智能电子论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇智能电子论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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电力电子电路装置一旦出现故障会对装置本身的电气设备设施造成影响，还会带来一些问题，比如设备损害甚至造成生产无法正常进行，造成企业停产等严重后果，更为严重的是还会造成安全事故，有一定的危险，严重的时候会发生人员伤亡事件。在电力电子电路中，最容易出现的故障多表现在晶闸管的损坏方面，其中晶闸管的短路现象和开路现象是比较常见的，因为电力电子电路的故障和模拟电路的故障有所不同，发生故障再到停电的过程时间很短暂，所以要求运行的操作人员在短时间内要判断出故障的元器件损害再去报警是比较困难和难以实施的，哪怕是有着丰富经验的工作人员也会受到人为因素和现场操作环境的影响，难免出现错误的判断，这就需要智能的方法来进行处理和分析。针对具体的问题，及时有效的做出判断来减少损害。对电力电子电路进行及时有效的智能诊断可以实现对故障进行预报，从而有助于采取及时有效的措施来预防事故，降低事故风险，排除安全隐患。根据诊断的结果进行对设备和装置的维修和维护，从而有效提高管理水平和技术，方便检修和维护，有效降低检修所需要花费的时间和人力，提高设备和装置的利用效率，保障使用效果的良好，这对提高设备的制造水平和技术也会起到重要的作用。不难发现，电力电子电路故障诊断对工业生产和国民生活的各个方面都会产生重要的影响，起到重要的作用。

2对电力电子电路故障诊断技术研究的作用和意义

电力电子技术日益重要，在改造传统的电力、机械、交通、化学化工、轻纺和矿冶等方面都具有突出的作用，对航天、通信和激光等高新技术的发展和能源的高效利用都有突出的贡献。就从电力和电子的变流这项技术来看，在发达的国家大约有八成的电能是利用电力电子技术转化之后再进行使用的，在未来几年内这个比例还会更高。之所以电力电子电路技术得到广泛的应用和推广，涌现出各种高性能的电子电力电路产品，也是得益于现代科技的不断发展和进步。但是，也对电路发生故障的对设备的维护要求更高，传统的人工诊断技术和方式很难满足现如今的要求，要有效克服这个问题需要对电力电子电路进行更加高效合理和科学的研究和探索。

第一，电力电子电路设备一般在工程系统中发挥起到核心电源或控制器的作用。如果出现了故障而没有办法短时间内进行恢复，那么会对设备造成严重的损害，严重的话还会造成不必要的人员伤亡事件的发生，造成的经济损失也会比较大。突出的表现在对可靠性要求高的领域，比如在航天设备中使用的电子设备，这对电力电子电路的测试、诊断和维修技术要求是相当高的。

第二，针对一些电路元件数量多的电力电子电路，比如说有的新型的静止无功发生装置的多达数十个晶闸管，如果采用每一个都诊断的方法来进行诊断势必会浪费大量的时间和人力，所以需要研究和开发出一种智能的故障诊断功能的方法和技术，可以有效的节约大量的人力、财力和物力，提高资源的利用效率。

第三，在很多领域内对电力电子设备一般都有很高的要求，要求极高的可靠性、准确性和安全性。此外还要求电力电子设备具有自我诊断、自我修复和自我测试的功能和作用。这对电力电子电路的工作状态和运行提出了更好的要求，要实现及时有效准确无误的判断，当出现故障时能够及时检测并有效排除和处理，还要能够在不影响正常的电路运行的状态之下进行定位和修复，还需要再次快速的投入到使用和运行中去。这对电路的智能诊断技术提出了新的要求，要能够有效并快速的明确出故障发生的位置以及问题出现的原因，大力减少电力电子电路无法运行的时间，还需要容错的电力电子电路系统来有效的提高系统的可靠性、准确性和安全性。

第四，伴随着电子工业的蓬勃发展和进步，使得集成技术也得到了更加广泛的普及和应用，由于越来越复杂和精细的电子电力电路设备，对其保养和维护也比较复杂多变，因此需要花费的资金也是十分庞大的，要对还没有出现的电子电力电路的故障进行预防和预测，这样可以减少当设备出现故障时的损害度，有效的节约日后维修的成本和资源。

3电力电子电路智能故障诊断方法介绍

电力电子电路故障诊断技术有：对故障信息进行检测和对故障的诊断两个方面。对故障信息检测是利用专门的故障检测技术来对故障发生时的信息进行提取，为故障分析提供可供参考的依据和数据；另外对故障进行的诊断和判断，以故障诊断出的信息，来对产生故障的部分来进行分析和进一步推理，从而可以找出导致故障出现的原因所在，来明确出现故障的位置和区域。就当前来看，比较常见的电子电路智能故障诊断方法、使用比较多的对故障信息的预处理主要有：小波变换、数据聚类、现代谱估计法、粗糙集、主成份分析、傅里叶变换和归一化处理等。需要注意的是，对这些技术的使用不是单一使用，更多采取多种技术来获得最好的电力电子电路故障特征的集合判断和分析。

3.1频谱分析法。

电力电子电路的故障诊断的频谱分析方法具有的鲜明特点和优势表现在：检测硬件简单和测量点少两个方面。但是在特殊场合如触发脉冲故障等时频谱分析方法会显得不太适用。

3.2粗糙集方法。

这个方法的主要是依赖于建立在保持分类不变的基础上，利用对知识的约简来推导概念的分类，特点在于能够分析并处理不完整和不精确的各种定量、定性或者混合性的不完整信息，能够从中发现隐含信息，揭示规律性。但是由于粗糙集方法是从不精确和不完整的信息中推导出的诊断规则难免会出现误差。

3.3小波分析和小波包分析法。

该方法是目前应用比较广泛的方法，它具有频域和时域的高分辨率，并且能够很大程度上降低故障特征来简化神经网络的结构。不少专家学者将小波包、决策树和主成份分析三者结合起来来进行对电力电子电路故障的诊断技术研究，用小波系数能量法以及小波系数模极大值法进行诊断的结论，还就如何选取小波包基的问题进行了分析和研究，分析了基于散度准则和距离准则等方法。

3.4专家系统诊断方法。

专家系统是属于智能计算机程序系统，它的内部包含有大量的某领域专家水平的知识和经验，从而能够利用专家的知识和经验来解决问题的方法，处理该领域的问题。换言之，专家系统是一个有着大量的专业知识和经验的程序系统，它被广泛应用于人工智能技术和计算机技术方面，以某领域的一个或多个专家所提供的知识和经验，进行进一步的推理和判断，模拟出人类专家的决策过程，这样有助于解决需要人类专家处理的复杂性问题。电子电路智能专家系统诊断利用专家的知识对出现的故障问题进行描述和判推理，较之传统的诊断来说，冲破了个人知识的局限，有助于对专家的经验进行推广，最大限度的得到利用人力资源，最专业人才的培养也是大有帮助的，电力电子电路智能故障诊断方法依赖于专家系统的诊断方法可以使其有更好的发展和进步。

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二是先进的公共交通信息系统：本系统可以对公共交通进行有效的改善，结合实时交通信息流，来将更加便捷的公交系统提供给旅客。

