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計算機控制技術論文

時間:2022-04-02 07:19:59

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計算機控制技術論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

計算機控制技術論文

第1篇

論文關鍵詞:計算機控制技術 實踐教學 課程建設 教學研究

論文摘要:計算機控制技術課程是電氣信息類工科專業的主干專業課之一,對其課程教學實踐進行探索是十分必要。針對計算機控制技術課程的特點,從實驗教學、課程設計及其他實訓環節的內容進行了探討,采用靈活多樣方式進行實踐教學改革,培養學生獨立分析和解決問題的能力,為深化教學改革進行了有益的嘗試,獲得良好的教學效果。

隨著科學技術的不斷發展,在工農業生產的諸多領域中,人們廣泛地使用計算機作為控制器來實現自動控制系統。計算機控制技術是融合了計算機技術和自動控制理論后發展起來的理論性和實踐性很強的一門交叉學科,它是高等學校中自動化、電氣工程及其自動化等專業的一門重要的專業主干課程。學習本課程應從工程技術角度出發,要注重理論與應用結合、設計與實現結合,注重系統性和實用性,要求學生通過本課程的學習掌握如何利用計算機控制生產過程的基本原理,并基本掌握計算機控制系統的分析設計與實現方法及計算機在工業過程控制應用中的各種技術。本課程的特點是理論和實踐是密切聯系的,由于本課程的這種特點,使得學生在課堂學習階段很難領悟計算機控制技術的精髓,并將其應用于工農業的生產過程。計算機控制技術是一門實踐性極強的應用性學科,本課程實踐教學是幫助學生學好這門課程的一項重要手段。

1目前課程教學中普遍存在的問題

學生在完成計算機控制技術課程學習之后,一般應掌握本課程介紹的基本原理,完成簡單計算機控制系統的設計、安裝、編程和調試工作。但是,大部分學生在學完該課程后,仍無法完成計算機控制系統的設計、安裝、調試工作,主要存在以下幾個方面問題:

(1)計算機控制技術是一門多學科、多課程相關、實踐性強的課程。目前的計算機控制技術教材,在內容設置上或是偏重于理論分析或是以單片機和其他接口芯片為基礎,討論系統的構成和相應的應用軟件設計開發的一般步驟,按這類教材組織教學,學生難以在規定的課時內全面掌握該課程的主要內容,從而制約了學生應用課程知識解決實際問題的能力。

(2)學生缺乏面向工程實踐的機會,學生能學好課程的書本內容,通過課程理論考核沒有問題。但是一旦遇到實際問題,他們往往不能從問題本身出發,而從書本出發,導致難以綜合運用解決實際問題。

(3)理論教學、實驗教學等實踐環節不能有機結合。有的高校實驗條件差,實驗教學主要以驗證性、演示性實驗為主,缺乏綜合性操作訓練項目,實踐學時少等極大限制學生實踐能力的提高。課堂理論教學過程枯燥,學習效果差。

2實踐教學的探索

目前社會對高等學校工科專業畢業生的知識能力和素質結構,尤其是實踐動手能力、工程意識與創新思維的培養方面提出了新的要求,原有的實踐教學模式已不能培養符合現代經濟發展與市場經濟需求的生產技術應用型人才,很多高校傳統的實踐教學都是附屬于理論課而設置的實驗、實習和課程設計。近年來高校擴招后高等教育向大眾化發展,學生面臨著較大的就業壓力,直接反映在畢業生就業方面,要擺脫所面臨的困境,就必須培養社會所需要的實踐能力強、真正具有工程意識和一定創造性的應用型人才。

加強計算機控制技術課程實踐教學的探索很有必要。下面從實驗教學、課程設計和其他的實訓輔助教學環節出發,探討如何提高課程實踐環節的教學質量,調動學生學習的積極性,提高學生的實踐能力,培養了學生的創新精神。

2.1 實驗教學的探索

實驗是培養理論聯系實際、動手能力、嚴謹的科學態度和科學研究方法的重要手段,因此多數學校選擇了最基礎的且有較高實用價值的實驗項目。然而一些實驗內容又多是驗證性的,專業所需的實踐能力、工程意識與創新精神得不到系統的培養與訓練。我們目前的實驗系統是已經使用多年的西安唐都公司的TD-ACC計算機控制實驗系統,缺點是實驗項目有限。我們計劃在原來實驗設備的基礎上,設計一些新的實驗方案,花費較少的經費,提升實驗教學效果。根據我們的調研,可以利用Matlab軟件,設計仿真實驗方案,如數字PID控制器、最小拍計算機控制系統設計實驗,這些理論性很強的實驗用Matlab軟件來作為原實驗的補充,這些補充部分學生在實驗前通過個人電腦可以自己做些準備,增強學生的主動性,對于學生深入理解該實驗有很大幫助。

另一方面,我們利用Proteus軟件,設計了計算機控制系統輸入輸出通道實驗,使學生有更多的自主性,解決實驗設備接線固定呆板的缺陷,使得學生在選擇ADC和DAC這些典型器件時有了更多的余地,對端口譯碼電路的設計理解更加透徹。這樣設計實驗,可以減少驗證性實驗內容,增大設計性、研究性的實驗內容,學生根據提出的功能要求和性能指標,由學生自己完成系統的設計和實驗等工作。學生自主性得到充分的發揮,由學生以自由靈活的方式來完成實驗,以激發其積極性,增強了學習興趣,提高了實驗的效果。

2.2 課程設計教學之探索

計算機控制技術的課程設計是本課程教學中的一項重要內容,是完成教學計劃達到預期教學目標的重要環節,是教學計劃中綜合性較強的教學環節,它對幫助學生全面深入地掌握課程教學內容、培養學生理論聯系實際的能力、提高學生全面素質具有很重要的意義。本課程設計的目的是通過解決某個實際問題,鞏固和加深計算機控制技術課程中所學的理論知識解決實際問題的能力,基本掌握計算機控制系統的一般設計方法,提高計算機控制系統的設計和分析能力,為以后從事生產和科研工作打下一定的基礎。

目前多數學校在課程設計時采用的方法是在計算機控制實驗設備的基礎上,完成一些綜合性較強的系統設計題目,比如在TD-ACC計算機控制實驗系統上可以完成基于8088微處理器的直流電機閉環調速控制系統設計和實現、溫度閉環控制系統設計和實現等設計課題。缺點是系統的框架固定,可選范圍有限。

針對課程設計,我們擬以單片機為控制器完成計算機控制系統的設計,融合Matlab和Protues等軟件。利用Matlab在建立控制系統模型的優勢,以Matlab軟件作為課程設計的理論仿真平臺,加深學生對計算機控制理論的理解和應用。另一方面,在Proteus平臺和Keil軟件的支持下,學生可以完成系統從芯片選擇、電路設計、程序編寫、調試、仿真運行的整個過程,可以鍛煉學生解決問題的能力。因此我們設計了基于Protues的單片機步進電機控制系統設計、倉庫溫濕度控制系統設計、加熱爐溫度控制系統設計等課程設計課題,作為對原有課題的補充,解決了原有實物設計系統的不足,拓寬了課程設計范圍。  2.3 重視輔助實訓環節的探索

高等工科學校是培養社會所需要的有一定理論知識、實踐動手能力強、具有工程意識和一定創造性的高等技術應用型人才,因此,要完成這一培養目標,我們就必須重視實訓環節。我們學院不斷加強實踐教學與管理改革,創立了創新實訓基地,以綜合、設計創新實訓為主,實訓形式豐富多樣,有綜合性設計、計算機仿真、創新設計、實物制作與競賽,并不斷加強實訓基地和課程教學的聯系,目前實訓基地已經有專人管理,走上了規范化的教學管理軌道。

為配合本課程,我們學院組織一些動手能力強、有興趣的同學成立實訓小組,利用課余時間進行培訓,指導教師只給出訓練項目的基本要求、所要實現的功能和性能指標,系統設計、元件選用、PCB板制作、焊接工藝和電路調試等環節,均由學生獨立完成,以加強學生的工程意識與實際應用能力,并要求學生對一些課題的設計制作具有創新性。學生還通過到產學研結合的企業實習、參與教師所承擔的工程課題工作等,進一步培養學生的工程應用能力,如完成智能溫度閉環控制系統設計、循環溫度檢測儀等項目。盡管這種形式靈活的環節目前面向的學生人數不是很多,但是結出了甜美的果實。經實訓基地訓練的一批學生獲得了優良成績,我院學生于近幾年連續在全國大學生電子設計等競賽中獲獎。

3結束語

通過對計算機控制技術課程教學過程中存在的問題進行探討,我們認識到實踐教學環節在本課程教學中的重要作用,在具體實施實驗教學、課程設計教學和其他輔助實訓教學等方面做了一些探討,在教學實踐過程中積累了一些經驗,取得了較好的教學效果。重視計算機控制技術課程實踐改革,可以提高課程實踐環節的教學質量,激發學生的學習興趣,提高學生的實踐能力,培養其創新精神。同時,我們發現提高教學質量和學生的學習效果、培養學生獨立動手能力和分析解決問題的能力,是一個值得我們不斷研究的課題。我們在實際教學中尚存在一些問題和不足,希望在今后的教學研究和教學實踐中,可以進一步探索出更好的方法,提高學生理論聯系實際的能力。

參考文獻

[1] 于海生.計算機控制技術[M].北京:機械工業出版社,2007

[2] 王建華,黃河清.計算機控制技術[M].北京:高等教育出版社,2003

[3] 邢航,張鐵民.計算機控制技術教學改革探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2007,12(6):370~372

[4] 李敏艷.計算機控制技術課程設計的創新與實踐[J].實驗室科學,2010,12(2):112~114

[5] 羅勝,薛光明,周宏明.建設開放的計算機控制技術實踐教學體系[J].現代教育技術,2008,18(7):113~115

第2篇

    論文摘 要: 概括說明機械電子控制產業發展的情況,重點介紹計算機技術在機械電子控制產業領域以及工業生產制造和人們日常生活中的廣泛應用。

    0 引言

    現代科學技術的發展極大地推動了機械工業領域的變革,同時給相關生產產業帶來了巨大的影響,提高了生產水平和技術。隨著各種技術之間相融合的發展,以計算機電子技術、機械技術為核心的機電控制領域將給工業及科研等領域帶來更多的實際應用。

    1 計算機技術與機電控制技術的發展概況

    1.1 計算機控制理論的形成與技術的發展

    忽略數字信號的量化效應,可以將計算機控制系統看成采樣控制系統,在這一系統中,將其中連續的環節離散化,則整個系統又可看成由不同的離散系統構成。計算機控制理論的發展主要是將采樣理論、差分方程、變換理論、狀態空間理論和系統辨識自適應控制等理論綜合應用到控制技術中,使計算機控制系統有了初步發展。對于結構復雜、時變的非線性系統,控制系統則融入了魯棒控制、模糊控制、預測控制等多種新型理論,逐步形成了工業過程控制系統的一個新方向。

    自世界第一臺電子計算機問世后,計算機首先被用來自動檢測化工生產過程的過程參量并進行相關的數據處理,同時也研究了計算機的開環控制。到二十世紀六十年代,出現了用于過程控制的計算機,實現了直接數字控制。后經集中式計算機控制系統發展到現在的以微處理器為核心的分層式控制系統控制,通過計算機對生產過程進行集中監視、操作和管理控制等。伴隨著計算機處理器等技術的發展,計算機控制技術也隨之發生相應的變革,最終應用到工業生產中并對其產生巨大影響。

    1.2 機械和電子控制技術的發展和現狀

    在生產、科研等諸多領域里,有大量的物理量需要按某種變化規律進行控制。在二十世紀三十年代之前,工業生產多處于手工操作的狀態。最初采用基地式儀表控制壓力溫度等在一恒定范圍內,初步有了對工業生產的機械控制實踐。隨著電子技術的迅速發展和計算機控制系統的出現,直接實現了工業生產中各參量和過程的數字控制。計算機的微型化使控制技術更加智能化,同時將機械、電子、計算機技術和控制技術有機結合的機電一體化技術也得到迅猛發展,且越來越被廣泛的應用到各生產領域。目前主要形成并應用的機電控制技術主要有PID控制,PID是經典控制理論的代表,它吸收了智能控制思想并利用計算機的優勢,形成了自適應PID和非線性PID等更利于控制的變種PID控制器。另外還有模糊控制(FLC)、變結構控制等,均隨著計算機領域的發展在不斷地拓寬。

    2 機電一體化的發展及在工業上的廣泛應用

    2.1 機電一體化的簡介和生產應用

    機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及計算機軟件系統集合起來所構成的系統總稱,綜合運用機械技術、微電子技術、計算機技術、電力電子技術等對各生產領域的控制過程進行監督操作。它主要應用領域有數控機床,通過相應的數控技術,在工業操作上結構、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多CPU和多主線的體系結構,豐富了數控功能,也提高了生產效率。

