第一篇：三相GIS母線優(yōu)化設(shè)計論文

1電磁場仿真分析

1.1參數(shù)設(shè)置

本文分析母線導(dǎo)體通入50Hz交流電所產(chǎn)生的磁場情況．在分析的物理幾何模型中有空氣區(qū)、導(dǎo)磁區(qū)、導(dǎo)電區(qū)、永磁區(qū)等一種或多種材料，每一種材料區(qū)都必須輸入相對應(yīng)的材料特性．本文主要考慮磁場強度、電流密度、能量損耗等，故只需給材料區(qū)域定義磁導(dǎo)率及電阻率．各材料區(qū)域?qū)?yīng)的材料號、磁導(dǎo)率及電阻率．格智能劃分工具中能夠自動生成網(wǎng)格，且網(wǎng)格單元尺寸越小，網(wǎng)格劃分越細致，程序運行時間越長．這種方式適用于模型相對小，且各部分網(wǎng)格精確度要求一樣的模型中．本文主要觀察導(dǎo)電桿的電磁場分布等參數(shù)，若采用智能劃分會使不必細致的部位過于細致，使程序運行時間過長，甚至無法運行．因此，使用智能剖分方式和尺寸控制方式劃分網(wǎng)格．首先通過智能剖分將導(dǎo)電桿與其他部分剖分為兩部分，接著使用尺寸控制方式分別設(shè)置兩部分的尺寸，將導(dǎo)電桿的網(wǎng)格劃分單元設(shè)置為1mm，其他部分按照ANSYS默認的網(wǎng)格劃分尺寸進行劃分，從而將導(dǎo)電桿部分劃分密度相對細致，其余部分劃分密度相對粗糙

1.2結(jié)果與分析

母線外殼上有少許電流流過，而導(dǎo)電桿上的電流密度則呈現(xiàn)出不同的分布趨勢，導(dǎo)電桿表面的電流分布較導(dǎo)電桿內(nèi)側(cè)的電流分布略密集一些．單獨分析導(dǎo)電桿上的電流密度分布情況，導(dǎo)電桿電流密度矢量圖．圖中不同顏色表示不同電流密度大小，藍色最小，紅色最大．可以看出，550kV三相GIS母線導(dǎo)電桿上的電流密度在導(dǎo)電桿外側(cè)分布較密集，約為1.67×106A/m2;在導(dǎo)電桿內(nèi)側(cè)電流密度分布較稀疏，最小值約為9.85×105A/m2，說明電流密度分布呈現(xiàn)了集膚效應(yīng)．假設(shè)電流在導(dǎo)電桿上是均勻分布的，則平均電流密度JS=I/S，其中I=2828A，S=π(0．042－0．032)m2，理論計算結(jié)果為1．29×107A/m2．與仿真結(jié)果對比可以得出導(dǎo)電桿外側(cè)電流密度大于平均電流密度，而導(dǎo)電桿內(nèi)側(cè)電流密度小于平均電流密度，同樣說明電流密度分布呈現(xiàn)了集膚效應(yīng)，這與理論相符合．

2溫度場分析

2.1結(jié)果與分析

研究實體模型的溫升狀況，只需要觀察溫度分布效果，因此只需查看模型的溫度分布效果圖．首先將環(huán)境溫度設(shè)置為恒定溫度20℃，且設(shè)置空氣外表面作為絕熱邊界20℃，得到整體溫度分布均勻分布的熱量使整體溫度呈現(xiàn)對稱的分布，且溫度集中分布在導(dǎo)電桿周圍．主要原因是導(dǎo)電桿是電流分布最集中的部位，因此產(chǎn)生的熱量較多，散熱也較慢，而殼體與周圍電流分布較稀疏，所以溫度不是很高．整體最高溫度約為92℃，則溫升為72℃，符合行業(yè)內(nèi)規(guī)定的溫升要求(＜115℃)．導(dǎo)電桿內(nèi)側(cè)溫度比外側(cè)略微高1～2℃左右．主要原因是由于母線運行在三相對稱電流情況下時，電流密度呈現(xiàn)集膚效應(yīng)，從而使溫度分布也遵循一樣的分布規(guī)律，即電流密度大的區(qū)域溫度較高，電流密度小的區(qū)域溫度較低．為了進一步證明集膚效應(yīng)對溫度分布的影響，單獨分析550kV三相GIS母線殼體的溫度分布，殼體溫度靠近導(dǎo)電桿部位溫度較高，且整體溫度呈現(xiàn)兩頭向中部逐漸變低的現(xiàn)象．造成該現(xiàn)象的主要原因是由于流過導(dǎo)電桿的電流的的集膚效應(yīng)使靠近導(dǎo)電桿的殼體部位溫度受到較大影響，從而導(dǎo)致靠近導(dǎo)電桿部位溫度較高

2.2電磁場與溫度場分析對比

根據(jù)電磁場仿真結(jié)果可以看出，電流的集膚效應(yīng)導(dǎo)致導(dǎo)體內(nèi)部電流分布不均勻，電流靠近導(dǎo)體表面流動且電流密度集中在導(dǎo)體的外表面上．此外，電流密度的分布呈現(xiàn)左右對稱．由此設(shè)想550kV三相GIS母線整體的溫度分布應(yīng)該是左右對稱結(jié)構(gòu)．但是垂直結(jié)構(gòu)上由于受到重力加速度及氣體熱運動的影響，會使熱空氣上升而冷空氣下降，導(dǎo)致下部散熱快上部散熱慢，從而使母線結(jié)構(gòu)上部溫度比下部溫度高．當(dāng)然導(dǎo)電桿仍然會由于集膚效應(yīng)的影響，而使外側(cè)溫度略高于內(nèi)側(cè)溫度，但是B相導(dǎo)電桿的溫度會比A、C相略高，從而使殼體最高溫度對應(yīng)于B相位置．為了驗證仿真結(jié)果與分析，對550kV三相GIS母線進行了溫升試驗．在環(huán)境溫度下，用調(diào)壓變壓器和大電流變壓器組成試驗回路，給三相GIS母線供給所需的工作電流，并使用銅—康銅熱電偶溫度測試法測量母線模塊的溫度．在分別通入2000A，2200A的電流時，測量母線模塊不同位置的溫度變化．試驗表明，在環(huán)境溫度為20℃時，A相溫升為59.7℃，B相溫升為58.7℃，C相為62.3℃，B相導(dǎo)電桿的溫度比A、C相低，與仿真結(jié)果有一定的差異．通過將仿真結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)進行對比分析，可以看出兩者存在一定的誤差．造成該誤差的原因，首先是在仿真分析中，將環(huán)境溫度設(shè)置在恒定溫度20℃，而在試驗中環(huán)境溫度并不會一直穩(wěn)定在20℃;其次是在做溫度場仿真分析時，沒有考慮風(fēng)速對溫度的影響，從而使仿真結(jié)果比試驗所測溫升略高．但是仿真結(jié)果中導(dǎo)電桿的溫度分布規(guī)律及整體的溫度范圍與溫度場分析理論上相符合，說明使用ANSYS有限元分析軟件對550kV三相GIS母線進行溫度場分析是有效的．

