电气类“自动检测与智能仪表技术”课程教学改革
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关于高校电气自动化技术专业课程教学改革方向摘要:在当前的教育形势下,社会发展对于人才要求越来越全面,随之而来的就是对教育方面的要求,要想让教育事业的发展能够紧随社会发展脚步,则需要根据社会所需提供素质更加全面,能力更加均衡的人才,对此对于教育体系中的专业构成要求以及授课内容等等都提出了新的要求。
电气自动化技术同样属于在这一阶段中为社会所需要的专业学科,它以其贴近社会生产,提供充分的社会服务的优势及特性,在一经出现就广受市场的欢迎,它所培养出来的人才也正在为社会进步作出巨大的贡献,是在社会生产中不可或缺的一环。
而任何事物都不是完美无瑕的,电气自动化技术也同样如此,因为其是随着科技进步和社会发展才得以出现,自身的发展尚且需要在今后的长期检验中进行查漏补缺,同时,在他的授课内容中也有待革新,以更加适应社会发展的脚步,在正确的轨道上获得长远的发展,在此文中,主要探究的就是关于在高校中电气自动化技术专业课程的教学改革方向,乃至其举措。
关键词:电气自动化技术高校教育课程改革1.当前形势下电气自动化技术的发展情况电气自动化技术作为新出现的一个科学技术在未来的发展中具有强劲的发展动力。
他的知识组成是依据互联网平台以及管理技术等等,对电气化设备乃至其他设施进行更高效能的管理。
在总体的考究下,会对社会发展上其他的推动作用,在未来的人才需求大具有远大的发展前景。
但是本身作为一个新型的科学技术,因为缺乏深厚的发展积淀,有着有的发展时间不长,发展历程较短的问题,自身的各个方面还有待完善,在今后的工作中,需要不断的发现困难,将所学知识充分应用到社会实践中,依靠不断的检验,从中发现问题并解决问题,不断进行查漏补缺如此才能使得整个技术得到根本性的发展。
同时作为一个新出现的科学技术事物,人们对他的了解还不是很清晰这也造成了人们心中也可能会存在一些误解。
为了改善他在人们心中的印象,让更多人能够接受它。
加强自身发展同时也是很必要的一个问题,打铁还需自身硬,只有通过自身的不断进步,在革新中不断的提升自己的实力,如此才能获得更好的发展前景。
高职《自动检测技术》课程的教学改革随着科技的进步,教学模式也在不断发展和优化。
自动检测技术课程就是其中之一。
本文将探讨高职《自动检测技术》课程的教学改革。
首先,自动检测技术课程的教学改革必须基于当前教育改革的基本政策。
需要以科技促进教育改革,培养学生的科技技能,加强服务社会的能力,提高学生的解决问题的能力,增强学生的创新能力,丰富学生的实践经验,充分发挥学生潜力,增进学生个性特点,提升学生学习成果,办出吸引力的课程。
其次,自动检测技术课程的教学改革必须建立清晰的课程目标。
本课程的主要目的是使学生掌握有关自动检测技术的基本理论和基本技能,以及相关知识,以满足实际社会需求。
学生应该能够掌握自动检测技术的基本理论和基本技能,例如,熟练操作自动检测仪器,有效利用算法,熟悉编程技能,能够识别和分析自动检测数据,懂得使用计算机软件进行自动检测,能够掌握有关知识,提高工作效率。
再者,自动检测技术课程的教学改革必须以学生为中心,实施以学生为主体的教学内容和教学方法,注重学生的参与和实践,以培养学生的实践能力为主要目的。
学生应该有机会参加实际的实践活动,参与实时的实验,必要时,还可以参加实际的应用技能实训,从而培养学生的实际操作能力。
同时,自动检测技术课程的教学改革还必须建立多样的教学手段和辅助教学工具,并运用互联网技术,如在线技术支持、视频分析等,以辅助教师教授课程,有效提升课堂教学效果,为学生提供多元化、多层次的学习体验。
最后,自动检测技术课程的教学改革还必须实施多种考核和评价方式,以促进教学改革的持续发展。
可以采用多种考试方式,根据学生在实践活动中所获得的成果,考核其学习效果,以提高学习效果,及早发现学习问题,以提高学习质量。