    柔性制造系統的應用是計算機技術和制造系統在機電控制工業的應用,是計算機化的制造系統。它主要由計算機、數控機床、自動化倉庫等組成。在工業上,它可以隨機地、按量地按照裝配部門的要求,生產其能力范圍內的任何工件,更適用于多品種,小批量等的離散零件的批量生產。

    交流傳動技術的發展也是隨著電子技術和計算機技術的發展在工業上有了重要的應用,尤其是在鋼鐵工業中,使復雜的矢量控制技術得以實現,無論是大容量電機還是小容量電機現均可使同步電機或者異步電機實現可逆滑調速。也使交流傳動系統在軋鋼生產中得到廣泛的應用。

    可編程控制器(PLC)是集計算機技術和自動控制化技術于一體的新型控制系統。這一系統解決了工業控制系統中大量開關控制的問題,逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統。隨著PLC技術的進步,其應用領域更是不斷擴大,可采集存儲數據,還可對控制系統進行監控。PLC能編制各種各樣的控制算法程序,完成閉環控制。這種過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。此外,隨著工廠網絡自動化的發展,PLC可實現通信及聯網功能,更有助于工業生產的控制過程的監控。如今,PLC技術已經被廣泛應用于冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環保以及文化娛樂等各行各業。

    2.2 計算機在機械和電子控制產業的應用實例

    計算機技術和機械電子控制技術一體化的有機結合,不斷使相關的新技術應用到更多的領域中去,這些應用到的領域已經不再局限于工業的生產,更多技術是切身關系到我們日常的工作和生活。下面舉幾個具體實例來介紹計算機技術和機電控制相結合的實際應用。

    PLC實現了機械手移動工件的控制過程。隨著世界經濟和技術的發展,人類活動的范圍不斷擴大,機器人的應用正迅速向社會生產和生活的各個領域擴展,并從制造領域轉向非制造領域,各種各樣的機器人產品隨之出現。隨著機器人的生產和大量應用,很多領域,許多單一、重復的機械工作由機器人(也稱機械手)來完成。工業機器人是一種能進行自動控制的、可重復編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機,廣泛采用工業機器人,不僅可提高產品的質量與產量,而且對保障人身安全,改善勞動環境,減輕勞動強度,提高勞動生產率,節約原材料消耗以及降低生產成本有重要意義。與計算機及網絡技術相結合應用的工業機器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產和生活方式。

    農業方面,機械作業過程中駕駛室內的儀表盤正迅速由電子監視儀表取代并逐步由單一參數顯示方式向智能化信息顯示終端過渡,以此來改善人機交互界面。這種智能化顯示終端又被稱為虛擬化儀器顯示終端(Virtual Display Terminal),它代表了當代儀器與控制裝置發展的主流方向。它可通過屏幕任意選擇顯示機組中不同部分的終端信息,在屏幕上按操作者的需求,調用數據庫信息,顯示數據、圖形、語音等多媒體信息。另外,還可以將數據信息動態存入類似信用卡尺寸大小的高密度智能化數據存儲卡,將農業作業過程的數據信息通過智能卡帶回辦公室,由計算機應用高級軟件進行處理。也可以將管理者的決策和操作指令通過智能卡傳送到拖拉機上的智能控制終端,實現自動控制農機的操作。

    PLC在自動售貨機中的應用。自動售貨機通過顧客選擇商品開關,投入的硬幣值由PLC驅動數碼管顯示,經過光傳感器識別,通過判斷,進行下一步操作,經過PLC的系統控制和信號輸出完成售賣過程。計算機技術和機電自動控制在自動售貨機中的這項應用極大方便了人們的生活,也使PLC的應用更加廣泛。

    交通信號燈系統也是微機軟件應用到電子控制系統中的典型實例。通過主要應用PLC技術控制十字路口的信號燈動作。準確無誤的完成信號燈的變燈動作來控制時間,這項應用更是極大方便了人們日常生活工作的出行。

    電腦橫機中計算機技術的應用給機械編織行業帶來了巨大的變革。現在的電腦橫機是一種涉及到計算機、機械、電子、控制等諸多領域的復雜系統。電腦橫機的編織是一個極其復雜的過程,最初的橫機是手動橫機,只能勝任比較簡單的編織過程。隨著計算機技術應用到電腦橫機中,通過電腦的自動控制,設計人員可對編織花型進行數字化設計,通過計算機數字直接控制機械的退圈、墊沙、脫圈、彎沙等相應的機械編織動作,由計算機指令控制系統完成整個設計的編織,極大地提高了工業生產效率。

    與機電一體化相關的技術還有很多,并且隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,以機械技術、微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術是機械工業發展的必然趨勢。

    3 總結

    在機械生產領域,電子技術和計算機技術的融入發展,機電一體化的形成是機械工業中的重要變革。通過不斷發展的計算機技術,使機電一體化相關的技術在諸多領域中得到了廣泛的應用。

    參考文獻:

    [1]張東寶,工程機械與控制技術[M].筑路機械與施工機械化,2007.

    馬增強等,數據采集系統的研究,微計算機信息,1998.

    王立新,淺談數控技術的發展趨勢[J].赤峰學院學報,2007.

    楊明等,機電一體化的研究現狀及發展趨勢,農機化研究,2006.

第3篇

個人概況

姓名:xxx

性別:男

出生年月:1978年4月6日

年齡:22歲

健康狀況:身體健康

身高:170cm

畢業院校:吉林大學(南嶺校區)信息科學與工程學院

專業:自動化

學歷:大學本科

電子郵件:xxxx

聯系電話:xxx

通信地址:吉林大學(南嶺校區)xxxx班

郵編:130025

主修課程

自動控制原理 電力電子技術 計算機控制技術 集散控制系統

電子技術

電路理論 電力拖動自動化系統 過程控制 (附有成績表)

論文情況

畢業論文的主題是:可編程控制器(PLC)在自動化控制系統中的應用 (尚在設計中)

英語水平

*基本技能:有一定“聽 ,說,讀,寫”的能力

*標準測試:通過了叭??笱в⒂鎪募犢際浴保?⒒竦糜判 BR> 計算機水平

*編程:對C語言,匯編語言,MATLAB,FORTRAN有一定的編程能力

操作系統:對WINDOWS ,DOS等能夠熟練的操作

數據庫

*標準測試:通過了“全國計算機三級考試”

實踐與實習

1998年8月7日----9月7日吉林大學校辦工廠 金工實習

1999年8月8日----9月10日 吉林省電子產品檢測質量監督檢驗站 技術實踐

2000年8月15日---8月30日 中國第一汽車集團公司

專業實習

個性特點

開拓創新 積極進取

第4篇

專業

考核課程

考核(答辯)地點

聯系電話

3020109國際貿易

00094外貿函電(實踐)

02636國際金融實務(實踐)

05857商務溝通與談判(實)

07036國際物流(實踐)

10155國際貿易實務(一)(實踐)

10222基礎會計學實踐

10223外貿單證操作(實踐)

浙江工商大學

0571-88071024-8305

3020118餐飲管理

00979烹飪工藝學(二)實踐

00981烹飪原料學(二)實踐

00983餐飲服務實踐

00991宴會設計實踐

03924茶藝學(實踐)

10215餐飲管理專科畢業實習報告

浙江商業職業技術學院

0571-58108373

3020167文化產業管理

01145文化市場學實踐

01147公共關系學實踐

浙江傳媒學院

0571-88024529

3020205人力資源管理

10218統計學概論實踐

嘉興學院

0573-83643005

3020207市場營銷

03601服務營銷學(實踐)

05857商務溝通與談判(實)

07147消費者行為學(實踐)

07963市場營銷與策劃(實)

10218統計學概論實踐

10222基礎會計學實踐

10229市場調查與預測實踐

浙江工商大學

0571-88071024-8305

3020209旅游管理

10232旅游信息管理系統實踐

10233會展策劃實踐

10234導游業務實踐

浙江工商大學

 

0571-88071024-8305

 

3020215電子商務

00895計算機與網絡技術基礎(實踐)

00897電子商務概論(實踐)

00899互聯網軟件應用與開發(實踐)

00901網頁設計與制作(實踐)

00903電子商務案例分析(實踐)

10155國際貿易實務(一)(實踐)

10222基礎會計學實踐

10267電子商務專科畢業實習與畢業論文

寧波大學

 

浙江工商大學

0574-87220028

 

0571-88071024-8305

3020228物流管理

06998畢業實習

07034物流設備應用(實踐)

07036國際物流(實踐)

07038信息技術與物流管理(實踐)

10286采購與倉儲管理實踐

10287運輸與配送實踐

浙江經濟職業技術學院

0571-86928289

3020231勞動和社會保障

03321勞動和社會保險業務案例分析

浙江財經大學

0571-88923845

3020313銷售管理

10493銷售管理學(實踐)

10497零售管理(實踐)

10499網絡銷售(實踐)

10513銷售案例研究(實踐)

浙江樹人大學

057188297197

3030111律師

10235律師專科實習

寧波大學

0574-87220028

3030301行政管理

10237行政管理理論與實踐綜合作業

浙江工業大學

0571-88320108

3040101學前教育

00857學前兒童美術教育(實踐)

00858學前兒童音樂教育(實踐)

05195信息技術基礎(實)

10238學前兒童科學活動設計(實踐)

10239學前兒童語言活動設計(實踐)

10240學前兒童健康活動設計(實踐)

10241學前兒童社會活動設計(實踐)

20035學前教育專科畢業論文設計

浙江師范大學

0579-82282367(cjy.zjnu.net.cn)

3040103小學教育

05195信息技術基礎(實)

10242小學教師專業知識與技能(實踐)

10243小學教育綜合實踐活動

10244小學教育專科畢業論文設計

浙江師范大學

0579-82282367(cjy.zjnu.net.cn)

3040109心理健康教育

05195信息技術基礎(實)

06055心理咨詢與輔導(實驗)

10245學習適應輔導(實踐)

10246心理健康量表的運用(實踐)

10247心理健康教育社會實踐與畢業論文設計

浙江師范大學

0579-82282367(cjy.zjnu.net.cn)

3040124義務教育

09280小學課堂教學案例評析(實踐)

09281小學綜合實踐活動課程開發(實踐)

東北師范大學

 

3040301體育教育

10172田徑(實踐)

10174武術(實踐)

10175健身體操實踐

10176體育教育實習

10248籃球(實踐)

10249排球(實踐)

10250足球(實踐)

浙江師范大學

0579-82282367(cjy.zjnu.net.cn)

3050104漢語言文學

10253秘書寫作實踐

10254漢語言文學專科畢業論文

浙江師范大學

0579-82282367(cjy.zjnu.net.cn)

3050207英語

00593聽力(實踐)

00594口語(實踐)

05348初級口譯(實)

10221英語專科畢業實習

浙江師范大學

0579-82282367(cjy.zjnu.net.cn)

3050208日語

00490日語聽說

20040日語綜合技能

寧波職業技術學院

0574-86891291、86891253

3050301廣告

00638企業形象與策劃(實踐)

00755廣告設計與創意(實踐)

08711電腦圖文設計基礎(實)

08712廣告文案寫作實踐

08714廣告市場調查(實)

08716廣告攝影與攝像(實)

08717平面廣告設計與制作(實)

08718新聞采編業務(實踐)

10273廣告專科畢業實踐

浙江工商大學

0571-88071024-8305

3050308新聞學

06785新聞攝影(一)(實)

浙江大學

ce.zju.edu.cn0571-88981102

3050322網絡編輯

00909網絡營銷與策劃(實踐)

01782視頻編輯技術基礎(實踐)

03341網站建設與管理實踐

06387網頁設計與制作(實踐)

08711電腦圖文設計基礎(實)

08718新聞采編業務(實踐)

11571網絡編輯實務(實踐)

11572數字資源檢索(實踐)

11573網絡編輯專科畢業實習(實踐)

浙江工商大學

0571-88071024-8305

3050407音樂教育

00722視唱練耳(實踐)

00723聲樂(實踐)

07095形體與舞蹈訓練(實)

10183鍵盤與和聲(一)實踐

10184鋼琴(實踐)

10185合唱與指揮基礎實踐

10186音樂教育實習

浙江師范大學

0579-82282367(cjy.zjnu.net.cn)

3050409美術教育

00698素描(四)(實踐)

00737色彩畫(實踐)

00739書法篆刻(實踐)

00740應用美術(實踐)

04314速寫(實)

10077企業形象設計(CIS)(實踐)

10160美術教育實習

10274中國美術作品欣賞(實)

10275西方美術作品欣賞(實)

10276中國畫基礎(實)

10277油畫基礎(實)

浙江師范大學

0579-82282367(cjy.zjnu.net.cn)

