多循环教学模式论文

多循环教学模式论文（精选8篇）

多循环教学模式论文 篇1

随着体外循环 (cardiopulmonary bypass, CPB) 的不断发展, 心脏外科手术量不断递增, 血液制品的需求量也在不断增加。一半左右的心脏外科手术患者需要输血, 年用血量达1500万单位, 并且我国用血量每年以10%递增[1], 但是献血人次每年基本保持不变, 血液严重供需失衡。对于一个需要输血的患者而言, 输入异体同种血可能出现一系列相关并发症, 如严重的输血反应、免疫抑制作用而使肿瘤复发率增加等。尽管核酸技术的应用使得血液传播性疾病的发生率大为降低, 但直到现在SARS、疟疾、Chagas病仍然无法监测[2], 同时在围术期输血给患者和社会增加了经济负担。

研究发现术前高风险出血患者与围术期输血增加有关, 高风险出血患者是指: (1) 高龄。 (2) 术前红细胞压积低 (术前贫血或体型小) 。 (3) 术前抗血小板或抗凝药的使用。 (4) 二次手术或复杂的手术。 (5) 急诊手术。 (6) 非心脏病并发症 (肝, 肾功能不全等) 。进行心脏手术四分之一的患者用去了80%的血液制品, 术前高危出血患者应该接受所有可用的围术期血液保护干预和限制抗血栓药物的使用, 可以有效的减少血液制品的输入。CPB心脏手术的患者在围术期有效的采用各种血液保护措施能有效的减少异体同源输血, 多模式的血液保护是指运用不同的药物或联合多种血液保护技术, 最大程度, 更加有效的保护和保存患者的血液, 防止其丢失、破坏和传染, 针对每一个患者制定详细血液保护计划, 充分利用现代医学知识, 保护好患者的血液, 预防输血性传播疾病及并发症, 节约资源, 提高患者生活质量及远期预后成为我国乃至世界亟待解决的问题, 现就体外循环中高危风险出血患者多模式的血液保护的研究进展作一综述。

1 血液保护策略

术前血液保护方法:

1.1 促红细胞生成素 (erythropoietin, EPO) :

鉴于贫血、拒接输血的患者, 术前提升红细胞 (red blood cell, RBC) 的量是血液保护的有效措施之一。心脏手术前2~4周静脉注射EPO开始应用较低剂量50~100 IU/kg, 每周3次, 同时给予铁剂、维生素、叶酸。现研究证实手术当天给予EPO治疗也可能降低输血[3]。但是对肾功能不全患者长期应用可能导致血栓性心血管事件, 对拟行冠脉旁路移植术 (coronary artery bypass grafting, CABG) 的不稳心绞痛患者也存在此风险。重组人EPO可用于心脏手术前自储血的患者任有争议, 必须权衡血栓性事件的潜在风险, 特别是拟行CABG的不稳心绞痛患者。

1.2 抗血小板药:

拟行CABG患者, 无论是否使用体外循环, 冠脉旁路移植术患者术前均应停用血小板P2Y12受体抑制剂, 不可逆的血小板P2Y12受体抑制剂应停药≥3 d[3]。没有血栓的瓣膜病患者阿司匹林尽量停够7 d, 但是血栓的患者阿司匹林华可能持续到手术时。体外循环 (CPB) 患者围术期中华法林可用维生素K拮抗, 择期手术患者最好停用氯吡格雷5 d。

1.3 术前自体献血 (preoperative autologous donation, PAD) :

CPB患者在术前进行自体献血能减少手术患者异体血的使用量[4], PAD可使同种输血量下降。择期行心脏手术的患者预计在轻度至中度 (250~1000 m L) 失血, 术前自体献血有效的减少库存血的输入量, 减少因异体输血带来的相关并发症和减少患者的住院费用。适应证:成人体质量>50 kg, 儿童>30 kg, 贫血:HB>105 g/L、HCT>35.00%, 清蛋白>30;CPB患者术前无主动脉瓣重度关闭不全、严重的肝肾功能损坏, 心力衰竭及全身感染的患者。术前自体献血的患者, 平均每周采集全血200 m L, 最多可采4次。最后一次术前自体献血最好在手术前3 d, 自体血最多保存35 d。CPB患者拟行术前自体献血的同时给予促红细胞生成素 (EPO) 和铁剂, 增加患者的RBC的储备量, 有益CPB患者术前自体献血。术前自体献血对心脏手术患者十分安全, 但对患有心绞痛的患者需慎用, 在PAD之前必须向患者充分沟通, 向患者和家属交代PAD期间可能发生低血压、心律失常和心绞痛等并发症的发生, 同时须严密监控, 如有上述情况发生, 必须马上停止和给予相应的治疗。术前自体献血可能延长患者住院时间, 增加住院费, 给患者充分的交代是必须的。

1.4 其他:

凝血功能异常的患者请血液科会诊给予相应的治疗, 肝肾功能等不全的患者给予纠正重要器官的功能。

2 术中血液保护措施

2.1 止血药物

2.1.1 抑肽酶:

CPB患者术中使用止血药已有一段历史, 抑肽酶止血药是一个作用强的激肽释放酶抑制剂, 到目前为止抑肽酶的作用机制还未完全阐明。除了抑制接触激活的凝血系统的凝血因子Ⅻ, 抑肽酶揭示了强大的抗纤溶系统效应通过抑制血纤维蛋白酶, 其在体外循环心脏手术中的关键作用是, 抑制了血小板的激活通过抑制血小板蛋白酶激活受体[5]。然而, 越来越多的研究发现, 抑肽酶在心脏手术的广泛应用中, 增加了肾功能衰竭、心肌梗死、中风率和增加5年病死率, 并启动大讨论这药物的安全[6,7,8]。随后的研究发现抑肽酶在围术期使用中可能引起严重的过敏反应和类过敏反应, 可能危及到患者的生命。

2.1.2 氨甲环酸和6-氨基乙酸:

在外科手术中氨甲环酸是常用的止血药, 作用机制是:它是赖氨酸衍生物和类似物, 通过阻断纤溶酶原上的赖氨酸结合位点抑制纤维蛋白溶解发挥作用。CPB手术中有效的抑制纤维蛋白溶解, 氨甲环酸浓度为10~20 mg/L, 6-氨基乙酸130~260 mg/L[9,10]。氨甲环酸在心脏外科手术期间用于止血, 20 min~12 h总量变化1~20 g。氨甲环酸在心脏手术中使用不超过最大总剂量 (50~100 mg/kg) , 因为在心内直视手术中可能对老年人有潜在的神经毒性。氨甲环酸或6-氨基乙酸在使用的过程中可能诱发癫痫、中风、肾功能衰竭。

2.1.3 新药:

艾卡拉肽是一种有效和特殊的重组激肽酶的抑制剂, 其重要作用接触活化凝血系统和血管舒缓激肽系统。一个大的随机、多中心Ⅱ期临床试验, CONSERVⅡ期试验, 评估艾卡拉肽在体外循环心脏手术中减少血液丢失。但是这试验很快被终止。随着此实验停止, 该公司宣布艾卡拉肽在心脏手术中的使用被终止。在止血药中新研制的铜-2010是一种新型小分子蛋白酶抑制剂, 具有抗纤维蛋白溶解和抗凝的作用, 已经在体外研究和证明了铜-2010比抑肽酶有更的高亲和力对血纤维蛋白, 是氨甲环酸的10倍[11]。在CPB的临床止血药中铜-2010可能是一种新合成的血液保护剂, 可能替代抑肽酶。

2.1.4 乌司他丁:

乌司他丁在临床中已广泛使用, 在CPB患者中它既可以止血有可以抗炎, 乌司他丁止血和抗炎的其机制是:乌司他丁提纯于人新鲜尿液, 是一种新型蛋白酶抑制剂, 对于CPB中导致的各种炎性介质的释放和蛋白酶的释放有明显的抑制作用, 保护了血小板的功能[12];在心脏手术中乌司他丁可能抑制激肽释放酶介导的丝氨酸蛋白酶, 乌司他丁通过抑制这些凝血的激活, 减少CPB中凝血因子的消耗[13], 进而减少CPB患者的血液丢失和对组织、细胞的保护作用。研究发现在体外循环心脏手术中乌司他联合激素的使用, 可以减少CPB转机中对红细胞的损伤, 稳定细胞膜, 减轻红细胞膜脂质过氧化反应, 对CPB患者心内直视手术中的红细胞有一定的保护作用, 在体外循环转机前将30单位乌司他丁用生理盐水溶解并稀释至20 m L, 全身麻醉后经静脉用微量泵10 min泵入10 m L, 余10 m L加入预冲液中, 能减少围术期出血, 具有立芷血相似的血液保护作用[14,15]。

2.1.5 注射用蛇毒血凝酶:

来源于巴西腹蛇毒液中提取纯化而来, 有名立止血, 其止血机制是:立止血主要成分是巴曲酶和凝血因子X激活物, 巴曲酶通过促进纤维蛋白原降解生成纤维蛋白Ⅰ单体, 并以非共价键结合, 聚合成纤维Ⅰ多聚体, 又称可溶性纤维蛋白, 促进血管破损处血小板聚集, 形成血栓而初步止血[16]。在止血药中注射用蛇毒凝血酶有独特的功能, 不对凝血酶原的多少产生影响, 因此在CPB患者的使用中不会产生血栓, 可以有效的减少因使用止血药而可能带来的并发症。有研究报道[17]注射1单位的注射用蛇毒凝血酶后20 min, 可以有效的缩短健康正常成年人的出血时间1/2或1/3, 这种止血作用可能保存2~3 d, 只在出血的部位产生凝血, 而在正常的血管内无凝血作用。

2.1.6 重组的Ⅶ因子激活物 (Ⅶa) :

在心脏手术后严重的凝血障碍可能导致顽固性出血和增加病死率和发病率。研究表明r FVIIa止血剂, 是安全和有效的在减少术后顽固性出血, 因此减少血液制品的输入[18]。但是预防性的应用r FVIIa不能推存, 因为显著增加血栓栓塞事件和中风的风险。进一步的研究是必要的, 以确定新止血剂r FVIIa的安全性和有效性, 当作为顽固性出血治疗的最后一招, 的r FVIIa是的安全, 但并不增加常规止血剂疗效[19]。

2.1.7 去氨加压素 (DDAVP) :

去氨加压素是一种新药, 主要作用在增加血浆中凝血因子VIII的功能, 对促凝防栓有很好的功效, 和注射用蛇毒血凝酶一样能减少血栓带来的并发症。有研究[20]报道去氨加压素能预防冠状动脉搭桥术的大出血, 特别是在使用阿司匹林7 d内的或CPB转机>140 min的患者。但是在输注DDAVP时应注意输注速率, 加强术中监测, 避免引起低血压。