3優(yōu)化設(shè)計

影響550kV三相GIS母線溫升的因素有許多，比如導(dǎo)電桿的橫截面積、封閉母線的金屬外殼厚度都會對母線的散熱造成一定的影響，母線的材質(zhì)會影響母線的電阻值，進而影響溫升．以母線外殼厚度作為優(yōu)化參數(shù)．在尺寸設(shè)置中選擇母線外殼厚度作為分析對象，添加優(yōu)化模塊，設(shè)置待優(yōu)化的參數(shù)和優(yōu)化范圍，得出優(yōu)化結(jié)果，當(dāng)母線外殼外徑為0.258m(即外殼厚度為8mm)時，導(dǎo)電桿的溫度為87.57℃，而當(dāng)外殼厚度大于8mm(即外殼外徑大于0.258m)時，導(dǎo)電桿溫度有所上升，當(dāng)外殼厚度小于8mm(即外殼外徑小于0.258m)的時，導(dǎo)電桿的溫度有所減少．以導(dǎo)電桿橫截面積作為優(yōu)化參數(shù)，隨著導(dǎo)電桿的半徑增加，導(dǎo)電桿的溫升逐漸降低．根據(jù)Ｒ=l/s，增大導(dǎo)電桿半徑，即增大導(dǎo)電桿的橫截面積，降低了母線電阻值，加大自然對流換熱空間，使得大電流流過母線的時候的發(fā)熱減少，加快其散熱，因此母線溫升也就隨之減少．母線整體溫度場（銅合金）Fig.6Overalltemperaturefieldofthebus(copperalloy)可以看出母線的溫升有了明顯的降低．銅的電阻率比鋁小，用銅材料制作母線，因其電阻較鋁制的小，根據(jù)發(fā)熱公式P=I2Ｒ可以知道，其發(fā)熱損耗也將比鋁制母線的發(fā)熱損耗?。?/p>

4結(jié)論

1)基于電磁學(xué)理論，建立550kV三相GIS母線三維電磁場有限元模型，施加對稱三相電流，進行求解分析電流密度．結(jié)果表明，550kV三相GIS母線的電流密度分布呈現(xiàn)明顯的集膚效應(yīng)．

2)根據(jù)熱力學(xué)理論，建立550kV三相GIS母線三維穩(wěn)態(tài)有限元模型，施加平均分布的能量，求解觀察溫度分布．結(jié)果表明，平均分布的能量使母線導(dǎo)電桿溫度內(nèi)側(cè)比外側(cè)略高2℃．殼體上靠近導(dǎo)電桿部位溫度較高．

3)分別對母線的外殼厚度，母線截面積以及母線材料進行優(yōu)化，得出最優(yōu)結(jié)果，為三相GIS母線的優(yōu)化設(shè)計提供了新思。

第二篇：01基于GIS城市公交線網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計

前言

1.相關(guān)概念（論文中將涉及到得主要概念）

1.1地理信息系統(tǒng)，是一種決策支持系統(tǒng)，它具有信息系統(tǒng)的各種特點。地理信息系統(tǒng)可以為決策者提供相關(guān)的、多源的、多類型的、多尺度的空間信息，具有數(shù)據(jù)采集、存儲和管理、空間數(shù)據(jù)分析、空間信息推導(dǎo)、結(jié)果可視化表達和輔助決策的功能。中的地理要素按照坐標(biāo)系統(tǒng)進行空間定位，使具有時序性、多維性、區(qū)域性特征的空間要素能夠進行復(fù)合和分解，將隱含信息進行顯示表達，支持空間問題的處理與決策。地理信息系統(tǒng)是描述、存儲、分析和輸出空間信息的理論和方法的一門交叉學(xué)科。從技術(shù)角度講，地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計算機技術(shù)系統(tǒng)。

1.2空間數(shù)據(jù)庫，是一種應(yīng)用于地理空間數(shù)據(jù)處理與信息分析領(lǐng)域的具有工程性質(zhì)的數(shù)據(jù)庫，它所管理的對象主要是地理空間數(shù)據(jù)。在的應(yīng)用軟件中，具有地理特性的信息是分層管理和存儲的，利用層的概念來存儲、管理、分析不同的地物，并把不同層的地物相互疊加，進行顯示和分析。每一圖層放有特征相同或相近的地理對象，并且有一個數(shù)據(jù)庫表與之對應(yīng)，圖層中每一對象與數(shù)據(jù)庫表中的一條記錄相對應(yīng)，這種關(guān)系是一一對應(yīng)且是唯一的。在本文中，我們把需要研究的公交區(qū)域劃分為個大層，分別是交通小區(qū)層、城市道路網(wǎng)絡(luò)層、步行網(wǎng)絡(luò)層、公交線路層和公交站點層。在每個圖層中的地物不僅具有屬性特征，更具有空間特征。將空間特征與屬性信息相關(guān)聯(lián)生成公交

空間數(shù)據(jù)庫。公交空間數(shù)據(jù)庫的建立，可以對公交信息進行查詢，顯示，檢索和分析，是進行公交線網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)。

2.研究進展（主要從時間序列敘述該研究的進展）

2.1國外研究進展

第一階段是從二戰(zhàn)后到60年代初，主要采用人工定線法，這種方法又分為兩種形式一種是自然演變法，隨著城市規(guī)模的擴大，公交線路的布設(shè)依據(jù)居民的反應(yīng)和公交公司的觀察另一種是權(quán)威定線法戶法，公交線網(wǎng)的布設(shè)通過權(quán)威結(jié)構(gòu)的評分或者專家的知識和經(jīng)驗來確定。

第二階段是從60年代到80年代，首次將乘客的舒適程度和出行時間作為公交網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃的指標(biāo)，同時建立了相應(yīng)的公交線網(wǎng)優(yōu)化模型。

第三階段是從80年代至今，這一時期是公交線網(wǎng)的繁榮時期，計算機技術(shù)的普遍應(yīng)用，使得線網(wǎng)規(guī)劃研究與計算機技術(shù)相結(jié)合。

2.2國內(nèi)研究進展

國內(nèi)關(guān)于公共交通規(guī)劃研究起步較晚，其研究是從上世紀(jì)八十年代開始的。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城市化進程的加快，以及公交優(yōu)先的政策的提出，公共交通規(guī)劃和公交線網(wǎng)的優(yōu)化的研究受到政府和專家的重視，發(fā)展較快。早期的代表主要有楊兆升等提出了在公交網(wǎng)絡(luò)總長一定的條件下，將公交分配到出行路徑上，得到公交客運量最小的方案。張啟人等人以長沙市公交線網(wǎng)優(yōu)化為研究對象，提出了以直達公交乘客量最大為目標(biāo)，以線路重復(fù)系數(shù)、線路長度等為優(yōu)化約束

條件的公交線網(wǎng)優(yōu)化模型。劉清等人提出了基于人工智能的廣義算法，以乘客總交通時間、客流直達率為目標(biāo)，確立目標(biāo)估計函數(shù)，采用啟發(fā)式搜索技術(shù)，從每對端點搜索出滿足條件的備選路線，以此為基礎(chǔ)按二進制理論優(yōu)化組合成優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)。張國伍等人考慮了公交線網(wǎng)的特性，采用了擴展算法，提出了多條公交線網(wǎng)最短路徑算法。

