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计算机控制是指用数字计算机对动态系统进行的控制,在生产中得到了广泛的应用。下面是读文网小编为大家整理的计算机控制系统论文,供大家参考。
1课程教学中的问题
《计算机控制技术》这门课程在不同高校的课程设置有很大的不同。有的高校侧重于以计算机为主线,着重讨论直接数字控制系统、以及现场总线控制系统等计算机控制系统。有的高校侧重于硬件系统的设计和仿真,而对软件却是一带而过。有的高校针对的是计算机控制技术的数学描述及控制算法。应该说各个高校在教材的选取和教学环节的进行中都有自己的独到之处,但是对于针对本校学生的实际情况,这些是远远不够的。在经历了若干个环节的教学和实践中,我对计算机控制技术这门课程的教学改革的方法和实践有自己的一些认识。
2课程教学改革的方法和实践
2.1教学环节突出侧重点
针对本校学生的实际水平,在教学环节中突出侧重点。由于本课程的第一部分主要涉及计算机控制的基础知识、数学模型及控制原理和分析方法。这一部分内容在前期的自动控制原理、复变函数中都有所讲述,那么在本课程的学习中主要是针对课程内容进行复习和总结,而不作为重点内容进行讲授。而第二部分中,讲述的是计算机控制技术的算法和应用以及系统仿真的算法。该部分是众多学科实践与应用的理论支撑,包括了经典控制算法如PID控制算法及其改进等,复杂控制算法如最少拍控制及达林算法等以及数字滤波等数据处理方法,同时包括了系统仿真算法。这一部分作为重点内容讲授。而第三部分是控制系统的MATLAB仿真和SIMULINK仿真。该部分需要学生动手实践来完成,实际应用也很广泛,在讲授中同样以举例的方式让学生能亲身体会到软件方面的使用。
2.2教学与教材有机结合
针对《计算机控制技术》这门课程的特点,现有的高校教材可谓是形形色色,各有各的特点,那么如何使学生更好的学习课程内容而又不依赖于教材呢?或者说如何使学生更好的理解教材内容而更深入的学习课程知识呢?这就要求将教学与教材有机的结合起来。针对本校学生特点,不能拘泥于一本教材来学习本课程,因此,在教学过程中,第一部分内容也就是前期的计算机控制技术基础知识和数学模型等内容,主要针对学生现有教材以及自动控制原理等教材进行讲解,第二部分内容主要是计算机控制技术的算法和应用以及系统仿真的算法。该部分的内容想对比较难,计算量大,因此既应用现有教材,还参考于海生等编著的《计算机控制技术》以及汤楠等编著的《计算机控制技术》等教材,针对算法的部分,结合不同教材的例题,使学生更好的理解算法的来源。第三部分即控制系统的MATLAB仿真和SIMULINK仿真,该部分更多的需要学生自己动手操作,那么在上课的过程中针对例题给学生通过多媒体演示的方法,引入知识点来提高学生学习的积极性。
2.3有效利用实验环节
《计算机控制技术》这门课程不但有独立的理论和方法,而且有相当强的实践性和应用性。因此,要学好这门课程,必须有效的充分的利用实验环节。本门课程安排在第六学期开设,该课程的实验的设置充分结合课堂内容,考虑以实际应用为主,主要安排了数字滤波器、数字PID控制算法、最小拍控制、大林控制算法等等。并为了提高学生的学习兴趣以及拓展学生的知识面,还安排了选做的步进电机控制、温度控制系统等现实中广泛应用的实验环节。
2.4重视教学中的考核方式
考核是评价学生学习、了解教师教学效果的一个重要杠杆。而仅仅通过期末考试的方法来对学生进行考核的话,有可能使学生平时不注重学习,期末搞突击,考后知识还给老师。我们把考核分为了4种:
①课堂作业。每次作业计10分,按照作业次数折合成满分10分的平时成绩。
②课堂表现。针对学生的课堂状态以及回答问题的正确率和积极性,计10分平时成绩。
③实验环节。针对各个实验中学生的预习情况、实验过程中的参与情况,实验结果的准确度来评价,满分计10分。
④期末考试。期末考试成绩折合成70%,再加上以上3项的成绩即为学生的总体考核成绩。这样分配更加合理,也充分调动了学生的积极性。
3结语
我在从事《计算机控制技术》这门课程的教学过程中,也深深的被该课程的魅力所吸引,同时也深感学生是蕴藏着极大的学习热情和潜能的,关键是要靠教师去挖掘。通过我对该课程的教学改革的一些方法进行了实践后,学生对该课程的掌握和实际应用能力均有了很大的提高,并且在课堂中,也明显感觉学生有了活力和动力。那么在今后的教学中,我将投入更大的精力在该课程的教学改革中,希望能用我的微薄之力使该课程的教学能更上一层楼。
1.设施的优点及功能
有所区别,中继器的功能在于传输两个节点之间的物理层的相关信息,数据等;网桥,其作用在于将两个不同的局域网连接起来;交换机,其运转的位置在于数据链路层,具有操作方便、性能良好且成本低;集线器,在网络信息输送的过程中作为输送媒介的中央节点;路由器,转发各个局域网之间传输的数据包;网关,可以连接协议出入较大的两台计算机。
2.网络控制技术类型
2.1以太网
纵观现在的计算机控制技术,以太网已经成为了应用最为广泛的技术,其在商用计算机和过程控制范围内中高档信息的管理和通讯中占主导地位,并正在进一步向工业现场渗透。其具有适应性极强及技术先进的显著特点,该特点也是其得到广泛应用的重要因素,具体优势可以总结为一下几点
:①适应性极强 适用于各种类型的计算机,并没有现场总线的标准,因此适用性极强;
②成本较低 想较其他的控制技术,及成本需要的设备、原理、使用流程等均较为简单,成本低;
③资源丰富硬件资源丰富是以太网的重要优势之一;
④传输速度快 其对于数据的处理及传输速度快,提高了资源的共享及信息交流的效率;
⑤开发潜力大 其具有上述多种优势,在许多领域成为了主流技术,还可以延伸到许多其他领域,开发潜力大,具有持续发展的意义
3.现场总线技术
现场总线技术一般应用于生产过程中及微机化测量控制仪器或设施中,其能够构成数字化及开放式的信息传输系统。该技术的主要作用在最终完成控制、信息传输以及计算机技术的各项功能国际电工协会对于八种现场总线的标准进行了确认,如以太网、基金会现场总线FF等。其利用现场总线技术,控制测量设施能够转变成网络节点,使处于不同位置的设备形成一个完整网络系统,并将信息共享,共同作用,互相协作维持正常的功能运转。该技术的基本特点有几下几点:
①微处理器为中心 该总线将现场的设备全部连接起来,统一控制;
②实时性、抗干扰能力强 该技术在数据传送上采用基带传输方式,速度快,且传输过程不受其他因素的影响;
③功能独立性 各个功能板块相对独立,不受其他功能的影响,提高了可靠性,在一种功能失效后,不影响其他功能的正常运行,在维护上也较为方便;
④各个网络之间联系紧密 其开放式的网络结构能够达到同层的网络相互连接及接入信息管理网络;
⑤兼容性良好 在通信协议一致的条件下,不同型号、不同供应商出产的设备也能够进行统一组合及控制,兼容性及可操作性较强
4.现代控制网络情况
总体来看,现场总线技术具有较多显著的优势,包括可靠性强、稳定性好、技术较为成熟、实用性及兼容性良好的特点,但是由于自身的性质限制,也存在许多固有的缺陷,包括信息传输慢,效率较低;总线标准繁杂,如果总线标准不一致时,设备的连接控制存在较大的障碍;而以太网刚好与之相反,其数据传输速度快、兼容性好,不受型号、标准等因素的影响,但是可靠性不佳,且存在某些不稳定因素,因此,没有在现场设备控制方面得到广泛的应用,但是,对以太网技术进行改造后,其潜力的巨大的。基于上述情况,一般企业信息化网络是把以太网及现场总线技术配合使用,将二者都优势进行互补,扬长避短,使之的功能得到最大优化。
该应用形式的基本结构为现场设备层、过程控制层、信息处理层。现场控制层的作用在于传输现场各个设备之间测量和控制的相关数据信息。过程控制层在功能为完成现场的各类信息向实时数据库的输入过程。信息处理层是整个控制网络的核心,主要由以太网组成,其功能为传输各类数据信息,包括企业的各类方案、销售计划、财务报表等。
5.总结
计算机技术深入的发展,互联网的普及,该类信息技术给人们的生活带来了巨大的变化,是人们的生活逐步简单化、高效化、智能化。计算机数据通信技术的应用逐渐覆盖到了生活工作的各个方面,使人们的生活更加方便,如手机电视;人们沟通更加顺畅,如视频通话;生活更加丰富多彩,如数字电视等,涵盖范围广阔。按照现在的形势分析,其今后会与网络联系更加密切,对于社会信息化的转变有着十分重要的积极意义。
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塔台或称控制塔,是一种设置于机场中的航空运输管制设施,用来监看以及控制飞机起降的地方。世界上大部分的机场都设有塔台,或是使用命令频率,只有少数最忙碌的机场拥有需要设置塔台的航班流量,但也有些机场会在特别活动期间(例如奥旭寇旭航空秀[1])暂时启用塔台。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:关于机场塔台指挥控制系统的设计分析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
机场塔台发挥着十分重要的作用,可以有效对空指挥引导本机场区域内飞行和本场起飞着陆的飞机,在航空兵作战指挥系统中,占据着十分重要的位置。其中,指挥控制系统的设计效果会直接影响到机场塔台对空指挥引导能力,希望引起人们足够的重视。在战争情况下,敌人最容易攻击的部位就是机场塔台指挥系统。通过调查发现,在如今的航空兵机场塔台指挥系统中,还有诸多的环节需要强化,需要进一步的提高指挥自动化水平,将塔台指挥控制系统的作用给更好的发挥出来。
一是系统组成及功能:系统包括诸多的组成部分,如塔台指挥控制系统、网络管理系统、视频监控系统以及内部通信系统和定位系统等,都是必不可少的内容。指挥控制系统,包括超短波设备组块、短波设备模块以及语音数字化处理等,将嵌入式模块结构给应用了过来,借助于总线技术管理,连接着录音、录时和录像关系,网络管理系统管理着这些分系统。
中央处理器、网络设备以及管理控制软件系统等构成了网络管理系统,它的作用是统一管理塔台指挥控制系统的软硬件,在网络形式方面,主要是结合了局域网和广域网。航管雷达信息、进场雷达信息以及数据传输与接口系统等共同组成了航管及进场、引导雷达系统,在数据信息的传递中,借助于有线、无线以及网络等多种方式来首先,网络管理系统对其统一管理。
飞行终端信息、飞行后勤保障信息、飞行机务信息等组成了飞行信息系统,通过数据系统来连接接口系统,网络管理系统来对其统一管理。有线电缆、卫星通信、微波接力、局域网和广域网等构成了数据传输和接口系统,在协议标准方面,主要采用的是静态路由,它的管理系统是网络管理系统。中国论文网视频监控系统主要包括一些硬件设施,如摄像机、解码器以及显示器等都是其重要的组成部分,连接着录音、录时和录像管理系统,网络管理系统对其统一管理。视频监控系统的主要作用是处理、记录和评判三线视频图像,也可以直接引入于飞行后勤保障系统。
录音录时录像管理系统包括诸多的组成设备,这些设备的功能主要是记录数据、存储数据以及数字化处理语音图像等,时钟设备以及刻录设备也是其非常重要的组成部分。录音录时录像管理系统连接着内部通信系统、视频监控系统和塔台指挥控制系统,依然由网络管理系统进行管理。数字式双DVD光盘驱动器是本系统所具备的,可以扩容到32信道,网络重放功能是其具备的,可以在光盘中实时储存,可以同时进行实时监听、记录和重放功能,话音和摘机功能是录音启动方式。
在内部通信系统方面,主要包括有线调度电话和无线集群调度电话,连接着录音、录时和录像管理系统,中国论文网代写论文网络管理系统对其统一管理。有线调度电话将G.712和G.732协议给应用过来,数字程控调度功能是其所具备的,相较于数字集群调度电话,无线集群调度电话的接口功能是相同的。供电系统则包括电源和地线等组成部分,主要作用是将能源提供给整个系统。
二是系统管理与控制系统。
本软件系统包括两级菜单,网络管理信息、塔台指挥信息、供电系统信息以及定位信息和飞行信息等构成了一级菜单,二级菜单包括三组内容,如超短波塔台总线管理、短波塔台总线管理、进场雷达信息、其他雷达信息以及飞行参数信息、飞行终端信息和飞行机务信息等等。
三是通信软件设计: 我们借助于Visual C++的Mscomm控件,控制中心的PC机就可以有效控制串口,以便对调制解调器进行控制。我们对Mscomm的属性进行了解和掌握之后,就可以有效的编制通信软件。
在程序的初始化阶段内设置参数,将初始化串口和Modem作为重点,涉及到诸多方面的内容,如对通信端口合理选择、对串口波特率科学设置,将串口打开以及将初始化命令输入于Modem等,接着就是拨号,也就是向终端呼叫。如果成功呼叫,就说明已经建立了通信链路,那么和终端的正常通信就可以实现。
综上所述,过去的塔台指挥控制系统在应用实践中,逐渐暴露出来了诸多的问题和不足,影响到塔台指挥控制系统作用的发挥。本文所设计的新型塔台指挥控制系统,可以计算机管理塔台设备,模块化管理总线,维护监控工作可以远程实现,并且还可以自动录入进场雷达以及引导雷达等相关信息,融合数据信息,实时传输和显示飞行参数等,这样将塔台指挥控制系统的作用给充分发挥了出来,航空兵的指挥水平也得到了较大程度的提高。
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智能交通控制系统是一个基于现代电子信息技术面向交通运输、车辆控制的服务系统。它的突出特点是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线,为交通参与者提供多样性的服务。说白了就是利用高科技使传统的交通模式变得更加智能化,更加安全、节能、高效率。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈RFID下的智能交通控制系统功能模块的电路设计相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着城市汽车数量的急剧增加,城市交通拥堵日趋严重,如何快速、准确地采集各种交通数据,合理进行交通诱导,有效缓解城市交通压力,已经成为交通工程领域亟待解决的关键问题。针对上述问题,文章设计了一种基于高频RFID(Radio Frequency Identification)的车辆位置数据采集系统,构建出智能交通控制系统功能模块的电路设计方案。
RFID 技术,即射频识别技术,是一种不需要实际物理接触即可自动完成目标识别的高新技术,具有可靠性高、数据存储量大、抗干扰能力强、响应速度快、标签内容可读写及高性价比等诸多优点,近年来被广泛应用于物流、运输、工业生产和智能交通等领域。该系统的研究与实现将能很好地完善城市交通信息感知体系,有着很显著的社会效益和经济效益。