2.2 自体血液保护的措施

2.2.1 急性等溶血液稀释:

针对一个术前血红蛋白正常的患者, 急性等溶血液稀释, 可能减少CPB后异体输血。但是急性等溶血液稀释的有效性在心脏手术中的使用仍然有争议[21]。急性等溶血液稀释大多是接受GABG的患者, 将抽出患者自体700~800 m L) 。这种方法可能使用于术前血红蛋白 (hemoglobin, HB) 水平较高或者是体表面积大的患者。在中国瓣膜性心脏病的主要病因是风湿热, 很大一部分患者的体型及术前HB水平较低;先天性心脏病的患者大部分是体质比较瘦弱、体质量相对过轻、血量溶量不足的患者。在目前研究术前HB和较小体表面积的患者, 能抽出的自体血液只有 (270.85±63.34) m L。一些人也证明抽出的自体血5~8 m L/kg或400 m L血液在减少异体输血意义不是太大[22], 因此。急性等溶血液稀释不推存常规使用[20]。

2.2.2 CPB转机中稀释式自体输血:

CPB转机前从静脉引流管路快速采集已肝素化的血液, 同时将体外循环预充液相应地经动脉插管注入体内, 在此过程中一定要在术前给予补液, 减少因CPB转机中稀释式自体输血带来的的并发症等。CPB转机前根据术前的血细胞压积 (hematocrit, HCT) 、HB、患者的体质量等, 计算出预冲液的量, CPB中可用的预冲液有胶体和晶体等, 管路中的预充液转流后与自身血混合后形成血液稀释[23]。但是在目前的预冲液中使用丙酮酸钠林格氏液报道甚少, 芶等研究报道丙酮酸钠对犬血在体外循环机内循环时能改善红细胞能量代谢[24], 但这只是将丙酮酸钠运用在动物体内, 对人有无作用不得而知, 可能在不久的将来丙酮酸盐在体外循环作为预充液的实验是目前研究的热点和焦点。近年来的研究表明, 丙酮酸盐的功能和它自身的化学性质密不可分, 丙酮酸属a-酮酸, 是三大营养物质的代谢枢纽, 丙酮酸盐是一种小分子化合物, 可通过单羧酸转运体自由进出细胞膜和线粒体膜, 这是丙酮酸盐对多器官和红细胞保护的重要基础, 目前的研究证实丙酮酸盐对心脑肝肾肺、肠和视网膜等有保护作用;并且有正性肌力, 抗氧化应激, 直接向细胞提供能量, 调整细胞内的酸碱平衡, 对抗细胞凋亡等功能[25,26,27]。丙酮酸盐作为新型预充液可能在今后体外循环心脏手术中是有效的保护血液及器官的方法之一。血液的稀释应和术中温度相联系, 及时抽血查血气, 避免HCT<18%, 影响重要器官的氧供。CPB期间适当的血液稀释对血液的有效成分有保护作用如红细胞等, 同时使血液黏稠度下降, 利于微循环灌注和氧供, 减少术后并发症的发生;降低异体血液的使用量和减少患者的总体费用。同时抽出的血液未经破坏, 给患者输入能及时的改善养供和凝血功能。

2.2.3 术中血液回收 (cell salvage, CS) :

CS亦称为术中回收式自身献血, 是一种比较有前途的血液保护方法, 它通过血液回收装置将术野失血回收, 经过有效的处理后回输患者。CPB患者在使用CS时可能有发生空气栓塞的潜在性, 而且严重分歧持续存在于肿瘤手术是否可以使用CS这一问题上。早期多项前瞻性研究和回顾性研究都已表明, 此方法可以解决血源紧张及输血带来的危害。预计术中患者是高危出血者, 常规使用血液回收机, 使用CS应该在整个体外循环心脏手术过程中, 而不仅仅是替代吸引器的一种工具。CS术有效的减少异体红细胞的输入, 因为CS回收的主要有形成分是红细胞, 对凝血因子没有作用, 可能在使用CS术中增加新鲜冷冻血浆 (fresh frozen plasm, FFP) 的量。

2.2.4自体血逆行预充 (retrograde autologous priming, RAP) :

RAP的患者在主动脉插管与主动脉管路连接后, 开放连接管, 在开始CPB转机中一定要注意观察患者的生命体征, 使动脉管路中血液缓慢逆行返回, 替代出等量的预充液体, 放入提前准备好的备用袋中, 在行自体血逆行预充 (RAP) 之前, 必须做好一切的工作, 待膜肺动脉路至主动脉插管处管路完全被血液充满后, 钳夹主动脉路。上、下腔静脉插管连接完毕, 缓慢开放静脉引流管阻断钳, 用静脉血缓慢的将静脉管路中液体全部替换, 同时在需要时用泵排出储血器内多余的预充液, 通过RAP可也减少血液稀释预充液。李等研究报道[28]RAP在小儿CPB心脏手术中可减少预充液 (35.55±69.87) m L, 同时显著减少患者异体输血的比率。CPB中血液稀释和非搏动性灌注, 导致重要脏器的血流重新分布, 部分脏器血流相对不足, 处于相对缺血缺氧的低灌注状态。RAP可以减轻CPB时血液稀释度, 有效的提高术中的HB及HCT, 可以减少心脏的负担和改善微循环灌注, RAP是减少围术期输血的一种可行性的方法。但是, 在进行此操作时一定要关注患者的血压, 在CPB转机前有效的扩容, 充分的评估患者的术前情况, 拟定一对一的麻醉和输液治疗方案, 是减少RAP术带来的并发症的方法之一。主要在自体血液置换出部分预充液时, 可能会出现一过性的血容量减少, 导致血流动力血不稳。当平均动脉压<60 mm Hg时, 可给与血管活性药, 当升压药控制不满意, 应适时停止RAP, 维持血流动力学稳定。围术期有效的给予患者必要的保护血液的方法是减少RAP术中可能带来的血流动力学的波动, 如术前给予促红细胞生成素和铁剂等。

2.2.5 CPB患者余机血回输:

CPB停机后及时的经主动脉向患者回输氧合器余血, 机器余血最好是通过离心血细胞回收机处理后输入, 能降低炎性细胞因子的浓度;同时能维持患者的血容量稳定和减少异体输血量, 是多模式血液保护方法之一。机器余血输入能减少鱼精蛋白拮抗肝素时因鱼精蛋白引起的低血压, 使患者血流动力学稳定。CPB患者余机血回输任然需鱼精蛋白 (5 mg/100 m L) 中和。自体血中提取富血小板血浆术 (platelet plasmapheresis, PP) PP技术的提出是基于CPB是心脏直视手术后PLT功能异常和数量减少的主要原因[29]。CPB转机前应用Cell Saver 5型血细胞回收机, 经右经内静脉抽取血液, 以60 m L/min的效率分离采集, 依此可以采集到贫血小板 (PLT) 血浆、富血小板 (PLT) 血浆和血细胞[30]。研究报道术前分离PLT数量占全身PLT总量的20%~30%才有明显的临床作用[31,32]。这个操作在肝素化之前完成, 所菜富PLT血浆有枸橼酸钠葡萄糖溶液抗凝, 比率为9∶1[30]。但是整个PP过程一定维持血流动力血稳定, 分离过程中缺失的血容量用相等容量的6%羟乙基淀粉补充。

2.2.6 CPB患者手术方法的改进:

20世纪70年代左右在无血心脏手术方面都有出色的表现。但是在国内很多医院还是任然以手术切口为胸骨正中切口, 创面大、渗血多。有研究报道[33]采用小切口电视胸腔镜辅助体外循环下进行二尖瓣置换可使63%的患者术后不输血, 因此手术的方式、术者操作的娴熟程度、责任心、对血液保护知识的掌握, 将可能影响患者术中失血量。并且在2011年《心脏手术血液保护指南》中, 已经明确把微创心脏手术作为多模式血液保护的方法之一。外科医师术中每一步操作, 都应仔细轻柔和麻醉医师、灌注师充分的沟通, 减少术中不必要的延误和意外性出血。改良的CPB灌注术微创体外循环 (minimal cardiopulmonary bypass, MCPB) , MCPB主要由离心泵和氧合器组成, 连接MCPB管道较短, 无静脉回流室, MCPB管道多数有生物涂层, 并在MCPB中配以静脉排气装置和/或动脉微栓滤器, MCPB患者术野血液不直接吸引至循环[34]减少血液的污染。这些特点比其传统CPB具有更好的生物相容性, 接近于生理状态, 能在最大程度的减轻全身炎性反应, 保护血液的有行成分和无形成分, 并减少输血, 从而保护重要器官和组织功能。MCPB是体外循环心脏手术中多模式血液保护的方法之一, 比传统的CPB术比较更能减少血液稀释带来的凝血功能障碍、组织的缺血缺氧。但是MCPB装置中没有像传统的CPB术那样配有静脉回流室, 没有去泡过程, 在MCPB中可能增加气体栓塞[35];同时闭合的MCPB系统没有像传统的CPB术那样配有静脉回流室, 增加了灌注医师判断和调节血管内容量的难度。CPB下心脏手术中常规应用改良超滤可以减少成人和小儿CPB心脏手术失血和输血[3]。

3 输血指征掌握

给CPB患者有效的节约用血, 需要麻醉医师、术者、灌注师对患者术前情况、手术方式等结合共同评估患者的输血指针。CPB转机中, 适当的血液稀释对血液中的有形成分有保护作用, 但是HB<60 g/L时则需要输血以挽救生命。CPB患者是否需要输血, 输多少、输什么?需针对不同的患者给予不同的处理, 中度低温CPB下, 当HB≤60 g/L时需输用红细胞, 但对于存在脑缺血风险的患者, 输血指征可适当提高;多数患者HB<70 g/L需要输血。整个手术中应根据血气变化、血常规、心电图、年龄、体表面积、心功能及重要脏器的储备功能, 来综合评估是否血要输血, 输哪一种血制品。怎样保证重要脏器的血供、氧供是我们管理患者的核心任务。

4 麻醉管理

在整个手术的麻醉管理中, 首先针对每一个患者有不同的麻醉方案;在手术的不同时期应给与不同处理措施如 (术前给予扩容、止血药的使用) 。整个手术中一定的麻醉深度, 可以减少手术等刺激引起的血压增高、切口的渗血。郑等[36]研究报道在围术期联合使用急性非等容血液稀释和控制性降压在血液保护中节约用血是安全、可行的, 同时效果明显。