三是先进的车辆控制系统：通常情况下，可以将车辆控制系统划分为两个方面，一方面是车辆辅助安全驾驶系统，本系统包括车载传感器、车载计算机和控制执行机构等诸多组成部分，借助于车载的传感器，行驶过程中的车辆就可以对与其他车辆以及道路设施的距离进行确定，车载计算机处理这些信息，向驾驶人员发出报警信息，如果出现了紧急状况，还会强制车辆制动。

2综合智能运输电子信息系统的作用

为了更加智能化的管理运输系统，就需要将智能运输运输电子信息系统给应用过来，它可以促使交通运输效率和安全性得显著提升。国外因为经过了几十年的发展，如今日趋成熟，但是我国还处于起步阶段，与当前社会经济的发展要求还不适应，因此，就需要深入研究综合智能运输电子信息技术，对我国的综合智能化运输系统大力发展，以便改善投资环境，推动我国经济获得更快的发展。具体来讲，综合智能运输系统在整个交通管理系统中，综合运用了先进的信息技术、电子控制技术和计算机处理技术，这样就构建了一个全方位的运输综合管理系统，更加的实时和高效。借助于高新技术，可以有效改造传统的运输系统，将电子信息技术的纽带作用发挥出来，有效连接各种运输系统，形成的新型综合运输系统具有较高的智能化程度和社会化程度。它可以将交通运输基础设施的效能给充分发挥出来，促使服务质量得到提升，这样交通运输设施和能源就可以被高效利用起来，促使社会经济效益得到提升。具体来讲，包括这些优势，交通运输安全水平得到提升，交通堵塞得到减少，交通运输工具不会对环境造成较大的污染，同时，道路运输网的通行能力和交通运输的生产效率和经济效益也可以得到显著提升。

3我国发展综合智能运输系统的策略

我国在上个世纪七十年代就开始将电子信息技术应用到交通运输和管理中，综合智能运输系统得到了不断的完善和发展。如今，综合智能运输系统已经被广泛应用到诸多的领域，如铁路系统、公路系统等等，但是这些系统都是分别构建的，没有联系起来。因此，在对我国的综合运输体系进行构建和发展中，需要采用科学的方式来综合管理和协调各种交通方式，将网络化技术给应用过来，发展综合智能运输系统。一是对综合运输体系进行构建和完善：随着经济全球化趋势的不断强化，在较大程度上增强了世界各国和各个地区的贸易往来以及经济互补性，国家经济的一体化特征日趋明显。在新世纪，将会综合化物流系统，那么就需要革新交通运输，将全新的交通运输模式给应用过来，有效集成各种运输方式，综合运输系统将会促使服务质量和水平得到不断提升，将先进的电子信息技术设备给应用过来，对基础设施建设进行完善，将自身技术经济优势给充分发挥出来，由一个承运人组织来转换和衔接各种运输方式。为了促使综合运输体系得到构建和完善，就需要对法律法规明确制定，打破条块分割，制定一系列针对性的政策，配合协调不同的运输方式，企业的综合运输也是允许的，并且为了促使运输职能的交叉得到实现，还可以采取兼并或者充足等方式。二是实现城市交通各种运输方式的一体化：在城市交通系统中，铁路具有一系列的优势，它不需要占用较多的土地，不会消耗大量的能源，并且对环境不会造成较大的污染，因此，就需要对现代铁路运输体系进行构建和完善，促使其资源节约型和环境保护型的特点得到实现。如果城市交通运输系统中，将汽车作为主导，那么就会影响到生态环境，很多国家如今开始对城市轨道交通大力发展，将高速轻轨修建于各个主要城市之间，并且电气化改造部分铁路，将市郊铁路构建于市区和郊区之间，很多城市的城郊轨道运输系统都比较的完善，可以将市中心与城市周边有效的连接起来。铁路可以促使城市之间的联络得到强化，世界各国也充分重视了城市之间的旅客运输。我国铁路运输量方面，城市间的客运需求也占据了一个较大的比例，那么铁路也需要向市区内延伸，用轨道交通来有机联系城市间交通和城市内交通。要紧密结合城市内或市郊的公交运输以及轨道系统和城市外的交通系统，互相补充，这样小汽车所担负的客货流任务方可以被全部取代或者部分取代，以便合理增长私人小汽车的拥有量，促使城市交通得到有效缓解。如果是大城市地区，有着较多的人口，那么为了促使转运换乘更加的方便，就需要立体配置铁路和城市交通，互相裂解，促使综合性快速运输系统得到有效构建。

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1.2开展多屏应用有线多屏应用是借助高性能的NGB网络，将丰富的视频向智能终端进行覆盖，在用户的TV、PC、PAD、手机等多屏终端之间建立互相通信的渠道，使得用户在多屏间可以进行相关的互通操控。有线多屏应用能打破有线的束缚，增强无线的扩展，以加强对用户的吸引力，是推动有线数字电视用户扩展的一项业务。使得电视机不仅承担传统家庭视频终端的功能，还能通过智能终端机顶盒的使用获得多渠道视频、多项视频显示工具的应用体验。因此，对于用户来说，有线多屏应用具有很高的实用性，为数字电视提供了一种差异化和补充性的服务。有线多屏业务包括多屏分发、多屏互动等应用。多屏互动主要是实现视频内容在多屏之间的无缝切换，在移动终端上的照片、视频、音乐等媒体内容可以一键切换到电视机大屏幕上播放。

1.3智慧社区应用开发有线广播电视属于特殊产业，具备社会公益属性和产业属性，同时承担着公益服务和市场服务。海门广电配合各级政府机构搭建智慧社区服务平台，是作为广电运营商所必须承担的社会责任，也是“智慧海门”建设的主要支撑平台。在海门广电有线数字电视的DVB与IP结合形成双模结构之后，能提供视频、图片、语音、数据通讯等各类融合业务，为科技、教育、文化、卫生、商务等行业搭建综合信息服务平台，使信息服务如同水、电、气等基础消费一样遍及千家万户，同时有线网络也需大量的信息资源来充实宽带网络，为广电有线网络发展提供助力。智慧社区平台的本地综合信息含政务信息、文化教育、电视商务、金融服务、交通出行、健康医疗、社区服务、便民服务等信息的，为有线数字电视用户提供智慧的政务、智慧的金融、智慧的文化、智慧的交通、智慧的医疗、智慧的社区等服务。图1为智慧社区页面示意图。

