功率放大器毕业论文(优选5篇)

个人学习 17 2023-11-01 14:17:31

功率放大器毕业论文 第1篇

[摘要]在新课程改革的教育背景下,实践教学作为素质教育的重要组成部分,被广泛运用于电子技术课程教学中。因此,在电子技术实践教学过程中,应不断革新教学方式,培养学生的实践能力和创新思维,提高学生的整体素质。为培养更多电子技术人才,可以从以下几个方面着手电子技术实践教学的创新:完善实践教学方式,改进实践教学环境,建设实践教学师资队伍,优化实践教学内容。

[关键词]电子技术;实践教学;创新;改革

数字电子技术课程是信息类、计算机类、电气类等专业的基础课程,通过对数字电子技术课程的学习,让学生掌握这门课程的基本知识、基本理论及基本技能,清楚电子技术的发展进程,为以后的专业知识学习做好铺垫和基础。数字电子技术课程一般被分为理论和实践两个部分,实践部分作为理论教学的补充,有着非常重要的作用。实践教学不但能激发学生的学习积极性,提高学生运用理论知识进行设计及分析的能力,还能提高学生主动发现问题、解决问题的能力,促进学生的全面发展。如今,随着新课程改革的进程不断深入,数字电子技术课程的教学时间被一再压缩,这就对这门课程的教学提出了新的挑战:要让学生在有限的学时里领会数字电子技术的理论知识,并通过理论进一步掌握数字电子技术的实践方法,进而提高学生的实践技能和动手能力。同时,通过学生的实践活动,让其更加深入地了解电子技术理论知识的内涵。因此,应该重视实践教学的作用及地位,更加科学合理地安排学生的实践活动,并提高实践教学的要求。

一、完善实践教学方式

首先,建设多媒体实验教学系统。通过先进的计算机多媒体技术,把教学所需的实验步骤、理论示意图、注意事项等制成精美的实验教学课件,对图像、声音、文本、视频等多媒体元素进行加工处理,加强教学效果,优化课堂教学,提高学习效率。这种方式避免了传统电子技术实践教学中枯燥、刻板的缺点,激发了学生的学习积极性。其次,建设虚拟实验教学平台。虚拟实验教学平台能够增强学生对电路的认知,掌握各种电子仪器的使用方法及测试方法,让每个学生都可以动手实践,进行电子元件接线及设定仪器参数,一边连线测试,一边修改分析,还可以对比理论计算的结果。通过虚拟实验教学平台提供的能够随时修改和调整的仪器参数,分析其对电路的影响,在使用和测试过程中,将理论与实践结合起来,增强学生的实践能力及对理论的理解。再次,不断完善网络实践教学平台。将多媒体网络课件、实践教育资源、网络教育平台等有机结合起来,组成立体化的网络教学资源,学生通过网络自行决定实验内容、实验时间,鼓励学生自由发挥,培养学生的自主实验能力和创新实践能力。

二、改进实践教学环境

一般来说,电子技术实践的教学环境要满足从课题设计到课程实践各个方面实践教学的需求,它包括软件建设和硬件建设两个部分。软件建设以提高实践教学的创新和管理为主,包含资源共享、管理规范、操作要求等;硬件建设以完善实验室建设为主,包含实验设备、实验场地、实验配套软件等。首先,要充分利用现有的实验设备。现阶段,实验室一般都由各个教研组管理,大部分实验设备都是用作理论课程的实验,各个教研组之间各行其是,实验设备利用率不高。面对这样的问题,应该把实验室从教研组分离出来,建设统一的实验中心,把实验设备统一管理,提高利用率。其次,要及时更新实验设备。随着时代的发展,一些陈旧落后的实验设备已经无法满足实践教学的要求,因此,要及时购买先进的实验设备,使实践教学跟上电子技术发展的脚步,让学生了解最先进的电子技术与产品。再次,引入虚拟实验平台。ElectronicsWorkbenchEda(EWB)是一款小巧但仿真功能十分强大的计算机软件,它被称为虚拟电子实验室。虚拟实验是指借助多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上构造一个可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关实验环境,通过仿真调试、电路设计及对数据和参数的分析,达到实验效果的一种新型的实验方法。将其作为传统实验的补充,能够使学生熟悉仿真软件技术,同时把理论知识和实验内容紧密联系起来,可以较全面地反映和概括所学的知识。这样一来,不仅利用了实验教学参与性强、操作性强的特点,还发挥了计算机资金投入少、直观、迅速的优势。除此之外,要创设开放式的实践教学环境。开放式实践教学是为了给学生创设一个轻松的学习及实践环境,给学生创造自主学习和探索的时间和空间。由于新入学的学生对电子工艺的知识和技术还不够熟练,应该安排教师辅导学生,实验室也应对学生全天开放。学生在实验室中能够熟悉电子仪器的原理和使用方法、焊接技术、小型电子产品的制作、印刷线路板的制作、电子线路的检测等,为以后的电子技术实验打下坚实的基础。同时,开放式的实践教学还可以把科研活动与实践教学结合起来,让学生积极参与教师的科研活动,培养学生的科研能力、操作能力和创新能力。

