植物离体发育及其调控研究论文

植物组织培养是把植物的器官，组织以至单个细胞，应用无菌操作使其在人工条件下，能够继续生长，甚至分化发育成一完整植株的过程。植物的组织在培养条件下，原来已经分化停止生长的细胞，又能重新分裂，形成没有组织结构的细胞团，即愈伤组织。这一过程称为“脱分化作用”，已经“脱分化”的愈伤组织，在一定条件下，又能重新分化形成输导系统以及根和芽等组织和器官，这一过程称“再分化作用”。植物激素在此过程中起着重要的作用，吲哚乙酸（ IAA ）和 6 –苄基氨基腺嘌呤（ 6 – BA ）的比例，决定了根和芽的分化。 1. 配制培养基（ 1 ）愈伤组织诱导培养基： MS 培养基（蔗糖含量为 10 g/L ， 2,4 – D 含量为 2 mg/L ，琼脂 10 g/L ）。（ 2 ）试验培养基：在 MS 培养基中按一定比例加入 IAA 和 6–BA 。吲哚乙酸先用少量 mol/L NaOH 溶解， 6- 苄基氨基腺嘌呤先用少量 mol/L HCl 溶解，然后用蒸馏水稀释，再加入培养基中。 2. 培养基灭菌将配好的培养基加入琼脂加热溶解，调至 pH ，趁热分装于 100 mL 三角烧瓶中，每瓶约 20 mL 。待培养基冷却凝固后，用一层称量纸和一层牛皮纸包扎瓶（管）口，并用棉线扎牢，然后在高压灭菌锅中 121 ℃（ 1 kg/cm 2 ）下灭菌 20 min 。取出三角烧瓶放在台子上，冷却后备用。接种操作所需的一切用具（如长镊子、解剖刀、剪刀等）及灭菌水，需同时灭菌。 3. 诱导产生愈伤组织（ 1 ）取健壮的植物组织数段，每段约 5 cm 长，于烧杯中用氯化汞（升汞）浸泡 20 min ，取出用无菌水洗 3 ～ 4 次，置于无菌培养皿中，在接种箱中按无菌操作要求剥去外皮（接种箱事先用紫外灯灭菌 30 min ），用解剖刀切成 5 mm 厚的圆片（弃去开始一片和最后一片），用长镊子将它接种在诱导培养基上，注意圆片的切口朝向培养基，每瓶接种 4 片，接种后扎好瓶口。（ 2 ）将已接入植物组织（外植体）的三角烧瓶，培养在 25 ℃温室中，每星期检查 l ～ 2 次，剔除材料已被杂菌污染的三角烧瓶， 3 ～ 4 周后产生愈伤组织。（ 3 ）选取愈伤组织生长良好的三角烧瓶，用解剖刀将愈伤组织切下，转移到含有不同激素的试验培养基中（也可以连同原来的外植体一起转移），每瓶放 1 ～ 2 块，仍培养在 25 ℃温室中，每周 1 ～ 2 次观察不同处理的三角烧瓶中，愈伤组织分化情况，直至长出根和芽。长成的幼小植株即为“试管苗”，可移栽于花盆中。植物组织培养发展简史植物组织培养是20世纪30年代初期发展起来的一项生物技术。它是在人工配制的培养基上，于无菌状态下培养植物器官、组织、细胞、原生质体等材料的方法。愈伤组织及其形成愈伤组织（callus）原指植物体的局部受到创伤刺激后，在伤口表面新生的组织。它由活的薄壁细胞组成，可起源于植物体任何器官内各种组织的活细胞。在植物体的创伤部分，愈伤组织可帮助伤口愈合；在嫁接中，可促使砧木与接穗愈合，并由新生的维管组织使砧木和接穗沟通；在扦插中，从伤口愈伤组织可分化出不定根或不定芽，进而形成完整植株。在植物器官、组织、细胞离体培养时，条件适宜也可以长出愈伤组织。其发生过程是：外植体中的活细胞经诱导，恢复其潜在的全能性，转变为分生细胞，继而其衍生的细胞分化为薄壁组织而形成愈伤组织。从植物器官、组织、细胞离体培养所产生的愈伤组织，在一定条件下可进一步诱导器官再生或胚状体而形成植株。在单倍体育种中，也可由花粉产生的愈伤组织或胚状体分化成单倍体植株。甚至可由原生质体培养诱导植株或器官再生。故愈伤组织的概念已不局限于植物体创伤部分的新生组织了。在植物的组织培养中，从一块外植体形成典型的愈伤组织，大致要经历三个时期：启动期、分裂期和形成期。启动期指细胞准备进行分裂的时期。外源植物生长激素对诱导细胞开始分裂效果很好。常用的有萘乙酸、吲哚乙酸、细胞分裂素等。通常使用细胞分裂素和生长素比例在1∶1来诱导植物材料愈伤组织的形成，如MS+6-BA6-BA是一种人工合成的细胞分裂素6�基腺嘌呤的简称。 mg/L+IBAIBA是一种人工合成的生长素吲哚丁酸的简称。 mg/L。分裂期是指外植体细胞经过诱导以后脱分化，不断分裂、增生子细胞的过程。分裂期愈伤组织的特点是：细胞分裂快，结构疏松，颜色浅而透明。分化期是指在分裂的末期，细胞内开始出现一系列形态和生理上的变化，从而使愈伤组织内产生不同形态和功能的细胞。这些细胞类型有薄壁细胞、分生细胞、色素细胞、纤维细胞等等。外植体的细胞经过启动、分裂和分化等一系列变化，形成了无序结构的愈伤组织。如果在原来的培养基上继续培养愈伤组织，会由于培养基中营养不足或有毒代谢物的积累，导致愈伤组织停止生长，甚至老化变黑、死亡。如果要让愈伤组织继续生长增殖，必须定期地（2～4个星期）将它们分成小块，接种到新鲜的培养基上，这样愈伤组织就可以长期保持旺盛的生长。愈伤组织的形态发生方式经过启动、分裂和分化期产生的愈伤组织，其中虽然发生了细胞分化，但并没有器官发生。只有满足某些条件，愈伤组织的细胞才会发生再分化，产生芽和根，进而发育成完整植株。组织培养中诱导丛芽产生一般使用较高的细胞分裂素和较低的生长素配比，如MS+6-BA1 mg/L+IAA（IAA是一种生长素3-吲哚乙酸的简称。） mg/L。而诱导生根时则可采用1/2MS+ mg/L等。当然，不同的植物种类、不同的生长状态，激素的配比会有很大变化，这需要在实践中摸索，取得经验。

