PDF控制

PDF控制（精选7篇）

PDF控制 篇1

海洋工程装备是国家大力发展的16项重大技术装备之一,其发展将成为我国船舶制造业的新兴产业和国民经济新的增长点。本文以半潜式海洋作业平台中离合器的远程控制应用研究为背景,首先对该系统中系泊绞车的收缆和放缆两种工作状况进行分析,将一种新型的PDF控制算法和牙嵌式离合器结合起来实现了绞车在收、放缆过程中减速器动力输出轴和缆筒主轴的高精度结合和分离。

牙嵌式离合器作为一种使用寿命长,可高速旋转使用的离合器,各个领域得到广泛应用。特别是牙嵌式离合器和气动、液压等技术的结合使得其具有安装时无须调整齿芯,小型化设计,高转矩,传达与旋转数无关联的恒定扭力等新的特性。该系泊绞车的工作负载较大,要求离合器能够承载较大的转矩,虽然梯形和锯齿形牙离合器的强度很高,但是在倾角大的一侧会在工作过程中由于牙与牙之间产生很大的轴向分力而迫使离合器分离,存在很大的工程隐患,而梯形牙在传递转矩时则不会产生轴向分力。根据绞车的工作状况的要求,选用牙嵌式离合器,采用伪微分反馈控制算法实现离合器的高精度定位。

1 系泊绞车

1.1绞车工作状况分析

绞车是工业生产过程中常见的起重拖曳机械,广泛应用于矿山、港口、工厂、建筑和海洋作业平台等诸多领域。目前半潜式海洋作业平台必须配备系泊自动定位系统,所以系泊定位技术是海洋工程装备发展的关键技术。该海洋作业平台的系泊自动定位系统通过对多台系泊绞车的协同作业控制来实现,要求每台系泊绞车都能够根据缆绳恒张力控制的要求自动实现收缆和放缆的自动切换。针对绞车收缆和放缆经常变换的问题,本文结合牙嵌式离合器传动力矩大、结构简单等特性。应用PDF控制算法,选用PLC控制伺服电机实现牙嵌式离合器的高精度定位,满足生产的需要。图1为绞车系统的结构简图。

根据缆绳上工作负载的情况将绞车的工况分为收缆和放缆两种:

(1)收揽

此时缆筒在伺服电机的拖动下经过减速器和牙嵌式离合器带动负载。将其中半个离合器和轴采用导键连接,并采用液压缸推动拨叉来控制离合器的分离和结合。离合器要可靠地准确对位,其控制精度要求较高,控制精度除了控制算法设计准确外,在很大程度上依赖于数据采集单元。本文利用在减速器动力输出轴和缆筒主轴加装增量式光电式编码器实现对两轴的位置关系精确的反馈,同时将偏差传入PLC,经过PDF算法运算后产生控制量实现对伺服电机的控制。在离合器完成规定动作之后,需要对其实际状态进行监视,以确认状态是合乎要求的。之后由PLC发出控制指令,产生信号控制电液伺服阀,推动液压缸实现离合器两边的结合。

(2)放缆

缆筒在外在负载的作用下进行与收缆方向相反的转动。此时需将缆筒主轴和减速器主轴的连接断开,否则会在负载的作用下,控制回路会产生逆变电压对整个系统产生很大的危险。当检测到有放缆信号后,同样由PLC发出指令控制电液伺服阀,由液压缸和与之相连的拨叉推动离合器的一边实现离合器的分离。当离合器分离之后,缆筒在恒张力控制系统的作用下完成放缆的动作。系

1.2离合器的远程控制

对离合器的控制有现场手动和远程动作控制两种方式。由于海洋作业平台工作环境恶劣,可能会受到风雨等天气的影响使得对离合器的现场手动控制具有危险性,存在许多不便于操作的环节。而对离合器实现远程控制增加了系统的安全性,大大的提高了操作的工作效率。本系统选用三菱公司的FX2N系列PLC,控制结构采用主从式,以一台上位计算机为主站实现对离合器工作过程的监控,以PLC为从站,作为前端控制器实现对离合器的现场控制。将计算机的串口与FX-485PC-IF的RS232C的接口连接,FX-485PC-IF的RS422/485的接口与FX2N-485BD连接,完成RS232与RS485之间电平转换。FX2N-485BD作为PLC的通信扩展模块,实现PLC与上位机的串行通信。PLC将上位机发送过来的控制信息转换成控制命令,驱动伺服电机动作,PLC再将离合器的工作状态通过串行通信传递给上位机,由上位机监视离合器的工作过程。系统的组成原理如图2所示。

2离合器的PDF控制

从以上的分析可以看出对离合器的位置控制实际上是通过对伺服电机的控制来实现的。采用PDF(伪微分反馈)控制理论,讨论一种控制性能优良,控制算法简单,工程实施容易的设计方法。

