每碾压一遍检测一次,直至压实方针及格为止。
第二、用紧密水准仪查抄压实后标高,经由历程比拟松铺厚度与两次标高之差值计较出松铺系数。
2 高填路基中灌浆法的操纵
(一)高填路基中灌浆法申明
高填路基施工中所接纳的灌浆法便是按照物理化学道理,操纵机器装备将具有固化和抗渗机能的浆液入某种介质的空隙(孔隙或裂隙等)或打算面内,并使之在必然规模内分散和固化,以到达前进地基强度、降落渗入性、改良地基物理力学性子的一种体例。
(二)高填路基中灌浆法的操纵
1、灌浆打算的挑选
高填路基的灌浆措置通俗对强度很低的淤泥层接纳压密灌浆,对较硬的亚黏土为霹裂灌浆,对沙粒层多接纳渗入灌浆。灌浆范例可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许零丁操纵,也可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许两三种范例零丁操纵,相互相反相成,从而构成渗入—劈裂—充直—置换—压密—复合的感化。
灌浆打算挑选是停止灌浆施工起首要处置的标题标题标题标题题目,通俗把灌浆体例和灌浆资料的挑选放在首要地位,同时还应综合斟酌工程地质前提、工程性子等。按照高填路基公路工程现实履历,灌浆打算挑选通俗遵守以下首要准绳:
第一、高填路基的灌浆通俗接纳水泥浆液或水泥粉煤灰浆液。
第二、当软弱虚弱土层上部有硬壳存在时,将其作为封压层;当无这类硬壳或不发育时,可在地表做一黏土垫层,厚约0.5m,以此垫层作为封压层,或在地基年压后构成风压层。
第三、对上部砂砾层较多的软弱虚弱土层,通俗宜用分段式自上而下灌浆,对上部砂砾层少或不的软弱虚弱土层,通俗宜用分段式自上而下灌浆。
2、浆液分散半径的肯定
浆液分散半径是一个首要的参数,可按现实公式预算。如选用参数靠近于现实前提,则计较值具有必然的参考代价;本地基前提较庞杂或计较参数不易选按时,就应经由历程现场灌浆尝试来肯定。
3、灌浆压力
灌浆压力是将液分散冲填、挤实的能量。在保障灌浆品质的前提下,压力大,分散间隔大,有助前进土体强度;担任压力逾越受注地层的自重和强度时,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许致使地基及其上部打算的粉碎。以是在施工中,通俗都以不使地层打算粉碎或仅法生局部和少许的粉碎作为肯定地基许可灌浆压力的根底准绳。
停止灌浆尝试时,通俗接纳逐步前进压力体例,求得灌浆压力与灌浆量干系曲线,当压力升至某一数值,灌浆量增大,标明地层打算产生粉碎或孔隙尺寸已被扩大,是以可把此时的压力作为肯定许可灌浆压力的按照。
4、灌浆量
在通俗环境下现实上注入的耗浆量,应充填到颗粒之间的孔隙中,或沿层理或裂隙劈裂式注入。每孔(段)浆液注入量可用以下计较公式计较:
Q=A∏R2He?