5 术后

CPB患者术后及时诊断凝血功能异常, 减少术后失血;掌握二次开胸腔指征, 避免因拖延导致出血;严格掌握输血指征;药物治疗贫血;术后给予有效的止血药, 引流袋血液太多, 应分析原因;术中有效止血, 减少二次手术, 术后引流袋血液可以用CS处理后回输给患者, 但是避免血液的污染。

6 结语

围术期对高危CPB患者使用多模式血液保护策略, 做好每一个细节, 联合应用各种技术保护和保存好血液, 减少血液丢失和血液有形成分的破坏。在必须输血的患者给予成分自体输血, 从而达到节约用血和减少输血风险。将来的血液保护研究方向主要有:深化各种血液保护策略的研究, 创造出更多更新的技术;针对不同的患者, 围术期采用多模式的血液保护方法, 有效的保护和节约血液;开展前瞻性、随机对照研究相关的安全阈值, 如血液稀释时对于不同患者的HCT及HB安全稀释阈值等。

多循环教学模式论文 篇2

摘 要：由于循环流化床锅炉燃烧系统具有参数分布广、非线性、时变和大滞后等控制难题，因此分析了该系统的结构与工艺特点。运用多智能体建模方法，将系统进行机理分析分解为若干个子系统，并找出子系统输入输出变量之间的关系，建立被控对象的子系统的数学模型。采用多智能体预估和控制方法，给出循环流化床锅炉燃烧系统的多智能体预估控制算法。仿真结果表明采用该建模和控制方法，能够取得满意的控制效果。

关键词：循环流化床锅炉；多智能体；预估；控制

中图分类号：TP13；TP273

近年来，我国北方雾霾越来越严重，究其原因，我国的能源结果以煤炭为主，火电装机总量高达8.81亿千瓦，因此我国大力发展清洁燃烧技术。循环流化床锅炉以其燃烧效率高、污染少、燃料范围广的优势，在近年来得到大规模的应用。在控制过程中，床层溫度是一个直接影响锅炉能否经济安全运行的重要指标。但是由于循环流化床锅炉燃烧过程中伴随着强烈的热交换和化学反应，而且煤炭燃烧具有大的热惯性，通过给煤量调节床层温度滞后较大，这些情况大大增加了循环流化床锅炉建模的复杂性，因此采用普通的控制手段，很难有良好的效果。

循环流化床锅炉燃烧过程存在着复杂的流体动力学特性和传热传质特性，难以得到被控对象的精确模型，目前大部分的控制系统数学模型是依靠原始数据辨识或者依赖技术人员经验积累来实现的。文献[1]在总结研究循环流化床锅炉的动态特性后，建立了循环流化床锅炉的自整定智能控制器并成功应用于国产75t/h循环流化床锅炉床层温度的控制。文献[2]针对循环流化床锅炉汽温被控对象的高阶特性，将Smith预估器应用到大滞后系统中，设计出一种结合系统数学模型，参考内膜原理的自适应解耦控制系统。然而，循环流化床锅炉燃烧系统存在着大惯性、强耦合以及调节给煤量的大滞后特性，致使被控对象难以控制；Smith预估器对于大滞后系统来说要求得到系统被控对象的精确数学模型，否则一旦模型误差发生大的变化，系统可能进入不稳定状态。

近年来，多Agent系统MAS（Multi-agent System）已成为一个热门的研究方向。Agent模型最初是作为一种分布式智能计算模型被提出来的。二十世纪八十年代Bratman[4]提出了Agent的基本模型，模型包含三个基本的要素：信念（Belief）、期望（Desire）和意图（Intention），各自表示其Agent所具有的认知、能力以及要实现的意图，各个Agent的独立行为动作，都是基于三个基本要素，通过与外界以及和其他Agent之间的交互来完成的。

对于现实中复杂的、大规模的系统有必要采用多Agent系统，多Agent不但具有求解自身内部的参数，而且还可以通过相互合作，来解决系统整体复杂的问题。它们具有如下特点：

（1）各个Agent具备处理自身信息和解决自身问题的能力；

（2）各个Agent独自存储并且处理自身的数据；

（3）各个Agent之间是异步通信和并行计算的。

MSA系统由多个Agent组成，它们通过相互之间以及与环境之间通讯、协作来共同完成复杂的任务，和传统建模方法和控制方式比起来，具有更灵活的适用性、更高的效率、分布式的感知与作用、内在的并行性[5]、改良的系统性能、容错控制、鲁棒性。因此多Agent系统近年来得到学者们深入的研究，并且在医学、航天和交通控制等领域也得到广泛的应用。

本文在分析循环流化床锅炉燃烧过程系统内部结构和工艺特点的基础上，采用一种多智能体模型描述不确定、大滞后、强耦合的循环流化床锅炉燃烧过程的运动特性，将复杂的系统分解为多个子系统模型。子系统数学模型比整体系统模型更易求得而且可以大大降低输出对输入的时延，采用一种多智能体预估控制算法，以期提高控制效果的满意程度[6]。

1 循环流化床锅炉燃烧系统结构分析与多智能体建模

循环流化床锅炉燃烧系统结构复杂，本文采用多智能体建模方法，通过利用Agent的局部连接规则、机理方程和局部细节模型，建立该复杂系统的一种多智能体模型。

循环流化床锅炉按结构分，由炉体、给煤系统、一次风系统、二次风系统、分离器、回料器、尾部烟道等组成。通常锅炉本体分为密相区和稀相区两部分。

循环流化床锅炉燃烧过程可以看成是由相互关联的四个部分组成，即密相区、稀相区、分离器和回料器，假设每一部分中包含有一个Agent模块，这些Agent模块分别为Agent1、Agent2、Agent3、Agent4。它们能够长期获取数据，发现规则并且建立周期性的模型。分别对这四个部分进行分析，列出动态物料平衡和动态能量平衡方程，用大量实例数据训练Agent模块，建立子系统智能体模型。

根据某型循环流化床锅炉的运行状况，提出了如下简化假设：

（1）不考虑石灰石的加入及其化学反应；

（2）各部分均为均质对象，即温度和密度均匀分布；

（3）锅炉与外界完全绝热，密封良好；

（4）分离器内没有换热装置，且不发生燃烧反应。

1.1 建立密相区Agent模型

密相区是锅炉本体的下半部分，燃烧的颗粒浓度较高。密相区具有复杂的多输入多输出结构，建立以煤、一次风、回料器、稀相区对密相区的沉降为输入，以排渣、密相区对稀相区的扬析为输出的动态平衡方程。

密相区床料质量平衡方程为：

式中，MA1为密相区质量，Fc为给煤量，FA1，A2为稀相区对密相区的扬析量，Fd为排渣量， 为单位时间内密相区内煤炭燃烧量，FA4，A1为回料器返料量，FA2，A1为稀相区对密相区的扬析量。相对于给煤量Fc和燃烧量 ，其他各分量对密相区质量的影响较小，可以忽略不计。

密相区燃烧热量平衡方程为：

QF1为单位时间一次风带入的热量，可表示为：

QF1=Vg1Sg1CgTA1 （5）

其中，Vg1为一次侧风速，Sg1为一次侧风入口截面积，Cg为空气比热容。

Qc为单位时间给煤带入的热量；

Qc=FcCgTA1 （6）

QA4，A1为单位时间返料带入的热量。

QA2，A1为单位时间稀相区对密相区沉降物料的热量；QA1，A2为单位时间密相区对稀相区扬析的热量。

QA2，A1=FA2，A1CgTA1=α1MA1CcTA1 （7）

QA1，A2=FA1，A2CgTA1=（1-α1）MA1CcTA1 （8）

其中，α1为沉降分离效率修正因子，一般取0.05。

Qd为单位时间排渣排出的热量；

Qd=FdCcTA1 （9）

為单位时间密相区煤燃烧产生的热量；

（10）

其中，Hc为煤炭的热值，Carvalho[11]给出了燃烧速率 的关联式。

（11）

式中，k1为燃烧速率系数；dc1为密相区煤炭颗粒直径；ρo2为密相区氧气浓度，ρc1为密相区煤炭颗粒浓度。

为单位时间密相区辐射输出的热能。

（12）

其中，β1为传热系数；S1为受热面；Tw为受热面温度。

将式（3）-（12）带入到热量平衡方程式（2）中，可得：

假设计算机采样周期为ΔH（ΔH足够小）时，式（12）可近似为：

其中，d0为密相区输出对一次风的滞后时间。从上式可以看出，在实际控制过程中，一般通过调节一次风速Vg1及密相区颗粒浓度ρc1来调节温度的。

整理得：

（15）

式中，Z12（k）为密相区的系统输出温度TA1，Z11（k-d0）为一次侧输入风速Vg1，Z10（k）为煤炭颗粒浓度ρc1，v1是扰动。

（16）

其中，a、b是与密相区质量MA1有关的参数，c、d与煤炭颗粒的直径和氧气浓度有关。可以用最小二乘法来辨识式（15）中的参数。

令：

Y=[Z12（k+1）Z12（k+2）…Z12（k+n）]T

（17）

其中，Y=AUT，即可通过A=Y（UT）′辨识出系统参数，由于密相区质量MA1会缓慢变化，所以式（16）中的模型参数会变化，所以在线用最小二乘法辨识这些参数，最终得到密相区的Agent模型。

1.2 稀相区Agent模型

同样地把稀相区Agent看成系统整体中的其中一个Agent2，稀相区有三个输入和二个输出，建立其动态能量平衡方程。

稀相区床料质量平衡：

（18）

式中，MA2为稀相区质量；FA3，A2为分离器对稀相区的沉降速率；FA2，A3为稀相区对分离器的扬析速率； 为单位时间内稀相区内煤炭燃烧量。

稀相区动态能量平衡方程为：

（19）

式中， （20）

其中，QA2为稀相区能量，TA2为稀相区温度。

QF2为单位时间二次风带入的热量；

QF2=Vg2Sg2CgTA2 （21）

其中，Vg2为二次侧风速，Sg2为二次侧风入口截面积。

QA3，A2为单位时间分离器对稀相区沉降物料的热量，QA2，A3为单位时间稀相区对分离器扬析物料的热量；

QA3，A2=FA3，A2CcTA2=α2MA2CcTA2 （22）

QA2，A3=FA2，A3CcTA1=（1-α2）MA2CcTA2 （23）

其中，α2为沉降分离效率修正因子。

为单位时间稀相区煤炭燃烧产生的热量；

（24）

其中，单位时间内稀相区内煤炭燃烧量 可由式（24）确定。

（25）

式中，k2为燃烧速率系数；dc2为稀相区煤炭颗粒直径；ρc2为稀相区煤炭颗粒浓度。

为单位时间稀相区辐射输出的热能。

（26）

其中，β2为传热系数；S2为受热面。

由上述公式联立可得：

（27）

同理，可得稀相区运动方程：

（28）

式中，Z23（k+1）为稀相区系统的输出温度TA2，Z20（k-d1）为二次侧输入风速Vg2，Z12（k）为稀相区的煤炭颗粒浓度ρc2，v2为扰动，d1为滞后时间。