2.1n阶被控对象伪微分反馈控制

由于控制算法在前馈回路中每增加一种对误差的运算,实际上同时增加了对输入参数和被控变量的运算。对参考输入的每一种运算都将在整个控制系统的微分方程中表现出来。前馈回路每增加一种运算就相当于在系统微分方程右边增加一个强迫项。因此,控制系统的前馈回路中只能有一种运算——积分运算[2]。对于一个信号进行微分再进行积分得到的仍然是原来的信号,因而可将部分反馈信号直接送到积分运算的后面能够实现对微分运算的降阶,即伪微分运算。n阶被控对象的伪微分反馈控制一般结构如下。

n阶被控对象的PDF控制系统输出运算表达式为

$\begin{array}{l}C(s)=\frac{{\rm K}{}_i}{a{}_{n}s{}^{n+1}+({\rm K}{}_{dn}+a{}_{n-1})s{}^n+...+({\rm K}{}_{d1}+a{}_0)s+{\rm K}{}_i}R(s)+\\ \frac{s}{a{}_{n}s{}^{n+1}({\rm K}{}_{dn}+a{}_{n-1})s{}^n+...+({\rm K}{}_{d1}+a{}_0)s+{\rm K}{}_i}L(s)(1)\end{array}$

从式(1)可以看出PDF控制具有3个显著的特点:(1)控制系统的输出即对于参考输入的表达式在分子上只进行常数的乘积运算,所以系统对参考的输入信号即具有很好的跟踪性能。(2)控制系统对于负载或干扰作用即在输出运算只进行微分运算,所以对常态和低频信号具有很强的滤波和抑制能力[3]。(3)另外,控制系统满足可调整性的要求,即控制系统特征方程的各项系数彼此独立。不难发现在表达式的分母中除最高项的系数外,其他项的系数如、等都可单独设置和改变。所以只要参数选取合理就可以保证系统的稳定并且获得最佳的控制性能。

2.22阶对象伪微分反馈控制

当绞车由放缆进入收缆工况,PLC通过检测两个光电编码器的输出脉冲个数然后计算出控制量驱动伺服电机实现牙嵌式离合器两边精确定位。所以实际上是伺服电机在阶跃信号作用下的位置控制系统。阶跃信号即为离合器两边转角的差值,由编码器表现出来就是输出脉冲的个数的差值。采用PDF(伪微分反馈控制)算法的位置控制系统如图4所示:

图4所示电机位置控制系统输出对参考输入的传递函数为:

$\frac{Y(s)}{X(s)}=\frac{{\rm K}{\rm K}{}_i}{J{}_{m}s{}^3+({\rm K}{\rm K}{}_{d2}+B{}_m)s{}^2+{\rm K}{\rm K}{}_{d1}s+{\rm K}{\rm K}{}_i}(2)$

输出对参考输入的微分方程为:

$\begin{array}{l}J{}_m\frac{d{}^{3}y(t)}{d{}^{3}t}+({\rm K}{\rm K}{}_{d2}+B{}_m)\frac{d{}^{2}y(t)}{d{}^{2}t}+{\rm K}{\rm K}{}_{d1}\frac{dy(t)}{dt}+\\ {\rm K}{\rm K}{}_{i}y(t)={\rm K}{\rm K}{}_{i}r(t)(3)\end{array}$

(3)式中,Jm—折合到电机轴上的等效惯性矩

FCE—为末级能量提供单元,其放大系数为K

Bm—系统等效阻尼系数

由微分方程(3)所示,这一控制系统需要确定3个控制参数Ki,Kd1和Kd2,来保证该位置伺服系统对于阶跃参考输入时其位置输出能无超调地尽快达到稳态值。由于位置控制伺服系统的传递函数是三阶的,因而不能像二阶系统那样,直接通过理论推导来获得控制参数的计算公式。由式(1)可以得到系统对于参考输入和负载干扰的阶跃响应:

$\begin{array}{l}y(t)=x{}_0[1-(1+\sqrt{3\frac{{\rm K}{}_i}{J{}_m}}t+\\ \frac{1}{2}\sqrt[3]{\frac{{\rm K}{}_i{}^2}{J{}_m{}^2}}t{}^2)\text{e}{}^{\sqrt[-3]{\frac{{\rm K}{}_i}{J{}_m}t}}]+\frac{t{}_l}{2J{}_m}t{}^2\text{e}{}^{{}^{-\sqrt{3\frac{{\rm K}{}_i}{J{}_m}t}}}(4)\end{array}$

由图4可知

$m{}_1(t)={\rm K}{}_i{\displaystyle \int \{}x(t)-y(t)\}\text{d}t-{\rm K}{}_{d1}y(t)-{\rm K}{}_{d2}\frac{\text{d}y(t)}{\text{d}t}$ (5)

