电路与系统
电路与系统范文第1篇
关键词：汽车电路；电气系统；检测；维修
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.159
1 汽车电路与电气系统的基本组成
汽车整车电器设备包括满足车辆运行的基本设备和为了提高车辆安全性、舒适性而增加的一些电子控制系统组成。其主要的电气设备包含有：电源系统、起动系统、点火系统、照明信号与警告系统、仪表系统以及其他辅助电器。电子控制系统包含有：电子控制燃油喷射系统（EFI-Electronic Fuel Injection）、电控自动变速器（AT-Automatic Transmission/ Transaxle）、电控悬架系统（Electronic suspension system）、电动转向系统（EPS- Electronic Power Steering）、制动防抱死系统（ABS-Anti-lock Brake System）、辅助乘员保护系统（SRS-Supplemental Restraint System（安全气囊）、自动空调（A/C-Air Condition）。
汽车的种类很多，但其电器电路的设计一般都遵循一定的规律。汽车电路结构，工作过程和故障性质等方面具有共同特点，汽车电气系统的电路特点如下：
其一是所有的汽车电路结构都采用低压供电的单线制接入方式，目前汽车所用的蓄电池电源一般是直流电源，其通用的电压通常为12福特，汽车上所有用电设备是并联的，汽车发动机、底盘等金属机体，作为各种电器的公用电路，由用电器到电源只需一条导线。
其二是用电设备的并联状态，汽车上所有的电气设备都各自串联在支路中，与电源并联，并且各支路由单独的开关控制，互相独立，互不干扰。
其三体现在汽车电路的保护装置上，根据相关规定，汽车电气设备都必须负极接铁，并安装了保护装置，一般串接在元器件回路中。
2 汽车电路与电气系统的常见故障检测方法
2.1 直观诊断法
直观诊断法实际上是汽车电路与电气检测的第一步，也是其他诊断方法的基础步骤，许多有经验的维修人员，能够凭借自身的直觉以及经验来做到准确的诊断出电路故障所在的地方。直观诊断法的主要通过利用人体的感觉器官来对汽车电器进行外观检查，例如当汽车电路中出现短路故障，较为常见的现象为冒烟、焦臭、异响等现象，都可以通过直观感觉看见或者触摸、闻到气味，对于经验丰富的汽车维修人员，往往能够直观诊断确定故障所在的大致范围，继而缩小了对电路的故障的排除范围。
2.2 搭铁试火诊断法
搭铁试火诊断法是一种最为简便、常见的汽车电路诊断方法，它的主要原理是利用用电设备与金属部分链结构产生的火花强弱来判断故障。搭铁试火的诊断方法分为直接搭铁和间接搭铁两种。直接搭铁是一种根据未经过负载而直接搭铁所产生的火花来判断线路状况的方法。例如怀疑照明总开关至制动开关一段线路有故障时，可拆下制动开关上的线头直接搭铁碰试，若出现强烈火花，说明这段线路正常；如火花较弱，说明这段线路中某一线头接触不良或脏污；若无火花出现，说明这段线路断路。间接搭铁则是根据通过汽车电器的某一负载而搭铁所产生的火花来判断线路或负载故障的方法。
2.3 仪器仪表诊断法
仪器仪表诊断法是对汽车电路系统最为科学、结果最为可靠的诊断技术，它主要利用了精密度仪器例如示波器、万用表来对电子控制系统进行精密的检测，通过对比相关的电路参数来确定故障发生的电路，一般来说，仪器仪表诊断法的精度最高，但这种测试方法必须要求使用者能够熟练操作仪器仪表，并且能够熟悉各种汽车的主要电路参数，必须具备有一定的判断能力。
2.4 换件排除法
换件排除法主要用来检测大范围的故障问题，这种方法与电脑维修中的检测卡诊断方法类似，指用规格相同、性能良好的电器去代替怀疑有故障的电器设备以进行比较和判断故障的方法。
3 汽车电路与电气系统的维修注意事项
