發(fā)布時(shí)間：2023-03-21 17:06:37
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的汽車機(jī)電論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
汽車發(fā)展的歷史表明，上個(gè)世紀(jì)前三十年曾經(jīng)興盛一時(shí)的電動(dòng)汽車與燃油汽車的市場地位發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，燃油汽車后來居上成為歐美發(fā)達(dá)國家千萬家庭的寵兒，電動(dòng)汽車則淪為在特定封閉區(qū)域使用的專用工具。導(dǎo)致這一逆轉(zhuǎn)的原因與當(dāng)今電動(dòng)汽車遇到的困難并無二致。近百年來，電動(dòng)汽車技術(shù)雖然在電池、電機(jī)、電控等各個(gè)方面都有長足的發(fā)展，其根本技術(shù)架構(gòu)卻無大的改變。在此期間燃油汽車不僅自身技術(shù)日臻完美，與其相配套的道路、停車場、加油站等服務(wù)設(shè)施也日益完備。今日，正像“汽車社會(huì)”、“汽車文化”等學(xué)術(shù)用語所蘊(yùn)含的那樣，汽車（主要是燃油汽車）不僅已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)的生活必需品，也被賦予了豐富的文化內(nèi)涵。在此背景下如果無視電動(dòng)汽車現(xiàn)存的諸多不便，奢望人們放棄燃油汽車改用電動(dòng)汽車就等于要他放棄原有的生活習(xí)慣和價(jià)值觀念，無異于讓人棄用智能手機(jī)改用固定電話，讓人棄液晶電視而改用黑白電視，其難度可想而知。因此，在發(fā)展電動(dòng)汽車已經(jīng)確立為國家戰(zhàn)略的當(dāng)下，重新謀定發(fā)展路線和發(fā)展策略應(yīng)該成為當(dāng)務(wù)之急。在我國這樣一個(gè)汽車普及率不及美國的十分之一、三分之二的新車出售給初次購車者的發(fā)展中大國，電動(dòng)汽車或許只有面向家庭的首輛車，也就是說能滿足跨區(qū)域遠(yuǎn)程行駛需求才有出路。既然源于十九世紀(jì)的現(xiàn)行電動(dòng)汽車技術(shù)架構(gòu)無法滿足這種需求，何不回到原點(diǎn)從零開始進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，創(chuàng)造一個(gè)新的技術(shù)體系。
二、新技術(shù)體系探討
在續(xù)航里程短、充電時(shí)間長這兩個(gè)妨礙電動(dòng)汽車遠(yuǎn)程行駛的關(guān)鍵障礙中，續(xù)航里程雖然受電池技術(shù)制約難以比肩燃油汽車，但續(xù)航150公里～200公里還不難實(shí)現(xiàn)。這個(gè)距離相當(dāng)于在高速公路上駛過三四個(gè)服務(wù)區(qū)或大多數(shù)人日常行駛兩三天的路程，只要電力耗盡時(shí)快速得到供給，駕駛電動(dòng)汽車500公里一日往返、1000公里朝發(fā)夕至亦非難事。如此，快速電力供給就成為問題的焦點(diǎn)。既然沿用先開發(fā)出電動(dòng)汽車而后為其配套電力供給體系的傳統(tǒng)發(fā)展策略不能解決問題，那么運(yùn)用一下逆向思維，先規(guī)劃一個(gè)滿足需求且容易實(shí)現(xiàn)的電力供給體系，然后再開發(fā)適應(yīng)這一電力供給體系的電動(dòng)汽車會(huì)怎樣。出現(xiàn)總理所講的“顛覆性技術(shù)”也未可知。說到快速電力供給，首先需要界定電力供給的快與慢。多年來，人們已經(jīng)習(xí)慣于燃油汽車加油所需的數(shù)分鐘時(shí)間，電動(dòng)汽車的快速電力供給采用這一標(biāo)準(zhǔn)順理成章。從物理學(xué)原理來看，現(xiàn)存的三種電動(dòng)汽車電力供給方式中，快速充電相對(duì)來講接近這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)但也需數(shù)倍于加油耗時(shí)的30分鐘（80%），普通充電所需的數(shù)小時(shí)可說是天壤之別，只有換電方式符合標(biāo)準(zhǔn)。有報(bào)道說特斯拉換電站一分半鐘可以完成一次換電操作。自從曾經(jīng)的明星換電運(yùn)營商BetterPlace破產(chǎn)以來，支持換電的觀點(diǎn)似乎已經(jīng)銷聲匿跡。但是，既然特斯拉又開始換電了，事情看來尚存回旋余地。多數(shù)專家認(rèn)為BetterPlace的換電方式一是換電站建設(shè)運(yùn)營成本高，二是電池不能在多種車型間通用，使其最終走向破產(chǎn)。BetterPlace的失敗說明它的換電方案和商業(yè)模式行不通，但是如果據(jù)此斷定換電方式行不通特斯拉首先不會(huì)認(rèn)同。達(dá)成一個(gè)既定目標(biāo)從來都不止有一種方法，能否成功在于能否尋找到技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合算的解決方案，將問題簡單化的最有效手段莫過于“分解”。例如古代印刷書籍采用雕版印刷技術(shù)，一頁印版雕成書頁的內(nèi)容布局、字的形狀、大小無法更改，一部書的雕版需要具有高超技藝的雕刻工匠耗費(fèi)大量時(shí)日，因而書籍昂貴?；钭钟∷⒓夹g(shù)普及之后，一套字?？梢苑磸?fù)用來鑄造鉛字，而后隨意排成印版，字模和鉛字的通用性保證了印刷成本的低廉。如果說快速電力供給是電動(dòng)汽車的必然選擇，BetterPlace失敗的主要原因是沒有實(shí)現(xiàn)電池通用化，而將雕版上的字符分解為一個(gè)個(gè)鉛字可以破解通用化難題，那么何不嘗試一下將電動(dòng)汽車的大箱電池組分解，代之以多個(gè)（比如說十個(gè)2kWh的）參照電動(dòng)自行車鋰電池標(biāo)準(zhǔn)的小箱電池。以小箱電池為基礎(chǔ)可以構(gòu)建一個(gè)簡單的快速電力供給體系。只要電池體積和重量都適合人力搬動(dòng)，而且借用電動(dòng)自行車鋰電池適合快速裝拆的安裝結(jié)構(gòu)，換電作業(yè)就可以采用純?nèi)斯し绞?。從人工換電出發(fā)，繼而將換電站的充電功能剝離出去，剩下的數(shù)個(gè)收納電池的專用周轉(zhuǎn)貨架和兩三個(gè)操作人員就能構(gòu)成一個(gè)典型的簡約換電站。接下來要做的是，將從各個(gè)換電站剝離出來的充電服務(wù)匯集到一個(gè)大型的儲(chǔ)能電站，充分利用夜間電網(wǎng)的低谷電力為電池充電。最后用貨運(yùn)車輛在換電站與儲(chǔ)能電站之間往返穿梭，為各個(gè)換電站運(yùn)來充滿的電池并帶走放空的電池。在這樣一個(gè)類似WI-FI無線局域網(wǎng)架構(gòu)的電力供給體系中，如果說換電站好比WI-FI熱點(diǎn)、儲(chǔ)能電站好比無線路由器、貨運(yùn)車輛好比無線電波，一個(gè)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電池好比“無線電波”所攜帶的數(shù)字信號(hào)，那么電動(dòng)汽車就相當(dāng)于移動(dòng)終端?？梢灶A(yù)見，流通的商品從電轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)電池、消費(fèi)者支付滿電電池和空電電池之間的差價(jià)，上述電力供給體系各個(gè)利益相關(guān)方都能獲得顯而易見的經(jīng)濟(jì)收益。第一個(gè)受益者是電動(dòng)汽車的購買者，不為電池付費(fèi)卻可以盡情享用別人提供的電，自然也就無需關(guān)心電池的價(jià)格壽命幾何。電池制造者則不再因百來個(gè)“雞肋”般的訂單而苦惱，可以日復(fù)一日地生產(chǎn)同樣的電池。電動(dòng)汽車制造者不再為選用多大的電池而殫精竭慮，可以按自己的喜好靈活設(shè)計(jì)續(xù)航里程，只需考慮如何將所需個(gè)數(shù)的電池塞進(jìn)車?yán)?。城市的管理者不必再為從哪里擠出充換電站的建設(shè)用地、為如何壓迫小區(qū)物業(yè)放行充電樁安裝、為可能到來的配電網(wǎng)增容改造而苦惱，只需將電動(dòng)汽車的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)交給電力供給體系的運(yùn)營者就萬事大吉。電力供給體系的運(yùn)營者的收益則更大。先是從“先有雞還是先有蛋”的無休止口水官司中脫身，不說“雞”也不說“蛋”，轉(zhuǎn)而建造一個(gè)相當(dāng)于自然界中“野生原雞”進(jìn)化地位的儲(chǔ)能電站，先收獲著電網(wǎng)峰谷電價(jià)差的利益，隨著電動(dòng)汽車擁有量的增加逐步轉(zhuǎn)身為充電工廠，等到流通中標(biāo)準(zhǔn)電池壽命期來臨梯級(jí)利用自然而然地發(fā)生，充電工廠再一次轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)能電站。其次電力供給體系運(yùn)營者不必?zé)罁Q電站如何“建”只需籌劃“擱”在哪里，只要能騰出幾十平米的場地，加油站、公共停車場、居民小區(qū)、工廠商場都可以加入換電站的行列。
