动态跟踪管理（共11篇）
动态跟踪管理 篇1
近年来, 双向选择、自主择业等成为当前高校毕业生就业的主要特点。为了更好地促进毕业生就业, 适应就业形势的变化, 从2001年开始, 国家开始推行高校毕业生暂缓就业政策, 即允许大学毕业生在毕业后2年内, 将其人事档案关系继续挂靠在原学校管理, 这样毕业生中的党员也因暂缓就业而将其组织关系挂靠在原学校。随着我国高校的大规模扩招及就业形势的日益严峻, 暂缓就业毕业生中的党员队伍也不断扩大, 这些暂缓就业毕业生党员多以灵活就业为主, 流动活跃, 流动地域范围也较广, 管理难度大, 形成了高校党建工作中的一个急需攻关的新课题。
一、暂缓就业党员教育与管理现状分析
1. 暂缓就业党员人数不断增加。
据不完全统计, 2009年全国普通高校毕业生总人数达611万人, 2010年将达到631万人。申请暂缓就业的毕业生数量也在上升, 其中有为数不少的党员或预备党员。就广东省而言, 2009年广东高校应届毕业生共33.2万人。申请暂缓就业的毕业生人数为2万人。再加上2008年暂缓就业的毕业生在内, 暂缓就业的党员 (含预备党员) 人数已达到1万多人。
2. 暂缓就业党员的特点。
暂缓就业党员离开学校, 或在不同的地方工作, 或在寻找就业单位, 或准备考研究生。分散广, 流动性强。由于时空的阻隔, 致使组织生活很难开展。长时间缺乏与党组织的联系, 导致部分暂缓就业党员组织观念淡薄, 丧失理想信念;有的不主动与党组织联系, 长期不参加党的组织生活, 不缴纳党费, 不做组织分配的工作;有的重经济收入, 轻思想建设, 宗旨意识淡薄;有的对党的知识学习得不够, 对如何申请转正不清楚, 经常出现因未按时申请转正而被延长考察期的情况。
3. 原有管理模式的不足。
目前, 各高校的中共党员基本信息的整理、统计、关系迁移等管理主要是由“中国共产党党务管理信息系统”来实现的。其中有关暂缓就业党员这一方面的数据管理, 具体操作是由负责人员将暂缓就业党员的信息归类后重新调整党支部, 录入其身份, 将其与在校党员、历史党员区分开来。暂缓就业党员需要办理组织关系转移时, 需要联系原支部书记, 取得证明, 接着联系党务管理信息系统的负责老师, 进行相关信息的录入登记, 再到学校的党委组织部办理介绍信方可将关系转出。
由此看来, 暂缓就业党员的组织关系转移手续较为繁复, 中间涉及多个部门, 效率较低。同时, 由于党务管理信息系统中的相关数据以人工录入的登记方式为主, 数据更新速度较慢, 存在一定的滞后性, 对于暂缓就业党员的工作单位、联系方式等动态信息更无法进行跟踪, 这为高校暂缓就业党员的管理工作带来了较大的负担。
二、暂缓就业党员教育与管理的有效对策
全国各地专家学者对暂缓就业党员的教育和管理进行研究并提出了各自的见解。钟桂安同志提出建立网上党校和QQ群, 开设暂缓党员网上活动室、信箱和党员论坛专栏[1]。石小玉同志提出确定结对情况, 建立结对档案, 成立结对QQ群, 建立在校生党员与暂缓就业毕业生党员联系制度的方案[2]。蔡茂华同志建议成立专门的暂缓就业学生党总支或党委, 统筹全校各学院的暂缓就业党员的教育与管理[3]。
总的来说, 由于暂缓就业党员队伍的分散点、流动性等特点, 众多专家学者不约而同地提出了利用网络技术的思路和方法, 来克服当前相关工作中遇到的困难。然而, 这些研究中均是提出借助已有网络软件或平台。一个为暂缓就业党员管理工作量身定做的完整平台未见报道。
我曾对暂缓就业党员进行网络问卷调查, 超过九成的暂缓就业党员认为应该加强党组织对暂缓就业党员的联系和管理, 构建相关信息平台, 以网络的方式加强沟通, 并定期发布党组织的重要思想、最新消息等。
因此, 本研究收集相关意见和经验, 明确和优化暂缓就业党员管理的办事流程, 并借助先进的信息技术, 打造一个突破时空限制的暂缓就业党员数字化动态跟踪管理平台, 以克服当前在该项工作中普遍遇到的困难, 大大提高工作效率。
三、暂缓就业党员数字化动态跟踪管理平台的特色
本研究团队利用Power Design、Eclipse、Dreamweaver、Tomcat等计算机技术, 结合暂缓就业党员的特点和管理的需求, 设计出暂缓就业党员数字化动态跟踪管理平台。它具备如下特色:
1. 网上审批, 减少流程, 提高效率。
构建暂缓就业数字化动态跟踪管理平台后, 为每个二级学院设置一个数字化党支部, 要求暂缓就业党员直接在网上登录平台提交办理组织关系转移申请。学校每周特定一个工作日, 轮值的教师对申请进行审查, 审查结果由系统自动回复给党员, 告知其办理的方法、时间和地点。这样, 对于暂缓就业党员而言, 再也不会因为原有班级毕业, 原有党支部被重新调整而像无头苍蝇般到处碰壁。对于学校而言, 不会因为管理人员的岗位变动而影响暂缓就业党员资料的管理, 大大提高了办事效率。
2. 与现有的中国共产党党务管理信息系统进行无缝连接, 实现暂缓就业党员数据的动态跟踪。
该管理平台对暂缓就业党员的申请资料审批通过后, 会自动将相关数据导入到现有的党务系统中, 不再需要人工录入, 既减少了负责人员的工作量, 又加快了数据的更新速度。另外, 每位暂缓就业党员拥有一个账户, 离校前录入联系电话、电子邮箱等信息, 在变更时自行上网更新, 更新数据也会自动导入到现有党务管理信息系统中, 实现暂缓就业党员数据的动态跟踪。
3. 双向联系, 加强沟通。
该系统除了可以让暂缓就业党员登录提交申请外, 还具有邮箱自动发送功能, 可以自动把党组织的重要思想、最新消息等发送到暂缓就业党员的电子邮箱, 促进暂缓就业党员与党组织的联系, 给予他们充分的人文关怀。
4. 缩短距离, 加强管理。
利用网络技术, 打破时空界限, 建立与暂缓就业党员联系沟通窗口。有效克服暂缓就业党员流动活跃, 流动地域范围广而造成的困难, 结束当前对暂缓就业党员的松散管理方式。
四、结语
“暂缓就业党员数字化动态跟踪管理平台”的广泛应用, 将会有效克服因该群体的分散性、流动性而造成的管理困难, 大大提高暂缓就业党员管理工作的效率, 逐步形成以先进信息科学为支撑点的暂缓就业党员管理新模式。
摘要：随着我国高校的大规模扩招及就业形势的日益严峻, 暂缓就业毕业生中的党员队伍也不断扩大, 这些暂缓就业毕业生党员多以灵活就业为主, 流动活跃, 流动地域范围也较广, 管理难度大, 形成了高校党建工作中的一个急需攻关的新课题。本文提出应构建暂缓就业党员数字化动态跟踪管理平台, 加强学校与暂缓就业党员的联系, 以提高工作效率。
关键词：暂缓就业党员,动态跟踪管理,数字化
参考文献
[1]钟贵安.加强高校暂缓就业毕业生党员教育管理的探索.科教文汇, 2008, (3) :33.
[2]石小玉.高校暂缓就业毕业生党员管理工作的思考.中国电力教育, 2009, (131) :154-155.
[3]蔡茂华, 陈瑞平, 钟强等.加强高校暂缓就业党员教育与管理的思考.学校党建与思想教育 (高教版) , 2007, (1) :23-24.
动态跟踪管理 篇2
四项工作动态跟踪考核情况的通报
各乡镇党委、政府，县直有关部门：
当前，是森林火灾的高发季节，是春耕生产、经果林种植的关键时期，是抗旱减灾的重要时段。为确保各项工作落到实处，根据县委、政府安排，县考核办组织相关单位于3月10至3月20日对全县各乡镇森林防火、春耕生产、经果林种植、抗旱减灾四项工作进行了动态跟踪考核。现将考核情况通报如下：
一、工作开展情况
（一）森林防火。各乡镇高度重视，均成立了森林防火指挥部及应急工作组，组建20人以上的森林防火应急分队，并配备了相应的扑火机具。层层签订森林防火责任书，建立了野外用火管理制度。其中，迤那镇还实行森林火灾举报奖励制度，根据举报的内容和线索分别给予举报人100-1000元的奖励，有效控制了森林火灾的发生。
（二）春耕生产。为保证农户顺利实施春耕生产，各乡镇均对辖区内的农资市场开展了“春季农资打假”活动。目前全县马铃薯种植已接近尾声，杂交玉米已开始育苗，烤烟种植地块已按照安排的任务进行规划预留。其中，黑土河乡结合本乡青壮年劳动力外出务工的实际，对烤烟种植地块进行整合，由各村种植大户进行承包种植，确保今年烤烟种植任务的完成。斗古乡结合部分农户缺钱购买农资的实际，积极协调农村信合联社到该乡进行征信调查，为农户发放1000-2000元的小额贷 款，及时解决了这一难题，确保了春耕生产的顺利进行。
（三）经果林种植。2011年安排的种植任务各乡镇已采取散户种植和规划种植相结合的方式种植完毕。对已种植的经果林实行专人管护，采取“谁管理、谁受益”的模式，对经果林的管护责任细化到户、明确到人。由于专业技术人员不足，斗古乡还到云南省昭通市高薪聘请技术员指导农户栽种经果林和管护技术。
（四）抗旱减灾。各乡镇均成立了防汛抗旱指挥部，组建了不低于20人的抗旱减灾应急队伍。优先保障老弱病残、鳏寡孤独等弱势群体的生活用水。其中，石门乡结合自身交通不便的实际，将各村老弱病残、鳏寡孤独的生活用水问题交给村支两委统筹解决。斗古乡组织发动群众投工投劳，修建了两条从牛栏江运水的抗旱道路，有效解决了附近几个村的生产生活用水困难。
二、存在的问题
（一）森林防火。部分乡镇宣传力度不够，措施不力，对野外用火审批制度等森林防火的相关要求贯彻落实不到位，用火随意性很大，农户农事活动中烧田埂草的习惯还存在，使得防火工作量大增，造成隐患，增加了野外用火管理难度。同时，长期持续高温干旱，致使全县森林火险等级居高不下，护林防火形势严峻。
（二）春耕生产。由于我县今年春旱较为严重，影响农作物的种植；农资价格普遍较高（化肥每包比去年同期涨20-30元、复合肥涨10元左右），增大了农业生产成本；乡镇农业专 业技术人员不足，难以深入田间地头指导农户开展春耕生产；新烟区的烤烟种植积极性不高，政府引导力度有待加强，配套设施建设需加快推进，同时，由于大量青壮年外出务工，劳动力紧缺已成为烤烟种植中不可忽视的问题。
（三）经果林种植。由于我县连年干旱少雨，导致成活率普遍不高；专业技术人员紧缺，部分乡镇因缺乏专业技术人员的指导，导致出现只种不管或管理不到位的现象。
（四）抗旱减灾。水利工程及抗旱基础设施薄弱，缺少骨干控制性水源工程，水资源的调、蓄能力低，利用率低。持续干旱造成地下水补给和水库来水偏少，山塘、水库蓄水严重不足，其中牛棚镇范家田水库、邓家营水库已在死水位以下。乡镇水库管理所管理体制不顺，存在县水利局和乡镇双重管理的现象。如督查考核组在考核中了解到，当前正属于春耕生产用水的高峰期，乡镇党委政府要求水库管理所关闸蓄水，而部分水库管理所却以防汛为由开闸放水，导致宝贵的水资源白白浪费。
三、工作建议
（一）森林防火。一是进一步加强森林防火宣传教育力度。组织宣传队伍适时深入林场、田间地块，切实把森林防火宣传工作更加深入，努力做到森林防火知识家喻户晓、老幼皆知。二是牢固树立预防为主的观念，进一步加强火源管理工作。严格野外用火审批制度，加强巡山护林，严把火源关。在高火险期，适时发布禁火令，对重点林区严防死守，严禁一切野外用火，严惩违规用火者。从严从快查处森林火灾案件，以震慑肇 事者，教育一方百姓。三是加强督查，进一步完善森林防火领导责任追究制度。建立健全森林防火各项规章制度，明确责任，层层落实森林防火责任制；适时深入火灾多发区、重点林区开展督促检查工作，帮助解决困难，发现问题及时整改，消除隐患，确保各项措施落实到位。
