变速器实训总结篇（1）

中图分类号：g712文献标识码：a文章编号：1672-5727（2014）07-0131-03

汽车维修一体化课程共有中级工5门课程，高级工5门课程。高级工5门课程如表1所示。5门课程开设的先后顺序可以调整。

“变速器总成大修”共有两个学习任务，分别是“伊兰特轿车手动变速器换挡困难故障诊断与排除”和“索纳塔自动变速器打滑故障诊断与排除”。笔者在讲授“伊兰特轿车手动变速器换挡困难故障诊断与排除”这一学习任务时，发现在教学活动策划、教学实施中，由于实训场地、车辆数量及教师等原因，无法按照预计的6组学生实施教学，因此，课程设计根据现场情况进行了优化。

课程实施过程分析

（一）学情的分析

笔者所授课的班级是汽修g1203班，该班共42人，为本校中级工直升高级工班。在教学过程中，该班共分6组，每组7人。各组中组长的能力均较强，各组水平较平均，但每个组均有2名左右学生学习热情较差，之前的学习效果也较差。学生在中级工学习时，已经学习了如表2所示的5门课程。

（二）教学设计分析

本任务的实施，是按照六步法的设计思想设计教学过程的。如下页鱼骨图1所示，教学过程按照任务分析及检查——制定大修方案——实施大修——竣工检验——总结拓展的过程展开。

（三）教学难点分析

由于本项目在实施时，需要将变速器从车上拆下，在举升车辆、拆卸变速器支架等环节上安全要求较高、操作难度较大，因此教师必须对每组操作情况进行监控，以保证安全。另外，由于本项目实施过程较长，如果占用车辆过多，就会影响其他班级实习用车，因此该项目实施时，常安排3辆车进行变速器总成大修的实施。这样的安排就会有部分学生无事可做，造成教学现场比较混乱。因此，如何安排全部6个组的实习是个难点。

在总结拓展阶段，要求学生撰写总结报告。通常的做法是教师利用1～2节课时间监督学生撰写报告。但从实施效果看，由于学生的文字水平较差，学生在课堂上无法专注撰写总结报告，往往达不到预期教学效果。因此，如何指导学生设计撰写总结报告也是一个教学难点，同时也是学生能力提升的关键点。

课程实施的难点处理

（一）分组教学的难点处理

由于设备无法满足6组学生同时做变速器大修工作，实际上课时仅安排3辆车进行操作，因此笔者在教学过程中选择变速器拆装过程中应做的操作，由一位实习指导教师安排实训。

1.实训内容的选择。学生在中级工学习时已经进行了“底盘简单故障维修”学习，因此，本次手动变速器大修涉及的离合器油更换、变速器油更换均已在中级工学习期间学过。考虑到中级工的学习已经距本次课有近一年时间，因此，选择相关内容比较适宜该班学生。

2.课程中的细节组织。由于担心学生操作时对原来学习的内容不熟悉，因此，对学生安排了简单的考核。考核包含3个题目（见图2），总时间15分钟。考核的结果是，25%的学生能完成第1题，10%的学生能完成第2题，仅有1名学生完成了第三题，可以看出学生之前的知识掌握不是很牢固。在教学过程中，教师安排学生查找现代、大众4s店更换离合器油和变速器油的费用和工时，查找后更提升了学生对本项目的兴趣。

在“变速器总成大修”中，从车上拆下变速器到重新装复需要8课时，因此在安排“离合器油、变速器油更换”项目时，也要同时安排8课时，以保证组与组之间进行互换。由于本项目操作难度不大，主要考查学生的规范和操作时间，因此要求学生首先按照维修手册将规范的步骤进行整理，然后每人都进行一遍操作。此部分时间约占4课时。之后，教师安排学生进行操作考试，要求学生在20分钟之内按照企业工作要求和检验标准完成两个油液的更换，由教师进行考核，组长记录每个人的操作时间，同时组内其他学生也根据维修手册操作步骤及规范，对

操作人员进行打分。整个实训现场由一位实习指导教师组织，90%的学生均能参与到教学活动中。图3为考核结果图。

从考核结果看，学生基本能按照操作规范和时间要求完成操作，而且在考核过程中态度认真，有的甚至为延长几秒钟去跟组长争取，极大地提升了学生的学习积极性。

（二）总结拓展阶段的难点处理

总结拓展阶段的总结报告撰写，采用了两种方式，一是让学生进行本次任务的总结，时间在1课时左右，二是让学生分组，另给学生途胜轿车、索纳塔v6轿车、奥迪轿车，分别用20分钟时间查看车辆，再用70分钟时间借助网络、维修手册、图书馆资料等，总结不同车型变速器大修的工艺流程和技术难点，这样的安排能使学生学会举一反三，学会利用各种资源学习修车技术。

总结

（一）合理安排教学内容

实际教学条件不能满足所有师生的设备、场地需要，特别是遇到“发动机大修”、“变速器大修”等项目时，不可能满足所有学生组的操作需要。因此，就需要教师根据教学项目，设计相关的教学内容，绝不能简单地安排3个组操作、3个组完成工作页，而要明确每个组的学习内容和学习时间，这样的教学现场也才能比较容易控制。

（二）在教学过程中，多利用竞赛、展示等手段

原来在该班中有约10名学生学习积极性较差，学习成绩也不好。但在此次教学中，在“两油更换”期间，其中的8名学生均在20分钟内完成了工作，且操作过程符合规范要求，其他几名学生也能在教师指导下在25分钟内完成工作。这正是因为引入了竞争机制。我们将所有学生的完成时间进行排名，同时计算各组人均操作时间并进行组间排名，这样可促使每名学生都认真完成工作，技术好、操作能力强的学生自觉去帮助那些学习能力较差的同学，使得学生的平均水平得到了提升。

（三）总结拓展是点睛之笔

汽车的种类有几千种，但核心的部件基本相同。学生不可能在校内学到所有车型的维修操作技能。总结拓展阶段的核心就是教会学生一种方法，通过学会修一种车，达到会修一类车。因此，此教学过程的设计要能更多地发挥学生的主动性，要充分利用图书馆、网络等资源进行教学设计和组织。

总之，通过这个教学项目的实践，我在教学内容设计、教学过程设计中积累了新的方法，希望能对同行教师有借鉴意义。

参考文献：

[1]赵志群.职业教育与培训学习新概念[m].北京：科学出版社，2003.

[2]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[m].北京：清华大学出版社，2009.

[3]赵志群.职业能力与职业能力测评[m].北京：清华大学出版社，2010.

[4]陈玉平.基于工作过程系统化的专业课程体系开发[j].企业技术开发，2011（4）.

[5]启家.基于工作过程系统化的课程改革与实践[j].中国成人教育，2010（4）.

[6]董继明，胡勇.汽车拆装与调整[m].北京：机械工业出版社，2010.

变速器实训总结篇（2）

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2012）04C-0146-02

一、自动变速器行星齿轮机构教学难点与教学要求

自动变速器构造与维修是汽车新结构技术教学的一个重要内容。目前，自动变速器普遍采用的是辛普森型、辛普森改进型、拉维娜型行星齿轮机构，如丰田A341E型自动变速器，就由一排超速行星齿轮和一组辛普森行星轮系构成。与平行轴变速器的齿轮机构相比,行星齿轮机构有其独有特点，表现在：第一，传动的原理较为复杂。行星轮自转又公转，传动比的计算较定轴轮系复杂。第二，传动的形式复杂。如桑塔纳2000系列轿车手动变速器采用的是三轴式变速器，传动的线路比较简单。单排行星轮系就有6种运动状态，而丰田A341E型自动变速器，动力从输入轴到输出轴要经历三排行星齿轮。第三，机构的结构复杂。平行齿轮变速机构结构较简单，行星轮系机构本身结构较复杂，同时，制造工艺高，集成度高，结构紧凑。第四，控制复杂。平行轴齿轮机构一个速度的获得，只要改变一组齿轮啮合就可实现，而行星轮系机构则要通过不同的离合器、制动器、单向离合器共同作用实现。由于存在以上特点，行星轮变速机构成为这门课程的一个教学难点。

自动变速器行星齿轮机构这个内容的教学要求如下：第一，知识目标要求学生懂得自动变速器行星齿轮机构各个元件的连接关系，学会画出行星齿轮机构的结构示意图，学会分析行星齿轮机构各个挡位的传动路线。第二，技能目标是初步懂得自动变速器行星齿轮机构的拆装方法；教学的重点难点是如何读懂结构示意图，行星齿轮机构各个挡位的传动路线的分析。

二、自动变速器行星齿轮变速机构一体化教学的实施

（一）让学生熟悉单排行星齿轮的运动规律

行星齿轮机构相对于定轴齿轮机构来说，因为包括行星齿轮及行星架而与定轴齿轮差别较大。在传动规律的理解上，由于行星架的齿数是一个假想齿数，无法用眼睛看到，所以比定轴齿轮的理解更复杂。在这一阶段的教学，应注重学生感官认识，最好能够拿到单排行星齿轮的教具或者在学校现有的自动变速器中拆出一组行星齿轮进行教学。

在分析单排行星齿轮机构传动规律之前，首先让学生思考：汽车变速器采用定轴齿轮或者行星齿轮机构的目的是什么？学生认真思考后，得出结论：构成不同的传动比及改变传动方向。不同的传动比构成了不同的挡位，以更好地与车辆的工况相适应。什么工况？例如，汽车起步时行驶阻力大，需要变速器放大发动机扭矩，此时变速器挡位的传动比应较大，降速增扭，便于起步。随着汽车车速的上升，汽车行驶阻力不断变小，此时应减小变速器传动比，增加车轮的转速，节省燃油。在汽车倒车时，应能通过变速器的齿轮机构改变车轮的行驶方向。

弄清楚了汽车为什么采用齿轮机构以后，下一步是使学生逐步建立行星齿轮机构的传动比及转向的概念。用一个单排行星齿轮机构的教具，把八种传动方案中的一种先演示给学生看，其他方案由老师指导，学生自己演示。由于一个班级的学生较多，为了保证教学效果，先把班级学生分成几个小组，每个小组选出组长，实行组长负责制。演示之前，先给学生布置任务；演示完毕后，每个小组都派代表将8种传动方案的规律进行总结。学生在动手演示过程中，能充分体验其中的乐趣，并不断思考验证各种传动方案的规律。最后阶段，由任课老师做总结，再让学生动手验证总结的正确性。总结见表1：

在总结单排行星齿轮8种运动规律后，就要强调对单排行星齿轮传动要有动力输出，行星排三元件中就发必须要有固定元件，而固定行星排的元件由什么完成？开始引入自动变速器换挡执行元件（离合器、制动器、单向离合器）结构和作用。

（二）促使学生认识变速齿轮机构各部件的连接关系

任课教师对自动变速器行星齿轮机构拆装进行操作演示，并在操作中讲解各零部件之间的连接关系，强调每组学生都要充分认识了解自动变速器变速机构的各零部件（太阳轮、齿圈、行星齿轮支架、输入轴、输出轴、离合器、制动器、单向离合器等）名称及其连接关系。在操作中有目的用离合器连接输入轴和太阳轮、齿圈、行星齿轮支架来突出离合器的作用（作输入元件）；用制动器连接变速器壳体和太阳轮、齿圈、行星齿轮支架来突出制动器的作用（作固定元件）；用单向离合器连接壳体和太阳轮、齿圈、行星齿轮支架来突出单向离合器的作用（作固定元件）；用输出轴连接齿圈、行星齿轮支架来突出输出轴的作用（作输出元件）。

