饱和控制（精选12篇）
饱和控制 篇1
交叉口过饱和及其状态辨识的研究始于20世纪60年代。随着世界各国城市交通阻塞的频繁发生,过饱和控制问题的研究受到越来越多的关注,相关成果主要集中在过饱和状态界定和过饱和状态辨识方法2个方面。总体而言,过饱和状态的准确辨识研究是过饱和控制策略优化和调整的基础信息和主要依据。在50 a左右的时间里,相关研究者对过饱和状态的认识从孤立交叉口过饱和发展到交叉口群/网络的过饱和。过饱和状态辨识方法也从基于本交叉口交通流数据的基本模型发展到考虑关联交叉口交通流数据或/和信号灯控制状态数据的改进和修正模型。本文从过饱和状态的认识入手,概括总体研究脉络,综述过饱和状态界定和识别的已有研究成果,并对可能的后续研究方向进行展望。
1 总体研究脉络
过饱和状态的准确辨识是制定和优化过饱和控制策略的基础。过饱和状态定义是过饱和状态辨识研究的切入点,自Gazis给出过饱和状态描述性定义以来,相关研究主要从到达流率-通行能力关系、排队剩余以及排队溢流三方面对孤立交叉口和交叉口群的过饱和状态进行了界定。在此基础上,重点以排队状态为主要指标,发展出两大类过饱和状态辨识模型和方法。研究脉络见图1。
2 过饱和状态的定义
过饱和状态界定的研究从孤立交叉口过饱和状态与交叉口群过饱和状态2个方面展开,并取得相当的成果,以下分别进行综述。
2.1 孤立交叉口过饱和状态的界定
对过饱和状态界定的研究首先从对单点/孤立交叉口过饱和现象认识入手展开,成果主要有两类,第一类研究从到达率和通行能力关系的角度对过饱和进行描述。HCM2000中对过饱和一词的明确定义为到达流率超过通行能力[1],芬兰《通行能力手册》等研究中也给出了相似的过饱和的状态定义[2]。第二类研究从交叉口是否发生排队剩余的角度进行描述。Gazis于1963年即从这一角度给出了过饱和状态描述性的定义,即在绿灯放行时间排队车辆无法全部排放,且排队车辆数逐渐增加的状态[3]。在此基础上,Longley提出[4],是否存在排队溢出是交叉口是否处于过饱和状态的关键判别指标。
2.2 交叉口群/网络过饱和状态的界定
由于本质上到达率超过通行能力的现象也是通过排队状态反映出来,随着研究的深入,排队不
但被作为单点/孤立交叉口过饱和界定的关键参数,也是交叉口群过饱和界定的核心指标。Pignataro认为网络中交叉口发生过饱和时下游交叉口的排队长度将会蔓延至上游交叉口处,即发生排队溢流[5]。在2007年TRB交通控制委员会关于过饱和状态定义和控制方法的讨论会中,Urbanik教授发展了Pignataro对过饱和状态的定义,并认为过饱和状态是交叉口所有流向均发生排队溢出的状态[6],Booz在其研究中进一步肯定了Urbanik的观点,并认为需要进行关联交叉口协同控制才能有效疏解网络中交叉口的过饱和[7]。
总体而言,孤立交叉口的过饱和状态一般指到达率超过通行能力的情形,亦即绿灯结束后有排队剩余,但城市路网中很少有交叉口处于绝对孤立的状态。网络中交叉口的过饱和状态为其中至少有一个交叉口所有流向交通需求在一段时间内持续超过通行能力,发生排队溢出并阻塞关联交叉口的状态,须同时考虑相关联的多个口才能有效疏解。交叉口群的过饱和则指交叉口群中的交叉口过饱和已经扩散,并造成整个交叉口群阻塞的状态。
3 过饱和状态辨识模型与方法
过饱和状态辨识方法的研究主要包括基于本交叉口交通流检测数据的过饱和状态识别基础模型和考虑关联交叉口状态数据及信号控制数据的修正模型两方面,以下分别进行综述。
3.1 基本模型
正式因为排队是过饱和状态判断的关键参数,过饱和状态辨识方法伴随着排队模型的研究而发展起来,主要有两类(见图2),第一类是基于交通流到达-驶离累积关系的排队长度计算模型[8,9,10,11]。这一类模型常用于描述车辆的排队过程,但在描述排队长度在空间上的实时分布存在不足,且只有在排队尾部不超过检测器的情形下才有效,因此其应用范围受到限制[12]。第二类是基于交通波相关理论的排队长度分析模型[13,14]。这类方法基础理论源自于Lighthill, Whitham 和 Richards提出的LWR连续流模型,LWR模型经Stephanopolos 和 Michalopoulos扩展后适应用于间断流[15]。这类模型能够描述交叉口排队复杂的时空分布,但这类模型同样也不适用于排队尾部超过检测器的情形。
3.2 改进模型
在前述研究的基础上,为了分析排队尾部超出检测器的情形即排队溢出/交叉口过饱和状态,诸多研究提出了改进方法,主要有2种:第一种方法引入绿灯时间的利用效率对过饱和况进行识别。这种方法引入绿灯利用率(车辆饱和通过的时间与绿灯时间的比值)进行是否存在超长排队的判别,但不能准确量化排队的具体长度,也不能提供交叉口过饱和的具体严重程度[16,17]。第二种方法通过引入更大时空范围,包括关联周期或关联交叉口的检测数据,对过饱和状况进行分析[18,19,20]。如基于高精度的数据,采用波动理论等方法,通过对上一周期交叉口排队消散过程的分析进行当排队超过检测器时过饱和状态的判断,并能够相对准确地估计路段交通拥挤情况下的交叉口排队长度以及排队长度的变化情况[21]。
这类模型虽然在溢流状态识别上取得进展,但在路段拥挤状态下,对能够准确计算出溢出之前的排队长度及排队长度演化规律的研究成果尚在探索之中。已有的模型尚不能很好地处理路段交通处于拥挤状态,且交通流波动较大的情形[22]。
4 综述分析
总体而言,在世界范围内交通拥挤形势越来越严峻这一现实需求的推动下,过饱和状态的辨识方法正在成为交叉口排队研究的重点,并取得了丰硕的研究成果。但目前成果大多只能判断排队溢流是否发生的状态,缺乏能够准确刻画过饱和程度的定量方法[23]。相关文献大多以交叉口过饱和状态识别为的目进行研究,缺乏对过饱和成因的解析和过饱和状态扩散恢复过程的深入分析,也鲜见如何定量分析交叉口过饱和潜在风险的研究。因此,诸如下列问题尚值得深入研究。
1)过饱和状态及其风险的准确预测。
交叉口群过饱和状态的准确预测是有针对性、主动地进行信号控制方案优化的前提。如何基于交通预报系统提供的大范围、连续、高精度数据和网络态势信息,针对存在过饱和或潜在过饱和风险的交叉口群,定量刻画随机动态交通流、静态设施和交通管理控制策略对交叉口群交通状态演变的影响,揭示交叉口群过饱和形成机理和交通状态的演变规律,确定过饱和发生的概率、影响的时间、空间范围和严重程度,是尚待解决的基础问题。
2)过饱范围与关键影响路径动态识别。
准确界定交叉群过饱和的影响范围,并识别对过饱和状态形成和演变有关键影响的网络路径(路径集合)对过饱和控制策略的有效性、适应性有重要的影响,缺乏对此的准确把握控制策略的效果将大打折扣。如何能够从防止过饱和发生和快速疏散过饱和交通2个角度,基于网络历史和实时数据,考虑不同的网络拓扑结构、交通流分布特征及其随机性等,识别出影响过饱和的关键路径,并准确刻画过饱和影响范围的动态变化,是尚待深入探索的关键问题。
5 结束语
本文对交叉口过饱和状态辨识领域国内外已有研究进行了回顾和综述分析,并理清本领域研究的总体脉络。进而从孤立交叉口过饱和状态与交叉口群过饱和状态两个方面入手综述了过饱和状态界定的条件和方法。并从基于本交叉口交通流检测数据的过饱和状态识别基础模型和考虑关联交叉口状态数据及信号控制数据的修正模型两方面综述了信号控制交叉口过饱和状态的识别方法。
总体而言,在50 a左右的时间里,过饱和状态辨识研究取得了长足的发展和进步。但目前成果大多只能判断排队溢流是否发生的状态,缺乏能够准确刻画过饱和及其程度的定量方法。在未来的研究中,诸如过饱和状态及过饱和风险准确预测方法和过饱范围与关键影响路径动态识别等问题尚值得深入探索。
饱和控制 篇2
③同一种物质的饱和溶液一定比不饱和溶液中的溶质多。
