導(dǎo)語：如何才能寫好一篇控制器設(shè)計論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1高速握手

USB2.0設(shè)備連接到主機(jī)后，主機(jī)給設(shè)備供電并發(fā)送復(fù)位信號復(fù)位設(shè)備，之后設(shè)備進(jìn)入全速模式工作，由圖2所示在fullspeed狀態(tài)檢測到SE0(linestate[1:0]=00)持續(xù)2.5μs后,高速握手開始，設(shè)備控制器進(jìn)入sendchirp狀態(tài)，設(shè)備向主機(jī)發(fā)送一個持續(xù)時間大于1ms的K(linestate[1:0]=01)信號以檢測主機(jī)是否支持高速模式。設(shè)備進(jìn)入recvchirp狀態(tài)并準(zhǔn)備接收來自主機(jī)的JK序列。主機(jī)支持高速并檢測到K之后，向設(shè)備發(fā)送JKJKJK序列以檢測設(shè)備是否支持高速模式。設(shè)備控制器在recvchirp狀態(tài)成功檢測到3對JK序列后高速握手成功，進(jìn)入到highspeed模式工作；否則，設(shè)備以全速模式工作。

2設(shè)備掛起

根據(jù)USB2.0協(xié)議，為了減小功耗，當(dāng)總線3ms沒有動作時，設(shè)備需進(jìn)入掛起（suspend）狀態(tài)，設(shè)備在掛起狀態(tài)只能消耗小于500μA的電流，并且進(jìn)入掛起后設(shè)備需要保留原來的狀態(tài)。(1)全速模式掛起:檢測到總線狀態(tài)為SE0達(dá)到3ms，設(shè)備從fullspeed狀態(tài)進(jìn)入suspend狀態(tài)。(2)高速模式掛起：設(shè)備工作在高速模式時，由于高速復(fù)位和高速掛起都是發(fā)送一個大于3ms的總線空閑信號，因此設(shè)備需要區(qū)分這兩個事件。如圖2，處于highspeed狀態(tài)時，設(shè)備檢測到總線空閑(SE0)3ms，進(jìn)入hsrevert狀態(tài)。之后檢測總線狀態(tài)不為SE0，此后設(shè)備掛起。假如在hsrevert狀態(tài)后還檢測到SE0持續(xù)100μs,則判斷為高速復(fù)位，clrtimer2=1。設(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)換到sendchirp狀態(tài)，開始設(shè)備的高速握手。

3掛起恢復(fù)

設(shè)備處于掛起狀態(tài)時，在它的上行口接收到任何非空閑信號時可以使設(shè)備恢復(fù)工作[5]。(1)全速掛起恢復(fù)：設(shè)備從掛起狀態(tài)起檢測到的不是持續(xù)的J，則恢復(fù)到fullspeed狀態(tài)，以全速模式工作。(2)高速掛起恢復(fù)：掛起時保留著高速連接狀態(tài)，highspeed=1且hssupport=1,掛起恢復(fù)需要判斷是由總線動作引起還是系統(tǒng)復(fù)位引起。設(shè)備中測到總線狀態(tài)為SE0，說明是由復(fù)位引起的掛起恢復(fù)，設(shè)備狀態(tài)進(jìn)入sus-preset，然后檢測到SE0持續(xù)2.5μs后，進(jìn)入高速握手過程sendchirp狀態(tài)；反之，檢測到掛起恢復(fù)信號K，則設(shè)備從掛起恢復(fù)到高速模式。

4復(fù)位檢測

集線器通過在端口驅(qū)動一個SE0狀態(tài)向所連接的USB設(shè)備發(fā)出復(fù)位信號。復(fù)位操作可以通過USB系統(tǒng)軟件驅(qū)動集線器端口發(fā)出復(fù)位信號,也可以在設(shè)備端RE-SET信號置1，進(jìn)行硬件復(fù)位。(1)設(shè)備是從掛起狀態(tài)復(fù)位：在suspend狀態(tài)檢測到SE0時，設(shè)備跳轉(zhuǎn)到suspreset狀態(tài)，檢測總線狀態(tài)為超過2.5μs的SE0后設(shè)備啟動高速握手檢測，即進(jìn)入sendchirp狀態(tài)。(2)設(shè)備從非掛起的全速狀態(tài)復(fù)位：設(shè)備在檢測到2.5μs<T<3.0ms的SE0狀態(tài)后啟動高速握手檢測。硬件縱橫HardwareTechnique(3)設(shè)備從非掛起的高速狀態(tài)復(fù)位：設(shè)備在high-speed狀態(tài)檢測到總線上持續(xù)時間3.0ms的SE0后，設(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)換到hsrevert，以移除高速終端并重連D+的上拉電阻，此時為全速連接狀態(tài)；之后設(shè)備需要在100μs<T<875μs的時間內(nèi)采樣總線狀態(tài),檢測到SE0持續(xù)2.5μs后，進(jìn)入sendchirp狀態(tài)，開始高速握手過程。

5仿真及驗證

篇2

1．1控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

為了滿足廢墟災(zāi)難環(huán)境中的控制需求，設(shè)計了蛇形機(jī)器人控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)上層是監(jiān)控系統(tǒng)，通過ZigBee無線模塊給主控系統(tǒng)發(fā)送控制蛇步態(tài)的指令，如蜿蜒、蠕動、翻滾、分體等。主控系統(tǒng)的音視頻信息和慣導(dǎo)、溫度、濕度、壓力、有害氣體等傳感器信息分別通過1．2G無線收發(fā)模塊和ZigBee模塊傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)顯示。主控模塊通過ZigBee無線模塊與從控系統(tǒng)進(jìn)行通信，以控制其實現(xiàn)相關(guān)的步態(tài)。

1．1．1主控系統(tǒng)

主控系統(tǒng)主要由ARM核微處理器STM32、無線通信模塊以及傳感器組成。主控系統(tǒng)通過無線模塊接收監(jiān)控系統(tǒng)的控制指令，并根據(jù)指令決定搜救機(jī)器人的運動步態(tài)、運動方向以及到達(dá)目標(biāo)的位置;傳感器收集災(zāi)難環(huán)境中音視頻、溫度、濕度、有毒氣體以及紅外測距信息，微處理器根據(jù)測距信息選擇合適的運動步態(tài)，并將控制指令通過無線模塊發(fā)送給從控系統(tǒng)去執(zhí)行。

1．1．2從控系統(tǒng)

從控系統(tǒng)使用了和主控制器一樣的高速ARM處理器，可同時控制18路PWM舵機(jī)。從控系統(tǒng)通過ZigBee無線模塊從主控制系統(tǒng)獲得控制指令，通過PWM信號控制關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)運動。

1．2步態(tài)控制

Serpenoid曲線用來規(guī)劃蛇形機(jī)器人的運動軌跡，并確定搜救機(jī)器人的驅(qū)動函數(shù)。

2實驗平臺

2．1蛇形機(jī)器人簡介

該機(jī)器人具有如下幾個特點:1)采用3D打印而成，既縮短了加工周期又節(jié)約了成本;2)通過ADAMS軟件仿真，進(jìn)行了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計，直線長度為2m，具有6個正交關(guān)節(jié)和1個分體機(jī)構(gòu)，腿部具有變形機(jī)構(gòu)，可以進(jìn)行站立、臥倒、蜿蜒、蠕動、分體、翻滾等步態(tài);3)機(jī)器人采用6V，4500mAh的電池供電，確保機(jī)器人能夠連續(xù)運動0．5h以上。

2．2平臺搭建

按照前文所述，搭建了柔性變形蛇形機(jī)器人控制系統(tǒng)的整套硬件電路。

3實驗結(jié)果

3．1通信實驗

蛇形機(jī)器人上位機(jī)監(jiān)控界面，上位機(jī)通過遠(yuǎn)程監(jiān)控搜救機(jī)器人自主移動、翻越障礙物、爬坡等實驗，通過無線模塊實時傳輸機(jī)器人所處環(huán)境的各種傳感器信息，并能綜合各種環(huán)境信息通過無線模塊控制機(jī)器人運動。實驗驗證了蛇形機(jī)器人控制系統(tǒng)可實現(xiàn)多信息的實時準(zhǔn)確無線通信，能夠滿足復(fù)雜搜救環(huán)境的通信需求。

3．2移動性能實驗

經(jīng)過多次實驗，不斷地調(diào)試分別實現(xiàn)了自主柔性變形蛇形機(jī)器人蜿蜒、蠕動、分體、翻滾等平面和立體運動步態(tài)，運動平穩(wěn)，曲線平滑，蜿蜒運動速度可達(dá)0．5m/s。通過穿越狹小空間、翻越障礙物、爬坡等試驗，驗證了蛇形機(jī)器人在不同的環(huán)境中，具有良好的多步態(tài)運動穩(wěn)定性和自主移動性能。蛇形機(jī)器人在模擬災(zāi)難場景中的各種運動步態(tài)。

4結(jié)束語

篇3

【關(guān)鍵詞】內(nèi)部控制設(shè)計原則設(shè)計理念設(shè)計思路動態(tài)設(shè)計靜態(tài)設(shè)計

美國COSO委員會（CommitteeofSponsoringOrganizationsoftheTreadwayCommission）在1995年的報告指出：“內(nèi)部控制是由企業(yè)董事會、經(jīng)理當(dāng)局以及其他成員為達(dá)到財務(wù)報告的可靠性、經(jīng)營的效果和效率以及現(xiàn)行法規(guī)的遵守等三個目標(biāo)而提供合理保證的過程”。它認(rèn)為內(nèi)部控制整體構(gòu)架主要由控制環(huán)境、風(fēng)險評估、控制活動、信息與溝通、監(jiān)督五要素構(gòu)成。完善的內(nèi)控制度是企業(yè)成功的保障。一個強(qiáng)有力的內(nèi)控系統(tǒng)意味著公司能夠提高效率，加強(qiáng)對外部事物的控制能力，人們可以由此得到可靠的相關(guān)信息并在合適的時間和地點來使用；好的管理和有效的內(nèi)控可以保證一個組織隨時處理出現(xiàn)的不利情況，限制其不利影響，也可以給公司成員充分的自由度來發(fā)揮其判斷力和想象力，管理錯誤行為帶來的風(fēng)險，從而幫助公司成功。因此，對企業(yè)內(nèi)控制度設(shè)計原則與思路進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實意義。