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收稿日期：2007-10-25基金项目：深圳市科技和信息局基金资助项目作者简介：王丹（1982-），女，辽宁本溪人，硕士研究生，从事植物生物技术研究。注：雷江丽为通讯作者。大花美人蕉茎尖组织培养技术研究王丹1,2，雷江丽2，吴燕民3，吕慧2，郁继华1(1.甘肃农业大学农学院，甘肃兰州 730070；2.深圳市园林科学研究所，广东深圳 518003；3.中国农业科学院生物技术研究所，北京 100081)摘要：以大花美人蕉（Canna×generalis）根茎茎尖为外植体进行组织培养技术研究，筛选出芽诱导适宜的培养基为MS + 6-BA （单位下同）+ TDZ ；MS + 6-BA + TDZ + NAA 培养基能较好地诱导分化出丛生芽, 继代增殖培养中与MS + 6-BA + TDZ + NAA 培养基交替使用可减少畸形芽，增殖系数达；适宜的生根培养基为MS + 6-BA + NAA ，生根率达，且植株生长健壮，移栽易成活。关键词：大花美人蕉；茎尖；组织培养中图分类号：文献标识码：A 文章编号：1009-7791(2008)01-0033-04Research on Shoot-tip Culture of Canna×generalisWANG Dan1,2, LEI Jiang-li2, WU Yan-min3, LÜ Hui2, YU Ji-hua1( of Agronomy, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Gansu China; Institute of LandscapeGardening, Shenzhen 518003, Guangdong China; Research Institute, Chinese Academy of AgriculturalSciences, Beijing 100081, China)Abstract: The paper mainly studied on tissue culture of Canna×generalis with the stem tips asexplants. The results showed that the bud inoculation medium was MS + 6-BA ; the best of clump shoot induction and differentiation medium was MS + 6-BA +TDZ + NAA ; using MS + 6-BA + TDZ + NAA asproliferation medium, an optimal proliferation rate was obtained. When the two kinds of mediumused alternatively, the effect was better. The optimum rooting medium was MS + 6-BA +NAA , the rate of rooting could reach , and cultured in this medium, the plant grewwell and easy to words: Canna×generalis; shoot-tip; tissue culture大花美人蕉(Canna×generalis)属美人蕉科(Cannaceae)美人蕉属(Canna)的园艺杂交种[1]，是多年生喜光宿根草本花卉，原产美洲热带和非洲等地。其枝叶茂盛、花朵艳丽、姿态优美、花期长，在深圳地区几乎全年开花，是配置大型花坛的优良品种。大花美人蕉不仅观赏价值高，而且能吸收硫、氯、氟、汞等有害物质，具有净化空气、保护环境的作用，因此，世界许多城市的园林绿化中都广泛应用。美人蕉传统的繁殖方式主要采用分切地下根茎的方法，繁殖速度慢、增殖效率低，而且连续营养繁殖造成病毒积累致使病毒病在各地相当普遍，严重影响其观赏价值。利用茎尖组织培养进行脱毒试管苗快繁，是目前大力繁殖与推广美人蕉的主要手段。关于美人蕉组织培养的研究报道较少[2,3]，本研究探索其组织培养高效的再生体系，以期为品种提纯复壮及遗传转化、性状改良奠定基础。2008,37(1): Plant Science第·34· 37 卷1 材料与方法材料供试材料为目前城市绿化中普遍应用的大花美人蕉‘President’品种。外植体选择与处理选择生长健壮、无病虫害的优良母株，挖取带芽胞的根茎，去除表面老皮并用肥皂水清洗。用75%乙醇棉擦拭，然后采用不同的消毒剂及处理时间（升汞10min、2%次氯酸钠10min、2%次氯酸钠20min、2%次氯酸钠 + 升汞5min、2%次氯酸钠 + 升汞10min），封闭式振摇灭菌。无菌水冲洗5 次，置于超净工作台上备用。接种前，剥去外部叶片，露出生长点，立即切取茎尖进行接种。培养方法及培养条件试验于2006 年10 月在深圳市园林科学研究所组培室进行。诱导、增殖和生根培养基均选用MS为基本培养基，在不同培养阶段附加不同种类、不同浓度配比的植物生长调节剂（表2～表4），蔗糖3%，pH 。培养温度(28±2)℃，光照强度2 500 lx，光照周期为14h/d，相对湿度70%～80%。每处理接种30 瓶。定期观察试管苗生长与分化情况。2 结果与分析不同消毒处理方式对外植体无菌化的影响因供试外植体取自美人蕉地下根茎，表面污染物较多，不易消毒，且不同植物及外植体的成熟度对消毒剂的反应不同，故本试验选用升汞和次氯酸钠进行灭菌效果比较，以筛选合适的消毒剂及消毒处理时间。由表1 可知，2%次氯酸钠20min 处理的无菌化效果较好，但茎尖褐化较严重，说明灭菌时间过长对去老皮后的幼嫩根茎影响较大。升汞10min 处理与2%次氯酸钠 + 升汞 10min处理，无菌化效果差异不大，但2%次氯酸钠 + 升汞 10min 处理有轻微药害。因此，后续实验选用升汞处理10min 进行外植体消毒。不同生长调节剂配比对芽诱导的影响以MS 为基本培养基，附加不同浓度6-BA、NAA、2,4-D、KT、TDZ 等（表2），以筛选出较适宜美人蕉茎尖诱导分化的配方。因美人蕉根茎具有休眠特性，芽诱导分化较难。TDZ 具有很强的促进细胞分裂活性，～μmol/L 即可有效促进分化[4]，因此，本实验对TDZ 的诱导效果进行初步探索。试验表明，在不添加任何生长调节剂的MS 基本培养基（1 号）上，茎尖接种10d 后开始生长，叶片展开后，生长停止；15d 后转接到新的MS 培养基上无明显生长，随后叶片逐渐变黄、萎蔫，说明基本培养基中添加生长调节剂是美人蕉离体培养的必要条件。在仅添加6-BA 的2、3、4 号培养基中，高浓度的2 号培养基分化率为，明显好于3、4号培养基，说明美人蕉启动芽诱导分化需要高浓度的细胞分裂素（表2）。11～16 号培养基添加物为不同生长调节剂与TDZ 组合（表2）。仅添加TDZ 的培养基分化率为0，而多种生长调节剂配合使用分化效果更好[5]。其中15 号培养基的侧芽分化率最高，达，且每个茎尖可增殖2～3 个侧芽，但个别茎尖经多次转接后有畸形芽；与2 号培养基相比，分化率明显提高，说明添加低浓度TDZ 可促进芽诱导分化（表2）（图版-a）。5、6、7 号培养基为生根培养基，探讨NAA 对美人蕉茎尖生长和生根的影响。试验结果初步说明美人蕉在6-BA/NAA 小于2/ 时生根率可达50%以上（表2）。8、9、10 号培养基，探讨美人蕉脱分化，诱导愈伤组织，但结果均不理想。因此，建立高效的美表1 不同消毒剂及处理时间对外植体无菌化的影响处理接种数污染数污染率(%) 药害情况升汞10min 30 5 基本无药害2%次氯酸钠10min 30 12 无药害2%次氯酸钠20min 30 4 20%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞5min 30 10 3%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞10min 30 5 7%有药害第1 期王丹,等：大花美人蕉茎尖组织培养技术研究 ·35·人蕉遗传转化再生体系还需进一步探索愈伤组织诱导途径。芽继代增殖为了探讨优化的芽继代增殖培养基配方，按表3 设计6-BA、NAA、TDZ 的正交实验，以15 号培养基上分化出的丛生芽为接种材料，进行继代增殖培养（图版-b）。由表3 可见，除17、18 号培养基外，低浓度TDZ（）的分化促进作用较高浓度（）的效果好，说明高活性的TDZ 浓度过高反而抑制分化。当时, NAA 促分化作用显著优于。在TDZ、NAA 浓度相同的情况下，随着6-BA 浓度的升高，分化率提高。但随着继代次数的增多，含高浓度6-BA的27 号培养基分化率略有下降，甚至有个别畸形芽产生，说明高浓度细胞分裂素对短期的分化有促进作用[9]，但继代数次后，芽已经萌动，自身具有分化能力，需适当降低6-BA 浓度进行壮苗，以避免畸形芽产生。因此，在增殖过程中交替使用分化增殖系数较高的19 号培养基和27 号培养基，既可保证较高的芽分化率，又可使继代苗生长健壮，减少畸形芽。生根诱导增殖芽3～5cm 长时，转接到生根培养基上培养约10d 后，可见到根生成（图版-c）。接种20d 后统计生根结果（表4）。从表4可见，所用培养基上都有根生成，说明美人蕉生根较容易；结合生根率和生长势，我们认为MS + 6-BA + NAA 培养基较适宜美人蕉生根。表2 不同植物生长调节剂组合的比较植物生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA 2,4-D KT TDZ分化率(%) 生根率(%) 备注1 0 0 0 0 02 9 0 0 0 0 参考[2]3 5 0 0 0 0 参考[3]4 3 0 0 0 0 2 1 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 0 08 0 0 4 0 09 0 0 2 1 0 参考[6]10 0 0 2 0 参考[7]11 0 0 0 0 012 0 0 0 参考[8]13 0 0 0 0 0 1 0 8 0 0 0 5 0 0 表3 不同生长调节剂配比对芽继代繁殖的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA TDZ接种数分化率(%)增值系数生长势17 30 ++18 30 ++19 30 ++20 30 ++21 30 ++22 30 ++23 30 ++24 30 +25 30 ++26 30 +27 30 ++28 30 +注：++ 表示生长势强；+表示生长势弱。同列中不同字母表示差异显著(P＜＝，表4 同。表4 不同的生长调节剂配比对组培苗生根的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA接种数生根苗数生根率(%)植株生长势29 0 30 19 +30 0 30 21 ++31 30 20 +++32 30 16 ++注：+++ 表示生长势强；++表示生长势中等；+表示生长势弱。第·36· 37 卷3 结论美人蕉根茎生长在土壤中，无菌化操作较困难。灭菌试验表明，升汞震荡灭菌10min 效果较好，采回的外植体应尽快处理接种，放置时间过长伤口处易染菌，导致接种后褐化较严重。MS + 6-BA + ZDT + NAA 培养基能较好地诱导分化丛生芽，MS + 6-BA + TDZ NAA 为较好的增殖培养基，在增殖培养过程中这两种配方交替使用效果更好；短时间使用高浓度生长调节剂对增殖有促进作用，但长时间使用高浓度生长调节剂会使组培苗质量下降。在试验中还发现，转接次数多的茎尖较转接次数少的分化率大，建议在接种后的10～20d 内及时转接。选用MS + 6-BA + NAA 为生根培养基，生根率较高，根系粗壮、根毛密集，植株生长健壮（图版-d），且移栽成活率较高。参考文献:[1] Segeren W, et al. The genus Canna in Northern South America[J]. Acta Bot Neerl., 1971,20(6): 663-680.[2] 刘文萍,等. 美人蕉茎尖组织培养及快繁技术[J]. 北方园艺, 2001(6): 32.[3] 丁爱萍,等. 美人蕉组织培养及快速繁殖技术[J]. 园林科技, 2006(1): 11-12.[4] Singh N D, et al. The effect of TDZ on organogenesis and somatic embryogenesis in pigeonpea (Cajanus cajan L. Millsp)[J].Plant Science, 2003,164(3): 341-347.[5] 王关林,等. 高活性细胞激动素TDZ 在植物组织培养中的应用[J]. 植物学通报, 1997,14(3): 47-53.[6] 宣朴,等. 生姜茎尖组培快繁技术研究[J]. 西南农业学报, 2004,17(4): 484-486.[7] Kromer K, et al. In vitro cultures of meristem tips of Canna indica L.[J]. Acta Horticulturace, 1985,167: 279-286.[8] Vendrame W A, et al. In vitro propagation and plantlet regeneration from Doritaenopsis Purple Gem 'Ching Hua' flowerexplants[J]. HortScience, 2007,42(5): 1 256-1 258.[9] 刘敏. 花卉组织培养与工厂化生产[M]. 北京: 地质出版社, 2002: 101-102.