（三）引导学生画出自动变速器的结构示意图

对于分析自动变速器的工作原理，变速器结构示意图是经常用到的，所以教会学生学会画结构示意图和看懂结构示意图是非常重要的。

在画结构示意图时一定要结合自动变速器实体，按各元件实际位置关系,老师边画边讲解，并用实物与示意图对比，让学生了解示意图上符号标识的意义，通过绘制自动变速器结构示意图,使复杂的构造变得简单了。下图为神龙公司富康轿车、爱丽舍轿车、赛纳轿车、毕加索轿车以及标致307轿车上应用AL4自动变速器的结构示意图。

C1-后排齿圈；C2-前排齿圈；PS1-后排行星架；PS2-前排行星架；P1-后排太阳轮；P2-前排太阳轮；E1-离合器E1；E2-离合器E2；F1-制动器F1；F2-制动器F2；F3-制动器F3；PP des-输出齿轮 （四）演示行星齿轮机构的传动工况

在现场结合实物，按所分析的换挡杆在PRND21位置时执行器工作情况，演示行星齿轮机构的传动情况。使传动过程清晰、原理具体化。

以AL4自动变速器为例分析换挡杆在D位时1档动力传递路线：

1档时，离合器E1接合，动力由输入轴传排太阳轮Pl，同时1-2档制动器F3工作，固定太阳轮P2，由后排齿圈／前排行星架C1-PS2输出动力，动力传递路线见图2。

C1-后排齿圈；C2-前排齿圈；PS1-后排行星架；PS2-前排行星架；Pl-后排太阳；P2-前排太阳；E1-离合器E1；E2-离合器E2；F1-制动F1；F2-制动器F2；F3-制动器F3；PPdes-输出齿轮由于自动变速器各挡位工作情况分析是教学的主要内容之一，考虑到学生的现实状况, 教学中采用了重点突破、以点带面的教学方法，着重分析一个挡位，其他挡位由每个小组进行分析，教师进行指导和总结。这样，不仅调动了学生的积极性，教学效果提高了，同时培养了学生自主学习团结协作的能力。最后，通过多媒体进行演示，加深学生理解和记忆。

三、一体化教学实施中应注意的几个方面

一体化教学法打破了传统教学中的理论课、试验课和实训课的界限，将课程的理论教学，实践教学、生产融为一体，教学环节相对集中，一个教学任务由同一位教师来完成，教学场所直接安排在教学工厂，师生双边交流互动，理论教学和技能实践交替进行，直观和抽象交错出现，充分调动和激发学生学习兴趣。但如果在教学过程中教师把握不好教学环节，或教师根本只做形式上的理实一体化教学，那就达不到预期的教学效果，甚至耽误学生的学习。在实施一体化教学过程中应着重注意以下方面：

（一）教学组织

一体化课程模式要求理论知识讲解和实践技能训练两者并行，在技能训练中包含理论知识，在理论知识中需要技能训练的融合，两者融为一体。在教学过程中学生不仅仅是坐在专业教室里听老师讲课，记笔记。而且要突出以学生为主体，学生要在课堂上“动”起来。

（二）教学管理

教学过程中，学生有相对的自由。如果教师不能有效地管理，那么，一些不守纪律的学生，要么在实习场地上乱跑乱串、起哄打闹，要么乱拿工具或电器元件乱砸或当做玩具，扰乱课堂纪律，严重影响教学效果，甚至可能出现安全事故。教学过程中教师有效地实现教学过程管理对教学的最终效果起到决定性的作用，在教学过程中，教师从传统教学模式的知识灌输者转变为知识的引导者。这样我们可以更合理的安排教学过程，合理安排学生操作实习，维持好课堂秩序。

（三）师生实践与交流

一体化教学过程应成为教师与学生、学生与学生之间相互促进、相互提高的训练过程。教师先演示，学生再模拟，然后再强化训练，这样就能真正发挥出教师的主导作用。

（四）课题结束时进行总结

实施一体化教学过程中，由于诸多因素，在教学时间上会出现延长，在这种情况下教师更应该注意对小组及学生进行总结、考核和评价，肯定成绩，交流经验，分析存在的问题，提供反馈信息，综合提炼感性知识和经验，进一步加深认识理解。

【参考文献】

变速器实训总结篇（3）

中图分类号： TM407 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）01-0045-03

1 引言

变压器是电力系统重要的运行设备之一，同时也是电力系统中发生事故最多的设备之一。变压器内部电场分布不均匀，结构复杂，而且随着电压等级的增高，电网容量加大和覆盖面增广，变压器事故率成上升趋势。根据近几年全国电力可靠性统计分析结果来看，变压器故障率最大的部位是内绝缘，主要故障是因为变压器运行环境恶劣、绝缘老化严重、变压器制造质量有问题等引起的。变压器故障发生时，通常是伴随着电弧和放电以及剧烈燃烧，然后电力设备发生短路或其他故障，轻则停电检修，直接影响生产，重则会发生变压器爆炸，造成重大经济损失。所以变压器的运行状态直接影响系统运行的安全与稳定。

变压器故障诊断技术的研究一直是国内外的热点，并已经获得了大量的经验，形成了多种诊断方法。经大量研究和实测经验表明，采用油中溶解气体的气相色谱分析法（Dissolved Gas Analysis），简称DGA，是监视变压器安全运行的最有效的措施之一。DGA的原理是测量变压器溶解气体的组分和含量，用来分析变压器的潜伏性故障。

BP（Back Propagation）网络是1986年由Rumelhart和McCelland为首的科学家小组提出，是一种按误差逆传播算法训练的多层前馈网络。BP网络能学习和存贮大量的输入-输出模式映射关系，而无需事前揭示描述这种映射关系的数学方程。它的学习规则是使用最速下降法，通过反向传播来不断调整网络的权值和阈值，使网络的误差平方和最小。

本文从多因素分析并诊断变压器内部故障，准确判断变压器的潜伏性故障或隐患的类型，及时排除故障或预测故障的可能发展，以保证电力系统运行的稳定性。可大量节省故障排除的人力物力，减轻工人繁重的体力劳动，从技术上保证电网的安全稳定运行，具有巨大的社会和经济效益。

2 基于BP网络的变压器故障诊断模型

网络结构如图1所示，BP神经网络模型拓扑结构包括输入层（input）、隐层（hide layer）和输出层（output layer），其中隐层的数量可以为一个或者多个。

隐节点的输出：

在确定输入向量时，将油中溶解气体含量的数据作为网络的输入特征向量。反应变压器状态的特征气体主要是H2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、CO、CO2七种气体。经过综合考虑选取变压器色谱试验的五种关键气体，即H2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6作为BP网络的输入，变压器状态模式用Ok表示，可表示多种故障状态。无故障（O1），中低温过热（O2，150℃700℃），低能量放电（O4），高能量放电（O5）五个状态来表示。

3 BP神经网络程序实现

BP 网络算法的中心思想是将学习过程分成正向传播和误差反向传播两个阶段。第一阶段，是将训练样本数据从输入层―隐含层―输出层的正向传播过程。经过第一阶段后，若输出层的实际输出与期望输出相差太大，则转向第二阶段。第二阶段，通过误差反向传播来修正权系数和阈值。将它们的误差以某种形式通过输出层一隐含层一输入层的反向传播。并将误差分摊给各层的所有神经元，从而获得各层单元的误差信号，将此误差信号作为下一次迭代的已知量。经过不断重复上述两个过程也就是对多个样本的反复训练，直到误差满足给定精度要求或己达到规定的学习次数，即完成了学习过程。学习流程图如图2所示。

4 BP算法的改进

BP算法实质上是非线性优化问题的梯度算法，它存在着收敛性问题，即该算法不能保证学习的结果一定收敛到均方误差的全局最小点，而可能陷入局部极小点，从而使网络收敛很慢，发生迟钝，甚至失去继续学习的能力。若系统在学习过程中停止在误差函数的局部最小值点上，则不管经历多少次迭代，系统误差函数都将停留在某个较大值上。从而导致虽然期望得到全局最小值所对应的｛ω｝min，但系统却留在某局部最小值所对应的｛ω｝local。可采用几种常用的改进方法。

a）自适应学习速率

太大的学习速率导致学习不稳定，太小的学习速率又导致极长的训练时间，因而在训练过程中，最好能自动调整学习速率。通常采用的方法是从某个学习速率η开始，增加和减小该速率，比较两者分别产生的结果，选择对应于产生结果较好的那个速率，即对应于总误差比较小的速率，作为下一步更新的起始点。

学习速率的调节公式如4-1所示：

η（t+1）=kincη（t） E（t+1）＜E（t）kdecη（t） E（t+1）＞E（t）η（t） 其他 （4-1）

式中，学习率增量因子kinc＞1，一般选为1.05；学习率减量因子0＜kdec＜1，一般选为0.7；E（t+1）第t+1次、第t次迭代后总的误差平方和；η为学习速率，在标准BP算法中，一般取为0～1的一个定值。若E（t+1）E（t）时，表明第t次迭代是无效的，乘以减量因子，减小学习步长，从而减小无效迭代，加快网络学习速度。

b）附加动量法

为了减小学习过程的振荡趋势，改善收敛性，可在梯度下降算法的基础上引入动量系数α，权值调节公式如4-2所示：

动量系数α取值必须在0～1之间，一般选为0.9。表示BP算法中的误差平方和对权值的负梯度。

该方法所加入的动量项实质上相当于阻尼项，它减小了学习过程的振荡趋势，降低了网络对于误差曲面局部细节的敏感性，有效地抑制了网络陷于局部极小。

附加动量法的缺点是，要求训练的初始值在误差曲面上的位置所在的误差下降方向与误差最小值的运动方向一致。如果初始误差点的斜率下降方向与通向最小值的方向相反，则附加动量法失败，训练结果将同样落入局部极小值而不能自拔。初始值选得太靠近局部极小值也不行，学习速率太小也不行。

c）自适应学习速率动量BP法

该算法是将自适应学习速率法和附加动量法相结合，在网络训练过程中，不但使学习速率根据局部误差曲面作出不断调整，而且利用动量项使同一梯度方向上权值的修正量增加，起到加速修正的作用。从而大幅度提高网络的收敛速度，减小陷入局部极小的概率。

d）LM优化法

LM（Levenberg Marquardt）算法是建立在一种优化方法基础上的训练算法。常规的BP算法需要较长的训练时间，而LM算法比常规BP算法要快得多，但它需要更多的内存。通常LM算法所需要的内存为BP算法的S・P倍。其中S为输出神经元个数，P为训练网络的输入输出矢量数。

