工程哲学期末作业

2012-2013年第一学期《工程哲学》作业专业：班级：任课教师：姓名：学号：成绩：1. 论述电气科学，电气技术，与电气工程之间的关系。

电气科学就是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学. 涵盖电能的转换、利用和研究三方面，包括基础理论，应用技术，设施设备等。

电气技术是把各种各样电器设备,根据需要和可能通过导线连接(也有无线的)使设备按照要求进行工作的一种技术.传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。

从广义上讲，电气工程学科涵盖的主要内容是研究电磁现象的规律及应用有关的基础科学、技术科学及工程技术的综合。

电气科学、电气技术、电气工程三者在某种情况下可以说是包含与被包含的关系。

电气科学包含广泛，涵盖理论研究、设备建设、技术应用等等方面。

电气工程则是电气科学中一个一级学科，涵盖了电气科学的许多方面。

它下属的有5个二级学科，分别是电机与电气、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动和电工理论与新技术。

电气技术则是电气学科知识在实际应用的具体化，它也涵盖很多。

例如：电气自动化技术、电气控制技术、电气测试技术、智能建筑电气技术、电气防火安全检测技术等等。

如果只看电气技术中的电气自动化技术、电力系统实时控制等技术的话。

那么三者就可以看作电气科学包含电气工程，电气工程包含电气技术。

电气技术可以算是电气科学具体再具体的体现。

2. 介绍计算机在电气工程有哪些具体应用。

（不少于3个）1、在电网调度的应。

现代的电网自动化调度系统是以计算机为核心的控制系统，包括实时信息收集和显示系统，以及供实时计算、分析、控制用的软件系统。

信息收集和显示系统具有数据采集、屏幕显示、安全检测、运行工况计算分析和实时控制的功能。

在发电厂和变电站的收集信息部分称为远动端，位于调度中心的部分称为调度端。

软件系统由静态状态估计、自动发电控制、最优潮流、自动电压与无功控制、负荷预测、最优机组开停计划、安全监视与安全分析、紧急控制和电路恢复等程序组成。

2、计算机辅助电力系统设计。

电力系统设计中，变电站设计与线路设计是难点，这是由于变电站与输电线路的设计都受实际建设环境的影响很大，输电线路的走廊可能经过各种复杂的地质环境，杆塔的设置需要充分考虑牢固性、称重、应力等安全因素，电力设计不但要克服现场的各种困难，还要满足各种规范的要求。

通过计算机辅助电力系统设计软件的协作进行设计，可以保证设计好的图纸中不仅包含有必要的图表等信息，还包含了工程所需的材料、建设信息等。

设计完成时，只需要保存图纸，便可以将工程所需的全部有关信息一并保存，在使用时可以通过提供的信息完成施工。

3、在火力发电厂的应用。

火力发电厂的自动化项目包括：①厂内机、炉、电运行设备的安全检测，包括数据采集、状态监视、屏幕显示、越限报警、故障检出等。

②计算机实时控制，实现由点火至并网的全部自动起动过程。

③有功负荷的经济分配和自动增减。

④母线电压控制和无功功率的自动增减。

⑤稳定监视和控制。

采用的控制方式有两种形式：一种是计算机输出通过外围设备去调整常规模拟式调节器的设定值而实现监督控制；另一种是用计算机输出外围设备直接控制生产过程而实现直接数字控制。