3050444環境藝術設計

00706畫法幾何及工程制圖

00707建筑設計基礎(實)

01150效果圖表現技法

01152內部空間設計

01153庭院設計

01154公共景觀藝術設計

04315色彩

04317素描

04859設計構成(實)

21100環境藝術設計專科畢業設計

中國美術學院

0571-86652216

3050445動漫設計

01155角色設定和場景設定

01156photoshop

01157painter

01158漫畫與插圖(實)

01159表演

01160動畫運動規律

01161影片剪輯premiere

011623DS MAX軟件

01163MAYA軟件

01164Softimage  xsi軟件

01165After effect

01166combustion

03432動畫劇本創作(實)

04849色彩

04850素描

07217形態構成(實踐)

07930動畫制作

21098動漫設計專業專科畢業設計

中國美術學院

0571-86652216

3080604電力系統及其自動化

02151工程制圖(實踐)

02270電工原理實驗

02272電機學實驗

02274電子技術基礎(二)實驗

02276計算機基礎與程序設計實驗

02278微型計算機原理及應用實驗

02303電力系統繼電保護實驗

浙江大學

ce.zju.edu.cn 0571-88981102

3080704電子技術

02270電工原理實驗

02276計算機基礎與程序設計實驗

02341線性電子電路實驗

02343非線性電子電路實驗

02345數字電路實驗

02359單片機原理及應用實驗

杭州電子科技大學

0571-88809040

3080801房屋建筑工程

02386土木工程制圖(實踐)

02388工程測量實驗

02390建筑材料實驗

02392工程力學(二)實驗

02395房屋建筑學課程設計

02397混凝土與砌體結構課程設計

02399土力學與地基基礎實驗

02401建筑施工(一)課程設計

10096生產實習

浙江大學

ce.zju.edu.cn 0571-88981102

3081301印刷包裝技術

02494印刷機械(實踐)

02497印品質量控制(實踐)

06383圖文信息處理(實踐)

09269印刷概論(實踐)

09270彩色數字印前技術(實踐)

09271印后加工技術(實踐)

09272新技術知識講座(實踐)

09273印刷制版與打樣工藝(實踐)

09274數字印刷(實踐)

義烏工商職業技術學院

057983803592

3100701護理學

02896病原生物學與免疫學基礎實驗

02900生理學實驗

02902病理學實驗

10268人體解剖學實踐

10285藥物學(一)實踐

10288生物化學(三)實踐

10289護理學基礎實踐

10290內科護理學(一)實踐

10291外科護理學(一)實踐

20022臨床考核(面試)

浙江大學

ce.zju.edu.cn0571-88981102

3100803中藥學

03036有機化學(四)實驗

03039中藥化學實驗

03041中藥鑒定學實驗

03043中藥炮制學實驗

03045中藥藥劑學實驗

浙江中醫藥大學

0571-86613544

4020105金融

10103公司報表分析

10218統計學概論實踐

10270金融專科畢業論文

浙江財經大學

0571-88923845

4020166會展策劃與管理

08723會展策劃與組織實踐

08724會展項目管理實踐

08726會展客戶關系管理實踐

08728會展信息技術實踐

08730會展經典案例分析(實)

08731會展設計實踐(實)

浙江樹人大學

057188297197

4020201工商企業管理

05857商務溝通與談判(實)

10216工商企業管理專科專題調研

10218統計學概論實踐

10222基礎會計學實踐

浙江工商大學

0571-88071024-8305

4020203會計

06131電算化會計信息系統(實踐)

10217會計專科畢業設計

10218統計學概論實踐

10222基礎會計學實踐

浙江財經大學

0571-88923845

4020211飯店管理

08640飯店禮貌禮節(實)

08643客房與前廳服務技能(實)

08644餐飲服務技能(實)

10097畢業實習報告

10271飯店康樂服務技能(實)

10272飯店管理實務(實)

浙江商業職業技術學院

0571-58108373

4020234物業管理

05568房屋機電基礎知識實踐

05569房屋維修與管理(實踐)

浙江工業大學

0571-88320108

4020311空中乘務

00510秘書實務(實踐)

01429民航乘務英語(實踐)

01432空中乘務基礎(實踐)

01434形體訓練(實踐)

01435普通話與播音技巧(實踐)

01611溝通技巧(實踐)

03920茶藝實訓(實踐)

03957形象塑造(實踐)

04572民航安全與應急處理(實踐)

04575航空服務技能實訓(實踐)

09420航空服務禮儀概論(實踐)

浙江育英職業技術學院

057186877035

4050102秘書

00347辦公自動化原理及應用實踐

00510秘書實務(實踐)

00903電子商務案例分析(實踐)

03334電子政務概論實踐

10251公關禮儀實踐

10252公共關系口才實踐

浙江工商大學

0571-88071024-8305

4050224韓國語

01106韓國語會話(實踐)

01107韓國語聽力(實踐)

06916韓語綜合技能考核(實踐)

09268外貿單證操作(實踐)

浙江樹人大學

057188297197

4050226商務英語

00094外貿函電(實踐)

00593聽力(實踐)

00594口語(實踐)

05857商務溝通與談判(實)

溫州職業技術學院

057788373414

4050303公共關系

00510秘書實務(實踐)

00638企業形象與策劃(實踐)

01611溝通技巧(實踐)

04106公共關系實務(實踐)

中國計量學院

0571-86875601

4050402服裝藝術設計

00673素描(二)(人物線描為主)

00674色彩

00675構成(平面、色彩、立體)

00676基礎圖案

00678服裝效果圖

00679服裝工藝

00680服裝結構設計

00681服裝款式設計

00682服裝CAD(一)

00684服裝紙樣放縮

10091畢業設計

浙江科技學院

0571-85121904

4050404工業設計

00694設計素描

00695設計色彩

01594基礎構成

01596效果圖表現

01607設計初步

01608產品CAD

01609產品工藝基礎

01610結構基礎

03842工業設計專科專業專題設計

04107機械制圖(三)(實踐)

06217人機工程學

07943工業設計專科專業綜合設計

10211工業設計專科專業畢業設計及論文

中國美術學院

0571-86652216

4050405室內設計

00640平面廣告設計

00673素描(二)(人物線描為主)

00674色彩

00675構成(平面、色彩、立體)

00692計算機輔助圖形設計

00705表現圖技法

00709室內設計

00713字體設計

00714插畫技法

00715包裝結構與包裝裝潢設計

00718標志設計

10072攝影

10074室內設計制圖

10075環境設計

10077企業形象設計(CIS)(實踐)

10078畢業設計

浙江科技學院

0571-85121904

4080301機械制造及自動化

02183機械制圖(一)(實踐)

02186機械設計基礎實驗

02188電工與電子技術實驗

02190機械制造基礎實驗

02192機械制造技術實驗

02195數控技術及應用

03197理論與實踐(畢業設計)

10278三維CAD設計與實踐(實)

10280互換性與測量技術基礎實踐

浙江工業大學

0571-88320108

4080304模具設計與制造

01619機械工程基礎實踐

01621模具材料與熱處理實踐

01623冷沖壓工藝與模具設計實踐

01625模具軟件(UG)實踐

01627模具軟件(PRO/E)實踐

01629模具數控加工實踐

01631級進模與自動模實踐

01633壓鑄模及其它模具實踐

02183機械制圖(一)(實踐)

02221塑料成型工藝與模具設計實踐

05512現代模具制造技術實踐

10213模具設計與制造專科專業畢業設計

杭州職業技術學院

 

0571-86916822

 

4080306機電一體化

02183機械制圖(一)(實踐)

02195數控技術及應用

02231機械制造實驗

02235電子技術基礎(一)實驗

02359單片機原理及應用實驗

10080電氣控制及PLC技術實驗

10082CAD/CAM技術(實踐)

10083綜合設計

寧波大學

 

0574-87220028

 

4080701計算機及應用

00343高級語言程序設計(一)實驗

00895計算機與網絡技術基礎(實踐)

00901網頁設計與制作(實踐)

02121數據庫及其應用實驗

02317計算機應用技術實驗

04731電子技術基礎(三)實踐

07871多媒體應用技術(實踐)

08418網絡信息資源與利用(實踐)

10293面向對象程序設計JAVA(實踐)

寧波大學

 

0574-87220028

 

4080744數控技術應用

01667數控加工工藝及設備(實踐)

01668機床設備電氣與PLC控制(實踐)

02183機械制圖(一)(實踐)

02188電工與電子技術實驗

04081計算機輔助制造技術(實踐)

04110公差配合及測量(實踐)

05788數控編程(實踐)

05790數控機床操作(實踐)

07998數控技術應用畢業實習與考核(實踐)

溫州職業技術學院

057788373414

4080765計算機控制技術

01641電器與電機實踐

01643可編程控制器(西門子)實踐

01645單片機原理與接口技術實踐

01646組態控制技術

01647變頻器原理及應用

01648觸摸屏應用基礎

01650電器控制與PLC實踐

02151工程制圖(實踐)

02270電工原理實驗

04731電子技術基礎(三)實踐

10214計算機控制技術專科專業畢業實習

杭州職業技術學院

 

0571-86916822

 

4081322食品質量與安全

01617食品質量與安全專科專題調研報告

02065無機及分析化學實踐

02067有機化學(二)實踐

02518食品微生物化學實踐

03247食品分析技術實踐

03789食品生物化學實踐

03796食品工藝學實踐

07854儀器分析(三)實踐

10212食品質量與安全專科專業畢業實習

中國計量學院

0571-86875601

4081702汽車運用技術

02188電工與電子技術實驗

03986汽車故障診斷與檢測實踐

05876汽車發動機構造與維修實踐

05878汽車底盤構造與檢修實踐

05880汽車電氣設備與維修實踐

10191畢業實習

10284汽車電腦控制系統(實)

 

浙江交通職業技術學院

浙江師范大學

 

0571-88174012

0579-82282367(cjy.zjnu.net.cn)

4082207計算機信息管理

01264Visual basic 數據庫應用實踐

02317計算機應用技術實驗

02383管理信息系統實驗

02651綜合作業

04755計算機網絡技術實踐

06628網站建設與網頁設計實踐

10281Visual Basic 程序設計(實)

浙江工業大學

0571-88320108

4082209建筑經濟管理

02276計算機基礎與程序設計實驗

02390建筑材料實驗

02397混凝土與砌體結構課程設計

02656建筑施工(二)課程設計

04228工程量清單計價實務(實)

10282建筑制圖(實)

浙江工業大學

0571-88320108

4082238產品質量工程

01613機電產品質檢技術實踐

中國計量學院

0571-86875601

4090114園林

00113測量學(實)

01441計算機輔助園林設計(實)

02429園林植物栽培管理(實踐)

02559園林設計(實)

02691花卉學(實)

03697盆景與插花藝術(實)

06640園林規劃設計(實)

06641園林工程(實)

06787園林樹木學實踐

浙江農林大學

0571-63741669

4100801藥學

03025生物化學及生化技術實驗

03030藥劑學實驗

03032藥物分析實驗

10068畢業實習及考核

10108藥物化學實驗

10109藥理學(二)實驗

浙江醫藥高等專科學校

0574-88222703

5090504淡水養殖

11788漁業資源調查(實踐)

11974常見魚病診治技能實訓(實踐)

11975水產動物餌料配制技術實訓(實踐)

11976名優魚類養殖技術實訓(實踐)

11977淡水養殖專科專業畢業考核

浙江廣播電視大學

057188983038

5090638農產品營銷

11948農產品經紀人技能(實踐)

11950農產品市場調查(實踐)

11951農村專業合作社專題(實踐)

11952地方特色農產品營銷策劃(實踐)

11953農產品營銷專科畢業考核

浙江廣播電視大學

057188983038

5090639社區管理

04106公共關系實務(實踐)

11956社會調查專題(實踐)

11957民事調解方法與實踐(實踐)

11958社區管理實務(實踐)

11961社區管理專科畢業考核

浙江廣播電視大學

057188983038

5090640農家樂經營與管理

08644餐飲服務技能(實)

11952地方特色農產品營銷策劃(實踐)

11966服務禮儀實訓(實踐)

11967家庭旅館服務實訓(實踐)

11968農家樂旅游調研(實踐)

11970農家樂經營與管理專科畢業考核

浙江廣播電視大學

057188983038

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2016年自考報名時間及入口匯總(全年)

2016年自考時間安排匯總(全年)

第5篇

【論文關鍵詞】:結構振動控制 ;預測控制 ;模型算法控制

【論文摘要】:結構振動控制雖然在理論上己經解決了很多復雜的控制問題,但在實際應用中仍然存在許多問題和困難,如測量和時滯的影響。而預測控制采用最優估計理論,對對象未來的動態特性進行優化。預測控制應用于結構振動中具有顯著的優勢,逐漸發展成為一種新型的控制方法,如今已在許多行業的應用領域取得不小的成功。