物理学发展历史及其应用研究论文

这个题目太扯了！500字就能写出物理学发展史？光罗列一下对物理学作出杰出贡献的物理学家，500字都不够用的。要写物理学发展史，500万字起，你别嫌多，还不打折！即使这样，写出来的也只能叫着简史，也不能叫着发展史！初中的，就写物理学发展史？你知道的物理学家超过10个没有？除了牛顿、爱因斯坦，你还知道开尔文、麦克斯韦、卡文迪许、赫兹、洛伦兹、卢瑟福、薛定谔、海森堡、德布罗意、泡利吗？这些人都是对物理学起到决定性作用的人。你听说过吗？你学过高等数学吗？不会高等数学能写物理学发展史？你懂得发展史的基本写法吗？或者说，你明白历史的意义吗？所以，这个玩笑开大了，请打住！所以，唯一比这个题目更扯的就是你们老师本人了！

物理学史作为阐述物理学发展历程的学科，蕴涵着丰富的素质教育资源。正如我国著名物理学家钱三强曾经说过的：“物理学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地，这块宝地值得我们去开垦，这些精神财富值得我们去发掘。如果我们都能重视这块宝地，把宝贵的精神财富发掘出来，从中吸取营养，获得效益，我相信对我国的教育事业和人才培养都会大有益处的。”如今，随着物理学史知识和教学普及工作的深入发展，物理学史的教育功能已越来越受到国内外教育工作者的关注，将物理学史引入物理教学中也成为物理教育改革的重要举措之一。但与此同时，物理学史教学也存在不少的困难和问题，在实践层面上探索物理学史融入物理教学的行之有效的途径仍是一个亟待解决的问题。一、物理学史和物理教育融合的客观依据（一）传统课程的弊端现代认知理论认为，知识是价值负载的（value-laden）。施瓦布（）曾写道：“任何给定时期的科学知识都并非建立在一切事实的基础之上，而是建立在经过选择的事实的基础之上——而这种选择是建立在探究的概念原则的基础之上的。”因此，“科学知识的教学要跟产生该知识的研究过程联系起来。”传统的物理教学往往过于强调学科体系，过于专注于专业知识的系统传授，不注重知识由此获得的探究过程。这种课程严重阻碍了学生对学科实质结构的理解，更背离了科学教育面向真实科学的初衷。物理学史集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、规律和本质的历程。任何一个具体的物理知识或理论体系都是在众多研究成果的基础上建立起来的，常常需要科学研究者们几十年甚至上百年的努力才能迈出有意义的一步。因此，物理学的发展史包含着丰富的认识论和方法论因素，以及物理思想和物理观念深刻的变革。同时，物理学的发展过程还包含着丰富的情感体验，体现着认识过程中理论与实践、继承与突破、理性与非理性的辩证统一，具有丰富的“教书育人”的教育因素。通过物理学史教学，让学生不仅可以学到具体的科学知识，而且可以学到“科学的方法”，开拓学生的视野，使学生能更准确地理解科学概念，更好地理解科学的发展，更全面地认识到科学的整体性。从这个角度上看，物理学史应成为物理教学中不可缺少的组成部分。（二）物理学史融入物理教学符合学生的认知规律建构主义认为，学习是主体对知识主动建构的过程，学生是认知信息的加工者、认知结构的建构者，而不是外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象。教育重演论（Recapitulation theory of education）中也指出：“现代学生的学习过程是对人类文化发展过程的一种认知意义上的重演，即现代人的认知发展是对其祖先认知水平长期演化过程的浓缩。”教师是学生自主建构的帮助者、促进者和引导者，教师的主要作用是为学生的探索提供桥梁和阶梯，诱导学生自己去分析问题、探究问题并获取知识。物理教师安排教学活动要从学生已有的认知结构出发，教学过程要力图适应这一要求。物理学的发展规律与人的认知规律具有一致性，因而物理学史可以为教师把握好学生的认知规律提供很好的借鉴作用。“教学中的难点常常是科学发展史上难以攻克的科学难题；教学中的重点，也正是科学发展史上关键性的突破和物理学大师们伟大贡献的精华之点。”物理教学从物理学史的角度入手，可以把文化的传授和学习转化成历史上文化创造者与今天文化学习者之间的对话，让学生在相应的文化背景中“身临其境”，从而构建合理的知识体系，主动学习和建构知识。二、促进物理学史和物理教学融合的教学原则（一）适度的原则物理教学的主要任务是使学生系统地掌握物理学知识，发展智力，培养能力，提高品德修养。物理学史引入教学是由于物理学史具有丰富的教育功能，引入时必须围绕物理教学任务展开。目前的物理教材大多是按照逻辑体系编排的，侧重于物理理论的知识结构；物理学史则主要是按照历史发展的顺序编排的，二者有一定区别。我们要把历史的发展过程融入教学中，但不能用对物理学史的学习来代替对物理学本身理论的学习，不能在物理课堂上夸夸其谈，舍本求末，走入本末倒置的歧途。物理学史引入教学一定要坚持适度的原则，这样才能有效地发挥它的教育功能。（二）贴近的原则引入史料是为了更好地使学生理解物理知识，教学中要从学生的学习基础出发，引入的史料必须深入浅出，尽量不含学生尚未掌握的概念和原理。将一些物理学史中学生无法理解的、深奥的推理过程灌输给学生。这不仅起不到好的效果，反而会加重学生的学习负担，无法真正发挥物理学史的教育功能。（三）充分的原则引入史料时不应只是仅仅把它作为活跃课堂气氛的“糖衣”，将知识简单地“故事化”“庸俗化”处理，这是对物理学史不负责任、没有意义地滥用。一定要清楚引入的目标，有针对性地展开阐述，充分利用好引入的知识。（四）灵活的原则将物理学史引入教学中形式要灵活。灵活不仅包括引入的内容，也包括引入的时机和方式等。既可系统引入，也可分散引入；既可以在课堂上引入，也可以让学生在课外查找资料；既可以围绕知识点进行演绎，也可以针对知识面进行总结。总之，只有在有限的时间内做到重点突出、点面结合、详略得当，才能达到最佳的效果。（五）延伸的原则在教学中引入史料时不应单纯追求服务于课堂教学的某一知识点或面，而要将课堂上引入的史料作为一个切入点，营造一种“意味无穷”的教学心理境界，使学生带着更多、更新的内容兴趣盎然地进入新一轮的探索，把问题带到课外，有利于学生养成“终身学习”的好习惯。三、物理学史融入物理教学的具体方法（一）利用物理学史引入新课，激发学生兴趣“兴趣是最好的老师”，引入物理学史可以增强学生的学习兴趣。上新课之前，可根据教学内容搜集有关史料作为预习材料，以图文并茂、形象生动的表现手法展示给学生。在课堂上应尽快地把学生学习的积极性调动起来，吸引学生的注意力，形成探究的愿望，潜移默化地使其学习动力得到加强。（二）初学阶段教学中穿插史料，帮助学生理解物理知识学生学习新知识时引入的重点应放在帮助学生理解规律、降低学习难度上。可采取“演绎—对比”的方式将物理学史内容引入到理论的讲解中来，即适时地从概念、规律中引出假说，然后演绎其发展体系，将历史融汇到概念、思想或理论的提出和发展中，通过对各种假说异同的分析和比较，帮助学生理解规律。例如，在学习牛顿运动定律时，学生虽然在中学里学过也用过，但由于他们在中学里要应付考试，学习的重点一般都在做习题上，教学中一定要将学生的注意力吸引到理论本身上来。例如，可从惯性定律出发，引出其建立的曲折过程。从亚里士多德的“推动论”到中世纪时布里丹、阿尔伯特、奥里斯姆等人的“冲力理论”，到伽利略类似惯性原理的说法，到笛卡尔的惯性定律，再到牛顿将惯性定律以第一原理的形式正式确立下来。并在其间穿插介绍各种假说提出的历史背景、存在的困难、新旧理论之间的矛盾等，通过比较它们之间的异同，可以帮助学生理解三大定律的内涵以及其作为力学体系基础的重要作用，这样客观上可以起到帮助学生理解物理规律、减轻学习难度的作用。（三）理解加深阶段深化史料，抓住关键环节重点剖析此时学生头脑中对内容已有一定认识和理解，因此，重点可放在加强科学思维、方法教育方面。即对隐含在物理知识中的科学方法进行点拨、渗透，充分发挥物理学研究过程动态知识体系的价值。以毕奥—萨伐尔定律为例。18世纪牛顿力学的知识基础使得人们开始猜测电力和磁力是否也像万有引力一样遵守平方反比定律。在磁力研究方面，英国科学家米切尔明确提出了“磁力按磁极距离的平方的增加而减少”的观点。之后，毕奥和萨伐尔通过长直电流对磁极作用的实验，得出电流对磁极的作用力与磁极到长直电流导线的垂直距离成反比的结果，后在法国数学家拉普拉斯的帮助下，通过数学运算，分析得出了电流元激发磁场的准确公式，即毕奥—萨伐尔定律。以上研究过程中恰当的类比、巧妙设计的实验、适时引入的数学工具对规律的建立无不起着至关重要的作用。（四）知识升华阶段补充材料，启发学生此时重点应放在物理原理、思想和其在知识、哲学、世界观等方面的应用上。一段知识的学习结束后，可以以历史为线索，将内容梳理一遍，让学生对知识体系及其发展史有个整体的认识，带领学生从经典物理学的概念、思想方法、观念等逐步过渡到现代物理学，这样客观上可以起到促进教学内容现代化的作用。让学生充分了解到物理学作为自然科学基础的意义所在，增强学习的兴趣和信心；另外，将物理学大师们在探索世界奥秘道路上表现出的怀疑、求实、进取、创新、严谨、思辨、自强、爱国等优秀品质和科学素养对学生进行有效的强化和渗透，使学生从中受到熏陶和领悟，引导学生用物理学思想去指导学习、工作和以后的人生，培养创造性人才，这些从某种意义上讲比学生学到知识本身更加重要。比如电磁部分知识讲完后，可以以电磁学的发展史为线索将内容概括总结一下。从公元前基本电、磁现象的发现，到1600年吉尔伯特将它们转变为科学，到1750年米切尔、1785年库仑分别提出电力、磁力服从平方反比定律将电、磁学带入定量研究阶段，到1800年伏打发明电堆使电学由静电走向动电，再到1820年奥斯特发现电流的磁效应，打破了电、磁之间的界限。电磁相似性的发现带动了19世纪二三十年代电磁学突飞猛进的发展。后来，安培对电磁作用力的研究、1831年法拉第发现电磁感应现象进一步证实了电磁现象的统一。到最后1865年麦克斯韦将法拉第的电磁近距作用和安培的电动力学规律结合在一起，概括出描述电磁规律的方程组，建立了电磁场理论，并预测了光的电磁性质，实现了物理学史上第二次大综合。电磁理论为相对论的建立奠定了坚实的基础。它为光速不变性提供了理论依据，爱因斯坦也正是在研究麦克斯韦电动力学的不对称性时发现问题，进而建立狭义相对论的。相对论是现代物理学的基石，对物理学、天文学、哲学等的发展都起到了不可估量的作用。这样带领学生回顾之后，整个电磁学内容在学生头脑中会成为一个脉络清晰的整体，其间从经典知识到现代物理的过渡在历史的引导下也显得非常自然。科学家们工作的价值值得后人景仰，同时，科学家追求真理时表现出的坚忍不拔的意志、百折不回的决心、吃苦耐劳的品格和无所畏惧的献身精神等也让人为之赞叹。这些会潜移默化地影响到他们科学的世界观和人生观的建立，使他们终生受益。（五）充分发挥学生的积极能动作用，鼓励学生自觉投身物理学史学习，丰富精神生活物理课堂时间是有限的，教学内容也有一定的局限性。我们可以利用课外时间采取多种形式加强对学生的引导，激发他们的学习热情。传统教学中近现代物理知识涉及不多，但其中的革命性成果，如相对论打破了经典力学的时空观，量子力学打破了可控测量过程的梦想等对于开阔学生思维是极其有益的，可以开设专题讲座的形式介绍给学生。另外，开展专题讨论活动，如我们在学校2006级计算机系班级中开展了“引入物理学史加强大学生科学素质培养教育”的活动。由教师为学生提供研究题目、参考内容和指导，要求学生撰写相关的小论文。这样既培养了学生搜集和整理资料的能力，也在一定程度上提高了他们研究问题的能力。四、物理学史融入物理教学应特别关注的问题（一）物理教师应把物理学史素养提高到基本素养高度上来物理学史中整合了物理学科的知识体系，为教学提供了宏观、中观、微观的背景。通过对物理学史的学习，可以帮助教师发现物理学发生、发展和演化的规律，揭示相应认识论、方法论的变革，并对物理学发展的基本趋势产生一定的预测。教师只有对物理学有了整体的把握并用历史的眼光去看待、组织教学内容，才能避免教学中知识的“片段化”。“学史可以明智”，对学生如此，对教师亦是如此。（二）进一步探索适合二者结合的教学模式我们现在采取的教学模式相对比较传统，影响了物理学史教育功能发挥的效率。近年来，西方一些科学教育专家以建构主义为指导思想，倡导将科学史、科学哲学和科学社会学引入科学教育，形成所谓的HPS教育模式，将学生的观念与科学史中科学家的观念相互交融，建构科学观念。为此，必须重构知识体系，将科学史、科学社会等知识引入课堂，从而实事求是地反映人们对自然科学活动和自然科学知识性质的新认识，呈现自然科学知识发展中的矛盾、竞争和斗争，使学生对自然科学知识与社会的关系能有全面而深刻的认识。我们要借鉴国外这些先进的教育理念，进一步探索适合我国学生具体情况的教学模式。物理学史应该成为物理教学不可分割的一部分，它可以极为有效地激发学生的学习兴趣，使学生更好地掌握知识、发展能力和养成德行。