式中:Q为每孔(段)注入量(m3);A为浆液的耗损系数,通俗A=1.15~1.30;R为浆液有用分散半径(m);H为灌浆孔(段)深(m);e为空袭率;?为浆液充值系数。
5、灌浆孔的支配体例
浆液分散半径(R)肯定后,灌浆孔距(L)取值规模也就肯定了,其取值规模在R≤L≤2R之间。
高填路基灌浆设想通俗为多排灌浆孔,差别排上的灌浆设想通俗有两种支配体例,一种为矩形摆列,即前排孔与后排孔沿公路轴线标的目的上平行;别的一种为三角形摆列,即前排孔的地位与后排孔的地位沿公路轴线标的目的上错开1/2的孔距。在灌浆孔距取值规模内,公道的孔距可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许保障工程品质,降落工程造价,孔距挑选应正视以下几点:
孔距应按照土层性子和机关物来肯定,当高填路基中砂层较厚或层理较发育时,L在1.5R~2R之间;当软弱虚弱土层中砂层理不发育时,L取值在R~1.5R之间。桥头、涵洞等机关物部位L取值应偏小一些。别的,须要申明的是高填路基灌浆办理宜接纳多排灌浆空,排距宜与孔距相称,布孔准绳以三角形体例为主,矩形体例为次。
3 施工中应正视的标题标题标题标题题目
(1)严酷节制填层厚度和填筑宽度。每层初平实现后,对填层厚度停止查抄,确保每层填筑的厚度节制在30cm以内,以防填土沉降过量,发明超厚景象实时接纳相干办法减薄。推土机在初铺时,摊铺的宽度比设想宽度加大50cm,以保障路基边部压实。
(2)路堤填筑时,做到工地现场随时有领工员值班,对路堤填筑停止实行全历程批示,使填层厚度、平坦度、压实度等处于杰出的受控状况,保障填筑历程适合规范请求。
(3)严酷节制填层土质,挑选经尝试及格的填料停止填筑,含有无害杂质及未经措置的劣质土不得操纵。当填料为差别土质时,接纳差别土质别离填筑的体例,每种填料延续填筑层累计厚度不小于50cm。将强度较小、透水性差的土填在基层,强度较大、土质较好的杰出土填于基层。
(4)严酷停止压实度的尝试检测。每填完一层由队部尝试室担任停止检测,司理部中间尝试室常常性地对压实软弱虚弱关头停止抽检,发明压实度不及格的环境,实时接纳恰当的办法停止措置,须要时接纳强夯措置,确保路基的填筑压实适合规范请求。
(5)连系永远排水做好施工时代的姑且排水使命。每层填筑终了后,在填层面做成2%~4%的横向路拱,并在路基两侧做土埂排水,土埂开槽排挤路面积水,并在开槽处沿边坡用沙浆做激流槽,使雨水顺激流槽排入边沟,不至于冲洗边坡。路堤坡脚实时做好姑且或永远性排水沟,保障路基边坡排水畅达。
(6)严酷节制路堤渗水局部的填筑资料,拔取水稳性高及渗水性好的填料停止填筑,防止渗入动水压粉碎路堤边坡的不变。
4 结语
高填路基施工手艺在公路工程施工中的操纵是前进公路工程施工品质的首要路子,在停止高填路基施工时必然要做好各项施工要点的相干施工手艺,确保高填路基施工和全部公路工程的施工品质。
弁言
液压传感器是财产液压监测中最为常常操纵的一种传感器,能将液体压力旌旗灯号转换为直流4~20mA或直流0~10V电旌旗灯号输出,在财产主动节制中凡是共同公用摹拟量输出模块操纵于可编法式节制体系(PLC)。可是摹拟量旌旗灯号在传输历程中轻易遭到数字量旌旗灯号、互换输出旌旗灯号、内部强搅扰源等的搅扰,摹拟量受搅扰已成了主动节制体系的一个坚苦。基于此笔者提出了一种基于LM331集成电路的液压监测体系,将液压传感器输出电压旌旗灯号转换为高速脉冲的数字量旌旗灯号输出到PLC,既可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许实现液压的实时检测,同时有用地处置摹拟量抗搅扰标题标题标题标题题目。
1 LM331集成电路简介
LM331是美国NS公司出产的性价比拟高的集成芯片,是一种很是抱负的紧密电压/频次转换器,可用于建造简练、低本钱的模数转换器。看成为压/频转换器操纵时,LM331输出脉冲链的频次切确度与输出端施加的电压成比例变更,表现了压/频转换器的独有的上风,可轻松操纵于一切的规范压/频转换场所。LM331为双列直插式8引脚的芯片,打算框图如图1所示。