目前,土木工程結構控制通常采用經典控制理論,使用基于傳遞函數模式的頻域分析法,或者采用現代控制理論,使用基于狀態方程模式的時域分析法[1]。無論采用哪種方法,其特點都是基于模型的控制,通常認為模型是已知的。傳統控制方法對解決高度非線性問題、強禍合問題等系統,缺乏實用有效的分析方法,其控制對象比較單一,輸入和輸出量比較簡單。當控制對象比較復雜時,就很難有效發揮作用,甚至是無能為力。因此,研究不依賴于精確模型、調節簡單的控制算法對有效的減輕結構在風和地震等作用下的反應和損傷,有效提高結構的抗振能力具有十分重要的意義。預測控制的發展為解決這一問題提供了理論基礎。

本文以升船機結構為主要研究對象。垂直升船機結構一般由二個或四個巨大的鋼筋混凝土筒體加頂部設置的一個超高和超大跨度的單層廠房所組成,它是一種高柔結構,升船機結構下部筒體結構的側移剛度很大,而頂部單層廠房柱的側移剛度很小,當受到地震作用時,這種巨大的剛度突變引起升船機頂部廠房強烈的鞭梢效應,引起嚴重破壞。由于使用功能上的要求,升船機頂部廠房排架方向無法設置任何的耗能系統,無法采用常規的抗震設計方法來減小升船機頂部廠房的地震反應。目前,這己經成為制約大型垂直升船結構抗震設計的一個瓶頸,解決這一問題只能應用結構振動控制的方法。

結構振動控制是近二十年發展起來的新興科學。它是指通過采取一定的控制措施以減輕或抑制結構由于動力荷載所引起的反應。其目的是要采取一定的控制措施,減輕和抑制結構在地震、強風及其它動力荷載作用下的動力反應,增強結構的動力穩定性,提高結構抵抗外界振動的能力,以滿足結構安全性、使用性、舒適性、經濟性等要求。

目前,結構振動控制己成為一門獨立的學科,主要研究對結構動力響應進行控制的理論、方法和技術。它綜合控制論、計算機科學、結構振動理論與新材料等前沿學科的最新研究成果和技術,是土木結構振動工程的高科技領域,成為土木結構工程發展方向之一[2]。

盡管現代控制理論經過幾十年的發展,理論上己經解決了很多復雜的控制問題,但在實際應用中仍然存在許多問題和困難。就結構對象而言,傳統控制方法的不足主要表現在如下方面[3]:數學建模和建筑結構存在很大差異;外荷載具有不確定性,導致實際控制性和設計目標之間的差異;測量和時滯的影響等等。在實際控制中,傳感器采集到的信號不可避免的存在噪聲污染,而結構振動控制一般采用實時控制方式,這就可能因測量過程中的未知因素的影響而造成觀測溢出和控制溢出,從而使得控制性能下降甚至可能導致結構不穩定,形成激勵,加速結構破壞,導致災難性后果。一般控制算法是假定在理想狀態下,即不存在時滯,但實際在測量轉化、信號處理、計算控制信號、施加控制力都需要一定時間,從而造成控制的時滯。如果未考慮這個因素,就會造成控制效率下降,更嚴重的會造成控制結構的失穩。

而預測控制采用最優估計理論,由所測得的結構反應預測將要發生的結構反應或外部激勵,不斷修正預測律,針對預測的結構反應或外部激勵,計算施加的控制力序列,對對象未來的動態特性進行優化。利用預測模型可以預測系統從當前狀態開始,經過有限時域后的未來開環特性;根據該動態特性可以得到最優的

控制序列,它使得預先指定的目標函數有最小值。因此,預測控制應用于結構振動中具有顯著的優勢。目前國內對預測控制在結構振動控制領域方面的研究還較少,隨著科學理論研究的深入和計算機控制技術水平的提高,預測控制逐漸成熟并發展成為一種新型的控制方法,如今已在許多行業的應用領域取得不小的成功[4]。

與其它預測控制算法相比,模型算法控制的優點主要表現在以下方面:由于采用的是脈沖響應模型,無需降低其模型階數;對于過程輸入的大小和變化率的約束,可正確地直接進行處理;控制率是時變的,閉環響應對于受控對象的變化具有魯棒性;依靠內部模型的在線更新,可以實現增益預調整;脈沖響應模型的設定和控制量的計算使用相同的算法,可以簡化硬件條件;對于不同的受控對象,可以采用不同的采樣周期;對于傳感器故障或系統控制特性的惡化,可以在線修改控制規則。動態矩陣控制(DMC)和模型算法控制(MAC)是以非參數模型為基礎的預測控制算法。

當前人們對預測控制的研究和應用,無論是從廣度上還是深度上都有很大的發展。隨著計算機的普及和計算機控制技術水平的提高,預測控制必然會向更高層次進一步發展。但是目前國內對預測控制在結構振動控制領域中的研究和應用還很少,存在很多迫切需要解決的理論和實際問題,但其基本原理的適應性無疑是富有吸引力的。

參考文獻

[1]閻維明,周福霖,譚平. 土木工程結構振動控制的研究進展.世界地震工程,1997,13(2):8-20

[2] 李敏霞,劉季.主動結構振動控制算法綜述.世界地震工程,1998, 14(4):6169

第6篇

論文關鍵詞:智能電網;電力特色教學模式;電力信息化和智能化

隨著智能電網、綠色能源席卷全球,電力行業迎來了蓬勃發展的新時期,電力不但要信息化還要智能化,電力企業將需要大量高水平的既精通信息技術又有電力專業背景的人才,這給電力大學計算機專業人才培養帶來機會和挑戰。結合電力大學的大電力特色,為培養智能電網急需的高素質復合型人才,開展計算機專業電力特色教學模式的研究和實踐具有重要的意義。為了培養智能電網急需的信息人才,需要開展計算機專業的電力特色教學,首先要開設“電力信息化”課程。

一、我國電力信息化現狀及智能電網的目標

電力信息化是指計算機、通訊等信息技術在電力工業各個環節應用全過程的統稱。我國當今電力信息化現狀是實施電力工業生產過程各個環節的信息化,包括電力工業規劃、設計、施工、發電生產、輸電、變電、配電、用電、電網調度、供電營銷、物資及管理等各個環節。由此可見,信息技術是電力信息化的基礎,各類電力資源的開發和利用是電力信息化的核心。提高電力企業的經營決策水平和經濟效益是電力信息化的宗旨。智能電網將使電力信息化從數字化向智能化發展。智能電網是電力信息化的延續和飛躍。智能電網是飛速發展的信息技術與新能源變革融合在一起的產物。中國的智能電網目標是分三個階段推進:2009年至2010年為規劃試點階段,重點開展“堅強智能電網”發展規劃工作,制定技術和管理標準,開展關鍵技術研發和設備研制及各環節試點工作;2011年至2015年為全面建設階段,加快特高壓電網和城鄉配電網建設,初步形成智能電網運行控制和互動服務體系,關鍵技術、裝備實現重大突破和廣泛應用并自主可控;2016年至2020年為引領提升階段,全面建成統一的“堅強智能電網”,技術和裝備全面達到國際先進水平。

通過分析我國電力信息化現狀及智能電網的目標可見,各國探索智能電網建設的先行策略是信息技術應用。為實現智能電網的戰略目標,電力企業將需要大量高水平的既精通信息技術又懂電力信息化業務的復合型人才,因此,對計算機專業學生開展電力特色教學是非常必要的。

二、電力大學計算機專業電力特色教學模式

面對電力行業信息化飛速發展的形勢,特別是智能電網席卷全球,電力大學計算機專業的教學模式在保有原有優勢的基礎上創建特色,開展以計算機技術為主、電力專業背景為輔的特色教學模式。2010年學校設立了計算機專業電力特色教學模式研究和實踐的教改項目,以實現計算機專業的電力特色及工程應用能力的培養。電力特色教學重點要放在計算機技術和電力專業交叉點上,電力特色教學的先行策略是由電力信息化這門課程承擔此重任。2010年學校將電力信息化課程列入433門核心課程中。修改后的2008版教學大綱中電力信息化這門課程是計算機專業學生的必修課程,這不但要求電力信息化這門課程的內容不斷優化,同時也要求對電力信息化課程的教學進行改革。

電力大學計算機專業電力特色教學模式的后行策略是在電力信息化這門課程改革和研究的基礎上進行課程群建設,開設代表計算機技術和電力專業最新技術交叉點的“電力云平臺”、“電力物聯網技術”等課程,并將“電力信息化”、“電力云平臺”及“電力物聯網技術”三門課程納入到一個課程群來建設。可見電力大學亟待探索并建立適合計算機專業的電力特色及工程應用能力的培養模式。

三、電力信息化課程特點與教學現狀分析

1.電力信息化課程的特點

電力信息化這門課程具有如下特點:

(1)涉及面廣。電力信息化這門課程內容涵蓋電力工業生產發電、輸電、變電、配電、用電、電網調度等全過程的信息化與智能化。課程內容包括發電企業的信息化與智能化、變電站的信息化與智能化、電力調度中心信息化與智能化、配用電生產管理信息化和智能化、電力信息安全技術及物聯網在智能電網中的應用等。

(2)技術先進前沿。電力信息化這門課程內容涵蓋當今信息和電力領域的前沿技術、熱點技術。如在講解變電站的信息化與智能化這部分內容時要詳細分析電力領域的熱點技術IEC61850。在講解電力調度中心信息化與智能化這部分內容時要詳細分析信息領域的熱點技術SOA和電力領域的熱點技術CIM及其在電力調度的應用。在講解物聯網在智能電網中的應用這部分內容時要詳細分析當今信息和電力領域的前沿技術物聯網、智能電網及云平臺。

(3)與電力行業實際工程緊密結合。在講解課程的各部分內容時緊密結合實際工程。如在講解發電企業的信息化與智能化這部分內容時緊密結合發電企業的實際工程,如水電站廠級監控系統、火電站的DCS系統、發電廠?SIS系統、發電廠智能管理信息系統等。

(4)多學科的交叉。電力信息化課程是計算機技術、通訊技術、控制技術、電力系統背景知識的融合與交叉。在講解課程的各部分內容時處處是多學科的交叉,如在水電站廠級監控系統中涉及計算機的網絡通訊技術,涉及控制領域的PLC技術和現場總線技術,涉及水力發電特性專業背景知識等。

(5)電力信息化課程的教學內容是動態的,是與時俱進的,隨著電力信息化和智能化的發展而不斷地補充新內容,沒有現成的教材。當今世界電力信息化和智能化發展非常迅速,如國家電網公司已經開展廣域全景分布式一體化的電網智能調度技術支持系統研制。在講解電力調度中心信息化與智能化這部分內容時就必須補充這部分新技術。

2.電力信息化課程教學現狀分析

(1)沒有現成的教材,課程難度大,師資緊缺。從上述分析的電力信息化這門課程的特點可見,要求老師具備豐富的知識儲備及電力工程經驗。

(2)課程內容與電力實際緊密結合,學生沒有現場工程概念,又是多學科的交叉,學生感覺課程難度大且抽象,學習興趣不足。很多學生很想學好這門課,但他們中只了解信息技術,沒有其他學科技術知識的積累。本課程開設在大三的第六學期,很多學生感覺困難后就放棄了,準備考研復習。

四、電力信息化教學改革的思想和方法

電力信息化這門課程是綜合應用課程,教學思想和方法的改革是必要的,具體措施如下:

1.組建一支優秀的教學團隊

通過引進發掘培養人才,組建一支優秀的教學團隊。吸納不同學科的擁有前沿的信息技術、豐富的電力背景和工程經驗的老師進入團隊,可以根據老師的特長安排講解相應的章節。電力信息化這門課程可由若干老師共同完成。由于國內市場幾乎沒有相關專著和教材,已經組織講課團隊老師撰寫并出版電力信息化教材。教材包含當今電力信息化和智能化最新技術并提供老師們的最新研究成果。該團隊的老師需要及時了解電力行業的信息化和智能化最新動態的最新技術。除了合作項目途徑外,老師要利用一切機會參加合作、進修和交流。通過團隊的力量來解決沒有現成的教材、課程難度大的問題。

2.補充課程中需要的其他學科知識

鑒于計算機專業學生的知識結構比較單一,在學習電力信息化課程時先為學生補充必需的計算機控制與通訊基礎技術知識,包括計算機控制通道接口技術、PLC技術、串行通訊技術、現場總線技術及工業以太網技術等。在學習電力信息化的具體相關內容時為學生鋪墊必需的電力背景知識和工程背景內容,如講解水電站廠級監控系統時要先補充水力發電廠相關內容。通過利用一定的學時補充課程中需要的其他學科知識來降低學生課程學習的難度,使學生能快速全面地了解并掌握電力信息化技術。