一、企業(yè)內(nèi)控設(shè)計原則

企業(yè)內(nèi)控系統(tǒng)要保證企業(yè)自身運行和信息處理的高效率，其設(shè)計要以國家的政治經(jīng)濟(jì)體制和企業(yè)自身的特點為基礎(chǔ)，以法律制度為依據(jù)，這是內(nèi)控制度的基本指導(dǎo)思想。現(xiàn)代企業(yè)內(nèi)控系統(tǒng)設(shè)計原則的確立必須以此作為出發(fā)點。

（一）普遍性原則

企業(yè)是一定環(huán)境下的企業(yè)，其生存和發(fā)展受到環(huán)境的制約。企業(yè)環(huán)境主要包括政治環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、自然環(huán)境、法律環(huán)境、管理環(huán)境等。企業(yè)內(nèi)控制度的設(shè)計也必須充分考慮企業(yè)的外部環(huán)境，這是企業(yè)能夠生存的前提，也是企業(yè)內(nèi)控系統(tǒng)信息輸入與輸出口徑與外界環(huán)境相適應(yīng)的前提。所以企業(yè)在制定內(nèi)控制度時，首先必須考慮我國國情，在宏觀上和我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢取得一致。社會主義市場經(jīng)濟(jì)體制有它的特殊性，它是市場經(jīng)濟(jì)和我國政治體制相結(jié)合的產(chǎn)物，具有中國特色。企業(yè)處在這樣的政治和經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，必須了解國家的經(jīng)濟(jì)體制和政治體制，了解我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點，以國家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整趨勢為導(dǎo)向，保證經(jīng)營活動符合宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，借助國家對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動力促進(jìn)本企業(yè)的發(fā)展，絕對不能逆流而上，只有和國家體制相適應(yīng)的內(nèi)控制度才具有生命力。其次內(nèi)控制度的制定必須以國家的法律法規(guī)為依據(jù),不能忽視國家法律法規(guī)的存在，更不得與法律法規(guī)相抵觸，這是對內(nèi)控制度設(shè)計的最基本要求，也是企業(yè)建立一切內(nèi)控的基本前提。

（二）特殊性原則

如果說內(nèi)控制度的設(shè)計要符合國家的體制與法律制度是普遍性原則，內(nèi)控制度的設(shè)計要與企業(yè)自身特點相結(jié)合則是特殊性原則。根據(jù)矛盾的普遍性和特殊性原理，每個企業(yè)都有其特殊性，都有其與眾不同的特點，企業(yè)在其規(guī)模、所有制形式、從事的生產(chǎn)經(jīng)營活動、所處的環(huán)境、企業(yè)的生命周期以及管理形式所表現(xiàn)出來的特殊性，都要求企業(yè)內(nèi)控制度的設(shè)計要從企業(yè)的實際情況出發(fā)，結(jié)合企業(yè)自身的特點來制定內(nèi)控制度。這樣制定出來的內(nèi)控制度才有適應(yīng)性和可操作性。因此在內(nèi)控制度制定之前，要對企業(yè)有一個完整的了解，根據(jù)企業(yè)的特點，綜合考慮企業(yè)內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)、項目數(shù)量、作業(yè)流程及管理形式，構(gòu)建具有三維立體結(jié)構(gòu)的內(nèi)控體系。

（三）成本效益原則

成本效益原則就是要求企業(yè)必須運用科學(xué)化的經(jīng)營管理方法以降低其成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,力爭以最小的控制或管理成本獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。內(nèi)控的一個重要目標(biāo)就是提高企業(yè)經(jīng)營的效率，所以在內(nèi)控制度的設(shè)計中要貫徹成本效益原則。在設(shè)計內(nèi)控制度時,首先要正確而精心地選擇控制點，實行有選擇的控制。如果企業(yè)不進(jìn)行控制，企業(yè)運行肯定是低效率的，隨著控制點的增加，企業(yè)效率逐步提高，但當(dāng)控制點達(dá)到一定數(shù)量時，企業(yè)再增加控制點，取得的邊際效益是遞減的，因為隨著控制點的增加，企業(yè)運行逐漸失去應(yīng)有的靈活性，體制僵化，導(dǎo)致效率降低；另一方面，隨著控制點的增加，邊際成本逐漸上升，所以與邊際成本等于邊際效益的均衡點相對應(yīng)的控制點的數(shù)量，企業(yè)應(yīng)該選擇最佳控制點數(shù)量。如圖1。

其次是要努力降低控制的各種耗費,不應(yīng)過于強(qiáng)調(diào)控制的嚴(yán)密性和完整性,應(yīng)盡量精簡機(jī)構(gòu)和人員,改進(jìn)控制方法和手段,減少過繁的手續(xù)和程序,避免重復(fù)勞動,使企業(yè)能因工作簡化、效率提高而節(jié)省費用。

（四）信息化原則

內(nèi)控的意義就在于使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)活動在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)運行，并根據(jù)反饋的信息及時糾正偏差。對于一個控制系統(tǒng)來說,不僅控制主體作用于受控系統(tǒng),受控系統(tǒng)也會反作用于控制主體,即具有反饋功能?？刂频倪^程就是利用在管理活動中反饋回來的信息,不斷地調(diào)整、修正企業(yè)經(jīng)濟(jì)活動,使之趨向于控制目標(biāo)。所以企業(yè)內(nèi)控制度的設(shè)計一方面要根據(jù)信息反饋過程和各階段的特征，設(shè)計合理的流程，實行職能分工、職責(zé)分工，保證控制信息傳遞渠道的暢通和信息的正確使用；另一方面，要為信息的傳遞搭建合理的平臺，建立內(nèi)部控制信息化模式。

（五）系統(tǒng)化原則

企業(yè)內(nèi)控制度是一個系統(tǒng)，它具有整體功能和綜合行為。在進(jìn)行內(nèi)控制度設(shè)計時，首先應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)哲學(xué)思想規(guī)劃制度，考慮單位整體的需要，以便建立系統(tǒng)、完整與有效的內(nèi)控制度。其次要考慮各子系統(tǒng)的需要與協(xié)調(diào)。每個單位的整體均是由相互聯(lián)系、相互制約的各個部分和各個環(huán)節(jié)組成的，各個組成因素既體現(xiàn)出整體共性，又表現(xiàn)出自己的個性，促使子系統(tǒng)的分工與協(xié)作是內(nèi)控制度的目標(biāo)之一。

二、企業(yè)內(nèi)控設(shè)計理念

依照內(nèi)控制度的設(shè)計原則，內(nèi)控制度設(shè)計要以國家的政治經(jīng)濟(jì)體制和企業(yè)自身的特點為基礎(chǔ)，以法律制度為依據(jù)，這是內(nèi)控制度的基本指導(dǎo)思想。企業(yè)內(nèi)控制度設(shè)計的目的是為了加強(qiáng)對企業(yè)風(fēng)險和管理者決策的控制，保證企業(yè)所有者價值最大化。因此，內(nèi)控制度的設(shè)計還應(yīng)從以下幾個視角來考慮：

（一）所有者視角

根據(jù)COSO的定義，內(nèi)控制度必須有企業(yè)董事會、管理當(dāng)局和員工共同參與。內(nèi)控制度的最終目的是要保證股東價值最大化，所以在進(jìn)行內(nèi)控制度的設(shè)計時應(yīng)該突出所有者的位置，但是目前我國內(nèi)控制度的設(shè)計基本上是站在經(jīng)營管理者的角度去考慮，把內(nèi)控制度看成是經(jīng)營管理者管理的重要手段，著重于企業(yè)內(nèi)部管理職能機(jī)構(gòu)、管理業(yè)務(wù)活動等控制制度的設(shè)計，很少將內(nèi)控制度的設(shè)計與所有者聯(lián)系起來，突出表現(xiàn)在企業(yè)的組織規(guī)劃設(shè)計上，不注重董事會、監(jiān)事會、總經(jīng)理的設(shè)置及相互制衡關(guān)系的要求，所有者喪失了對經(jīng)營管理者的控制權(quán)，使內(nèi)部控制成了經(jīng)營者“自娛自樂”的活動。所以內(nèi)控制度的設(shè)計必須從所有者的角度重新思考。首先，內(nèi)控制度的設(shè)計必須完善現(xiàn)代企業(yè)治理結(jié)構(gòu)，注重對經(jīng)營者權(quán)力的制衡。第二內(nèi)控制度的設(shè)計應(yīng)該強(qiáng)化對董事會、監(jiān)事會權(quán)力成員身份的確認(rèn)，使他們真正成為所有者的代言人，以主導(dǎo)者的身份參與企業(yè)內(nèi)控活動。

（二）目標(biāo)視角

企業(yè)進(jìn)行內(nèi)部控制是為了實現(xiàn)其經(jīng)營目標(biāo)。但目前我國大多數(shù)企業(yè)內(nèi)控制度只注重過程，忽視了內(nèi)控的結(jié)果，認(rèn)為內(nèi)控就是相互牽制，反而造成企業(yè)運行的低效率。所以企業(yè)內(nèi)控活動要圍繞企業(yè)目標(biāo)展開，把企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)、項目以及業(yè)務(wù)流程作為一個有機(jī)整體來考慮，以目標(biāo)為軸心進(jìn)行制度安排。