(1)路侧设备安装简单、部署范围广,不会有应用“死角”的存在;(2) 车载设备只有一张电子标签,不会涉及车辆改装等复杂问题;(3)可以实现车辆定位、车速测量、交通状态判别等多种功能;(4)具有谷歌地图显示、表格显示、文本显示等多样化显示功能;(5)设备成本低、经济效益好。
一个标准的射频识别系统主要由应答器(电子标签或射频卡),阅读器(读写器)和对应的应用系统三部分组成。
2.1 电源模块
控制器主板可使用12/5V 两套供电电源,但AT91RM9200 多工作于3.3V,因而,其他的器件在也应为3.3V。电源系统的变换开关为AC/DC 型,功率为10 瓦,其电压输入在156VCA 至265VCA 之间,开关电源输出+12V、+5V,其他电源电压则通过三端稳压芯片产生,其中,+5V 电源通过两个三端可调稳压芯片LT1085 产生+1.8V和+3.3V,从而为ARM 处理器及相应的外围电路供电。LT1085 芯片通过选择两个合适的电阻能够输出的电压范围为1.2V 至15V,例如+3.3V=1.25V×(1+R322/R323)。
2.2 RTC 模块
在通讯、干线或者区域协调控制中,交通的控制器还要通过对等的时间点进行同步,为了能够确保时间的同步,需要设计RTC 对时间进行校对。RTC 既能够提供可以进行编程的实时时钟,还能够在断电之后立刻启动备用电源。
2.3 复位电路
AT91RM9200 处理器有NRST 以及NTRST 复位信号,这两种复位信号中,前者用于系统的复位,而后者则用于JTAG/ICE 复位,能够对处理器中的ICE TAP 控制器初始化,从而使得连硬件仿真器在进行初期调试时更为便捷。在所有时间段,复位信号仅仅有一个有效的,都能够让ARM 处理复位并且将复位向量指向的地址处开始执行程序。
2.4 功率驱动电路
功率驱动电路用以进行大功率交通信号灯的驱动,采用了固态继电器(SSR)。额定电流以及额定电压分别为5A 以及400VAC。固态继电器的驱动是直流+5V。外部的C208、R313 组成浪涌吸收电路可用来保护固态继电器不受损害。相比于双向可控性,功率驱动电路集成程度更好,稳定性更好,但相应的优点也使得其造价较高,相对而言,价格更为昂贵。
2.5 射频信息采集模块
无线射频识别(RF1D)交通监管技术是未来实时交通信息采集主要的发展方向,在本设计中,在实时采集交通流量中充分运用射频识别。
相比于传统的采集方法,该方法能够持续获取相应的数据,并能够准确直接反应出实际交通量,无线射频识别能够对车辆进行实时追踪,并将所获取的交通数据以互联网为媒介传输到交通控制中心,而交通控制中心能够将所获取的交通数据进行总结分析得出当前的交通状况,并将相应交通状况通知给行驶在路上的司机,通过电子地图实时显示交通状况,进而引导交通,缓解交通堵塞。
该技术的运用能够在对交通流不影响的前提下进行交通数据的采集,这也大大优化了交通状况。通过射频识别进行交通数据采集的工作原理为:阅读器和应答器以电磁波作为媒介,进行能量的传输与数据通讯。
在整个工作过程中,读卡器首先通过天线传输加密数据载波信号到RFID 汽车标签,之后标签的发射天线工作域被激活,同时将加密的载有目标识别码的高频加密载波信号通过某种调制方式经卡内高频发射模块发射出去,接收天线接收到射频卡发来的载波信号,在读卡器进行处理之后,提取出相应的目标识别码,并将识别码传输到计算机中,从而完成了预设的系统功能和自动识别。
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电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化(如锈蚀),提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性(硫酸铜等)及增进美观等作用。不少硬币的外层亦为电镀。以下是读文网小编为大家精心准备的:PLC与变频器在电镀生产线控制系统改造中的应用分析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
河源某电镀厂为承接大量ABS塑料电镀(挂镀方式)加工,决定新建ABS塑料电镀自动生产线。为充分利用工厂现有资源,尽量减少工厂的投入成本,决定将现有仓库改造为ABS塑料电镀自动生产车间,改造项目中包括仓库现有一台单梁悬挂起重机(0.5t)。根据单梁悬挂起重机的工作特点和ABS塑料电镀生产工艺流程,经笔者反复思考,在保留点动功能的前提下,决定应用三菱PLC和变频器将单梁悬挂起重机改造成为ABS塑料电镀专用行车。
1.1主电路分析
该起重机共由4台异步电动机拖动,吊钩升降由一台电动机M1拖动,为防止电动机突然断电导致重物自行坠落或下放重物时下降过快而造成事故,电动葫芦具有电磁离合器制动装置和再生发电制动控制功能。电动小车移动机构由一台电动机M2拖动,大车移动由两台电动机M3、M4拖动。M3、M4两台电动机规格相同,两台电动机定子绕组接在同一电源上,但三相电源的相序相反,使两台电动机的转向相反,以保证大车的两侧滚轮驱动运动方向一致。
1.2控制电路分析
控制电路的电源由控制变压器TC输出36V 电压供电,吊钩的上下升降由SB1、SB2控制,电动小车运行由SB3、SB4控制,大车运行由SB5、SB6控制,电动小车两侧限位开关为SQ12、SQ13,大车两端限位开关为SQ15、SQ16及换相联锁线路。
根据ABS塑料电镀生产工艺流程,该电镀生产线有除油槽、亲水槽、粗化槽等18个槽位(槽位代号按顺序分别为1号~18号),全线总长约40m,而仓库车间长约25m,因此需将电镀槽按工艺顺序分两边均匀分布,即分2条电镀生产线,但必须首尾相连按工艺进行电镀。
在电镀生产线的左侧上挂点(原位装货点),由工人将待电镀零件装入挂篮,挂到起重机吊钩上,并发出启动信号,起重机吊钩上升并按工艺流程要求在需要停留的槽位停止、下降、停留、上升。如此完成电镀工艺规定的每一道工序,直至第2条电镀生产线的末端下挂点(卸货点)卸下电镀好的零件,根据需要自动返回原位,重新装货发出启动信号进入下一轮电镀加工循环。
为实现ABS塑料电镀生产工艺,并保留地面点动(上、下、左、右、前、后)操作功能,作如下改进:
(1)选用可编程控制器(PLC)实现对起重机的自动运行控制。
(2)为实现快速搬运和准确制动停车,减小起重机停车的冲击和挂篮的摇晃,采用变频器对电动葫芦电机、小车电机、大车电机进行调速控制。
(3)为控制起重机对上、下挂点和18个槽位进行准确定位,在大车导轨上的对应位置加装定位开关SQ0、SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6、SQ7、SQ8、SQ9;在小车导轨上两侧对应位置加装定位开关SQ10、SQ11。考虑起重机主要工作在自动循环状态,其定位开关的工作频率高、可靠性及精度要求也较高,因此以上定位开关均选用LXJ0型接近开关(直流24V),由PLC内部电源24V提供。
(4)为实现地面点动和电镀自动循环的切换、急停、停止、启动等功能,在原有悬挂式按钮盒按钮的基础上加装一块控制板,其中,SB9为点动或自动循环切换按钮(复合自锁按钮),SB10为紧急停车按钮,SB11为起重机启动按钮,SB12为停止按钮。原悬挂式按钮盒按钮均随大、小车移动,加装控制板固定安装在上挂点附近,以方便工人操作。
(5)电动葫芦下方需要加装2个重锤限位器。SQ14控制上升高度,SQ17控制下降高度,下降高度应根据电镀槽液位高度来确定。
(6)为清楚起重机工作状态,增加了电源、越位报警、手动、自动状态指示灯。它们分别是HL1、HL2、HL3、HL4。
(7)由于起重机改造后处于长时间工作状态,在主线路中加装热继电器。
(8)原控制电气线路主电路中有6个接触器,现只保留3个接触器。
(9)考虑变频器和电机之间的连线比较长,可能导致变频器过电流跳闸,漏电流增加,电流显示精度变差等,因此布线时应尽可能让两者间不超过50m,确实超出的,则选用输出电路滤波器(OFL滤波器);同时,因PLC输出端接有感性负载(接触器线圈),将会影响PLC正常工作,为提高PLC控制系统的抗干扰能力,在负载两端并联RC吸收电路(交流负载)。
4.1可编程控制器型号选择
根据电镀工艺和硬件改造方案,确定了输入、输出端口的数量,并考虑经济性,满足使用要求,决定选用FX0N-60MR型号的日本三菱可编程控制器,其有36个输入点和24个输出点,满足了控制电气线路改造的需求。
4.2变频器型号选择
电动葫芦、小车、大车的运行由一个变频器实现控制,由于电动葫芦起重电机功率最大(0.8kW),因此所选变频器只要能满足电动葫芦电机,则大车、小车均能满足。已知起重电机型号为ZD21-4,额定功率0.8kW,额定电流2.2A。
4.2.1选用变频器的功率
变频器的容量PCN由下式确定:PCN ≥kPM/ηcosφ .其中:k为电流波形的修正系数,一般取1.05;PM为负载所要求的电机轴输出功率,PM为0.8;cosφ为电机的功率因数,约为0.75;η为电机的效率,约为0.85。将相关参数代入上式,计算得PCN ≥1.31kW .再由公式ICN ≥kIM(ICN为变频器的额定电流,IM为电机工频电源时的电流,IM为2.2)可知ICN≥2.31A。
4.2.2变频器类型的选择和型号确定
该起重机是恒转矩负载,为了实现恒转矩,适当加大容量。由于该变频器安装在配电箱内,因此选用防护式,不带选用件。综合以上情况,确定选用高性能矢量三菱变频器,型号为:FR-A740-1.5K-CHT。
4.3变频器主要参数设定
Pr.79设为3(外部组合操作模式);Pr.10设为18Hz(制动动作频率);Pr.4设为90Hz(高速);Pr.5设为40Hz(中速);Pr.6设为20Hz(低速)。
4.4软件编写
本程序主要采用步进指令、基本指令、特殊软元件进行编程,将自动循环和地面手动操纵分为两条通道,由SB9(X30)为选择条件,如不作选择,则程序默认为自动循环状态,否则进入地面手动操纵状态。现将起重机进入自动循环工作状态程序进行说明。
(1)自动循环:按下启动按钮SB11(X32),此时不论电动小车和大车处于任何位置(空载状态),大车先将以90Hz(快速)返回至上挂点(原位),而后小车也以90Hz(快速)定位到上挂点(原位),此时接近开关SQ0、SQ10发出信号,大车、小车电机通过变频器被先后制动停移,吊钩开始快速下降,下降至设定高度时,下降定位开关SQ17发出信号,吊钩停止下降等待挂篮上挂。如上挂完成,工人按启动按钮SB11,则吊钩以90Hz(快速)提起挂篮上升运行。上升至设定高度时,上升开关SQ14发出信号,吊钩停止上升并制动,防止挂篮自行坠落。定时器延时3s后,PLC向大车2个电机发出信号,大车以90Hz(快速)向除油槽(1号槽)方向移动,运行6s后以40Hz(中速)运行3s,再以20Hz(低速)运行2s,待除油槽接近开关SQ1发出信号,大车停止右移,准确定位后,吊钩快速下降至SQ17,开始6min的除油,除油完毕后吊钩快速上升至开关SQ14,吊钩在除油槽上方停10s,让镀件表面镀液流回到电镀槽中,定时时间一到,大车又快速向亲水槽(2号槽)方向移动,然后再经2次减速后定位到亲水槽;
以此类推,直到完成活化槽(9号槽)工序后大车不再向右移动,此时第1条生产线9个槽电镀工序完成。接着由小车以90Hz快速向清洗槽(10号槽)横向移动,运行15s后以中速运行3s,再以低速运行2s至SQ11制动定位至清洗槽,完成清洗槽工序后,大车往反方向运行,直至大车运行到第2条生产线的第18个清洗槽时,ABS塑料电镀工序全部完成,大车继续快速返回至下挂点,待SQ0发出信号,大车被制动停移,吊钩快速下降至设定点,等待工人取下挂篮。取下挂篮后,如果是单次循环或电镀任务完成,则按停止SB12,此时吊钩快速上升至SQ14后,小车快速横向移动至SQ10,起重机停靠在上挂点并停止工作,原位待命。如果是多次循环,则按启动SB11,此时吊钩不再上升,小车直接快速横向移动至SQ10回到上挂点(原位)等待第2批零件挂篮上挂。
(2)停止:在自动循环状态时,在电镀过程中,如出现一般性质异常情况可按停止按钮SB12,起重机将停止运行,待问题处理完毕后,按启动按钮SB11将继续运行。
(3)急停:在自动循环状态时,遇紧急情况时,按SB10能禁止所有输出(应用M8034)。
(4)六档点动控制功能:按点动或自动切换按钮SB9时,电动葫芦、大车、小车处于行走范围内任何位置均可以实现点动控制功能,此时手动指示灯亮。
(5)来电或恢复供电指示功能:通电指示由Y04驱动,Y04通过特殊继电器M8000的常开触点联接,在PLC开机后,使Y04线圈被驱动,指示灯亮。
(6)越位报警功能:起重机运行时,当吊钩上升过程因重锤限位器失效,断火限位器SQ20将发挥作用,切断电动葫芦电机电源,或者当大车、小车移动时,只要碰到限位开关SQ12、SQ13、SQ15、SQ16,起重机则停止工作,报警灯亮。
该起重机经多次调试和运行,各项功能均满足生产需求,系统性能稳定可靠,操作灵活方便,抗干扰能力强。特别是在运行中避免了急刹车所造成的振动和吊钩的晃动,实现了高效运行准确停车等功能。应用PLC、变频技术对单梁悬挂起重机改造成ABS塑料电镀自动生产线专用行车,不仅解决了企业实际生产中的困难,为企业提高生产效率和经济效益,还能为同类技术升级改造提供借鉴和参考。
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航空火力控制系统是由控制飞机火力的方向、密度、时机和持续时间的机载设备构成的系统。它的基本功能为:引导飞机到达目标区和沿最佳航线接近目标;搜索、识别、跟踪目标;测量目标和载机的运动参数,进行火力控制计算;控制武器的发射方式、数量和装定引信;对需要载机制导的武器进行发射后的制导。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:航空火力指挥控制系统的分析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
信息技术的发展推动现代战争正在由以平台为中心的机械化战争向以网络为中心的信息化战争转变。网络中心战的核心是整合资源,实现信息共享、统一指挥、联合作战。当前,综合航电火控系统可以解决单架飞机内部信息流通互联,无法实现飞机之间的信息共享,难以充分发挥整体作战、编队作战效能。为适应网络中心战要求,提升空中作战能力,必须将火力控制与指挥控制融为一体,研发适应网络信息环境的航空火力指挥控制系统。
航空火力指挥控制系统是在包含了飞机的本机参数、武器系统、目标传感系统和态势传感系统在内的机内网络系统基础之上,增加了和飞机外的信息网的连接,可进一步提高信息共享水平,增强态势感知能力,加快指挥决策速度,加强作战协同程度,增强响应能力、杀伤能力和生存能力。本文基于航空火力指挥控制系统的概念,进行系统需求分析,研究了系统结构以及系统作战和指挥流程,指出了系统实现所需的关键技术。
