控制平衡（精选11篇）
控制平衡 篇1
1 引言
与传统的二极管不控整流器和相控整流器相比,PWM整流器具有高功率因数、低谐波、能量双向流动等优点[1,2],得到越来越广泛的应用。传统的三相电压型PWM整流器的控制方法是建立在三相输入电压平衡基础上的,当电网电压不平衡时,这些控制方法的性能会受到较大影响,致使电网输入电流和直流输出电压产生大量谐波,影响PWM整流器的控制效果[3,4]。
为抑制直流输出电压的谐波,文献[5]由功率平衡关系导出了使直流电压无谐波的输入电流正负序分量,在正序同步旋转坐标系下对输入电流进行PI控制。由于电流负序分量在正序坐标系下表现为交流量,通过PI调节不能实现无静差调节。文献[6]在两相静止坐标系下对输入电流进行控制,为实现电流的无静差调节,采用了内模控制器。这种方法不需要检测电流正负序分量,简化了控制系统设计,而内模控制器设计则是一个难点。
本文以抑制直流输出电压的谐波为目的,根据功率平衡原理[7],提出了基于正负序控制器的不平衡控制策略。根据功率平衡原则,推导出输入电流正负序分量指令值。为实现对电流的无静差调节,构建正负序两个控制器,分别对输入正负序电流分量进行控制。由于在各个控制器下的控制量均为直流量,采用普通的PI调节器就可以获得良好的控制性能。在Matlab/Simulink上的仿真结果表明提出的控制策略的正确性。
2 基于功率平衡的整流器原理
三相电压型PWM整流器结构图如图1所示。
由图1可推导出在空间矢量上的电压平衡关系式:
式中:Es,Vs,Is分别为交流侧电压和电流矢量;L,R为滤波电感和等效电阻。
电网电压不平衡时,Es可分解为正负序电压分量:
Es=ejω tE
式中:E
将Vs,Is也作上述分解,代入式(1),可得:
式中:V
在电网电压不平衡时,电网的输入功率矢量可表示为
代入E
其中
根据功率平衡原理,当忽略滤波电感和电阻的影响时,电网输入功率等于直流侧的输出功率。由式(6)可知,由于电网不平衡,导致输入有功功率和无功功率均存在2次电网频率的谐波分量。输入有功功率的2次谐波分量将导致直流电压也存在2次谐波,影响整流器的直流输出特性。
为抑制直流电压的2次谐波,可令电网输入有功功率的2次谐波分量为零,即P*c2=P*s2=0;同时为了获得单位功率因数,令输入无功功率的直流分量为零,即Q*0=0,代入式(6)的前4个式子,可求得抑制直流电压谐波的电流指令值:
式中:P*0为设定的有功功率的直流分量;D=[(E
根据式(7)的电流指令值,通过合适的电流控制策略,可以使输入有功功率不含2次谐波,直流电压的谐波将得到很好的抑制。但是,由式(7)可知,输入电流的负序分量不为零,致使电网电流各相不平衡,而且输入无功功率也存在2次谐波。
3 不平衡控制策略的实现
由于在正序同步旋转坐标系中,负序分量表现为2次电网频率的交流值,当使用PI调节器时,不能实现无静差调节。所以,本文在正序坐标系下用正序控制器实现对正序分量控制的同时,增加了一个负序控制器,实现对负序分量的无静差调节。
3.1 正负序电压电流分量检测
将电压矢量Es变换到正序同步旋转坐标系,可得:
e-jω tEs=E
由式(8)可知,负序电压分量表现为频率为2倍电网频率的交流量,使用陷波频率为2次电网频率的陷波器将负序交流分量滤除,即可得到正序电压分量。同理,在负序同步旋转坐标系中,通过陷波器滤除正序交流分量,可得到负序电压分量。检测电网电压正负序分量的原理图如图2所示。
图2中,坐标系之间的转换矩阵如下:
正负序电网电流的检测原理也与此相同。
3.2 输入电流指令计算
由式(7)可知,要获得电流指令值,首先要计算输入有功功率的直流分量P*0。为了保持直流输出电压Udc稳定,加入电压外环,采用PI调节器进行控制。直流电压设定为U*dc,由功率关系,电压PI调节器的输出与直流输出电流相对应,则输出功率为
由功率平衡关系,输入有功功率P*0即等于输出功率P*out。根据式(7),结合检测到的正负序电压分量,即可求得输入电流指令值。
3.3 基于正负序控制器的电流控制
在正序同步旋转坐标系下,由式(3)可知正序电流的d轴和q轴分量相互耦合,所以采用基于前馈的解耦控制规律,对解耦后的d,q轴分量分别进行PI调节。经过前馈解耦和PI控制,可推导出整流器交流侧正序电压分量为
同理,在负序同步旋转坐标系下,对负序电流进行前馈解耦和PI控制,得到交流侧负序电压分量为
将交流侧电压正负序分量变换到两相静止坐标系:
式中:Cdq_p/α β,Cdq_n/α β分别为坐标系之间的转换矩阵,Cdq_p/α β=Cαβ/dq_n,Cdq_n/α β=Cα β/dq_p。
根据交流侧电压矢量Vα,Vβ,通过SVPWM调制方法可以得到控制功率开关的6个开关信号,实现不平衡控制策略。
不平衡电压下PWM整流器的整体控制框图如图3所示。
4 仿真分析
为了验证提出的不平衡控制策略,在Matlab/Simulink下搭建仿真平台,进行仿真分析。仿真参数如下:正序电压幅值
图4为正序控制器控制时的波形。由图4可知,直流电压、输入有功功率和无功功率都存在频率为100 Hz的2次谐波。说明正序控制器不能实现对输入电流的无静差调节,从而影响PWM整流器的直流输出特性。图5为正负序控制器控制时的波形。可以看到,对电流的正负序分量分别在正序和负序控制器下进行控制,使得输出直流电压和输入有功功率的2次谐波都得到很好的抑制。输入电流中加入了负序分量,输入无功功率也存在2次谐波,与理论分析相符。当电压从平衡到不平衡变化时,正负序控制器控制时的波形如图6所示。可以看出过渡过程平缓, 过渡时间较短,直流电压和输入有功电流几乎没有波动,输入电流加入了负序分量,输入无功功率从零变化为2次谐波量。
由仿真波形可知,基于正负序控制器的控制策略可以对直流电压2次谐波起到很好的抑制作用,改善整流器的直流输出特性。
5 结论
本文提出了一种使三相电压型PWM整流器直流输出电压无谐波的不平衡控制策略。根据功率平衡原理导出输入电流的正负序分量,采用正序和负序两个控制器来分别对电流的正负序直流分量进行控制,可以达到快速而且无静差的控制效果。仿真结果表明,提出的不平衡控制策略能够很好地抑制直流输出电压的谐波,改善PWM整流器的直流输出特性。此外,提出的控制策略是在原有正序控制器的基础上只增加了一个负序控制器,并不增加额外的硬件资源,易于在平衡控制策略基础上实现。
参考文献
[1]何鸣明,贺益康,潘再平.不对称电网故障下PWM整流器的控制[J].电力系统及其自动化学报,2007,19(4):13-17.
[2]Bo Yin,Ramesh Oruganti,Sanjib Kumar Panda,et al.AnOutput-power-control Strategy for a Three-phase PWMRectifier under Unbalanced Supply Conditions[J].IEEETrans.Ind Electronics,2008,55(5):2140-2151.
[3]王颖杰,伍小杰,戴鹏,等.三相电压型PWM整流器不平衡控制新策略[J].电气传动,2009,39(7):19-23.
[4]Song Hong-seok,Kwanghee.Dual Current Control Schemefor PWM Converter under Unbalanced Input Voltage Con-ditions[J].IEEE Trans.Ind Electronics,1999,46(5):953-959.
[5]Rioual P,Pouliquen H,Louis J.Regulation of a PWM Rec-tifier in the Unbalanced Network State Using a GeneralizedModel[J].IEEE Trans.Power Electronics,1996,11(3):495-502.
[6]张兴,季建强,张崇巍,等.基于内模控制的三相电压型PWM整流器不平衡控制策略研究[J].中国电机工程学报,2005,25(13):51-56.
[7]徐金榜,何顶新,赵金,等.电压不平衡情况下PWM整流器功率分析方法[J].中国电机工程学报,2006,26(16):80-85.
