输入/输出控制程序

输入/输出控制程序（共12篇）

输入/输出控制程序 篇1

0 引 言

模型跟踪控制MFCS(Model Follow Control System)是控制理论的一个重要领域,可以应用到智能转向汽车[1]、发动机燃油控制系统[2]等。但是,由于输入输出个数不相等的系统中,状态空间矩阵不是方阵的限制,导致传统的模型跟踪控制只适用于输入个数等于输出个数的情况。

为此,本文首先分析了传统模型跟踪控制方法的局限性,提出了所遇到的问题,然后针对两个问题一一提出解决方案,最后在以两个系统为例,在MATLAB/Simulink上搭建仿真平台,进行验证。特别对输入个数小于输出个数的系统,在所提的解决方案的基础上,增加了移相器,使得改进后的方法适用于任意输入与输出个数与输出个数不等的系统(满足可控可观和相对阶次的前提条件)。

1 模型跟踪控制

对于状态空间线性系统模型跟踪控制[3],被控对象模型为:

(1)

参考模型为:

(2)

其中x(t)∈Rn×1为状态变量,u(t)∈Rm×1为控制输入,y(t)∈Rl×1为控制对象的输出, xm(t)∈Rnm,rm(t)∈Rlm, 状态矩阵的维数分别为A∈Rn×n,B∈Rn×m, C∈Rl×n。

控制率的最终表达式为:

u(t)=-N-1rQ-1(s){Dd(s)R(s)N(s)-Q(s)Nr}u(t)-N-1rQ-1(s)S(s)y(t)+N-1rQ-1(s)T(s)Nm(s)rm(t) (3)

N(s)和Nr(s)由以下式得到:

N(s)=C(sI-A)-1BD(s) (4)

N(s)=diag$(s{}^{\sigma {}_i}){\rm N}{}_r+\widetilde{{\rm N}}(s)$ (5)

σi是N(p)各行元素的最高次数,

则知:N(s)∈Rl×m,Nr(s)∈Rl×m

2 遇到的问题

如果输入个数不等于输出个数,即l≠m,则在用式(3)中计算控制率时,会遇到以下两个问题:

(1) 由于Nr为l×m的矩阵,不是方阵,不存在逆矩阵;

(2) 由于u(t)为m×1矩阵,y(t)为l×1矩阵,不同阶数矩阵不能相加。

此时,控制率计算公式(3)失效。

3 解决方法

3.1 广义逆矩阵的引入

为了解决第一个问题,我们引入广义逆矩阵。

广义逆矩阵是对逆矩阵的拓展,目前,运用比较广泛的是Moore-Penrose广义逆矩阵[4],其中比较简单的求广义逆矩阵的方法是满秩算法:

设A=LR∈Cm×n的秩为r,其中L为列满秩矩阵,R为行满秩矩阵,则:

A+=R+L+=R*(RR*)-1(L*L)-1L* (6)

A+是Penrose广义逆的原始记号,称为“加号逆”。

3.2 输入/输出补零法

为了解决第二个问题,且不改变原方法,我们用补零的方法,将系统变为输入输出个数相等的系统。具体方法如下:假设输入个数大于输出个数,即m>l,则应对输出进行补零,对应的输出矩阵也要补零。

(7)

(8)

如果输出个数大于输入个数,则用类似的方法进行补零。

4 仿真分析

4.1 多输入-单输出系统

多输入-单输出系统电路图如图1所示。

选电感电流iL1、iL2电容电压uC3作为状态变量,根据基尔霍夫电流定律和电压定律[5],得到:

$\frac{\text{d}}{\text{d}t}\left[\begin{array}{c}i{}_{L1}\\ i{}_{L2}\\ u{}_{C3}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}\frac{R{}_5}{L{}_1}& 0& -\frac{1}{L{}_1}\\ 0& -\frac{R{}_4}{L{}_2}& \frac{1}{L{}_2}\\ \frac{1}{C{}_3}& -\frac{1}{C{}_2}& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}i{}_{L1}\\ i{}_{L2}\\ u{}_{C3}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{cc}\frac{1}{L{}_1}& 0\\ 0& -\frac{R{}_4}{L{}_2}\\ 0& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}u{}_s\\ i{}_s\end{array}\right](9)$

以iL1作为输出量,则有:

(10)

为了计算方便,假设:

L1=L2=1 H,C3=1 F,R4=R5=2 Ω得:

然后即可依照原方法进行模型跟踪控制的设计。得到控制率为:

$\begin{array}{l}u(t)=\left[\begin{array}{cc}\frac{9s{}^3+5s{}^2+5s+1}{(s+1){}^5}& \frac{2s{}^2(s{}^2+1)(s+5)}{(s+1){}^7}\\ 0& 0\end{array}\right]u(t)+\\ \left[\begin{array}{cc}\frac{7s{}^6+28s{}^5+44s{}^4+37s{}^3+14s{}^2+9s+1}{(s+1){}^7}& 0\\ 0& 0\end{array}\right]y(t)+\\ \left[\begin{array}{cc}\frac{s}{(s+1){}^2}+1& 0\\ 0& 0\end{array}\right]r{}_m(t)(12)\end{array}$

在MATLAB/Simulink平台上搭建仿真[6],如图2所示。

其中,粗线表示多维信号,细线表示单维信号。仿真结果如图3所示。

由于三角波的尖峰处不可导,故在尖峰前后,误差较大,但是在三角波干扰撤去后的第10 s开始,系统误差接近于零,可以非常好的跟踪上参考模型。

4.2 单输入-多输出系统

单输入双输出系统电路图如图4所示。

同样,应用补零的方法,以及广义逆矩阵理论,可以得到系统的控制率。搭建仿真模型,得到波形见图5。

由图5可以看出,第一组输出可以跟踪上,但是第二组输出只可以跟踪幅值,却总是相差一个相位。其原因是这样的,即使是纯线性系统,当输入个数小于输出个数时,也无法完全跟踪控制,举例来说,两系统如下:

$\{\begin{array}{l}y{}_1=u\\ y{}_2=2u\end{array}\{\begin{array}{l}y{}_{m1}=r{}_m\\ y{}_{m2}=3r{}_m\end{array}$

这样,无论如何,都无法实现跟踪。也就是说,只有参考模型和被控对象满足一定比例关系的系统,才能够实现跟踪控制。或者,可以用模型跟踪控制+移相器,完成整个系统准确的跟踪。

5 结束语

根据以上讨论,可知,要对多输入-多输出系统进行模型跟踪控制时,应根据输入输出个数选取不同的方法:

当输入个数等于输出个数时:可以直接运用跟踪控制方法进行运算设计;

当输入个数大于输出个数时:首先对输出进行补零,再对控制率进行计算时,应用Moore-Penrose广义逆矩阵理论求逆;

当输入个数小于输出个数时:运用上述步骤,可以跟踪上与输入个数相等的输出,其他维输出需要设计适当的移位器。

摘要：对于输入输出个数不相等的系统,传统的模型跟踪控制方法控制率算法失效。在深入分析传统模型跟踪控制方法的基础上,提出了补零的方法,并应用广义逆矩阵理论,在不改变原方法的基础上,解决了矩阵阶次不同无法相加和非方阵求逆问题,又对输入个数小于输出个数的系统加入了移相器,成功地实现了对输入输出个数不相等系统的模型跟踪控制。最后在MATLAB/Simulink上构建仿真系统,验证了方法的有效性。

关键词：控制理论,模型跟踪,广义逆矩阵,控制算法,补零

参考文献

[1]曾长操,刘奋,张建武.智能转向汽车的模型跟踪控制[J].上海交通大学学报,2003,37(11):1763-1766.

[2]王道波,刘爱萍.采用自适应模型跟踪控制的发动机燃油控制系统含实物仿真[J].南京航空航天大学学报,1998,43(1):29-35.

[3]唐厚君,韩正之,尚宇辉,等.广义线性系统模型跟踪控制的新方法[J].信息控制,2000,29(3):198-204.

[4]张跃辉.矩阵理论与应用[M].北京:科学出版社,2011:212-215.

[5]刘秉安.基尔霍夫定律及其应用探究[J].科学信息,2009,26(24):537-538.

[6]李传庆,刘广生.基于MATLAB-Simulink的MFA控制模块开发与仿真[J].控制工程,2008,15(S2):61-63.

输入/输出控制程序 篇2

当前,消费被奉为医治全球金融危机的万灵药.其实,这只是一个病态的解决方案,是目光短浅的经济学家膝跳反射般的本能反应.政治家们很快将明白,消费现有的意味着一点不剩.这就像救生船内的物资,因为我们所生活的地球就是一艘救生船(经济学家并不了解这一点,但聪明的人应该知道).难道经济学家或政策顾问就无法理解吗--我们就是在一艘完全孤立、资源有限的宇宙飞船上,这艘飞船在真空中疾驰和飞转.就物质资源而言,我的“收获”就是你的“损失”.

作 者：壮歌德 王卓妮 作者单位： 刊 名：世界环境 英文刊名：WORLD ENVIRONMENT 年，卷(期)：20xx “”(1) 分类号： 关键词：

有效输入，优质输出 篇3

【关键词】词块 句式 结构 输入 输出 书面表达

一、问题的提出

中考书面表达分值15—20分，但从中考的书面表达得分结果看，平均分偏低、高分人数较少，学生书面表达能力悬殊，从学生卷面情况来看，不足主要表现为：逐字翻译，中文式表达多；简单句多，结构不紧凑；句式单一，不会使用多种表达；文本框架不清晰，缺乏语法结构。这个结果说明初中英语写作教学的成效不高，广大初中英语教师需要切实加强英语写作教学方法、策略。

二、问题的解决

1.大量积累词块。词块作为一种介于单词与句子之间的语言结构，是写作教学的理想单位。词块，即词汇组块（lexical chunks），是语言使用者在语言输入和输出过程中频繁使用的，集语法、词汇和功能于一体，具有特定予以和结构并以固定或固定形式存在，有益于提高语言生成能力的短语、固定搭配、习惯用语和句式。例如在九年级Unit5 B2b的文章中，学生可以整理出高频词块，教师应要求学生在书面表达时熟练运用这些词块。

2.不断丰富文章句式。好作文由好句子构成，打好句子基础是提高英语写作水平的关键。那什么是好句子呢？笔者认为应包含以下要素：语法正确、结构连贯、句意完整、语言简洁。笔者从学生的日常习作中提取典型句子，让学生参与评析，然后通过讲解，使其对好句的四要素有更感性的认识。