不僅如此，這些換電站的數(shù)量、換電站的地點(diǎn)和容量可以隨時(shí)根據(jù)形勢的發(fā)展任意調(diào)整。長遠(yuǎn)看，不僅這樣的儲(chǔ)能電站很容易與風(fēng)力光伏電站相融合，如果將標(biāo)準(zhǔn)電池看作一個(gè)大的“充電寶”其應(yīng)用領(lǐng)域甚至可以涵蓋日常生活、生產(chǎn)的方方面面。有了電力供給體系和適合人工換電的小箱標(biāo)準(zhǔn)電池，接下來的課題就是能否將這些標(biāo)準(zhǔn)電池用于電動(dòng)汽車的電源系統(tǒng)。其關(guān)鍵在于處理好三個(gè)問題：一是電池的安裝位置，二是電池固定可靠便于快速更換安裝結(jié)構(gòu)，三是電池與電機(jī)之間的電氣連接關(guān)系。對(duì)于采用一個(gè)大箱電池的電動(dòng)汽車而言，考慮到車內(nèi)空間和車輛重心、軸荷，其安裝位置大多利用座椅下的空間安裝在車輛下部中間位置。當(dāng)采用多數(shù)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電池時(shí)，安裝位置不僅可以在前后座椅下面還可以在引擎?zhèn)}或者行李箱的邊角處分布安裝，設(shè)計(jì)者的選擇自由度大大提高。若說電池安裝結(jié)構(gòu)，QB/T4428-2012《電動(dòng)自行車用鋰離子電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》所定電池外殼滑槽及配對(duì)的安裝滑道是現(xiàn)成可用的，既安裝可靠又方便插拔。至于電池與電機(jī)間的電氣連接關(guān)系則需要多些文字加以說明。電動(dòng)汽車以數(shù)個(gè)小箱標(biāo)準(zhǔn)電池為電源，除去上面所述種種以外還可為解決高電壓觸電風(fēng)險(xiǎn)、簡化整車電池管理系統(tǒng)、簡化電池?zé)峁芾淼入姵叵嚓P(guān)問題創(chuàng)造機(jī)會(huì)。通常的電動(dòng)汽車為在限制過大電流的條件下保證驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率，單個(gè)大箱電池的工作電壓多在300V以上。將電壓分解給十個(gè)小箱標(biāo)準(zhǔn)電池，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電池的電壓就低于40V，處于安全電壓范圍內(nèi)。如果不將這些電池串聯(lián)一起而是分別經(jīng)逆變器接入驅(qū)動(dòng)電機(jī)，高電壓的弊端就可以徹底根除。驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以相應(yīng)地將定子繞組分解為十個(gè)分繞組，工作時(shí)各個(gè)分繞組產(chǎn)生的磁通勢相疊加與原繞組相當(dāng)。各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電池分別接入驅(qū)動(dòng)電機(jī)還可以帶來一個(gè)好處，電池均衡的對(duì)象不再是整個(gè)電源系統(tǒng)而轉(zhuǎn)化為各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電池，所涉單體電池?cái)?shù)量僅為整體電池的十分之一。更有意義的是，十個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電池分別經(jīng)逆變器接入具有十個(gè)分繞組的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其功效相當(dāng)于用十個(gè)小電機(jī)共同承擔(dān)電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)。從理論上講可以分別控制每個(gè)分繞組參與或者不參與驅(qū)動(dòng)，利于電動(dòng)汽車應(yīng)對(duì)多種復(fù)雜工況。尤其是在電動(dòng)汽車起步或者加速時(shí)確保全部分繞組參與驅(qū)動(dòng)抑制大電流沖擊，巡航行駛時(shí)控制各個(gè)分繞組逐次停歇方便相應(yīng)的小電池散熱，當(dāng)某個(gè)分繞組或者為其供電的標(biāo)準(zhǔn)電池發(fā)生故障時(shí)其余分繞組繼續(xù)工作就能避免電動(dòng)汽車突然失速。
三、總結(jié)
智能交通系統(tǒng)（IntelligentTransportSystem,簡稱ITS），通過建立起一種包括信息技術(shù)、電子控制技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)以及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的集成智能系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于交通運(yùn)輸管理體系中，從而實(shí)現(xiàn)全面、科學(xué)、實(shí)時(shí)、高效地對(duì)交通運(yùn)輸進(jìn)行綜合管理的目的。利用ITS系統(tǒng)能夠?qū)π腥?、道路及車輛進(jìn)行綜合管理和統(tǒng)一指揮，實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸管理的規(guī)范化與統(tǒng)一化，對(duì)交通安全問題的控制具有很大的促進(jìn)作用，使得行駛車輛的事故率得到控制并在一定程度上提高了交通安全系數(shù)。
2汽車電子監(jiān)測關(guān)鍵性技術(shù)分析
在智能交通系統(tǒng)中主要汽車電子技術(shù)、傳感器及監(jiān)測系統(tǒng)三各部分作用于汽車電子監(jiān)測，下面對(duì)前兩項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行簡要分析：
2.1汽車電子技術(shù)
隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)水平的提高，真空管、集成電路、晶體管等技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了計(jì)算機(jī)信息技術(shù)電子裝置的發(fā)展進(jìn)程并擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。電子技術(shù)在汽車中的應(yīng)用也逐漸受到了國內(nèi)外汽車行業(yè)的重視，自動(dòng)優(yōu)化控制技術(shù)、機(jī)電一體耦合技術(shù)以及電子技術(shù)等綜合交叉使得小系統(tǒng)商品的發(fā)展已逐漸專業(yè)化和成熟化。
2.2傳感器
傳感器即轉(zhuǎn)換器，通過以轉(zhuǎn)換行駛車輛電子設(shè)備之外信號(hào)的方式能夠有效實(shí)現(xiàn)將非電量轉(zhuǎn)化為電量并進(jìn)行監(jiān)測的目的，最終使得電能形態(tài)被轉(zhuǎn)換。由于傳感器具有獲取電子設(shè)備外信息的功能并實(shí)現(xiàn)對(duì)行駛車輛安全性能的監(jiān)測，其作為汽車電子監(jiān)測的關(guān)鍵性技術(shù)使得汽車能夠?qū)崿F(xiàn)電子化、自動(dòng)化及高檔化。通過利用傳感器的優(yōu)勢從設(shè)計(jì)角度出發(fā)，對(duì)汽車行駛過程中的參數(shù)進(jìn)行控制監(jiān)測，能夠有效降低汽車燃耗及安全故障的發(fā)生率。同時(shí)將傳感器與微電腦信息處理功能相結(jié)合使其在汽車電子監(jiān)測技術(shù)中具有關(guān)鍵性的作用。傳感器設(shè)置的數(shù)量一般都會(huì)以汽車的整體設(shè)計(jì)情況、軟硬件的配置以及機(jī)械結(jié)構(gòu)的差異為依據(jù)，在其尺寸、形成及價(jià)格等方面進(jìn)行調(diào)整。傳感器的使用通常會(huì)受到較為嚴(yán)格的要求，由于汽車在行駛中需要適應(yīng)各種環(huán)境條件，環(huán)境溫度的變化、路面狀況及異常氣候等因素都會(huì)使汽車受到溫度變化的考驗(yàn)，因此傳感器的設(shè)計(jì)必須達(dá)到抗震、溫度耐受性、耐水及抗電磁干擾等要求。
3在ITS系統(tǒng)中對(duì)汽車電子監(jiān)測技術(shù)的設(shè)計(jì)