④一定温度下，溶质的质量不改变，则无法使不饱和溶液变成饱和溶液。
⑤一定温度下的氯化钠饱和溶液，一定不能继续溶解硝酸钾。
⑥两种不同溶质的饱和溶液混合，依然是饱和溶液。
探究活动
1．在常温下，向装有20mL水的烧杯中加入5g氯化钠，搅拌，等氯化钠溶解后，再加5g，搅拌，观察现象。然后再加入5mL水，搅拌，观察现象。
操作
加入5g氯
化钠，搅拌
再加5g氯
化钠，搅拌
再加5mL
水，搅拌
现象
结论
2．用硝酸钾代替氯化钠进行上述实验，每次加入5g。加了几次后才使烧杯中硝酸钾固体有剩余而不再继续溶解？然后加热烧杯，观察剩余固体有什么变化。再加入5g硝酸钾，搅拌，观察现象。待溶液冷却后，又有什么现象发生？
操作
现象
结论
加入5g硝酸钾，搅拌
再加5g硝酸钾，搅拌
……
加热
再加5g硝酸钾，搅拌
冷却
市场饱和是机遇 篇3
1985年，他放下铁饭碗自己创业，创办了重庆长江书刊公司。到了1989年，他已是重庆最大的书商了。但他认为，在当时的情况下，出版业是很难做大的，即使能做大，速度也非常慢。于是他主动退了出来。
他想进入有着巨大发展空间的制造业，做什么呢？1991年的一天，经营着一家校办摩托车厂的一位朋友与他聊天，向他诉说了处境的艰难：由于市场竞争激烈，加之有号称“摩托车之王”的嘉陵公司和摩托车产量名列全国第二的建设集团的打压，企业步履维艰。听完了朋友的诉说，他却紧紧握住了对方的手，高兴地说：谢谢你！你让我受到了启发，给我指明了方向。听说他要进入摩托车产业，朋友的头摇得像拨浪鼓：你不是在开玩笑吧！他说：怎么会呢？这可是机会啊！
果然就是机会。他以仅有的20万元资金进入摩托车行业，短短10年，他的资产就已攀升到数亿元。当然，当年的20万元资金是办不了厂的，他先是成立了“重庆轰达车辆配件研究所”。没有配件样品，怎么研究？他就是看到了这一点：反正市场上摩托车过剩，厂家的部件生产出来了，大多堆放在仓库，这不是机会是什么？
他把建设集团维修部的发动机配件趸了来，一边研究，一边搞组装。最初，只有9名员工，研究工作有条不紊，发动机的组装也紧张有序。事态按他的想法发展，没几天，一台台发动机就进入了市场。每台售价1998元，扣去成本1400元，每台净赚近600元。
4个月后，等到建设集团突然醒悟过来，不再卖给他一个零件时，他已赚取500万元利润，而且他们设计的关键配件已由配套厂家生产出来了。
市场饱和，产品难销售，别的厂家的脚步一般就慢下来了，可这对于他更是机会。别人慢，他就快，以快抢占先机。他的快主要是快在研发新产品上。从1991年开始，他几乎每年都会有一个新产品问世。特别是在兴办摩托车企业之初的1992年，他先后研制出100毫升四冲程发动机和100毫升的电启发动机，仅此两项全国独创的新产品，就让他当年的账上多了3100万元的利润。
1994年，他的摩托车企业已发展成为全国极具实力的企业之一。可是，他又要寻找新的机遇了。一天，他突然把眼光盯在了汽车上。有人又开始提醒他：眼下汽车市场不光是饱和，而且是严重过剩，你进入汽车行业是不是太晚了！
他说：这才是机会！在汽车供不应求、利润空间很大的时候，原有的那些企业能轻易让你进吗？正是汽车行业出现了过剩，许多人对这一块市场不是很热衷了，我们民营企业进入才不会有什么阻力。
进入了，他还是采取惯用的战术：快速创新。2005年3月30日，在重庆国际汽车展上，他开发制造的力帆520轿车揭开了神秘面纱，别出心裁的创意，让人眼前为之一亮。2010年，他的公司已拥有了年生产微型汽车及客车各10万辆、工程车30万辆的能力。
关于快，他有一个非常深刻的观点：拿破仑的军队为什么常胜？因为他的军队行军的速度是每分钟130步，而其他欧洲军队只有70步。只有靠创新，靠动作快，才能打天下，自己才能够迅猛发展。
是的，他就是力帆的董事长尹明善。2010年11月25日，力帆股份正式在上海交易所开盘交易，尹明善由此轻松迈入百亿富翁行列。2013年，力帆销售收入已过百亿元，产销汽车15万辆。
尹明善的成功说到底，就是他能在别人看来是危机的市场饱和中看到机遇，善于主动出击，创造机遇。一个始终能够为自己创造机遇的人，别人的危机却往往是他的养料与阶梯，让他变得高大，使他能站在人生的顶峰。
（责编 孙礼勇）
饱和控制 篇4
电力系统中频率偏差将影响发电厂和用户设备的性能,若频率过低,甚至会危及系统的安全运行。因此,各国对电力系统频率质量都有严格的要求[1]。负荷频率控制是保证电力系统安全经济运行的重要措施,是最主要的系统频率控制手段。对于电力系统而言,负荷总是不断变化的,还可能随时发生各种故障。因此在这种具有参数不确定的广域系统中如何将频率控制在一个可接受的范围内,始终是一个极具挑战性的研究课题。
文献[2-3]综述了负荷频率控制方面的研究工作。目前,鲁棒控制、自适应控制、滑模控制、模糊控制以及一些非线性控制方法等都已用于研究负荷频率控制中,控制效果也得到不同程度的改善。由于负荷具有不断变化的特点,因此在实施负荷频率控制中,控制的鲁棒性首先应予以考虑。经过多年探索,鲁棒负荷频率控制也产生了很多方法[4,5,6,7,8,9]。但在实际运行中,发电机的出力速度是受限的,该约束在动态模型框图中体现为饱和环节[10],而目前很多鲁棒负荷频率控制都没有考虑这一环节的影响。
现将文献[8-9]提出的2种鲁棒负荷频率控制进行对比分析。文献[8]在黎卡提方程中考虑系统参数变化的边界,保证系统在可接受的不确定范围内渐进稳定。文献[9]采用文献[11]提出的方法,从特征结构配置方面考虑鲁棒设计,可使闭环极点在一定的期望区域内得到优化,有效提高了系统的暂态特性,文献[9]的仿真结果也验证了这一点。当计及饱和环节后,发现2种鲁棒控制具有明显不同的控制特性,这对进一步研究负荷频率控制器具有重要的指导意义。
1 负荷频率控制模型
单区域负荷频率控制的数学模型可表示为[8]
其中,Δf为增量频率偏差(Hz);ΔPG为发电机输出功率增量变化(p.u.MW);ΔXG为调速器阀门位置增量变化(p.u.MW);ΔE为增量频率偏差Δf的积分量;u为控制量;ΔPd为负荷扰动(p.u.MW);τG为调速器时间常数(s);τT为汽轮机时间常数(s);τP为电力系统时间常数(s);KP为电力系统增益;R为调速器速度调节(Hz/p.u.MW);KE为积分控制增益,本文取0.6。该系统的模型框图如图1所示。
式(1)~(4)可进一步表示为
矩阵中各参数的变化范围如下:1/τP[0.033,0.1],KP/τP[4,12],1/τT[2.564,4.762],1/τG[9.615,17.857],1/(RτG)[3.081,10.639]。对系统(5),有2种典型的鲁棒控制器设计方法,下面分别介绍。
2 2种鲁棒控制器的设计
2.1 基于黎卡提方程的鲁棒控制器设计
系统(5)中,假定ΔPd=0,若计及模型的不确定性,则系统(5)可进一步表示为
其中,为名义模型的常数矩阵,ΔA、ΔB代表模型的不确定性变化。系统(6)按如下算法设计鲁棒控制器,记为算法1[8]。
a.确定系统参数的变化范围。
b.根据不确定性边界选择典型值。
c.选择常数ε、ε1,常数矩阵Q、Rε,本文取ε=1,ε1=5,Q=I,Rε=I。
d.解黎卡提方程:
其中,T和U的含义见文献[8],求出正定矩阵P。
e.得出反馈控制律:
2.2 基于特征结构配置的鲁棒控制器设计
系统(5)中,假定ΔPd=0,若有状态反馈控制律
则系统(5)的闭环系统可表示为
为提高系统的动态特性,将该闭环系统极点配置在期望区域,采用如下算法设计鲁棒控制器,记为算法2[9]。
a.给定复数域期望区域。
b.求解右互质多项式系数问题:
其中,N(s)、D(s)为右互质多项式,s是闭环系统(9)的特征值。
c.求解如下优化问题:
其中,c是Ac的条件数向量,ci=‖vi‖2‖ti‖2/tiTvi,i=1,2,…,n,c=[ci]。
