防震減災(zāi)的重點(diǎn)精選(九篇)
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第1篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
Abstract： This paper uses Proteus simulation technology to SCM practice， makes a detailed analysis and discussion on a series of typical application， and discusses its positive effect on SCM technology curriculum construction and practice ability training.
關(guān)鍵詞： 仿真技術(shù)；單片機(jī)；Proteus仿真軟件；實(shí)踐；應(yīng)用
Key words： simulation technology；SCM；Proteus simulation software；practice；application
中圖分類號：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）29-0233-02
0 引言
單片機(jī)技術(shù)是電子信息類、電氣控制應(yīng)用類、通信類、機(jī)電和數(shù)控類專業(yè)的必修課程之一，其理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)。在實(shí)際授課過程中，授課教師必須借助一些軟硬件實(shí)驗(yàn)理論，并將其與實(shí)際技術(shù)內(nèi)容相聯(lián)系，才能幫助學(xué)生有效地理解和掌握課程內(nèi)容的重點(diǎn)，提升學(xué)習(xí)效果。但目前，從總體來看，我國仍有相當(dāng)一部分院校在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投入上不足。基礎(chǔ)硬件設(shè)施不足，嚴(yán)重地影響相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，不利于其學(xué)科建設(shè)的長效發(fā)展。在傳統(tǒng)的單片機(jī)課程建設(shè)和理論學(xué)習(xí)中，學(xué)校通常將一些課程實(shí)驗(yàn)安排在實(shí)驗(yàn)板或試驗(yàn)箱上。但由于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)板或試驗(yàn)箱的硬件電路設(shè)計較為完善，無需過多連接和操作，因此學(xué)生在進(jìn)行實(shí)踐操作時只能完成一些難度系數(shù)較低、專業(yè)水平不強(qiáng)的接線工作，待接線完成后再按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書將程序編好寫入得到預(yù)期結(jié)果。這種課程實(shí)驗(yàn)難以滿足學(xué)生單片機(jī)技術(shù)課程學(xué)習(xí)的需要，學(xué)習(xí)效果不佳。實(shí)驗(yàn)做完后，學(xué)生對系統(tǒng)硬件原理仍然是一知半解，更談不上學(xué)生自己設(shè)計電路進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)，這樣的結(jié)果是大大降低了實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐效果。針對這些問題，嘗試將Proteus軟件引入到單片機(jī)的課堂學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作環(huán)節(jié)當(dāng)中，利用這種虛擬仿真軟件，既可以做到邊講邊演示、邊學(xué)邊做，又可以有效地檢驗(yàn)學(xué)生所涉及的電路是否合理實(shí)用，符合電路操作規(guī)范。一般情況下，那些在普通機(jī)房中安裝的仿真軟件是可以拆卸和移動的，這就形成了一個可移動的、完全開放的、靈活的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室。據(jù)有關(guān)研究結(jié)果顯示，此種實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)方法實(shí)現(xiàn)了Proteus仿真軟件與單片機(jī)課程學(xué)習(xí)的有機(jī)統(tǒng)一，充分地發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，有利于提高其學(xué)習(xí)積極性和興趣，有利于學(xué)生深入學(xué)習(xí)和加強(qiáng)實(shí)踐。
1 Proteus仿真軟件
Proteus仿真軟件是目前世界上最為先進(jìn)和完備的系統(tǒng)設(shè)計和仿真平臺，由英國的Labcenter公司自主研發(fā)設(shè)計，它具有軟件仿真、電路仿真、PCB設(shè)計等功能，實(shí)現(xiàn)了微控制器與電路的仿真一體化，并可對軟件源代碼進(jìn)行實(shí)時調(diào)試，更為高效便捷。當(dāng)Proteus仿真軟件被應(yīng)用于單片機(jī)試驗(yàn)時，必須至少經(jīng)過以下三個步驟：①畫出實(shí)驗(yàn)所必須的實(shí)驗(yàn)電路圖。在設(shè)計原理圖時，設(shè)計者必須先在Proteus平臺上及時定位所需器件，通過特定的搜索確定其相應(yīng)內(nèi)容；完成電路設(shè)計后，設(shè)計者可以充分利用軟件給定的檢測工具及時排除電氣故障，以保證整項試驗(yàn)的順利進(jìn)行。②根據(jù)設(shè)計圖確定具體的實(shí)驗(yàn)程序和步驟。在經(jīng)過一系列調(diào)試之后，設(shè)計者即可得到一個十六進(jìn)制的目標(biāo)代碼。另外，在對軟件進(jìn)行調(diào)試時，由于Proteus仿真軟件自身并不支持C語言，因此要進(jìn)行相應(yīng)的程序轉(zhuǎn)換后再裝入單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)仿真。③將生成的十六進(jìn)制目標(biāo)代碼文件裝入單片機(jī)，仿真實(shí)際效果，若不滿意可修改原理圖或程序，直至成功。若最終結(jié)果未達(dá)到實(shí)驗(yàn)的預(yù)期目標(biāo)，則需進(jìn)行多次仿真模擬，直至達(dá)到原定的設(shè)計目標(biāo)為止。與其他方式相比，仿真技術(shù)的最終顯示更為形象，直觀性強(qiáng)，便于觀察。其中，數(shù)字電平用色點(diǎn)來顯示，高電平用紅色顯示，而低電平和無效電平則分別用藍(lán)色和灰色來標(biāo)注顯示。
2 單片機(jī)仿真實(shí)踐應(yīng)用實(shí)例
在進(jìn)行單片機(jī)實(shí)踐應(yīng)用學(xué)習(xí)時，課程設(shè)計人員必須在熟練操作軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，領(lǐng)會軟硬件統(tǒng)一協(xié)調(diào)的含義，現(xiàn)以籃球比賽簡易計分器為例說明單片機(jī)仿真實(shí)踐應(yīng)用過程。
2.1 硬件電路設(shè)計 該實(shí)例是一臺單片機(jī)控制的籃球比賽簡易計分器，通過三個LED數(shù)碼管來顯示當(dāng)前的分?jǐn)?shù)。系統(tǒng)硬件主要由AT89C51單片機(jī)、LED數(shù)碼管、按鍵等元器件組成。若“加1”鍵按下，則分?jǐn)?shù)加1；“加2”鍵按下，則分?jǐn)?shù)加2；“加3”鍵按下，則分?jǐn)?shù)加3；“減1”鍵按下，則分?jǐn)?shù)減1。四個鍵分別連至AT89C51的P0.0到P0.3等4個引腳。在Proteus ISIS中繪制好的系統(tǒng)原理圖如圖1所示。
2.2 軟件設(shè)計 本實(shí)例的軟件設(shè)計思想是：單片機(jī)總在不停地掃描P0口的低4位，并判斷是否有鍵按下、哪個鍵按下。有鍵按下后，執(zhí)行相應(yīng)的加法或減法程序；再將分?jǐn)?shù)值轉(zhuǎn)換成3位非壓縮BCD碼，利用查表指令分別查出相應(yīng)的數(shù)碼管顯示代碼并通過相應(yīng)接口輸出，最后由LED數(shù)碼顯示相應(yīng)的分值。主程序清單如圖2。
2.3 仿真調(diào)試 一般地，設(shè)計人員一般選擇在ISIS里進(jìn)行電路原理圖設(shè)計，并在設(shè)計完成后將系統(tǒng)軟件以HEX文件的形式保存，并裝入事先預(yù)備好的AT89C51芯片內(nèi)。在完成上述一系列工作后，設(shè)計人員即可開始系統(tǒng)虛擬仿真操作。
在本實(shí)例中，設(shè)計人員充分利用了單片機(jī)的一系列硬件功能，如按鍵功能、I/O功能、LED功能等，同時還使用了主程序和子程序等的一些有效設(shè)計方法，有效地保證了仿真運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性。據(jù)最終分析結(jié)果顯示，該實(shí)驗(yàn)中硬件電路的連接較為準(zhǔn)確，整體功能發(fā)揮較好。
3 結(jié)語
利用Proteus仿真軟件對所設(shè)計的單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，既克服了單片機(jī)實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)板或?qū)嶒?yàn)箱電路固定、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定、學(xué)生自主性差等方面的局限性，又能從工程的角度直接看程序運(yùn)行和系統(tǒng)工作的過程和結(jié)果，有效地彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用脫節(jié)的矛盾。由于實(shí)驗(yàn)過程與工程實(shí)踐相接近，可在不投入硬件的情況下鍛煉學(xué)生進(jìn)行軟硬件綜合開發(fā)的能力。相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示：這種仿真技術(shù)與單片機(jī)實(shí)踐相結(jié)合的課程學(xué)習(xí)模式解決了理論和實(shí)踐相脫節(jié)的問題，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生理論學(xué)習(xí)與動手實(shí)驗(yàn)兩個環(huán)節(jié)的有機(jī)統(tǒng)一，極大地激發(fā)了學(xué)生的興趣，提高了學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，取得了明顯成效。
參考文獻(xiàn)：
[1]張婧武，周靈彬.單片機(jī)系統(tǒng)的PROTEUS設(shè)計與仿真[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.
第2篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
電子電氣類課程的傳統(tǒng)教學(xué)采用"先理論,后實(shí)踐"的教學(xué)方法,即先在教室進(jìn)行理論教學(xué),然后在實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行實(shí)踐教學(xué).這種教學(xué)模式的弊端是顯而易見的,枯燥的理論課程讓學(xué)生失去了學(xué)習(xí)興趣.因?yàn)閷W(xué)生前面的理論知識沒有掌握好,導(dǎo)致后面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也難以收到好的效果.