航空火力指挥控制系统定义如下:根据作战任务、敌我态势及载机武器配置,辅助制定作战方案,将载机引导至作战空域,探测、识别、截获、跟踪目标,引导载机以一定方向、时机、密度和持续时间控制武器弹药投射并完成制导弹药中末制导交班,判定作战效果,在作战过程中产生、传输、处理、显示、控制、记录载机火力控制与指挥控制信息的设备或装置。
信息化战争中,编队战斗指挥随着战斗环境的变化而瞬息万变,战斗行动指挥最大的特点是实时性,需要将武器火力的控制与制导和指导战斗行动及协调战斗组合并与控制飞行机动能力融合一体。只有使系统具备强大的信息处理能力、辅助决策能力和协调控制能力,才能更有利于多机协同作战,实现整体作战的目标,才能发挥机载武器的最佳作战效能,保障网络中心战条件下空战体系作战指挥的高效和稳定。航空火力指挥控制系统的作战能力需求有以下几方面。
2.1信息处理能力
网络中心战环境下,战场空间向多领域延伸,呈现立体化、多层次化,是陆、海、空、天、电磁高度一体化的多维综合战场。航空火力指挥控制系统将从三方面获取信息:
1)接收来自广域网的指挥部和预警机所传达的上级命令与战场态势数据;
2)接收来自局域网的机间数据链相互传来的目标与威胁数据及战斗预案;
3)接收本机雷达、红外等传感系统所获取的目标与威胁数据以及本机电子战设备侦察监视的威胁定位数据和告警级别。
航空火力指挥控制系统作为飞行员与作战环境发生联系的中介和桥梁,必须具备全维信息融合处理能力,最大限度地减小情报信息的复杂性,放大决策信息对指挥对象的控制力,使决策这一作战指挥的核心职能达到科学、高效。
2.2辅助决策能力
当今信息化战争,作战发起突然、阶段转化迅速、样式更迭频繁、战场节奏加快,作战双方都将力求速战速决。对飞行员(特别是长机飞行员)能力提出了极为苛刻的要求:
1)海量的传感与通信信息虽带来“眼观四处,耳听八方”的效益,但“信息爆炸”的灾难使飞行员往往无从下手。
2)超视距作战中机载传感器所体现的目标相对本机的作战意图与特征不明显,使飞行员很难做出敌我战术态势与攻击决策的判定;
3)在超视距多目标攻击时,要求飞行员在瞬息万变的空战中准确完成武器对目标的匹配,又要确保飞机的安全和武器的引导。为减轻飞行员消化数据的工作负担,集中注意力处理关键任务,及时掌握战斗态势变化,就要解决航空火力指挥控制系统中闭合控制回路的飞行员环节,这样一种随机、非线性、不确定性的决策与控制问题。因此,航空火力指挥控制系统必须具备辅助决策能力。
2.3动态构建能力
空战中,飞行编队的战斗环境和战斗条件与战斗力在不断改变,在战斗现场需要适时更新组织框架与指挥方式,进行指挥权限转移,发挥该飞行编队的潜力与优势。航空火力指挥控制系统不再是飞机的简单组合,而是在作战区域内每架飞机所组成的网络体系,系统在作战过程中并非每时每刻所有飞机都参与作战,而是根据作战任务的需要以及各节点的状态临时组成有效集合体,称其为虚拟组织(VO)。系统中的任意一架飞机都能够根据作战需要和战场态势的变化,随时加入/退出VO,并且当VO中的节点失效时,能够自动重建。因此每架飞机必须具有战斗编队的指挥及综合能力,适应长机与僚机和指挥与被指挥的角色转换。
体系结构是一个系统的基本框架,它规定了系统的组成原则、组成部分以及各部分之间的关系和实现这些关系的方式。体系结构支持系统全生命周期内的活动,有助于系统从最初的概念直到最后退役的开发、运用和维护,是复杂大系统设计中不可缺少的内容。下面对航空火力指挥控制系统的功能结构和物理结构进行设计。
3.1功能结构
根据网络中心战原理,航空火力指挥控制系统体系结构按照功能分为三层逻辑网结构:信息获取网、指挥控制网和火力控制网。三层逻辑网建立在数据链网络基础之上。
3.1.1信息获取网
3.1.4高速通信网
高速通信网包括广域网/局域网内的数据链和飞机内部的总线通信。其功能是在各功能节点之间提供高速率、低延时和低误码率的通信链路,实现了系统各个功能节点之间的互连通性,为系统各功能节点之间信息的交互提供了可靠保障。
3.2组成结构
基于航空火力指挥控制系统的作战方式,将传统作战中物理、地理上紧密耦合的各个功能系统分解为独立的作战节点,利用高速通信网络将作战区域的作战节点连接成一个有机的整体。
显控处理机主要任务是进行信息融合,评估战场态势,进行威胁排序,辅助生成作战预案,完成目标分配和火力分配,通过飞行员控制操作,产生显示、控制、告警,实现人机交互。
任务计算机主要功能是解算系统的任务数据,进行导航计算,并计算编队内导弹航路、发射时间和控制武器发射。
数据链设备完成飞机与外界的通信,主要接收上级作战指令和友机状态等信息,向编队内友机发送目标分配和火力分配结果,以及导弹航路数据等信息。
外挂物管理分系统主要功能是管理外挂物配置,管理和存储武器投放程序,激活武器,控制制导信号等。
雷达分系统主要完成目标的探测与跟踪任务。吊舱设备完成对导弹的制导和引导。
4系统指挥层次、指挥体制和指挥方式
4.1指挥层次
航空火力指挥控制一般有三种指挥层次。
1)联合编队。联合编队指挥员下辖三个以内编队指挥员以及本编队内三架僚机,每个编队指挥员还下辖三架僚机。即大队级(16架机)。
2)独立编队。编队指挥员指挥本编队内的三架僚机。即中队级(4架机)。
3)双机编队。即长僚机编队。
以常见的独立编队为例分析长僚机各自承担的任务。长机指挥员在飞行作战中要对从自身飞机和僚机那里获取态势信息进行分析,并在长僚机间进行目标分配和火力分配,确定联合攻击与协同作战方法,其显示器上有编队内所有飞机及携带武器的信息。僚机将自动在本编队内交换所有的态势信息和指挥指令,其显示器上均有编队飞机与攻击目标的标志,并有联合攻击与协同作战指示,以及长僚转换的指示。
4.2指挥体制
指挥体制描述的是“谁指挥谁”的问题,其实质是系统中各节点的交流、使用信息的关系。信息化战争中的飞行编队作战,不断有飞机加入或者退出网络,指挥权也有可能随着战场态势的变化而不断变化。传统的树状层次式指挥结构,主要是上下之间的纵向联系,缺乏同一层次内的横向联系,指挥关系固定、僵化,很难适应瞬息万变的战场态势和网络化作战的需要。当系统的指挥中心(长机)遭到破坏时,系统将无法运行,因此,系统的适应性很差。
在飞行编队作战中,信息的交流可能在任意两架飞机之间进行,也可能在任意的飞机或者武器之间进行。此外,当有飞机加入或者退出网络时,要能够根据变化的情况重组指挥结构。因此,航空火力指挥控制系统的指挥体制应为“动态网络型结构”。
在飞行编队作战中,要根据作战需要和战场态势对飞机制定优先级,优先级高的飞机担负区域指挥(长机)任务。在动态网络结构的支持下,系统的指挥关系在整个作战过程中不是固定不变的。每架飞机都可以根据需要成为编队指挥中心(长机),其余飞机作为僚机受长机的指挥,同时也作为长机的备份,当长机出现问题或者退出战斗时,选取其中一个僚机作为指挥中心。每架飞机在授权的情况下,可以对任意一架飞机进行指挥。
4.3指挥方式
指挥方式解决的是“怎么指挥”的问题。指挥方式按照指挥职责和权力的不同分配为标准,典型的指挥方式分为两种:指令性指挥和指导性指挥。
· 指令性指挥方式,即长机直接指挥控制编队内所有的武器节点。僚机的火控系统只负责传达命令,权力高度集中于长机,其任务繁重,指挥周期长,但利于统一指挥和调度。
· 指导性指挥方式,即长机可以将部分指挥权下放给僚机,给僚机分配任务,由僚机负责指挥完成,长机只需要监控僚机的任务完成情况,并进行适当的干预。
网络中心战环境下,指挥权力需要根据战场态势的发展变化作出迅速的调整,进行重新分配,提高权力的运行效率,以此满足网络化作战的要求。因此,应该将指令性指挥方式和指导性指挥方式相融合,并加以改进,使得指挥权在作战过程根据情况收放自如,动态分配,称其为“动态分权式”指挥方式,这样才能很好地与“动态层次式结构”指挥体制相匹配。
根据系统指挥方式的不同,系统的作战指挥也应分为长机决策式(指令性指挥方式)和长机决策僚机辅助决策式(指导性指挥方式)
5.1长机决策式作战指挥过程
以双机编队为例,长机决策式编队作战信息流程可描述如下。
1)当接到作战命令后,飞机编队进入战区后,编队内通过数据链形成局域网。雷达开机搜索识别目标,并通过数据链与僚机/指挥所/预警机给出的雷达信息进行融合处理,形成统一的信息场。
2)长机根据敌我双方兵力情况及我机态势,判断战场态势,为下一步作战方案的产生提供依据。
3)根据目标类型、属性、位置、火力的重要程度,以及飞行编队的武器配置、状态等因素,对敌方目标机型威胁程度排序。
4)系统辅助生成作战预案,进行目标分配与火力分配,并将分配结果通报给僚机。
5)长机对编队内所有导弹进行航路规划,并将导弹航路信息及发射时间通报僚机。
6)在约定的时间发射导弹。
7)飞行编队实时监控作战效果,僚机将情况汇报给长机。
8)若达到编队作战效果,或编队失去作战能力,则战斗结束,返航。
9)若还有未杀伤的目标重新进入雷达搜索区域或上级给出新任务,则返回2)。
5.2长机决策僚机辅助决策式作战指挥过程以双机编队为例,长机决策僚机辅助决策式编队作战信息流程可描述如下。
1)当接到作战命令后,飞机编队进入战区后,编队内通过数据链形成局域网。雷达开机搜索识别目标,并通过数据链与僚机/指挥所/预警机给出的雷达信息进行融合处理,形成统一的信息场。
2)长机根据敌我双方兵力情况及我机态势,判断战场态势,为下一步作战方案的产生提供依据。
3)根据目标类型、属性、位置、火力的重要程度,以及飞行编队的武器配置、状态等因素,对敌方目标机型威胁程度排序。
4)系统辅助生成作战预案,进行目标分配与火力分配,将分配结果通报给僚机;规划编队内所有导弹的攻击角度,将结果分配给相应的僚机;根据飞行状态和敌我位置关系约定导弹到达时间,并通报僚机。
5)长僚机依据到达时间和攻击角度分别对所携带的导弹进行航路规划,僚机导弹航路信息反馈给长机。
6)长机作出统一的攻击决策,在约定的时间发射导弹。
7)飞行编队实时监控作战效果,僚机将情况汇报给长机。
8)若达到编队作战效果,或编队失去作战能力,则战斗结束,返航。
9)若还有未杀伤的目标重新进入雷达搜索区域或上级给出新任务,则返回2)。
6.1信息融合技术
信息融合是一种多层次、多方面的处理过程,包括对多源信息进行检测、相关、组合和估计,从而提高状态和身份估计的精度,以对战场态势和威胁的重要程度进行适时完整的评价。网络中心战体系中,单纯依靠单机自己的传感与认知能力和所带的资源及武器进行战斗是极少数的特定任务下的特殊行动。因此需要根据作战任务,进行多雷达组网,获取更准确的空情信息。
由于雷达精度不同、体制不同、探测距离误差、复杂空情等的影响,导致目标航迹不一致或不连续平滑,必须进行信息融合。信息融合技术是利用计算理论和方法,将网内每个雷达测量得到的目标航迹,传送到组网数据处理中心进行互联、相关、估计等处理,得到融合后的航迹,以便获得准确的目标状态、及时的战场态势和威胁估计。
6.2目标分配技术
目标分配辅助决策是将确定的作战指挥程序与目标分配原则在指挥控制系统中实现,形成以自动生成战斗方案并对武器系统实施指挥控制为主、人工干预为辅的战斗程序。目标分配能在激烈复杂的战争环境中,减少人工决策的差错,提高指挥效率。目标分配是为了充分发挥各火力单元的整体优势,将空中目标在给定的约束条件下分配到不同火力单元的一系列决策过程,它是一个动态的、多因素优化分析的决策过程。
在目标达到分配终线之前,对该目标的分配决策将一直进行,而且分配预案将随着目标飞行诸元参数、各火力单元的战技指标和射击准备状况进行动态调整。基于航空火力指挥控制系统的飞行编队作战模式中,导弹的发射都由长机控制完成,其目标分配和火力分配仅仅需要考虑目标、武器与系统之间的关系。网络化作战模式下的动态目标分配模型及其算法将是飞行编队目标分配问题的焦点。
6.3作战效能评估技术
要有效提高航空火力指挥控制系统的作战能力,对其作战效能进行评估是一项重要的基础工作。作战效能指在预定或规定的作战使用环境以及所考虑的组织、战略、战术、生存能力和威胁等条件,由代表性的人员使用该装备完成规定作战任务的能力。这里的作战任务应覆盖航空武器系统装备在实际作战中可能承担的各种主要作战任务,并涉及整个作战过程。
作战效能评估需要在接近真实的仿真平台上,在特定的环境下通过大量的计算机模拟获得系统的使用效能。航空火力指挥控制系统带来了飞行编队指挥方式的变化,因此作战效能评估的指标体系也必然随之变化,所以作战效能评估研究应以指标体系的建立和确定指标权重为重点。
本文研究了航空火力指挥控制系统的系统需求、系统结构、指挥体制、指挥方式、作战过程以及系统实现的关键技术。本文的研究对构建航空火力指挥控制系统具有理论指导意义,可为飞行作战编队实现网络化、一体化提供参考。同时如何将本文提出的航空火力指挥控制系统应用于实践,相应的技术问题还需要进一步研究。系统建设的具体问题也有待在实践中逐步丰富和完善。
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科学上把单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度,简称电流。导体中的自由电荷在电场力的作用下做有规则的定向运动就形成了 电流。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:论冶金机械液压系统的污染与控制研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
1.1 外界带入的污染物
由于冶金机械长期处于野外作业,而野外环境通常很艰苦,高强度的开采会产生大量的粉粒和粉尘。在工作中,冶金机械是由液压系统来传导动力,但是系统又是安置在冶金机械外部,所以,在收缩活塞杆时,就会有外界的粉粒或者是粉尘进入到内部,而这些粉粒与粉尘随着活塞杆的收缩进入到同流油箱之后,就会影响液压系统的正常工作。如果在发现故障之后,让工作人员进行维护,但是遇到拆卸周边环境过差,反而会加大液压系统的污染程度,这主要是因为过于恶劣的工作环境所造成的。另外,在向液压系统注入油液之时,也可能将外界的污染物带入到液压系统之中。最后,油箱关闭不严实或者是油箱的密封圈出现腐蚀问题,同样会对液压系统带来污染。
1.2 自身制造时的污染物
由于制造冶金机械液压系统是一项复杂的工序,而生产、配装以及运输等过差,又会让液压系统产生一定的污染物,如在制造冶金机械部件时存在铁屑、锈片等废弃制造材料等,这些都会影响液压系统保持一个正常的高水平值。另外,如果在制造液压系统时存在较多或者是较大的污染物,就会引发整个液压系统出现故障,从而影响到冶金机械的高效运行。此外,在清理零件时,由于工作人员不够细心,也会导致液压系统出现清洗残留物质。但是,自身制造所产生的污染物仅仅占据冶金机械无法开展高效运行的一部分,很大程度上还是因为工作、外界环境所引起的污染。
