模拟设计

模拟设计（通用12篇）

模拟设计 篇1

1 引言

动态角跟踪精度检测装置由被试系统、多波段点源目标发生器系统 (以下简称“目标发生器”) 、运动模拟平台及总控制系统四个部分组成, 图1为动态角跟踪精度检测装置系统组成原理框图。其中的运动模拟平台可以完成方位、俯仰和垂直直线运动。

2 目标运动平台

目标运动平台包含圆弧导轨副 (含驱动传动机构) 、目标固定支撑台面 (俯仰U型框) 、俯仰/升降二维运动机构、平台三维 (俯仰、升降及滑动) 伺服驱动系统、平台运动控制系统等5部分组成, 图2为运动平台组成框图。

导轨为目标平台的方位运动轨迹, 围绕着圆弧导轨的圆心转动, 形成方位视线角速度变化;目标固定支撑台面负载目标发生器在进行沿圆弧导轨水平运动的同时, 通过俯仰和高低二维运动机构带动目标发生器进行自身的位置运动, 形成复合俯仰方位视线角速度变化, 进而模拟目标在空域范围内的位置信息, 以便对被测系统进行测试及仿真。

2.1 运动平台功能

平台本身具备三个运动自由度, 目标发生器安放于运动平台的俯仰框上, 平台依据操作者规划的运动路径, 带动目标模拟系统形成相对被测试系统的方位、俯仰两个自由运动并保证目标光轴实时指向被测系统成像面中心, 模拟真实环境下目标的运动特性, 以便被测系统进行跟踪, 分述如下。

2.1.1 模拟目标的方位运动

整套设备在以GDX塔的转轴中心为圆心的圆弧导轨上运动, 实现方位角度变化的模拟, 由于被测系统及圆弧导轨都以GDX塔的转轴中心为圆心, 可以实现旋转中心重合, 所以可以保证目标在导轨上运动时, 被测系统光轴可以始终跟随着目标发生器的光轴, 且在某一视场可观测到多波段点源目标;

2.1.2 模拟目标的俯仰运动

升降机构为沿圆弧导轨运动的一套直线升降机构, 带动目标发生器升降, 与俯仰运动机构产生相应的俯仰视线角角度变化, 以便测试时被被测系统对目标进行搜索或跟随。

2.1.3 光轴调整用垂直直线运动机构

在直线升降机构上, 叠放一俯仰运动机构, 目标发生器以定位机构固定在这一俯仰机构上。当产生如模拟目标的俯仰运动时, 目标发生器被带动产生直线升降时, 由于运动模式为平移, 所以目标发生器光轴也出现上下平移, 此时安放在GDX塔上的被测系统的光轴无论怎样调整都会与目标生成器光轴产生夹角, 导致无法观测到目标图像。本处的俯仰运动机构的作用就是在目标生成器出现水平上下运动时, 实时调整光轴角度, 使目标生成器的光轴始终指向被测系统, 这样被测系统通过GDX塔带动可实现光轴对准, 达到测试或仿真的目的。

2.2 结构设计

目标运动平台主的结构部分要由目标支撑固定机构、俯仰/升降联动机构、方位滑动台体、圆弧导轨机构、电机驱动元件、光电编码器及气浮光学平台组成, 以实现目标发生器的固定、俯仰/升降及方位运动, 图3为目标运动平台系统组成三维设计效果图。目标支撑固定机构 (图中俯仰框) 用于目标系统的安装及定位;俯仰/升降自由度设计成联动机构以保证滑动台体沿圆弧导轨机构进行方位运动时始终指向被试系统光轴。

2.2.1 方位旋转设计

圆弧导轨方位维由高精密重载圆弧导轨、涡轮蜗杆传动机构、伺服电机驱动机构、定位轴及轴承机构、承载台面等五个部分组成。结构设计的关键是高精密重载圆弧导轨的定制和驱动与传动机构的设计, 本方案的圆弧导轨机构为外购定制THK弧形内径1.8m的导轨副系统, 采用4段各1/4圆拼接而成, 内外环均为16个滑块支撑平台上面部分。

方位旋转维台面考虑试验台整体功能, 由四块1/4圆形台面拼接而成, 分别为升降台台面、人行通道台面 (升降台台面对面的1/4台面) 、布线台面及备用基准台面, 拼接时采用高分辨率激光设备定位, 从而实现各块各自功能, 以满足设计指标要求。

方位驱动单元采用日本安川1.5k W伺服电机驱动, 传动单元为直径950mm的大型精密涡轮匹配蜗杆实现。

2.2.2 直线升降设计

直线升降维由导向支撑导轨机构、螺杆传动机构、刚性支架、辅助支撑、俯仰支撑台面及驱动单元等六部分组成, 如图4所示。

直线升降机构行程长、精度高、驱动困难是设计及元件选型的三大难点, 设计时考虑整体刚性, 将外围框架设计为长方形加固铝合金支架及底角辅助支撑方式, 采用航天级高强度铝合金型材经刮研工艺以保证导向导轨机构的定位精度;内部采用每侧2根共计4根THK高精度直线导轨副, 其自身精度为每1m内位置误差0.02mm;通过松下1k W伺服电机及减速器带动THK高精度大型滚珠螺杆执行升降维移动;大型滚珠螺杆自身精度为每1m内位置精度误差0.02mm。

2.2.3 俯仰旋转设计

俯仰维设计时考虑最终负载目标发生器的质心最好应在俯仰旋转轴上, 这样运动时无偏载, 可很好的实现俯仰动态性能及精度。这样采用U-U型框架实现俯仰机构, 内U框架既为俯仰功能框又为带载接口框架;外U型框架为俯仰支撑框架, 通过定位直接安装在升降机构的支撑台面上。传动单元为采用日本安川伺服电机驱动及匹配减速器驱动轴系实现。图5为俯仰框架设计效果图,

3 结束语

为了进行优化设计, 本运动模拟单元通过三维实体建模, 获得了大量的用于计算和优化的信息, 这些信息用来进行优化设计计算, 对结构的优化、电机的优选及反馈原件的布置都起到了很大的作用, 通过实体加工检测, 很好的完成了设计指标。

参考文献

[1]孙恒, 傅则绍.机械原理[M].北京:高等教育出版社, 2001.

[2]薛开.基于多轴运动控制器的两轴转台控制系统[J].哈尔滨工程大学学报, 2006 (8) :570~573.

模拟设计 篇2

谭俊峰

由于目前国内沙盘模拟培训中，所采用的沙盘教具多出于对CELEM的某种模仿，故我们常常看到的沙盘模拟培训教具中的生产设备设计为：手工线、半自动线、自动线、柔性线。

2005年人众人公司委托我设计沙盘模拟教具时，我对全面运营模拟沙盘的内在逻辑重新进行了设计，于是，对生产设备的设计也有了些新变化。

主要体现在两点：一是加入人力资源决策要素，从而使整体模拟过程中“研产销人财物”这六项管理核心决策要素都已进入沙盘之中，并将人力资源与生产设备配合起来。二是将柔性生产线调整为专用生产线。

这里要讲一讲为什么我将柔性生产线调整为专用生产线。

从名称上就可以看出，柔性生产线的灵活性很强，而专用生产线基本无灵活性可言。但这还不是调整的主要原因，其实主要原因在于“生产能力”。

而“生产能力”又将影响到沙盘模拟培训教具的整体安排，包括数量、重量、是否方便携带等等。正是出于这种教学及教具上的考虑，而非沙盘逻辑设计的核心，才使得更多的沙盘教具中均与国外一致，它们保留了柔性生产线。

因为，在一般设计中，即模仿国外沙盘的设计中（包括用友ERP沙盘、金蝶沙盘、ITMC沙盘、什么什么沙盘之类），生产能力非常小，因为它的设计中手工生产线需要三个步骤才可以生产出产品来，通常是三个季度，这显然会减少生产能力，为了教学的需要（包括市场需求、小组间竞争、模拟的成效等），沙盘教具应达到一定的产能，才能实现教学目的（比如竞争性及盈利性），于是，这种沙盘中就出现了灵活性及生产效率都非常高的柔性生产线。

但就如同我在其它文章中论述的一样，企业经营决策不等于算术题，更不能用数量数字来影响有效决策，传统的几分之几个产能的模式就无形中增加了数字对管理决策的影响，管理者真正需要通过学习培养的是决策能力，而非数学基础上的某种设计。

基于此，我将手工生产线重新设计为一个季度则可以生产出一个产品，按此逻辑，半自动、自动将大大提高生产能力，于是，也就不需要柔性生产线了，也就改成了专用生产线。

说到底，有两个要点：一是管理者培养决策力需要学习的是什么？我个人认为要简化数字影响，而培养战略性思维，即整体逻辑及经营策略。二是教具安排上如何更适合？我个人认为要尽量简化与经营决策无关的因素，尽管会增加教具的数量，使得携带与管理可能不容易（至少重量多了），但也许更便于学习。

模拟工业制备纯碱的实验设计 篇3

关键词：模拟实验；工业制备纯碱；实验方案；侯氏制碱法

文章编号：1005–6629（2014）1–0052–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

纯碱具有广泛的用途，是重要的化工原料之一。上海高三拓展型教材第106～108页是氨碱法（索尔维制碱法）和联合制碱法（侯德榜制碱法）的内容，在《上海市中学化学课程标准（试行稿）》[1]中，对“制碱原理”规定的学习水平是“理解”，对“侯氏与索氏法的比较”的规定是“掌握”，属学习水平中的最高要求。这一内容也是历年高考的热点，从学生的答题情况看，也是学生掌握的难点。然而教材中却没有安排相应的实验，为提高学生的学习兴趣，加深对工业制碱原理的理解，笔者期望能在课堂上模拟工业制碱。为此，笔者按资料[2]上的方法进行实验，发现一些方法因耗时过长、步骤太繁等并不适合课堂演示或学生实验。笔者又进行了多次的探索和改进，最终达到了比较好的效果。现介绍如下。

1 实验方案一

1.1 实验原理

NH3+CO2+H2O+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl

向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和，然后通入二氧化碳，得到溶解度较小的碳酸氢钠[3]。