（29）

同样地，用最小二乘法可辨识得到稀相区Agent模型。

相应地建立分离器（Agent3）和回料器（Agent4）的动态能量平衡方程。

（30）

式中，QM为废气带走的热量。

QM=（Vg1Sg1+Vg2Sg2）CgTA3 （31）

同理，将式（27）整理得：

（32）

这样通过辨识可得到分离器Agent数学模型。回料器一般采用高温发料，运行稳定时，可认为回料器中能量基本保持不变。

即： （33）

2 多智能体预估控制算法实现

由于循环流化床锅炉结构复杂，传统控制思想存在着控制效率低下，抗干扰能力不足，难以克服系统中的大滞后和强耦合等问题。多智能体预估控制是将模型信息与检测信号分散化，采用模型误差反馈校正，滚动优化控制参数，能够控制复杂的被控对象[7-9]。

表示子单元ΣA1的智能体预估器， 表示子单元ΣA2的智能体预估器。各个子单元智能体预估器之间的通信依靠系统的物理结构进行，我们假设在子单元上设计的预估算法可以得到整体系统运行状况。

假设子单元ΣA1的控制输入相对于控制输出的滞后是D12，子单元ΣA2的控制输入相对于控制输出的滞后是D23。因此可以得出预算法：

式中： 、 分别是Z12、Z23的预估值。

假设Zij的期望值是 ，并且系统输入输出的期望与预估值之间存在某种关系，即：

其中：p为可调参数，且-1

根据上式可得：

同理可得：

其中：p1、p2为设计参数。

结合预估算法得到多智能体控制算法：

其中：a1、a2、a3、b1、b2、b3为系统辨识参数；p1、p2为设计参数。

3 仿真分析

循环流化床锅炉燃烧系统模型的数据来源于某锅炉厂220t/h循环流化床锅炉，采集其2011年度运行数据，辨识出各个子系统Agent模型及其之间的关联关系，然后设计多智能体预估控制算法，采用子系统数学模型和实际系统的输出误差进行反馈校正，滚动优化控制参数，来实现对被控对象的控制。并且具有较好的控制效果。

用MATLAB进行仿真，并和常规PID控制进行对比，仿真结果如图4和图5所示。图4为正常情况下的多智能体预估控制和常规PID控制的效果图，图5为在引入扰动后的控制效果图。可以看出，多智能体预估控制可以降低大的超调并且在要求范围内使系统更快的达到稳定。经对比可以说明该方法设计的系统具有良好的稳定性以及抗干扰能力。

4 结束语

本文采用多智能体建模方法，并对循环流化床锅炉进行机理分析，把原本复杂的系统分散成若干个小系统模型，并给出传递控制参数的多智能体模型，建立相应的智能体预估器。利用多智能体预估控制算法，可以使系统受到扰动后更快的稳定下来，具有较强的鲁棒性。多智能体预估控制方法是把复杂的系统结构离散化，预估仅仅根据模块信息，然后控制局部，当子单元出现故障，可以依赖预估信息进行处理，降低系统的停车率。随着对多智能体系统的深入研究，其得到越来越多的专家学者的认可，目前已在智能交通、航天航空等领域得到广泛应用。

参考文献：

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作者简介：吉晓青（1987.09-），女，河北任县人，硕士研究生，研究方向：检测技术。

多循环教学模式论文 篇3

相关文件要求,建设循环经济示范城市(县),各地要按照推进生态文明建设的战略部署,以提高资源产出效率为目标,根据自身资源禀赋、环境承载力、产业结构和区域特点,实施大循环战略,把循环经济理念融入工业、农业和服务业发展以及城市基础设施建设,在生产、流通、消费各环节推行循环型生产方式和绿色生活方式,构建覆盖全社会的资源循环利用体系,普及绿色循环文化,通过循环发展带动绿色发展和低碳发展, 加快构建循环型社会,提高城市(县)资源节约效益、环境友好水平和新型城镇化质量。

经济“新常态”助力循环经济

北京市海淀区和丰台区作为我国发展循环经济较早的试点区,在发展循环经济中,取得不少成绩和经验。 据丰台区副区长张婕介绍说,中关村丰台园作为丰台区的重点功能区,是中关村国家自主创新示范区最早的3 个园区之一。 园区以发展经济为主线,打造生态低碳环境,构造可持续增长的新城市空间结构, 并积极打造中国高铁创新中心、智能控制创新集群、 国防知识产权投资交易中心、国家应急救援示范基地、智慧园区和生态园区。

在2015 年9 月24 日召开的 “2015 中国循环经济十年峰会”上,国家污染物总量控制关键技术研究组组长、世界绿色设计组织技术标准委员会主席夏青表示,当前我国经济已进入转型发展的关键期,在经济“新常态”下,循环经济将迎来极好的发展时机。 夏青说:“绿色循环经济可以实现污染源头治理,废弃物高效利用,在消除污染物的同时创造出有市场价值的再生产力。 循环经济以其绿色经济理念和可持续发展的能力将成为今后经济发展的又一亮点。 ”

根据公开资料显示,“十二五”前4 年单位国内生产总值的能耗下降了13.4%,单位国内生产总值二氧化碳排放累计下降16%左右,单位工业增加值的用水量降低了24%, 资源产出率提高了10%左右,秸秆综合利用率达到80%。 2014 年资源回收和循环利用量近2.5 亿吨, 节约能源近2 亿吨标煤,减少二氧化硫排放2.7 亿吨。

绿色设计统领循环经济完整体系

如何构建一个完整体系呢?就这一问题,国务院参事、中国科学院可持续发展战略研究组组长牛文元告诉中国经济导报记者,“要从绿色设计、绿色投资、绿色材料、绿色技术、绿色文明5 个方面构建循环经济的完整体系。 ”其中,绿色设计作为重要的一个环节,牛文元强调,“绿色设计讲究的不是设计技巧,而是一种理念,是一种观念整体带领整个生产领域变化的时候产生的,所以没有绿色设计的思想和概念想搞循环经济肯定做不起来。 ”建立起完整的循环经济体系后,如何发展循环经济则是目前我国面临的又一个问题。

环保部宣传教育中心主任贾峰在接受中国经济导报记者采访时表示,“发展循环经济不仅需要政府引导和企业参与,更需要公众支持,同时也要做到公开和透明。 ”

全国工商联环境商会秘书长骆建华在回答关于 “怎么做” 这一问题时建议建立国家环保基金。“现在企业治理污染很难,比如钢铁产业全面亏损,国家可成立国家环保基金支持企业减排,使得企业不单纯依赖银行贷款。 ”骆建华表示,“央行一些专家提出来要建立国家生态银行,英国成立了绿色的银行,主要是给这些企业治理污染提供绿色贷款。 ”“在税收方面,近些年脱硫脱硝搞得热火朝天,很关键的因素是把电厂治污成本计入电价,由此这部分治理污染的费用由消费者承担,电厂治理污染的积极性就很高。 而像钢铁、水泥、建材这些行业是由市场定价,没有办法把成本加到价格里,怎么办?我们对这些行业能不能减税?” 骆建华认为,“对此可以通过减税来定价,同时还要征收环境税,对做得好的企业在环境税上给予优惠。 ”此外,在价格政策、城市基础配套设施方面以及第三方治理方面,未来都应该进一步完善。

循环经济发展要强调让公众受益

如今循环经济是经济发展的新引擎,在发展的过程中我们要特别强调,无论是社会经济总体的发展还是今天所说的循环经济的发展,都应该强调发展的过程会让公众受益。 ”贾峰指出。

贾峰告诉中国经济导报记者,比如在教科书或者媒体宣传中,谈及垃圾焚烧发电,总是和噪声大、二次污染联系到一起。 而这样的认知是源于早期垃圾焚烧发电厂的技术条件所限,存在于早期垃圾焚烧发电厂中,而在如今我们到一些较新、规模较大的垃圾焚烧发电厂去参观,所见是完全不同的。 目前,我国有很多的垃圾焚烧发电厂的污染物控制的实践已经走在世界的前列,同时垃圾资源化的效率也走在了世界前列,在这方面,公众或者媒体缺乏相关的知识储备。

多循环教学模式论文 篇4

2004年5月, FCC发布了关于电视频段再利用的提案, 计划开放电视频段给非授权用户使用。802.22工作组的目标是:以认知无线电技术为基础, 在不损害已有电视设备服务的前提下, 使用电视频带为非授权用户提供廉价的无线接入服务。本文重点讨论一种基于多周期循环检测算法的802.22无线区域网系统授权用户频带特征感知方案。利用多周期循环检测算法进行授权用户特征感知, 涉及几种主要参数, 如何选择参数使检测性能达最优, 是这篇文章探讨的重要问题。文章首先介绍了多周期循环检测的基本原理和实现算法, 然后分析了工作在802.22WRAN系统频段上的两类授权用户信号特点, 利用多周期循环检测算法对其特征感知, 最后通过大量仿真分析, 就其中几种主要参数进行讨论分析, 得出最终结论。

1 多周期循环检测器

多周期循环检测是在静态循环特征检测基础之上提出的, 它基于估计含噪声的周期信号的时变协方差函数, 多周期内同时检测幅值。实际上就是在所有周期频率或者一组周期频率上估计单周幅值的检测器。在未知授权用户发送参数时它不需要逐个频率的检测, 可以同时检测整个循环频率集。

1.1基本原理

目前频谱感知可归纳为发射机检测, 合作检测和基于干扰温度的检测。发射机检测的基本信道模型, 可归为假设检验[1]:

$x(t)=\{\begin{array}{l}{\rm H}{}_0:n(t)\\ {\rm H}{}_1:h\cdot s(t)+n(t)\end{array}$

, (1)

式中, h为信道增益, s (t) 为授权用户发送信号, n (t) 为加性高斯白噪声 (AWGN) 。H0为未被占用的假设, 表明目前在这一确定频段上没有授权用户;H1为被占用的假设, 表明目前存在授权用户。

假定x (t) 为零均值随机过程。只有当x (t) 为时间周期函数时才是周期平稳的。2阶周期平稳过程定义[3]:

Cxx (t, τ) =E (x (t) x (t+τ) ) =Cxx (t+T, τ) , (2)

参数T是循环周期。 Cxx (t, τ) 的自相关函数可以写成傅里叶序列形式如下:

$C{}_{xx}(t,\tau )=C{}_{xx}(\tau )+{\displaystyle \sum _{\alpha \in \phi }C}{}_{xx}(\alpha ,\tau )\text{e}{}^{i2\text{π}\alpha t}$。 (3)

定义:

$\overline{C}{}_{xx}(t,\tau )=C{}_{xx}(t,\tau )-C{}_{xx}(\tau )$, (4)

式 (1) 就可写成:

$\{\begin{array}{l}{\rm H}{}_0:\overline{C}{}_{xx}(t,\tau )=0\\ {\rm H}{}_1:\overline{C}{}_{xx}(t,\tau )\ne 0\end{array}$

。 (5)

设x (n) 是x (t) 的采样, 式 (2) 可写成:

$\begin{array}{l}\widehat{C}{}_{xx}^{(S)}(n,\tau )=\frac{1}{S}{\displaystyle \sum _{s=0}^{S-1}x}(n+s\cdot {\rm N})\cdot \\ x(n+s\cdot {\rm N}+\tau )n\in [0,{\rm N}-1]‚(6)\end{array}$

式中, N为任意周期长度, (S·N+τ) 为整个数据段长度。当循环周期长度为N或者N的整数分之一时, $\widehat{C}{}_{xx}^{(S)}(n,\tau )$是循环平稳信号Cxx (n, τ) 的最优估计。在式 (3) 中, 循环频率集φ的限定条件:$\phi =\frac{1}{{\rm N}}\le {\rm T}{}_e\cdot \alpha <1$, 其中$\alpha =\frac{k}{{\rm N}{\rm T}{}_e}$;k∈Ν+。

在式 (5) 的假设检验前提下, xx (t, τ) 无法精确得到, 但$\widehat{{\displaystyle \overline{C}}}{}_{xx}^{(S)}(n,\tau )$可从$\widehat{C}{}_{xx}^{(S)}(n,\tau )$减去其均值得到。因为即使x (n) 只含噪声, $\widehat{{\displaystyle \overline{C}}}{}_{xx}^{(S)}(n,\tau )$也无法完全接近于0, 改写式 (6) 为$\widehat{{\displaystyle \overline{C}}}{}_{xx}^{(S)}(n,\tau )=\overline{C}{}_{xx}(n,\tau )+\epsilon {}_{xx}^{(S)}(n,\tau )$, 其中, ε${}_{xx}^{(S)}$ (n, τ) 是估计误差, 当S→∞时, 其值为0;xx (n, τ) 是$\widehat{{\displaystyle \overline{C}}}{}_{xx}^{(S)}(n,\tau )$的渐近值, 那么最佳的假设检验可写成

$\{\begin{array}{l}{\rm H}{}_0:\widehat{{\displaystyle \overline{C}}}{}_{xx}^{(S)}(n,\tau )=\epsilon {}_{xx}^{(S)}(n,\tau )\\ {\rm H}{}_1:\widehat{{\displaystyle \overline{C}}}{}_{xx}^{(S)}(n,\tau )=\overline{C}{}_{xx}(n,\tau )+\epsilon {}_{xx}^{(S)}(n,\tau )\end{array}$

, (7)

其可视为一种未知均值的多变量正态随机过程的检测。

1.2实现算法及步骤

① 给定延时τ, 固定时间集合:0, Te, …, (q-1) Te;其中q≤N, 由计算式 (6) 得到行向量:

$\widehat{{\displaystyle C}}{}_{xx}^{(S)}\triangleq [\widehat{{\displaystyle C}}{}_{xx}^{(S)}(0,\tau ),\cdots \widehat{{\displaystyle C}}{}_{xx}^{(S)}(q-1,\tau )]$;

$②\widehat{{\displaystyle C}}{}_{xx}^{(S)}$减去$\widehat{{\displaystyle C}}{}_{xx}^{(S)}$的均值得到行向量$\widehat{{\displaystyle \overline{C}}}{}_{xx}^{(S)}$, 即$\widehat{{\displaystyle \overline{C}}}{}_{xx}^{(S)}=\widehat{C}{}_{xx}^{(S)}-mean(\widehat{C}{}_{xx}^{(S)});$

③ 由$\text{C}\text{Ο}\text{V}\{\widehat{C}{}_{xx}^{(S)}(n,\tau ),\widehat{C}{}_{xx}^{(S)}(m,\nu )\}=\frac{1}{S}\text{C}\text{Ο}\text{V}\{{\rm Z}{}^{n,\tau }(s),{\rm Z}{}^{m,\nu }(s)\}=\frac{1}{S{}^2}{\displaystyle \sum _{s=0}^{S-1}{\rm Z}}{}^{n,\tau }(s)\cdot {\rm Z}{}^{m,r}(s)$, 其中, Zn, τ (s) =x (n+sN) x (n+sN+τ) 和Zm, γ (s) =x (m+sN) x (m+sN+γ) 得到协方差矩阵$\widehat{\Sigma }$;

④ 计算检测值$l=S\cdot \widehat{{\displaystyle \overline{C}}}xx{}^{(S)}\cdot \widehat{{\displaystyle \Sigma }}{}^{-1}\cdot \widehat{{\displaystyle \overline{C}}}{}_{xx}^{(S{)}^{\prime }}$;

⑤ 按自由度q及给定的虚警概率Pfa, 查χ${}_q^2$分布概率表, 找到对应的χ${}_q^2$值也就是阈值Γ, 即

Pfa=Pr{χ${}_q^2$≥Γ}。 (8)

⑥ 若l≥Γ, 则表明x (n) 具有循环平稳特性。否则, x (n) 在循环频率集φ内不具有循环平稳特性。

具体实现如图1所示。

2仿真与分析

在WRAN系统中, IEEE802.22工作组已明确把用于电视广播的频段分配给认知无线电用户。这一频段内主要有两类授权用户, 一种是基于AM调制的无线麦克风用户, 一种是电视用户[4]。

2.1授权用户信号特点分析

AM无线麦克风发送信号的时域表达式:

Sm (t) =s (t) m (t) , (9)

式中, s (t) =A1cos (2πfct) , m (t) =A2cos (2πf0t) 。A1、A2是信号幅度, fc为载波频率, f0为调制信号频率。仿真中A1=25, A2=20。载波频率为300 kHz, 调制信号为频率100 kHz的余弦信号。

DVB-T发送信号的时域表达式[7]:

S (t) =Re$\left\{\text{e}{}^{\text{j}2\text{π}f{}_{c}t}{\displaystyle \sum _{m=0}^{\infty }}{\displaystyle \sum _{l=0}^{67}}{\displaystyle \sum _{k={\rm K}{}_{\min }}^{{\rm K}{}_{\max }}}c{}_{m,l,k}\phi {}_{m,l,k}(t)\right\}$。 (10)

在一个符号持续时间[0, Ts]内, DVB-T发送信号可写成:

s (t) =Re$\left\{\text{e}{}^{\text{j}2\text{π}f{}_{c}t}{\displaystyle \sum _{k={\rm K}{}_{\min }}^{{\rm K}{}_{\max }}c}{}_{0,0,k}\text{e}{}^{\text{j}2\text{π}{\text{k}}^{\prime }(t-\text{Δ})/{\rm T}{}_u}\right\}$,

其中, k′= k- (Kmax+Kmin) /2。 (11)

式中, k′为中心频率载波号;k为载波号;Kmax、Kmin分别为最大和最小载波号;fc为射频信号中心频率;c0, 0, k为第0个OFDM帧内第0个OFDM符号第k个载波上的调制信号;cm, l, k为第m个OFDM帧内第l个OFDM符号第k个载波上的调制信号 (调制方式为4QAM) 。

仿真中选取8 MHz电视频带在2K模式下工作[6], 基本周期T为7/64 μs, 有效数据持续时间Tu为224 μs, 信道带宽为7.61 MHz, 保护间隔类型 (Δ/Tu) 为1/4, 保护间隔持续时间为56 μs, 符号持续时间 (Ts=Δ+Tu) 为280 μs。一个OFDM符号由1 705个子载波组成, 68个OFDM符号组成一个OFDM帧, 4个OFDM帧组成1个超帧。实际中OFDM是以帧为单位发送的。

2.2对无线麦克风信号检测的参数分析

针对式 (9) 的AM无线麦克风信号进行多周期循环检测。若取采样点数q等于最大循环周期长度Nmax, 循环周期数S取80, 循环周期长度N取2 048。当延时τ取204时, 虚警概率分别取0.1, 0.05, 0.01进行比较。当Pfa取0.05时, 延时τ分别取204, 512, 1 024进行比较。延时τ, 虚警概率Pfa对检测性能的影响如图2所示。

门限值的选取直接影响检测结果和性能, 由式 (8) 可知, 该算法的门限值是由虚警概率决定的。从曲线 (1) 、曲线 (2) 、曲线 (5) 可以看出, 在一定的SNR条件下, 虚警概率较大时, 门限值较小, 检测概率较高;从曲线 (2) 、曲线 (3) 、曲线 (4) 线可以看出, 当虚警概率为0.05时, 若要达到0.75的检测概率, 延时1 024所需SNR应高于20 dB, 延时512所需SNR应高于16 dB, 而延时204所需SNR应高于12 dB。随着延时的减小, 检测性能有了很大的提高。所以延时τ越小, 检测概率越高。当延时较小, 虚警概率较大时, 检测性能最佳。

2.3对DVB-T信号检测的参数分析

针对式 (11) 的DVB-T信号进行多周期循环检测。当循环周期长度N取一个符号周期长度时, 循环周期数S就是符号数。由于OFDM具有保护间隔, 循环周期时间为每个OFDM符号持续时间280 μs, 即采样后最大循环周期长度Nmax取每个OFDM数据符号长度81 921。若延时τ取204, Pfa取0.05, 当取采样点数q等于Nmax时, 符号数S分别取20、30和40进行比较。当OFDM符号数S取30, 循环周期长度N分别取81 921, 20 480 (Nmax, Nmax/4) 进行比较。当OFDM符号数S取40, 循环周期长度N取81 921, 采样点数q分别取8 192, 81 921 (Nmax/10, Nmax) 进行比较。符号数S, 循环周期长度N, 采样点数q对检测性能的影响如图3所示。

从图3中曲线 (1) 、曲线 (3) 、曲线 (5) 可以看出, 在检测含噪声的OFDM信号时, OFDM符号数S 越多, 检测概率越高;从曲线 (2) 、 曲线 (3) 可以看出, 循环周期长度N越长, 检测性能越好;从曲线 (4) 、 曲线 (5) 可以看出, 对于不同的采样点数q≤N时, 循环周期内采样点数q越多, 循环频率集越大, 检测概率越高。在规定的SNR下, OFDM符号数S取40, 循环周期长度N取一个OFDM数据符号长度, q等于Nmax时, 符号周期内的采样点数最多, 检测性能达到最佳。在实际系统中受到信道感知时间2 s的限制[5], 若一个OFDM符号持续时间为280 μs, 那么需要检测7 142个符号, 即大约105个电视信号数据帧。