3.主要研究方法（敘述該研究的主要方法及方法的適應(yīng)性：范圍、時間性、數(shù)據(jù)的可獲得程度，精確性）

本研究通過應(yīng)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)為主要研究工具，分析居民出行特點，建立公交線網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，研究基于的公交需求模型，提出一種在GIS環(huán)境下的公交線網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計方法；本研究以為主要研究工具，研究城市公交線網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計問題，屬于不同學(xué)科的交叉領(lǐng)域。通過實地調(diào)查濟南市目前的公共交通狀況和特點、道路交通基礎(chǔ)設(shè)施情況和客流分布的情況，提出目前存在的主要問題，并且給出相關(guān)對策。

①公交基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集：公交基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可分為四大類公交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、公交客流數(shù)據(jù)、公交行車數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)。

②數(shù)字地圖的獲?。褐苯荧@取方式包括直接從同一城市的相關(guān)規(guī)劃成果中獲取數(shù)字地圖和直接從國家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫中獲取該城市的數(shù)字地圖，間接獲取方式包括數(shù)字化地圖、數(shù)字化地形圖、解析遙感數(shù)據(jù)等方式

4.展望（該方面的研究將有哪些方面的可深入的方向）

GIS技術(shù)具有強大的空間分析功能，利用技術(shù)能提高公交線網(wǎng)

優(yōu)化的水平，但要使基于的GIS公交線網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計得到推廣和應(yīng)用，以下問題有待進一步解決：

①基于GIS的公交實體數(shù)據(jù)模型沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，有待于進一步研究。

②基于GIS的公交需求預(yù)測模型還沒有完善，需要開發(fā)適用于技術(shù)的公交需求預(yù)測模型，進一步提高公交線網(wǎng)優(yōu)化的水平。

③許多城市的不同部門都建立了相應(yīng)的系統(tǒng)，但數(shù)據(jù)資源并不共享，造成了數(shù)據(jù)資源開發(fā)和管理的浪費，政府部門專門的技術(shù)力量，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享。

5.總結(jié)

建立數(shù)字化的城市道路網(wǎng)是進行公交線網(wǎng)優(yōu)化的基礎(chǔ)。

公交線網(wǎng)優(yōu)化的目標(biāo)：公交線網(wǎng)優(yōu)化的目標(biāo)可以概括為兩個方面一方面是提高公交運營的效率，為更多的乘客服務(wù)，使公交系統(tǒng)收益提高另一方面是降低公交運營成本，使公交運營費用降低。

公交線網(wǎng)的優(yōu)化方法較多，但各種優(yōu)化方法均有其優(yōu)缺點，一種被廣泛接受的公交線網(wǎng)優(yōu)化實用方法還有待進一步研究。城市公交線網(wǎng)優(yōu)化布局時，大部分?jǐn)?shù)據(jù)信息都同空間地理位置密切相關(guān)，且需要考慮眾多的因素，各項關(guān)鍵技術(shù)的決策過程也大多同空間地理位置相關(guān)。例如公交線網(wǎng)布設(shè)、公交站點設(shè)置、人口分布、交通小區(qū)劃分等與空間位置密切相關(guān)的信息。隨著規(guī)劃優(yōu)化工作的進行，作為中間結(jié)果或優(yōu)化成果的新的數(shù)據(jù)會不斷產(chǎn)生，數(shù)據(jù)、圖紙的種類和數(shù)量會不斷增加，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理模式會更加困難。交通規(guī)劃人員很難綜合、定量地考慮各個空間因素的影響，不能夠?qū)臻g關(guān)系進行分析和有效的決策，需要引入一種能夠進行空間分析決策的技術(shù)。技術(shù)的發(fā)展注重于對空間決策的支持，的空間分析與決策功能是其區(qū)別于其他信息系統(tǒng)的重要特征。在這種情況下，在城市公交線網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計中引入技術(shù)成為一種必然。而且在我國城市相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用，為技術(shù)在公共交通中的應(yīng)用提供了較好的數(shù)據(jù)支持。在我國相當(dāng)一部分城市中是，為加強城市規(guī)劃管理工作的需要，技術(shù)在城市規(guī)劃部門都有一些應(yīng)用。在公交線網(wǎng)優(yōu)化中采用，為利用城市規(guī)劃、市政管理等部門的基礎(chǔ)設(shè)施資料提供了技術(shù)上的可行性。

發(fā)達國家廣泛應(yīng)用技術(shù)于公共交通的規(guī)劃與管理中。洛杉磯都市交通委員會研究建立了企業(yè)級的公交系統(tǒng)，服務(wù)于交通規(guī)劃、運營計劃、運營管理以及效益評價。加拿大艾伯塔省的卡爾加里市也在建立企業(yè)級的系統(tǒng)。美聯(lián)邦公共交通管理局還專門發(fā)布了《適用于公共交通規(guī)劃和管理的應(yīng)用系統(tǒng)國家規(guī)范》，通過規(guī)范公交數(shù)據(jù)，以推動技術(shù)在公共交通中的應(yīng)用。

從國內(nèi)的發(fā)展需求和國外的發(fā)展趨勢可以看出，需要盡快研究適合我國的基于的公交基礎(chǔ)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，使更好的應(yīng)用于公共交通中。

第三篇：磨床工作臺三相異步電動機控制設(shè)計論文

摘要

PLC在三相異步電動機控制中的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的繼電器控制相比具有速度快，可靠性高，靈活性強，功能完善等優(yōu)點。長期以來，PLC始終處于自動化領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用，它能夠為自動化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。本文設(shè)計了2個三相異步電動機的PLC控制磨床電路，分別是三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制和兩臺電動機順序起動聯(lián)鎖控制，與傳統(tǒng)的繼電器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、靈活性強等優(yōu)點，可作為工業(yè)電機的自動控制電路。

在生產(chǎn)過程中,科學(xué)研究和其它產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中,電氣控制技術(shù)應(yīng)用十分廣泛,在機械設(shè)備的控制中,電氣控制也比其它的控制方法使用的更為普遍。

長期以來，PLC始終處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用，它能夠為自動化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)，企業(yè)對自動化的需要。進入20世紀(jì)80年代，由于計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，極大地推動了PLC的發(fā)展，使得PLC的功能日益增強，目前，在先進國家中，PLC已成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，應(yīng)用面幾乎覆蓋了所有工業(yè)，企業(yè)。由于PLC綜合了計算機和自動化技術(shù)，所以它發(fā)展日新月異，大大超過其出現(xiàn)時的技術(shù)水平，它不但可以很容易的完成邏輯，順序，定時，計數(shù)，數(shù)字運算，數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化控制。特別是超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展以及信息，網(wǎng)絡(luò)時代的到來，擴展了PLC的功能，使它具有很強的聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而更廣泛的運用于眾多行業(yè)。

第一章 磨床的簡介

1.1 磨床的發(fā)展史

磨床英文名稱：grinding machine 定義：用磨具或磨料加工工件各種表面的機床。所屬學(xué)科：機械工程（一級學(xué)科）；切削加工工藝與設(shè)備（二級學(xué)科）；金屬切削機床-各種金屬切削機床（三級學(xué)科）