总之,自动检测技术课程的教学改革有多方面的内容,以上只是概括性的讨论,有待于进一步探究。
只有通过详细的调研和分析教学实践,把握教学方面的客观特点,才能真正实现教学改革的目标,为高水平的教学事业作出贡献。
智能电网电气测量类课程改革若干思考随着智能电网技术的不断发展和普及,电气测量课程也面临着新的挑战和机遇。
为了适应新形势下的电网发展需求,对电气测量课程进行改革势在必行。
本文将围绕智能电网电气测量类课程改革所面临的问题和思考,提出若干观点和建议。
一、现状分析智能电网是信息技术与电力系统深度融合的产物,其核心是数据的采集、传输、处理和应用。
在传统的电力系统中,电气测量一直是基础且重要的领域,而在智能电网中,电气测量不仅需要满足传统的精度和稳定性要求,还需要兼顾数据采集的多样性、实时性和大数据处理能力等新需求。
目前,电气测量类课程多以传统的电气参数测量为主,对于智能电网的新需求和挑战并没有很好地融入其中。
从教学内容的角度来看,智能电网电气测量类课程需要加强对于智能传感器、数据通信协议、大数据处理和智能算法等方面的教学内容,以适应智能电网对电气测量技术的新需求。
从教学方法和手段的角度来看,传统的理论教学和实验教学已经不能满足培养学生综合应用能力的需求。
在智能电网电气测量类课程中,需要引入更多的案例分析、实际工程应用以及创新设计等教学内容和方法,以使学生能够更好地理解和应用所学知识。
二、思考与建议1. 更新教学内容,增加智能电网相关知识2. 引入实际工程案例,加强实践教学3. 教学方法创新,引入跨学科教学在智能电网电气测量类课程中,可以引入跨学科教学的理念和方法,与计算机、通信等专业进行合作,共同培养学生的综合应用能力。
可以组织跨学科的项目实践,让学生学会运用信息技术对电气测量数据进行处理和分析。
4. 增加创新设计类课程,激发学生创新意识除了传统的电气测量理论课程外,可以增加创新设计类课程,让学生在实际工程项目中提出创新方案,并进行实际实施,从而激发学生的创新意识和实际应用能力。
5. 加强实习实训,培养学生实际操作能力在智能电网电气测量类课程中,可以加强实习实训环节,让学生亲身参与实际工程项目的测量和数据处理工作,培养学生具备实际操作能力和工程应用技能。
智能电网电气测量类课程改革若干思考随着智能电网技术的发展,电气测量具有了越来越重要的地位。
因此,智能电网电气测量类课程的改革显得尤为重要。
本文将就此问题提出若干思考。
首先,我们应该对智能电网电气测量类课程的教学目标进行重新设定。
传统的电气测量类课程教学目标主要是培养学生对电气参数的测量技能,但在智能电网时代,电气测量已经从传统的单向测量转变为双向测量,即不仅需要测量电网的传统参数,还需要通过通信技术获得电网的双向信息,如电能质量,电网拓扑结构等等。
因此,我们应该在教学中重点培养学生的双向信息获取与分析能力。
其次,由于智能电网电气测量领域具有复杂性和创新性,应该采取多种教学方式,以更好地激发学生的学习兴趣。
比如说开设项目实践课程,让学生参与到实际的电气测量实验和智能电网相关应用开发中,从而加强学生实践操作能力和创新能力,以适应未来智能电网电气测量领域的需求。
第三,智能电网电气测量类课程的教学应该具有前瞻性。
由于技术革新的不断迭代,电气测量技术也在不断地发展和变革,因此课程教学中应该突出前沿技术,引导学生把握新兴技术趋势,强化学生的创新和应变能力。
教师在课程设置和教学实践中应该注重与国内外智能电网电气测量领域专家学者的交流,汲取前沿理论和经验,不断推动课程改革和更新。
最后,我们应该建立评估机制,评估智能电网电气测量类课程教学的教学成果和教学质量。
评估机制不仅能够促进课程质量的不断提升,也有助于课程改革的稳步推进。
总之,智能电网电气测量类课程的改革需要我们不断更新教学方法,完善课程设计,创新实践形式,同时注重学生的实际需求和发展动向,加强与专家学者的交流协作,配合建立适应性强的评估机制。