電子數(shù)據(jù)的采集方案設(shè)計(jì)作為ITS系統(tǒng)中汽車電子監(jiān)測技術(shù)的設(shè)計(jì)首先需要考慮的問題，通常會(huì)以ITS系統(tǒng)的功能為前提對(duì)數(shù)據(jù)采集的時(shí)間間隔進(jìn)行合理設(shè)置，并對(duì)相關(guān)信號(hào)獲取的設(shè)備對(duì)象信息進(jìn)行采集，從而保證數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，這一方式即程序輪詢式數(shù)據(jù)采集。此外，還需采取必要手段對(duì)采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行相關(guān)處理，從而保證系統(tǒng)能夠及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理以及信號(hào)來源設(shè)備的級(jí)別。例如，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)優(yōu)先對(duì)汽車的安全系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。汽車電子監(jiān)測系統(tǒng)以車載嵌入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為主要實(shí)現(xiàn)方式，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證整體系統(tǒng)的可靠性、實(shí)時(shí)性與靈活性。監(jiān)測系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集、處理及信息傳輸與執(zhí)行三個(gè)模塊，并以下圖所示的具體流程進(jìn)行工作。其中數(shù)據(jù)采集模塊是通過集合紅外線、傳感器、超聲波、攝像機(jī)及激光雷達(dá)等技術(shù)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車行駛中的路面情況進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)能夠?qū)τ行旭偮肪€發(fā)生變化等因素造成的異常及故障問題進(jìn)行快速反映，并收集汽車全局信號(hào)對(duì)其各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集。通過利用傅里葉對(duì)采集數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和判斷，使得故障診斷就有合理的參考依據(jù)。
4結(jié)語
Keywords:automotiveelectronics,reconfigurablecomputing,reconfigurable-logicdevice,dynamicreconfigurabletechnology.
1引言
汽車歷經(jīng)百余年的發(fā)展，其機(jī)械結(jié)構(gòu)已經(jīng)達(dá)到了近乎完美的程度，業(yè)界對(duì)汽車機(jī)械性能的改善已經(jīng)很難再有更大的提升空間。為了提高汽車的可靠性、功能性和舒適性，電子技術(shù)在汽車上被廣泛應(yīng)用。電子技術(shù)與機(jī)械結(jié)構(gòu)的結(jié)合，被認(rèn)為是當(dāng)前汽車技術(shù)發(fā)展過程中的一次“革命”。
汽車電子技術(shù)是汽車設(shè)計(jì)中的核心技術(shù)。汽車電子化的程度是衡量一個(gè)國家汽車工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。汽車的設(shè)計(jì)者利用汽車電子技術(shù)開發(fā)新的車型，把它作為改善和提高汽車整體水平所采用的最重要的技術(shù)方案；汽車制造商則通過加快汽車電子化的進(jìn)程，把增加汽車電子裝置的數(shù)量等措施作為汽車的新賣點(diǎn)和奪取未來汽車市場的最重要手段。目前在國際上的中、高檔轎車的設(shè)計(jì)中，汽車電子產(chǎn)品平均已經(jīng)占到了汽車制造成本的27。這個(gè)數(shù)字還在不斷創(chuàng)造新高。據(jù)英飛凌（Infineon）公司預(yù)測，到2010年用于轎車上的汽車電子裝置的支出平均將占到整車制造成本的50。而在我國，每輛汽車的平均汽車電子設(shè)備應(yīng)用比例要比國際水平低5.5倍[1>。汽車電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用是目前我國汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)步所面臨的一大契機(jī)和挑戰(zhàn)。
可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)成形于上個(gè)世紀(jì)九十年代中期[2>。如圖1所示，其主要思想是利用可重構(gòu)邏輯器件（如FPGA）的可重構(gòu)特性，通過不同的器件配置文件來改變器件實(shí)現(xiàn)的功能，從而能夠以硬件的性能靈活實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用?？芍貥?gòu)計(jì)算技術(shù)避免了微處理器計(jì)算模式因?yàn)槿≈?、譯碼等步驟導(dǎo)致的性能損失，同時(shí)也消除了專用集成電路（ASIC）計(jì)算模式因?yàn)榍捌谠O(shè)計(jì)制造的復(fù)雜過程帶來的高代價(jià)和不可重用等缺陷?？芍貥?gòu)計(jì)算技術(shù)目前已經(jīng)應(yīng)用在了很多領(lǐng)域，如目標(biāo)匹配、大數(shù)值運(yùn)算等等，都取得了非常好的效果。
圖1：微處理器、可重構(gòu)計(jì)算、專用集成電路等三種計(jì)算模式的比較
汽車電子產(chǎn)品有著很多特殊的需求，而可重構(gòu)計(jì)算作為一項(xiàng)新興的技術(shù)，具有的高性能、高靈活性、低開發(fā)周期、低成本等特征非常適合于汽車電子領(lǐng)域的應(yīng)用。
2汽車電子領(lǐng)域的需求分析
從1950年美國通用公司開創(chuàng)了將半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域的先河—將晶體管收音機(jī)安裝在汽車上開始，汽車電子產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)50多年的發(fā)展，目前已經(jīng)形成了功能多樣化、技術(shù)一體化、系統(tǒng)集成化、通信網(wǎng)絡(luò)化、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化等技術(shù)特征。當(dāng)前，汽車電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了優(yōu)化人-汽車-環(huán)境的整體關(guān)系的研究階段。汽車在滿足安全、節(jié)能、環(huán)保的同時(shí)，將進(jìn)一步滿足人們生活的需要，向舒適、便利、高效、數(shù)字化、信息化和智能化方向發(fā)展。
汽車電子技術(shù)主要有兩個(gè)大的應(yīng)用領(lǐng)域：一個(gè)是汽車電子控制系統(tǒng)，另一個(gè)是車載汽車電子裝置[3>。其中，汽車電子控制系統(tǒng)是機(jī)械和電子相結(jié)合的汽車電子產(chǎn)品，它的工作狀況會(huì)直接影響到汽車的性能。而車載汽車電子裝置則是可以在汽車環(huán)境下獨(dú)立使用的電子裝置，它的性能好壞并不影響汽車的性能。相比之下，汽車電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)涉及到了機(jī)械和電子兩個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，這兩部分的研發(fā)要協(xié)同進(jìn)行，所以整個(gè)過程比較復(fù)雜。車載電子裝置是IT行業(yè)中的應(yīng)用在汽車領(lǐng)域的擴(kuò)展，種類較多，例如遙控中央門鎖、車載電話、后座娛樂系統(tǒng)、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、車載計(jì)算機(jī)等等。這些產(chǎn)品因和整車的性能無關(guān)，可以獨(dú)立地進(jìn)行開發(fā)，所以和汽車電子控制系統(tǒng)相比，在開發(fā)的環(huán)節(jié)上比較簡單。
汽車電子領(lǐng)域?qū)﹄娮蛹夹g(shù)發(fā)展的主要需求有如下幾個(gè)方面：
·性能高。目前在汽車電子產(chǎn)品中對(duì)性能要求最高的部分是車內(nèi)的信息娛樂系統(tǒng)。一個(gè)信息娛樂系統(tǒng)可能包括多通道音頻系統(tǒng)、DVD播放器、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)以及免提移動(dòng)電話等等。這些子系統(tǒng)中涉及到的功能（如視頻處理等操作）需要強(qiáng)大的信號(hào)處理能力，對(duì)性能要求極高。另外，隨著汽車主動(dòng)安全理念的深入人心，新的汽車安全系統(tǒng)開始采用圖像、視頻和雷達(dá)處理，同時(shí)引擎和剎車控制系統(tǒng)也將采用更復(fù)雜的計(jì)算控制策略，計(jì)算量龐大的實(shí)時(shí)運(yùn)算將在應(yīng)付突發(fā)事件的時(shí)候發(fā)揮重要作用。這也給相關(guān)的汽車電子產(chǎn)品的處理能力提出了挑戰(zhàn)。
·靈活性強(qiáng)。汽車的設(shè)計(jì)者和制造商都面臨的一個(gè)嚴(yán)峻問題是必須保證汽車電子設(shè)備的壽命與汽車的壽命相匹配。汽車電子設(shè)備的生命周期很短，不斷出現(xiàn)的新興的汽車標(biāo)準(zhǔn)以及標(biāo)準(zhǔn)本身的不斷變化進(jìn)一步導(dǎo)致選擇標(biāo)準(zhǔn)時(shí)必須考慮到其壽命、靈活性以及被接受的廣泛程度。為了保證汽車電子產(chǎn)品能夠緊跟汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，就要求汽車電子產(chǎn)品具有相當(dāng)?shù)撵`活性使其能夠根據(jù)需求做適時(shí)的改動(dòng)。在當(dāng)前各種新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)層出不窮，而業(yè)界又缺乏占據(jù)有絕對(duì)優(yōu)勢的標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，對(duì)汽車電子技術(shù)的這一需求顯得尤其重要。