十八世紀(jì)30年代，為了適應(yīng)鐘表、自行車、縫紉機和槍械等零件淬硬后的加工，英國、德國和美國分別研制出使用天然磨料砂輪的磨床。這些磨床是在當(dāng)時現(xiàn)成的機床如車床、刨床等上面加裝磨頭改制而成的，它們結(jié)構(gòu)簡單，剛度低，磨削時易產(chǎn)生振動，要求操作工人要有很高的技藝才能磨出精密的工件。

1876年在巴黎博覽會展出的美國布朗-夏普公司制造的萬能外圓磨床，是首次具有現(xiàn)代磨床基本特征的機械。它的工件頭架和尾座安裝在往復(fù)移動的工作臺上，箱形床身提高了機床剛度，并帶有內(nèi)圓磨削附件。1883年，這家公司制成磨頭裝在立柱上、工作臺作往復(fù)移動的平面磨床。

1900年前后，人造磨料的發(fā)展和液壓傳動的應(yīng)用，對磨床的發(fā)展有很大的推動作用。隨著近代工業(yè)特別是汽車工業(yè)的發(fā)展，各種不同類型的磨床相繼問世。例如20世紀(jì)初，先后研制出加工氣缸體的行星內(nèi)圓磨床、曲軸磨床、凸輪軸磨床和帶電磁吸盤的活塞環(huán)磨床等。

自動測量裝置于1908年開始應(yīng)用到磨床上。到了1920年前后，無心磨床、雙端面磨床、軋輥磨床、導(dǎo)軌磨床，珩磨機和超精加工機床等相繼制成使用；50年代又出現(xiàn)了可作鏡面磨削的高精度外圓磨床；60年代末又出現(xiàn)了砂輪線速度達60～80米/秒的高速磨床和大切深、緩進給磨削平面磨床；70年代，采用微處理機的數(shù)字控制和適應(yīng)控制等技術(shù)在磨床上得到了廣泛的應(yīng)用。

1.2 磨床的分類

隨著高精度、高硬度機械零件數(shù)量的增加，以及精密鑄造和精密鍛造工藝的發(fā)展，磨床的性能、品種和產(chǎn)量都在不斷的提高和增長。下面介紹幾種常見的磨床工作臺：

(1)外圓磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圓柱形和圓錐形外

表面的磨床。

(2)內(nèi)圓磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圓柱形和圓錐形內(nèi)表面的磨床。

(3)座標(biāo)磨床：具有精密座標(biāo)定位裝置的內(nèi)圓磨床。

(4)無心磨床：工件采用無心夾持，一般支承在導(dǎo)輪和托架之間，由導(dǎo)輪驅(qū)動工件旋轉(zhuǎn)，主要用于磨削圓柱形表面的磨床。

(5)平面磨床：主要用于磨削工件平面的磨床。

(6)砂帶磨床：用快速運動的砂帶進行磨削的磨床。

(7)珩磨機：用于珩磨工件各種表面的磨床。

(8)研磨機：用于研磨工件平面或圓柱形內(nèi)，外表面的磨床。

(9)導(dǎo)軌磨床：主要用于磨削機床導(dǎo)軌面的磨床。

(10)工具磨床：用于磨削工具的磨床。

(11)多用磨床：用于磨削圓柱、圓錐形內(nèi)、外表面或平面，并能用隨動裝置及附件磨削多種工件的磨床。

(12)專用磨床：從事對某類零件進行磨削的專用機床。按其加工對象又可分為：花鍵軸磨床、曲軸磨床、凸輪磨床、齒輪磨床、螺紋磨床、曲線磨床等。

第二章 磨床工作臺電機基礎(chǔ)

1.1 三相異步電機的啟動方式

三相異步電動機接通電源，使電機的轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)到轉(zhuǎn)子以一定速度穩(wěn)定運行的過程稱為電動機的起動過程。起動方法有以下兩種：

1.直接起動 直接起動又稱為全壓起動，起動時，將電機的額定電壓通過刀開關(guān)或接觸器直接接到電動機的定子繞組上進行起動。直接起動最簡單，不需附加的起動設(shè)備，起動時間短。只要電網(wǎng)容量允許，應(yīng)盡量采用直接起動。但這種起動方法起動電流大，一般只允許小功率的三相異步電動機進行直接起動；對大功率的三相異步電動機，應(yīng)采取降壓起動，以限制起動電流。

2.降壓起動 通過起動設(shè)備將電機的額定電壓降低后加到電動機的定子

繞組上，以限制電機的起動電流，待電機的轉(zhuǎn)速上升到穩(wěn)定值時，再使定子繞組承受全壓，從而使電機在額定電壓下穩(wěn)定運行，這種起動方法稱為降壓起動。

1.2 磨床工作臺M1電動機的星-△方式降壓啟動

圖1 Y-△降壓起動控制線路

圖1是一個星-△降壓起動控制線路，起動時，電源開關(guān)QS閉合，控制電路先使得KM2閉合，電機星形起動，定子繞組由于采用了星形結(jié)構(gòu)，其每相繞阻上承受的電壓比正常接法時下降了。當(dāng)電機轉(zhuǎn)速上升到穩(wěn)定值時，控制電路再控制KM1閉合，于是定子繞組換成三角形接法，電機開始穩(wěn)定運行。定子繞組每相阻抗為|Z|，電源電壓為U1，則采用△連接直接起動時的線電流為

采用Y連接降壓起動時，每相繞組的線電流為

則

（A）

由式（A）可以看出，采用Y-△降壓起動時，起動電流比直接起動時下降了1/3。電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，由于電源電壓下降了，所以起動轉(zhuǎn)矩也減小了1/3。

以上分析表明，這種起動方法確實使電動機的起動電流減小了，但起動轉(zhuǎn)矩也下降了，因此，這種起動方法是以犧牲起動轉(zhuǎn)矩來減小起動電流的，只適用于允許輕載或空載起動的場合。

(2)自耦變壓器降壓起動 這種起動方法是指起動時，定子繞組接三相自耦變壓器的低壓輸出端，起動完畢后，切掉自耦變壓器并將定子繞組直接接上三相交流電源，使電動機在額定電壓下穩(wěn)定運行。

1.3 磨床工作臺電動機的正反轉(zhuǎn)

1.31 正反轉(zhuǎn)的工作原理

 在生產(chǎn)過程中,往往要求電動機能夠?qū)崿F(xiàn)正反兩個方向的轉(zhuǎn)動,如起重機吊鉤的上升與下降,機床工作臺的前進與后退等等。由電動機原理可知，只要把電動機的三相電源進線中的任意兩相對調(diào)，就可改變電動機的轉(zhuǎn)向。因此正反轉(zhuǎn)控制電路實質(zhì)上是兩個方向相反的單相運行電路，為了避免誤動作引起電源相間短路，必須在這兩個相反方向的單向運行電路中加設(shè)必要的互鎖。按照電動機可逆運行操作順序的不同，就有了“正-停-反”和“正-反-?！眱煞N控制電路。