LM调整公式如4-3所示：

w==（JTJ+μI）-1JTe （4-3）

其中J为误差对权值或阈值微分的雅可比矩阵，e为误差向量，μ为一个自适应调整的标量。变量μ确定了学习是根据牛顿法还是梯度法来完成的，随着μ的增大，上式就近似于梯度法；当μ很小时，上式就变成牛顿法，因此学习过程主要根据梯度下降法。只要迭代过程使误差e增加，μ也就会增加，直到误差不再增加为止。但是，如果μ太大，会使学习停止，当已经找到最小误差时，就会出现这种情况，所以μ达到最大值时要停止学习。

e）弹性BP法

在采用激活函数为S形函数的最速下降BP法训练网络时，可能会产生由于梯度的变化幅度很小，而导致权值和阈值的修正量也很小的，使训练时间变长的问题。在训练中可在权值修正中引入修正因子。当连续两次迭代的梯度方向相同时，将权值和阈值的修正量乘以增量因子，使修正值增加；当连续两次迭代的梯度方向相反时，将权值和阈值的修正量乘以减量因子，使修正值减小，从而克服梯度幅度的不利影响。权值和阈值修正量的调节公式如4-4所示：

5 BP网络的训练及检验

从理论上讲，BP神经网络对其输入无限制，因此对输入变量也不必预处理。但是，输入变量经过预处理后，就使网络训练一开始各变量的重要性处于同等地位，就可防止采用Sigmoid激活函数的BP网络因净输入的绝对值过大而使神经元饱和，继而使权值调整进入误差曲面的平坦区。

根据国内部分故障变压器色谱实际统计数据，选出比较可靠的36组数据作为训练样本，本文的神经网络训练中不直接将各种气体含量作为输入矢量以免影响正常训练和诊断。将训练样本作归一化处理，以上面五种气体含量各自占气体总量的相对百分比作为输入矢量。

本文的神经网络首先选择一个隐含层，通过调整隐含层神经元数提高网络性能，若获得满意性能，则不考虑增加隐含层数；反之则增加隐含层数。

隐层节点数往往根据前人设计所得的经验和自己的训练来确定。经验公式为：

其中，m是隐层节点数，n为输入节点数，l为输出节点数，α为1~10之间的常数。

本文中n=5，l=5，所以m∈[4，13]。在训练时，对不同隐层节点数训练，观察结果，最终确定为12。

综合各个因素，建立结构为5-12-5型的变压器故障诊断BP神经网络模型，并分析不同训练函数的训练精度和收敛速度。不同训练函数的比较结果如表5.1所示。

比较各种训练函数的收敛时间和最终训练精度，本文选取trainlm做为合适的训练函数。

使用检验样本进行检验时，正确率可达80%以上，验证了BP网络故障诊断的优越性。

6 小结

本文对基于BP网络的变压器故障诊断进行了研究。本文提出的方法其特点是选取变压器故障训练样本进行训练， 使BP 网络能够记忆不同情况下各种故障特征， 从而当系统处于每一种情况下都能获得正确的诊断效果。使用Matlab软件对模型进行仿真，通过对样本的训练和对故障诊断样本的诊断，故障诊断正确率达80%以上，满足实际要求，验证了该算法的优越性，说明本文建立的变压器故障诊断BP神经网络模型是合适的、可行的、正确的，能够很好的应用于变压器的故障诊断。

参考文献：

[1] 操敦奎.变压器油中气体分析诊断与故障检查[M].北京：中国电力出版社，2005.

[2] 闻新等.MATLAB神经网络应用设计[M].北京：科学出版社，2000.

[3] 李霜，王朗珠，张为，等.基于DGA的改进BP神经网络的变压器故障诊断方法[J].变压器，2010，47（12）：61-65.

[4] 孙志强等.神经网络理论与MATLAB7实现[M].北京：电子工业出版社，2005.

变速器实训总结篇（4）

中图分类号：TM933文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）07-0015-04

变电站作为电力系统的一个重要部分，其运行状况好坏直接影响到整个电网运行的安全，变电站事故中有相当一部分是由人为操作不当造成的。这其中既有由于电网调度员误发调度令、对异常处理措施不当造成的事故，也有由于变电运行人员走错间隔导致的误操作事故、安全措施不到位误入带电间隔的人身伤亡事故、带电误合接地刀闸、带接地刀闸误合开关、带负荷拉合刀闸、设备缺陷和异常未能及时发现造成的事故。对事故判断不准和向调度汇报不清楚而延误故障处理时间、事故发生后处理不当使事故范围扩大化、对二次设备误操作而引发的事故等情况较多，造成了人身伤亡、设备损坏，甚至发生电网解列、电网崩溃等大面积停电事故。

因此，为保证电网安全、可靠、经济地运行，就必须提高电网调度员、变电站运行人员的技术素质和技能水平，加强变电站运行人员和电网调度员的培训。近年来，随着电力行业培训仿真技术的发展，各类培训仿真系统在电力行业应用越来越广，在提高生产运行人员的生产技能方面发挥了重要的作用。

一、变电站培训系统仿真的发展现状

近十几年来，我国变电站培训仿真系统获得了很大的发展。仿真范围逐步扩大、仿真的逼真度逐步提高。现存的变电站培训仿真系统，根据变电站一次部分控制操作以及保护屏柜实现方式，主要可分为三类：有硬件屏盘模式、软仿真模式、混合仿真模式。

（一）带盘台模式

带盘台模式是指用外观与实际变电站1：1的开关控制屏和保护屏硬件组成变电站仿真培训系统的主控室和保护室，主要由后台计算机支持这些硬件的操作和显示。该系统的硬件配置主要有模拟控制盘、模拟继电器保护盘、变电站配电装置、变电站主接线操作模拟盘、计算机控制仿真系统。其中计算机控制仿真系统是变电站培训仿真系统的核心，它担负模拟变电站的仿真，复现变电站主控室现象的任务。接收模拟盘的信息，控制模拟盘的动作和信号。这种带有硬件盘台的变电站仿真培训系统是最早应用的培训系统模式。带硬件盘台的仿真培训系统需要配备大量的硬件装置、设备，扩展性差，升级改造困难，同时硬件盘台并没有包括变电站中保护、测控柜等实际装置，与现场相比逼真度存在差距，培训效果不够理想。

（二）纯软件仿真培训模式

纯软件仿真培训模式是指变电站内的开关控制屏、保护屏、模拟屏、室外和室内的主设备及主接线等所有设备全都用软件仿真，除计算机外没有任何硬件，该系统采用多媒体仿真模式，仿真变电站的有关电气设备，包括一次设备、控制系统、中央信号系统以及继电保护和自动装置的面板均可在计算机屏幕上动态显示。软件模式的仿真培训系统很快便以其便捷、经济等优点受到电力部门的青睐，目前应用较广。在这种模式中传统控制室中的保护屏、控制屏、中央信号屏等物理设备均被计算机监控平台所代替，所有监控功能都通过人机交互界面实现与培训人员的互动。省去了大量硬件设备，大大提高了可靠性，并且有利于系统更新升级。但是软仿真模式的培训仿真系统由于所有的操作和显示都是在微机屏幕上进行，与实际现场环境差距大，真实感较差，培训效果也不太理想。

（三）混合仿真培训模式

混合仿真培训模式将数字化的电网仿真与变电站中全部真实的二次设备（包括监控系统、保护柜、测控柜、音响、灯光等）有机结合成为的混合仿真培训系统。目前，该类系统主要采用将数字化电网仿真与部分真实设备相结合的仿真模式，将数字化电网仿真结果通过数字模拟量转换卡转换为-3.53~3.53V的弱电交流量，再输出到经过改造的保护装置的内部采样插件上，并通过开关量输入卡采集模拟断路器的位置，从而实现断路器的动作的仿真，这种仿真方式只采用部分真实设备，并且需要对实际的保护柜进行改造才能以适应该仿真系统，并且可扩展性较差，新增加的保护设备无法直接接入（必须经过改造）培训仿真系统，该类系统的仿真效果与现场的一致性仍存在差距。

二、变电站数字物理混合仿真培训系统概述

变电站数字物理混合仿真培训系统是将数字化的电网一次设备仿真与实际变电站二次设备相结合的数字物理混合仿真技术。即监控系统、保护及测控装置、五防系统、灯光、音响等采用现场真实物理设备，而该变电站一次设备、邻近电网及其一次设备、二次设备等采用数字仿真。其中数字仿真部分采用变电站实时仿真与全动态电网混合仿真技术，即详细仿真的变电站采用实时仿真技术，变电站所在电网采用暂态、中期、长过程一体化仿真计算技术，实现电网的全动态仿真，从而既能详细而真实再现变电站一次设备的行为，也能逼真地再现大电网的各类动态过程对变电站的影响。数字仿真电网再通过高速的通信系统，高速的开关量采集、输出系统，高速、高精度的数字模拟量转换系统和仿真功率放大器与真实的变电站二次设备有机结合，实现了变电站软仿真子系统、数字电网仿真的一次、真实的二次设备仿真放置于同一个仿真系统中，有机连接、灵活配置，营造了十分逼真的变电站运行环境。从而实现对现场各类运行人员的培训需求：如变电站运行人员、继电保护人员、检修人员及相关的管理人员等，同时能完成人员培训、技能鉴定、岗位考核等各项工作。

三、变电站数字物理混合仿真培训系统架构

图1给出了变电站数字物理混合仿真系统的总体架构。其中电网及变电站的数字仿真部分通过接口系统实现变电站电磁暂态仿真与电网全动态仿真的有机结合，其他变电站软仿真也是基于同一个的电网仿真，从而可以实现变电站软仿真、混合仿真的一体化。数字电网仿真结果的瞬时值通过高速通信系统传送到高速、高精度同步数字模拟转换器形成0～10V的模拟交流量，该模拟量通过电流或电压功率放大器得到放大的电流或电压电气量驱动变电站的实际二次设备。数字仿真系统通过高速开关量采集系统实时检测到变电站开关和刀闸的状态，从而将数字仿真和实际二次设备有机结合起来，实现了数字仿真与变电站实际二次设备的无缝闭环连接。仿真培训系统通过开关量输出系统驱动非电气量保护动作模拟硬接点、变压器有载调压模拟硬接点、风冷控制模拟硬接点等，实现变压器的非电气量保护动作的模拟。

四、变电站数字物理混合仿真培训系统功能

变电站数字物理混合仿真培训系统是将电网仿真、变电站实时仿真、变电站综合自动化系统仿真和教员与学员系统有机结合为一体化的系统，不但实现了地区电网生产运行过程的全仿真，也可以正确反映变电站、变电站综合自动化系统和电网的相互作用、相互影响，可以对运行人员进行全方位的仿真培训。系统的主要应用功能如下：

（一）培训运行人员和相关管理人员

培训基本的运行技能。对新员工进行上岗培训，对老员工的基本运行能力进行培训及考核，使其熟悉变电站一二次设备、变电站综合自动化系统、集控站监控系统、电网结构、运行方式、电网潮流，掌握基本运行操作及运行规程，熟练使用实时监控系统（变电站综合自动化系统和电网调度自动化系统）及其他应用软件。

事故分析及处理。可进行开关、刀闸、变压器、母线、线路、发电机组、电容器等各种设备及其相关的故障处理培训，训练变电站运行人员发现事故、异常，依据仿真的电网环境判断故障和处理故障，并在训练结束后对事故进行分析，重放事故发生和处理的全过程。通过仿真训练可以使运行人员了解各种事故发生的现象、原因及变化过程，总结积累处理经验，增强他们事故处理时的自信心。