这样才能培养出更多面向未来的电气测量人才,满足智能电网发展的需求。
关于电工仪表与测量课程一体化教学改革的探索电工仪表与测量是技工院校电工类专业的一门专业课,其最大的特点是实践性、理论性较强,且理论与实践联系较为紧密。
学生学好这门课程对学习电工类专业其他课程具有很好的指导作用,同时对学生今后的生产实践有很大的帮助。
一、电工仪表与测量课程教学现状1.教材编排重理论、轻实践,需要重组笔者学院开设的电工仪表与测量课程选用的是中国劳动社会保障出版社2014年出版的新教材。
与之前的版本相比,虽然更新了教材内容,符合了企业岗位和教学实践的需要,但是教材整体编排偏向理论,出现以下情况。
从教材内容编排来看,根据测量对象的不同,分为九个章节,每一章包含的知识点是很多的。
比如第一章涉及误差分析等理论层面的问题;第二章到第八章是各类仪表的结构、原理、选择和使用方法,由于不同的仪表知识点各不相同,这些零散的知识点增加了学生学习的难度。
同时,由于每个章节的最后才会安排部分实验,这样会出现学生在做实验的时候,就已经遗忘掉实验所涉及的理论知识,加大了整个教学的难度。
2.学生自身重实践、轻理论,需要重视从教学实践过程来看,技校学生对理论知识往往不太感兴趣,反而更加喜欢动手操作。
若教师讲解学生熟悉的仪表如万用表,学生就会感兴趣;若讲解的是学生陌生的仪表如接地电阻仪等,学生就会感觉枯燥乏味。
因此,教师即便运用多媒体动画、Flash、视频播放等形式进行讲解,学生仍旧对理论知识的把握欠缺积极性。
3.理论与实践不够紧密,教学效果欠佳正由于这样的现象存在,学生在进行课程考核时,大多采用死记硬背的学习方法应付考试,等到考试结束后,学习的理论知识也就全忘了,待到专业实习需要用仪表进行测量时,非但不能灵活运用,有的还完全处于懵懂状态。
这样就谈不上理论和实践的紧密结合,教学效果不尽如人意。
二、一体化教学改革新思路根据对电工仪表与测量课程教学现状的分析,在2015年上半年,笔者对该课程进行教学改革,将教材中内容进行整合,在理论课中穿插实习动手环节,将不同的教学方法贯穿于不同章节内容中,体现“做中学”“学中做”的一体化教学理念,真正实现本门课学以致用的实践性,从而提高了教学效果。
“自动检测技术及仪表”课程教学改革与探索针对“自动检测技术及仪表”课程的特点及教学中存在的问题,进行了教学内容的优化、教学方法和总评成绩的探索改革,并分析了实施过程中存在的问题。
标签:自动检测技术及仪表;教学改革;开放式教学1.教学内容的优化改革旧教学模式以章节为纲,理论性过强而实践性偏少,通过教学内容优化整合,以任务为纲,实现任务驱动教学法,基本步骤为:教师提出问题→介绍相关知识→分析任务→学生分组、查资料→讨论交流、决策→实施方案→完成任务。
通過优化,把教学内容分成6个检测系统(温度、压力、流量、位移、物位、速度检测系统)和13个任务,每个检测系统包含1~3个任务,同时把变送、显示、调节、执行单元有机整合到6个检测系统中。
2.教学方法的探索改革传统的讲授型教学以教师为主体,学生处于被动接受的地位,难以调动学生的学习热情。
为提高学生学习的积极性和主动性,实现“学生为主体,老师为主导”的教学模式,在教学方式上引入了项目教学法、讨论式教学法等开放式教学方法,进行了有益的探索。
(1)项目教学法。
依据笔者在企业工作的经验,把相关企业实际生产的检测仪表变成相对独立的项目(产品)。
项目教学法的实施步骤为:教师提出项目任务→学生收集信息→制订方案→实施项目→检测评估。
学生通过完成相关项目,了解了实际工业产品的设计方法和工艺流程,提高了学习主动性,锻炼了思维能力、综合分析能力。
(2)讨论式教学法。
讨论式教学法实施前,学生通过学习教师提供的资料和自己查阅的资料,对讨论的议题有了初步的了解。
为了提高课堂小组讨论的效率,讨论前教师必须明确给出讨论的规则和流程。
在讨论式教学中,很重要的一环是老师引导。