控制平衡 篇2
宋瑜，李志勇
（河北省电力调度通信中心，河北石家庄050021）摘 要：通过对2002河北省南部电网无功电压运行情况的分析，指出了当前无功平衡和电压控制方面存在的问题和解决方案，并对提高电压管理水平和优化电网运行等提出了看法。关键词：无功平衡；电网运行；分析；无功补偿；电压
随着电网的不断发展和电力体制改革的逐步深化，人们对电压问题的重视程度逐渐增加。它不仅是供电质量问题，而且对电力系统的安全经济运行、保证用户安全生产和产品质量以及电气设备的安全和寿命等方面都具有重要影响，同时也是电力企业管理水平的具体体现。无功电力平衡是保证电压质量的基本条件。无功功率只有在分层、分区、分散合理平衡的基础上，才能实现电网电压的合理分布。
由于无功功率的发、供、用呈现强烈的分散性，给电压和无功功率的发、供、用控制带来了极大的困难。本文从分析河北省南部电网（以下简称河北南网）的无功电压基本状况入手，找出其存在的问题以及造成这些问题的原因和解决办法，对提高电压管理水平、优化电网运行有着十分重要的意义。1河北南网无功电压现状1.1基本情况
截至2002年底，河北南网220 kV有载调压变74台，容量9 510 MV·A，台数比和容量比分别为64.9％和65.1％；500 kV有载调压联络变3台，容量2 250 MV·A，台数比和容量比均为75％。
目前河北南网的无功功率补偿设备主要是电容器组、高/低压电抗器等。全网110 kV及以上变电站无功补偿电容器总容量3 974 MV·A，其中500 kV变电站240 MV·A，220 kV变电站1 984 MV·A，110 kV变电站1 750 MV·A；全网无功补偿电抗器总容量945 MV·A，其中高抗450 MV·A，低抗495 MV·A。1.2配置原则和调整手段
在无功补偿设备的配置上，主要是考虑分层分区就地平衡的原则：对于220 kV、500 kV电网，宜力求保持各电压层面的无功功率平衡，尽可能使这些层间的无功功率流动极小，以减少通过降压变压器传输无功功率时产生的大量消耗；对于110 kV及以下的供电网，推行用户就地补偿是最大的原则，实现无功功率的分区和就地平衡，防止电压大幅波动。
无功分布的调节主要是通过各厂站按照河北省电力调度通信中心（以下简称省调）下达的电压曲线和功率因数曲线进行调节（特殊情况按照省调的指令执行）。具体的调节手段包括调节发电机的无功功率输出、投切电容器（电抗器）、调节变压器的分接头以及改变系统运行方式等。
1.3电压控制情况
河北南网主网的电压水平在稳步提高。截至2002年底，河北南网主网电压合格率达到了
99.63%，高于
部颁98％的标准，特别是500 kV廉沧线的投产，对稳固东部地区电压水平起到了关键作用。2存在的问题
虽然目前河北南网的无功电压控制基本满足了电网要求，但随着电网建设的迅速发展，特别是
500 kV电网的不断加强、峰谷差加大、负荷特性变化等形势的出现，加之有关管理办法未及时修订等因素的存在，河北南网的无功电压运行管理变得更加复杂，出现了以下问题，这些问题如不引起重视，可能影响供电质量，甚至危及电网安全。2.1低谷负荷时段的高电压问题
虽然河北南网主网电压合格率较高，但在低谷时段部分电压监视点仍存在电压偏高的现象，尤以春节期间最为严重，其主要原因为电网的无功功率过剩，主要体现在：
a.随着人们生活水平提高和经济结构调整，电网峰谷差日益加大。在低谷时段，由于负荷很低，主网线路极度轻载，变压器负载率也大幅下降，使主网中的无功损耗大幅度降低；同时，由于进相运行的机组较少，造成线路充电功率过剩，使主网电压偏高。
b.从电源分布和负荷增长来看，南部地区（如邯郸）装机容量较大，但负荷增长（尤其是低谷负荷）较为缓慢；同时，由于缺少吸收无功的设备，仅靠调节发电机无功功率的输出、调节主变分头和投切电容器等手段，个别时段无法满足要求。
c.对小火电厂和大用户的考核管理办法不太合理。小火电厂和大用户的用户功率因数根据月有功电量和无功电量计算，而不是根据实际的功率因数统计得到的。峰谷上网电价的实施，对电压调整产生了不利的影响。小火电厂往往通过峰时段机组高功率因数运行以便能发出较多的峰时段电量，谷时段机组低功率因数运行以便能发出较多的无功电量用以弥补峰时段少发的缺额，以此来满足功率因数考核的要求；对大用户来说，即使高峰时段因未投入电容器造成功率因数过低，也可以通过低谷时段不切除电容器的方法(在保证不向系统倒送无功的情况下）来完成月末考核指标，故加重了电网电压调整的难度。2.2大负荷季节高峰时段的无功不足问题
河北南网的大负荷季节一般在春夏季节，电压最难控制。虽然提前采取了保电压措施，对稳定主网电压起到了积极的作用，但在高峰时段，仍有电网电压偏低现象。原因是电网无功不足，主要体现在： a.负荷性质发生了变化。近年来河北省南部地区干旱少雨，气候异常干燥，空调负荷和灌溉负荷增长迅猛且在电网中占有较大比重。由于此类设备的运行需消耗大量的无功，造成电网无功不足，电压降低。
b.网内无功备用容量不足，安全水平降低。表1和表2分别列出了2002-07-17 11:25:00 实测大负荷情况下, 河北南网主力电厂和供电公司的运行数据。高峰时段，各电厂的平均功率因数为
0.877，基本上发挥了设备的最大能力；各供电公司除了邯郸由于装机容量较大，无功补偿较低外，其它地区的补偿容量都很大。结合电压水平可以看出，大负荷季节，河北南网调动了一切可以利用的设备，几乎倾尽了系统的所有有功、无功，系统安全水平大大降低。
2.3电压水平对500 kV电网的依赖性较大
从表
1、表2可以看出，河北南网的电压水平对500 kV电网的依赖性较大，在大负荷季节尤为明显。从N-1扫描结果来看，在衡、沧地区负荷超过1 600 MW时，500 kV廉沧线故障，即使衡水电厂双机运行，电容器全部投入，220 kV双楼站电压仍将低至200 kV以下，电压波动较大。500 kV保北＃1主变停运，保定地区220 kV系统电压将下降20～30 kV，个别站（如蠡县站）的电压最低可能降至190 kV，低电压切负荷装置可能动作切除部分负荷；同时，由于潮流转移可能引发石保送电断面的稳定问题。究其原因主要是这些地区负荷增长迅速，网架结构薄弱，500 kV电网输送潮流过大，电网缺乏有力的无功电源支撑所致。单站、单线、单变的500 kV电网一旦发生问题，影响很大。为此，河北省电力公司已经加快500 kV电网的建设，同时制定了各种技术措施和组织措施，保证现阶段电网的安全和对用户的可靠供电。2.4其它问题 2.4.1电容器检修问题
由于并联电容器的相关设备（如放电线圈、熔断器、开关、电容器等）比较多，有时需等厂家派人处理，造成检修工期长，影响设备的投入率。
2.4.2变压器变比和有载变压器调压范围选择问题
该问题主要表现为变压器额定变比选择不当，有载调压开关分头变比选择不合适，调压范围不满足要求等。由于历史原因，部分变电站（如曲周、王段、王里、东寺、大河等）的调压开关分头变比不一样，2台主变调整电压困难，只能放在相近的分头位置上运行，影响了调压效果。2.4.3缺少调相机等设备
由于受工程造价、维护费用、网损等因素的影响，调相机已经逐渐被造价低廉的并联电容器所替代，但是在改善电压的动态特性、实现均匀细调等方面，调相机具有不可比拟的优点。
3解决策略
3.1综合考虑各种因素的影响
由于无功电压的分散性和分层性，使得其控制比有功功率和频率的控制要困难得多。单从某个方面考虑无功电压问题是片面的，要结合各个电压层之间、电网安全、电力用户、城市电网、农村电网、无功补偿设备选择、线损、现场条件、无功电压的运行、管理的可操作性等之间的关系，控制好电厂和用户两端，管理好变电站和低压电网等中间环节，合理布置调压手段和控制装置，做到调压手段和无功补偿容量互相协调配合，才能达到既安全经济，又能满足各个电压层的电压水平要求的目的。3.2运用市场经济手段，加强无功电压管理
随着市场经济的发展和电力体制改革的深入，传统的调度模式和管理办法已经无法适应新形势的要求，因此在遵循电网发展规律的前提下，积极探索适应当前形势的无功电压管理办法有着重要的意义。今后应在仔细研究国家相关政策和电网协调运行的基础上，制定完善的经济奖惩办法，加大考核力度，运用市场经济手段加强无功电压管理，减少电压波动，提高电网的管理水平。3.3加强调压设备的维护和改造
加强调压设备检修维护，及时处理缺陷，保证设备正常运行。为了增强调节手段，可结合基建更改工程逐步解决2台主变有载、无载变压器不能并列运行以及调压范围不同的问题。3.4提高发电机的进相和高功率因数运行能力
开展发电机进相和高功率因数运行试验研究，积极推行在无功过剩地区大机组高功率因数和进相运行，尽快完成马头、西柏坡、上安等主力电厂的大机组进相试验工作，充分利用发电机的无功调节性能，在南部和中部地区电网的低谷负荷期间，高功率因数（0.99～1.0）运行或进相运行。
实践证明：将现有的部分发电机由迟相运行转入进相运行，吸收系统过剩的无功功率，技术上简便易行，经济上节约投资，应该尽快实施。3.5推行用户就地补偿是最大的原则
由于长期受有功短缺的影响，许多用户忽视用电功率因数，未能根据电力负荷的变化投切电容器，造成电网无功功率分层分区平衡失控，使原由用户承担的调压责任和补偿容量由电网来承担，客观上增加了电网的负担，影响了电网的经济性和安全性。
上海电网无功补偿经验是：整个系统的安全，用户就地补偿是最大的原则。要求变电站一次侧的受电功率因数在低谷负荷时不得高于0．95，高峰负荷时不得低于0．95，大大减缓了因负荷大起大落造成的大的电压波动。电网只解决用户解决不了的问题，即补偿电网本身产生和消耗的无功（一般电网补偿为过补偿）。
无功储备留在发电机中以便事故情况下迅速调出。这样，系统调压是主动、经济、高效的，且有较强的抗事故冲击能力，值得推广。
3.6开展对电网无功电压实时平衡的研究
从运行上看，由于无功电压运行管理上的复杂性，多年来多数调度部门把对无功补偿设备的控制权限下放给电厂和变电站，要求其按照下达的电压和功率因数曲线执行，较少从系统角度考虑无功电压的实时平衡。其它网省调的运行经验证明：实行电网无功电压统一管理与调整，分区实现无功电压的实时平衡，可以有效地改善电网的电压水平。
3.7加快500 kV电网的建设，提高系统500 kV电压支撑
目前河北南网对500 kV设备依赖程度较高。单站、单线、单变的500 kV网架结构对电压影响很大，一旦受端失去500 kV电压支撑，可能造成该站周围地区电压的大幅降低，甚至引发严重的电网事故。而建电厂受到水源、环保等条件限制，短期内无法完成，所以加快500 kV电网的建设势在必行。
参考文献
控制动物生育与生态平衡 篇3
对野兔免疫避孕
野兔和野鼠(包括家鼠)是澳大利亚最为显著的有害动物，它们毁坏耕地，扒掉草皮，恶化生态。而老鼠则不仅造成澳大利亚人的疾病，而且吃掉他们的庄稼和食物。在每年澳大利亚害虫和有害动物造成的数亿美元的损失中，野兔和鼠造成的损失约占1/2。
对于“兔满为患”和“鼠满为患”，澳大利亚早在20世纪60年代就利用生物技术进行除害，而且取得了很大效果。研究人员选择黏液瘤病毒作遗传改造，成为遗传工程病毒(或遗传改造的病毒、转基因病毒)，并释放到野兔身上，使得野兔的数量急剧减少。
遗传工程病毒的作用原理是使动物的雌性不育。因为在病毒中增加了一种或数种额外的基因。这种基因为一种围绕卵子厚厚的包围层，即透明带(ZP)的蛋白质编码。如果雌性动物感染上了这种转基因病毒，就会产生抗自身卵子的抗体，后者便可以损坏卵子并阻止受精。这个过程就叫做免疫避孕。