变电站一次设备正常和特殊巡视训练。通过变电站一次设备三维交互式漫游巡视系统，实现变电站一次设备的三维重现和虚拟操作，受训人员感到富有直观性、形象性，有助于其熟悉了解现场情况，更好地将理论知识与实践经验相结合。

对于管理人员进行电网及变电站运行的概念性培训。管理人员通过仿真培训可以了解电网及变电站的现状、运行方式、操作规程及电网和变电站运行的特性。

（二）联合反事故演习

本系统可用于研究电网、变电站特点，对薄弱环节做好事故预想工作，完善各种事故应对方案，从而提高事故情况下的应对能力，克服以往反事故演习纸上谈兵的局限性。仿真电网设置的常见事故及复杂事故发生后，将引起继电保护的连锁动作和电网潮流的变化，并显示越限设备的报警提示，对此研究后可以总结事故处理经验，制订出合理的事故处理预案。做到事前有分析，事后有反馈，切实提高电网安全运行能力。

五、硬件系统

变电站数字物理混合仿真培训系统的硬件系统由以下几部分组成：教员台，学员台，仿真主机，变电站实际二次设备，电流、电压功率放大器，高速、高精度同步输出数字模拟转换器，高速通信及开关量输入输出系统，混合仿真集成支撑平台。

（一）教员台

可以用仿真主机，运行教员子系统为教员管理和控制培训过程提供支撑平台。

（二）学员台

使用与现场完全一致的监控系统工程画面，保留所有现场监控系统功能，并与仿真模型建立通信连接。使学员在监控系统仿真界面上获得在现场监控系统上相同的操作。

（三）仿真主机

运行全动态电网仿真子系统，是仿真系统的核心和中枢。仿真系统模型包括：邻近电网的全动态电网计算模型、包括一次、二次设备模型、故障模型和异常模型。

（四）变电站实际二次设备

保护、测控、音响、灯光等装置采用与现场完全相同的硬件设备，可以为受训者提供真实的操作、监视手段，使得仿真机不仅可以培训变电站运行人员的常规操作和监视，同时还能使他们熟悉和了解变电站重要二次保护装置和屏面设备。

（五）电压、电流功率放大器

功率放大器接收DA输出的弱电模拟信号，进行功率放大使电流信号放大至0～20A、使电压信号放大至0～100V，以驱动实际二次设备。放大器在与仿真信号连接是采用高阻差分方式，无公共连接点，这样可保证仿真系统的安全工作，又可长线连接抗干扰，提高系统的小信号精度。仿真培训专用的功率放大器多路的电流或电压输出，从而能保证更好的同步输出精度，同时降低电流功率放大器的最大输出电流。

（六）高速、高精度同步输出数字模拟转换器

将变电站实时仿真计算出的电压和电流的数字量转化为模拟量，是决定仿真精度的重要环节，其关键技术是实现各路数字模拟转化（DA）的同步输出，同时为了保证输出波形的质量，每工频周波的输出点数大于60点，DA向功率放大器输入模拟弱电信号。为了保证混合仿真系统的可扩展性，更好地适应变电站规模的变化，采用分布式同步实时仿真技术，即根据变电站电气量需要严格同步的程度对各电气量进行分组，每组电气量在同一块DA转换器进行输出保持严格的同步，多组DA转换器通过高速PCI总线分布式工作，因此降低了以前依赖专用的DA转换器的程度，这样既可以保证仿真培训的效果，又可以保证系统的高可扩展性和系统造价。

（七）高速通信及开关量输入输出系统

通过开关量输入系统采集开关、刀闸动作情况、有载调压接点，实现开关、刀闸状态及变压器抽头位置的高速采集，将实际设备的状态实时发送给变电站实时仿真计算。通过开关量输出和继电器模拟非电量保护动作、变压器风冷控制硬接点等。

（八）混合仿真集成支撑平台

混合仿真集成支撑平台采用PCI总线技术将高速、高精度同步输出数字模拟转换器、高速通信系统和开关量输入输出系统紧密集成。变电站实时仿真子系统和实时操作系统均运行在混合仿真集成支撑平台，实时操作系统通过硬件系统驱动软件驱动数字模拟转换器、高速通信系统和开关量输入输出系统（即用于对DA转换器、开关量输出和开关量输入板卡的控制）是实现数字一次设备与二次物理设备有机联系的接口系统，将变电站实时仿真计算结果实时刷新DA卡、将接口系统的自身状态定时刷新DA转换器的某个通道、通过开关量输入系统采集开关、刀闸

的状态、通过开关量输出系统向实际设备发送指令。

六、软件系统

混合仿真培训系统的软件系统主要由以下几部分组成：交互式、分布式仿真软件支撑平台，全动态电网仿真子系统，教员与学员子系统，变电站实时仿真子系统，实时操作系统，硬件系统驱动子系统。

全动态电网仿真子系统、变电站软仿真子系统、变电站实时仿真子系统、教员与学员系统软件通过交互式、分布式仿真软件支撑平台的运行管理系统有机结合在一起组成整个数字仿真培训系统，变电站实时仿真子系统通过实时操作系统的内核级调用与硬件系统驱动软件集成，与物理设备完成无缝连接。

交互式、分布式仿真软件支撑平台是混合仿真培训系统基础，包括数据库管理系统、仿真运行管理系统、人机界面系统、变电站一二次设备人机界面系统和仿真建模系统。数据库管理系统采用商用数据库与实时数据库相结合的方式，实时数据库是常驻内存数据库，用来支持数据的快速访问、处理。实时数据库与商用数据库有机结合的方式保证了数据库的实时性和高效性，商用数据库作为实时数据库的持久存储，较好地解决了分布式系统中数据库系统的开放性、实时性和一致性问题，从而充分发挥了实时数据库和商用数据库各自的优势。仿真运行管理系统，作为分布式仿真的运行支撑系统，实现了各个仿真应用之间的交互操作，是联系各仿真子系统（软仿真、电网仿真、混合仿真）各部分的纽带，是分布式仿真系统的核心，为各个仿真应用软件提供了位置透明、高效的虚拟运行环境，向子系统提供交互对象管理服务、时间管理服务、数据分发管理服务和应用程序接口。人机界面系统是全图形人机接口，为教员和学员提供交互式操作媒介。变电站一二次设备人机界面系统采用了虚拟仪器技术、组件技术、3D建模技术和虚拟现实技术，可以构建各种电压等级的虚拟变电站，包括变电站主控制室、控制屏、保护屏、中央信号屏、交直流屏等二次设备和现场一次设备，分为变电站一二次设备人机界面编辑系统、在线系统及变电站一次设备三维交互式虚拟场景系统。仿真建模系统通过图形、模型和数据库一体化建模技术，在画面编辑时能够提供特定电气元件的计算模型，在生成画面同时，能够自动地生成或人为输入电气元件计算模型的参数，并插入到数据库相关表格中，为电网仿真、变电站实时仿真等子系统提供拓扑数据和运行数据。

全动态电网仿真子系统采用暂态、中期、长过程一体化计算再现真实的电力系统的动态响应过程，采用了固定结构的稀疏矩阵、微分方程隐式梯形差分方程与网络代数方程的联立求解、强鲁棒性牛顿―拉夫逊法非线性方程求解、自动变步长等技术保证电网仿真计算的快速性和稳定性。

教员与学员子系统为教员管理和控制培训过程提供支撑平台，功能由四部分组成，即：系统管理功能、培训前运行方式和教案准备、培训中的操作和进度控制、培训后分析和评估。系统管理功能包括时间管理、用户管理、运行方式管理等；培训前运行方式和教案准备包括选择运行方式数据、整定初始方式、预设故障和事件；培训中的操作和进度控制是指教员对培训进程的控制、对电力系统模型的操作、设置故障和事件、管理和监视学员的操作；培训后分析和评估包括使用事件记录、曲线、报表等工具分析学员操作的效果，利用事故追忆再现学员的处理过程和系统的变化过程，利用评价工具对学员的操作进行评价。

变电站实时仿真子系统在变电站中一次设备的三相暂态模型及外网动态等值模型基础上，采用电磁暂态计算理论实现变电站的详细仿真计算。通过接口算法实现变电站实时仿真与全动态仿真的在线交互，保证变电站的动态响应的准确性。变电站实时仿真子系统运行在实时操作系统基础上，实时操作系统可配置成单任务模型，保证实时仿真子系统的最高优先级的运行级别，实时操作系统运行于混合仿真集成支撑平台，并通过硬件系统驱动软件驱动硬件系统。

七、结论

本文研究开发的变电站数字物理混合仿真培训系统是在软仿真模式的变电站仿真技术基础上，结合电力系统的实时仿真技术，将数字化的电网仿真与变电站中全部真实的二次设备有机结合成为的物理与数字混合仿真培训系统，使受训的变电站运行人员、继电保护人员、检修人员及相关的管理人员在完全真实的变电站环境内接受训练，同时能够完成人员培训、技能鉴定、岗位考核等各项工作，能有效地提高现场运行人员素质水平。该系统已在石家庄电力培训学校220kV教学变电站培训仿真系统中，取得了很好的培训效果。

参考文献

[1]陈礼义，顾强．电力系统数字仿真及其发展[J]．电力系统自动化，1999，（23）．

[2]黄家裕，陈礼义，孙德昌．电力系统数字仿真[M]．北京：水利电力出版社，1995．

[3]郑三立，雷，D.Retzmann，韩英铎．电力系统计算机及实时数字仿真（上、下）――电力系统计算机仿真[J]．电力系统自动化，2001，（25）．

[4]柳勇军，梁旭，阂勇.电力系统实时数字仿真技术[J]．中国电力，2004，（4）．

[5]周鑫，董雷.变电站仿真培训系统数字物理混合仿真的一种新方法[J]．内蒙古电力技术．

变速器实训总结篇（5）

在汽车使用率越来越高的现代社会里，需要的汽车维修人才也随之增多，文章就一汽丰田2010年款卡罗拉1.6LAT GL轿车发动机抖动的故障现象，谈一谈本人的故障分折与排除方法。

1故障现象

在2012年1月份，我校的一台10年款丰田卡罗拉1.6AT GL轿车在学生实训后，汽车的发动机出现了不正常的抖动，而且有的时候是轻微抖动的现象，这一台是实训车，很少上路，只是作为学生发动机故障诊断的实训教学用，在实训前该发动机是正常工作的。维修前，我先进行故障确认；在怠速无负荷状态下起动发动机，发动机抖动得历害，但是发动机故障灯没有亮；加大转速后发动机抖动变小，松开油门恢复到怠速的时候，发动机的抖动又变小，变成轻微的抖动；反复地变换发动机的转速又恢复到怠速的时候，发动机也抖动得历害。

2故障的分析

该车配丰田1ZR直列四缸发动机，此发动机是电控多点顺序喷射、独立点火形式。根据学生实训的记录本与实训老师的描述，学生之前的实训，拆装过燃油总管、点火线圈和火花塞，其他方面没有动过。根据故障现象与询问，我认为造成故障的原因主要包括以下几个方面：（1）点火系统故障；（2）气缸压力不足；（3）燃油系统故障。