（二）春耕生产。一是立足抗旱保春耕的思想认识和工作准备。今年春旱形势比较严峻，各乡镇对抗旱保春耕要有充分的思想认识和工作准备，增强防大旱、抗大旱、抗连旱的责任感和紧迫感，切实加强现有水资源的管理，科学合理调度水资源，做好计划用水，节约用水。旱情严重的地方，采取拦河、截坝、抽水等行之有效的措施，千方百计解决用水问题，确保春耕生产顺利进行。二是加强技术指导力度，积极开展技术下乡入户服务。通过技术推广和专家指导，真正把技术送到千家万户中，提高农民科技水平，增强科技的支撑作用。三是加强农资市场监管，依法履行职责。督促职能部门搞好农资储备调运及市场价格的调剂，满足春耕生产需求，确保农民用上放心农资，确保农业生产安全。四是针对大量青壮年外出务工影响烤烟种植的问题，建议推广黑土河乡的做法，将烤烟种植地块进行整合，动员种植大户进行承包种植，确保今年烤烟种植任务的圆满完成。
（三）经果林种植。一是加大宣传力度，宣传工作做到入心入脑，将种植经果林后能获得哪些收益好处等宣传到农户家中，提高农户知晓率，从而调动农户种植经果林的积极性。二是加大技术指导力度，适时组织林业、农牧等经果林种植方面 的技术人员到乡镇开展技术培训。三是加大管护力度，建议组织已种植经果林的农户到雪山、黑石头等乡镇精品苹果示范基地参观学习，提升果园的管理水平。四是未雨绸缪，提前联系补植补种的苗木，待气候、季节等时机成熟后及时进行补植补种。
（四）抗旱减灾。按照“保饮水、保春耕、保民生”的原则，一是积极向上级部门争取抗旱救灾资金，根据抗旱工作的需要，由县水利局帮助及时添臵水泵等抗旱物资。二是各乡镇和县水利局加强沟通协调，及时理顺乡镇水库管理所管理体制，以便根据抗旱或防汛工作实际开展相关工作。三是对存在饮水困难的村、组继续实施应急送水，对老弱病残、鳏寡孤独等困难群体送水到户。五是充分发挥群众主观能动性，发动群众全面开展生产自救工作。
动态跟踪管理 篇3
关键词：高校困难学生；信息；动态机制
中图分类号：G641 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2013）26-0337-02
各高校应该根据学生的实际情况，在入学对已经建立家庭经济困难档案的学生，学校、院（系）、班级应当采取措施进行跟踪调查，实施动态管理。每年可根据学生家庭经济状况的变化对建立家庭经济困难学生档案的等级进行适度调整，有提高档次、降低档次和撤销档次三种情况。
一、建立“四位一体”动态信息跟踪机制
生源地政府部门对学生的家庭经济情况比较了解，而高校则对学生在校的生活、学习情况比较了解，两者需要有效地沟通和交流才能对学生动态信息充分把握，共同做好高校家庭经济困难学生的资助工作。因此，国家有必要建立一个包括政府、社会、高校、学生在内的“四位一体”动态信息跟踪网络平台，实现政府、银行、高校等全面联网。在这个网络平台中各部门合理分工、各司其职、资源共享、互相监督。这个网络平台将为高校家庭经济困难学生提供身份认定、资助管理、信息反馈、个人信用查询等一系列服务。在这一网络平台的设计中，应该在身份认定模块加入高校家庭经济困难学生身份认定的指标体系，以提高认定工作的科学性和便捷性。通过这个网络平台，由高校来具体实施家庭经济困难学生的身份认定工作。高校在这个网络平台上可以准确了解学生的家庭经济情况，结合学生在校期间的生活、学习表现，公正、合理地认定家庭经济困难学生身份，做好“贫困生打假”工作，对家庭经济困难学生动态信息进行跟踪管理。只有合理认定高校家庭经济困难学生的身份，明确资助对象，才能将有限的资助资源帮助那些最需要帮助的学生，实现资助的最大效能。
二、建立三级动态信息跟踪机制
所谓三级动态信息跟踪机制，是指“宿舍、班级、年级”三方的协调联动，确保信息的全面真实。
宿舍是学生生活的地方，学生的生活习惯和消费水平一览无遗，以宿舍为单位对家庭困难学生动态信息进行跟踪具有很强的针对性。以宿舍为单位，各宿舍长组成评议小组，每学期对家庭困难学生进行综合评定。评定内容主要包括：饮食消费情况、服装购买情况、交际消费情况、娱乐消费情况等四大方面，根据实际情况对四大方面进行细化，将评定结果及时上报生活委员，生活委员将动态信息数据录入宿舍贫困生动态资料库。
班级是学生学习的地方，也是学生活动的中心，以班级为单位对家庭困难学生动态信息进行跟踪具有很强的代表性。班委会定时组织召开家庭贫困生作风评定讨论会，对家庭贫困生的衣食住行及思想动态进行全方位的评定，结合宿舍评定材料，形成家庭贫困生个人评定表录入班级贫困生动态资料库。
年级相对于宿舍、班级来说是一个更大的范畴，以年级为单位对家庭困难学生动态信息进行跟踪，能从宏观整体把握家庭困难学生整体情况。这一环节除各班班委外，还需要辅导员以及科任老师的介入，更显专业性和科学性。以班级贫困生动态信息评定表为基础，进行核查摸底，形成年级贫困生信息评定表，最终上报学校相关主管部门。如学生处或者勤工助学中心。
三、及时跟踪分类处理汇总信息
现今，班里助学金的名额基本都是由学校按照一定的人数比例下放，表面上的分配均匀的表现，但实质上造成了一定的不公平，这会存在有需要的家庭贫困学生没有惠及到的漏洞，没有将助学金下放到最需要的学生手中，那么，对于已经上交助学金申请而没有申请到的学生，学院应该将此类学生情况及时上报校方，对其进行信息筛查和民意调查，并根据最终情况做出名额调整，确保能使最需要的家庭贫困生得到照顾。
及时编辑和统计档案中的各方面信息，并将有关信息及时传递给市教育局、省教育厅等有关部门，除了家庭贫困生档案库资料外，还应该不定期有针对性的通过调查问卷等相关途径，对贫困学生进行全面的摸底调查，力求得到有别于档案库资料的其他有用信息，使相关部门能及时了解和掌握情况，制定相应政策，更好地为家庭经济困难学生服务，让更多的家庭经济困难学生获得资助，完成学业。
四、做好学院奖助贷和勤工助学工作
与其他奖学金资助方式相比，助学贷款更具有优势，能让更多的学生受益，助学贷款不具有名额限制，所以具有资助范围广、力度大的优点。从国家助学贷款的性质来看，学生申请国家助学贷款不是学生的个人行为，而是在学校的帮助下向国家银行申请的一种资助行为。学生能否按期还款，不仅仅关乎学生的诚信，而且与学生的工作待遇，家庭环境以及助学贷款的相关政策息息相关。要细分国家助学贷款的利益相关方，明确各方的利益诉求与责任目标，构建有序的协同工作机制。从目前资助的现状来看，国家助学贷款是资助困难学生的最好选择，因此国家及高校要尽快完善国家助学贷款制度，不断扩大经济困难学生贷款的人数和额度。同时，要进一步加大贷款政策的宣传，做到贫困学生人人皆知，人人熟悉政策和流程，不仅仅只重视贷后管理，更要加强贷前的审核和管理，让国家助学贷款能真正落实到需要贷款的学生手里，切实帮助那些有需要的学生，让那些有诚信而且愿意用助学贷款渡过难关的同学得到帮助。从而建立完善的助学，贷款信用制度，促进国家助学贷款工作的良性发展。
勤工助学也是帮助高校家庭经济困难学生解决目前实际困难的重要组成部分，同时也可以提高学生的技能，让学生提前融入和了解社会，从而提高学生的综合素质。让家庭困难学生通过自己的技能或诚实劳动获得报酬，既解决家庭经济困难，帮助学生完成学业，又实现了学生的自我教育的目的。高校作为勤工助学的管理者和组织者，既要充分地挖掘校内外的勤工助学岗位，又要对这些岗位进行审核，既要有走出去的魄力，又要有请进来的思想，不断拓展校内外勤工助学活动。在岗位的安排上，学校要根据本校的实际情况，尽量安排与学生专业相关的岗位，使学生不仅仅赚取了金钱，从而也锻炼了技能。让更多的家庭经济困难学生参与到学校教学、科研和社会工作中，提高他们的专业技术水平和综合能力。同时，我们可以利用高校园区、大学城的有利环境，开设大学生勤工助学园地，整合资源，充分发挥环境优势，使勤工助学由劳务型向智力型转变，提高勤工助学的含智量。
1.加强建设、专款专用、确保贫困学生真正得到救助
一是建立健全各项规章制度。高校应该通过制度的建立和完善，规范贫困学生助学管理工作，做到了救助管理工作制度化、科学化、系统化和规范化。二是加强救助队伍建设，努力提高救助队伍的思想素质和业务水平。坚持每学期举办一次救助专干培训会、一年召开一次经验交流会。努力造就一支情为民所系、利为民所谋、奉公守法、甘于奉献教育救助队伍。三是加强对扶贫助学资金的管理使用。建立了救助资金专门账户，确保各项救助资金专款专用，增强资金的分配透明度，缩短资金拨付周期，使贫困生能够及时得到救助，确保了资金使用效益。
2.让学生明白“鱼”与“渔”的区别
拓宽勤工助学渠道，提升学生自助能力，“授人以鱼，不如授人以渔”，在不断加大对家庭经济困难学生资助力度的同时，尽可能地帮扶经济困难学生提升自助能力。高校勤工助学岗位作为校园经济补助的同时，也为在校学生提供了锻炼能力和展示自我的平台，让一部分同学感受到“自助”的重要性并不断提高自身素质。高校相关部门可以采取与校外企事业合作的方式，拓展校园内外的勤工助学岗位，尽可能满足学生勤工助学的需求。各高校可以在各学院及部处科室设置学生助理岗位，并在校园内面向在校学生招聘各种报纸代理、EMS、申通快递代理等，在扩大勤工助学资金来源的同时，增加了勤工助学岗位，为更多的家庭经济困难学生提供实践的平台。
五、做好贫困学生的心理引导工作
高校家庭贫困大学生，由于经济等原因，非常容易在心理上出现亚健康状态。以就业为目标，做好贫困生的心理疏导和教育工作，对于提高贫困生的就业能力和综合素质，具有重要意义。本文立足于当今高校贫困生的心理现状，深层挖掘就业给他们带来压力的种种根源，并着力探索有效的解决之道。
1.鼓励学生自强自立
作为一名当代大学生，首先拥有的就应该是自强自立，他们已经是国家未来的栋梁，将来要肩负着国家和社会的改革和发展的重任。作为高校更应该加强这方面的培育，特别是家庭困难学生，更应该鼓励他们通知自己的双手来改变自己的未来。学校帮助学生申请国家助学贷款、以及勤工助学等都是在帮助家庭困难学生自强自立，要让他们养成诚信意识，懂得劳有所得，传递关爱。
2.关心贫困学生的思想状态
贫困学生的思想一直是高校思政教育的重点和难点，如何让家庭困难学生在得到应有的帮助下健康、积极、乐观地面对学习和生活，不受其他同学的歧视是最重要的。如果不能让家庭经济困难学生正确认识自己，他们很容易会自暴自弃，从而危害同学和他人，那么就算经济资助也不会取得良好效果。因此，对家庭经济困难学生的关心也要深入到心理层面，要提高他们的心理承受能力、自我控制能力、人际关系协调能力和环境适应能力，要加强心理健康教育和心理咨询，帮助其养成坚忍不拔的品格。
3.教育学生学会感恩
重视感恩教育。很多家庭经济困难学生认为得到资助是学校和社会应该给予他们的，有很多学生认为我家庭经济困难就应该得到资助。所以加强感恩教育的学习，学会感恩，使经济困难学生感激资助者并有志于回报学校和社会的思想，激励他们不断提高自身综合素质，早日成才是十分必要的。
通过建立“四位一体”动态信息跟踪机制，建立三级动态信息跟踪机制，及时跟踪分类处理汇总信息对贫困生学生信息全面掌握，进而做好学院奖助贷和勤工助学工作，加强自身建设，专款专用，确保贫困学生真正得到救助，同时，让学生明白“鱼”与“渔”的区别，做好贫困学生的心理引导工作，鼓励学生自强自立，学会感恩，从思想上做好贫困生的思想教育工作，把家庭贫困生工作的物质资助和精神资助相结合，实现全面协调发展。
参考文献：
[1]教育部财政部关于认真做好高等学校家庭经济困难学生认定工作的指导意见[Z].教财[2007]8号，[2007-06-26].