虽然几十年来这种方法颇见成效，而且未对人和其他生物及环境造成危害，但是，面对这种遗传工程的病毒，野兔慢慢变得具有耐受性，病毒不再起作用。野兔又慢慢多起来
如今，经过十多年的试验，澳大利亚的研究人员研制了一种有高度感染性的病毒，通过这种病毒新的节育功能有望控制这个国家的兔满为患的生态灾难。这种病毒是由在堪培拉的有害动物合作研究中心研制的，而且已经申请了许可证。
让野兔不再耐受转基因病毒
卵子的透明带有多种蛋白质基因。几年前研究人员选择了野兔最可能起作用的三种透明带基因中的ZPB基因，插入到黏液病毒中。但是，这种新改造过的病毒对野兔的避孕效果不到25%。现在研究人员又换成ZPC基因，结果便好多了。
在2002年5月的两次试验中，最新的转基因黏液瘤病毒使11只家兔中的8只不孕，而能怀孕的兔子则只能怀上一个胎儿。由于兔子是多胎生的，这也证明了即使还有部分兔子能怀孕，新的转基因病毒也能对其生育进行抑制。总体统计表明，新的转基因病毒对兔子的避孕率达到70%以上。而且试验证明这是一种有高度感染性但并不致命的病毒株，可以对大多数兔子使用，兔子遭受的痛苦只不过是在几天内有发烧而已。
按照生态平衡统计，如果这种病毒能使70%～80%的雌性野兔避孕，那么澳大利亚野兔的数量就会降低到像目前欧洲那样的密度，它们会变成对生态危害较小或没有危害的动物。而且，即使只有50%的避孕率，也可以阻止对澳大利亚的生态造成破坏性灾难。
对老鼠同样有效
免疫避孕的方法对其他有害动物，如老鼠，也有效。欧洲人利用这种方法对欧洲家鼠进行鼠害控制已经得到验证。早在1997年，欧洲一些研究人员就试验对一种病毒进行遗传改造，然后用于控制鼠害，这种病毒是一种疱疹病毒，改造后叫做鼠巨细胞病毒。
在实验室试验中，遗传改造后的鼠巨细胞病毒对老鼠的避孕效果是长期的，而且是100%。鉴于这种科学实验的成果，澳大利亚的有害动物合作研究中心向本国的基因技术管理办公室申请，批准他们在维多利亚州西北部的沃尔匹普地区用这种转基因鼠病毒进行野外试验。当然，在把这种转基因病毒释放到野外之前还要进行深入的论证。
这种转基因病毒的效果可能比用于兔子的转基因病毒更强大，它能使雌性鼠终生不育，但是这种病毒能不能让兔子也终生不育尚不得而知，因为兔子比老鼠寿命更长。受这一结果的启发，研究人员也打算添加其他基因到黏液瘤病毒中，以增强对野兔的节育效果，如果能达到终生或更长期的避孕效果更好。
无论是对野兔还是老鼠使用转基因病毒来对它们节育，如果澳大利亚政府继续批准这种方式，则野兔和老鼠的生育力会下降，而且加上自然死亡率和野兔、老鼠天敌的作用，就可能迅速减少野兔和老鼠的数量。
不同的意见
对利用遗传工程的方法控制生物繁衍当然有两种意见。支持者认为，第一必须对生态平衡负责。比如，每年澳大利亚的猫科动物、骆驼以及其他一些野生哺乳动物对农产品和环境的破坏造成了数亿美元的损失，而且这些动物还驱赶某些土生的哺乳动物和鸟类，造成当地动物的灭绝。统计表明，澳大利亚在过去400年中所损失的哺乳动物种类比世界其他所有地区加起来还要多。
第二，用遗传工程的方法对有害动物和害虫节育比现在的某些控制害虫和有害动物的做法更为人道，如毒杀、射杀或传播致死性疾病来杀灭等。
但是，反对者的意见首先是，这种向环境中施放遗传改造的病毒的做法让人不放心，转基因病毒会不会跨过物种的屏障在不同物种间漂移，甚至会不会从动物转移到人。比如，从野生到家养动物，从动物跨跃到人，从而引起人的不育或基因突变。此外，这种转基因病毒会不会有意无意地传播到其他大陆。但研究人员的保证是，转基因病毒既不可能从野生动物跨跃到家养动物，也不可能从动物漂移到人。因为澳大利亚已经使用这种转基因的黏液瘤病毒达50年，迄今没有出现过任何问题。
第二个问题是，转基因病毒对有害动物的节育作用会因动物的自然适应而失效，因而有害动物如野兔数量的减少也只是短暂的。比如，自然选择会向野兔提供突变的透明带蛋白以应付免疫排斥反应。
对此，研究人员的答复是，一般情况下，如果精子顶部的蛋白质与卵子的ZP蛋白结合，精子才能使卵子受精。从这个意义上讲，如果自然选择使得野兔的卵子透明带的蛋白发生突变以避免免疫排斥反应，但野兔的精子蛋白也必须同时发生突变，精子和卵子才可能结合，完成受精。但要让精子和卵子的蛋白质同时产生突变，这几乎是不可能的。所以这种对野兔的节育控制应当是有长效的。
控制其他有害动物
利用转基因生物技术对有害动物进行免疫避孕以控制它们的数量还可以延伸到其他有害动物，例如狐、鼬等。但是，迄今还没有比较成熟的方法。
野狐在澳大利亚或许更为有害，它们咬死家畜、破坏牧场等。但澳大利亚的有害动物合作研究中心一直在小心翼翼地用类似的办法来控制，因为担心伤及家狗和野狗，而且澳洲一种野狗(dingo)是一种特有珍稀动物，属于被保护对象。研究人员担心，如果把控制野狐的基因工程病毒释放到野外，家狗和野狗都可能会吃食而受到影响，并绝育。
现在澳大利亚控制野狐的方法只是计划改造一种犬疱疹病毒，把抗生素，如四环素放到里面，病毒只能复制这种抗生素。把犬病毒和抗生素添加到诱饵中，野狐食后会对其生殖产生影响，从而控制其生育。但是，这种诱饵对家狗和野狗却没有吸引力。另外，即使其他土生哺乳动物吃了这种诱饵，也是安全的。也就是说诱饵只对野狐有特异性作用。
利用这种方法，新西兰的研究人员也与澳大利亚的研究人员合作，打算控制当地最有害的一种食肉动物——鼬。从美国透露的信息是，利用这样的方法，夏威夷已经使当地的鼬大大地减少，但并没有伤害其他动物。
谈悬臂浇筑施工平衡控制问题 篇4
该桥为 (40+66.5+40) m预应力混凝土变截面单箱双室连续箱梁结构, 桥宽18 m, 0号块件的高度为4 m, 跨中合龙段的高度为2.1 m, 临时固结钢筋间距1.86 m。设计说明中要求:不平衡荷载控制在节段重量的50%之内。计算简图如图1所示。
1 施工过程中悬臂上荷载的不平衡偏差控制
由于在施工过程中客观上存在不平衡荷载, 因此要对悬臂上荷载的不平衡偏差进行控制。
1.1 结构能够容许的不平衡荷载
按照设计的临时固结位置作为结构受力位置考虑, 结构受力体系按照悬臂简支梁计算, 由于墩身两侧都有临时固结, 因此以其中一侧作为支撑中心计算, 各个节段的能够容许的最大力矩、能够容许出现的不平衡偏载等可以计算出来, 具体数据见表1。
0号块总重量为8 776 k N, 其中, 对应墩身部分重量为2 306 k N, 悬臂部分每侧重量为3 235 k N, 按照三个均质体来考虑其对应于一侧临时固结产生的力矩为2 306×0.93- (5.25-0.93) /2×3 235+ (5.25+0.93) /2×3 235=5 153 k N·m, 其一端悬臂上可以承受的不平衡荷载为5 153/2.16=2 386 k N, 主动力矩为33 223355××2.16=6 988 k N·m, 抵抗力矩为3 235×3.09+0.93×2 306=12 141 k N·m。
1号~7号块的主动力矩、抵抗力矩是指由该节段本身自重力绕一侧临时固结旋转产生的力矩。
富余力矩为相应位置所有抵抗力矩与主动力矩之差, 包含所有已经成型的节段的自重力绕一侧临时固结旋转产生的力矩。
最大容许偏载, 用该节段之前的富余力矩与该节段的主动力臂之比计算, 表示该节段与对称节段在施工过程中理论上所能够容许存在的最大不平衡荷载。
考虑实际施工过程中存在许多不利因素, 为安全起见, 将最大容许偏载除以1.2后作为最大容许偏载控制值, 即表1中的控制偏载。
1.2 规范规定的限值和设计的容许值
JTG/T F50—2011公路桥涵施工技术规范对于悬臂浇筑施工明确要求:“悬臂浇筑施工应对称、平衡地进行, 两端悬臂上荷载的实际不平衡偏差不得超过设计规定值;设计未规定时, 不宜超过梁段重的1/4。”因此通过计算可以得到规范要求悬臂上荷载的不平衡偏差容许值, 具体数据见表2。
通过计算可知控制偏载与规范限值相比较约在1.5倍~2.8倍之间, 因此规范建议的限值是很安全的。
同时, 可以看出设计容许值的部分数据要大于控制偏载, 因此如果按照设计容许值作为施工控制值, 结构仍然可能会失去平衡, 因此需要对结构采取的平衡控制措施进行进一步加强。
2 临时固结措施的验算
2.1 临时固结混凝土承载力验算
一个墩上的0号块及1号~7号块总重量为31 362 k N, 在不利情况下, 这部分荷载全部由墩身顶面的临时固结的混凝土来承受, 则按照C30混凝土轴心抗压强度标准值fck=20.1 MPa计算, 混凝土的承压面积为S=1.25×31 362/20.1=1.95 m2, 按照0.2 m宽度布置临时固结混凝土, 需要9.75 m长。墩身顶面横桥向为12 m, 因此临时固结按照设计的12 m布置, 能够满足受力要求。
2.2 临时固结钢筋
考虑到施工过程时间跨度大, 影响因素众多, 而且按照设计容许值作为施工控制值, 结构仍然可能会失去平衡, 为了确保施工安全, 做到万无一失, 在临时固结位置配置部分钢筋, 通过钢筋将梁和墩身临时固结为一个整体。这部分钢筋提供的抵抗力矩可以通过计算得到。即W=n× (D/2) 2×3.14×fsd×L0, 其中, n为钢筋根数, 设计值为32根;D为钢筋直径, 设计值为32 mm;fsd为钢筋抗拉强度设计值, 按照JTG D62—2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范取280 MPa;L0为临时固结中心距, 按图计算为1.86 m。代入计算后有W=13 396 k N·m。该力矩为各个节段提供了2 207 k N~628 k N不等的容许不平衡力, 它与结构本身存在的控制偏载共同作用, 不仅能够满足规范限值要求, 而且能够满足设计容许值的要求, 通过与设计容许值计算比较可以发现有较高的安全系数。因此临时固结的配筋满足结构在不平衡荷载作用下施工安全的要求。数据见表3。
3 墩身截面安全检查
为保证悬臂施工正常进行, 必须对墩身截面承载力和配筋进行检查。
3.1 墩身混凝土承载力验算
墩身混凝土强度等级采用C30, 因此由2.1临时固结混凝土承载力验算可知, 墩身混凝土承载力能够满足受力要求。
3.2 墩身配筋核查
墩身每侧配置了118根直径28 mm的螺纹钢筋, 即配筋面积为118× (28/2) 2×3.14=72 621.90 mm2, 临时固结配筋面积32× (32/2) 2×3.14=25 722.88 mm2, 可见墩身截面配筋面积明显高于临时固结配筋面积, 因此墩身截面在不平衡荷载作用下安全是有保证的。
4 结语
以本桥梁为例, 可以看出:正常设计的有临时固结的悬臂结构本身的平衡没有问题, 能够承受的不平衡荷载要远高于规范限值, 但是, 不一定能够满足设计容许值要求, 需要通过临时固结配筋来解决, 对临时固结进行配筋可以加强结构的强度, 保证悬臂结构的平衡, 提高悬臂结构的稳定性。采取临时固结措施后, 按照规范或者设计容许值进行施工, 结构体系的平衡处于控制中, 结构稳定不存在问题, 安全有足够的保障。即使在不平衡荷载作用下, 墩身截面安全也是有保证的。因此在悬臂浇筑法施工时, 如果采用了带配筋的临时固结措施, 再设置体外支撑体系, 是不经济、不合理的, 而且影响成桥外观质量。但是, 由于具体情况不同, 针对某个具体桥梁必须本着谨慎的态度, 以实际情况和准确数据为依据, 进行科学的分析, 采取适当的措施, 确保结构平衡控制有效, 以便达到既安全可靠, 又节约资源、经济合理的目的。
参考文献
[1]JTG/T F50—2011, 公路桥涵施工技术规范[S].