对物联网技术及其发展的研究论文

欧洲委员会[1]提出“物联网是未来因特网的综合部分之一，可以被定义为一个动态的全球网络基础。基于标准的和互操作的通信协议，无论物理的还是虚拟的“物”均有身份、物理属性和虚拟特质，具备自配置能力且使用智能接口，可以无缝地集成到信息网络中去。” 本文认为，物联网实质上是将真实世界映射到虚拟世界的过程：真实世界中的事物，通过传感器采集一定的数据，在虚拟世界中形成与之对应的事物。“相关物体可能在虚拟电子空间中被创造出来，源于物理物体空间，且与物理空间的物体有关联。”[2]传感器采集到数据的详细程度，将影响到该事物在虚拟世界中的抽象程度。在虚拟世界中，对该事物最简单也最重要的描述是物体提供了一个ID用于识别（如使用RFID标签），最详细的描述则是真实世界中该事物的所有属性和状态均可在虚拟世界中被观察到。进一步的，在虚拟世界中对该物体做出控制，则可通过物联网改变真实世界中该物体的状态。对于一个真实的事物，其所需的各种应用与操作，只需在虚拟世界中对与之对应的虚拟事物进行应用和操作，即达到目的。这样将会对世界带来巨大的改变：实地实时监测和控制一个事物的成本是高昂的，通过物联网，所有事物都将在虚拟世界中被找到，以较低的成本被监测和控制，从而实现4A（anytime, any place, anyone, anything）[3]连接。虚拟世界提供了对所有事物的实时追踪的可能，所有的信息都不是孤立的，这将为各种海量运算和分析提供了最基础和最重要的信息源。真实世界存在于某一时刻，而当物联网发展到能将真实世界中的所有事物都映射到虚拟世界中时，无数个某一时刻的世界汇集起来，在虚拟世界中将形成一个可以追溯的历史，如同过去以纸质保存历史事件的发生，将来将以电子数据对所有事物进行全息描述的形式存储世界的历史。二、体系架构目前, 物联网还没有一个广泛认同的体系结构，最具代表性的物联网架构是欧美支持的EPCglobal和日本的UID物联网系统。EPC系统由EPC 编码体系、射频识别系统和信息网络系统3 部分组成。UID 技术体系架构由泛在识别码(uCode)、泛在通信器、信息系统服务器、和ucode 解析服务器等4部分构成。EPCglobal 和UID上只是RFID 标准化的团体，离全面的“物联网”体系架构相去甚远。美国的IBM公司在2008年提出“智慧的地球”这一与物联网概念相近的概念，并提出通过INSTRUMENTED，INTERCONNECTED和INTELLIGENT这三个层面来实现智慧地球。在文献基础上，本文提出了物联网体系架构。 1、智能物体层：通过传感器捕获和测量物体相关数据，实现对物理世界的感知。同时具备局部的互动性，需要一定的存储和计算能力。 2、数据传输层：以有线或无线的方式实现无缝、透明、安全的接入，提供并实施编码、认知、鉴权、计费等管理。 3、信息关联层：通过云计算实施对海量数据的存储和管理、数据处理与融合，屏蔽其异质性与复杂性，形成一个与真实世界对应的虚拟世界。 4、应用服务层：从虚拟世界中提取信息，提供丰富的面向服务的应用。如智能交通、智能电网、智能医疗等等。需要指出的是，数据由底部的传感器通过网络到达应用服务层面，而实际上，在服务应用层面，各个中心、用户可以反向的通过网络由执行器对物体进行控制。在该体系结构中，感知层面的各种传感器、执行器都是具体的，随着技术的发展会不断升级，新设备不断引入物联网。而服务应用层的各种需求也是不断提出的，并不是一层不变的。若是每个具体的服务应用和传感设备都形成一个独立的网络，最后可能形成许多套特殊的网络，这不利于推广和不便于维护。因此这需要物联网的网络层有一定前瞻性，物体设备层可以变化，服务应用层可以变化，但它们都是通过一个普适的网络进行连接，这个网络可以在一定的时间内保持稳定。三、面临的挑战 1、统一标准物联网其实就是利用物体上的传感器和嵌入式芯片，将物质的信息传递出去或接收进来，通过传感网络实现本地处理，并联入到互联网中去。由于涉及到不同的传感网络之间的信息解读，所以必需有一套统一的技术协议与标准，而且主要是集中在互联上，而不是传感器本身的技术协议。现在很多所谓的物联网标准，实际上还是将物联网作为一种独立的工业网络来看待的具体技术标准，而应对互联需要的技术协议，才是真正实现物联网的关键。 2、安全、隐私在物联网中所有“事物”都连接到全球网络，彼此间相互通信，这也带来了新的安全和隐私问题，例如可信度，认证，以及事物所感知或交换到的数据的融合。人和事物的隐私应该得到有效保障，以防止未授权的识别和攻击。安全与隐私这个问题，是人类社会的问题，不论是物联网还是其他技术，都是面临这两个问题。

物联网工程的毕业论文

1物联网技术

物联网是把所有物品通过信息传感设备，按约定的协议，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络［3］。就目前科技发展水平来看，在建设工程管理中采用RFID这种物联网传感设备较为适合。RFID即无线射频识别，是一种无线信息传感设备，通俗地讲就是电子标签。目前最先进的RFID是采用热敏、光敏等材料，以智能化原件为核心，通过电子的方法存储信息，将物体与互联网连接，使物体主动感知并反馈信息，实现海量存储，达到智能化识别和管理的目的。据统计，通过采用RFID能够帮助把失窃和存货水平降低25％，因不再需要人工查看进货的条码而节省劳动力成本。

2物联网技术应用于建设工程管理的平台

物联网技术以感知层、传输层、应用层为平台实现建设工程管理智能化。建设工程管理涉及的信息量大、面广、琐碎，对建筑材料的全流程检测涉及大量时间与空间信息，对建筑物全寿命检测需要在建筑物每个主要承重构件上布置几个到十几个RFID。因此，在建设工程信息管理中需要大量的传感器和庞大的数据存储与处理系统。云计算的出现使得存储和处理数据的价格大大下降，传感器价格迅速下降，这使得在建设工程中大量使用传感器、实现建设工程管理智能化成为可能。