当被控对象为基本二阶被控对象,即Bm=0,且不考虑负载TL的影响由式(4)和式(5)得

$m{}_1(t)=\frac{{\rm K}{}_{i}x{}_0}{2J{}_m}\left(2t-\sqrt[3]{\frac{{\rm K}{}_i}{J{}_m}}\cdot t{}^2\right)\text{e}{}^{-\sqrt[3]{\frac{{\rm K}{}_i}{J{}_m}}\cdot t}$ (6)

令$\sigma =\sqrt[3]{{\rm K}{}_i/J{}_m}$,当$t=(2-\sqrt{2})/\sigma$时,由式(6)可以得到m1(t)的极大值m1 max

$\text{m}{}_1{}_{max}=(\sqrt{2}-1)\text{J}{}_{\text{m}}\text{σ}{}^2\text{x}{}_0\text{e}{}^{\sqrt{2}-2}(7)$

当阶跃信号的幅值x0=x0,ml时,需满足公式m1,m2≤mmax,因此

$\sigma =\sqrt[3]{{\rm K}{}_i/J{}_m}\le \sqrt{(\sqrt{2}+1)\cdot \text{e}{}^{2-\sqrt{2}}\frac{m{}_{\max }}{J{}_{m}x{}_{0,ml}}}(8)$

可以求得${\rm K}{}_i\le 9.032\left(J{}_m\right){}^{-\frac{1}{2}}\left(\frac{m{}_{\max }}{x{}_{0,ml}}\right){}^{\frac{3}{2}}(9)$

由等极点条件,可以求得

${\rm K}{}_{d1}=3\sqrt[3]{{\rm K}{}_i{}^{2}J{}_m}(10)$

${\rm K}{}_{d2}=3\sqrt[3]{{\rm K}{}_{i}J{}_m{}^2}$ (11)

而对于Bm≠0的二阶被控对象需将式(11)修正为${\rm K}{}_{d2}=3\sqrt[3]{{\rm K}{}_{i}J{}_m{}^2}-B{}_m$。

2.3智能积分伪微分反馈控制算法

当离合器的两边所在的主轴的转角差值,即缆筒和减速器的输出轴的转角差值有大幅度的变化或者有过大的负载干扰会导致控制器的输出可能超过末级控制单元的极限驱动能力,从而引起较大的超调甚至导致系统发生震荡。为此本文引入智能积分环节加以抑制。一阶和二阶被控对象的PDF控制器方块图如图5所示。

该智能积分伪微分反馈控制算法在计算机控制系统中实现起来非常方便,对于一阶系统,当m1>mmax时,令B1=mmax+Kd1C同时m1=mmax,当m1<mmin时令B1=mmin+Kd1C同时m1=mmin,m1即为输出量。对于二阶系统,当m1>mmax时令$B{}_1=m{}_{\max }+{\rm K}{}_{d1}C+{\rm K}{}_{d2}\frac{\text{d}c}{\text{d}t}$同时m1=mmax,当m1<mmin时令$B{}_1=m{}_{\min }+{\rm K}{}_{d1}C+{\rm K}{}_{d2}\frac{\text{d}c}{\text{d}t}$同时m1=mmin,同样m1作为输出量。对于本文的二阶系统而言,智能积分的引入给系统带来了极大的好处:首先,它避免了过驱动导致的积分饱和现象的发生,使得系统响应更加快速;其次,它允许选取较大的控制器参数,大大提高了控制系统的抗干扰能力[4]。

3试验结果

在图1所示的试验模型基础上采用三菱公司的FX2N系列PLC,应用智能积分PDF控制算法进行试验。通过试验结果可以看出采用智能积分PDF算法的控制系统对阶跃信号的响应具有响应速度快、无超调和无震荡的特性,能够满足系泊绞车的工作状况由放缆到收缆的情况下离合器的两边实现精确的定位。系统的输入阶跃信号由缆筒和减速器输出轴的转角所对应的差值。阶跃信号是在工程实践中所有能产生的输入信号中最不利的情况,也是最严格的信号,该控制系统的性能指标在时域里以阶跃输入的响应来衡量,充分说明系统的可靠性。牙嵌式离合器智能积分PDF控制阶跃响应见图7。

4结束语

通过上述的理论分析和试验可以说明,采用智能积分环节的PDF(伪微分反馈)控制算法的离合器远程控制系统不仅能实现输出无超调、无震荡,而且控制算法简单,工程实施容易,算法参数独立。如何实现整个系泊定位系统中多个绞车的协同工作和提高海洋作业平台在各种工况下运行时的可靠性,是值得进一步研究的课题。

参考文献

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[5]NAIRC圆编码器技术说明,中国科学院南京天文仪器研制中心,2005