胶印生产中水墨平衡的控制 篇5
在实际胶印生产中，水墨平衡不仅指静态下水量、墨量的参数设定，更是一种动态控制。由于油墨乳化是一种不可避免的现象，因此水墨平衡只是相对的概念，而微量的油墨乳化，即“油包水”状态反而有利于胶印过程中油墨的铺展与传递。影响水墨平衡的因素有多种，如何正确掌握和控制水墨平衡，是保证胶印质量稳定的关键。
影响水墨平衡的主要因素
1.润版液pH值
润版液pH值过低或过高都不利于胶印生产，必须将其控制在有效范围内，并避免较大范围的波动。
2.树脂感光胶
印版图文部分的树脂感光胶应具有良好的亲油性，印版空白部分的砂目层应具有良好的吸水性及存水性。
3.水墨辊之间的压力
水墨辊之间的压力须保证平行一致，以确保胶印时油墨及润版液平稳、准确地传递。
4.车间温湿度
车间温湿度过高或过低不仅会影响油墨的传递和干燥，还会影响纸张含水量，从而造成输纸故障和套印不准。
5.水量、墨量的预设
胶印过程中对水量和墨量的判断十分重要。水量、墨量的预设值偏低，印刷墨色较浅；预设值过高，则印刷墨色偏深。
6.原材料的特性
使用不同特性的纸张和油墨，对胶印水墨平衡的控制也有不同要求。比如，纸张质地有的紧密有的疏松，且含水量不同；油墨的黏度、流动性等不同；油墨在不同纸张上的干燥时间不同。这些特性都会对水墨平衡产生影响。因此，在印版、车间温湿度等印刷条件相同时，必须掌握原材料特性的变化并尽可能地减少油墨辅助剂（如调墨油、撤粘剂、干燥剂等）的使用量。
7.印刷速度
根据印版图文部分的用墨量及纸张的印刷适性确定理想的印刷速度，以保持稳定的水墨平衡。通常情况下，降低印刷速度，水墨接触时间变长，印刷墨色会变深，此时应适当增加水量；提高印刷速度，水墨接触时间变短，印刷墨色会变浅，此时应适当增加墨量。
8.印刷操作
印刷时频繁停机与开机，会打乱水墨传递的稳定状态，增加油水混合的次数，加快油墨乳化，造成材料与时间的浪费。
水墨失衡的四种状态
1.水小墨小
当水量较小时，印版表面难以形成水膜，印版空白部分没有足够的斥墨能力，容易吸附墨辊上的油墨，导致空白部分粘脏。此时如果墨量也小，则会导致印迹发虚暗淡，图文不实、缺少光泽。
2.水小墨大
当水量小、墨量大时，印版空白部分容易粘脏；图像部分容易丢失层次，文字部分，尤其是反白细小文字则容易糊版；结构不同的图文部分由于缺水程度不同，会产生印刷版面墨色不均。
3.水大墨小
当版面水量过大时，不仅会造成印版水膜过厚，加速油墨乳化，形成“水包油”型乳化状态，影响油墨的正常传递，还会导致图文墨色逐渐变浅，印迹不实，图像发虚、缺乏层次。另外，水量较大也会导致纸张吸水后发生伸长变形，从而影响图文的准确套印。
4.水大墨大
当版面水量过大时，油墨传递受阻，大部分油墨堆积在墨辊表面，版面墨量反而减少，导致图文墨色逐渐变浅、色彩陈旧，图像无光泽和层次。此时如果增加墨量，则会出现水辊粘脏和版面浮脏的现象。此外，油墨的性能也会逐渐发生改变，干燥性变差，印迹干燥缓慢，印品容易粘脏、蹭脏。
水墨平衡的控制方法
1.正确调配润版液配比
目前，润版液的调配常用定量配比法，即容器大小固定、水量固定、润版液添加剂用量固定、异丙醇用量固定。需要注意的是，初次使用此方法时需对水、润版液添加剂、异丙醇的用量进行准确测量；调配时必须搅拌均匀，使其充分混合，静置20分钟左右后，利用停机时间将其添加到润版箱中。合适的润版液pH值应控制在4.8～5.5之间，温度应维持在8～15℃之间，电导率应控制在800～1500μS/cm。
为了减少胶印中可能发生的故障，建议每周使用测量仪器检测润版液的pH值和电导率，并清洗润版箱的过滤海绵，减少油墨、纸张等外界杂质对润版液电导率的影响，建议每半个月清理一次润版箱。
2.保证印版质量
严把印版质量关，选择砂目细密、均匀，且具有一定机械强度的感光树脂版。
感光树脂板曝光显影后，操作人员要对印版表面的网点还原率、实地密度进行测量，使印版具备牢固的图文基础和空白基础。
3.正确调节水墨辊压力
一般情况下，应在墨辊温热的情形下调整水墨辊压力，如果在冷机条件下进行，则需适当加大辊与辊之间的压力。水墨辊压力的调整原则为：从里至外，先调水墨辊与串墨（水）辊之间的压力，再调节水墨辊与印版滚筒之间的压力，且水墨辊与串墨（水）辊之间的压力略大于与印版滚筒之间的压力。调节水墨辊靠版压力时，比较精确的测量方法是，让水墨辊靠版后停机10s，再将水墨辊移开，即可观察测量印版滚筒上墨痕的长度。调整压力时一定要使用浅色油墨（如黄墨）以便观察，测量时推荐使用透明胶片尺，不易观察的地方可采用纸张压痕并测量纸张上墨痕长度的方法，测量结果要求两边墨痕的长度尽量一致，误差小于±0.5mm。需要注意的是，水墨辊的压力大小必须按设备厂家建议及本台机器的具体要求进行调整。
另外，应根据胶印机的使用情况，对水墨辊压力进行周期性检查，确保状态良好。
nlc202309090948
4.控制良好的车间温湿度
印刷机及材料对温湿度的变化非常敏感，温度降低，油墨变稠，黏性增大，干燥速度会减慢，易导致纸张拉毛，甚至撕裂；湿度降低，纸张会出现紧边现象，从而导致不平整及静电现象，影响输纸。温度升高，油墨变稀，黏性降低，干燥速度会加快，图文再现性变差；湿度升高，油墨干燥速度减慢，纸张易出现荷叶边、卷曲等现象，导致无法输纸。
因此，应在胶印车间安装加湿器、空调等温湿度控制系统。车间适宜的温湿度为：温度（23±5）℃、相对湿度（65±15）%（一般不低于35%）。
5.预设水量和墨量
控制好印前预打墨时墨辊表面的墨膜厚度，保证流动墨层的形成。在调节印版墨量时，应根据不同纸张的印刷适性，通过目测印版的网点大小及图像面积，预设整体或局部的水量和墨量，从而避免出现水墨失衡的四种状态。这个过程要求较高的经验，一般由印刷机长来完成。
6.鉴别与控制版面水量
版面水量大小的鉴别与控制是保持水墨平衡的重要因素。通常，操作人员可站在机器的一侧，借助自然光或灯光观察印刷时印版表面的水量状态。一般来讲，水量较大时，版面反射光强，侧视较亮；反之，版面反射光弱，侧视较暗。停机检查橡皮布时，如果后端出现水滴，则表明版面水量过大，应及时调节。
此外，控制好计量辊表面水膜的厚度，并将水斗辊的转速控制在30%左右，在满足正常印刷的情况下，留下充足的调节空间。
7.减少停机次数
印刷生产中的频繁停机大多由输纸不良引起，因此确保不同种类、规格、定量纸张的印刷适性至关重要。当印刷纸张的厚度发生变化时，应及时更换分纸吸嘴的橡皮垫，同时根据纸张厚度减少或加大吹风量，确保输纸顺利。
8.使用仪器进行检测
胶印生产中，每个模块都有相对应的检测仪器。比如，润版液的检测仪器包括pH值测量笔、电导率测量笔，印刷网点还原率与实地密度的检测仪器为40倍显微放大镜、分光密度计，滚筒包衬的检测仪器有千分尺、筒经仪等。因此，可通过仪器检测印刷过程中的水墨平衡情况，在测量数据的辅助下科学地完成水墨平衡的调节。
9.执行“三勤”“三平”“三小”
三勤：勤取样、勤看墨、勤看水。勤取样（每100张至少取样3次，每次3～5张），确保连续印刷过程中印刷墨色及规矩的稳定，以便操作人员及时微调纠正；勤看墨，确保墨斗墨量足够，不会因缺墨而出现印刷墨色变化，造成废品，还要及时搅拌墨斗中的油墨，避免其结膜；勤看水，保证润版液的容量充足。
三平：滚筒（印版滚筒、橡皮滚筒、压印滚筒）平、墨辊平、水辊平。严格按照要求保证正确的滚筒包衬值，即符合标准的三大滚筒中心距；确保水墨辊表面压力接触面宽度达标、相互平行均匀且保持相对恒定的压力。
三小：最小的压力、最小的水量、最小的墨量。最小的压力可保证水墨的正常传递，降低不良状态下机械的磨损；最小的水量可在印版不粘脏的前提下，减小油墨乳化程度；最小的墨量可保证油墨黏度，增强油墨的抗水性，保证印迹符合质量要求。在胶印生产中应根据设备的具体情况实现三者的有效配合。
水墨平衡是胶印生产的关键，而控制好水墨平衡是每一位操作人员技术能力的体现。操作人员要不断总结造成水墨失衡的原因和解决方法，在提高自身技术水平的同时，提高印品质量。
金属球滚动平衡控制系统设计 篇6
1系统结构组成
系统结构图如图1所示,金属球在U型槽导轨内,靠控制偏心摆轮运动使U型槽导轨形成倾斜角度,根据倾斜角度的不同,金属球在U型槽导轨做不同的自由运动,并在不同位置实现平衡控制。用来检测金属球位置的位置传感器固定在U型槽导轨上,直流电机带动偏心摆轮做往复运动,导轨的旋转中心固定在角度传感器的转轴上。
2系统硬件电路组成
系统硬件电路组成包括电源、CPU、位置传感器、角度传感器、键盘、LCD、电机驱动和直流减速电机。