3故障检修

起动发动机，容易起动，不过起后发动机抖动历害。说明有点火，有喷油。仪表的发动机故障灯没亮。发动机熄火，用诊断仪读故障码，没有显示有故障码。

3.1检查点火系统

（1）根据故障现象打开点火开关不起动，用万用表直流20V电压档分别测量四个缸的点火器电源，电源均为12.6V电源正常，测量搭铁线路，阻值0.8欧，阻值正常。

（2）用二极管试灯分别连接四缸点火控制器的IGT控制线与发动机搭铁线然后起动观察，观察试灯不闪烁、在正常的情况下试灯应闪烁，不闪表示点火器没有接收到ECU的点火控制信号，如图1所示。

（3）用KT600诊断仪的示波器分别连接四缸点火控制器的IGT控制线与发动机搭铁线然后起动发动机观察示波器的波形，分别判断四个缸点火控制器的波形有没有正常，如图2、图3所示。

（4）检查火花塞的跳火情况。从气缸盖拆下点火线圈，拆下火花塞，将火花塞安装至点火线圈，然后断开4个喷油器连接器，将火花塞总成放到气缸盖上，起动发动机，但持续时间不能超过2秒钟，进行火花测试，火花塞跳火，发现各缸点火强劲，火花显浅蓝色，说明点火正常。试火操作，如图4所示。

（5）检查火花塞电极间隙，测其间隙为1.0mm（标准；1.0～1.1mm）正常，其它缸火花塞情况基本相同，如图5所示。

根据以上检查，点火系统没有故障，系统工作正常。

3.2检查燃油系统

（1）先起动发动机让其怠速运转，用听诊器检查喷油嘴的工作情况，感到四个喷油嘴工作震动有力而均匀。说明喷油嘴工作基本正常。

（2）用二极管试灯来检查喷油器的控制电路工作不工作，首先松开一个喷油器的连接器，把二极管试灯接到喷油器连接器上，起动发动机，怠速的状态观察试灯有没有有规律地闪烁，检查的结果是4个都有规律地闪烁，4个喷油器的控制电路都正常。

（3）测量燃油供给系统的压力，装上燃油压力表。起动发动机，怠速运转测量结果和判断如表1所示。

变速器实训总结篇（6）

中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A 文章编号：

在变电站综合自动化培训教学中，学员要熟悉变压器、线路、电容器等设备的保护装置、测控装置、保护测控装置及各种自动控制装置。若在每个具体装置中都全面介绍装置的结构和工作原理，不但重复太多，浪费时间，而且也不容易全面深人地介绍清楚，且不利于学员理解掌握。因此在培训中，都要对各种装置的共性部分进行统一介绍，即介绍装置的基本结构、原理与接线。下面就装置部分教学培训工作进行总结，与大家分享。

一、装置的典型硬件结构 装置部分教学培训中，首先要把装置的典型硬件结构弄清楚。成套的综合自动化系统中微机保护系统、监控系统、自动控制系统等装置都是由若干模块组成的，它们的硬件结构都是大同小异，所不同的是软件及硬件模块化的组合与数量不同。一个变电站综合自动化系统中各种子系统的典型硬件结构主要包括模拟量输人/输出回路、开关量输人/输出回路、微机系统、人机对话接口回路、通信回路和电源。

装置采用统一硬件平台，变电站综合自动化装置硬件采用整体面板、国际标准机箱。装置强弱电彻底分离，CPU板采用印刷板、表面装贴技术，提高了装置的可靠性。装置采用统一数据库处理，在设计装置功能模块时提炼不同功能应用信息的共性，建立一个统一的应用功能数据机构模块，包含每种功能所需的一切信息，形成功能程序的统一的开发平台，降低了功能模块程序开发的难度，提高了功能模块程序的可靠性。

二、模拟量的输入/输出回路 1.模拟量的输入电路。变电站综合自动化系统采集的一次设备的电流、电压、有功功率、无功功率、温度等都是属于模拟量，由于微机只能识别数字量，故模拟信号必须转换成数字信号才能输人到微机中进行处理。

2模拟量输出电路。培训中简要说明模拟量输出电路的组成、数/模(D/A)转换器工作原理。

三、开关量输入及输出电路

开关量输人、输出电路是非常重要的教学内容。学员只有明白了断路器、变压器分接头的位置状态是如何被采集和输出后才能更好地工作。

1.开关量输入电路

开关量输入电路的基本功能就是将变电站内需要的状态信号引人微机系统，如断路器状态、继电保护信号等。开关量输人电路由消抖滤波电路、信号调节电路、控制逻辑电路、驱动电路、地址译码电路、隔离电路等组成。

2开关量输出回路

开关量输出电路主要是将CPU送出的数字信号或数据进行显示、控制或调节，如断路器跳闸命令和屏幕显示、报警信号等。开关量输出电路与输人电路基本一样。简单的开关量输出主要包括保护的跳闸出口以及本地和中央信号等，一般都采用并行接口的输出来控制有触点继电器(干簧或密封小中间继电器)的方法，但为提高抗干扰能力，最好也经过一级光电隔离。

四、微型机系统和变电站综合自动化算法

微型机系统的CPU是由一片大规模集成电路芯片制成，不仅能进行算法逻辑运算，还能执行各种控制功能。配备一定容量的存储器、输人/输出设备的接口电路及系统总线。计算机监控系统都应具有数据采集和输出控制部分，这两个部分构成了基本测控单元的主要内容。数字信号处理器(DSP)是一种经过优化后用于处理实时信号的微控制器。

在变电站综合自动化系统中，计算机对采样值进行分析、计算得到所需的电流、电压的有效值和相位以及有功功率、无功功率等量，或者算出它们的序分量，或者线路和元件的视在阻抗，或者某次谐波的大小和相位等，并根据这些参数的计算结果以及定值，通过比较判断决定装置的动作行为，而完成上述分析计算和比较判断以实现各种预期功能的方法就称为变电站综合自动化系统算法。其主要任务是如何从包含有噪声分量的输入信号中快速、准确地计算出所需的各种电气量参数。培训中要说明研究算法的目的主要是提高运算的精确度和提高运算的速度。算法的运算速度将影响自动化装置检测量的检测和自动化装置的动作速度。变电站综合自动化系统中保护和监控对算法有不同要求。

五、人机对话、通信和电源插件

1.人机对话

主要介绍人机对话微型机系统的硬件原理、键盘响应电路、屏幕(液晶)显示电路、打印机的接口电路、多机通信和巡检开关、人机对话插件等。重点讲清人机界面操作和命令菜单使用说明。

2.通信插件

通信插件承担着装置的管理和通信任务，是承接装置与夕卜界通信及交换信息的管理插件，如与面板、PC调试软件、监控后台、工程师站、远动、打印机等的联系，根据保护的配置组织上送遥测、遥信、SOE、事件报文和录波信息等。

3.电源插件

每个装置均有一个独立的开关电源，向其他插件供电，此开关电源与插件面板构成电源插件(又叫电源模件)。培训中要重点说明输出电压的作用。输出电压十SV为CPU及其芯片提供工作电源;15V为模拟输人回路运放提供工作电源;+24V为开出、开人回路提供电源。 六、操作回路 培训中分两个方面介绍操作回路。一是介绍断路器操作回路的原理框图，让学员明白操作回路的基本原理;二是让学员看懂实际的操作回路。 1断路器操作回路的原理

首先介绍断路器操作回路总体上分为合闸回路和跳闸回路两大部分，介绍合闸回路和跳闸回路的工作过程。手动操作时可选择遥控操作或就地操作。当就地/遥控选择开关打至遥控”位置时在后台机上手动遥控操作;当就地/遥控选择开关打至“就地”位置时工作人员在装置上就地操作断路器。然后介绍自动操作时保护接点通过连接压板直接接人控制电源进行断路器操作，并介绍防跳回路的作用和原理。最后介绍位置信号、控制回路断线和事故信号。

2.断路器操作回路实例

断路器操作回路的原理框图与实际操作回路还有一些距离，为了学员更好地工作，还需要讲解断路器实例操作回路，如南瑞继保电气有限公司RSC-941A型装置操作回路和南自IOKV线路保护测控柜断路器操作回路。

七、测控装置

变速器实训总结篇（7）

中图分类号：G642 文献标识码：A

Research and Implementation of PLC Courses to Meet the Needs of Internships

WANG Miao

（Changchun Automobile Industry Institute， Changchun， Jilin 130013）

Abstract This paper is the study of vocational students at the insistence of internships， how to complete the "PLC and motor control technology" lesson plans and curriculum standards， professional training programs re-enacted by school-enterprise cooperation projects. The course covers the principles of programmable controllers， communications applications and WinCC configuration software and profibus fieldbus. Innovative proposed "DL （Doing by Learning）" is the "work-based learning" mode. Teaching design and production of integrated automobile production training table make the curriculum standardization， modularity. Achieve professional and industrial docking， docking curriculum and professional standards， the teaching process and the production process of education and teaching methods butt. Achieve the service for working running school-enterprise cooperation mechanisms.

Key words internship； "DL" teaching mode； PLC curriculum standardization， modularity

1 高职高专院校办学特色的分析

企业急需培养掌握PLC电气控制技术理论和知识和技能的电气自动化专业的人才，为了使学生尽早接触到实际工作岗位的设备，更快地进步，高职高专学校始终坚持“校企融合，工学结合”的办学体制，以“不能满足企业人才培养的需要，就没有我们存在的必要”的办学理念为核心指导思想，以“应用型”人才培养目标为基础，不断深化课程体系改革，优化教学内容，强化内涵建设，实现对人才的“知识、能力、素质”全方面培养。学校利用学校与企业多年合作的契机，现在安排学生学习理论和实习的比例为1：1。使他们每天工作的同时回到学校学习自动化专业课程PLC与电机控制技术，再到实际生产线上不断应用，再不断学习、不断提高。

目前90%的学生在第三第四学期与企业签订了就业协议并且深入生产一线顶岗实习，要完成企业安排的正常八小时工作，还有的学生在外地实习。PLC与电机控制技术课程就是在第三、第四学期上课，让学生实习好、学习好，就是本文研究的重点，高职高专办学特色促成了课题组成员通过从理论和实践两方面对PLC与电机控制技术课程的教学研究，使顶岗实习的学生无论在理论上还是实践上都取得了优异的成绩，全面提升学生的就业竞争力。

2 校企合作，研发PLC校内实训台

2.1 PLC课程教学现状分析

以往PLC与电机控制技术课程分为理论教学和实践教学两部分，两者在教学上自成体系互不干涉。专业技术理论教学和实习教学分段实施，理论教师和实训指导教师各负其责在教学内容和教学方法等方面难以形成有机结合。教学过程中往往出现“各自为政” 和“相互推诿” 的现象。往往是重理论轻实践，理论教师往往是“一支粉笔一本书。”内容的讲解常常是“空” 而“虚”，给学生留大量作业，学生用大量的时间背程序，应付考试。实训内容更多的是简单验证理论结果，如一台PLC可编程控制器带一台三相交流异步电动机。或几个指示灯学生可以通过PC机进行编程，控制电动机正反转，或指示灯循环亮灭。所做的实训项目较少，学生印象不深。但现在学生下厂顶岗实习了，他接触到的是能生产出世界一流汽车的生产线，我们的教学方式和实训室的设备都远远满足不了顶岗实习学生对知识的渴望。