[2]钟央文，等.高校家庭经济困难学生有效认定机制的再思考[J].辽宁教育研究，2008，（2）.
[3]刘燕杰.高校贫困生认定过程中的难点和对策[J].考试周刊，2008，（6）.
动态跟踪管理 篇4
1 耙吸挖泥船动态定位轨迹跟踪技术研究
1.1 引言
在耙吸挖泥船疏浚工作时, 动力定位系统中, 要求沿着有一个预设的航道航行, 为了轨迹控制的方便操作, 可以假设轨迹是由许多点连接而成的, 这样挖泥船的轨迹控制可以转换为直线和转向两个部分, 以下就从这两个方面来分析研究其轨迹控制。为了达到挖泥船轨迹控制功能这个主题, 采用了点线的方法, 就是把轨迹转换为一系列给定位置的点, 因此轨迹定位控制问题就转化为了定点的控制问题。
1.2 直线段轨迹控制策略
定点计算是直线段轨迹控制中最为关键的问题, 通过对挖泥船的运行速度和给定的预设一条轨迹来说明定点的计算问题。
1.2.1 计算轨迹起始点
轨迹控制就是把给定轨迹分解成一组点, 所以首先寻找起始点位置。如图1所示的一条轨迹, 起点和终点坐标分别为 (x1, y1) 和 (x2, y2) , 当船的位置不是恰好在起始点时, 就像图中A, B和C这样时就不能采用统一的方法来确定其起始点。
在此以从挖泥船向轨迹做垂线的方法来确定起始点的。如图2所示, 垂足 (x4, y4) 即为挖泥船运动的起始点。
两点可以确定一条直线, 由此得到轨迹的直线方程:
令x1≠x2, y1≠y2, 得轨迹的斜率为:
由此得到一个过点 (x3, y3) 的航迹垂线斜率为:
综上可以得到垂线直线方程:
当y2=y1和x2=x1时, 即斜率为0的情况, 计算出此时垂线为y=y3, 把它们带入 (1-4) 式可得同样结果, 所以 (1-4) 式可作为垂线的一般表达式。
联立 (1-1) 和 (1-4) 可得垂线与轨迹线交点垂足坐标:
式中:a=x2-x1
b=y2-y1
1.2.2 定点位置计算公式
确定了起始点, 就可以计算出轨迹上的一系列定位点。设轨迹的有向线段方向为θ, 其给定的速度为V, 采样时间为Ts, 可以得到定位点的计算公式:
通过上面的公式可以得到船舶定位点的一系列坐标, 通过这些定位点就可以达到航迹控制的目的, 接下来需要进行轨迹判断。
1.2.3 轨迹判断
如图3所示, 通过上边几式, 可以得到终点垂线方程:
由此可得距离d为:
这样可以根据d的正负来判断挖泥船其实位置是否过了轨迹终点, 可以正确得出挖泥船与给定航迹的关系:
d>0时, 挖泥船在终点前;
d=0时, 挖泥船在终点垂线上;
d<0时, 挖泥船在终点后。
根据上面的推到研究, 得出只有在d>0时航迹可用, 否则无效。
1.3 转向段轨迹控制
在转向段的处理策略, 让挖泥船以圆弧的平稳的切换到另一条轨迹, 这个和两条轨迹相切的圆弧可以根据航迹线的转弯半径和给定速度来确定。
此策略的圆弧如图4所示, 第一条轨迹线方向角为θ1, 和第二条轨迹线方向角为θ2, 它们的夹角即为回转的角度Φ=|θ1-θ2|, 若θ1-θ2>0, 向左转, 否则向右转。由图中所示的回转半径R, 可以得到L=R*tan (Φ/2) , 并由此可以计算出点D的坐标 (x5, y5) , 同理可以求的点E的坐标 (x6, y6) 。根据上面求得的点D的坐标和第一条轨迹的方向角θ1, 可以得出回转圆弧的圆心O的坐标 (x7, y7) 。假设挖泥船的给定速度为V, 回转率为r=V/R。
由上述分析, 可以得到定位点的计算公式:
式中:αn=an-1+r*Ts*dir, 其中dir为转弯的方向, 向左转为负, 向右转为正。
通过上述公式及计算, 可以得到转向的定位点, 当挖泥船转过Φ的角度后, 转弯结束, 完成转弯轨迹的控制。
2 轨迹控制器设计
2.1 引言
PID控制器是广泛运用于工业中的反馈控制器, 其工作原理是被控变量的实际值, 与期望值相比较, 用这个偏差来纠正系统的响应, 执行调节控制。
模糊控制是指利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法, 对于复杂的、变量太多的系统, 利用各种方法来简化系统动态, 以达成控制的目的控制方法。
2.2 数字PID控制算法
2.2.1 PID的线性控制原理
很多控制过程是非线性或时变的, 通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统, 这样就使PID控制器变成一种线性控制器, 它根据给定值r (t) 与实际输出值c (t) 构成的控制偏差:
PID的控制规律为:
其传递函数形式为:
式中:Kp是比例系数, Ti是积分系数, Td是积分时间常数
2.2.2 增量式PID算法的改进
(1) 位置式PID控制算法
计算机是通过采样控制的, 其控制量只能根据采样时的差量来计算, 因此需要对积分和微分项进行离散化处理, 以一系列的采样时刻点代表连续时间, 以和式代替积分, 以增量代替微分。
(2) 增量式PID控制算法
所谓增量式PID是指数字控制器的输出只是控制量的增量, 当控制系统的执行机构中只需要控制量的增量时, 能推算出提供增量的PID控制算式。采用增量式算法时, 计算机输出的控制增量对应的是本次执行机构位置的增量。
由以上叙述可知, 位置式和增量式两种控制算法并没有本质上的区别, 它们的计算全由计算机承担, 或者一部分由其它部件去完成。增量式控制虽然只是算法上作了一点改进, 却带来了不少优点:a.由于计算机的输出增量, 所以误动作时影响小。b.手动/自动切换时冲击小, 便于实现无扰动切换。c.算式中不需要累加。控制增量的确定仅与最近k次的采样值有关, 所以较容易通过加权处理而获得比较好的控制效果。但增量式控制也有其不足之处:积分截断效应大, 有静态误差;溢出的影大。
2.3 模糊控制
模糊逻辑系统是用模糊概念所描述的系统, 它研究模糊命题。一般情况下, 它由模糊化, 知识库, 模糊推理和逆模糊化四部分组成[2]。图5表示了这四部分的关系, 模糊化将论域U上的x映射为U上的模糊集合A。论域U={x}的任一元素, 通过隶属度函数u (x) 的大小表征x属于模糊集合A的程度;逆模糊化将论域V上的模糊集合B映射为V上的确定值Y;模糊推理是根据知识库中的模糊推理知识, 将模糊集合A推理出模糊集合B。
模糊逻辑从L查德教授创始至今之所以得到迅速的发展, 因为它具有以下优点[3,4]:
(1) 在设计系统时, 只需要有不精确的数学模型或不需要研究对象的数学模型, 依据专家知识或者操作人员的操作经验和操作数据, 即可以进行模糊推理。
(2) 它提供了一种描述专家知识的模糊“IF-THEN”规则的一般化模式。
(3) 由工业过程的认知性出发, 较容易建立语言变量规则。
(4) 模糊化、模糊推理和逆模糊化的选择有很大的自由度, 因此, 当用模糊逻辑系统解决某些特殊问题时, 可通过学习的方法选出优化后的模糊逻辑系统, 有效地利用数据和语一言两类信息。
2.4 模糊PID参数自整定控制器原理
通过将模糊控制 (Fuzzy) 与PID控制结合在一起, 在实际过程中得到了比传统的PID控制方法具有更多优点的模糊控制。
模糊自整定PID参数控制就是一种在常规PID控制的基础上, 应用Fuzzy集合理论建立参数Kp, Ki, Kd, 同偏差e, 偏差变化ec间的关系, 并根据不同的e, ec在线自整定参数Kp, Ki, Kd, 的Fuzzy控制器, 其结构图如图6所示。
一般情况下, 在不同的|e|和|ec|下, 被控参数Kp, Ki, Kd的自整定要求可归纳为:
(1) 当|e|较大时, 取较大的Kp与较小的Kd, 使系统具有较好的跟踪性能, 同时为避免出现较大的超调, 应对积分作用加以限制, 通常取Ki=0。
(2) 当|e|处于中等大小时, 为使系统响应超调较小, Kp取小些。该情况下, Kd的取值对系统响应影响较大, Ki的取值要适当;
(3) 当|e|较小时, 为使系统具有较好的稳定性, Kp与Ki均应取大些, 同时为避免系统在设定值附近出现振荡, 即|ec|较小, Kd取中等大小, |ec|较大, Kd取小值。
实践证明, Fuzzy在线自校正PID参数控制器的设计方案是可行的, 它在改善被控过程的动态、稳态性能与提高抗干扰能力以及对参数时变的适应能力等方面均优于常规PID调节器。
2.5 轨迹保持控制器设计
动力定位系统主要控制船舶在水平面内三自由度的运动:纵向、横向和艏向运动, 而这三个方向的运动, 通常经过三个独立的控制器分别进行控制。
基于模糊PID参数自整定的位置控制器
在耙吸挖泥船轨迹保持中, 采用模糊PID参数自整定方法设计纵向和横向控制器能满足参数变化和工作条件的变化, 在随机的环境中可以在线调整PID控制的参数, 纵向和横向的模糊PID参数自整定控制器结构如图6所示。
由结构图可以看出, 模糊控制器根据偏差及偏差变化修正PID控制器的Kp和Kd。控制算法的基本步骤如下:
(1) 根据采样值计算偏差e和偏差变化ec。
在纵向和横向控制器中, 控制器输入分别为纵向偏差和横向偏差, 输出分别为纵向力和横向力。假定给定位置坐标为 (x0, y0) , 测量位置坐标为 (x, y) , 测量的艏向为Ψ, 则转换公式为:
又由于位置给定值是不断变化的, 由微分先行PID控制算法的思想, 可以得到偏差变化ec的公式为:
(2) 把偏差e和偏差变化ec模糊化, 进行模糊推理, 然后解模糊得到△Kp, △Ki和△Kd。
模糊控制器的输入为偏差e和偏差变化ec, 输出为△Kp和△Kd。由于偏差e和偏差变化ec的符号对输出的影响是相同的, 这里把模糊控制器的输入改为|e|和|ec|。设输入变量|e|和|ec|语言变量的论域均取“负大、负中、负小、零、正小、正中、正大”七种, 其隶属函数均为三角函数。
2.6 模糊PID控制器的仿真
在Matlab中以耙吸挖泥船为仿真对象, 通过fuzzy工具箱, 对其进行动力定位系统控制算法的simulink仿真。在不同风速, 水流, 风向以及有效波高的环境下, 相关输出关系、曲线及计算结果如图7-图10所示。
在水况及挖泥船的参数为:在密度ρ=1.025t/m3条件下, 吃水d=5.5m, 排水量V=19171.1m3时 (不考虑三个方向的耦合) :
其PID参数:KP=1.08KN/m, KI=0.0064KN/m·s, KD=120.96KN·s/m
其PID参数:
由以上数据可以看出, 通过Fuzzy模块, 在模糊控制系统仿真框图中加入PID控制器, 调用了相应的模糊推理规则, 对所设计的基于模糊的PID控制系统进行仿真。在仿真过程中可根据系统仿真或实际的控制结果调整输入、输出的隶属度函数, 一直调整到理想的控制效果为止。以上数据表明设计的轨迹控制性能是可行的。
此时耙吸挖泥船纵向和横向的轨迹控制器如图11所示。
艏向控制器如图12所示。
3结束语
(1) 将船舶轨迹分为直线段和转向段两个部分研究分析了耙吸挖泥船动态定位航迹跟踪策略。
(2) 用模糊PID算法设计了耙吸挖泥船的轨迹跟踪器, 并对设计的轨迹跟踪器进行轨迹跟踪的仿真。仿真结果表明设计的模糊PID控制器具有较好的控制效果。
参考文献
[1]Max J Morgan.近海船舶动力定位[M].北京:国防工业出版社, 1984.