其中单片机采用宏晶科技的STC12C5A60S2系列单片机,利用其自带2路PWM和8路10位A/D的特点,控制电机驱动和采集传感器信号。代码兼容传统8051,编程方便。
位置传感器采用滑线电阻器原理,利用镍铬丝高电阻率低温漂的特点,以及金属球具有导电性,将镍铬电阻丝和金属小球构成类似的滑线电阻器,金属球在不同的位置会把相应位置的镍铬丝短路,使接入电路中的镍铬丝长度发生变化,即电阻发生变化,把电阻的变化转变成电压的变化进行测量便可以得到金属球的运动位置,利用单片机的自带A/D进行电压测量。
电机驱动采用的是L298N双路直流电机驱动模块,L298N为SGS-THOMSON Microelectronics所出产的双全桥步进电机专用驱动芯片(Dual Full-Bridge Driver),内部包含4信道逻辑驱动电路,是一种二相和四相步进电机的专用驱动器,可同时驱动2个二相或1个四相步进电机,内含二个H-Bridge?的高电压、大电流双全桥式驱动器,接收标准?TTL逻辑准位信号,可驱动46V、2A以下的步进电机,且可以直接透过电源来调节输出电压;此芯片可直接由单片机的IO端口来提供模拟时序信号,能同时利用2路PWM驱动两个直流电机。为了正反转控制的平滑性,采用直流减速电机,同时可以保证足够的扭矩输出。
LCD采用12864液晶屏,液晶显示模块是128×64点阵的汉字图形型液晶显示模块,可显示汉字及图形,内置8192个中文汉字(16X16点阵)、128个字符(8X16点阵)及64X256点阵显示RAM(GDRAM)。可与CPU直接接口,提供两种界面来连接微处理机:8-位并行及串行两种连接方式。利用12864显示金属球的实时位置和采集回来的传感器数据。
3系统控制分析
金属球和金属丝接触处短路,由电阻计算公式可知,在选定镍铬丝作为检测滑动电阻后,当镍铬丝的直径确定为0.2mm时,其横截面积S为固定常数,电阻率也为一个确定的常数,所以镍铬丝的阻值随单位长度L的变化而变化。将镍铬丝铺设到U型槽导轨内部,因小球在导轨内的两根镍铬丝上滚动(小球的阻值固定)所以当小球运动位置不同(即镍铬丝的长短变化不同),其对应的电阻值也不同,由此便可以测得小球在导轨上的位置。
电阻量不便于测量,因此将电阻转变成电压通过单片机自带A/D进行采集,同时角度传感器输出也为电压值,需要用A/D采集,结合两个传感器数据控制单片机PWM输出,从而控制电机驱动L298N带动直流减速电机,采用逐次逼近的方法使小球逐渐靠近控制位置,根据金属球实时位置和设定值之间的差值确定输出PWM数值,根据角度传感器检测的偏角决定电机的旋转方向。将角度传感器和位置传感器的数值实时显示到LCD上,便于实时观察和系统调试。
4系统程序设计及调试
开始阶段包含初始化程序和延时子程序,然后通过按键设定要控制平衡的位置,再通过传感器检测位置,根据设定位置和检测位置的差值控制电机,角度传感器用来控制调节的方向,将实时位置和角度显示到12864液晶上,实时检测位置和角度通过电机控制知道达到设定位置,达到设定位置之后控制电机停转保持。
为准确的控制金属球,使之在U型槽导轨上保持平衡,要准确的采集导轨上相应位置对应的传感器数据,由于传感器将电阻变化等效成电压变化作为输出,因此采集的电压值即位置值。
间隔1cm选取40个测试点,对电压进行采集,共采集3组数据,在测试过程中应注意保证金属球和镍铬丝紧密接触,以免在测试过程中丢失数据。通过数据可以观察出测量值比较稳定,在以1cm为间距的测试过程中能够有效的得到位置数据。根据金属球的实时位置和设置值的差值进行比较,从而决定PWM的输出数据。
5总结
本设计可实现金属球在U型槽上的不同位置的平衡控制,控制过程需要掌握角度传感器和位置传感器的工作原理,以及直流电机的控制方法。作为一个简单的运动控制模型,可以用来学习控制算法的应用、传感器应用、LCD显示和电机控制等知识。
摘要：本文设计的金属球滚动控制系统能使金属球在U型槽内任意位置保持平衡,采用位置传感器检测金属球的在导轨上的实时位置,采用角度传感器检测U型槽导轨的偏角,通过直流减速电机带动偏心摆轮使金属球在U型槽导轨上滚动,并在导轨上的任意位置实现平衡控制要求。
关键词：滚动控制,位置传感器,角度传感器
参考文献
[1]宋凤娟,付侃,薛雅丽.STC12C5A60S2单片机高速A/D转换方法[J].煤矿机械.2010(06).
[2]陶永华等编著.新型PID控制及其应用[M].机械工业出版社,1998.
两轮平衡车控制系统设计 篇7
平衡车是一种电力驱动、具有自我平衡能力的个人用载具,是都市交通工具的一种,是一种前所未有的交通工具。目前常应用于个人交通、工作巡视、室内场馆、警察巡逻等场合。具有方便、快捷、实用等特点,受到各方的喜爱。其的核心部件就是控制系统,然而控制系统实现方式很多,本文采用AVR单片机的控制系统。
1 原理分析
自平衡小车的平衡控制是通过负反馈来实现的,车体只会在轮子滚动的方向上发生倾斜,控制轮子的转动,抵消在一个维度上倾斜的趋势便可以保持车体的平衡了。
对于高度为L,质量为m的简单倒立摆。受外力作用后,车模产生角加速度为x(t)。沿着垂直于车模底盘方向进行受力分析,得到车模倾角与车轮运动加速度a(t)以及外力加速度x(t)之间运动方程。此时有如下关系式:
当角度θ很小时,车模运动方程:
对应车模静止时,即a(t)=0,由运动方程可得,系统输入输出的传递函数为:
此时系统的两个极点均位于S平面的右半平面,车模不稳定。需引入比例,微分反馈系统。引入比例、微分系统后,得系统传递函数为
此时系统两个极点为:
此时,只需k1>g,k2>0,小车就能够保持直立稳定。上面的系数k1k2分别称为比例和微分控制参数。其中微分参数k2相当于阻尼力,可以有效抑制小车的震荡。通过微分抑制震荡在速度控制和方向控制上同样适用。
综上可知,只要合适的角度传感器精确测量小车倾角θ的大小和角速度θ’的大小,并使用陀螺仪,以及高扭力电机控制小车车轮的加速度便可实现小车的平衡运动。
2 系统总体设计
根据自平衡小车要的需求,设计出总体结构图,如图1所示。本设计由控制系统,电机驱动模块,直流电机,角度传感器,陀螺仪,编码盘,无线通信模块等构成。
通过比较,对各模块做如下选择。控制系统模块,采用AVR(ATmega16)单片机。角度控制模块采用MMA7361。陀螺仪模块采用ENC-03。电机驱动选择H桥专用芯片L298N芯片。考虑价格问题,电机选择直流减速电机,并采用普通的直流电机加一个减速箱构成直流减速电机。无线通讯模块采用RF24L01。
3 硬件电路设计
1)控制系统模块设计
对于图2上半部分电路,有以下几点说明:
(1)AVR单片机采用ATmega16,DIP-40双排直插式封装。
(2)晶振电路,时钟源由外部晶振产生,具体电路为图中的Y1、C2、C3,在做电路板时应注意晶振和电容要靠近12脚和13脚放置,如果放置过远可能会造成晶振不能起振,或工作不稳定。
(3)复位电路,复位电路包括上电复位和手动复位两部分,AVR单片机多为低电平复位,也就是说RST(9)脚上只要有持续两个机器周期以上的低电平就能使单片机复位。
(4)编码盘整形电路有一片74LS04施密特触发器控制。可以很好的将编码盘的波形整形成方波。从而利于测试反馈给单片机。
2)电机驱动模块设计
对于图2中的L298N电机驱动电路,有以下几点说明:
(1)图中连接了两路电机,P2和P5是一一对应关系,如果只驱动一路电机可以连接对应的12或者34脚,电机的调速选择PWM(脉冲宽度调速)。
(2)八个续流二极管是为了消除电机转动时的尖峰电压保护电机而设计,简化电路时可以不加。
(3)6脚和11脚为两路电机通道的使能开关,高电平使能,所以可以直接接高电平,也可以交由单片机控制。
3)传感器模块设计
对于图2中的传感器转接板模块,有以下几点说明:
(1)由于传感器采用转接模块,因此需要在系统主板上预留出两个传感器的转接板。
(2)EWTS82和MMA7361都是比较灵敏的传感器,因此固定式一定要牢固。否则小车在调整平衡时由于传感器的震荡而影响调整精度。
4 软件设计
软件模块共两项,分为平衡小车程序流程图和遥控器控制程序流程图,如图3所示。
5 结论
两轮自平衡小车是一个集多种功能于一体的综合系统,是自动控制理论与动力学理论及技术相结合的研究课题,其关键问题是在完成自身平衡的同时,还能够适应各种环境下的控制任务。它是一种两轮共轴、独立驱动、车身中心位于车轮轴上方,通过运动保持平衡,可直立行走的复杂系统。由于特殊的结构,其适应地形变化能力强,运动灵活,可以胜任一些复杂环境里的工作。
参考文献
[1]黄有锐,曲立国.PID控制器参数整定与实现[M].北京:科学出版社,2010.