1.3 工作过程中的污染物
在冶金机械中,液压系统是动力传导部分,所以保持冶金机械正常的工作至关重要。但是因为冶金机械所处的环境大多数都在野外,并且工作时间偏长,但是长时间的工作又会提升液压油温度,导致其产生化学变化。变质的液压油不仅会让液压系统活塞杆产生不良伸缩,同时还会加快内部结构的腐蚀,因为变质的液压油也可能让部分金属产生颗粒污染,从而加重故障。
2.1 合理选用过滤器
第一,一般来说,普通的液压系统选择20μm 精度过滤器即可,而电液伺服系统一般会选择10μm,甚至是更高的过滤器,油液本身的污染度最好能够高于6 级。
第二,过滤器最好选择比实际过流量略高一级别。当过滤器流过的流量比额定值小,那么起产生的压力也会偏小,这样就会过滤掉更多的污染颗粒,提升其清洁度。
第三,过滤器的并联效果要远远优于串联效果。由于没经过一个过滤器,并联之后的流量就会减少一部分,这样也会增大系统的清洁度。
第四,利用高性能过滤器进行分级过滤处理。如在压力控制油路、独立循环过滤回路、泵的吸油口等,可以设置10μm、3μm、125μm 的过滤器,并且定期做好更换处理,这样就可以避免因为变形或者是堵塞造成失效的出现。
第五,在清洗过滤器时,利用循环系统从油样接口冲入适当的油液,就可以从过滤器的排污口放出部分污染物。
第六,等待选好过滤器之后,还应该注意安装的位置。一般都是在吸油回路进行安装,这样可以在污染物进入泵之前加以清楚。如果液压系统要求较高的精度,则可以在吸油回路安装一个粗滤器,在液压管路上安装一个精滤器,如果是关键性的元件,则需要在进油口处设置一个过滤器。
2.2 液压系统制造安装污染控制
第一,一般来说,电液伺服系统大多选择的是不锈钢无缝钢管,管与管之间应该避免螺纹状的连接,不锈钢的弯头和不锈钢管都需要利用氢氟酸和硝酸相互混合的液体进行酸洗,以便清除内壁存在的污染物。对于管道的分段处,需要利用锯割处理,禁止使用砂轮切割机,这样可以避免管道中残留过多的砂轮粉末。焊接可以将不锈钢管端打好坡口,然后将毛刺锉去并且做好清洗,然后利用氟弧焊,这样就可以达到防止焊缝熔渣的目的。第二,在拆装液压油管时,应该保持管接头朝上开,使用堵头将其堵住,这样也可以避免污染物、液压油流失的侵入出现。
2.3 做好液压系统的维护与保养
第一,加强对新油液的污染控制。
经过新油液的检测,一般需要将污染度控制在NAS10 之下,远远无法满足本身的电液伺服系统NAS6 级之上的要求。所以,在加注新油之前,可以利用精细过滤进行三级过滤,这样就可以确保新油的污染度能够满足NAS6 级别的标准,这样就可以减少更换、清洗电液伺服阀的频率,以便将设备控制在相对较高的稳定运行状态之下。
第二,做好离线和在线的循环冲洗。
在进行离线的循环冲洗之时,需要将电液伺服阀和其余液压部件断开,将硬管和软管直接的连通,开泵过滤新油,并且做好管路的冲洗,之后开展24h-72h的运行,保持油温控制在50℃ -60℃之间,冲洗压力大约为2MPa。然后利用橡胶对接头与焊缝等部位进行,就能清除固体颗粒污染物。在线循环冲洗则是在系统液压油检验满足了标准之后,才能够接入到电液伺服阀或者是其余液压部件之上,等待系统开启之后,再进行在线了循环冲洗处理。
第三,防止油温过高。
一旦出现液压油液温度过高的情况,就会导致油液加速氧化变质,这样会增加金属的磨损程度,并且还会加快密封件的老化变形,造成液压系统不必要的污染与泄漏。所以,冷热轧机的工作油温最好是能够控制在55℃之下。
第四,做好执行元件的密封更换处理。
定期对活塞密封以及轴端进行更换处理,就可以避免外部杂质的侵入或者是出现内外泄漏的问题。第五,做好油箱定期的清理,等待积垢处理后,再做好空滤器和油滤器的更换。避免外界颗粒污染物进入到备用油箱以及系统油箱之内。
对于冶金机械而言,液压系统的污染与控制是一项任务重、复杂度高,且技术难度偏大的工程,为了确保整个冶金机械的液压系统都能够处于正常的运行状态之下,进行合理的设计,做好液压系统安装,加大每一个环节的检测力度,确保污染物的产生处于可控制的状态下,这样就可以降低液压系统的污染度,以此来提高机械设备的服务年限,达到降低维护成本,提升经济效益的目的,如此就能够为冶金企业创造可观的经济效益。
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随着GPS技术的飞速进步和应用普及,它在城市测量中的作用已越来越重要。当前,利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统(缩写为CORS)已成为城市GPS应用的发展热点之一。CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。 CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成,各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体,形成专用网络。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈嘉兴CORS系统在首级控制网测量中的应用相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
嘉兴CORS系统由桐乡、乍浦、海盐、嘉兴4个参考站和1个控制中心构成,可以有效覆盖嘉兴市域范围。嘉兴CORS各参考站及已纳入嘉兴CORS的周边省、市级CORS参考站基本情况。
相对传统电台RTK技术,网络RTK技术不仅在便捷程度,而且在精度、效率等方面有了很大的提高,已成熟应用于一级控制网、图根控制网及等外水准网的测量,为实际工作提供了非常大的便利。本文借助嘉兴“十二五”航道项目,探讨嘉兴CORS系统网络RTK技术在更高等级控制网方面应用的可能性。
2.1项目情况
嘉兴航道项目是嘉兴市在“十二五”期间着力建设海河联运联网的重大基础设施,利用嘉兴内河航道网的优势,实现内河港区、工业园区与嘉兴港“门到门”的物流运输,将潜在海河联运优势转化为现实优势,推动本市海洋经济的快速发展。
航道分布在整个嘉兴市域范围内,涉及南湖区、秀洲区、海宁市、平湖市、桐乡市、嘉善县和海盐县,总计24条航道,合计里程389.58km。
2.2项目目标
控制:所有航道在原有四等网的基础上进行踏勘,补设四等及一级网,满足现状测绘及后期施工放样需要,四等控制点选埋约80个,一级控制点选埋约400个。地形:航道进行1∶2000地形图测绘,以现有航道岸线向后方陆域外扩100m,转弯处加长至150m,施测面积约为22km2。
调查:调查所有桥梁信息,拍摄现状照片。
2.3控制网布设
经现场踏勘,发现因城市建设、工程施工等原因,原有四等点部分已破坏,经统计破坏率达20%左右,给沿线一级导线加密工作带来不便。
按常规做法,四等点被破坏后,重新选点补设,需对全网进行GPS静态连测,并重新解算,得到最终成果数据,如采用此方法,费时费力费钱,对只有个别控制点破坏的情况不适用。经对嘉兴CORS系统分析,其框架网的布设,选择了覆盖嘉兴市域的塔山、陈山油校、龙口、崇福、杨家桥5个框架点与嘉兴市4个参考站进行联测,其中陈山油校为浙江省GPSB级点,其余为浙江省GPSC级点,这为嘉兴CORS系统在航道项目中的高精度应用提供了必要条件,为此新补设点选件。J点位置均要严格满足网络RTK观测的要求,为开展下一步工作提供有利条件。
2.4嘉兴CORS动态测量
参照《卫星定位城市测量技术规范》(CJJ/T73-2010)中网络RTK一级点动态测量相关技术要求,增加观测时段和观测次数,提高定位精度。具体操作时,为提高网络RTK定位观测精度,采取如下措施:
2.4.1 选用经检定合格、性能可靠的双频GPS接收机,并使用经检定配套的基座和木质三脚架。
2.4.2 已知点精度检核。在每天观测开始前、结束后均需联检首级控制网已知点的点位,成果较差≤5.0cm。
2 . 4 . 3 平面收敛阙值≤1.5cm,高程收敛阙值≤2.5cm;同一时段测回间平面点们较差≤2.0cm,高程较差≤3.0cm;不同时段平面点位较差≤3.0cm;如有超限,必须重新观测,直至得到4个时段的满足精度要求的成果数据。
2.4.4 按实践经验选择最佳观测时段。PDOP值<4、15°以上的卫星个数>6、天气晴好。
2.4.5 增加测回数及观测时间。4个时段分上下午进行观测,每个时段观测4个测回;测回间必须重新初始化仪器,且时间间隔至少2min,每个时间段的时间间隔至少2h。一测回内采样间隔为1s,观测时长30s。同一时段成果取4测回平均值,最终成果取4个时段的成果平均值。
2.4.6 最终成果边长与高差的100%检测。对所有嘉兴CORS系统观测的通视点实施四等精度的边长与高差检测。
2.5成果分析与处理
此次使用嘉兴CORS系统先期测定19个点位,其中有4个为原有控制成果的GPSC级起算点,7个为原有四等控制点成果,8个为新补设一级点。按每点观测4个时段,共需观测76个时段,实际观测了91个时段,其中重测15个时段。从外业数据来看,嘉兴CORS系统的观测质量还是可靠的。
将11个原有控制点成果与嘉兴CORS系统观测成果进行分析计算,结果如表2所示。从表2可以发现,ΔX,ΔY正、负符号上分布数量也大致相当,说明无系统性偏差;ΔS平均值为11.1mm,且仅有2个点超过了15mm,其中于城镇这个点偏差大的原因,经分析和此点位于车流量较大的马路边有关系,剔除此点,此次嘉兴CORS系统观测成果与原有成果符合较好,说明观测精度较高,满足规范要求。
新补测控制网共有8 条通视边, 其中最短边339.433m,最长边536.631m,平均边长410.679m。嘉兴CORS系统完成,提交最终成果后,为检核边长精度要求,采用2”级TOPCON全站仪对所有通视点进行了边长检测,结果可以看出,全站仪实测边长与嘉兴CORS系统成果边长差距较小,且比较均匀,其中相差最大值仅6mm,最大最弱边相对中误差达1/67887。
综上可见,使用嘉兴CORS系统,严格按照工作计划进行外业观测,其精度能满足《卫星定位城市测量技术规范》(CJJ/T73—2010)中四等平面控制网的要求。
虽然现有规范文件还未有明确规定可以采用网络RTK动态进行四等平面控制的测量,但结合项目实际情况,严格按照工作计划进行外业观测,成果数据能满足规范精度要求;提交的控制成果数据,其质量也在后期使用过程中,进行了多次的验证;它的作业方式抛弃了多台GPS接收机联测的传统工作模式,使一人一台仪器即可完成整个控制网的施测成为可能,工作效率较以往有了很大的提高,遇到破坏点位进行补测也灵活方便,能更加及时地为客户提供控制服务,提升客户满意度;通过具体项目的实施,为探讨网络RTK在更高精度控制测量上的应用提供数据支撑。
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会计信息化是会计与信息技术的结合。是信息社会对企业财务信息管理提出的一个新要求,是企业会计顺应信息化浪潮所做出的必要举措。它是网络环境下企业领导者获取信息的主要渠道,有助于增强企业的竞争力,解决会计电算化存在的“孤岛”现象,提高会计管理决策能力和企业管理水平。以下是今天读文网小编为大家精心准备的:加强会计信息化系统下内部控制的必要性的研究相关论文。内容仅供参考阅读!希望能对大家有所帮助。
加强会计信息化系统下内部控制的必要性的研究全文如下:
(一)内部控制的形式发生了变化
原手工操作下的一些内部控制措施在信息化后没有存在必要性。如编制科目汇总表、凭证汇总表、试算平衡的检查、总账和明细账的核对;原手工操作下一些内容控制措施在信息化后转移到计算机内了,如凭证借贷平衡校验,余额发生额平衡检查。由此可见,信息化会计除了人这个执行控制的主体外,许多内容控制方法主要通过会计软件来实现的。因此,计算机系统的内部控制也由手工条件下的单一人工控制转为人工控制和程序控制。
(二)内容控制的范围发生了变化
传统的内容控制主要是针对交易处理。计算机技术的引入,给会计工作增加了新的工作内容,同时也增加了新的控制措施。由于系统建立和运行的复杂性,内部控制的范围相应扩大,包含了传统手工系统所没有的控制,如网络系统安全的控制、系统权限的控制、修改程序的控制以及磁盘内会计信息安全保护、计算机病毒防治、计算机操作管理、系统管理员和系统维护人员的岗位责任制度等。
(三)交易授权发生了变化
授权、批准控制是一种常见的、基础的内部控制。在手工会计系统中,对于一项经济业务的每个环节都要经过某些具有相应权限人员的签章,自然形成了层层复核、道道把关,具有严格的审核复查机制。但在信息化会计信息系统中,大部分处理由计算机完成,审查、复核等控制被削弱,甚至消失了。故而,面对新的变化,相应的内部控制措施也应该及时的进行调整和完善。
(一)完善会计信息化条件下企业内部控制制度
首先,企业内部控制的目标是明确人员分工、落实责任、健全组织机构。因此企业内控制度的严格执行是信息真实可靠的重要保证。建立健全会计操作管理制度、计算机环境下硬件和软件管理制度、信息化环境下会计档案管理制度以及其他内部控制,并设置业务流程中每一环节的关键控制点。随着外部环境和内部环境的不断变化,内部控制制度也需要进行不断的健全与更新。
其次,要提高企业审计监督水平 。信息化环境下审计工作既具有一般审计的特征,还具有独特性。企业内部审计人员在审计过程中既要注重对业务进行差错防弊,还要对现有的内部控制体系进行评价,以发现导致舞弊行为发生的薄弱环节,通过完善内部控制制度来预防信息化舞弊活动。前者的目的是发现问题,后者的目的在于解决问题。由于信息化舞弊的特殊性,在必要的情况下,企业可以聘请专业的外部审计机构会同有关人员对企业会计信息化业务进行特殊审计,其人员构成包括计算机专家、系统开发人员、外聘审计人员、企业内部审计人员,其目的在于克服内部审计人员在计算机、系统程序、独立性等方面的不足,发现可能存在的篡改输入、篡改文件、篡改程序等舞弊手法。
(二)选择合适的信息化软件
企业在选择会计信息化软件是要慎重考虑,既要保证软件的实用性,又要把握好软件的安全性。防止因为软件本身的原因使得企业蒙受损失。
所谓的安全可靠一般是指,会计软件防止财务信息被泄漏和被破坏的能力,会计软件防错和纠错的能力。这包括以下几个方面:①在计算机出现硬性故障时数据的安全性,如断电、硬件损坏、病毒等;②操作权限的控制;③数据库的安全性。
所谓实用性一般指会计软件的操作设计是否适应企业的特点。不同企业的财务核算有其各自的特点,企业的财务部门在长期工作中也逐渐形成了自己的习惯。为避免使用会计软件后出现不适应的情况,企业应了解会计软件的操作程序与企业的操作习惯是否一致。比如报表的格式,许多企业出于其特殊要求可能需要许多非标准格式的报表,某些会计软件可能考虑到了这一点,设计了丰富详尽的自定义报表以符合企业的要求;