1.2 实验仪器和试剂

（1）仪器：天平、量筒、圆底烧瓶3个、分液漏斗2个、铁架台3个、烧杯、漏斗、玻璃管、试管、酒精灯、玻璃棒、药匙、导管和橡皮塞若干。

（2）试剂：27%浓氨水（ρ=0.9 g/cm3）、氢氧化钠固体、冰水、5 mol/L稀硫酸、碳酸钙粉末、熟石灰粉末、蒸馏水、饱和粗食盐水、澄清石灰水、红色石蕊试纸、滤纸等。

1.3 实验装置和实验效果图

实验装置和实验效果图分别见图1和图2。

1.4 实验步骤

（1）准备：搭好装置，检验气密性。量取20 mL的饱和食盐水于中间的烧瓶中；称取40 g氢氧化钠固体于制氨气的烧瓶中，量取50 mL浓氨水于制氨气的分液漏斗中；再称取70 g碳酸钙粉末于制二氧化碳的烧瓶中，量取150 mL稀硫酸（分几次加入）于制二氧化碳的分液漏斗中。将装有饱和粗食盐水的烧瓶浸入冰水中。如图1所示。

（2）制备：将装有浓氨水的分液漏斗打开，产生氨气通入饱和粗食盐水中，20分钟左右时，观察到饱和食盐水上方有大量的白雾产生。再打开装有稀硫酸的分液漏斗，产生的二氧化碳通入饱和的氨化粗食盐水中。约5分钟即有浑浊出现，约15分钟能看到大量的白色固体析出。

1.5 母液处理

1.6 实验注意事项

（1）食盐水用粗盐（杂质可做为晶核，若无粗食盐，可在饱和食盐水中加几粒食盐晶体）配制，效果明显，析出碳酸氢钠更快；

（2）制备实验中先通入氨气达饱和后再通二氧化碳，插入食盐水中的导管用尖嘴且导管口靠近烧瓶底部，这样产生气泡多而小有利于碳酸氢钠的生成，效果好。

1.7 实验的优缺点

本实验现象明显，产生的碳酸氢钠固体较多；母液的处理能很好地说明侯氏法的优点。实验的缺点是装置庞大、耗时长，仅制备实验就需近35分钟，母液的处理需要约20分钟，因此不宜作为课堂实验。本实验涉及到的知识及操作较多，如：气体的制备，气体的性质，尾气的处理、过滤等，若作为课外学生实验，是提高学生综合能力的良好载体。

2 实验方案二

2.1 实验原理

实验原理同实验一。

2.2 实验仪器和试剂

（1）仪器：天平、试管、药匙、圆底烧瓶、分液漏斗、铁架台、烧杯。

（2）试剂：粗盐颗粒、饱和氨水、冰水、5 mol/L稀硫酸、碳酸钙粉末。

2.3 实验装置和实验效果图

实验装置和实验效果图分别见图5和图6。

2.4 实验步骤

（1）准备：称取8 g粗盐，加入到30 mL的饱和氨水中，配制饱和氨化粗盐水于大试管中。如图5搭好装置并检验气密性。称取50 g碳酸钙粉末于圆底烧瓶中，再量取100 mL稀硫酸于分液漏斗中。

（2）制备：将装有配制好的饱和氨化粗盐水的试管浸入冰水中，向其中通入二氧化碳气体约5分钟看到沉淀，约十分钟时，产生大量白色沉淀（见图6）。

2.5 母液处理

母液处理方法同方案一。

2.6 实验的优缺点

此实验的优点是现象明显，产生的碳酸氢钠固体量多，耗时短，约十分钟，适合做演示实验。课前需准备好饱和氨化粗盐水，也适合作为课堂学生实验。

3 实验方案三

3.1 实验原理

NaCl+NH4HCO3→NaHCO3↓+NH4Cl

氯化钠饱和溶液与碳酸氢铵饱和溶液反应，得到溶解度较小的碳酸氢钠。

3.2 实验仪器和试剂

（1）仪器：天平、试管若干、烧杯、玻璃棒、药匙、酒精灯、铁架台。

（2）试剂：饱和粗食盐水、固体NH4HCO3、蒸馏水。

3.3 实验效果图

图7是静置约1分钟时的现象。

3.5 母液处理

母液处理方法同方案一。

3.6 实验注意事项

（1）碳酸氢铵溶液不稳定、易分解，需现用现配或临上课前配好。

（2）20℃时，氯化钠溶解度是36 g/100 g水（质量分数26%，ρ=1.2 g/cm3），碳酸氢铵的溶解度是21.7 g/100 g水（质量分数是19%，ρ=1.1 g/cm3），则饱和食盐水的浓度是5.3 mol/L，而碳酸氢铵的浓度是2.5 mol/L，因此采取以下措施：①碳酸氢铵的体积是饱和食盐水体积的2倍多；②将饱和碳酸氢铵溶液倒入饱和粗食盐水中出现浑浊更快。

3.7 实验的优缺点

此实验操作简单、现象明显，可作为学生在课堂上完成的试管实验。但浑浊完全沉淀需要较长时间（用离心机可以加速沉降）。

总体来说，笔者设计的三个实验方案中，方案一是按照教材的叙述，也是化工生产的实际流程，要制备氨气和二氧化碳，为提高碳酸氢钠的产率，先在饱和食盐水中通氨气达到饱和，再通入过量的二氧化碳。因为涉及到两种气体的制备（若用盐酸制备二氧化碳还需要净化装置）、尾气的处理等，装置庞大，要得到大量的碳酸氢钠固体耗时也较长，不宜作为课堂演示，但该设计却是非常好的学生课外实验的题材。方案二是利用实验室现有的氨水，只需要制备二氧化碳一种气体，操作简单、耗时短，宜作为课堂实验。方案三是饱和碳酸氢铵溶液和饱和食盐水混合的试管实验，操作简单，现象明显，也能体现工业制备纯碱原理的本质，适合做课堂演示实验和学生实验。

参考文献：

[1]上海市教育委员会.上海市中学化学课程标准（试行稿）[S].上海：上海教育出版社，2005：89.

[2]王绪岩.联合制碱法反应原理的模拟实验设计[J].化学教学，2008，（5）：12～13.

[3]侯德榜著.制碱工业（下册）[M].北京：化学工业出版社，1960：646.

摘要：为弥补中学化学教材中无相关实验的缺陷，设计了三个模拟工业制备纯碱和一个模拟联合制碱法母液处理的实验方案，旨在为工业制备纯碱的实验教学提供可选择的参考素材和方法。

关键词：模拟实验；工业制备纯碱；实验方案；侯氏制碱法

文章编号：1005–6629（2014）1–0052–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

纯碱具有广泛的用途，是重要的化工原料之一。上海高三拓展型教材第106～108页是氨碱法（索尔维制碱法）和联合制碱法（侯德榜制碱法）的内容，在《上海市中学化学课程标准（试行稿）》[1]中，对“制碱原理”规定的学习水平是“理解”，对“侯氏与索氏法的比较”的规定是“掌握”，属学习水平中的最高要求。这一内容也是历年高考的热点，从学生的答题情况看，也是学生掌握的难点。然而教材中却没有安排相应的实验，为提高学生的学习兴趣，加深对工业制碱原理的理解，笔者期望能在课堂上模拟工业制碱。为此，笔者按资料[2]上的方法进行实验，发现一些方法因耗时过长、步骤太繁等并不适合课堂演示或学生实验。笔者又进行了多次的探索和改进，最终达到了比较好的效果。现介绍如下。

1 实验方案一

1.1 实验原理

NH3+CO2+H2O+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl

向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和，然后通入二氧化碳，得到溶解度较小的碳酸氢钠[3]。

1.2 实验仪器和试剂

（1）仪器：天平、量筒、圆底烧瓶3个、分液漏斗2个、铁架台3个、烧杯、漏斗、玻璃管、试管、酒精灯、玻璃棒、药匙、导管和橡皮塞若干。

（2）试剂：27%浓氨水（ρ=0.9 g/cm3）、氢氧化钠固体、冰水、5 mol/L稀硫酸、碳酸钙粉末、熟石灰粉末、蒸馏水、饱和粗食盐水、澄清石灰水、红色石蕊试纸、滤纸等。

1.3 实验装置和实验效果图

实验装置和实验效果图分别见图1和图2。

1.4 实验步骤

（1）准备：搭好装置，检验气密性。量取20 mL的饱和食盐水于中间的烧瓶中；称取40 g氢氧化钠固体于制氨气的烧瓶中，量取50 mL浓氨水于制氨气的分液漏斗中；再称取70 g碳酸钙粉末于制二氧化碳的烧瓶中，量取150 mL稀硫酸（分几次加入）于制二氧化碳的分液漏斗中。将装有饱和粗食盐水的烧瓶浸入冰水中。如图1所示。

（2）制备：将装有浓氨水的分液漏斗打开，产生氨气通入饱和粗食盐水中，20分钟左右时，观察到饱和食盐水上方有大量的白雾产生。再打开装有稀硫酸的分液漏斗，产生的二氧化碳通入饱和的氨化粗食盐水中。约5分钟即有浑浊出现，约15分钟能看到大量的白色固体析出。

1.5 母液处理

1.6 实验注意事项

（1）食盐水用粗盐（杂质可做为晶核，若无粗食盐，可在饱和食盐水中加几粒食盐晶体）配制，效果明显，析出碳酸氢钠更快；

（2）制备实验中先通入氨气达饱和后再通二氧化碳，插入食盐水中的导管用尖嘴且导管口靠近烧瓶底部，这样产生气泡多而小有利于碳酸氢钠的生成，效果好。

1.7 实验的优缺点

本实验现象明显，产生的碳酸氢钠固体较多；母液的处理能很好地说明侯氏法的优点。实验的缺点是装置庞大、耗时长，仅制备实验就需近35分钟，母液的处理需要约20分钟，因此不宜作为课堂实验。本实验涉及到的知识及操作较多，如：气体的制备，气体的性质，尾气的处理、过滤等，若作为课外学生实验，是提高学生综合能力的良好载体。