LM331各引脚功效以下:管脚1是脉冲电流输出端,内部相称于脉冲恒流源;管脚2是用于调理输出端脉冲电流幅度;管脚3是脉冲电压输出端OC门打算,输出脉冲宽度Tw;管脚7是供给给比拟器的基准电压;管脚8是使命电压规模为4~40V的电源Vcc。LM331集成电线路性度好、外接电路简略、非线性失真小、变更精度高,数字分辩率可达12位,并且轻易保障转换精度。
2 液压监测体系架构
为了前进摹拟量的抗搅扰才能和节俭本钱,本液压监测体系操纵基于LM331的V/F变更电路作为摹拟量收罗电路。液压传感器将接管到的压力旌旗灯号转换为0~10V的直流电压旌旗灯号,直流电压旌旗灯号再经由历程V/F变更电路变更为脉冲旌旗灯号,PLC接管到脉冲旌旗灯号后,颠末运算措置可收罗到液压的实时数据,体系架构框图如图2所示,斟酌到所选用的PLC有6组高速计数器,体系最大可同时收罗6组液压数据,每组数据都是脉冲旌旗灯号,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许远间隔传输而不受搅扰。
3 液压监测体系硬件设想
液压监测体系需操纵电压/频次转换器停止采样,为了节俭本钱,在不就义采样精度的前提下,本体系操纵了V/F转换器LM331集成电路芯片构成的A/D转换电路.V/F转换器LM331芯片可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许把电压旌旗灯号转换为频次旌旗灯号,并且线性度好,颠末PLC措置,把频次旌旗灯号转换为数字旌旗灯号,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许实现A/D转换。它具有接线简略,价钱昂贵,转换精度高、操纵便利等特色。
3.1 摹拟量收罗电路设想
体系摹拟量收罗电路设想为压频转换电路,如图3所示,LM331接纳单电源供电,电源电压Vcc为15V,摹拟旌旗灯号Vin的输出规模为0V~10V,摹拟旌旗灯号Vin经由历程LM331芯片停止V/F转换后,变成与电压成反比的频次旌旗灯号fout=(VIN/20.9V)×(RS/RL)×1/RtCt,fout端输出的频次旌旗灯号送到PLC的计数端口,PLC对频次旌旗灯号停止收罗、措置、存储。从而实现摹拟旌旗灯号到数字旌旗灯号的转换。
在电源与第7脚之间毗连有电阻RIN为100k?赘,是以第7脚的偏置电流将对消第6脚平衡电流所起的感化,用于削减频次偏移。毗连在第2脚的电阻RS由12k?赘的牢固电阻和5k?赘电位器构成,用于调剂LM331的增益偏差及Rt、RL和Ct的偏差。电容CIN作为VIN的滤波器取值为0.1uF,毗连在第7脚和地之间,输出比拟器较高的线性度取决于电路中47k?赘的电阻和1uF的电容CL产生的
差功效。电路一切的元器件都选用温度系数低,参数不变的元器件,如金属膜电阻和陶瓷NPO电容等,能使摹拟旌旗灯号收罗取得最好功效。
3.2 PLC旌旗灯号收罗电路设想
本体系挑选的PLC是西门子S7-200系列PLC中的典范产物CPU226,其集成24输出/16输出共40个数字量I/O点。可毗连7个扩大模块,最大扩大至256路数字量I/O点或64路摹拟量I/O点。24K字节法式和数据存储空间。6个自力的30kHz高速计数器,2路自力的20kHz高速脉冲输出,具有PID节制器。2个RS485通信/编程口,具有PPI通信和谈、MPI通信和谈和自在体例通信才能。
液压传感器摹拟量旌旗灯号经由历程V/F变更电路措置后输出脉冲旌旗灯号是数字量,本体系设想操纵西门子CPU226高速计数器的输出点I0.0~I0.5间接收罗V/F变更电路的输出脉冲旌旗灯号,进而用CPU226法式对旌旗灯号停止措置,旌旗灯号收罗电路如图4所示,能较好地处置摹拟量在电磁环境下易受搅扰的标题标题标题标题题目。
4 体系法式设想
本体系选用的可编法式节制器CPU226有HSC0-HSC5共6个高速计数器,本体系设想将V/F变更电路的输出脉冲旌旗灯号送入高速计数器HSC1的输出端,用于累计脉冲数,,节制高速计数器累计脉冲的时辰经由历程设置按时候断的间隔时辰来实现,按照累计脉冲数与预置的间隔时辰,计较出被测摹拟量值。
以液位丈量为例子,起首把液位设定在100mm,读取每100MS的脉冲数H1,再把液位设定在200mm,读取每100MS的脉冲数H2,经由历程公式计较可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许求得每mm对应的脉冲数X=主法式在第一个扫描周期挪用初始化子法式SBR0,仅在第一个扫描周期标记位SM01=1。由子法式SBR0实现初始化。