感知层

感知层是指通过RFID采集信息，使物体携带自身信息并实现流动数据更新累加［4］。在建筑材料全流程监控管理中，感知层采集的信息主要包括：建筑材料的产品信息，运输中形成的物流信息链，经手人员信息等。在建筑物全生命周期检测中感知层主要采集的信息涉及主要承重构件的设计信息、验收情况、使用中检测信息等。

传输层

传输层即网络传输技术，用于解决网络层的网络接入、传输、转化及定位等问题。由于无线局域网具有高移动性、抗干扰、安全性能强、扩展能力强、建网容易、管理方便等诸多优点，而建设工程信息量大、施工环境复杂，考虑到要实现对建筑物全生命周期检测，应尽量采用较为先进的技术手段作为传输层，方便日后系统更新换代。以目前的科技水平看来，可以采用无线局域网作为建设工程管理的传输层平台。

应用层

应用层是展现物联网应用巨大价值的核心架构，它旨在实现信息的分析处理和控制决策以及完成特定的智能化应用和服务的业务，从而实现物与物、人与物之间的感知，发挥智能作用。建设工程中，要求应用层具有海量存储、数据管理与智能分析等功能。因此，应以云计算技术作为应用层集合分散在各地的高性能计算机上［5］，为物联网在建设工程管理中的应用提供服务平台。物联网应用于建设工程管理的构成要素如图1所示。

3物联网在建设工程管理中的应用模式

建筑材料全流程监控管理

建筑材料全流程监控管理指的是在建筑材料出厂时便在每个单元材料中埋入RFID，记录材料的产品信息。在运输中，以时间和空间信息形成物流信息链，直到建筑材料进场、投入使用。管理人员通过扫描RFID清楚地了解这批建材的全部信息。在进场时接收材料的管理人员要对产品质量进行初步评定，将检查结果录入RFID，进一步保证了进场材料的质量。当某单元建材出现问题时，通过扫描RFID可以明确责任人，减少责任推诿，提高管理人员的管理积极性。具体建筑材料全流程监控管理信息录入如图2所示。其中，使用部位指的是建筑材料具体用于建筑物的哪些部位，旨在方便日后管理。产品信息包括产品属性、质量等级、生产日期、生产厂家等内容。

建筑物全生命周期检测

建设工程全生命周期检测的具体做法是将具有应力感应功能的RFID在不影响构件结构功能的前提下放入主要承重构件中，如框架梁、框架柱等。根据构件的受力要求，RFID应布置在拉、压应力较大处，并且录入其对应的构件基本信息，如设计信息、建设单位信息、施工单位信息等。随着工程的进行，不断录入新信息：验收时录入每个构件的验收情况与验收人员信息，投入使用后实时检测每个构件，记录每个构件的受力情况，消除安全隐患，使建筑寿命合理化。

录入基本信息

录入基本信息是为之后验收工作、安全测评工作及建筑物合理寿命鉴定服务的。基本信息主要包括项目建设单位信息、设计信息、施工单位信息。这个环节是实现建筑物全生命周期检测的前提，录入的信息越翔实、越条理，之后的工作就越省力。项目建设单位信息包括项目名称、建设场地地址、建设单位名称等，根据日后需要按需录入。设计信息包括每个主要承重构件的图纸编号、构件编号、混凝土级别、配筋信息、截面尺寸、设计单位、构件受力的设计限值等。施工单位信息主要包括施工单位名称、项目负责人、具体某片区域管理人员等。录入这些信息可以加快施工现场管理人员之间信息流通速度，明确责任人，提高工作效率与工程质量。

提高验收效率

工程验收时，监理人员首先在RFID中录入验收日期、验收单位及监理人员个人资料。验收时扫描RFID，将构件设计信息与现场检查结果核对，记录自己对该构件的质量验收结果。这样可节省大量查阅图纸的时间，减少由于管理人员素质等原因造成的质量问题，现场验收结果有据可查，验收质量得到保证。

减少使用中的安全隐患

当工程竣工投入使用后，具有应力感应功能的RFID可实现建筑物全生命周期的.监测。当构件应力超过允许值时发出警报，这样可以及时发现有问题的构件，尽早做好维护措施，实现基于预防性的、有针对性的维护，在建筑物出现安全问题之前进行加固等措施。而不是浪费大量时间进行常规检修，这就意味着零计划外故障时间，即如果没有突发性事件，建筑物不会出现安全问题。在日常运行中都可以通过监测预先处理掉可能的安全隐患，大大提高建筑安全性能，并且节省目前检测部门的检测时间。由于有些检测需要局部破坏建筑物，采用RFID避免了原本没有必要的破坏。由于可以及时解决安全隐患，所以采用RFID间接提高了建筑物使用寿命。

建筑寿命合理化鉴定

当建筑物达到其设计使用寿命时，进行一次全方位的数据收集，即对建筑物体检，根据RFID收集的检测数据、汇总之前存入RFID的信息，分析该建筑物能否继续使用或者需要何种维修措施，从而合理延长建筑使用寿命。我国近年来出现越来越多的短命建筑，许多建筑在达到设计使用年限后仍可正常使用，有些稍加修缮即可继续使用。在资源日益紧张的今天，人为规定建筑物使用寿命的做法无疑是一种资源浪费，重复建设造成大量人力物力的浪费。采用RFID可以使建筑寿命合理化，实现建筑物经济效益最大化。

4结语

物联网的出现为人们的生活带来巨大变化，将物联网应用于建设工程管理很可能是改变建设工程管理方式的重要手段。本文初步设计了建筑材料全流程监控管理和建筑物全生命周期检测两种模式，希望能为物联网在建设工程管理智能化中的应用提供参考。

苹果汁褐变及其控制研究论文

反应机理：

植物中的酚类物质在酚酶及过氧化物酶的催化下氧化成睨,醍再进行非嗨促反应生成褐色的色素。

植物组织中含有酚类物质，在完整的细胞中作为呼吸链传递物质，在酚-昆之间保持着动态的平衡。当细胞组织破坏后，氧大量侵入，酚在酶的催化作用下造成鲲的形成，平衡受到破坏，于是发生鲲的积累，醍再进一步氧化聚合形成褐色色素称为黑色素或类黑精,造成食品的褐变。

控制酶促褐变的方法主要有以下几种：

1、加热处理

因为酶是蛋白质，加热能使酚酶及其它的酶失活，加热处理时间必须严格控制，要求在最短时间内，既能达到钝化酶的要求，又不影响食品原有的风味。

如蔬菜在冷冻保藏或在脱水干制之前需要在沸水或蒸汽中进行短时间的热烫处理，以破坏其中的酶，然后用冷水或冷风迅速将果蔬冷却，停止热处理作用，以保持果蔬的脆嫩。

2、调节pH

多数酚酶最适宜的pH范围是6~7之间，在pH为3以下时已无明显活性，降低pH来防止果蔬褐变是果蔬加工常用的方法，常用的酸有柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸等。

柠檬酸对抑制酚酶氧化有双重作用，既可降低 pH，又可与酚酶辅基的铜离子络合而抑制其活性，通常与抗坏血酸或亚硫酸联用。苹果酸是苹果汁中的主要有机酸，它在苹果汁中对酚酶的抑制作用比柠檬酸强得多。

抗坏血酸是十分有效的酶抑制剂，无异味，对金属无腐蚀性，同时又有营养价值，它不仅能降低 pH，同时还具有还原作用，能将醍还原成酚从而阻止配的聚合。

3、用二氧化硫及亚硫酸盐处理

二氧化硫、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠（低亚硫酸钠）都是广泛使用的酚酶抑制剂。在蘑菇、马铃薯、桃、苹果加工中常用二氧化硫及亚硫酸盐溶液作为护色剂。

4、驱氧法

将切开的水果蔬菜浸泡在水中，隔绝氧以防止酶促褐变，更有效的方法是在水中加入抗坏血酸，使抗坏血酸在自动氧化过程中消耗果蔬切开组织表面的氧，使表面生成一层氧化态抗坏血酸隔离层；

对组织中含氧较多的水果如苹果、梨，组织中的氧也会引起缓慢褐变，需要用真空渗入法把糖水或盐水强行渗入组织内部，驱出细胞间隙中的氧。一般在一定的真空下保持一段时间后突然破坏真空即可达到目的。

5、加酚酶底物的类似物

加入酚酶底物的类似物，如肉桂酸，阿魏酸，对位香豆酸等能有效抑制苹果汁的酶促褐变，而且这3种有机酸是果蔬中天然存在的芳香有机酸。

防止酶促褐变的机理与措施

1、热处理：热烫、巴氏杀菌和微波加热90-95℃，维持几秒钟。

2、酸处理：多数酚酶的最适pH 为6-7，pH< 基本失活，所以降低pH 就可以抑制酶促褐变，常用VC、柠檬酸、苹果酸来降低pH。一般柠檬酸与亚硫酸钠混用，柠檬酸+ 。

3、二氧化硫及亚硫酸钠：在pH=6 时，效果最好，10ppm 的二氧化硫足以使酚酶失活，但考虑到挥发，反应损失等，一般增加为300ppm，残留低于20mg/kg。添加此类试剂会造成食品褪色和维生素B1被破坏。

4、驱氧法：使用抗坏血酸，浸涂在果蔬表面，其可螯合Cu，还原醌，它比醌更容易氧化。

5、底物改性：使酚形成甲基取代物。

果蔬汁加工技术的应用进展

摘要：果蔬经过制汁后比原果更容易贮藏，含有丰富的营养成分，且在减少果蔬原料的损失的同时提高其附加值。本文综述了果蔬汁加工过程中破碎榨汁技术、过滤澄清技术、均质技术、浓缩技术和杀菌技术的应用进展。