2 实验方案二

2.1 实验原理

实验原理同实验一。

2.2 实验仪器和试剂

（1）仪器：天平、试管、药匙、圆底烧瓶、分液漏斗、铁架台、烧杯。

（2）试剂：粗盐颗粒、饱和氨水、冰水、5 mol/L稀硫酸、碳酸钙粉末。

2.3 实验装置和实验效果图

实验装置和实验效果图分别见图5和图6。

2.4 实验步骤

（1）准备：称取8 g粗盐，加入到30 mL的饱和氨水中，配制饱和氨化粗盐水于大试管中。如图5搭好装置并检验气密性。称取50 g碳酸钙粉末于圆底烧瓶中，再量取100 mL稀硫酸于分液漏斗中。

（2）制备：将装有配制好的饱和氨化粗盐水的试管浸入冰水中，向其中通入二氧化碳气体约5分钟看到沉淀，约十分钟时，产生大量白色沉淀（见图6）。

2.5 母液处理

母液处理方法同方案一。

2.6 实验的优缺点

此实验的优点是现象明显，产生的碳酸氢钠固体量多，耗时短，约十分钟，适合做演示实验。课前需准备好饱和氨化粗盐水，也适合作为课堂学生实验。

3 实验方案三

3.1 实验原理

NaCl+NH4HCO3→NaHCO3↓+NH4Cl

氯化钠饱和溶液与碳酸氢铵饱和溶液反应，得到溶解度较小的碳酸氢钠。

3.2 实验仪器和试剂

（1）仪器：天平、试管若干、烧杯、玻璃棒、药匙、酒精灯、铁架台。

（2）试剂：饱和粗食盐水、固体NH4HCO3、蒸馏水。

3.3 实验效果图

图7是静置约1分钟时的现象。

3.5 母液处理

母液处理方法同方案一。

3.6 实验注意事项

（1）碳酸氢铵溶液不稳定、易分解，需现用现配或临上课前配好。

（2）20℃时，氯化钠溶解度是36 g/100 g水（质量分数26%，ρ=1.2 g/cm3），碳酸氢铵的溶解度是21.7 g/100 g水（质量分数是19%，ρ=1.1 g/cm3），则饱和食盐水的浓度是5.3 mol/L，而碳酸氢铵的浓度是2.5 mol/L，因此采取以下措施：①碳酸氢铵的体积是饱和食盐水体积的2倍多；②将饱和碳酸氢铵溶液倒入饱和粗食盐水中出现浑浊更快。

3.7 实验的优缺点

此实验操作简单、现象明显，可作为学生在课堂上完成的试管实验。但浑浊完全沉淀需要较长时间（用离心机可以加速沉降）。

总体来说，笔者设计的三个实验方案中，方案一是按照教材的叙述，也是化工生产的实际流程，要制备氨气和二氧化碳，为提高碳酸氢钠的产率，先在饱和食盐水中通氨气达到饱和，再通入过量的二氧化碳。因为涉及到两种气体的制备（若用盐酸制备二氧化碳还需要净化装置）、尾气的处理等，装置庞大，要得到大量的碳酸氢钠固体耗时也较长，不宜作为课堂演示，但该设计却是非常好的学生课外实验的题材。方案二是利用实验室现有的氨水，只需要制备二氧化碳一种气体，操作简单、耗时短，宜作为课堂实验。方案三是饱和碳酸氢铵溶液和饱和食盐水混合的试管实验，操作简单，现象明显，也能体现工业制备纯碱原理的本质，适合做课堂演示实验和学生实验。

参考文献：

[1]上海市教育委员会.上海市中学化学课程标准（试行稿）[S].上海：上海教育出版社，2005：89.

[2]王绪岩.联合制碱法反应原理的模拟实验设计[J].化学教学，2008，（5）：12～13.

[3]侯德榜著.制碱工业（下册）[M].北京：化学工业出版社，1960：646.

摘要：为弥补中学化学教材中无相关实验的缺陷，设计了三个模拟工业制备纯碱和一个模拟联合制碱法母液处理的实验方案，旨在为工业制备纯碱的实验教学提供可选择的参考素材和方法。

关键词：模拟实验；工业制备纯碱；实验方案；侯氏制碱法

文章编号：1005–6629（2014）1–0052–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

纯碱具有广泛的用途，是重要的化工原料之一。上海高三拓展型教材第106～108页是氨碱法（索尔维制碱法）和联合制碱法（侯德榜制碱法）的内容，在《上海市中学化学课程标准（试行稿）》[1]中，对“制碱原理”规定的学习水平是“理解”，对“侯氏与索氏法的比较”的规定是“掌握”，属学习水平中的最高要求。这一内容也是历年高考的热点，从学生的答题情况看，也是学生掌握的难点。然而教材中却没有安排相应的实验，为提高学生的学习兴趣，加深对工业制碱原理的理解，笔者期望能在课堂上模拟工业制碱。为此，笔者按资料[2]上的方法进行实验，发现一些方法因耗时过长、步骤太繁等并不适合课堂演示或学生实验。笔者又进行了多次的探索和改进，最终达到了比较好的效果。现介绍如下。

1 实验方案一

1.1 实验原理

NH3+CO2+H2O+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl

向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和，然后通入二氧化碳，得到溶解度较小的碳酸氢钠[3]。

1.2 实验仪器和试剂

（1）仪器：天平、量筒、圆底烧瓶3个、分液漏斗2个、铁架台3个、烧杯、漏斗、玻璃管、试管、酒精灯、玻璃棒、药匙、导管和橡皮塞若干。

（2）试剂：27%浓氨水（ρ=0.9 g/cm3）、氢氧化钠固体、冰水、5 mol/L稀硫酸、碳酸钙粉末、熟石灰粉末、蒸馏水、饱和粗食盐水、澄清石灰水、红色石蕊试纸、滤纸等。

1.3 实验装置和实验效果图

实验装置和实验效果图分别见图1和图2。

1.4 实验步骤

（1）准备：搭好装置，检验气密性。量取20 mL的饱和食盐水于中间的烧瓶中；称取40 g氢氧化钠固体于制氨气的烧瓶中，量取50 mL浓氨水于制氨气的分液漏斗中；再称取70 g碳酸钙粉末于制二氧化碳的烧瓶中，量取150 mL稀硫酸（分几次加入）于制二氧化碳的分液漏斗中。将装有饱和粗食盐水的烧瓶浸入冰水中。如图1所示。

（2）制备：将装有浓氨水的分液漏斗打开，产生氨气通入饱和粗食盐水中，20分钟左右时，观察到饱和食盐水上方有大量的白雾产生。再打开装有稀硫酸的分液漏斗，产生的二氧化碳通入饱和的氨化粗食盐水中。约5分钟即有浑浊出现，约15分钟能看到大量的白色固体析出。

1.5 母液处理

1.6 实验注意事项

（1）食盐水用粗盐（杂质可做为晶核，若无粗食盐，可在饱和食盐水中加几粒食盐晶体）配制，效果明显，析出碳酸氢钠更快；

（2）制备实验中先通入氨气达饱和后再通二氧化碳，插入食盐水中的导管用尖嘴且导管口靠近烧瓶底部，这样产生气泡多而小有利于碳酸氢钠的生成，效果好。

1.7 实验的优缺点

本实验现象明显，产生的碳酸氢钠固体较多；母液的处理能很好地说明侯氏法的优点。实验的缺点是装置庞大、耗时长，仅制备实验就需近35分钟，母液的处理需要约20分钟，因此不宜作为课堂实验。本实验涉及到的知识及操作较多，如：气体的制备，气体的性质，尾气的处理、过滤等，若作为课外学生实验，是提高学生综合能力的良好载体。

2 实验方案二

2.1 实验原理

实验原理同实验一。

2.2 实验仪器和试剂

（1）仪器：天平、试管、药匙、圆底烧瓶、分液漏斗、铁架台、烧杯。

（2）试剂：粗盐颗粒、饱和氨水、冰水、5 mol/L稀硫酸、碳酸钙粉末。

2.3 实验装置和实验效果图

实验装置和实验效果图分别见图5和图6。

2.4 实验步骤

（1）准备：称取8 g粗盐，加入到30 mL的饱和氨水中，配制饱和氨化粗盐水于大试管中。如图5搭好装置并检验气密性。称取50 g碳酸钙粉末于圆底烧瓶中，再量取100 mL稀硫酸于分液漏斗中。

（2）制备：将装有配制好的饱和氨化粗盐水的试管浸入冰水中，向其中通入二氧化碳气体约5分钟看到沉淀，约十分钟时，产生大量白色沉淀（见图6）。

2.5 母液处理

母液处理方法同方案一。

2.6 实验的优缺点

此实验的优点是现象明显，产生的碳酸氢钠固体量多，耗时短，约十分钟，适合做演示实验。课前需准备好饱和氨化粗盐水，也适合作为课堂学生实验。

3 实验方案三

3.1 实验原理

NaCl+NH4HCO3→NaHCO3↓+NH4Cl

氯化钠饱和溶液与碳酸氢铵饱和溶液反应，得到溶解度较小的碳酸氢钠。

3.2 实验仪器和试剂

（1）仪器：天平、试管若干、烧杯、玻璃棒、药匙、酒精灯、铁架台。

（2）试剂：饱和粗食盐水、固体NH4HCO3、蒸馏水。

3.3 实验效果图

图7是静置约1分钟时的现象。

3.5 母液处理

母液处理方法同方案一。

3.6 实验注意事项

（1）碳酸氢铵溶液不稳定、易分解，需现用现配或临上课前配好。

（2）20℃时，氯化钠溶解度是36 g/100 g水（质量分数26%，ρ=1.2 g/cm3），碳酸氢铵的溶解度是21.7 g/100 g水（质量分数是19%，ρ=1.1 g/cm3），则饱和食盐水的浓度是5.3 mol/L，而碳酸氢铵的浓度是2.5 mol/L，因此采取以下措施：①碳酸氢铵的体积是饱和食盐水体积的2倍多；②将饱和碳酸氢铵溶液倒入饱和粗食盐水中出现浑浊更快。

3.7 实验的优缺点

此实验操作简单、现象明显，可作为学生在课堂上完成的试管实验。但浑浊完全沉淀需要较长时间（用离心机可以加速沉降）。

总体来说，笔者设计的三个实验方案中，方案一是按照教材的叙述，也是化工生产的实际流程，要制备氨气和二氧化碳，为提高碳酸氢钠的产率，先在饱和食盐水中通氨气达到饱和，再通入过量的二氧化碳。因为涉及到两种气体的制备（若用盐酸制备二氧化碳还需要净化装置）、尾气的处理等，装置庞大，要得到大量的碳酸氢钠固体耗时也较长，不宜作为课堂演示，但该设计却是非常好的学生课外实验的题材。方案二是利用实验室现有的氨水，只需要制备二氧化碳一种气体，操作简单、耗时短，宜作为课堂实验。方案三是饱和碳酸氢铵溶液和饱和食盐水混合的试管实验，操作简单，现象明显，也能体现工业制备纯碱原理的本质，适合做课堂演示实验和学生实验。

参考文献：

[1]上海市教育委员会.上海市中学化学课程标准（试行稿）[S].上海：上海教育出版社，2005：89.