2有线数字电视网络结构创新

2.1建设大带宽、高速率的双向接入网络互动电视综合业务平台的建设一般包括三大部分：基础网络、前端平台业务支撑系统、终端机顶盒的建设。在政策明朗、资金充足的情况下，前端平台和终端机顶盒较容易实现；而基础网络部分由于建设周期长、施工复杂，后期再进行网改难度很大。没有大宽带、高速率、安全可靠和可控可管理的能承载全业务运营的双向综合信息网络，就没有交互数字电视业务，更谈不上开展其它增值业务。建设双向接入网络的目的是提高收入、提升网络价值、提高竞争力。目前，各地广电双向接入网络采用的主流技术方案有CMTS、EPON+EoC、EPON+LAN等，按光纤接近用户端的组网模式又可分为光纤到小区（FTTC）、光纤到楼栋（FTTB）、光纤到楼道单元（FTTU）、光纤到户（FTTH）。EPON技术结合了以太技术的简单性、光纤传输的高带宽以及点到多点无源结构的低成本，实现了经济的、可控制的、多业务的宽带接入，是近期宽带光接入及FTTH的主要实现方式。从今后广电开展3D高清电视、全高清甚至超高清电视、OTT高清应用等大宽带、高速率的业务需求来看，光纤到户FTTH网络建设势在必行。FTTH网络的优势显而易见：一是接入网络为无源全光纤结构，抗干扰和防雷性能好，易于管理维护；二是能实现百兆甚至千兆入户，网络符合大宽带、高速率、低造价、高可靠的要求。

2.2双向接入网络能支撑DVB+OTT双模交互业务受限于有线网络的文化、政治属性，以及需要安全运营的广播特性，通过能对软件包授权签名的前端平台、广电内网IP传输通道、专用DVB+OTT智能机顶盒来保障OTT业务的安全可控。适合广电开展DVB+OTT业务的两种组网模式介绍如下。

2.2.1IPQAM互动电视模式基于IPQAM的互动电视，IP通道只传输交互信令，QAM信道传送视频节目，这是目前广电广泛采用的交互电视的模式。在广电内网的内容整合系统上，引入签约互联网视频网站、图文资讯等内容，来自互联网的视频内容通过IPQAM方式下发到机顶盒，图文等资讯可以从IP通道或者数据广播方式下发。这种模式下，互联网网站只是广电的一个内容提供商，其视频、图文等内容必须经过广电运营商的格式转换、内容审核等处理后，通过互动电视点播平台发送到终端播放。图2为利用互动电视系统引入OTT内容示意图。

2.2.2DVB+内网IP模式在广电运营商内网新建立基于IP流媒体传输技术的业务系统，如IP/OTT流媒体服务系统、在线网游、在线相册、在线音乐等。内网IP流媒体视频业务与IPQAM互动业务的区别是视频不走IPQAM下发，而是走CMTS、EoC等IP通道直接下发到机顶盒。图3为广电运营商内网新建流媒体系统支持OTT业务组网架构图。内网OTT业务可以建立与交互电视机顶盒一致的门户，原互动电视平台内的VOD节目、TVOD节目也可以反向导入到IP视频播放平台，走IP通道到机顶盒。不论是IPQAM传输还是纯IP，给用户以一致的门户体验，不同来源的节目和不同传输方式有机地整合在一起。此方式不仅仅可以支持视频业务，也可应用于一些大型联机(online)类游戏、图文资讯等内容，广电运营商可以在内网搭建自己的平台，由游戏或内容集成商提供内容，内容运营的收费等由广电运营商控制，游戏等CP参与分成受益。

2.3双向接入网络能开展IP流媒体模式多屏互动业务多屏业务视频等IP数据流走有线双向网络，广电前端需要提供基于IP的直播电视和点播系统。移动终端通过IP内网登录到前端系统，交互选择观看节目后，由前端系统将直播电视、VOD视频，以及OTT引入的视频内容，通过转码器实时转码为合适移动终端分辨率的小码率的视频流（点播内容也可以是事先转码后存储在前端）。例如：约4Mbps的MPEG-2转为800k~1Mbps的H.264或AVS码流，经过广电内部IP网路由推送到Wi-Fi无线路由器或机顶盒，由机顶盒内置流媒体服务器或Wi-Fi无线路由器再分发到各种移动终端。其组网图如图4所示。

3构建高清互动电视业务支撑平台

开展智慧社区业务需要综合信息互动系统，视频点播、回看、时移需要DVB互动系统，OTT服务和多屏应用也需要前端系统的支撑，广电运营商要拓展多业务必须构建全媒体、全业务的高清互动电视平台。设立数字电视的DVB+OTT前端支撑系统，基于SDP平台设计，SDP平台是一个大容量、高性能、易维护、开放性和扩展性良好、有QoS/QoE保证的多业务融合平台。该平台能支持第三方业务系统的集成对接，支持单个SP/CP对各自业务系统的个性化运营需要。SDP平台定位为全媒体、全业务支撑平台，提供统一的业务系统集成规范，提供统一的增值业务孵化器，是广电海量增值业务统一的“杀手级支撑环境”或“杀手级支撑平台”。SDP平台通过水平化的架构，实现了统一的内容管理（如统一对接媒资系统）、统一的产品和业务管理、统一门户集成与展示、统一的终端接入（对接不同厂商的终端及中间件）、统一的支撑系统集成（如BOSS、网管等）、统一的能力接入和对外暴露，以及统一的业务创建、业务测试和业务运行环境，为广电增值业务提供统一的业务系统集成规范，提供门户集成、业务管控、内容管控、能力管控4大类接口或服务，从而有效降低增值业务上线成本（TCD），缩短增值业务上市时间（TTM），有效降低运营商的整体运营成本。

4推出电视智能化机顶盒

电视智能化机顶盒搭载了安卓等操作系统，用户除能收看电视节目外，还可自行安装各类应用软件，能支持DVB-C有线电视业务、互联网OTT业务、家庭宽带联网、VoIP可视电话、联网游戏、无线多屏互动等业务，可扩展支持智慧家庭、家庭物联网等功能，是支持三网融合业务的新型智能终端。传统电视机顶盒带给用户的体验比较单调，这也是制约数字电视业务进一步拓展的主要因素。从广电自身来看，不少广电运营商的基础网络设施不比电信差，而大量的视频、娱乐、公共服务等信息资源受困在网络上无法实现增值，因此有必要推出电视智能化机顶盒，以适应多元业务的开展，为用户提供全方位的视听、娱乐服务，使得广电在三网融合、多业务竞争中不断提高自身的竞争实力。电视智能化机顶盒的组网简图如图5所示。电视智能化机顶盒的优势还在于即使是在单向网络也能实现多屏业务。用户只需要一个智能机顶盒就可以实现家庭内联网的多屏应用业务，加上有线电视广播网天然的QoS质量保证，极少会出现一般互联网IP视频常见的卡片、缓冲延时等QoS问题，对提高用户黏度、吸引和留住有线电视用户有很大的帮助。多屏应用也由具备家庭多媒体网关的智能化终端机顶盒来实现。该智能终端内置Wi-FiAP和多路调谐器，具备QAM+IP的双网接入能力，支持多路频点同时解调，多路视频同时解扰；主处理器支持多路视频编码功能，可将收取的多套电视节目做实时MPEG-2转码为适合移动终端分辨率的H.264编码，再打包为IP视频流后通过Wi-Fi推送到多个移动终端上实现多屏观看业务（目前可实现4个终端收看不同的节目）。基于智能接入终端设备的强大本地视频处理功能和流服务能力，在单向网络上亦可以支持多屏应用。基于智能终端内置转码方案实现多屏业务的组网简图如图6所示。