汽车电路与电气系统的线路结构较为复杂，在维修过程中需要注意以下几个方面的事情：
首先，要详细了解汽车电路与电气系统各组成体系的主要工作原理，了解各种电子元件的特点，并具有良好的电路基本功，做好详细的准备工作。
其次，在汽车维修工作中，应该做到对所有电气元件的轻拿轻放，并注意对温度敏感的电路元件进行优先考虑，避免在焊接过程中造成对温敏元件的损坏，产生新的故障。
第三，拆卸蓄电池时，应先拆下负极接线；装上蓄电池时，则应最后连接负极接线。拆下或装上蓄电池时，应确保点火开关和其他开关都已断开，否则会导致半导体元器件的损坏。同样，拆卸和安装元器件时，应切断电源。
第四，对于不可拆卸的电子电路元件，特别是涉及到电子元件内部的故障出现时，检测和维修的原则主要为由外到内的逐一排查方法，大胆假设，小心作业，在保证不产生维修导致的人工破损的前提下找到故障发生的地方。特别是在对进口车的维修中，有许多维修工人为了省时省事，在没有原装电子元件的条件下采用国产件代替，而实际上，国产件与进口件往往存在一定的参数差异，贸然替换实际上也是一种故障隐患。
第五，在焊接维修过程中，应该严格控制电烙铁的功率和温度，避免电烙铁对汽车电路元件产生破损情况。一般情况下，应该选用恒温的电烙铁，其功率应该小于75W，在焊接过程中应该保证焊点与元件引脚之间保持合适的距离。
第六，在采用仪器与仪表来进行诊断监测过程中，要确保检测人员熟练操作相关的仪器仪表，避免随意的进行检测，特别是在检测小功率晶体管过程中，不能使用欧姆表，利用万用表检测也不能够使用低阻欧姆档，避免过载。
第七，要巧妙的利用汽车自己搭载的智能诊断系统的自我诊断结果，一般来说，现代汽车的自我诊断精度较高，在维修过程中应该讲实际诊断与自我诊断相互结合起来，以节约诊断工作时间，提升维修效率。
参考文献：
[1]王勤，房友田.汽车电控系统基本检修方法及应注意的问题[J].汽车维修，2012（02）.
电路与系统范文第2篇
【关键词】电子电路；系统设计；实现研究
1.引言
当前，高级语言描述、系统仿真和综合优化是EAD的技术的特征。关于EAD技术，其一直被广泛运用于教学与科研当中，并且其在科研机构与电子行业的产品开发与设计中有着不可替代的位置，是一项具有十分意义的辅助工具。为此，以下就针对这个内容展开论述。
2.相关软件介绍
关于电子电路与系统分析设计的软件有很多种，比如PSpice、Protel、OrCAD、VISIO、PADS、EWB、EAD2002等。关于PSpice的最新版本为PSpice9.1，这款软件可以进行各种激励建立，温度与噪音分析、波形输出和数据输出等等，并将仿真结果显示在同一个窗口内。到目前Protel的最新升级版本为Tango，在早期，Protel的主要作用是为印刷版自动布线，最后发展成为Protel99se，在并购之后更名为Altium 公司。当前Protel推出的最新版本ProtelDXP包含很多内容，如电原理图绘制、数字电路混合信号仿真、可编程逻辑器件设计、图表和电子表格生成等功能。关于OrCAD，它是由OrCAD 公司推出的EDA软件。这款软件界面友好直观，其主要拥有以下功能：电原理图绘制、模拟与数字电路混合仿真、可编程逻辑器件设计等。它的原件库有8500个，是EDA 软件最多的一个。VISIO是VISIO 公司推出的软件，这款软甲主要用在作图上，它可以绘制出单片机、电路、工艺、组织结构图、商业行销图等的流程图。PADS是美国Mentor Graphics 公司推出的软件，它是一套完整的电子设计自动化系统，主要有五个部分组成，这五个部分分别为PowerLogic、PowerBGA、CAM350、HyperLynx、PowerPCB。这款软件可以完成128页复杂的电子系统原理设计，其主要采用平面分层和层次化设计与混合应用方式。