[2]王绪岩.联合制碱法反应原理的模拟实验设计[J].化学教学，2008，（5）：12～13.

智能电动车模拟设计 篇4

1 方案比较与选择

1.1 电机驱动模块

考虑到效率和性能,比较H桥驱动电路和集成芯片L298N,L298N驱动电机的能力强,电路简单,能减轻电动车负担,提高电动车速度且功耗低(同速情况下电流120 mA)、操作方便、稳定性好、性能优良,因此选择采用集成芯片L298N电机的驱动。

1.2 传感器模块

(1)寻迹检测。

采用反射式红外发射、接收对管。对管发射、接收都有一定频段,受外界光源影响较小,而且外围电路简单、检测效果好、成本低。

(2)平衡检测。

市售角度传感器可以精确的检测角度的变化,但是价格昂贵、成本较高,为节约成本,采用自制摆陀与光耦合器构成的角度传感器,检测平衡状态。器件外围电路简单、成本低,灵敏度虽不太高,但基本能达到设计的要求。

1.3 显示与输入模块

基于本系统要显示小车的行驶时间和行驶距离的要求且需要适时显示,使用LCD液晶显示屏来显示运行时间。LCD液晶显示屏具有轻薄短小、耗电量低、无辐射危险、平面直角显示、画面效果好、可视面积大、抗干扰能力强、显示信息量多,适用于适时显示。

1.4 电源模块

采用双电源供电,虽然可以消除电动机驱动所导致的干扰,但会使电动车重量增大,影响电动车的速度。而单电源供电使电动车总重量不会过大,便于控制速度,滤波电路稳定地向单片机提供所需电压,可以达到理想效果。考虑系统稳定的重要性,采用单电源供电方式。

2 系统组成、原理和电路图

2.1 系统组成框图

2.2 硬件电路各部分电路原理及电路图

2.2.1 ATC89S52单片机

本设计采用ATC89S52单片机为系统控制核心,ATC89S52单片机电路,如图4所示。单片机利用传感器检测路面黑带的信号以触发,控制电机、液晶显示等模块来实现各种功能。A到D这4个按键分别对应题目的4个要求,由P2.0～P2.3输入,完成相应功能。中心线黑带寻迹检测到的左右两侧信号分别输入P1.6和P1.7,黑带寻迹的起点和终点信号利用P3.1选通数据选择器,输入单片机P3.3。单片机经过分析,对两个电机做出相应的快慢处理。电机的正反转动分别由P1.2～P1.5输出,而PWM信号则由P1.0和P1.1输出。电动车行使的时间由单片机时钟计算,并输出到LCD液晶显示,P0.0～P0.7的8个端口分别是LCD液晶显示的双向数据线端口,P2.5是LCD寄存器选择端,P2.6是LCD读写端,P2.7是LCD显示使能端。

2.2.2 液晶显示与键盘电路

如图5所示,A～D4个按键分别对应题目的4个要求,每按一个按键就可以实现一个功能,LCD用于电动车往返间的适实显示。

2.2.3 L298N电机驱动电路

本设计采用高电压、大电流的L298N全桥驱动芯片,外围电路,如图6示。它响应频率高,一片L298N可以分别控制两个直流电机。两个电机的4个正反向信号和两个PWM信号经L298N后能够很好的控制电机正反转动和较大范围的控制电机电压。

2.2.4 7805电源电路

本设计采用7805稳压电路,如图7所示。12 V电源输入,供电机使用,经7805稳压后的5 V电压,供单片机、传感器、液晶显示和其它一些外围电路使用。

2.2.5 寻迹检测电路

如图8所示,寻迹检测电路的作用是用来分辨地面的寻迹黑带,不需要很远的距离,使用电压比较器便可满足要求。当遇到黑线时,D3发出信号不能从黑线上反射回来,D4不能导通,从而使LM393中的一个电压比较器的同相端电压为高,电压比较器输出高电平;反之输出低电平。简单来说,遇到黑带输出“1”,无黑带输出“0”。在本设计中,直线寻迹黑带两侧各有两对红外传感器,经与非门能判断是否遇到黑带,这样能很好的保证检测的效果。

2.2.6 平衡检测电路

自制一个摆陀,利用摆陀的摆动对光耦合器信号进行检测,判断是否达到平衡。如图9所示,发射管始终输出高电平,接收管信号被摆陀阻挡时电动车不平衡,输出低电平;反之,平衡时输出高电平。

2.3 软件流程图

系统实现题目要求的基本功能主程序流程图,如图10所示。

3 系统控制的关键代码

(1)以下是电动车从起始端出发到达终点后停车返回的关键代码:

(2)小车行进时间显示的代码

4 系统测试数据与结果分析

在平面板行驶和在跷跷板上行驶的10次测量记录分别,如表1和表2所示。

以上测试数据表明智能电动车可以完成基本功能,水平状态及跷跷板上运行时间均较短,效果良好。

5 结束语

本设计在硬件电路上,充分利用了ATC89S52单片机的内部资源,灵活地运用红外传感器的特性获取相关模拟量,合理使用PWM技术驱动直流电机,利用单片机的强大功能,结合丰富的程序指令,对各个模块进行相关的控制,各尽其职,构成一个有机的稳定系统。在选材过程中,尽可能以高效益为准,废物改装重新利用,既环保又实际。在软件设计上,利用汇编语言,以简洁的语言实现相关的功能。从整体上看,电动车能够较好的在平面板和跷跷板上行驶并保证行驶时间用的最短。

参考文献

[1]谢自美.电子线路设计[M].武汉:华中科技大学出版社,2000.

[2]张培仁.MCS-51单片机原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2003.

[3]胡汉才.单片机原理及接口技术[M].北京:清华大学出版社,2004.

飞行品质模拟器设计 篇5

飞行品质模拟器是现代先进飞机飞行控制及飞行品质设计验证的.一个重要系统设备,论述了飞行模拟器的主要功能和总体构成,介绍了飞机数学模型、座舱虚拟仪表显示、人感系数特性及系统集成等关键技术环节的设计.

作 者：田涌 邵山 张雷 TIAN Yong SHAO Shan ZHANG Lei 作者单位：田涌,TIAN Yong(北京航空航天大学,北京,100191;沈阳飞机设计研究所,沈阳,110035)

邵山,张雷,SHAO Shan,ZHANG Lei(沈阳飞机设计研究所,沈阳,110035)

车辆悬挂系统液压负载模拟器设计 篇6

关键词：车辆悬挂系统 液压负载模拟器 设计

中图分类号：TH137 文献标志码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0046-01

车辆悬挂系统被称作车桥和车架之间进行连接的设备总称。为了对车辆的研究进行地更加方便，车辆悬挂系统要在经过专门的加载实验之后才能进行验证。另外，车辆悬挂系统性能的检验还是提高其悬挂性能的有效手段。其中，电液伺服系统具有控制精度高、反应速度快等特性，在车辆悬挂系统中进行应用，可以实现对任意任务进行加载的目的。

1 对负载模拟器在总体上进行设计

车辆悬挂式的液压负载系统是一种被动式的加载系统，在对车辆的加载过程中，加载力可以看做是在加载对象上的函数。其中负载模拟器属于电液力伺服系统，可以在计算机的控制下进行工作。车辆悬挂系统对力的输出过程也是一种具有很强干扰性的系统，能对车辆的跟踪精度产生影响，从而在一定程度上增加了进行设计的难度。

于此同时，负载模拟器是针对车体的1/4进行设计的，因而可能会忽略车体具有的转动性，因而针对车辆控制器的研究，同样具有一定的代表性。负载模拟器是由计算机控制系统、机械台体以及液压系统等组成的，负载模拟器的总体结构示意图如图1所示。其中的机械系统包括了下质量块、上质量块、车轮以及工作液压缸等部分，这两个质量块分别表示了车体悬架上下车体部件具有的质量。液压系统其中主要包括了伺服阀、压油源以及加载缸三部分。液压伺服系统因受到加载控制信号的控制，可以按照标准的载荷谱为悬挂系统进行加载设计，并能对道路中的起伏信号进行模仿。

图1负载模拟器的总体结构示意图

2 负载模拟器控制系统的设计

负载模拟器进行控制的系统是由计算机来进行控制的，控制的系统如图2所示，图中的三个位移传感器是对上质量块、托板位移以及下质量块等进行测量的，其中位移传感器可以选择FT11G类型的大量程式的传感器，其中量程偏差在5 mm之内，精度要求为0.1%，进行输出的信号为音频式的信号，经过类型为FT5321的调制器进行解调处理之后，可以输出10 V内的直流电压。例外，要采用TK E1B02CMV型的压力传感器对液压缸内的油压进行测定，测量仪器的量程为20 MPa，对精度的要求为0.6%，可以输出4～20 mA的电流，再经过模拟通道进行转换，使之变为10 V的直流电压进行输出，然后再经伺服放大器对输出的电流进行控制。加载液压缸内的压力值可以通过压力传感器对电路进行转换处理，进而形成具有加载性的有关控制闭环系统。三个位移传感器进行测量的结果最后分别输出到相应的实验系统中，进行相应的记录、存储和详细分析。