要使高速计数器能通俗使命,设置切确的参数是关头。起首要激活HSC1,设置正标的目的计数,可更新预置值(PV),可更新以后值(CV),把高速计数器HSC1的节制字节MB47置为16进制数FC。收罗旌旗灯号的高速计数器不需复位或启邮淙耄也不内部的标的目的挑选,是以用界说指令HDEF设置成使命情势0。而后将按时候断0间隔时辰SMB34置为100ms,间断法式0分派给按时候断0,并许可间断,以后值SMD48复位为0,预置值SMD52置为FFFF(16进制)。最初用指令HSC1启动高速计数器,每100ms挪用一次间断法式0,读出高速计数器的数值后,将其置零,经由历程HSC1计数值及变更干系来求被测的液位值。
5 竣事语
基于LM331集成电路的液压监测体系操纵LM331实现A/D转换,具有电路简略、丈量精度高、抗搅扰性强,运转靠得住并且转换位数可调的特色,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许实现对液压停止实时检测,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许节流大批的本钱, 是以在液压监测中具有遍及的操纵远景。固然, 基于LM331集成电路的液压监测体系只是液压监测体系的一种, 操纵者可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许按照现场环境、精度的请求和本钱的节制来挑选适合的液压监测体系。
参考文献
[1]廖常初.S7-200 PLC编程及操纵[M].机器财产出书社,2014.
中图分类号:TN958.98 文献标识码:A
0.弁言
输电线路勘察优化设想在是输电线路工程中最根本最首要的使命,优化设想输电线路路子须要综合斟酌行政打算、运转宁静、经济公道、施工难度、检验方面等身分。而在输电线路优化设想工程中,出格是工程工期紧、测绘面积较大、精度请求高且测区地形较为庞杂的环境下,输电线路优化设想难度较大,出格是在我国西南地域以平地大岭为主,地形升沉大,植被笼盖率高且平丘地域衡宇麋集,散布不法则。传统的线路优化设想首要接纳的丈量体例是工丈量体例或工程丈量与航测相连系的体例。传统的线路优化设想体例具有外业休息力壮大,数据精度低且没法取得植被以下地形及穿插逾越的高度,工期比拟长等毛病谬误。将激光雷达手艺操纵于电力线路优化设想中能降落选线难度,前进设想效力。由于机载激光雷手艺具有数据产物丰硕、数据精度高,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许取得植被以下的地形及穿插逾越高度且主动化水平高,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许保障线路走向公道,大大降落外业使命量,延长工期等长处。
我单位接纳绵阳天眼激光科技无限公司自立研发的小型激光雷达测绘体系搭载在能源三角翼上对四川广元某山区测区停止数据收罗,操纵高精度激光雷达数据功效,在基于激光雷达数据输电线路三维优化选线软件中停止优化设想,高效疾速对该区线路停止优化设想,降落了选线难度,前进了使命效力,具有杰出的社会效益及经济效益。
1.小型机载激光雷达体系道理及手艺上风
1.1 机载激光雷达体系道理
机载激光雷达体系是集激光测距、环球定位体系(GPS)、惯性导航体系(IMU)及高分辩率航拍相机于一体的体系。操纵高精度的激光扫描测距手艺取得三维激光点云、惯性导航单位体系取得飞翔平台姿势信息、机载GPS取得飞翔平台的空间三维地位信息;操纵高分辩率数码相机取得真黑色数据影象。机载激光雷达丈量道理:机载激光雷达激光脚点定位接纳飞翔航迹来计较激光脚点的坐标。是以基行航迹和体系刹时姿势的激光点的坐标计较如公式(1)所示,公式(1)中的L是刹时激光脉冲源到地物的间隔,基行时辰丈量道理的测距由公式(2)求得。公式(1)中是激光发射角,XL、YL、ZL是激光器的地位坐标,通同转换矩阵便可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许切确的计较出每一个空中光斑的XG、YG、ZG。