3. 简述负反馈在自动化系统中的作用。

负反馈是相对正反馈而言的,都是控制论的基本概念，作用是使系统受到外界的和内部的干扰时，系统能控制住干扰。

或是消除干扰，或是把干扰控制在系统能够承受的范围内。

自动化系统一般都由以下几部分组成。

（1）给定环节：用于产生给定信号或控制输入信号。

（2）反馈调节：对系统输出（被控制量）进行测量，将它转换成反馈信号。

（3）比较环节：用来比较输入信号和反馈信号之间的偏差，产生误差信号，它可以是一个差劲电路，也可以是一个物理元件（如电桥电路、差动放大器、自整角机等）。

（4）控制器（调节器）：根据误差信号，按一定规律产生相应的控制信号。

控制器是自动控制系统实现控制的核心部分。

（5）放大环节：用来放大偏差型号的幅值和功率，使之能够推动执行机构调解被控对象，如功率放大器、电液伺服阀等。

（6）执行环节：用于直接对被控制对象进行操作，调节被控量，如阀门，伺服电动机等。

（7）被控对象：一般是指产生过程中需要进行控制的工作机械、装置或生产过程。

描述被控对象工作状态的、需要进行控制的物理量就是被控量。

（8）扰动：指除输入信号外能使被控量偏离输入信号所要求的值或规律的控制系统内、外的物理量。

所有稳定的系统都有负反馈机制，负反馈的研究是控制论的核心问题。

因为干扰无处不在，所以负反馈在自动化系统有重要作用，没有负反馈机制的系统不能抵御干扰，就无法使系统稳定。

如：导弹可能在飞行过程中遇到干扰而无法击中既定目标。

4.分析新能源（风能与太阳能）发电的经济效益与社会效益。

太阳能是一个巨大的能源，照射到地球上的太阳能要比人类消耗的能量大6000倍。

而且太阳能发电安全可靠，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定的冲击。

太阳能发电设备没有运动部件，维护简单，不易损坏，特别适合无人值守情况下使用。

易安装，易运输，建设周期短。

太阳能随处可得，可就近供电，不必长距离输送，节省了输电线路等。

不用燃料，运行成本很低等等优点。

我国属于太阳能资源丰富的国家之一，辐射总量在 3.3 ×106 ~ 8.4×106KJ/m•年。

据统计，我国太阳能年日照时数在2200h以上的地区约占国土面积的2/3以上，具有良好的开发条件和应用价值。

其中西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均为全国最高，属世界太阳能资源丰富的地区之一，四川盆地、两湖盆地、秦巴山地是太阳能资源低值区；我国东部、南部、及东北为资源中等区。

由于目前价格仍较贵，为常规发电的2～10倍。

初始投资较高，影响了其大量推广应用。

虽然我国也在太阳能发电项目上也有一些投资。

但是地面应用时有间歇性，发电量与气候条件有关，在晚上或阴雨天就不能发电或很少发电，与负荷用电需要常常不相符合，所以通常要配备储能装置。

能量密度较低，在标准测试条件下，地面上接收到的太阳辐射强度为1KW/m2，大规模使用时，需要占用较大面积。

因此这影响了太阳能发电在我国发电量的比例，所以太阳能发电的经济效益与社会效益都不太高。

国家一直对风力发电场是扶植态度，风电并网的技术难题也得以攻克，但是由于现行的制度不能解决风电场，火电厂，电网之间的利益矛盾，导致风电并网一直存在难题。

电能作为二次能源，是不能储存的，用多少电，就必须发多少电，多了浪费，少了就有停电，有风发电，没风不发电，强风高功率发电，弱风低功率发电，功率大小只取决于风不能跟随用户的负荷进行调整。

所以同太阳能发电一样经济效益与社会效益都不太高。

但随着未来能源的枯竭以及制度的改革以及设备制造业的优胜劣汰，风电还是会有不错的发展的，不过这种发展还要走很长的一段路，不过在这个能源世纪的时代，太阳能、风能等新能源会走的更远。

5.介绍一位工程师。

集成电路之父罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce ）罗伯特·诺伊斯（1927 年12月12日—1990年6月3日）生于美国爱荷华州柏林顿。