·可靠性高。汽車作為一類特殊的產(chǎn)品，經(jīng)常會(huì)工作在惡劣的環(huán)境下，這對(duì)應(yīng)用在其中的電子產(chǎn)品的可靠性提出了嚴(yán)格要求。電子產(chǎn)品的精密性使它成為影響整車可靠性、安全性的重要因素。特別是在汽車電子控制系統(tǒng)中，高溫的工作環(huán)境往往會(huì)給電子產(chǎn)品帶來損傷，這極大地增加了整車的危險(xiǎn)性。這就要求電子產(chǎn)品能夠抵御住惡劣工作環(huán)境的干擾，同時(shí)具有適當(dāng)?shù)娜蒎e(cuò)能力，能夠在受到部分損傷的時(shí)候?qū)⑵湓斐傻挠绊懡档阶畹汀?/p>
·開發(fā)時(shí)間短。盡量縮短新車型新產(chǎn)品的研發(fā)時(shí)間是汽車設(shè)計(jì)者和制造商追求的目標(biāo)之一。圖2顯示出在汽車電子產(chǎn)品方面的新技術(shù)研發(fā)周期是非常短的。這就要求汽車電子技術(shù)的研發(fā)需要有方便快捷的開發(fā)平臺(tái)，并且在技術(shù)研發(fā)上有延續(xù)性和可復(fù)用性，盡量縮短開發(fā)時(shí)間。特別是在車載汽車電子裝置的研發(fā)中，因?yàn)樗鼈兣c汽車本身的性能無關(guān)，所以更可以不受到整車其它部分研發(fā)進(jìn)展的約束，需要在盡量短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)出適合需要的產(chǎn)品。
·成本低。汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)價(jià)格的影響十分敏感。價(jià)格是決定汽車產(chǎn)品競爭力的重要因素之一。選用合適的技術(shù)、材料和器件對(duì)汽車工業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。隨著汽車電子產(chǎn)品在整車成本中所占份額的增加，盡量降低這部分電子產(chǎn)品的成本是一個(gè)極為關(guān)鍵的問題。
圖2：汽車領(lǐng)域項(xiàng)目創(chuàng)新周期和開發(fā)時(shí)間示意圖[4>
以上我們討論了在汽車電子領(lǐng)域?qū)﹄娮赢a(chǎn)品技術(shù)的一些基本需求。除此之外汽車電子產(chǎn)品還需要盡量降低能耗以及減少占據(jù)的空間等。
3可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)在汽車電子領(lǐng)域的應(yīng)用前景
在當(dāng)前的汽車電子產(chǎn)品中，大量使用了微處理器和專用集成電路實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵功能?？芍貥?gòu)計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)為汽車電子產(chǎn)品提供了另一個(gè)高效靈活的選擇。
可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展主要依賴于可重構(gòu)邏輯器件技術(shù)和動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)的發(fā)展。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，目前商用的可重構(gòu)邏輯器件在單片上已經(jīng)可以集成數(shù)以百萬計(jì)的基本邏輯門單元和其它各種復(fù)雜的計(jì)算邏輯，甚至有的高端器件上已經(jīng)集成了多個(gè)微處理器核進(jìn)一步加強(qiáng)器件的計(jì)算能力[5>。這為原來只是用于實(shí)現(xiàn)簡單的膠合邏輯和原形系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可重構(gòu)邏輯器件能夠逐步占領(lǐng)計(jì)算系統(tǒng)的核心地位提供了基本支持。動(dòng)態(tài)重構(gòu)是當(dāng)前可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一，它是指在不影響當(dāng)前系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提下，將可重構(gòu)邏輯器件上的部分資源配置為新的功能，從而提高資源利用率和增加系統(tǒng)性能。動(dòng)態(tài)重構(gòu)是可重構(gòu)技術(shù)的發(fā)展方向，目前主要集中在如何減少器件重構(gòu)開銷、優(yōu)化資源調(diào)度等方面的研究上。
與傳統(tǒng)的采用微處理器和專用集成電路的汽車電子產(chǎn)品相比較，利用可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)的汽車電子產(chǎn)品具有以下優(yōu)點(diǎn)：
·可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)能夠高效實(shí)現(xiàn)特定功能?？芍貥?gòu)邏輯器件上都是硬連線邏輯，它是通過改變器件的配置來改變功能的。器件的配置信息一旦被加載，整個(gè)系統(tǒng)就可以以硬件的性能大大加快功能的實(shí)現(xiàn)。汽車電子產(chǎn)品中那些計(jì)算量龐大的功能，典型的例子如視頻處理，其核心算法是定點(diǎn)數(shù)據(jù)上的算術(shù)密集型信號(hào)處理操作。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，這些操作是適合在可重構(gòu)邏輯器件上高效實(shí)現(xiàn)的。將可重構(gòu)邏輯器件用于加速核心算法的執(zhí)行，再補(bǔ)充另外的微處理器與之耦合用于執(zhí)行輔助功能，如輸入、輸出等操作，是很好的可重構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)的構(gòu)建方式。目前已經(jīng)有多個(gè)利用可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)的高效的視頻處理系統(tǒng)，并已經(jīng)在汽車電子領(lǐng)域廣泛使用[6>。
·可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)能夠通過動(dòng)態(tài)改變器件配置來靈活滿足多種功能需求。動(dòng)態(tài)可重構(gòu)特性使得同一可重構(gòu)邏輯器件能夠滿足不同的設(shè)計(jì)需求，這一點(diǎn)是傳統(tǒng)的專用集成電路計(jì)算模式不能夠達(dá)到的。汽車電子產(chǎn)品不同于一般的電子產(chǎn)品，它受到了很多因素的束縛。例如車型的限制，采用相同基本設(shè)計(jì)的同一款汽車會(huì)有經(jīng)濟(jì)型、標(biāo)準(zhǔn)型和豪華型等不同型號(hào)。這就要求針對(duì)不同的型號(hào)都要有相應(yīng)的電子產(chǎn)品支持。為每個(gè)型號(hào)的汽車都分別設(shè)計(jì)專門的計(jì)算核心單元和電路的代價(jià)是高昂的，可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)就可以消除這個(gè)障礙。汽車設(shè)計(jì)者可以僅開發(fā)出一款運(yùn)用了可重構(gòu)邏輯器件的原型系統(tǒng)，然后根據(jù)不同的車型要求靈活地將可重構(gòu)邏輯器件配置為相應(yīng)的功能。另外，由于在業(yè)界缺少占有絕對(duì)優(yōu)勢的標(biāo)準(zhǔn)，采用何種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也是設(shè)計(jì)者必須解決的難題。例如，當(dāng)前車上總線就有LIN、CAN、MOST等多種標(biāo)準(zhǔn)共存，不同標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)參數(shù)都有很大差異，為了使這些總線標(biāo)準(zhǔn)間不發(fā)生沖突，就可以考慮利用可重構(gòu)邏輯器件作為各標(biāo)準(zhǔn)間的橋接邏輯。
·可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)適合惡劣工作環(huán)境下的應(yīng)用。當(dāng)前的可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)已經(jīng)經(jīng)受住了很多極端工作環(huán)境的考驗(yàn)，例如NASA的“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)火星車上就使用了大量可重構(gòu)邏輯器件。在汽車應(yīng)用領(lǐng)域，溫度會(huì)給汽車電子產(chǎn)品帶來最大的損傷。業(yè)界最高的節(jié)點(diǎn)溫度是150攝氏度，而用于惡劣環(huán)境下的可重構(gòu)邏輯器件的特殊封裝足夠保證系統(tǒng)在此情況下的正常運(yùn)行。利用可重構(gòu)邏輯器件的另一個(gè)優(yōu)勢是不需要微處理器必需的散熱系統(tǒng)，大大減少了電子產(chǎn)品占據(jù)的空間。另外可重構(gòu)邏輯器件具有的大量的冗余可重構(gòu)邏輯資源，使得當(dāng)器件的某些區(qū)域被破壞的時(shí)候，系統(tǒng)可以使用動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)自動(dòng)避開這些區(qū)域同時(shí)利用周邊的其它邏輯資源組合替代該區(qū)域被破壞的功能。