关键词：果蔬汁加工技术应用进展

近年来，随着人们生活水平的逐步提高，对日常饮品的“营养、安全、健康”更为关注和重视。果蔬汁在口感及营养方面都接近新鲜果蔬，并且和具有一定的保健价值，受到各年龄阶段人们的喜爱。不同果蔬汁的加工方法不同，但某些关键技术是相似的。本文主要介绍果蔬汁加工技术中破碎榨汁技术、膜分离技术、超高压技术、高压脉冲技术和酶技术的应用进展。

1. 破碎榨汁技术

根据果蔬不同的形状、特性及加工需要，选用合适的破碎设备，并结合相适宜的破碎工艺进行破碎。常用的破碎工艺可分为热破碎和冷破碎。通常情况下，为了生产得到组织形态好、具有一定粘稠度的果蔬汁，可以运用热破碎，通过抑制和破坏某些酶的活力，如果胶分解酶、脂肪氧化酶等，从而达到破碎效果。[1]果蔬汁榨汁过程中，果蔬中所含有的果胶、淀粉、纤维素等物质会影响果蔬的出汁率，导致果蔬出汁率降低。采用酶技术处理果蔬原料，即可提高产品出汁率，该技术不仅可提高产品的澄清度，且能防止果汁产生沉淀。[2]

2. 膜分离技术

传统的澄清方法是对果蔬汁进行酶处理，如果胶酶等，再用明胶、单宁、膨润土、硅溶胶等澄清剂对其进行絮沉降处理，静置、取清液，最后用离心或过滤的方法进一步处理。[3]在传统加工工艺过程中，果蔬汁成品的营养物质和风味物质损失多、成本高、耗能大。膜分离技术在果蔬汁制品的生产加工过程中发挥重要作用，能够有效地克服这些缺陷。膜分离技术主要具备使果蔬汁脱苦、脱酸、澄清和浓缩的功能，并提高果蔬汁的稳定性。

果蔬汁的脱苦

柑橘类果汁由于含有柚皮苷、柠檬碱等苦味物质，对产品的风味和商业价值造成负面影响。1E. Hernandez等人[4]利用超滤和二已烯基聚苯乙烯树脂吸附的联合过程对葡萄抽汁进行脱苦的实验，表明柚皮苷和柠檬碱可被完全除去，果汁风味得到显著提高。

果蔬汁的脱酸

根据刘茉娥等人[5]介绍利用电渗析膜，表明电渗析膜可以脱除果汁中的有机酸，能够使果汁酸度降低，从而提高果汁的品质。

果蔬汁的澄清

果蔬汁中因含有一些胶体物质、单宁、蛋白质等物质，它们在加热和贮存过程中往往使果蔬汁变得混浊，有的甚至产生沉淀，缩短了产品的货架期。应用超滤法澄清番茄汁、苹果汁、菠萝汁、梨汁、柑橘汁等，可获得较好的经济效益和较高的产品质量。

果蔬汁的稳定性

超滤可提高果蔬汁的稳定性，如苹果汁在超滤前宾透光率为，经超滤后，透光率为，在户观上已达到清澈透明，并在常温下贮存四个月，其透光率几乎为一定值，稳定性良好。[6]

3.超高压技术

杀菌是果蔬汁制品生产中的关键技术之一。传统的热力杀菌虽然可以杀灭鲜榨果蔬汁中的微生物，但果蔬汁中的营养成分仍会受到破坏，产生热臭、风味劣变，造成果蔬汁制品产品质量变差。[7]食品超高压技术(ultrahigh pressure processingUHP)，又称为高静压技术(high hydrostatic pressure processing，HHP)，是指将密封于弹性容器内的食品置于水或其他液体作为传压介质的压力系统中，经100MPa以上压力处理，在常温甚至更低的温度下达到杀菌、灭酶和改善食品功能特性等作用口。由于超高压技术只作用于非共价键，能够保证共价键完好无损，因而可以降低鲜榨果蔬汁中的微生物数量，并保持产品的营养、风味和安全品质，具有重要的意义。[8]与加热杀菌相比，超高压技术有着无法比拟的优越性，特别是超高压杀菌可以保持食品原有的色、香、味和营养成分。

超高压对果蔬汁色泽的影响

经研究发现，与传统的热杀菌相比，超高压技术处理果蔬汁能够较好的保持其色泽，对部分果蔬，如番茄等甚至有改善色泽的作用。其原因在于超高压对果蔬内源酶的钝化作用及高压的均质作用使果蔬组织细胞内的呈色物质溶出。

超高压对果蔬汁芳香成分的影响

超高压对果蔬汁的香气有不同方面的影响，不仅能够处理过程中会使香气反应前体物的浓度增加还能使香气物质降解降低或激活某些有关香气的酶的活性。因此超高压加工的果蔬汁的风味会呈现出不同的变化。

超高压对果蔬汁营养物质的影响

超高压对食品中营养成分的影响与各种营养成分的性质有关，由于超高压处理不能破坏共价键，因此认为超高压处理对于食品中小分子化合物一类的营养物质不会有直接的破坏作用，但可能会加速一些食品体系中的生化反应，使部分营养物质间接受到破坏。

超高压对果蔬汁中酶活性的影响

内源酶易引起果蔬最初的品质变化，，压力在酶的活性中心通过打破稳定分子内和酶蛋白的相互作用间的微妙平衡，导致酶构象的变化而导酶失活。大量研究表明，超高压技术可钝化果蔬汁中的大部分酶。[9]

4. 高压脉冲技术

高压脉冲电场技术(pulsed electric field，PEF)作为非热加工工艺之一，因其作用时间短、均匀、效率高，且能够最大程度地保持食品新鲜度的优点而成为食品非热处理方式应用的热点之一。此外，在杀菌钝酶、活性物质提取、保持食品原汁原味等方面显示了很大的优势。

PEF技术在果蔬汁活性物质提取时的应用

由于细胞膜的渗透性功能，PEF技术作用于细胞时能够提高物质传质系数，将低能量PEF应用于不同的植物组织，PEF技术不仅提高果蔬汁提取率，且使果蔬汁中活性成分如酚类物质、VC的保留率更高。 PEF技术在果蔬汁钝酶方面的应用

经研究表明，PEF技术对果蔬汁酶活性的钝化有很好的作用效果，PEF技术不仅在钝化酶活性及延缓氧化、褐变等不良变化中发挥积极作用，同时对果蔬汁品质影响也较小。

PEF技术对果蔬汁品质的影响

研究PEF能温和且高效地处理物料，最大程度上保留原料的营养成分。经过PEF处理的果蔬汁，一般最好保存于低温下，如果酸度适宜，也可存于常温。[11]经PEF技术处理后的果蔬汁与热处理及酶处理等传统技术相比，果蔬汁品质更接近于原汁，符合人们对食品原汁、原味、天然营养的需求。

综上所述，随着科学技术的发展，虽然果蔬汁制品加工技术已达到一定的水平，但仍存在着一些问题。目前已有应用生物技术改善饮料加工原料、生产饮料添加剂和功能因子以及去除饮料不良性状的研究，但生物技术要真正实现大规模地运用于果蔬汁饮料加工还有待进一步研究与完善。总之，果蔬汁饮料的各种加工技术需要相互贯通、相互融合、取长补短、集成发展，这是果蔬汁饮料加工技术的一个必然发展趋势。

参考文献：

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[6]吴继红. 超滤膜分离技术在澄清果蔬汁加工中的应用[J]. 塔里木农垦大学学报，1996，01：37-41.