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2先进电力电子技术在智能电网中的应用

柔流输电包括SVC和STATCOM，通过SVC进行无功补偿的电压输出谐波大、基波损耗高、占地面积较大，因此，用STATCOM进行无功补偿成为电力系统无功补偿的主要方法。静止同步补偿器（StaticSynchronousCompensator，STATCOM）是柔流输电系统的核心装置和技术之一。1976年，美国人L.Gyugyi第一次提出了它的概念，即利用半导体变流器进行无功补偿的理论。通过对系统无功功率实现动态无功补偿，提高系统暂态电压稳定性，确保系统运行安全，改善系统的稳态性能和动态性能。与传统的无功补偿装置相比，STATCOM装置能够连续调节无功，输出谐波小，器件损耗低，运行范围宽，调节速度快，可靠性高等优点；其输出电流在电网电压低时不受影响，具有较硬的低压无功功率特性；而且接入系统后不会改变系统阻抗特性引起振荡。近年来，世界上有很多学者都从事STATCOM装置的研究工作，无论是装置容量还是产品性能都有了很大的提高。新型电力电子器件（如：IGBT、GTO、IGCT等）、多重化、多电平和单相桥串联等技术被应用到STATCOM装置中，以提高装置容量和电压等级，并通过现代控制技术，提高系统电压稳定性，改善装置输出谐波。

许多先进的控制方法，例如递归神经网络自适应控制、模糊控制、比例积分(PI)控制、微分代数控制、鲁棒性自适应控制等被应用到STAT－COM装置非线性特性的研究中。在世界上针对STATCOM装置的研究工作中，STATCOM装置的仿真建模及其控制方法研究始终是重点。世界各国对STATCOM的研究，STATCOM技术和应用情况都取得了突破性的进展。现代电力电子技术、多重化、多电平和单相桥串联等技术使STATCOM工作性能得到很大的提高。再加上先进控制方法的加入更提高了STATCOM工作的稳定性，使之在电力系统领域的应用更加广泛。关于STATCOM的研究有很多问题，但是最重要的还是它的建模和控制问题，这将直接影响着STATCOM的整体性能。国际上关于STATCOM的研究由来已久，日本是最先运用STATCOM装置的国家，紧接着美国也在STATCOM的研究上取得成功，并和日本联合研制了世界上第一台采用GTO进行逆变的STATCOM，在1991年投入运行取得很好的效果。之后的德国在1997年也研制出大型的STATCOM装置并在丹麦的风电场投入运行。我国虽然起步晚，但是发展速度极快，清华大学在1999年研制出20Mvar的STATCOM装置，在2011年我国南方电网研究出世界上最大容量的STATCOM装置，并在东莞投入运行取得良好的效果。从此我国成为能够研制出大容量STATCOM装置的国家之一，但是仍有许多不足之处有待改进。

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二、人工智能技术应用

基于电气自动化的复杂性，其操作过程应精细且注重细节。一旦操作失误，将导致系统故障甚至造成安全事故。因此，人工智能技术应用的核心技术在于程序化问题，将复杂化的程序通过智能手段转化为简便化。通过系统日常资料的分析，对设备故障采取积极的应对措施。在具体应用过程中，人工智能技术主要表现为以下几个方面。

(一)智能化设计分析

人工智能技术关系到电力工程以及电路的设计。在传统的设计模式下，工作人员的工作量大，需要大量的试验验证，并且对不合理部分进行改进。因此常出现考虑不周全的问题，处理问题的效率较低，对于难度较大的问题，传统的处理方案无法解决。这使得智能化设计成为必然。现阶段，电力企业逐步实现了智能化设计，全面考察了问题的难度，提高了处理问题的能力和效率。但同时，智能设计对于操作人员提出了更高的要求，要求其掌握专业知识和智能系统操作技巧，并且操作人员还应具有与时俱进的精神，对智能系统进行适当的改良设计。利用人工智能设计，可有效提高数据分析的准确性，将复杂问题简单化。

(二)PLC技术应用

随着电力企业规模的扩大，电力生产对于技术具有更高的要求，基于此的PLC技术成为企业生产和建设的重要目标。PLC技术是一种常见的人工智能技术，目前主要应用于工业、电力企业，具有良好的效果。其是在继电控制装置基础上发展起来的智能技术，该系统的主要作用在于优化了系统工艺流程，从而根据企业需求对运营现状进行调整，确保其运营的协调性。PLC技术以自动控制系统为主，手动控制技术为辅。对于提高电力系统生产实践具有重要作用。在电力生产中，PLC人工智能化技术的使用还实现了自动化目标切换，继电器逐渐代替了实物元件，不但提高而来管控效率，还确保了系统的运行安全。

(三)智能诊断和CAD技术应用

智能诊断系统的出现是电气运行复杂化的结果。该诊断系统要求操作人员具有较多的实践经验，改善了传统模式的手工设计方案，充分体现了信息时代的优势。科技的发展也使得CAD技术逐渐实现了智能化，缩短了产品设计实践。智能化技术优化了CAD技术，对产品设计质量的提高具有积极作用。目前，在电力系统中，遗传算法是人工智能技术的重要表现之一，通过科学的计算方法，提高了数据统计和计算的精确度。基于遗传算法的重要作用，应得到企业的重视。在电力系统运行过程中，如何区分故障和征兆是一个难题，智能化技术通过专家系统和神经网络系统可快速有效的分析出系统故障和安全隐患，并提供一定的解决办法，确保了电力系统的运行问题。

(四)神经网络技术应用

神经网络系统是智能技术的重要体现之一，其作用在于分析和处理系统故障。可对系统故障进行准确定位，并且减少了定位时间。同时，还可完成对非初始速度及负载转矩的有效管控。神经系统设计具有多样性，具有反向学习功能。利用神经网络系统的两个子系统，可实现对机电参数转子速度和电子流的评判和管控。目前，智能神经网络系统主要应用于分析模式和信号处理上。由于其包含非线性函数估算装置，因此对于电气自动化控制具有积极作用。其主要优势在于无需对控制对象建立数学模型，因此工作效率高，噪音小。