下面，將為大家介紹磨床工作臺的正反轉(zhuǎn)控制電路及順序啟動電路

圖2 磨床工作臺主電路

電氣圖符號對照： FU——熔斷器 FR——熱繼電器 KM——接觸器 QS——隔離開關(guān) L——線路 KT——時間繼電器 SB——按鈕開關(guān)

圖3電機轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)及順序啟動聯(lián)鎖控制電路

線路分析如下：

一、M1星-△方式降壓啟動

1、合上電源開關(guān)QS接通三相電源。

2、按下啟動按鈕SB1，KM1、KM2得電吸合，電動機星形啟動，同時KT1也得電，經(jīng)延時后時間繼電器KT1常閉觸頭打開，使得KM2斷電，常開觸頭閉合，使得得電閉合并自鎖，電動機由星形切換成三角形正常運行。

3、此電路接法只能單向旋轉(zhuǎn)。

4、按SB4停止電機運行

二、M2可正反轉(zhuǎn)，并在M1啟動5S后，M2才能起動

1、合上電源開關(guān)QS接通三相電源。

2、按下啟動按鈕SB1，M1正常運行的同時時間繼電器線圈KT2得電，經(jīng)延

時5秒后時間繼電器常開觸頭KT2閉合，KM4通電吸合并自鎖，主觸頭閉合接通電動機M2，電動機這時的相序是L1、L2、L3，即正向運行。

3、按下反向啟動按鈕SB5，KM5通電吸合并通過輔助觸點自鎖，常開主觸頭閉合換接了電動機三相的電源相序，這時電動機的相序是L3、L2、L1，即反向運行。

三、M2能單獨啟，停

1、合上電源開關(guān)QS接通三相電源。

2、按下啟動按鈕SB4，線圈KM4得電，KM4輔助觸頭（常開）閉合自鎖，主觸頭接通電機M2，這時M2正向運行；按下SB5可更改M2的運轉(zhuǎn)方向。在M1,M2都在正常運行的時候，可以通過按下按鈕SB6切斷M2的電源，使其停止，而M1仍能正常運行。

四、當(dāng)M2反轉(zhuǎn)時，M1會自動停止

1、合上電源開關(guān)QS接通電源。

2、按下啟動按鈕SB1，M1、M2皆正常運轉(zhuǎn)，這時M2是正向運行。按下反向啟動按鈕SB5，線圈SB5得電，輔助常開觸頭閉合，M2反向運轉(zhuǎn)，同時SB5輔助常閉觸頭斷開，KM1斷電，KM1主觸頭斷開，電機M1自動停止運轉(zhuǎn)

五、相應(yīng)的短路、過載保護

當(dāng)電路發(fā)生短路或過載時，電流變大，溫度升高，這時熔斷器FU會熔斷或者使熱繼電器動作，從而保護電機。

結(jié)論

XXX：

這次的課程設(shè)計雖然時間緊任務(wù)重，但是讓我學(xué)到了不少知識。從開始不知如何動手去做，一次次翻書，一次次網(wǎng)上查找資料，從同學(xué)的幫助及本組成員的共同努力下，找到了一點點門路，畫起了草圖。開始很不理想，通過反復(fù)琢磨，一次又一次修改電路圖中發(fā)現(xiàn)的錯處。在緊迫的時間內(nèi)，放棄一切娛樂活動，堅持了下來，在要求的時間內(nèi)，終于設(shè)計了出來。可是，我們沒有專門的用來畫電路圖的軟件，只能夠自己想辦法用機械CAD制圖軟件畫圖并加以修改，最終把我們題目所要求的電路圖給畫了出來。另外，經(jīng)過這次課程設(shè)計，我學(xué)會了團結(jié)同學(xué)，我感受到了團體力量的強大，這次設(shè)計的完成，使我深切的感受到了學(xué)習(xí)和實踐的樂趣，對我以后的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了積極的推動作用。

XXX：

話說“三個臭皮匠賽過個諸葛亮”，這個磨床工作臺是由我們小組成員集思廣益的成果，非常感謝小組成員的積極配合。我們根據(jù)要求先初步確定其主要兩個簡單電路—星三角啟動電路和正反轉(zhuǎn)電路，再經(jīng)過巧妙地組合改進就完成了電路的設(shè)計。經(jīng)實驗證明，這電路是符合設(shè)計要求的。接下來，我們分工合作，逐步完成了電路繪制和論文的編寫。第一次自己設(shè)計電路和諧論文，大家都沒經(jīng)驗，完全靠自己平時所學(xué)來完成任務(wù)是比較困難的，所以我們還參考了許多資料。

這次的電路設(shè)計，讓我鞏固了課堂上學(xué)的書本知識，更加強了動手實踐能力。由于時間緊迫，有些地方還不是很好，我們要學(xué)的還有很多，只有不斷地學(xué)習(xí)和不斷地實踐，才能夠進步，才能有更完美的設(shè)計。接下來的時間必須得認真學(xué)習(xí)，從明天起，做一個幸福的人，學(xué)習(xí)，畫圖，研究電路。從明天起，關(guān)心PLC和電氣控制。我有一個磨床工作臺，面朝大海，春暖花開。

XXX：

經(jīng)過兩個星期的艱苦奮斗，我們小組終于把電路設(shè)計出來了。一開始，我們經(jīng)過了反復(fù)的討論，分工合作，一步一步地干起來。其中，當(dāng)然經(jīng)歷了數(shù)次失敗，我們失落到幾乎放棄，最終還是堅持了下來。我想說下這次電路設(shè)計遇到的問題，畫圖并不簡單，而且挺難的，不像抄畫一樣，這次需要經(jīng)過自己思考，不斷琢磨，絞盡了腦汁??另外，要用outcad軟件畫出來，雖然我們學(xué)過，在我們組里也不乏高手，但還是費了不少心思，才把圖畫出來。在此，要特別感謝我們可愛的小組成員。

經(jīng)過這次的電路設(shè)計，我更加掌握了解了電路圖，明白了許多電路原理，得到了工作經(jīng)驗，收獲不少。我更加深刻的認識到，工作經(jīng)驗?zāi)茏屇愀由钊朊靼滓ぷ鞯氖虑榈脑颍麓尉湍芨酶斓赝瓿?，所以，我也學(xué)會了，對待工作的態(tài)度，以后都要認真地去學(xué)習(xí)、工作。

XXX：

當(dāng)時聽到老師布置下來的作業(yè)時，看著這個磨床設(shè)計，我們是毫無頭緒??！對于這么幾句話的題目，我們都束手無策，不知道該從何著手，不知道該從哪里做起。但是作業(yè)還是要完成的啊，這是沒辦法的，我們只能按照常規(guī)的辦法，學(xué)著老師教的：先畫主電路圖，再慢慢畫輔助電路圖。經(jīng)過我們的努力，主電路畫好了。后來我們絞盡腦汁的設(shè)計輔助電路的畫法，我們從一個要求一個要求的設(shè)計最后把他們綜合起來，這才算我們的電路圖有了初步的雛形。在經(jīng)過我們一次又一次的測試，一次有一次的修改，然后一次又一次的失敗，終于讓我們的電路圖完成了。它雖然不是最完美的，也不是最好的，但是最起碼的一點是他能夠工作，并且能符合題目給出的要求。它集齊了我們幾個人兩個多星期的心血在里面。這是我門第一次設(shè)計電路圖，在我們的努力下它出現(xiàn)了讓我們有了成就感。相信接下來我們會做得更好，更完美。