电机控制及其发展趋势论文

步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。我为大家整理的电机控制技术论文，希望你们喜欢。电机控制技术论文篇一步进电机控制系统摘要：步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。关键词：步进电机;执行元件;计算机;发展 1步进电机原理及特征步进电机的目前发展情况步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域使用步进电机进行控制变得非常简单。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。步进电机的特点 1.步进电动机工作时每相绕组不是恒定地通电，而是按一定的规律轮流通电。 2.每输入一个脉冲电信号转子转过的角度称为步距角。 3.步进电机可以按特定指令进行角度控制，也可以进行速度控制。角度控制时，每输入一个脉冲，定子绕组就换接一次，输出轴就转过一个角度，其步数与脉冲数一致，输出轴转动的角位移量与输入脉冲成正比。速度控制时，步进电机绕组中送入的是连续脉冲，各相绕组不断地轮流通电，步进电机连续动转，它的转速与脉冲频率成正比。改变通电顺序，即改变定子磁场旋转方向，就可以控制电机正转或是反转。步进电机的一些典型运用场合 ①步进电机主要用于一些有定位要求的场合。例如：线切割的工作台拖动，植毛机工作台(毛孔定位)，包装机(定长度)。基本上涉及到定位的场合都用得到。 ②广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合。 ③步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用，这类步进电机的特点是保持转矩不高，频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。目前用于电脑绣花机的步进电机多数为三相混合式步进电机，并采用细分驱动技术可以大大改善步进电机的运行品质，减少转矩波动，抑制振荡，降低噪音，提高步矩分辨率。步进电机的运转原理及结构步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。旋转如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，(转子不受任何力，以下均同)。如B相通电，A，C相不通电时，齿2应与B对齐，此时转子向右移过1/3て，此时齿3与C偏移为1/3て，齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。如C相通电，A，B相不通电，齿3应与C对齐，此时转子又向右移过1/3て，此时齿4与A偏移为1/3て对齐。如A相通电，B，C相不通电，齿4与A对齐，转子又向右移过1/3て。这样经过A、B、C、A分别通电状态，齿4(即齿1前一齿)移到A相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按A，B，C，A……通电，电机就每步(每脉冲)1/3て，向右旋转。如按A，C，B，A……通电，电机就反转。由此可见：电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。 2电路设计分析 8253及8255驱动步进电机电路 ①按图连接线路，利用8255 输出脉冲序列，开关K0～K6 控制步进电机转速，K7控制步进电机转向。8255 CS 接288H～28FH。PA0～PA3 接BA～BD;PC0～PC7 接K0～K7。 ②编程：当K0～K6 中某一开关为“1”(向上拨)时步进电机启动，并且电机转动速度大小不同。K7 向上打电机正转，向下打电机反转。实验重要参数计算由实际测试得，stepcount步数设定为约59步时。步进电机转动一圈。由实验要求：先顺时针，每分钟6圈，转十分钟。约得stepcount=59*6*10=3540。停止三秒：8086机器周期为1/*15*exp6即15M个机器周期的指令。后逆时针，每分钟30圈，转十分钟。约得stepcount=59*30*10=17700。实际问题及解决方法 ①硬件连接及软件程序不够熟练，经多方面查资料，翻阅书籍，确定设计方案及硬件软件的具体设计内容。 ②键盘及LED显示的控制不够理想，经程序的细心解读，最终达到了设计的目的。按10号键显示0。。。0030，按12号键显示1。。。0006，按14号键启动运行，按15号键停止运行。 ③转速控制，开始不够精确。经反复测试，最终确定为59步每圈。并计算出6R/MIN，30R/MIN的设定步数。 3总结体会首先，利用星研集成环境软件编辑并运行程序，在STAR ES598PCI实验仪上调试实验结果，分析实验程序及硬件电路;然后，在利用原有源程序进行实验时，电机的转速控制不是很明显，这就要求修改控制步速Takesetpcount的数值，及8253的分频数，以使电机转速达到6r/min和30r/min。其次，调节8259控制键盘及显示，最终达到实时显示转速及转动方向，并用键盘控制其启动与停止。由于步进电动机的运转是由电脉冲信号控制的，步进电动机的角位移量或线位移量与脉冲数成正比，每给一个脉冲，步进电机就转动一个角度(步距角)或前进/倒退一步，所以希望清晰的看到电机的此特性。我们通过设定步速及转速，此时可以观测到电机的步进及转动一圈的步数。参考文献【1】王忠民，等。微型计算机原理(第二版)。西安：西安电子科技大学出版社，2007 【2】江晓安，董秀峰。模拟电子技术(第三版)。西安：西安电子科技大学出版社，2009 【3】李全利。单片机原理及接口技术。北京：高等教育出版社，2010 步进电机控制系统韩浩 (西安文理学院物理与机械电子工程系陕西西安 710000) 摘要：步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。关键词：步进电机;执行元件;计算机;发展 1步进电机原理及特征步进电机的目前发展情况步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域使用步进电机进行控制变得非常简单。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。步进电机的特点 1.步进电动机工作时每相绕组不是恒定地通电，而是按一定的规律轮流通电。 2.每输入一个脉冲电信号转子转过的角度称为步距角。 3.步进电机可以按特定指令进行角度控制，也可以进行速度控制。角度控制时，每输入一个脉冲，定子绕组就换接一次，输出轴就转过一个角度，其步数与脉冲数一致，输出轴转动的角位移量与输入脉冲成正比。速度控制时，步进电机绕组中送入的是连续脉冲，各相绕组不断地轮流通电，步进电机连续动转，它的转速与脉冲频率成正比。改变通电顺序，即改变定子磁场旋转方向，就可以控制电机正转或是反转。步进电机的一些典型运用场合 ①步进电机主要用于一些有定位要求的场合。例如：线切割的工作台拖动，植毛机工作台(毛孔定位)，包装机(定长度)。基本上涉及到定位的场合都用得到。 ②广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合。 ③步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用，这类步进电机的特点是保持转矩不高，频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。目前用于电脑绣花机的步进电机多数为三相混合式步进电机，并采用细分驱动技术可以大大改善步进电机的运行品质，减少转矩波动，抑制振荡，降低噪音，提高步矩分辨率。步进电机的运转原理及结构步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。旋转如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，(转子不受任何力，以下均同)。如B相通电，A，C相不通电时，齿2应与B对齐，此时转子向右移过1/3て，此时齿3与C偏移为1/3て，齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。如C相通电，A，B相不通电，齿3应与C对齐，此时转子又向右移过1/3て，此时齿4与A偏移为1/3て对齐。如A相通电，B，C相不通电，齿4与A对齐，转子又向右移过1/3て。这样经过A、B、C、A分别通电状态，齿4(即齿1前一齿)移到A相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按A，B，C，A……通电，电机就每步(每脉冲)1/3て，向右旋转。如按A，C，B，A……通电，电机就反转。由此可见：电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。 2电路设计分析 8253及8255驱动步进电机电路 ①按图连接线路，利用8255 输出脉冲序列，开关K0～K6 控制步进电机转速，K7控制步进电机转向。8255 CS 接288H～28FH。PA0～PA3 接BA～BD;PC0～PC7 接K0～K7。 ②编程：当K0～K6 中某一开关为“1”(向上拨)时步进电机启动，并且电机转动速度大小不同。K7 向上打电机正转，向下打电机反转。实验重要参数计算由实际测试得，stepcount步数设定为约59步时。步进电机转动一圈。由实验要求：先顺时针，每分钟6圈，转十分钟。约得stepcount=59*6*10=3540。停止三秒：8086机器周期为1/*15*exp6即15M个机器周期的指令。后逆时针，每分钟30圈，转十分钟。约得stepcount=59*30*10=17700。实际问题及解决方法 ①硬件连接及软件程序不够熟练，经多方面查资料，翻阅书籍，确定设计方案及硬件软件的具体设计内容。 ②键盘及LED显示的控制不够理想，经程序的细心解读，最终达到了设计的目的。按10号键显示0。。。0030，按12号键显示1。。。0006，按14号键启动运行，按15号键停止运行。 ③转速控制，开始不够精确。经反复测试，最终确定为59步每圈。并计算出6R/MIN，30R/MIN的设定步数。 3总结体会首先，利用星研集成环境软件编辑并运行程序，在STAR ES598PCI实验仪上调试实验结果，分析实验程序及硬件电路;然后，在利用原有源程序进行实验时，电机的转速控制不是很明显，这就要求修改控制步速Takesetpcount的数值，及8253的分频数，以使电机转速达到6r/min和30r/min。其次，调节8259控制键盘及显示，最终达到实时显示转速及转动方向，并用键盘控制其启动与停止。由于步进电动机的运转是由电脉冲信号控制的，步进电动机的角位移量或线位移量与脉冲数成正比，每给一个脉冲，步进电机就转动一个角度(步距角)或前进/倒退一步，所以希望清晰的看到电机的此特性。我们通过设定步速及转速，此时可以观测到电机的步进及转动一圈的步数。参考文献【1】王忠民，等。微型计算机原理(第二版)。西安：西安电子科技大学出版社，2007 【2】江晓安，董秀峰。模拟电子技术(第三版)。西安：西安电子科技大学出版社，2009 【3】李全利。单片机原理及接口技术。北京：高等教育出版社，2010 电机控制技术论文篇二步进电机的加减速控制 [摘要]本文详细分析了步进电机及其工作原理，并基于MCS-51系列单片机设计步进电机的数字控制系统。在设计中加入了步进电机的细分技术和恒频脉宽调制技术。结合脉冲分配器的使用，开发了简单的细分驱动控制电路。 [关键词]步进电机;单片机;细分控制中图分类号：F140 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2015)40-0038-01 一、引言随着科学技术的发展和微电子控制技术的应用，步进电机作为一种可以精确控制的电机，广泛应用在高精密加工机床，微型机器人控制，航天卫星等高科技领域。二、步进电机的原理步进电机是一种控制用的特种电机，它无法像传统电机那样直接通过输入交流或直流电流使其运行，而是需要输入脉冲电流来控制电机的转动，所以步进电机又称为脉冲电机。其功能是将脉冲电信号变换为相应的角位移或直线位移，即给一个脉冲电信号，电机就转动一个角度或前进一步。按励磁方式可以分为反应式、永磁式和混合式三种类型，本设计中选用的是反应式步进电机，其结构如图1所示。这是一台四相反应式步进电机的典型结构。共有4套定子控制绕组，绕在径向相对的两个磁极上的一套绕组为一相，也就是说定子上两个相对的大齿就是一个相，电机按照A―B―C―D―A……的顺序不断接通和断开控制绕组，转子就会一步一步的连续转动。其转速取决与各控制绕组通电和断电的频率，即输入的脉冲频率。旋转的方向则取决与各控制绕组轮流通电的顺序。三、步进电机的驱动控制步进电机不能直接接到直流或交流电源上工作，必须使用专门的步进电机驱动控制器。步进电机和步进电机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电机驱动系统的性能，不仅取决于步进电机自身的性能，也取决于步进电机驱动器的优劣。步进电机的驱动方式有很多种，包括单电压驱动、双电压驱动、斩波驱动、细分驱动、集成电路驱动和双极性驱动。本设计选用的是恒频脉宽调制细分驱动控制方式，这是在斩波恒流驱动的基础上的进一步改进，既可以使细分后的步距角均匀一致，又可以避免复杂的计算。四、恒频脉宽调制细分电路的设计 1、脉冲分配的实现在步进电机的单片机控制中，控制信号由单片机产生。它的通电换相顺序严格按照步进电机的工作方式进行。通常我们把通电换相这一过程称为脉冲分配。本设计中选用8713脉冲分配器芯片来进行通电换相控制。 2、系统控制电路设计步进电机控制系统主电路设计如图2所示。从上图可以看出，8713脉冲分配器的5、6、7引脚均接高电平，所以这是一个控制四相步进电机按四相八拍运行的控制电路。8751单片机的和端口分别与8713脉冲分配器的3引脚和4引脚相连。由8751单片机的端提供步进脉冲，端则控制步进电机的转向，输出高电平，步进电机正传;输出低电平，步进电机反转。单片机依然是控制的主体，它通过定时器T0输出20kHz的方波，送D触发器，作为恒频信号。同时，由8713脉冲分配器的脉冲输出端输出的方波脉冲信号作为控制信号，它的方波电压的每一次变化，都使转子转动一步。当8713脉冲分配器的脉冲输出端输出的方波脉冲信号Ua不变时，恒频信号CLK的上升沿使D触发器输出Ub高电平，使开关管T1、T2导通，绕组中的电流上升，采样电阻上R2上压降增加。当这个压降大于Ua时，比较器输出低电平，使D触发器输出Ub低电平，T1、T2截止，绕组的电流下降。这使得R2上的压降小于Ua，比较器输出高电平，使D触发器输出高电平，T1、T2导通，绕组中的电流重新上升。这样的过程反复进行，使绕组电流的波顶呈锯齿形。因为CLK的频率较高，锯齿形波纹会很小。当Ua上升突变时，采样电阻上的压降小于Ua，电流有较长的上升时间，电流幅值大幅增长，上升了一个阶段，但由于这里输出的是方波信号而不是阶梯信号，所以只有一个上升阶段，也就是说这个“阶梯信号”只包含了一个阶，并没有把每一步细分成许多步，而是令输出脉冲信号上升和下降的坡度变大，使原本的方波输出变的圆滑，实现了控制信号类似梯形的平滑处理，如图3所示。同样，当Ua下降突变时，采样电阻上的压降有较长时间大于Ua，比较器输出低电平，CLK的上升沿即使会让D触发器输出1也马上清零。电源始终被切断，使电流幅值大幅下降，降到新的阶段为止。以上过程重复进行。Ua每一次变化，就会使转子转过一个细分步。在这个电路中有一个最突出的特点，那就是用8713脉冲分配器所输出的脉冲信号取代了典型恒频脉宽细分电路中D/A转换器所提供的阶梯控制信号。这样的设计极大的简化了电路，并且降低了脉冲分配的控制难度。虽然用方波信号取代了阶梯波信号，使得单一相运行时的细分程度有所降低，但是由于步进电机的四相绕组是同进进行工作的，所以也可以达到了步进电机细分驱动控制的目的。六、结束语当前，步进电机的应用正不断深入到日常生活和工业制造的各个方面，并且国内外对步进电机及其控制技术的研究也在不断的进步。这些知识的掌握在今后的工作和生活之中将会起到非常积极的影响。参考文献 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机电一体化技术的应用与发展前景摘要：机电一体化是一种复合技术，是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物，是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域，并指出其发展趋势。关键词：机械工业；机电一体化；数控；模块化现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。一、机电一体化的核心技术机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手。（一）机械本体技术机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。（二）传感技术传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。（三）信息处理技术机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。（四）驱动技术电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。（五）接口技术为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。（六）软件技术软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。二、机电一体化技术的主要应用领域（一）数控机床数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在： 1、总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。 2、开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。 3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。（二）计算机集成制造系统（CIMS） CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。（三）柔性制造系统（FMS）柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