近十年來,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及國家對高等院校大力支持使得實(shí)驗(yàn)室建設(shè)得到了很大的發(fā)展.在應(yīng)用型本科院校和高職高專院校中,廣泛開展了理實(shí)一體化的教學(xué)改革.理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相互交叉進(jìn)行,將理論知識應(yīng)用于實(shí)踐,實(shí)踐的結(jié)果反過來又促進(jìn)學(xué)生對理論知識的理解.這種教學(xué)模式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣, 鍛煉了學(xué)生的動手操作能力,獲得了很好的教學(xué)效果[1,3].但這種理實(shí)一體化教學(xué)要求學(xué)校購買足夠的實(shí)驗(yàn)設(shè)備以保證正常的教學(xué).雖然國家給予一定的資金支持,但學(xué)校仍面臨巨大的財政壓力.因此實(shí)際中通常只有少數(shù)課程能夠開展這樣的一體化教學(xué).再者,實(shí)驗(yàn)過程中的耗材、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的維護(hù)等需要耗費(fèi)大量的人力物力.所以這種理實(shí)一體化的教學(xué)改革投入成本高,難以全面普及,大部分課程仍繼續(xù)采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式.
2 專業(yè)仿真軟件
近十多年來,電子電氣類的仿真軟件得到了快速發(fā)展.出現(xiàn)了許多能夠?qū)I(yè)仿真軟件,極大地改變了許多相關(guān)課程的學(xué)習(xí)方式.以前需要在硬件實(shí)驗(yàn)平臺上完成的實(shí)驗(yàn),現(xiàn)在可以在這些軟件中進(jìn)行仿真進(jìn)行模擬或?qū)嶒?yàn).因此仿真實(shí)驗(yàn)不僅極大地節(jié)省了開支,還可以靈活地改變各種參數(shù)、模擬各種情況下的實(shí)驗(yàn).
3 教學(xué)案例
在多媒體教室內(nèi)授課的情況,分別以電工基礎(chǔ)和單片機(jī)課程為例,來說明專業(yè)仿真軟件的應(yīng)用.
3.1 電工基礎(chǔ)課程電工基礎(chǔ)課程是電氣類及機(jī)電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,是學(xué)生學(xué)習(xí)其它專業(yè)課程的基礎(chǔ),其特點(diǎn)是理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng).學(xué)生不僅需要理解相關(guān)重要定律和定理,并能正確地完成相應(yīng)計算,還需要在實(shí)際中能正確運(yùn)用所學(xué)知識.這使得學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課程時,感到難度很大,尤其是學(xué)生對初高中物理電學(xué)知識掌握欠缺的情況下,更是如此.
以基爾霍夫定律的講解為例.教師采用多媒體電腦,在 Protues軟件中設(shè)置如圖1所示的驗(yàn)證電路.圖中三個支路上的電流表分別顯示各支路中的電流值,每個元器件上電壓也一目了然.引導(dǎo)學(xué)生來分析電路圖, 先計算電流.如果按照流入電流為正,流出電流為負(fù) (反之亦可),電流的代數(shù)和為零;然后再計算右邊回路各元器件的電壓代數(shù)和也為零.所以可以很容易得到節(jié)點(diǎn)電流定律.修改電源電壓和電阻的阻值,來驗(yàn)證結(jié)論是否正確.這樣的仿真實(shí)驗(yàn),能夠有效彌補(bǔ)板書教學(xué)形式的不足,使學(xué)生更容易明白相應(yīng)知識點(diǎn),并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.
3.2 單片機(jī)課程學(xué)生普遍感覺單片機(jī)課程的理論抽象難懂.我們開發(fā)了基于Pro-teus和Keil軟件聯(lián)合仿真的一系列單片機(jī)項目化教程,旨在幫助學(xué)生學(xué)好本門課程.圖2是80C51單片機(jī)控制一個LED的實(shí)驗(yàn)電路.筆者的教學(xué)思路是:首先點(diǎn)亮該LED,然后讓其閃爍.在此過程中學(xué)習(xí)指令.再者,增加一個按鍵來點(diǎn)亮和熄滅該LED.陸續(xù)引出有關(guān)指令的學(xué)習(xí),這樣的教學(xué)方法可以收到良好的教學(xué)效果.
4 對教師的要求
但采用仿真教學(xué)方法也對授課教師提出了較高的要求.除了對課程內(nèi)容熟悉之外,教師還必須學(xué)習(xí)仿真軟件的使用以及設(shè)計仿真實(shí)驗(yàn),把課程內(nèi)容融入到仿真實(shí)驗(yàn)之中.上課內(nèi)容以仿真實(shí)驗(yàn)的形式出現(xiàn),通過每個實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握哪些新的知識,教師必須提前做好規(guī)劃.還要注意分散課程的重點(diǎn)與難點(diǎn).在每一個實(shí)驗(yàn)中,引入的新知識點(diǎn)及重難點(diǎn)要適量.實(shí)驗(yàn)講解完畢后,帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)引導(dǎo)學(xué)生舉一反三,并鼓勵學(xué)生自行嘗試實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)系列的設(shè)計要注意前后的銜接性,后續(xù)的實(shí)驗(yàn)則以在前面實(shí)驗(yàn)中所學(xué)過的內(nèi)容為基礎(chǔ).實(shí)驗(yàn)設(shè)計要遵循由簡單到復(fù)雜、由淺入深的原則.所以設(shè)計一系列仿真實(shí)驗(yàn)并非易事,需要教師們反復(fù)討論與交流.另外,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生熟練兩款軟件的使用,鼓勵學(xué)生自己去設(shè)計一些仿真實(shí)驗(yàn).
5 總結(jié)
本文以電工基礎(chǔ)和單片機(jī)課程為例,說明了專業(yè)仿真軟件在電子電氣類課程教學(xué)中的方便性和重要性,其目的是提醒教師要重視此類仿真軟件在教學(xué)過程中的應(yīng)用,以提高教學(xué)效果.
參考文獻(xiàn)
[1] 張士磊,孟昕元.創(chuàng)新實(shí)踐型人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2014.
[2] 成鳳敏.電工電子課程的理實(shí)一體化教學(xué)模式[J]. 黑龍江科技信息,2010.
第3篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
1引言
在EDA類仿真軟件中，其功能強(qiáng)大、界面清晰直觀、容易掌握、使用方便，經(jīng)常受到各類電子設(shè)計開發(fā)人員的青睞。該軟件用虛擬的電子元器件及各類相關(guān)的儀器儀表，依據(jù)不同的電路要求，將元器件和儀器進(jìn)行合理的組合，是電路設(shè)計、電路測試和驗(yàn)證的一款非常實(shí)用的虛擬仿真軟件。
2 在?子類課程中應(yīng)用優(yōu)勢
在電子類（如模擬電子、數(shù)字電子、單片機(jī)等）課程教學(xué)中，實(shí)踐證明仿真軟件能高效的促進(jìn)教學(xué)，提升了教學(xué)質(zhì)量，安全直觀地反映了需要在客觀實(shí)驗(yàn)室中才能完成的項目，增加了課堂互動性，突破了客觀條件對教學(xué)的限制。在教學(xué)過程中學(xué)生加深對原理性、抽象性的內(nèi)容的學(xué)習(xí)、理解、消化，避免了使用現(xiàn)實(shí)元件和儀器而造成的消耗與損壞，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，解決了教學(xué)實(shí)驗(yàn)時部分實(shí)驗(yàn)項目耗材消耗大、設(shè)備成本太高、不容易展開等許多難題。
如在講授電子電路中的整流濾波電路時，利用軟件可以很好地觀察到整流濾波的輸出情況，可以斷開濾波電容觀察整流輸出波形，也可以接入不同容量的電容器觀察濾波的不同效果，靈活、形象、直觀的演示須在實(shí)驗(yàn)課堂才能達(dá)到的效果。
3 仿真軟件對電工類課程教學(xué)的促進(jìn)
3.1能有效地促進(jìn)教學(xué)活動
在電工類課程（如電工基礎(chǔ)、電工原理、電路分析等）的教學(xué)中，目前還沒有一款針對性強(qiáng)的教學(xué)仿真軟件，而電工類課程作為機(jī)電大類專業(yè)的主干課程，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。但實(shí)際上在教學(xué)過程中，由于課程理論性太強(qiáng)，抽象的概念非常多，教學(xué)活動中的重點(diǎn)、難點(diǎn)等環(huán)節(jié)的教學(xué)困難非常大，如果將仿真軟件能夠引入到電工類課程的教學(xué)中，將抽象的理論具體化、形象化，便可以在教學(xué)活動中達(dá)到事半功倍的效果。
3.2有效的補(bǔ)充和完善實(shí)踐環(huán)節(jié)
電工類課程教學(xué)內(nèi)容廣泛，實(shí)踐環(huán)節(jié)多，如果全部實(shí)踐環(huán)節(jié)安排在實(shí)驗(yàn)室完成，設(shè)備與耗材的消耗是非常大的，同時對部分要求自主設(shè)計類的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從設(shè)備要求和元器件的采購方面均存在著諸多困難，同時部分的實(shí)驗(yàn)還存在著一定的危險和污染，如果利用仿真軟件的虛擬技術(shù)可以完美的解決傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)節(jié)中難以解決的問題。
通過多年的教學(xué)實(shí)踐，在不同的專業(yè)年級中利用仿真軟件教學(xué)輔助作用，取得了非?？上驳慕虒W(xué)效果，對提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增加師生互動，提高學(xué)生的動手能力、思維能力、學(xué)習(xí)能力均有突出的效果。
4仿真軟件在課程教學(xué)中的應(yīng)用探索
4.1在直流電路中的應(yīng)用
通常的直流電路，電壓電流是不隨時間變化而變化的，一個電路參數(shù)一旦確定，電路中的電壓電流就是一定的。由于電路中的各物理量看不見、不能摸，學(xué)生對這些電路參數(shù)通過想象很難理解。在學(xué)習(xí)基爾霍夫定律時，對節(jié)點(diǎn)和回路關(guān)于電流和電壓的關(guān)系也是半信半疑，對疊加原理、戴維南定理等課堂理論中學(xué)到的內(nèi)容同樣持懷疑的態(tài)度，因?yàn)檫@些定理、定律理論性很強(qiáng)，經(jīng)常需要復(fù)雜的推導(dǎo)才能夠得出結(jié)論。