除此以外，笔者对于学生作文进行选择性批改。每次布置写作任务时，明确告诉学生本次批改的重点，提醒学生注意。

3.精心锤炼逻辑结构。《英语课程标准》五级标准对写作有这样的描述：能使用常见的连接词表示顺序和逻辑关系；能根据图示或表格写出简单的段落或操作说明。

九年级Unit8 B2b阅读材料中要求学生找到常用连接词并说明功能。如：so—expressing a result； as， because， since—giving reasons； but， however， though—expressing a difference. 并在课本2d部分加以练习。依托课本，笔者还引导学生归纳总结，补充不同功能的连接短语，要求学生在平时练习书面表达时充分运用。如：

4.课内外结合获取语言素材。要提高学生的写作能力，可以有效地利用阅读教学，依托阅读文本，进行写作技能的指导，对文本的篇章结构、句式、词汇进行合理的整合、总结，并有意识输入其他与文本话题相关的词汇、句型等，让学生能够模仿文本并在文本基础上进行拓展，以提高写作能力。人教版初中英语教材Go For It中的3a，2b文章具有内容完整统一、文章结构清晰、上下文衔接自然、句式丰富多样等特点，是很好的学习素材。

5.注重实践，加强写作练习。

（1）突出重点，翻译句子。有些书面表达题目要求学生根据中文提示信息，完成文章。学生很容易用中文句式表达英文内容。因此，要求学生进行中英互译就很有必要。翻译练习是培养学生语言意识，排除母语干扰的好方法。

如九年级Unit 7 2b文章中有许多使用频率高的词块，笔者将这些词块编成中译英练习，既要学生熟悉教材中的词块，又需要思考灵活使用，而不是死记硬背课文句子。

a.看电视会阻碍我们的学业。

Watching TV can get in the way of our schoolwork.

b. 我不反对跑步。

I have nothing against running.

（2）创设情景，仿写句子。仿写是以教材为基础在课文或其他语言材料中选取具有典型意义的表达方式或结构再引导学生有意识地将其改变成具有其他意义的句子。是实现英语语言优质输出的有效手段。通过仿写，学生可以将“书本的语言”变成“自己的语言”。选取生活中的话题、情景让学生仿写，才能激发他们的表达热情和积极性，学生对于该句型印象会更加深刻。

（3）实战演练，限时写作。限时写作是检验学生所学写作知识内化程度的最佳方式，也是教师制定下一步教学内容的重要依据。通常，笔者会根据学生的限时作文，提取出易错点，让学生进行改错练习；列举出好词好句，并标注使用该词句的学生姓名，以增加学生写作信心；归纳改写范文，并引导学生进行评析。

三、总结

书面表达是综合性很强的语言运用方式，教师在教学中要注重学生写作能力的培养和训练，同时也要将听说读写综合起来，以“听”“说”“读”促“写”。通过课本、课堂、课外多方面多层次的输入，实现句子到篇章的优质输出，切实提高初三学生的书面表达能力。

参考文献：

[1]范庆.整合课本阅读素材，提高学生写作能力[J].中小学英语教学与研究，2015，（2）.

输入/输出控制程序 篇4

1 输入点数的优化

1.1 利用分时分组输入, 减少输入点数

一般控制系统都存在多种工作方式, 但各种工作方式又不可能同时运行, 所以可将这几种工作方式分别使用的输入信号分成若干组, PLC运行时只会用到其中的一组信号。因此, 各组输入可共用PLC的输入点, 这样就使所需的PLC输入点数减少。

如图1所示, 控制系统有自动和手动2种工作方式, 将这2种工作方式分别使用的输入信号分成2组, 自动输入信号“SBl~SB4”, 手动输入信号“Sl~S4”。2组输入信号共用PLC输入点X001~X004 (如SBl与Sl共用PLC输入点X001) 。用“工作方式”选择开关SA来切换“自动”和“手动”信号输入电路, 并通过X000让PLC识别是自动信号, 还是手动信号, 从而执行自动程序或手动程序。

1.2 输入触点的合并, 减少输入点数

如果某些外部输入信号总是以某种“与或非”组合的整体形式出现在梯形图中, 可以将它们对应的触点在可编程序控制器外部串、并联后作为一个整体输入可编程序控制器, 只占可编程序控制器的1个输入点。

如图2所示, 如负载可在多处启动和停止, 可以将2个启动信号并联, 将2个停止信号串联, 分别送给可编程序控制器的2个输入点。与每1个启动信号和停止信号占用1个输入点的方法相比, 不仅节约了输入点, 还简化了梯形图电路。

1.3 利用软件减少输入点数

(1) 单按钮启、停控制程序。通常启、停控制 (如对某电动机的启、停控制) 均要设置2个控制按钮作为启动控制和停止控制。现介绍只用1个按钮, 通过软件编程, 实现启动与停止的控制。

如图3所示, X000作为启动、停止按钮的地址, 第1次按下时Y000有输出, 第2次按下时Y000无输出, 第3次按Y000又有输出。

(2) 利用2个按钮, 实现对4个输出的控制。图4中, 若输入按钮SB1、SB2对应地址为X000、X001, 当X000、X001的不同触点进行不同组合的连接时, 控制Y000、Y001、Y002及Y003共4个不同的输出。

2 输出点数的优化

2.1 矩阵输出

图5中采用8个输出组成4×4矩阵, 可接16个输出设备。要使某个负载接通, 只要控制它所在的行与列对应的输出继电器接通即可。如图中负载KMl得电, 必须控制Y000和Y004输出接通。因此, 在程序中要使某一负载工作均要使其对应的行与列输出继电器都要接通。这样用8个输出点就可控制16个不同控制要求的负载。

应该注意:当只有某一行对应的输出继电器接通, 各列对应的输出继电器才可任意接通;或者当只有某一列对应的输出继电器接通, 各行对应的输出继电器才可任意接通, 否则将会出现错误接通负载。因此, 采用矩阵输出时, 必须要将同一时间段接通的负载安排在同一行或同一列中, 否则无法控制。

2.2 分组输出

当2组负载不同时工作, 可通过外部转换开关或通过受PLC控制的电器触点进行切换, 这样PLC的每个输出点可以控制2个不同时工作的负载, 如图6所示, KM1与KM2、KM3与KM4这2个组不会同时接通, 可用外部转换开关SA进行切换。

2.3 并联输出

当2个通断状态完全相同的负载, 可并联后共用PLC的2个输出点。但要注意PLC输出点同时驱动多个负载时, 应考虑PLC点的驱动能力是否足够。

2.4 负载多功能化

1个负载实现多种用途。在传统的继电器电路中, 1个指示灯只指示1种状态, 而在PLC系统中, 利用PLC编程功能, 很容易实现用1个输出点控制指示灯的常亮和闪烁, 这样1个指示灯就可表示2种不同的信息, 从而节省了输出点数。

3 结论与展望

职场充电最好的输入是输出 篇5

我前两年才开始在网上真正的写文章，最初，源于爱好和曾经的梦想(我自以为曾经是个文学小青年)，想记录生活中和职场上的一些经历和感悟。但写着写着我发现，我的知识储备越来越不能支撑，我必须不停的学习才能够持续的写下去。也就是说，我必须有持续的输入，才能够持续的输出，输入是输出的基础和前提。

于是，我制订读书计划，参与一些交流与活动，参加各种培训，为了持续输出，我不停的倒逼着自己输入。

二、输入带来更多的输出，更多的输出促使更多的输入

输入和输出是相辅相成的，不停的输入带来更多的输出，而更多的输出促使我们更多的输入。这是一个循环，是一个良性循环，让我们职场提升的良性循环。

我职场多年，一直从事着供应链相关的工作，但现在回想，早几年，其实我对供应链一无所知。我对供应链的真正理解(尽管现在理解也不深)，几乎全来自这几年。这其中，起主要作用的，是我在持续的写与供应链相关的文章，我在持续的做供应链相关的分享。

因为，要写出一篇文章，要完成一个分享，我必须深入的去准备、去查阅资料，去思考、去提炼、去总结。这些，就是一个完整的学习过程，是一个完整的输入过程。

在这个过程中，每当我攻克一个问题(比如写出一篇文章或完成一个分享)，我就得到较多的输入，得到这些输入后，我有信心和勇气去发起对下一个问题的攻克。

而为了攻克下一个问题，我又需要去查阅资料，去思考、去提炼、去总结，又开始新的一轮输入。

输入带来更多的输出，更多的输出促使更多的输入，这是一个良性循环，我喜欢这个循环。

三、持续的输入输出中，才知道原来自己不懂的这么多

达克效应指出，一个人需要有很高的智力才能知道自己愚蠢。与达克效应相对应的一句话就是：你懂得越多，才知道，你不懂的越多。

是的，在我持续的输出输入的过程中，我越来越发现，自己不懂的，不要说别的自己未涉及的领域，就算是供应链管理，就算是与自己未来发展息息相关的方面，所不懂的越来越多，甚至觉得自己一无所知，我迫切需要提升。

于是，迫切的去输出，从而，迫切的输入。

四、输出的三个方式

以上说了，因为我们要输入，所以我们要输出。那么，我们以什么方式，以什么形式输出呢?以我这几年的感悟，我提出三个输出的方式，供大家参考。

1、分享。分享是最常见的输出方式。

当然，不能是一键转发式的分享。分享，需要有自己的加工，要么是自己的原创，要么，是经过自己精力挑选、总结和整理后的内容。

分享最常见的方式是语音分享和文字总结，进行分享，哪怕是再简单的分享，都必须要有的一个工作，那就是事前准备。分享前准备，做好分享的关键，也是将输出转换为输入的基本和前提条件。

分享是输出，不仅能促进自己输入从而给自己带来提升，还可以带来一种给别人帮助后的成就感和价值感。

2、写文章。写文章是检验输入成果的最好方式。

对于以输出为输入的职场人来说，写文章有两种。一是对某些问题表达自己的看法、自己总结的经验、和自己的感悟。这样的文章，需要有自己的观点，自己的看法或自己的建议。

职场上第二种写文章的方式是整理与总结，针对职场某一方面知识或技能，进行全面搜集、分析、评估与甄选，然后编辑、整理为条目，整理为知识点，最好收尾时加入自己的总结，最终成就一篇文章。

写文章是自己前期输入成果的一次检验，也是一次升华，是将输入成果转换为输出的最好方式，而写文章的过程，即输出的过程，在职场上，能促发更多的输入和提升。

3、做课程。做课程是将输出系统化的最好方式。

分享简单一些，尽管会有个分享主题，但大多数情况下，可以想到哪说到哪。写文章，相对来说，要求高一些，必须要有文章的一些基本要求，比如条理性、逻辑性、可读性等等，但写文章有时也可以天马行空。

要求更高的分享是做课程。做课程是将自己的输入、自己的知识进行体系化、系统化输出的过程。

做课程在严谨性方面有更高的要求，也就是说，做课程很难去心情发挥(天马行空)，需要逐条逐项的推敲与斟酌，需要做更多方面的准备。往往，一堂一小时的课程，需要数小时甚至数十小时的准备。

五、持续输出的三个方法

分享、写文章和做课程是输出常见的三个方式，那么，如何进行分享，如何写文章和做课程呢?如何进行持续的输出呢?持续输出有哪些方法呢?限于篇幅，本文无法列出细致详尽的操作细则，我从共性和基本思路方面提出持续输出的三个方法。

1、有目的的输出。

输出是为了输入。输入需要目的，输入需要方向，自然输出也需要有目的和方向。我们要选择性的输入，同样需要选择性的输出。

怎么去选择?在职场上，最常见的有三个纬度(也是三个顺序)：对现在的职场有用、对未来的职场有用(建议未来最多只看五年)、自己的梦想(梦寐以求的事，注意，这样的事最好是一个，最多两个，梦想多了，就不叫梦想，叫空想)。

2、大胆输出。

这是一个关键!很多人说，我不会呀，到时说错了写错了岂不是很丢人?这还真不是。

首先，输出是为了输入，也就是说，输出首先是为了自己提升。为了自己提升有什么丢人的?