三、建设实践教学师资队伍

要想培养出高素质的实践型人才,必须有一支高水平的实践教学师资队伍,教师队伍水平的高低关系着实践教学质量的好坏。首先,要采用激励考核机制。学校应采用教学岗位聘任制,设置主讲教师、主讲教授。对主讲教师、教授给予高薪酬的激励制度,充分调动教师进行实践教学的积极性。其次,重视教师培训,构建合理的教师队伍。鼓励教师参加继续教育,深入产业第一线,了解行业的发展前景,丰富自身的实践经验,结合实践开展教研活动。鼓励教师参与教学改革、发表学术论文、定期参与教学研讨会,提高教学水平。再次,改革教育教学体制,改善管理方式。为了满足当今实践教学的需求,应深化体制改革,建立健全人事聘任制度、教学激励制度、工作考评制度,提高实践教学的`水平和质量。电子技术实践教学的改革和创新,能够为学生发展个性、自主学习提供所需的空间和时间,有利于提高学生的创新能力和创新意识,进而全面提高实践教学质量。

四、优化实践教学内容

根据当今电子技术的发展进程及学生的实际情况,合理选择实践教学内容。应该给学生设置丰富且层次多样的实验项目,通过设计层次多样的实验项目,既可以促进学生的全面发展,又有益于教师专业水平的提高。首先,运用基础实验来巩固学生的理论知识。实践教学的第一层次是进行验证方法性或原理性为主的课程实验。通过一些验证性、演示性的实验,使学生加深对所学原理或理论的理解,培养学生的基础实践技能。在教学过程中,应尽量避免课程实验,真要做时,教师应指导学生熟悉电子电路的测试方法,引导学生注意实际操作中的突发状况等问题。其次,运用课程设计来培养学生的实际应用能力。实践教学的第二层次是以理论和原理为主的课程设计。一般来说,课程设计需要应用不同课程的知识来解决一个实际问题,进而培养学生的理论知识运用能力。再次,运用综合应用实践,培训学生的创新能力。实践教学的第三层次是综合应用实践,它需要综合应用不同课程的知识,设计出具有一定应用价值的项目,以达到综合应用的需求。这样就能够培养学生自主制定实验方式、实验过程及独立实验的能力,为培养学生的创新能力打下了坚实的基础。除此之外,可以运用专题设计来提升学生的工程素质。实践教学的第四层次是专题设计实践,专题设计大部分以真实的工程为背景,让学生自行探索、自主进行实验研究,不仅可以培养学生发现问题、解决问题的能力,还能提高学生的工程素质。综上所述,电子技术的实践教学是一种极其重要的教学方式,如今已被广泛运用于电子技术教学中,但是其课时短、任务重的特点又对实践教学提出了不小的挑战。因此,教师应不断革新实践教学方法,激发学生的学习热情和积极性,培养学生发现问题、解决问题的能力,锻炼学生的实践能力,促进学生综合素质的提高。

参考文献:

[1]王波,张岩,王美玲.电子技术实践教学改革的探索[J].实验室研究与探索,20xx(6).

[2]蔡立娟.电子技术课程实验教学改革的探索与实践[J].教育与职业,20xx(3).

[3]熊春宇,齐风河,高玉凯.电子技术实践教学模式探索[J].中国电力教育,20xx(19).

[4]翟洪波.电子技术课程实验教学改革的探索[J].中国电力教育,20xx(9).

[5]张晓清,袁小燕.电子技术实验改革初探[J].山西医科大学学报:基础医学教育版,20xx(3).

[6]颜闽秀.论高校电子技术课程的教学创新[J].中国冶金教育,20xx(2).