而借助仿真軟件強(qiáng)大的功能，可以在課堂上利用多媒體手段進(jìn)行引導(dǎo)和演示，改變了傳統(tǒng)教學(xué)過程中由于教學(xué)內(nèi)容枯燥，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降，不理解學(xué)習(xí)的內(nèi)容，也就會無心學(xué)習(xí)的惡性循環(huán)。
由于現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)和手段的不斷發(fā)展和更新，在教學(xué)中充分利用專業(yè)機(jī)房，在學(xué)生每人一臺計算機(jī)的條件下去完成相關(guān)的教學(xué)任務(wù)是可以實(shí)現(xiàn)的。如在客觀現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)前，先利用仿真軟件去完成對應(yīng)的項目，避免了學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的不熟練誤操作導(dǎo)致的客觀實(shí)驗(yàn)室功能喪失。
4.2在交流電路中的應(yīng)用
正弦交流電路是電類課程的重點(diǎn)內(nèi)容，是學(xué)習(xí)電學(xué)的理論基礎(chǔ)。因此，對正弦交流電路的學(xué)習(xí)與研究是十分重要的，由于正弦交流電具有大小和方向都在不斷變化的特點(diǎn)，所以在教學(xué)中存在著理解困難。而仿真軟件的引入，使得這一教學(xué)難點(diǎn)變得直觀和形象，教學(xué)設(shè)計時，如充分利用仿真軟件虛擬的信號源、示波器、各種元件和儀表，組成對應(yīng)不同的電路，對相位、相位差、有效值以及不同的電路性質(zhì)的學(xué)習(xí)具有非常重要的促進(jìn)作用。
如在講授功率因數(shù)的提高時，由于發(fā)電廠在發(fā)出有功功率的同時也輸出無功功率，二者在總功率中各占多少不是取決于發(fā)電機(jī)，而是由負(fù)載的功率因數(shù)決定的，負(fù)載功率因數(shù)的大小是由負(fù)載的性質(zhì)決定的。功率因數(shù)太低，會對供電系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響，會引起下述兩方面的問題：降低了供電設(shè)備的利用率，電源設(shè)備越得不到充分的利用；增加了供電設(shè)備和輸電線路的功率損耗。負(fù)載從電源取用的電流在電路有功功率和輸電電壓一定的情況下，功率因數(shù)越低，電流就越大，電流流過輸電導(dǎo)線，在輸電線路上引起的功率損耗愈大，就意味著輸電線路上傳輸電能的效率低。
為了提高發(fā)電、供電設(shè)備的利用率，減少輸電線路上的能量損耗，應(yīng)提高負(fù)載的功率因數(shù)。提高功率因數(shù)的方法很多，由于生產(chǎn)實(shí)際中大多數(shù)負(fù)載都是感性的，所以往往采用在負(fù)載兩端并聯(lián)合適的電容器補(bǔ)償?shù)姆椒▉硖岣唠娐返墓β室驍?shù)。
利用仿真軟件，在一個感性負(fù)載兩端并聯(lián)了合適的電容器后，電路中的總電流為會大幅減小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于沒有并聯(lián)電容器時的電路，從而驗(yàn)證了提高電路功率因數(shù)所采用方法的正確性。
5結(jié)束語
通過上述幾個應(yīng)用實(shí)例可以看出，利用仿真軟件在電工類課程教學(xué)中有著非常重要的意義，它不僅僅對課堂的教學(xué)具有一定的促進(jìn)作用，同時增加了學(xué)生分析問題與解決問題的能力，在實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限和珍貴的情況下，通過虛擬仿真達(dá)到了理想的實(shí)訓(xùn)效果。
第4篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
1.將虛擬仿真引入課堂，進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，提高課堂教學(xué)效率
過去主要是理論課教學(xué)，過于注重原理分析、公式推導(dǎo)，學(xué)生聽起來枯燥無味，難于理解。為了提高教學(xué)效率，需要配合演示實(shí)驗(yàn)。但準(zhǔn)備演示實(shí)驗(yàn)，需要花費(fèi)較多時間；將多種儀器搬到教室，使用不便；演示操作過程，會占用過多時間，影響教學(xué)進(jìn)度。
現(xiàn)在我們將仿真軟件的虛擬實(shí)驗(yàn)功能引進(jìn)課堂，在講解理論的同時，利用多媒體同步演示，顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡單化，彌補(bǔ)了理論上的抽象性。下面是我們具體應(yīng)用仿真軟件來仿真的兩個實(shí)例。
在模擬電路中講授三極管共發(fā)射極放大電路時，三極管具有放大和反相的作用，學(xué)生理解起來非常困難。我們利用EWB仿真軟件來仿真電路的實(shí)際效果。學(xué)生先有了感性認(rèn)識后，理論的講解聽起來就更輕松了，其仿真圖形如圖1所示。從圖形中可以看出，輸入信號的正半周，在輸出端放大的同時，還存在著失真。
在模擬電路中講授振蕩電路的起振時，通過電路的正反饋?zhàn)饔?，輸出信號就會逐漸由小變大，當(dāng)振蕩幅度增大到一定的程度后，由于三極管的限幅作用，最后使得輸出的波形穩(wěn)定。學(xué)生很難理解，用現(xiàn)有的儀器根本就不能顯示出起振的波形來，現(xiàn)在利用Protel仿真顯示出波形（圖2），振蕩器起振的過程非常直觀，還能看出這種振蕩電路的波形存在較大的失真，但振蕩波形較穩(wěn)定。如果對波形失真要求較高，則需要采用改進(jìn)型號振蕩電路，即克拉潑或者西勒振蕩電路。這種教學(xué)模式生動活潑，學(xué)生自始至終保持著極高的學(xué)習(xí)興趣，加深了理解和記憶，有效地提高了課堂教學(xué)效率。
2.開設(shè)仿真實(shí)驗(yàn)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量
電子技術(shù)課是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，理論學(xué)習(xí)必須緊密地與實(shí)踐結(jié)合起來。以往，實(shí)踐環(huán)節(jié)主要是上實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計性、綜合性實(shí)驗(yàn)較少。
我們的做法:在學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)的過程中，抽幾節(jié)課講解仿真軟件的使用方法。在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課之前，學(xué)生必須先將電路進(jìn)行仿真，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果以后，再進(jìn)行實(shí)際的安裝、焊接、調(diào)試。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣提高，信心加強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量大大提高，特別是在設(shè)計性實(shí)驗(yàn)中，可以隨時修改元件參數(shù)，并能馬上獲得仿真結(jié)果，直到滿足電路設(shè)計要求。學(xué)生可提出各種設(shè)計方案，從而大大提高了分析問題、解決問題的能力，激發(fā)了他們的創(chuàng)新意識，也大大提高了學(xué)生電子電路的設(shè)計水平。這樣很好地解決了原來設(shè)計電路的缺陷：先設(shè)計出電路，買回元件后，在面包板或印制電路板上安裝調(diào)試，需要連接很多的電位器，當(dāng)調(diào)試好以后，必須重新買元件，重新安裝調(diào)試，將損耗浪費(fèi)大量的電子元器件。
3.虛擬仿真在課程設(shè)計實(shí)踐環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
對于課程設(shè)計，我們的做法:將模擬電子技術(shù)的內(nèi)容分成幾個單元，每一個單元搞一個課程設(shè)計。第一次在老師的帶領(lǐng)下，講電路設(shè)計的步驟，完成課程設(shè)計。上完下一個單元電路以后，老師布置一個課程設(shè)計題目，學(xué)生自己查找資料，自己設(shè)計好電路以后，交給老師檢查，在檢查學(xué)生設(shè)計方案時，要求學(xué)生陳述自己的設(shè)計思路，學(xué)生在講述的過程中就會進(jìn)行再次思維。這種虛實(shí)結(jié)合的方法，既發(fā)揮了虛擬實(shí)驗(yàn)高效、經(jīng)濟(jì)的長處，又培養(yǎng)了學(xué)生電子制作的能力、分析問題和解決問題的能力。
4.虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的問題
第5篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
關(guān)鍵詞：振蕩波；電纜；局部放電；定位；OWTS系統(tǒng)
中圖分類號：TM835
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
文章編號：1009-2374（2012）25-0034-03
目前，判斷電力電纜絕緣性能好壞的方法是給電力電纜進(jìn)行直流高壓絕緣試驗(yàn)，并且在直流高壓試驗(yàn)的同時還能夠檢測泄漏電流的大小。此種試驗(yàn)的缺點(diǎn)是只能判斷電纜的整體絕緣性能，而沒有辦法得出電力電纜局部放電量的具體數(shù)值，更不能對局部放電點(diǎn)的位置進(jìn)行有效定位。直流耐壓對于電力電纜最為突出的缺點(diǎn)是具有破壞性，因?yàn)橹绷髂蛪涸囼?yàn)本身就屬于破壞性試驗(yàn)，特別是對交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜，當(dāng)外加直流高壓降低為零后，在一段時期內(nèi)電纜的絕緣層中被外加直流高壓所極化的分子排列狀態(tài)仍舊維持，此時如果因?yàn)轭愃朴诶匣仍蚨闺娎|存有缺陷，那么造成被極化的分子排列很難恢復(fù)到外施高壓之前的狀態(tài)，因此，通過直流耐壓試驗(yàn)合格的電力電纜，在投入系統(tǒng)運(yùn)行后不久即可能發(fā)生絕緣擊穿事故的案例早已經(jīng)是屢見不鮮?；谝陨显?，XLPE電力電纜的預(yù)防性試驗(yàn)中相繼出現(xiàn)了0.1Hz超低頻、工頻耐壓試驗(yàn)以及振蕩波測試。
1 電纜局部放電產(chǎn)生的原因分析