如笔者在以“两线制变送器芯片AD693 的原理及应用”为讨论题目时,在学生讨论交流的基础上提出了以下4个问题:①何为两线制变送器?②AD693 芯片的作用和主要组成部分?③传感器的电压信号从芯片的哪几个引脚输入?④AD693 芯片的输入量程在哪部分进行调整?通这些问题的讨论、回答,可以使学生掌握两线制变送器芯片AD693 的原理和基本应用,对学生起到醍醐灌顶的作用。
“检测技术与自动化仪表”课程教学改革温秀兰;王东霞【期刊名称】《电气电子教学学报》【年(卷),期】2015(000)003【摘要】Measurement Technique and Automation Instrument is an important professional basic course of automa-tion specialty. By constructing three-dimensional teaching mode of theoretical teaching,practice teaching and net-work help,optimizing theoretical teaching,strengthening the practice teaching and richening network resources,the teaching contents,methods and means are made beneficial exploration in this paper. Practice shows that students' engineering quality and engineering application ability are improved obviously.%“检测技术与自动化仪表”是自动化专业一门重要的专业基础课。
本文通过构建理论教学、实践教学、网络助学三位一体的立体化教学模式,优化理论教学、加强实践教学、丰富网络资源,对教学内容、方法和手段等做了有益的探索。
实践证明,学生的工程素养和工程应用能力得到明显提高。
【总页数】3页(P42-44)【作者】温秀兰;王东霞【作者单位】南京工程学院自动化学院,江苏南京 211167;南京工程学院自动化学院,江苏南京 211167【正文语种】中文【中图分类】TP212;G642.0【相关文献】1.基于创新能力培养的自动化仪表课程教学改革与实践 [J], 牟爱霞; 张蕾; 王涛; 李倩2.基于能力培养的"自动化仪表"课程教学改革与实践 [J], 李凤霞;胡长松3.工业过程控制与自动化仪表课程教学改革研究 [J], 于巧娜;颜森4.基于信息化的检测技术与自动化仪表专业案例法教学模式探究 [J], 娄伟;刘莫尘5.检测技术与自动化仪表课程教学改革与探索 [J], 王东霞;温秀兰;刘娣因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
电气自动化技术专业教学改革与实践创新研究随着科技的不断发展,电气自动化技术已经成为了现代工业领域不可或缺的一部分。
为了适应现代产业的需求,不断提高学生的综合素质和实践能力,电气自动化技术专业的教学改革与实践创新显得尤为重要。
本文将就电气自动化技术专业的教学改革与实践创新进行深入研究,为相关教育工作者和学生提供一定的参考。
一、电气自动化技术专业的特点电气自动化技术专业是以电气工程和自动化技术为基础,培养掌握电气控制、电力系统自动化、智能控制、电气仪表、传感器技术、PLC技术等方面的专门人才。
学生在学习过程中需要掌握电气基础知识,掌握自动控制原理、传感器技术、PLC编程等实际应用技能,逐渐形成自动化技术的专业能力。
二、教学改革的必要性目前,我国的电气自动化技术专业依然存在一些问题,比如教学内容滞后、教学方法单一、实践能力不足等。
这些问题导致学生在学业完成后往往难以适应现代产业的要求。