3结束语

本文主要研究一种基于估计接收信号的时变协方差函数的多周期循环检测算法, 使非授权用户可以感知授权用户的存在, 同时有机会检测空频带, 在其工作间隙使用授权网络, 提高频谱利用率。利用认知频带授权用户信号时域和频域的特点, 进行多周期循环检测, 仿真分析多个参数对感知性能的影响。结果表明增加循环周期数或循环周期长度, 降低系统延时, 增加采样数目, 都可以很好提高检测概率, 识别授权用户信号类型。该算法可作为认知无线电在静默期的快速感知阶段之后, 802.22认知用户在带内信道的精细感知算法。

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多循环教学模式论文 篇5

笔者曾给工厂设计了一套多温区循环加热系统, 系统涉及一种用于多温区料筒的电磁感应加热装置, 具体地说是用于小型料筒的电磁加热装置, 其包括感应加热电源、料筒及位于料筒上的隔热层。所述料筒对应于设置隔热层的周面, 设有若干电磁感应加热线圈, 所述电磁感应加热线圈的两端通过连接件与控制器输出端相连;隔热层上对应于设置电磁感应加热线圈的表面均设有温度传感器, 所述温度传感器的输出端通过温度控制仪与控制器的输入端相连;感应加热电源与控制器的电源端相连。本文介绍电磁感应加热多温区循环控制系统的功能和设计。

1问题提出

传统电磁感应加热系统温度控制具有以下缺点: (1) 控制电路器件比较多, 电路复杂, 所以大多体积庞大; (2) 灵活性不够, 硬件一旦设计好了, 其控制策略就无法改变了; (3) 精度低, 温度分布不均匀, 电能损耗较大。

2解决方案

可通过多温区的循环加热控制, 通过不同的输入请求, 去执行相应的循环加热输出, 以提高温度控制精度和加工质量, 增强生产控制的柔性, 达到准确、平稳、快速的目标, 具有安全可靠、性能稳定、操作简便、控温精度高等诸多优点。

经过分析, 多温区循环控制方式按输入条件的要求执行相应的输出, 而这种工作方式特别适合PLC (可编程控制器) 控制。采用PLC的步进控制技术, 大部分控制功能可由软件来完成, 整个系统只需少量的外围电路就可满足控制要求。

3系统功能

3.1电磁感应加热工作原理

电磁加热器是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的装置。电磁控制器将工频交流电整流为直流电, 再将直流电转换成频率为20~40kHz的高频高压电, 高速变化的高频高压电流流过线圈会产生高速变化的交变磁场, 当磁场内的磁力线通过导磁性金属材料时, 会在金属体内产生无数的小涡流, 使金属材料本身自行高速发热, 从而达到加热金属材料料筒内的东西的目的。

3.2电磁感应加热多温区循环控制的功能要求

如表1所示, 4个温区输入X0、X1、X2、X3, 4路感应线圈输出Y0、Y1、Y2、Y3, 感应机启停控制Y5。当有温区检知时, 循环加热以提高系统的控制精度。每个温区加热10s (要求时间可以更改) , 当有温区要切换时, 在断开线圈前1s停止感应机工作、在接通线圈后1s启动感应机工作 (延时时间可通过程序更改) , 以确保感应机工作安全。

4硬件系统

本系统硬件组成如图1所示, 包括PLC、温控表、开关量输入通道、负载驱动电路和电源。

4.1PLC

三菱公司的FX系列PLC普及率高, 通用性好, 参考资料也相当丰富。本系统采用的是三菱公司的FX1N-24MR-001型PLC, 输入点数为14点, 10点继电器输出, 内置8kbEEPROM, 无需电池, 维护方便。

4.2温控表

温控表用来测量各测温点的温度, 系统采用4个型号为REX-C100的温控表。面板尺寸48mm×48mm, PID控制继电器输出, 配用K型屏蔽线M6螺钉螺钉式热电偶WRNT-01/02, 量程0~400℃, 是带上限绝对值报警的智能多功能仪表。

4.3模拟量输入通道

模拟量输入通道是由温控表通过热电偶来检测指定区域的温度, 温控表经A/D转换之后比较当前值和设定值, 当前值等于设定值的时候, 温控表继电器触点输出加热请求信号。

4.4开关量输入通道

系统中输入开关量即为温控表的输出信号, 温控表的继电器输出接入PLC的X0~X3这4个输入端, 当PLC的输入端有输入信号时, PLC根据程序要求进行运算后使输出端作相应动作。

4.5输出接口电路

由于采用继电器输出型PLC, 各输出点允许直接驱动2A的负载, 由PLC输出点Y0~Y5驱动KM1~KM5接触器 (或固态继电器) , 再来驱动相应的负载。

5软件系统

5.1信号输入检测

PLC输入信号通过4路温控器分别输入X0~X3这4个输入端, 通过检测X0~X3的状态知道当前输入请求数量, 当X0~X3这4个输入点均有输入请求时, 辅助继电器M0接通, 当只有3个输入请求时M1接通, 有2个输入请求时M2接通, 只有一个输入请求时M3接通, 无输入请求时M4接通。

5.2启停信号和步进控制程序

如图2所示, X4为系统的启动信号, X6为系统的复位信号, 当按下启动按钮SB2时, X4接通, 状态转移到初始状态S20并将M5置位, 使M5的常闭触点断开, 避免因人为再次按下SB4而导致系统中2个状态同时工作故障, 并将原点指示点Y4点亮, 如果这个时间系统中有一个以上的输入请求则M4的常闭接点是接通的, 状态转移到S21, 将Y0点接通并延时, 然后状态转移到S22, 如果系统有4个输入请求则M0接通, M2、M3、M4均断开, 状态依次转移到S23驱动Y1并延时→状态S24延时→状态S25驱动Y2并延时→状态S26延时→状态S27驱动Y3并延时→状态S28延时→状态S21, 并进行循环。如果在运行中无输入请求则M4接通, 当前状态经过延时后将转移到初始状态S20进行等待;如果只有一个输入请示则M3接通, 程序将在S21和S22之间循环;有2个输入请求时M2接通, 程序在S21和S24之间循环;当有3个输入请求时M1接通, 程序在S21和S26之间循环。当按下复位按钮SB1时, X6接通, 延时T9使Y5断开1s后再将系统复位。

6结语

本系统用PLC技术实现了预定功能, 没有复杂的外围电路, 结构简单可靠, 成本也很低。经过一段时间的运行, 没有出现多温区循环控制系统故障停机现象, 大大提高了热塑性挤出线电磁感应加热机的工作性能, 温度指标良好, 电能损耗降低, 相对提高了社会经济效益。这证实本系统是有效而实用的。

摘要：主要阐述以三菱公司的FX1N-24MR-001为控制核心, 配合温控器的多温区循环控制在热塑性挤出线电磁感应加热系统中的应用情况。

关键词：电磁感应加热,多温区循环控制,PLC,温控表

参考文献

[1]张桂香.电气控制与PLC应用[M].化学工业出版社, 2004

论循环经济的超循环系统发展模式 篇6

我国经济的发展已经到了一个十字路口, 转型成为了当前经济发展热门的话题之一。循环经济是我国实现经济转型的必由之路, 也是一个长远而又复杂的课题。在市场经济条件下, 循环经济的发展模式具有超循环系统的性质和特征, 从超循环系统科学的角度对循环经济的发展模式进行研究分析, 可以消解我国在循环经济实施过程中存在的某些问题和不足, 推进循环经济的发展, 提高循环经济的运行效率, 为实现可持续发展铺平道路。

1 循环经济模式的科学内涵

中国经济经过30年的发展已经成为世界经济中一个举足轻重的力量, 这使得中国经济能否持续发展和怎么样才能持续发展的问题成为一个不但关系中国自身的兴衰, 而且在相当大的程度上影响今后世界经济和政治走向的世界性问题。从我国目前经济社会生活的现象层面上看, 最突出的是两个问题, 即资源短缺和环境恶化的问题。美国经济学家波尔丁 (Boulding) 指出人类对自然资源的消耗率始终高于再生率, 传统经济模式最终会导致自然资源枯竭, 并于1966年提出了“循环经济说”以缓解这个矛盾。

从资源流程和经济增长对资源、环境影响的角度考察, 增长方式存在着两种模式:一种是传统增长模式, 即“资源——产品——废弃物”的单向式直线过程, 这意味着创造的财富越多, 消耗的资源就越多, 产生的废弃物也就越多, 对资源环境的负面影响就越大;另一种是循环经济模式, 即“资源——产品——废弃物——再生资源”的反馈式循环过程, 可以更有效地利用资源和保护环境, 以尽可能小的资源消耗和环境成本, 获得尽可能大的经济效益和社会效益, 从而使经济系统与自然生态系统的物质循环过程相互和谐, 促进资源永续利用。循环经济通过其运行模式 (“自然资源$\stackrel{}{\to }$产品$\stackrel{}{\to }$再生资源”的循环式、相对封闭式和非线性模式) 来实现“低消耗、低排放、低污染”, 它克服了传统经济运行模式 (“资源$\stackrel{}{\to }$产品$\stackrel{}{\to }$污染排放”或“资源$\stackrel{}{\to }$产品$\stackrel{}{\to }$污染排放$\stackrel{}{\to }$末端污染治理”的单向式、开放式和线性式流程模式) 所带来的“高消耗、高排放、高污染”等诸多弊端, 从根源上消解了长期以来一直困扰经济发展与环境保护之间的尖锐冲突和矛盾。

目前比较一致的观点认为:循环经济本质上是一种生态经济, 它要求运用生态学规律而不是机械规律来指导人类社会的经济活动, 它是以生态学理论、系统理论和协调理论为指导的闭合式经济活动圈, 它又是通过经济、技术、资源、市场等优势的最佳组合, 而形成的资源共享、互惠共生、良性循环的经济体系, 它也是社会生产力的三要素:劳动对象、劳动工具和劳动者的组合最优化、效益最大化的经济发展模式。循环经济把地球视为一个大的系统, 以资源高效利用和循环利用为核心, 以“三R”为原则 (即减量化Reduce、再使用Reuse、再循环Recycle) , 以低消耗、低排放、高效率为基本特征, 以生态产业链为发展载体, 以清洁生产为重要手段, 实现物质资源的有效利用和经济与生态的可持续发展;把传统的依赖资源消耗的线形增长经济, 转变为依靠生态型资源循环来发展的经济, 重构经济系统运行模式, 把经济活动对自然环境的影响降低到尽可能小的程度, 使经济发展从数量型的物资增长转变为质量型的服务增长, 实现了经济循环圈与生态循环圈的良性循环和协调发展, 是符合可持续发展原则的经济发展模式。