当时,存在r≤n,vi=N(si)fi,V=[v1,v2,…,vn],VCn×n,T=VT,T=[t1,t2,…,tn],V、T分别是右特征向量矩阵和左特征向量矩阵;σi为Ac特征值的实部;ai、bi为给定值。
d.计算矩阵W,W=[w1,w2,…,wn],wi=D(si)fi。
e.计算反馈增益:
3 饱和环节
以上2种控制器是在线性模型中设计的。在实际系统中,由于受到机械和热应力等的制约,发电机的出力速度是受限制的,这在火电机组中尤其明显。该约束在动态模型框图中体现为饱和环节,其在负荷频率控制分析中是不容忽略的。
饱和环节具有典型的非线性特性,如图2所示。
当输入p-≤p≤p+时,输出q与输入p成线性关系;当输入为其他值时,输出为常量。饱和环节的非线性特性可用下式表示:
其中,p+>0、p-<0、qmax>0、qmin<0和k>0都为常量。p+=p-时,为对称饱和环节;p+≠p-时,为非对称饱和环节。为使实际问题简化,本文仅研究对称饱和环节的情况。
在负荷频率控制中,考虑火电机组典型出力速度约束[12]:
这相当于在图1中加入了GRC饱和环节,计及饱和环节后的模型框图如图3所示。
4 仿真结果
对系统(5)利用算法1,式(8)中的状态反馈增益:
对同一系统利用算法2,令特征值f=1,式(10)中的状态反馈增益:
仿真模型中KE=0.6,t=0 s时,负荷扰动ΔPd=0.01 p.u.MW,其余不确定参数取表1的3组模型参数。计及饱和环节之后的模型如图3所示。图4~6分别为仿真模型在不计饱和环节、计及饱和环节δ=0.001 7 p.u.MW/s以及计及饱和环节δ=0.003 4p.u.MW/s 3种条件下,仿真获得的状态响应曲线。图中的1、2、3(算法1)和4、5、6(算法2)分别表示采用增益K1和K2在表1所示a、b、c 3组模型参数情况下获得的状态响应曲线。
从图4可看出,当不计及饱和环节时,由于算法2在设计中考虑了闭环极点配置的问题,系统频率的响应特性要优于算法1,但是该控制器却使得调速器阀门位置增量ΔXG有较大的超调量。
从图5可看出,当计及饱和环节后,δ=0.001 7p.u.MW/s,将会明显影响发电机出力变化,反馈增益K1获得的状态偏差在30 s左右稳定,而反馈增益K2获得状态偏差到达稳定所需要的时间要大得多。无论从调速器阀门的运行工况、发电机出力变化,还是系统频率的偏差看,算法1均优于算法2。这与图4的分析结论是完全不同的。
图6是在计及饱和环节后,δ=0.0034 p.u.MW/s,增加发电机出力速度顶值的条件下获得的状态响应曲线。与图5相比,发电机出力变化有缓和的趋势,调速器阀门(ΔXG)的运行工况也有所改善,系统频率偏差变化也变小了,但总体而言,与图5相比变化并不十分显著。算法1仍然明显优于算法2。
5 结语
在电力系统负荷频率控制器的设计中,由于受到机械和热应力的制约,发电机出力速度约束客观存在。而在设计鲁棒负荷频率控制器中,许多设计方法却没有考虑这个实际存在的饱和环节,这将导致所设计控制器的控制性能过于乐观。本文通过比较研究,发现基于特征结构配置的设计方法将闭环系统极点配置在特定区域,设计的控制器在线性模型中验证时效果很理想,但在考虑饱和环节的系统模型中进行验证时其性能却明显降低了。相比而言,基于黎卡提方程的设计方法虽然是局部优化,但是由于考虑了系统参数的变化边界,在计及2种不同出力速度约束的系统模型中都得到了较好的控制性能,具有更强的鲁棒性。这一结论为负荷频率控制器的设计提供了重要的参考。而如何继续提高鲁棒控制器的控制性能则成为下一步研究的问题。目前,一些学者将各种智能化控制策略应用于电力系统负荷频率控制中已证实具有较好的效果[13,14]。因此,如何把智能化的控制策略与基于黎卡提方程的设计方法相结合将成为进一步研究的内容。
摘要：基于黎卡提方程的设计方法首先确定系统参数变化的边界,然后通过求解黎卡提方程设计鲁棒控制器;基于特征结构配置的设计方法则将闭环系统的特征值配置在特定区域,使闭环系统对参数变化具有最小灵敏度,最终达到提高鲁棒性的目的。线性模型中的仿真研究表明,基于特征结构配置方法设计的控制器具有较好的鲁棒性。但在实际运行中,发电机出力速度约束在电力系统负荷频率控制模型中体现为饱和环节,必须予以考虑。计及该饱和环节后,重新对比2种控制策略却得出不同于前面的结论,仿真显示了其动态过程。
法院执行工作饱和度调研 篇5
（一）执行方案机制需要进一步科学完善。目前我院的执行类案件实行分案不封底制度，虽在案件分配上有一定的系统科学性，但客观上形成了办案量多，结案规范的人员无合理的缓冲期，造成其长期处于持续高负荷的工作状态。
（二）执行局运行机制存有问题。如财产查控组履职不及时、不到位，部分可恢复终结案件尽管通过做申请执行人工作同意终结执行，但是在卷宗材料里没有查财产经过。各环节监管脱位，院长、局长对各节点出现的问题不能及时监督提醒。
（三）案件本身存在问题。
1、虚假结案时有发生。部分可恢复性终结案件、和解案件中存在未经申请执行人同意结案，没有和解协议，结案通知书未送达的现象；在和解协议分期履行案件中，协议签订后降低了意外风险，但此类案件是否要全部履行完成后才能结案，存在争议。
2、对当事人财产申报制度执行力不到位，督促被执行人履行法律义务不到位。在部分案件中，承办人过度依赖强制手段，没有寻找被执行人向其进行法律释明和进行说服教育，没有向被执行人发财产申报令，在一些小额标的的执行案件中，简单粗暴的采用冻结划拨工资或存款的方式，易激化矛盾。
3、执行案件中存在先执后立、不执不立的现象频发，一些案件在收案后，时隔一月、甚至数月后才予立案，易引发执行信访问题。
4、执行和解、分期履行、可恢复性终结案件，承办人没有及时向当事人告知执行工作进展情况，不主动督促案件执行工作，致使部分案件变成了“植物人”案件。
5、卷宗材料中常常出现张冠李戴的现象，明明是可恢复性终结案件或和解案件，但是在结案理由却变成了被执行人自行履行的案件。卷宗装订不严谨，材料缺失、顺序颠倒、将合议庭笔录装到正卷中等现象频繁发生，更出现结案没有放进卷宗中去的现象。
（四）立、审、执三方配合仍有缺失。在立案环节中，对已经掌握需进行公告或无财产执行的被执行人，立案庭应及时作出法律释明和执行风险告知，避免申请执行人花了钱却执行不到的现象出现，造成当事人不理解；审判人员在案件调解中对当事人的履行能力审查不细，没有在调解协议中订立惩罚性条款，疏于对履行协议的督促，造成自动履行率下降，被动执行率上升；院长、局长在对案件审核时存在把关不严，审查不细，常常一签了事；审管办对案件报结把关不到位，对没有款物交接、没有送达回证的案件，也予销案；卷宗评查组工作失职，对明显存在问题的卷宗一定要将问题纠正后，才可归档。
（五）拍卖、评估、公告的周期过长，新形势下就顺利开展执行工作的几点建议：
（一）建立科学的执行案件饱和数值，加强执行队伍建设。根据近三年来收案、执行案件饱和度的情况，细分承办法官的每月案件量，对超出饱和度的案件分配，要充分征求承办法官的意见，如法官表示案件数量已经超过自身承受力，要考虑对案件分流。从政策、后勤保障等方面对执行局法官予以支持，加强执行局队伍建设，进一步加强办案人员的教育、培训工作，落实各项规章制度，定期组织干警休息疗养，统一办理商业保险，解除干警们的后顾之忧，增加一线办案法官数量，加大办案辅助人员和车辆的配备，实现一执一书、三执一车。
（二）分别从内、外部环境入手，健全完善执行工作机制。
立案、审判、执行三阶段要相互协调配合，立案环节要加强法律释明和执行风险告知，审判环节要加强调解案件的督促，必要时在调解协议中订立惩罚性条款；在执行阶段中，既要注重分工协作提高执行效率，又要监管有度保障案件质量，在执行案件的每一个节点都要有监督核准，院长、局长在行使审批权限尤其要注重把关；审管、卷宗评查组积极履行职能工作，确保执行工作成效，通过内、外部协作，争取做到及时把握案件动态、掌握重大案件进展情况、执行信访办理情况，确保大错不出执行局。