[2]范世珣,范大鹏,张智永,孙海洋.机电装置频率特性的数字化测试方法研究[J].动力学与控制学报,2007,5.
[3]丁学明,张培仁,杨兴明,徐勇明.基于单一输入法的两轮移动式倒立摆运动控制[J].系统仿真学报,2004,16.
控制平衡 篇8
由于加热炉支路平衡控制是一个带约束的多变量强耦合的控制问题, 还具有非线性、大滞后及干扰频繁等特点, 使得传统的控制方式难以获得满意的控制效果, 而包括预测控制[3,4]、自适应控制[5]和鲁棒控制[6]在内的先进控制在实施中又过于复杂。多偏差动法[7,8]通过将多个支路作为一个整体来处理, 把一个多变量强耦合的过程控制问题转化成了几个单回路控制问题, 实现支路的均衡控制, 在实际中得到广泛应用, 但其缺点依旧明显。要实现偏差控制方法, 每支路都是依靠由3个闭环回路构成的多层串级控制。而对于加热炉支路平衡控制这样一个带约束的多变量强耦合的控制问题, 过多闭环回路组成的串级控制不仅不易获得良好的控制效果, 而且增加了系统的不确定性和复杂性, 控制时容易引起系统波动甚至不稳定。此外, 基于机理的多偏差动法虽然最终能够达到将总进料流量保持在常值的目的, 但在实际的动态调节过程中, 总流量波动较大, 缺少对流量波动的强制性限制和控制保证。
笔者针对多偏差控制方法结构复杂、控制效果不佳及系统稳定性差等问题, 通过简化流量控制结构, 提出了一种改进的多偏差动平衡控制方案, 该方法通过舍去底层的流量控制回路从而使得闭环结构更加简单, 控制器数目减少一半, 同时取得了良好的控制效果。通过引入总流量偏差量, 将多个支管作为一个整体来处理, 在实现支路出口温度平衡的同时保证了总流量的稳定。
1 多偏差动法及其存在的多层串级问题*
多偏差动法的系统结构如图1所示, 以4支路加热炉为例, 各个支路的流量为fi, 出口温度为Ti, 温度偏差为ei, 出口温度平均值为Tmean, 流量偏差分别为Δfi, 各支路流量的初始值为fsi, Gi (s) 和Ci (s) 分别代表支路及其控制器的传函, 总流量, 其中i=1, 2, …, N (N=4) 。因, 故。若N个支路的主控制器相同 (均为C2) , 则N个支路的流量偏差之和为:
若保证N个支路的主控制器相同 (均为PID-0) , 那么N个支路的流量偏差之和总是为零, 从而实现了在保证总流量不变的前提下, 调节各支路出口温度以达到加热炉各支路出口温度平衡。
尽管多偏差动法易于实现且能取得不错的控制效果, 但仍有不足之处:
a.在多支路情况下, 每一支路的温差调节都是依靠3个闭环回路来实现均衡控制的。复杂且多层的串级控制结构会使系统稳定性下降, 动态调节速率变慢, 增加了系统的不确定性和复杂性。
b.基于机理的多偏差动法稳态时能保证总进料流量的稳定, 但在实际动态调节过程中, 总流量会产生较大波动, 该现象会对生产的安全和装置的高效运行产生不利影响, 而该控制方案对此缺少必要的控制。
2 多层串级问题的改进方案
为解决上述问题, 提出舍去流量闭环回路的串级控制结构, 直接利用温差来调节阀位以实现支路出口温度平衡。改进后的多偏差动法采用串级控制结构, 具有串级控制改善对象的动态特性、抗干扰能力强等优点, 其系统原理如图2所示。以4支路加热炉为例, 其中各个支路的流量为fi, 出口温度为Ti, 温度偏差为ei, 出口温度平均值为Tmean, 阀门偏差为ΔKi, 各支路阀门的初始开度为Ksi, 其中i=1, 2, …, N (N=4) 。每个支路仅有一个控制器, 输入是总流偏差值与支路出口温度偏差值之和, 输出是阀门的开度变化值, 在减少控制回路的同时实现支路平衡控制。总流量, 平均温度为, 其中i=1, 2, …, N (N=4) 。支路平衡处理器与分支管路的网络连接结构图如图3所示, 温度设定值T由PC计算得出并通过网络接口实时传输给DSC, 其中处理器输出为, 则各支路偏差ei= (Tmean-Ti) +k (Fsp-F) 。
设定ΔTi=Tmean-Ti和ΔFi=k (Fsp-F) 。温度偏差值ΔTi与流量偏差值ΔFi在调节过程中, 总偏差量的正负变化对应关系为:当ei>0时, 阀门开度增加, 使得分支流量增加, 分支出口温度下降, 即当ei>0时, 则Ki增大, fi增大, Ti降低;当ei<0时, 阀门开度减小, 使得分支流量减小, 分支出口温度上升, 即ei>0时, 则Ki降低, fi降低, Ti增大;当ei=0时, 支路偏差值所包含的温度偏差与流量偏差必须满足二者均为零的条件, 此时对应的是支路平衡的稳态工况点。
3 案例对比分析
为验证上述改进方案的可行性, 在投运前进行了仿真实验, 仿真模型采用某石化公司常压加热炉的进料流量与出口温度的近似动态模型。仿真是在Matlab/Similink仿真环境中运行的, 控制器的设定值为包含流量偏差量的支管出口温度的平均值, 即
各支路的温度变化曲线如图4所示, 由图4可知, 开始时各支管的温度存在较大差别, T1~T4分别为330、325、310、307℃, 最大温差达23℃, 需要施加支路平衡控制。10min时开始投入控制器, 大约经过20min后, 各支路的出口温差将趋近于零。为了验证系统的抗干扰能力, 在35min时在4个支路出口温度中分别加入不同大小的阶跃干扰, 大约经过15min的时间, 各支路出口温度趋于一致。仿真结果表明, 改进的多偏差控制方案是有效的, 完全可行的。
对该模型采用多偏差差动法进行加热炉支路平衡控制, 对比两种控制方案在实施过程中总流量的波动和分支管路与支路出口温度间的温差变化, 得到总流量的波动曲线如图5所示。4支路的温差变化情况类似, 以支路1为例具体说明, 支路1温度与出口温度间温差的动态曲线如图6所示。可以看出改进后的多偏差动控制方案, 其总流量的波动更小, 对于温差的调控速度更快, 抗干扰的能力更佳, 表明改进后的方案拥有更好的控制效果。
4 结束语
提出了一种改进的多偏差动支路平衡控制方案, 这种方法通过减少分支流量控制闭环副回路, 直接调节阀位以实现支路出口温度平衡。控制系统避免了人工操作对出口温度的扰动, 减轻了操作人员的工作强度, 能够在保证总流量稳定的条件下实现支路出口温度的平衡。仿真结果表明改进后的控制方案不仅结构更加简单、系统相对稳定性更高, 而且能够取得更佳的控制效果。
参考文献
[1]李嗣福, 吴福明.炼油加热炉进料支管出口温度平衡控制[J].信息与控制, 1994, 23 (4) :243~246.
[2]Wang X, Zheng D Z.Difference Control of Parallel Streams Temperatures[J].Journal of Process Control, 2005, 15 (5) :531~536.
[3]曾文华.原油加热炉支路平衡多变量预测控制[J].石油化工自动化, 2000, (5) :35.
[4]王毓栋, 刘波, 王京春.改进的预测控制算法用于加热炉支管温度控制[J].清华大学学报 (自然科学版) , 2007, 47 (2) :1766~1769.
[5]王金春, 高衿畅.高级控制策略在原油加热炉进料控制中的应用研究[J].浙江大学学报 (自然科学版) , 1995, 29 (2) :163~171.
[6]王长明, 雷荣孝.鲁棒多变量预估技术在常减压装置的应用[J].石化技术与应用, 2002, 20 (5) :321~323.
[7]Wang X, Zheng D Z.Generalized Difference Control of Parallel Streams Temperatures[J].Journal of Process Control, 2006, 16 (5) :535~543.