2.2 研发PLC校内实训台

任课教师走访学生实习单位，如一汽大众公司，针对汽车行业进行了调研，教师根据在生产第一线设备的研究，如焊装车间、总装车间的汽车输送线。调研结果是汽车制造行业每个工位之间是流水线生产，在生产线上各个环节都采用了PLC作为主控单元，同时用上位机WinCC监控和Profibus现场总线技术进行通讯。

通过对各个环节的电气设备硬件结构和软件编程进行了研究。结合在不同工厂、不同车间顶岗实习学生共同接触的自动化设备，就是汽车生产输送线。结合学生知识的循序渐进规律及全面性、课题组教师研制了来源于企业，又适合学校教学的PLC与电机控制技术实训台――汽车自动生产线实训工作台，本实训装置贴近工业现场要求，是典型的汽车自动生产线，设备从选材、工艺、流程、结构、控制等各方面都从实际工业现场出发，考虑工学结合要求，有机融合了机械、电气、气动知识，整个实训台就是学生工作、控制的生产设备。

通过该实训系统的工作任务训练，能较好地锻炼操作者程序编写设计能力、自动线设计开发能力、自动线连接与调试能力、工程实施能力和安全意识。突出强调技术的综合运用。实验室设备水平上了一个新的台阶，避免了过去教学与实际操作相脱节的教学局面。现在实验室是一周4天，8小时开放。满足了顶岗实习学生三班倒的工作、学习的需要。对在外地的同学以网络为载体，及时发送教学课件、实训台影像。教师制作、发送和批改和项目相对应的学习页，使外地学生也能同步学习。

3 课题研究的主要内容

PLC课程的项目与任务的设计即是教学内容的设计，它是课程设计思路和教学目标的具体体现。它即要符合企业和岗位技能需求，具有针对性，又要保持PLC知识的系统性与完整性。任课老师精选设计的每个实例项目要有一定的科学性、连贯性。由简到繁、由易到难。单元内的实例都能有效地为该单元核心内容的教学服务，并且这些实例课题既能方便学生的学习，提高学习效率又要包含工作现场，本课程预计设置10项目。

项目一，硬件系统安装及软件系统的使用。该项目来源于工厂的主控单元PLC，要求学生了解它的硬件结构，硬件组态、硬件调试。同时工厂大量使用STEP7软件，要求学生可以熟练使用该软件的位指令。

项目二，输送滚床转台控制系统，通过PLC控制继电器实现电动机的正反转控制、定时器控制，使滚床输送线实现直线运输，旋转运输。

项目三，PLC软件程序控制伺服电机和步进电机驱动行车运行。

项目四，指示灯控制系统。工厂中还有很多指示灯，它们可显示不同的工作状态，因此对它们的控制也是学生必须掌握的。该项目来源于激光焊指示灯系统，有红黄绿三种指示灯，亮和灭各有不同的意义，闪烁的频率代表不同的工作状态。

项目五，PLC软件程序控制变频器、编码器使升降台变速运行。学生学会用PLC控制交流电机就掌握了工厂的大多数设备的控制原理。

前五个项目完成基本可以设计了一个完整PLC和电机的控制系统。以上项目为第一学期的学习内容。在此基础之上进行第二学期的学习内容。

项目六，机械手的设计，运用气动控制技术由PLC控制电磁阀使机械手按要求进行快速移动夹紧、松开动作。

项目七，堆垛解垛控制系统，用PLC的结构化程序处理复杂的控制任务，使学生学会在主循环组织块中多次调用功能块和功能。

项目八，PROFIBUS现场总线的应用。

学会应用通信模块选择调试好的任意两个系统模块，实现两个CPU315-2DP之间主从通信。

项目九，自动线加工系统模块上位机程序编写、调试。

熟练应用WinCC组态软件图形编辑器；掌握画面切换、显示画面窗口、动态设计等方法和步骤。

项目十，WinCC组态软件与Profibus现场总线的通信。

利用图形编辑器组态加工模块的画面，显示加工工位的计划值、实际值时间信息；完成加工模块的组态功能。能够进行上位机的控制及显示。

4 情景教学案例

现以输送滚床转台控制系统为例进行情景教学的案例进行说明：

4.1 转台站控制要求

输送滚床转台控制系统，通过PLC控制继电器实现电动机的正反转控制、定时器控制，使滚床输送线实现直线运输，旋转运输。

4.2 教学方法比较

没有建造汽车自动生产线实训台之前输送辊床转台控制系统项目我们只能通过PC机用应用位逻辑指令编写一台电动机正反转程序。因为没有传感器的输入信号，转台站工作情景根本无从谈起。只能用仿真软件验证程序编写的正确与否。学生学习过程变成背诵程序过程。理论与实践严重脱节。现在课题组老师研制了与工作岗位控制系统一致的汽车自动生产输送线实训台，顶岗实习学生他们在工厂只是使用，但自己没有编过能直接控制减速交流电动机的程序，现在他们可以自己拆装转台站，这样对机械设备结构了解更深刻。可以对控制系统的硬件和软件按控制要求进行设计编程调试。同样是应用位逻辑指令可以编写多台电动机的顺序控制程序，所以学习兴趣大增。

4.3 本项目的知识点和技能点

（1） 掌握单相交流电动机的工作原理及继电器控制电动机原理。（2） 掌握S7-300PLC位逻辑指令。能够利用位逻辑指令构建转台站控制系统。（3） 具有转台站控制系统的构建、接线、编程、下载、调试的技能。（4） 学会操作汽车自动线设备的转台站。

4.4 转台站组成及功能

转台站由转速1300r/min、减速比1：50交流减速电机、电压DC24V、四路的继电器、额定电压DC10～30V、额定电流200mA、检测距离10mm的电感传感器1及检测距离4mm的电感传感器2、滚轮导轨、输送辊床、钣金结构件、机械零部件组成。主要部件功能如下：（1）交流减速电机1：用来通过同步带/轮传动机构驱动滚筒转动。（2）交流减速电机2：用来通过驱动滚轮在导轨运行，达到转台旋转的功能。（3）继电器：用来控制辊床交流减速电机、转台旋转交流减速电机的启动/停止、正转/反转，当PLC输出信号给继电器线圈时电机运行。（4）电感传感器1：用来检测输送滚床出入口滑撬的位置，实现传输定位，当检测到滑撬物料时给PLC提供输入信号。（5）电感传感器2：用来转台旋转到位检测，当检测到转台旋转到位时给PLC提供输入信号。

4.5 软件设计（图1）

4.6 项目实施

4.7 评价过程

为了全面客观地评价每个同学项目完成的质量和总结成果，我们制作的自评、互评和师评表。每完成一个项目，就需要填写自评表、互评表。其中包括知识考评、软件编程、实际操作、项目验收、联系实际工作的创新点五大方面的考核。

5 总结

通过针对满足顶岗实习需求的PLC课程的研究与实施，使PLC与电机控制技术的课程设计、教学实施、教学管理贴近工厂实际上了一个新的台阶。使高职高专学生在坚持顶岗实习的情况下，理论联系实际，在很短的时间里很好地掌握PLC技术、WinCC监控软件、Profibus现场总线技术的知识。使学生具备了PLC常用指令的分析应用能力、PLC控制系统设计、安装、接线、调试及故障排除能力。分析问题和解决问题的能力及沟通协作的能力。也充分满足了企业对顶岗实习学生实力的要求。在实践中使高职高专学生实践能力强的优势突显。目前学业完成的学生已在一汽大众、大连发动机、大连变速器、一汽解放公司、一汽技术中心、米其林轮胎、一汽丰越等多家国内外知名企业工作，成为企业电气设计维修的技术骨干。教学内容科学优化，进而为实习的岗位更好地服务。

吉林省高等教育教学研究课题：吉教高字【2012】45号

参考文献

变速器实训总结篇（8）

摘要：在汽车维修一体化课程教学中，一般要分组进行方案的策划、实施具体任务、检验等，但在具体实施过程中受到设备数量、场地等因素的影响，往往不能按照预计的6组实施。本文选择了高级工课程“变速器总成大修”中“伊兰特轿车手动变速器换挡困难”这一学习任务，阐述了教学如何策划，以保证良好的教学效果。

http://

关键词 ：汽修高级工；变速器总成大修；教学策划；一体化

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）07-0131-03

汽车维修一体化课程共有中级工5门课程，高级工5门课程。高级工5门课程如表1所示。5门课程开设的先后顺序可以调整。

“变速器总成大修”共有两个学习任务，分别是“伊兰特轿车手动变速器换挡困难故障诊断与排除”和“索纳塔自动变速器打滑故障诊断与排除”。笔者在讲授“伊兰特轿车手动变速器换挡困难故障诊断与排除”这一学习任务时，发现在教学活动策划、教学实施中，由于实训场地、车辆数量及教师等原因，无法按照预计的6组学生实施教学，因此，课程设计根据现场情况进行了优化。

课程实施过程分析

（一）学情的分析

笔者所授课的班级是汽修G1203班，该班共42人，为本校中级工直升高级工班。在教学过程中，该班共分6组，每组7人。各组中组长的能力均较强，各组水平较平均，但每个组均有2名左右学生学习热情较差，之前的学习效果也较差。学生在中级工学习时，已经学习了如表2所示的5门课程。

（二）教学设计分析

本任务的实施，是按照六步法的设计思想设计教学过程的。如下页鱼骨图1所示，教学过程按照任务分析及检查——制定大修方案——实施大修——竣工检验——总结拓展的过程展开。

（三）教学难点分析

由于本项目在实施时，需要将变速器从车上拆下，在举升车辆、拆卸变速器支架等环节上安全要求较高、操作难度较大，因此教师必须对每组操作情况进行监控，以保证安全。另外，由于本项目实施过程较长，如果占用车辆过多，就会影响其他班级实习用车，因此该项目实施时，常安排3辆车进行变速器总成大修的实施。这样的安排就会有部分学生无事可做，造成教学现场比较混乱。因此，如何安排全部6个组的实习是个难点。

在总结拓展阶段，要求学生撰写总结报告。通常的做法是教师利用1～2节课时间监督学生撰写报告。但从实施效果看，由于学生的文字水平较差，学生在课堂上无法专注撰写总结报告，往往达不到预期教学效果。因此，如何指导学生设计撰写总结报告也是一个教学难点，同时也是学生能力提升的关键点。

课程实施的难点处理

（一）分组教学的难点处理

由于设备无法满足6组学生同时做变速器大修工作，实际上课时仅安排3辆车进行操作，因此笔者在教学过程中选择变速器拆装过程中应做的操作，由一位实习指导教师安排实训。

1.实训内容的选择。学生在中级工学习时已经进行了“底盘简单故障维修”学习，因此，本次手动变速器大修涉及的离合器油更换、变速器油更换均已在中级工学习期间学过。考虑到中级工的学习已经距本次课有近一年时间，因此，选择相关内容比较适宜该班学生。