(三)规范操作要求
严格规范会计信息化系统中的操作要求,对于数据的输入要通过授权、稽查、审核的手段加以控制。首先要确保系统软件的技术安全,强化对操作员的操作权限管理。其次,充分发挥操作密码在企业内控制度中的作用。并且,做好软件操作员的权力限制措施。为了让财会人员按照岗位职责来分享核算的权力,财务软件在很多环节给系统管理员设置了针对功能范围与操作权限的控制权。
在输入控制方面更要加强。第一,数据采集。数据采集是将各类会计数据整理以为将这些数据录入信息化系统做好准备,这个过程是防范修改业务数据、会计凭证的关键环节,必须要做好控制。第二,数据录入。数据录入要力求快速、准确,对输入的数据应进行核对,核对无误后再进行确认以及下一步的操作,避免出现差错,做到先审核后记账。
加强数据处理控制。会计信息化环境下数据处理更多的由计算机来完成,包括计算、比较、合并、存储等,处理控制的目的在于保证录入的数据按照正常程序进行运算,从而得到正确的处理结果。由于数据处理过程不可见、不可控,对于数据处理的控制更多的还要依靠对输出结果的核查,通过核对数字、字段、代码等检验数据处理是否正常。
通过对企业会计信息化过程中内部控制的必要性研究发现,企业需要结合自身发展特点,对会计信息化的功能及软件进行合理选择和完善,解决存在的内部控制问题,才能完善企业自身的管理行为,提高企业在新的市场环境下的竞争力。在会计信息化发展趋势是现代公司的财务发展主流方向,面对新的经济形势,企业在处理会计信息化问题时应当正视,更要及时,完善自身的内部控制,将问题解决在萌芽当中,避免出现重大损失。
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信息集成 (集成平台) 是指系统中各子系统和用户的信息采用统一的标准,规范和编码,实现全系统信息共享,进而可实现相关用户软件间的交互和有序工作。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈信息集成在航天运输控制系统中的应用研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
在航天领域,随着SpaceX 等私人航天企业的涌入,包括Ariane 和ULA 在内的多家航天机构均纷纷感到了竞争的压力,开始研究如何快速、可靠和低成本地实现火箭的发射服务。为了应对挑战,航天运输系统应认真考虑使用性问题,尤其长征系列火箭还未能真正参与国际市场竞争,使我们长期对这方面的需求不再敏感甚至认为没有需要。同时,火箭竞争力往往用运载能力等总体指标来衡量,对于其他分系统能发挥的作用,讨论得甚少。本文将重点探讨信息技术的发展给航天运输控制系统(包括地面测发控系统)带来的机遇与挑战。
目前,信息技术对航天控制的影响,更多聚焦于多传感器的信息融合以及多处理器的并行处理等领域,这体现了信息技术的两个特点:信息量大大增加,信息处理的能力以及需求也大大增加,但信息技术的作用不仅限于此。应该看到,信息技术是基础技术,当基础技术的能力得到了提升,我们同样要回归到基础去重新认识现有的设计,去源头寻找解决新问题的新途径。例如,过去由于处理能力不足而简化或省略的功能是否需要补充完善,总体的风险是否需要进行调整等。
在进行运载火箭控制系统设计时,首先进行系统方案设计,其重点是确定飞行的轨迹并评估精度;在此基础上,按照系统从大到小进行任务划分,例如,首先确定飞行系统与地面测发控系统的任务界面;其次,针对飞行系统中的电气系统,明确控制分系统与测量分系统之间的任务界面;针对控制分系统,再进一步划分设备的组成及其内部软硬件的分工。
未来空间运输系统的任务将更加复杂,对其自主控制能力的要求也更高,总体、控制、动力等多学科融合的趋势愈来愈强,单纯依靠某一个系统的优化设计空间已越来越窄。因此,考虑到未来自主控制以及“快速、可靠、经济”地进出空间的需求,本文分析了信息集成技术在上述设计流程中能够发挥的作用,提出了四个“一体化”的设计理念,即:
1)利用箭上计算装置的计算能力,完成在线自主轨迹规划,实现“制导与弹道设计的一体化”,增强自主控制的能力和适应性;
2)借助于箭上系统的信息处理能力,进行自检测(Built in Test,BIT),实现“BIT 与地面测试系统的一体化”,重新规划飞行系统和地面测发控系统的任务分工,从而达到快速发射和精简技术保障人员的目的;
3)充分发挥箭上智能单机的处理能力,实现“控制与测量系统的一体化”,减少单一功能的设备,并采用平台化的设计理念,避免重复开发,进而降低成本,提高产品成熟度和可靠性;
4)设计通用的软硬件一体化开发平台,实现“模型驱动的软硬件设计一体化”,为方案论证和选型提供统一建模与仿真的环境,确保设计一次成功,避免方案性反复。
由于信息技术的发展,传统的功能领域得以延伸,并且可以集成其他功能;而第四项一体化则为方案设计的早期验证提供了“量化”分析的条件。
1. 1 轨迹优化中的间接法与直接法
传统上制导与弹道分属两个设计领域,弹道设计是离线的静态优化,而制导控制则是在线的动态优化。许多设计约束由弹道设计来保证,制导仅完成与入轨精度相关的终端约束的控制。但是,随着闭路制导技术的应用,制导系统会实时规划满足终端约束的轨迹,有可能偏离标准弹道,从而导致弹道设计中的隐式约束无法得到满足;如果在制导控制中加上这些约束,传统的设计方法有可能得不到合适的解析解。
飞行器轨迹优化问题实际上是一种带有状态约束和控制约束的最优控制问题。解决这类问题,间接法和直接法是最常用的两类方法。间接法基于极大值原理推导最优控制的一阶必要条件,它们构成了求解最优轨迹的Hamiltonian 边值问题,由于不对性能指标函数直接寻优,因此该方法称为间接法。当前的大多数实时轨迹优化方法都对动力学方程进行了不同程度的降阶处理,仅针对某种具体的问题有效。这种应用存在以下不足:1) 约束条件不同,算法会体现很大差异,很难有一个通用的解决方案或框架;2)许多情况下难以得到表达完美的解析解,这时往往要对模型进行简化;3) 即使如此,许多复杂约束还是难以解决,只能对约束条件进行精简,其代价往往由总体承担转嫁到有效载荷。
直接法比间接法出现更早,采用参数化方法将连续空间的最优控制问题求解转化为一个非线性规划(NLP)问题,通过数值求解该非线性规划问题来获得最优轨迹。在计算机技术迅速发展的近30年,直接法有了较快的发展,并且开始应用于航天领域。这些方法的不同体现在对连续最优控制问题的转换、离散化等方面,文献还概述了一些很有应用前景的方法,如伪谱法,滚动时域优化法等,尤其是离散控制变量和状态变量的伪谱法,备受关注。该方法成功应用到国际空间站的调姿优化,但对于大气层内飞行段,其实时性尚未得到验证。
在国内,从多级固体火箭上升段到高超声速飞行器再入段,伪谱法在离线轨迹优化中得到了普遍应用。为提高效率,常采用与直接法结合或串行分段优化的策略,设计一条优化轨迹的时间从数分钟至数秒,并具有了应用于在线制导的潜力。而文献提出的收敛深度控制策略,可将特定条件下的优化时间缩短至100 ms 以内,这为在线优化提供了条件。
如果能进一步提高直接法的计算效能,采用统一的建模方式,实时地解算各种过程约束或终端约束、等式约束或不等式约束,则制导控制与弹道设计就能实现一体化。这不仅是自主飞行控制的需求,也是技术发展的必然。
联立法在过程控制领域应用广泛,国内也开始尝试将这项技术应用到航天运输系统的设计。运载火箭飞行全过程是多阶段、非线性、变动力学模型,以某型火箭为例,其设计约束包括如下部分:
1)入轨精度要求;
2)入轨姿态要求;
3)控制变量的变化率要求( 如全程角速度限制);
4)分离前控制变量保持不变的要求;
5)残骸落点位置的要求;
6)攻角的要求。
传统上只有第1 项约束是制导系统直接控制的,如果同时考虑其他约束,则难以推导出解析表达式,因此其他约束均隐含在标准弹道中。但若在自主控制下偏离标准弹道,上述约束条件就可能都无法满足,这使得制导系统的自主性以及应对突发事件的适应能力均有不足,这也是一体化设计所要解决的问题,即自主的轨迹规划要能满足所有约束。需要重点解决多阶段非线性系统的动态优化、复杂约束动态系统联立优化等技术难题,并对系统模型进行适应性的重构。
1. 2 联立法的解题框架
将火箭运动模型以及各种约束条件按时域划分有限元,并用插值多项式对各变量进行逼近。然后计算Jacobian 矩阵,并将其结果与离散模型送至非线性规化求解器( Nonlinear Programming,NLP)。NLP 对联立的方程进行求解,将计算结果返回离散模型,计算残差。若残差满足要求,则本次轨迹规划成功,将离散的最优解插值成最优控制曲线;如果残差不满足要求,NLP 将进行搜索方向的计算,更新各变量,并再次求解,这一过程反复迭代。
目前,提高计算效率的主要研究方向为以下几个方面:
1)通过自适应移动有限元方法确定合适的有限元个数;
2)通过初值发生技术选择变量的初值;
3)采用多阶段动态联立优化方法( 而非分段串行优化方法)解决质量突变以及推力非线性变化的情况;
4)通过收敛深度控制提高运算速度;
5)合理选择残差避免不收敛的情况。
算法的优化、计算速度的提升以及并行处理技术的发展,都将促进这项技术的应用。从中可以看出,模型离散化与具体飞行的任务需求相关,其他工作均可以由计算装置自动完成,从而提供了一种通用的解题框架。该技术的突破,将为此类问题的实时动态求解开辟新的技术途径,其应用也不仅仅局限于航天运输系统。
2. 1 现状分析
简化测发控操作,减少发射准备时间,精简现场保障人员;同时提高测试覆盖性,缩短天地差异性,加强设备通用性,这些看似矛盾的需求,是当前对测发控系统的新要求。渐进式改进已难以大幅提升性能,必须从源头重新规划,即将箭上控制系统的设计与测试发控的需求结合起来统筹考虑。在这方面,日本Epsilon 固体小运载火箭甚至提出了移动发射控制的概念,通过网络可以在世界的任何一个地方利用一台便携式计算机方便地检查和控制火箭发射,主要实现流程控制;而火箭发射准备阶段的测试以及故障诊断、重构等工作全部由箭上系统来自主实现,并将是否满足发射条件传送至地面供控制中心人员决策。而国内的研究更多着眼于传统地面设备的整合,实现地面设备的统一化设计和型号之间的共享,对如何利用箭上系统的自检测功能来简化地面测试还少有论及。
结合我国的实际情况,虽然利用箭上设备BIT功能实现自检测(数据采集) 被认为是可行的,但将数据的分析、故障的诊断以及是否满足发射条件的决策仍交由地面指挥控制中心来完成,是箭、地任务分工较为合理的一种方案,目前已进入了应用研究阶段。
2. 2 总线窃听与箭地高速测试总线
与Epsilon 的方案相比,箭上设备只负责数据的采集,这样减轻了箭上产品的负担;箭地之间设计大容量的高速测试总线(High-speed Measurement Bus,HMB),按传输速率≮20Mbps、通信距离≮200 米设计,基于HMB 的数据采样称作“总线窃听”技术,以区别于1553B 总线等的“总线监听”技术。
考虑到箭载计算机是火箭控制系统的主控设备,对其机内数据总线的检测相当于获取了与计算机相关的所有输入(对应各种传感器)和输出(对应各种控制指令) 信号,因此将数据监测点设置在箭载计算机的机内总线端;同时为避免对飞行软件的影响,这些检测应全部自动实现并将数据通过HMB下传至测发控系统(自动窃听并发送)。为便于箭、地主动的收发通讯,设计单独的用户邮箱。
HMB 将在箭、地系统之间建立统一的接口,在活动发射平台的前端设备间配置一台通讯终端,通过该终端利用网络通讯,可以将数据传送至指挥控制中心的数据处理终端或后方系统设计单位。为保证通讯的可靠,应适应并接两个或多个通讯终端的情况。
2. 3 自动判读与闭环测试
借助于HMB,首先可以实现“基于模型和数据驱动的自动判读”。地面能够直接“窃听”到飞行控制软件的输入信号及产生的控制信号;其他总线站点的信号封装成遥测量,由箭机作为总线控制器转发给遥测系统时,地面通过对总线接口的监测也能获取这些数据,于是地面系统可以据此采用相同的算法(模型)进行箭上控制过程的同步推算,并将计算结果与箭上设备进行对比,这就是“基于模型”和“数据驱动”的含义。理论上二者的处理结果除计算误差外应基本一致。当然地面与箭上的开发小组应不同,采用类似于多版本的经验来消除共因失效。这种分析是自动且近似“实时”的,并且对测试用例不敏感:当用例改变,即箭上各种控制器的输入条件改变时,箭上与地面系统的计算结果也都发生改变;但只要二者一致,说明系统工作正常,并不需要提前准备固定的判据。这种分析技术为闭环测试提供了便利,以控制系统总检查测试为例。
可以看出这种测试是闭环的。地面仿真计算机通过HMB 获取发动机摆角信息,仿真箭体的运动,并将解算后的速度、位置和姿态转换为惯性测量设备的信号,通过箭地邮箱反馈至箭载计算机中,形成闭环反馈控制系统。这种将被控系统的模型与电气系统匹配性测试集成在一起的方案,称作“系统在回路”的综合试验方案,结合了电气系统测试和仿真试验二者的优点。例如,在地面仿真软件中设置不同的干扰状态,从而产生不同的测试用例(但并没有改变硬件的状态),增大了测试的覆盖性;而通过前文介绍的智能判读技术,数据的分析全部自动进行。更主要的是,这种测试可以在总装厂、发射现场实施,从而大大提高在这些场合测试的有效性和覆盖性。
通过上述任务的重新分配,由此可以梳理出新型测发控系统的特点:
1)箭地之间的连接除供电信号外,其余将以标准化的数字总线为主,这简化并且规范了接口关系,易于型号间通用。
2)地面测试的工作性质已转变为数据分析,“测试与发射控制系统”将转型为“发射控制系统”,重点是流程控制。
3)测试数据的分析采用与箭上设备同样的模型,将专家事后分析数据的过程实时化、智能化,减少了控制中心或后方单位的技术保障人员;具备对不同测试用例的“自适应性”,创造了闭环测试的条件,在简化操作和测试的同时增强了地面测试把关的力度。
3. 1 现状分析
控制与测量系统是火箭电气系统的两个主要组成部分。为避免共因失效,测量系统一般独立于被测系统之外。但随着电气产品整体可靠性和成熟度的提升以及各种冗余技术和BIT 技术的使用,这种独立的系统设计方案显得过于复杂,主要体现在以下方面:
1)控制系统产品的可靠性、环境适应性、地面试验考核的力度均得到很大提升;
2)控制系统采用各种高性能的处理器,不仅具备BIT 的能力,且在采样精度、采样频率、数据处理等方面已超过遥测系统数据采集单元;
3)控制系统普遍采取冗余设计,并基本解决了“单故障点”问题,使得BIT 测试具备了冗余能力,提高了BIT 测试的可靠性。