控制平衡 篇9
华能榆社发电厂300 MW机组DCS控制系统采用美国西屋公司生产的ovation分散控制系统。其协调控制系统设计了3种控制方式, 机跟随控制方式、炉跟随控制方式、以炉跟随为主的协调控制方式。在经过一次次的系统优化后, 系统常用控制方式采用了DEB直接能量平衡以炉跟随为主的协调控制方式, 下面我们就对这种控制方式的控制原理及在华能榆社发电厂的实际应用情况进行分析。
1 直接能量平衡的协调控制系统 (CCS)
由于机跟踪和炉跟踪负荷控制方式各有优缺点, 炉跟机方式适应负荷快, 但机前压力波动大, 不利于机组的稳定运行;机跟炉方式能较好地稳定机前压力, 然而其负荷响应速度过慢, 两者均不能圆满地完成单元机组负荷控制任务。于是出现了以前馈-反馈复合控制为基础的单元机组协调控制[1]。协调控制综合了机跟炉和炉跟机负荷控制系统的优点, 克服了各自的缺点, 将锅炉和汽轮机作为有机的整体进行系统设计, 其控制性能优于前两种方式。该厂300 MW机组的协调控制系统采用了直接能量平衡 (DEB) 的炉跟随方式协调控制策略。
1.1 DEB协调系统的汽机主控
从图1的汽机主控回路中, 可以看出这是一个加功率指令前馈控制系统。回路中对功率指令进行了多级补偿和校正, 使汽机在快速相应负荷变化的同时, 还担负了稳定压力的功能。动态过程中, 当系统经过一系列的调整之后, 机组实发功率NE-功率设定值N0≈0时, 系统就由汽机调功率转成了汽机调压力。
在汽机主控回路中, 系统通过压力拉回回路和功率指令惯性环节的设计消除了汽机对外界负荷快速响应给锅炉才造成的影响。a) 在机组降负荷过程中, 由于汽机调门下关往往会导致机前压力升高, 当机前压力偏高较多时, 应限制调门下关, 甚至让调门开一些, 以维持机前压力;b) 在这个回路中, 汽机侧除了控制功率偏差外, 还适当地考虑对压力的调整, 有利于机前压力的稳定。同时为了不明显地影响机组负荷的升降速度, 压力偏差的权系数随机组负荷的升降过程来调整, 当机组的实发功率与目标负荷相差较大时, 压力偏差的权系数越小, 使功率的升降速度不受影响, 而当实发功率接近目标负荷时, 增加压力偏差的权系数, 保证了机组压力的快速稳定;c) 回路中对功率指令进行了一阶惯性延时, 是机组在加、减负荷过程中, 让汽机等等锅炉, 让汽轮机和锅炉更加协调, 减小机前压力的变化。
1.2 DEB协调控制系统的锅炉主控
在以炉跟随为基础的协调控制系统的炉侧控制回路中, 采用直接能量平衡的反馈调节, 和以负荷指令、能量需求信号的动、静态结合的前馈调节, 使负荷要求变化时, 机炉协调动作, 减少压力波动, 快速响应负荷变化。见图2。
从锅炉主控回路中可以看出, 汽机的能量需求信号直接作为锅炉指令以前馈的方式加入锅炉控制。当汽机的功率控制作用到汽机调门后, 能量需求信号立刻要求燃料调节器调整锅炉的燃料输入, 使锅炉的输入与当时的汽机需求相匹配。同时为了克服这个滞后加快锅炉的响应速度, 在直接能量平衡设计中对能量指令 (需求) 进行动态补偿, 通过燃料的动态超调来加强锅炉燃烧率的变化幅度, 促使锅炉加快响应。
在稳定工况下, 机组的实发功率NE等于功率定值N0, 机前压力PT等于压力定值P0, 锅炉主控仅靠反馈回路进行微调。
动态过程中, a) 经过幅值限制、速率限制后的负荷指令信号作用与锅炉主控的前馈回路, 迅速增大或减小燃烧率指令, 以实现锅炉在升降负荷初期的动态过调, 防止汽机过渡利用汽包蓄热, 造成的压力波动;b) 在升降负荷中期, 经过压力补偿的负荷指令, 根据当前压力适当的加强或减少前馈的作用;并对压力设定值采用多阶惯性环节, 形成了较为合适的压力设定值曲线, 保证机组动态过程中的实际压力变化与压力定值曲线相吻合;c) 系统中还引入了汽机能量需求信号的前馈, 可以表征定压运行或滑压运行等不同运行工况下汽机的能量输入 (亦即汽机对锅炉的能量需求) , 从而调节锅炉的风/煤输入指令;d) 在此系统中, 还设计了燃料系统的动态前馈。在系统升降负荷的过程中, 常常需要投入或切除给煤机、磨煤机的运行。当给煤机及磨煤机启停时, 由于给煤机的蓄煤及磨煤机的蓄粉都将对系统的稳定造成很大的影响。为了减小这个过程对系统的影响, 回路中设计了燃料系统的动态前馈。在给煤机、磨煤机启、停时, 系统将适当的减小锅炉燃烧率指令, 以维持进出炉内的工质平衡, 从而减小这个过程对压力的影响。
2 DEB协调方式下机组实际响应分析
华能榆社发电厂300 MW机组协调投入自动运行后, 经过多次的参数修改、逻辑优化, 取得了一定的应用效果, 并完成了发电自动控制 (AGC) 的投入。以下通过分析4#机组在协调方式下功率响应实时曲线来验证DEB策略的实际应用效果。在试验中, 通过连续的升降负荷, 并保持了较高的升降负荷速率, 以保证在投入AGC控制后, 满足网调负荷响应的要求。
试验方法:系统投运后机组高负荷 (320 MW) 时, 在机组主控站设定目标负荷为250 MW瞬间向CCS发出, 阶跃扰动16.7%~21.87%, 指令变化率限制在约1.5%/min。在实发功率等于目标值后, 切除一台磨煤机的运行;磨煤机停运后, 以相同的速率设定目标负荷至200 MW, 再次切除一台磨煤机运行, 将负荷指令定在180 MW;之后又以相同的速率、断点进行升负荷试验。试验结果见图3。
机组实际响应情况:实发功率在DEB控制下很好地跟踪了功率指令, 在试验开始阶段, 滞后于指令最大33 s, 当实发功率到达目标值以后无超调和振荡。在锅炉侧, 为了保证动态过程中机-炉的能量平衡, 锅炉主控对能量指令信号实施了有力的动态补偿, 其结果反映在煤量的变化上, 煤量的实际变化大, 超调量高, 使锅炉内的燃烧发生了强烈的变化, 从而动态地补偿了锅炉能量转换的滞后。在如此强烈的燃烧变化过程中, 维持锅炉的燃烧和运行稳定是CCS重要的任务。在整个过程中主汽压力最大偏差达到0.93 MPa, 但当机组实发功率到达目标值后, 压力会很快的趋于稳定, 无振荡。
3 结语
为了满足电网调度的要求, 华能榆社发电厂300MW机组CCS方案设计是以锅炉跟随为基础, 采用负荷指令信号间接平衡与能量直接平衡动、静态相结合的控制方案, 锅炉通过控制燃料量改变锅炉负荷, 维持主汽压力, 以适应汽机的能量需求;汽机在负荷响应起始阶段, 通过调汽门动态过开, 利用锅炉的蓄热, 快速响应负荷, 在负荷响应过程中, 维持汽机能量需求量与机组负荷要求相平衡[2]。根据以上分析可以看出, DEB协调控制有以下几个特点:a) 在机组适应负荷变化的过程中, 该协调方式允许汽压有一定幅度的波动, 以便充分利用锅炉的蓄热量, 使机组较快地适应电网的负荷要求。但在利用锅炉蓄热上又有一定的限度, 不使机前压力产生过大偏差。所以机组协调控制方式既能使机组较快地适应负荷, 又能确保汽压波动在允许范围以内;b) 直接能量平衡协调控制方案中, 锅炉调节器设定值只采取了DEB信号的静态表达式部分, 而将功率指令和能量平衡信号等超前调节作为前馈调节信号直接加至PID的输出, 使燃烧率能迅速改变, 克服锅炉侧的较大惯性, 使机组功率能较快地达到功率定值。
摘要：直接能量平衡协调控制系统在发电厂自动控制中得到了广泛的应用。以华能榆社电厂300 MW机组所采用的直接能量平衡法协调控制系统为例, 通过对其控制策略和应用效果进行分析, 指出了一些直接能量平衡协调控制系统的特点和不足。
关键词：协调控制,直接能量平衡,控制策略
参考文献
[1]文群英.热工自动控制系统 (第2版) [M].北京:中国电力出版社, 2009.
控制平衡 篇10
【关键词】平衡积分卡；内部控制；学校
自2001年美国安然事件爆发，内部控制的有效性和执行力度引起了各方极大的关注，大量的实证研究表明内部控制对提高组织管理能力和水平行之有效。学校作为财政全额拨款的事业单位，由于没有财务上对收入和利润的压力，其内部控制相对于上市公司来说较为粗放，而其对内部控制的评价更是没有得到应有的关注。本文基于平衡积分卡的架构设计对学校内部控制的评价体系，旨在将企业的战略考评指标应用于事业单位，以期达到提升学校日常管理效率、经营效益和公信力，杜绝潜在风险和舞弊，防止国有资产流失等目的。
一、学校内部控制评价的现状
1.校领导对内部控制评价重视不足
校领导普遍认为现上有国库集中支付制度、事业单位收支两条线制度、政府采购制度、部门预决算制度把关，外有外部审计、纪检的监管，学校自身内部控制的全面推行、实施和评价意义不大。且学校作为全额财政供养的单位，不存在经济效益的问题。内部控制评价就是自己人审自己人，严格执行可能就意味着对自己员工的不信任，不严格执行便成了走过场，其推行成本远高于收益。
2.内控评价体系未能和学校经营发展战略紧密有效结合
首先学校并未花时间将本校的战略和内部控制关联起来，更遑论将内部控制的指标逐项细化到各个责任岗，以期达到特定的战略发展目标。这就导致学校教职工普遍认为学校的经营发展战略离自己的日常工作相当遥远，有没有按规定流程办事影响不大，致使现有的内部控制不能很好的为单位发展提供有力支持
3.内部控制的评价方法流于形式，目标含糊不清，执行不力
通常现在学校的内部控制指引中都会出现“广大教职工要做到爱岗敬业、遵纪守法、爱护学生”等字眼，但却缺乏细化到每个岗位的考评指标，也没有任何的量化标准，含糊的目标不仅不容易度量，实际操作起来也缺乏可行性，所以就导致学校的内部控制评价流于形式，没有得到应有的关注、跟踪、调查、整改和落实。
4.未能将有效执行内部控制的评价结果和绩效考评挂钩
现在公立学校由于受到财政统一的工资制度限定，對员工的考核指标十分单一，对于教师，就是课时量，是否担任班主任或者行政管理岗来决定任课老师的绩效和报酬。而对于教辅后勤人员其绩效考评更为简单，通常就是考察员工是否按时准点上下班，有无请假来决定一名员工当月的工资。有无恰当地执行内部控制制度，甚至是由于未能有效执行内控而导致的工作失误都没有直接影响到员工薪酬。
二、基于平衡积分卡构建学校内控评价体系的设计原则
1.平衡积分卡概述及其推行意义
平衡积分卡是于1992年提出的一种综合业绩评价方法，现也是企业最广泛应用的战略管理工具，在企业战略执行和规划方面发挥了非常重要的作用。它通过财务、客户、内部流程、学习和发展四个方面的指标来审视和评估企业的战略执行的全过程。平衡积分卡做到了财务和非财务角度、外部与内部、长期目标和短期目标的平衡，它通过考核和改进绩效，不断地修正和推动战略实施，为企业绩效管理创新了思路，为企业的发展制定了许多高效的方案。