（三）加强法制宣传教育，提高公民法律意识。
申请执行人、被执行人甚至协助单位对法律义务性质认识不清，轻视法律，甚至与法律对抗，其重要的原因在于公民法律意识淡薄，没有形成良好的守法意识和法制环境。因此必须加强法制宣传教育，提高全体公民法律意识，同时加强伦理道德和法律文化建设，为法院执行提供一个良好的社会心理环境。充分利用电视台、报刊等新闻媒体的优势，选择典型的强制执行案件进行公开报道，并对拒不执行生效判决裁定书的被执行人予以曝光，以示教育、威慑，营造舆论环境。
莫让“心理饱和” 篇6
医学研究证实，人的心理在饱和状态下，体内植物神经功能和内分泌系统会出现剧烈变化。若持续时间过长，人体的某些重要器官的重要功能会衰竭，甚至崩溃，引起疾病或使原患疾病急剧恶化，乃至诱发猝死。
可见，心理饱和是一种不安定因素，对人有害无益。那么，如何知道自己是否“心理饱和”了呢?医学家、心理学家经过研究认为，下列5点可视为“心理饱和”的主要表现：
1.近期(1—2周内)受过强烈的劣性精神刺激，或长时间内连续反复受到劣性刺激，精神一直持续在紧张状态中，心跳加快，血流加速。
2.较长时间(2周以上)内经常出现疲备感，尤其是经过一夜睡眠之后，清晨起床后仍感到很疲倦，或出现原因不明的极度疲劳。
3.较长时间处在抑郁之中，沉默寡言，不愿与他人交往，心慌意乱、烦闷不安、心律不齐。
4.胃中消化液分泌大最减少，缺少消化液对胃壁的刺激，食量锐减，即使勉强地进食，特别是进食较为丰富的营养食物，也会出现胃中胀满、滑肠腹泻，甚至便秘、失眠、头痛、血压波动。
5.注意力不集中，记忆力减退，工作和学习效率下降。
饱和控制 篇7
1 工程概况及地质条件分析
1.1 工程概况
杭州地区某盾构区间隧道单线全长5 225 m。区间隧道的管片外径为6 200 mm, 内径5 500 mm, 衬砌环宽1 200 mm, 采用错缝拼装, M30双头直螺栓连接;环、纵缝防水采用三元乙丙弹性密封垫。
在施工该盾构区间隧道期间, 主要由于地质原因出现盾构上浮, 盾构上浮段隧道中心埋深15.4~19.2 m, 隧道坡度先以﹣21‰下坡, 经过半径为R=5 000 m竖曲线后以﹣3‰下坡, 隧道平曲线为最小半径500 m的圆曲线、缓和曲线。
1.2 工程及水文地质条件分析
工程场区地下水属松散岩类孔隙潜水, 主要存在于 (1) 填土层、 (3) 粉土及砂土层中。潜水静止水位埋深0.90 ~ 2.30 m, 高程3.86 ~ 5.06 m, 随季节变化。潜水主要受大气降水、侧向迳流补给, 以蒸发和侧向迳流为主要排泄方式。年水位变幅约为1.0 ~ 2.0 m。
上浮段盾构隧道位于解放河及两岸临近地段, 洞顶地层为 (3) 52砂质粉土、 (3) 61砂质粉土夹粉砂;洞身穿越地层为 (3) 7砂质粉土夹淤泥质粉质粘土 (隧道的上部) 、 (6) 2淤泥质粘土 (隧道的下部) , 盾构穿越上硬下软地层。上浮段地质如图1所示。 (3) 7砂质粉土夹淤泥质粉质粘土有低干强度、低任性特性, (6) 2淤泥质粘土呈饱和、流塑状, 散发腐质气味, 有灵敏度高、压缩性高、强度低、透水性弱等特性, 易产生蠕变、触变现象。该地层经掘进施工扰动后盾构机及管片在该地层易出现上浮现象, 导致盾构机及管片姿态控制困难, 进而影响盾构隧道成型质量。
2 盾构上浮情况及原因分析
2.1 盾构上浮情况统计
在盾构施工过程中, 通过对盾构机姿态进行监测, 整理出盾构在解放河及两岸附近掘进时盾构机的上浮量, 发现盾构掘进进入 (3) 7砂质粉土夹淤泥质粉质粘土和 (6) 2淤泥质粘土地层后即出现盾构机姿态控制困难, 当盾构机的俯仰角小于一定数值时盾构切口的姿态无法控制, 盾构切口姿态明显上浮, 而盾尾、管片也均随之上浮, 最终盾构机及管片出现整体上浮现象。盾构机竖直姿态偏差如图2所示。
综合该段盾构上浮的情况及掘进过程控制, 只有盾构机坡度和管片坡度都超出隧道设计坡度一定数值后才能控制盾构上浮, 盾构才出现下行趋势, 此时盾构垂直偏差随着纠偏逐渐减小。盾构垂直姿态开始下降临界点统计如表1所示。
2.2 盾构上浮原因分析
当盾构在饱和流塑状淤泥质粘土地层中掘进时, 地层经过盾构施工扰动后, 盾构处于近似液态状物质中, 必然受到浮力作用。针对上浮现象, 从以下方面进行分析。
2.2.1 管片及盾构机受力分析
(1) 管片的受力分析
位于隧道内的盾尾后管片, 主要受管片浮力及自重影响。
盾构隧道管片所受浮力可简化成按管片排出水的体积计算:
可见, 管片混凝土自重G管片< 其所受浮力。当隧道同步注浆采用惰性浆液时, 由于浆液凝固时间较长, 浆液无法及时对管片提供约束, 而隧道拱顶土体反压又需一定时间, 加之管片之间采用螺栓连接缺乏刚性, 因此管片上浮力f浮=F浮—G管片=194 k N/m将传递给盾构机的盾尾并提供向上的浮力。这也是硬岩隧道和本工程隧道盾构及管片上浮的主要原因。
(2) 盾构机受力分析
当盾构机在近似液态状物质中, 其主要受力有:盾构机千斤顶在管片上的反力F推、盾构机的自重G、盾构机所受的浮力F浮、管片的浮力f浮、盾构壳体与土之间的摩擦力F1、管片与盾尾刷的摩擦力F2、盾构后配拖车的牵引阻力F3及盾构刀盘面板的阻力F面。盾构受力示意如图3所示。
盾构机受力模型简化后, 盾构机受力为:
盾构机在饱和流塑状淤泥中浮力简化按盾构主机排出的水体积计算:
盾构机主体的重量为256t, 即自重为G=2560k N。
可见, F浮+f浮>G。即盾构机和拖出盾尾管片的向上浮力大于盾构机和管片的自重, 盾构机及拖出盾尾管片有向上的力, 出现盾构机及管片上浮现象、姿态控制困难。
一般情况下, 盾构机的推力F推比刀盘面板阻力F面、盾构壳体与土之间的摩擦力F1、管片与盾尾刷的摩擦力F2、盾构后配拖车的牵引阻力F3等力之和稍大。因此, 盾构在高压缩性饱和流塑状淤泥中掘进时, 如果盾构机坡度小于一定数值时, 即 α 值较小时, 盾构机的推力减去刀盘等摩阻力后的向下分力加盾构机的自重小于盾构机和管片浮力, 从而导致盾构机切口的姿态无法控制, 引发盾构机上浮。
2.2.2 地质因素影响
由于本段隧道范围内的土层主要由2层土组成, 即 (3) 7砂质粉土夹淤泥质粉质粘土、 (6) 2淤泥质粘土, 厚度约各占一半。砂质粉土比饱和淤泥质粘土强度高, 具有一定自稳性。盾构机在此地质下为上硬下软掘进, 在刀盘切削完一定时间段内, 上部土体将形成一定自稳性拱圈而未对盾构机形成反压, 此时下部流塑状淤泥已对盾构机提供了向上的浮力, 因此, 盾构机具有一定的上浮空间。
2.2.3 盾构超挖影响
本隧道位于下坡段和平曲线段, 而盾构在平曲线和下坡掘进过程中, 一直在调整姿态, 致使掘进过程中蛇形过大, 出现超挖, 也为盾构机和管片上浮提供了空间。根据有关文献资料, 上海、广州地铁隧道发生管片上浮时也多处于下坡或变坡点位置。
3 盾构上浮的控制技术
盾构上浮是在水、流塑淤泥或浆液中产生了浮力, 而盾构机和盾尾后管片浮力大于其自重, 致使盾构上浮。上浮量的大小主要受地质情况、盾构的超挖控制、盾尾管片的约束、盾构机的仰俯角 (坡度) 等影响, 因此, 控制盾构的超挖量、合理的选择掘进参数、采用硬性同步注浆浆液、增加盾尾管片的约束和盾构机的自重等都有助于控制盾构上浮。
3.1 合理选择盾构上浮段的掘进参数
3.1.1 土压力的选择
根据隧道覆土情况, 计算土压力理论控制值。根据地表沉降监测数据反馈指导施工, 在进入该地层前进行土压力值的修正优化。在地表沉降不报警的情况下, 掘进过程中土压力宜适当降低, 一般以土体的主动土压力作为盾构土压力控制值。根据本段隧道的中心埋深15.4~19.2 m, 土压力控制值设定为0.27 MPa。实际施工过程中土压力的波动范围应控制在设定值的 ±0.02 MPa范围内。