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2电子信息智能纺织品导电材料的制备

近年来，研究人员在电子信息智能纺织品导电材料的制备方面做了大量研究，笔者通过分析归纳将不同导电材料的制备方法分为4类，如图2所示。2．1混入法2．1．1编织法将导电纱线整合在织物结构中LiuY．［6］等人设计出一种应用在智能纺织品上的柔性可伸缩的磷酸铁锂电池，将LiFePO4作为阴极，Li4Ti5O12作为阳极，固体聚氧化乙烯电解质作为分离层铺在阴极和阳极之间，然后将这3层放置在液体聚合物溶液中，在50℃下使溶液蒸发，最后3层合并在一起成为一个电池条。由于该种材料具有热塑性，故此条状电池可以被切断或者拉伸，并混入织物中。据报道，单个的电池条只能提供约0．3V的电压，若将8个聚合物电池条与棉布材料编织在一起(见图3)，用铜和铝作为导电线把它们串联起来，可以支持1个3V的发光二极管(LED)持续发光数小时(见图4)。图3电池条织入棉织物形成的导电线程图48个聚合物电池条供1个3伏LED灯发光KinkeldeiT．［7］等人提出一种纺织品一体化的电子鼻系统织物(见图5)，将4种非导电聚合物分别在四种相应的溶剂中溶解，同时加入炭黑作为导电的填料，利用超声波震荡使颗粒分散均匀，从而制成4种不同聚合物复合材料的气体传感器。当气体传感器吸收有机溶剂后膨胀，聚合物内部的炭黑填料颗粒之间的距离会增加，使传感器的电阻发生变化。据报道，若使用柔性聚合物基板作为气体传感器的载体，将柔性聚合物基板形成的薄膜条(见图6)作为衬纬织入织物，在经向织入导电丝与柔性薄膜条接触，检测接触点的电阻变化，可以识别不同的溶剂蒸汽并对其进行分类。图5被织入织物的电子鼻系统图6基于柔性聚合物基材制成的薄膜条ZyssetC．［8］等人选用柔性塑料基板作为电子元件的载体，将它们切成条状编织进纺织品。通过织入导线，在导线、条状柔性塑料基板以及接触点之间形成相互连接而成的总线拓扑型的编织网络(见图7)。据报道，导线和柔性塑料基板之间的接触点可承受20N的剪切应力，若将温度传感器集成到条状塑料基板上，织物的抗弯刚度将提高30%。图7带有导条和导线的机织物照片2．1．2改变纱线结构设置导电层和不导电层Gu，J．F．［9］等人开发出一种高灵活度的、基于导电聚合物而制备的具有高电容性能的纤维。通过在两个低密度聚乙烯的绝缘片之间添加一种导电聚合物，从而创建一个简单的卷状电容器，然后把它们卷成一个圆柱体，放进高密度聚乙烯。通过加热，经小孔喷出纺丝，形成一个直径小于1mm的纤维。据报道，该电容纤维(见图8)容纳电荷的能力相当于同轴电缆的1000倍。图8中心具有两个电极的圆柱形电容器纤维GuoL．［10］等人设计了一种基于针织物的传感器，将不锈钢纤维作为导电纱线的外包纱线，将聚酰胺/莱卡的混合纱线作为芯纱，制作具有导电性能的包芯纱，然后制成针织物并测量其导电性能。据报道，以聚酰胺/莱卡混合纱线作为芯纱制成的针织物，其导电性能相对于以聚酰胺单一纤维作为芯纱制成的针织物有所提高。BaeJ．［11］等人提出一种用于操作电容式触摸屏面板的导电织物，将镀银的尼龙丝作为芯丝，将50/50棉/羊毛混纺纱作为外包纤维，利用传统的环锭细纱机制造导电纱线(见图9)。据报道，使用该种导电纱线可以织成具有导电性能的纬编针织物，采用该种纬编针织物制作的手套。可用于在极端寒冷的气候下操作电容式触控面板的屏幕。图9导电的环锭纺包芯纱的横截面2．2化学镀法张碧田［12］等人选用尼龙织物作为待镀织物，经表面粗化、胶体钯溶液活化及解胶处理后，进行化学镀镍。据报道，镀层中磷含量较低，有利于改善镀镍织物的导电性能，提高其电磁屏蔽的效果。甘雪萍［13］等人将涤纶作为基布在一定浓度的NaOH溶液中浸泡去油，然后在含有强氧化性的酸性KMnO4溶液中进行粗化处理，经SnCl2和HCl的敏化处理以及PdCl2和HCl的活化处理后，再进行化学镀铜和化学镀镍。据报道，织物的表面比电阻随着镀铜量的增加而显著减小，镍磷合金镀层质量的增加只能使织物表面电阻略有下降，见图10。纤维表面随着铜的不断沉积而变得光滑，但是镀铜时间达到15min时，纤维表面开始出现一些圆形的瘤子，并且经过化学镀镍处理后不能被镍层覆盖。图10织物化学镀铜、镍后的SEM照片2．3聚合法2．3．1气相沉积聚合法杨楠［14］设计出一套制备聚吡咯导电织物的方案，以纬平针织物作为基布，经过NaOH溶液的去油处理后，将试样经过一定浓度的对甲苯磺酸水溶液进行掺杂剂掺杂处理，再将试样经过一定浓度的FeCl3•6H2O乙醇溶液进行氧化剂掺杂处理，最后让吡咯蒸汽缓慢均匀地沉积在处理过的织物试样上，得到聚吡咯导电织物。2．3．2现场吸附聚合法狄剑锋［15］等人选定以锦纶/氨纶长丝共同编织的经编针织物作为基质，制备聚苯胺/锦纶/氨纶复合导电织物。首先将锦纶/氨纶织物试样浸入苯胺单体溶液进行单体吸附处理，然后将处理后的织物置于氧化剂过硫酸铵和盐酸反应液中，制得墨绿色的聚苯胺复合导电织物，再用盐酸、丙酮、去离子水分别洗涤至溶液为无色，烘干后即得到聚苯胺/锦纶/氨纶复合导电织物。2．3．3液相化学吸附聚合法胡沛然［16］等人以棉织物为模板，通过简单的“浸渍－干燥”过程，制备得到规则的氧化铟锡导电网络，再将其与聚二甲基硅氧烷树脂复合，得到复合柔性导电材料。据报道，氧化铟锡导电网络/聚二甲基硅氧烷柔性导电复合材料弯曲后的电阻率从20Ω•cm增长到80Ω•cm，仅增加了3倍，在弯曲同样的角度后，氧化铟锡纳米颗粒/聚二甲基硅氧烷柔性导电复合材料的电阻率从20Ω•cm快速上升到超过1000Ω•cm，增长了近50倍，导电性能下降非常明显，因此得出，氧化铟锡导电网络的使用能够在弯曲状态下有效地保持材料稳定的电学性能。2．3．4电化学聚合法Kim［17］等人采用电化学聚合法对锦纶/氨纶混纺织物进行聚合，在不同的聚合条件、伸长率和重复拉伸次数下测量织物的导电性能。据报道，织物伸长率在40%时，其导电灵敏度达到最大，如果再增加则伸长率变化不明显。导电织物的导电率会随着拉力的增加而稍微下降。2．4纳米涂层整理LimZ．H．［18］等人提出一种氧化锌纳米棒导电纺织品，让氧化锌纳米棒在普通的棉织物纤维上均匀生长，最后得到高结晶度的纳米棒导电织物。经过机械性能测试可知，纳米棒织物有较强的抗压和耐水洗性能，在室温下，该导电织物可用于气体和光学传感器，用来检测氢气和紫外线。ZhangW．［19］等人用单壁碳纳米管制备导电纱线，使用聚乙烯亚胺对棉纱进行预处理，用以提高碳纳米管的亲和力，然后将基于碳纳米管制备得到的导电纱线作为化学电阻，通过检测其电阻变化，可以在室温下检测氨气的浓度，制成氨气传感器，见图11。

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2以“开放式”的视野，在方法层面搭建职业能力素质成长模型