致謝

時光如梭，轉(zhuǎn)眼之間大二第一學(xué)期的PLC課程學(xué)習(xí)在這次磨床工作臺控制電路設(shè)計后將畫上圓滿的句號。在這一個學(xué)期中，PLC指導(dǎo)老師XXX和班里的同學(xué)對我們的學(xué)習(xí)給予了很大的支持和幫助，我們不僅體會到了學(xué)習(xí)的樂趣，而且也感受到了集體給我的關(guān)懷，在此謹(jǐn)對各位表示衷心的感謝。

在本次設(shè)計中，我們不僅受到指導(dǎo)老師的學(xué)風(fēng)，師德的熏陶，而且他的關(guān)懷和教誨，將成為我永遠的精神動力，并相信這在我的人生中將會受益匪淺，同時也使自己的理論學(xué)習(xí)和實際聯(lián)系得更加緊密。也更加端正了自己的工作作風(fēng)和學(xué)習(xí)態(tài)度，以及工作中的持之以恒的精神。

另外，我們所在的小組在設(shè)計期間，其他的組同學(xué)也給了我們很多的幫助，在此也向他們表達我們?nèi)M組員真誠的謝意。

第四篇：三相異步電動機論文,doc.deflate

三相異步電動機維修及故障排除

XXX（學(xué)號：XXXXXXXX）

（XXXX學(xué)院XXX系XXX，內(nèi)蒙古 呼和浩特（010022））

指導(dǎo)教師：XXX 摘要：

介紹三相異步電動機的結(jié)構(gòu)特點及損壞情況，根據(jù)近幾年在三相異步電動機檢修中的經(jīng)驗，總結(jié)出三相異步電動機的檢修方法及在試運轉(zhuǎn)試驗中常見的幾種故障及排除方法。

關(guān)鍵詞：三相異步電動機；檢修；定子繞組；單相運行的原因

概況

經(jīng)過摸索，不斷總結(jié)經(jīng)驗，目前為止三相異步電動機的檢修質(zhì)量和判斷故障點的速度都得到了很大的提高，得到了廣大客戶的認可。三相異步電動機又叫感應(yīng)電動機，它是一種結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、使用和維護方便、運行可靠的電動機，它主要是：由定子和轉(zhuǎn)子組成。目前絕大多數(shù)動力設(shè)備，如機床、起重設(shè)備、運輸機械、鼓風(fēng)機、各種泵類以及日常生活中的電扇、醫(yī)療設(shè)備等裝置中廣泛應(yīng)用。三相異步電動機要定期檢修，方能保證可靠運行。它的檢修有一般維修，也有恢復(fù)性大修。隨著使用年限的增長，使用數(shù)量的增多，損壞情況也不斷增加，恢復(fù)性大修數(shù)量也逐年上升。結(jié)構(gòu)特點及損壞情況

三相異步電動機是由固定部分—定子和轉(zhuǎn)動部分—轉(zhuǎn)子組成的，定子與轉(zhuǎn)子之間留有相對運動所必須的空氣隙。定子是電動機的靜止部分，主要由定子鐵心、定子繞組和機座等部件組成。定子鐵心它作為電動機的磁路，一般由0.35～0.5mm的硅鋼片疊壓而成，鋼片的表面涂有絕緣漆，內(nèi)圓表面沖有均勻分布的槽，槽內(nèi)嵌放定子繞組。定子繞組的作用是通入三相交流電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。通常繞組是用高強度漆包線繞制成各種型式的線圈，嵌入定子槽內(nèi)。機座是固定定子鐵心和定子繞組，并以兩個端蓋支承轉(zhuǎn)子，同時起到保護整個電動機和發(fā)散電動機運行中所產(chǎn)生熱量的作用。轉(zhuǎn)子是電動機的旋轉(zhuǎn)部分，主要由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸、端蓋等部件組成。轉(zhuǎn)子鐵心它作為電動機的磁路是由0.35～0.5mm的硅鋼片疊壓而成，固定在轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)子表面沖有均勻分布的槽，槽內(nèi)嵌放轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子繞組用以切割定子磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電流，并在旋轉(zhuǎn)磁場作用下使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)軸用以傳遞轉(zhuǎn)矩，支撐轉(zhuǎn)子的重量，一般由鋼及合金經(jīng)過機械加工而成。端蓋一般為鑄鐵件裝在機座的兩側(cè)，起支撐轉(zhuǎn)子的作用。三相異步電動機主要有下面幾種損壞情況。

1.1滾動軸承安裝不正確造或潤滑脂不合適，造成軸和軸承發(fā)生磨擦，使軸磨損嚴(yán)重而損壞。

1.2定子繞組損壞。主要原因是電機過載、匝間、相間、短路、對地擊穿等造成定子繞組損壞。

2三相電動機的定期檢修

為了避免和減少三相異步電動機突然損壞事故，三相異步電動機需要定期保養(yǎng)和檢修。如遇有電動機過熱和定子繞組絕緣太低時，須

緣的材料。75kW以下的定子繞組更換大多采用B級絕緣。漆包線，槽絕緣、槽楔、絕緣套管、引接線及浸漬漆等均需采用B級絕緣的材料。電機更換繞組的原則是：按原樣修復(fù)，尤其是線圈匝數(shù)不可隨意變動，匝數(shù)變化將明顯影響電機的主要性能，線徑則只要接近原總面積即可，繞組形式、線圈跨距也不要變動。

2.3總裝和檢查性試驗。在完成定、轉(zhuǎn)子的修理后，備好合格的軸承、軸套、密封圈等即可進行總裝。裝配完成后用手轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)動應(yīng)均勻、靈活，轉(zhuǎn)子應(yīng)有一定的軸向竄動量，其竄動量應(yīng)在檢修標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)：完成總裝后再檢查一下直流電阻和絕緣電阻等，認為電氣性能正常后，將三相異步電動機做耐壓實驗，最后進行試運轉(zhuǎn)觀察其電流、轉(zhuǎn)速、振動等有無異常。三相異步電動機的恢復(fù)性大修

繞組損壞的三相異步電動機，需進行恢復(fù)性大修。損壞情況一般是定子繞組發(fā)生對地、相間擊穿，線圈匝間短路，過載而造成繞組燒毀。均需更換定子線圈。定子繞組更換75kW以上的定子繞組更換大電動機的容kW/0.50.75/12/27.5/1015/2040/50·75/100180/200250/正常氣隙:m m/0.25/0.30/0.35/0.40/0.50/0.65/0.80/1.00//增大的氣隙/m m/0.40/0.50/0.65/0.65/0.80/1.00/1.25/1.50//正常氣隙:m m/0.30/0.35/0.50/0.65/0.80/1.00/1.25/1.50//增大的氣隙:m m/0.50/0.50/0.80/1.00/1.25/1.50/1.75。電動機單相運行產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施