EWB主要由加拿大的互交图像技术有限公司推出，它具有两个优势功能，即仿真功能和虚拟仪器功能。并且可以在桌面上提供以下工具：万用表、信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换、数字信号发生器等。这个软件的容量很小，所以，可以直接拷贝，其在电子行业被广泛应用。关于EAD2002，其是由厦门超伦软件公司推出的，主要功能是绘图、输出、建库、优化设计等。这些功能主要被用于电子线路图的设计、电气工程图的设计的呢过方面。其所用的符号是中国采用的国家标准符号，这种符号比其它的EDA 更方便快捷。
3.层次化设计方法
电子电路与系统的设计主要面向三个不同的层次，也就是系统级、电路级和物理实现级。在以往，电子系统的设计的方法主要是由抵向上的设计方法。在此过程中，其工作主要由专家人工完成，每一次修改就是一次设计过程的重复。目前的EDA所采用的设计方法主要是自顶向下的设计方法，这种方法可以使系统性能、系统成本与设计所花的时间达到平衡。ESDA在设计过程中，其系统级主要有以下几个步骤：首先是根据性能指标和限制条件建立系统方块图，其次后运用VHDL描述系统，并对系统级模拟进行验证。最后，将模块进行划分，将其分为多个子模块。这些子模块主要有数字电路、模拟电路等。其电路级的设计内容有：对子系统进行电路原理结构进行设计，用相关优化工具生成门逻辑电路EDIF网表。最后是根据子系统电路类型的不同选择不同的软件进行设计和仿真、优化。其优化的内容有建立工具构造、进行仿真优化等。关于ESDA中的物理实现级设计主要内容是：由系统设计目标决定物理实现方法。在此过程中会涉及到性能、价值和时间等问题。比如说IC系统的 PCB 实现、掩膜ASIC 的实现等。
4.设计与实现过程
在PCB 的设计与实现过程，产生 Gerber是设计过程中的最后一步，在设计过程中，Gerber是必须文件，它是生产 PCB板所需的文件，其主要从PCB 原文件中衍生出来的光码文件和坐标文件。在这个过程中，生成PCB 的菲林胶
片主要由Gerber文件利用光绘机进行，最后再利用菲林胶片生产出PCB 板。在实际过程当中，一个PCB 设计中含了很多的Gerber 文件，而一个Gerber 文件又包含了光绘信息。想要将PCB 板完全体现出来，只需要将1个PCB 设计的所有文件即可。在Gerber文件中，其主要有七种板数据，这七种板城数据有走线层、电源地平层、SMD 贴片层、丝印层、NC 钻孔层、钻孔参考图层和主焊层等。在实际情况中，关于CAD设计软件有文件的输出功能提供。关于PowerPCB，其主要有以下几个输出功能：打印功能、绘图功能、文件输出功能等。从当前的情况上看，关于电子设计最受人咀嚼的话题的EDA 概念，而曾经的CAD设计模式早已脱离现代轨迹，其所要面临的挑战是高速 PCB 设计。相关人员在挑战高速PCB设计时，需要考虑两个问题：一个是必须计算互连路径的传播时间，保证信号的完整无缺才能满足时序这个要求。另一个是考虑阻抗不匹配的不利影响。
电子系统的实现经历由分立元件到UVLSI的过程。为了使系统的可靠性和通用性得到提高，可用通用全硬件 LSI 电路代替微处理器和专用集成电路。ASIC 体拥有重量轻、功耗能、体积小和成本低等优点，在制作过程中可利用现场可编程逻辑器件进行制作。
5.结论
在科技的不断发展之下，电子系统的设计方法和设计环境有了很大的变化，关于EDA 技术，其应用了编程技术制作 ASIC、宏模型库、系统级仿真软件，以及IP 核的 SOC的设计与制造技术等，从而进入了ESDA 阶段。在当前的电子电路与系统的分析设计与实现过程中，只有采用EDA 工具，才能达到提高效率的目的。
参考文献：
[1]常鸿森，张近苇.电路与系统理论的回顾与展望[J].华南师范大学学报（自然科学版）.1996（03）：61-66.
