船舶電子電氣專業(yè)概論

1、船舶電子電氣專業(yè)概論船舶電子電氣專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)船舶自動(dòng)化要求，熟練掌握電氣技術(shù)、電子技術(shù)（包括電力電子、通訊電子）、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)知識(shí)，滿足國際海事組織STCW國際公約中規(guī)定的“電氣、電子和控制工程”、“維護(hù)和修理”和“無線電通訊”三項(xiàng)高級(jí)海員職能要求，能夠勝任現(xiàn)代船舶各項(xiàng)自動(dòng)裝 置的維護(hù)和修理任務(wù)的船舶高級(jí)電子電氣工程技術(shù)人才。主要專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、通訊電子線路、自動(dòng)控制原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 使用、微機(jī)原理及使用、電機(jī)學(xué)、交流調(diào)速、船舶電站、船舶電力拖 動(dòng)系統(tǒng)、船舶機(jī)艙自動(dòng)控制系統(tǒng)、船舶綜合駕駛臺(tái)系統(tǒng)、船舶電子電 氣工藝

2、、船舶電子電氣專業(yè)英語等課程。電路原理主要內(nèi)容包括：電路概述；電路分析的基本方法及定 理；正弦交流電路；諧振、互感及三相交流電路；雙口網(wǎng)絡(luò)；非 正弦周期電路分析；網(wǎng)絡(luò)矩陣方程；過渡過程的經(jīng)典解法；拉普 拉斯變換法、積分法和狀態(tài)變量法；分布參數(shù)電路；非線性電路 等。模擬電子技術(shù)是一門研究對(duì)仿真信號(hào)進(jìn)行處理的模擬電路的學(xué)科。它以半導(dǎo)體二極管、半導(dǎo)體三極管和場(chǎng)效應(yīng)管為關(guān)鍵電子器件， 包括功率放大電路、運(yùn)算放大電路、反饋放大電路、信號(hào)運(yùn)算和處理 電路、信號(hào)產(chǎn)生電路、電源穩(wěn)壓電路等研究方向。數(shù)字電子技術(shù)主要研究各種邏輯門電路、集成器件的功能及其使用,.邏輯門電路組合和時(shí)序電路的分析和設(shè)計(jì)、集成芯片各腳功

3、能.555定時(shí)器等.隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)突飛猛進(jìn)地發(fā)展，用數(shù)字 電路進(jìn)行信號(hào)處理的優(yōu)勢(shì)也更加突出。為了充分發(fā)揮和利用數(shù)字電路 在信號(hào)處理上的強(qiáng)大功能，我們可以先將模擬信號(hào)按比例轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號(hào)，然后送到數(shù)字電路進(jìn)行處理，最后再將處理結(jié)果根據(jù)需要轉(zhuǎn)換 為相應(yīng)的模擬信號(hào)輸出。自20世紀(jì)70年代開始，這種用數(shù)字電路處 理模擬信號(hào)的所謂“數(shù)字化”浪潮已經(jīng)席卷了電子技術(shù)幾乎所有的使 用領(lǐng)域。從一般的模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)，要經(jīng)過采樣、量化、編 碼，最終一個(gè)連續(xù)的模擬信號(hào)波形就變成了一串離散的、只有高 低電平之分“ 0 1 01 ”變化的數(shù)字信號(hào)。自然界來的，或者 通過傳感器轉(zhuǎn)化的主要是模擬信號(hào)，那么為什么要

4、多此一舉把它 們變?yōu)閿?shù)字信號(hào)呢？原因有以下幾點(diǎn)：一、模擬信號(hào)有無窮多種可能的波形，同一個(gè)波形稍微變化 就成了另一種波形，而數(shù)字信號(hào)只有兩種波形（高電平和低電 平），這就為信號(hào)的接收和處理提供了方便。二、模擬信號(hào)由于它的多變性極容易受到干擾，其中包括來 自信道的和電子器件的干擾，模擬器件難以保證高的精度（如放 大器有飽和失真、截止失真、交越失真，集成電路難免有零點(diǎn)漂 移）。而數(shù)字電路中有限的波形種類保證了它具有極強(qiáng)的抗干擾 性，受擾動(dòng)的波形只要不超過一定門限總能夠通過一些整形電路（如斯密特門）恢復(fù)出來，從而保證了極高的準(zhǔn)確性和可信性， 而且基于門電路、集成芯片所組成的數(shù)字電路也簡(jiǎn)單可靠、維護(hù)調(diào)度