（三）激勵視角

企業(yè)內(nèi)部控制要依靠企業(yè)員工來執(zhí)行，企業(yè)員工尤其是經(jīng)理層是企業(yè)內(nèi)控的關(guān)鍵因素。在企業(yè)的日常經(jīng)營活動中，企業(yè)員工作為內(nèi)控活動的主要執(zhí)行者和執(zhí)行情況的反饋者，對企業(yè)內(nèi)部控制的有效執(zhí)行起著至關(guān)重要的作用，直接影響著內(nèi)控目標(biāo)的實現(xiàn)。從這個角度考慮，健全的內(nèi)控制度不僅是對員工行為的規(guī)范與約束，還必須包括激勵機(jī)制。所以激勵機(jī)制應(yīng)該是企業(yè)內(nèi)控制度的重要組成部分，而且所產(chǎn)生的激勵要有長期效應(yīng)。

（四）信息化視角

電子技術(shù)和因特網(wǎng)的迅速發(fā)展，使信息技術(shù)作為工具被引入企業(yè)活動中，傳統(tǒng)用手工進(jìn)行信息處理的企業(yè)內(nèi)控系統(tǒng)已不能滿足需要，運用現(xiàn)代信息技術(shù)，促進(jìn)企業(yè)內(nèi)控系統(tǒng)的現(xiàn)代化、信息化是內(nèi)控制度設(shè)計的重要任務(wù)。

信息化視角有三方面的含義：第一是依托信息技術(shù)，如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，設(shè)置合適的流程，加快數(shù)據(jù)采集和處理速度，構(gòu)建企業(yè)內(nèi)部控制的操作平臺。第二是建立信息庫，主要包括控制內(nèi)容庫、控制標(biāo)準(zhǔn)庫以及控制對策庫等?？刂苾?nèi)容庫以組織、項目和流程為基礎(chǔ)，搭建會計控制、管理控制和法規(guī)執(zhí)行控制體系；內(nèi)部控制標(biāo)準(zhǔn)庫是企業(yè)進(jìn)行內(nèi)部控制的依據(jù)，主要包含由國家有關(guān)部門制訂的法律法規(guī)和企業(yè)自己根據(jù)有關(guān)法律法規(guī)制定的規(guī)章制度；對策庫則是控制事項的處理原則和處理程序。第三是企業(yè)內(nèi)部控制系統(tǒng)要能夠不斷有選擇的從外界環(huán)境獲取信息，不斷進(jìn)行自我完善；同時內(nèi)部控制系統(tǒng)要能有選擇的向外界提供反饋信息，以便能夠及時糾正、調(diào)整偏差，實施控制。

（五）風(fēng)險視角

根據(jù)COSO的報告，風(fēng)險評估是內(nèi)控框架的重要組成部分，所以企業(yè)內(nèi)控制度的設(shè)計必須體現(xiàn)對風(fēng)險的管理。由于經(jīng)濟(jì)、行業(yè)、政策法規(guī)和經(jīng)營條件持續(xù)地變化，每個企業(yè)都要面對各種不同的內(nèi)部和外部風(fēng)險，因此必須對這些風(fēng)險進(jìn)行評估，借以確定和分析企業(yè)實現(xiàn)其目標(biāo)過程中的相關(guān)風(fēng)險，這是企業(yè)在前進(jìn)過程中避免各種錯誤和意外的前提。內(nèi)部控制作為企業(yè)風(fēng)險管理的組成部分，其制度設(shè)計一定要體現(xiàn)企業(yè)對風(fēng)險的管理，這是對企業(yè)內(nèi)控制度設(shè)計較高層次的要求。

（六）決策視角

所有的企業(yè)都面臨不確定性，不確定性表現(xiàn)為風(fēng)險和機(jī)會，具有侵蝕或提高企業(yè)價值的潛在性，管理者面臨的挑戰(zhàn)就是確定企業(yè)在竭力增加股東價值的同時，它準(zhǔn)備接受多大的不確定性。企業(yè)管理者能否有效處理不確定性，能否有效地避免風(fēng)險、把握機(jī)會，直接影響到企業(yè)的生存與發(fā)展。因此，企業(yè)內(nèi)控制度一定要對管理者的決策行為進(jìn)行規(guī)范和約束，這是企業(yè)規(guī)避風(fēng)險的有效途徑。

由以上分析我們可以看出，企業(yè)內(nèi)控制度基本框架的構(gòu)建思路，是一個從國家層面、企業(yè)層面、所有者層面、控制目標(biāo)層面、經(jīng)營者層面多層次依次推進(jìn)的過程，最后才是對企業(yè)內(nèi)部組織、流程和項目等一系列具體內(nèi)容的設(shè)計。在整個機(jī)制運行的過程中，企業(yè)的信息系統(tǒng)是聯(lián)系各個層面的紐帶。企業(yè)內(nèi)控制度基本框架構(gòu)建的思路可用下圖簡單說明：

三、企業(yè)內(nèi)控設(shè)計思路

內(nèi)控制度設(shè)計原則與理念對其設(shè)計框架進(jìn)行了規(guī)劃，在進(jìn)行具體設(shè)計的時候，可以針對內(nèi)控的單個組成要素來設(shè)計，也可把企業(yè)內(nèi)控制度作為一個整體進(jìn)行設(shè)計。我們將內(nèi)控制度設(shè)計分成總體設(shè)計和單項設(shè)計，前者說明一個企業(yè)的內(nèi)控制度的整體結(jié)構(gòu)或組成要素，后者說明構(gòu)成該整體的每個要素的內(nèi)容。

（一）總體設(shè)計思路

觀察實務(wù)可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代企業(yè)的內(nèi)控制度是一個體系，把企業(yè)作為一個整體進(jìn)行設(shè)計是可行的。內(nèi)控制度的整體設(shè)計可采用如下兩條思路：

1.靜態(tài)設(shè)計

企業(yè)內(nèi)控制度在總體上是組織、項目和流程三個方面的綜合，靜態(tài)設(shè)計是在綜合考慮這三方面的基礎(chǔ)上進(jìn)行的制度設(shè)計。內(nèi)控制度設(shè)計首先要保證企業(yè)組織的有效運行。現(xiàn)代企業(yè)是一個組織，它可以被分成高層、中層、基層和現(xiàn)場四個層次，每個層次由若干單位組成，每個單位有若干成員。從組織角度設(shè)計內(nèi)控制度，需要考慮企業(yè)的控制目標(biāo)，控制環(huán)境和控制方式，進(jìn)而確定企業(yè)的管理跨度與管理層次、經(jīng)濟(jì)責(zé)任制和崗位職責(zé)制度。組織維度設(shè)計的好，可以營造良好的內(nèi)控環(huán)境。其次制度設(shè)計要確定合理的內(nèi)控項目。項目是內(nèi)控制度的基本單位，確定企業(yè)內(nèi)控的項目時，要考慮企業(yè)遠(yuǎn)景、戰(zhàn)略和經(jīng)營目標(biāo)的要求和企業(yè)管理水平。另外，內(nèi)控的項目選擇要涵蓋會計控制、管理控制、業(yè)務(wù)控制和法規(guī)執(zhí)行控制幾個方面。第三要把項目、組織和流程有機(jī)地結(jié)合起來。每個項目都是通過組織的層次、單位和成員按照一定的流程、作業(yè)和任務(wù)的要求來完成的，每一個內(nèi)控項目都是由組織和流程組成，是一個二維體系，當(dāng)企業(yè)存在多個項目時，就可形成由組織、流程和項目組成的三維立體框架。

2.動態(tài)設(shè)計

動態(tài)設(shè)計是過程設(shè)計。我們認(rèn)為，內(nèi)控制度是一個完整的動態(tài)系統(tǒng)，它不僅包括制定，而且包括執(zhí)行，對執(zhí)行情況的計量或測試、對計量或測試結(jié)果的分析和報告以及對偏差的修正等，這就為內(nèi)控制度的設(shè)計提供了另一條思路。

內(nèi)控制度的設(shè)計首先考慮企業(yè)的遠(yuǎn)景、戰(zhàn)略和目標(biāo)，據(jù)此設(shè)計完成內(nèi)控制度之后，便是內(nèi)控制度的執(zhí)行。實現(xiàn)內(nèi)控目標(biāo)的第一步是對內(nèi)控制度執(zhí)行情況進(jìn)行計量或測試，然后將內(nèi)控制度的執(zhí)行情況與內(nèi)控制度進(jìn)行比較，判斷測試結(jié)果是否符合內(nèi)控制度。如果符合要求，則不需要干預(yù)；如果偏差超過控制范圍，則要對偏差進(jìn)行分析，擬定糾偏措施，并向控制者提供測試報告。

（二）單項設(shè)計思路

企業(yè)內(nèi)控制度的單項設(shè)計分為按部門設(shè)計、按項目設(shè)計和按流程進(jìn)行設(shè)計三種形式。

1.按部門設(shè)計

部門設(shè)計的關(guān)鍵是營造良好的控制環(huán)境。在進(jìn)行部門設(shè)計時，首先要分析部門在企業(yè)中涉及的項目及在項目流程環(huán)節(jié)中的位置，需要參與的工作任務(wù)以及在執(zhí)行工作任務(wù)中可能面臨的風(fēng)險，并進(jìn)一步確定關(guān)鍵控制點。其次根據(jù)控制點確定所要進(jìn)行的控制活動，進(jìn)行責(zé)任和權(quán)利的具體分工，制定業(yè)績考核標(biāo)準(zhǔn)。第三建立部門內(nèi)部以及部門之間的信息與溝通程序，使部門內(nèi)部和部門之間能夠迅速進(jìn)行信息交換，取得執(zhí)行任務(wù)時必須的信息。

2.按項目設(shè)計

一個項目，有其自身的業(yè)務(wù)流程，跨越不同的組織部門。在分析項目涉及的部門、部門的層級、部門間的相互關(guān)系以及業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)上，制定項目內(nèi)部控制的執(zhí)行測試方法、測試標(biāo)準(zhǔn)和操作程序。

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本設(shè)備筒體較為危險的開孔分別為DN400mm的沖洗水入口DN500mm和人孔。

1．1氣化裝置人孔應(yīng)力分析

鎖斗人孔的設(shè)計為鍛件與筒體內(nèi)壁齊平結(jié)構(gòu)，筒體壁厚130mm，人孔鍛件尺寸為752mm×145mm。Sv(局部薄膜應(yīng)力+一次彎曲應(yīng)力+二次應(yīng)力+峰值應(yīng)力)為204．59MPa。