被许多人视为“硅谷之父”或“硅谷市长”（the Mayor of Silicon Valley）。

“叛逆八人帮”之一。

集成电路的独立发明人之一（另一个是德克萨斯仪器公司（TI）工程师基尔比（J.kilby））。

1949年，获格林尼学院文学学士学位。

1953年，获麻省理工学院（MIT）博士。

学位1957年创办仙童半导体公司（已成为历史）、1968年创办英特尔公司。

1990年6月3日，诺伊斯因游泳时突然心脏病发作而去世，享年62岁。

作为集成电路的发明者，诺伊斯在科学史上已名垂青史，这个具有划时代意义的发明促成了历史的大转折。

他的父亲是公理教堂的牧师，祖父、外祖父也也都是牧师。

家庭背景塑造了他纯净、正直的灵魂。

但来到加州后，他就停止了去教堂，并且开始抽烟，时而还喝点酒（这是教规中最深重的罪恶之一）。

而且他还和结发之妻离婚，并与一位比他年轻得多的女人再婚。

不过，鉴于他的成就，上帝也会原谅他的。

诺伊斯从小就活泼伶俐，喜欢动手动脑。

12岁时，他与二哥自造了一架悬挂式滑翔机。

大学生活，多才多艺的诺伊斯如鱼得水，风头占尽。

臭名昭著的偷猪使诺伊斯脸面丢尽，却也了解了纽约的花花世界。

从此，他开始了自己的不平凡之路。

诺伊斯取得物理学博士学位。

在飞歌公司(Philco)干了3年以后，应邀晶体管发明人之一的肖克利加盟其公司工作。

两年后与其它7人一同集体辞职，从而被肖克莱称为“8个天才叛徒”，即“叛逆八人帮”。

在硅谷许多著作书刊中，“八叛逆”的照片与惠普的车库照片属于同一级别，具有同样的历史价值。

诺伊斯使8个人在新成立的仙童公司文化既悠闲又人性化，导致叛逆成了硅谷的基本特性和发展的重要途径。

1959年2月，工程师基尔比申请第一个集成电路发明专利。

但他的设计不实际。

诺伊斯提出：可以用蒸发沉积金属的方法代替热焊接导线，提出了“半导体器件——连线结构”的专利申请。

1969年法院判决，诺伊斯和基尔比是集成电路的两个独立发明人。

基尔比被誉为“第一块集成电路的发明家”，而诺伊斯被誉为“提出了适合于工业生产的集成电路理论”的人。

1968年8月，诺伊斯与戈登·摩尔和安迪·格罗夫在硅谷创办了如今声名显赫、成为半导体工业的巨无霸的Intel公司(Intel是Integrated Electronics 的词头缩写)。

诺伊斯曾两次与诺奖擦肩而过。

第一次是诺伊斯在肖克利半导体实验室时形成的“负阻二极管”概念。

肖克利对此毫无兴趣，诺伊斯不得不终止研究。

后来，日本科学家江崎玲于奈发明了该器件，并获得诺贝尔奖。

第二次是2000年，瑞典皇家科学院决定把当年的诺贝尔物理奖授予集成电路的发明人，但诺贝尔奖传统上不授予已亡故的科学家，从而使基尔比独享了此项殊荣。

6.总结电气工程师的社会形象与社会地位与贡献。

电气工程师是指取得《中华人民共和国注册电气工程师执业资格注册证书》，从事电气专业工程设计及相关业务的专业技术人员。

按级别分为工程师分为助理工程师（初级），工程师（中级），高级工程师，教授级高级工程师（研究员级高级工程师、正高级工程师）。

它与注册电气工程师存在不同之处，注册工程师要通过基础和专业考试，而工程师是职称，需要评定。

按类别可分为电气智能工程师，建筑弱电工程师，注册电气工程师，变频器技术工程师。

国家对从事电气专业工程设计活动的专业技术人员实行执业资格注册管理制度。

电气工程师通常具有以下能力：1、绘制，审核、把关和保管电气工程图纸；2、审核电气施工方案，检察施工过程中材料的规格、品牌、技术性能等与图纸是否一致，对一般性质量问题进行及时处理并上报领导；3、督促检查施工现场电气施工情况，现场安装调试电气设备，分析处理现场故障；4、制定电气设备及计量仪器的各项规章制度及操作sop ，维修计划及周期检查计划，并协调日常的维修、保养及计量检查等工作；5、建立、完善电力设备固定资产的统计及计量器具的档案、统计、编号等管理系统；6、在电气设备及备品备件的添置和工程项目中，严格按照公司制定的采购程序，把好质量关；7、协助各专业及部门的各类验证工作。