電力電纜絕緣產(chǎn)生破壞的主要原因是局部放電。原因主要有四點(diǎn)：電纜發(fā)生局部放電的過程中，電離出來的電子、正負(fù)離子在電場力的作用下具有較大的能量，當(dāng)它們撞到絕緣內(nèi)空氣隙的絕緣壁時，足以打斷絕緣材料高分子的化學(xué)鍵，產(chǎn)生裂解；當(dāng)發(fā)生局部放電，在放電點(diǎn)的位置，介質(zhì)會產(chǎn)生很大的熱量，此熱量會燒焦甚至融化絕緣材料，由于絕緣材料都有溫升限值，溫度升高會增大絕緣材料的電導(dǎo)和損耗，并使絕緣材料產(chǎn)生裂解，造成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致絕緣體擊穿破壞；在局部放電過程中會產(chǎn)生許多活性生成物，這些生成物會腐蝕絕緣體，使得介質(zhì)性能劣化；連續(xù)爆破性的放電以及放電產(chǎn)生的高壓氣體都會使絕緣體產(chǎn)生微裂，從而發(fā)展成電樹枝。局部放電起始時雖然只是跨越絕緣體一小部分，但會逐漸地破壞絕緣材料，最終導(dǎo)致整體絕緣擊穿。
2 振蕩波測試方法及傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法的比較
目前，電力電纜在供配電系統(tǒng)中被大量應(yīng)用，同時，電力電纜突發(fā)故障所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失已經(jīng)得到了人們高度的關(guān)注。雖然目前供配電系統(tǒng)所使用的設(shè)備質(zhì)量在日益提高，然而如果某個設(shè)備發(fā)生突發(fā)故障，會產(chǎn)生大量的維護(hù)費(fèi)用，并且可能會被電力用戶投訴，甚至要做出經(jīng)濟(jì)賠償?shù)取?/p>
事實(shí)上，運(yùn)行中的電氣設(shè)備都會產(chǎn)生一定的老化，而且不同的設(shè)備具有不同的老化程度，不同生產(chǎn)廠家的制造工藝及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同，因此，不同性能的電氣設(shè)備在運(yùn)行中的可靠性將是難以預(yù)計，這將無法保證合理正確地編制測試與檢修計劃，對設(shè)備進(jìn)行及時有效的故障預(yù)測與預(yù)防。狀態(tài)檢修方式就是以當(dāng)前設(shè)備的實(shí)際工作狀況為主要依據(jù)，通過使用先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測和診斷手段、設(shè)備可靠性評價以及故障（壽命）預(yù)測手段，準(zhǔn)確掌握設(shè)備的運(yùn)行工況，找出設(shè)備故障的早期征兆，總結(jié)出設(shè)備故障部位、嚴(yán)重程度以及故障發(fā)展趨勢，并通過綜合性分析診斷，當(dāng)設(shè)備性能下降到警戒值或判斷設(shè)備故障即將發(fā)生之前即采取有效的維護(hù)或維修，保障電氣設(shè)備安全、穩(wěn)定、全性能、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。
高壓電力電纜進(jìn)行局放測試并定量確定放電量以及對電纜故障點(diǎn)的具置進(jìn)行有效定位已被人們所接受。目前用于替代50Hz交流耐壓的測試方法有超低頻0.1Hz法，理論上0.1Hz測試所需的設(shè)備容量是50Hz測試所需容量的1/500，實(shí)際容量大約是1/200至1/100，這是0.1Hz測試方法主要的優(yōu)點(diǎn)之一。然而，如果把非工頻試驗(yàn)條件下對電介質(zhì)測試所得結(jié)論進(jìn)行有效考慮，0.1Hz測試條件下得到的局部放電量是不能夠等同50Hz條件下所得結(jié)論的。通過實(shí)際證明，在超低頻工況下所測的局部放電量水平是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工頻附件時的水平。并且0.1Hz與直流局放測試具有很大的相似性，伴隨著測試電壓從AC變成DC，電力電纜中的電場分布也相應(yīng)從電容性突變成電阻性，致使局放測試所得結(jié)果也同時發(fā)生了本質(zhì)變化。基于以上原因，電纜進(jìn)行局部放電測試所得到的結(jié)論應(yīng)該盡可能與工頻條件下所得結(jié)論相一致，這樣才具有等效性。由于以上諸多原因，在生產(chǎn)實(shí)踐中提出了專用于電纜測試的振蕩波測試系統(tǒng)（Oscillating Wave Test System——OWTS）。
3 振蕩波檢測系統(tǒng)原理
XLPE電力電纜由于具有較高的絕緣電阻，而且在交流電壓與直流電壓作用下的電壓分布具有較大的差別，直流耐壓實(shí)驗(yàn)后，在XLPE電纜中，特別是電纜缺陷處會殘留大量空間電荷，電纜投運(yùn)后，這些空間電荷常造成電纜的絕緣擊穿事故。
近年來國內(nèi)外研究較多并針對XLPE電力電纜局放進(jìn)行檢測并有效定位的一種方法就是振蕩波檢測。振蕩波電源如果與交流電源進(jìn)行比較，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：具有較高的等效性，作用時間比較短，并且現(xiàn)場易于攜帶而且操作方便，XLPE電力電纜中的各種缺陷可有效地被檢測出來，最重要的是試驗(yàn)對電纜不會造成傷害。
4 振蕩波試驗(yàn)系統(tǒng)的突出特性
目前，振蕩波試驗(yàn)系統(tǒng)在國內(nèi)外的供用電企業(yè)中被大量使用，主要原因是振蕩波測試系統(tǒng)具有6點(diǎn)突出的特性：局放測試在振蕩波所加的測試電壓下進(jìn)行，電纜中的電場強(qiáng)度分布與電纜正常工作時的狀態(tài)是一樣的；局放結(jié)果的評價與估計以及放電形式的識別與辨別都是在正常電壓下完成；裝置整體重量比較輕，電氣元件整體設(shè)計緊湊；現(xiàn)場測試時間比較短，最重要的是電纜在測試過程中不會損壞；通過試驗(yàn)電壓的波形特征進(jìn)行相應(yīng)計算可以得出電纜的電容量和被測對象的介損因數(shù)值；根據(jù)IEC270（國際電工委員會）中的要求，電力電纜的局放等級測量可以在50～1kHz的帶寬下完成。
第6篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
關(guān)鍵詞 Proteus仿真軟件；電工技術(shù)；中職
中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
文章編號：1671-489X（2017）01-0032-02
1 引言
電工技術(shù)基礎(chǔ)課程是中職院校中電氣、機(jī)電類專業(yè)尤為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程可為后續(xù)深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)等課程打下堅實(shí)基礎(chǔ)。由于電工技術(shù)基礎(chǔ)課程具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，但中職學(xué)生通常素質(zhì)較差，因此，該課程教學(xué)效果欠佳，不僅教師教得費(fèi)勁，學(xué)生也不能良好地吸收知識，嚴(yán)重影響了后續(xù)課程的學(xué)習(xí)效果。中職院校教師需深入探究該課程，以提高教學(xué)質(zhì)量[1]。為了使學(xué)生能更好地掌握電工技術(shù)基礎(chǔ)課程的知識，增強(qiáng)教學(xué)效果，本文主要探討Proteus仿真軟件的課堂教學(xué)效果，以促使學(xué)生能更直觀地進(jìn)行仿真訓(xùn)練，從而有效理解難懂的理論教學(xué)，并融會貫通，以增強(qiáng)電工技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)效果。
2 中職院校學(xué)生、就業(yè)現(xiàn)狀分析
學(xué)生現(xiàn)狀 電工技術(shù)基礎(chǔ)課程涉及的知識面較廣且難度較高，教學(xué)內(nèi)容通常抽象、難懂，要求學(xué)生具有較高的邏輯思維以及抽象思維能力，因此，學(xué)生學(xué)習(xí)該課程較為困難，不易掌握，如何讓中職學(xué)生更輕松地理解這門課程就成為現(xiàn)在教學(xué)的難題。傳統(tǒng)的教學(xué)方法通常是以“教師主講，學(xué)生聽”的方式進(jìn)行，讓學(xué)生被動接受晦澀難懂的知識，學(xué)生在不能理解該課程時，僅學(xué)習(xí)皮毛，如定義、名稱之類，不能將該課程在實(shí)踐中運(yùn)用自如。
就業(yè)現(xiàn)狀 由于社會快速向信息化、科技化發(fā)展，因此大量需求各方面的高技能人才，這要求學(xué)生不僅具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還需具備較強(qiáng)的創(chuàng)新、動手能力。電工技術(shù)基礎(chǔ)同樣是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時，不僅可以提高動手能力，也能培養(yǎng)創(chuàng)新能力，是一門尤為重要的基礎(chǔ)課程。
3 Proteus仿真軟件在中職電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用價值
目前常用的電路仿真軟件較多，如早期的EWB系列、Multisim系列以及Proteus系列等。EWB系列具有占用系統(tǒng)資源較小、簡單方便的優(yōu)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行升級后就是Multisim系列。EWB系列、Multisim系列在目前的電路、電工技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用較廣，但也存在一些缺點(diǎn)，如仿真功能弱、互動性差等。Proteus系列在教學(xué)中通常用以實(shí)現(xiàn)微控制器系統(tǒng)軟件及硬件仿真，雖然功能更強(qiáng)大，但初學(xué)者較難上手，不過在初學(xué)者加強(qiáng)對Proteus的練習(xí)后，自然可以得到解決。
Proteus系列具有實(shí)現(xiàn)電子電路交互式仿真的巨大優(yōu)點(diǎn)，且交互性更強(qiáng)，電路的運(yùn)行也可更直觀、形象地展示于學(xué)生面前[2]。在教學(xué)時，教師可帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入Proteus實(shí)驗(yàn)室，每位學(xué)生平均分配一臺電腦。教師可在課堂上對學(xué)生使用Proteus仿真軟件的連接、調(diào)試等進(jìn)行指導(dǎo)，并激發(fā)學(xué)生利用該軟件學(xué)習(xí)電工技術(shù)基礎(chǔ)課程的興趣，加深對課程的理解。
4 Proteus仿真軟件概述
Proteus仿真軟件是一個將實(shí)物仿真與電路分析相結(jié)合的平臺，具有強(qiáng)大的仿真、分析功能，將多種功能集于一身。該軟件具有較多的性能特點(diǎn)，主要有：