2 超循环系统理论简介

20世纪70年代, 德国生物物理化学家艾根 (M.Eigen) 提出了超循环理论 (Hypercycle Theory) , 它是自组织理论的重要组成部分, 是关于自组织结合途径的理论, 即关于自组织系统内部结构及其联系和运行方式的理论。艾根认为:“循环”是事物普遍的联系概念, 按进化的层次性, 循环又可分为3种差异性描述机理, 它们是:反应循环、催化循环、超循环, 这3种机理构成了对超循环理论描述。超循环理论的3种差异性机理描述概念为: (1) 反应循环是指多步骤化学反应序列, 是持续不断的反应过程, 是较低级的组织形式。反应循环可以包含催化剂, 但催化剂是外来的, 不是由反应自身产生的; (2) 催化循环是比反应循环高一级的组织形式, 反应至少存在一种能够对反应本身进行催化的中间物或者是相当于中间物的反应网络结构型, 这种反应物是循环中自己产生的, 又对循环本身起作用。显然, 催化循环具有自复制单元或自催化单元; (3) 超循环是比催化循环更高级的组织形式, 是维持两个或多个催化循环的动态系统的循环圈。超循环通过催化功能把自复制单元或自催化单元连接起来的高级循环形式, 是催化循环之上的循环。

超循环是由无数循环通过耦合形成的循环网络系统, 其基本特征就是:不仅能自我再生、自我复制, 而且还能自我选择、自我优化, 从而向更高的有序状态进化。超循环中反应循环是靠系统外部催化剂的催化作用来驱动的循环;催化循环则是靠系统内部自催化和彼此相互催化 (交叉催化) 来驱动的循环。“外部催化剂”是指循环系统外部输入或强加的催化剂, 因为它能够使循环被动的运行和耦合, 所以循环运行效率较低, 并且循环耦合力较弱;“内部催化剂”是循环系统内部自己产生的, 因为它能够使循环自主的运行和耦合, 所以循环运行效率高, 并且循环耦合力强。超循环形成有两个条件: (1) 催化循环不仅是内部自催化的, 它还能产生副产物, 产生对其他催化循环有作用的催化剂。 (2) 通过这些催化剂, 形成了相互催化和循环催化的超循环催化网络系统。超循环通过自催化可以加速同一个循环圈的运行效率, 而交叉催化可以增强不同循环之间的耦合力, 并且能够使系统获得整合功能。“超循环系统理论提供了一套如何充分利用系统演化过程中的物质、能量和信息流以及如何有效展开事物之间相互作用并结合成为更紧密的事物的方法”[1], “以循环的形式利用物质、能量和信息流, 可以获得最大产出比, 是演化组织结合方式最经济的自然选择”[2]。由此, 我们认为超循环理论不仅可以描述自然界系统的进化, 而且还可以指导社会经济系统的发展与运行。

3 循环经济的超循环网络结构及其运作

循环经济基本模式 (自然资源$\stackrel{}{\to }$产品$\stackrel{}{\to }$再生资源) 主要从3个循环圈层进行展开, 并且彼此之间通过“交叉催化”的催化耦合作用, 形成超循环网络结构:

3.1 小循环圈——企业内部的物质循环圈

就是“自然资源$\stackrel{}{\to }$产品$\stackrel{}{\to }$再生资源”循环圈通过整个企业工艺流程展开。在“自催化” (赢利) 的推动下, 企业或企业集团内部自主形成高效运行的基本循环圈, 从而实现企业经济增长与环境保护的双重效益。

企业是社会经济宏观层面上的较小单元, 企业层面的小循环即企业内部的物质循环是构建循环经济的基础, 不仅有利于节约资源, 也有利于改善环境。在企业经济利益的推动下, 一些企业内部循环 (可视为反应循环阶段) 自发形成, 一些企业则在相关法规的约束下形成。物质循环范围越小, 从生态经济效益上看就越合算, 因此, 优先考虑小循环, 再大循环。企业内部物料再生循环主要包括以下几种情形:将流失物料回收后作为原料返用于原工序中;将生产过程中生成的废料经适当处理返回到原生产流程或厂内其它生产过程中。在具体实施上, 积极推行清洁生产, 通过技术改造等手段, 尽量缩减物料、能源等消耗量, 减少废弃物、有害物质等的排放, 尽可能利用再生资源和加强物质循环使用能力, 并进一步提高产品的耐用性。譬如, 杜邦化学公司创造的“3R制造法[3]”——通过放弃有害型的化学物质, 减少化学物质的使用量以及发明回收产品的新工艺等, 每年可使生产造成的塑料废弃物减少25%, 空气污染物排放量减少70%。

3.2 中循环圈——产业内和产业之间的物质循环, 可视为超循环中的催化循环阶段

由于单一企业内物料难以实现彻底的回收利用和循环, 企业为处理废弃物或节约原材料成本, 自发与其它企业形成产业链, 通过提高资源利用率和经济效益, 达到共赢效果。

随着企业间废料交换的频繁化、密切化, 参与的企业不断增加, 规模逐渐增大, 资源利用率也逐渐升高, 由此形成了区域层面的中循环。该循环不仅包括下游工业的废物重返上游工业进行的原料利用等处理, 而且更为重要的是, 将一企业的副产品、废物及余能等送往另一企业作为原料加以利用, 使企业间在资源和能源方面形成互补的格局。产业 (包括农牧业、工业和服务业) 内的物质循环是在产业内不同企业之间展开, 通过资源共享和副产品互换, 形成一个产业内的共生体;循环圈内产业之间的物质循环则是在不同产业之间展开, 形成一个更大的产业间的共生体——生态工业园区。生态工业园的企业间既自我增进又互相增进的耦合方式, 使之形成了催化循环组织结构 (园区企业间资源、能源等互补是生态工业园区形成催化循环的关键) 。这种催化循环结构表现出群体优势, 与单个的企业相比有着更强的经济和环境价值, 企业双方在合作中互利互惠、共同发展。譬如, 丹麦卡伦堡生态工业园——该园区是由发电、炼油、制药、石膏板四大支柱产业构成, 将彼此的废弃物或副产品作为生产原料, 不仅大大降低了环境污染, 而且变废为宝, 实现了经济与环境的协同发展。

3.3 大循环圈——循环型社会系统

社会层面的大循环就是指循环圈在整个社会中展开。

由于工业生态园区并未完美地解决物质循环问题, 某些副产品和余料未必都能够在园区内消耗, 因此, 要彻底解决经济发展和环境保护问题, 需要全社会成员从不同环节、不同层面融入循环经济圈, 形成整个社会的循环经济大系统。正如食物网, 物种越丰富, 相互间的联系越多, 如构成错综复杂的相互依赖的网状结构, 则系统越稳定、抵抗外界的干扰能力越强。循环经济系统要构成一个稳健的系统, 同样需要相互间联系的多样化。通过社会层面的大循环, 生产者、消费者以及还原者的极大丰富化, 形成像生态系统多样化稳定的大系统, 以维持循环经济系统的相对平衡, 并进一步推动着整个经济系统的进化, 成为社会经济发展演化的动力。譬如, 日本的循环型社会系统以及德国对包装物的双轨制回收系统 (DSD) 。

循环经济通过诸多层面上的多层次循环, 在循环中实现了由低级向高级有等级性地向前不断发展;在这些循环中, 它们之间的相互作用和嵌套构成了复杂的超循环结构, 且不同层面上循环形式的复杂性依次上升, 在功能上也具有较强的自适应能力和进化功能。这种超循环并非总是周而复始的在原地刻板运动, 也不是同一个过程的简单重复, 而是由简单向复杂, 在循环中发展, 在发展中循环。

4 发展循环经济的方针原则

值得注意的是:循环经济实际上是一种“设计经济”[4], 即由反应循环、催化循环组成循环系统的实施过程是一个设计的过程, 而不是一个自组织的过程, 所以, 循环经济的超循环发展模式是在严格控制基础循环的前提下, 特别是控制同资源、能量密切相关的基础循环 (反应循环、催化循环) 的前提下, 促进循环经济生态产业系统的结构升级, 使经济活动向更高的循环层次发展。

根据超循环模式的结构及其运行机制, 在发展循环经济的具体实施原则上应遵循“高低分级;主次分明”[5]的推进方针。“高低分级”是指这种发展模式是根据循环级别同自然资源的关联程度的不同, 区别对待各循环的关联广度, 对低级循环封闭, 对高级循环开放。此模式也继承了“净室设计”的设计思想, 即通过验证基础循环的正确性, 避免系统基础错误发展到很高的复杂程度, 以消除基础错误引发巨大系统整体错误而引发的巨大损失。基础循环存在的物质流和能量流的传递流动关系, 形成的生态循环是整个生态工业高级循环创新的基础和前提。生态工业高级循环由此具有良好的发展前景, 其生态循环链中的核心资源充裕、产业创新增长及发展良好, 这样才能够使整个工业生态系统实现可持续发展。“主次分明”是指根据经济区域内的资源优势与产业结构, 规范区域基础循环生态循环流, 并在此基础上形成核心的资源优化与核心的产业创新, 形成生态工业产业链中的主导链, 进而将其他类别的产业与之链接, 构建生态工业网络系统。