图2 控制系统原理图

3 对液压负载模拟器建立的数学模型

液压加载系统常常采用一种具有非对称式的液压缸当做其进行执行的系统。这种类型的系统具有的传递模型是一种四阶的函数模型，但在总体结构大致相同的条件下进行设计时，对称式的液压缸具有的传递模型是一种三阶式的函数模型。通过对其两者的函数曲线进行分析比较，发现他们具有很多的相似性。

4 对加载控制系统进行设计

4.1 基于LabVIEW的实验系统

美国的NI公司开发出来的LabVIEW系统，其能使计算机在控制中的作用得到充分体现。而且它并不被信号的检测过程所限制，并能对一些连续过程进行控制，进行控制的页面如图3所示。

4.2 对负载模拟器的加载实验

车辆加载系统的功能是对被加载的对象进行受力情况的加载实验。作为电压伺服加载式的系统，最主要的是要能产生进行载荷的有关时间历程，也就是载荷谱，在这之中的载荷谱上应该具有不同种类的路况信息。载荷谱的计算过程是由计算机来完成的，并利用电液伺服系统的标准指令对过程进行控制，在这之后，无论车体进行何种类型的运动，负载模拟器都能都能依据载荷谱具有的精度要求对车体进行加载实验，这就要求控制系统要具备很大的鲁棒性。

5 结语

本篇文章對液压器的在结构上的设计思想进行了分析，并对该控制系统的构成以及应用的基本原理进行了探讨，从而建立了有关力学输出的数学模型，并对 模拟器的在实验系统上的设计过程以及算法进行了详细介绍。在进行实际的加载实验之后，对液压负载模拟器的性能进行了总体上的检验。在检验之后，我们可以发现，将虚拟器和液压伺服器进行结合并在模拟器上进行使用之后，其具有的页面性能变得十分优越，且动作的精度也得到了提升，具有十分广阔的应用前景。

参考文献

[1] 王洪涛，张进秋，毕占东，等.盘形缝隙式双筒MRD阻尼力模型与分析[J].机械工程学报，2010（18）.

[2] 聂彦鑫，李孟良，过学迅，等.基于谐波叠加法的路面不平度重构[J].汽车科技，2009（4）.

红外通信模拟系统的设计 篇7

关键词：红外,数字模拟混合通信,带通滤波

红外通信模拟系统课题是2013年全国大学生电子竞赛赛题, 红外通信系统在现实中也具有广泛的实用价值, 例如各类家电遥控器, 但是这些都是数字通信。本次设计是利用红外通道实现模拟通信与数字通信复合通信, 因此在一些领域会更有实用价值。

1 总体方案设计

设计要求在完成一路语音信号通信的同时, 能够实现数字通信, 因此本次设计语音信号通信采用300~3 400Hz信道, 将数字温度信号调制到5KHz信道, 两者叠加同时传输, 并采用滤波器将其解调输出。系统结构如图1所示。

2 硬件电路设计

硬件电路包括单片机控制、温度测量、显示等电路, 碍于篇幅限制本文中仅对通信部分模拟电路进行详细阐述。

红外发送电路主要由音频信号放大电路、滤波带宽选频电路以及加法模拟数值信号合成电路, 以及红外发送驱动电路等组成。

音频信号放大电路主要放大语音信号, 由于输入信号可能是驻极体话筒输入, 也可能是MP3等音源输出, 因此电路设计采用了可调整方式, 通过跳线开关W1实现电路的切换。当电路是驻极体话筒输入微弱的信号时, 将W1接通, 实现预约20倍的放大, 放大倍数可通过R4可调电阻进行调整。

当输入信号是MP3信源时, 由于信号幅值已经较大, 并且可由MP3调整, 因此可断开W1, 电路即变为电压跟随器, 即放大倍数为1, 信号直接通过, 进入下一级。电路如图2所示。

本次设计采用的带通滤波电路为音频信号发送端滤波, 同时为接收端实现数字信号与模拟信号分离。电路如图3所示。

有源带通滤波电路是用两个运放设计的带通滤波器, 其中第一级为高通滤波器, 截止频点300Hz, 主要滤掉信号中频率太低的信号;第二级为低通滤波器, 截止频率为3 400Hz, 主要滤去信号中的高频干扰。

红外发送电路主要由加法器电路和红外发射管驱动电路组成, 加法器电路实现了模拟信号与数字温度信号的叠加调制放大, 根据发送距离, 线路中采用W2跳线进行发送放大倍数调整。发送驱动采用NPN型9013晶体管组成电流放大驱动红外管, 实现信号的传输, 发射电路如图4所示。

红外接收电路主要由红外接收二极管、接收放大电路、滤波选频电路、数字解调电路以及输出音频放大电路等组成。

红外接收二极管, 接收到的红外信号转换成的电信号非常微弱, 所以, 这个信号必需通过放大器放大才能进入滤波选频电路, 具体电路如图5所示。红外接收管接收的信号经过U5运算放大器进行放大, 放大后的信号送入带通电路进行选频输出, 带通电路与图3电路一致, 这里不再赘述。

3 结论

本次设计的红外光通信系统完成了指标的要求, 实现了预期设计功能。设计的发送装置, 具有同时传输模拟信号与数字信号的功能, 并且设计的有源滤波网络, 带通滤波性能好, 抗噪声干扰能力较强, 通信较为可靠。

参考文献

[1]蒋俊峰.基于单片机的红外通讯设计[J].电子设计应用, 2003, 11 (4) :177-188.

系留气球模拟训练系统设计 篇8

经过两百多年的发展, 浮空器在空中交通、空中侦察、通讯中继、气象探测等各个方面应用越来越广泛[1]。浮空器中一类不带动力而仅依靠自身的飘浮力提供升力的被称为气球, 气球可分为系留气球和自由气球, 其中系留气球是由气球、控制系统、任务系统、系留缆绳和地面站等组成。由于整个系留气球系统比较复杂, 造价高, 因此使用真实系统来训练气球操纵员存在着较大的风险和代价。因此, 如何在实验室中使用模拟训练系统来训练操纵员对于系留气球的使用及推广显得意义重大, 通过模拟训练可以使训练风险降至最低, 同时节约了成本, 大大缩短训练时间, 具有较好的经济效益和社会效益。

2 训练系统组成

如图1所示, 整个系留气球系统主要由系留气球、控制舱、地面控制中心三大部分组成[2]。

气球的使用操作主要有三种重要角色:指挥员、地面监控操纵员、控制舱操纵员。其中指挥员掌握气球姿态、压力状态、电控设备、气象信息、地勤保障等全局状态, 并根据需要发出各种控制指令;地面监控操纵员负责监测球上测控系统传下来的各种状态参数, 及时报告给指挥员, 并执行指挥员发出的控制指令;控制舱操纵员负责控制舱内外的各种机电设备的运作控制。

系留气球模拟训练系统是计算机软件虚拟仿真技术来实现基于PC的训练系统。该训练系统主要用来训练系留气球的使用和维修人员。根据图1所示系留气球系统的结构组成, 可以把模拟训练系统分为气球状态三维模拟显示、地面监控仿真平台、控制舱仿真平台三部分, 如图2所示。

3 模拟训练系统设计

操作训练和联动训练模拟是对装备正常工作逻辑的模拟, 因此模拟训练系统应能够真实再现实装系统的运行场景及操作流程[3]。

模拟训练系统设计主要包含以下三方面的内容:训练管理设计、人机界面设计、三维显示输出设计。

3.1 训练管理设计

模拟训练系统应具有训练管理、训练效果评估功能, 其逻辑结构如图3所示, 包括训练配置管理模块、训练效果评估模块、数据库管理模块、控制及状态模拟生成模块、控制舱数据接入模块、训练响应输出模块。其中训练配置管理用于训练对象及模式选择控制, 以实现不同对象差异化训练的目的, 该模块主要包括:训练对象的身份注册、系统工作模式选择、气象条件选择等;训练效果评估模块用于考核训练人员对操作流程的掌握程度及对系统异常状态所采取处置措施的合理性;数据库管理模块记录所有操纵员的训练数据, 为教官全面了解操纵员岗位技能水平提供数据支撑;控制及状态模拟生成及训练响应输出模块用于生成逼真的气球状态信息, 接受操纵控制输入, 并产生与实际相符的响应动作;控制舱数据接入模块用于接收控制舱的模拟数据, 进行系统信息综合处理。

训练管理的程序流程如图4所示, 其中训练模式可以根据气象条件及气球的工作状态分为地面系留值班模式、低风速工作模式、高风速工作模式、气球放飞模式、气球回收模式等。对于不同的工作模式, 状态模拟输出采用不同的数学模型, 训练效果评估主要是根据操纵员对系统的控制及气球状态参数的门限值来评价的。状态门限1为控制门限, 超过该门限值必须采取相应的控制操作, 否则训练评估里将作为扣分项;状态门限2为安全边界状态门限, 超出该门限则可直接判定当前训练失败。实际应用中也可以以超出门限值的量来判定操纵员对气球系统状态的控制好坏。其中状态参数主要有球上风速、气球压力、缆绳张力、气球三维姿态等。而气球的控制主要包括气球系统压力调节和控制舱的航向顺桨, 及缆绳、拉索的收放等。最后训练结果保存到数据库里, 该成绩将作为操纵员掌握气球操作水平的重要判定依据。

3.2 人机界面设计

人机界面主要包括气球监控仿真平台和控制仓仿真平台两部分。气球监控仿真平台的人机界面应能反映系统完整的状态信息, 包括:气球姿态信息、压力状态信息、供电状态信息、控制输入显示、故障状态显示、系统日志等, 如图4所示。

控制舱仿真平台主要功能是模拟舱内控制台的控制面板布局及使用操作规程, 主要包括:系留锁、变频及配电单元、机械绞盘、缆绳及收放系统, 如图4所示。控制舱仿真平台主要是输出状态信息提示及信号告警, 并对操纵员的控制操作模拟输出响应, 把信息传输到气球监控仿真软件进行综合显示。

气球监控仿真软件综合球上测控仿真数据、控制舱平台仿真数据, 为操纵员提供趋于真实的系留气球状态监视及控制虚拟幻境:模拟气球升降过程, 响应操纵员的控制输入, 控制风机、阀门等压力调节设备的开关动作, 产生压力参数的变化;实时显示地面配电、升压设备和气球系留及收放装置的状态参数;对异常状态及时发出告警信号。