功率放大器毕业论文 第2篇

优秀(90分以上)论文评语参考范例

论文选题有新意,有实际应用价值,论文有自己独到的观点,能够反映出学生的创造性劳动,结构安排合理,论证充分、透彻,有足够的理论和实例支撑,英语语言表达顺畅、得体,没有语法错误,论文格式符合规范要求。

本论文选题有很强的应用价值,文献材料收集详实,综合运用了所学知识解决问题,所得书记合理,结论正确,有创新见解。另外论文格式正确,书写规范,条理清晰,语言流畅。

该论文的文献调研全面系统,立题指导思想明确,实验设计合理可行,能够按照实验计划进行,并达到预期效果。

论文撰写思路清晰,语言流畅简练,层次清晰,逻辑性较强,用词准确,各种数据、图表齐备、规范,文献引用正确,科学性较强。表明该学生具有一定的理论基础和科研能力。

该论文选题正确,结构合理,内容丰富,数据资料充分,分析方法先进,写作进度安排合理,结论和建议具有区域现实意义,建议推荐为校级优秀毕业论文.

良好(80-89分)论文评语参考范例

论文选题适当,有一定的独立见解,论证充分,占有资料广泛,但理论和实例支撑不够。英语语言表达基本顺畅,仅存在个别语法错误,论文格式符合规范要求。

中(70-79分)论文评语参考范例

论文选题比较适当,观点正确,但缺少独创性的思想,论证内容比较充分,但缺乏论证深度。英语表达比较通顺,但存在少量语法错误。论文格式符合规范要求。

及格(60-69分)论文评语参考范例

论文选题缺乏新意,论证不够充分,具体例证较少,老生常谈的内容偏多,引用他人观点的比例偏大。英语表达基本达意,但存在较多的语法错误。论文格式基本符合要求。

不及格(60分以下)论文评语参考范例

选题不适当;观点不正确;语法错误过多;抄袭现象严重;论文格式不符合规范要求;没有按时间要求完成论文。

功率放大器毕业论文 第3篇

【摘要】随着教育改革的持续向前推进,对于中职教育来说,在培养优秀的专业人才方面具有自身的职能和作用,而推进教学模式创新也越来越受到广泛的重视,利用信息技术开展教学工作更具有重要的价值,因而应当与课程教学进行整合。本文重点从电子技术课程教育模式创新出发,就如何与信息技术进行整合教学进行了探讨,首先对其重要价值进行了简要的分析,在此基础上就如何进行科学有效的整合、提升教学质量提出了一些教学策略。

【关键词】中职教学;电工电子技术;信息技术;整合教学

科技信息化的快速发展,使中职教学能够有效的应用信息技术开展教学工作,这不仅有利于教学模式的创新,同时也有利于提升学生的学习兴趣,特别是通过将课程教学与信息技术进行整合,能够推动“互联网+教学”的深入开展。特别是对于中职电工电子技术课程来说,由于理论性很强,如果只是用说教的方式进行,学生无法更好的理解,而与信息技术进行整合,比如更多的开展多媒体教学,比如让学生在网络上进行自学等等,都能够提升教学质量,同时也能够培养学生的综合能力,因而应当将此进行深度整合,着力提升教学质量以及教学水平。

一、整合教学的价值

在当前形势下,中职电工电子技术课程教学发生了深刻的变化,不仅要提升学生的理论素养,更重要的是培养学生的实践能力,使学生在学习课程的过程中能够全面发展,这就需要对教学模式进行创新,而在教学过程中更好的应用信息技术、将二者进行有效整合具有十分重要的价值,突出体现两个方面:一方面,在电工电子技术课程中应用信息技术并进行深度整合,有利于推动课程教学模式创新,这主要是由于中职电工电子技术具有很强的技术性,因而学生的理解能力如何至关重要,特别是中职学生自身的能力和素质相对不高,在课程教学中应用信息技术,可以更加直接的进行教学,学生可以更有效的理解知识点,特别是能够开展一些互动教学,学生参与到教学当中,学生的兴趣会十分深厚,因而对于电工电子技术课程教学来说,将信息技术整合其中,能够极大的推动中职电工电子技术专业学生的就业和创新,这主要是由于将信息技术应用于教学当中,能够使学生接受更多前沿的技术,特别是通过网络教学模式的应用,学生可以更多的了解电工电子技术的应用策略,进而为学生未来就业创造有利的条件。

二、整合教学的策略

信息技术的快速发展,使信息技术广泛应用于教学当中,对于中职电工电子技术课程教学来说,一定要采取更加有效措施和策略,推动与信息技术的整合,只有这样,才能使电工电子技术课程教学取得更好的成效,重点要在以下四个方面突破。

一是创新整合理念。在电工电子技术课程教学当中开展“互联网+教学”、实现与信息技术的有效整合,首先必须创新整合理念,这有赖于广大教师的认识以及能力素质,特别是通过将二者的整合,着力提升学生的综合素质,要深刻认识到将二者整合,不仅有利于教学创新,而且也有利于提升学生的信息素养,而信息素养与电工电子技术息息相关,在这样的理念下,教师必然会更好的创新整合模式。在具体的整合过程中,要坚持“以人为本”,要把学生的实际需求以及未来发展作为重要的整合目标,着力提升学生的综合素质,只有这样,才能为学生未来发展奠定基础,同时也有利于拓展学生的思维,使学生在未来的工作和发展方面能够实现更大的突破。