3.新技術、新理念的引入

由于沒有現場工程概念,學生在學習電力信息化課程時會感覺抽象、難以理解,老師有必要與時俱進地將新的技術和理念引入課堂中。例如可以引入當今電力行業流行的先進仿真培訓軟件,比如三維變電站仿真培訓軟件,讓學生在軟件上仿真漫游變電站并模擬各種操作。通過仿真軟件讓學生模擬接觸電力工業現場,建立對電力工業現場的感性認識,提高學生的學習興趣。

為了加強學生課后鞏固教學環節,幫助學生消化和應用所學知識,可以將新的理念引入課堂中。借鑒西方本科教學及我國研究生培養的經驗,本課程課后作業鞏固環節可以嘗試不同于常規計算機專業課程的方法。本課程要求學生在課后查閱大量的文獻資料。每章的作業是查閱與本章相關的文獻資料并撰寫提交小論文,期末每個學生制作PPT文件并開展討論。

在學生課后鞏固教學環節中老師起著重要的引導作用。指導本科學生查閱相關文獻資料時,首先要教會學生如何在海量信息中查找到需要的優秀文獻,如何充分利用校圖書館提供的優質庫資源,然后指導學生如何讀文獻,如何寫小論文。要求學生在每章節后閱讀15篇以上相關文獻資料并提交小論文。教師要認真批閱學生的小論文,總結學生容易出現的普遍性問題,在下次寫小論文時提醒學生注意。

4.實施案例教學

新的電力信息化教學實施方案與國內外電力發展緊密結合,既具有理論性又有很強的實用性。此課程在教學方法上必須將理論與工程案例結合,實施案例教學。案例可以來源于實際經典案例,也可以來源于老師們的最新研究的相關成果。在案例教學的過程中要培養學生如何將工程應用問題轉化為計算機問題的能力。如在講解IEC61850和CIM技術時,要剖析IEC61850和CIM是如何利用計算機技術中的面向對象技術來建模的。

第7篇

隨著微處理器、計算機和數字通信技術的飛速發展,計算機控制已經擴展到了幾乎所有的工業領域。在化工行業,民爆器材的生產,尤其是危險有害工序,實現連續化、自動化,做到遙控操作已成為不可阻擋的趨勢。其中,PLC應用面積廣、功能強大、使用方便,已經廣泛地應用在各種機械設備和生產過程的自動控制系統中。實現了危險有害工序從人工操作到自動化生產線的轉變,減少了人的因素對生產的影響,為安全生產奠定了基礎。本論文結合公司實際生產,介紹PLC技術在民爆企業安全生產中的應用現狀。

一、 PLC的概念與優點

PLC(Programmable Logical Controller,PLC)是為了在工業環境下使用而設計的一種可編程邏輯控制器系統,是微機技術與傳統的繼電接觸控制技術相結合的產物,是繼電器控制技術、微電子技術、計算機技術及通信技術相結合制作的自動控制裝置。目前國內使用的較多的是日本三菱、歐姆龍以及德國西門子的產品。

它具有體積小、質量輕、能耗低、可靠性高、功能強、使用和維護方便等優點,因此越來越廣泛地應用于各行業自動控制系統中。

編程方法簡單易學[3]。梯形圖是使用得最多的PLC的編程語言,其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似,形象直觀,易學易懂。

功能強,性能價格比高。一臺小型PLC內有成百上千個可供用戶使用的編程元件,有很強的功能,可以實現非常復雜的控制功能。

可靠性高,抗干擾能力強。所有的I/O口均采用光電隔離,有效使內部電路與外部隔離,其各模塊均采用屏蔽措施,采用性能良好的開關電源,具有良好的自診斷功能。

結合公司的生產來說,雷管的感度較高,設備發生故障更容易造成安全隱患。我公司事業部選用PLC作為微處理器,提高了生產線的安全程度。

靈活易操作,采用模塊化結構,方便組合。編程簡單易學,程序的輸入直接可顯示,更改程序的操作也可以直接根據所需要的地質編號或接點號進行搜索或程序尋找,然后進行更改,給設計程序、維修設備帶來方便。

我公司炸藥車間膨化炸藥硝銨儲罐出現進料、出料控制失靈的處理為PLC的這一特點提供了說服力。在我們進行排除故障的過程中,通過梯形圖這個直觀易懂的語言,屢清可能對故障點造成影響的輸入量,同時,PLC上的發光二極管可以顯示輸出信號的狀態。通過觀察、調試,以最短的時間排除設備故障,提高生產效率。

二、 PLC在民爆企業中的應用現狀

20 世紀60 年代以來,PLC 發展極為迅速。在近半個世紀的旅途中,PLC 從無到有,實現了工業控制領域接線邏輯到存儲邏輯的飛躍;其功能從弱到強,實現了邏輯控制到數字控制的進步;隨著生產技術的提高及效率要求的提高,其在產業控制中的應用越來越廣泛。現代PLC 應用綜合了計算機技術、自動控制技術和網絡通信技術,形成了生產技術的現代化和自動化[2],提高了生產線的安全。

在國際行情以及國家政策的驅使下,我國民爆行業在炸藥的連續化和自動化生產技術方面已經日漸成熟。而PLC在電氣自動化中又具有巨大功能和優勢[4],這就促使PLC技術在民爆行業中發揮越來越大的作用。

在我公司,多種設備都采用了PLC控制方式。比如雷管半自動裝填線以及乳化炸藥包裝系統等。以乳化炸藥裝藥機為例,該設備使用了伺服驅動器、伺服電機、變頻器、防爆電機以及氣動元件在以電和壓縮空氣為動力作用下,與PLC控制器配合實現了設備的程序化、智能化,降低了操作者的勞動強度。當生產過程中出現高溫、高壓時,設備瞬間檢測、自動報警停機,為安全生產奠定了基石。

PLC為民爆生產自動化設備提供了可靠穩定的控制應用。主要特點如下:1、模擬量的控制:工業現場控制中,常常存在一些難以控制的模擬量,比如如溫度!壓力等,而PLC對于工業現場控制中的這些模擬量能夠進行很好地控制,可以有效地提高一些過程控制系統的精度。一般來說,PLC進行模擬量控制時需要將不同的模塊組裝成相應的控制系統,比如如主機模塊、I/O模塊、通信模塊以及模擬量控制模塊等,這為生產線的安全連鎖提供著主要依據。2、開關量控制:PLC對于自動開關量的控制是傳統繼電器所不可比擬的,其具有更高的可靠性和可維護性,可以構成邏輯控制范圍更大!系統集成度更高的控制系統,被廣乳化炸藥生產線之中。3、位置控制:位置控制在一般的工業自動化生產中占據著十分重要的位置,要利用PLC進行精確的位置控制就需要采用步進電機,通過脈沖電流控制步進電機來進行精確地位移。4、是系統集中控制:PLC有強大通信能力,其一可以有效控制生產現場的自動化設備,同時也可以對自身系統進行控制,比如控制系統的故障診斷。其二PLC能夠利用組態軟件與計算機和觸摸屏組成強大的人機界面便于遠程控制及現場監控。

雖然許多民爆企業在生產設備上都有了改進,自動化程度越來越高。但是國內的自動化水平,特別是與國外相比仍然有較大的差距。行業存在自動化程度較差,生產率低,材料浪費嚴重等問題,目前國內多家科研單位開展了生產自動化設備的研制工作,但是目前未見成熟的全自動化的生產設備投入使用[5]。國內的這種生產現狀說明自動化技術在民爆行業中的應用處于一個不斷發展但同時相對滯后的水平,面對全球經濟自動化程度越來越高的形勢,民爆行業亟需對導爆管生產設備進行自動化升級改造。這不僅僅是時展的需要、提高勞動生產率的措施,更是保證民爆這一高危行業安全生產的必經之路。

第8篇

關鍵詞:計算機應用;實驗系統;設計;液位系統;控制算法;過程控制;實驗平臺

1 研制液位過程控制綜合實驗系統的背景

最近幾年,科教儀器受到了高等院校的重視,碩士論文 許多教學實驗設備都是由許多公司、企業和高等學校共同來完成的,由學校提供教學實驗設備的想法和技術,由企業來實現。作為學校方既得到實驗設備,更重要的是在生產過程中,教師通過這個途徑來實現自己的設計并能在生產實踐中不斷總結改進,及時反饋給企業;而企業則獲得了高校的技術支持并獲取了經濟效益,這顯然是一個很好的思路,可達到雙贏的目的。

液位不僅是工業過程中的常見參數,且便于直接觀察、容易測量,過程時間常數小。許多科教公司生產了不少液位過程控制系統,這些液位過程控制系統生產的目的是基于本科學生的實驗教學,大都采用的一階和二階對象,提供了許多種控制手段,但是可擴展性不強,不利于更高層次科研開發的需要,而且售價高昂。因此,筆者考慮設計了如下的水箱系統,組建計算機液位過程控制系統。

2 液位過程控制系統的基本組成

液位系統的工作介質是水,其基本組成如圖1所示。圖1 中箭頭表示水流方向。運行前,操作手動閥構成一定特性的被控過程,再接入調節器即可構成閉環系統。系統測量容器液位和管道壓力的變送器,送給計算機的數據采集卡,并通過相應的控制算法輸出控制信號給電動調節閥和變頻器,來改變輸入流量的大小,以實現對液位、壓力等參數的控制。

3 硬件電路設計

硬件部分主要有水泵、數據采集部分、變頻器和調節閥組成。

3.1 PCI-1710 數據采集控制卡

數據采集部分采用研華的PCI— 1710 數據采集控制卡。PCI— 1710 是一款PCI 總線的多功能數據采集卡。先進的電路設計使其具有更高的質量和功能。這其中包含最常用的測量和控制功能:12 位A/D轉換、D/A 轉換、數字量輸入、數字量輸出及計數器/定時器功能,具有16 路單端或8 路差分或組合模擬量輸入和2 路模擬量輸出通道。

3.2 DLL 技術

由于本系統采用組態王的工控軟件和Visual Basic 6.0 編程軟件,醫學論文 但VB 本身并不支持對硬件端口的操作。PCI—1710 的附帶軟件中包含了多種操作系統下的驅動程序,并可在VB 和VC++、BorlandC++、Delphi 等多種開發軟件環境下使用,其中包含有一系列能對硬件設備進行底層I/O 操作的函數。從VB 調用DLL 函數時,先在全局模塊或窗體的說明部分,用Declare 聲明所要使用的DLL 函數;然后,像使用VB 自己的函數一樣調用這些函數。進行動態鏈接庫調用前,必須安裝研華AdvantechDriver for WIN95/NT/XP 程序,程序安裝結束后才會添加其相關的DLL 庫到系統的Windows 安裝目錄下的System 子目錄中(如Advapi32.d11 庫等)。為方便用戶,研華開發商制作了“ Driver.bas”文件,其中聲明了有關DLL 函數及相應的結構,只需把“ Driver.bas”導入VB 工程的模塊中,用戶就可省去聲明DLL 函數的麻煩。

轉貼于 3.3 注意事項

使用中,PCI— 1710 采集卡的信號線要盡可能遠離電源線、發電機和具有電磁干擾的場所,也要遠離視頻監視系統,因為它會對數據采集系統產生很大的影響。在現場試驗中,如果信號線和電源線必須并行(比如在同一個電纜溝里),則兩者之間必須保持適當的安全距離,同時最好采用屏蔽電纜,以確保信號能夠安全準確地傳輸。采集卡的每個通道的模擬量采集都有一個輸入電壓范圍,超過了這一范圍會造成采集卡A/D 轉換部分的燒毀。所以在采集模擬信號時,要保證被采集的信號在設定的量程范圍內。

4 軟件設計

軟件總體結構,如圖2 所示。

利用工控組態軟件來實現控制系統示意圖和動態顯示,形成實驗數據報表;利用VB 編寫數據采集程序獲取系統的液位和壓力等參數;利用matlab軟件實現參數辨識、控制算法的編寫。

5 控制算法設計

本系統提供一個驗證和比較各種控制算法的實驗平臺,控制算法的修改和參數攝制的變化均不影響其他的模塊,這樣可以為控制算法的驗證提供一個通用的平臺。選控制對象為單回路,出水閥門開度保持不變,采用PID 控制算法對其進行控制達到了很好的效果,響應曲線如圖3 所示。

6 結束語

從目前實驗效果上看,基本實現了設計的目標,對于單容對象的控制取得了較好的控制效果,職稱論文 控制算法也只是PID 控制算法。但是,一個具有一定的通用性和擴展性的控制算法的實驗驗證平臺基本建成。今后,對于具有耦合的多輸入、多輸出系統可以研制更好的控制算法,能夠滿足更高層次教學科研的要求。

參考文獻

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[2] 謝劍英,賈青.微型計算機控制技術(第3 版)[M].北京:國防工業出版社,2001.