国外火箭也意识到了这一点,例如法宇航在“Avionic-X”项目中,提出两个系统一体化的初步设想,以“飞行控制单元1”为例,包含有控制与测量各自的数据处理模块(类似于计算机)、卫星导航(GNSS)模块、惯性测量模块以及共用的供电模块等,并开始借鉴航空系统中的“集成模块电子系统”架构。
国内也较早地开展了航天电气产品模块化、集成化的应用研究,提出通用信息化的集成框架,但尚未考虑分系统间的集成。在综合分析可靠性、成本双重因素下,测量分系统中的相关功能,尤其是用于对控制系统信号进行采样、编码、传输的各种数据采集单元,具备了与控制分系统一体化设计的条件。
3. 2 模块化/组合化/集成化设计
控制与测量功能的集成并非简单组合,需要电气系统从顶层进行规划,按照“模块化/组合化/集成化”(以下简称“三化”) 的思想进行设计,并要兼顾地面测试的需求。
从新一代运载火箭控制系统的研制看,随着数字化技术的应用,控制系统智能单机( 指含有CPU的单机)的配置均基本相同,均含有标准化总线接口、处理器、存储器、时钟、FPGA、电源模块、总线协议芯片等,不同之处都集中在I /O 接口上,例如,伺服控制要采用放大器接口,时序和阀门控制要采用大功率的开关量接口,推力调节则主要是脉宽调制控制和脉冲量接口,等等。因此,上述“三化”设计的思路是,在基本配置均相同的前提下,通过配置不同的I /O 接口,实现各自特定的功能,从而避免重复开发、CPU 种类繁多等不利于资源共享、成熟度提高和降低成本的开发模式,这就需要对各种基本模块和接口模块进行合理规划。
含有处理器的设备主要有箭载计算机、各级(类)控制器以及各类惯性测量设备,这些设备都可以采用“三化”的设计,从而形成不同的集成控制单元。
每个集成控制单元除完成控制以及自身的自检测功能外,还可以兼顾“周边”相关非智能设备信号的检测,如各种传感器信号、配电信号等,其思想是尽可能多地发挥处理器的“富裕”能力,减少单一功能的单机。集成控制单元采用平台化设计,通过基本模块和I /O 模块组成各类具体产品。其中基本模块为CPU 模块、供电模块和BIT 模块,而其他典型I /O 模块包括:GNSS、惯性测量模块、开关量输入/输出接口(DI /DO)、放大器接口、各种总线接口和检测模块等。
集成控制单元的体系结构还应能适应下述不同需求:1)整机级冗余设计:如计算机、各级控制器的设计;2)系统级冗余设计:如多惯组冗余,每套惯组内采用单模方案;3) 多机并行处理设计;4) 非冗余设计:如检控器等。如果设计平台考虑周到,还可以兼顾无CPU 状态的设计,如综合配电器等。
在这种一体化设计中,不再需要针对控制系统的各种数据采集单元,测量信息将主要由总线监视器获取,飞行软件承担“飞行控制”与“数据管理”两个主要的、优先级不同的任务,这可以在操作系统的支持下完成。此外,操作系统或软件中间件还可以屏蔽软件对不同硬件配置的依赖,从而增强软件的重用性。
4. 1 现状分析
当具体到设备功能的划分以及集成控制单元的设计时,传统上称作“系统综合设计”。一般参照原有的型号进行设计,或者技术发展带来设备功能增强后,体积、功耗降低,可以将多台设备组合成一台。
在绝大部分情况下,上述两种方法应用得很好。但其不足是没有将系统方案( 算法) 的设计与硬件载体紧密关联起来,当在地面计算机上完成算法设计后,需要向性能相对受限的嵌入式目标系统转化,这样的转化过程存在风险。由于最终设计的可行性需要硬件、软件的原型产品才能进行验证,因此,在方案论证过程中不同方案选优就没有一个可以量化的评估值,难以实现“从定性到定量综合集成”的跨越。
随着电子技术的发展,硬件与软件的一体化设计已逐渐成为可能,在航天领域,也开始采用“模型驱动工程”(Model-Driven Engineering,MDE)方法开展设计,而国内随着自主知识产权CPU的突破,为本项技术研究创造了条件。
4. 2 软硬件一体化设计
MDE 在航天控制上的应用。在该方法中,控制系统的“算法设计”、“软件开发”、“硬件开发”这三个“V”字型开发模型被有机集成在一起,系统方案设计中的算法将首先转化为可以在仿真器上运行的软件代码,然后该代码与硬件设计一并集成到硬件模型中进行协同仿真,从而具备了在没有硬件载体且针对目标硬件的设计仿真能力。
系统综合设计离不开设计平台,该平台必须能为系统设计人员迅速搭建原型模型并进行验证,这也是广义上的“定量综合集成”的基础。
设计平台为具体产品的软硬件分工创造便利条件,可以首先选择一个方案,若不满足要求则进行调整,因为此阶段调整成本较低。为校验算法的可行性,需选择某个处理器IP 核,并用原型法设计出应用软件,然后集成在一起仿真校验。应用软件( 包括飞行控制软件、嵌入式操作系统等) 首先编译成该CPU 的目标码,由指令集仿真器( Instruction SetSimulator,ISS) 进行调用。ISS 是一个虚拟微处理器,它将目标码进行解码和执行,对外通过处理器总线功能模型与硬件仿真器进行交互。总线功能模型实现从指令级到周期级的转换,产生总线周期的序列,并实现总线接口功能,驱动这些信号进入硬件仿真环境;同时对总线周期响应进行取样,并传送回软件环境,从而实现软硬件协同仿真。
采用联立法解决真空段多约束条件已取得一定成果,研究对象正向全过程(包含大气段) 动态轨迹规划等方面扩展,重点解决实时性问题。以新一代中型运载火箭为契机,基本实现了BIT 与地面测试的一体化设计,利用HMB 以及总线“窃听”技术,地面系统已经能够实现与箭上设备的同步解算和分析,在提高效率、节省人员等方面取得了显著效果。
对于控制与测量系统一体化设计而言,航天综合电子技术是其关键技术,将涉及新型电气系统架构的划分以及高速总线(系统级、背板级) 互联技术。软硬件的一体化设计得益于电子工业水平的提升,但仍需要更多具有自主知识产权的嵌入式处理器IP核,才能提供更多的设计选择。
信息技术的发展,提供重新审视控制技术应用现状以及发展方向的机会。无论是更强的计算能力、更高的集成度、还是更加先进的建模与仿真技术,在改变技术、产品的同时,也会改变研发模式,其影响将更为深远,也将促进信息技术与航天控制技术真正意义上的融合。
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随着计算机和现代信息技术在会计中的广泛运用,会计工作经历了从手工会计到电算化会计的发展过程。会计数据处理的工具也从算盘等发展到计算机单机和计算机网络。作为会计信息系统重要组成部分的内部控制,在电算化会计信息系统环境下,其作用不是削弱而是加强了。它的控制手段呈多元化趋势,对控制本身的要求更加严格,电算化会计信息系统进一步向深层次发展,这些改变既给企业带来效益,同时也带来了内部控制上的问题和挑战。
由于传统的分工控制在会计数据处理系统中基本上失去了原有作用,对会计处理过程中弊漏的防止和揭发更加困难,所以会计系统处理结果的正确与否将有赖于会计内部控制制度的完善。二者的关系表现在:
第一,计算机改变了企业会计核算的环境。企业使用计算机处理会计和财务数据后,企业的会计核算的环境发生了很大的变化,会计部门的组成人员从原来由财务、会计专业人员组成,转变为由财务、会计专业人员和计算机数据处理系统的管理人员及计算机专家组成。会计部门不仅利用计算机完成基本的会计业务,还能利用计算机完成各种原先没有的或由其他部门完成的更为复杂的业务活动,如销售预测、人力资源规划等。随着远程通讯技术的发展,会计信息的网上实时处理成为可能,业务事项可以在远离企业的某个终端机上瞬间完成数据处理工作,原先应由会计人员处理的有关业务事项,现在可能由其他业务人员在终端机上一次完成;原先应由几个部门按预定的步骤完成的业务事项,现在可能集中在一个部门甚至一个人完成。因此,要保证企业财产物资的安全完整、保证会计系统对企业经济活动反映的正确和可靠、达到企业管理的目标,企业内部控制制度的建立和完善就显得更为重要。
第二,电算化会计系统改变了会计凭证的形式。在电算化会计系统中,会计和财务的业务处理方法和处理程序发生了很大的变化,各类会计凭证和报表的生成方式、会计信息的储存方式和储存媒介也发生了很大的变化。过去反映会计和财务处理过程的各种原始凭证等作为基本会计资料的书面形式的资料减少甚至消失了。由于电子商务、网上交易、无纸化交易等的推行,每一项交易发生时,有关该项交易的有关信息由业务人员直接输入计算机,并由计算机自动记录,原先使用的每项交易必备的各种凭证、单据被部分地取消了,原来在核算过程中进行的各种必要的核对、审核等工作有相当一部分变为由计算机自动完成了。因此,电算化会计系统的内部控制与手工会计系统的内部控制制度有着很大的不同,控制的重点由对人的控制为主转变为对人、机控制为主。
第三,会计电算化系统的建立提高了控制舞弊、犯罪的难度。随着计算机使用范围的扩大,利用计算机进行的贪污、舞弊、诈骗等犯罪活动也有所增加,由于储存在计算机磁性媒介上的数据容易被篡改,有时甚至能不留痕迹地篡改,数据库技术的提高使数据高度集中,未经授权的人员有可能通过计算机和网络浏览全部数据文件,复制、伪造、销毁企业重要的数据。计算机犯罪具有很大的隐蔽性和危害性,发现计算机舞弊和犯罪的难度较之手工会计系统更大,计算机舞弊和犯罪造成的危害和损失也可能更大。
电算化会计信息系统的内部控制可以划分为:一般控制和应用控制两大类。它们都是用来预防、发现、纠正系统所发生的错误、舞弊和故障,使系统能正常运行;是提供可靠和及时的信息保证。与手工会计系统相比,它们也是计算机应用于会计信息系统所产生的特殊控制。在会计电算化信息系统中引入会计内部控制的意义在于:
面对市场竞争环境的急速变化,以及买方市场的迅速形成,很多企业在经营中遇到了许多困难,如销售不畅、三角债泛滥、资金匾乏、库存积压等。形成这种现象的原因,固然是多方面的,但有一个共同点,就是忽视了电算化会计信息系统的建设。为了及时、准确地提供经营管理所需要的会计信息,近几年来,不少企业相继建立了电算化会计信息系统,就企业选用会计软件的情况来看,主要有两种方式:一是直接外购商品化通用会计软件;二是自己开发或委托开发会计软件。这两者都给企业带来一定的困难,自己开发或委托开发会计软件,优点在于能最大限度地满足企业会计工作需要,但存在较大缺点:不仅开发成本往往较高,开发出来的会计软件较难通过财政部门的认可,而且数据的安全与维护存有隐患。因此绝大多数企业都是直接购买商品化通用会计软件,选用这种方式,投入少、见效快,使用维护容易到位,不过也有其致命弱点,首先,通用性越强的会计软件,软件的初始化工作就越复杂,对操作人员的要求的素质要求就越高,但从现有企业状况来看,往往越是财务负责人,对会计电算化越是知之甚少,这就为正确充分使用软件带来不便;其次,现有的商品化通用会计软件尚有许多不成熟之处,还不能完全满足各个企业的不同核算要求。更为可怕的是,无论是自己开发或委托开发会计软件,还是购买通用商品化会计软件,大多数工商企业在对会计信息系统电算化的好处予以认可的同时,往往忽视了电算化会计信息系统在内部控制方面所存在的巨大风险。
我国加入世贸组织后,将形成全新的市场竞争格局。我国会计信息产业这些年的高速增长,除了厂商的努力,在很大程度上要归功于我国的财政制度和财政部门。财政部规定我国境内的企事业单位在实施会计信息化工作时,必须使用合法的财务管理软件。这就对国外的财务软件厂商形成了较难突破的市场壁垒。随着我国会计核算制度的进一步国际化,国外会计软件对我国会计制度的适应性明显增强,无形中削弱了国产软件遵循现有会计制度、符合财务会计人员操作习惯的优势。可以想见,国外软件企业会抢占中国市场,包括国外风险投资基金在内的外资也会在中国软件行业中大量投资,国外软件企业与我国企业的兼并与合作机会大大增加、国内企业之间的联合和重组也是在所难免。国外软件比较注重会计信息在整个企业管理过程中的综合应用,强调对企业资源的充分利用和管理的系统化、规范化,而且一向注重向国际化方向发展,符合国际会计惯例,同国产软件相比,在电子商务支持技术方面具有优势。能适应多种操作平台,支持国际上流行的多种大型数据库,具有灵活的数据接口,更加符合国际化和网络化的发展潮流。在开放性的市场环境中,国外财会软件无疑对希望向国际化方向发展的企业具有更大的吸引力。目前,信息产业的核心技术如大型数据库技术、操作系统、网络技术等均掌握在国外大公司的手中,这些巨无霸企业拥有雄厚的技术实力和强大的经济实力、一旦这些企业认为某一领域具有潜在的市场价值、依托其技术和市场优势会很快成为强大的对手。另外,随着企业经营环境的变化。在会计实践中产生了多层次、多方位的会计主体,从而形成对编制合并会计报告和分部报告的需求。跨国经营的和对外贸易的发展将更加需要有关外币业务会计和外币报表折算的功能。还有,在成本核算体系、税务会计处理、基金会计、非盈利组织会计等方面,我国都需要进一步完善现存的会计体系,修订和补充具体会计准则。会计制度和会计准则的变化,将对会计电算化以及其内部控制提出新的要求。
在传统财务会计中,财务报表是财务报告的核心;附表、附注提供报表以外货币性信息和非货币性信息,它们是财务报表的重要补充。互联网在财务会计中的运用,使得财务数据的收集、加工、处理都可以适时进行,不仅迅捷、而且可以双向交流财务信息的及时性得到极大的提高。甚至报表阅读者可以根据自身的需要,以财务会计的原始数据为基础。进行再加工,获得更深入的信息。另一方面,互联网是高科技的产物,并将日益成为人类经济生活中不可缺的一部分。在以知识尤其是高科技为基础的知识经济社会,财务报告中包含的人力资源、环境保护等信息重要性迅速提高,以附表、附注形式披露的信息不再知识会计报表的补充,以前并不重要的信息或受成本效益原则约束无法披露的信息,都必须进行充分、及时的披露。由此,传统财务会计报告的结构和内容都需要进行较大的变革。网络是一个开放的环境,在这个环境中一切信息在理论上都是可以被访问到的,除非它们在物理上断开连接。因此,网络下的会计信息系统很有可能遭受非法访问甚至黑客或病毒的侵扰。这种攻击可能来自于系统外部,也可能来自系统内部,而且一旦发生将造成巨大的损失,所以,加强会计电算化系统内部控制制度建设就显得十分重要。
国际上近代的审计都是以系统为基础的,即审计师要对会计系统的内部控制进行审查和评价,以作为制定审计方案和决定抽查范围的依据。由于会计系统实现了电算化,手工会计系统原有的内容控制已不能适应电子数据处理的新特点,不能有效地降低电算化会计系统特有的风险。例如,在电算化会计系统中,会计信息的处理和存贮高度集中于计算机,会使手工会计系统中的某些职责分离,互相寄制的控制失效。为了系统的安全可靠和系统处理与存贮的会计信息准确完整,必须考虑电算化系统的特点,针对其固有的风险,建立新的内部控制。这些内部控制除了有关电子数据处理的制度、规定和人工执行的程序控制外,内部控制的程序化是电算化会计信息系统的一个重要特点。如何识别、研究、审查和评价这些新的内容控制,尤其是程序化的内部控制,是会计电算化给审计提出的又一个新问题。在会计电算化条件下,由于内部控制变化了,审计人员必然研究电算化系统的内部控制,掌握其审查方法。对程序控制,审计员要利用计算机辅助审计技术进行审计。对于电算化会计信息系统内部控制的弱点,审计人员要能评估其影响,并向被审单位提出改进的建议。