参考文献

[1].吴彤.自组织方法论研究[M].北京:清华大学出版社, 2001:86～108

[2].EIGEN M, SCHUSTER P.超循环论[M].曾国屏, 沈小峰, 译.上海:上海译文出版社, 1990:161

[3].胡继灵.高新技术企业管理的超循环理论观[J].系统辩证学学报, 2002, 10 (3) :53～54

[4].叶立青.循环经济——社会可持续发展的新趋势[J].生态经济, 2003, (10) :62

多循环教学模式论文 篇7

一、小循环与大循环英语教学模式

独立学院是我国高校建设中的新生力量,教学改革是其发展的重要推动力。“小循环”与“大循环” 英语教学模式从不同的角度、全方位地对传统英语专业教学模式进行改革。传统的英语专业教学模式中,一二年级的基础课程设有综合英语、语音、阅读、听力、口语和语法等,每个班级的基础专业课程由不同的教师担任。教师们各司其职,相互之间缺乏沟通,对学生的综合能力无法有一个全面的了解与评估。其中综合英语课时最多,综合英语老师教学任务繁重, 通常一名教师担任着2个班级的综合英语教学任务(每周12-16课时)。此外,教师们长期以来只教授一门或两门专业课程, 对其它课程了解甚少,更缺乏教师之间的教学交流。在“小循环”与“大循环” 英语教学模式中,本科一二年级的基础教学阶段,由一名教师负责教授一个班级的基础教学课程(综合英语,语音,阅读)。在本科的三四年级的教学阶段,由一名教师负责一个班级的高级课程教学(高级英语)。在这种模式下,同一教师承担着同一班级多门课程的教学任务,缓解了教师带多个班级“照顾不周”的压力,使教师有精力全面了解学生,根据学生个性特点因材施教。与此同时,这种教学模式激励教师在教学过程中不断增长知识,提升专业素养,改进教学方法,提高教学质量。由于教师同时在一个班级开设不同课程,这种英语各门专业课的交叉融合给学生提供了全面了解、系统学习的机会,从而大幅提高学生的学习兴趣和学习效率。更为重要的是“小循环”与“大循环”的教学改革促进了独立学院英语专业骨干教师团队的建设,在此过程中积累的教学经验和教学资源最终会帮助独立学院的英语专业建立起一套专业的、系统的、有竞争力的、适应时代要求的综合型教学模式。

二、小循环与大循环教学模式下的综合英语教学改革

1.教学理念的改革。作为英语专业的最为重要的基础课程,综合英语课程广泛涉及语音、词汇、语法、听力、阅读、 文化等,其目的是让学生在听、说、读、写、译各个方面具备扎实的基础知识和较强的应用能力。在“小循环”与“大循环” 英语教学模式下,一名教师担任着同一个班级的不同基础课程,使得教师能够扩宽视野,重新审视传统的教学理念、 教学目标、教学手段与方法,从而更好地处理基础知识掌握, 能力培养和文化知识学习之间的关系。

2.教学方法的改革。首先,综合英语课堂教学过程中坚持以学生为主体,教师为主导的理念,注重培养学生的学习能力和研究能力。综合英语的课堂里,学生是知识的主动建构者和运用者,教师是学生学习的引导者、促进者、组织者、鼓励者、建议者和评估者。灵活采用启发式、讨论式、研究式、合作式等多种教学方式,激发学生学习兴趣与动机。其次,综合英语的课堂应将听、说、读、写、译等各项技能有机的结合, 不能割裂彼此之间的联系。每一个课堂都应力图体现两个以上的综合技能的运用。在“小循环”与“大循环”教学模式中, 同时担任同一个班级的综英、阅读、语音课程的老师能更好地执行这种教学方式,将不同课程的教学目标有机的融合在一起,巧妙地设计在综英的课堂里,起到了事半功倍的效果。此外,课外活动和实践是综合英语课堂教学的延伸与补充,是培养和发展学生能力的重要途径。“小循环”与“大循环”教学模式的改革包括对课外活动的研究与拓展。教师在组织学生进行综合英语课外活动时应注意:第一,活动内容要与教学内容密切相关,旨在培养学生的语言综合运用能力,激发学生参与的兴趣。第二,课外活动开展的另一大目的是培养学生的组织能力、交际能力、思维能力、策划能力以及创新能力。教师在这个环节中同样需要注意教师的角色扮演,教师是引导者、促进者、鼓励者、建议者和评估者,但绝不是活动的主体。第三,课外活动的形式必须多样化,满足不同学生的需求。

综上所述,在“小循环”与“大循环”教学改革模式下, 教师们能更好地与学生进行沟通,全面地了解学生综合能力的发展状况,以便及时调整教学方法来解决教学中的问题,帮助学生提高语言的综合运用能力。与此同时,教师自身专业素质得到发展,为独立学院英语专业骨干教师团队的建设打下坚实的基础。

摘要：实施“小循环”与“大循环”英语教学模式,建设独立学院自己的专业骨干教师团队,是促进独立学院英语专业教学发展的有效途径。本文拟探讨在“小循环”与“大循环”教学模式下的综合英语课程改革。

关键词：“小循环”与“大循环”英语教学模式,综合英语,教学改革

参考文献

[1]唐燕.小循环.与大循环.英语教学模式构建——独立学院英语专业骨干教师团队建设研究[J].考试周刊.2015(30).

[2]高等学校英语专业教学大纲.1998.

多循环教学模式论文 篇8

随着高等教育的不断发展,社会对人才的要求日益提高,全面提高高等教育水平与质量, 已经成为高等教育的核心任务。高校英语教学改革一直是国内教学改革的重难点内容。当前, 国内外学者对高等学校英语专业教学课程改革研究多集中在教材选择使用、教学课堂设计与评估、学生学习策略与选择等方面, 针对独立学院英语教学模式改革及教学团队建设的研究较少, 将教学模式改革与教学团队结合起来进行的研究则相当匮乏。鉴于此,本文以独立学院“小循环”与“大循环”英语教学模式改革的实施为契机, 对独立学院英语专业骨干教师团队建设进行深入的探讨和研究。

独立学院外语专业骨干教师的培养应该根据自身特点探索合适的道路。通过“小循环”与“大循环”教学项目的实施,能够优化教师队伍,特别是利于骨干教师队伍的培养;通过实施“小循环”与“大循环”项目 ,能够激励教师在教学中不断提高综合素质,从而建立起一支高素质的专业骨干教师队伍。

2.“小循环 ”与“大循环 ”教学模式构建的意义

目前,理论界对高校外语教师团队建设缺乏清晰的认识,对独立学院外语教师团队建设的研究较少, 独立学院外语教师团队建设的理论研究严重落后于实践。目前,国内不少独立学院外语教师仍然以“手工作坊”式的教学和科研方式为主,缺乏团队合作的态度, 没有建立一个具有核心凝聚力的外语教师团队。基于理论与现实的双重需要,英语专业骨干教师团队建设研究具有重要的意义。一方面,外语教师团队的建立,有利于将外语教师不同的技能特长、思维方式、认知态度和认知风格凝聚起来,通过相互交流,促进外语教师分工合作。另一方面,教师团队建设,有利于教师改进教学方法,促进教学研讨和经验交流,最终提高外语教师的教学质量和水平。

“小循环”与“大循环” 教学模式构建 , 就是以教师教学团队为基础,改变过去独立学院各个教师“单兵作战”的模式,通过建立团队的合作机制,以团队的力量对传统的教学内容、教学方法、教学模式进行改革。即通过实施“小循环”与“大循环”,一名教师担任同一个班级的教学课程,这名教师不是单兵作战,而是教学团队的一名。教学团队通过集体备课,通过共同研究教学方式和因材施教, 从而进行教学改革和课程改革。这是教师专业发展的有力保障,是校园文化建设和教育品牌建设的重要内容, 也是独立学院提高英语教学质量的重要体现。

国际经济的发展与腾飞,人才培养是关键。随着中国改革开放的深入与发展, 中国与其他国家的国际交流与合作日益加强,市场对优秀外语人才的需求日益增加,外语人才的培养对国家经济的发展起着重要作用。人才的培养,教师是根本,而教师的提升,离不开教师团队的建设和发展。独立学院外语骨干教师团队的建设能够促进教师业务水平及教师素质的提高, 而教师业务能力的提高则能够帮助教师培育出更优秀的外语类人才,二者是相辅相成的。

3.“小循环 ”与“大循环 ”教学模式构建

当今社会对外语人才提出了更高的要求, 外语教育不只是知识传授和技能训练, 更重要的是培养学生的综合素质与能力。“小循环”与“大循环”教学模式,即同一名教师担任同一个班级的多门课程,在本科一、二年级的基础教学阶段,由一名教师负责教授一个班级的基础教学课程,即《综合英语》与《阅读》;在本科三、四年级的高年级教学阶段 , 由一名教师负责一个班级的高级课程教学,即《高级英语》。在“小循环”与“大循环”教学模式中 ,一名教师担任同一个班级的多门课程 ,利于教师全面了解掌握学生的情况,了解学生的学习特点,因材施教,特别是利于老师根据学生的个性差异及学习规律,更好地把握课堂,使用不用的教学手段,提高教学质量。

“小循环”与“大循环” 教学模式 , 能够有效缓解一个老师同时带多个班级的压力, 使教师能够全身心投入到教学中。“小循环”与“大循环”对教师提出了更高的要求 , 教师必须在教学中不断提高综合素质和能力,不断增长专业知识,提高专业素质,改进教学方法,运用不同的教学手段,因材施教,提高教学质量。

“小循环”与“大循环” 教学模式 , 为学生专业素质的提高奠定了良好的基础。教师对基础课程和高年级专业课程进行交叉融合,给学生提供了一个全面了解、系统学习的机会,能够有效提高学生的学习兴趣和学习效率, 使学生具备扎实的专业知识和较高的人文科学素养,提高学生的就业竞争力。

4.“小循环 ”与“大循环 ”教学模式的实施与运用

4.1个案研究是实施的主要途径

在当前英语专业普及但缺乏特色的背景下, 传统的英语教学模式已经不能完全适应时代的要求。同时,从教学效果和学生掌握运用英语的熟练程度两方面来看, 传统的英语教学方法不能适应社会发展的需求。“小循环”与“大循环”正是顺应时代发展的需求而进行的英语专业教学模式改革。通过在武汉东湖学院2012级英语及2012级英语(翻译方向)四个班实施“小循环”与“大循环”教学模式改革,取得了一定的成效。四个班学生参加英语专业四级考试, 一次性通过率高于全国独立学院平均水平35.5个百分点,学生在国家级、省级等各类英语竞赛中也多次获奖。

从教师队伍建设成效来看, 参与本项目的教师在自身业务素质和综合能力方面都有了较大提高。其中,两名教师参加“外教社杯”全国高校外语教学大赛 , 均获得湖北省赛区二等奖;多名教师主持校级教研项目、参加省级教科研项目多项,同时主编或参编教材、教辅多部,发表教科研论文多篇。在学校组织的学生、同行专家评教活动中,参与项目的老师所获得的分数都是90分以上,评教优秀率达到了100%。

4.2“小循环 ”与 “ 大循 环 ” 项目实施所建立的综合型教学模式

在实施“小循环”与“大循环”项目中,需要重点强调教学经验的总结与交流、分享,同时需要合理利用教学资源。每个“循环”都需要组建一个教学团队 ,每个教学团队都有一名负责教师, 该负责教师需要定期召集教学团队探索教学方式与手段、集体备课、探讨新的教学理念。通过教学团队的合作,教师能够运用多种教学手段,同时通过利用丰富的教学资源,建立一整套专业、系统、适应时代要求的综合型教学模式,形成一套完整的教学大纲和教学讲义。

5.结语