其次，人总是从不会到会，从不断试错中得到前进和升华。不迈出犯错的一步，很难有不犯错的下一步。

再次，一句流行语，大家都很忙，就算你错了，大家也没时间来笑话你。所谓的丢人，只是你自己的单方面的感觉，实际上，真的没什么。

最后，没有人不犯错，没有人什么都会，大胆输出，相互学习与交流，是最正确的提升方式和方法。

3、持续、系统的输出。

坚持，是一个被说滥的词，不过，我这里，还是要说一说这个词。

坚持，持续是输出，才是真正的输出。原因很简单，因为，只做一次输出，就没有了再次输入的动力。我们要记往，输出是为了输入，输出是为了职场充电，是为了职场提升。

持续没有更好的办法，只有坚持，傻傻的去坚持。

但坚持需要有方向，坚持最好的方向就是系统。即找准自己的输入点，成体系、成系统的进行输出，进行输入。

职场充电，我们需要持续、系统的输出。

本文总结

职场充电，最好的输入是输出。由输出倒逼自己输入，从而带来更多的输出，更多的输出再促使更多的输入。职场上，我们就是在这个良性循环中不断提升，不断前进。

输出的三个常见方式是分享、写文章和做课程。输出的三个方法是有目的的输出、大胆输出和持续、系统的输出。

输入/输出控制程序 篇6

关键词： 影视教学法 输入理论 输出理论 二语习得

我国英语教学一直以来都面临一个困境——很多学生从小学到大学学习英语很多年，结果除了基本的yes，no，how are you，fine，thank you之外，几乎不会其他，听说读写能力依然很差。数年教育结果却培养出众多“哑巴英语”、“聋子英语”是中国英语教育的悲哀。究其原因，还是刻板的教育方法惹的祸。在中小学阶段，学校普遍实行的是应试教学、题海战术。进入大学阶段后，大学英语教师大都还是以教材为中心，进行词汇、句型、语法教学，以及阅读训练，这些都以输入为主，学生固然可以死记单词和语句，但是没有真实的语言环境，学生难以真正将所需知识点学以致用，语言输出能力得不到提高。因此，语言输出能力培养一直是大学英语教学中的重点和难点。

近年来，为了满足经济全球化对人才的需求，各院校都把培养高素质、综合应用型人才作为目标，着重提高英语教学质量。很多学校开设电影欣赏二课堂，给学生创造多样化的课程，让学生开阔视野，提高学习兴趣，增强文化修养和促进语言运用能力。

本文旨在以美国电影《南极大冒险》（Eight Below）教学为例，探索如何通过电影强化大学英语教学效果。

1.理论基础

上世纪70年代，美国语言学家Krashen首次提出“输入假设”（Input Hypothesis Theory），80年代加拿大语言学家Swain提出“输出假设”。

1.1 Krashen的输入和习得—学习理论

Krashen（1981）的“输入假设理论”指出，当学习者能够理解略高于他们现有语言水平的语言输入时，他们的语言知识学习就能取得进展。Krashen称这种输入为“i+1”模式，其中，“i”是语言输入（input），“+1”是下一阶段的语言习得。也就是说，语言输入材料应该有几个特征：（1）知识必须是可以被理解的。（2）输入的知识包含已知的语言成分，并略高于二语习得者的现有水平，但不是超出很多。

Krashen（2003）提出来的另一个有影响力的理论是习得-学习理（Acquisition-learning hypothesis）。他认为，语言习得是一个自然、直观和潜意识的过程，习得者不需要知道这个过程的存在。但当这一过程发生并获得新知识时，习得者通常并没有意识到自己已经拥有了新知识。根据Krashen的理论，成人和儿童都可以下意识地习得语言，获得书面或口头语言能力。这个过程与儿童习得自己母语的过程类似。

Krashen的两个理论对我们外语教学的启示是，教师可以创造自然的、轻松的，没有恐惧、压力或尴尬的氛围，让学生在潜意识的气氛和状态下进行语言习得。选择与生活息息相关，又略高于学生现有水平的优秀影片进行影视教学，恰好可以让学生沉浸在一种自然、直观的气氛中，不知不觉地获取语言知识。

1.2输出理论

加拿大多伦多大学安大略教育学院资深教授Merrill Swain最早提出输出假设学说。上世纪60年代，她一直进行法语作为二语的浸入式教学，全部用法语为母语是英语的学生授课。几年之后，受浸入式教学的学生的法语水平在听和阅读两个方面要远远高于那些每天上20到30分钟法语课的学生，但他们说和写的能力远远不如以法语为母语的学生的水平。这些发现使她对“输入假设理论”产生了质疑。1985年，她首次提出了“输出假设理论”，认为输出语言的活动（说/写）是二语学习过程的一个组成部分（杨鲁新，2008）。

Swain阐述了输出假设的三个功能，第一是增加语言的流利度，第二是提高学生对语言的注意程度或引发学生对语言的注意，第三是激发学生对语言的反思。她发现“学习者在使用语言的过程中会不断内化语言表述内容并成为自己认知活动的一部分，如在与他人的对话过程中我们可以学到很多知识”（杨鲁新，2008）。第二语言的习得主要依赖且表现为语言的输出能力。

笔者认为通过观看电影的“视听”进行浸染式语言输入，再通过翻译、复述故事情节和简单影评等任务进行语言输出，语言输入和输出的完美结合可有效促进第二语言的习得能力，提高教学水平。

2.电影教学法

电影学习法，又名“影片教学法”，始于哈佛大学。它可以提高学习者的参与和投入程度；在完全立体自然的情景中训练学习者的接受能力、理解能力、思考能力及语言输出能力。

2.1电影教学法步骤

陈述观点：教师先做一个引导，让学生在限定方向思考，和课程紧密结合。

观看影片：根据主题播放影片，用娱乐调动大家的积极性，寓教于乐，由浅入深。

小组讨论：逐一发言，由专人记录在案。

学生实践：学生根据内容亲身实践，体会学做一体的乐趣。

点评升华：教师点评重点及难点，升华知识。

2.2电影教学法的优势

2.2.1内容生动，易接受，易理解。

影片内容生动、直观，对白贴近生活，学生能从中找到乐趣，比较容易理解和接受。以电影南极大冒险（Eight Below）为例，其讲述了八雪橇犬在残酷的大自然中努力集体求生的故事。这八只留在冰天雪地南极的狗儿在被主人不得已留在南极之后，彼此帮助咬断拴住它们的绳索，协同作战，追捕猎物，奋勇求生守在原地。几十天后终于等到主人来接的那一刻，人与狗扑在一起亲昵的场景足以让任何人动容。雪橇犬的机智、勇敢，对人的忠诚和对同类的友爱让观众产生情感共鸣，可以吸引学生一直观看下去。在无形中，影片通过声、光、图像等全方位刺激学生的大脑，将地道真实的英语输入学生的大脑中。

2.2.2提高学生的参与度，调动学生的积极性。

电影教学不是填鸭式的教师讲、学生听。跌宕起伏的故事情节、精彩的人物对白，使学生身临其境，沉浸其中，吸引学生主动学习，从而完成教师安排的任务。这种方法完全以学生为主体，由被动学转变为主动学。

2.2.3更具实战性，更容易模仿。

电影故事情节创造了真实的外语学习环境。不同的人物性别、年龄、性格特点、故事氛围等影响了电影人物的发音、用词、语速和语流语调。学生浸染在这种变化的、生动的、多元文化情景中，会在潜意识里受到感染和影响，有助于模仿语言输出的准确性和流利程度。

3.电影教学任务设计

Breen（1987）认为：任务是有特定的目的、适当的内容、明确的学习程序及一系列结果的结构化的语言学习行为。电影教学法是以学生为中心的，教师的引导和掌控对这一方法的成功与否起着决定性作用。教师必须设计好教学目的、教学环节和教学内容，自始至终把控好各个环节，否则产生的后果会是学生取乐一般看故事而已，影视课成了看电影的课。以Eight Below为例，笔者认为影视课教师为学生设计以下几个任务：

任务1：描述主要故事情节

这个任务的目的是让学生带着问题观看，可以更加有的放矢，提高学习效率。教师设计一些围绕故事情节推进的问题，如故事发生的时间、地点、人物关系、事件进展的关键节点等简单问题，帮助学生掌握电影故事的来龙去脉。问题的设计要由简到难，重点突出。学生顺利完成简单些的学习任务能增强自信心，激发进一步学习的热情。

任务2：精彩对白翻译

教师要求学生对某些经典的对白进行中英文互译和模仿，要求学生观看影片时注意体会由于语言语调和表情的变化对句子意思的影响。在课堂上，教师要求学生对影片中人物进行“角色扮演”，模仿影片对白和人物表情动作。

杰瑞：（对玛雅说）我的好姑娘，今天怎么样？

Jerry Shepherd：[to Maya]How’s my best girl doing？

查理：再往南走一點就会从地球上掉下去。

Charlie Cooper：Go any further south you’ll fall off the planet.

Mindo：永远不要低估任何生物的求生意志，尤其当它们有家人相伴的时候。

Mindo：Never underestimate any living spirits will to survive especially when they’re surrounded by family.

杰瑞：这些狗是我的家人，我们不能丢下它们。

Jerry Shepard：Those dogs are my family we can’t just leave them out there.