实行会计电算化以后,计算机数据处理易于篡改而不易留下痕迹。健全的管理制度、职能分割制度、授权的控制制度等都是保证财务系统安全运行的基础。对于计算机文档及时的备份维护、防止病毒的侵害,都可以保障计算机系统的安全性。操作密码设置必须健全,达到合理分工、相互制约、相互监督,防止出现意外。内部审计人员应给予处理数据的系统和数据本身更多的关注。着重做到:
1.职责明确。会计人员应该检查组织结构、职权和责任的分配与分工情况、其目的在于确定职责分工是否能够提供有力的内部控制,例如,程序与系统开发、计算机操作、输入数据的控制、在可行的情况下应予以分离。
2.安全控制。会计人员应该确定是否制订了有关计算机硬件、计算机程序、数据文件、数据传送、输入和输出资料以及人员的安全规定。该项检查应该不仅涉及中央处理站的计算机设备,还应包括其他地点的小型机、计算机终端、通讯设施及其他外围设备。
3.提高内部会计人员的素质。建立以提高内部会计人员素质为目的控制措施,,组织网络安全方面及高级程序语言的培训,大力开展计算机辅助审计技术的培训。如:数据模拟检测法、整体检测法、程序编码控制法、平行模拟法、程序追踪法。培养一批既懂财会、审计业务、又精通计算机应用技术的有经验的复合型专业内部会计人员。
由于会计电算化知识与功能的相对集中,因此必须制定相应的组织和管理控制,明确职责分工,加强组织控制。所谓组织控制,就是将系统中不相容的职责进行分离,即在系统中的各类人员之间进行分工,并以相应的管理规章与之配套。其目的在于通过设立一种相互稽核、相互监督和相互制约的机制来保障会计信息的真实、可靠,减少发生错误和舞弊的可能性。
职责分工首先是将电算化部门与用户部门的职责相分离。用户部门指产生原始数据的部门或人员。在这两者之间进行职责分工的目的,是尽可能保持不相容职能(如业务授权、执行、保管和记录)的分离,以及在电算化部门内部的职责分离。通过进行内部职责分工,以补救不相容职能集中化的不足。
会计电算化中,为了控制操作人员职能,还可根据系统支持的不同软件进行职能分工,从而起到各个部门权利相互制约、相互平衡的作用。如一般商业公司的软件控制主要是局域网组成的服务器、PC机、POS机等,可以结合商业企业自身特点,根据ORACLE8数据库良好的保密机制以及采用访问控制、口令控制技术的特征,形成以在SUN服务器上运行的ORACLE8数据库系统为中心的网络系统,即俗称的“后台”,并采用以LINIX操作系统以及各帐台的POS机联机操作等。在运行中,后台管理通过商品从进、销、调、存各个方面入手。进货环节则由业务部进行输入登记,然后由财务部审核入帐;销货则采用单品管理,通过收银POS机的输入,电脑月终汇总,产生各类报表供财务部入帐使用。从而体现了各部门间相互牵制和相互监督的作用。
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MIDI音乐是Windows下的一种合成音乐,由于它通过记错的方式来记录一段音乐,因此与wave音乐相比,它可以极大地减少存储容量。
今天读文网小编要与大家分享的是:基于PLD技术的MIDI音乐播放控制系统设计相关论文。具体内容如下,欢迎参考阅读:
基于PLD技术的MIDI音乐播放控制系统设计
系统的设计是依据MIDI音乐基本原理,结合PLD技术,采用ALTERA公司的可编程逻辑器件CPLDEPM240T100C5作为控制单元来实现。系统的核心是运用VHDL语言进行编程,在CPLD内部设计出音调发生器、音乐编码器、彩灯闪烁控制三个模块。外围可配时钟、彩灯、开关、扬声器等设备,从而实现音乐选择控制播放、彩灯随音乐节奏闪烁变化等功能的PLD应用系统。
如图1所示,是系统组成的原理框图。其核心模块为CPLD芯片,内部有音调发生器、音乐编码器和彩灯闪烁控制器三个模块。音乐编码器内储存着预先设定的歌曲编码,通过改变音乐选择开关的状态可以决定当前要播放哪首音乐。音乐编码器控制着音调发生器和彩灯闪烁控制器,每当音乐节奏时钟送给音乐编码器一个时钟脉冲时,音乐编码器就当前要播放的音符的编码送给音调发生器和彩灯闪烁控制器。音调发生器根据编码对应的分频系数将基准时钟分频,得到当前要播放的音符所对应频率的脉冲,再用这个脉冲去激励扬声器,就可以得到这个音符的声音。彩灯闪烁控制器根据编码将当前要播放的音符对应的彩灯亮灭状态发送给彩灯。核心部分CPLD利用VHDL语言来完成,其他部分通过外围电路实现。
图1 系统组成原理框图
MIDI音乐是Windows下的一种合成音乐,由于它通过记错的方式来记录一段音乐,因此与wave音乐相比,它可以极大地减少存储容量。MIDI音乐的基本原理为:组成乐曲的每一个音符的频率值及持续的时间是乐曲能连续演奏的两个基本数据,因此只要控制输出到扬声器的激励信号频率的高低和每一个频率信号的持续时间,就可以使扬声器发生连续的乐曲。如图2所示,为CPLD内部芯片设计原理图。
图2 CPLD芯片设计原理图
3.1 音乐编码器模块设计
此模块包括节拍控制电路和音符产生电路。节拍控制电路以乐曲中最短音符的节拍为基准,产生乐曲所需要的全部节拍。将1/16音符设置为计数器的一个数,对应的1/4音符则是四个计数。在设计中为了让歌曲循环播放,计数器设定计满自动清零计数的功能,只要不断电,不关开关,歌曲就可以自动循环播放。
3.2 音调发生模块设计
此模块包括预置数产生电路和频率发生器。预置数产生电路采用查找表形式,按照音符的频率要求产生相应的预置数。根据可变模值计数器的设计原理及音符的分频系数,可算出乐曲中各音符的预置数。
频率发生器由可变模值计数器实现。由于系数要求产生出的信号频率较高,因此选用4MHz高频率脉冲作为可变模值计数器的计数脉冲,而为了减少输出的偶次谐波分量,最后输出到扬声器的波形应为应为对称方波,因此在到达扬声器之前,有一个2分频的分频器。
3.3 彩灯闪烁控制模块设计
彩灯闪烁控制电路主要是控制灯的亮和灭,此电路输出高低电平信号,就可以直接驱动发光二极管。在彩模块,设计为不同音符,对应不同的亮灭,这样,当音乐演奏起来的时候,随着音符的变化,彩灯也因为不同的音符闪烁起来。
3.4 开关选择模块设计
采用case语句,对外部电路输入的一个音符串进行判断,芯片内部处理这个字符串,从而判断选择的是哪首歌曲的播放。
3.5 顶层模块设计
采用VHDL语言进行顶层模块设计,如图3,将上述所提到的所有模块,利用component语句进行集合,然后利用管脚映射的方法,将所有输入输出连接在一起,这样就设计出了一个完整的MIDI音乐播放芯片,只需要再接入外围电路即可进行演示。
图3 顶层模块原理图
将各设计模块在 Quartus II 软件平台上进行仿真调试校验,设计系统顶层模块的仿真波形图如图4所示。
图4 顶层模块的仿真波形图
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摘 要:随着因特网、多媒体和无线通讯技术的发展,人们与信息网络已经密不可分。当今无线通讯在人们的生活中扮演着越来越重要的角色,低功耗、微型化是用户对当前无线通讯产品尤其是便携产品的强烈追求,作为无线通讯技术一个重要分支的短距离无线通讯技术正逐渐引起越来越广泛的关注。本文通过Bluetooth和UWB的技术对比及多角度的分析,证实了蓝牙+UWB作为下一代高速无线通讯技术的可能。
关键词:无线通讯重要作用Bluetooth UWB
目前,我国大型石化企业在厂内的通讯方式,一般仍然采用传统的有线传输方式,即依靠有线通讯电缆来传输信号,配合以传统的程控交换机和防爆电话,防爆扬声器等等设备终端来实现在防爆区与非防爆区之间的通讯。这样的通讯系统庞大,线缆众多不易于人员维护,加之厂区内部腐蚀性气体,工作环境,自然环境等经年累月极容易造成设备的线缆损坏,影响通讯,由于是有线电缆连接在事故发生时更加容易遭受破坏。一旦通讯中断,对企业的事故救援,员工的人身安全,都造成巨大的损失。所以要大力发展无线通讯网络在企业的应用。 1、无线通讯技术的重要作用
石化工厂厂区面积大,人员分布散,防爆区内移动作业人员和零散作业人员众多。无线通讯系统对满足人员通讯需要,加强防爆区内分布人员的动态管理,优化厂区网路结构,实现企业安全生产,调度指挥的有线,无线互联互通,相互结合的信息传递,保证企业安全高效的生产具有十分重大的现实意义。
目前广泛应用的无线通讯技术主要有GPRS/CDMA、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。 2.1 数字电台用于点对点或点对多点的工作环境,能够提供标准RS-232接口,可直接与计算机、RTU、PLC等数据终端连接,实现透明传输。数传电台的传输速率从1200~19.2Kbit,传输距离20~50公里。具有抗干扰能力强、接收灵敏度高等特点。数传电台技术比较成熟,标准统一。但随着GPRS/CDMA技术的日渐成熟,相应的设备价格的降低,使得在很多应用场合中数传电台被GPRS/CDMA所取代。但同时,数传电台的相关技术也在不断发展,智能化、网络化、高带宽的数传电台也不断涌现。
2.2 扩频微波和无线网桥技术是近几年兴起的一门数据传输技术。扩频微波最大优点在于较强的抗干扰能力,以及保密、多址、组网、抗多径等,同时具有传输距离远、覆盖面广等特点,特别适合野外联网应用。而无线网桥是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为使用无线(微波)进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备,可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离(可达50km)、高速(可达百Mbps)无线组网。这两项技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。
“蓝牙(Bluetooth)”是一个开放性的、短距离无线通讯技术标准,也是目前国际上最新的一种公开的无线通讯技术规范。它可以在较小的范围内,通过无线连接的方式安全、低成本、低功耗的网络互联,使得近距离内各种通讯设备能够实现无缝资源共享,也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通讯。由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中,因此特别适用于小型的移动通讯设备,使设备去掉了连接电缆的不便,通过无线建立通讯。 蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础,采用高速跳频(Frequency Hopping)和时分多址(Time Division Multi-access—TDMA)等先进技术,为固定与移动设备通讯环境建立一个特别连接。作为一个新兴技术,蓝牙技术的应用还存在许多问题和不足之处,如成本过高、有效距离短及速度和安全性能也不令人满意等。但毫无疑问,蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通讯技术,它必将在不久的将来渗透到生活的各个方面。
超宽带(Ultra-wideband—UWB)技术起源于20世纪50年代末,此前主要作为军事技术在雷达等通讯设备中使用。随着无线通讯的飞速发展,人们对高速无线通讯提出了更高的要求,超宽带技术又被重新提出,并倍受关注。UWB是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的无线通讯方案。与常见的使用连续载波通讯方式不同,UWB采用极短的脉冲信号来传送信息,通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。因此脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz,因此最大数据传输速率可以达到几百分之一。在高速通讯的同时,UWB设备的发射功率却很小,仅仅是现有设备的几百分之一,对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声,因此从理论上讲,UWB可以与现有无线电设备共享带宽。UWB是一种高速而又低功耗的数据通讯方式,它有望在无线通讯领域得到广泛的应用。UWB的特点如下:
4.1 抗干扰性能强:UWB采用跳时扩频信号,系统具有较大的处理增益,在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中,输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。 4.2 传输速率高:UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s,有望高于蓝牙100倍。 4.3 带宽极宽:UWB使用的带宽在1GHz以上,高达几个GHz。超宽带系统容量大,并且可以和目前的窄带通讯系统同时工作而互不干扰。 4.4 消耗电能少:通常情况下,无线通讯系统在通讯时需要连续发射载波,因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波,只是发出瞬间脉冲电波,也就是直接按0和1发送出去,并且在需要时才发送脉冲电波,所以消耗电能少。 4.5 保密性好:UWB保密性表现在两方面:一方面是采用跳时扩频,接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低,用传统的接收机无法接收。 4.6 发送功率非常小:UWB系统发射功率非常小,通讯设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通讯。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。 4.7 成本低,适合于便携型使用:由于UWB技术使用基带传输,无需进行射频调制和解调,所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件,系统结构简化,成本大大降低,同时更容易集成到CMOS电路中。
总之,无线通讯方式由于其建立物理链路简单易行,成本低,可以根据现场需求及时调整项目方案,灵活性好,系统的功能扩展方便,因此特别适合石化行业对通信链路的要求。
[1]方旭明,何蓉.短距离无线与移动通讯网络[M].北京:人民邮电出版社,2004.