3.3 三维显示输出设计

为了增强模拟训练效果, 气球状态信息可以以三维显示方式输出, 主要包括气球三维姿态信息, 风机、阀门等执行机构控制信号的执行情况以及系统重要故障信息。考虑到系留气球系统模型的复杂性, 本文采用3DS MAX建立系留气球模型。3DS MAX的特点是可以根据对象方便、直观地构造模型, 模型的外观很精细, 同时可以保留很多细节[3]。但是利用它建模也有一个弱点, 模型的运动过程只能预先设定而不能交互控制。因此一种较好的解决办法是先用3DSMAX专业三维建模软件建立模型, 然后通过OpenGL来控制系留气球的三维模型。这样做的优点是既利用了3DS MAX建立模型方便快捷的特点, 又利用了OpenGL容易实现交互性的特点, 趋利避害, 达成直观可靠的气球三维动态模型。其原理流程如图6所示。首先用3DS MAX软件建立气球模型, 再把模型转换为OpenGL能处理的3ds格式文件, 然后OpenGL以气球姿态角、风机阀门动作等状态参数作为输入实时处理气球模型, 最后通过双换成交换输出显示。其效果如图7所示, 风机阀门启动时颜色变绿, 同时有相应的模拟动作产生。这样就可以直观形象地反应出系留气球的各个主要状态信息, 以满足实际训练要求。

4 结论

随着系留气球应用的推广, 寻找一种科学的训练方式以提升训练水平及效率, 其紧迫性日益凸显, 以此为背景, 本文根据国内外现有的系留气球的操作要点分析了系留气球模拟训练系统的设计方法, 该方法贴近实际操作应用, 对于缩短操纵员训练时间, 提高实际操作水平具有一定的参考意义。

摘要：操纵员操作水平是系留气球安全使用的重要保证, 如何快速高效地训练出高水平的操纵员是系留气球广泛应用的重要条件。本文根据我国当前系留气球的发展现状提出了系留气球模拟训练系统的设计思想, 并将此模拟训练系统应用在某型系留气球上。实践结果表明该模拟训练系统设计合理、可靠, 可为进行该方面研究的人员提供参考。

关键词：系留气球,模拟训练,3DS MAX,OpenGL

参考文献

[1]王鑫.浮空器再度演绎经典传奇[J].现代军事, 2003.

[2]林回祥大型系留气球测控系统软件设计信息与电子工程, 2010.

[3]朱元昌通用雷达装备模拟训练系统及其关键技术研究.

真火模拟训练系统设计初探 篇9

在传统的消防官兵日常灭火训练项目中,大多是采用燃烧实物来实现的,而这些实物大多采用油或从木材、衣物、家具以及废弃的包装填充物等中选取,燃烧规模不易控制、重复性差,训练前后的准备工作繁重,不易进行多次连续训练,且燃烧过程易产生大量黑烟,污染环境,影响市容和居民的正常生活。近年来,国外的消防机构根据消防训练的特点,开发了以使用燃气为燃料的火灾情景再现式消防灭火训练系统,通过系统性的培训加强消防官兵的实战技能,但价格都非常昂贵,且不能完全适合我国消防实际情况。针对我国火灾特点,设计出一套具有自主知识产权的真火模拟训练系统对加强消防官兵的日常消防训练和实战技能具有深远的意义。

笔者针对我国消防官兵的日常训练项目,设计一套真火模拟训练系统,以天然气为燃料,真实、可控的火焰和烟雾环境模拟真实火灾。通过逼真的火灾情境加强消防官兵的日常训练和实战技能,克服灭火救援过程中的心理恐惧。

1 真火模拟训练系统概述

笔者设计的真火模拟训练系统不仅要能真实地模拟出实际火灾场景,且要求能够对消防官兵灭火的动态效果进行反馈。以宾馆卧室火灾这一场景为例,既要真实地模拟出宾馆客房内的火焰燃烧、烟雾扩散及声响等情况,还要根据训练人员在灭火过程中的表现实时改变火势大小和蔓延状况。图1为宾馆火灾训练系统的组成示意图,拟设计的系统由火灾训练现场、自动控制中心、天然气供应点和训练指挥官四大模块组成,模块之间通过PLC或者DCS进行通信,可实现手动和自动两种模式控制,具体设计主要包括安全控制、燃烧设备和火灾情境的营造、灭火效果和火势的动态变化、视频监控系统等多方面内容。

2 安全控制设计

火灾模拟训练实际为小型火灾现场救援。因此,保障真火训练场的安全,防止意外火灾出现至关重要。笔者拟设计的系统以天然气为燃料,避免天然气泄漏和火焰燃烧温度过高是保证安全训练的前提,因而系统通过多方面的设计保障安全。一是训练场内配备温度传感器、煤气报警器实时监控室内温度、天然气浓度,当天然气浓度达到爆炸极限的10%或温度超过350 ℃时,系统自动提示报警并立即切断天然气总阀;二是为了防止天然气泄漏导致点火时发生爆炸等意外,此系统设计采用现场和控制中心双授权模式点火,如图1 所示。需要经确认安全后由现场人员、控制中心同时将燃气总阀打开,才能完成点火,以保障现场安全。当灭火训练结束,系统能自动关闭天然气总阀,切断一切电源、气源等危险源。

3 燃烧设备

笔者设计的真火模拟训练系统可对多种场景火灾进行模拟,如宾馆卧室火灾、厨房火灾、KTV火灾等。不同场景火灾的模拟需要设计不同结构形式的燃烧设备和配以不同的道具,但就燃烧设备的设计思路、燃烧方式而言,各场景的设计基本一致。笔者以宾馆卧室火灾为例,介绍系统燃烧设备的设计思路。

对于宾馆火灾而言,卧室内床、桌椅、吊顶等易燃物着火是最易出现的火灾情况。因此,对该场景火灾模拟的设计,主要模拟床着火引起的火灾救援工作。图2为设计的宾馆卧室火灾模拟现场布置图,系统模拟设备主要包括燃烧床、点火系统、烟罩、灭火效果反馈装置等。

3.1 燃烧床设计

床是宾馆火灾的核心物件,燃烧床的设计对宾馆火灾模拟具有重要的作用,决定着火灾情景和燃烧效果。笔者拟设计的燃烧床是由角钢、钢板、网架焊接而成的本体结构以及烧嘴、燃料管道系统、点火系统、灭火剂接收系统等组成。网架分9个大网格,在中心网格区域下布置烧嘴、点火系统,即模拟火焰主要在中心网格区域燃烧,其他网格为掩盖和保护管道系统、灭火剂接收系统、点火电极等,设计的燃烧床如图3所示。这种分区域布置不仅使装置维护方便,而且保证了燃烧系统的安全可靠、耐用。

烧嘴是燃烧系统的核心,本系统拟设计的天然气烧嘴结构,如图4所示。天然气以一定的流速从喷嘴喷出,吸入一次空气后在收缩管混合并迅速扩张,再在喷头处与二次空气混合形成稳定燃烧,这种燃烧火焰分布广、火势大。通过在燃烧床的中心区域合理地布置天然气烧嘴可形成真实的宾馆火灾情境。利用电磁阀对各烧嘴供入的天然气流量进行独立控制,还可以实现燃烧火势大小调节和火势蔓延效果的真实模拟。

3.2 点火系统

稳定的点火系统不仅要实现点火功能,而且是避免因偶然因素致使主火焰熄灭进而造成燃气泄漏的一种安全保障部件。图5为稳定的点火源系统,训练开始时,点火源先于模拟燃烧系统点燃,并保持永久性的燃烧直至训练结束,这样可保证燃烧系统因某种原因熄灭后能再次点燃系统,防止煤气泄漏等安全事故。

此点火系统是利用高压脉冲点火电极和火焰探测器配合实现,具体实现过程如图6所示。即在确认天然气和助燃空气管网均正常后,按下点火按钮,打开燃气电磁阀,高压脉冲发生器以每秒3~5次的频率产生高电压脉冲并传递至点火电极,点火电极产生火花将燃料混合气点燃。点燃的火焰会被火焰探测器探测到,并将信号反馈至高电压脉冲发生器,使其停止发出高电压脉冲,至此点火源点火过程完成。如果由于特殊原因,导致点火源熄灭,火焰探测器将火焰熄灭信号反馈至高电压脉冲发生器,确认安全后再次启动发出电火花。

3.3 排烟系统

如图2所示,在室内火灾训练场安装一个烟罩联接引风机,消防训练结束时及时开启,以排出训练过程燃烧产生的烟气,既保障训练场的环境卫生和安全,也减少了燃烧废气对环境造成的污染,弱化训练过程对周围居民产生的影响。

4 训练现场环境营造

为模拟真实的火灾情境,拟设计的真火训练系统除需设计出逼真的火焰状况外,还要利用一些辅助设备模拟出烟雾、声响和气味等环境,让消防官兵充分掌握各种消防技能和克服心理障碍。系统火灾烟雾的营造是利用烟雾发生器以烟油为原料制造大量无害烟雾,训练过程中的烟雾量可调节。声音、气味是根据不同场景特别设计的,在训练场内通过扬声器、喷雾器加入,均无毒无害。

5 系统智能化功能设计

拟设计的真火训练系统应能根据训练人员在灭火过程中的表现实时改变火势状况,即系统能根据消防官兵喷入的灭火剂量和喷射区域进行判断,实时反馈消防效果,改变火势大小和蔓延区域,系统控制流程图如图7所示。本系统拟采用自动和手动控制两种模式对消防官兵灭火过程的表现进行反馈:手动模式,即训练教官根据现场观察的结果手动调节火势大小和蔓延区域;自动模式下,系统可对消防官兵训练过程中喷入的灭火剂量和区域进行自动监测,并根据监测结果正确地改变火势大小和蔓延区域,实现灭火效果的自动反馈。系统根据实际训练需求,可实现自动模式和手动模式的切换。