[2]李友善, 李军.模糊控制理论及其在过程控制中的应用[M].北京:国防工业出版社, 1993.
[3]闻新, 周露, 李东江, 等.Matlab模糊逻辑工具箱的分析与应用[M].北京:科学出版社, 2001:135-137.
展会后期跟踪管理 篇5
教学目标：
1.复习上一节的内容(通过总结上一节课的讨论题)2． 本节教学要求: 通过对本节的课堂学习,要求学生: 掌握: 会展（后）效果评估 熟悉:收集客户意见渠道 了解: 建立会展客户数据库的意义 3.教学方法: 课堂讲授,学生讨论
4．重点: 会展效果评估内容 难点: 展后客户跟踪服务的内容
教学内容及过程:
一．以重庆高新技术成果交易会展后调查为例（相关资料学生已分发），包括：
1、问卷设计
A．参展商调查内容：
• 参展的目的 • 获取信息的渠道 • 展台搭建情况
• 对展台组织管理水平的总体看法 • 总体评价
• 参展目标的实现程度 B．参观观众调查内容：
• 展台吸引注意力的主要原因 • 对展台工作人员的看法
• 对展会服务水平的看法 • 对展会整体布局的看法
2、调查设置
分4个馆随机抽样。
对于参展团队，先海外、后国内，先外省、后本地的原则，选取一位为代表，力争选其中的领导。
• 对于参观观众，优先调查佩戴有嘉宾证以及来自境外、外省的参观者。
参展商调查结论统计内容包括：
1、获得展会信息的渠道：报刊新闻、广告、同行、电视新闻、网络等。
2、参展商来参展的主要目的和动机：了解参展商参展动机对于有针对性地提供展会服务大有好处。
3、参展商的展台布置情况
4、展商对展会组织管理水平和服务水平的总体评价
5、参展商对客户群质量的评价
参展观众调查结论统计分析
1、参观者获得展会信息的渠道
2、展台吸引参观者的主要原因
3、专业参观者对展台工作人员的看法
4、参观观众对主体的评价
5、参观者对会展组织管理水平和服务水平的总体评价 对策与评价
1、挖掘本地会展资源
2、完善展后服务调查
以上是一般会展展后调查的主要内容。
通过上述案例学习及学生的参与，目的使学生对展会后期的跟踪管理有感性的认识。
二．会展效果评估（展后）
会展效果评估是对展览环境、工作效果等方面进行系统深入地考核和评价，是个有程序和步骤的动态过程，包括：
1、确立会展效果评估的目标：主要是展会投入和展会效益的比较看是否达到预期目的。
2、选择规范的评估标准：包括：展会整体成效、宣传效果、接待成果和成交结果。要量化评估标准，排出主次。
3、制定评估方案：确定具体的评估内容和安排，评估的对象和抽样分布，问卷的设计，经费预算等。
4、实施评估方案：通过各类资料收集，安排记录，召集会议座谈，问卷调查等收集数据；整理分析数据。
5、总结评价：对整个展会各项活动在分析数据的基础上进行总结，形成总体评价报告。
包括：
(1)对展会策划进行总结。对展会策划方案进行分析评估，评估的内容包括：展会的举办时间、地点、展品范围、展会规模、办展机构组成、展会定位、展会价格、人员分工、展会晶牌形象策划等，找出它们好的方面和不足之处。
(2)对展会筹备工作进行总结。内容包括：展会工作的统筹、协调，各项筹备工作的安排和调整等。
(3)对展会招展工作进行总结。内容包括：目标参展商数据库的建立和改进办法、展区和层位划分、展览题材的增减、招展价格的合理性、招展函的编印、招展分工、招展代理的工作、招展进度安排、招展宜传推广和招展策略等。
(4)对展会招商和宣传推广工作进行总结。内容包括：目标观众数据库的建立和改进办法、招商分工、招商宣传推广、招商进度安排、观众邀请函的编印、招商渠道的建立等。
(5)对展会服务进行总结。内容包括对展会的展前、展中和展后各服务环节的服务，以及对这些服务的质量、提供方式等。
(6)对展会现场管理工作进行总结。包括对展会布展、开展以及撒展等的现场管理。
(7)对展会的指定服务商进行评估。包括对展会指定层位承建商、指定展品运输代理、指定旅游代理、指定清洁和保安公司等的工作进行总结。
(8)对展会的时间管理办法进行总结。包括对展会的招展、招商、宣传推广、展会服务、筹展撒展以及展会整体时间管理等进行总结。
(9)对展会的客户关系管理措施进行总结。
(10)对展会的各种相关活动进行评估：包括对在展会展览期间举办的各种会议、表演、比赛及其他相关活动等进行总结。
(11)财务总结：包括对展会的预算、成本、费用支出时间安排、收益、收款状况以及其他财务问题进行总结。
（12）成交评估：成交额与预期的比较及新客户的实际成交量等。
三．展后客户跟踪服务
1．建立客户信息数据库：一届展会完毕，办展机构的客户数据库可能会发生很大的变化：有新客户的加入．有老客户的流失，有些客户的信息发牛变更等等。办展机构要根据本届展会客户的实际情况，及时准确地更新客户数据库，并根据客户信息的变化，及时调整客户工作的方式和方向。成功的展会往往是那些客户工作做得出色的展会。更新展会客户数据库既包括对参展商数据的更新，也包括对观众的数据的更新，还包括对各种展会服务商以及业务代理的资料的更新。
2．向客户邮寄展会总结并致谢。展会闭幕以后，要及时给所有参加展会的参展商和观众邮寄展会总结，并对他们参加本展会表示真诚的感谢。展会总结不仅要邮寄给屉会现有的参展商和观众，对于那些暂时还没有来参加本展会的目标参展商和目标观众也要邮寄，这样可以帮助展会下一届的招展和招商；展会的致谢函可以只邮寄给现有的参展商和观众，但对于那些曾经帮助过展会筹办的机构和个人如各协办单位，支持单位、消防保安部门等也要致谢，对于一些重要的客户和机构，办展机构还可以派人亲自登门致谢。至于展会总结和感谢函的邮寄方式，可以采用信函、电子邮件和电话传真等，对特别重要的客户甚至要派人上门拜访。
随函还可附上客户意见和建议搜集问卷，就以下内容让客户打分，可达到发展和巩固客户关系的目的。a、展出内容和质量 b、交通 c、购物 d、服务
3．进行展会总结性宣传：展会闭幕以后，可以就展会总的情况进行一次总结性宣传，办展机构可以将展会的情况准备一份总结性的新闻稿，提供给各新闻媒体，让展会“有始有终”。很多办展机构都不注意展后的总结性宣传，其实，展后总结性宣传不仅是将本届展会的举办成果对社会和客户做一个“交代”，及时通报会展信息最新发展，更是为下一届展会做舆论准备。进行展后总结性宣传，往往会获得比较好的效果。
4．处理展会可能存在的一些遗留问题：展览期间，由于时间有限，业务又较多，可能会遗留一些问题，如有些客户的款项可能还没有完全付清，有些客户的展品还没有处理完毕，有些客户还需要展后商务考察等。屉会闭幕以后，办展机构要组织力量，及时处理展后遗留问题，尽量不要将这些问题拖到下一届展会，更不能让这些问题影响到下一届展会。
5．准备下一届展会：展会闭幕以后，办展机构要开始着手准备下一届展会的各项筹备工作了。例如，准备下一届展会的策划方案，制定下一届展会的招展和招商办法，策划好下一届展会的宣传推广方案，编印下一届展会的招展书、观众邀请函，制定展区和层位划分办法等。
动态跟踪管理 篇6
关键词：自动导航；农业机械；软件设计；路径规划；路径跟踪算法
中图分类号： U463.6文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）02-0370-04
收稿日期：2014-04-22
基金项目：贵州省科学技术基金（编号：黔科合J字LKZS[2014]24）；贵州省科学技术重点项目（编号：黔科合J字LKZS[2014]05）；贵州省级重点学科资助课题（编号：黔学位办[2013]18）；贵州省遵义师范学院教研基金（编号：13-56）。
作者简介：熊中刚（1986—），男，湖南常德人，硕士，讲师，主要从事电气自动化和农业机械智能控制方面的研究。E-mail：xzglsl2013@163.com。随着计算机技术和传感器技术的不断发展，农业机械自动导航技术在很多发达国家和地区已有了很深入的研究，但亚洲除了日本、韩国和中国台湾外，其他国家和地区在这一领域研究较少[1]。农业机械自动导航技术是精细农业的基础平台，也是当前农业工程领域的研究热点之一[2]。然而在自动导航过程中，轮式机械在田间作业时需要实现地头转向和直线行走2个动作。地头转向是农业机械完成当前行作业，通过姿态调整以精确进入下一行的重要步骤，大多情况是一种180°转向动作，与直线行走有着明显不同[3-4]。目前，完成上述2个动作采用的车辆跟踪控制的方法主要有基于PID控制算法和基于模糊控制算法等[5]。本设计采用的是基于路径弯曲度动态预瞄搜索算法的车辆路径跟踪方法，该方法不仅可以使作业机械满足直线行走，而且可以提高农业机械换行作业的精度，缩短农业机械在地头转向中的時间，最终提高整个农业机械作业的效率。
1系统总体原理设计
路径跟踪就是车辆在获得已经规划好的目标路径的前提下，根据车辆当时的行驶状态和它与目标路线间的相对位置关系，按照一定的控制法则综合车辆的行驶速度和行驶方向，使车辆的运动轨迹与目标路径的偏离误差满足设计的要求。车辆的路径跟踪控制是根据车辆即时偏离行驶路线的横向偏差决定车辆的行驶方向。车辆的航向跟踪控制是在转向控制的基础上，使车辆沿目标航向角行驶，即实现车辆行驶方向[6]。本设计采用的车辆路径跟踪控制方法主要是基于规划路径弯曲度来模糊确定前视距离即预估距离的大小，然后由前视距离找到预瞄点，由预瞄点和车辆当前位置确定目标方向，由目标方向跟当前的航向角之间的差值得出航向偏差，横向偏差就是车辆当前的坐标与预定义路线的投影。
2软件理论设计
2.1基于规划路径弯曲度预瞄前视距离方法
当驾驶员在实际驾驶过程中，不仅要观察车辆当前的道路状况，而且要同时考虑车辆前方一定距离范围内的道路信息，而前方路径的弯曲程度是决定车辆的转弯方向、转角大小及车速大小的重要因素[7].在路径跟踪控制中，预瞄距离的选择原则跟车辆的行驶速度有关，行驶速度快时，需要预瞄的距离就要大些，而车速慢时，距离小些就会达到控制效果。根据这一思想，路径的弯曲率的确定是进行路径预瞄的第一步，弯曲率的确定方法[8]如图1所示。
如图1所示，图中β1是路径第1条折线和车辆前进方向的夹角改变量，βi是第i条折线和第i-1条折线的方向角改变量。定义C为所有区域路径的弯曲度和，则有：
C=∑ni=1|βi|。（1）
路径顺时针方向变化时，βi为负值，反之为正值。 βi取绝对值的意义是保证路径的弯曲不管是什么变化，其弯曲度是增加的，即弯曲的效果一致。采取文献[8]所述的车速v、预瞄距离d确定方法随C的变化而变化，其变化规律遵循C越大，v、d越小的原则，方法如下：
预瞄距离确定后，预瞄点及车辆的航向偏差、横向偏差也随之确定，这样就为车辆的转向控制提供参数，实现路径跟踪。在实际预估的前视距离中还应包括车辆的本身轴距长度和车辆行驶的速度。
2.2路径跟踪航向偏差和横向偏差确定
当确定好前视距离后，就可确定跟踪路径上的预瞄点，如图2所示。
插秧机当前航向方位θd上，插秧机当前的位置点Dq加上前视距离Lf得到点Ym，点Ym在规划路径上的投影点为Yg，即为预瞄点，则当前目标方向θm为：
3软件功能的实现
3.1软件功能设计及工作流程