·可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)具有強(qiáng)大的技術(shù)支持來加速產(chǎn)品開發(fā)。不同于專用集成電路的設(shè)計(jì)，可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)不需要大量的NRE（Non-RecurringEngineering）工作。器件廠商會(huì)配合不同的可重構(gòu)邏輯器件提供相應(yīng)的開發(fā)工具和流程，同時(shí)還會(huì)提供大量參考設(shè)計(jì)和IP核以減少設(shè)計(jì)者的重復(fù)勞動(dòng)并提高設(shè)計(jì)的可靠性。還有很多技術(shù)已經(jīng)成熟的仿真工具和驗(yàn)證工具可以在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段用于保證設(shè)計(jì)的正確性，減少了出錯(cuò)返工導(dǎo)致的時(shí)間浪費(fèi)。
·可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)的使用能夠大大降低系統(tǒng)成本。系統(tǒng)成本的降低主要體現(xiàn)在兩個(gè)部分：一個(gè)是在設(shè)計(jì)過程中，另一個(gè)是在運(yùn)行過程中。目前的車用可重構(gòu)邏輯器件的單價(jià)最低已經(jīng)降至1.5美元，而且利用它實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的開發(fā)成本又遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于專用集成電路?？芍貥?gòu)邏輯器件的靈活性使得它不必像專用集成電路一樣，一個(gè)細(xì)微的修改就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電路的重新設(shè)計(jì)與制作。同時(shí)，在系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候經(jīng)過分析可以確定有的功能不會(huì)同時(shí)被使用，那么設(shè)計(jì)者就可以考慮利用動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)在不同的需求時(shí)段里分別實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)功能，做到“一片多用”，節(jié)省了資源、空間和成本。
從上面的討論可以看出，將可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于汽車電子領(lǐng)域有著很大的優(yōu)勢，是切實(shí)可行的技術(shù)方案。當(dāng)前，業(yè)界也已經(jīng)注意到了可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用前景。
4可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)在汽車電子領(lǐng)域面臨的問題
雖然可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域取得了長足進(jìn)展，但是在汽車電子領(lǐng)域具體應(yīng)用的時(shí)候，還會(huì)面臨很多問題。下面列舉幾個(gè)最典型的問題：
·可重構(gòu)邏輯器件的選型。目前生產(chǎn)商用可重構(gòu)邏輯器件的幾大廠商：Xilinx，Actel，Altera和Lattice等都已經(jīng)開始關(guān)注汽車電子領(lǐng)域并陸續(xù)有產(chǎn)品推出。這些產(chǎn)品的硬件結(jié)構(gòu)、處理能力和市場價(jià)格等都各不相同。如何針對(duì)應(yīng)用進(jìn)行合適的器件選型是一個(gè)非常重要的問題。當(dāng)前的可重構(gòu)邏輯器件基本都是基于SRAM、Flash或者反熔絲技術(shù)。這三種技術(shù)各有千秋，其中主流的基于SRAM的器件目前已經(jīng)具有非常強(qiáng)大的處理能力；基于Flash的器件較少但是性價(jià)比較高；基于反熔絲技術(shù)的器件不具有多次重構(gòu)的能力但是可靠性較好。所以針對(duì)不同的應(yīng)用場合進(jìn)行器件選型需要在對(duì)應(yīng)用和器件信息都非常熟悉的基礎(chǔ)上進(jìn)行。
·可重構(gòu)邏輯器件上應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)。雖然目前已經(jīng)有多種方法簡化了利用可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的開發(fā)過程。但是用硬件描述語言或者硬件原理圖來設(shè)計(jì)由可重構(gòu)邏輯器件執(zhí)行的應(yīng)用程序?qū)τ诖蟛糠謶?yīng)用開發(fā)者來說還是陌生和困難的。為了排除軟件設(shè)計(jì)者在軟件算法的硬件化實(shí)現(xiàn)中碰到的困難，已經(jīng)有多種類高級(jí)語言的硬件描述語言被開發(fā)出來，但是這些技術(shù)還并不成熟。由EDA軟件廠商推出的各種硬件應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件，也還存在著一些局限和缺陷，而且不能夠完全發(fā)揮出可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)的威力。這就要求汽車電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者務(wù)必掌握利用可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)的設(shè)計(jì)思想并將其滲透到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中去。
·可重構(gòu)邏輯器件的可靠性保證。不同于傳統(tǒng)的微處理器和專用集成電路計(jì)算模式，可重構(gòu)邏輯器件是通過改變器件配置來改變功能的。特別是基于SRAM的器件，是由存儲(chǔ)在器件上的配置信息來控制器件中各邏輯單元間的硬連線的。因此通過配置端口輸入其它的配置信息就可能改變甚至損壞器件的功能，而在以前則不會(huì)出現(xiàn)類似情況。為了防范這些問題，就需要在關(guān)鍵電子設(shè)備上采用基于反熔絲技術(shù)的只能一次重構(gòu)的可重構(gòu)邏輯器件或者使用對(duì)配置信息加密等方法。
·動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)的研發(fā)與使用。雖然動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)在理論上已經(jīng)有了很大發(fā)展，并且有很多原型系統(tǒng)已經(jīng)被開發(fā)。但是由于技術(shù)條件限制，目前缺乏具有普適性的研發(fā)方法，真正使用在產(chǎn)品上的技術(shù)也還有一些不足。這需要業(yè)界和學(xué)術(shù)界協(xié)作，針對(duì)汽車電子領(lǐng)域的關(guān)鍵應(yīng)用進(jìn)行攻關(guān)，盡量多地將當(dāng)前已經(jīng)成熟的動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)應(yīng)用在汽車電子產(chǎn)品上，帶來高效率、高資源利用率等優(yōu)勢。同時(shí)開展對(duì)動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)的方法學(xué)的研究，為將動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)更廣泛地應(yīng)用在電子產(chǎn)品領(lǐng)域提供技術(shù)保障。
電子轉(zhuǎn)速表具有在振動(dòng)、潮濕以及高低溫等惡劣環(huán)境下工作的優(yōu)點(diǎn)，并依賴其較高靈敏度及精度的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警功能，所以應(yīng)用的范圍較為廣泛。在現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的發(fā)展下，大多數(shù)轉(zhuǎn)速表開始采用液晶顯示、真空熒光顯示來以圖形顯示發(fā)動(dòng)機(jī)的速度，與此同時(shí)，電子轉(zhuǎn)速表還實(shí)現(xiàn)了用點(diǎn)火系的脈沖信號(hào)來測量發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的功能，即用微機(jī)中測出的每個(gè)脈沖的平均周期來計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