进行电气自动化技术专业的教学改革显得尤为迫切。
1. 产业需求随着工业化程度不断提升,对于电气自动化技术专业人才的需求也在不断增加。
但是在实际生产中,却很难找到符合岗位要求的人才。
这说明传统的教学方式已经不能满足现代产业的需求,教学改革迫在眉睫。
2. 技术更新现代电气自动化技术的发展日新月异,不断涌现出新的技术和应用。
传统的课程设置已经难以满足这些技术的需求,需要进行教学改革,更新课程内容,培养学生的实际应用能力。
3. 学生需求学生的学习状态和学习方式发生了变化,一味的传统教学方式已经无法吸引学生的兴趣,教学内容和方法需要进行创新,更好地拓展学生的知识面,提升学生的实践能力。
电气自动化技术专业的教学改革需要从以下几个方面进行调整和改进:1. 更新教学内容针对现代电气自动化技术的发展,更新教学内容,增加相关的新技术和应用案例。
让学生掌握更丰富的专业知识,并能够灵活运用到实际工作中。
通过开设一系列的实践课程,如电气控制实验、PLC编程实验、传感器应用实验等,提高学生的实际操作能力。
用现代科技手段对电气自动化教学的改革策略随着现代科技的发展,电气自动化教学也需要适应时代的需求,采用现代科技手段来进行教学改革。
以下是针对电气自动化教学的几个改革策略:1. 引入虚拟现实技术:利用虚拟现实技术可以创建逼真的电气自动化实验场景,学生可以在虚拟环境中进行实验操作,提高实践能力和动手能力。
这种虚拟实验可以保证学生的安全,降低实验成本,并且可以提供更多种类的实验场景,提高学生的学习效果。
2. 数据化教学管理:借助信息技术,建立电气自动化教学管理系统,可以实时监测和管理学生的学习情况。
通过对学生学习数据的分析和挖掘,可以提供个性化的学习指导和反馈,帮助学生更好地掌握知识。
教师也可以通过系统了解学生的学习情况,及时调整教学内容和方法,提高教学效果。
3. 混合式教学模式:混合式教学模式结合了传统教学和在线教学的优势。
学生可以通过网络平台学习课程的理论知识,然后在课堂上进行实践操作和讨论。
这种教学模式可以提高学生的自主学习能力和合作学习能力,激发学生的学习兴趣,提高学习效果。
4. 远程实验教学:通过网络平台和远程控制技术,学生可以远程操作实验设备进行实验。
远程实验教学可以克服地域限制,让学生在任何地方都可以进行实验操作,提高学生的实践能力。
远程实验教学也可以节约实验设备和资源,降低实验成本。
5. 智能化教学辅助工具:将人工智能技术应用到电气自动化教学中,开发智能化教学辅助工具。
这些工具可以根据学生的学习需求和水平提供个性化的学习推荐和指导,帮助学生更好地学习和掌握知识。
智能化教学辅助工具可以提供实时的反馈和评估,帮助学生及时调整学习策略。
现代科技手段的应用对电气自动化教学改革起到了至关重要的作用。
引入虚拟现实技术、数据化教学管理、混合式教学模式、远程实验教学和智能化教学辅助工具等策略,可以提高教学质量,激发学生的学习兴趣,培养学生的实践能力,适应现代社会对电气自动化人才的需求。
《自动检测技术》课程教学改革与实践课程名称:自动检测技术课程等级:北京工商大学优质课程建设主讲教师:苏维均孙晓荣所属单位:信息工程学院批准时间: 2006一、课程发展的历史沿革检测技术是实现自动控制的前提条件和必要设备,因此该课程是自动化、电气工程及其自动化专业本科生必须认真学习和掌握的一门专业课。
自从我校正式招收自动化专业第一届本科生(1979年),就为自动化专业开设了《自动检测技术》必修课程。
1986年开始招收电气技术专业(大专),1997年招收“电气工程及其自动化”专业本科生,韩力群教授主讲《自动检测技术》。
此后,每年至少有3个班开设该课程。
该课程也成为一些重点高校“电气工程及其自动化”、“自动化”类专业的主干专业技术基础课程。
经过多年的教学改革与实践,该课程的建设也趋于成熟,内容和教学方法有了很大的变化。