由于VB是一种可视化的、面向对象和采用事件驱动方式的结构化的高级程序语言，本研究以VB作为编程工具，进行控制软件的编写，根据系统设计功能的要求，本研究设计的软件主要由通讯模块、控制决策模块、显示模块、数据存贮模块等组成。通讯模块主要实现对水田作业机械的位置、航向角、前轮转角、速度等模块的信息采集；控制决策模块将所设计的各类模糊控制器、各类控制算法用计算机语言表述，并进行控制决策，实现作业机械的路径跟踪控制；显示模块实时显示作业机械的航向角、前轮转角、横向偏差、车速等信息，并能实时做出作业机械的路径跟踪图与规划路径图，数据存贮模块主要是完成对采集数据的存贮，为以后的数据分析和控制调整提供数据参考，其系统软件功能实现流程图如图3所示。
3.2串行通信设计
系统软件采用SerialPort控件来进行串行通讯，该控件主要包括BaudRate、PortName、Parity、DataBitss、StopBit等属性，这几个属性主要用来设置波特率、端口号、奇偶校验、数据位以及停止位；主要方法有Read、Write、Open、Close、ReadtoBytes等用来读数据、写数据、打开端口、关闭端口和读取字节数；主要事件为DataReceived。串口的初始化主要是对SerialPort控件[9-10]的属性进行设置。系统软件的通讯参数设置部分主要用来进行串行端口的设置，波特率的设置、奇偶校验设置以及数据位的设置等。串行端口的选择可以根据当前PC机上可用串行端口的端口号；波特率是数据传输的速率，在该系统中默认为9 600 bps，可以根据需要选择其他的波特率；为提高数据的准确率，可使用奇偶校验来进行控制，奇偶校验设置根据需要可从Odd、Even、Mark、Space、None等几种方式中选择，本软件系统默认为None的方式；数据位的设置用于设置每个字节中数据位的长度通常为5～8位，默认为8位。所有参数设置完成后利用SerialPort控件的Open方法就能打开通讯串口。
VisualBasic.net2008中进行串行通讯时，对于通讯数据的发送采用SerialPort的Write方法完成。然而所采用的Write方法主要分为3种形式，它们分别是Write（String）、Write（Byte（），Offset（），Count（））和Write（Char（），Offset（），Count（））。发送方式为SerialPort1.启动定时器。在Timer的Tick事件中就可以用 Write（Byte（），Offset（），Count（）），该命令语句中的Byte（）表示的含义是一个字节型的数组，Offset（）表示的含义是字节数组中从0开始的字节偏移量，Count（）表示的含义是所要写进命令语句中的字节数。
该系统串口通信中数据的接收主要可以分为DataReceived驱动和利用定时器完成2种方式。第1种数据接收的方式就是通过DataReceived事件驱动的方式，该方式主要是在串行端口初始化的时候，对ReceivedBytesThreshold的属性值进行设置，所设置的该属性值即是表示对触发DataReceived事件进行设置的时候，其缓冲区所接收到的字节数。系统中默认ReceivedBytesThreshold的属性为1，通过测试实验证明了如果ReceivedBytesThreshold的属性设为1时，系统不能完全确保DataReceived 事件被接收到的每个字节都能引发，只有属性值大于1的ReceivedBytesThreshold能够完全按照要求把DataReceived事件进行触发。因此为了获取接收缓冲区中的数据字节数，当DataReceived事件产生后须要立即读取 BytesToRead 属性值，然后再根据通信需求将缓冲区中的相应字节读取出来。在VisualBasic.net2008中，如果要更改相应控件的属性和处理数据，则须要采用委托的方式进行。因为当数据从SerialPort对象上获取时，引发的相应DataReceived事件是发生在辅助线程上，如果要将主线程中的控件属性或其他UI元素等直接在DataReceived过程中进行修改，将会引发线程异常错误。
第2种就是利用定时器的进行数据接收的方式。假设任意一串数据的接收时间為tms，则该定时器Timer的Interval属性值即为tms，接着可以在一个Button的Click事件后，立刻把接收缓冲区中的字节通过SerialPort控件的Read方法读取出来，而且在Timer的Tick事件中可以直接对窗体控件的相关属性进行修改，不需要采取委托的方式。在对缓冲区中的数据进行读取时，因为采取的是字节型的数据传输方式，所以应采用Read（Byte（），offset（），count（））的方式完成。
4路径跟踪控制仿真设计
利用插秧机的运动学模型和所设计的路径跟踪算法，在基于航向跟踪控制系统的基础上，应用Matlab的Simulink环境进行仿真研究[11]，建立插秧机路径跟踪控制系统的仿真框图，如图4所示。
对直线y=3x进行跟踪仿真，所需的基本参数设置如下：由于规划路径为直线，所以C=0，则v=1.5 m/s，预瞄距离为4 m，被控对象在XOY坐标系中的初始位置为（0，0），初始航向角指向y轴的正方向。由此得出如图5的仿真图。从仿真结果图中可以看出在初始的一段距离内存在较大的稳态跟踪误差，研究中发现这是因为模型实际航向与规划路径存在夹角，经过控制器的调整后，完成了之后很平滑的直线跟踪。
5路径跟踪控制试验分析
实现路径跟踪是评价控制系统设计好坏的最终标准，因此本研究进行了相应的路径跟踪控制试验。
首先人工开动插秧机到不同的两点如A、B处获得坐标，并连接A、B两点构成一条直线，以此直线为坐标的x轴，将插秧机的前后轴中心线与基准线重合，航向角与x轴方向一致。同时在插秧机的后轴中心点挂上一装有白色石灰的漏斗，当插秧机以1 m/s的速度自动行驶时，所得的跟踪偏差与行驶距离变化曲线如图6所示。
从图中可以看出，插秧机以1 m/s的速度进行直线跟踪时最大的跟踪偏差只有4 cm，且始终围绕零值附近上下波动，计算平均跟踪偏差为0.84 cm。所设计的系统控制器具有良好的控制性能，能满足水田作业机械的直线跟踪控制的要求。
6结论
高动态环境载波跟踪环路的设计 篇7
本文对高动态环境下中频接收机的载波跟踪算法进行研究, 通过对载波跟踪环路的设计、仿真与测试, 充分利用二阶数字锁频环路和三阶数字锁相环路的优点, 形成一种锁频锁相环联合工作的方法[1], 解决较大的载波捕获带宽、捕获速度和较高的跟踪精度之间的矛盾, 建立了适合在高动态环境下进行载波跟踪算法模型。
二、三阶锁相跟踪环路设计
2.1模拟三阶锁相环环路结构
模拟锁相环结构[2]原理框图如图1:
根据图2得到环路滤波器传递函数:
考虑鉴相器和压控振荡器数学模型, 可得环路传递函数:
2.2数字三阶锁相环环路结构
三阶锁相环环路滤波器离散表达形式[3]:
对应的滤波器结构框图如图3所示:
对模拟三阶锁相环环路滤波器传递函数Fp (s) 采用双线性变换后, 得到其数字环路滤波器表达式如下:
对比式 (3) 、式 (4) , 可得:
式中的T为环路滤波器的更新间隔。
三、二阶锁频跟踪环路设计
3.1模拟二阶锁频环环路结构
模拟锁频环结构原理框图如图4:
从式 (5) 可以得到标准模拟二阶锁频环路滤波器传递函数:
等效噪声带宽BL计算公式如下:
如果设定BL, 则可以求解af:
根据式 (5) 构建模拟二阶锁频环路结构框图如图5所示:
3.2数字二阶锁频环环路结构
二阶锁频环环路滤波器离散表达形式[3]:
对应的滤波器结构框图如图6所示:
对模拟二阶锁频环环路滤波器传递函数Ff (s) 采用双线性变换后, 得到其数字环路滤波器表达式如下:
对比式 (9) 、式 (10) , 可得:
式中的T为环路滤波器的更新间隔。
四、高动态环境下二阶FLL辅助三阶PLL载波跟踪环路设计
高动态环境下, 锁频环辅助锁相环[4][5]是一种较为合理的载波环设计方案, 将锁频环和锁相环结合使用可以充分发挥各自的优势;当数字中频接收机刚开始工作时, 载波频偏有可能处于一个较大的偏差之上, 此时采用FLL实现频率跟踪, PLL贡献比较少, 当频率被牵引到一定范围内时, 此时PLL开始工作, 实现相位的精细同步。当动态增强时, 由FLL实现频率跟踪牵引, 实现动态性的变化, 环路自动实现PLL和FLL跟踪方式的配合跟踪。
4.1载波跟踪环切换策略
在载波环工作过程中, 依据频差和相差的大小可以区分出以下三种情况:频差较大;频差较小且相差较大;频差较小且相差较小。因此, 锁频环与锁相环之间的切换策略以频率和相位的判决量作为依据[6]。
设置频率判决表达式为
设置相位判决表达式为
结合式 (11) 和式 (12) , 图2中载波环切换策略可表示为
载波跟踪环根据式 (13) 的切换策略在锁频环和锁相环之间自动调整工作状态。经过测试, 当ef与ep均设置为0.75时, 频率和相位跟踪误差的标准差最小。
4.2载波跟踪环仿真
为了模拟多普勒效应对载波跟踪环的影响, 仿真中设定环路的输入载噪比为40 (d B·Hz) , 在输入载波环的中频信号上分别叠加模拟的频率阶跃信号、频率斜升信号和频率二次曲线信号;各仿真条件下叠加在中频信号上的模拟信号如表1所示。以动态最高的仿真条件4为例, 在300ms处输入信号和本地复现载波之间开始叠加模拟信号, 该条件对应的载波环跟踪结果如图8所示。
由图8 (a) 可知, 环路开始工作时频率判决量低于门限, 载波环以纯锁频环形式工作;在大约380ms处, 频率判决量高于门限且相位判决量低于门限, 载波环开始以锁频环辅助锁相环形式工作;650ms后, 频率判决量和相位判决量均高于其门限, 载波环开始以纯锁相环形式工作。由图8 (b) 可知, 载波环能稳定跟踪第4组仿真条件下的高动态信号, 经数据分析得到稳定跟踪后载波相位的均方误差为2.97°。
五、结束语
载波跟踪环路的设计与实现是高动态环境下中频接收机能否成功研制的关键因素之一。本文对高动态环境下中频接收机的载波跟踪算法进行了研究, 最终形成了跟踪算法模型并对载波跟踪环路的性能进行了仿真测试。结果表明:载波跟踪环的设计能够在高动态环境下实现对信号的稳定跟踪。
参考文献
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[4]鲁郁.GPS全球定位接收机——原理与软件实现[M].北京:电子工业出版社, 2009.
[5]P.W.Ward.Performance Comparisons Between FLL, PLL and a Novel FLL-Assisted-PLL Carrier Tracking Loop Under RF Interference Conditions[J].Proceedings of the 11th International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation, Nashville, 1998:783-795.