1．2氣化裝置沖洗水入口應(yīng)力分析

鎖斗沖洗水入口的設(shè)計為鍛件與筒體內(nèi)壁齊平結(jié)構(gòu)，筒體壁厚130mm，沖洗水入口鍛件尺寸602mm×120mm。Sv(局部薄膜應(yīng)力+一次彎曲應(yīng)力+二次應(yīng)力+峰值應(yīng)力)為198．62MPa。

1．3分析設(shè)計結(jié)果評定

從分析設(shè)計評定結(jié)果可以看出，筒體上開孔的最大應(yīng)力點在筒體上的最大開孔人孔鍛件內(nèi)側(cè)。此處的應(yīng)力分析結(jié)果是控制整個筒體壁厚設(shè)計結(jié)果的關(guān)鍵因素。如果通過人孔結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和改進(jìn)達(dá)到降低最危險處的應(yīng)力值，從而降低筒體壁厚的目的，將是一種經(jīng)濟(jì)合理的措施。

2設(shè)計優(yōu)化

根據(jù)傳統(tǒng)氣化裝置開孔補(bǔ)強(qiáng)公式，筆者想到，如果接管內(nèi)伸一定的數(shù)值，其可以增加開孔補(bǔ)強(qiáng)面積，進(jìn)而改善筒體開孔處的補(bǔ)強(qiáng)效果，那么這種內(nèi)伸結(jié)構(gòu)在承受交變載荷的疲勞設(shè)備上是否也能起到同樣的效果呢?根據(jù)這個構(gòu)想，筆者進(jìn)行了一系列的不同人孔結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析:

①在鎖斗筒體壁厚為130mm、人孔鍛件尺寸為752mm×145mm的情況下，應(yīng)力分析結(jié)果云圖，內(nèi)伸170mm的應(yīng)力分析結(jié)果;

②在筒體壁厚90mm、人孔鍛件尺寸為652mm×95mm的情況下，應(yīng)力分析結(jié)果云圖，取不同內(nèi)伸量的應(yīng)力分析

3筒體壁厚及人孔鍛件厚度設(shè)計結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析與結(jié)論

3．1分析

在操作壓力為0～6．6MPa的交變載荷下，鎖斗上的最大開孔———人孔處的鍛件采用內(nèi)伸結(jié)構(gòu)可以有效的大幅降低總應(yīng)力Sv，筒體壁厚和鍛件尺寸有了進(jìn)一步優(yōu)化的可能性。人孔鍛件最大應(yīng)力值隨內(nèi)伸量的增大而減小，但是總體應(yīng)力值變化不大。考慮到實際制造和設(shè)備使用情況，可以適當(dāng)選擇一個比較合適的人孔鍛件內(nèi)伸量數(shù)值。以不同人孔設(shè)計結(jié)構(gòu)，其鋼材耗用量見，可看出人孔設(shè)計結(jié)構(gòu)優(yōu)化的效果。

3．2結(jié)論

(1)人孔內(nèi)伸結(jié)構(gòu)的內(nèi)伸量增加很大的情況下，應(yīng)力水平降低并不明顯，而人孔鍛件內(nèi)伸過多會造成材料的浪費和設(shè)備制造難度的加大。故在控制合理應(yīng)力水平的情況下，盡量減少鍛件內(nèi)伸量是較為合理的。

(2)以筒體壁厚90mm、人孔鍛件95mm、內(nèi)伸150mm為例，相同應(yīng)力水平下，人孔鍛件采用內(nèi)伸結(jié)構(gòu)與人孔鍛件不內(nèi)伸結(jié)構(gòu)相比減少了約31．87%的鋼材用量，大大節(jié)約了設(shè)備的制造成本。

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計算機(jī)理論直流電機(jī)速度控制器設(shè)計

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關(guān)鍵詞 單片機(jī)AVR-ATMEGA16；紅外線對管；車速檢測；L298驅(qū)動

中圖分類號TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2011）54-0202-02

1 方案確定

智能小車控制系統(tǒng)選用AVR-ATMEGA16單片機(jī)為控制核心，通過光電編碼器對小車速度進(jìn)行檢測，將速度反饋給單片機(jī)，由單片機(jī)對小車驅(qū)動直流電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，從而控制小車的速度并且通過控制PWM脈沖占空比對小車的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)按鍵按下時，啟動小車運行，小車運行過程中由裝在車身的紅外線對管，檢測起始標(biāo)志線、轉(zhuǎn)彎標(biāo)志線、超車標(biāo)志線，將檢測到的信號后送給單片機(jī)，由單片機(jī)控制L298驅(qū)動左右輪的電機(jī)，來控制電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)彎、加速、減速、超車區(qū)超車等功能。光電編碼器測出兩輪電機(jī)的轉(zhuǎn)速，送回給單片機(jī)來調(diào)整小車的行進(jìn)速度。

2 單元電路設(shè)計

2.1 最小系統(tǒng)電路

最小系統(tǒng)選用AVR-ATMEGA16，主要用于對各個模塊進(jìn)行控制，以保證每個模塊正常運行，此模塊為整個系統(tǒng)的控制核心，通過IO口對接受和發(fā)送數(shù)據(jù)，來實現(xiàn)控制，包括控制PWM波的占空比來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，光電編碼器將測得的電機(jī)轉(zhuǎn)速送回單片機(jī)，紅外線對管檢測的信息送回單片機(jī)，來控制小車按要求進(jìn)行。

2.2 電機(jī)驅(qū)動電路

設(shè)計過程，由于主控芯片上沒有自帶的PWM控制器，通過設(shè)計硬件電路和軟件產(chǎn)生PWM波對電機(jī)進(jìn)行控制。首先芯片通過PWM信號開啟關(guān)閉通道，電路的有效值功率P如式1所示，只要控制占空比就可改變電機(jī)的驅(qū)動功率，由單片機(jī)的模塊發(fā)出不同占空比的信號來控制行進(jìn)電機(jī)，按照要求轉(zhuǎn)動。一塊L298芯片可同時驅(qū)動兩個直流電機(jī)， L298的工作電壓為5V~20V，導(dǎo)通電阻為0.12Ω，輸入信號頻率通常小于10K，并且具有短路保護(hù)、欠壓保護(hù)、過溫保護(hù)等功能。從芯片的封裝圖可以看出，可用兩個半橋電路增強(qiáng)其驅(qū)動能力，因此該方案可高效率、穩(wěn)定、精確的控制電機(jī)轉(zhuǎn)動。

式1

式1中: P為有效值功率；

為PWM波占空比；

U為電機(jī)供電電壓；

I為流過電機(jī)電流。

2.3 光電編碼器測速電路

設(shè)計采用光電編碼器來測量電機(jī)轉(zhuǎn)速，光電編碼盤與電動機(jī)同軸，電機(jī)轉(zhuǎn)動時帶動光碼盤同速旋轉(zhuǎn)，可將電機(jī)轉(zhuǎn)動的圈數(shù)也即電機(jī)輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量，通過計算每秒光電編碼器輸出的脈沖個數(shù)即可算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

2.4 信號采集紅外對管電路

紅外對管是一種利用紅外線的開關(guān)管，接收管在接收和不接收紅外線時會出現(xiàn)導(dǎo)通和不道導(dǎo)通兩種狀態(tài)，利用電路可以輸出明顯的高低電平變化，CPU通過識別這些變化的高低電平，就可以采取措施對小車進(jìn)行控制。

3 軟件設(shè)計及工作流程

3.1 軟件設(shè)計整體介紹

對于小車而言，硬件是小車的軀體，而軟件則是小車的大腦，時刻控制著小車的行駛速度和方向。小車的行駛離不開軟件的控制。由此可見軟件的控制對于小車來講是很重要的。小車運行的快慢與導(dǎo)航的精度全部依靠軟件做的好與否。本設(shè)計的軟件設(shè)計主要分為兩個部分：小車的運動模型設(shè)計和控制器設(shè)計。

3.2 簡單運動模型

小車在實際行駛中，主要運動軌跡有兩種情況：直線和曲線行駛。本文對兩種情況都建立了模型；首先當(dāng)小車直線行駛時，建立小車運動關(guān)系圖如圖1所示。

圖1 小車運動關(guān)系圖

根據(jù)關(guān)系圖所示，假設(shè)小車運動方向與X軸的夾角、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)作為狀態(tài)變量，建立運動狀態(tài)方程如式所示：

式2

其中，式中VR、VL分別為右輪、左輪的速度， 為小車總體速度，L為左右輪間距。

由于上面的公式具有連續(xù)性，而在采樣的過程，只能采取間斷的信號，因此必須對上面的公式進(jìn)行離散化。設(shè)T作為采樣周期，利用光電編碼器在一個周期內(nèi)測出的脈沖個數(shù)可求得第n個周期內(nèi)小車移動的路程。對式2進(jìn)行離散化與線性插值可以得到一組遞推公式如式3所示：

式3

其中，式3中的Xn，Yn表示小車在第n次采集的坐標(biāo)值。當(dāng)小車行駛的軌跡是直線時直接帶入上面公式就直接可以算出。

3.3 控制器設(shè)計

電機(jī)控制中，如果只采用開環(huán)控制系統(tǒng)控制電機(jī)，小車的運行會受外界的障礙物的影響。為了避免這種情況，讓小車能夠穩(wěn)定的運行，采用增量式光電編碼器形成的測速反饋電路，構(gòu)成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。它能夠隨著負(fù)載的變化而相應(yīng)的改變電樞電壓，以補(bǔ)償電樞回路電壓降的變化，所以相對開環(huán)系統(tǒng)它能夠有效的減少穩(wěn)態(tài)速降。當(dāng)反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)使用比例放大器時，它依靠被調(diào)量的偏差進(jìn)行控制。因此是有靜差率的調(diào)速系統(tǒng)，而比例積分控制器可使系統(tǒng)無靜差的情況下保持恒速，實現(xiàn)無靜差調(diào)速。