在現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的條件下，數(shù)字溫度計(jì)可用于對(duì)控制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的溫度進(jìn)行更為精確的測量，還有探測氣缸內(nèi)主要軸承的溫度及其燃燒的溫度變化。數(shù)字溫度計(jì)由放大A/D轉(zhuǎn)換、溫度傳感器、顯示裝置以及譯碼器等部分構(gòu)成，其工作原理是將傳感器所產(chǎn)生的連續(xù)性的電量變成具有一定函數(shù)關(guān)系的電信號(hào)，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換將溫度傳感器模擬的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為相對(duì)應(yīng)的斷續(xù)量，接著譯碼器對(duì)其進(jìn)行數(shù)字的編碼，從而將測量的最后結(jié)果通過顯示裝置顯示出來。
現(xiàn)代汽車電子技術(shù)在目前已步入了優(yōu)化人—汽車—環(huán)境的階段，并且已在微型化的方向取得了進(jìn)一步的發(fā)展。由于人們對(duì)汽車性能方面的要求越來越高，電控產(chǎn)品的使用使得汽車的系統(tǒng)構(gòu)造愈加復(fù)雜，智能儀表系統(tǒng)的出現(xiàn)則是對(duì)這一要求的功能實(shí)現(xiàn)。智能儀表系統(tǒng)包括組合儀表、彩色液晶屏及控制器三個(gè)方面，主要用于實(shí)時(shí)顯示汽車運(yùn)行的整體工況以及各個(gè)控制模塊的故障狀況，儀表控制權(quán)所接受的信息來源于總線和直通線，其主要向液晶顯示屏和組合儀表反饋相應(yīng)的信息，保證駕駛員或者檢測員能夠及時(shí)地了解車況并做出實(shí)時(shí)反應(yīng)。由于汽車電子技術(shù)在智能儀表中的運(yùn)用尚且處于起步階段，而其推動(dòng)力又不可忽視，所以現(xiàn)代汽車電子技術(shù)今后在儀表或是其他裝置上的改良與發(fā)展仍需更進(jìn)一步的研究。
關(guān)鍵字：汽車電機(jī)故障方法
1.電機(jī)故障診斷的特點(diǎn)及實(shí)施電機(jī)故障診斷的意義
1.1電機(jī)故障診斷的特點(diǎn)
電機(jī)的功能是進(jìn)行電能與機(jī)械能量的轉(zhuǎn)換，涉及因素很多，如電路系統(tǒng)、磁路系統(tǒng)、絕緣系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、通風(fēng)散熱系統(tǒng)等。哪一部分工作不良或其相互之間配合不好，都會(huì)導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)故障。因此，電機(jī)故障要比其它設(shè)備的故障更復(fù)雜，其故障診斷所涉及到的技術(shù)范圍更廣，對(duì)診斷人員的要求也就更高。一般來說，電機(jī)故障診斷涉及到的知識(shí)領(lǐng)域主要有[20]：電機(jī)理論、電磁測量、信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)、熱力學(xué)、絕緣技術(shù)、人工智能等。電機(jī)故障診斷的復(fù)雜性還表現(xiàn)在故障特征量的隱含性、故障起因與故障征兆之間的多元性。一種故障可能表現(xiàn)出多種征兆，有時(shí)不同故障起因也可能會(huì)反映出同一個(gè)故障征兆，這種情況下很難立即確定其真正的故障起因。另外，電機(jī)的運(yùn)行還與其負(fù)載情況、環(huán)境因素等有關(guān)，電機(jī)在不同的狀態(tài)下運(yùn)行，表現(xiàn)出的故障狀態(tài)各不相同，這進(jìn)一步增加了電機(jī)故障診斷難度，所以要求對(duì)電機(jī)進(jìn)行故障診斷首先必須掌握電機(jī)本身的結(jié)構(gòu)原理、電磁關(guān)系和進(jìn)行運(yùn)行狀況分析的方法，即掌握電機(jī)各種故障征兆與故障起因間的關(guān)系的規(guī)律。
1.2實(shí)施電機(jī)故障診斷的意義
電機(jī)的驅(qū)動(dòng)易受逆變器故障的影響，在交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，逆變器短路故障將會(huì)使電機(jī)產(chǎn)生有規(guī)律波動(dòng)的或是恒定的饋電扭矩，使車輛突然減速。研究表明：逆變器出現(xiàn)故障時(shí)，永磁感應(yīng)電機(jī)將產(chǎn)生較大的饋電扭矩，而且永磁電機(jī)也有存在潛在的高消磁電流的問題。而感應(yīng)電機(jī)在逆變器出現(xiàn)故障時(shí)所產(chǎn)生有規(guī)律的饋電扭矩將由于有持續(xù)的負(fù)載而迅速衰減，這說明了感應(yīng)電機(jī)具有較高的容錯(cuò)能力，適應(yīng)混合動(dòng)力系統(tǒng)的要求。開關(guān)電機(jī)磁阻是最具有故障容錯(cuò)能力的電機(jī)，而且當(dāng)其有一個(gè)逆變器支路出現(xiàn)故障時(shí)電機(jī)仍能產(chǎn)生凈扭矩，另外，開關(guān)磁阻電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)緊湊，但是開關(guān)磁阻電機(jī)有較大的噪聲和扭矩脈沖，而且需要位置檢測器，而這些缺點(diǎn)使得開關(guān)磁阻電機(jī)在現(xiàn)階段不適合應(yīng)用于混合動(dòng)力客車上。在混合動(dòng)力客車動(dòng)力系統(tǒng)中，電機(jī)是作為輔助動(dòng)力的，而且電機(jī)屬于高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備，如果電機(jī)出現(xiàn)故障，電機(jī)產(chǎn)生的瞬態(tài)扭矩將使車輛的穩(wěn)定性和動(dòng)力性將受到影響，而且，電機(jī)由高壓電池組驅(qū)動(dòng)，如果電機(jī)出現(xiàn)故障而不能及時(shí)容錯(cuò)，電機(jī)產(chǎn)生的瞬態(tài)電流將使電池受到損害，因此在混合動(dòng)力系統(tǒng)中對(duì)電機(jī)進(jìn)行故障診斷是非常必要的。
2.電機(jī)的故障診斷方法及典型故障診斷分析
2.1電機(jī)故障的診斷方法
（1）傳統(tǒng)的電機(jī)故障診斷方法
在傳統(tǒng)的基于數(shù)學(xué)模型的診斷方法中，經(jīng)典的基于狀態(tài)估計(jì)或過程參數(shù)估計(jì)的方法被應(yīng)用于電機(jī)故障檢測。圖1為用此類方法進(jìn)行故障診斷的原理框圖。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是能深入電機(jī)系統(tǒng)本質(zhì)的動(dòng)態(tài)性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)診斷，而缺點(diǎn)是需建立精確的電機(jī)數(shù)學(xué)模型，選擇適當(dāng)決策方法，因此，當(dāng)電機(jī)系統(tǒng)模型不確定或非線性時(shí)，此類方法就難以實(shí)現(xiàn)了。
（3）基于模糊邏輯的電機(jī)故障診斷方法
圖3為基于模糊邏輯的電機(jī)故障診斷方法框圖，故障診斷部分是一個(gè)典型的模糊邏輯系統(tǒng)，主要包括模糊化單元、參考電機(jī)、底層模糊規(guī)則和解模糊單元。其中，模糊推理和底層模糊規(guī)則是模糊邏輯系統(tǒng)的核心，它具有模擬人的基于模糊概念的推理能力，該推理過程是基于模糊邏輯中的蘊(yùn)涵關(guān)系及推理規(guī)則來進(jìn)行的。模糊規(guī)則的制定有兩種基本方法：第一，啟發(fā)式途徑來源于實(shí)際電機(jī)操作者的語言化的經(jīng)驗(yàn)。第二，是采用自組織策略從正常和故障電機(jī)測量獲得的信號(hào)進(jìn)行模糊故障診斷的制定，將此方法通過計(jì)算機(jī)仿真實(shí)現(xiàn)，對(duì)電機(jī)故障有較好的識(shí)別能力。
（4）基于遺傳算法的電機(jī)故障診斷方法
遺傳算法是基于自然選擇和基因遺傳學(xué)原理的搜索算法，它的推算過程就是不斷接近最優(yōu)解的方法，因此它的特點(diǎn)在于并行計(jì)算與全局最優(yōu)。而且，與一般的優(yōu)化方法相比，遺傳算法只需較少的信息就可實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化控制。由于一個(gè)模糊邏輯控制器所要確定的參變量很多，專家的經(jīng)驗(yàn)只能起到指導(dǎo)作用，很難根據(jù)指導(dǎo)準(zhǔn)確地定出各項(xiàng)參數(shù)，而反復(fù)試湊的過程就是一個(gè)尋優(yōu)的過程，遺傳算法可以應(yīng)用于該尋優(yōu)過程，較有效地確定出模糊邏輯控制器的結(jié)構(gòu)和數(shù)量。