机电一体化电机控制发展思考

经过近50年的发展，机电一体化取得的长足的进步，但是在应用的范围上还是主要应用在自动生产线和数控机床方面。下面是我为您搜集整理的机电一体化电机控制发展思考论文，希望能对您有所帮助。

摘要：我国的机电制造行业开始于20世纪60年代，到了80年代就进入了快速发展的阶段，经过几十年的发展，我国的机电制造行业已经进入了一个比较昌盛的时代，由原来的简单工业逐渐过渡到了一个新的时期，其最大的特点是一些机械部件可以通过自动控制来处理生产过程中的问题，降低了人工成本，提高了生产效率，使得机电制造行业实现了机电一体化。本文就从机电制造的发展历史入手，对机电一体化及机电一体化过程中存在不足进行分析，并对未来的发展前景进行阐述。

关键词：机电一体化;电机;控制

1 概述

机电一体化简述

机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体的技术。随着现在计算机技术的快速发展和应用领域的普及，机电一体化技术已经由原来的单一技术逐步发展到自动控制技术、信息技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等相互交叉，形成了一个完整的体系。与原有的体系有所区别。尤其是计算机的使用更是使这一领域的发展得到了强有力的支撑。随着科技的不断的进步，社会经济的不断扩大，机电一体化已经深入到了各个行业之中，创造出了大量的社会财富。机电一体化的最基本的特征就是将计算机技术、电子信息技术、数字技术等技术有机的相结合在一起，通过这些技术的运用将生产的工作有效的分配到各个需要的工作岗位上，通过机电一体化的使用，提高了原来的工作效率，并且在生产过程中更是降低了能耗，提高了安全性，生产出的产品质量也有进一步的提升。

机电一体化的发展历史

机电一体化的发展历史可以追溯到20世纪的60年代，发展过程可以概括为以下几个阶段。

1)原始阶段：电子技术的应用到机械装置中的生产中来，从电子技术的最初的发展就是建立在机械设备的技术改造上的，随着电子技术的不断发展，促进了两者的结合。

2)初级发展阶段;计算机的使用，使得机械的电子化控制进一步的得到了加强。计算机在电子控制方面的介入，为机电一体化控制提供了强有力的技术支持。

3)蓬勃发展阶段：由于科学技术的不断进步，各个科学领域都影响到了机电一体化的发展，例如，光纤技术、数码技术、智能技术等等应用，使机电一体化得到了充分的发展。以后也将有更多的新技术会应用到其中来。

机电一体化的应用领域

经过近50年的发展，机电一体化取得的长足的进步，但是在应用的范围上还是主要应用在自动生产线和数控机床方面。机床从最早的手动车床发展到现在数控机床，无论在功能上、操作上、效率上都比原来的机床有了显著的提高，数控机床可以根据加工的产品的参数来进行精确的操作，数控机床的另一特点是通过电脑来进行控制的，在对相同的产品进行重复的加工的时候，工作人员只需要根据事先设计好的参数进行选择，剩下的就可以在由数控机床自己来进行加工了，一个人工作人员可以同时操作多台数控机床来进行生产。

2 机电一体化中电机控制技术现况

我国的工业经历了一个从无到有的发展过程，发展到现阶段，比起最初的起步阶段已经有了很大的改变，但是某些的技术上与发达国家还存在一定的差距，其中最明显的就是电机的控制技术。电机控制技术是机电一体化过程中不可或缺的一个重要组成部分，在我国的工业发展中扮演了重要的`角色，也是国家大力发展的一个目标，电机的运行在整个的工业设备生产中属于重中之重。电机的运用到生产中来，可以有效的降低工作成本，提高工作效率。

由于电机设备是机电一体化生产中的关键部件，机电设备的出现问题的地方，多数是在电机控制保护装置中，所以电机必须要有坚硬的电机保护外壳，同时还要有良好的绝缘性。随着机械的自动化的程度越来越高，很多需要工作人员操作的地方都由机械设备所取代，随着自动化程度的越来越高，生产的效率越来越高，但是时间长了，机械的工作和电机设备的长时间运转，都会造成磨损，由于长期处于高温、高压、电压不稳定、酸腐等恶劣环境下，很容易出现各种各样的问题，造成机电设备的老化，降低了机器的使用寿命。为了能够及时有效的了解机电设备的运行情况，这就需要我们的技术人员长时间的测试和试验，以便对机电设备做出合理的维护和检修。

3 未来机电一体化电机控制发展和展望

从以上的情况中，我们不难看出阻碍机电一体化发展的问题所在。只有在机电设备这个重要环节上下工夫，才能解决问题，但这并不是一朝一夕可以解决的，需要大量的相关专业技术人员通过各种实验和测试加以解决，其中在涉及到控制部分的专业就有单片机、整流模块、输入、输出、数据转化、报警电路等多个相关的工程学科，就拿其中的单片机来讲，单片机的应用领域非常广阔，从我们生活中的遥控器中到天上的无人侦察的控制，都有单片机的身影，单片机为了满足机电一体化控制的需求，就需要专业的人员来对单片机进行数据编程，然后再将所编写的程序固定到单片机的芯片中去。其中的一个环节就需要涉及到很多的科学知识，将其中的各个技术环节都拆开来进行研究可见是一项相当浩大的工程。它需要经过多个领域的技术人员通力合作才能完成的。

在未来的机电一体化的发展过程中，必将涉及到更多的科学领域，这些科学领域的新技术，都为机电一体化控制提供重要的技术支撑，这些技术的使用，可以降低能源的消耗、资源的浪费、降低人们的成本、产品的成本并提高产品的质量，为社会创造大量的财富，还可以极大的提高人们的生活质量，增强国家的实力，为我国的发展尽一份力。

4 结束语

将机械设备与电子设备有机的组合到一起，就是机电一体化控制。两者相互促进相辅相成，随着越来越多的新技术的使用，机电一体化控制的发展前途光明，随着社会的不断进步，对生活的要求人们也在不断的提高，这就对各种生活资料提出了更多需求，为了满足这些需求，必然会有越来越多的领域采用机电一体化控制技术来进行生产。现代社会是一个信息爆炸的时代，计算机、互联网、数字化技术、虚拟技术等等新技术的不断更新换代，必将对机电一体化控制技术产生更加深远的影响，在技术的提升同时，也必将会为机电一体化的发展带来更美好的前景。

参考文献

[1]程显敏.机电一体化的发展趋势[J].黑龙江交通科技，2011(08).

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[3]马玉哲.机电一体化技术发展的现状与展望[J].黑龙江科技信息，2011(21).