戴维斯：它们救了我的命，这八只神奇的狗。

Davis McClaren：They saved my life these eight amazing dogs.

杰瑞：为了你在乎的东西值得冒险。

Jerry Shepard：You gotta take chances for the things you care about.

杰瑞：我要回到那，我欠他们的。

Jerry Shepard：I gotta get back there，I owe it to them.

这个环节寓教于乐，激发学生开口说英语的欲望，可以提高学生对语言的输出能力。

任务3：重点表述某段故事情节

八只雪橇犬独立谋生期间的生活，要完成这个任务，学生必须了解雪橇犬的英文是什么（sled dog），属于什么犬（Alaska Husky），其和海豹（sea dog）的机智周旋，如何集体作战围捕海鸟。在这个过程中，当学生意识到不知如何传达他们想要表达的意思时，就会有意识地注意自己语言上的问题，然后查阅字典，重新观看有关电影片段，查阅英文故事情节介绍。正如Swain认为，这种意识会激发学习者第二语言学习的认知过程，在这个过程中学习者会产生新的语言知识，或巩固他们现有的知识。

任务4：用一些形容词来描述雪橇犬并给出理由

如有组织的（well-organizied）、机警的（vigilant）、情感丰富的（emotional）。这个任务涉及句子扩展和段落组织，学生要有意识地寻求需要的恰当词汇，并通过描述故事情节例证自己选词的正确性。这个任务在培养学生英文论证能力的同时，可以很好地促进学生语言知识和社会文化知识的内化过程。

任务5：思考和讨论：动物和人相比，谁更高级？

一部经典影片不仅能真实地揭露社会生活的矛盾，而且能帮助观众深入认识社会生活的本质。这个任务就是从影片内容向真实生活的延展，联系实际生活中的相关话题，让学生对现实生活有更深的理解，培养学生的思辨能力，思辨能力的提升最终会促使语言输出能力提升。学生必需查阅关于动物权利和动物保护的相关词汇等，表达动物是人类最好的朋友、人类无权残害小动物等语句。

4.实践中需要注意的问题

4.1电影内容选择

内容的选择一定要把握积极正面的原则，避免选择低俗的、色情暴力的影片，要让学生从影片中感受到正能量，产生情感上的共鸣。如Eight Below中人与狗之间、狗与狗之间的那种互相依赖和不离不弃，让人感到一种暖暖的热流，激发人们善良的天性和友爱的情怀。另外，电影中主要人物的语言要简单，靠近生活用语，发音和用词纯正，要有一定的欣赏性和模仿性。通过对电影对白的听说模仿，学生可以提高发音、语流语调的准确度，学到重要词汇、句型。

4.2提前布置在课下观看电影的任务

一般电影都在90分钟以上，为了保证课堂有效且有充足的教学时间，需要教师提前布置作业，安排学生在课下完成观看任务，留下课堂时间用来组织讨论、汇报和教师点评、指导。另外，教师需要指出学生课前应该重点观看的片段，通常这些重点片段与学生需要完成的任务有关。学生有目的地观看，可以提高学习效率。就Eight Below而言，教师要求学生课前完成前两个任务，课上通过向学生提问检查学生任务完成程度。在课堂上，教师可以利用更多时间组织学生讨论后三个任务，重点锻炼学生的口头表达能力。

4.3点评、总结和提升

教师点评一定要使用多种鼓励性语言、动作，而不是一味地说“very good”。否则千篇一律的表扬会让学生感到乏味，学生分不清教师哪句是真心，哪句是敷衍。口语肯定可以选择“You are right”，“absolutely right”，“I can’t agree with you more”等；肢体语言肯定可以选择给学生一个大大的微笑，竖起拇指甚至是号召全班鼓掌等。

在学生讨论或汇报结束的时候，教师应该突出学生发言中的亮点，将学生观点梳理展示在黑板或电脑屏幕上。另外，笔者推荐安排一些学生记录其他同学的观点，在适当的时候向全班汇报总结。给学生安排小任务也是鼓励和信任，会调动学生的积极性。这样做记录的学生需要认真听，锻炼其归纳总结能力的同时提高语言输出能力。

教师应在适当的时候进行点评、总结和提升，让学生对所学知识或温故的旧知识有清楚的了解，并且通过教师的总结加深印象。

4.4授课地点和条件

影视教学需要在多媒体教室上课，对硬件设备的要求较高，如音响和扩音设备要运行良好，电脑配置应该能接通互联网，并且网速较高。教师应该提前下载好影片，能够在学生端电脑与学生共享。这样便于上课过程中重复播放影片关键情节，解决教学任务中的难题。

另外，如果学生需要，教师应该提前给学生安排好多媒体教室，拷贝好影片，以便学生课前观看和学习影片，并上网查阅有关该影片的资料。

4.5教师的位置

在可能的情况下，教师应该从讲台上或自己的电脑屏幕前走到教室的空地，绕过物理障碍到学生中间，让学生感到老师是他们中的一员，能更好地和学生面对面相视交流会拉近彼此的距离，学生发言更自由，少些拘束或压力（顾曰国，2003）。

5.结语

笔者认为，影视教学是一种对学生语言能力全方位训练的方法，它以多媒体设备辅助手段，以经典的、流行的、优秀的视作品为素材，以教师精心安排的任务为驱动和引导，学生完成任务过程中对电影的学习和分析（看、听电影，学习电影的对白、影评，查找和翻译能表达自己的观点的语句）就是语言输入和知识丰富的过程，汇报任务结果（回答问题，讨论任务，总结）的过程即为语言输出的过程。在影视教学法中，第一步，教师提前备好课，熟悉电影对白，找出并截取影片亮点部分。第二步，任务设计。第三步，第一步，学生完成任务的过程中辅导学生，回答学生提出的问题。第四步，组织和引导学生完成讨论和汇报。第五步，总结学生观点，适当提升。这种教学方式不拘泥于“教师教，学生学”的传统方法，完全“以学生为中心，教师为辅导”。通过观看电影，学习电影，分析电影，结合现实讨论，学生增强了语感，精炼了语句，提高了主动思考和学习的能力，最终达到了教学目的：学生能成功地语言输出。

电影教学法能抓住学生的注意力，有效解决当前教师与学生手机争夺学生注意力引发的矛盾。

参考文献：

[1]Breen，M.P.Learner Contributions to Task Design.In C.Candlin and D.Murphy（eds.）Languange Learning Tasks.Englewood cliffs NJ：Prentice Hall，1987.

[2]Kashen，S.D.Second Language Acquisition and Second Language Learning[M].Oxford：Pregamon，1981.

[3]Krashen，S.Explorations in Language Acquisition and Use.Portsmouth：Heinemann，2003.

[4]方紅，刘春燕.任务型课外英语电影教学的探索与实践[J].教育学术月刊，2008（6）.

[5]菜东东，主编.当代英美电影鉴赏.外文出版社.北京，2000.

[6]顾曰国.英语教学法（下）.外语教学与研究出版社.北京，2003.

[7]葛秀华，姜雯.看电影提高英语听力的理论与实践[J].宁波职业技术学院学报，2007（2），VOL11（1）.

[8]申宇.输入输出理论对大学英语听说课堂教学的启示[J].考试周刊.外语教学与研究，2011（60）.

[9]王小宁.克拉申的习得，学得假设与外语教学[J].外语界，2001.

输入/输出控制程序 篇7

关键词：离散输入输出信号,控制芯片,IO芯片

0 引言

机载航空服务器一般向乘客提供咨询、娱乐、新闻等服务, 该服务器的离散控制输入输出信号负责处理航空电子设备的控制信号, 其离散控制输入信号负责采集航空电子设备的状态信息或接收航空电子设备的控制信息, 比如温度、湿度、气压等信息;离散控制输出信号负责向航空电子设备发送控制信息或返回航空服务器的状态信息。

航空电子设备的工作电平往往与普通工业设备的工作电平不同, 不能将普通工业设备的离散控制输入输出信号直接与航空电子设备的信号连接, 否则会严重损坏航空电子设备。

普通工业设备的离散控制输入输出信号只是简单的信号输入和信号输出, 根本不涉及离散控制输入输出信号的时序控制和使能, 无法满足航空服务器的现场应用需求。但是机载航空服务器因其使用环境的特殊性, 离散控制输入输出信号的产生需要严格的时序控制信号和使能信号的配合, 防止IO芯片的电平扰动得不到有效控制从而对航空电子设备产生误触发和误操作。

因此有必要提出一种满足机载航空服务器环境应用的离散控制输入输出信号设计方法。

1 设计思想

本设计采用Intel Sandy Bridge[1]处理器搭配南桥HM65来实现。图1所示为本设计的系统方框图。

从系统方框图中可以看出, 本设计主要通过南桥的I2C (串行总线) 接口来做通讯端口, 所选的外围设备也都是采用I2C总线通讯的元器件。I2C总线用于CPU与外设直接进行通信, 只有两条线:数据线SDA和控制线SCL, 该总线用于CPU与外设直接进行通信, 具有简单性, 有效性, 其优点是可以连接多个设备, 但同一时刻只有一个设备成为主设备与CPU通信。

南桥HM65通过自带的I2C[2]模块经I2C总线协议分别与控制芯片A、IO芯片A、控制芯片B和IO芯片B连接, 其中控制芯片A和控制芯片B采用FPGA或单片机 (MCU) 来实现, 用来产生控制信号, IO芯片A和IO芯片B采用PCA9555芯片来实现, 用来传送输入输出端口上的数据。

南桥HM65通过I2C总线控制和配置连接到该总线上的I2C设备, 南桥HM65的I2C控制器中需要配置的寄存器包含状态寄存器STS、控制寄存器CNT、命令寄存器CMD、地址寄存器SLVA和数据寄存器D0。

IO控制芯片A和IO控制芯片B PCA9555[3]接收来自南桥HM65的I2C控制器的控制命令, 该芯片共有两个端口port 0和port 1, 每个端口包含8路输入输出。命令字0和1表示访问port 0和port 1的输入寄存器;命令字2和3表示访问port 0和port 1的输出寄存器;命令字4和5表示访问port 0和port 1的极性寄存器;命令字6和7表示访问port 0和port 1的配置寄存器, 将配置寄存器设置成1表示将对应管脚设置成输入模式, 将配置寄存器设置成0表示将对应管脚设置成输出模式。命令字功能如表1所示。

南桥HM65通过I2C总线向IO控制芯片A和IO控制芯片B PCA9555发送相应的命令字来实现对相应端口的控制[4], 从而实现离散控制信号的输入和输出。对IO控制芯片B PCA9555的操作需要遵循先设置配置寄存器, 再设置极性寄存器, 最后设置输入或输出寄存器的原则, 否则将产生设置失败的错误。