5.1 灭火效果自动反馈装置

要实现系统的自动化和智能化控制,建立合理的灭火操作效果反馈是前提。本系统拟使用的灭火剂以水为主,通过在燃烧床火焰区域下方设计两个带斜度的条形接水器,将接收的水收集起来输送到计量称称重,以一定时间、一定区域内实际接收到的水量及其增加的快慢来反映消防官兵灭火操作的有效性,进而调节火势大小和蔓延区域,实现灭火效果的自动反馈与调节。

5.2 火势大小和蔓延效果控制

火势大小和蔓延效果是通过调节天然气供给量以及不同区域烧嘴着火燃烧来实现的。利用电磁阀组对各烧嘴的天然气供入量进行独立控制,通过改变流量大小、烧嘴的燃烧个数和燃烧位置来实现模拟火灾火势大小和蔓延效果的控制。对火势大小、蔓延区域的调节幅度和判断依据是根据消防官兵的灭火操作预先确定的,对于自动模式而言,可实现智能反馈、调节。

5.3 视频监控系统

为保障火灾模拟训练现场安全在训练场安装一套视频采集系统,监测训练场内的人员、火势状况,并将监测视频传送至自动控制中心。这既方便控制中心实时了解训练场内的人员、火势情况,为指挥中心下达各项训练指示提供依据,同时还可以将消防官兵的训练过程进行存档,以方便消防训练人员之间相互交流、学习,及时发现训练过程中的优缺点,提高消防训练的效率。

6 宾馆火灾模拟效果

按消防训练的要求,在给定的消防模拟训练卧室内安装燃烧装置,模拟的火灾效果如图8所示。消防训练过程中,可按要求对火势大小、灭火的难度进行设定,系统能根据消防官兵在灭火过程中的表现实时改变火势大小和蔓延状况,模拟火焰真实、可控,烟雾、声响环境逼真,能有效地满足消防官兵的训练要求。

7 结束语

模拟信号合成电路的改良设计 篇10

根据本系统的设计思想, 如下图, 系统产生多个不同频率的正弦信号, 并将这些信号再合成为近似方波或三角波信号。

系统用单片机产生方波, 再经滤波电路, 生成正弦波。为了保证波形不失真, 选用的放大器需要有足够的带宽, 因此选择TL072P制作信号合成电路, 将产生的10k Hz和30k Hz正弦波信号, 作为基波和3次谐波, 合成一个幅度为5V的近似方波。两种不同幅值不同比例的正弦波信号合成的结果有较大概率不是幅值为5V的近似方波信号, 再之经过滤波和移相电路的信号, 幅值有可能改变。要符合上述要求, 需要在系统中加入调幅电路。

一、滤波电路

1.1理论计算

四阶巴特沃斯滤波器是两个二阶滤波器串联的结果, 以此可以仅分析二阶滤波器, 二阶巴特沃斯低通滤波器传递函数:

Q是等效品质因数, 不同的品质因数会导致幅频响应不同, 因此, 在滤波电路中滤出基波时, 选取恰当的Q值减小高次谐波对基波的影响, 经过计算, Q值在1.5附近, 系统性能最佳。

wc它是特征角频率, 会决定上限截止频率。

1.2滤波设计方案

本设计放大器部分均选TL072, 这是一种JFET作为输入级的低失调、高输入阻抗拥有3MHZ带宽的运放, 适合在此次电子设计中使用。有源四阶巴特沃斯滤波器以集成运算放大器为主要部分, 电路拥有输出阻抗较低、输入阻抗较高的特点。

其滤波效果在Multisim仿真中滤波效果和二阶情况相同, 实际调试过程中使用二阶滤波电路最终合成波形出现较为明显的畸变, 说明方波经过滤波后仍存在很多高次谐波。由下表一可知, 选择四阶巴特沃斯滤波器虽需投入更多时间成本, 但能换来滤波性能上的显著提升。

在实际调试过程中, 电阻阻值R与电容容值C, 需满足两点条件:其一, 必须符合频率计算公式。其二, 电容容值C必须足够的小, 经过多次试验调试, 最终确定容值C应在100pf一下。选取较小的容值C可以避免波形出现锯齿, 最终合成的波形更加接近理论仿真结果。

二、移相电路

移相电路电路主要运用了电容的电流超前电压90度这一特性。但其不是单纯的无源电路而是结合了集成运放的有源电路, 其体积小、性能稳定, 输入阻抗高, 输出阻抗低, 由它组成的移相电路具有电路简单、工作可靠、成本低、波形好、适应性强, 而且可以提供180度的相移。还兼有放大和缓冲的作用, 故选此方案。

三、调幅电路

方波信号经过波形变换和移相后, 其输出幅度将有不同程度的衰减, 合成前需要将各成分的信号幅度调整到规定比例, 才能合成为新的合成信号。

本设计方案选用反相放大电路, 反相放大器的优点在于输入阻抗等于输入电阻, 且其输入与输出的相位相反。在反相放大器中, 仅有差模信号, 两个输入端的电位始终近似为零, 因而抗干扰能力较强;同相放大器两个输入端不仅有差模信号, 还有较大的共模电压, 而较高的共模抑制比就可以达到抑制共模电压的目的。因此如果要求输入阻抗不高、不考虑相位时, 首选反相放大, 因为反相放大只存在差模信号。

四、加法电路

由于信号经过前面调幅电路得到了放大, 调幅电路采用的是反相放大电路, 信号会反相, 因此, 采用反相加法运算电路实现信号合成。

因为要合成后的波形类同于方波和三角波, 则三个频率分量要满足傅立叶

变换系数的要求, 这里就需要系数矫正电路, 即比例运算电路, 通过比例

调节后加到一个加法器组成的叠加电路中, 实现所要达到的相应的波形。

方波的傅里叶级数表示:

在这些谐波中, 它们初相位一致, 各个谐波的系数比例为, 合成一个幅值5V的近似方波, 10k Hz正弦波的峰峰值为6V, 30k Hz正弦波的峰峰值为2V, 50k Hz正弦波的峰峰值应为1.2V, 所以在合成电路过程中还需要对正弦波实现放大。

五、结束语

信号合成电路在实际生活中应用非常广泛, 将不同信号按一定比例进行合成, 可以得到各种需要的波形, 诸如三角波等, 通过信号合成电路可解决实验室已有仪器输出波形类型单一的问题。笔者对本设计方案进行了调试, 调试结果证明此方案设计出的电路性能稳定, 能输出理想的合成波形。总而言之, 本设计在理论仿真的基础上, 经过大量实践, 分析已有数据, 总结改进了信号合成电路的设计, 进一步优化了输出波形。

参考文献

[1]王凤波, 陈学雷, 王进旗.合成电路在信号传输系统中应用[J].电子测量技术, 2004, 03:31+39.

[2]李琨, 张汉富, 张树丹, 于宗光.一种基于DDS的改进信号合成电路设计[J].半导体技术, 2007, 01:52-54.

[3]贺东鹏, 武发思, 徐瑞红, 刘左军, 汪万福.探地雷达在莫高窟窟区树木根系探测方面的应用[J].干旱区资源与环境, 2015, 02:86-91.

[4]周思同, 王永斌, 李亮.磁性天线数字化全向图合成方案设计[J].舰船电子工程, 2014, 11:109-111+142.

[5]张妍, 陈涛, 石蕊, 梁晔.基于DDS技术的数字移相信号发生器的设计及FPGA的实现[J].信息通信, 2014, 11:59.

三层电梯模拟装置控制系统设计 篇11

关键词 可编程序逻辑控制 传感器 电梯 梯形图

中图分类号：G718.2 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2014）02-0014-04

在工业生产的各个领域中，无论是过程控制系统还是电气控制系统，都包含着大量的开关量和模拟量。随着生产力的发展和科学技术的进步，人们对所用控制设备不断提出新的要求，要求设备更加通用、灵活、易变、经济、可靠，很显然固定接线的传统方式已经不能满足新的要求了，这时可编程序逻辑控制器（简称PLC）就应时代的要求孕育而生了。

一、概述

可编程序控制器（PLC），1969年在美国DEC公司出现以来，经过20多年的发展，现在已经成为一种以微机为基础发展起来的新一代工业控制装置。它采用大规模集成电路、微型计算机技术和通信技术的发展成果，逐步形成具有多种优点的微型、小型、中型、大型等各种规格的PLC系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。它最适用于以开关量为主的控制功能；通过模/数（A/D）转换器和数/模（D/A）转换器，也可以控制模拟量，例如控制温度、压力、流量、成分等参数；还可与计算机组成控制功能更强的分布式控制系统（Distributed Control System，简称DCS），是实现工业自动化的理想工具之一，在世界上已得到极其广泛的应用。

PLC专为工业场合设计，采用了典型的计算机结构，主要由CPU、电源、存储器和专门设计的输入输出接口电路等组成。结构图如1所示。

PLC采用循环扫描工作方式，这个工作过程包括内部处理、与编程器等的通信处理、输入扫描、用户程序执行、输出处理，其工作过程如图2所示。

我们采用的是SIMATIC S7—200系列的小型可编程序控制器，CPU采用226型，其主机输入和输出点数为40点，具有扩展功能，最大可扩展为248点数字量或35点模拟量，增加了通信口的数量，通信功能大大增强。表1给出了主机及I/O特性。

SIMATIC S7—200系统的扫描周期包含以下任务：

输入处理、执行程序、处理通信请求、执行CPU自诊断测试和写输入。如图3所示。

二、总设计方案

（一）系统组成框图

系统组成框图如图4所示。

（二）系统工作原理

1.任务描述

在现代电梯控制系统中，旋转编码器的利用率很高。既可以利用它作为反馈量形成闭环系统，具体地说是用它与电梯拖动电机同轴连续，共同旋转时产生的码反馈给变频器系统，变频器根据传给它的码数控制速度。同时我们还可以利用这个旋转编码器产生的码计算位移，本课题就是利用它的第二个作用计算电梯的行走距离，计算层间距，以达到准确停靠。

一台实际的电梯控制是很复杂的，涉及的内容很多，需要的输入/输出点数也很多，一般教学上都是通过模拟装置来完成课程设计。因为时间紧，在此次设计之前我们没有开理论基础课等因素。所以，这次设计中，我们去掉用旋转编码器控制行走距离这一环节，改成用传感器决定层间距，即利用水平放在桌面上装有原动机、传感器的传送带来模拟垂直交通工具——电梯，再配上相应的呼梯按钮，层标显示装置，继电器，PLC程序，把有关的对外器件线路接好调试运行正常，再完成整体设计报告。