[3] 付家才.工業控制實踐技術[M].北京:化學工業出版社,2003.

[4] 馬明建,周長城.數據采集與處理技術[M].西安:西安交通大學出版社,2003.

第9篇

【關鍵詞】PID;電子膨脹閥;自動控制

在傳統太陽能輔助熱泵中,都是采用的毛細管來調節的,因為它有其自身的一些優點:具有無運動部件、結構簡單、價格比較便宜,在使用的時候不需另外安裝貯液器,而且充液量比較少,停止運行后冷凝器與蒸發器的壓力可以較快地達到自動平衡、能夠減輕壓縮機的啟動負載的能力等優點。不過,調節性能相對差,而且供液量不能隨工作狀況的變動而調節等一些缺點,也就慢慢的不再能滿足人們的要求。于是我們就用電子膨脹閥(Electronic Expansion Valve,簡稱EEV)來代替毛細管。太陽能輔助熱泵系統原理圖如圖1示:

圖1 SAHPM 系統循環原理示意圖

PID控制器已有半個多世紀的歷史,在人們過去幾十年的實踐中,總結出了許多實踐經驗。對于不同的對象和需求逐步對它進行了改善,再加上計算機的應用,使許多原來的在模擬PID控制器中無法實現的問題都一一得到了解決,并且產生了一系列的改進型算法。例如:不完全微分PID控制算法、帶死區的PID控制算法、和積分分離式的PID控制算法。每種PID控制算法都有自身的優缺點;選用的時候應根據被控對象的特點及特性來選擇使用哪種改進式PID控制算法。本文基于EEV需要頻繁的改變其開度的特點,選用了帶有死區的PID控制算法。

對于一些控制精度要求不高,但希望系統工作穩定的,而且執行機構不要頻繁動作的某些生產過程。人們提出了一種帶死區的PID控制算法。所謂死區的PID控制,就是在計算機中人為地設置了一個不靈區(一般為對稱區域),當偏差的絕對值小于某一值時,就不產生新的控制增量,也就是控制量保持不變;當偏差的絕對值大于該值時,就進行正常的PID運算后輸出。帶死區的PID控制算法為:

Δu(k)=0 e(k)

其控制特性如圖1。-β~β是一個設定好的死區,β也是一個可調參數,他的大小是由具體對象通過實驗確定的,或者根據經驗來確定。適用于控制精度要求不是太高、控制動作盡可能少的場合。

圖2 帶死區的PID控制特性圖

1 電子膨脹閥的PID控制原理

為了達到系統控制的要求,我們要考慮兩個方面:一方面,一定流量的制冷劑需要此系統室外機(也就是蒸發器)來提供。另一方面,也是EEV的穩定工作的必要條件系統正常穩定運行,室內冷凝器出口應該有一定的過冷度。因此,EEV的控制策略是以蒸發器與集熱器的出口過熱度為依據,根據過熱度值高低,進行調節電子膨脹閥的開度的大小,使輸出工質流量與蒸發器、太陽能集熱器熱負荷需要相匹。

在圖1中,EEV-PID控制系統主要是由檢測傳感器及其控制調節器來組成的,溫度傳感器檢測集熱器以及蒸發器進出口溫度,在整個控制調節系統中計算她的差值作為蒸發器出口過熱度,用TSH來表示,即:

ΔTSH =Tee-Tei (2)

2 電子膨脹閥的PID控制模型的建立

EEV作為太陽能熱泵空調的核心元件,對他進行精確地控制,是非常重要的,尤其是控制方法對整個系統的穩定性都起著非常重要的作用。然而控制方法的選擇也必須根據自身的特點來進行選擇。在SAHPM系統中,由于EEV的開度需要頻繁的改變,所以為了消除頻繁動作所引起的震蕩,采用帶死區的PID控制,如圖2所示。相應的控制算式為:

e′(k)=e(k)

式(3)中,死區是一個可以調節的參數,他的具體數值可以根據實際以控制對象(或者由實驗)確定。如果值太小,使控制動作過于頻繁,達不到穩定被控對象的目的;若值太大,則系統將產生較大的滯后。

此控制系統實際上是一個非線性系統。即當e(k)≤e■時,數字調節器輸出為零;當e(k)>e■時,數字調節器PID輸出。

在熱泵系統增載、卸載過程中,為避免調節閥滑塊位置的頻繁變動,應當為“制冷進溫”和“制熱進溫”設定死區,如-1~+1°C。

圖3 電子膨脹閥的帶死區的PID控制模型

3 電子膨脹閥的PID控制

圖4所示為帶有PID調節器的蒸發器側的電子膨脹閥PID控制系統控制框圖。

圖4 電子膨脹閥PID控制框圖

在本系統中,電子膨脹閥采用的是直線步進電機驅動,Y(s)是指調節器輸出的膨脹閥的開度信號,m1(s)是指蒸發器側電子膨脹閥的制冷的劑流量,Vf為出口過熱度ΔT1的反饋信號,V為預設過熱度ΔTr的標準電壓信號,ΔT指的是系統輸出的實際過熱度。本系統中各個環節的傳遞函數如下:

1)PID調節器 考慮到PID調節方法,其傳遞函數為:

H■(s)=Y(s)/E(s)=K■(1+■+T■s) (4)

式(4)中:KP――調節器的比例增益,用s來表示;Td――調節器的微分時間,用s來表示;Ti――調節器的積分時間,用s來表示;E(s)――調節器的輸入量;Y(s)――調節器的輸出量。

2)蒸發器/集熱器 集熱器與蒸發器在系統供熱模式下工況作用相同,將二者傳遞函數均視為具有滯后的一階慣性環節,其傳遞函數為:

H■(s)=■=■ ■ (5)

式(5)中:K――蒸發器/集熱器之間的增益;T――蒸發器/集熱器的時間常數,用s來表示;τ――蒸發器/集熱器的滯后,用s來表示;m(s)――電子膨脹閥制冷劑流量,單位為kg/s。

為了便于控制裝置的計算,將式(5)寫成級數展開形式,并取其第一項的近似表達,有:

H■(s)=■=■ (6)

3)電子膨脹閥(EEV) 電子膨脹閥具有線性流量特性,因其開口很小,滑閥和錐閥的流動特性與薄壁小孔相近,因此可以利用薄壁小孔的流量公式來計算制冷劑流經錐閥閥口的流量。其傳遞函數可表述為:

H■(s)=m(s)/X■(s)=C■πd■sinφ■ (7)

式(1.7)中:

XV(s)――閥開度,單位為mm;Cd――流量系數;dm――閥座的平均直徑,單位為mm;φ――錐閥閥角,單位為°;ΔP――錐閥進出口壓差,Pa;ρ――制冷劑密度,單位為kg/m3。

4)傳感器及轉換電路 傳感器采用熱電阻PT100,其傳遞函數為:

H■=■=■ (8)

式(8)中:V(s)――轉換電路輸出;T(s)――被測介質溫度;用℃來表示 C――比熱系數,單位是J/(kg?℃);R――熱阻,單位為Ω;γ――特性線斜率,近似為1。

4 結論

電子膨脹閥能夠更好的適應機電一體化的發展要求。隨著微機控制技術的崛起,機電一體化已成為制冷系統發展的新趨勢。電子膨脹閥已由原來的機械式控制向電腦式控制發展,充分體現了機電一體化的發展趨勢。

通過多次試驗,電子膨脹閥的PID控制及其數學模型,提高了整個太陽能輔助熱泵系統各個參數的穩定性。

【參考文獻】

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[2]王淑青,楊樺,何濤.模糊PID復合控制在變頻空調中應用研究[J].微計算機信息,2006,22(6):42-44.

[3]胡壽松.自動控制原理[M].北京:科學出版社,2001:29-69.

第10篇

關鍵詞:模糊控制;溫度;仿真;MATLAB

中圖分類號:TP273+.4文獻標識碼:A

The Use of Fuzzy Control in the Aspact of Industry Object's Temperature-controler

CAI Miao-miao

(Jiujiang University Electronics Engineering Institute,Jiangxi Jiujiang 332000)

Key words: fuzzy control;temperature;simulation;MATLAB

溫度是工業生產和日常生活中一個普遍而且重要的物理參數。本課題主要實現對一般工業對象的溫度模糊控制方案,并對控制方案進行MATLAB的仿真,以檢驗控制效果。

1 注塑機加熱桶的仿真

下面對工業常見對象注塑機的料桶加熱器進行仿真,設計的目的是對它的溫度進行控制。料桶加熱器具有一些特殊的控制特性:

(1)不對稱性:料桶加熱器通過電阻絲加熱,而冷卻卻完全依靠自然降溫,因而兩個過程有不對稱性,這要求控制策略上也要有不對稱性。

(2)溫度特性:由于熱傳遞和絕對溫度有關,因而料桶加熱器的特性也隨溫度變化而變化。這使得高溫時的料桶加熱器熱傳遞變快,從控制特性上表現為料桶加熱器的時間常數、純滯后時間減少。

(3)擾動特性:料桶加熱器的干擾因素多,而且干擾量大。

用PID控制方案顯然無法取得良好的控制效果,容易出現較大超調,所以下面有模糊控制方案,并進行Matlab的仿真。仿真過程在Simulink環境中進行。雖然仿真環境不可能與實際情況完全相同,但它的結果還是有相當的指導意義。當然,仿真結果的有效性最終還是由實際情況來確定。料桶加熱器一般可以看作帶有純滯后的一階對象,由系統飛升曲線可得其傳遞函數為G(s)=e………………………(2-1)

即:時間常數T=1500秒;放大系數K=170;滯后時間=40秒。

需要仿真的情況是:起始溫度設為100度,目標溫度設為200度,因為一般的料桶加熱器都要求這個溫度。開始階段要求系統全力升溫,最終穩定在200度附近,并避免大的超調。

經過仿真后可以看到,模糊控制的響應曲線比較平滑,基本沒有很大波動,而且沒有出現大的超調,符合原先的控制要求。但同時可以看到,響應曲線存在穩態誤差,這是因為模糊控制中沒有積分環節,使得穩態誤差不可避免.模糊控制把7%以內的誤差都看作零誤差對待,因此存在一個控制上的死區和盲區。下一部分論述了對單純模糊控制的改進,可以有效地克服這一不足。

2 自調整因子模糊控制

自調整因子模糊控制是一種基于規則修改的模糊控制,它的控制規則可以隨它所控制的過程的運行和環境的變化而自動地修改,使得對環境的適應能力提高。所以這種模糊控制器不光可以控制對象,而且能判斷在相應的控制階段采用相應的控制策略,因此它具有一定的智能性。與常規的基本模糊控制器相比,自調整因子模糊控制器增加了以下幾個模塊:

(1)性能測量:用于測量實際輸出特性與希望特性的偏差,以便為控制規則的修正提供必要信息,即確定模糊控制器輸出的校正;

(2)控制量校正:將模糊輸出的校正轉換為對被控變量的校正;

(3)控制規則修正:對控制量的校正通過修改控制規則來實現。

基本二維模糊控制器的解析式為:

u=f(ke×E+Kec×Ec)………………………………(3-1)

一般可將函數f取為線性函數,所以上式可簡化為:

u=g[a、E+(1-a)、Ec]a∈(0.1)……………………(3-2)

式中的a稱為調整因子,也稱為加權因子。它的引入使得模糊控制更能形象反映了人的思維特點。大家都有這樣的經驗,當某個對象的實際輸出值與設定值偏差很大時,首先想到的便是如何盡快的減少偏差,此時對誤差變化率反而不太關心了。反映在上述解析式中,便不難得到如下控制規則:當E很大時,相應的把加權因子也選得大一些,即表明控制輸出對誤差的加權大些,而對誤差變化率加權小,以消除當下巨大的偏差作為首要的控制任務。但這樣一來也會帶來弊端,就是隨著對誤差加權的增大,系統的超調也會上升,過渡過程會變得比較長,甚至產生震蕩,影響系統穩定性。可以通過反復試湊來求得恰當的調整因子,獲得良好的控制效果。

3 結束語

在面對復雜工業對象的控制時,傳統的PID控制往往難以取得很好的控制效果。而模糊控制具有很好的動態特性,在誤差比較大的初始調節階段,模糊控制可以快速的使曲線朝目標值變化,而且超調比較小,穩定性能好.但是,模糊控制器的設計是個難點,它建立在對系統特性充分了解的基礎上,且模糊控制對人的經驗的依賴性比較大,往往需要反復調試才能取得一個比較好的控制效果。本文提出的改進方法很有現實意義,它可以有效地彌補基本模糊控制器的不足,使得模糊控制與PID控制可以相互補充,取得更加良好的控制效果。

參考文獻:

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[4]吳勇.模糊控制規則的自動生成[D].中科院計算所碩士學位論文,1996.