虽然我们有多年的学校管理和决策经验，但如何在企业的功利性与学校的公益性之间寻求平衡，在方法层面切实地解决现代职业教育跨界问题，还是一次新的尝试。即校企合作办学，涉及的现代企业制度和现代学校制度的问题；工学结合的人才培养，涉及的基于工作学习和基于学校学习的问题；而职业教育本身，涉及的职业成长规律和认知学习规律的问题。也就是说，在解决现代职业教育跨界问题上，我们要发挥一线教师和企业员工集思广益的智慧协同一致地探讨如何基于“素质冰山模型”搭建职业院校学生的职业能力素质成长模型。基于此，我们每年组织专业建设团队和课程建设团队，与国家电子信息产业部、行业协会等行政部门、社会团体合作，到珠海伟创力、南车时代等行业企业调研，深入分析电子信息产业以及轨道装备制造产业体系，获取人才数量、层次和结构的需求及趋势，遵循职业人的成长规律，借鉴主流企业提升人力资源管理水平和实践效果的重要工具（即能力素质模型），构建以岗位群为线条的知识、专业技能、管理技能、素质的职业能力素质模型。即根据调研报告，归纳岗位序列。然后依据岗位序列梳理出业务要点、工作要项；根据工作要项，按分级标准梳理出各级别所承担的工作内容和业务流程，让一个工作要项的全部内容被不同能力等级的技能人才合理分担，即对于同一专业中职、高职毕业生在从事一项工作任务时，工作要项所涉及的能力高低和范围大小这两个维度应给予清楚的界定。然后，进行应用电子技术专业能力要素分析及提炼。在工作分析的基础上，按等级对工作要项的能力要素进行分级分析定位，确定相应的业务行为应掌握的知识、专业技能、管理技能及素质，形成应用电子技术专业能力素质模型等级。最后，对接电子信息产业链的设计、生产、销售与服务四个环节，对技术工等技能岗位、工艺员等技术岗位、班组长等管理岗位三条应用电子职业人职业发展路径中电子产品调试岗位、产品装接等岗位进行职业素质能力分析，确定了职业人的三种成长线路：一是工序路径，二是技能技术提升路径（操作工—技术员—工程师），三是管理提升路径（组长—主管—经理即从单项管理到综合管理的提升）。以真实企业“人、机、料、法、环”五个生产要素为基石，遵循“技能、技术、管理”三条职业人职业发展路径，构建“操作工—技术员—工程师”为主轴的三层级职业能力素质成长模型。

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与传统的机械工程相比，机械电子工程已经超越了单一的学科，显而易见，机械电子工程是一个交叉学科，它充分的融合机械技术与信息技术，这就要求其在进行设计的过程之中必须充分考虑和应用自己的设计方法，在实际的设计过程之中，设计人员往往采用自上而下的设计方法，这种设计方法是机械电子工程设计之有的方法。

1.2产品上的差异

机械电子工程的另一个特点就是其产品上的与众不同，与一般的产品不同，机械电子产品的结构看似简单，但是在实际的设计与开发过程之中却融入了很多先进的技术与理念，这就远远的超越了传统的机械，这就是产品的外观更加的轻盈小巧，同时可以实现更加的智能化与现代化，是生产力飞跃的具体体现。

2.机械电子工程的发展过程

前文已经讲过，机械电子工程并不是一个简单的孤立学科，它是一个涉及机械与信息技术的交叉学科，又受到人工智能理念的影响，因此是一个典型的交叉学科。正是由于该学科的复杂性造成该学科在形成的过程之中并不是一蹴而就的，相反，该学科在形成的过程之中经过了很多阶段，经过相关的发展才最终形成现阶段的机械电子工程：

2.1机械电子工程学的开端

机械电子工程学的起步阶段是传统的手工生产，在这个阶段，机械电子工程学的发展十分的缓慢，这是由于此社会的平均劳动生产率相对较为低下，劳动力资源相对也较为匮乏，生产力的发展与进步比较缓慢，但是在一次次的尝试之中，机械电子工程还是逐步的发展起来了。

2.2机械电子工程学的高速发展阶段

机械电子工程学的高速发展阶段主要是流水线生产线的成功应用，这一时期的生产过程已经具有了相应的标准，在很大程度上促进了生产力的发展与进步，并不断的拓展机械电子工程产品的种类，逐步满足社会的发展与需求。

2.3机械电子工程的成熟阶段

进入21世纪，机械电子工程逐步走入其成熟阶段，逐步的形成了其特有的生产体系与发展体系，并实现了与现代信息技术与人工智能技术的完美融合，进入了现代机械电子工程的成熟阶段，不断的促进现代生产的发展与社会的进步。

3.人工智能的发展史

3.1萌芽阶段

人工智能的萌芽阶段起源于法国，当时法国科学家首先研制出了第一部计算器，从此世界开始了人工智能的研究之路，直至冯诺依曼发明第一台计算机。人工智能在其萌芽阶段和其他技术一样，发展打偶较为缓慢，但是却为后来的发展积累了丰富的经验，为之后的发展奠定了坚实的基础。

3.2第一个发展阶段

1956年美国人第一次提出“人工智能”的命题，并进行了相关的研究，这是引起人工智能第一发展高峰期的标志。这一阶段的人工智能属于较为简单的发展阶段，主要针对的的任务是：博弈、计算以及证明等任务。在这一阶段的确取得了一定的成就，这一阶段的主要贡献是大大的解放了人们的思想，使人们认识并了解了人工智能的可行性，对人工智能后期的发展起到了巨大的促进作用。

3.3第二个发展阶段

1977年全球召开了第五届人工智能会议，这是人工智能发展的第二个阶段的开始，由此之后，人们认识到知识工程对于人工智能领域的重要意义与价值，并不断的进行相关的发展与研究，促使人工智能与实际生产相结合，逐步的推进了人工智能的快速发展与进步。也正是在这个阶段，人工智能获得了巨大的飞跃，并表现出广阔的市场前景，在不确定推理、分布式人工智能、常识性知识表示方式等关键性技术问题和专家系统、计算机视觉、自然语言理解、智能机器人等实际应用问题上取得了长足的发展。

4.机械电子工程与人工智能的关系

机械电子系统具有不稳定性，这就使得机械电子系统在输入与输出关系的处理上比较困难。推导数学方程的方、建设规则库的方法以及学习并生成知识的传统方法,虽然在解析数学方面具有精密性,但是这些传统的方法还只能适用于一些相对简单的系统。然而现代社会所需求的系统是纷繁复杂的，往往会需要一个系统能够处理多种信息类型。人工智能建立系统所采取的方法中，主要使用的是神经网络系统和模糊推理系统。神经网络系统能够实现对人脑结构的模拟人，能够分析数字信号并给出参考数值。而模糊推理系统则是通过模拟人脑的功能,来实现对语言信号的有效分析。在处理输入输出的关系上，这两种方法既有共同之处，也存在各自的差异性。神经网络系统在信息的储存上是采用分布式的方式，而模糊推理系统则采用规则方式实现信息的储存。神经网络系统输入时由于每个神经元之间都有固定联系所以计算量一般都很大，而模糊推理系统的连接是不固定的，所以其计算量相对较小。人工智能系统的建立于发展在很大程度上促进了现代机械电子工程发展与进步。在实际的机械电子工程的设计工作之中，我们必须依靠相应的人工智能技术植入，只有这样才能更好的促进机械电子工程的发展，与此同时最大限度的促进人工智能功能的实现。很显然这个过程相互促进的过程，只有在发展之中充分的考虑两只之间的相互结合，不断的开拓出全新的技术，促进两者之间的更好的融合才能不断的促进两者的共同发展，不断的促进其进步，实现机械电子工程的不断发展，推进人工智能的持续进步。