机载激光雷达体系包罗以下4局部:机载激光扫描雷达单位;DGPS及IMU惯性导航单位;高分辩率航拍相机;体系节制及数据实时记实存储单位。各局部用以太网和谈互换数据,供电选用航空电池供电。小型激光雷达体系道理如图1所示,不须要或须要少少空中节制点便可疾速取得地表及植被以下地表的切确三维信息。
1.2 小型机载激光雷达体系在输电线路优化设想的手艺上风
小型机载激光雷达体系以其体积小、分量轻且精度高档长处,挑选的飞翔平台较为矫捷,疾速响测绘功课使命且数据收罗周期短。搭载平台可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许挑选有人直升机、无人机、无人氦气飞艇及能源三角翼等,按照使命须要可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许挑选差别的飞翔平台。针对本次山区及植被较为麋集的功课地区,挑选搭载能源三角翼作为飞翔平台对测区停止数据收罗。机载激光雷达手艺具有穿透性,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许取得植被以下高精度地形数据及穿插逾越高度;数据精度高、点云密度高;且能疾速高效停止功课;数据产物丰硕,能取得高精度的三维激光点云数据和高分辩率数码影象颠末数据措置取得高精数字高程模子DEM、数字外表模子DSM、高分辩率数字正射影象DOM及邃密分类的点云数据(包罗电力线点、植被点、衡宇点)等。
机载激光雷达数据功效,在电力选线和前期设想使命中供给多种赞助参考信息。天生的高精度DEM数据可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许实时取得线路各个标的目的断面信息及塔基地形、塔基断面;经由历程数据分类措置,取得空中、电力线三维点云数据,设想职员在室内便可实现线路穿插逾越丈量使命;高分辩率真彩正射影象DOM利于选线避开衡宇、库区、宅兆等首要地物,综合参考DEM和DSM可实时取得房高树高,切确评价树木砍伐量与衡宇拆迁量等;DEM连系DOM取得实在的三维场景,可从差别视角查抄线路四周的地物、地貌信息,直观可视的三维地形阅读及选线,大幅度前进使命效力。
2.手艺线路
基于小型机载激光雷达手艺在植被笼盖区输电线路勘察优化设想中的工程操纵首要手艺内容包罗数据取得、数据措置、数据操纵。接纳小型机载激光雷达体系停止电力选线数据的取得具体手艺线路如图2所示。
机载激光雷达数据取得的原始数据包罗原始激光点云数据、原始数码影象、惯性导航(IMU)数据、机载GPS数据、空中基站GPS数据。对机载激光雷达取得的数据措置手艺线路如图3所示。
经上述数据措置后取得的数据功效高分辩率德胗跋DOM、高精度数字高程模子DEM、高精度数字外表模子DSM及邃密分类后的电力线点云数据LAS,加载于特地基于LIDAR数据功效的三维输电线路优化设想体系,对激光雷达取得的数据停止办理与阅读,停止三维选线,首要手艺线路如图4所示。
3.工程操纵
我公司操纵小型机载激光雷达手艺,对阵势升沉较大且植被笼盖率高的广元中子(中子-明月峡220kV线路工程、中子-雪峰220kV线路工程)约86km的输电线路工程勘察优化设想,操纵能源三角翼搭载机载激光雷达测绘体系停止数据收罗,经由历程数据措置建造高精度DEM、DSM、高分辩率DOM及邃密分类电力线点云。操纵三维输电线路优化设想体系对该工程停止室内疾速可视化三维优化选线设想。
3.1 工程测区概述
广元中子镇位于广元市朝天区西南部,属于低中山区,南北边缘岑岭屹立,海拔在500m~1600m,植被^为麋集,高差较大。本次220kV输电线路工程包罗中子镇―明月峡乡、中子镇―雪峰乡两条线路,测区全长约86km。
3.2 数据收罗
在航测前,停止节制点的踏勘、选址和埋设桩位,用于静态察看。GPS网形打算与节制点之散布有关,为使全部网形的点位偏差散布均匀,在测区布设4个基站,笼盖测区。连系小型机载激光雷达体系本身的特色,对航高、航速、相机镜头焦距及暴光速率、扫描频次等航摄参数停止设置;为取得高品质的数据,本次工程共设想了两条航路,能充实知足测区的带宽和激光点云密度请求。
3.3 数据措置