PDF控制 篇2

1 系统介绍

电机微机控制系统包括硬件和软件两大部分。

1.1 硬件设计及组成

硬件由电机、微型计算机、传感器、功率放大元件以及实验装置等组成,图1所示的硬件组成适用于传感器输出信号和电机的控制信号为模拟量的情况。

本次实验采用单片微机51系列作主控器,电路由控制器电路和驱动器电路两部分组成。在控制器电路板上设置测速发电机信号输入通道、模数转换、数字信号处理(单片机)、数模转换、光电信号隔离电路,用于产生控制信号。在驱动器电路板上设置信号放大、功率放大电路,用于放大控制信号。

试验采用的装置由直流电动机、测速发电机、蜗轮蜗杆减速机构和变力矩负载组成,示意图如图2。

实验装置说明:

1)直接被控对象本次试验中选用的电机为永磁直流电动机。选用的电机参数如下:

(1)电机型号:SYL-1.5;

(2)转子绕阻的绝缘电阻不少于100MΩ;

(3)空载启动电流为0.18A;

(4)转子直流电阻(200C)为27Ω±10%;

(5)连续堵转力矩为0.15N·m;

(6)连续堵转电流≤0.9A;

(7)连续堵转电压约20V;

(8)空载转速约800r/m。

2)速度检测元件采用一永磁直流发电机作为测速元件。

(1)电机型号:70CYD—0.5;

(2)输出斜率:0.5V/(rad·s);

(3)最高转速:800r/m。

3)减速机构在电动机和负载之间加入减速机构,放大输出力矩。

(1)构成:蜗轮和蜗杆,蜗杆为单头;

(2)传动比:n=1:40;

(3)端面模数:mt=1;

(4)轴承采用滚动轴承。

4)变力矩负载产生变负载力矩的机械臂由机械臂杆和机械臂配重两个部件构成。机械臂杆质量为1.05kg,杆长为300mm,机械臂配重质量为0.4kg。

1.2 软件设计

软件主要包括针对电机控制要求而编写的描述控制规律、对输入信号进行处理以形成输出信号的程序及其它的系统应用软件。软件设计包括单片机汇编语言的编写(主要完成控制算法和与上位机的通讯)及上位机的高级语言的编写(用于控制结果的图形显示和与单片机的通讯)。

计算机完成如下功能:

(1)以良好的界面供人员进行控制方案的选择、控制参数的设定、电机状态控制(启动、变速、停机),并将控制信息送到单片机;

(2)以图形方式动态显示单片机传送来的电机速度、控制器输出的控制信号;

(3)能按照人员的设定进行数据的自动存储,以供后期的数据分析。

其中以VB开发的操作界面如图3所示。

单片机完成如下功能:

(1)接受计算机的控制信息,判断控制方案的种类;

(2)将不同控制方案控制参数离散化后,按不同的算法对电机速度进行有效控制,并将电机的速度和电枢电压传送到计算机;

(3)能在电机运转状态下,响应计算机发送的电机速度给定值,从而对电机进行变速控制。

其中电机速度控制的单片机主程序流程如图4所示。

2 数学建模

2.1被控对象传递函数的确定

图5为永磁直流电动机-永磁直流发电机机组方框图。电机机组构成被控对象,被控参数为电机机组转动轴的转速[4]。

图中:Ua—电源电压,U—输出电压,KM—电动机增益系数,KM=1/Ke,KT—电磁转矩常数,Ke—反电动势常数,TM—电动机时间常数,TM=RaJ/(KTKe),Ra—电枢电阻,J—转动惯量,Ω—转动的角速度,TL—负载转距,KE—电动势常数。

系统开环时电动机对于输入电压和扰动力矩的永磁直流电动机速度传递函数为:

式(3)的传递函数表征发电机输出电压与电机机组转速间的正比关系,因此通过对电动机施加阶跃电压,同时测量发电机的输出电压,可得系统开环时的阶跃响应。

式中KE—电动势常数。

当对电动机电枢外加阶跃电压Va,由式(1)可得

对上式进行拉氏反变换,得到机组转速Ω随时间变化的规律为:

式中:Ω0=VaKM为机组理想空载速度。

永磁直流电动机的电枢反电动势ea和电磁转矩Te可分别表示为:

式中,ia—电枢电流。

基于上述分析,通过实验测得开环系统的机械时间常数TM=0.525,开环系统的电动机增益系数KM=3.1,当时间t=TM时,转动速度上升到稳态值的0.632倍。

由于电动势常数KE=0.5V/(rad·s)为一固定值,由(3)式可知,当速度达到稳态值时发电机的输出电压:

另外电动机的参数表给出了连续堵转力矩和连续堵转电流,可计算出电动机的电磁转矩常数:

将实验和计算所得到的参数带入式(1)、式(2),可得开环系统简化后的传递函数如下:

2.2 实验装置中干扰源的分析

将减速机构、变力矩负载和电动机—发电机机组装配为一个整体后,整体对象的参数会发生变化,转动惯量和负载转矩的大小与减速机构、变力矩负载的结构、参数有着密切关系。

2.2.1 负载力矩分析

实验中所使用的负载是由机械臂杆和配重块组成,如图6所示,配重质量M1=0.4Kg,机械臂杆长为L=30cm,质量M2=1.05Kg。作用于蜗杆轴的力矩TL为:

式(11)中:G1—配重块的重量,G2—机械臂杆的重量,L1—配重块的转距,L2—机械臂杆的转距。

涡轮蜗杆的传动比n=1/40,作用于蜗杆轴的力矩折算到电机轴上的负载力矩为TL=nTL',将具体数值带入式(11)可得:

上式中:TL1—配重块的力矩,TL2—机械臂杆的力矩。由以上分析可知:当电动机通过减速机构带动机械臂匀速转动时,作用于电动机的负载转矩以正弦形式作周期性变化(极值为0.068N·m),严重非线性。

2.2.2 转动惯量分析

当电动机带负载运行时,负载的转动惯量由配重块、机械臂杆的惯量组成,所以对于蜗杆中心的转动惯量为:

式(13)中:T1—配重块的转动惯量,T2—机械臂杆的转动惯量。经近似计算可得:

折算到电机轴上转动惯量为:

由分析可知:当安装上机械臂和配重后,整个系统的转动惯量将明显增加,也就意味着被控对象传递函数参数的变化。

3 控制器的设计

确定控制器中各控制系数的值是设计控制器的主要工作,在大致确定系数的基础上才能进行系统仿真和实际系统的调试。而各种控制算法的比较涉及到某一具体的前提条件,各控制系数的设计都依据相同条件进行设计,使得相比较的系统在响应性能上具有可比性。下面将利用PI、PDF和PDFSV控制策略分别进行控制器的设计,并计算出相应的控制系数[5]。

3.1 PI控制器的设计

PI控制器写成如下形式:

式(17)中:G(s)—传递函数,KP—比例放大系数,Ti—积分系数。

系统加入PI环节后,闭环系统的框图如图7所示:

式(18)中,Mmax—末级控制元件的最大功率,r0—给定阶跃输入量。由闭环系统框图,可以得到其闭环传递函数为:

式(19)中R为输入电压。确定控制系数后,由PI闭环控制框图得到相应的闭环传递函数为:

3.2 PDF控制器的设计

采用PDF控制器的闭环系统框图如图8所示。

由Mmax=16V、r0=40rad/s、I=1/5.9=0.169计算出[6,7]:

上式中,Ki—为积分项系数,Kd1—伪微分反馈系数。确定控制系数后,由PDF闭环控制框图得到相应的闭环传递函数为:

3.3 PDFSV控制器的设计

采用PDFSV控制器的闭环系统框图如图9所示[8]。

由Mmax=16V、r0=40rad/s、I=1/5.9=0.169计算出:

上式中:Ki1、Ki2分别为外环和内环积分系数。确定控制系数后,由PDFSV闭环控制框图得到相应的闭环传递函数为:

4 控制策略的仿真分析

4.1 理论分析与仿真

对于实际控制系统而言,在基本确定各控制算法的控制系数后,就可以对各种控制方案从控制系统的稳定性、跟踪精度和鲁棒性等方面进行理论上的分析、比较,然后用MATLAB进行仿真分析。

三个系统对不同干扰的稳态输出如表1,三个系统对单位阶跃输入、单位阶跃干扰、单位斜坡干扰及单位加速度干扰的响应曲线分别见图10(a)、(b)、(c)、(d)。

4.2仿真结果分析

(1)从图10(a)中可以观察出,由三种不同控制器构成的闭环控制系统能稳定、快速、无误差的跟踪给定的阶跃输入,无稳态误差。

(2)从图10(b)、(c)和(d)中可以观察出,对于各种类型干扰的仿真结果与表1的理论分析的结论一致。PI控制系统和PDF控制系统能完全克服阶跃扰动,但不能完全消除斜坡扰动造成的影响,系统存在稳态误差,相比较而言,PDF控制系统的稳态误差要小一些;PDFSV控制系统的抗干扰能力明显较强,不仅能完全克服阶跃扰动,同时也能完全消除斜坡扰动造成的影响,对于单位加速度干扰,其稳态误差也很小。

5 实验与分析

5.1 实验过程和实验结果

本次实验过程按照目不同分为三个阶段。

5.1.1 系统对最大阶跃输入量的动态响应(无负载)