[2]刘乃安.无线局域网(WLAN)—原理、技术与应用[M].西安电子科技大学出版社,2004.
[3]许东. 网络化的全数字图像监控系统. 北京: 有线电视技术, 2002: 27-56
[4]刘富强. 数字视频监控系统开发及应用. 北京: 机械工业出版社, 2003: 2-17
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Spring的形成,最初来自Rod Jahnson所著的一本很有影响力的书籍《Expert One-on-One J2EE Design and Development》,就是在这本书中第一次出现了Spring的一些核心思想,该书出版于2002年。另外一本书《Expert One-on-One J2EE Development without EJB》,更进一步阐述了在不使用EJB开发J2EE企业级应用的一些设计思想和具体的做法。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:实现基于Spring框架应用的权限控制系统相关论文,内容仅供参考,欢迎阅读!
摘 要 :Spring框架是一个优秀的多层J2EE系统框架,Spring本身没有提供对系统的安全性支持。Acegi是基于Spring IOC 和 AOP机制实现的一个安全框架。本文探讨了Acegi安全框架中各部件之间的交互,并通过扩展Acegi数据库设计来实现基于Spring框架的应用的安全控制方法。
关键词:Spring ;Acegi ;认证; 授权
近年来,随着Internet技术的迅猛发展,计算机网络已深入到了人们的工作、学习和日常生活中,于是,怎样构建安全的web应用也成为了当前最热门的话题。Spring是一个基于IoC(Inversion of Control)和AOP(Aspect Oriented Programming)的构架多层J2EE应用系统的框架。Spring框架正在以其优良的特性吸引了越来越多的开发人员的关注,并在大量的系统开发中被使用。然而,现有的Spring框架本身并没有提供对系统安全性的支持,本文通过介绍一种可用于Spring框架中的安全框架Acegi,并对在Spring框架中使用Acegi实现安全用户认证和资源授权控制进行了较深入的研究和扩展,同时给出了可行的解决方案。
1、spring 框架
Spring框架是由Open Source开发的一个优秀的多层J2EE系统框架,它为企业级应用提供了一个非常轻量级的解决方案,大大地降低了应用开发的难度与复杂度,提高了开发的速度。
Spring框架的核心是IoC和AOP。IoC是一种设计模式,即IoC模式。IoC模式进一步降低了类之间的耦合度,并且改变了传统的对象的创建方法,实现了一种配置式的对象管理方式,Spring框架中由IoC容器负责配置性的对象的管理。IoC模式极大的提高了系统开发与维护的灵活性。
AOP是一种编程模式,它是从系统的横切面关注问题。传统的面向对象编程OOP主要从系统的垂直切面对问题进行关注,对于系统的横切面关注很少,或者说很难关注,这样当考虑到系统的安全性、日志、事务以及其他企业级服务时,OOP就无能为力了,只能在所有相关类中加入类似的系统服务级的代码。AOP为解决系统级服务问题提供了一种很好的方法。AOP将系统服务分解成方面看待,并为类提供一种声明式系统服务方式。Java类不需要知道日志服务的存在也不需要考虑相关的代码。所以,用AOP编写的应用程序是松耦合的,代码的复用性就提高了。
2、Acegi 安全框架
借助于Spring框架,开发者能够快速构建结构良好的WEB应用,但现有的Spring框架本身没有提供安全相关的解决方案。同样来自于Open Source 社区的Acegi安全框架为实现基于Spring框架的WEB应用的安全控制提供了一个很好的解决方案。Acegi本身就是利用Spring提供的IoC和AOP机制实现的一个安全框架,它将安全性服务作为J2EE平台中的系统级服务,以AOP Aspect形式发布。所以借助于Acegi安全框架,开发者能够在Spring使能应用中采用声明式方式实现安全控制。
Acegi安全框架主要由安全管理对象、拦截器以及安全控制管理组件组成。安全管理对象是系统可以进行安全控制的实体,Acegi框架主要支持方法和URL请求两类安全管理对象;拦截器是Acegi中的重要部件,用来实现安全控制请求的拦截,针对不同的安全管理对象的安全控制请求使用不同的拦截器进行拦截;安全控制管理部件是实际实现各种安全控制的组件,对被拦截器拦截的请求进行安全管理与控制,主要组件包括实现用户身份认证的AuthenticationManager、实现用户授权的AccessDecisionManager 以及实现角色转换的RunAsManager。安全管理对象、拦截器以及安全控制管理组件三者关系如图1所示。
1、分析系统安全性需求
首先,需要明确进行安全控制的对象,可为业务方法和URL资源。
其次,需要进一步明确,系统身份认证资料和资源授权信息的数据持久化形式。
2、Acegi安全系统数据库设计
在Acegi框架中支持多种安全信息的持久化方式,可以在配置文件中配置或存放在关系数据库。由于在实际应用中,需求是经常发生变化的。所以,在配置文件中配置是满足不了实际应用需求的。然而,Acegi本身对权限表的设计非常简单,users表{username,password,enabled} 和authorities表{username,authority},这样简单的设计肯定无法适用复杂的权限需求。为了解决权限管理的复杂性,在这里引入了role(角色)的概念,使得用户和权限分离,一个用户拥有多个角色,一个角色拥有多个相应的权限,这样就更灵活地支持安全策略。
同时,为了更好地配合Acegi安全框架,还引入resource(资源)的概念,资源可分为URL和FUNCTION(方法)两种,一个权限可以对应多个资源。具体的数据库设计见图2。
3、认证管理器,授权管理器的配置
实现系统的安全控制,首先需要对系统的安全管理器和授权管理器进行配置,系统进行认证和授权需要获取安全信息,Acegi本身提供了对认证信息的获取机制,在实现认证与授权过程中,系统将主动根据配制信息和相应的信息解释安全信息的读取。图3给出了一个将用户安全信息存储在数据库中的认证管理器的配置示意图。
对应于图示的XML配置文件的代码如下:
由于URL资源请求安全拦截是借助于过滤器进行的。因此首先要配置Acegi Servlet过滤器。过滤器类似于AOP Around装备,实现在web资源调用前后进行的一些操作6种过滤器,他们依次构成Servlet过滤器链,依次处理客户请求。需要注意的是过滤器配置的顺序是不能交换的,当不需要使用某个过滤器时,可直接将其删除和注释。过滤器在web.xml中配置形式为授权管理器的配置方法与认证管理器的配置基本类似,这里不再讨论。
4、安全请求拦截器的配置
以上配置完成后,就需要配置安全拦截器。不同的安全管理对象需要使用不同的安全拦截器。对于方法级的安全认证需要使用的拦截器为MethodSecurityInterceptor,而应用于URL资源的安全拦截器为FilterSecurityInterceptor 。其中,MethodSecurityInterceptor拦截器是借助于Spring Aop实现的,而FilterSecurityInterceptor拦截器是借助于Servlet Filter 实现的。本文以URL资源请求的安全拦截器为例说明配置情况。
在spring applicationContext.xml文件中的配置形式为
以上代码是SecurityEnforcementFilter的配置,该过滤器对用户是否有权访问web资源作出最后的决定。其它的过滤器的配置类同。
配置完过滤器后,需要对拦截器FilterSecurityInterceptor进行配置,
objectDefinitionSource属性定义了那些受保护的URL资源,其中引用了一个本地对象filterObjectDefinitionSource。filterObjectDefinitionSource类从数据库中读取需要保护的URL安全信息,它扩展了PathBasedFilterInvocationDefinition Map类。
同样,实现了另外一个methodObjectDefinitionSource类从数据库中读取需要保护的FUNCTION资源,它扩展了MethodDefinitionMap类。限于篇幅,在这里就不列出具体实现的源代码。
由于Spring在越来越多的项目中的应用,因此基于Spring应用的安全控制系统的研究就显得非常重要。Acegi提供了对Spring应用安全的支持,然而 Acegi本身提供的实例并不能满足大规模的复杂的权限需求,本文通过扩展Acegi的数据库设计即可满足复杂的权限需求。然而,怎样将Acegi应用到非Spring的系统中,还有待进一步研究。
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火箭发动机是喷气发动机的一种,将推进剂贮箱或运载工具内的反应物(推进剂)变成高速射流,由于牛顿第三运动定律而产生推力。火箭发动机可用于航天器推进,也可用于导弹等在大气层内飞行。大部分火箭发动机都是内燃机,也有非燃烧形式的发动机。大部分发动机靠排出高温高速燃气来获得推力,固体或液体推进剂(由氧化剂和燃料组成)在燃烧室中高压(10-200 bar)燃烧产生燃气。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅析火箭发动机壳体衬层固化的温度控制系统相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】:衬层介于火箭发动机推进剂与壳体之间,是由一层黏弹性物质经固化后形成的,起界面粘接作用。在固化的过程中温度对衬层性能的影响较为关键。针对加热时温度的均匀性、加热速率控制的准确性以及固化设备结构复杂性等问题,提出了旋转固化热风循环的加热方式,设计了以PLC为基础的火箭发动机壳体衬层固化温度控制系统,并编制了控制流程与程序。
【关键词】: 衬层 旋转固化 PLC 火箭发动机壳体
火箭发动机壳体衬层初始状态是一种高黏度流体,固化后将推进剂牢固地粘接到绝热层或发动机壳体上,其主要功能是粘接和缓冲应力,兼有隔热和限燃的作用。固化过程中要求温度控制准确、加热均匀。目前常用的烘干设备有两种:一种是蒸汽或电加热的烘箱,该加热器一般采用镍铬丝电阻器件,并将加热器设置于烘箱的底部,这种结构的烘箱温度在竖直方向上呈梯度分布,极不均匀;另一种是将风机安装在烘箱的侧壁上,通过风机工作将外部热源的热量通入到箱体内,以此来烘干箱体内的物品,所以加热温度比较均匀,但并未采用循环风,会造成热能的浪费且烘干室内温度不稳定。
面对大体积火箭发动机壳体衬层固化的复杂性及对温度控制要求较高等问题,综合热风循环、间接加热方式及旋转固化的优点,提出了将旋转固化技术与热风循环相结合的新型加热方式。即将烘干设备设计成热风循环系统,通过风机将加热箱内的热风吹到烘干箱体内,经热交换后再将烘干箱体内的气体送回到加热箱内,同时对火箭壳体进行旋转,以达到均匀加热的目的。考虑衬层固化过程中对温度控制的复杂性,采用高精度的温度传感器实时监测加热温度,运用PLC对火箭发动机壳体衬层旋转固化的热风循环控制系统进行设计,实现对固化设备的远程自动控制。
涂层材料喷涂于火箭发动机壳体完毕后,在较低的转速下实施烘干以达到涂层材料与热风接触均匀的目的。空气作为热量载体在加热室中受热后经送风管道送入烘干室,然后与衬层材料接触产生对流热交换。通过对流换热的方式将热量传递给工件涂层,使涂层材料固化形成衬层。完成对流热交换的空气经过带有风机的回风管路送回到加热室内再次进行加热,形成循环回路,为烘干室提供了稳定的加热环境。整个热风输送采用下送上回方式进行循环,即送风管设置在烘干室底部工件的下部,回风管设置在烘干室上部空余空间,由于热空气上升冷空气下降,涂层上下温度分布比较均匀且整体的温度恒定。
衬层固化的热循环系统主要由空气加热室、输风管路和烘干室组成。烘干室是整个设备的关键部件,主要用于大尺寸的两组火箭壳体涂层固化。烘干室室体的主要作用是将室内环境与室外环境隔绝,防止烘干室内的热量向外界流失且具有一定的承载能力。烘干室内部设立两组支座,要求支座具有旋转工件功能且速度可控;室体采用矩形框架基本形式,即由框架和护壁构成箱式封闭空间结构。
箱体框架骨架采用12#方管,内外壁采用A3碳钢冷扎板,在内、外壁之间填充100mm厚酚醛保温板。加热室用来加热烘干室内的循环空气,使进入烘干室的混合气体保持在一定的工作温度范围内。热源选用金属管式加热器,加热器交错均布于循环风机前的回风段内室体侧壁上。加热室框架采用矩形框架基本形式,内、外壁均采用3mm 厚的A3碳钢冷扎板,保温材料选150mm 厚的酚醛保温板。输风管路均采用SUS430不锈钢无缝钢管,管路采用保温措施,空气动力装置选用耐高温的DZ500调速离心风机。
火箭发动机壳体衬层旋转固化设备的烘干系统采用上、下位机进行控制。控制量主要有开关输出量和模拟输入量两类。计算机编制好控制程序后通过通讯接口RS-485传输到PLC 中,PLC执行程序运行输出数字控制信号后通过D/A输出模拟信号,模拟信号通过变频调速器改变电流、电压,最后实现对执行元件的即时控制;
同时温度传感器和风速传感器将采集的信号通过变送器后放大,放大的信号经过A/D 转换器后变成数字信号反馈给PLC,PLC程序作出判断并进行下一个程序循环。由于温度控制的复杂性,PLC选用三菱的FX2N-32MR作为基本控制单元,PC与PLC之间采用RS-458进行通讯。对温度和风速信号采集分别采用一体化温度传感器SBWZ-2480/44si 和一体化风速传感器AV104H-2-10-10-T-30-1,显示仪表采用单输入通道数字式智能仪表XST/A-H3VTT0A2B5S0V0。控制柜与现场执行元件通过控制电缆连接以实现远程控制。
3.1控制系统的程序设计
衬层旋转固化设备的加热保温系统控制较复杂,本文运用模块化设计思想,采用“化整为零”的方法,将控制程序分为公用程序、手动程序及自动程序3部分。
分别编出这些程序后,再“积零为整”,用子程序调用指令调用手动程序和自动程序。系统运行时首先执行公用程序,当选择手动工作方式时(X020接通)跳至手动程序执行,当选择自动工作方式时(X021或X022接通)跳至自动程序执行,系统实行自动控制并完成操作。
3.2温度控制系统的控制流程
程序初始化后,火箭发动机壳体开始旋转并启动风机,利用风速传感器对烘箱内风速信号进行采集,通过对风速信号分析进行PID运算,判断出风机是否正常工作。若风机不正常工作,重新进行调试,再次启动风机。待风机能够正常工作后,启动常开组电加热管进行加热,采用温度传感器对各测量点进行数据采集,经温度PID运算,控制调节电加热管以实现对温度的调节。涂层完全固化后关闭常开组电加热管,关闭风机,待烘干室降到一定温度时,开启烘干室换装下一组壳体,关闭烘干室门,进行下一个循环。
通过对衬层旋转固化的加热与保温控制系统的研究,提出了旋转固化热风循环的加热方式,选择了以PLC为基础的控制系统,并完成了对控制系统的硬件设计以及程序编制。采用上位机控制系统实现了自动化和远程控制的设计理念,使操作系统更智能化、人性化。
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