遺傳算法應(yīng)用于感應(yīng)電機(jī)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法的框圖如圖4所示。設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵在于如何確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及連接權(quán)系數(shù)，這就是一個(gè)優(yōu)化問題，其優(yōu)化的目標(biāo)是使得所設(shè)計(jì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有盡可能好的函數(shù)估計(jì)及分類功能。具體地分，可以將遺傳算法應(yīng)用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和訓(xùn)練兩個(gè)方面，分別構(gòu)成設(shè)計(jì)遺傳算法和訓(xùn)練遺傳算法。許多神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，如隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)、神經(jīng)元轉(zhuǎn)移函數(shù)等，都可由設(shè)計(jì)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接權(quán)重可由訓(xùn)練遺傳算法優(yōu)化。這兩種遺傳算法的應(yīng)用可使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)得以優(yōu)化，特別是用DSP來提高遺傳算法的速度，可使故障響應(yīng)時(shí)間小于300μs，不僅單故障信號(hào)診斷準(zhǔn)確率可達(dá)98%，還可用于雙故障信號(hào)的診斷，其準(zhǔn)確率為66%。
近年來，電機(jī)故障診斷的智能方法在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上得到了飛速發(fā)展，新型的現(xiàn)代故障診斷技術(shù)不斷涌現(xiàn)：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等都在電機(jī)故障診斷領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，使其產(chǎn)生故障的可能性和復(fù)雜性劇增，僅靠一種理論或一種方法，無論是智能的還是經(jīng)典的，都很難實(shí)現(xiàn)復(fù)雜條件下電機(jī)故障完全、準(zhǔn)確、及時(shí)地診斷，而多種方法綜合運(yùn)用,既可是經(jīng)典方法與智能方法的結(jié)合，也可是兩種或多種智能方法的結(jié)合，兼顧了實(shí)時(shí)性和精確度,因此多種方法的有機(jī)融合、綜合運(yùn)用這一趨勢將成為必然，也將成為電機(jī)故障在線診斷技術(shù)發(fā)展的主流方向。
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論文寫作當(dāng)中引用的觀點(diǎn)資料和數(shù)據(jù)是可以找到的，是方便讀者查閱的，也就是說提供的文獻(xiàn)資料是真實(shí)可靠的，參考文獻(xiàn)的寫作也是論文作者對(duì)文獻(xiàn)作者的尊重。以下是學(xué)術(shù)參考網(wǎng)的小編整理的關(guān)于汽車輪胎論文參考文獻(xiàn)，供大家參考閱讀。
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關(guān)鍵詞：高職院校；汽車檢測與維修；人才培養(yǎng)模式；校企合作
中圖分類號(hào)：G715 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）27-0043-02
一、專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)
重慶工商職業(yè)學(xué)院汽車檢測與維修技術(shù)專業(yè)主要面向汽車后市場，培養(yǎng)具有汽車機(jī)電維修工、汽車設(shè)備管理員、汽車服務(wù)管理崗位等必備專業(yè)理論知識(shí)和專業(yè)技能；具有對(duì)汽車檢測設(shè)備的使用、保養(yǎng)、維護(hù)專業(yè)技能；具有對(duì)汽車常見故障的診斷、檢測、修復(fù)的專業(yè)能力；具有創(chuàng)新能力、良好的職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展的高技能型人才。具體能力要求如下。
二、課程體系的設(shè)計(jì)
課程體系設(shè)計(jì)的總體思路是：在充分分析職業(yè)崗位群崗位和典型工作任務(wù)后，再對(duì)應(yīng)職業(yè)能力設(shè)置學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程，由此構(gòu)建專業(yè)課程體系。在對(duì)課程設(shè)計(jì)上，基于崗位能力遞進(jìn)和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，教學(xué)進(jìn)程進(jìn)行總體排序時(shí)，選擇螺旋上升式排列，即對(duì)所有課程采取循環(huán)加深的方法排列，使學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能掌握的程度呈螺旋上升的形式，課程排序由單一到綜合。
1.職業(yè)崗位群和典型工作任務(wù)。在調(diào)研分析重慶市汽車行業(yè)現(xiàn)狀以及后市場人才需求現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合校企合作單位的人才需求，該專業(yè)面對(duì)的核心崗位為：汽車機(jī)電維修工、汽車維修顧問，拓展崗位為：汽車銷售顧問、汽車配件管理員、汽車定損與理賠員等。汽車機(jī)電維修工崗位的典型工作任務(wù)是：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷與維修；（2）底盤故障診斷與維修；（3）電氣故障診斷與維修；（4）汽車保養(yǎng)維護(hù)。崗位工作內(nèi)容：按工單要求進(jìn)行工作，檢查汽車并確定維修方案，以小組工作方式完成汽車及其主要系統(tǒng)機(jī)械、電氣及電控部分的維護(hù)、檢查、故障診斷與修復(fù)工作，及時(shí)向維修業(yè)務(wù)接待員反饋工作情況，見車修復(fù)后的汽車并對(duì)工作質(zhì)量承擔(dān)責(zé)任。還在上班前或下班后工作場地的清潔，在工作中要對(duì)自己所用工具進(jìn)行保管。汽車維修顧問崗位的典型工作任務(wù)是：（1）顧客接待；（2）維修項(xiàng)目確定；（3）保險(xiǎn)、定損報(bào)價(jià)；（4）顧客抱怨對(duì)應(yīng)。崗位工作內(nèi)容：了解客戶的維修要求，檢查汽車并確認(rèn)維修內(nèi)容，簽訂維修合同并得到客戶認(rèn)可，安排汽車維修并監(jiān)控維修進(jìn)度，向客戶說明汽車修復(fù)情況和費(fèi)用，解釋故障原因并指導(dǎo)客戶正確使用和維護(hù)汽車；積極消除客戶潛在不滿，積極對(duì)應(yīng)發(fā)生的投訴，積極對(duì)投訴進(jìn)行跟進(jìn)。建立和保持良好的客戶關(guān)系；向客戶推薦專用汽車的產(chǎn)品和保養(yǎng)方案；向客戶推介維修中心的各項(xiàng)優(yōu)惠活動(dòng)。
2.基于典型工作任務(wù)的課程。在充分汽車機(jī)電維修工、汽車維修顧問是崗位的典型工作任務(wù)后，開設(shè)的專業(yè)課程如下：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與維修、汽車底盤結(jié)構(gòu)與維修、汽車電器結(jié)構(gòu)與維修、汽車自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)與維修、汽車性能使用、汽車保養(yǎng)與維護(hù)、汽車拆裝與檢測實(shí)訓(xùn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)診斷與修復(fù)、汽車舒適與安全系統(tǒng)診斷與修復(fù)、汽車故障診斷與排除、汽車檢測維修工具及設(shè)備使用、汽車服務(wù)理念與技巧、汽車保險(xiǎn)與理賠、汽車售后服務(wù)、汽車售后服務(wù)技能實(shí)訓(xùn)、汽車配件管理等。
三、“4+1+1”校企合作人才培養(yǎng)模式
人才培養(yǎng)模式是“4+1+1”，即：第1～4學(xué)期，學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和技能實(shí)訓(xùn)；第5學(xué)期，校企合作單位的職業(yè)能力培訓(xùn)，如相關(guān)車輛的保養(yǎng)工藝、機(jī)械故障檢測與維修、電氣故障診斷與維修等；第6學(xué)期，學(xué)生到合作企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)和鍛煉。其中第5和第6學(xué)期是校企共同培養(yǎng)人才的重要階段，第5學(xué)期以具體崗位的工作內(nèi)容和技能培訓(xùn)為主，第6學(xué)期則以進(jìn)行真實(shí)崗位體驗(yàn)，到企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)。在第5學(xué)期，學(xué)校和企業(yè)將共同制定課程和教學(xué)內(nèi)容，以神龍汽車維修工定向班為例，企業(yè)和學(xué)校共同制定培訓(xùn)大綱，培訓(xùn)大綱包含的內(nèi)容有：教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)內(nèi)容等，如下表所示。