动态跟踪管理 篇8
一、整合资源, 建立动态跟踪监测指标体系
根据提出建立“5432”动态跟踪监测制度的思路, 我局从重点行业和产业入手, 对全区50家规上工业企业、40家批零住餐和规上服务业企业、30个重大项目、20家房地产企业实施动态跟踪监测, 充分利用各方资源, 集聚统计力量, 搜集、整理、分析资料, 形成动态监测体系。
1. 整合专业资源, 实现专业与企业互动
区局各专业科室牵头, 分别下发《关于做好重点工业企业运行情况监测的通知》 (扬邗统[2014]19号) 、《关于开展重点批零住餐、服务业企业统计监测的通知》 (扬邗统[2014]22号) 、《关于开展重点房地产企业运行情况监测的通知》 (扬邗统[2014]30号) 、《关于开展重大项目投资情况监测的通知》 (扬邗统[2014]31号) 。列出各专业甄选出的110个重点企业和30个重大项目, 监测内容为各重点企业主要经济指标的完成情况、当前企业运行情况判断及预测等, 主要从企业的规模实力、投入产出能力、盈利能力、营运能力、偿债能力和成长能力等整体风险指标着手, 分别对相关先行指标、同步指标、滞后指标进行调查, 提前获取企业的一手资料进行分析研究, 形成监测报告, 从而达到监测预警目的。
2. 整合部门资源, 实现数据与信息共享
一是联合部门组织实施监测。为充分利用部门资源, 实现统计信息利用价值的最大化, 缩减行政成本, 减轻基层负担, 区统计局与区服务业发展局、区商务局、区发改委、区经信委、区房管局等部门联合制定监测方案, 共同组织实施监测工作, 并建立信息共享机制。二是建立部门联席会议制度。为加强部门间的沟通协调, 区政府发文建立部门联席会议制度, 积极搭建部门统计监测工作的业务联系平台。每月召开一次部门统计联席会议, 通报情况, 分析问题, 研究对策。
3. 整合系统资源, 实现区局与镇园联动
为加强统计动态监测工作在全区的整体推进效果, 根据“统一领导, 分级负责”的原则, 按照“逐级审核, 逐级上报”的要求, 各镇 (街道、园区) 负责本辖区范围内重点企业报表和文字分析材料的布置、收集和审核整理工作。对涉及的五个统计专业, 镇级对口管理部门二产办、三产办和统计办协同配合, 跟踪推进, 组织完善监测资料的梳理上报工作。
二、监测指导并重, 确保信息收集准确可靠
根据“协调促进、形成合力”的原则, 坚持动态跟踪监测与统计行政指导相结合, 积极促进区、镇、企业三个层面的统计规范化建设, 提高企业数据质量, 着力提升区、镇两级统计机构服务能力。
1. 注重夯实基础, 力求规范性
一是进一步加强企业统计基础建设。规范源头数据采集管理, 加强原始资料管理, 分不同专业建立统一规范的电子统计台账, 加强对企业统计法制宣传, 提高企业依法统计意识;进一步提高区镇两级统计机构专业统计人员的业务素质, 加大培训力度, 邀请专家讲解统计分析方法、写作技巧等, 提高统计人员对经济形势的正确研判能力。二是注重监测数据质量控制。建立统计动态监测管理考核机制, 完善数据质量评估检查制度。源头数据质量方面把关要严, 加强数据采集、搜集、审核、汇总、评估、分析等各环节的质量监控, 确保监测数据的完整性、真实性、有效性。
2. 注重分类指导, 力求代表性
针对不同专业、不同行业、不同对象, 有的放矢, 加强统计行政指导, 减少影响样本数据误差的主观因素, 增强监测样本的代表性。一是对镇园指导重协调管理。针对镇园统计机构职能偏弱, 人员、经费、任务繁重等问题, 结合统计规范化建设和监测工作的实际, 区局对镇园级统计机构人员配置、经费拨付、硬件设施等问题进行有效督促, 并由区政府下发《关于加强统计工作的意见》《关于镇、街道、园区统计机构设置的意见》, 明确机构和统计人员的配备, 适应统计任务的需要。二是对企业指导重答疑解惑。各专业动态监测调查问卷中既包含定量指标也包含定性指标。定量指标直接从企业有关财务报表中取数, 不容易产生歧义, 而定性指标却是模糊、笼统的概念, 没有具体的标准和规定。为此, 除了开展必要的动态监测问卷业务培训, 在监测信息的搜集过程中, 区局各专业人员对企业统计员在填报时提出的各类问题作详细解答与释疑, 有效避免了因理解不透彻而产生的主观偏误。
3. 注重监测实效, 力求科学性
一是把握前瞻性, 立足“早”字。动态跟踪监测先于一套表数据上报, 能够发现重点企业的异常波动, 及时了解各重点企业的实际情况, 有助于对经济形势作出正确判断, 发挥预测预警职能。二是富于针对性, 立足“准”字。区局每季度有针对性地对全区经济运行中热点、难点、焦点等敏锐性问题开展动态跟踪监测, 并以此加强对重点指标的分析, 掌握经济运行情况, 准确预测走势。三是体现时效性, 立足“快”字。信息的实效性与可利用价值成正比。动态监测制度要求各重点企业每季上报监测问卷并简要分析, 由各镇园负责汇总数据并整理分析资料, 区局收到资料后快速形成监测报告。
三、强化预测预警, 充分发挥决策参谋作用
为了充分发挥统计信息的监督职能, 我局对数据监测、信息咨询、统计服务产品等方面的服务效能常抓不懈。
1. 进一步拓展服务内容, 提供准确及时信息
2014年, 宏观经济形势愈加严峻, 债务危机和楼市萎靡带来的各种因素变数较多, 给我们准确判断形势、预测走势增加了难度。因此, 我局适时提出开展“5432”动态监测工作, 拓展服务内容, 为领导提供有充分利用价值的服务。一是统计目的趋于明确化。实施动态跟踪监测后, 全系统的重大变化就是由原来工作目标模糊转向清晰思维, 分析报告素材少转向内容多, 统计职责更加明确, 服务理念得到改变, 监测预警能力得到提高。二是服务产品趋于多样化。加大信息、分析、监测报告报送频度, 提高报送质量, 为党政领导和社会各界提供了大量有价值的统计咨询信息;每月编印《经济信息汇编》, 包括国家、省、市、区的重要信息;每月7日前汇总各部门、各专业经济指标预计数据, 每月15日前提供各镇、街道、园区主要经济指标数据给区委、区政府主要领导;按时收集、整理、编印《邗江统计月报》、《服务业统计季报》各160份。
2. 进一步创新工作思路, 提供高效优质服务
著名创新专家郎加明在2010年首次提出创新思路的公式:创新的思路=方向*方法。选择在全区建立动态监测制度的方向已定, 那么, 如何来实现这一目标, 创意方法尤为重要。一是创新机制, 激发潜能。今年我局着力改变旧的管理模式, 建立考核激励机制, 激发全局人员工作热情, 挖掘最大潜力, 打造一支优秀的统计队伍。二是集思广益, 群策群力。动态跟踪监测制度的有效实施体现了部门资源和统计系统力量的有机组成, 是一支分工明确、高效合作的大团队的形成雏形, 有助于达成工作目标。
3. 进一步加大监测力度, 提供深度分析报告
动态跟踪管理 篇9
基于PC机的视频动态目标跟踪系统的实现已经有许多应用实例[5,6],而在很多情况下,需要对采集到的图像进行快速实时处理,所以研究基于FPGA硬件平台的视频动态目标跟踪系统,具有一定的工程意义。随着FPGA芯片的集成度、逻辑单元数量的不断提高和众多软、硬IP核的支持,FPGA已经被越来越多地应用于实时视频处理和传输领域。
本文提出了一种以FPGA为核心、应用于背景静止视频序列的动态目标检测与跟踪系统。通过位置固定的摄像头监控某一区域,分析摄像头采集到的动态视频序列,计算出运动目标的运动参数,同时也为后继的目标行为理解做准备。该系统以获取视频序列中的运动目标信息参数为应用背景,适用于多种运动目标检测算法的比较分析。该系统又可广泛应用于智能视频监控、工厂的无人车间等。系统在设计中充分体现So PC的理念,系统硬件以EP2C35芯片为核心,除A/D、D/A视频转换芯片和显示设备外无其他附加设备。系统的所有软硬件处理模块均在单片FPGA内实现。
1 系统架构设计及原理
本文设计的基于FPGA动态目标识别跟踪系统主要完成2部分功能:(1)完成对图像的实时采集并送VGA显示;(2)通过对采集到的图像进行实时处理,提取所需要的信息送Nios II软核,对提取的信息进行处理,分析计算得到所需要的运动目标基本参数,最后送显示设备显示数据。图1为系统的硬件架构框图。
系统由位置固定的普通模拟摄像头从某一角度拍摄视频图像序列。经专用视频解码芯片,将视频模拟信号转换成具有统一格式的数字信号(ITU-r656),该数字信号为YCb Cr4:2:2的8 bit串行数字,进入FPGA后将串行数据转换成并行数据,并将数据格式通过插值法转换成4:4:4的格式,再将得到的4:4:4YCb Cr数字格式,经过相应的空间转换得到RGB格式,并经数模转换芯片转换后,配合行、场同步信号HS、VS输出至VGA送显示器显示。
在得到相应的RGB数据格式后,实时地将彩色RGB图像转换成10 bit的灰度图像。对所采集到的背景与所需要检测到的目标进行建模分析,得到所需的数据信息参数,将这些参数应用到已得到的灰度图像中,如需要设定某一阈值,则对图像进行分割,提取运动目标信息,并由Nios II软核对提取到的信息进行处理,显示处理后的运动参数。Nios II软核上运行采用C语言编写的数据处理程序。本设计中采用Verilog-HDL对所使用的硬件模块进行编写。
2 实时图像采集与显示设计
2.1 I2C控制器及I2C对ADV7181B的配置
I2C控制器使用33个I2C时钟周期完成1次传输24 bit数据。第一时钟周期用于初始化控制器,第2、3个周期用于启动传输,第4到30个周期用于传输数据(其中包含24 bit数据和3个ACK),最后3个周期用于停止传输。I2C配置模块用来对ADV7181B进行配置,开发平台上ADV7181B的I2C总线读地址时为0x40,写地址时为0x41。该芯片可接收多种摄像头制式,本文使用的是PAL制式模拟摄像头,因此需要对ADV7181B的寄存器进行相应的配置,配置的数据可查阅相关文献[7]。每个寄存器的配置分为3步,采用图2中有限状态机实现。只有当该组数发送成功后,即3个应答信号都为1时,才会发送一组数据,否则当前数据组重新发送。
2.2 图像的采集与显示
(1)ITU-r656解码器
首先要识别出串行数据中的SAV,通过对数据依次检测,当检测到相邻的3个字节为FF0000,且下一个字节的第5位为0时识别出是SAV,为1时认为是EAV[7]。从SAV开始按Cb YCr Y……的顺序接收数据,在接收到串行数据后通过解码模块解码得到YCr Cb(4:2:2)数据源,经过插值后得到4:4:4YCb Cr并行数据格式,同时生成13.5 MHz的像素时钟以及消隐信号。由于从视频解码器输出的数据是隔行扫描的,因此需要对数据源进行去交织处理,即将隔行信号转换成逐行信号。使用三个1 KB长的双端口异步RAM作为缓存器可以实现去交织操作,以13.5 MHz的像素时钟向RAM中写入数据,同时以27 MHz时钟从该RAM中读出像素数据,从而实现对采集到的图像解奇偶场。
(2)VGA显示
VGA显示需要有效像素速率为25 MHz的10 bit RGB像素[8],因此还需要将YCb Cr格式转换成RGB的数据格式。转换公式如下:
RGB的取值范围[0 1],Y的范围[16 235],Cb Cr的范围[16 240]。经反变换后得:
等式两边各乘以1 024得式(3),RGB的范围为[0 1024]。
依上述矩阵公式(3)进行从8 bit YCb Cr空间转换成10 bit RGB空间。
图3为VGA显示的时序[8]控制。
本系统按图3时序用Verilog-HDL编写VGA显示所需要的行、场同步信号,配合前面转换得到的10 bit RGB数据和VGA_BLANK、VGA_STNC信号,送ADV7123数模转换,最后送VGA显示图像。
3 图像处理模块设计
(1)灰度图像的获取,从RGB空间转换成灰度的转换算法公式如下:
这里调用QUARTUS II软件中的乘法宏功能模块进行算术运算,该运算宏功能模块具有相当高的实时性。
(2)应用MATLAB对背景进行分析,获取背景图像的灰度直方图用以设定阈值,依此将图像进行分割。下面是在MATLAB图像分析工具箱中做的一个RGB转GRAY图像的部分程序。
RGB=imread(′pic021.jpg′);
imshow(RGB);%显示彩色图像
title(′原始彩色图像′);
GRAY=rgb2gray(RGB);%彩色图像转灰度图像
figure,imshow(GRAY);%显示灰度图像
title(′灰度图像′);
figure,imhist(GRAY);%显示灰度直方图
title(′灰度直方图′);
(3)通过图像运动目标检测处理模块获取所需要的运动目标信息送Nios II使用形心算法求取运动目标的XY坐标。同时判断运动目标的运动速度等级和运动方向,并进行显示。使用So PC技术构建Nios II系统,在确定了系统的各个外设后,Nios II系统的架构就基本确定了。
CPU选取了快速型CPU(Nios/f),根据需要添加了jtag_uart及一个内部定时器Timer0和system ID等[9];为了方便功能扩展,在系统中添加了I/O口用以连接输入信号、LED和数码管自定义组建等外设。onchip_mem用于存储C语言程序与运算数据。选取的系统时钟均为50 MHz。通过输入PIO口将图像处理模块得到的数据读进Nios II软核,在软核内进行C/C++高级语言的编程处理,如采用C语言编写的求运动目标形心算法。
Nios II软件流程图如图4所示,系统的硬件在运动目标处理部分使用了乒乓结构实现对目标的检测和对目标运动参数的获取。当Nios II检测到符合条件的控制信号F0、F1时读入图像处理模块的数据信号,否则Nios II处于等待状态。同时Nios II核还通过PIO_CONTROL口对图像处理模块进行诸如初始化、反馈控制等控制,用以避免程序冲突,提高了系统的稳定性。使用内部Timer0定时器定时开中断的方式实现对显示参数的定时刷新。
4 实现结果
整个系统下载到Altera公司的DE2开发板进行验证,通过VGA接口接CRT显示器作为监控图像的实时显示,并使用DE2开发板上的数码管和LED灯显示运动目标的运行状态参数。FPGA硬件实现一帧图像的处理仅需要12.8 ms。运动参数的刷新周期为0.1 s。
整个系统满足最初的设计要求,检测出视频序列中运动目标的运动参数,如位置、运动方向、运动速度等信息。
本文实现了一套基于FPGA的动态目标跟踪系统。该系统结构简单,设计成本较低。由Altera公司的中低端FPGA构成整个系统的核心部分,系统设计时遵循图像处理的金字塔模型,在制约整个处理流程的中、低层使用FPGA的硬件级实现。对于视觉中的高层图像理解,采用在Nios II软核上使用C语言编程的方式来实现。该系统具有很好的可重构性、可扩展性、可裁剪性等优点。
摘要：为了解决基于PC机的视频动态目标跟踪实时性瓶颈问题,设计出一种基于FPGA的动态目标跟踪系统。设计遵循图像处理金字塔模型,针对低层和中层算法简单、数据量大且存在一定并行性等特点采用FPGA硬件实现,而高层较复杂算法使用Nios Ⅱ软核进行C语言编程。整个设计采用Verilog-HDL对算法完成建模与实现,并在QUARTUS Ⅱ上进行了综合、布线等工作,最后以Altera公司的DE2开发板为硬件平台实现了整个系统。
关键词：FPGA,视觉跟踪,Verilog-HDL,动态目标,NiosⅡ
参考文献
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[8]Altera Corporation.DE2Development and Education Board User Manual.2005.