2.课程中的细节组织。由于担心学生操作时对原来学习的内容不熟悉，因此，对学生安排了简单的考核。考核包含3个题目（见图2），总时间15分钟。考核的结果是，25%的学生能完成第1题，10%的学生能完成第2题，仅有1名学生完成了第三题，可以看出学生之前的知识掌握不是很牢固。在教学过程中，教师安排学生查找现代、大众4S店更换离合器油和变速器油的费用和工时，查找后更提升了学生对本项目的兴趣。

在“变速器总成大修”中，从车上拆下变速器到重新装复需要8课时，因此在安排“离合器油、变速器油更换”项目时，也要同时安排8课时，以保证组与组之间进行互换。由于本项目操作难度不大，主要考查学生的规范和操作时间，因此要求学生首先按照维修手册将规范的步骤进行整理，然后每人都进行一遍操作。此部分时间约占4课时。之后，教师安排学生进行操作考试，要求学生在20分钟之内按照企业工作要求和检验标准完成两个油液的更换，由教师进行考核，组长记录每个人的操作时间，同时组内其他学生也根据维修手册操作步骤及规范，对操作人员进行打分。整个实训现场由一位实习指导教师组织，90%的学生均能参与到教学活动中。图3为考核结果图。

从考核结果看，学生基本能按照操作规范和时间要求完成操作，而且在考核过程中态度认真，有的甚至为延长几秒钟去跟组长争取，极大地提升了学生的学习积极性。

（二）总结拓展阶段的难点处理

总结拓展阶段的总结报告撰写，采用了两种方式，一是让学生进行本次任务的总结，时间在1课时左右，二是让学生分组，另给学生途胜轿车、索纳塔V6轿车、奥迪轿车，分别用20分钟时间查看车辆，再用70分钟时间借助网络、维修手册、图书馆资料等，总结不同车型变速器大修的工艺流程和技术难点，这样的安排能使学生学会举一反三，学会利用各种资源学习修车技术。

总结

（一）合理安排教学内容

实际教学条件不能满足所有师生的设备、场地需要，特别是遇到“发动机大修”、“变速器大修”等项目时，不可能满足所有学生组的操作需要。因此，就需要教师根据教学项目，设计相关的教学内容，绝不能简单地安排3个组操作、3个组完成工作页，而要明确每个组的学习内容和学习时间，这样的教学现场也才能比较容易控制。

（二）在教学过程中，多利用竞赛、展示等手段

原来在该班中有约10名学生学习积极性较差，学习成绩也不好。但在此次教学中，在“两油更换”期间，其中的8名学生均在20分钟内完成了工作，且操作过程符合规范要求，其他几名学生也能在教师指导下在25分钟内完成工作。这正是因为引入了竞争机制。我们将所有学生的完成时间进行排名，同时计算各组人均操作时间并进行组间排名，这样可促使每名学生都认真完成工作，技术好、操作能力强的学生自觉去帮助那些学习能力较差的同学，使得学生的平均水平得到了提升。

（三）总结拓展是点睛之笔

汽车的种类有几千种，但核心的部件基本相同。学生不可能在校内学到所有车型的维修操作技能。总结拓展阶段的核心就是教会学生一种方法，通过学会修一种车，达到会修一类车。因此，此教学过程的设计要能更多地发挥学生的主动性，要充分利用图书馆、网络等资源进行教学设计和组织。

总之，通过这个教学项目的实践，我在教学内容设计、教学过程设计中积累了新的方法，希望能对同行教师有借鉴意义。

http://

参考文献：

[1]赵志群.职业教育与培训学习新概念[M].北京：科学出版社，2003.

[2]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京：清华大学出版社，2009.

[3]赵志群.职业能力与职业能力测评[M].北京：清华大学出版社，2010.

[4]陈玉平.基于工作过程系统化的专业课程体系开发[J].企业技术开发，2011（4）.

[5]启家.基于工作过程系统化的课程改革与实践[J].中国成人教育，2010（4）.

[6]董继明，胡勇.汽车拆装与调整[M].北京：机械工业出版社，2010.

变速器实训总结篇（9）

中图分类号：G822.13

文献标识码：A

文章编号：1007-3612(2008)08-1147-03

A Study on Speed Character and Distribution for 100m Wheelchair

CHENG Qi-Lian1, WANG Yang2, ZHOU Mei-Fang1, QIU Yi3, XIONG He-Pin4

(1.College of Physical Education, Jiangxi Normal University, Nanchang 330046, Jiangxi China; 2.College of Physical Education,

Huazhong Normal University, Wuhan 430079, Hubei China;

3.Jiangxi Institute of Sports Science, Nanchang 330006, Jiangxi China;

4.Department of Physical Education, China University of Geoscience, Wuhan 430074, Hubei China)

Abstract:The speed characters are initially explored for 100m as a whole on the basis of 100m tests for elite domestic men and women wheelchair athletes; the phases are partitioned for whole race by classifying analysis; the relationship is studied among each phase speed and the average speed in whole race in the use of partial correlated analysis; the distribution table of each phase speed for different race performance is set down to provide the mode target in trainning. Conclusions: the speed characters for 100m as a whole show that speed is in continuously enhanced phase; there is a apparent partition by three phases in 100m race: start phase, start-accelerated phase, accelerated phase; there are high influence on race performance for speed of each phase; there is a applicable value in practice for speed distribution table made in virtue of quantity of sample data.

Key words: wheelchair; 100m; race; characters; distribution

残奥会上轮椅竞速是参赛者最多、参赛国家最多、竞赛最激烈的一项残疾人标志性项目。短距离轮椅竞速项目是国家残奥队在2008年北京残奥会上突破的重点，深化对短距离项目的科学研究，可以促进对这类项目专项运动特征和规律的了解，对训练和比赛起到积极的指导作用。研究100 m全程中的速度表现形式，揭示出和运动员专项能力及器械特性相符的竞速规律，确定全程速度分配模式，对认识轮椅竞速100 m这一结合人与器械的运动项目特点和指导训练实践有重要价值。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象 国家轮椅竞速队现役的10名男运动员和9名女运动员，其基本情况见表1。残奥项目没有运动员水平等级划分，因此，国家队运动员基本包括了国内最高水平的选手，测试对象全部采用美国顶峰牌进口轮椅。

1.2 研究方法

1.2.1 测试法 在国家队基地田径场的一个固定跑道上对每个队员轮次进行100 m测试，测试时间为2008年3月国家队备战北京残奥会的准备期阶段。考虑残疾运动员的身体恢复特点，测试前24 h内避免激烈运动，保证运动员有最佳的体能状态进行测试。测试前要求充分活动开，做拉伸15 min，后在轮椅上做15～20 min的中速热身活动，活动期间还安排3～5个短时间的出发模拟，以提高神经肌肉的传导与肌纤维的募集，并体会快速用力的感觉。测试中要求运动员尽全力完成100 m测试，教练员配套相应的措施来激励运动员。以测试表现的速度特征近似作为运动员大赛中的速度特征。

1.2.2 录像拍摄 测试前预先在100 m跑道地面每10 m设立分段标志点，在跑道旁采用车载DV摄像机跟踪拍摄，测试时要求摄像机和轮椅前轮轴并行且结合分段标志点以记录轮椅通过分段标志点的时间。

1.2.3 数据采集 录像经过DV摄像机采集到电脑，并用试用版Kwon运动分析软件按场记录轮椅前轮轴通过跑道每个分段标志点的时间点，以计算每10 m的分段时间(s)和分段平均速度(m/s)，时间精度为0.02 s。

1.2.4 数据分析 相关数据的统计计算采用SPSS15.0进行。分析的内容包括：男女运动员分段速度变化规律；全程阶段划分；阶段速度对全程平均速度的作用和影响；目标成绩下阶段速度分配表的制定和应用。

2 结果与分析

2.1 男女运动员总体速度变化特征 图1和表2显示男女运动员100 m全程速度的变化趋势和统计比较。虽然由于性别和能力不同，男女运动员在每个分段平均速度上都有显著性差异，但是全程速度的变化规律却是一致的，即全程中速度一直处于上升期，这种速度模式和径赛中的100 m跑不同，没有明显的起跑、途中、冲刺的转换点或拐点。

2.2 男女运动员速度变化的阶段划分特征 轮椅竞速100 m的速度变化规律较为单一，即全程都处于上升期，不像径赛项目100 m跑具有专项速度变化特点和相应的技能与体能的变化特征［1，2］，但是和轮椅竞速100 m的速度变化规律相对应，定义关键性的阶段划分，不仅有利于加深对轮椅竞速100 m竞速规律的认识，而且可以指导运动员打造专项体能的训练实践活动。

聚类分析可将多变量进行归类，本研究中将每10 m的分段速度作为1个变量，将10个分段速度构成的10个变量按R型聚类进行分析，计算过程中变量距离采用向量欧氏2范数距离表示。男女运动员分段速度的聚类分析见图2，图中反映出无论男女运动员，全程中按速度变化特点可划分为3个阶段，第一阶段：0～10 m，本文中定义为起动段，第二阶段：男女间略有区别，男为10～40 m，女为10～30 m，定义为起动加速段，第三阶段：男为40～100 m，女为30～100 m，定义为加速段。为方便研究，本文中统一按照0～10 m、10～40 m、40～100 m来对男女运动员的速度变化进行阶段划分。表3为男女运动员三阶段速度的数据，从三个阶段的平均速度指标来看，男女运动员间每个阶段速度都有显著性差异。

2.3 男女运动员各阶段速度、全程平均速度间的相关特征 在多元相关分析中，变量间的交互影响和作用使得单纯用相关系数来衡量变量间的关系并不合理，这是因为单变量统计分析忽略了其它因素的影响。在研究一个变量对另外一个变量的影响时，需考虑扣除其它变量产生的影响，因此，本研究采用偏相关分析来研究各个阶段速度之间以及各阶段速度对全程平均速度的影响。由于时序的关系，只有前段速度对后段速度产生影响，后段的速度对前面的速度没有影响，即只有“历史”在“未来”中留有痕迹，而“未来”不能对“历史”产生作用，因此，各阶段速度之间以及各阶段速度与全程平均速度间的偏相关系数矩阵设计见表4，表中数据显示了男女运动员各阶段速度、全程平均速度之间的偏相关系数和显著性检验结果。

偏相关分析发现，各阶段速度都会独立地对全程平均速度产生积极作用，偏相关系数和统计检验结果说明各阶段速度与全程平均速度都存在非常显著的高度正相关，因此，专项速度能力中，起动能力、起动加速能力和加速能力对提高成绩而言都是必须的，这也提示：100 m全程中运动员需要具备多种竞速能力。