四、校企合作人才培養(yǎng)模式成效
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化，發(fā)展方向，技術(shù)應(yīng)用
機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科的技術(shù)，它是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。
1機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 1.1 數(shù)控機(jī)床的問世,為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展寫下了歷史的第一頁; 1.2 微電子技術(shù)為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展帶來了勃勃生機(jī); 1.3 可編程序控制器、'電力電子'等的發(fā)展為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ); 1.4 激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展躍上新臺(tái)階.
2機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展方向
機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。 2.1 數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。 2.2 智能化
即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。論文參考網(wǎng)。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論 、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。 2.3 模塊化
由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。 2.4 網(wǎng)絡(luò)化
由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 2.5 人性化
機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對(duì)人來說還是一種藝術(shù)享受。
2.6 微型化
微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)(Micro ElectronicMechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。
2.7 集成化
集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。 2.8 帶源化
是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對(duì)于運(yùn)動(dòng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動(dòng)力源具有獨(dú)特的好處。論文參考網(wǎng)。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。 2.9 綠色化
綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。
3 典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品 機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化基礎(chǔ)元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。論文參考網(wǎng)。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。
4 機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用
在重工業(yè)企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。
4.1 智能化控制技術(shù)(IC)
由于重工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于重工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、冷連軋等。 4.2 分布式控制系統(tǒng)(DCS)
分布式控制系統(tǒng)采用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場測控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級(jí)的、三級(jí)的或更多級(jí)的。利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能將越來越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動(dòng)控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。 4.3 開放式控制系統(tǒng)(OCS)
開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念。“開放”意味著對(duì)一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識(shí)和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測量與控制一體化。 4.4 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)
重工業(yè)企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前重工業(yè)企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過程自動(dòng)化，但這種“自動(dòng)化孤島”式的單機(jī)自動(dòng)化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代重工業(yè)生產(chǎn)的要求。未來重工業(yè)企業(yè)競爭的焦點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，及時(shí)交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理，獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益，提高了企業(yè)的競爭力。
4.5 現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)
現(xiàn)場總線技術(shù)(Fied Bus Technology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號(hào)傳輸技術(shù)(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級(jí)的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。通過現(xiàn)場總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場信號(hào)連接導(dǎo)線。現(xiàn)場總線的引入導(dǎo)致DCS的變革和新一代圍繞開放自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。 4.6 交流傳動(dòng)技術(shù)
傳動(dòng)技術(shù)在重工業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。隨著電力、電子、技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動(dòng)的優(yōu)越性，電氣傳動(dòng)技術(shù)在不久的將來由交流傳動(dòng)全面取代直流傳動(dòng)，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過直流調(diào)速水平。現(xiàn)在無論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用，同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。
綜上，我們不難發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)在的社會(huì)生產(chǎn)中占據(jù)了越來越多的行業(yè)和領(lǐng)域，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
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