在本阶段的实验中,实验装置的涡轮蜗杆轴上不安装连接关节和机械臂,此时被控对象的参数与开环实验时保持一致,对被控对象加以r0=40rad/s的阶跃速度给定信号,从而获得系统对最大阶跃输入的三组动态响应曲线。通过此阶段的实验可以验证各控制器的参数配置是否符合性能指标。

在实验过程中发现,使用原先计算得出的PI控制器的参数,系统的响应出现超调,因此必须对其参数进行调整,重新调整后的PI控制器的参数Kp=1.1、Ti=0.53;PDF控制器的参数Ki=7.01、Kd1=2.18;PDFSV控制器的参数Ki1=21.23、Ki2=2.69、Kd1=7.52。在此参数下各系统的动态响应曲线均无超调。

5.1.2 系统在不同给定速度下的稳态精度(无负载)

此阶段的实验装置与前一阶段相同,实验装置的涡轮蜗杆轴上也不安装连接关节和机械臂。通过改变电机的给定速度,得到不同控制系统、不同给定速度的系统稳态响应曲线。图11给出了r0=40rad/s时的稳态响应曲线。表2给出了r0=5rad/s、r0=20rad/s、r0=40rad/s时各系统的最大误差值。

5.1.3 系统在不同给定速度下的稳态精度(有负载)

此阶段实验装置的涡轮蜗杆轴上安装连接关节和机械臂,对电机施加强干扰,此时电机轴上的转动惯量增加,施加的负载力矩为瞬变力矩,随机械臂位置的不同呈周期性正弦变化。通过改变电机的给定速度,得到不同控制系统、不同给定速度的系统稳态响应曲线,用以评价系统在三种不同控制方案下的稳态精度。图12给出了r0=20rad/s时的稳态响应曲线。表3给出了r0=5rad/s、r0=10rad/s、r0=20rad/s时各系统的最大误差值,并且在三次实验中,机械臂的旋转角度都约为1.5周。

5.2 实验结果分析

从实验结果可知:对不同的给定速度r0,PI控制系统的速度波动范围明显比PDF和PPDFSV控制系统大,PDF和PDFSV控制系统的速度波动范围大致相同。

(1)对于PI控制系统,其速度的波动呈明显的正弦变化,随着给定速度的增加,正弦变化的幅值逐步加大;

(2)对于PDF控制系统,随着给定速度的增加,也能看出速度的波动为正弦变化,但其幅值较PI控制系统小得多,其正弦变化的趋势也没有PI控制系统明显;

(3)对于PDFSV控制系统,随着给定速度的增加,速度的波动没有呈正弦变化,其速度的波动幅值较PI控制系统小得多。

(4)图11中PDFSV控制系统的稳态响应曲线上,能看出有两个时间段内速度波动范围较大,这是由于此时机械臂位于水平位置,电动机的负载力矩达到最大值,作为末级控制元件的电动机的电枢电压已达到最大功率限制的缘故。

6 结论

本文通过理论仿真和实际实验,可以得出如下结论:

(1)运用“特征根结构理论”和相应的计算公式,PDF、PDFSV控制器可以直接用计算出来的参数而无需调整,简化了控制器的设计过程,大大缩短了调整时间,若运用于实际工程应用,有望节省现场的调试成本。

(2)当对电机施加强干扰时,PDF控制系统的速度波动范围较PI控制系统小得多,而PDFSV的控制性能更为理想,其控制效果随外界干扰的影响甚微,这充分说明PDFSV是一个强鲁棒性的控制方法,抗外部干扰和内参数变化的能力很强,适用于实际工业现场的强干扰环境。

(3)对于直流电机速度控制,本次实验中构成微机控制系统的元件皆为通用元件,成本很低,但实验结果较为满意,因此适合于目前大量使用的直流电机速度控制系统的改造,使之符合当今微机控制的潮流,从而获得更高的控制精度。

摘要：文章研究PDF和PDFSV控制在直流电动机速度控制系统中的应用。在数学建模的基础上。通过实验方法获得被控对象的传递函数，并作了PI、PDF、PDFSV控制器的设计。用MATLAB作了动态仿真，设计、制作了以单片机为核心处理单元的电机微机控制系统，并编写了相应的控制软件进行实验。最后对实验结果与仿真结果进行比较、分析，证明PDF控制和PDFSV控制可以用在电机速度控制系统中，并提高其控制精度。

关键词：PDF,PDFSV,直流电动机,速度控制

参考文献

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[7]Phelan and Chen.Subvariable Control.Privately published notes,Cornell Univ.Ithaca,N.Y,1981.