1）具備>27 000個仿真元器件；
2）不僅具備多樣激勵源，還支持信號以文件形式輸入其中；
3）具備多種虛擬儀器，且軟件的面板操作更加逼真；
4）具備更加生動的仿真顯示；
5）具備高級圖形仿真功能；
6）具備單片機(jī)協(xié)同仿真功能。
5 Proteus仿真軟件在中職電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用
在對學(xué)生進(jìn)行電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)過程中會用到較多基礎(chǔ)元器件知識，如電阻器、電容器、電感器等，也會用到較多基礎(chǔ)理論知識，如直流電路、單相交流電路、三相交流電路等。僅靠教師進(jìn)行枯燥乏味的講解，學(xué)生很難對這些知識進(jìn)行深刻理解，但通過使用Proteus仿真軟件則可較好地解決這些問題[3]。下面將舉部分實(shí)例來說明在中職電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中應(yīng)用Proteus仿真軟件的情況。
在基爾霍夫定律教學(xué)中的應(yīng)用 上課時先指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會對Proteus仿真軟件的基本操作，然后讓學(xué)生根據(jù)教材上的電路圖開始操作：將基爾霍夫定律的驗(yàn)證電路繪制于Proteus仿真軟件的原理圖編輯窗口上，并顯示出各支路中的電流值，通過在Proteus仿真軟件電路圖中三個支路上的電流，使每個元器件上的電壓能一目了然地呈現(xiàn)于學(xué)生面前，再指導(dǎo)學(xué)生對電路圖進(jìn)行分析。
首先計算電流，可根據(jù)電流流入為正、流出為負(fù)來計算，也可以電流流入為負(fù)、流出為正計算，得出電流的代數(shù)和為0；然后對右回路各元器件的電壓代數(shù)進(jìn)行計算，計算結(jié)果顯示其和依然為0。因此，通過運(yùn)用Proteus仿真軟件可得出結(jié)論：流入流出一個節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和在任意時刻均等于0，將回路內(nèi)各段電壓閉合的代數(shù)和也恒等于0。
為鞏固該結(jié)果的可信度，可讓學(xué)生再次使用Proteus仿真軟件對電阻、電壓源的數(shù)值進(jìn)行改變，并再次觀察，得出同樣的結(jié)果。當(dāng)學(xué)生基本理解定理后，可在電路圖上人為設(shè)置障礙，如阻值增大、短路、開路等，并讓學(xué)生采用Proteus仿真軟件對其數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計算，自行找出故障原因，以對該課程進(jìn)一步理解。
電容的充放電及電感的電磁效應(yīng)電路仿真
1）電容的充放電電路仿真。與課本上的電容充放電仿真電路圖像對照，運(yùn)行Proteus仿真軟件，閉合課本圖中的SW2，保持?jǐn)嚅_SW1，可看到正在對電容充電的電池，AM1上出現(xiàn)逐漸減小的電流讀數(shù)，而VM1上則出現(xiàn)逐漸增大的電壓讀數(shù)，同時可于C1上查看到正負(fù)端電荷累積。將SW2斷開，并閉合SW1，可觀察到電容的放電情況，發(fā)現(xiàn)AM2上流過的電流以及被點(diǎn)亮的燈泡，且AM2的x數(shù)在逐步減小，燈泡也逐漸變暗，直至放完電荷，燈泡完全熄滅。通過在Proteus仿真軟件中觀察這一充放電過程，可更靈活、深刻地理解該知識點(diǎn)。
2）電感的電磁效應(yīng)電路仿真。與課本上的電感的電磁效應(yīng)仿真電路圖相對應(yīng)，并運(yùn)行Proteus仿真軟件，可發(fā)現(xiàn)電流變的讀數(shù)快速增加，增加至某一值后點(diǎn)亮燈泡，同時電流表的讀數(shù)繼續(xù)增加。隨后讀數(shù)的增加幅度逐漸變緩，直至穩(wěn)定下來，燈泡則被持續(xù)點(diǎn)亮。如電感值為1000 H時，則可長時間達(dá)到穩(wěn)定值，且穩(wěn)定值與燈泡的電池內(nèi)阻、電阻均存在一定關(guān)聯(lián)。Proteus仿真軟件可幫助學(xué)生更好地理解電感器的特性。
作業(yè)鞏固 當(dāng)學(xué)生對課堂上所學(xué)的電工技術(shù)基礎(chǔ)知識有初步理解后，則可給予他們作業(yè)習(xí)題對其基礎(chǔ)知識進(jìn)行鞏固。但既往學(xué)生完成習(xí)題后，不能自行檢查對錯，僅能在交給教師后由教師來檢查。有Proteus仿真軟件后，學(xué)生可將題目在Proteus仿真軟件中進(jìn)行檢測，自行檢查，這種方法比讓教師來檢查更能鞏固知識，并進(jìn)一步提高動手能力。
教學(xué)效果評價 教師可在學(xué)生進(jìn)行仿真操作時觀察其熟練度以及對知識點(diǎn)的理解度，根據(jù)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)進(jìn)行量化評分。同時，教師可根據(jù)學(xué)生對Proteus仿真軟件的\用熟練程度進(jìn)行評價。Proteus仿真軟件使抽象的概念、理論知識變得形象、具體，學(xué)生也更易接受，理解難點(diǎn)。當(dāng)學(xué)生能夠順利理解難點(diǎn)后，會更愿意去主動學(xué)習(xí)，把學(xué)習(xí)過程當(dāng)作有趣的游戲，從而顯著提高教學(xué)質(zhì)量。另外，學(xué)生通過Proteus仿真軟件獲得更加扎實(shí)的理論基礎(chǔ)與動手能力，也進(jìn)一步提高了自身創(chuàng)新能力，成長為符合社會發(fā)展需求的技術(shù)型人才。
6 結(jié)語
Proteus仿真軟件能對電工技術(shù)基礎(chǔ)的理論環(huán)節(jié)進(jìn)行仿真，將難以理解的知識通過實(shí)踐變得更易吸收，同時也縮短了從理論到實(shí)踐的過程，有效提高了教學(xué)質(zhì)量以及學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能從學(xué)習(xí)實(shí)踐中體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的樂趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)自信心。另外，在電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中應(yīng)用Proteus仿真軟件時需注意以下幾點(diǎn)。
1）教師需在進(jìn)行演示教學(xué)前就畫好相關(guān)電路，并進(jìn)行完整演示，使學(xué)生在課堂中能看到教師熟練講解、操作，并以教師為榜樣進(jìn)行實(shí)踐操作，避免讓學(xué)生看到不完美的操作效果，打擊其學(xué)習(xí)積極性。
2）在Proteus仿真軟件的電路仿真實(shí)驗(yàn)中，需注意指導(dǎo)學(xué)生首先學(xué)會如何在軟件中快速查找實(shí)驗(yàn)電路圖所需元器件，以加快學(xué)生繪制實(shí)驗(yàn)電路圖的速度，節(jié)省學(xué)習(xí)時間，并快速連接虛擬儀器，進(jìn)入仿真實(shí)驗(yàn)，體會由仿真實(shí)驗(yàn)帶給學(xué)生的成就感、自信心，從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)積極性。
綜上所述，在中職電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中應(yīng)用Proteus仿真軟件，具有較大的教學(xué)意義，其教學(xué)效果較傳統(tǒng)教學(xué)方法更好，并能克服傳統(tǒng)教學(xué)帶來的課堂枯燥無味、難于理解的弊端，讓學(xué)生親自實(shí)踐，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，開拓思路，提高學(xué)習(xí)分析能力及動手能力。
參考文獻(xiàn)
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第7篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
【關(guān)鍵詞】 Proteus 仿真軟件 電子電路設(shè)計
隨著社會科技的不斷發(fā)展，Proteus仿真軟件在電子電路設(shè)計中的應(yīng)用也得到了一定的發(fā)展。Proteus仿真軟件是現(xiàn)代計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展中的重要成果之一，Proteus仿真軟件具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真以及電路等部分組成的仿真系統(tǒng)，其自身帶有先進(jìn)的虛擬器，其中包括示波器、邏輯分析儀以及信號發(fā)生器等等。為了更好的研究Proteus仿真軟件在電子電路設(shè)計中應(yīng)用，需要在Proteus仿真軟件環(huán)境下，明確的分析各個階段的電路設(shè)計，包括各個部位的元件，為進(jìn)行深入的設(shè)計做好準(zhǔn)備。
1 關(guān)于Proteus仿真軟件的簡要分析
Proteus仿真軟件是LabeenterElectronics公司出品的一種集電路設(shè)計和仿真的工具軟件，其軟件自身系統(tǒng)包含ISIS、ARES軟件部分，這兩部分軟件在實(shí)際的電路設(shè)計中分擔(dān)著不同的職責(zé)。通常情況下，ARES軟件部分是用來輔助PCB的設(shè)計工作，而ISIS軟件部分則是在軟件環(huán)境下用來進(jìn)行電路原理以及仿真的設(shè)計工作。從目前的研究結(jié)果分析，Proteus以其豐富的資源，自身系統(tǒng)中帶有的元器件庫就有幾十個，可以在正常的軟件工作環(huán)境中，提供至少27000左右個仿真元器件，以便其自身系統(tǒng)可以順利實(shí)現(xiàn)仿真電路以及其他電路的仿真設(shè)計。同時，其系統(tǒng)內(nèi)的示波器、虛擬終端、仿真儀器等儀表資源，可以將電路設(shè)計中發(fā)生變化的信號，以圖形的方式輸出，這方面的突出功能，甚至強(qiáng)于示波器，再利用虛擬儀器的理想指標(biāo)進(jìn)行參照、研究，最終最大化的降低相關(guān)測量儀器對測量結(jié)果的誤差，提高了仿真研究的水平，也因此逐漸引起科研人員的關(guān)注。
2 Proteus仿真軟件進(jìn)行仿真電路設(shè)計的相關(guān)分析
在實(shí)際的電子電路實(shí)驗(yàn)中，Proteus仿真軟件進(jìn)行仿真電路設(shè)計需要在Proteus編輯界面中，實(shí)現(xiàn)按照研究的思路，設(shè)計出完整的電子電路原理圖，再通過一系列的仿真測算與計算，經(jīng)過不斷的修正程序發(fā)現(xiàn)的問題指數(shù)，力求在最短的時間內(nèi)完成重要參數(shù)指標(biāo)的設(shè)計與研究要求，最終敲定設(shè)計方案，利用程序的系統(tǒng)功能，輸出自動生成的圖像。不斷的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)表明，我們可以利用如下的設(shè)計與操作流程，確保順利完成Proteus仿真軟件進(jìn)行仿真電路設(shè)計的相關(guān)工作，具體環(huán)節(jié)如圖1所示：