第11篇

(1.武漢大學采購與招投標中心湖北武漢430072;

2.武漢大學后勤保障部湖北武漢430072)

【摘要】模糊控制是以模糊集合論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎的一種計算機數字控制技術。本文以工程實例詳細地介紹了模糊控制節能技術系統的構成,功能和特點,為中央空調的控制提供了全新的理念。

關鍵詞 模糊控制;節能技術;系統

Applicationofafuzzycontrolofenergy-savingtechnologyonthecentralairconditioner

DuanZhaoxia1,LeiBingshan2

(1.ProcurementandBiddingCenterofWuhanUniversityHubeiWuhan430072;

2.WuhanUniversityLogisticsOfficeHubeiWuhan430072)

【Abstract】Fuzzycontrolisacomputernumericalcontroltechnologybasedonfuzzysettheory,fuzzylanguagevariableandfuzzylogicreasoning。Inthisarticle,weIntroducestheCompositionofsystem,functionandcharacteristicsofEnergysavingtechnologiesoffuzzycontrol,andprovidesanewideaforthecontrolofcentralairconditioner.

【Keywords】Fuzzycontrol;Energysavingtechnology;System

1.引言

(1)公共和民用建筑空調系統的負荷主要來自于圍護結構傳熱(包括太陽輻射)、新風負荷和室內熱源。圍護結構和新風負荷是隨室外氣象條件而變化,室內熱源則是隨人員散熱量、設備散熱量逐時變化,因此,空調負荷是逐時變化的。由于空調系統一般是按照設計最大負荷來選擇冷水機組及水泵,且水系統的設計又考慮了10%~20%的富裕量,因此,空調系統絕大部分時間都在部分負荷下運行。現階段大多數大型建筑空調水系統均為定流量系統,在運行過程中水流量不能跟隨負荷變化,水泵始終按照設計負荷全速運行。因而冷水機組和水泵容量遠遠大于實際需要,空調系統的運行費用居高不下。因此,構建一種自動分析和控制的系統,確保系統始終在最佳工況下運行,是降低系統運行能耗最有效的方式。

(2)本文以我校某醫院內科(移植醫學)病房綜合樓(7.2萬m2)中央空調所安裝的節能控制系統為例,全面闡述該套節能控制系統組成和控制方式。該系統中央空調由3臺直燃機、4臺冷凍水泵、4臺冷卻水泵以及6組冷卻塔風機共24臺風機組成。系統機房運行最大負荷輸入功率627KW/h,冷凍水泵及冷卻水泵實行3用1備的原則,冷卻塔風機根據冷卻出水溫度變化變頻自動開啟。末端最大輸入功率340KW/h,按正常的運行工況看,該系統的在夏天開機狀態下的運行能耗為967KW/h,即每小時耗電量967度電左右,夏季全天的耗電量超過1.8萬度電。

2.模糊控制節能技術的系統組成

2.1模糊控制的概念及組成。

(1)模糊邏輯控制(FuzzyLogicControl)簡稱模糊控制(FuzzyControl),是以模糊集合論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎的一種計算機數字控制技術。通過系統的運行狀態參數采集,被控過程的信息歸納以及數據總結,利用庫存數據,把歷史數據與過程狀態參數結合起來,經過模糊計算推理,構成一組自適性完善的控制參數,適時自動優化群控策略,確保系統在不同負荷條件下始終以最佳工況運行,從而最大限度地降低系統運行能耗。

(2)系統節能控制組件包括:模糊控制器(數據庫、邏輯推理機、信號輸入輸出接口、處理器等)、變頻器、信號輸入反饋連接、動力連接、CRT觸摸屏界面等。基于模糊控制的中央空調變流量系統框架如圖1。

2.2主控模糊控制器。

主控模糊控制器由模糊化接口、數據庫、規則庫(知識庫)、推理機、解模糊接口等構成。它的輸入變量都選用受控變量,能夠比較準確的反映受控過程中輸出變量的動態特性。其中相關參數的采集是通過現場模糊控制箱中的PTIU模塊和SIU模塊對系統參數進行采集,主機工況通過DIU模塊采集,系統掃描周期為0.5秒,用半雙工的方式將所有模塊連接,并實時的將數據傳給上位機數據庫,數據庫中的數據不斷的以歷史數據及規則庫中的數據進行交換,模糊控制器不斷的對數據進行優化,并根據模糊控制預期算法模型和系統特性及循環周期,通過推理預測未來時刻系統的運行參數,達到對系統參數的優化,主控模糊控制柜置于空調機房中,通過通訊線纜與冷凍水泵智能控制柜、冷卻水泵智能控制柜、冷卻塔風機智能控制箱、現場模糊控制箱等設備連接。通過協議解析,與各控制柜進行通信,通過對空調系統全面的參數采集,實現對空調系統運行的集中監測、控制和管理。

2.3冷凍水(冷卻水)模糊控制系統。

(1)冷凍水模糊控制系統設置水泵智能控制柜4套(冷卻水模糊控制柜4套),實現對空調系統的4臺冷凍水泵變頻節能控制。每臺水泵智能控制柜經通訊導線與主機模糊控制柜連接,并接受、反饋和執行由控制系統發出命令。根據模糊預測算法模型、系統特性及循環周期,通過統計的方法計算出空調主機的輸出負荷,推理預測未來時刻系統的運行參數,達到冷凍水回水溫度的精確控制,在保證服務質量的前提下,最大限度的利用溫差空間,降低水泵運行能耗(冷凍水溫度運行區間見圖2)。

(2)水泵智能控制柜設置就地/遠程轉換開關,轉換開關置“就地”位可在柜上進行水泵起、停、調速,當處“遠程”位時,由模糊控制器控制空調主機、冷凍水泵起、停,對冷凍水泵進行速度調節。模糊控制器依據所采集的實時數據及系統的歷史運行數據,計算出負荷需用制冷量及最佳溫度、溫差、壓差和流量值,并與檢測到的實際參數作比較,根據其偏差值控制冷凍水泵的轉速,改變其流量使冷凍水系統的供回水溫度、溫差、壓差和流量趨于模糊控制器給定的最優值。

(3)當水泵智能控制柜啟動后,模糊控制器向對應變頻器發出控制指令,變頻啟動冷凍水泵,冷凍水泵啟動后,按模糊控制器輸出的控制參數值,調節各冷凍水泵變頻器的輸出頻率,控制冷凍水泵的轉速,動態調節冷凍水的流量,使系統在保證末端空調用戶的舒適度需求的同時,可實現最大限度的節能。

2.4冷卻風模糊控制系統。

(1)冷卻塔風機控制系統設置冷卻塔風機智能控制箱4套,冷卻塔風機智能控制箱6套以及閥門控制箱5套,箱內配置數字量接口單元以及相應控制電路,用于自動控制6組24臺冷卻塔風機的啟、停;冷卻塔風機智能控制箱經通訊總線與模糊控制柜連接,從而實現塔風機的自動啟動、停止控制。

(2)模糊控制器依據當時的環境溫度、濕度、末端負荷、冷卻塔效率特性、空調系統散熱量,進行模糊推理運算,計算出系統最佳轉換效率對應的冷卻水的進口溫度,并控制冷卻塔風機的運行臺數,動態調節冷卻塔風機的風量,使冷卻水的進口溫度逼近最佳冷卻水進口溫度,從而保證中央空調系統隨時處于最佳效率狀態下運行。本系統中閥門和冷卻風機聯動運行。

3.系統功能

3.1運行狀態監控。

(1)系統軟件界面采用三維流程圖顯示,可在CRT上直觀的反映現場系統的管路及設備的安裝布置狀況。流程圖上顯示了各個設備的一些主要參數,以便于操作員可以直接觀看。操作員可以在流程圖上點擊任意設備進入該設備參數的詳細顯示/控制界面(運行管理界面見圖3)。

(2)在各個界面上可完成中央空調系統工藝設備狀態的監控,包括制冷機組的運行/停止/故障狀態,單位時間能耗,累計能耗,單位時間制冷(熱)量,累計制冷(熱)量,累計運行時間等。同時可監測水泵(風機)的運行/停止/故障狀態,運行頻率,單位時間能耗,累計能耗,累計運行時間等以及閥門的開/關狀態,故障等。同時,也可實現對中央空調系統各熱工參數的監控,包括溫度、壓力(差)、流量、熱量等。

3.2系統控制模式。

(1)本控制系統設置有“運行策略”,在“運行策略”中提供了手動工頻軟啟動、變頻自動、變頻手動等多個控制模式供用戶選擇使用(控制模式選擇界面見圖4)。

(2)手動工頻軟啟動控制方式:在各個智能控制柜或現場模糊控制箱上,將變頻/旁路開關打到旁路上,由操作人員在現場直接進行啟動、停止或調節操作。此時軟件系統不能進行任何關于設備啟停的操作。當系統出現故障時,可使用“手動工頻軟啟動”模式實現設備的工頻運行,為系統提供了一種備用的使用方法。

(3)變頻自動控制方式:系統將按照預先設定的設備關聯方案、時間表、節能優化方案,由控制程序自動實現設備或執行機構進行啟動、停止或調節操作。此時系統采用具有人工智能的模糊控制,根據系統的負荷及歷史運行記錄來推斷該狀態下應該啟動哪些設備,所有設備均是根據模糊規則和優化算法模型來自動控制,以實現經濟高效運行。

(4)變頻手動控制方式:在各個智能控制柜或現場模糊控制箱上,由操作人員在現場直接進行啟動、停止或調節操作。此時軟件系統不能進行任何關于設備啟停的操作。當系統出現故障時,可使用“變頻手動控制”模式實現設備的人工手動調頻運行,為系統提供了一種備用的使用方法。

3.3設備關聯、系統群控及泵組優選。

(1)自動關聯:在模糊控制狀態下,按照設備運行的時間或設備故障情況,由程序自動組合設備(執行機構)之間的關聯關系。

(2)人工關聯:在系統組態過程中,由操作員根據實際需要制訂關聯計劃,來指定設備(執行機構)之間的關聯關系。

(3)自動機組群控:自動機組群控控制模式可根據根據流量與溫差來計算當前負荷(或直接通過能量表測量出負荷),并以當前負荷大小、歷史負荷記錄及負荷變化率,通過模糊推理規則來推斷當前最佳的主機運行方案,同時經過相應的安全性判斷之后確定最佳的主機運行臺數及需要投入運行的具體機組。系統根據負荷來自動啟、停主機,且負荷設定分為多個級別,可靈活避免中央空調機組的喘振現象出現,同時挖掘制冷機組的最大節能空間。

(4)基于時間策略的機組群控,是依據預先設置的“時間表單”自動啟動或停止相關設備。用戶可根據氣候變化和實際需求情況,制訂相應的時間表,由程序按照事先設定的時間自動起停設備或開關執行機構。在自動控制過程中,系統實時計算當前負荷所需的冷凍水流量,并推算在滿足該流量及壓力條件所需運行的并聯冷凍水泵臺數及其工作頻率,使該狀態下所消耗的功率最小,以實現最佳節能。

3.4控制參量的設置、權限管理及計量。

(1)在設備顯示/控制界面,可完成對各設備的監測,也可設置或修改系統運行參量和設備控制參量,包括:冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機、熱水泵電機遠程手動控制頻率設置;調節閥開度設置;主機冷凍水出口溫度低溫報警點;主機冷卻水出口溫度高溫報警點;主機冷凍水流量低報警點;管路壓力高、低報警點;冷量分支路計量。

(2)系統的用戶操作管理級別分為四級:普通級無需進行身份認證,只能監視設備運行狀態和參數。操作員級需要進行身份認證才能進入,可以進行設備啟停操作,修改設備運行參數,也可以修改自身密碼。管理員級需要身份認證才能進入,可以添加/刪除操作員,可以修改時間控制程序、服務質量需求和其他一些運行策略。用戶對超越自己權限的功能進行操作控制,系統將無任何響應。

(3)本控制系統設置了各種計量裝置或儀表,可實現的能耗計量包括:各個機電設備的電能消耗量,各個空調主機的能源消耗量和各個空調支路的輸出冷(熱)量。

4.模糊控制的技術特點

智能模糊控制技術,與樓宇自動化采用的PID(比例——積分——微分控制器)等控制技術相比,具有明顯技術特點:

(1)首先,它是以技術工程師的豐富實踐經驗和思維過程構建的模糊規則為依據進行推理與判斷,模擬工程技術專家做決策的過程來解決復雜專業問題。它無需對被控對象建立精確的數學模型,只需作模糊描述即可實現控制。

(2)其次,模糊控制是通過引入模糊邏輯語言變量及它們之間構成的模糊關系進行模糊推理,從而使計算機控制進入那些基于精確模型無法控制的區域,以便獲得基于精確模型控制所無法達到的精確控制效果。

(3)最后,鑒于模糊控制先進的控制功能,用它控制的變頻調速可以實現中央空調水系統真正意義上的變溫差、變壓差、變流量運行,使控制系統具有高度的應變能力,可根據對被控動態過程的參數收集識別,自適應地調整運行參數,以獲得最佳的控制效果。顯然,憑借著這種復雜非線性,才使得模糊控制成功地控制和克服了被控中央空調系統的非線性、時變性及不確定性等復雜性,從而達到很高的控制精度,實現中央空調系統的最優化運行——安全、舒適、節能。

5.結束語

該套模糊控制節能系統自2010年安裝調試完畢,至今已運行了4年,效果良好。通過對本地區類似項目進行比較和統計,該系統能耗大幅度降低,每年可節約能耗在50萬元以上。如果以設備使用壽命為15五年計算,可帶來至少700萬元以上的經濟收益。且在使用模糊控制中央空調節能系統后,中央空調系統實現了計算機管理,運行管理的自動化程度得到大大提高。同時,水泵實現在低頻狀態下啟、停,大大減少對電網的沖擊和對電機的磨損,減少設備的故障率,延長設備的使用壽命。實踐證明,它是中央空調這種多參量、非線性、時變性且參量間耦合很強的復雜系統最適宜的控制方式,也是目前最先進的控制方式。

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[13]李玉云,王永驥.人工神經網絡在暖通空調領域的應用研究發展.暖通空調.