5、方便，很適合于信息的處理。電力電子技術(shù)是一門新興的使用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，就是使 用電力電子器件(如晶閘管，GTO IGBT等)對(duì)電能進(jìn)行變換和控制 的技術(shù)。電力電子技術(shù)所變換的“電力”功率可大到數(shù)百M(fèi)Wg至Gvy 也可以小到數(shù)W甚至1W以下，和以信息處理為主的信息電子技術(shù)不 同電力電子技術(shù)主要用于電力變換。電力電子學(xué)(PowerElectronics )這一名稱是在上世紀(jì)60年代出現(xiàn)的。1974年，美國的W.Newell用一個(gè)倒三角形對(duì)電力電子學(xué)進(jìn)行了描述，認(rèn)為 它是由電力學(xué)、電子學(xué)和控制理論三個(gè)學(xué)科交叉而形成的。這一 觀點(diǎn)被全世界普遍接受?！半娏﹄娮訉W(xué)”和“電力電子技術(shù)”是 分別從學(xué)術(shù)和

6、工程技術(shù)2個(gè)不同的角度來稱呼的。自動(dòng)控制理論是研究自動(dòng)控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)。它的發(fā)展初期，是以反饋理論為基礎(chǔ)的自動(dòng)調(diào)節(jié)原理，主要用于工業(yè)控制，二戰(zhàn)期間為了設(shè)計(jì)和制造飛機(jī)及船用自動(dòng)駕駛儀，火炮定位系 統(tǒng)，雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)以及其他基于反饋原理的軍用設(shè)備，進(jìn)一步促 進(jìn)并完善了自動(dòng)控制理論的發(fā)展。到戰(zhàn)后，以形成完整的自動(dòng)控 制理論體系，這就是以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)的經(jīng)典控制理論，它主要 研究單輸入-單輸出，線形定常數(shù)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)問題。20世紀(jì)60年代初期，隨著現(xiàn)代使用數(shù)學(xué)新成果的推出和電子計(jì)算機(jī) 的使用，為適應(yīng)宇航技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制理論跨入了一個(gè)新階 段一一現(xiàn)代控制理論。他主要研究具有高性能，高精度的多

7、變量變參數(shù)的最優(yōu)控制問題，主要采用的方法是以狀態(tài)為基礎(chǔ)的狀態(tài) 空間法。目前，自動(dòng)控制理論還在繼續(xù)發(fā)展，正向以控制論，信 息論，仿生學(xué)為基礎(chǔ)的智能控制理論深入。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)是按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，將地球上分散的、獨(dú)立的計(jì)算機(jī)相互連接的集 合。連接介質(zhì)可以是電纜、雙絞線、光纖、微波、載波或通信衛(wèi)星。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有共享硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源的功能，具有對(duì)共享數(shù)據(jù) 資源集中處理及管理和維護(hù)的能力。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)涉轄范圍和互聯(lián)距離、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的擁有者、不同的服務(wù)對(duì)象等不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行 種類劃分。一般按網(wǎng)絡(luò)范圍劃分為：（1）局域網(wǎng)（LAN

8、 ； （ 2）城域網(wǎng)（MAN ；（ 3）廣域網(wǎng)（WAN。局域網(wǎng)的地理范圍一般在10千米以內(nèi)，屬于一個(gè)部門或一組群體組建的小范圍網(wǎng)，例 如一個(gè)學(xué)校、一個(gè)單位或一個(gè)系統(tǒng)等。廣域網(wǎng)涉轄范圍大，一般 從幾十千米至幾萬千米，例如一個(gè)城市，一個(gè)國家或洲際網(wǎng)絡(luò)， 此時(shí)用于通信的傳輸裝置和介質(zhì)一般由電信部門提供，能實(shí)現(xiàn)較 大范圍的資源共享。城域網(wǎng)介于LAN和WAN之間，其范圍通常覆蓋一個(gè)城市或地區(qū)，距離從幾十千米到上百千米。按網(wǎng)絡(luò)的交換 方式分類：（1）電路交換（2）報(bào)文交換（3）分組交換。電路 交換方式類似于傳統(tǒng)的電話交換方式，用戶在開始通信前，必須 申請(qǐng)建立一條從發(fā)送端到接收端的物理信道，并且在雙方通信期

9、間始終占用該通道。報(bào)文交換方式的數(shù)據(jù)單元是要發(fā)送的一個(gè)完整報(bào)文，其長度并無限制。報(bào)文交換采用存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)原理，這點(diǎn)有點(diǎn)像古代的郵政通信，郵件由途中的驛站逐個(gè)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)一樣。報(bào)文中含有目的地址，每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)要為途經(jīng)的報(bào)文選擇適當(dāng)?shù)?路徑，使其能最終到達(dá)目的端。分組交換方式也稱包交換方式，1969年首次在ARPANE上使用，現(xiàn)在人們都公認(rèn) ARPANE是分組 交換網(wǎng)之父，并將分組交換網(wǎng)的出現(xiàn)作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)新時(shí)代的開 始。采用分組交換方式通信前，發(fā)送端現(xiàn)將數(shù)據(jù)劃分為一個(gè)個(gè)等 長的單位（即分組）這些分組逐個(gè)由各中間節(jié)點(diǎn)采用存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)方式進(jìn)行傳輸，最終達(dá)到目的端。由于分組長度有限制，可以在 中間節(jié)點(diǎn)機(jī)的內(nèi)存