3 Proteus仿真軟件進(jìn)行仿真電路設(shè)計與調(diào)試
通常情況下，我們會利用Proteus ISIS編輯窗口，再一次對電子電路的原理圖進(jìn)行一次慎重的選擇與修改。在實(shí)際的Proteus仿真軟件設(shè)計的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)選好信號源的放置位置與及虛擬儀器、測試點(diǎn)布置的情況。工作人員應(yīng)及時的檢查測量儀表的輸入端是否與被測量點(diǎn)處于良好的連接狀態(tài)以及信號源的接地情況，包括示波器是否與地線處于連接的狀態(tài)。同時，明確測量結(jié)果是相對GND的波形，以便于后續(xù)的研究。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，觀察實(shí)時工具中電壓、電流的探針變化，在仿真執(zhí)行時，時刻觀察串聯(lián)電路中電流探針的指數(shù)，并及時的在相應(yīng)的操作執(zhí)行菜單，通過網(wǎng)絡(luò)的手段，選擇適當(dāng)?shù)碾妷汉?，進(jìn)行仿真的調(diào)試，進(jìn)一步促進(jìn)Proteus仿真軟件應(yīng)用的水平。
4 Proteus仿真軟件應(yīng)用的實(shí)用電路分析
在未來的實(shí)際工作中，我們應(yīng)在發(fā)展 Proteus仿真軟件的同時，更加注重通過科學(xué)的手段研究 Proteus仿真軟件未來發(fā)展的趨勢，Proteus仿真軟件應(yīng)用需要在傳感器電路、正弦、方波電路的實(shí)用電路中，進(jìn)行不斷的實(shí)驗(yàn)與研究，才能夠真正的落實(shí)到實(shí)際電子產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。因此，在進(jìn)行Proteus仿真軟件應(yīng)用的實(shí)用電路分析的相關(guān)環(huán)節(jié)中，我們應(yīng)重點(diǎn)傳感器電路、正弦、方波電路的實(shí)用性以及適用性，以更好的滿足Proteus仿真軟件應(yīng)用的具體流程。以便可以更好的開發(fā)其系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，為更好的探究電子系統(tǒng)的發(fā)展打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。
5 總結(jié)
綜上所述，現(xiàn)階段 Proteus仿真軟件的實(shí)際功能非常強(qiáng)大，在電子電路設(shè)計的工作環(huán)節(jié)中，為進(jìn)一步研究電路的運(yùn)行狀態(tài)以及相關(guān)電路參數(shù)的調(diào)整，我們應(yīng)進(jìn)一步研究 Proteus仿真軟件的操作規(guī)范，以其自身系統(tǒng)具備的功能，來完成對重要電路參數(shù)的調(diào)整。同時，可以有效的改善傳統(tǒng)電子電路實(shí)驗(yàn)與檢測工作，能夠在有效的時間段里，高效的完成研究的目標(biāo)，為進(jìn)一步減少電子電路實(shí)驗(yàn)成本、提高電子電路實(shí)驗(yàn)的有效性以及不斷的縮短實(shí)驗(yàn)周期等方面，都具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
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第8篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
關(guān)鍵詞：Multisim10；教學(xué)；仿真；電路基礎(chǔ)
中圖分類號：G642.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）09-0064-03
一、電路基礎(chǔ)課程的教與學(xué)現(xiàn)狀分析
電路基礎(chǔ)課程是我系電子類專業(yè)的必修課程，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是：先學(xué)習(xí)理論知識，待理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累到一定程度后，學(xué)生自己動手畫電路原理圖并搭接電路來驗(yàn)證所學(xué)的理論知識。由于該門課程理論性較強(qiáng)，學(xué)生接受困難，在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過程中如果沒有達(dá)到預(yù)期效果，則需要反復(fù)調(diào)整參數(shù)、重新測量，直到電路參數(shù)達(dá)到預(yù)期效果為止。
隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，將計算機(jī)仿真引入電路的學(xué)習(xí)和設(shè)計，已取得較好的效果。在學(xué)習(xí)和設(shè)計中加入仿真，能夠更好地理解和預(yù)測電路的動作，對電路的Y構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，對假設(shè)的實(shí)驗(yàn)方便地進(jìn)行驗(yàn)證，對難以測量的電路參數(shù)進(jìn)一步探索和研究，從而減少了電路課程的學(xué)習(xí)時間，也避免了設(shè)計中出現(xiàn)的錯誤。
二、Multisim10簡介
Multisim10是美國NI公司最新推出的仿真軟件，它的界面直觀、操作方便，為用戶提供了創(chuàng)建電路所需要的元器件庫及電路仿真需要的虛擬測試儀器儀表，可對各種電路進(jìn)行仿真分析和設(shè)計，并且在操作中不消耗任何元器件，不受元器件種類和數(shù)量的限制。在教學(xué)中引入仿真技術(shù)，不僅改進(jìn)了電路的學(xué)習(xí)方法，降低了成本，還激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與興趣。因此，許多國內(nèi)大學(xué)都將其作為電子類課程的輔助教學(xué)使用。
三、Multisim10在課堂教學(xué)中的實(shí)踐
Multisim10是一款很強(qiáng)的實(shí)物模型仿真軟件，課堂教學(xué)過程中結(jié)合理論分析不斷穿插對應(yīng)的Multisim10仿真電路模型，實(shí)驗(yàn)教學(xué)前布置仿真任務(wù)，實(shí)驗(yàn)中加入電路的仿真環(huán)節(jié)，能建立起一種交互式、討論式的教學(xué)模式，提升學(xué)生對空間實(shí)物電路的理解能力，下面結(jié)合教學(xué)實(shí)際，詳細(xì)介紹Multisim10仿真技術(shù)在疊加定理、網(wǎng)孔電流分析法、直流工作點(diǎn)分析和交流分析、功率因數(shù)及其提高方法中的具體應(yīng)用。
（一）利用Multisim10驗(yàn)證疊加定理
疊加定理是電路基礎(chǔ)中一個很重要的定理，其定義為：在任何含有多個獨(dú)立的線性電路中，每一個支路中的電流值或電壓值等于各個電源單獨(dú)作用時，在此支路中所產(chǎn)生的電流值或電壓值的代數(shù)和。以1.1所示電路圖為例，通過理論計算和利用Multisim10仿真來驗(yàn)證此定理求解電壓源、電流源共同作用時通過電阻R3中的電流、電壓及功率。
1.理論計算驗(yàn)證疊加定理。電流源Is開路，電壓源Us單獨(dú)作用時，求得：I″■=■I■=0.5（A）；
U″■=I″■R■=20（V）；P″■=I″■R■=10（W）
電壓源Us短路，電流源Is單獨(dú)作用時，計算得：I■=I′■+I″■=0.8（A）；U■=U′■+U″■=32（V）；P■=I■■R■=25.6（W）；P■≠P′■+P″■
應(yīng)用疊加定理，計算求出：I′■=■=0.3（A）；U′■=I′■R■=12（V）；P′■=I′■R■=3.6（W）
2.仿真軟件驗(yàn)證疊加定理。①打開Multisim10，從Source庫中選取電壓源、電流源、接地端，從Basic元器件庫中分別選取三個電阻R1、R2和R3，再從Indicators Components庫中選取電壓表、電流表、瓦特表并設(shè)置適當(dāng)?shù)膮?shù)，按圖1.2所示連線電路。電壓源US、電流源IS共同作用時，激活仿真軟件后，電流表、電壓表、瓦特表的讀數(shù)分別是0.8A，32.000V，25.6W。②將電流源IS，電壓源US單獨(dú)作用時，運(yùn)行仿真開關(guān)后，電流表、電壓表、瓦特表的讀數(shù)分別為1.3（a，b）圖所示。
即疊加定理不能用于功率的計算，只能用來求解電路中的電流或電壓。講授該定理時，要求學(xué)生不僅要記住它的內(nèi)容，更重要的是能夠靈活地應(yīng)用該定理。在教學(xué)過程中，通過理論計算和利用Multisim10仿真軟件來驗(yàn)證此定理。因此，采用合適的教學(xué)方法，創(chuàng)建直觀的教學(xué)情境，讓學(xué)生更容易理解疊加定理，進(jìn)而熟練應(yīng)用該定理。
（二）網(wǎng)孔電流分析法仿真實(shí)驗(yàn)
仿真電路如圖2.1所示。
理論計算
有網(wǎng)孔電流分析法，可列KVL方程：
80I1-20I2=40
-20I1+60I2-40I3=10
-40I2+80I3=40
聯(lián)立上述方程，解得：
I1=0.786A，I2=1.143A，I3=1.071A
比較仿真分析與理論計算結(jié)果相同。
（三）直流工作點(diǎn)分析和交流分析
直流工作點(diǎn)分析（DC）用于電路靜態(tài)工作點(diǎn)的確定，是其他分析方法的基礎(chǔ)，在仿真分析中，交流電壓源和電感被視為短路；交流電流源和電容被視為開路；交流（AC）電源輸出為零，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。利用Multisim10進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析的步驟：A.在電路工作窗口建立待分析的電路原理圖如圖3.1所示電路。B.執(zhí)行OptionSheet Properties命令，在Circuit選項卡下，選定Net Names中的Show All，把電路中的節(jié)點(diǎn)標(biāo)志顯示到電路圖上。C.執(zhí)行Simulate＼Analysis＼DC Operating Point命令，即打開直流工作點(diǎn)分析對話框，該對話框包括Output、Analysis Option及Summary共三個選項卡。在Output選項卡上，從左側(cè)備選欄已羅列的電路結(jié)點(diǎn)和變量中，選擇需要分析的結(jié)點(diǎn)或變量，通過“Add”按鈕添加到右側(cè)的分析欄中即可，當(dāng)系統(tǒng)自動選中的電路變量不能滿足用戶要求時，可通過“Output”選項卡中的其他選項添加或刪除需要的變量。完成相關(guān)分析設(shè)置后，點(diǎn)擊Simulate按鈕即可進(jìn)行仿真分析，分析結(jié)果由圖形窗口輸出。如圖3.2所示。