注：-①：去除第一阶段速度的影响，其余符号意义相类似。上对角阵为男运动员数据，下对角阵为女运动员数据。*P

2.4 三阶段速度分配表的制定和应用 阶段划分的一个目的是在训练实践中确定预计的成绩下各阶段时间需要达到的目标，这也是模式训练法的核心，它使得教练员和运动员在训练实践中有了目标指针和导向。训练中一个关注的问题是要达到预定的成绩，运动员各阶段的时间分配如何，目前对轮椅竞速100m还没有一种可操作的方法，因此本研究制定了各阶段时间和总成绩的对应表以为教练员和运动员科学训练提供一个模型标准。具体的作法是将三阶段的时间平均值作为基点，以±0.4个标准差向上递增和向下递减，便可作出各阶段时间和对应总成绩的一览表（表4），将三阶段时间范围定为平均值±2个标准差以内，是因为此范围内涵盖了95％以上的时间概率。这一参照标准在实践应用和指导训练中具有一定的价值，如国家队重点男子运动员张××，目前最好成绩为14.85 s，三阶段时间分别为3.16 s、4.56 s、7.13 s，对应于表4中的模式标准，如其100 m成绩要实现13.85 s，达到雅典残奥会T54组决赛前三名的水平，那么，三阶段成绩需分别提高0.42 s、0.25 s、0.33 s。同样，对女子运动员董××，目前最好成绩为16.7 s，三阶段时间分别为3.16 s、5.18 s、8.36 s，要达到16.39 s的成绩水平，三阶段成绩需分别提高0.04 s、0.09 s、0.18 s。对国家队的每个运动员都可将目标成绩下的阶段时间需求和目前训练状态下的阶段时间进行比较，发现体能结构上的差异，针对性改善多种速度能力。

3 讨 论

竞速项目的速度特征反映了项目的体能特点，同时也表现出运动员的专项能力，对器械项目而言，也可体现出运动器械的动力性能。轮椅竞速100 m全程速度始终处于上升期，这是由于轮椅竞速项目靠器械产生运动位移，运动员无论是跪姿还是坐姿其上身向前倾斜使得正面相对的空气阻力较小，另外先进的轮椅器械设计使得轮椅内外部受到的摩擦阻力和空气阻力也较小［3，4］，所以即使在无动力的情况下轮椅运动的速度在100 m全程中衰减也较为缓慢，微小的推进力作用下，轮椅都可产生加速，后段的速度都可在前段速度的基础上得到提高。这点和田径中的径赛项目不同，径赛项目中由于自身重心移动而需要消耗大量能量，当生理供能由于体能因素达不到应有的强度，不能使动力功率超过阻力功率时，速度自然下降。因此，对轮椅竞速100 m而言其速度始终能处于上升期也是和轮椅器械运动的特性有关。

对100 m全程速度变化进行聚类分析使得在分段速度的基础上将同类分段合并，得出明显的阶段划分。在起动段到起动加速段里，速度提高幅度平均值为：男3.96 m/s，女3.25 m/s，在起动加速段到加速段里，速度提高幅度的平均值为：男1.25 m/s，女0.95 m/s。0～40 m间速度的提高幅度较大，也是本文中称为起动段和起动加速段的原因，40～100 m的速度也在提高，虽幅度较小，所以也称为加速段。

每个阶段速度之间的偏相关系数值和统计检验说明，起动段对起动加速段和加速段的影响较弱，提示起动能力是一种较为独立的能力，其训练手段和方法需要专门考虑，而起动加速段和加速段的关系较为密切，显示起动加速能力和加速能力是一种组合能力，可结合起来进行练习而不必单独对这两种能力加以训练上分割。

表4的制定为模式训练法打下了一定的基础。作为体能打造的指针，速度分配表可方便教练员较为容易地确定当前运动员训练水平和训练目标的差距，但是这一速度分配表的制定是建立在目前国内高水平运动员的测试样本数据上，并以统计数据分布来确立速度分配表，随着运动员能力水平的提高，这一分配表的制定也需动态的调整和修改。

4 结 论

1) 轮椅竞速100 m总体速度变化特征为全程速度处于上升期。没有径赛短跑中明显的起跑、途中、冲刺的转换点或拐点。全力出发直到终点是轮椅竞速100 m比赛的战术特点。

2) 轮椅竞速100 m全程有三个明显阶段：起动段、起动加速段、加速段。不同阶段男女间的平均速度有显著差异，但三阶段划分规律有一致性。

3) 各阶段速度对总成绩都有很大程度的影响。轮椅竞速运动员应具备多种竞速和生理代谢供能能力。起动加速能力和加速能力可组合训练。

4) 基于样本数据下的速度分配表在实践中有应用价值并需要根据运动员的竞技水平变化来阶段性的加以调整。

参考文献：

［1］ 袁运平.我国男子百米跑一级运动员体能结构特征的研究［J］.广州体育学院学报，2004,24(2):67-70.

［2］ Ae Michiyoshi,et al.The men's 100 metres［J］.New studies in Athletics，1992,7(1):47-52.

［3］ A M Koontz;R A Cooper;M Boninger;etl.A kinetic analysis of manual wheelchair propulsion during start-up on select indoor and outdoor surface［J］.Journal of Rehabilitation Research and Development，2005,42(4):447-458.

变速器实训总结篇（10）

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）20-0073-02

汽车运用技术专业（简称汽运专业）是汽车专业的骨干专业，主要培养汽车维修专业技术人员。汽车维修专业技术人员属于紧缺人才，所学专业课程和实训内容至关重要。《电器构造与维修》、《发动机构造与维修》、《自动变速器构造与维修》和《底盘的构造与维修》（以下简称《电器》、《发动机》、《自动变速器》和《底盘》）课程是汽车学院汽车运用技术专业的核心主干课程，为了真正实现教育部门倡导的“教、学、做”一体化，我院从2010年秋开始，率先在全国高职高专院校中采用“工作站”式教学，并同时进行深入分析和研究。所谓“工作站”式教学，即实训室和理论课教室连在一起，授课班级每门专业课配备3名老师，其中专职教师2名，兼职教师1名，随时服务学生，以学生为主体，专职教师负责理论与实践教学，兼职教师负责实践教学以及工具的发放、借还、场地的清理整顿等，辅助负责理论教学。

通过改革，汽运专业课程原有内容理论相对减少；强化实践，能力培养真正落实。教师应对发动机课程进行不断地探索改革，并长期坚持下去，使其紧跟形势的发展，培养出适应市场需求的优秀专业人才。

一、汽运专业教学内容改革与问题

1.理论教学内容的改革与存在的问题。高职汽运专业学生学习《电器》、《发动机》、《自动变速器》和《底盘》课程的主要目的是学会如何应用维修技术，并不是深入地研究设计，虽然要求掌握的知识面较宽，但要求的深度有所降低，所以对于教材内容的讲解可以相对浅一些，但知识面的更新一定要快，只有这样才能及时地跟上新车市场、维修市场、售后服务的变化，提高学生毕业后适应工作的能力。目前就拿汽车运用技术专业为例，在完成基本教学内容的基础上，应适当减少部分理论知识如底盘四轮定位的力学分析、电控悬架的电控原理等内容的教学。在以后的教学改革中，必须结合维修工程实际应用，指导教学内容的改革，以拓展学生的维修知识面，使之能更好地适应社会的需求。

2.实践教学的进一步改革。《电器》、《发动机》、《自动变速器》和《底盘》这四门课程是汽车运用专业核心课程，但在早期这几门课程的实训教学也仅限于在室内操作，且每一门课程的实训课分散于一个学期内，每个实训都采用分小组进行，轮换等待的时间较长，造成学生学习时间的浪费。现采取两种方法：1∶2∶11～2∶2法和模块半学期法。（1）1∶2∶1法1～2∶2法。从2009级开始，采取集中上课在工作日，每天上一次课，一次上四节，第一节为理论，第二、三节为实训，第四节为考核，即1∶2∶1法。周三可上半次课，作为学生们答疑和信息反馈并及时处理（2010级周三又做了新的调整），滚动五周，第六周作为考核周，进行六周，共108个课时。一个班完毕再轮换其他班。并且班上配上两名老师，一位主讲一位助讲，可相互轮换。突出“教学做一体化”，强化实训，与毕业后从事维修工作实行零对接。所谓1～2∶2法，是根据2008级的教学情况，适当地进行调整，因为1∶2∶1法出现的问题是：理论课时间偏少，内容容量较大，学生理解不了，改为1～2节为灵活的理论课，理论多、难则适当加长授课时间。（2）“模块半学期”法。模块半学期法可将实践教学部分由原来的理论课之后进行，改为在学期进行一半时进行，统一安排实训教学时间，以半个学期作为实训周，在实训期间所有的实训项目同时开放，学生自由分组组合，自己安排各个实训的先后顺序。如气缸体的测量实训需六节课就连上六节，不再割裂开来。实验室内学生必须在规定的时间内完成教学计划要求的实验项目，由现场的指导老师进行登记并记录，依据学生的掌握程度进行打分。在实训周结束时对学生进行综合实操能力考核，对学生在实训周的表现做一个整体评价。

二、汽运专业教学手段的改革与创新

《电器》、《发动机》、《自动变速器》和《底盘》课程传统教学方法方式单一，教师在讲台上讲，学生在下面听。教师与学生的互动相对较少。这就要求教师在教学方式上要不断创新，能够利用各种先进的教学手段丰富自己的教学内容，培养出基础扎实、适应能力强、综合素质高的适应社会发展的新型实用型人才。

1.配套教学材料的再整理。根据校企结合和教学的需要，重新修订了教学标准，使之更符合社会的实际，并且编写相应的工单，教学过程围绕工单进行。增加了新的课件、案例分析、学习指南、学习情景、任务设计、习题库、试题库等配套辅助材料，完善了教学内容，更加明确了学习目标，教学质量达到得到了极大地提高。

2.加强师生互动、校企互动。在教学中要充分发挥学生的主动性，加强师生交流，及时了解学生对所讲内容的掌握情况，同时利用学校的教学平台加强学生的课外交流：利用互联网获取发动机的新技术，也可以学习其他院校的教学情况，以便及时地向先进的同行学习。同时利用各单位学校之间的交流，聘请企业专业技术人员到学校授课。

3.启发式的教学模式。《电器》、《发动机》、《自动变速器》和《底盘》课程的内容较多，若用传统的教学模式进行教学时，学生会感到枯燥无味，学习兴趣不高。在教学过程中若能巧妙设疑，可以激发学生的学习热情和提高学习兴趣。如电控发动机课程的传感器较多，且分散于前后章节中。在讲解这部分内容时，通过引导结合自身熟悉的能够感觉冷热触痛的人体神经末梢即传感器；大脑即发动机控制中心；运动系统即发动机的执行元件，拉近师生知识距离，使学生猛然醒悟。

4.案例教学法。引入汽车发动机实际故障案例，并使故障再现。例如有一款标志307，总是出现轮胎偏磨，经过许多尝试发现问题就出在减震器上，由于减震器的漏油造成轮胎偏磨。可以让同学们分别扮演客户与服务人员，制订出相应的维修计划，最后按照维修计划解决实际问题，在这个过程中所有的同学都不同程度地得到了提高，达到了良好的教学效果。

通过采用改革后“工作站”式教学，虽有不尽如人意的地方，总会有万全之策，行成于思，实践出真知。最终使学生的学习兴趣大大提高，教学效果明显加强，知识面也拓宽很多，为以后学生就业打下坚实的基础，满足社会对高质量紧缺人才的需求，这就是我们所想要的结果。

参考文献：

[1]宋芳.经济社会不可缺少的技能[J].北京：当代经济，2008，（2）.

[2]史雷鸣.发动机构造与维修[M].北京：国防科技大学出版社，2008.

[3]史文生.职业教育技能竞赛研究[M].开封：河南大学出版社，2010.