保持輕載電流不變，第三相電流約增加1.2倍左右。//所以角型接線的電動機在單相運行時，其線電流和相電流不但隨斷線處的不同發(fā)生變化，而且還根據(jù)負載不同發(fā)生變化。//綜上所述，造成電動機單相運行的原因無非是以下的幾種原因造成的：

（1）環(huán)境惡劣或某種原因造成一相電源斷相。

（2）保險非正常性熔斷。

（3）啟動設(shè)備及導(dǎo)線、觸頭燒傷或損壞、松動，接觸不良，選擇不當(dāng)?shù)仍斐呻娫磾嘁幌唷?/p>

（4）電動機定子繞組一相斷路。

（5）新電機本身故障。

（6）啟動設(shè)備本身故障。

5其他常見的電機故障及排除方法

（1）通電后電動機不能轉(zhuǎn)動，但無異響，也無異味和冒煙。則檢電源回路開關(guān)，熔絲、接線盒處是否有斷點，如有則進行修復(fù)。

（2）通電后電動機不轉(zhuǎn)，然后熔絲燒斷則說明可能缺一相電源或子繞組相間短路、定子繞組接地、定子繞組接線錯誤等原因。然后一一排除這些故障。首先檢查刀閘是否有一相未合好，電源回路是耐壓機、匝間試驗儀、電橋逐一排除查找出故障點。

光陰似箭，歲月如梭，不知不覺我即將走完大學(xué)生涯，回想這一路走來的日子，父母的疼愛關(guān)心，老師的悉心教誨，朋友的支持幫助一直陪伴著我，讓我漸漸長大，慢慢走向成熟。首先，我要衷心感謝一直以來給予我無私幫助和關(guān)愛的老師們，特別是我的導(dǎo)師XXX老師和班主任以及教過我的各位老師。謝謝你們這三年以來對我的關(guān)心和照顧，從你們身上，我學(xué)會了如何學(xué)習(xí)，如何工作，如何做人。再次，我還要認真地謝謝我身邊所有的朋友和同學(xué)，謝謝你們，你們對我的關(guān)心幫助和支持是我不斷前進的動力之一，我的大學(xué)生活因為有你們而更加精彩。最后，我要感謝我的父母及家人，沒有人比你們更愛我，你們對我的關(guān)愛讓我深深感受到了生活的美好，謝謝你們一直以來給予我的理解、鼓勵和支持，你們是我不斷取得進步的永恒動力。

XX系

20XX年X月X日

第五篇：GIS項目設(shè)計與開發(fā)課程教學(xué)方法優(yōu)化探索

GIS項目設(shè)計與開發(fā)課程教學(xué)方法優(yōu)化探索

摘 要：針對GIS專業(yè)GIS項目設(shè)計與開發(fā)課程教學(xué)存在的問題，從課程特點、社會需求、學(xué)生素質(zhì)提升等方面出發(fā)，對課程教學(xué)方法進行了優(yōu)化探索，為專業(yè)建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：GIS項目設(shè)計與開發(fā)；教學(xué)方法；專業(yè)實踐

中圖分類號 G642.0 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）14-178-02

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）是一門集計算機科學(xué)、測繪科學(xué)、地理學(xué)、遙感科學(xué)、信息科學(xué)等多學(xué)科技術(shù)為一體的新興學(xué)科[1-2]。隨著國家各級部門信息化進程的發(fā)展及國內(nèi)從事GIS工程開發(fā)的企事業(yè)單位的發(fā)展壯大，整個社會對GIS專業(yè)的專門人才的需求量也迅速增加[3]。GIS項目設(shè)計與開發(fā)是GIS專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生從事GIS應(yīng)用工程的分析和設(shè)計的能力[4]，知識內(nèi)容涉及眾多學(xué)科領(lǐng)域，是一門理論教學(xué)與實踐環(huán)節(jié)緊密結(jié)合的課程。該門課程教學(xué)質(zhì)量的好壞將直接影響學(xué)生日后從事GIS項目開發(fā)、設(shè)計的能力和水平[5]，從而在很大程度上決定了畢業(yè)生的就業(yè)率以及用人單位對學(xué)校畢業(yè)生水平的評價。由于該門課程實踐性強，許多沒有豐富GIS項目開發(fā)經(jīng)驗的教師很難深入地剖析課程的核心內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生無法從課堂獲取所需知識，從而嚴(yán)重影響了課程教學(xué)效果。針對這種情況，筆者從教學(xué)內(nèi)容選取與組織、實驗教學(xué)環(huán)節(jié)安排、GIS競賽組織、科研創(chuàng)新訓(xùn)練等方面進行了初步探討，以期能夠提高教學(xué)效果。GIS項目設(shè)計與開發(fā)課程特點

GIS項目的開發(fā)模式經(jīng)歷了獨立開發(fā)、宿主型二次開發(fā)、基于GIS組件的二次開發(fā)、WebGIS開發(fā)等方式，目前WebGIS開發(fā)方法正成為GIS開發(fā)的主流方法。WebGIS是Internet技術(shù)應(yīng)用于GIS開發(fā)過程的產(chǎn)物，它是基于網(wǎng)絡(luò)的客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，Internet是客戶端和服務(wù)器之間信息交換的橋梁，用戶和服務(wù)器可以分布在不同的地點和不同的計算機平臺上。目前主流的WebGIS平臺包括ARCIMS、MapGIS IMS、SuperMap IS、TopMap World、MapXtreme等國內(nèi)外成熟產(chǎn)品。WebGIS以其跨平臺、靈活、可擴展等優(yōu)點深得GIS開發(fā)人員的青睞，眾多高校GIS專業(yè)教師也因此開始在GIS項目設(shè)計與開發(fā)課程中講授WebGIS的開發(fā)方法與流程。

與其它課程相比，GIS項目設(shè)計與開發(fā)有著自身的特點，主要包括以下3個方面：（1）綜合性強。該課程為多學(xué)科交叉課程，課程內(nèi)容涵蓋地理學(xué)、地圖學(xué)、工程學(xué)、數(shù)據(jù)庫、測繪科學(xué)等眾多方面。這就要求課程主講教師具備相關(guān)的學(xué)科背景知識，且該課程應(yīng)有一定數(shù)量的先修課程以助于學(xué)生更好地掌握本門課程的內(nèi)容。（2）理論與實踐結(jié)合緊密。與其它課程不同，該課程的理論教學(xué)與實踐環(huán)節(jié)必須環(huán)環(huán)緊扣、相輔相成，不可獨立進行，理論教學(xué)內(nèi)容作為實踐環(huán)節(jié)的理論指導(dǎo)，實踐環(huán)節(jié)則作為理解與鞏固理論內(nèi)容的手段。缺乏理論指導(dǎo)的實踐環(huán)節(jié)，會使學(xué)生知其然而不知其所以然；未經(jīng)實踐環(huán)節(jié)鞏固的理論知識，會使學(xué)生覺得枯燥乏味、難以理解。（3）方法與工具更新速度快。GIS項目設(shè)計與開發(fā)涉及多種平臺、體系結(jié)構(gòu)、開發(fā)語言、開發(fā)工具等因素，且這些因素種類繁多、日新月異。因此，該課程的教學(xué)內(nèi)容必須緊跟市場需求變化的步伐，不斷地將相關(guān)前沿內(nèi)容融入到課程教案之中，這不僅要求教師能夠時刻掌握學(xué)科前沿知識，也要求課程教案經(jīng)常更新，時刻與行業(yè)最新研究進展接軌。課程教學(xué)方法優(yōu)化探索