3.1.2 盾构机仰俯角的确定
盾构上浮主要因盾构机和管片的浮力导致。因而, 可将盾构机的坡度控制在一定数值范围以提供足够向下的分力, 再并加上盾构机自重来控制盾构机上浮。
因此, 在进入该地层后需尽快摸索出盾构机在该地层中的最佳坡度, 以便在随后施工过程中按该坡度进行栽头掘进。根据本工程施工实际经验, 在该地层中盾构机的坡度宜控制在30‰ ~35‰。
3.1.3 推进速度
在上浮段隧道的掘进中, 宜适当降低盾构推进速度, 确保管片脱出盾尾时产生的建筑空隙能及时被同步注浆浆液填充, 避免由于推进速度过快而间隙无法及时填充, 出现盾构机和管片上浮的空间。一般应将掘进速度控制在15~25 mm/min。
3.1.4 优化推力的分配
盾构掘进过程出现偏差后, 一般通过调节推进系统上、下、左、右各分区的推力来纠偏。当出现盾构机及管片上浮后, 盾构机及管片垂直姿态偏差较大。调节上下区推力有三种方式:一是不改变推进油缸编组, 仅增加上部区域的油缸压力和减小下部区域的油缸压力;二是不调节上、下区的油缸压力, 而对油缸进行重新编组;三是同时进行油缸重新编组, 和调节上、下区的油缸压力。在调节上下推力差时, 每次调节不能太大, 一般以200 T级差进行调节。
3.1.5 进行管片的合理选型当出现盾构机及管片上浮, 垂直姿态偏差较大时, 为使盾构具有向下趋势, 管片需保持足够的超前量。采用旋转转弯环管片封顶块位置可快速增加管片的上部超前量, 因此, 合理的管片选型对控制盾构机上浮也很重要。一般管片选型需综合考虑盾构机的姿态、管片的姿态、推进油缸行程差、盾尾的间隙、管片的超前量和错缝拼装等各因素。由于本工程上浮段隧道位于500 m半径的平曲线上, 在管片的选型上, 既要满足平曲线转弯的需要, 又要保证管片的足够上部超前量以控制盾构上浮。
3.2 盾构上浮控制辅助措施
3.2.1 开启盾构的铰接装置
掘进过程中开启盾构铰接装置。即上部铰接开启80 mm, 下部铰接开启29 mm, 使盾构机刀盘及前体具有向下的趋势。
3.2.2 二次补充注浆
当出现盾构及管片上浮超限时, 采取对管片背后进行二次补充注浆来进一步填充管片与地层之间间隙, 使成型隧道与围岩形成刚性整体, 防止盾构掘进后盾尾管片的上浮。在管片脱出盾尾后, 在盾尾后第8~10环管片上二次补充注浆。二次补充注浆材料采用水泥- 水玻璃瞬凝双液浆, 注浆顺序从隧道拱顶至两腰分别进行, 采用注浆压力和注浆量双控控制。
3.2.3 增加管片的整体性和刚度
(1) 对脱出盾尾的管片进行二次复紧, 提高脱出盾尾管片的整体性和刚度。 (2) 在隧道内管片上设置四道纵向拉杆, 拉杆采用16槽钢, 使脱出盾尾的管片形成整体。
3.2.4 增加盾构机自重
根据盾构机及管片受力分析, 加大盾构机的自重是控制其上浮的主要因素之一。为加大盾构机的自重, 增大向下的合力, 提高盾构姿态控制的灵敏度, 在盾构机的中体放置铅锭, 对盾构机进行配重30 t, 增加盾构机及管片重力。
4 施工效果
在本区间掘进施工过程中, 上行线曾多次出现盾构机及管片上浮情况, 在采取多项措施后, 在上行线盾构后续掘进同样地层过程中, 盾构机姿态控制较好, 成型隧道轴线偏差均控制在 ±50 mm规范范围内。
5 结束语
盾构法隧道施工虽然适应性较强, 但地质条件千变万化, 面对不同的地层, 必须采取一定的辅助措施才能达到较好的效果。
(1) 盾构机在饱和流塑状软土地层掘进中, 由于受地层浮力影响, 易出现盾构机上浮的现象。结合本工程盾构上浮段施工经验, 盾构机必须保持“栽头”掘进才能有效平衡其浮力, 控制盾构机的上浮。因此, 进入该地层后及时摸索出盾构机的临界坡度非常重要。
(2) 本区间隧道掘进中, 在采取注入厚浆同步注浆将夜、双液浆二次补充注浆、焊接纵向拉杆等措施前, 虽通过配重增加了盾构机的自重, 且上下区油缸推力差达到900 T, 但盾构垂直姿态的纠偏效果仍不太明显。而进行盾尾双液二次补充注浆、焊接纵向拉杆后, 因及时对脱出盾尾的管片提供了约束, 盾构机垂直姿态纠偏明显容易得多。
(3) 控制盾构机及管片上浮的关键是选择合理的掘进参数和采取必要的辅助措施。
摘要：在杭州地区饱和流塑状软土盾构掘进施工中, 由于受盾构机及拖出盾尾管片的竖向浮力、超挖等因素影响易出现盾构机上浮现象。在分析引起盾构机上浮的原因后, 围绕导致盾构机上浮的几个要素, 通过优化推力分配和管片超前量等掘进参数, 并采取二次双液补充注浆、设置纵向管片拉杆、附加盾构机配重等辅助措施, 有效地控制了盾构机的上浮, 很好地控制了成型隧道轴线。
关键词：盾构,饱和流塑状软土,上浮
参考文献
饱和控制 篇8
在画面以平和的不饱和色彩为主时, 饱和的色彩会成为影片的视觉重心, 起到强化这些色彩视觉效果的作用。
在影片《罪恶之城》中, 黑白影像给人一种深沉、阴森之感, 画面的整体风格是采用黑白的影像, 然后将对比度调高。这样做的目的有二, 其一是与影片原著的风格尽量贴近, 营造一种“暗黑”质感, 其二是影片的内容因涉及大量的暴力场面, 黑白的处理也可避免过度的血腥。但是影片并没有一味地采用黑白的处理方法, 影片在某些细节上保留了色彩, 并且是高饱和的色彩, 这些颜色的运用正是本片的标志特征, 成为了强化视觉效果、强调故事关键情节, 人物, 道具的主要手段。比如, 片中给观众留下深刻印象的“黄杂种”这一角色便是用高饱和的黄色吸引了观众的眼球, 他的每一个动作似乎都透露着“邪恶”和“猥琐”, 造成了观众在视觉上对角色厌恶的奇妙效果。
除了运用高饱和的色彩形成视觉焦点突出视觉效果之外, 对于色彩的饱和度的控制也体现在利用低饱和的色彩形成特殊的视觉效果。影片《老男孩》充满了惊世骇俗的暴力场面和引人入胜的悬念设置, 导演朴赞郁利用低饱和的色彩呈现了影片诡异阴郁的氛围, 全片画面以黑色块占居主导, 例如片中一场走廊里的打斗戏并没有过多的色彩, 影片主要以深绿色的墙为主色彩, 配以发灰的地面, 影片摄像机由左至右的长镜头移动配合画面内并不激烈的打斗, 为我们营造了一个奇特诡异的打斗场面。在打斗的这场戏中, 我们还能发现一个有趣的细节, 在暗绿色墙上一个红色的电箱显得尤为抢眼, 青色与红色本为互补色, 在同一画面中, 一色以其补色或是近补色为背景, 这一色便会显现出更高的饱和度, 画面中的红色本为饱和度并不高的暗红色, 在绿色背景的衬托下红色的饱和度显现地更高, 为本身趋向于静态的诡异打斗场面增添了一丝活力。
另外, 片中主人公回忆的场景也通过利用控制色彩饱和度的方式呈现, 这段场景在影片原色调的基础上将画面内部色彩的饱和度继续降低并配以棕色的滤镜, 导演意图通过这一造型手法呈现一种类似于老照片的色彩氛围。
从以上实例可以看出, 画面色彩饱和度的控制对于影片视觉效果的调节起着至关重要的作用, 画面视觉效果的呈现直接关系着影片气氛的烘托以及影片美术风格的取向。
二、色彩饱和度通过“对比”和“相似”调节画面节奏
只是用纯色的图片显示了饱和度的相似, 同时使用饱和的颜色和非饱和的颜色则显示了饱和度的对比。在同一画面中饱和度的对比有效地丰富了画面的色彩层次, 控制着画面的节奏的变化。
影片《美丽心灵的永恒阳光》全片的美术设计倾向于通过高饱和的色彩表现剧情中具有梦幻意味的爱情故事, 男主人公在片中的形象以暗色调为主凸显出的人物性格也是中规中矩的正常人, 女主人公的形象则以大胆的用色反映着她便是一个不定因素。除此之外, 两人身上的色彩与环境的色彩呈现也是通过对比与相似表现出主人公与当前氛围的契合度。
相反, 两人身上颜色的饱和度与环境的颜色的饱和度形成的对比, 则表现了主人公状态与当前氛围的相违和, 如下图的画面中除了女主人公完全饱和的红色夹克之外, 场景中所有的颜色都是非饱和的, 显示出了女主人公的不同。