交流分析（AC）是一種頻域分析，是對幅頻特性和相頻特性進(jìn)行分析。進(jìn)行交流分析時程序自動將所有直流電源置零，交流信號源、電容及電感等元件用交流模型代替，非線性元器件使用交流小信號模型。無論用戶在電路的輸入端輸入哪一種信號，交流分析時都將自動以正弦波替換，并且以設(shè)定的頻率范圍掃描。
建立如圖3.3所示的RLC串聯(lián)電路，執(zhí)行Simulate/Analyses/AC Analysis命令，設(shè)置交流分析的初始頻率、終止頻率、掃描方式、采樣數(shù)量、選擇輸出波形的縱坐標(biāo)刻度，點(diǎn)擊Reset to default 按鈕，可把所有設(shè)置恢復(fù)為程序默認(rèn)值，用戶也可以自己重新設(shè)置。在Output輸出窗口中，選擇I（l1）為輸出量，點(diǎn)擊Simulate仿真按鈕，可得到如圖3.4所示的交流分析結(jié)果。
（四）提高功率因數(shù)的方法
應(yīng)用Multisim10仿真軟件，對日光燈電路進(jìn)行測試。在電路窗口中放置萬用表、瓦特表，并設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，執(zhí)行仿真開關(guān)后測得該電路的電流為415.623mA，功率為34.563W，功率因數(shù)為0.378。如果想得到功率因數(shù)為0.82左右的日光燈電路，通過理論計算的方法可以得到并聯(lián)電容值的大小。
C=■（tgφ-tgφ′）
=■■-■
=■×■-■
=4.04μF
為得到日光燈電路的功率因數(shù)為0.82，在Multisim10窗口中搭建圖4.1所示的仿真實(shí)驗(yàn)連線圖，執(zhí)行仿真開關(guān)后，不斷調(diào)節(jié)可變電容的容量，將功率表指示的功率因數(shù)值達(dá)到0.82左右，測得并聯(lián)電容后，通過觀察萬用表、瓦特表的讀數(shù)得到為190.806mA，功率為34.54W，功率因數(shù)為0.823，如圖4.2所示，觀察可變電阻的容量仿真結(jié)果與理論計算值一致。
四、結(jié)論
1.借助于Multisim10仿真軟件可實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐同步進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐教學(xué)的一體化，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時加深了理解力，也提高了分析問題的能力。
2.Multisim10仿真軟中擁有一個元器件齊全、設(shè)備精良的實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以根據(jù)需要任意搭接各種電路，接上虛擬實(shí)驗(yàn)儀器和儀表，運(yùn)行仿真就可以測試到精確的數(shù)據(jù)和直觀的波形，使實(shí)驗(yàn)做得既快又準(zhǔn)，從而提高實(shí)驗(yàn)效率。
3.利用Multisim10仿真軟件對電路課程進(jìn)行仿真，并將仿真結(jié)果直接顯示出來，具有形象又直觀的特點(diǎn)，使學(xué)生直觀感受、理解課程知識，并且操作中不消耗實(shí)際的元器件，所需元器件的種類和數(shù)量不受限制。
4.學(xué)生可以利用Multisim10仿真軟件，課前先在計算機(jī)上做仿真實(shí)驗(yàn)，觀察“實(shí)驗(yàn)結(jié)果”。這樣能夠很好地調(diào)動學(xué)生的思維，帶著問題聽老師講解電路原理課程。
5.采用“學(xué)中做，做中學(xué)，教學(xué)做一體化”模式，將虛擬仿真技術(shù)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)合，在動手操作實(shí)踐過程中，全面掌握知識，形成技能。同時，仿真軟件借助計算機(jī)，不受時間地點(diǎn)的限制，特別適合學(xué)生自主學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)過程從被動變?yōu)橹鲃印?/p>
雖然電路仿真軟件有它的種種優(yōu)勢，但從培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識和實(shí)際操作能力角度出發(fā)，仿真件并不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，應(yīng)將仿真教學(xué)和傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互結(jié)合起來，取長補(bǔ)短，充分發(fā)揮各種教學(xué)的優(yōu)勢，讓學(xué)生從中更多地受益。
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Multisim10 Simulation Technology in the Application of "Circuit Basis" Teaching and Practice
WU Ling-min，WANG Wei-na
（Department of Electrical and Mechanical Engineering，Hetao College，Bayannur，Inner Mongolia 015000）
第9篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
關(guān)鍵詞：電力教學(xué)；ETAP；電力系統(tǒng)仿真分析
中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）11-0092-02
隨著電力工業(yè)的發(fā)展，單機(jī)容量和系統(tǒng)容量不斷增大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，如果用人工方法對于龐大電力系統(tǒng)網(wǎng)進(jìn)行分析與計算將十分繁瑣，甚至是難以實(shí)現(xiàn)的。但隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，使得這一切成為可能。電力系統(tǒng)分析軟件，是用數(shù)學(xué)模型和數(shù)值方法對系統(tǒng)的運(yùn)行特性進(jìn)行研究，用來確定規(guī)劃設(shè)計方案，擬定運(yùn)行方式，整定自動裝置的控制參數(shù)，進(jìn)行事故分析和協(xié)助運(yùn)行人員做出正確的決策，還可用于教學(xué)和培訓(xùn)。本文將簡單介紹使用電力系統(tǒng)實(shí)用分析軟件ETAP進(jìn)行電力系統(tǒng)分析教學(xué)方面的一些應(yīng)用及體會。
一、高校電力系統(tǒng)專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀
高等學(xué)校課程主要分為理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)。電力系統(tǒng)專業(yè)因?yàn)樗某橄笮院蛯W(xué)生將來工作崗位安全要求高等特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計環(huán)節(jié)所占的比重越來越高。比較常見的有電機(jī)實(shí)驗(yàn)、高壓實(shí)驗(yàn)、繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)等針對系統(tǒng)中某一設(shè)備的實(shí)驗(yàn)。電力系統(tǒng)專業(yè)所研究的對象是橫跨大江南北的龐大的電力系統(tǒng)，從發(fā)電機(jī)到變壓器，從輸電線路到用戶，從一次系統(tǒng)到二次系統(tǒng)，其中各設(shè)備的聯(lián)系和相互影響非常密切，因此對于電力系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)生來說針對單一設(shè)備的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)不能滿足他們學(xué)習(xí)的需要了。
而建立電力系統(tǒng)物理模擬實(shí)驗(yàn)室耗資巨大，較難實(shí)現(xiàn)普遍應(yīng)用，因此人們把精力轉(zhuǎn)向了數(shù)學(xué)模型實(shí)驗(yàn)。所謂的數(shù)學(xué)模型實(shí)驗(yàn)就是用數(shù)學(xué)的方法建立電力系統(tǒng)各元件模型，模擬系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)或計算系統(tǒng)中某點(diǎn)發(fā)生故障（如短路、跳閘等）后其他地方各電氣參數(shù)（如電壓、電流、相角等）的變化。
電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型實(shí)驗(yàn)在很大程度上可以幫助學(xué)生掌握電力系統(tǒng)理論知識和運(yùn)行特性?，F(xiàn)在國內(nèi)外已經(jīng)有多款成熟的商用電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型實(shí)驗(yàn)軟件，ETAP就是其中的一款。
二、電力系統(tǒng)專業(yè)課中使用商業(yè)軟件的優(yōu)勢
電力系統(tǒng)模擬商業(yè)軟件最初出現(xiàn)在電力系統(tǒng)運(yùn)行、設(shè)計和研究機(jī)構(gòu)。電力系統(tǒng)模擬商業(yè)軟件由有一定電力系統(tǒng)研究實(shí)力的公司開發(fā)，能保證算法的正確性；計算機(jī)的快速性和精確性把廣大從事電力系統(tǒng)工程設(shè)計和研究的人員從繁重枯燥的工作中解脫出來；開發(fā)商業(yè)軟件的電力系統(tǒng)專家把他們多年的研究成果寫入到軟件中，使一般工程技術(shù)人員也能做深入的研究，如暫態(tài)穩(wěn)定性分析。所以越來越多的公司開始使用甚至依賴商業(yè)軟件進(jìn)行電力系統(tǒng)模擬計算。
高等電力院校和電力行業(yè)其他機(jī)構(gòu)不同，它的主要目的是讓學(xué)生掌握好知識，經(jīng)濟(jì)性相對來說排在后面。在電力行業(yè)中，電力院校使用商業(yè)軟件進(jìn)行電力系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)相對來說比較晚。經(jīng)過這些年的教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為在電力高校教學(xué)中使用商業(yè)軟件（以ETAP為例）還是有一定的優(yōu)勢。