数据措置包罗数据预措置和数据后措置。数据预措置是对的激光点云数据大地定向和计较影象外方位元素;数据后措置是在预措置的根本上颠末点云去噪、滤触及邃密分类,疾速主动分手出邃密的空中点(图5)及分类后的电力线点云数据(图6),可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许疾速提取穿插逾越高度。经由历程对邃密的空中点构建不法则三角网格TIN便可疾速天生DEM数据(图7),去噪后的一切地物点便可疾速天生DSM。操纵邃密分类的空中点对数码影象单张正射改正,经由历程镶嵌匀色便可天生高分辩率正射影象DOM(图8)。
(1)邃密分类后的空中点
(2)邃密分类后高密度电力线点云数据用于取得穿插逾越高度
(3)高精度数字高程模子DEM和数字外表模子DSM
(4)高分辩率正射影象DOM
3.4 线路优化设想
经由历程前期数据措置取得的功效有DOM、DEM、DSM、分类后的电力线点云,将数据功效导入到基于激光雷达数据输电线路三维优化选线软件中,充实操纵机载激光雷达体系的多种数据功效,停止室内可视化电力线路选线优化设想,为线路设想供给多种赞助信息,如房高树高、面积坡度量测、线路穿插逾越高度丈量、疾速平断面/塔基断面/塔基地形图等。
在三维输电线路优化设想体系中可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许疾速对已有电力线路穿插逾越高度停止量测(图9);在线路设想历程中基于邃密DEM疾速取得差别标的目的、差别深度的断面数据(包罗植被以下地区);高分辩率正射影象图连系DSM数据可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许从中切确量取待拆迁衡宇面积及待砍伐植被面积,同时可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许实现线路的优化,削减线路与衡宇、植被的逾越,同时对首要地物(高速路、铁路等)逾越角度停止评价(图10);按照优化选线功效及DEM,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许疾速主动取得线路平断面图、塔基断面图及塔基地形图,终究优化选线功效如图11所示。
3.5 精度阐发
经由历程外业实地查抄对本次植被笼盖区输电线路测区操纵机载激光雷达手艺勘察取得数据停止精度评价,全部测区取得了高密度点云数据,均匀个平方米有6~7个点;全部线路测区高程中偏差为31cm,立体中偏差为65cm,完全知足电力选线须要。
结语
经由历程操纵小型机载激光雷达手艺在植被笼盖地区输电线路勘察优化设想,经由历程将小型机载激光雷达体系搭载在能源三角翼上可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许疾速矫捷呼应工程须要,疾速取得线路走廊地区邃密的三维地形数据且数据精度高,知足电力设想精度请求;经由历程操纵基于LIDAR数据功效的三维输电线路优化设想体系,对激光雷达取得的数据停止办理与阅读,停止三维优化选线,为电力选线供给多种多样的信息赞助选线,防止了大批的外业丈量,削减了树木砍伐量及衡宇拆迁量,前进了功课效力,具有很大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]徐祖舰,王滋政,阳峰.机载激光雷达丈量手艺及工程操纵现实[M].武汉:武汉大学出书社,2009.
课程鼎新重点首要包罗成立迷信的课程体系、适合电子信息、主动化类专业特色的完清算论及现实讲授体系。正视讲授内容和体例的钻研,针对讲授中的标题标题标题标题题目,主动颁发讲授钻研文章,以期与同业停止切磋,不时摸索教导、讲授纪律,改良讲授体例,前进讲授品质;接纳多媒体电子教案讲课和传统体例讲课相连系,电化讲授和搜集相连系,讲堂讲授与搜集讲授相连系,现实讲授与上机现实相连系的古代化讲授情势。
1.1 现实讲授鼎新的设想思惟
现实讲授内容为电路阐发的根底观点、根底现实和根底阐发体例。包罗:电路的等效变更法;线性搜集的通俗阐发体例和搜集定理;一阶静态电路阐发;正弦稳态阐发;耦合电感和变压器电路阐发;电路的频次特征;二端口搜集;非线性电路阐发及磁路和铁芯线圈。课程的难点首要表现在以下几点:
(1)触及的定理、阐发体例纷纷庞杂,高档数学根本请求严酷,如求解代数方程、微分方程和单数运算(相量阐发)等。
(2)钻研范畴广,岂但请求对纯电阻电路、正弦稳态电路停止阐发,并且请求对含变压器的电路、电路频次特征等外容停止阐发等。
(3)阐发体例较笼统,首要是对现实电路转化的电路模子为阐发东西,如受控源等四端元件不好懂得。是以,对含受控源的电路阐发、含变压器的电路阐发成了进修的难点。
针对以上重难点内容,现实讲授鼎新的思惟表现在以先生为主体的自立进修讲授情势:
(1)操纵古代化讲授手腕
引进古代化的讲授手腕和讲授体例。建造实现“电路阐发根本”课程的多媒体课件,从2008年起头用于全校本科生讲授,并在现实中取得不时完善。为了充实操纵搜集资本,开辟多渠道的进修路子,将多媒体录相课件、电子教案、讲课打算和功课点窜等相干讲授内容实时在网上。
(2)摸索新的讲授体例
以先生为主体,接纳开导式讲授、与先生互动式讲堂会商和网上教导等体例,增强教与学的信息互换,开导先生接洽所学常识点,培育主动思虑和自立进修的习气。
(3)多种体例确保课程讲授品质的前进
“电路阐发根本”的各系列课程均具有适合专业人材培育请求的课程讲授纲领,同一课程的一切班级实行“三同一”(纲领同一、课本同一、试卷同一)。经由历程制定具体的讲授打算,规范讲授历程以确保讲授纲领的周全实行。实行考-教分手的体例,操纵AB卷。测验后实时钻研试卷中显现的各类标题标题标题标题题目,用于指点此后的讲堂讲授。在引进“电路阐发根本/旌旗灯号与体系题库”(西安电子科技大学)的根本上,成立试题库,作为题库的补充,使之加倍完善。操纵搜集等古代化东西,对教员讲授功效停止测评,设立搜集信箱搜集先生对课程讲授的定见与倡议。
1.2 现实讲授鼎新的设想思惟
跟着各类EDA软件的引入,EDA教导收到了绝后的正视,EWB软件在优化讲授历程,改良尝试前提、鼎新尝试讲授情势、课件建造和长途教导方面阐扬了首要的感化,为充实阐扬电路仿真平台软件的讲授功效供给了广漠的操纵环境。为此,提出操纵性尝试与软件仿实在验相连系的设想思惟,现实讲授勾当按照从根本性操纵尝试、综合性仿实在验到设想性仿实在验、立异性实训,设置现实讲授模块,既正视根本尝试,更夸大综合设想性尝试,表现“以先生为本,增进先生常识、才能、实质调和生长”的教导理念。多条理现实讲授情势如图1所示。
图1 多条理现实讲授情势
图1中,根本性操纵尝试在我校尝试中间“高机能电工电子尝试装配”上实现,首要培育先生必需的电工电子硬件尝试的根本常识及矫捷操纵电工电子的根底才能;综合性仿实在验及设想性仿实在验由先生在仿真软件上操纵,正视培育先生稠密的进修乐趣、兴旺的求知欲、主动的摸索精力、对峙真谛的立场;电路实训关头首要考查先生对电路的综合把握环境及设想才能的培育。
每一个尝试名方针必做名目由教员指点在尝试讲堂实现,选做尝试名目在开放尝试时辰由先生自行实现,操纵电路尝试室的周全开放,先生也可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许实现尝试名方针预习、课内已实现的尝试名方针重做或未实现尝试名方针补做,真正做到因材施教,使拔尖立异人材得以充实阐扬其潜力和才能,为高实质人材的锋芒毕露缔造了杰出的生长前提。
2.讲授鼎新的实行特色
电路讲授鼎新的重点表现在强化了先生自立进修的讲授情势,以Mutisim软件作为仿真平台,经由历程优化、更新尝试课程内容,增强综合性、设想性、立异性尝试名目,强化先生工程练习和设想才能培育。
2.1 多媒体手艺的特色
多媒体讲授作为古代讲授体例,具有很多上风。第一,课件情势多样化。课件中可加入声响、动画、彩图等传媒手腕,使讲课内容的揭示情势丰硕多样化,有益于吸收先生的正视力。第二,讲课内容清楚。在电路讲授中有很多庞杂的电路图和元件什物图,黑板上难以显现,费时吃力,且不清楚,经由历程多媒体可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许轻松实现。第三,多媒体讲授信息量大。削减了传统讲授中教员的缮写时辰,便于在无限课时内实现讲授内容,前进讲授效力。
2.2 Mutisim的特色及仿真体例
(1)直观的图形界面