摄影造型过程中利用色彩饱和度的对比和相似可以有效地调节画面的节奏, 饱和色的对比可以加强视觉效果和画面变化, 从而加快画面的节奏;饱和色的相似可以减弱视觉效果和画面变化, 从而减慢画面的节奏。饱和度的对比和相似不仅会出现在同一个画面中, 还会出现在画面与画面之间, 段落与段落之间。
在影片《美丽心灵的永恒阳光》中, 主线男主人公在自己的回忆中穿梭, 先是海滩的画面, 画面中的床相对于白色为主的海滩画面将观众的视觉重心牵引到主人公身上, 在下一画面中两位主人公穿梭到男主人公童年时期, 画面中的色彩相对较多, 不仅如此, 颜色的饱和度也相对较高, 与前一画面形成对比, 加快了影片的节奏, 很好地呈现了主人公在记忆中穿梭的跳跃感, 加快了影片的节奏。
同样在影片的开头, 从主人公起床到主人公走上街道, 影片色彩基调的色相和饱和度都没有发生改变。画面间色彩饱和度的相似减小了段落间的反差, 降低了画面的视觉效果从而减缓了影片的节奏, 很好地表现了主人公生活循规蹈矩的感觉。
可以看出, 画面色彩饱和度的控制不仅仅能够影响观众视觉重点, 在调节影片节奏上利用画面内、镜头间以及段落间的饱和度的相似和对比也能起到很好的效果。除此之外, 影片造型设计过程中对于色彩饱和度的控制也能够向观众传递一种象征意味。
三、色彩饱和度传递特殊象征意义
色彩能够传递出特殊的象征意味, 例如红色象征着恐惧, 黑色象征着死亡, 黄色象征着虚伪, 蓝色象征着冷漠。对于控制色彩饱和度传递特殊的象征意味一般是在一部影片中, 通过控制其他颜色的饱和度来凸显某一种颜色, 通过画面中视觉重点颜色的象征意义来表现创作者特殊的意味。
在影片《呼喊与细语》中, 导演英格玛·伯格曼作为意象营造大师为我们展现了独特的影像风格, 整部影片使用了有限的红色色相, 通常是极为饱和的红色。
片中, 导演运用简单直接的手法向我们展现了“生于死”这一主题, 片中展现了四个女人对于主人公从死亡中重获新生的不同看法, 通过不同的观点探讨了人性、生命与死亡的永恒主题。
全片主要以黑色、白色以及饱和度极高的红色构成。伯格曼导演通过严格控制颜色在画面中的比重, 通过提高红色的饱和度, 将红色的象征意味呈现地彻底而且直接。
影片以大红色揭幕, 演职员表的字幕都以红色为底色。片中屋子的墙壁, 地毯, 家具, 都为红色。窗帘是白色的, Agnes自始至终都着白色衣服。姐妹三个, 以及女仆Anna最初出场都是白色衣服。Kalin的回忆中与丈夫同桌吃饭着黑色衣服。影片以红色开场, 以红色结束。
伯格曼导演曾说:“红色代表着灵魂深处的颜色”, 此处的红色因导演有意地提高饱和度, 所呈现出的大红色已不仅仅是红色本身的含义, 此处的红色给人的感觉压抑而且隆重, 在红色的包围下, 正如导演所想要阐述的那样, 此处如血液般红色的环境犹如“女性的子宫”, 白色的人们好像即将重生的新生儿, 将从此处得以重生, 生命也是从这里由死亡走向生机。
四、结论
色彩在一部影片的画面造型过程中有着极其重要的地位, 色彩的纯度也就是饱和度的控制在一部影片的摄影造型过程中也因此有着重要的意义, 通过以上的实例我们可以看出, 影视摄影造型过程中对于色彩的饱和度的控制可以有效地调节画面的视觉效果、控制影片的节奏以及有效地传递创作者设计的象征意义, 这对我们创作者在实际创作过程中有着极为重要的参考意义。
摘要：色彩的饱和度也称为颜色的浓度或强度, 也就是说当一种颜色越纯或越鲜艳时, 也就越趋向于饱和, 反之, 则越趋向于灰。在影视的摄影创作过程中对于色彩饱和度的控制应具有明确的目的性, 因此色彩饱和度的控制在影视摄影造型中的作用也日益被广大创作者所重视, 本文将通过实例浅析色彩饱和度控制在画面造型过程中对于调节影片画面视觉效果、影响画面节奏、传达特殊象征意义等方面的作用。
关键词：色彩饱和度,视觉效果,画面节奏,象征意义
参考文献
[1]梁明, 李力, 著.电影色彩学[M].北京大学出版社, 2010.
[2]布鲁斯·布洛克, 著.以眼说话[M].世界图书出版社, 2012.
[3]布林克曼, 著.数字合成的科学与技术[M].清华大学出版社, 2011.
饱和控制 篇9
关键词：全局滑模,饱和函数,鲁棒控制
滑模变结构控制作为一种应用广泛的一类特殊的非线性控制。由于“结构”的不固定, 可以在动态过程中根据系统状态而有目的的不断变化, 使系统按照一定的状态轨迹运动, 这就使得这种算法具有快速响应、对参数及扰动不灵敏, 物理实现简单等优点[1]。然而在到达滑动面的到达阶段对参数摄动和外界干扰不敏感, 而且由系统的惯性、切换开关的时间滞后以及状态检测的误差等因素造成的抖振问题将影响系统的精确性, 甚至激发系统未建模部分的强烈振动, 对系统造成危害[2]。因此缩短到达滑模的时间, 削弱抖振成为了变结构控制的重要研究方向。
针对滑模变结构控制存在的缺点, 提出了一种引入新型饱和函数法的全局鲁棒滑模控制器GSMC, 与传统滑模方法相比较, 全局滑模控制通过设计一种动态滑模面, 保证滑模控制的稳定性同时消除了到达阶段, 使系统全过程具有鲁棒性[3];而新型饱和函数的加入, 从而在抑制系统抖振的同时又能使系统轨迹最终能够渐近收敛到所给定的切换平面之上[4,5]。以倒立摆为研究对象, 仿真验证了算法的有效性。
1 传统的反馈线性化滑模控制
1.1 问题描述
对于如下带干扰的非线性不确定系统
式 (1) 中, f和g是非线性光滑函数, u为控制输入, d (t) 为干扰, 且|d (t) |≤D。理想跟踪信号为yd, 则误差为e=y-yd, 控制的任务是使系统的输出跟踪给定的输出参考值yd。
1.2 传统滑模控制律
取滑模函数
选择系数c0, c1, …, cn-2满足多项式pn-1+cn-2pn-2+…+c1p+c0为Hurwitz, 其中p为Laplace算子, 这样能够保证系统状态保持在滑模面上时跟踪误差能收敛到零。
选择滑模存在条件为
式 (3) 中, ξ为一严格正实数。
根据反馈线性化理论, 设计滑模控制器为
由于控制中存在不连续项ηsgn (s) , 此不连续项将会导致系统的抖振现象。为削弱抖振, 采用饱和函数代替符号函数, 控制律变为
式 (5) 中饱和函数有如下形式
式 (6) 中, ф>0为边界层厚度。由于边界层内采用线性控制, 但系统轨迹不能在有限的时间内渐近收敛到所给定的切换平面上。而且这种方法到达滑模面的时间较长, 到达过程不具有鲁棒性。
2 基于新型饱和函数法的全局滑模控制
2.1 全局滑模函数的设计
针对系统式 (1) , 设计全局滑模函数
式 (7) 中, c0, c1, …, cn-2满足多项式pn-1+cn-2pn-2+…+c1p+c0为Hurwitz, 设计函数h (t) 来达到全局滑模, h (t) 应满足以下三个条件:
(2) 时, h (t) →0。
(3) h (t) 具有一阶导数。
为满足以上三个条件, 可将h (t) 设计为
2.2 滑模控制器设计与稳定性分析
设计滑模控制律为
式 (9) 中, η>D。
证明:定义Lyapunov函数为
则
将控制律式 (9) 代入上式, 得
证毕。
由此可知, 系统渐进稳定, 为降低抖振采用新型饱和函数代替符号函数
式 (11) 中, 接近角θ是状态轨迹与切换平面之间的夹角, 它可以衡量状态轨迹收敛的程度。构造函数φ|θ|随接近角θ的增大而逐渐减小, 从而使边界层厚度缩小, 直到与切换平面重合, 从而保证系统渐进稳定性。
根据图1所示的新型饱和函数与接近角θ之间的关系曲线可以看出, 随着接近角θ的减小, 新型饱和函数的斜率逐渐增加, 当斜率足够大时, 新型的饱和函数会使系统趋于稳定, 可以得到以下推论
将式 (11) 中代替式 (9) 中的sgn (s) , 可得