我校在长期的教学研究和改革中取得了丰硕成果,得到了全国同行业的肯定和高度评价。
韩力群教授2000年主编了《检测技术及仪表》,此后我们随着教学计划的调整在教学内容、教学方法、教学手段、教学条件等方面进行了全方位改革,均收到非常好的教学效果。
经过多年的本科教学实践,我们对该课程有了明确的定位——面向自动化、电气信息类和各相关专业本科学生的专业技术基础领域课程,其教学目的是使学生了解检测技术和测量系统的基本知识、各类传感器的工作原理、基本结构、测量电路和应用、以及过程检测方面的内容。
二、课程建设的目标及规划措施建设目标:本着体现现代教育思想,运用现代教育技术、方法和手段,适应现代检测技术发展对人才培养要求,按照国家精品课“具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教学管理”的标准,将本课程建设成为自动化学科突出的一门优质专业课程。
规划措施:(1)加强教学队伍建设,要逐步形成一支以主讲教授负责的、结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的教师梯队,要按一定比例配备辅导教师和实验教师。
(2)积极进行教学方法和教学手段的研究建设。
电气类“自动检测与智能仪表技术”课程教学改革
作者:王博
来源:《教育教学论坛》2020年第24期
[摘要] 自动检测与智能仪表是未来检测技术的主要发展方向,对培养学生解决实际工业过程中的检测问题起到了积极的作用,同时也对教师实际教学工作提出了更高的要求和新的挑战。
在分析电气类专业“自动检测与智能仪表技术”课程传统内容的基础上,阐述在课程中引入人工智能检测技术的最新内容,将智能信息处理方法和软测量技术应用于自动检测与智能仪表。
教学实践表明,改革后的自动检测与智能仪表技术课程的教学效果良好。
[关键词] 自动检测;智能仪表;人工智能检测
一、引言
随着传感器技术和检测技术的迅速发展[1,2],各种新型传感器和智能检测技术不断涌现,传统的“自动检测与智能仪表技术”课程中所讲授内容已经落伍陈旧,跟不上现代智能检测技术发展的步伐[3,4]。
电气工程专业秉承“以学生为中心”的课堂教学理念,为了使课程适应时代的需要和智能检测技术的发展,使学生能够更为深入了解智能检测新技术,针对专业核心课程“自动检测与智能仪表技术”进行改革和创新。
二、热电偶温度传感器非线性动态补偿
热电偶传感器根据导体或半导体材料的热电效应原理进行温度测量,即根据不同的测量温度输出不同的热电势,其输出与输入温度之间呈非线性关系E=f(t)(t为热电偶的输入,即测量温度;E为热电偶的输出),由于非线性函数f(t)会造成测量结果存在一定的非线性测量误差,为消除这一非线性误差,一般在E后串联一个非线性补偿环节F(·),使得Y=F(E)=f■(t)=t,补偿后的输出Y与实际测量温度t保持一致,使得热电偶传感器具有理想线性特征,非线性误差得到有效减小。
目前常用的传感器动态补偿方法一般有查表法、曲线拟合法和硬件电路补偿法等,但这些方法难以做到全过程动态补偿,且非线性补偿精度也不高,实际应用过程中受到很大限制。
支持向量机是建立在统计学习理论和结构风险最小原理基础上的一种新型机器学习方法,它克服了传统补经网络方法容易陷入局部极小、过拟合等缺点,具备更好的拟合能力和泛化能力,可以有效解决有限样本情况下的传感器非线性动态补偿问题。
针对非线线补偿环节f(·)难以直接准确求出这一问题,课堂讲授传感器非线性动态补偿这一知识点时,增加了“热电偶温度传感器非线性动态补偿”这一教学环节,主要讲授如何利用人工智能方法(以支持向量机为例)对热电偶传感器进行非线性动态补偿。
首先详细讲解支持向量机理论