2 离散输入信号控制

航空电子设备的输出信号作为机载航空服务器的离散控制输入信号, 通过这些离散控制输入信号, 机载航空服务器可以获得航空电子设备的状态信息或接收来自航空电子设备的控制信息。

航空电子设备的输出信号也即离散控制输入信号一般是高电压工作范围, 高电压的离散控制输入信号经过光耦器件后将光耦器件的输出信号作为透明D型触发器的输入信号。光耦器件不仅起到了隔离的作用, 同时还将高电压工作范围过渡到低电压工作范围, 对机载航空服务器和航空电子设均有保护作用, 防止电子设备的击穿损坏。

本设计中IO芯片A PCA9555设置成输入模式, 其接收来自透明D型触发器的输出端Q0、Q1、...、Q15的输出信号, 而透明D型触发器将其输入端信号D0、D1、...、D15正确锁存并传输到输出端Q0、Q1、...、Q15的过程需要在其/OE和/LE信号有效时才触发, 而控制芯片A (FPGA/MCU) [5,6]就是满足对透明D型触发器/OE和/LE信号的时序控制。

通过HM65 I2C控制器将IO芯片A PCA9555设置成输入模式, 同时控制芯片A模拟成一个I2C设备, 同样接收来自南桥HM65 I2C控制器的命令和控制。因为透明D型触发器的/OE信号和/LE信号是低电平有效, 所以当控制芯片A输出一个有效的低电平信号时, 透明D型触发器的输出端Q0、Q1、...、Q15的信号将被IO芯片A PCA9555锁定采集并输出, 南桥HM65的I2C控制器通过访问IO芯片A PCA9555的输入端口port 0和port 1就可以获得当前航空电子设备的离散输入信号。离散输入信号处理流程图如图2所示。

能否正常获取离散输入信号是由IO芯片A和控制芯片A共同决定的, 防止输入信号的异常抖动对前端电路产生影响。

3 离散输出信号控制

机载航空服务器需要向航空电子设备发送离散输出信号时, 通过南桥HM65的I2C控制器将IO芯片B PCA9555设置成输出模式, 同时控制芯片B模拟成一个I2C设备, 同样接收来自南桥HM65 I2C控制器的命令和控制。

边沿触发D型触发器的/OE信号为低电平有效, 而CLK信号为边沿触发上升沿有效。通过南桥HM65的I2C控制器将控制芯片B输出连接边沿触发D型触发器的/OE信号一直处于低电平, 即边沿触发D型触发器的/OE信号一直处于有效状态。接着, 通过南桥HM65的I2C控制器将IO芯片B PCA9555的输出端管脚设置成所需的高低电平控制信号, 同时控制芯片B输出一个边沿上升沿信号给到边沿触发D型触发器的/CLK, 使边沿触发D型触发器的输入端D0、D1、...、D15信号输出到输出端Q0、Q1、...、Q15, 然后经过达林顿管提高驱动能力后输出给航空电子设备。离散输出信号处理流程图如图3所示。

离散输出信号能否正常输出是由IO芯片B和控制芯片B共同决定的, 对离散输出信号的有效控制避免输出不可控的信号。

3 结束语

本设计提出的离散控制输入输出信号设计方法对所接收的输入信号和对外的输出信号都进行了严格时序控制, 摒弃了以往简单的只是对输入端口和输出端口高低电平的控制, 能有效防止误操作, 满足航空服务器对离散控制输入输出信号的需求。

参考文献

[1]因特尔.因特尔6系和C200系芯片组.数据手册, 2011.Intel.Intel 6 Series Chipset and Intel C200 Series Chipset.Product data sheet, 2011.

[2]Frank van Gilluwe.PC技术内幕[M].北京:北京电力出版社, 2001:212-222.Frank van Gilluwe.PC Technology[M].Beijing:Beijing Electric Power Press, 2001:212-222.

[3]飞利浦半导体.16位I2C接口芯片PCA9555和带中断功能的SMBus输入输出端口.产品数据手册.2004.Philips Semiconductors.PCA9555 16-bit I2C and SMBus I/O port with interrupt.Product data sheet, 2004.

[4]孙琼.嵌入式Linux应用程序开发详解[M].北京:人民邮电出版社, 2007:166-207.SUN Qiong.Embedded Linux Application Development[M].Beijing:People's Posts and Telecommunications Press, 2007:166-207.

[5]马潮.AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践.北京:北京航空航天大学出版社, 2007:153-169.MA Chao.AVR Microcomputer Principle and Applications.Beijing:Beijing University of Aeronautics and Astronautics Press, 2007:153-169.

输入/输出控制程序 篇8

关键词：控制系统试验平台,柜体设计,元件布置

1 引言

网络控制技术是机车研发制造中技术含量高、难度大、分量重的关键技术, 也是机车制造企业的核心竞争力所在。目前, 国外如西门子、阿尔斯通、庞巴迪等处于机车控制领域领前地位的大公司, 都有自己的网络控制系统测试平台, 因此, 为在国内外市场中保持一定的竞争力, 开发先进的机车网络控制系统试验平台显得尤为重要。根据试验平台综合设计要求, 需要开发一套输入输出电器柜, 主要包括网络设备电器柜、模拟输出设备电器柜和模拟输入设备电器柜, 用以安装试验平台网络设备、外围模拟设备, 承担试验平台输入输出管理、网络配置、电源分配等功能。本文着重介绍了控制系统试验平台用输入输出电器柜的设计及施工过程。

2 研制过程

输入输出电器柜的开发主要包括了电器柜三维模型设计、各种电气设备的采购安装以及电器柜布线与调试。

2.1 结构设计

试验平台需要的三个电器柜是以标准机柜为参考模型运用三维软件CATIA进行联合设计的, 这样设计的电器柜既符合国际标准又具有自己的特色, 更充分满足了本次项目的设计要求。整体设计上, 三个电器柜尺寸均为600×600×2000mm, 柜顶均配有风扇加强散热, 柜下均安装滑轮方便搬运, 从外观上相互保持了一致性;其中网络设备电器柜和模拟输出设备电器柜采用了透明玻璃门, 方便观测指示灯状态, 模拟输入设备电器柜采用了钢板门, 便于开孔安装设备, 这又使得它们各自具有独特性。下面以网络设备电器柜为例具体介绍其设计要点。

网络设备电器柜主要用来安装网络模块, 由于网络设备采购周期长, 决定了网络构架后便要对其进行采购, 最终选择的Selectron公司网络设备, 主要包括主处理单元、输入输出模块、网关及数据线等附件。根据机车微机网络控制系统试验平台电气原理图及网络拓扑, 将网络模块分层安装在柜内, 这样既便于接线又益于散热, 保证了模块的正常使用。柜内最顶层安装了两个WTB-MVB网关GWM531-TF/EMD, 该网关相对其他网络设备较为特殊, 采用标准的3U机箱安装, 其它模块均采用35×15mm的导轨安装。第二层从左到右依次安装了1个CANopen总线连接器DDC 732-TG、2个数字输入扩展模块DIT 732-TW、3个数字输出扩展模块DOT 733-TR以及2个数字输入/输出扩展模块DDT 731-TW/1A, 本层设备模拟机车输入输出单元RIOM。第三层左半部分依次安装了1个主处理单元CPU 831-TG、1个数字输入扩展模块DIT 732-TW以及2个数字输出扩展模块DOT733-TR, 这些模块用于模拟机车主控单元MPU1, 右半部分依次安装了1个主处理单元CPU 831-TG、1个数字输入扩展模块DIT 732-TW以及1个数字输出扩展模块DOT 733-TR, 这些模块用于模拟机车主控单元MPU2。第四层安装了5个带有CAN接口的分布式控制器CPU 733-TG/EMD, 前两个用来模拟MVB-CANopen网关, 后三个用来模拟机车牵引控制单元TCU、辅助控制单元ACU以及制动控制单元BCU。第五、六层分别安装了5个电源模块PSM 731-TV, 用来给二至四层的网络设备供电, 以上各层均留有线槽以方便走线。最底层安装了4根端子排, 用以汇总柜内外连线。

2.2 设备采购、安装及布线

根据机车网络控制系统试验平台电气原理图明细表, 分批分步对电器柜所需设备进行采购;采购回来的设备根据三维设计图进行安装, 下一步便可进行布线;根据Promis-e电气软件进一步绘制了布线图, 并自动生成了布线表, 为设备布线提供了依据, 并且极大的提高了效率。

2.3 整体调试

在电器柜设备安装、布线完毕后, 对其进行整体调试, 主要分为三个方面:首先是线路检查试验, 利用万用表对电气线路进行了完整全面的校对, 确保线路不存在错接、短接、虚接等问题。其次是各电气设备功能验证, 线路检查完毕后上电对设备进行检查, 通过观测指示灯、开闭开关等方法验证外围模拟设备的功能是否符合电气原理图设计需要。最后是网络设备功能测试, 利用网络分析仪对网络线路品质、网络设备状态等进行了监测, 测试其是否满足组网要求。整体调试过程中发现了一些问题, 但经过整改后已使电器柜满足了设计要求, 达到了投入使用的条件。

3 结束语

输入输出电器柜是机车微机网络控制系统试验平台的硬件基础, 它们开发的成败对试验平台搭建周期、质量有着重大的影响, 尤其是网络设备电器柜。利用先进的三维设计软件CATIA以及优秀的电气控制设计软件Promis-e进行全面系统的设计, 使设备布置紧凑且规整, 布线简洁且明晰, 通过此次研制输入输出电器柜, 为搭建机车微机网络控制系统试验平台铺平了硬件道路。

参考文献

[1]史程伟.电气传动控制柜设计分析, 2002.