二是重点整合资源。对于中职教学来说,中职学校的各类资源十分丰富,无论是信息技术课程资源,还是中职电工电子技术课程资源,这些丰富的资源将有利于推动整合教学的开展,因而一定要重视对相关资源的整合,特别是教学资源的整合,这将有利于提升教学的质量。要对现有的先进资源进行有效的整合,使其能够向信息化、数字化转变,这样能够为整合教学奠定坚实的资源基础,这一点要引起高度重视,需要信息技术教师与电子课程教师的合作。在此基础上,一定要利用“大数据”的模式以及“云存储”的模式,建立整合数据库,对于相关的教学资料应当统一资源库,使相关的信息不仅能够通过共建的方式扩大资源量,而且还要通过共享的方式提供教学创新资源。

三是科学设置课程。从总体上来看,中职学生无论是在学习基础方面、还是在学习兴趣方面以及在学习能力方面,相对都比较薄弱,要想使二者更有效的进行整合,实现整合教学的目标,最为重要的就是要对相关的课程进行科学的设置,使其更具有相关性,这样就会使会学生更好的接受两个方面的知识。要高度重视相关理论知识的整合,要从学生的实际出发,本着“因材施教”的思路,根据学生的具体情况、兴趣爱好、发展方向,科学设备相关的课程体系,比如在具体的整合过程中,应当更加重视学生实践能力的培养,让学生学习基础理论的基础上,能够使学生参加更多的实训课程,最大限度提升学生的实践能力,课程的设置一定要循序渐进,同时还要具有相关性,否则就会制约整合教学的开展,甚至出现割裂的现象。

四是优化整合方法。推动信息技术与中职电工电子技术课程教学的整合,还要高度重视方法的融合,无论是信息技术的创新性教学方法,还是中职电工电子技术课程的创新性教学方法,都应当进行科学的整合,同时还要引导教师进行教学方法创新。比如在具体的教学过程中,可以将探究式教学作为重要的整合教学方法,引导学生对整合教学内容进行探讨和研究,这将有利于使学生通过自身的主观能动性培养自身的探究意识和能力;要积极探索案例教学模式的应用,特别是对于具有整合特点的教学案例,应当多运用,学生不仅可以了解二者之间的关系,而且通过整合案例让学生能够更好的进行学习。要加强多媒体教学的应用,多媒体本身就是信息技术的重要组成部分之一,因而更具有指引性,并且可以在教学过程中让学生自己制作多媒体课件。

综上所述,在当前“互联网+”战略下,“互联网+教学”已经成为一种重要的发展趋势,具有十分强大的辅助教学功能。在开展中职电工电子技术课程教学的过程中,一定要将“互联网+教学”引入到教学体系中,使其能够与信息技术进行有效的整合,特别是要在创新整合理念、重点整合资源、科学设置课程、优化整合方法四个方面实现新的更大的突破,推动整合教学取得成效。

参考文献

[1]单义.浅谈信息技术与中职电子电工专业教学的有效整合[J].科技展望,20xx(08).

[2]曹艳莉.浅析信息技术与电工电子专业的课程整合[J].电子制作,20xx(16).

功率放大器毕业论文 第4篇

SS8型电力机车是采用微机控制的准高速客运电力机车,整个微机控制系统由微机控制柜和彩色液晶显示屏两部分组成,除传统的牵引制动控制和防空转滑行控制外,还具有故障诊断和故障数据记录功能。微机控制柜中的信息显示插件是微机控制柜与彩屏的接口。机车正常运行时,彩屏显示机车工况及运行参数,发生故障时显示故障种类、故障参数等并提示司机应采取何种措施。

一、硬件特点

微机控制柜以插件箱为基本控制单元,每个插件箱独立控制1个转向架,即第一层插件箱(RACK1)控制I端转向架,第二层插件箱(RACK2)控制II端转向架,第一层与第二层插件箱布线稍有不同。第一、二层插件箱中对应位置的插件相同,插件可以互换,但同一插件箱中的数字入/出A、B插件由于内部跨接矩阵不同而不能互换。