动态跟踪管理 篇10
中厚板的生产过程主要包括板坯预处理、加热、轧制、加速冷却、矫直、冷床冷却、剪切线剪切等多个环节, 其中, 剪切线剪切是对钢板成品外形尺寸进行加工的最后一道工艺流程, 也是影响和控制钢板成品板形质量的关键工序, 直接关系到成品钢板质量是否合格[1]。双边剪是剪切线的核心设备之一, 用于对钢板两侧的边部进行高精度的切边处理, 圆盘式双边剪作为常见的一类双边剪 (后简称圆盘剪) , 在诸多中厚板生产线中有着广泛应用。
2009年, 宝钢集团特钢事业部建成了一套炉卷热轧机生产线, 该车间的剪切线上配置了一台圆盘剪。这台圆盘剪的机械设备由德国西马克公司设计和制造, 而电气控制系统则由中冶京诚工程技术有限公司设计和调试。由于在别的项目中, 圆盘剪发生过机械同步轴断裂的事故, 因此为了杜绝此类事故, 外方强烈建议该圆盘剪摒弃传统的机械同轴式剪切同步控制方式, 而采用无机械同步轴的电气式剪切同步控制方式, 即剪机的剪切同步控制完全由电气控制系统来实现。我们根据设备和来料的特点, 提出了基于动态位置跟踪算法的剪切同步控制方式, 并成功运用于该圆盘剪之上。在实际生产过程中发现, 这种电气同步方式既具有可与机械同步方式相媲美的稳定性和剪切精度, 又克服了机械同步方式的断轴缺陷, 而且功能更加灵活。
1 圆盘式双边剪剪切工艺
圆盘剪区域主要设备包括:输入辊道、对中设备、入口夹送辊、圆盘剪本体、碎断剪、出口夹送辊、剪房宽度调整装置、刀缝调整装置、输出辊道等。
圆盘剪包含4个剪刃:固定侧上剪刃 (FST) 、固定侧下剪刃 (FSB) 、移动侧上剪刃 (NFST) 、移动侧下剪刃 (NFSB) , 每个剪刃都由单独的电动机和变频器驱动。剪刃呈圆盘状, 上下剪刃之间的刀缝调整好之后, 通过剪刃持续旋转达到在输送钢板的同时对钢板的边部进行剪切的目的。圆盘剪的剪切原理如图1所示。
圆盘剪的主要生产工艺过程为: (1) 上游区域的钢板经输入辊道进入圆盘剪区域, L2给L1下发剪切计划; (2) 钢板对中, 同时按剪切计划调整夹送辊和剪房的宽度以及圆盘剪和碎断剪的刀缝; (3) 钢板对中完成及各设备调整到位后, 钢板头部定位至入口夹送辊下, 夹送辊压下, 准备对钢板进行切边; (4) 剪切开始, 此时对入/出口夹送辊、圆盘剪、碎断剪、输入/出辊道开始同步控制, 对钢板进行切边; (5) 钢板尾部离开剪刃之后, 切边工序完成, 钢板经由输出辊道运至下游区域。剪切过程中, 切下的废边由碎断剪及时碎断, 最终收集到废料斗中。其中, 步骤 (4) 是最容易发生钢板跑偏的环节。引起钢板跑偏的原因主要包括3方面: (1) 来料钢板存在如镰刀弯、边浪等板形问题; (2) 设备自身的原因, 如剪刃直径加工偏差、两侧剪刃的刀缝存在偏差[2], 设备制造和安装偏差[3,4]、设备磨损; (3) 控制算法和控制方式的原因, 控制方式和控制算法必须根据生产线特点设计, 如果设计不合理则会导致钢板极易发生超出允许范围的跑偏。因此, 要解决钢板跑偏问题, 一是从来料钢板上下功夫, 如提高轧机的板形控制能力、优化快速层流冷却模型以及改善矫直机的矫直能力等;二是从剪机设备本体上想方法;三是采用合理的控制方式和控制算法进行剪切同步控制, 这一点至关重要。
剪切同步控制是指在钢板的整个切边过程中, 使剪机始终保持移动侧和固定侧对钢板同步送钢剪切, 即剪机两侧剪刃的剪切速度和钢板送钢长度需要始终保持一致, 从而保证钢板的跑偏量始终控制在允许的偏差范围内。
对于圆盘剪来说, 剪刃电动机功率通常在入口、出口夹送辊电动机功率的10倍以上, 而且圆盘剪在剪切过程中剪刃与钢板之间几乎不会发生打滑现象, 通过理论分析并结合实际生产过程数据可以得出结论:剪切过程中对钢板跑偏产生决定性影响的是剪刃的同步控制, 夹送辊对于钢板跑偏的影响很小。因此在实际生产过程中, 圆盘剪剪切同步的重点是剪刃的同步控制, 夹送辊一般采用与剪刃相同的同步方式即可。以下重点分析圆盘剪剪刃的同步控制, 根据同步方式的不同, 剪切同步控制可分为机械式和电气式两种。
2 机械式同步控制及缺陷
2.1 控制思想
机械式剪切同步控制是一种传统的剪切同步控制方式, 该方式采用机械连杆将两个下剪刃连接在一起, 如图2所示。由于两个上剪刃由独立的电动机和变频器驱动, 因此可以通过独立的速度闭环进行主令速度控制。以下仅讨论两个下剪刃的工作情况。
在机械同轴的情况下, 下剪刃的角速度是严格一致的, 即ωFSB=ωNFSB;如果此时下剪刃的直径相同, 即DFSB=DNFSB, 则下剪刃剪切线速度也是相同的, 即VFSB=VNFSB。在固定侧和移动侧剪刃线速度相同的情况下, 钢板两侧的送钢长度也一致, 这时钢板基本不会发生跑偏。
2.2 缺陷
在实际生产过程中, 存在很多不利因素制约机械式剪切同步控制的效果, 主要有以下几个方面:
(1) 由于加工精度和生产磨损等因素, DFSB不可能完全等于DNFSB, 因此在角速度刚性同步的情况下, 剪刃直径不同导致线速度不同, 从而引起了钢板的跑偏, 现场经验也说明了这一点。
(2) 在来料钢板有边浪的情况下, 由于机械同轴的原因, 剪机本体缺乏有效的调节手段, 所以在剪切过程中必然会发生钢板向浪形大的一侧跑偏的情况。
(3) 机械同轴有连接轴断裂的风险。在刚性连接的情况下, 传动装置须将两台机械同轴的设备设成负荷平衡模式, 当两台下剪刃的转矩不等时, 即TFSB≠TNFSB时, 转矩之差ΔT=TFSB-TNFSB通过机械轴传递。如果传动装置设置不当或其他原因导致机械轴传递的力矩远大于设计的机械轴额定力矩, 则机械轴在使用一段时间后, 有可能会发生机械疲劳造成的同步连接轴断裂事故。
3 电气式同步控制及优势
3.1 控制思想
电气同步控制是一种较新的剪切同步控制方式, 该方式取消了下剪刃之间的连接轴, 因此可以有效克服前述传统机械式同步控制方式的缺陷。电气式剪切同步控制的方法有很多种, 如:根据设备的速度环加电流环进行速度同步控制, 或主设备设速度环加电流环、从设备只设电流环进行主从控制[5]等。本文首次提出了一种基于动态位置跟踪算法的电气剪切同步控制方式。
动态位置跟踪是指以主设备动态变化的位置为跟踪目标, 从设备动态地调节自身位置, 从而使从设备的位置紧密跟随主设备实时位置变化的过程。在这个过程中, 从设备的调节量通过动态位置跟踪算法计算。应用在同步控制场合, 动态位置跟踪算法必须同时具有极高的跟踪精度和极佳的动态响应特性, 因此在实际应用中, 主设备动态的实际位置和实际速度都应当作为该算法的输入变量参与计算, 前者作为跟踪目标, 后者作为速度前馈优化动态性能。动态位置跟踪算法产生的计算结果是从设备的动态速度给定, 按照该速度给定调节从设备的传动系统即可实现对动态目标的位置跟踪。从本质上来说, 基于动态位置跟踪算法的同步控制是一种主设备采用速度环、从设备采用位置环加速度环的主从控制方式。
对于圆盘剪的剪刃而言, 位置指的是剪刃在其剪切面上发生的位移, 可以通过码盘检测值、减速比和剪刃直径折算得到。圆盘剪共有4个剪刃, 通过动态位置跟踪算法实现剪切过程中4个剪刃在其剪切面上的位移动态同步, 从而起到防止钢板跑偏的作用。由于实际生产过程复杂, 任何剪刃都有可能在生产过程中出现扰动等异常情况, 而且各个剪刃的情况不尽相同, 因此这4个剪刃都不宜做动态位置跟踪的主设备;另外, 动态位置跟踪算法是一种有差调节方式, 存在系统性偏差。为了达到理想的控制效果, 我们希望被跟踪的主设备没有任何扰动, 同时又希望有差调节造成的系统性偏差尽量小。为此, 我们在电气控制系统中为圆盘剪设计出虚拟的第个5剪刃作为主设备, 真实的4个剪刃作为从设备。在动态位置跟踪算法下, 第5个剪刃产生出理想的位置给定和速度给定, 4个真实剪刃不断同步跟随, 从而达到较好的同步控制效果。
动态位置跟踪算法包括波形发生器和位置调节器两个模块, 其工作原理如图3所示。
波形发生器按照设定加速度将剪刃目标位置给定和设定速度的突变信号处理为符合实际生产过程的渐变位置信号Pref和速度给定信号Vref, 从广义上来说, 可以把波形发生器理解为位置和速度的双重斜坡发生器。前文所述作为主设备的第5个剪刃即是通过波形发生器虚拟出来的。
位置调节器将被调节设备的位置实际Pact与波形发生器产生的位置给定Pref相比较, 位置差值Perr通过位置环增益K放大成为传动速度给定信号, 从而实现被调节设备的位置对给定位置波形的实时跟踪。在实际应用中, 如果完全依靠位置差产生的速度进行调节会导致从设备的调节周期过长, 因此, 我们为位置调节器增设了一个速度前馈环节, 通过前馈环节将波形发生器产生的速度给定Vref乘以前馈增益Kvff之后叠加在传动速度给定上, 折算后作为传动速度的最终给定Vdref输出给传动控制系统, 以达到改善实际速度波形的目的。位置调节器是动态位置跟踪算法的核心环节, 其设计的好坏直接决定了动态位置跟踪算法的动态性能。
Vref—设定剪切速度;Pref—设定跟踪位置;Perr—实际位置和跟踪位置偏差;Kvff—前馈系数;K—位置环增益;Kdrv—传动速度最大给定值;Kvel—系统标幺速度基值;Vdref—传动设定速度;Vact—实际剪切速度;Pact—实际跟踪位置;uu—标定用位置行程;counts—标定用编码器脉冲数。
图4所示的是1个波形发生器带1个位置调节器的情况。在圆盘剪PLC控制系统中, 4个真实的剪刃分别对应4个位置调节器。在动态位置跟踪算法下, 第5个剪刃即波形发生器在运动过程中产生了理想的位置给定和速度给定, 真实的4个剪刃由各自的位置调节器进行实时的位置闭环控制。这样一来, 4个剪刃的同步控制得以实现。
动态位置跟踪算法要求如下:在位置控制的过程中, 始终保持受控设备的实际速度不超过设定的速度限幅、实际加速度不超过设定的加速度限幅;当受控设备的实际位置接近目标位置时自动开始降速 (自动确定降速点) , 到达目标位置时速度降为零。这样, 当距离目标位置较远时, 运动过程的速度波形为梯形;距离目标位置较近时为三角形。预期的位置控制过程波形如图4所示。
在圆盘剪的实际剪切同步控制过程中, 动态位置跟踪算法使从设备不断地以主设备实际的动态位置为目标值进行实时的位置调节, 当主、从设备的位置差较大时, 从设备会加速追赶主设备, 加速度不超过设定的加速度限幅;而从设备的速度会大于主设备的速度, 但不会超过设定的速度限幅, 此处速度上限是动态的, 为主设备当前速度的 (1+L) 倍, L为可调参数;当主/从设备的位置差很小时, 从设备的速度和加速度与主设备保持一致。