输入/输出控制程序 篇9

光伏阵列可将太阳能转换为电能。光伏阵列具有非线性电源的特点,有独特的最大功率点,且最大功率点会随着天气条件如光照强度和温度等的变化而变化。目前在用的光伏阵列的功率转化效率仍然很低,太阳能电池必须实现最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制,以使阵列在任何光照强度和环境温度下都能获得最大功率输出。参考文献[1,2,3]提出了扰动观察法、固定电压法、电导法增量等MPPT技术。这些方法速度慢,精确度低,不能稳定工作于各时期最大功率点,导致光伏系统的输出功率损失,且在简单性、收敛性和硬件实现上也各不相同,总之难以兼顾跟踪的快速性以及系统稳定性两方面的要求。鉴此,本文采用变步长电导增量法进行MPPT控制,以提高光伏发电系统的动态和稳态性能。

在并网逆变器控制过程中,必须保证注入电网的电流有较低的总谐波失真率,而且需要控制允许注入电网的无功功率。有关学者提出了许多光伏逆变器控制技术。参考文献[4,5]提出电网电流和直流母线电压的双闭环控制结构和经典的PI调节方法,参考文献[6]中采用提前计算好的PWM参数,通过在电网电压和逆变器输出电压之间移相来控制电网功率因数。本文采用输入输出反馈线性化控制技术,设计了一种新方法来控制光伏逆变器的功率因数,将逆变器的非线性状态模型在dq坐标系下转换为2个线性等效子系统,然后通过极点配置线性控制回路来分别控制电网的功率因数和逆变器直流电压。

1 光伏发电系统描述

通常情况下并网发电系统都为双级结构,第一级是一个DC/DC转换器,用于跟踪最大功率点(Maximum Power Point,MPP),第二级是一个DC/AC转换器。如果将MPP控制直接移到DC/AC一侧,则可从系统中去除DC/DC转换器,简化系统,提高整体效率并降低成本,这就是单级结构。

光伏发电系统单级并网结构如图1所示。该系统由光伏阵列、电容直流环节、三相二电平逆变器和三相电网组成。光伏阵列将太阳能转换为直流电能,直流母线电容器用于减小直流电压在逆变器输入端的高频脉冲,逆变器由SVPWM控制。

1.1 光伏阵列模型

光伏阵列由若干光伏电池组成,光伏电池的输出特性方程为

${\rm I}={\rm I}{}_{\text{s}\text{c}}-{\rm I}{}_0\left[\exp \left(\frac{q(U+{\rm I}R{}_{\text{s}})}{A\text{Κ}{\rm T}}\right)-1\right]-\frac{U+{\rm I}R{}_{\text{s}}}{R{}_{\text{p}}}(1)$

式中:Isc为标准测试条件(光照强度为1 kW/m2,环境温度为298 K)下测得的光生电流;I0为流过二极管的反向饱和漏电流;q为电荷量,q=1.6×10-19 C;Rs为光伏电池的内阻;A为二极管的理想常数,其值在1～2之间变化;K为玻尔兹曼常数,K=1.38×10-23 J/K;T为光伏阵列工作时的热力学温度;Rp为光伏电池的并联电阻。

1.2 MPPT算法

由于光伏电池的转换效率普遍偏低,光伏发电系统的设计应使光伏阵列实时跟踪MPP。研究表明,电导增量法在多变的天气条件下可以快速跟踪MPP。电导增量法基于光伏电池特性曲线在MPP处的斜率为零、MPP左边的斜率为正、MPP右边的斜率为负的特性,即

$\{\begin{array}{l}\text{d}{\rm P}/\text{d}V=0,\text{Μ}\text{Ρ}\text{Ρ}\\ \text{d}{\rm P}/\text{d}V>0,\text{Μ}\text{Ρ}\text{Ρ}\text{左}\text{边}\\ \text{d}{\rm P}/\text{d}V<0,\text{Μ}\text{Ρ}\text{Ρ}\text{右}\text{边}\end{array}(2)$

而$\frac{\text{d}{\rm P}}{\text{d}V}={\rm I}+V\frac{\text{d}{\rm I}}{\text{d}V}=0\Rightarrow \frac{\text{Δ}{\rm I}}{\text{Δ}V}=-\frac{{\rm I}}{V}$,由此得到瞬时电导(I/V)和增量电导(ΔI/ΔV)之间的关系。通过比较(I/V)和(ΔI/ΔV)可跟踪MPP:

$\{\begin{array}{l}\text{Δ}{\rm I}/\text{Δ}V=-{\rm I}/V,\text{Μ}\text{Ρ}\text{Ρ}\\ \text{Δ}{\rm I}/\text{Δ}V>-{\rm I}/V,\text{Μ}\text{Ρ}\text{Ρ}\text{左}\text{边}\\ \text{Δ}{\rm I}/\text{Δ}V<-{\rm I}/V,\text{Μ}\text{Ρ}\text{Ρ}\text{右}\text{边}\end{array}(3)$

输入MPPT控制器的被控变量为光伏阵列的电压和电流,通过MPPT算法得到的参考电压送至PWM控制器,以控制与光伏阵列连接的DC/DC或DC/AC逆变器。当光照强度发生变化时,MPPT控制器在预先设定的步长下控制参考电压增加或减小步长,以达到新的最大功率点。

传统的电导增量法采用定步长,追踪步长较大时,对光照变化跟踪速度快,但光伏组件在最大功率点附近的振荡现象严重,导致稳态误差增大;选择较小步长时,振荡现象有所减弱,但对光照变化的跟踪速度变慢。为了克服这些缺陷,本文采用变步长方式[7],根据工作点位置自动调整步长大小,如果实际工作点远离MPP,则增加步长以实现快速跟踪;反之步长自动变小以减小震荡。变步长公式为

$h=\alpha \left|\frac{V{}_{{\rm N}}{\rm I}{}_{{\rm N}}-V{}_{{\rm N}-1}{\rm I}{}_{{\rm N}-1}}{V{}_{{\rm N}}-V{}_{{\rm N}-1}}\right|(4)$

式中:α为调节步长比例系数;VN、IN为光伏阵列在采样时刻N的输出电压和电流。

变步长电导增量法程序流程如图2所示。

1.3 三相逆变器模型

三相逆变器的交流侧部分方程[8]:

$\{\begin{array}{l}v{}_{\text{a}}=Ri{}_{\text{a}}+L\frac{\text{d}i{}_{\text{a}}}{\text{d}t}+e{}_{\text{a}}\\ v{}_{\text{b}}=Ri{}_{\text{b}}+L\frac{\text{d}i{}_{\text{b}}}{\text{d}t}+e{}_{\text{b}}\\ v{}_{\text{c}}=Ri{}_{\text{c}}+L\frac{\text{d}i{}_{\text{c}}}{\text{d}t}+e{}_{\text{c}}\end{array}(5)$

经过Park变换,在dp旋转坐标系下得到

$\{\begin{array}{l}v{}_d=e{}_d+Ri{}_d+L\frac{\text{d}i{}_d}{\text{d}t}+\omega Li{}_q\\ v{}_q=e{}_q+Ri{}_q+L\frac{\text{d}i{}_q}{\text{d}t}-\omega Li{}_d\end{array}(6)$

式中:ed、eq,id、iq,vd、vq分别为电网相电势、相电流和逆变器输出电压经等量变换后的d、q分量。

忽略逆变器开关的功率损耗,直流输入端和交流输出端的功率平衡关系满足:

$e{}_{d}i{}_d+e{}_{q}i{}_q=v{}_{\text{d}\text{c}}i{}_{\text{d}\text{c}}(7)$

式中:vdc、idc分别为逆变器的输入电压和电流。

逆变器直流侧满足基尔霍夫定理:

$C\frac{\text{d}v{}_{\text{d}\text{c}}}{\text{d}t}=i{}_{\text{p}\text{v}}-i{}_{\text{d}\text{c}}=i{}_{\text{p}\text{v}}-\frac{e{}_{d}i{}_d+e{}_{q}i{}_q}{v{}_{\text{d}\text{c}}}(8)$

式中:ipv为光伏阵列的输出电流。

式(6)和式(8)构成了连接到直流母线和电网的逆变器数学模型。两式可归纳为

$\dot{\mathit{x}}=\left[\begin{array}{c}-\frac{R}{L}i{}_d+\omega i{}_q-\frac{e{}_d}{L}\\ -\frac{R}{L}i{}_q-\omega i{}_d-\frac{e{}_q}{L}\\ \frac{i{}_{\text{p}\text{v}}}{C}-\frac{e{}_{d}i{}_d+e{}_{q}i{}_q}{Cv{}_{\text{d}\text{c}}}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{cc}\frac{1}{L}& 0\\ 0& \frac{1}{L}\\ 0& 0\end{array}\right]\mathit{u}(9)$

式中:u为输入变量,u=(u1,u2)T=(vd,vq)T。

令状态向量x=(x1,x2,x3)T=(id,iq,vdc)T,则式(9)可简写为

$\dot{\mathit{x}}=\mathit{f}(\mathit{x})+\mathit{g}(\mathit{x})\mathit{u}(10)$

f(x)、g(x)的向量场定义为

$\mathit{f}=\left[\begin{array}{c}f{}_1\\ f{}_2\\ f{}_3\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}-\frac{R}{L}x{}_1+\omega x{}_2-\frac{e{}_d}{L}\\ -\frac{R}{L}x{}_2-\omega x{}_1-\frac{e{}_q}{L}\\ \frac{i{}_{\text{p}\text{v}}}{C}-\frac{e{}_{d}x{}_1+e{}_{q}x{}_2}{Cx{}_3}\end{array}\right]；\mathit{g}=\left[\begin{array}{cc}\frac{1}{L}& 0\\ 0& \frac{1}{L}\\ 0& 0\end{array}\right](11)$

该模型通过调节x2和x3的状态模型来调节电网的直流输入电压和功率因数。这两个状态被视为该模型的输出:

$\mathit{y}=\left[y{}_1,y{}_2\right]{}^{\text{Τ}}=\left[x{}_2,x{}_3\right]{}^{\text{Τ}}=\left[i{}_d,v{}_{\text{d}\text{c}}\right]{}^{\text{Τ}}(12)$

从式(9)可看出该系统为非线性系统,因此采用输入输出反馈线性化理论来控制该系统。

2 输入输出反馈线性化理论

输入输出线性化方法的主要思想是设计一种非线性控制,将非线性动态系统转换为完全解耦或部分解耦的线性子系统,以方便应用非线性控制技术。

考虑以下非线性多输入多输出系统:

$\dot{\mathit{x}}=\mathit{f}(\mathit{x})+\mathit{g}(\mathit{x})\mathit{u}；\mathit{y}=\mathit{h}(\mathit{x})(13)$

式中:x为n×1阶状态向量;u为m×1阶控制输入向量;y为m×1阶输出向量;f、h为向量场函数;g为n×m矩阵,其列为向量场gi。

假设ri为使至少有一个输入出现在y${}_i^{(r{}_i)}$中的最小整数,则有

$y{}_i^{(r{}_i)}=L{}_{\text{f}}^{(r{}_i)}h{}_i+{\displaystyle \sum _{j=1}^{m}L}{}_{g{}_j}L{}_{\text{f}}^{(r{}_i-1)}h{}_{i}u{}_j(14)$