2.1 引入實際案例教學(xué) GIS工程涉及許多的方法理論，如軟件過程模型包括瀑布模型、演化模型、增量模型等8種模型，教師授課時若單純地講授理論知識，則學(xué)生很難區(qū)分不同概念之間的區(qū)別，容易混淆，且易產(chǎn)生枯燥乏味的感覺。為了避免這一情況的出現(xiàn)，教師在講授該類型的知識時，應(yīng)創(chuàng)造條件引入實際案例，結(jié)合案例講解相關(guān)內(nèi)容，通過將復(fù)雜抽象的知識轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗笊鷦拥膶嵗?，可以加深學(xué)生對理論知識的理解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興

趣，最終收獲事半功倍的效果。

教師在進行案例選取時應(yīng)優(yōu)先考慮自己熟悉并具有豐富項目經(jīng)驗的案例類型，一方面可以確保在教學(xué)過程中能做到游刃有余、收放自如；另一方面可以將該案例貫穿課程的始終。筆者在教學(xué)過程中，以親身參與的某煤礦3D GIS分析與管理系統(tǒng)項目為例，在問題定義、需求分析、可行性分析、總體設(shè)計、詳細設(shè)計、編碼、測試、維護等階段均以該案例為參照進行講解，使學(xué)生對GIS項目設(shè)計與開發(fā)的全過程有了一個整體的了解。如在講解GIS系統(tǒng)功能模塊設(shè)計時，以煤礦3D GIS分析與管理系統(tǒng)為例講述功能模塊的劃分原則及常用方式，使采用不同的劃分方法所產(chǎn)生不同結(jié)果之間的區(qū)別一目了然，加深了學(xué)生對該部分內(nèi)容的掌握程度，極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

在案例選擇時，教師還應(yīng)考慮所選案例的時效性，即所選的案例應(yīng)為當(dāng)前實際生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的類型。通過對案例的分解學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅可以掌握課程大綱劃定的知識，還可以提前熟悉該類型項目的設(shè)計流程與開發(fā)方法，為將來的就業(yè)打下基礎(chǔ)。引導(dǎo)學(xué)生參與案例討論，并指導(dǎo)他們以程序員、UI工程師、軟件設(shè)計師的角色來分析問題并探討解決方案，可以為學(xué)生今后從事軟件工程師的工作打下基礎(chǔ)。

2.2 實踐內(nèi)容做到與時俱進 許多從事GIS軟件開發(fā)的人員都有個共同的觀點：學(xué)校課堂上講授的知識在參加工作以后派不上用場。筆者通過與部分GIS軟件工程師交流得知這種現(xiàn)象并不是個例，甚至有很多軟件工程師們當(dāng)初并不是從學(xué)校畢業(yè)后就直接進入工作崗位的，而是通過參加各類計算機培訓(xùn)機構(gòu)之后才在如今的單位謀得一席之位。由此可見，高校的GIS教學(xué)方式到了必須改變的時候了。各類培訓(xùn)機構(gòu)之所以能培訓(xùn)出符合社會需求的人才，究其原因，是它們能夠?qū)崟r掌握行業(yè)的發(fā)展動態(tài)，了解哪些專業(yè)內(nèi)容是符合當(dāng)今行業(yè)需求。因此，高校GIS專業(yè)在進行課程實踐環(huán)節(jié)教學(xué)時，應(yīng)實現(xiàn)實踐內(nèi)容的與時俱進。例如，10a前ComGIS開發(fā)是個熱門的技術(shù)，高校在課程實踐環(huán)節(jié)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)ComGIS的開發(fā)方式是值得推崇的，很多學(xué)生畢業(yè)后也繼續(xù)從事著ComGIS的研發(fā)工作；然而，10a后的今天，ComGIS已經(jīng)是一個過時的技術(shù)，取而代之的是WebGIS、3D GIS、VR GIS等新技術(shù)。如果今天的高校GIS專業(yè)教師仍然只講授ComGIS開發(fā)，由于很多企事業(yè)單位已經(jīng)沒有ComGIS開發(fā)的崗位，學(xué)生畢業(yè)后就會面臨擇業(yè)難的問題，則難免發(fā)出“學(xué)無所用”的感嘆。筆者如今在指導(dǎo)學(xué)生進行GIS項目設(shè)計與開發(fā)課程實踐時，把ComGIS作為一個基本內(nèi)容進行介紹之后，將更多地時間用來教會他們使用FLEX Builder+ArcGIS Server、JavaScript+ArcGIS Server、Visual C#+ARCIMS、3ds Max+Unity3d+Visual C#等主流GIS項目開發(fā)方法，以及對SQL Server 2008、Oracle等主流數(shù)據(jù)庫的操作方法。此外，還向?qū)W生介紹了以Android、IOS等平臺為代表的移動GIS產(chǎn)品的研發(fā)思路。

2.3 組織學(xué)生參加各類GIS競賽 目前，隨著GIS行業(yè)的蓬勃發(fā)展，各類面向高校學(xué)生的GIS大賽也如雨后春筍般涌現(xiàn)出來，且受到了各相關(guān)院校、廣大教師的重視以及學(xué)生的歡迎[6]。目前，影響力較大的GIS大賽包括“SuperMap杯全國高校GIS大賽”、“ESRI杯中國大學(xué)生GIS軟件開發(fā)大賽”、“中地數(shù)碼杯全國高校學(xué)生MAPGIS二次開發(fā)大賽”等，參賽人數(shù)逐年遞增，作品形式逐漸豐富。與一般的課程作業(yè)不同，GIS開發(fā)大賽不僅要求學(xué)生具備扎實的理論知識，還要求學(xué)生具有對知識的綜合應(yīng)用、創(chuàng)新、團隊協(xié)作等能力，而這些恰恰是學(xué)生今后進入職場所必備的技能。結(jié)語

現(xiàn)今IT產(chǎn)業(yè)鏈中，地理信息技術(shù)（GIS）產(chǎn)業(yè)已成為強勁的生產(chǎn)力，正日益受到業(yè)界的深度關(guān)注和熱切追捧，美國更將GIS、納米技術(shù)、生物技術(shù)列為當(dāng)今社會最具發(fā)展?jié)摿Φ娜蠹夹g(shù)領(lǐng)域。目前，我國GIS技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國土、城建、交通、能源、環(huán)保、航天航空、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、教育衛(wèi)生、公共事務(wù)處理、國防、外交和政府決策的諸多行業(yè)和領(lǐng)域，并且應(yīng)用深度上不斷進行了研究探索，未來凡是與地理信息空間有關(guān)的社會、經(jīng)濟和人們生存、生活的 98%領(lǐng)域都將會應(yīng)用到GIS技術(shù)。

參考文獻

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