全部界面就像是一个电子尝试使命台,绘制电路所需的元器件和仿真的仪器仪表都可间接放到使命区,轻点鼠标便可实现导线的毗连,软件仪器的节制面板和操纵体例与什物近似,丈量数据、波形和特征曲线犹如在实在仪器上看到的一样。
(2)丰硕的元器件库
NI Mutisim10大大扩大了EWB的元件库,包罗根底元件、半导体元件、TTL和CMOS数字IC、DAC、ADC、MCU和其余各类部件,切用户可经由历程元件编辑器自行成立和点窜所需元件模子,还可经由历程公司官方网站和商取得元件模子的扩大和更新办事。
(3)丰硕的测试仪器仪表
除EWB具有的数字万用表、函数产生器、示波器、扫频仪、字旌旗灯号产生器、逻辑阐发仪外,还新增了瓦特表、失真阐发仪、频谱阐发仪和搜集阐发仪,且一切仪器都可多台同时挪用。
(4)完整的阐发手腕
撑持直流使命点阐发、互换阐发、瞬态阐发、傅里叶阐发、噪声阐发、失真阐发、参数扫描阐发、温度扫描阐发、批措置阐发、活络度阐发等,能根底知足电子电路设想和阐发的请求。
(5)壮大的仿真功效
NI Mutisim10既可对摹拟电路或数字电路别离停止仿真,也可停止数模夹杂仿真,仿真失利时会闪现毛病信息,提醒可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许犯错的缘由,仿真功效可随时存储和打印。
(6)完善的兼容功效
NI Mutisim10可便利地将摹拟功效以原有文档格局导入LABVIEW或Signal Express中。工程职员可更有用的分享及比拟仿真数据和摹拟数据,而不必转换文件格局,在分享数据时削减了失误,前进了效力。
3.基于NI Mutisim10的仿真体例,步骤及操纵实例
3.1 仿真体例
基于电路阐发根本的仿真体例首要有两种:一种是丈量法,便是用软件元件库中的仪表间接去丈量电路两头的旌旗灯号,比方点位、电压、电流旌旗灯号等。第二种是阐发法,便是用软件中供给的电路阐发法间接去阐发电路,比方直流阐发,互换阐发等。
3.2 仿真步骤
(1)成立电路文件。启动Mutisim10,体系主动成立一个默许标题为“Circuit1”的新电路文件,该文件可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许另存。
(2)软件界面的定制、MUtisim10许可用户按照本身的习气设置软件的界面,包罗东西栏、电路色彩、页面尺寸、聚焦倍数的设置等,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许经由历程点击“OptionsGlobal Preferences”选项,在弹出的对话框中停止设置。
(3)安排元器件,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许在规范东西栏中挑选,也可点击菜单栏中点击“PlaceCompo-nent”,在弹出的对话框中挑选须要的元器件。
(4)安排导线和节点停止电路的毗连。
(5)安排仪器仪表停止丈量,或点击Simulate停止仿真阐发。
3.3 仿实在例
以RLC串连谐振电路为例,成立电路图如图2所示。
图2 RLC串连谐振电路
(1)点击Simulate下拉菜单的Run或间接点击仿真开关,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许在摹拟示波器XSC1察看到电源和电阻两头的电压波形如图3所示。
图3电压波形
(2)点击“Simulate/Analyses/AC Anal-yses”(互换阐发)便可取得幅频特征曲线和相频特征曲线,挪动游标至纵坐标最大值降落3dB地位,便可取得高低限停止频次fL和fH别离为1.53KHz,1.68KHz,由此可知通频带宽度为f=fH-fL≈150KHz,RLC串连谐振电路的幅频特征曲线、相频特征曲线和通频带如图4所示。
图4 RLC串连谐振电路的幅频特征曲线、
相频特征曲线和通频带
经由历程对RLC串连谐振电路的运转仿真,互换阐发,不难得出,操纵Mutisim仿真平台,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许很便利的构成电路,改换元件,调理电路元件参数,察看波形,考证电路的对错,这在现实尝试操纵中是难以实现的,从而前进先生的脱手才能及自力思虑的才能。