式中:L表示求导。

对于某个整数ri,在状态空间中的一个区域Ωx内存在某一点x=x0,使得LgjL(ri-1)fhi(x)≠0。对输入量yi逐次微分,直到出现输入量u,可得到

$\left[\begin{array}{c}y{}_1^{(r{}_1)}\\ ⋮\\ y{}_m^{(r{}_m)}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}L{}_{\text{f}}^{(r{}_1)}h{}_1(x)\\ ⋮\\ L{}_{\text{f}}^{(r{}_m)}h{}_m(x)\end{array}\right]+\mathit{E}(x)\mathit{u}(15)$

E(x)在定义区域Ωx上可逆,取输入变换:

$\mathit{u}=\mathit{E}{}^{-1}(x)\left[\begin{array}{c}v{}_1-L{}_{\text{f}}^{(r{}_1)}h{}_1\\ ⋮\\ v{}_m-L{}_{\text{f}}^{(r{}_m)}h{}_m\end{array}\right](16)$

将式(16)带入式(15)可得到输出变量y和新的输入变量v之间的线性微分关系:

$[y{}_1^{(r{}_1)}y{}_2^{(r{}_1)}\cdots y{}_m^{(r{}_m)}]{}^{\text{Τ}}=[v{}_{1}v{}_2\cdots v{}_m]{}^{\text{Τ}}(17)$

该过程实现了非线性到线性关系的转换[9,10]。

3 逆变器的反馈线性化实现

系统输出是电网电流和直流输入电压的q分量:y1=x2=iq;y2=x3=vdc。对于y1和y2,有

$\begin{array}{l}\dot{y}{}_1=f{}_2-u{}_2\frac{1}{L}(18)\\ \dot{y}{}_2=f{}_3=\frac{i{}_{\text{p}\text{v}}}{C}-\frac{e{}_{d}x{}_1+e{}_{q}x{}_2}{Cx{}_3}(19)\end{array}$

由式(19)可得

$\begin{array}{l}\ddot{{\displaystyle y}}{}_2=\dot{f}{}_3=\frac{\dot{i}{}_{\text{p}\text{v}}}{C}-\frac{1}{Cx{}_3}[e{}_d\left(f+u{}_1\frac{1}{L}\right)+\\ e{}_q\left(f{}_2+u{}_2\frac{1}{L}\right)]+f{}_3\frac{e{}_{d}x{}_1+e{}_{q}x{}_2}{Cx{}_3^2}(20)\end{array}$

将式(18)、式(20)写成矩阵形式:

$\left[\begin{array}{c}\dot{y}{}_1\\ \ddot{{\displaystyle y}}{}_2\end{array}\right]=\mathit{A}(x)+\mathit{E}(x)\left[\begin{array}{c}u{}_1\\ u{}_2\end{array}\right](21)$

式中:$\mathit{E}(x)=\left[\begin{array}{cc}0& \frac{1}{L}\\ -\frac{e{}_d}{LCx{}_3}& -\frac{e{}_q}{LCx{}_3}\end{array}\right],\mathit{A}(x)=\left[\begin{array}{c}f{}_1\\ \frac{\dot{i}{}_{\text{p}\text{v}}}{C}-\frac{1}{Cx{}_3}(e{}_{d}f{}_1+e{}_{q}f{}_2)+\frac{(e{}_{d}x{}_1+e{}_{q}x{}_2)}{Cx{}_3^2}f{}_3\end{array}\right]$。

为了将系统线性化,将$\left[\begin{array}{c}u{}_1\\ u{}_2\end{array}\right]=\mathit{E}{}^{-1}(x)\cdot \left[\begin{array}{c}v{}_1-b{}_1\\ v{}_2-b{}_2\end{array}\right]$代入式(21)后得$\left[\begin{array}{c}\dot{y}{}_1\\ \ddot{{\displaystyle y}}{}_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}v{}_1\\ v{}_2\end{array}\right]$,完成了非线性系统到线性系统的转换。

对于跟踪控制,为了保证输出量y1和y2能够跟踪参考量y1ref=iqref和y2ref=vdcref,将输入控制量定义为

$\left[\begin{array}{c}u{}_1\\ u{}_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}k{}_{11}e{}_1+\dot{y}{}_{1\text{r}\text{e}\text{f}}\\ k{}_{21}e{}_2+k{}_{22}\dot{e}{}_2+\ddot{{\displaystyle y}}{}_{2\text{r}\text{e}\text{f}}\end{array}\right](22)$

式中:kij为系数;ei=yiref-yi;$\dot{e}{}_i=\dot{y}{}_{i\text{r}\text{e}\text{f}}-\dot{y}{}_i‚i,j=1,2$。

式(22)实现了跟踪控制[11,12]。

4 仿真实验与结果分析

光伏发电系统及其控制方案如图3所示。MPPT模块为线性控制回路提供直流母线电压基准,线性控制回路为反馈线性化回路提供控制信号v1和v2,反馈线性化模块的输出为控制信号u1和u2,通过Park变换使这2个控制信号产生相位参考电压,相位参考电压用于逆变器的SVPWM控制。

在Matlab/Simulink环境中仿真光伏发电系统,仿真参数:电网电压有效值为220 V,频率f=50 Hz,电感L=2 mH,电阻R=0.1 Ω,直流母线电容C=2 000 μF。

图4、图5为光照强度阶跃变化条件下的仿真结果。t=0.4 s时光照强度从1 kW/m2减少为0.4 kW/m2,t=0.6 s时光照强度从0.4 kW/m2增强为1 kW/m2。图4中电压、电流和功率的变化表

明了光伏阵列能迅速达到新的最大功率点。图5显示电网电流的q分量没有受到光照强度变化的影响,从而不会影响功率因数。

图6为温度阶跃变化条件下的仿真结果。t=0.8 s时温度从25 °C上升为50 °C,t=1.0 s时温度从50 °C下降为25 °C。可见每次温度改变后,光伏阵列都能迅速达到新的最大功率点,而且电网电流的q分量特性曲线与图5相似,不会影响到电网的功率因数。

图7为电网电流q分量随其参考值变化特性。可见日照强度的阶跃变化导致电网参考电流的q分量在t=2 s时从0 A上升到10 A,即发生阶跃变化后,电网电流的q分量能迅速达到新的参考值。

图8给出了采用定步长(step=0.05V)和变步长$(step=0.05V\left|\text{Δ}{\rm P}/\text{Δ}V\right|)$时的电网电流比较。可见在变步长情况下只产生了较小的电网稳态振荡电流,而且通过仿真得到此时电网相电流的总谐波失真率较低,为3.52%,而定步长情况下的总谐波失真率达13.12%。

(a) 定步长

(b) 变步长

5 结语

在光伏发电系统的非线性模型中应用反馈线性化控制技术,得到2个没有内部动态的线性子系统,这些子系统允许分开控制电网的功率因数和逆变器的直流母线电压。仿真结果表明,使用该控制方法时,光照强度和温度的变化不会影响电网功率因数;采用的变步长电导增量MPPT算法提高了光伏发电系统的动态和稳态性能,与定步长算法相比,大大降低了电网电流的总谐波失真率。

参考文献

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[8]杨培志,张晓华,陈宏钧.三相电压型PWM整流器模型准线性化[J].电工技术学报,2007,22(8):28-35.

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[11]JUNG J,LIM S,NAM K.A feedback linearizingcontrol scheme for a PWM converter-inverter havinga very small DC-link capacitor[J].IEEE Transactionson Industry Applications,1999,35(5):1124-1131.

输入/输出控制程序 篇10

如何创设有效语言情境，笔者尝试从以下几方面思考。

一、情境创设的简洁性

所谓简洁性就是指教师基于文本知识与情境，用最简单的方式创设为教学服务的情境。小学英语一般采用的是牛津版教材，这套教材每个单元的知识点，都被编者置于丰富有趣的情境当中，每个单元的文本情境选择、编排、插图绘画都是经过很多专家多次论证与甄选的精品。而现实中，很多教师在创设课堂情境时，总喜欢丢弃文本，去挖空心思地创新创造，特别是过度的利用网络媒体，造成情境的过度堆砌。“复杂”的课堂不仅让文本情境浪费，也误导了学生的注意力，劳师低效。

二、情境创设的趣味性

兴趣是最好的老师。教师要基于学生的生活认知经验，紧扣学生的好奇、好玩、善表现等特点，利用游戏、表演、竞猜等方式，设法激发学生参与和运用语言实践的兴趣，强化语言输入输出的频率。有位教师在教4A Unit 6Whose gloves?一课时，针对“Whose…is it?It’s…’s./Whose…are they?They’re…’s.”以及新句型“You look so funny.It’s too big/small/long/short.Try this one/pair one on”以Fashion Show为主线，串联整堂课。在Fashion Show中，配以节奏动感、明快的音乐，以学生的表演为主要呈现方式，小组合作，围绕本课的句型进行交际操练。

三、情境创设的可解读性

解读性就是学生对于教师所创设的情境的理解与诠释，能和教师的教学要求与期望达成共识。有效的情境创设能够调动学生的已有知识经验，更好地为教学服务，反之则使得教学流程不顺畅。笔者在听课中遇到一位教师在教授Beijing opera的时候，教师通过PPT出示了一幅京剧脸谱的图片，教师本来的目的是期望通过这张脸谱的图片，导入Beijing opera这个新授知识，但是教师所创设的情境使学生产生误解，学生的认知没有高度的一致。其实可以出示Beijing opera的视频或是做一个面具戴在脸上，再加上几个动作，让学生去猜，简单直接，一目了然。

四、情境创设的思维性

思维性是指教师所创设的教学情境能够基于学生大脑的自主思考与主观感受。很多教师过度地依赖多媒体教学，动辄就是视频、光盘或是课件，然而我们在呈现大量图片与直观影像的同时，是否应该反思，这也许剥夺了学生的思考与感受的空间。一个简单的单词“apple”，通过图片呈现，只教会了学生认识图片上的一种苹果，然而基于我们想象中的“苹果”却千姿百态，甚至还能感受到苹果的清香!所以，以激发学生的自主思考与内心感受为主，辅以适度的多媒体等教学手段的运用，才能激发学生丰富的想象与多彩的语言输出!