由此, 得到如式 (13) 所示的控制律。
3 系统仿真
为验证上述控制方法的有效性, 选择一阶倒立摆为研究对象, 系统方程为
式 (14) 中, x1与x2为倒立摆的角度和角速度, u为控制输入, d (t) 为干扰。g=9.8 m/s2, mc=1 kg为小车质量, m=0.1 kg为摆杆质量, l=0.5 m为摆的长度, 指定跟踪信号为yd=sint, 干扰d (t) =10 sint, D=15, η=50, φ=0.05, h (t) =s (0) e-100t, 摆的初始状态为[π/60, 0], 仿真结果如图2~图5。
图2、图3分别为采用传统滑模控制方法和采用新型饱和函数法的全局滑模函数法系统角度和角速度跟踪曲线, 比较结果可看出, 采用新型饱和函数法的全局滑模函数法, 响应速度快, 动态响应特性好, 即使初始误差较大, 但仍能快速调整以保证很好的跟踪给定信号yd。
图4, 图5为分别采用传统边界层法和新型饱和函数全局滑模函数时系统的控制输入曲线, 可以看出, 后者控制抖动较小, 较好地解决了平滑抖振与保证系统稳态性能的矛盾。
4 结论
通过理论分析和实验表明, 使用新型饱和函数的全局滑模函数设计能够克服传统滑模控制所存在的缺点, 全局滑模函数能够消除了系统滑模变结构的到达阶段, 具有全局鲁棒性;而新型饱和函数的引入, 有效抑制了滑模控制系统的抖振, 增强了系统抗干扰能力, 有效解决了控制信号光滑性和控制精度之间的矛盾。
参考文献
[1] 刘金琨, 孙富春.滑模变结构控制理论及其算法研究与进展.控制理论与应用, 2007;24 (3) :407—418
[2] 邹伟全, 姚锡凡.滑模变结构控制的抖振问题研究.组合机床与自动化加工技术, 2006; (1) :53—55
[3] 倪雨, 许建平.基于等效控制的全局滑模控制Buck变换器设计.西南交通大学学报, 2009;44 (5) :654—659
[4] 赵显红, 朱邦太, 王立华, 等.一种基于状态边界层的滑模控制器设计.河南科技大学学报 (自然科学版) , 2004;25 (2) :33—36
饱和控制 篇10
在对电力系统中的无功进行补偿的方式中,由于晶闸管控制电抗器(TCR)并联补偿方式具有接入和切除都很方便的优点,是众多补偿方式中最常使用的一种。它包括可调固定电容器与可控电抗器两部分。电容器则通常包括与谐波滤波器电路结合成一体的固定的或机械投切的电容器,或在需要对电容进行高速或非常频繁投切时所采用的晶闸管投切电容器(TSC)等形式。对于晶闸管控制电抗器部分的控制算法决定了无功补偿的准确性与实时性,如果控制不当就会产生不期望的直流分量,进而会导致TCR的隔离变压器磁通饱和,降低元件的使用效率[1]。本文对现有的控制算法进行适当的优化来解决上述问题,进一步优化TCR的性能,以达到节能降耗的目的。
2 检测原理
对于TCR控制信号的检测主要采用基于瞬时无功功率理论的p-q算法。它相对于其它算法而言没有原理误差,可以提高无功补偿的精度[2]。
需检测出负载的三相电压与电流的瞬时值,利用变换矩阵式(1)把三相转化到两相上,然后再根据瞬时无功功率理论对有功与无功的定义式(2)和式(3),就可以得出式(4),其中“-”表示取直流分量[2]。得出基波有功与无功分量之后,再对其反变换到三相即可得到三相参考基波电流,如果在反变换之前先令有功值为零,就可以单独把无功参量提取出来,为TCR控制器提供参考值。
TCR要方面,也是控制器所有算法的归宿,触发角与电感感抗之间的关系如式(5):
上式可以简化为：
其中V为系统电压的最大值。
通过对电抗的设定可以得出相应的触发角,实现对系统无功的动态补偿。
3 控制策略的研究
由于在式(7)中电抗B与触发角α之间存在非线性的关系,所以在实际中的控制效果往往不尽人意。通常采用的方法是B-α对曲线插值拟合,此时若α在150°~180°之间变化时,曲线的斜率很大,电抗的变化很小,当电网中出现连续变化的无功负荷时,触发角会在短时间内从最大值(180°)跳变到某一值,然后又迅速跳变到最大值。这种现象可能会引起TCR回路的某一相出现只有一个晶闸管导通的情况,如图1所示,如果长时间不进行相应的处理,其产生的直流分量会使隔离变压器磁饱和,降低了TCR的有效容量,这是不希望出现的。因此,控制器除了能够动态地对系统进行无功补偿,也应相应地考虑到触发角的稳定与直流分量的消除等方面。
4 软件设计
控制器的选择主要以能快速处理浮点数据为前提,其实现的主要功能如下[3]:
(1)三相线电压与三相负载电流及三相TCR电流的采集;
(2)系统的频率锁相;
(3)瞬时无功功率的计算;
(4)触发角的求解与稳定;
(5)PI控制算法;
(6)直流分量的消除算法等。
控制器主要采集外部的电压与各部分的电流信号,应用瞬时无功功率理论可以得出各部分的瞬时无功功率,控制程序框图[4]如图2所示。
在对B-α曲线进行插值线性化的同时,加入了对TCR模块输出功率的PI调节,进一步提高了控制的精度。当设备刚投入运行时,通过控制算法关闭PI模块使系统能快速确定触发角,达到一定条件时再启动。这样可以减小曲线拟合时的误差,同时又不影响系统的响应速度;当负载无功出现瞬变时,同样先关闭PI模块以保证系统对电网无功的实时响应。
为了能够消除TCR所产生的直流分量,还需对TCR的线电流进行积分。有四种情况,积分值为正时,表示正向电流的脉冲幅值大于负向电流的脉冲,与此同时,α角在不断的变化,这时控制器就要根据电流积分值的大小和触发角的变化方向来决定先触发哪个晶闸管,具体关系如下:
(1)积分值>0,且α增大,则先触发正向晶闸管;
(2)积分值<0,且α增大,则先触发负向晶闸管;
(3)积分值>0,且α减小,则先触发负向晶闸管;
(4)积分值<0,且α减小,则先触发正向晶闸管。
同周期内的另外一只晶闸管则保持当前不变,在下次触发来临时再行更改。这样做除了可以消除直流分量的目的外,还有一个好处就是当第一种情况出现时,正向触发角增大,负向触发角不变;如果在正向触发周期内又出现了第一种或第四种情况的话,则改变的都是正向的触发角,负向的角度一直保持不变,因此可以大大提高TCR补偿无功的动态稳定性,抑制触发角的突变。
5 仿真实验研究
为了验证上述算法的有效性,采用PSCAD对系统进行仿真实验,以三相电动机为无功负载,补偿前的功率因数约为0.894。由图3、4、5可以看出,在触发角瞬变时所产生的单相激磁电流可以很快衰减为零,并在一定范围内波动调节;同时也可以快速补偿无功,稳定后功率因数基本为1。
6 结语
静止无功补偿器(SVC)研究的重点主要集中在控制策略上,本文提出的改进的TCR控制算法,采用简单逻辑判断与传统的PI控制相结合的方法,在不影响原控制精度与响应速度的前提下,解决传统控制造成隔离变压器磁通饱和而导致能耗增加等问题,最后对系统进行建模仿真,结果证明此方法能有效改善TCR对隔离变压器的影响,为以后控制策略的发展奠定基础。
参考文献
[1]李勇,罗隆福,尚荣艳,等.新型直流输电系统阀侧绕组无功补偿特性分析[J].电力系统自动化,2007,8(31):52-66.
[2]刘涤尘,钱薇,王静.基于数字信号处理的谐波和无功电流的检测[J].电力系统及其自动化学报,2007,4(19):50-54.
[3]杨琳霞,付周兴,刁宇清.基于DSP的并联型电力有源滤波器的研究[J].工矿自动化,2008(1):22-23.
[4]Sameh K.M.Kodsi,Claudio A.Canizares,Mehrdad Kazerani.Reactive current control through SVC for load power factor correction[J].Electric Power Systems Research,2006(6):701-708.