10、中進(jìn)行存儲(chǔ)處理，其轉(zhuǎn)發(fā)速度大大提高。除以 上幾種分類外，還可以按所采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為星 星網(wǎng)、總線網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、樹形網(wǎng)和網(wǎng)形網(wǎng)；按其所采用的傳輸介 質(zhì)分為雙絞線網(wǎng)、同軸電纜網(wǎng)、光纖網(wǎng)、無線網(wǎng)；按信道的帶寬 分為窄帶網(wǎng)和寬帶網(wǎng)；按不同的途徑分為科研網(wǎng)、教育網(wǎng)、商業(yè) 網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由一組結(jié)點(diǎn)和鏈絡(luò)組成。網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)有兩類：轉(zhuǎn) 接結(jié)點(diǎn)和訪問結(jié)點(diǎn)。通信處理機(jī)、集中器和終端控制器等屬于轉(zhuǎn) 接結(jié)點(diǎn)，它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)接和交換傳送信息。主計(jì)算機(jī)和終端等 是訪問結(jié)點(diǎn)，它們是信息傳送的源結(jié)點(diǎn)和目標(biāo)結(jié)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了資源共享。人們可以在辦公室、家里或 其他任何地方，訪問查詢網(wǎng)上的任何資源，

11、極大地提高了工作效 率，促進(jìn)了辦公自動(dòng)化、工廠自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化的發(fā)展。微機(jī)原理是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，它的主要內(nèi)容包括微型計(jì)算機(jī) 體系結(jié)構(gòu)、8086微處理器和指令系統(tǒng)、匯編語言設(shè)計(jì)以及微型計(jì) 算機(jī)各個(gè)組成部分介紹等內(nèi)容。要求考生對(duì)微機(jī)原理中的基本概 念有較深入的了解，能夠系統(tǒng)地掌握微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)、8086微處理器和指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計(jì)方法、微機(jī)系統(tǒng)的接口電 路設(shè)計(jì)及編程方法等，并具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題和解決 問題的能力。電機(jī)學(xué)課程是高等學(xué)校電氣類專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，課程 的特點(diǎn)是理論性強(qiáng)、概念抽象、專業(yè)性特征明顯，它涉及的基礎(chǔ) 理論和知識(shí)面較廣，牽涉電、磁、熱、機(jī)械等綜合知識(shí)

12、。本課程為 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè) 的技術(shù)基礎(chǔ)課，也是一 門承上啟下的平臺(tái)課， 學(xué)生在學(xué)習(xí)了 “高等數(shù)學(xué)”，“大學(xué)物理”， “電路”和“電磁場(chǎng)”等課程以后，通過本課程的學(xué)習(xí)，獲得電 機(jī)基本理論和電機(jī)穩(wěn)態(tài)分析等方面的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，為下一步 學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課做好準(zhǔn)備。課程內(nèi)容方面，本課程從磁路入手，以介紹機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理為基礎(chǔ)，深入地闡述了變壓器、直流電 機(jī)、異步電機(jī)、同步電機(jī)和特種電機(jī)的原理。本課程的側(cè)重點(diǎn)為電機(jī)的物理本質(zhì)和分析方法，主要目的是使學(xué)生在電機(jī)原理方面打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。船舶電站是船上重要的輔助動(dòng)力裝置，供給輔助機(jī)械及全船所需電 力。它是船舶電力系統(tǒng)的重要組成部分， 是產(chǎn)生連續(xù)供應(yīng)全船電能的 設(shè)備。 船舶電站是由原動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和附屬設(shè)備（組合成發(fā)電機(jī)組） 及配電板組成的。發(fā)電機(jī)組是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置， 是船舶電 站最重要的裝置。發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電力是通過配電板來進(jìn)行控制及分 配。帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的原動(dòng)機(jī)一般為柴油機(jī)、 汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)，相 應(yīng)的發(fā)電機(jī)組稱為柴油發(fā)電視組、汽輪發(fā)電機(jī)組或燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī) 組。船舶電力拖動(dòng)主要闡述了交直流電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)及拖動(dòng)，變壓器，同步電機(jī)，控制電機(jī)，低壓電器，基本電氣控制環(huán)節(jié)，船舶甲板機(jī)械的電氣控制，船舶機(jī)艙輔機(jī)控制，機(jī)艙輔機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 船舶舵機(jī)裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)等。本書理