本論文的控制器，主要利用經(jīng)典的PID控制器，采取小車的速度和位置雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)；其中，小車的速度是控制器的內(nèi)環(huán)，位置為外環(huán)。根據(jù)光電編碼器采集左右輪的信號，經(jīng)過下位機(jī)的判斷和處理，從而改變小車的運動速度和方向。從而實現(xiàn)對小車的速度和位置雙閉環(huán)調(diào)速與導(dǎo)航。

3.4 電機(jī)控制

控制電機(jī)的運動過程中，主要通過PWM波控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速；光電編碼器采集電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號，經(jīng)過施密特觸發(fā)器整形后，把信號在反饋給控制器。反饋的轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速比較通過PID算法，把重新計算得來的輸入速度送給電機(jī)，電機(jī)就會根據(jù)這個速度運轉(zhuǎn)。

4 測試方案及數(shù)據(jù)分

4.1 測試方案條件

圖2 小車測試跑道

測試在如圖2所示的跑道上面進(jìn)行，根據(jù)小車實際的運行情況記錄不同要求情況下完成誤差及實測數(shù)據(jù)。小車工作所需電池電壓，12V、5V。

1）分別測試甲、乙小車成功通過跑道的所用的時間，及出跑道的次數(shù)，其測試結(jié)果如表1所示。

車號

項目 甲車 乙車

成功通過用時T 23s 24s

出跑道次數(shù)N 0 0

速度cm/s 47 48

表1小車成功通過跑道測試

2）測試甲、乙兩車按圖 所示位置同時起動，乙車通過超車標(biāo)志線后在超車區(qū)內(nèi)實現(xiàn)超車功能，并先于甲車到達(dá)終點標(biāo)志線，即第一圈實現(xiàn)乙車超過甲車，測試乙車在超車區(qū)內(nèi)超過甲車的時間。

車號

項目 甲車 乙車

T超車用時 2s 3s

出跑道次數(shù)N 0 0

表2

4.2 測試儀器

1）DT9205 數(shù)字萬用表；

2）UTD2062 CE 60HZ 1GS/S 數(shù)字示波器；

3）QJ-3003SIII 數(shù)字可調(diào)直流穩(wěn)壓電源；

4）秒表。

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篇7

關(guān)鍵詞：冗余技術(shù)，Redundancytechnique，網(wǎng)絡(luò)network，通訊Communication

 

前言：目前在熱力汽輪發(fā)電機(jī)中廣泛應(yīng)用冗余技術(shù)，其特點是自控系統(tǒng)安全可靠，便于集中管理，本文重點從幾個方面介紹汽輪發(fā)電機(jī)自控設(shè)備中冗余技術(shù)的安全措施：

1．冗余的控制系統(tǒng)配置

目前萊鋼煤氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工程自控系統(tǒng)采用ABB公司的AC800FR控制系統(tǒng)，過程站采用冗余的PM803總線控制器和分布式S800I/O，兩個配置完全一樣的AC800控制器可實現(xiàn)控制器1：1冗余，主備控制器之間可無擾動切換。每個控制器上都插有兩個Ethernet網(wǎng)卡，第一個網(wǎng)卡用于連接系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（diginets），而第二個網(wǎng)卡彼此互連以形成專門的冗余通訊鏈接（diginetR）,確保主備控制器之間的冗余信息同步。一旦主控制器故障，備用控制器能迅速無擾的從主控制器中斷點接替工作。

現(xiàn)場過程控制器AC800F、操作員站OS及工程師站ES之間的數(shù)據(jù)通訊由系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（diginets）來完成，采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議、RJ45通訊傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳季?，控制器上的第一個Etherent網(wǎng)卡提供控制器與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（diginets）的通訊接口。工程師站上組態(tài)好的用戶控制程序由diginets和第一個網(wǎng)卡下載至控制器的RAM中，Ethernet網(wǎng)卡的電池卡槽上裝有RAM后備電池，可在控制器掉電時保持RAM中的用戶控制程序?qū)崿F(xiàn)上層工業(yè)以態(tài)網(wǎng)絡(luò)通訊和下層Profibus現(xiàn)場總線的冗于，保障通訊數(shù)據(jù)傳送的穩(wěn)定安全性。

冗余的CPU過程站處理器，保證數(shù)據(jù)的正常采集、處理。冗余的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，信息數(shù)據(jù)得以暢通無阻。冗余的監(jiān)控平臺就象運行人員的兩只眼睛，監(jiān)控設(shè)備工況，使運行人員在第一時間內(nèi)得到信息資料，及時處理故障，保障設(shè)備安全運行。

見圖1

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

2．可靠的并聯(lián)式不間斷的冗余供電模式

電源作為設(shè)備的動力來源，是設(shè)備關(guān)鍵性因素。突發(fā)性系統(tǒng)供電中斷將會直接導(dǎo)致計算機(jī)隨機(jī)存儲器中數(shù)據(jù)丟失，設(shè)備停機(jī)，造成無法挽回的損失?？刂葡到y(tǒng)中引入不間斷電源UPS，外來兩段母線市電先經(jīng)過UPS，再分路供給DCS系統(tǒng)及儀表器件。一方面可對輸入電源起到穩(wěn)壓作用，另一方面當(dāng)市電故障停電時UPS可在小于5ms時間間隔內(nèi)利用蓄電池逆變自動切換至由UPS供電，根據(jù)所帶負(fù)荷及UPS容量大小設(shè)計要求UPS至少能夠提供半小時時間。市電恢復(fù)正常后，UPS自動切換市電供電模式，從而保障自動控制系統(tǒng)電源始終連續(xù)與穩(wěn)定，徹底解決因電網(wǎng)波動或突發(fā)性失電損壞自控設(shè)備，影響設(shè)備的正常運行，造成無法挽回的損失。

兩臺不間斷工裝UPS電源，正常運行時同時工作，共同分擔(dān)負(fù)荷。當(dāng)其中任意一臺故障時，另一臺自動切換至主機(jī)狀態(tài)，全帶負(fù)荷。并聯(lián)UPS的軟件和硬件完全一致，其控制電纜形成閉環(huán)連接，保證自動控制系統(tǒng)穩(wěn)定、持續(xù)的供電電源。

3．關(guān)鍵停機(jī)儀表設(shè)備參數(shù)采用模擬和數(shù)字信號相結(jié)合的冗余思路

汽輪發(fā)電機(jī)油壓力低低聯(lián)鎖停機(jī)參數(shù)靈活運用，保護(hù)機(jī)組工況安全運行。論文格式。論文格式。論文格式。油壓是否正常，作為汽機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)的信號，采用了在油進(jìn)汽輪機(jī)軸承末端管道上安裝了油壓檢測壓力開關(guān)，其設(shè)定值均為30KPa，用于采集開關(guān)信號，優(yōu)點抗干擾能力強(qiáng)，同一位置安裝智能變送器提供模擬信號，優(yōu)點精度高顯示方便。二者在DCS系統(tǒng)中進(jìn)行與邏輯關(guān)系，再通延時1秒鐘判斷，若二者同時低于設(shè)定值30KPa，證實油管路油壓低，則保護(hù)機(jī)組停機(jī)，有效的消除了外界磁場干擾信號源的突發(fā)性。見圖2：

圖2邏輯圖

汽輪發(fā)電機(jī)軸承油溫度采用外裝雙質(zhì)熱電阻，兩模擬信號同時采集去DCS系統(tǒng)，并判斷溫度可能存在的誤差，邏輯判斷再發(fā)出停機(jī)指令。更有推力瓦溫度選用內(nèi)藏式熱電阻，每個瓦塊上安裝四個相同熱電阻信號采集，根據(jù)工藝要求靈活運用或四選二、或四選三，并進(jìn)行溫度斷路或開路邏輯判斷發(fā)出停機(jī)指令，大大提高了機(jī)組連續(xù)安全生產(chǎn)。

TSI軸系監(jiān)測裝置是一種面向汽輪發(fā)電機(jī)組的多通道監(jiān)視保護(hù)系統(tǒng)，主要監(jiān)視轉(zhuǎn)子和汽缸的機(jī)械運行參數(shù)，如軸振動、軸向位移、脹差、轉(zhuǎn)速等，輸出的模擬信號至DCS系統(tǒng)顯示、處理報警，輸出的接點信號可用于停機(jī)保護(hù)。目前，應(yīng)用最廣泛，技術(shù)成熟的美國本特利公司生產(chǎn)的3500系列大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測裝置。其重要的聯(lián)鎖停機(jī)信號采用雙傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，內(nèi)部冗于判斷數(shù)字量輸出去DCS系統(tǒng)并在程序中判斷，延時控制聯(lián)鎖停機(jī)，有效的消除了誤信號造成不必要的停機(jī)。

結(jié)論：生產(chǎn)過程中冗余技術(shù)安全可靠、靈活多樣的控制思

參考文獻(xiàn)：1、《汽輪機(jī)設(shè)備運行》北京：中國電力出版社，1997

2、《熱工自動控制技術(shù)問答》北京：中國電力出版社，1996

篇8

【關(guān)鍵詞】輪轂電機(jī);多輪驅(qū)動電動車;控制系統(tǒng);設(shè)計

1.引言

1886年問世起，汽車大大拓展了人類的活動范圍，對人類社會的發(fā)展做出了重大的貢獻(xiàn)，現(xiàn)代汽車工業(yè)已經(jīng)成為許多國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。到目前為止，以石油為能源的傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車居絕對多數(shù)。然而，這類汽車在帶給人們方便快捷的現(xiàn)代生活的同時，其帶來的能源短缺和環(huán)境污染等一系列問題也對社會發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。節(jié)能與環(huán)保已經(jīng)成為全球各國和各大汽車制造商的共同課題。2009年，中國超越美國成為全球第一大汽車生產(chǎn)和消費國，2011年全國汽車銷量超過1850萬輛，繼續(xù)穩(wěn)居全球第一位[1]。2011年中國汽車保有量首次突破1億輛大關(guān)，成為僅次于美國全球汽車保有量第二的國家[2]，而且有望在今后若干年繼續(xù)保持這種增長趨勢。