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1.1智能电网应用现状随着经济社会的飞速发展，智能电网被广泛的应用到各区域中，出现的问题也不尽相同，具体表现在以下方面：第一，区域分布不平衡，发达地区和落后地区自动化技术存在明显的差异；第二，技术手段尚未达到所有电网建设的需求，用电负荷受阻的现象时有发生；第三，智能电网的输电设备、网架等基础结构相对落后，无法适应发电需要，严重的降低了效益；第四，可再生能源开发使用不够充分，大量浪费的情况屡见不鲜，违背我国“可持续发展”政策的要求。除上文描述的状况外，自动化技术还有很多问题亟待解决。

1.2智能电网的解决措施智能电网尚处于初级发展阶段，每个国家都在积极探讨如何将调度自动化技术更好的应用到本国发展中，因为我国智能电网建设总体落后于一些发达国家，对其应用更加迫切。所以，必须结合国情，综合考虑用电总量、环保节能、安全可靠等问题，努力将经济社会效益和电网发展有机的结合起来。与此同时，针对一些实际情况，还要采取具体的措施。第一，制定高效的标准，指导智能电网的实施建设；第二，做到具体问题具体分析，结合每个地方的实际特点，合理开发资源；第三，安排设置多种发电模式和电力存储并存，更好的实现节约资源的目的；第四，不断创新设计方案，提高电网的管理措施；第五，完善网络、计算机等通讯技术，避免运行时的阻碍。智能电网调度自动化技术的设计，如图1所示。通过图1的表述分析，不难看出智能电网的具体设计方案中包含通讯网络、通讯接口、区域保护、智能化调度等多信息，实现调度自动化技术的合理应用。

2调度自动化技术的未来发展方向

智能电网的发展前途将是无可限量的，在未来的建设体系中，很有可能会运用到AMI技术，有效的连接电力系统和负荷信息两部分内容。在调度自动化系统中，将会包括智能机器人、三维GIS、高级配网等众多高新技术，并且区域之间的数据信息，能及时的进行传送，相互学习更多的经验知识，不但增进彼此的共同进步，而且消除信息闭塞的情况。强大的自动化系统，能使得繁琐冗长的数据在规定的区域内进行整合，并且能任意调取所需的资料信息，形成完整的电网模型，这一系统具有功能卓越、灵活布控、层次众多等优点。建设信息构架，在为信息提供共享平台的同时，杜绝出现海量信息的筛选操作难题，便于及时有效的获取一手资料。智能化电网将配电、输电以及用户资料整合规划到既定的位置，实现电网互动供电[3]，给用户带来极大的便利，实现灵活个性的供电需求，富余的电能可以作为投资或者应急使用。对于智能电网建设而言，能随时掌控用户对电量的需求情况，预算估计可能的风险，配置资源的使用、应对突发状况、节约电力资源、提高效率等，并且能树立良好的公司形象，切实担负起电力企业的责任。

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近几年来我国汽车工业增长迅速，发展势头很猛。因此评论界出现了一些专家的预测：汽车工业有可能超过IT产业，成为中国国民经济最重要的支柱产业之一。其实，汽车工业的增长必将包含与汽车产业相关的IT产业的增长。例如，虽然目前在我国一汽的产品中电子产品和技术的价值含量只占10%—15%左右，但国外汽车中电子产品和技术的价值含量平均约为22%，中、高档轿车中汽车电子已占30%以上，而且这个比例还在、不断地快速增长，预期很快将达到50%。

电子信息技术已经成为新一代汽车发展方向的主导因素，汽车（机动车）的动力性能、操控性能、安全性能和舒适性能等各个方面的改进和提高，都将依赖于机械系统及结构和电子产品、信息技术间的完美结合。汽车工程界专家指出：电子技术的发展已使汽车产品的概念发生了深刻的变化。这也是最近电子信息产业界对汽车电子空前关注的原因之一。但是，必须指出的是，除了一些车内音响、视频装备，车用通信、导航系统，以及车载办公系统、网络系统等车内电子设备的本质改变较少外，现代汽车电子从所应用的电子元器件（包括传感器、执行器、微电路等）到车内电子系统的架构均已进入了一个有本质性提高的新阶段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能传感器（智能执行器、智能变送器）。

实际上，汽车电子已经经历了几个发展阶段：从分立电子元器件搭建的电路监测控制，经过了电子元器件或组件加微处理器构筑的各自独立的、专用的、半自动和自动的操控系统，现在已经进入了采用高速总线（目前至少有5种以上总线已开发使用），统一交换汽车运行中的各种电子装备和系统的数据，实现综合、智能调控的新阶段。新的汽车电子系统由各个电子控制单元（ECU）组成，可以独立操控，同时又能协调到整体运行的最佳状态。例如为使发动机处于最佳工作状态，就需要从吸入汽缸的空气流量、进气压力的测定开始，再根据水温、空气温度等工作环境参数计算出基本喷油量，同时还要通过节气门位置传感器检测节气门的开度，确定发动机的工况，进而控制，调整最佳喷油量，最后还需要通过曲轴的角速度传感器监测曲轴转角和发动机转速，最终计算出并发出最佳点火时机的指令。这个发动机燃油喷射系统和点火综合控制系统还可以与废气排放的监控系统和起动系统等组合，构筑成可使汽车发动机功率和扭矩最大化，而同时燃油消耗和废气排放最低化的智能系统。

还可以举一个安全驾驶方面的例子，出于平稳、安全驾驶的需要，仅只针对四个轮子的操控上，除了应用大量压力传感器并普遍安装了刹车防抱死装置（ABS）外，许多轿车，包括国产车，已增设了电子动力分配系统（EBD），ABS+EBD可以最大限度的保障雨雪天气驾驶时的稳定性。现在，国内外的一些汽车进一步加装了紧急刹车辅助系统（EBA），该系统在发生紧急情况时，自动检测驾驶者踩制动踏板时的速度和力度，并判断紧急制动的力度是否足够，如果需要，就会自动增大制动力。EBA的自控动作必须在极短时间（例如百万分之一秒级）内完成。这个系统能使200km/h高速行驶车辆的制动滑行距离缩短极其宝贵的20多米。针对车轮的还有分别监测各个车轮相对于车速的转速，进而为每个车轮平衡分配动力，保证在恶劣路面条件下各轮间具有良好的均衡抓地能力的“电子牵引力控制”（ETC）系统等。

从以上列举的两个例子可以清楚看到，汽车发展对汽车电子的一些基本要求：

1．电子操控系统的动作必须快速、正确、可靠。传感器（+调理电路）+微处理器，然后再通过微处理器（+功率放大电路）+执行器的技术途径已经不再能满足现代汽车的要求，需要通过硬件集成、直接交换数据和简化电路，并提高智能化程度来确保控制单元动作的正确性、可靠性和适时性。