1.模拟输入信号:司机控制器的指令信号、电压/电流传感器的反馈信号、速度传感器反馈信号、制动缸压力传感器反馈信号等,分别经相应信号调整处理电路,送A/D采样。

2.模拟输出信号:计算机输出的数字控制量,经D/A转换输出8路模拟信号。

3.外部数字信号:经带过压吸收的光电隔离的数字信号输入电路后,送CPU的内部数据总线。

4.内部数字信号:通过无隔离的通用数字输入/输出通道(GP线)用于插件箱内部各插件间的连接。这种GP线既可以用作输入,又叫以用作输出,根据不同的应用通过跨接矩阵灵活设置,大大增强了数字入/出的通用性。

5.数字输出信号:经继电器隔离输出数字控制信号,如过载跳主断等。

6.脉冲输出信号:脉冲控制及根据SBC送来的移相控制信号(UE1、UE4)控制晶闸管的触发时刻和触发位置,实现牵引/制动的调速控制。

二、微机控制系统功能概述

1.牵引控制功能

2.制动控制功能

3.防空转/滑行保护功能

防空转、防滑行控制使机车运行在尽可能大的粘者附近,可以保证机车在任何轨面条件下启动、加速、制动不擦伤轮轨,不发生牵引电机超速。

4.故障转换功能

SS8机车微机控制装置不设A、B组,采用转向架独立控制,即每个插件控制一个转向架。故障转换开关在微机柜左上部,三个位(Ⅰ位、Ⅱ位、正常位)的含义与模拟车不同:Ⅰ、Ⅱ位作故障位,平时应放在正常位。

5.交叉保护功能

6.自检功能

7.列车供电控制功能

列车供电系统的功能是将供电绕组的交流电压整流滤波成为直流600V向列车供电,以满足客车车厢空调、采暖、照明等用电需要。

8.自动过分相

所谓自动过分相就是免去手动操作,由机车上自动分合主断路器来通过电网分相区,目前仅广深线SS8机车运用自动过分相功能。在分相区前后若干距离处各埋设地面无源信号设备,平时不工作。在机车的前后左右四个方位距轨面正上方10厘米左右装有地感器。在机车运行时,地感器不断发射高频信号,地面信号装置受高频信号感应而得能量,并发射一定频率的信号,机车上的地感器检测到这一信号,给微机柜送一110V数字过分相信号(PHASE)。在此应注意,无论在过分相前分主断还是在过分相后合主断,微机柜所接到的信息是一样的过分相信号。

三、常见故障分析及处理方法

1.无流

无流分正常无流及故障无流两种情况。正常无流主要是由于手柄位置不当或安全系统(如列车运行监控装置)要求产生的卸载无流。故障无流的原因如下:

(1)线路接触器未闭合,主电路未构成。

(2)预备、零位、牵引、制动等状态信号不对。最常见的是预备不好,引起微机柜封锁脉冲。

(3)微机柜未收到司机给定指令,如司机控制器电位器无电源、无输出或传输线不良。

(4)微机柜未收到牵引响应或制动响应信号。这可能是牵引主电路或制动主电路未构成,也可能是线路接触器和励磁接触器的联锁接点接触不良。

(5)运行中正常位时突然某架无电流,有可能是电源自身保护造成的。这可用分合电子控制自动开关的方法,使电源重新起动来解决。

(6)微机柜封锁脉冲。一般应首先考虑没有同步电压或插件未插到位,此外外部复位的复位继电器不释放,带插座的芯片接触不良等也可能造成无流。

2.电流不平衡

(1)由传感器引起的电流不平衡。重点检查电流传感器、电压传感器是否有正偏或负偏的现象,速度传感器松脱或故障,传感器正负偏较大或其它故障时必须更换。

(2)由硅元件损坏引起的电流不平衡。此故障表现为:在主桥没有全开放以前,电流不平衡不明显,因为系统为闭环控制,当主桥满开放或已达到电机限压时,电机电流不平衡现象加剧。回库后应对硅元件和快熔进行检套,发现损坏进行更换。

(3)由于轮径设定不当引起的电流不平衡。

(4)由于微机本身故障、接插元器件松动引起的电流不平衡。

(5)由于二次削磁引起的电流不平衡。

3.过载

当电流传感器故障无电流反馈时、电压传感器故障失去限压功能时及变流器触发极故障时,都可能引起过载,主断路器跳闸。应更换相关故障元器件。

4.窜车

所谓窜车指手柄一离开零位就有较大的电枢电流,使机车存在冲动的现象。造成此现象的原因有:

(1)司控器线接错,或电位器不良,使司控器输出的电压异常,微机接收到错误的手柄位后产生错误的控制输出。

(2)脉冲控制板或脉冲放大板故障,造成可控硅开放角错误。

(3)同步变压器接线错误,使其极性产生变化,从而导致脉冲控制板产生错误的控制脉冲。

5.彩色显示屏全黑

彩色显示屏全黑的原因有:

(1)多功能接口板保险烧坏。经常是因为X103上110V电源接反。

(2)多功能接口板电源模块烧坏。可用万用表测板上X2的奇偶脚之间是否有+5V电压。

(3)背光电源逆变器坏。可用万用表量X7、X8的1、2脚,正常时应有交流电压200~1000V。注意1脚要接表的正端。

(4)多功能接口板X7、X8是否与显示屏连接好。

(5)显示屏损坏(灯管坏)。

6.显示屏全白无字符显示

通常情况为显示线松动,显示屏与显示卡未正常连接。

7.微机屏显示一、二架故障

造成微机屏故障灯亮的原因,一是微机电源故障,二是微机与显示屏通信故障,三是两个司机室电钥匙全合上后,造成通信冲突。先易后难,首先检查两个司机室电钥匙状态,如全合上,应将另一端司机室的电钥匙断开。

8.微机显示正常,提手柄发现二架无压无流。

处理:首先更换二架的脉冲放大和脉冲控制插件,故障现象仍然存在。再更换单板机,故障还是未能消除。后更换同步变压器,正常。

分析:对于机车无压无流的现象,原因一是工况电路异常,如预备、零位、牵引、制动等状态信号不对,引起微机脉冲封锁;原因二是微机接收不到手柄位给定指令,如司机控制器无电源,电位器无输出或传输线不良;原因三是微机柜插件不良;原因四是无同步同压。

9.先一架故障,后二架也故障,复位不成功。

处理:检查发现为两架微机电源均保护,可以确定为微机板存在短路或微机外部电路存在短路现象,甩开N101插头后正常,可以断定为外部传感器短路,更换一轴传感器后正常。

分析:SS8型微机电源板有短路保护功能,一旦存在过流现象时,电源板就会自动关闭。电源板除给微机柜的各个插件供电后,还为司控器、电压电流传感器、速度传感器供电以及产生触发脉冲,以上各个环节存在短路现象时,均会使微机电源保护。因为外部短路的原因,广铁集团所属机务段已经发生几起机破事件。目前,株洲电力机车研究所正在研究解决方案。发生此类故障时,可以通过以下办法进行应急处理:司机停车后关闭微机电源,打开微机柜盖板,取下先故障的那一架微机的转换控制板,一二架转换开关置正常位,利用良好的一架的电机运行回段处理。

功率放大器毕业论文 第5篇

0 引言

传统有轨电车在二十世纪前三十年得到了快速的发展,但随着汽车工业的崛起,传统有轨电车因其噪音、灵活性和效率等诸多劣势逐步退出历史舞台。现代有轨电车采用电力驱动、低地板列车和自动控制等新技术,以较大的载运量、绿色环保、城市景观效果好及投资规模小等综合优势得以快速发展,近30 年仅在法国有超过十个城市近30 条现代有轨电车线路投入运营,近年来也逐步进入中国,在上海张江开发区、天津滨海新区和沈阳浑南新区建成投运,也有很多城市在规划建设中。

1 现代有轨电车信号系统

信号系统是现代有轨电车的运行指挥系统,有轨电车由司机驾驶,遵照信号灯及操作控制道岔设备信号的指示,按照行车运行计划和规则行驶。信号系统为了保证基本行车安全和尽可能高的行车效率,采用各种技术实现列车的定位、车地通信、信号设备的自动控制和调度的信息化。信号系统主要解决的几个问题:

( 1) 运营调度,在控制中心进行行车计划的编制和下发,对实际列车运行情况跟踪监督。( 2) 车地之间,车上司机对地面道岔进行遥控从而实现走行方向的选择,道岔响应司机的操作指令并且进行线路占用条件的判断,符合安全逻辑的条件下转动到位并且联动控制地面信号灯指示,反馈车上司机运行许可信号。( 3) 列车与控制中心之间,控制中心需要掌握所有列车运行的位置,控制中心需要将运行计划下发至列车。( 4) 控制中心与地面信号之间,控制中心需要地面设备的实际状态信息和故障报警信息以便快速做出反应,控制中心也可以根据运行计划和列车运行位置远程控制道岔设备的动作从而提高运行效率。现代有轨电车信号系统的运营制式并非完全一致,根据具体线路和路权的设计存在差异性。

2 正线道岔控制系统

总体分析,现代有轨电车信号控制系统分为正线道岔控制系统和运营调度两大子系统。正线道岔控制系统是信号系统中唯一涉及安全的子系统,并且作为主要的地面控制设备与道岔转辙机、信号机、计轴等信号设备直接连接,还需通过无线和有线通信接口与车载设备、控制中心进行通信数据交互。正线道岔控制系统的核心设备是在每个有轨电车车站安装轨旁的道岔控制柜。