目前，對電動汽車的研究還是以對傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車進(jìn)行動力改造為主，在結(jié)構(gòu)上僅僅將內(nèi)燃機(jī)替換為電動機(jī)，保留原來的動力傳動系統(tǒng)。這樣的結(jié)構(gòu)可以利用電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性比內(nèi)燃機(jī)更加理想的優(yōu)點，但是并沒有從根本上改變車輛的動力特性，也沒有充分發(fā)揮電動驅(qū)動系統(tǒng)所帶來的技術(shù)進(jìn)步。而車輪獨立驅(qū)動作為電動汽車的一種理想驅(qū)動方式，成為電動汽車發(fā)展的一個獨特方向。車輪獨立驅(qū)動系統(tǒng)就是將獨立控制的電機(jī)與汽車輪轂連接，省掉了各車輪之間的機(jī)械傳動環(huán)節(jié)。電機(jī)與車輪之間的連接方式主要有兩種：一是采用軸式連;二是將電機(jī)嵌入到車輪內(nèi)。輪轂電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中沒有機(jī)械傳動環(huán)節(jié)和差速器，由電機(jī)直接驅(qū)動車輪，因此需要對電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確控制，這也是研究的重點和難點所在。汽車的四驅(qū)控制系統(tǒng)能夠根據(jù)各車輪的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等信息，控制并分配各輪轂電機(jī)輸出扭矩的大小，從而控制各車輪的驅(qū)動力和轉(zhuǎn)速，使汽車具有驅(qū)動防滑功能、差速功能、良好的加速性和汽車穩(wěn)定性。

另外，在輪轂電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中，電機(jī)和驅(qū)動器的體積、功率都較小，這樣既有利于汽車的總體布置，又可以保證良好的離地間隙，改善汽車的通過性。

圖1 米其林輪轂電機(jī)結(jié)構(gòu)

2.基于輪轂電機(jī)的電動車底盤結(jié)構(gòu)

輪轂電機(jī)車輛平臺自身具有的線傳控制特征，使整車布置和控制系統(tǒng)設(shè)計具有很大的柔性，這些優(yōu)勢得到了各國汽車廠商和研發(fā)機(jī)構(gòu)的認(rèn)同并都展開了相關(guān)的研究。不過受到安全法規(guī)的限制，現(xiàn)在與整車安全相關(guān)的線控技術(shù)還無法應(yīng)用到量產(chǎn)車型當(dāng)中。因此，目前對基于輪轂電機(jī)平臺的線控電動汽車的研究主要還是處于概念車的開發(fā)和實驗室研究階段。

20世紀(jì)90年代初，最引人注目的就是米其林公司推出的主動車輪，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。電動輪轂中有兩個電動機(jī)，一個向車輪輸出扭矩，另一個則是用于控制主動懸架系統(tǒng)，改善舒適性、操控性和穩(wěn)定性。在兩個電動機(jī)之間還設(shè)有制動裝置，動力、制動和懸架都被集成在一起，結(jié)構(gòu)相當(dāng)緊湊。由于電動機(jī)的扭矩易于控制，如果配備四個米其林主動車輪便成為四驅(qū)系統(tǒng)，并且可以通過電腦對任何車輪的扭矩進(jìn)行獨立調(diào)節(jié)，僅需更多的傳感器和更復(fù)雜的程序便能實現(xiàn)。主動車輪的另一個優(yōu)勢是能提供比傳統(tǒng)汽車更好的被動安全性。由于舍去了發(fā)動機(jī)和變速箱，車頭的緩沖區(qū)將變得高效與充足。

圖2 豐田公司i-unit概念車

圖3 VOLVO公司提出的ACM車輪總成方案

豐田汽車公司從上世紀(jì)九十年代末開始進(jìn)行輪轂電機(jī)驅(qū)動的純電動車的開發(fā)，重點研究基于傳統(tǒng)汽車底盤的輪轂電機(jī)電動汽車走向?qū)嵱没年P(guān)鍵技術(shù)，如傳統(tǒng)懸架、轉(zhuǎn)向和制動系統(tǒng)等如何改進(jìn)設(shè)計，以適應(yīng)輪轂電機(jī)在車輪上的安裝，全新結(jié)構(gòu)的輪轂電機(jī)電動汽車的車體結(jié)構(gòu)設(shè)計等[7]。豐田汽車公司在2005年推出了一款最小型的i-unit概念車，該車重180公斤，由鋰離子電池通過后輪內(nèi)的輪轂電機(jī)驅(qū)動[8]。前兩轉(zhuǎn)向車輪由獨立電機(jī)控制，可實現(xiàn)正負(fù)90度轉(zhuǎn)角，車輛最小轉(zhuǎn)彎半徑達(dá)到0.9米。i-unit采用電傳操縱和側(cè)面駕駛桿控制，比方向盤反應(yīng)更加靈敏，車體高度和軸距根據(jù)上下車和不同速度駕駛的需要而自動調(diào)節(jié)，低速行駛時車體升高，駕車者視線幾乎與站立時相同，可以輕松地在人群中穿行，高速時則自動降低重心，保持穩(wěn)定，減少阻力。

瑞典VOLVO公司Chassis Engineering部門提出一種ACM（Autonomous Corner Module）車輪總成的構(gòu)想。這種車輪總成集成輪轂電機(jī)，雙轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，摩擦制動器、主動懸架系統(tǒng)和減震器。根據(jù)不同的車輛軸荷和應(yīng)用場合，通過對執(zhí)行器參數(shù)的調(diào)整，ACM可以支持不同類型全線控智能車輛。目前VOLVO已經(jīng)對這種構(gòu)想申請了專利保護(hù)[15]。

3.多輪驅(qū)動電動車的關(guān)鍵技術(shù)

盡管電動輪獨立驅(qū)動的汽車在電動汽車領(lǐng)域存在很大優(yōu)勢，但卻沒有大規(guī)模的普及，甚至沒有出現(xiàn)一款商品化車型。究其原因，除了生產(chǎn)成本偏高的因素外，更主要的是四輪獨立驅(qū)動電動汽車在整車動力性及穩(wěn)定可靠性等技術(shù)方面存在諸多問題，欲提高電動輪驅(qū)動電動車的整車性能，以下是必須解決的關(guān)鍵技術(shù)：

（1）輪轂電機(jī)及其控制技術(shù)。輪轂電機(jī)作為四輪獨立驅(qū)動電動汽車的動力源，必須具有足夠大的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩、合適的轉(zhuǎn)速以及相應(yīng)的調(diào)速范圍，這樣才能保障電動汽車擁有良好的動力性。

（2）驅(qū)動輪之間的電子差速技術(shù)。車輪在路面上保持純滾動運動是最理想的狀態(tài)，但是當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或在不平路面上行駛時，由于汽車內(nèi)外車輪的行駛路徑長度不同，如果仍然要求內(nèi)外車輪轉(zhuǎn)速一致，必然會造成車輪的打滑和拖行。傳統(tǒng)汽車是使用機(jī)械差速器解決這一問題的，它將內(nèi)外車輪輪速進(jìn)行重新分配，解決了輪胎過度磨損和功率循環(huán)等問題。但是機(jī)械差速器具有轉(zhuǎn)矩平均分配的特性，致使汽車的內(nèi)外車輪在不同路況下行駛時，極易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。對于四輪獨立驅(qū)動的電動汽車各驅(qū)動輪之間的差速問題，可以采用電子差速技術(shù)來解決，較為常用的電子差速控制方法主要有兩種：基于轉(zhuǎn)速閉環(huán)的電子差速控制和基于轉(zhuǎn)矩閉環(huán)的電子差速控制。目前的研究表明，基于轉(zhuǎn)矩閉環(huán)的電子差速控制較為優(yōu)越，控制效果較好，但是其控制算法較復(fù)雜、應(yīng)用難度較大。

（3）整車牽引力控制技術(shù)。牽引力控制技術(shù)直接影響著整車驅(qū)動特性的優(yōu)劣，是必須解決的問題。目前的牽引力控制策略大多是通過控制輪胎的滑轉(zhuǎn)率來實現(xiàn)的，因為滑轉(zhuǎn)率與附著系數(shù)在一定區(qū)域內(nèi)成線性關(guān)系，從而通過調(diào)節(jié)驅(qū)動電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩來改變車輪的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而改變了輪胎的滑轉(zhuǎn)率，使輪胎和地面之間具有良好的附著系數(shù)，控制車輪的附著特性，獲得最大的驅(qū)動力，使汽車在不同路況下行駛時都具有良好的動力性能。四輪獨立驅(qū)動電動汽車各車輪的驅(qū)動力可以實現(xiàn)單獨控制，更有利于實現(xiàn)基于滑轉(zhuǎn)率控制的牽引力控制策略。但是我們也應(yīng)該認(rèn)識到在實際運用中，滑轉(zhuǎn)率的檢測很困難。

（4）轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制技術(shù)。對于四輪獨立驅(qū)動電動汽車，各個驅(qū)動輪之間沒有機(jī)械部件的耦合關(guān)系，它們是獨立存在的動力源。如何保證各驅(qū)動輪協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)也是必須解決的問題。我們可以設(shè)計一個上位控制器，根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)和控制要求，對四個驅(qū)動輪重新分配轉(zhuǎn)矩，這就是轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)技術(shù)，其主要包括單電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制和多電機(jī)的同步協(xié)調(diào)控制。簡言之轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制技術(shù)就是對各驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，使車輛安全穩(wěn)定的行駛。

4.基于CAN總線的多輪驅(qū)動電動車控制系統(tǒng)設(shè)計

本方案設(shè)計的電動汽車系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)電源、兩臺輪轂電機(jī)控制器和汽車主控制器。整個系統(tǒng)由72V蓄電池供電，蓄電池輸出作為輪轂電機(jī)母線，使用DC/DC反激式電源將母線上的高壓轉(zhuǎn)換為12V和5V的低電壓向各個控制芯片供電。汽車主控制器完成系統(tǒng)輸入信號的采樣、控制算法的運行，使用CAN總線與兩電機(jī)控制器通信，為電機(jī)控制器分配轉(zhuǎn)矩;電機(jī)控制器按照主控制器給定的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動電機(jī)運行。