2.基于平衡积分卡构建学校内控评价体系的设计原则
平衡积分卡作为一套战略管理工具，它的实施是自上而下的，所以推行平衡积分卡是否能做到卓有成效很大程度上要看是否得到高层的重视和支持。而内部控制评价是通过对学校内部各组织机构执行的过程和结果进行评价，发现流程中的薄弱环节和缺陷，并有针对性地提出改进建议，它的设计和推行应该要能做到渗透到最基层，全方位，全过程地覆盖学校经营的整个过程。同时内部控制的评价指标应当和学校战略经营目标紧密相关，且能客观的计量、评价和推行。由于学校作为一个经营实体也处于一个不断变化的外围环境中，其内控评价系统也要兼具系统性和动态性。
三、基于平衡积分卡构建的学校内部控制评价体系
平衡积分卡通过财务、客户（服务对象）、内部流程和学校和发展四个维度来评价学校的过程控制体系和关键控制节点，以审视现有的内控能否有效地防范风险，改进绩效，实施和修正战略。
1.财务维度
从财务维度来考察学校内控的有效性可以设立如下子指标：如资产的日常管理是否严谨，有无资产定期清查制度。招生收费标准是否按规定标准执行，有无统一纳入专业账户进行管理。财务预算、财政收入、支出、关键财务票据、学校采购、建设工程、合同、合同履行、学生经费、科研经费的管理是否做到了关键岗位责任制。若实施信息化的内部控制系统是否有实时的数据采集系统和风险监测机制以定期扫描全部业务数据，自动捕获可疑数据来进行预警分析。
2.顾客（服务对象）维度
由于学校不是以利润最大化为经营目标的实体，应用平衡积分卡进行顾客维度的内部控制评价时，可调整为从学校的服务对象维度进行内控评价。从服务对象角度来审视现有内部控制的有效性时可以考虑设立如下子指标：如学校的学术业务管理是否卓有成效，学生和家长的满意度，学校在当地的口碑和声誉，校内是否有高效的沟通渠道以保障关键的教学教务信息能实时传递到各个岗位的责任人。学校有无充分的信息交换机制，以保证一经发现可疑信息就能立即通报上级和相关责任人，以引起应有的关注和重视。学校的内部控制信息和文档是否预留了审计接口，以使得学校的管理信息处于可检验、可查记、可追溯的状态。
3.学习和发展维度
从学习和发展维度来考察学校内部控制有效性时可以着重留意如下几个方面：学校有无定期引进先进设备、系统软件，有无进行相应的技术研发和交流，学校是否提供了条件给特定岗位的人员定期培训学习以提升业务素质。学校办公信息化处理系统是否有应用现代化的科学技术手段来提升办学和管理效率。学校财务职能部门的任职人员的资格和能力是否符合要求以适应经济和政治形势的变化，如财会人员是否都有会计从业资格，有无定期接受继续教育以不断更新业务知识和素养。
4.内部流程维度
结合学校的战略发展目标，从内部流程角度评价学校内控的有效性时可以考虑设立如下子指标：学校的信息与沟通是否及时，信息的披露是不是做到了定期和实时相结合，学校的决策岗，执行岗，监督岗是否做到了分离，学校的反舞弊机制是否做到了信息收集处理及时准确，学校是否做到了重大事項决策、重要干部任免、重要项目安排、大额资金使用的决策会议签到制度，学校是否有关键信息公开制度，关键岗位轮岗制度。学校是否具备跨专业，跨职能的联合信息系统，以充分采集、挖掘、分析全面的业务数据来进行预警分析和风险监测。
5.将平衡积分卡试用于学校工程建设的内部控制评价
学校基建工程项目由于金额重大，核算复杂，向来成为了滋生舞弊的温床。将平衡积分卡用于学校工程的内部控制主要是想达到如下两方面的目的：第一，促进合理高效地使用项目资金，防止国有资产流失。第二，充分保障工程质量，以达到工程立项的最初目的。从内部流程维度可着重考察：工程招标前是否有经过审批和集体决策同意的投资立项报告，是否有符合政府采购规定的设计管理，学校相关部门是否按照规定的流程进行了招、投标管理，工程的合同管理是否做到了关键岗位责任制。从财务维度可考察：学校工程项目是否做到了事前预算、事中动态跟踪管理、侍候竣工结算和财务决算。工程的预算资金是不是都规范地用到了实处，有没有存在预算不足或者预算超支的情形。从服务对象维度我们可考察：学校工程是否如期按质按量地达到了预定可使用状态，资产或者工程的使用部门的满意度如何，工程竣工后是否存在不合理或者不必要的返修支出等。从学习和发展维度，可以评价学校的工程灌流是否采用了现代科学技术手段，项目工程的开工和建设是否为学校创造性的可持续发展而服务，工程的开展是否有利于学校员工重要业务素质的提升，学校文化的升华等。
四、结语
内部控制的规范化，正常化都离不开配套评价体系的监督和管理。通过平衡积分卡四个维度目标的参数值和实际值的比较，我们可以针对性地找出学校战略实施中所存在的问题，分析原因，并配套相应的奖惩措施来进一步完善内部控制制度，以提高学校的经营效益，防范有可能出现的经营和财务风险。
参考文献：
[1]辛丽华.对行政事业单位内部审计工作的探讨[J].经济师，2009（2）.
[2]魏巍.高校财务内部控制评价模型的构建[J].财会月刊，2011（4）.
不平衡模式的洗衣机控制方法 篇11
基于此, 为了解决以上问题, 着手研究全自动洗衣机用于洗涤轻浮类衣物的新式洗涤方法。
1 名词解释
本论文所述的洗衣机控制方法, 名词解释如下。
正反向不平衡模式指按电机步进循环单元I运行, 电机步进循环单元I是指电机“正转-停”n次“反转-停”m次运行所形成的水流模式。
反正向不平衡模式指按电机步进循环单元II运行, 电机步进循环单元II指电机“正转-停”m次“反转-停”n次运行所形成的水流模式。
过程平衡单元指电机按“正转-停-反转-停”方式运行。
正转指按顺时针方向 (右旋Right) 转动;“正转—停”运行构成一个步进正转子单元R。
反转指按逆时针方向 (左旋left) 转动;“反转—停”运行构成一个步进反转子单元L。
电机步进循环单元包括步进正转子单元R和步进反转子单元L。
步进模式是指采用分段分级方式或者无级提速方式, 实现洗涤水流、漂洗水流、脱水转速逐步递进加速的一种控制方式。
2 洗涤/漂洗程序水流模式设计
在洗涤、漂洗程序中, 采用“正转--停--正转--停---反转--停---”的“正反向不平衡模式”进行洗涤、漂洗, 电机正转n次反转m次;然后, 采用“正转--停---反转--停--反转--停---”的“反正向不平衡模式”洗涤、漂洗, 电机正转m次反转n次, 在此实施例描述中, n=2, m=1, 这样单元内的不平衡洗涤增加了衣物单方向的翻转力, 通过正反两个单元的不平衡洗涤后, 使衣物正反方向都得到了翻转, 实现了洗涤、漂洗程序中的平衡洗涤, 并且整个洗涤过程达到均衡;
正反向不平衡模式与反正向不平衡模式循环之间, 采用“过程平衡单元”均衡水流即采用“正转--停---反转--停---”方式进行平衡过渡, 正转与反转的次数相同, 使衣物在翻转洗涤的过程中得到更好抖散, 以便更好的进行下一循环的翻转洗涤, 防止衣物在洗涤、漂洗过程的缠绕;在最终洗涤、漂洗循环单元结束后, 采用“最终平衡单元”均衡水流“正转--停---反转--停---”平衡过渡, 使衣物在翻转洗涤后得到更好抖散, 防止衣物的缠绕, 以便平稳进行后续的脱水;
在洗涤程序的“最终平衡单元”前, 设置1次完整的“终洗平衡前洗涤循环单元”。保证“最终平衡单元”前衣物有一个完整的正反平衡步进洗涤的过程, 使衣物在后续的“平衡单元”阶段衣物更容易被均匀抖散, 达到平衡衣物的目的。
结合图1所示为本论文所述步进式洗涤、漂洗程序中电机步进循环单元模式图。对洗涤、漂洗程序中, 以n=2, m=1为例, 对电机步进循环单元详细说明如图1。
在电机步进循环单元I内采用“正转--停--正转--停---反转--停---”方式的“正反向不平衡”洗涤;在电机步进循环单元II内, 再运行“正转—停--反转--停--反转---停--”方式的“反正向不平衡”洗涤。这样单元内的不平衡洗涤增加了衣物单方向的翻转力, 使衣物得到有效的翻转;
为了得到更好的翻转洗涤效果, 步进正转单元R、步进反转单元L中的正转次数n和反转次数m, 转、停时间Tn、Tn′、tm、tm′相互间可以是相同或不同值, 通过数值的变化演变出多种洗涤、漂洗翻转水流。以上参数值在电脑板程序中预先设定, 所述预设值有多种, 其中n为1次~6次, 优选为3次, m为1次~6次, 优选为2次, 正转时间Tn为0.5s~6s, 反转时间tm为0.5s~6s, 停止时间Tn′tm′为0.3s~6s。
在洗涤、漂洗程序中, 为了提升洗涤、漂洗效果, 步进R正、L反转单元数n和m的设定值不同, 转、停时间Tn、Tn′、tm、tm′相互间可以是相同或不同值;通过数值的变化演变出多种水流。每个洗涤、漂洗阶段加上此循环水流模式, 起到步进水流的模式, 增加衣物的翻转效果。
3 脱水程序水流模式设计
在脱水开始阶段采用步进间歇性脱水, 间脱单元采用分段分级或无级提速的方式, 以逐步平稳提升脱水转速, 使衣物在脱水提速过程中保持均衡, 解决了脱水过程噪音振动大甚至不能正常脱水的问题, 达到最佳的脱水效果。
结合图2所示为本论文所述步进式脱水程序模式图, 详细说明如图2。
脱水步进单元的转、停时间Tnn、Tnn′相互间可以是相同或不同值, 通过数值的变化演变出多种步进式脱水模型, 以得到最佳的脱水效果。以上参数值在电脑板程序中预先设定, 所述预设值有多种, 其中转动Tnn时间为0.5s~6s, 停止Tnn′时间为0.3s~6s。
脱水程序中, 为了提高脱水过程衣物的均匀性和洗衣机的稳定性, 在脱水开始阶段采用步进间歇性脱水, 以逐步平稳提升脱水转速, 达到平稳脱水的效果;间脱步进单元的转、停时间Tnn、Tnn′相互间可以是相同或不同值, 通过数值的变化演变出多种步进式脱水模型。
脱水步进单元的转、停时间Tnn、Tnn′相互间可以是相同或不同值, 通过数值的变化演变出多种步进式脱水模型, 以得到最佳的脱水效果。以上参数值在电脑板程序中预先设定, 所述预设值有多种, 其中转动Tnn时间为0.5s~6s, 停止Tnn′时间为0.3s~6s。
脱水程序中, 为了提高脱水过程衣物的均匀性和洗衣机的稳定性, 在脱水开始阶段采用步进间歇性脱水, 以逐步平稳提升脱水转速, 达到平稳脱水的效果;间脱步进单元的转、停时间Tnn、Tnn′相互间可以是相同或不同值, 通过数值的变化演变出多种步进式脱水模型。
4 结论