五、情境创设的隐藏性

课堂中的情境创设，教师容易去关注显性的可视语言实践环境，强化其语言的输入与输出。其实教师在演绎一堂英语课时，教师与学生、学生与学生之间的多方位的交流、合作与互动，本身也是一种真实的、隐性的语言环境创设。

对于隐性的教学环境，教师要关注两点：一是教师的语言质量。教师的课堂用语、对学生的评价、语音语调、问题的深浅度、是否激发学生的心智以及语言运用能力等都潜移默化地影响着学生语言输出的质量。二是教师语言的量。在上课时有的教师提出一个问题后，急不可待地代替学生回答，不仅剥夺了学生的话语权，也是扼杀了学生的自主思考的能动性，正所谓不给自己留点退路，也不给学生留点出路。

输入/输出控制程序 篇11

【教学内容】

牛津小学英语6B Unit 6Planning for the weekendPart A

【情景片段】

Step1: T:Let’s talk about our plan. Plans for our English lesson.What are we going to learn?紧扣关键词“plan”,生讨论,师引导,导入课文学习。

Step2:T: Listen to the tape,then think about some questions.

教师利用PPT,围绕关键词“plan”出现脉络图,大意如下:

Plan——1. who?2. what?3. when ? 4. Where ? 5. How ?

Step3:Listen to the tape .Two students a goup and talk about the questions.

学生采用对话的形式,解决了其中一部分的问题。如:

S1:When are they going to meet ?

S2:They are going to meet at one thirty.

与此同时老师让回答的同学把重要的句型信息写到黑板上。

Step4:Listen to the tape again.

同样的方式继续解决关于“plan”相关的问题。听到第三遍,问题基本解决,此时黑板上写满了和课文相关重要句型。

Step5:T: Let’s talk about their plans.

在教师带领下,学生围绕课文对话,将黑板上的内容按一定逻辑顺序排列。

Step6:Make a plan .

先让学生模仿课文,分组讨论自己的计划,然后采用合作的形式,展示自己的计划。如:

S1: What are you going to do at the weekend ?

S2:I am going to the Park.

S1:I want to go to the Park ,too. Can I go with you ?

……

【案例心得】

一、对话语篇教学关注学生的“What”

让小学生明白对话语篇教学要学习什么很重要,能强化学生关注对话语篇中的新的词汇、重要短语、交际句型、以及语法等知识。在教学中,教师要通过有效地教学设计引导,如真实的情境创设、有效问题的导入、学生的自主学习、观看PPT等方式,引导学生去关注文本所含有的基本语言知识。本节课中,教者围绕关键词“plan”,输入语言“Who do what at where and when by how?”的信息,学生把每个问题理清楚之后,学生才有可能去内化文本,建构自己的语言输入体系,形成高质量的语言输出。

二、对话语篇教学关注学生的“How”

英语不仅是交流的工具,也是思维训练的工具。新课标指出,义务教育阶段,学生逐步形成有效地学习策略对于提高英语学习效果十分重要。因此,对话语篇教学不只是让学生知道“What”,更要关注学生语言输入输出的“How”。

1. 师生课堂话语操练的多向性

包括笔者在内的很多教师,在课堂教学中的语言操练习惯以“师问生”的“单向的问答式”居多。本节课中,教师在导入课文后就抓住关键词“plan”,出现一个脉络图:Plan——(1)who?(2)what?(3)when ?(4)Where ?(5)How ? 让学生围绕这个开放性的问题,听录音,自主学习、讨论合作、向老师请教、互问互答。这种“自主+互助”的学习策略,不仅是基于学生实际的思维主动拓展,也给学生创设了语用平台,使得学生在语言实践中,关注听、说,强化语言的输入输出,并在体验与理解语言上,逐步掌握语言知识与交际技能。

2. 语言句型结构功能的逻辑性

本节课中,教者让学生将重要信息写到黑板上,然后在教师的带领下,按照一定逻辑顺序排序,再现文本。学生看到零散的“语言碎片”,围绕主题“plan”,理解句型的结构和语用功能,探究正确的顺序,历练处理和传递信息的能力。在学生探究思考过程中,有尝试、有肯定与自我否定,有认知的冲突与问题的解决,这个过程中学生的思维参与是主动的,学生的探究合作是自发的,学生理解文本的内涵是深入的,学生的逻辑思维发展更是缜密的。

三、对话语篇教学关注学生的“Why”

基于小学生的英语综合能力的实践与培养,小学牛津英语教材几乎每一篇对话语篇都有独立的话题功能和典范的真实语用情境,并提供了大量的语言素材。那对话语篇教学,如何对学生的语言输出做有效的测评呢?

本节课中,教师紧扣关键词“plan”设计了一个活动“Show your plans!”先让学生自由分组,讨论自己的计划,可以是holidays/weekend/birthday/...学生在讨论合作后,有了一定的语言素材积累,然后再以“对话合作”的方式,呈现自己的计划。如:

S1: What are you going to do at the weekend ?

S2:I am going to the Park.

S1:I am going to the Park ,too. Can I go with you ?

S2:Of course. Where are we going to meet ?

S1:We are going to meet at ...

一般情况下,教师只会做第一步,让学生自由谈谈自己的计划,很容易忽视采用“对话的形式”来展示教学。正如沈老师所说:“对话的语篇教学,一定要以对话的形式来呈现与测评学生的学习成效。”

小学英语高年级对话语篇信息量大、语言点多,如果教师不对教学作深入思考,很容易上成语法、词汇、句型课。特级示范课的“三问”启示,不仅示范了对话语篇教学与小学生综合语用能力培养的有效策略,更是鞭策我们教师要做一位思考型、探究型的新型教师而不懈努力。

Java中的输入输出流研究 篇12

Java语言的输入输出功能是十分强大而灵活的,美中不足的是看上去输入输出的代码并不是很简洁,因为用户往往需要包装许多不同的对象。在Java类库中,IO部分的内容是很庞大的,因为它涉及的领域很广泛:标准输入输出、文件的操作、网络上的数据流、字符串流、对象流、ZIP文件流。Java是通过java.io包所包含的一组类来完成数据的输入输出的。这一组类的跟类有两个:InputStream,OutputStream分别负责输入与输出。

流是一个很形象的概念,当程序需要读取数据的时候,就会开启一个通向数据源的流,这个数据源可以是文件、内存或是网络连接。类似的,当程序需要写入数据的时候,就会开启一个通向目的地的流。这时候就可以想象数据好像在其中“流”动一样。

1 输入输出(I/O)的分类

从不同的角度,可以将数据流分为不同的种类:

(1)从应用性分类,可以将数据流分为:

单体计算机的数据流动:即在单体计算机中的各个硬件之间的数据流动。

网络数据的流动传输:即在网中的各个结点之间进行的网络数据传输。由此可见网络传输也是数据流技术的一部分。

(2)数据的流动方向来分,可以将数据流分为:

输入流:即数据流是流进程序的,程序负责接收数据。

输出流:即数据流是流出程序的,程序负责向外界输出数据。

(3)数据流中的传输基本单位来分,可以将数据流分为:

字节流:传输的数据流基本单位是以字节来计算的,即每次传输中最小的基本单位是字节。

字符流:传输的数据流基本单位是以字符来计算的,即每次传输中最小的基本单位是字符。

2 应用性层面的数据流类

对于Java的输入输出在应用性方面的分类,主要通过单体计算机和网络数据的流动传输来体现。在单体计算机中进行的数据流的传输,包括了内存与外设、内存与主存储器、内存与辅助存储器之间的输入输出;在网络中的数据流动,主要体现在客户端与服务器端的输入与输出。下面具体介绍应用性角度进行的分类详解。

2.1 单体计算机中的数据流动

在单体计算机中的数据流动,Java提供了非常详尽、简单的类来加以支撑的。这一类数据流主要包括了内存与外设之间的数据流动,常见的外设有“键盘”、“显示器”、“打印机”等等和内存与主存储器(硬盘、优盘等等)之间的数据流动。其中为完成由外设向程序流入的数据流工作的,Java给出了BufferedReader、InputStreamReader、System.in(标准输入)来完成这项工作;程序向外设输出数据的类有BufferedWriter、OutputStreamReader、System.out(标准输出)等等。

例1:希望从键盘上读取数据,只需按照如下代码便可实现。

如此简单的两个步骤,便可以从键盘中读取数据。

例2:希望向显示器输出一段诸如“hello java!”字符串,可以通过下面的代码实现。

对于存储器上的文件、文件夹的增加、修改、删除等的文件操作需求,Java提供了简单、易用的File类来完成。下面举例说明。

例3:希望在硬盘中增加一个文件(D:newfolder)和一个文件夹(d:newfoldernewfile.txt)。

对于存储器上的文件写入、读取等的文件操作需求,Java提供了简单、易用的FileReader,BufferedReader;FileWriter、BufferedWriter,FileInputStream两两的组合来完成。

例4:向指定的文件D:newfoledernewfile.txt写入一段字符串“hello java!”,并且从该文件中读取这段字符串,并显示在屏幕上。

由上例,可以得出文件写入与读取的方法,这里指的是,可以通过对符号的unicode编码整数的判断来实现文件的格式管理,在特定的位置标记特殊的符号,以至于可以对其格式的操作。

2.2 网络数据传输

网络中的数据传输往往是以套接字为基础的,套接字是通信的基石,是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。可以将套接字看作不同主机间的进程进行双向通信的端点,它构成了单个主机内及整个网络间的编程界面。套接字存在于通信域中,通信域是为了处理一般的线程通过套接字通信而引进的一种抽象概念。套接字通常和同一个域中的套接字交换数据(数据交换也可能穿越域的界限,但这时一定要执行某种解释程序)。各种进程使用这个相同的域互相之间用Internet协议簇来进行通信。

Java中通过ServerSocket和Socket两个类来创建套接字连接,在此连接的基础上使用DataInputStream和DataOutputStream两个类实现数据的传输。下面举例实现:

例5:网络中存在一台服务器(192.168.1.23),现通过套接字技术从客户端向服务器端传输一段“hello java!”字符串。

服务器端主要代码:

代码分析:通过上面的代码就能很清晰地了解到,服务器端通过ServerScoket创建套接字服务,通过accept()方法等待客户端的Socket链接;客户端通过Socket连接服务器,创建了套接字连接通道,DataInputStream、DataOutputStream在套接字基础上使用writeUTF、readUTF方法完成数据流的传输工作。

3 结语

可以通过上面的几个代码,很清晰地了解到Java通过FileInputStream、FileOutputStream、ServerSocket、Socket、DataInputStream、DataOutputStream来实现单体计算机以及网络数据传输的步骤和方法。这种方法简单易用,并且拥有灵活的扩展空间。在输入输出流领域也是Java的优势所在。

摘要：流是一个很形象的概念,当程序需要读取数据的时候,就会开启一个通向数据源的流,这个数据源可以是文件、内存或是网络连接。类似的,当程序需要写入数据的时候,就会开启一个通向目的地的流,这时候就可以想象数据好像在这其中“流”动一样。

关键词：输入输出,流,字节流,字符流

参考文献

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