OFD与PDF对比分析 篇3

关键词：版式文档,OFD,PDF,功能,性能,描述能力,关键指标,用户体验

1 引言

在全球版式领域,已成为ISO 32000-1:2008标准的PDF(Portable Document Format)的权威性毋容置疑,被政府机关、业务部门、档案馆、图书馆和其他机构广泛采用;在国内版式领域,拥有自主知识产权的GB/T 33190-2016《电子文件存储与交换格式版式文档》(OFD,Open Fixed-layout Document)在档案、公文等多个电子文件领域进行了试点应用。用户对这两种文档格式的应用效果、技术支撑能力和用户体验等非常关注,以下对用户关心的问题进行对比分析。

2 OFD与PDF的关联

2.1 定位

二者均为支持所见即所得的版式文档格式,跨平台跨设备原版呈现。主要用于定版成文、无需过多编辑修改、需要长期保存、具有安全要求的场景下,无论在存储形式上有怎样的差别都不影响这两种格式在电子文件应用上完全相同的定位。

2.2 开放标准

OFD属于国家标准,PDF属于ISO标准,均为由标准化组织维护的公开标准,避免遭受厂商绑架,且鼓励企业参与,为形成良好的产业生态及为用户提供更好的服务提供技术支撑。

2.3 无缝平移

在文档的全生命周期内,从文档的生成、解析、显示到再利用,具有相同的核心技术,二者所规范的内容基本相同,都支持文字、图形、图像、元数据、颜色(底纹、渐变)、资源、音视频、分层、大纲、事件和动作、标注、签名等,OFD和PDF格式文档之间可以达到无缝平移的效果。

2.4 数据源

OFD和PDF数据来源相同。一种是原生文档,可以创建一个新的OFD或PDF文档,利用文本框、打字机等标注添加内容;一种是转换文档,将其他格式的电子文档,利用虚拟打印技术或对象级转换技术,转换成OFD或PDF格式;另外一种是纸质文档,将大量历史存量纸质文档通过扫描,生成OFD或PDF格式进行归档、存储,实现文档数字化功能,能够完美地实现对珍贵、机密历史文档的原貌保护。

2.5 解决问题

OFD与PDF格式在一定程度上能够解决的问题基本相同,主要体现在以下方面:

●信息孤岛

电子文档存在多种多样的格式,这些格式在一定的使用范围内独立存在时没有问题,但一旦涉及到和其他系统的其他格式进行交换时,就需要经过转换,由此造成了信息传递不畅,容易在转换过程中丢失信息、造成差错,因而形成一系列信息孤岛。

●产业生态恶性循环

使用私有版式文档格式的电子文档,其格式解析、标准解释都掌握在个别企业手中,相当于“劫持”了用户的文档信息资产。对于其他从业者来说,不依托于公开规范的市场优势也是不公平的,用户在选择技术服务和厂商方面难以掌握主动权,因此获得的服务也难称质优价廉,形成版式产业生态的恶性循环。

●数据失存

私有版式的解析依赖于个别厂商,因此无法保证对数据解析的长期技术支持,也就无法应用于重要信息、历史资料、凭证的长期保存。

●数据失信

现有文档格式提供的安全机制不能满足密码应用要求,不同格式之间的数字签名更是不能互通,互签互用无从谈起,且无法通过国密算法保证电子文档的安全。

如果将电子文件交换与存储格式统一到OFD或PDF,这些长期困扰电子文件推广应用的难题将迎刃而解。

2.6 产品线

OFD与PDF同作为版式文档格式,其贯穿版式文档全生命周期的产品线基本相同。在生成方面,根据数据来源的不同,可以将文档生成方式分为创建空白文档、虚拟打印、对象级转换等方式;在阅读方面,提供给用户相同的用户体验,根据用户需要,提供阅读器、套件、插件、在线阅读等方式,同时结合用户操作习惯,提供视图、注释、工具、安全等功能,使用户几乎无需花费学习成本;在文档存储再利用方面,二者均有强大的软件开发包(以下简称SDK)支撑,可以满足用户各个方面的需求,提供全面、安全、高效的文档呈现、存储、交换、再利用解决方案。

2.7 面向行业

鉴于OFD与PDF的定位、产品线以及文档解决方案几乎一致,面向的行业也基本相同,主要有电子公文、数字出版、电子档案、电子凭证、电子合同等所有对固定版面、禁止修改、数据真实完整可靠、长期保存等方面有较高要求的领域。举例说明如下:

●电子公文

OFD和PDF可为电子公文的成文、签章、校验、批注、手写签批、阅读、交换、归档等业务环节提供可靠的技术支撑,保障电子公文的真实性、完整性、可用性和安全性,确保电子公文的长期保存和凭证价值。

●电子证照

OFD和PDF不仅可实现纸质证照所具备的精准照面呈现,而且可针对社会上广泛存在的纸质证照制作难、易丢失、验证难、易伪造等问题,提供基于版式技术的电子证照解决方案,保障电子证照的真实性、完整性、安全性、可用性和易用性。