道岔控制柜中配置核心逻辑运算单元,运算单元通过通信总线与其他控制接口设备交互,接收控制命令,采集地面信号设备状态,进行联锁逻辑运算,向控制接口板发送指令控制地面信号设备动作,同时向车载和控制中心发送信号设备实时状态信息。基于安全性的考虑,核心运算单元在硬件上应该采用二取二制式。

驱动控制设备有道岔控制单元和信号机控制单元。道岔控制单元要能够驱动转辙机动作并采集转辙机的表示状态。在传统的铁路信号控制领域,转辙机驱采控制采用的是重力式继电器组合,触点控制方式,控制设备规模较大并且设备连接需要进行焊线,轨旁控制柜根本无法容纳如此笨重的控制设备,所以道岔控制采用电子化、模块化和无触点的控制板卡设备是必然的选择。电子化道岔控制设备可以采用电力电子开关技术、二取二控制校核方法、闭环检测方法、冗余通信总线技术来保证其安全性和可靠性。一个道岔控制单元控制一台转辙机,电气特性方面目前国内有轨电车转辙机多采用AC380V 和AC220V 驱动两种制式。有轨电车信号机一组有三个灯位显示,分别是红色禁止灯光,绿色直行指示灯光,黄色转向指示灯光,一个信号机控制单元可设计为驱动一组或两组信号机,信号机采用LED 信号灯,控制单元输出AC220V 驱动电源与信号点灯变压器连接。道岔控制单元和信号控制单元设计要遵循基本的“故障—安全”原则,比如信号机控制单元在通信中断的情况自动点亮红灯,道岔控制单元操动道岔启动后无论任何条件变化都要持续驱动到位。接口设备有通信接口单元和轨道状态检测单元。通信接口单元又分为车地通信接口单元,控制中心通信接口单元,接口单元负责将核心运算单元的通信数据转换为其他有线或无线方式的通信数据传输至车载和控制中心。

核心运算单元与道岔控制单元、信号机控制单元、通信接口单元、轨道状态检测单元之间采用通信总线方式连接,CAN 总线最为常用,也可采用串行或CPCI 总线等。

3 道岔控制逻辑

道岔路口的行车规则、道岔控制逻辑与有轨电车具体线路的路权设计、运营规划有关系,这里设计一种兼顾安全与效率的方案。

1#、2#、3#为路口号,对应位置设计为车地通信有效进入范围。A、B、C 点设计为区段占用检测点,用作检测列车占用或通过。进路处理逻辑如下:

( 1) 初始状态下,即在系统上电复位后,进路区段即道岔区段处于占用状态,信号灯XI、XII、XIII 处于红灯状态,道岔区段占用状态通过在车载设备或现地操作盘上进行确认复位后恢复正常即出清状态。

( 2) 列车行至1#路口时,司机根据信号灯XI 显示行车,信号灯显示红灯、进路区段出清、未排列进路,此种情况下,司机根据行车需要通过车载设备排列直行或右行进路,道岔转动到位后信号灯开放,直行开放绿灯,右行开放黄灯,道岔锁闭,以XI 为始端的进路排列成功。

( 3) 信号开放后列车驶入道岔区段,A 点检测到区段占用后信号关闭,进路状态改变为进路占用,列车驶过道岔区段后原进路信号自动开放,道岔保持锁闭状态,后续同向列车不需要再排列进路,根据信号开放显示行车。

( 4) 进路开行方向与计划行车方向不一致的时候,司机需要取消已排进路后再根据需要排列新的进路。

( 5) 已排列了以XI 信号机为始端的进路时,如果列车行至2#路口即XII 信号机前方并计划由2#路口行至1#路口,或者计划实施直行折返作业行至3#路口方向,计划行进方向与已排进路方向相反,此时确认道岔区段无车后通过取消进路操作后再排列需要的进路,已排进路取消后XI 信号机随即关闭转向红灯。

( 6) 三个路口的信号灯在同一时间最多只能有一个信号机处于开放状态。

该设计方法中,引入进路和信号灯防护的概念,相比完全由司机人工判断行车大幅提高了安全性; 列车驶入,信号关闭,列车驶出,信号自动开放,后续列车无需操作连续行进,保证了较高的效率。

4 车地通信技术

目前的信号系统方案中,车地通信采用了多种技术实现方式,主要有802. 11 无线网络WLAN 通信加电子标签定位方式、感应式通信环线技术、RFD 射频识别技术。更为先进的发展方向是采用4 G 移动通信LTE 技术,通过采用基于LTE 技术的超大带宽的传输平台,建立无线通信专用网络系统,不仅可用于车地双向通信,还可为其他如旅客引导系统、视频监控系统提供网络传输平台。