圖4 電動汽車系統(tǒng)的硬件框圖

電動汽車系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計如圖4所示，反激式電源輸入72V的直流電，轉(zhuǎn)換成一路5V直流電向主控制器和兩部電機(jī)控制器供電，另有一路12V的直流電向電機(jī)驅(qū)動模塊供電。主控制器通過AD接口和10接口檢測系統(tǒng)輸入，通過CAN總線與兩個電機(jī)控制器通信。電機(jī)控制器根據(jù)接收到的信息通過輸出PWM信號控制電機(jī)驅(qū)動板上的MOSFET來驅(qū)動72V輪Y電機(jī)。

電動汽車系統(tǒng)的軟件部分包括電機(jī)驅(qū)動器中的電機(jī)控制程序，主控制器轉(zhuǎn)向差速運算與轉(zhuǎn)矩分配程序以及二者基于CANOPEN協(xié)議的通信程序，三塊控制器均使用TMS320F28035型MCU。

圖5 主控制器轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)流程圖

圖5所示是主控制器轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)的流程圖，電動汽車正常直線行駛時，將轉(zhuǎn)矩平均分配到兩臺輪轂電機(jī)上，轉(zhuǎn)向時需要為兩輪配置不同的轉(zhuǎn)矩以實現(xiàn)差速控制的目標(biāo)。在第三章中進(jìn)行了電動汽車轉(zhuǎn)向差速算法的研究與仿真，按照3.2小節(jié)中的控制策略編寫程序。主控制器在同步窗口期內(nèi)接收兩電機(jī)控制器的速度信號，同步窗口結(jié)束之后調(diào)用轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)。轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)首先讀取踏板和方向盤的模擬信號，根據(jù)踏板信號確定兩電機(jī)的總轉(zhuǎn)矩，再根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)向信號判斷是否需要進(jìn)行差速計算。如果轉(zhuǎn)向信號較小，將總轉(zhuǎn)矩平分給兩電機(jī);如果轉(zhuǎn)向信號足夠大，則需要進(jìn)行轉(zhuǎn)向差速計算，由車速信號和輪速信號得到兩驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)率，根據(jù)兩驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)率之差計算出兩驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩分配的比例，再得到兩輪的實際輸出轉(zhuǎn)矩。

5.總結(jié)

本文對基于輪轂電機(jī)的多輪驅(qū)動電動車的關(guān)鍵技術(shù)、底盤布局進(jìn)行了探討和分析?；谳嗇炿姍C(jī)驅(qū)動的多輪電動車無需復(fù)雜的傳動軸、分動器、差速器等機(jī)械裝置，底盤重量大幅減輕且結(jié)構(gòu)簡單、步驟靈活。然而此類底盤對整車的控制系統(tǒng)要求較高，其控制除通常的車輛狀態(tài)監(jiān)測外還擔(dān)負(fù)著驅(qū)動力分配、電子差速等及轉(zhuǎn)矩控制等功能，因此對控制系統(tǒng)的實時性、可靠性和可擴(kuò)展性有很高的要求。本文討論了基于CAN總線架構(gòu)的整車控制系統(tǒng)，給出了其硬件框圖和轉(zhuǎn)矩分配子系統(tǒng)的流程圖，對后續(xù)實用系統(tǒng)的搭建提供了依據(jù)和技術(shù)支撐。

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篇9

關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)；空間矢量控制；數(shù)學(xué)模型

永磁同步電動機(jī)的定子繞組與一般交流電動機(jī)的定子繞組相同， 轉(zhuǎn)子采用永久磁鐵， 因此轉(zhuǎn)子磁鏈（磁通）是恒定的， 電動機(jī)方程（電壓方程、磁鏈方程和轉(zhuǎn)矩方程）相對于異步電動機(jī)來說都較為簡單， 在控制過程中， 磁鏈的觀測模型也不需要進(jìn)行計算。永磁同步電動機(jī)按定子繞組感應(yīng)電勢波形的情況來分類時， 一般可分為：正弦波永磁同步電機(jī)（Permanent Magnet Synchronous Motor， PMSM）和梯形波永磁同步電機(jī)（Brushless DC Motor， BLDC）。介于前者在現(xiàn)實中應(yīng)用更為廣泛， 本論文主要應(yīng)用的也是正弦波永磁同步電機(jī)。永磁同步電動機(jī)具有很多優(yōu)點， 這些優(yōu)點也在實際應(yīng)用中得到了很好的發(fā)揮， 例如：根據(jù)它諧波少、轉(zhuǎn)矩精度高的特點， 常用于伺服系統(tǒng)和高性能的調(diào)試系統(tǒng)；永磁同步電機(jī)有轉(zhuǎn)軸上無滑環(huán)和電刷的特點， 這也解決了其它電機(jī)因電刷而帶來的使用壽命問題。與此同時， 永磁同步電動機(jī)還具有體積小、功率密度高、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量低、運行效率高、調(diào)速范圍寬等諸多優(yōu)點。值得注意的是， PMSM是一種強(qiáng)耦合、非線性時變的多變量系統(tǒng)， 這也為其控制工作帶來了一定難度， 而加強(qiáng)對其基本構(gòu)造和工作原理的理解能有助于克服這一問題。

空間矢量控制技術(shù)優(yōu)點眾多， 近幾年發(fā)展非常迅速， 尤其在永磁同步電機(jī)中的使用， 更是再次凸顯了它的好處。本論文通過對空間矢量控制技術(shù)和永磁同步電機(jī)的學(xué)習(xí)及分析， 在熟練掌握相關(guān)數(shù)學(xué)模型的建立和Matlab/Simulink的使用后， 將建立兩種不同坐標(biāo)系變換的數(shù)學(xué)模型和基于SVPWM控制技術(shù)的永磁同步電動機(jī)系統(tǒng)模型， 并在Matlab/Simulink環(huán)境中進(jìn)行仿真。最終與理論分析相比較， 驗證仿真結(jié)果的正確性。

1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)對永磁同步電機(jī)SVPWM控制系統(tǒng)的理解及前期研究， 可得到永磁同步電機(jī)空間矢量脈寬調(diào)制控制系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖1所示。

圖1 永磁同步電機(jī)SVPWM控制系統(tǒng)設(shè)計框圖

本控制系統(tǒng)采用的是雙閉環(huán)控制， 即速度環(huán)和電流環(huán)， 由圖1可看到， 其主要構(gòu)成為：

三個PI控制器（PIController）、兩相旋轉(zhuǎn)（dq）和兩相靜止坐標(biāo)系（？琢？茁）坐標(biāo)變換的變換器（dq/？琢？茁Coordinate Converter）、三相靜止（abc）和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系變換的變換器（abc/dq Coordinate Converter）、逆變器（Inverter）、空間電壓矢量調(diào)制器（Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM）。

系統(tǒng)運行過程：給電機(jī)輸入一模擬三相定子電流ia、ib、ic，當(dāng)傳感器檢測到這一電流時， 該三相電流通過abc/dq坐標(biāo)變換器被變換為實際定子的直軸電id和交軸電iq。

參考定子交軸電流i*q通過比對實際轉(zhuǎn)速和參考轉(zhuǎn)速， 再經(jīng)PI控制器處理后獲得。將參考定子直軸電流i*d設(shè)為0， 把上述id、i*d、iq、i*q四個變量比較過后交由PI控制器處理， 從而分別產(chǎn)生定子直軸、交軸電壓Vd和Vq。將得到的電壓量通過dq/？琢？茁坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器處理后輸入空間電壓矢量調(diào)制器， 從而產(chǎn)生一系列觸發(fā)脈沖， 以控制逆變器， 驅(qū)動其產(chǎn)生三相電壓， 最終驅(qū)動永磁同步電機(jī)。

2 控制系統(tǒng)仿真分析

永磁同步電機(jī)空間矢量脈寬調(diào)制控制系統(tǒng)仿真模型如圖2所示， 模型仿真環(huán)境為Matlab/Simlink。

圖2 基于SVPWM的PMSM控制系統(tǒng)仿真建?？驁D

如圖所示， 系統(tǒng)主要仿真模塊為：

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊、速度控制器模塊、電流控制器模塊、矢量控制模塊、空間電壓矢量控制模塊、電壓逆變器模塊、永磁同步電機(jī)模塊。

系統(tǒng)部分參數(shù)為：總仿真時間為0.3S；系統(tǒng)零時段負(fù)載起動轉(zhuǎn)矩TL=5N?m。

（1）速度環(huán)閉環(huán)時， 系統(tǒng)定子三相相電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、矢量切換時間、矢量所處扇區(qū)響應(yīng)情況。

圖3 轉(zhuǎn)速閉環(huán)時SVPWM控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)放大圖

圖4 轉(zhuǎn)速閉環(huán)時電機(jī)三相定子電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、矢量切換時間

和矢量所處扇區(qū)響應(yīng)圖

由圖4仿真波形， 可以得到結(jié)論如下：

a. 系統(tǒng)在0s～0.05s之間轉(zhuǎn)速響應(yīng)以斜率20000上升，延遲時間Td=0.025s、上升時間Tr=0.046s、調(diào)節(jié)時間Ts=0.05s， 無超調(diào)量， 系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)快。系統(tǒng)起動時， 帶動負(fù)載速度快， 轉(zhuǎn)速在0.05s內(nèi)穩(wěn)定在設(shè)定值n=1000r/min。

b. 系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)運行時，0.05s后都進(jìn)入穩(wěn)態(tài)階段， 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出誤差已趨近零， 反應(yīng)出該模擬系統(tǒng)控制精度較高， 穩(wěn)態(tài)特性良好， 波形與理論分析結(jié)果相符， 靜態(tài)性能穩(wěn)定。

c.系統(tǒng)起動時，定子起動轉(zhuǎn)矩6.7N?m，系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，定子轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定在設(shè)定值5N?m。轉(zhuǎn)矩脈動控制在0.2N?m內(nèi)，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

