船舶电子电气专业概论

船舶电子电气专业概论

船舶电子电气专业培养适应船舶自动化要求，熟练掌握电气技术、电子技术（包括电力电子、通讯电子）、控制技术、计算机控制及其网络技术等先进知识，满足国际海事组织 STCW国际公约中规定的“电气、电子和控制工程”、“维护和修理”和“无线电通讯”三项高级海员职能要求，能够胜任现代船舶各项自动装置的维护和修理任务的船舶高级电子电气工程技术人才。

主要专业基础课和专业课程电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术、通讯电子线路、自动控制原理、计算机网络使用、微机原理及使用、电机学、交流调速、船舶电站、船舶电力拖动系统、船舶机舱自动控制系统、船舶综合驾驶台系统、船舶电子电气工艺、船舶电子电气专业英语等课程。

电路原理主要内容包括：电路概述；电路分析的基本方法及定理；正弦交流电路；谐振、互感及三相交流电路；双口网络；非正弦周期电路分析；网络矩阵方程；过渡过程的经典解法；拉普拉斯变换法、积分法和状态变量法；分布参数电路；非线性电路等。

模拟电子技术是一门研究对仿真信号进行处理的模拟电路的学科。它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件，包括功率放大电路、运算放大电路、反馈放大电路、信号运算和处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等研究方向。

数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其使

用,.逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、集成芯片各脚功能.555定时器等. 随着计算机科学和技术突飞猛进地发展，用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。为了充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能，我们可以先将模拟信号按比例转换成数字信号，然后送到数字电路进行处理，最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。自20世纪70年代开始，这种用数字电路处理模拟信号的所谓“数字化”浪潮已经席卷了电子技术几乎所有的使用领域。从一般的模拟信号到数字信号，要经过采样、量化、编码，最终一个连续的模拟信号波形就变成了一串离散的、只有高低电平之分“0 1 0 1...”变化的数字信号。自然界来的，或者通过传感器转化的主要是模拟信号，那么为什么要多此一举把它们变为数字信号呢？原因有以下几点：

一、模拟信号有无穷多种可能的波形，同一个波形稍微变化就成了另一种波形，而数字信号只有两种波形（高电平和低电平），这就为信号的接收和处理提供了方便。

二、模拟信号由于它的多变性极容易受到干扰，其中包括来自信道的和电子器件的干扰，模拟器件难以保证高的精度（如放大器有饱和失真、截止失真、交越失真，集成电路难免有零点漂移）。而数字电路中有限的波形种类保证了它具有极强的抗干扰性，受扰动的波形只要不超过一定门限总能够通过一些整形电路（如斯密特门）恢复出来，从而保证了极高的准确性和可信性，而且基于门电路、集成芯片所组成的数字电路也简单可靠、维护

调度方便，很适合于信息的处理。

电力电子技术是一门新兴的使用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。电力电子学（Power Electronics）这一名称是在上世纪60年代出现的。1974年，美国的W.Newell用一个倒三角形对电力电子学进行了描述，认为它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。这一观点被全世界普遍接受。“电力电子学”和“电力电子技术”是分别从学术和工程技术2个不同的角度来称呼的。

自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。它的发展初期，是以反馈理论为基础的自动调节原理，主要用于工业控制，二战期间为了设计和制造飞机及船用自动驾驶仪，火炮定位系统，雷达跟踪系统以及其他基于反馈原理的军用设备，进一步促进并完善了自动控制理论的发展。到战后，以形成完整的自动控制理论体系，这就是以传递函数为基础的经典控制理论，它主要研究单输入-单输出，线形定常数系统的分析和设计问题。20世纪60年代初期，随着现代使用数学新成果的推出和电子计算机的使用，为适应宇航技术的发展，自动控制理论跨入了一个新阶段——现代控制理论。他主要研究具有高性能，高精度的多变量

变参数的最优控制问题，主要采用的方法是以状态为基础的状态空间法。目前，自动控制理论还在继续发展，正向以控制论，信息论，仿生学为基础的智能控制理论深入。

计算机网络技术是通信技术和计算机技术相结合的产物。计算机网络是按照网络协议，将地球上分散的、独立的计算机相互连接的集合。连接介质可以是电缆、双绞线、光纤、微波、载波或通信卫星。计算机网络具有共享硬件、软件和数据资源的功能，具有对共享数据资源集中处理及管理和维护的能力。

计算机网络可按网络拓扑结构、网络涉辖范围和互联距离、网络数据传输和网络系统的拥有者、不同的服务对象等不同标准进行种类划分。一般按网络范围划分为：（1）局域网（LAN）；（2）城域网（MAN）；（3）广域网（WAN）。局域网的地理范围一般在10千米以内，属于一个部门或一组群体组建的小范围网，例如一个学校、一个单位或一个系统等。广域网涉辖范围大，一般从几十千米至几万千米，例如一个城市，一个国家或洲际网络，此时用于通信的传输装置和介质一般由电信部门提供，能实现较大范围的资源共享。城域网介于LAN和WAN之间，其范围通常覆盖一个城市或地区，距离从几十千米到上百千米。按网络的交换方式分类：（1）电路交换（2）报文交换（3）分组交换。电路交换方式类似于传统的电话交换方式，用户在开始通信前，必须申请建立一条从发送端到接收端的物理信道，并且在双方通信期

间始终占用该通道。报文交换方式的数据单元是要发送的一个完整报文，其长度并无限制。报文交换采用存储--转发原理，这点有点像古代的邮政通信，邮件由途中的驿站逐个存储转发一样。报文中含有目的地址，每个中间节点要为途经的报文选择适当的路径，使其能最终到达目的端。分组交换方式也称包交换方式，1969年首次在ARPANET上使用，现在人们都公认ARPANET是分组交换网之父，并将分组交换网的出现作为计算机网络新时代的开始。采用分组交换方式通信前，发送端现将数据划分为一个个等长的单位（即分组）这些分组逐个由各中间节点采用存储--转发方式进行传输，最终达到目的端。由于分组长度有限制，可以在中间节点机的内存中进行存储处理，其转发速度大大提高。除以上几种分类外，还可以按所采用的拓扑结构将计算机网络分为星星网、总线网、环形网、树形网和网形网；按其所采用的传输介质分为双绞线网、同轴电缆网、光纤网、无线网；按信道的带宽分为窄带网和宽带网；按不同的途径分为科研网、教育网、商业网、企业网等。

计算机网络由一组结点和链络组成。网络中的结点有两类：转接结点和访问结点。通信处理机、集中器和终端控制器等属于转接结点，它们在网络中转接和交换传送信息。主计算机和终端等是访问结点，它们是信息传送的源结点和目标结点。