年后人力供需趋向饱和 篇11
根据138中国美容人才网（www.138job.com）最新的统计数据显示，今年1月因临近年关，美容市场的求职者增数逐渐放缓，但企业用人需求出现一定程度的高涨，招聘领域呈现岗多人少的不平衡局面。惯例是，每逢春节长假过后都会迎来新的招聘、求职、跳槽的旺季，面对喷涌的人流和大量的职缺，雇主应充足准备，在招兵买马的同时加强内部人员的稳定性，求职者则需要把握机会，谨慎选择。
职位投递数：持续下降
每逢春节人心慌，今年第一个月份的热门职位投递数明显受春节影响，呈现持续下降的趋势，人才求职的热情普遍不如其他月份高涨。从热门职位的具体职位类别看，十大上榜的热门职位中，除美容导师、美容师两大职位受关注的程度环比不变，其余职位皆有不同程度下滑，其中区域经理较上月下降至第五位，销售代表则以-46.76%的环比降幅屈居第十。
雇主人才邀请：高幅增长
对比热门职位投递数的下降，本月热门人才邀请数呈高幅增长。十大热门人才邀请数据中，美容师、美容讲师两个职位分别有不同幅度的下滑，美容师以-46.95%的环比从榜首下滑至第四，而美容导师较上月爬升一位，成本月TOP榜的第一名。美容导师、美容顾问、美容院店长、市场总监4个职位均有不同程度的增长，其中市场总监一职以99.22%的环比增幅，新入本月TOP榜。
2013年1月，美容企业和终端美容院开始进入新一年的招聘季。与2012年1月企业新增职位发布数相比，同比增加了77.62%，预计到金三银四的招聘旺季，新增职位数会越发上升。
一二线城市职位发布回暖
1月，热门城市发布职位数的多少排名依次为广州、上海、北京、深圳、成都、西安、南京、东莞、长沙、佛山，其中深圳以-32.37%的环比降幅位居第四，广州、南京则没有变动，东莞、长沙、佛山分别以107.41%、71.88%、123.81%的环比增幅，跃入本月TOP榜。
1月临着年关，不少美容求职者选择静观其变，伺机而动。春节长假后也是各大美容企业求贤纳才的热门阶段，对于找工作者来说，是一个求职的不错机会。
HR青睐什么样的人
虽说来到招聘旺季，求职者同样要提高警惕，面试务实，保证简历信息诚实描述，面试前做好充足准备。其次，求职者知识面的宽广直接影响着HR对你的印象，要知道美容师除了具备专业技能外，还要懂得与顾客的沟通技能，在面试中极有可能需要完成心理测试。最后，学历要求高是美容行业未来对求职者规划化发展的要求，高素質、高学历的人才是美容行业的优先选择。
在求职、招聘、跳槽的高峰期，各大美容企业纷纷招兵买马储备人才，造成美业人才市场紧俏的局面。面对岗多人少的现状，资深美业HR提醒求职者理性地规划和选择自己的职业发展路，跳槽前必须三思而后行。
饱和控制 篇12
在交流电机调速系统中,速度控制器一般使用PI控制器,速度控制器的输出作为转矩电流的给定值。而在由变频器供电的调速系统中,电流给定值受到变频器的最大电流、磁路饱和以及电动机过热等因素的限制,所以在实际系统中需要对电流给定值(转速控制器的输出)进行限幅,当PI控制器输出超过最大电流给定值时,就会出现积分饱和现象[1,2]。积分饱和现象会增加系统的超调量、使系统的稳定时间变长,甚至在某些条件下会造成系统的不稳定,从而大大降低了整个系统的性能。
在传统PI控制器的设计过程中,PI控制器的参数是在线性区整定的,忽略了由饱和现象引起的非线性因素,所以利用传统方法设计的PI控制器作为速度控制器时,调速系统的性能比期望的性能要差[3,4]。为了减小饱和非线性因素对系统性能的影响,在文献中提出了很多改进方法。文献[5]提出的智能PID控制器,采用死区非线性的方法来限制积分器的作用,在设计PID控制器时,需要设计者选择两个参数。然而当把这种控制器作为矢量控制系统的速度控制器时,实验结果表明利用这种控制器实现的调速系统具有较大的超调量,而且当死区设置不当时,很容易造成系统的振荡。文献[6]提出了一种抗饱和PI控制器,利用这种控制器可以有效地提高系统的动态性能,例如可以减小速度响应曲线的超调量和加快系统的稳定速度等,但是这种设计方法的缺点是反向计算的系数和积分系数取值一样,从而限制了控制器设计的灵活性,不能根据实际需要设置积分器的反向计算系数。
本文提出了一种新型的抗饱和PI控制器的设计方法,分析了这种控制方法的稳定性,并且把这种方法应用到了采用矢量控制技术的异步电动机调速系统中。为了验证理论分析的正确性和这种控制方法的有效性,进行了Matlab仿真实验,并且和传统的控制方法进行了对比研究。实验结果表明这种新型抗饱和PI控制器可以有效地降低调速系统的超调量、缩短系统的稳定时间和提高系统的抗负载扰动能力。
2 新型抗饱和PI控制器
在调速系统中,电流控制器的响应速度要比速度控制器的响应速度快得多,因而在以下的分析过程中忽略了电流环节的动态过程。在以上条件下,调速系统可以用下面的一阶系统描述
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式中:ωr为转子转速;τm为机械时间常数;kt=kT/J,kT为转矩系数;Tl=TL/J,TL为负载转矩,J为系统的转动惯量;v为控制对象的输入(即转矩电流的给定值)。
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式中:u为速度控制器的输出;sgn(·)代表符号函数;Um为速度控制器输出的限幅值。
PI速度控制器的输出u可以表示为
u=kPe+q (3)
式中:e为系统的控制误差,e=ω*-ω;q为积分器的输出。
如果给定速度发生大的阶跃变化或者突然出现大的负载扰动时,PI控制器的输出就可能会饱和,一旦饱和出现,控制器就进入了非线性区。
为了解决饱和问题,在本文中对积分状态进行分开控制。当PI控制器的输出不饱和时,PI控制器采用普通的积分算法。当PI控制器输出饱和时,通过把积分输出负反馈到其输入,使积分输出迅速收敛到0。图1给出了新型抗饱和PI控制器的系统框图,模块C为比较器,当模块C的两个输入信号相等时,模块C输出为0,开关S2闭合,S1打开,此时控制器相当于一个普通的PI控制器。当模块C的两个输入不相等时,控制器的输出为1,开关S2打开,S1闭合,这时积分器的输入为其输出的负反馈,积分输出会迅速收敛到0。由图1可知,在新型抗饱和控制器中,积分状态q的计算方法为
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3 控制器的稳定性分析
当u=v时,表明控制器中的限幅器不起作用,这时称控制器处于线性区;当u≠v时,限幅器对信号u限幅,这时称控制器处于饱和区(非线性区),同时假设积分时间常数τI和反向计算系数τc比系统的机械时间常数小得多。如果在控制器的作用下,系统可以由饱和区收敛到线性区,同时系统在线性区内具有渐进稳定性,则可以保证整个系统是稳定的。
当控制器处于饱和区时,根据式(4)可以看出q会迅速收敛到0。根据以上的假设可知,误差e的动态过程远远慢于q动态,因此,积分状态q的动态可以忽略。根据式(3),PI控制器的输出u为
u=kPe (5)
从式(5)可知,存在一个误差带Eb,确定了PI控制器的线性运行边界,当|e|>Eb时,PI控制器工作在饱和区,反之PI控制器工作在线性区。根据式(5),可以得到Eb的表达式
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为了获得从饱和区收敛到线性区的条件,定义以下的Lyapunov函数
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Lyapunov函数的导数为
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把式(2)、式(5)代入到式(8)中,可以证明
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当undefined时,则控制器就会由饱和状态回到线性区,从而根据式(9)可以得到从饱和区回到线性区的充分条件
|e|>|ω*|+τm|Tl|-ktτmUm (10)
根据式(6)可知,饱和区误差永远大于Eb,因此从饱和状态回到线性状态的条件为
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在线性区,PI控制器被激活,PI控制器里的积分项对速度误差进行累积,从式(4)可知,在线性区的动态误差方程为
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为了证明渐进收敛性,可以定义如下的Lyapunov函数
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式中:qss为待定系数。
可以证明,当
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则可以控制误差e,保证误差收敛到0。
由于控制器输出限幅的存在,系统正常工作时只有qss比Um小,系统的渐进稳定性才能得到保证,其充分条件为
|ω*|+τm|Tl|≤ktUmτm (15)
根据以上分析可知,如果系统的运行条件满足不等式(15),则系统是渐近稳定的。
4 仿真实验
为了验证该抗饱和PI控制器的性能,利用Matlab软件进行了仿真实验,仿真试验中使用的系统框图如图2所示。
在图2中,ASR,ATR和AΨR分别是转速控制器、转矩控制器和磁链控制器。在仿真实验中,使用新型抗饱和PI控制器作为速度控制器,其他两个控制器使用带限幅的PI控制器,异步电动机参数为:np=2,Rs=0.435 Ω,Rr=0.8 Ω,Ls=0.073 3 H,Lr=0.071 3 H,Lm=0.069 3 H,调速系统转动惯量J=0.089 kg·m2。
在仿真中,还进行了与限幅积分PI控制器的对比实验,其系统框图如图3所示。在仿真实验中,积分器的限幅值和控制器的限幅值相等[2]。另外,两种PI控制器的限幅值都为300 N·m。
仿真开始的0时刻,速度给定为50 r/min,在1.8 s时,突加200 N·m的负载转矩。从图4给出的转速响应曲线中可以看出,积分限幅PI控制器的速度响应曲线有比较大的超调量,稳定时间为1.6 s,而对于新型抗饱和PI控制器,调速系统的超调量为0,稳定时间为0.3 s。当突加负载时,积分限幅PI控制器的恢复时间为1.2 s,而新型PI控制器的恢复时间为0.5 s。从仿真结果可以看出,新型抗饱和PI控制器显著地减小了速度响应曲线的超调量,明显地缩短了系统的稳定时间,同时增加了系统抗负载扰动的能力。
图5给出了两种控制器的积分器输出随时间变化曲线。在0时刻,由于转速给定值发生突变,虽然积分限幅PI控制器的输出迅速饱和,但是积分器仍然进行积分,只有当实际转速超过给定转速时,积分器的输出值才会减小,这是造成该控制器具有较大超调的根本原因。而对于新型的抗饱和PI控制器,当转速突变造成控制器输出饱和时,积分器的输出迅速变为0,当误差收敛到线性运行边界内时,积分器重新被激活,使电机转速迅速达到给定值,从而显著地减小了系统的超调量,同时明显地缩短了系统的稳定时间。
5 结论
为了进一步提高异步电动机矢量控制系统的性能,本文提出了一种新型抗饱和PI控制器,通过引入反向计算系数减小了控制器退饱和时间,降低了饱和非线性因素对系统性能的影响,给出了抗饱和PI控制器的系统框图,并且证明了该算法的稳定性。为了验证理论分析的正确性和新型PI控制器的性能,进行了仿真实验,并且和积分限幅的PI控制器进行了对比研究。
理论分析和仿真结果表明,这种新型抗饱和PI控制器具有以下特点:1)结构简单,实现容易;2)能够减小系统的超调量,缩短系统的稳定时间,提高系统的动态性能;3)增加了系统抗负载扰动的能力。
参考文献
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[4]Guido Herrmann,Turner MC,Guo Guoxiao.Practical I m-plementation of a Novel Anti-windup Schemein a HDD-du-al-stage Servo-system[J].IEEE/ASM Transactions on Mechatronics,2004,9(3):580-592.
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