（2）速度環(huán)開環(huán)時，在系統(tǒng)空載情況下給定幅值為±5A的方波參考交軸電流i*q信號時，系統(tǒng)交軸電流、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。

由圖5仿真波形， 可得出結(jié)論如下：

在參考交軸電流±5A切換時， 轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時間為0.00035s， 轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)快速。波形符合理論分析， 具有較好的動態(tài)特性。

3 結(jié)束語

本論文通過對矢量坐標(biāo)變換、逆變器、空間電壓矢量脈寬調(diào)制等技術(shù)的原理分析及建模仿真， 主要設(shè)計了一個基于空間電壓矢量脈寬調(diào)制技術(shù)的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)， 并在Matlab/Simulink對其進(jìn)行仿真模擬。系統(tǒng)設(shè)計步驟為：系統(tǒng)構(gòu)架、模塊設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)仿真結(jié)果分析。在這次完成論文的過程中， 我對所學(xué)的電力電子技術(shù)、自動控制原理、電機(jī)與拖動以及控制系統(tǒng)的MATLAB仿真與設(shè)計等知識有了更深層次的理解， 并在學(xué)習(xí)過程中積累了許多寶貴經(jīng)驗。從仿真結(jié)果的數(shù)據(jù)和波形來看， 系統(tǒng)的設(shè)計完全符合前期設(shè)計要求， 驗證了理論的正確性。

參考文獻(xiàn)

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篇10

關(guān)鍵詞：人工智能 電氣 自動化控制

人類智能主要要包括三個力面，即感知能力，思維能力，行為能力，而人工智能是指由人類制造出來的“機(jī)器”所表現(xiàn)出來的智能。人工智能主要包括感知能力、思維能力和行為能力。

1.人工智能應(yīng)用理論分析

人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是門邊沿學(xué)科，屬于自然科學(xué)和社會科學(xué)的交叉。涉及哲學(xué)和認(rèn)知科學(xué)、數(shù)學(xué)、心理學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、控制論、不定性論，其研究范疇為自然語言處理，知識表現(xiàn)，智能搜索，推理，規(guī)劃，機(jī)器學(xué)習(xí)，知識獲取，感知問題，模式識別，邏輯程序設(shè)計，軟計算，不精確和不確定的管理，人工生命，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，復(fù)雜系統(tǒng)，遺傳算法等，應(yīng)用于智能控制，機(jī)器人學(xué)，語言和圖像理解，遺傳編程。

當(dāng)今社會，計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)滲透到生產(chǎn)和生活的方方面面，計算機(jī)編程技術(shù)的日新月異催生自動化生產(chǎn)、運輸、傳播的快速發(fā)展。人腦是最精密的機(jī)器，編程也不過是簡單的模仿人腦的收集、分析、交換、處理、回饋，所以模仿模擬人腦的機(jī)能將是實現(xiàn)自動化的主要途徑。電氣自動化控制是增強(qiáng)生產(chǎn)、流通、交換、分配等關(guān)鍵一環(huán)，實現(xiàn)自動化，就等于減少了人力資本投入，并提高了運作的效率。

2.人工智能控制器的優(yōu)勢

不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去討論。但AI控制器例如：神經(jīng)、模糊、模糊神經(jīng)以及遺傳算法都可看成一類非線性函數(shù)近似器。這樣的分類就能得到較好的總體理解，也有利于控制策略的統(tǒng)一開發(fā)。這些AI函數(shù)近似器比常規(guī)的函數(shù)估計器具有更多的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢如下

（1）它們的設(shè)計不需要控制對象的模型（在許多場合，很難得到實際控制對象的精確動態(tài)方程，實際控制對象的模型在控制器設(shè)計時往往有很多不確實性因素。例如：參數(shù)變化，非線性時，往往不知道。）

（2）通過適當(dāng)調(diào)整（根據(jù)響應(yīng)時間、下降時間、魯棒性能等）它們能提高性能。例如：模糊邏輯控制器的上升時間比最優(yōu)PID控制器快1.5倍，下降時間快3.5倍。

（3）它們比古典控制器的調(diào)節(jié)容易。

（4）在沒有必須專家知識時，通過響應(yīng)數(shù)據(jù)也能設(shè)計它們。

（5）運用語言和響應(yīng)信息可能設(shè)計它們。論文格式，自動化控制。

（6）它們有相當(dāng)好的一致性（當(dāng)使用一些新的未知輸入數(shù)據(jù)就能得到好的估計），與驅(qū)動器的特性無關(guān)。論文格式，自動化控制?！，F(xiàn)在沒有使用人工智能的控制算法對特定對象控制效果非常好，但對其他控制對象效果就不會一致性地好，因此對具體對象必須具體設(shè)計。

3.人工智能的應(yīng)用現(xiàn)狀

（1）優(yōu)化設(shè)計電氣設(shè)備的設(shè)計是一項復(fù)雜的工作，它不僅要應(yīng)用電路、電磁場、電機(jī)電器等學(xué)科的知識，還要大量運用設(shè)計中的經(jīng)驗性知識。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計是采用簡單的實驗手段和根據(jù)經(jīng)驗用手工的方式進(jìn)行的。因此，很難獲得最優(yōu)方案。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電氣產(chǎn)品的設(shè)計從手工逐漸轉(zhuǎn)向計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD），大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。人工智能的引進(jìn)，使傳統(tǒng)的CAD技術(shù)如虎添翼，產(chǎn)品設(shè)計的效率及質(zhì)量得到全面提高。

用于優(yōu)化設(shè)計的人工智能技術(shù)主要有遺傳算法和專家系統(tǒng)。遺傳算法是一種比較先進(jìn)的優(yōu)化算法，非常適合于產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計，因此電氣產(chǎn)品人工智能優(yōu)化設(shè)計大部分采用此種方法或其改進(jìn)方法。

（2）智能控制的功能實現(xiàn)

①數(shù)據(jù)采集與處理：對所有開關(guān)量、模擬量的實時采集，并能按要求處理或存貯。

②畫面顯示：模擬畫面真實顯示一次設(shè)備和系統(tǒng)的運行狀態(tài)，可實時顯示電流、電壓等所有模擬量、計算量、隔離開關(guān)、斷路器等實際開關(guān)狀態(tài)及掛牌檢修功能，能生成歷史趨勢圖。

③運行監(jiān)視：具有對各主要設(shè)備的模擬量數(shù)值、開關(guān)量狀態(tài)的實時智能監(jiān)視，有事故報警越限和狀態(tài)變化事件報警，事件順序記錄、聲光、語音、電話圖象報警。

④操作控制：通過鍵盤或鼠標(biāo)實現(xiàn)對斷路器及電動隔離開關(guān)的控制，勵磁電流的調(diào)整。按順控程序進(jìn)行同期并網(wǎng)帶負(fù)荷或停機(jī)操作。系統(tǒng)對運行人員的操作權(quán)限加以限制，以適應(yīng)各級運行值班管理。

⑤故障錄波：模擬量故障錄波，波形捕捉，開關(guān)量變位，順序記錄等（包括主要輔機(jī)）。論文格式，自動化控制。。

⑥在線分析：不對稱運行分析、負(fù)序量計算等。

⑦在線參數(shù)設(shè)定及修改：保護(hù)定值包括軟壓板的投退。

⑧運行管理：操作票專家系統(tǒng)，運行日志，報表的生成及存儲或打印，運行曲線等。

人工智能控制技術(shù)在自動控制領(lǐng)域的研究與應(yīng)用已廣泛展開，但在電氣設(shè)備控制領(lǐng)域所見報道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3種：模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)控制。

4.恒壓供水案例簡析

恒壓供水在工業(yè)和民用供水系統(tǒng)中已普遍使用，由于系統(tǒng)的負(fù)荷變化的不確定性，采用傳統(tǒng)的PID算法實現(xiàn)壓力控制的動態(tài)特性指標(biāo)很難收到理想的效果。在恒壓供水自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計初期曾采用多種進(jìn)口的調(diào)節(jié)器，系統(tǒng)的動態(tài)特性指標(biāo)總是不穩(wěn)定，通過實際應(yīng)用中的對比發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用模糊控制理論形成的控制方案在恒壓系統(tǒng)中有較好的效果。在實施過程中選用了AI 一808人工智能調(diào)節(jié)器作為主控制器，結(jié)合FXIN PLC邏輯控制功能很好地實現(xiàn)了水廠的全自動化恒壓供水。對于單獨采用PLC實現(xiàn)壓力和邏輯控制方案，由于PLC的運算能力不足編寫一個完善的模糊控制算法比較困難，而且參數(shù)的調(diào)整也比較麻煩，所以所提出的方案具有較高的性價比。

本案例中只是一個人工智能在電氣自動化中的一個小小的應(yīng)用，也是電氣元

件生產(chǎn)供給的一個方向，實現(xiàn)機(jī)械智能化是我們努力的追求，將人工智能的先進(jìn)的最新成果應(yīng)用于電氣自動化控制的實踐是一個誘人的課題。

人工智能研究的一個主要目標(biāo)是使機(jī)器能夠勝任一些通常需要人類智能完成的復(fù)雜的工作，電氣自動化是研究與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運行。人工智能主要包括感知能力、思維能力和行為能力，人工智能的應(yīng)用體現(xiàn)在問題求解，邏輯推理與定理證明，自然語言理解，自動程序設(shè)計，專家系統(tǒng)，機(jī)器人學(xué)等方面。而這諸多方面都體現(xiàn)了一個自動化的特征，表達(dá)了一個共同的主題，即提高機(jī)械的人類意識能力，強(qiáng)化控制自動化。因此人工智能在電氣自動化領(lǐng)域?qū)笥凶鳛?，電氣自動化控制也需要人工智能的參與。

參考文獻(xiàn)：