电路与系统范文第3篇
对于高速铁路来说，电力系统的安全性涉及到整个铁路的运行平稳与否，在铁路运营繁荣发展的背后支持下，电力系统起到了很大的作用，目前，铁路运行速度非常快，工程规模的不断变化也对供电系统的安全性有了更高的需求，高速铁路电力系统成了决定铁路事业发展最直接的因素，一直以来，铁路都被认为是相对比较安全的运输方式，因此，铁路运输一旦出现安全事故，势必会给人们的身体与心理造成双重的打击，所以，加强电力系统的安全性，真正做到防患于，保证铁路运输的安全性势在必行。
二、电力系统可靠性分析
高速铁路电力系统的组成比较复杂，按照功能与作用主要可以分为牵引和电力两部分前者是为高速铁路行车提供电源系统，后者是承担牵引供电以外所有铁路负荷的供电任务，包括信号系统、生产、车站、供水系统以及生活等铁路用电负荷的高速铁路电力供电系统，其供电可靠性不仅直接影响铁路运输系统的正常安全运行，还关系到很多铁路职能部门的正常工作，铁路电力供电系统由于应用的特殊性，在系统构成和功能上都有一些有别于电力系统的特点，主要体现电压等级低、系统接线形式简单以及供电可靠性要求高这三方面：
第一，从电力系统的角度看，铁路负荷属于终端负荷，直接面对最终用户，所以，铁路供电系统中绝大多数为10kV和35kV变配电所，这取决于地方供电系统电源的情况和铁路就地负荷的要求；第二，铁路供电系统的接线就像铁路一样，是一个沿铁路敷设的单一辐射网，各变电所沿线基本均匀分布，并且互相连接，构成手拉手供电方式；连接线自闭线和贯通线两种，连接线除了实现相邻所之间的电气连接外，还为铁路供电最重要的负荷提供电源；第三，铁路供电系统虽然电压等级低，接线方式简单，但对供电可靠性的要求却很高，其负荷的供电中断时间不能超过150ms，否则，将会导致所有供电区间的自动闭塞信号灯变为红灯，影响铁路的正常运输。
三、提高电力系统可靠性的措施
铁路沿线分布着车站和通信基站，这些地面设施是保证铁路运输畅通和安全的基础设施，上述设施需要电力可靠供应，高速铁路对电力供电提出了更高的可靠性要求，全线供电安全、可靠性取决电力贯通线的运行水平，供电可靠性依赖于铁路供电设备配置水平，采用的可靠性措施主要有三方面：
第一，保证系统可靠备用，各配电所自国家电网接引两路电源；各配电所采用单母线分断接线型式；10kV配电网络采用双路环网电力电缆；变配电所、箱式变电站内配电变压器按双台配置；第二，提高设备可靠性，配电所选用SF6气体绝缘开关柜；箱式变电站选用SF6气体绝缘环网开关柜；变压器选用干式变压器；低压开关柜采用高可靠性、模数化、组合式柜型；第三，提高系统抵抗自然灾害能力，电线入地；设备进屋；备用发电机；从高压到低压全部采用远动。
四、高速铁路电力供电系统新技术的分析与研究
高速铁路全线设置了两回 10kV 电力贯通线，贯通线采用不锈钢铠装的单芯铜芯电缆沿路基、隧道、桥梁预留的电力电缆槽敷设， 由于高速铁路线路较长，如此长距离的电力贯通电缆线路是我国铁路建设史上从未有过的，必须进行技术创新；关于长距离10kV 电力贯通电缆线路电容电流的补偿，由于贯通线电缆线路对地存在电容，故在正常运行或单相接地时都有电容电流流过线路，又因为电缆线路相间及对地电容远大于架空线路，电缆线路的电容电流亦远大于架空线路的电容电流，可能造成相关危害，如：引起主变压器或调压器过载；单相接地时易造成电弧重燃，引起三倍以上的过电压，易损坏供电设备或发展成多相短路事故；贯通线电缆的分布电容产生的容性无功，会导致系统容性无功过剩，线路末端电压上升；因此，必须对线路电容电流进行补偿，补偿电缆电容电流较好的办法是设置专用的并联补偿电抗器，主要有如下两种方式：在配电所集中设置动态补偿电抗器 ；在区间贯通线上分散并联补偿电抗器；高铁中一般采用了方式二，在全线两回10kV 电力贯通电缆线路上每隔 10km左右分别分散设置了箱式电抗器，起到了补偿接地电容电流、补偿容性无功功率、降低线路容性电流、限制线路末端电压上升的综合作用，是一大技术创新。
电路与系统范文第4篇
【关键词】高速公路机电系统维护管理维护人员机电设备