3.2 优势
基于动态位置跟踪算法的圆盘剪同步剪切控制方式, 既保证了4个真实剪刃之间的同步控制, 同时又实现了运动控制过程中相互间的解耦, 因此应用起来非常灵活, 可以有效地克服传统机械式剪切同步控制方式的缺陷, 以下逐一分析其优势。
(1) 系统收敛性。在钢板发生跑偏的情况下, 机械式剪切同步控制方式的下剪刃是固定的, 无法对钢板进行纠偏, 因此系统收敛性较弱;而基于动态位置跟踪算法的电气式剪切同步控制方式的4个剪刃都是独立的, 当检测到某个或多个剪刃处的钢板发生跑偏时, 该剪刃会根据算法自动调速进行纠偏, 因此系统收敛性较强。
(2) 功能扩展性。除了剪刃之外, 入口夹送辊、出口夹送辊、碎断剪等都会对钢板的跑偏造成一定的影响。按照传统的机械式同步方式, 只能将上述设备分开考虑, 分别做各自的同步控制, 然后还要考虑各个设备间的耦合性。采用基于动态位置跟踪算法的电气同步控制方式后, 上述所有的设备都能以第5个剪刃的位置作为唯一的跟踪基准, 然后分别由各自独立的位置调节器驱动。因此相对传统方式而言, 电气同步控制方式具有极高的功能可扩展性, 而且经过合理设计之后该算法几乎适用于各类双边剪的各种电气同步控制功能。
(3) 操作灵活性。电气同步控制方式还为人工干预留有接口, 当剪刃由于加工精度或磨损等原因出现直径不等的情况时, 操作工可以及时在控制系统中对剪刃直径参数进行修正, 动态位置跟踪算法会保证剪切时各个剪刃与钢板接触面的线速度仍然相等, 从而减少了由于剪刃直径变化造成的钢板跑偏量。当钢板出现边浪时, 机械同步方式下钢板必然会发生跑偏, 而在基于动态位置跟踪算法的电气式剪切同步控制方式下, 操作工可以根据浪形的大小适当将浪形较大一侧的剪刃直径参数改小, 这样在同样线速度的情况下, 该侧的剪刃将以更快的角速度剪切, 从而减少了跑偏量。
(4) 易维护性。电气同步的控制方式取消了下剪刃之间的同步轴, 一方面有利于剪刃的传动装置调试, 而且调试效果更加直观;另一方面也消除了机械轴断裂造成的设备损失和相应的维护工作量。
4 结论
本文提出的基于动态跟踪算法的双边剪剪切同步控制方式与传统的机械式剪切同步方式相比, 不但钢板的切边质量和精度高, 而且在系统的收敛性、同步控制功能的可扩展性、操作的灵活性以及易维护性等方面都有长足的进步。
目前, 宝钢特钢事业部炉卷轧机车间的这套圆盘剪已投产超过3年, 基于电气动态位置跟踪算法的剪切同步控制功能一直在线运行。运行状况表明, 该功能的实际应用效果良好, 系统运行稳定, 钢板的切边质量和精度满足产品的质量要求, 得到了全厂上下相关人员的高度肯定。
参考文献
[1]孙本荣, 王有铭, 程瑛.中厚钢板生产[M].北京:冶金工业出版社, 1993.
[2]朱林峰, 钟剑鹏, 陈功彬.韶钢圆盘剪高效化剪切改造[J].宽厚板, 2008, 14 (2) :46-48.
[3]许展望, 张勇安, 景群平, 等.高精度圆盘剪重叠量调整控制方法的研究[J].现代电子技术, 2007 (21) :161-163.
[4]邹仲芹.圆盘剪和滚切式定尺剪的剪切缺陷及防止措施[J].轧钢, 2008, 25 (3) :68-71.
动态跟踪管理 篇11
关键词：CKF,非线性滤波,高动态,载波跟踪
0 引言
近年来，随着导航技术的蓬勃发展，全球卫星导航系统（GNSS）展现出越来越强大的实用功能，高动态卫星接收技术在军事和航天领域更是起到了不可替代的作用。跟踪环路作为高动态接收机的核心环节，其性能的进一步提高显得尤为重要。
在高动态环境下，GNSS接收机和卫星之间很高的相对运动会在接收信号的载波频率上引入很大的多普勒频移及其变化率，这将导致只能适应于低动态、中动态应用环境的传统跟踪环路无法正常工作[1]，故提高高动态环境下载波跟踪环路的跟踪性能成为了研究高动态接收系统需要解决的关键问题。
高动态环境下的载波跟踪是一个较强的非线性问题，通常采用UKF算法进行滤波。UKF算法利用确定的离散采样点直接逼近状态的后验分布，无需进行线性化，适应非线性程度较强，精度较高，但其计算量较大，且在高维系统中易出现数值不稳定现象[2]。
CKF(Cubature Kalman Filter）算法[3]作为一种新型的非线性滤波算法，其滤波过程与UKF算类似，无需对非线性模型进行线性化处理。但是相比于UKF,CKF的理论推导更加严谨，且采样点更少。本文将CKF算法引入高动态接收机的载波跟踪环路中，通过仿真分析其动态性能与跟踪精度，并且与基于UKF算法的载波跟踪环路的跟踪性能进行比较。
1 CKF
通常，针对一个非线性滤波问题，往往难以获得其解析最优解，只能寻找满足贝叶斯准则的次最优解[1]。CKF就是在高斯假设条件下解决非线性滤波问题的一种新型次最优滤波算法。
设状态空间形式的离散非线性系统为：
式中：xk为系统的状态量；yk为系统的观测量；f(xk-1)和h(xk)为已知任意函数，系统噪声wk-1～N(0,Q)，观测噪声vk～N(0,R)。
在高斯假设下，非线性滤波的核心问题简化为求解多变量非线性函数与高斯密度函数乘积的积分问题。CKF利用三阶容积法则，使用2n个容积点的加权求和对高斯积分进行近似，对于任意函数f(x)的高斯积分有[4]:
其中：
式中：[1]i表示集合[1]的第i列。
CKF算法仍旧以卡尔曼滤波算法为整体框架，故其仍旧是一个递归更新的过程，在每个滤波周期内进行时间更新与量测更新。针对非线性系统（1),CKF算法的流程如下[5,6]:
(1）时间更新
假设k-1时刻的后验概率密度函数已知，经过Cholesky分解误差协方差Pk-1|k-1:
k时刻的状态预测值为：
k时刻的误差协方差预测值为：
(2）量测更新
经过Cholesky分解误差协方差Pk|k-1:
k时刻的观测预测值为：
估计自相关协方差阵为：
估计互相关协方差阵为：
k时刻状态估计值为[7]:
k时刻状态误差协方差估计值为：
增益矩阵为：
2 载波跟踪环路设计
本文所用的载波跟踪环路如图1所示。它是在锁频环（FLL）加锁相环（PLL）的基本框架下，在FLL环路中加入了CKF滤波器。鉴于FLL动态性能好而PLL跟踪精度高的特点，把FLL和PLL结合起来进一步提高整体跟踪性能[8]，而CKF作为非线性滤波器，替换掉了传统FLL环路中的频率鉴别器和线性环路滤波器，克服了频率鉴别器本身存在鉴别范围的局限。
针对图1所示的载波跟踪环路，下面对CKF算法进行数学建模。
以输入信号和本地信号的相位差Δθ(k)、输入信号与本地信号差分后得到的信号频率Δω0(k)、频率变化率Δω1(k)以及频率二阶导数Δω2(k)作为系统的状态量[9,10]，则系统的状态方程为：
状态噪声协方差矩阵为：
式中：Ny为状态噪声的单边谱密度；T为相干积分周期。
选取叉积点积输出量ZI,ZQ作为CKF的输入观测量，不失一般性，令信号幅度为1，则系统观测方程为：
环路观测噪声的方差阵可以表示为：
载波跟踪环路中，CKF滤波算法更新过程如上节所示，经过时间更新与量测更新过程，可迭代产生载波跟踪环路的状态估计值，根据可得到下一时刻多普勒频移，完成载波跟踪环路的闭合。
3 仿真与分析
仿真选用JPL实验室提出的高动态运动模型，如图2所示，整个运动持续8 s，运动的初始加速度为-25 g，初始速度为-50 m/s，运动过程中出现±100 g/s加加速度各一次，每次持续时间为0.5 s。
针对载波跟踪环路，分别使用常见的UKF算法与本文设计的CCKKFF算法进行仿真测试，以载波跟踪环路的跟踪频率均方根误差作为考量标准，得到如下仿真对比结果：
以均方根误差100 Hz作为失锁临界频率，绘制两种跟踪算法的失锁概率曲线如图3所示，可见，当CNR>26 dB时，CKF载波跟踪算法的失锁概率与UKF载波跟踪算法的失锁概率基本一致，均低于10%，跟踪环路工作稳定有效；当CNR<26 dB时，两种算法的失锁概率随载噪比的降低而急剧增加，且相同条件下，UKF载波跟踪算法的失锁概率大于CKF载波跟踪算法。
在CNR=21 dB左右时，跟踪环路的失锁频率达到50%，可基本视为跟踪无效；因此，CKF算法能够完成一般弱信号条件下的载波环路跟踪，且动态跟踪性能优于UKF算法，而对于载噪比特别差的弱信号，算法仍存在一定的不足。
直接对比两种跟踪算法在不同载噪比条件下的载波频率跟踪均方根误差，得到如图4所示曲线图，CKF载波跟踪环路在非弱信号下的频率均方根误差能够维持在10 Hz以下，跟踪精度较好。而UKF载波跟踪环路在不同载噪比下的频率均方根误差均略大于CKF，同等条件下，UKF算法的频率均方根误差相较CKF算法高5 H左右。综上所述，CKF算法的跟踪精度优于UKF算法。
4 结论
本文将CKF这一新型非线性滤波算法引入了传统的锁频/锁相跟踪环路，对相位、多普勒频率、多普勒频率变化率及多普勒频率二阶导数等参数进行估计，经过仿真对比CKF与UKF载波跟踪环路的失锁概率与频率均方根误差，可以得到CKF算法在动态性能与跟踪精度上皆优于UKF算法，且通过对计算量的粗略估计可以得出，CKF算法的复杂度略低于UKF算法。
参考文献
[1]ELLIOTT D K,HEGARTY C J.GPS原理与应用[M].寇艳红,译.2版.北京:电子工业出版社,2007.
[2]JULIER S J,UHLMANN J K,DURRANT-WHYTE H F.A new approach for filtering nonlinear systems[J/OL].[2013-09-12].http://www.docin.com.
[3]ARASARATNAM Ienkaran,HAYKIN Simon.Cubature Kalman filters[J].IEEE Transactions on Automatic Control,2009,54(6):1254-1269.
[4]魏庆喜,宋申民.无模型容积卡尔曼滤波及其应用[J].控制与决策,2013,28(5):769-773.
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[7]蔡庆宇,张伯彦,曲洪权.相控阵雷达[M].北京:电子工业出版社,2011.
[8]潘伟萍.高动态直扩信号跟踪算法研究[D].北京:北京理工大学,2011.
[9]唐学术.高动态GPS接收机的捕获与跟踪算法研究[D].北京:北京理工大学,2008.