第12篇

論文關鍵詞:精確林業 GPS GIS

論文摘要:概述了“精確林業”的內涵及其主要支撐技術 (包括 GPS、GIS、RS、DBMS、DSS、VRT等 )、操作過程和國內外研究現狀 ,并對精確林業在中國的發展前景進行了探討。

在現代信息技術、生物技術、工程技術等一系列高新技術的推動下,林業正在進入以知識高度密集為主要特點的知識林業發展階段,于是,“精確林業(Precision Forestry)”應運而生。所謂精確林業,即在林業生產過程中運用視覺傳感器、衛星定位等高新技術,實時測知工作對象所需工作的質、量和時機等數據,通過對影響林木生長的環境因素實際存在的時空差異性的分析,判別林木長勢優劣,確定影響長勢的原因,提出科學處方,采取技術上可行、經濟上有效的調控措施,消除和減少這些差異,按需定量實施灌溉、施肥和噴藥,以實現最小資源投入、最大林業收益和最少環境危害。

1、精確林業的主要支撐技術

精確林業以3S技術、信息技術、智能化決策技術、可變量控制技術等為技術支撐體系,以生態學、造林學、工程學、系統學、控制學、測繪學為指導,能在自動化、智能化、一體化、時效性、準確性、可靠性等方面滿足人們的需要,它的建立依賴于地球空間信息基礎理論及其它高新科學技術的發展。

1.1 全球定位系統

全球定位系統(GPS)是_種可供全球享用的空間信息資源,具有全球性、全天候、高精度、用途多、可靠性好、覆蓋范圍廣、定位速度快、抗干擾性強和自動化程度高等特點。在精確林業中,它主要實現對采集的林間信息進行空間定位,實時、快速地提供包括各類傳感器(如CCD攝像頭)和運載平臺(如作業車輛、飛機等)目標的空間位置,輔助作業機械完成處方實施.

1.2 地理信息系統

地理信息系統(GIS)可以在計算機硬件、軟件系統的支持下,存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表面與空間和地理分布有關的數據,把地理位置和相關屬性有機地結合起來,根據用戶需要將空間信息及屬性信息準確真實、圖文并茂地輸出。在精確林業中,它主要實現對多種來源的時空數據進行存儲、分析和處理,根據數據繪制電子地圖,作為新的集成系統的基礎平臺。

1.3 遙感

遙感(RS)是一種多平臺、多波段、高分辨率和全天候的對地觀測技術,主要通過遙感器獲取地球表面(層)自然界目標的波譜特征信息及對這些信息進行加工、處理,從而達到認識自然界的目的。在精確林業中,它主要用于實時地獲取樹木生長環境、生長狀況和空間差異的大量時空變化信息,及時對GIS進行數據更新。

1.4 數據庫管理系統

數據庫管理系統(DBMS)使存儲和查找數據最優化,實現了﹁體化存儲和初步的一體化查詢,具有很好的完整性,避免了數據過于瑣碎帶來的不便。在精確林業中,它主要用于建立包含林木長勢、自然條件和歷史數據等信息的數據庫,同時,它使GIS軟件能充分利用商用數據庫已經成熟的眾多特性,如快速索引、數據完整性和一致性保證、安全和恢復機制及分布式處理機制,明顯提高GIS軟件管理空間數據的能力。

1.5 決策支持系統

決策支持系統(DSS)綜合了專家系統(ES)和模型系統(SS),它根據專家在長期生產中積累的知識,建立作物栽培模型、統計趨勢分析與預測模

1.6 可變量控制技術

可變量控制技術(VRT)就是根據不同位置及要求自動改變施用比率的技術。它通過計算機控制,對林木所需用的水、肥料、農藥等變量的類別和數量進行判斷,根據需要調控如植保機械向林間噴灑這些變量的速率,使系統能在特定時間對特定目標進行操作規劃,以達到精確定量地灌溉、施肥、噴藥的目的,體現了“對癥下藥”、“按需給予、”“變量投入”的原則,它的實施可有效避免傳統粗放型林業生產活動中造成的資源浪費和伴隨的環境污染問題。在精確林業中,它主要實現對生產過程進行調控,合理地進行施肥、灌溉、施藥等措施。GIS繪制電子地圖,生成林木長勢情況分布圖,分析此圖,獲得林區內樹木長勢的差異程度一根據該圖,對影響樹木成長的各項因素進行分析,將地形、土質、土壤肥力、土壤含水量、氣候狀況、蟲害、病害發生情況空間數據輸入計算機,利用樹木生長發育模型、相關作業的專家知識庫等建立空間智能決策支持系統,確定產生長勢差異的原因,生成林木管理處方圖一根據處方圖,生成響應林業機械的智能控制軟件,按照按需投入、區別對待的原則,利用可變量控制技術實施施肥、噴藥等操作一對其執行效果進行評估。

2、精確林業的基本操作過程

精確林業的出現,使定量獲取影響樹木長勢情況的因素及最終生成的空間差異性信息,實施可變量投入,達到低成本、低消耗、高效率、環保好等目標成為可能。圖1是精確林業基本操作過程的示意圖,其實施過程可描述為:帶GPS和實時傳感器的作業機械隨時間和空間變化自動采集林間定位及對應林班的樹木長勢情況數據一通過型、空間分析與技術經濟分析模型,通過用戶選擇最優模型,輸入模型的參數,獲得仿真運算結果,從而為決策提供輔助支持的依據。在精確林業中,它主要實現對樹木長勢、病害、蟲害的發生趨勢進行分析模擬,針對林木生長環境和生長條件的時空差異性,生成處方圖,提供各林班施肥噴藥方案,對精確林業的實施效果、經濟效益進行評估。

3、精確林業的研究現狀

3.1 國外研究動態

一些發達國家在精確林業相關技術的研究方面發展較快,如在森林土壤類型分析、林地適應性評價、森林生態環境模擬、林木育種以及生長監測和森林收獲等領域已有成熟的應用。

美國林務局為每個林管局和林業研究所配備了資源級GPS接收機,主要用于災害監測和防治的飛機導航、林相圖的自動更新和林區作業的定位服務。

美國林務局和伊利諾大學聯合開發的Smart Forest軟件,實現了森林景觀的可視化,以DTM三維顯示技術為基礎,使用GIS作為決策支持媒介來考察景觀尺度的資源狀況,在林業信息的支持下,可以從不同視角模擬觀察森林景觀及其變化。

美國太空成像公司對原有的利用衛星RS數據監測火災的技術和方法進行了歸納、整理和合并,形成了一套基于Internet影像查詢系統的、實用的火災探測算法,該算法具有自適應和區域性敏感的特點,所以適合于區域和全球火災監測,可以實時獲取火災位置等信息。

Reid等人(2001)研究開發了FIAMODEI。來存儲和分析林業數據,主要具有森林現狀分析、發展趨勢預測、森林生態景觀分析、觀光風景區內的森林布局等功能,同時,它還可提供林道、河流、邊界等數據的查詢。

Dimitru和Olson運用空間信息系統集成和衛星數據來確定森林覆蓋率。技術路線是,通過像素尺寸的變化來判別樹種是否有所增加,對比Landsat TM和SPOY—XS遙感衛星攝像2、3、4波段得到的數據,可以得到林區內較為準確的信息。

美國克羅拉多大學研究開發了一套航空錄像的自動配準和校正系統,它是實時獲取資源信息的RS工具,克服了影像配準與幾何校正的時間太長、費用太高、與精確GIS匹配能力有限的缺點,在不增加過多硬件的基礎上,極大降低了人為干預的操作,主要用于監測森林病蟲害。

3.2 國內研究動態

福建農林大學交通學院研究開發了基于GIS的木材運輸決策支持計劃系統,它綜合運用線形規劃和GIS技術,可以協助計劃者確定最小費用集運材路徑、確定最佳楞場空間位置和木材流分配,目標是在需材單位定貨和森林資源條件的約束下,木材集運綜合成本最低。

東北林業大學完成了基于WEB和3S技術的森林防火智能決策支持系統的研究,實現了林火數據庫、林火預報預防、林火蔓延模型、撲火指揮決策等方面的智能化、網絡化管理,使系統能夠在互聯網上實現運行和信息傳輸,自動優化系統參數和自動修正模型參數,形成撲火指揮決策支持專家系統。

南京林業大學機電學院開展了利用以機器視覺、圖像處理、GPS、GIS、DBMS、DSS、VRT為代表的高新技術從事精確林業的構成、實現、應用等研究,開發了基于機器視覺的室內農藥自動精確施用系統。該系統以實驗室環境中所建的試驗模型為研究對象,模擬農藥施用的真實情況,用總結出的一套算法進行圖像處理,并以此為依據做出決策控制噴頭實現農藥的精確施用,分析和探索了在自然環境中基于實時視覺傳感技術的農藥精確施用的可行性和效果。在實驗室內開展了一系列的試驗和研究,對施藥過程中的運動模擬、樹木圖像采集、圖像分割、施藥決策、數據交換、噴霧執行等主要問題和技術難點做了較為深入的探討和研究,涵蓋了基于實時視覺傳感技術的農藥精確施用的主要技術要點。實驗室測試表明,該系統運行良好并有很好的戶外應用前景,特別適用于路旁樹木的病蟲害防治,林木栽植株距較大時,和常規施藥方法相比,可節省50%以上的用藥量。

此外,該學院還開展了農藥精確噴霧機時空數據分析與融合研究,目標是建立集CCD攝像頭、GPS、GIS為一體的移動式農藥精確噴霧系統,圖2為該系統的技術路線圖,它的設計思路是:將CCD實時立體攝像系統、GPS、GIS在線地安裝在高射程噴霧機上,隨著噴霧機的行駛,所有系統均在同一時間脈沖控制下進行實時工作,把GPS精確定位數據和CCD獲取的林木數字圖像通過處理隨時送人GIS中,而G1S中已經存儲有電子地圖信息和林班圖,在GIS平臺上有效集成時空數據、屬性數據以及歷史數據,根據歷史上病蟲害發生情況和植物保護專家在長期生產中獲得的知識,進行病蟲害統計趨勢模型和技術經濟分析,建立農藥使用技術專家系統,并根據實時數據分析、圖像處理、噴霧目標特征和病蟲害防治目標閾值,建立智能決策支持系統,從而可針對當時當地的森林病蟲害防治實際需要確定農藥投入的種類、數量等,指導自動執行變量投入決策,控制可變量噴頭實現農藥精確定量噴霧。根據不同林業生產情況及病蟲害發生類型、程度,利用此系統來對應控制特定區域做出可變量控制決策而實現農藥精確對靶噴霧,在最大程度上杜絕非目標農藥沉積,減輕環境污染。

4、精確林業在我國的發展前景

我國已經進行了一定規模的精確農業試點工作,部分技術、產品已趨成型,如由北京農業信息技術中心承擔的北京市小湯山精確農業示范工程已進行了谷物測量、水分在線測量、田間信息采集、RS監測作物長勢、水分、病蟲草害、防治環境監測、GPS采樣定位、導航、農業ES分析、農業機械的實時在線控制等試驗。林業與農業相比有諸多不同,如森林資源類型多、區域差異大、周期長、干擾多、變化快、條件復雜,決定了精確林業實現的難度要比精確農業大。