1.復(fù)習(xí)課堂知識
用商業(yè)軟件建立電力系統(tǒng)模型需要填入必要的參數(shù)，思考哪些參數(shù)是必須的過程也是一個復(fù)習(xí)課堂知識的過程。例如，建立變壓器模型時回顧下變壓器的模型是一理想變壓器和一阻抗串聯(lián)，而變壓器阻抗的計算公式是，所以可以得知在軟件里必須填入的數(shù)據(jù)有高壓側(cè)額定電壓、低壓側(cè)額定電壓、額定容量、短路電壓百分?jǐn)?shù)。
2.校驗(yàn)課堂知識
為了加深學(xué)生對學(xué)過知識的印象，通過實(shí)驗(yàn)方法來校驗(yàn)理論知識是常用的途徑。由于電力系統(tǒng)的抽象性、龐大性和高安全要求等特點(diǎn)，學(xué)生到實(shí)際現(xiàn)場做實(shí)驗(yàn)可能性不大。有了商業(yè)電力系統(tǒng)模擬軟件在實(shí)驗(yàn)室就可以完成理論知識校驗(yàn)，如校驗(yàn)無功電壓特性、不同類型節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行特性、環(huán)網(wǎng)潮流控制理論等。
3.實(shí)習(xí)系統(tǒng)運(yùn)行
商業(yè)軟件的快速性和精確性可以讓學(xué)生在同樣的課堂時間內(nèi)完成電力系統(tǒng)在多個不同運(yùn)行方式下的模擬實(shí)驗(yàn)，對比不同運(yùn)行方式下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，豐富實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，使學(xué)生更加容易理解電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的含義和掌握任何選擇運(yùn)行方式的知識。
4.進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定研究
電力系統(tǒng)暫態(tài)過程是色極其復(fù)雜的過程，手工分析需要相當(dāng)扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，讓學(xué)生獨(dú)立來做幾乎不可能。有了成熟的電力系統(tǒng)模擬商業(yè)軟件后，學(xué)生可以借助開發(fā)軟件專家的經(jīng)驗(yàn)和知識獨(dú)立完成電力系統(tǒng)暫態(tài)過程的分析，加深他們對暫態(tài)過程的了解。
5.學(xué)習(xí)最新技術(shù)
當(dāng)今社會風(fēng)云變幻，新技術(shù)新產(chǎn)品層出不窮，學(xué)生多學(xué)習(xí)些新技術(shù)、新產(chǎn)品有助于他們更快適應(yīng)現(xiàn)實(shí)工作環(huán)境。
總之，了解并初步學(xué)會使用先進(jìn)的商用電力系統(tǒng)分析軟件，使用其對電力系統(tǒng)實(shí)例進(jìn)行分析，可以使學(xué)生加深和鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容，加深對電力系統(tǒng)物理規(guī)律的認(rèn)識，為今后的學(xué)習(xí)、工作打好基礎(chǔ)。
三、ETAP軟件介紹
ETAP（Electrical Transient Analysis Program）軟件由美國OTI（Operation Technology，Inc）公司開發(fā)，是第一個真正32位Windows環(huán)境下全圖形界面的電力系統(tǒng)仿真分析計算高級應(yīng)用軟件。ETAP采用圖庫一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在界面上圖形化添加、刪除、連接、移動設(shè)備，調(diào)整大小和方向、操作設(shè)備，在圖形界面上輸入各設(shè)備的參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)。這些信息都自動保存到庫里，無須對庫操作。多個負(fù)荷和發(fā)電類型使人們能方便分析各種負(fù)荷狀態(tài)下的電力系統(tǒng)，三維數(shù)據(jù)庫更是讓人們靈活使用不同的設(shè)計方案和運(yùn)行方式，不限個數(shù)的分析案例實(shí)現(xiàn)了在一個工程里完成多個方案分析。ETAP擁有潮流分析、短路計算、電動機(jī)起動計算、諧波分析和暫態(tài)穩(wěn)定分析等20多個功能模塊，所有模塊計算所需要的數(shù)據(jù)保存在一個庫里，對一個工程只要通過模塊切換按鈕就可以做所有的計算，操作便捷。
ETAP在1986年問世，經(jīng)過20多年的發(fā)展已經(jīng)是一款很成熟的電力系統(tǒng)實(shí)用分析軟件。OTI公司擁有大量知名的電力系統(tǒng)專家，他們中很多人在IEC和ANSI等組織中起著積極的作用參與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂。ETAP算法嚴(yán)格遵循相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)，并且密切監(jiān)視這些標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的改動及時修訂算法。ETAP每個新版本之前都要進(jìn)行V&V認(rèn)證，計算結(jié)果經(jīng)手算結(jié)果和現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果雙重校驗(yàn)。每年有數(shù)次由其他單位組織的質(zhì)量評審，保證ETAP質(zhì)量可靠。
ETAP在1999年進(jìn)入中國市場，10多年來深受電氣技術(shù)人員的歡迎，在中國的用戶數(shù)不斷增加。上海電力學(xué)院在2003年引進(jìn)ETAP用于教學(xué)，在2005年建立ETAP電力系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)室。到目前為止，已經(jīng)有約4000人次接受了ETAP電力系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)，教學(xué)效果比較理想。
四、ETAP軟件教學(xué)應(yīng)用實(shí)例
某系統(tǒng)接線圖如圖1。GEN1（Vθ節(jié)點(diǎn)）、GEN2（PV節(jié)點(diǎn)）和GEN3（PV節(jié)點(diǎn)）是三臺發(fā)電機(jī)，通過三臺升壓變和220kV系統(tǒng)相連，母線BusA，BusB，BusC是三條220kV用戶母線，上面掛有負(fù)荷（全是恒功率負(fù)荷）和無功補(bǔ)償裝置。Lump1=125MW+70Mvar，Lump2=35MW+10Mvar，Lump3=90MW+40Mvar，Lump4=100MW+55Mvar，其他設(shè)備參數(shù)見圖中注釋。
1.系統(tǒng)建模
ETAP提供了成型的發(fā)電機(jī)、變壓器、負(fù)荷、并聯(lián)電容器和線路模型，建系統(tǒng)模型時只需要從工具條中添加需要的模型，再根據(jù)接線圖拓?fù)潢P(guān)系把他們連起來，然后填入需要的參數(shù)。
在仿真計算中發(fā)電機(jī)的模型是電壓源和阻抗串聯(lián)，暫態(tài)模擬需要發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電抗、暫態(tài)電抗、直軸電抗、電阻，額定電壓和額定容量；變壓器的模型是理想變壓器和阻抗串聯(lián)，需要變壓器的高低壓側(cè)額定電壓、額定容量、短路電壓百分?jǐn)?shù)、X/R；線路的模型是阻抗加并聯(lián)電容，需要的數(shù)據(jù)是電阻、電抗和電納；負(fù)荷和電容器的模型都是PQ節(jié)點(diǎn)，需要的數(shù)據(jù)是額定電壓和有功、無功容量。
把GEN1設(shè)為平衡節(jié)點(diǎn)，確定它的出口電壓值和無功限制范圍；把GEN2和GEN3設(shè)為電壓控制節(jié)點(diǎn)，確定他們的出口電壓、有功輸出和無功限制范圍。
2.仿真分析
模型搭建后，可以方便地進(jìn)行系統(tǒng)的潮流、短路和暫態(tài)模擬計算?？梢詫Σ煌\(yùn)行方式下潮流結(jié)果進(jìn)行對比，觀察不同設(shè)置對潮流結(jié)果的影響，并分析其原因。
能對不同地點(diǎn)發(fā)生各種短路故障進(jìn)行仿真，分析其短路穩(wěn)態(tài)電流及沖擊電流大小，以及不同負(fù)荷模型在短路計算中的區(qū)別。在短路計算中把電動機(jī)負(fù)荷（或叫旋轉(zhuǎn)負(fù)荷）和照明加熱負(fù)荷（或叫靜止負(fù)荷）分開考慮，前者有短路電流反饋，后者沒有。
可以仿真分析系統(tǒng)受到干擾后的穩(wěn)定性，如發(fā)生短路故障、故障切除、重合閘動作后等不同狀態(tài)下系統(tǒng)的穩(wěn)定性。并能直觀觀察各事件發(fā)生后發(fā)電機(jī)功角、端電壓等參數(shù)隨時間的變化情況，如圖2、圖3所示。
五、ETAP軟件教學(xué)總結(jié)和評價
ETAP軟件是新興的科技產(chǎn)物，能幫助人們解決不少問題，但是它只是個工具，要用好它必須要懂得它的工作原理。所以在教學(xué)生使用ETAP前要求學(xué)生掌握好基本的電力系統(tǒng)分析計算理論，這樣后面的實(shí)驗(yàn)課才能進(jìn)行得順利。
用ETAP軟件做電力系統(tǒng)模擬分析有相當(dāng)大一部分工作是建立系統(tǒng)模型，模型的質(zhì)量直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)分析的成功和失敗。為了保證模型的正確性，建模前先要弄清楚各元件的數(shù)學(xué)模型，并且注意模型中個數(shù)據(jù)的單位。
用ETAP軟件做電力系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只要摁計算按鈕就可以。大量的計算工作由計算機(jī)完成，所以跟傳統(tǒng)的手工計算實(shí)驗(yàn)相比，在相同的實(shí)驗(yàn)時間內(nèi)可以多分配些實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生多了解些電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性。但對原理的透徹理解則更需要加強(qiáng)，否則是照葫蘆畫出了瓢，卻不理解結(jié)果的來龍去脈。除了潮流、短路和暫態(tài)分析等基本功能外，ETAP還有電動機(jī)起動模擬、諧波模擬和保護(hù)設(shè)備動作模擬等模擬功能，全面應(yīng)用這些模擬功能，可以把電力系統(tǒng)各方面特性全面地展現(xiàn)在學(xué)生面前，便于學(xué)生掌握。
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