的基本原理和算法,如支持向量机回归补偿器的结构、支持向量机算法、惩罚系数C与核函数的选取方法等,使学生对支持向量机方法有一个基本认知;然后基于训练样本集(E■,Y■),讲授如何应用Matlab的支持向量机工具箱设计和训练支持向量机模块,使学生了解应用Matlab工具箱训练支持向量机的完整流程,使他们不仅知其然,还要知其所以然;最后讲授如何将支持向量机补偿环节串联在热电偶温度传感器之后构建非线性误差补偿系统,使学生对基于支持向量机的传感器非线性动态补偿方法有一个基本理解。
三、软传感器智能检测系统设计
针对实际生产装置中某些关键过程变量难以直接通过物理传感器直接测量的问题,如精馏塔的产品组分浓度,微生物液发酵过程的菌体深度,化学反应器的反应物浓度及产品分布等,课堂讲授智能检测系统设计知识点时,在教学过程增加“软传感器智能检测系统设计”这一教学环节,主要讲授如何利用人工智能方法实现微生物液态发酵过程关键过程变量软测量。
首先,给学生讲解微生物液态发酵过程的工艺机理和生产流程,使学生了解微生物发酵过程有哪些输入变量(环境参量)和输出变量(不直接可测过程变量菌体浓度、基质浓度和产物浓度);其次,给学生详细讲解了软测量技术的基本概念、数学描述、结构分类等相关知识点。
使学生掌握软测量技术的基本原理和基本方法,了解较前沿的软测量应用技术,能从智能检测系统整体出发考虑如何应用软测量设计方法完成复杂难测过程变量的在线检测。
在前期理论授课的基础上,最后给学生讲解软传感器智能检测系统设计原理及方案,使学生建立现代智能检测系统概念,学习领会自动检测与智能仪表基本工作原理、主要技术和设计方法,能够结合实际测量仪表开展系统设计。
课堂讲授的智能检测系统主要包括输入变量获取、数据预处理、关键过程变量软测量和结果输出等环节。
输入变量获取时,由于微生物发酵过程中各输入变量为具有不同特征的非电变量,在进行系统设计过程中,首先要通过各种物理传感器—变送器电路将其转换成电信号,然后通过A/D转换电路将输入变量转化为数字信号;考虑到数字化后的电信号由于外界随机因素的影响,不可避免地存在干扰和噪音信号,因此系统设计过程中要通过预处理模块(数字滤波方法)滤除数据采集过程中的干扰和噪音;预处理后的输入信号送入检测系统,通过内嵌到LabVIEW软件平台中的人工智能方法实现关键过程变量软测量,最后输出关键过程变量。
智能检测系统中,构建好的软测量模型通过MATLAB软件的人工智能工具箱进行训练,然后在LabVIEW软件平台中通过MATLABScript节点来实现,只要在检测系统中键入相应MATLAB程序,就能实现关键过程变量的实时预测输出。
四、教学改革成效
由于我校电气工程及其自动化专业的学生前期已经学习过大学物理、电路原理、数字电子技术、模拟电子技术、自动控制原理等相关课程,具备自动检测技术、传感器技术以及计算机软、硬件设计的基础,因此,在学习人工智能相关知识、掌握人工智能相关技术方面具有很大的优势。
在课堂授课过程中,学生对原有课程内容中引入的人工智能检测技术表现出了很大的兴趣,很快就掌握了人工智能方法的基础知识和基本方法以及软测量技术的基本原理和方法,
并在实验室实验平台上实现了上述教学环节的教学目标。
自主能力比较好的学生,还做到了举一反三,运用人工智能方法和软测量技术,对复杂工业过程中的某些关键过程變量进行了软测量建模,并得到了良好的预测效果。
五、结语
根据工业自动化技术特点,以及传感器技术和检测技术发展趋势,在分析我校电气工程及其自动化专业自动检测与智能仪表技术常规课程内容的基础上,本文阐述在自动检测与智能仪表技术课程中加入人工智能检测技术的相关内容,将人工智能方法和软测量技术用于自动检测与智能仪表技术的教学实践。
通过对2017届、2018届电气工程及其自动化专业学生的教学实践,在自动检测与智能仪表技术的课程教学中融入人工智能检测技术的相关知识,教学取得了良好的效果,使学生掌握了人工智能检测技术的最新理论和方法,促进了学生对智能仪表及其理论与设计的进一步认识,大幅提高了学生的动手实践能力和创新能力。
参考文献
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