一、高速公路机电系统维护工作的重要性
高速公路系统维护与管理工作具有重大的意义，特别是在现阶段高速公路机电系统维护工作表现出重要的现实意义。因为在对高速公路交通环境进行维护和保护过程中公路养护管理工作发挥着重要的作用，它还可以保证高速公路有效的运营。除此之外，高速公路机电设备的运行情况又直接关系到监控、通讯、稽查以及收费等方面的工作。所以保证高速公路机电系统的正常运行和管理就离不开高速公路机电系统维护工作，它是重要的手段和途径。
二、高速公路机电系统维护与管理
（1）机电设备的维护与管理。高速公路机电系统的维护与管理的工作重点就是对机电设备的维护与管理，所以对于机电设备的维护与管理一定要放在对于机电系统维护与管理工作的第一位。对于机电设备的维护与管理笔者认为主要包括以下几个方面。首先要配备充足的维护人员与维护工具。为了使高速公路设备能够在出现问题的第一时间及时地得到处理和修复，应当保证设备维护人员的充足以及维护工具的到位；其次要成立专门的维护机构。为了保证出现的设备问题可以得到及时的处理，要设立专门的维护机构来保证设备的安全运行和维护；另外就是要坚持预防为主，定期维护。对机电设备的维护与管理工作不能只限于它出现问题了进行实时处理的层面，还要将维护工作进行提前，使得能够对机电设备做更好的预防工作，以防止后期不必要的故障问题出现。在预防工作当中，要定期的对设备进行定期的维护和保养，增加它的使用寿命和使用效率；最后就是要加强对机电设备的管理制度量化工作。高速公路机电设备的管理需要适当调度，合理管理。设定一套比较完善的设备技术管理标准，从而指导高速公路机电设备从安装到维护的每一项管理工作。制定一套相对较完善的设备管理制度，对整个机电系统就管理方法、内容、工作要求、流程等多方面做出了具体量化的规定，为高速公路机电设备的管理提供一个可循的标准。
（2）维护人员的管理。高速公路机电系统维护管理除了对于设备的维护与管理以外，还包括对维护人员的管理，对于维护人员的管理工作主要是为了将高速公路设备存在的诸多问题进行及时地修复和故障排查。所以建设一支专业和规范的维护队伍是非常必要的。首先维护管理人员要在机电设备建设期或者验收期都要做好对工作的及时跟进；其次要对维护人员进行相关的技术交流培训教育，让他们在培训过程中掌握更多设备工作原理，以利于提高维护人员的专业技术水平；再次日常维护总结工作必不可少。维护管理人员在进行设备管理工作时要养成良好的日常维护总结习惯，提高系统故障的可预见性；最后要能够调动维护人员的积极性，让更多部门相关人员参与到设备管理工作当中去。
三、对于机电系统维护管理方面的几点建议
为了更好地实践高速公路机电系统的维护与管理工作，笔者对机电系统维护管理又总结出了以下几点建设性意见。
首先要加强重视。因为高速公路机电设备多是国际或国内先进的产品，所以很容易忽略了对机电设备的重视工作。这个工作环节看似微不足道，其实完全不是如此。要知道一旦高速公路机电设备出现了问题那么直接就会影响到整个工作流程的开展，导致最后的运行瘫痪。
其次要加强管理。管理工作不是针对某一个单独的工作环节，对于管理工作的加强要从日常做起。因为高速公路机电系统设备封闭性不是很高，所以对其进行日常工作管理是完全可以做到的。
最后要加强建设。机电系统维护与管理工作做的好有赖于一支规范和专业的维护队伍。对于维护人员的文化水平以及知识结构的构建更加要用长期的、针对性的集中建设工作来应对，以做好永久的维护人员的建设培养。
电路与系统范文第5篇
关键词：高速公路 机电系统 结构 功能
1. 引言
高速公路机电系统是发挥道路设施交通功能的主要辅助管理系统，是对高速公路实施现代化管理的主要工具。高速公路机电系统主要由高速公路监控、收费、通信、照明、供配电和隧道安全运行保障等子系统构成。各子系统之间与系统内部由通信网联系。
2. 高速公路监控系统
2.1 高速公路监控系统，是采用现代化的手段对全线交通流量、交通状况、环境气象、设施运行状态进行检测，按照一系列智能控制规则和策略产生控制方案及控制手段，调整道路交通流的状态，进而实现控制交通流量、改善交通环境、减少交通事故，达到安全、舒适、快捷的运输目的。