2.控制任务和要求

电梯共有三层，设三个站点，电梯每走到一层就设一个传感器（因为是直流24V电机，转速不是很快，所以停靠时，不需要减速过程就可以准确靠位）。

在某站停靠后，如果没有别的层站呼叫，电梯轿厢就始终停靠在这里；如果已有登记的呼叫信号，那在本站停靠后，要等3秒后才能启动继续运行。这样做的目的，就是模拟到站后上、下乘客及开、关过程。如果已过3秒钟才有呼梯信号，那什么时候来信号，立即响应运行电梯。如果此时有本层呼梯信号，那其它层站要等3秒钟后才能响应。

呼梯信号的响应原则是：优先响应最远信号，顺向截车，反向保号（记忆）。如在停靠等待过程中（3秒内）有呼梯信号，响应原则是轿内优先。这就是说此刻之前没有定向，这时如果外呼与内选同时出现那就要内选优先。

层梯显示用7段数码管。电梯运行用钥匙开关控制。所有的输出点都要用上，用了11个输入点。以上的控制任务和要求都已实现。

三、系统硬件设计

（一）统的I/O配置说明

其中线圈的一端与内选灯和外选灯的一端接直流24V的负极，而1L、2L、3L都接24V的正极。N与L1接交流220V。按钮SB1—SB7与QS1—QS3的电源正极和SQ1的一端接在PLC上的L+上，而QS1—QS3的负极接在M上。

（二）硬件配置

系统所用硬件如下：

SIMENS S7—200 CPU226可编程控制器PLC1个、MY2NJ继电器2个、Ni10-Q25-AP6X传感器2个、Ni8-M18-AP6X传感器1个、NES—100BAS数码管1个 、55ZYN001直流电动机1个、ZB2-BE101C钥匙开关1个、A00371带指示灯按钮1个、传送带实验模型1个、24V直流电源1个、220V交流电源1个、导线若干。

四、系统软件分析及调试endprint

（一）程序分析及运行

本系统的程序是用梯形图实现。

1.当钥匙开关打开时，I0.0得电，电梯处于任意一层，程序在等待内呼或外呼信号。

2.当有外呼梯信号到来时，轿厢响应该呼梯信号，延时3秒后开始运行，到达该楼层时，轿厢停止运行，等待呼梯信号。

3.当有内呼梯或外呼梯信号到来时，轿厢响应该呼梯信号，到达该楼层时，轿厢停止运行。

4.在电梯轿厢运行过程中，轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信号均不响应且保住该信号，但如果某反向外呼梯信号前方再无其它内、外呼梯信号时，则电梯响应该外呼梯信号。例如，电梯轿厢在一楼，将要运行到三楼，在此过程中可以响应二层向上外呼梯信号，但不响应二层向下外呼梯信号。如果电梯到达二层，如果三层没有任何呼梯信号，则电梯可以响应二层向下外呼信号。否则，电梯轿厢将继续运行至三楼，然后向下运行响应楼下外呼信号。

5.电梯应当具有最远反向外呼梯响应功能。例如，电梯轿厢在一楼，而同时有二层向下外呼梯，三层向下外呼梯，则电梯轿先去响应三层向下外呼梯。

6.在电梯得到其它有效呼机信号后，还没运行前，按下本层外呼按钮，会再延时3秒，再运行，若长按本层外呼按钮则电梯停在本层不运行。

7.电梯有轿内优先功能。如轿厢停在二楼时同时按下1层内呼按钮（SB1）和3层外呼按钮（SB7）时则先响应1层内呼信号，再响应3层外呼信号，同理，如轿厢停在二楼时同时按下3层内呼按钮（SB3）和1层外呼按钮（SB4）时则先响应1层内呼信号，再响应3层外呼信号。

（二）出现的问题及解决方法

在梯形图的设计时，遇到了很多问题，在老师的指导下都一一的解决了。

1.电梯有正向截车没有反向保号，我们的解决方法是在梯形图中，（如附录中网络8和网络9）一一列举出需要正向截车反向保号的情况，然后用M2.0和M2.1在需要保号时分别保2层向下外呼信号和2层向上外呼信号。

2.电梯没有轿内优先的功能，但我们也解决了，方法是在梯形图中（如附录中网络3和网络4），用1层的内呼灯信号（Q0.7）的常闭触头串接在3层外呼运行信号M0.1的支路上，用3层的内呼灯信号（Q1.1）的常闭触头串接在1层外呼运行信号M0.3的支路上。

五、设计体会

经过本次三层电梯模拟装置控制系统设计，从最初的了解到现在的熟悉乃至能够独立的编程实现所要求的控制功能，使我得到了很好的锻炼。

在基础程序设计与应用中，从最初对简单指令的了解到高级指令的掌握，都凝聚了自己所付出的艰辛的汗水，把一个个的疑问在实际的应用中都到了解决，从真正意义上实现了理论与实践的结合。

本次系统设计检验了我的所学所得，能够验证出自己的程序是否能在实际应用中得到很好的应用，经过自己亲自动手的设计，在实际应用中会存在很多的问题，通过修改程序、调试程序、对电路的调整解决问题，很好地做到了理论与实践的相结合。

在三层电梯模拟装置程序设计中，接触到了PLC在实际生活、生产应用中的例子。对于我来说，它的程序是比较复杂、也是比较难的，这个程序的实现对我而言真是一个很大的考验。而且还要完成设计任务、系统组成或硬件配置、进行编程元件地址的分配、I/O接线图的绘制及系统原理图的绘制、梯形图的绘制、程序的分析与操作说明等等，可以说初步接触到了一些应用性的东西，为自己的教学积累了经验。

通过本次的专业综合课程设计，使我的专业知识得到了巩固加深，尤其是编程方法及一些工程设计经验等方面知识的灵活运用，使我在设计该系统时少走了很多弯路。

参考文献：

[1]陈春雨，李景学.可编程控制器应用软件设计方法与技巧[M].北京：电子工业出版社，1992.

[2]何衍庆，戴自祥，俞金寿.可编程序控制器原理及应用技巧[M].北京：化学工业出版社，1985，（8）.

[3]张进秋，陈永利，张中民.可编程控制器原理及应用实例[M].北京：机械工业出版社，2003，（11）.

电子商务模拟实验的设计 篇12

一、电子商务模拟实验系统的总体结构

电子商务模拟实验系统主要包括以下六个模块:

1. 个性化的系统网站

2. B2C (企业与消费者的电子商务系统) , 也称为网上购物系统

3. B2B (企业与企业的电子商务系统) , 也称为企业销售系统

4. C2C (消费者与消费者的电子商务系统) , 也称为网上交易系统

5. 模拟CA认证系统

6. 模拟网上银行系统

该系统为B2C、B2B、C2C相结合的综合电子商务实验系统平台, 安装在计算机系的局域网平台上, 学生可以通过局域网内的终端访问该系统, 并且该局域网与校园网互联互通, 可通过校园网而连接Internet。

二、电子商务模拟实验系统的功能设计

1. B2C网上购物系统

B2C电子商务是以Internet为主要服务提供手段, 实现公众消费和提供服务, 并保证与其相关的付款方式的电子化, 可以看作是一种电子化的零售。本系统主要实现以下功能:

(1) 商品信息发布功能:发布卖方销售商品信息, 卖方注册取得授权后可在系统后台随时增添、修改、更新销售商品信息。 (2) 商品信息查询功能:为买方提供模糊查询商品信息、搜寻商品, 买方注册后可通过分类、关键词等方式查询信息。 (3) 网上购物 (购物车) 功能:买方确定购买对象、下定单、进入购物系统, 完成购买。 (4) 网上结算模拟银行功能:系统采用网上模拟银行方式, 支持网上结算, 买方注册, 经过模拟认证后, 就得到一个银行账号, 凭此账号在网上处理购买结算。 (5) 定单管理功能:系统内构成定单生成、按时间顺序生成定单号、定单入库、定单查询等组成的完整的定单处理流程。 (6) 客户管理功能:系统实行会员注册, 对买卖双方的信息、交易信息等实行跟踪管理。 (7) 商品管理功能:由系统管理员或由系统管理员授权委托管理整个系统的卖方信息。 (8) 配送管理功能:合同 (定单) 确认后, 卖方向买方送提货单证 (网上下载) , 凭单提货、配货送货。 (9) 商品退货处理功能:体现售后服务中不合格退货的要求, 系统支持退货处理, 包括货款退还的操作。 (10) 系统后台管理功能:系统拥有强大的后台管理功能, 支持整个购物过程的各个环节的后台管理和后台操作, 包括:商品信息的更新、会员信息注册修改、商品库后台管理、模拟银行管理等。

2. 模拟网上银行系统

在电子商务环境下, 传统的支付方式 (现金或票据支付) 已不适应商务活动电子化的要求, 因而必须由全新的电子支付方式来代替。建立模拟网上银行系统后, 可供实验者实现网上支付。本系统实现的功能如下:

(1) SET认证申请功能:用户 (包括企业用户和个人用户) 向银行提出SET (Secure Electronic Transaction) 申请, 填制申请表单, 网上提交。

(2) SET认证中心审核批复功能:SET认证中心审核用户资料, 作出通过认证或不予认证的确认, 如果通过认证, 即分配给用户一个认证序列号, 用户可登录SET认证中心查询审批结果。

(3) 设立银行账户功能和账户管理功能:用户经过SET认证后凭序列号在银行设立自己的账户, 并获得从后台对自己的账户管理的权限。

(4) 资金往来与资金支付结算功能:用户通过自己的账户从事存款、取款、合同结算等资金往来业务的操作。

(5) 信息查询功能:查询并修改用户信息, 查询资金往来的明细账、查询资金余额。用户仅能查询自己账户的信息, 银行管理员可查询所有用户的信息 (但不能修改) 。

(6) 模拟银行后台管理功能:系统管理员或银行管理员可从后台对模拟网上银行的各类信息进行管理和各项操作, 比如查询、删除等。

三、总结