道岔控制柜与控制中心通信多采用光网有线通信方式,为了提高可靠性,也可采用工业环网设计。

4. 1 无线网络加电子标签方式

道岔控制柜作为WLAN 通信的局部中心端,车载设备配置有无线AP,列车进入WLAN 信号范围后通过验证自动接入,接入后就可以收到地面控制单元发送的呼叫信息从而实现与地面的通信。但是为了防止非法用户接入和前后多趟列车同时接入后对道岔的无序操作,需要确认先到达列车和对列车的操作授权,此时需要使用电子标签。无源电子标签可以存储道岔标识号、路口号和相关的位置信息,电子标签埋置于轨间,并且在岔前、岔后和弯股三个接近道岔区段的位置设置,列车接近道岔区段,可以从电子标签读入该道岔的识别信息,将该识别信息和该列车的车次号组合编码,通过WLAN 通信发送给道岔控制柜进行校验,说明该列车是最先接近道岔区段的,核心运算单元接收到该信息后校验道岔识别号正确并且道岔区段处于完全空闲状态,即可给该车次号列车授权进行道岔控制,可以响应该列车的道岔操动指令,该授权的有限期一直延续到列车压入道岔区段并且全列通过后道岔区段恢复空闲终止,在此期限内不再向其他进入道岔控制范围的列车进行授权和响应其操作指令。

4. 2 感应式通信环线方式

感应环线数据通信方式是采用环形布置的电缆作为发射天线的一种无线数据传输方式。感应环线通信系统包括轨间环线电缆、车载天线和地面车载的数据收发设备三部分。道岔控制柜中,核心运算单元通过感应环线通信接口板主动发送呼叫信息数据,数据经过接口板调制为FSK 信号,发送到轨间的环线电缆,列车驶入信号机前方接近区段的通信环线铺设范围,依据电磁感应原理,通过车载天线感应到来自地面的呼叫信号,此信号被送入车载设备的环线通信接口板,经过谐振、放大、滤波和解调,最终还原为有效的数据信息,接口板将信息转送给车载控制单元处理,车载控制单元收到呼叫信息意味着进入道岔控制区域范围,并且从呼叫信息中获知路口号、前方进路信息和道岔位置信息,此时车载单元要回传包含路口号的应答信息给地面道岔控制柜,道岔操作指令也包含在应答信息中,应答信息传输过程与呼叫信息传输过程正好相反,地面控制单元收到应答信息后校验路口号回传一致并读取该趟列车车次号,解析道岔控制命令进行运算执行。在该趟列车未完全驶过该路口的情况下不再响应其他应答信息,防止列车连续跟进造成道岔误动作。

感应通信环线实现车地之间的双向通信,采用微距通信和专用频率,相对开放式的WLAN 通信方式,具有安全性高、数据无延迟、通信对象唯一、准确和快速的优势。

5 列车定位技术

传统铁路中多采用的轨道电路列车定位技术,在开放式和嵌入地面的有轨电车线路上是不适用的,现代有轨电车多采用计轴、重力感应环、感应通信环线、GPS 定位等方式进行列车的定位追踪。正线道岔控制子系统中,分为接近区段、道岔区段和离去区段轨道占用情况检测,需要配置符合“故障—安全”原则的定位设备,一般采用组合技术实现,比如车地通信中介绍的感应通信环线也可作为检测列车接近和离去的手段,信标加WLAN 通信的方式也可以作为另一种接近和离去区段占用检测手段,道岔区段一般采用安全性较高的计轴设备,或者也可以采用基于安全设计加至少两点检查安全逻辑判断的重力感应环设备,计轴和重力感应环设备布置点类似。

6 结束语

正线道岔控制系统作为现代有轨电车信号系统中唯一涉及安全的子系统,目前国内开通线路多采用国外技术集成设备,比如西门子的全套系统。但就一套可靠高效的信号系统的各项集成技术目前在国内都有成熟的国产化的应用实例,比如全电子化道岔及信号控制技术、计轴设备实现列车定位、二取二的安全计算平台都通过了欧标SIL4 级认证并在国铁和地铁应用,感应式通信环线实现车地通信也已应用于高铁线路。基于国内传统铁路复杂联锁关系的研究应用经验,联锁安全方面也是国际领先的。所以在有轨电车信号系统方面,应该坚持走完全国产化的道路,降低成本,推动现代有轨电车系统的推广应用。

上一篇:乒乓球毕业论文题目(推荐8篇)
下一篇:关于食品的毕业论文题目(实用11篇)
相关文章
返回顶部小火箭
滇ICP备2023005910号