2．现在几乎所有的汽车的机械结构部件都已受电子装置控制，但汽车车体内的空间有限，构件系统的空间更是极其有限。理想的情况当然是，电子控制单元应与受控制部件紧密结合，形成一个整体。因此器件和电路的微型化、集成化是不可回避的道路。

3．电子控制单元必须具有足够的智能化程度。以安全气囊为例，它在关键时刻必须要能及时、正确地瞬时打开，但在极大多数时间内气囊是处在待命状态，因此安全气囊的ECU必须具有自检、自维护能力，不断确认气囊系统的可正常运作的可靠性，确保动作的“万无一失”。

4．汽车的各种功能部件都有各自的运动、操控特性，并且，对电子产品而言，大多处于非常恶劣的运行环境中，而且各不相同。诸如工作状态时的高温，静止待命时的低温，高浓度的油蒸汽和活性（毒性）气体，以及高速运动和高强度的冲击和振动等。因此，电子元器件和电路必须要有高稳定、抗环境和自适应、自补偿调整的能力。

5．与上述要求同样重要，甚至有时是关键性的条件是，汽车电子控制单元用的电子元器件、模块必须要能大规模工业生产，并能将成本降低到可接受的程度。一些微传感器和智能传感器就是这方面的典范。例如智能加速度传感器，它不仅能较好地满足现代汽车的各项需要，而且因为可以在集成电路标准硅工艺线上批量生产，生产成本较低（几美元至十几或几十美元），所以在汽车工业中找到了自己最大的应用市场，反过来也有力地促进了汽车工业的电子信息化。

二、智能传感器：微传感器与集成电路融合的新一代电子器件

微传感器、智能传感器是近几年才开始迅速发展起来的新兴技术。在我国的报刊杂志上目前所使用的技术名称还比较含混，仍然笼统地称之为传感器，或者含糊地归纳为汽车半导体器件，也有将智能传感器（或智能执行器、智能变送器）与微系统、MEMS等都归入了MEMS（微机电系统）名称下的。这里介绍当前一些欧美专著中常用的技术名词的定义和技术内涵。

首先必须说明的是，在绝大多数情况下，本文大小标题及全文中所说的传感器其实是泛指了三大类器件：将非电学输入参量转换成电磁学信号输出的传感器；将电学信号转换成非电学参量输出的执行器；以及既能用作传感器又能用作执行器，其中较多的是将一种电磁学参量形式转变成另一种电磁学参量形态输出的变送器。就是说，关于微传感器、智能传感器的技术特性可以扩大类推到微执行器、微变送器-传感器（或执行器、或变送器）的物理尺度中至少有一个物理尺寸等于或小于亚毫米量级的。微传感器不是传统传感器简单的物理缩小的产物，而是基于半导体工艺技术的新一代器件：应用新的工作机制和物化效应，采用与标准半导体工艺兼容的材料，用微细加工技术制备的。因此有时也称为硅传感器。可以用类似的定义和技术特征类推描述微执行器和微变送器。

它由两块芯片组成，一是具有自检测能力的加速度计单元（微加速度传感器），另一块则是微传感器与微处理器（MCU）间的接口电路和MCU。这是一种较早期（1996年前后）的，但已相当实用的器件，可用于汽车的自动制动和悬挂系统中，并且因微加速度计具有自检能力，还可用于安全气囊。从此例中可以清楚看到，微传感器的优势不仅是体积的缩小，更在于能方便地与集成电路组合和规模生产。应该指的是，采用这种两片的解决方案可以缩短设计周期、降低开发前期小批量试产的成本。但对实际应用和市场来说，单芯片的解决方案显然更可取，生产成本更低，应用价值更高。

智能传感器（SmartSensor）、智能执行器和智能变送器-微传感器（或微执行器，或微变送器）和它的部分或全部处理器件、处理电路集成在一个芯片上的器件（例如上述的微加速度计的单芯片解决方案）。因此智能传感器具有一定的仿生能力，如模糊逻辑运算、主动鉴别环境，自动调整和补偿适应环境的能力，自诊断、自维护等。显然，出于规模生产和降低生产成本的要求，智能传感器的设计思想、材料选择和生产工艺必须要尽可能地和集成电路的标准硅平面工艺一致。可以在正常工艺流程的投片前，或流程中，或工艺完成后增加一些特殊需要的工序，但也不应太多。

在一个封装中，把一只微机械压力传感器与模拟用户接口、8位模-数转换器（SAR）、微处理器（摩托罗拉69HC08）、存储器和串行接口（SPI）等集成在一个芯片上。其前端的硅压力传感器是采用体硅微细加工技术制作的。制备硅压力传感器的工序既可安排在集成CMOS电路工艺流程之前，亦可在后。这种智能压力传感器的技术和市场都已成熟，已广泛用于汽车（机动车）所需的各式各样的压力测量和控制单元中，诸如各种气压计、喷嘴前集流腔压力、废气排气管、燃油、轮胎、液压传动装置等。智能压力传感器的应用很广，不局限于汽车工业。目前，生产智能压力传感器的厂商已不少，市售商品的品种也很多，已经出现激烈的竞争。结果是智能压力传感器体积越来越小，随之控制单元所需的接插件和分立元件越来越少，但功能和性能却越来越强，而且生产成本降低很快（现在约为几美元一只）。

顺便需要说说的是，在一些中文资料中，尤其是一些产品宣传性材料中，笼统地将SmartSensor(或device)和Intelligentsensor（或device）都称之为智能传感器，但在欧美文献中是有所差别的。西方专家和公众通常认为，Smart（智能型）传感器比Intelligent(知识型)的智慧层次和能力更高。当然，知识型的内涵也在不断进化，但那些只能简单响应环境变化，作一些相应补偿、调整工作状态的，特别是不需要集成处理器的器件，其知识等级太低，一般不应归入智能器件范畴。

相信大多数读者能经常接触到的，最贴近生活的智能传感器可能要算是用于摄像头、数码相机、摄像机、手机摄像中的CCD图像传感器了。这是一种非智能型传感器莫属的情况，因为CCD阵列中每个硅单元由光转换成的电信号极弱，必须直接和及时移位寄存、并处理转换成标准的图像格式信号。还有更复杂一些的，在中、高档长焦距（IOX）光学放大数码相机和摄像机上装备的电子和光学防抖系统，特别是高端产品中的真正光学防抖系统。它的核心是双轴向或3轴向的微加速度计或微陀螺仪，通过它监测机身的抖动，并换算成镜头的各轴向位移量，进而驱动镜头中可变角度透镜的移动，使光学系统的折射光路保持稳定。

微系统（Microsystem）和MEMS（微机电系统）-由微传感器、微电子学电路（信号处理、控制电路、通信接品等）和微执行器构成一个三级级联系统、集成在一个芯片上的器件称之为微系统。如果其中拥有机械联动或机械执行机构等微机械部件的器械则称之为MEMS。

MEMS芯片的左侧给出的是制备MEMS芯片需要的基本工艺技术。它的右侧则为主要应用领域列举。很明显，MEMS的最好解决方案也是选用与硅工艺兼容的材料及物理效应、设计理念和工艺流程，也即采用常规标准的CMOS工艺与二维、三维微细加工技术相结合的方法，其中也包括微机械结构件的制作。