为实现这一目的，监控系统必须具备最基本的三个功能：（1）采集交通流数据，判断交通状态：（2）根据交通状态，实施控制策略，决定控制参数；（3）执行控制策略，将控制参数作用于交通流。
2.2 根据高速公路监控系统的功能要求和设备特点，监控系统可分为如下功能子系统：
2.2.1 信息采集子系统：该系统的功能是获取交通信息原始数据，通过视频车辆检测器、超声波检测器、红外检测器、检测线圈、通信设备等形成的交通量采集子系统，获得各段道路的交通量数据。
2.2.2 交通控制子系统。
交通控制子系统包括：交通控制目标、交通控制方法、交通控制参数。控制参数以一定的控制形式作用于交通流。根据控制形式的不同，控制方法可以分为匝道控制和主线控制两大类，而匝道控制又可以分为：入口匝道定时调节控制、入口匝道整体定时控制、入口匝道交通感应控制、入口匝道汇合控制。
2.2.3 交通诱导信息显示子系统。
交通诱导子系统包括可变限速诱导系统，依靠埋设在道路两侧或中间的可变限速标志，进行整条道路的车速优化处理，使车辆以均匀的密度分布在高速公路上；可变情报板系统则提供更为具体的诱导信息，向车辆提供准确的交通状态和警告、指挥信息。显示子系统包括控制中心通过电视墙或者大屏幕投影再现重要地段的摄像机和视频传输设备获取的视频实时数据，和能见度、温度、湿度、风向、风速、雨雪等视频数据，并根据需要可对视频数据进行抓拍记录；通过设在路边的紧急电话获取紧急救援信号。
2.2.4 中央控制设施子系统。
中央控制设施子系统的主要组成设备有：计算机及其外部设备、大屏幕图形显示板、控制台、电话总机台、不停电电源ups设备等。
2.2.5 计算机网络子系统。
计算机网络子系统将其他子系统通过计算机网络连接为一个整体，使之真正成为一个功能强大的有机系统。计算机网络系统包括：计算机设备、网络连接设备、计算机操作系统、数据库系统、计算机网络管理、监控系统应用程序。
3. 高速公路通信系统
高速公路通信系统主要由以下几部分组成：主干线传输、业务电话、指令电话、紧急电话、数据传输、图像传输、广播、通信电源和通信管道。
高速公路通信系统作为高速公路机电系统的支撑系统，在整个高速公路管理中处于非常重要的位置，它主要承担以下三方面的任务：
3.1 承担监控系统和收费系统的数据、语音、图像等各类信息的传输任务，使监控系统和收费系统真正成为系统而正常运转。
3.2 承担高速公路内部各业务部门和管理部门的业务联系，如事故增援、道路设备设施的维修等。
3.3 承担高速公路内部的监控中心、收费中心、业务部门和管理部门与外界的联系。
4. 高速公路收费系统
收费系统的主要功能包括：收费口交通量统计和车辆分型，按标准收取通行费并发放收据，汇总、整理与收费有关的数据和交通量数据，传送到收费广场、收费管理中心、监控中心等各级管理部门的上一级计算机进行处理，编制各类管理报表和进行数据分析，保存重要数据，并根据监控中心的命令，对出入高速公路的车辆进行控制和调节。
5. 高速公路配电照明系统
高速公路照明系统一般包括主车道照明、广场照明和隧道照明三部分。在运输繁忙、事故多发、重要路段以及隧道中设置主线照明，可以改善夜间与隧道中的行车环境，降低交通事故的发生率；在收费广场采用高杆照明，可以保证收费车辆的安全交汇和排队；并且照明系统的设置可以使道路监控摄像机充分发挥夜间监视的作用。
6. 结语
高速公路机电系统是以电子、
电气、控制、通信、机械和交通工程等技术为基础的综合性大系统，它主要由监控、通信、收费、配电照明等系统组成。本文重点研究了监控系统的原理、监控过程、各子系统功能与系统间的关系等，并分析了通信、收费、配电照明等系统的结构与功能要求。
参考文献
［1］ 吴伟国，张平乐，王帆.浅谈机电系统建设与高速公路智能化［j］.湖南交通科技，2007，33(4):142～144.
［2］ 邹文端.高速公路智能化若干问题的研究［d］.衡阳：南华大学，2006:226～252.