●电子档案

OFD和PDF可完美解决信息长期保存存在解析隐患、数据体量大、呈现效果不固定等阻碍电子档案面临的重要问题,是档案行业首选的存储格式。

●电子凭证

发票、收据、保单等纸质凭证电子化逐渐成为社会各行业的发展趋势。OFD和PDF提供的基于版式技术的电子凭证解决方案,为凭证电子化服务提供坚实的技术保障。

从技术角度讲,所有需要电子纸的地方,既可以用OFD也可以用PDF。

3 关键指标对比

3.1 描述能力

从对文档的描述来讲,这两种格式承载着同样的使命,又具有不同的产生背景,因此其描述能力不可避免地存在着很多关联与差异,表1为OFD与PDF的描述能力对比表。

从表1中可以看出,OFD与PDF均支持的描述能力包括多文档、字体嵌入、书签等方面;仅PDF支持的描述能力包括可编程性、3D、函数等;仅OFD支持的描述能力包括非接触式引用、公文语义、各种扩展语义等。

3.2 功能

以一款同时支持OFD和PDF的版式软件为例,进行OFD与PDF的详细功能支持对比,可发现:

(1)软件对OFD支持的功能已经非常强大,可以实现对OFD电子公文的打开、显示、缩放、跳转、属性展示、打印、搜索、选择/复制、标注、书签等所有常用功能,虽然在某些方面稍逊色于对PDF的支持,但差别已不是很大。

(2)软件针对国内特性化的应用需求通过OFD提供了特色化的功能,比如电子公文语义导览及与OA集成使用功能,同时支持第三方电子签章系统,提供电子签章、验章事务。

(3)对于用户而言,产品的界面基本一致,功能使用习惯基本一致,几乎没有任何学习成本,很容易接受。

3.3 性能

以一款同时支持OFD和PDF的版式软件最常见的打开和保存操作为例进行性能比较,打开和另存相同内容的OFD文件和PDF文件,查看所需花费的时间对比如图1、图2所示。

由图1和图2可见,从OFD和PDF文件的打开和另存时间上看,对不同内容的数据二者速度相互交叉,各有优势但差别不大,说明国内版式软件在完成OFD打开和另存功能时所展现出来的效率,已经与对国际标准PDF的支持不相上下。

3.4 文件体量

针对同样的流式源文件,分别生成OFD和PDF进行体量比对,结果如图3、图4所示。

由此可见,在流式转版时,生成的OFD文件基本上都比原流式文件要小,比PDF文件也略小,使得OFD文件能够体积小巧,内存消耗量小,占用系统资源少,可节约存储空间,便于网络传输。

3.5 开放性和可扩展性

●开放性

OFD和PDF都是开放标准,相比于PDF的体系庞大、技术门槛高,OFD非常易于入门,对于使用者来说更具开放性。

●可扩展性

OFD作为我国拥有自主知识产权的版式标准,可做到为应用提供服务,在OFD标准制定之初就充分考虑到了这一点,预留了可扩展入口和自定义标引入口,可根据用户需求量身定制,并设计了非接触式的引用机制,为各行业基于OFD实现特性化的功能提供了强有力的支撑。

以电子公文为例,利用自定义标引机制,定义电子公文所需的元数据,然后再通过非接触式引用机制,将电子公文元数据指向OFD正文内容,利用这样的设计,电子公文语义的增减对于OFD正文来说毫无影响,且可通过自定义标引对电子公文数据进行提取、解析和再利用。

OFD的这一特性,不限于电子公文,将为各类型应用提供灵活的机制,在电子档案、电子发票、电子证照中都将得到充分的利用。

4 结语

相比较而言,PDF具有良好的动态交互性、受限者阅读、应用领域广泛等优势,而OFD则具有完全自主知识产权、技术门槛低、便于网络传输、可量身定做等优势。

两者在技术和产品线上的共性非常明显:PDF与OFD在电子文件生命周期中具有相同的定位,面向相同的行业解决基本相同的问题;均具有格式公开、呈现精确、功能完善、性能可靠等特点;在生成、阅读、再利用上有相同的产品线;且具有相同的用户体验和坚实的技术保障,两者相结合可做到无缝平移、国际接轨。

PDF417码识别算法研究 篇4

自20世纪中叶起, 条形码技术就开始发展起来了, 它是实现信息自动采集和输入的重要技术。虽然条形码出现得比较早, 但是它却在近二十年得到实际应用和迅速发展, 即便这样, 它已经成为人们信息化建设中不可或缺的一部分了, 与此同时, 它也在不断渗透到各个领域。在几十年的发展中, 条形码的符号表示已经由一维条形码发展到了二维条形码。二维条码一直在用于储存信息, 它在美国、日本等很多国家都有了比较广泛的应用。目前, 常见的二维条形码被分成两种。有一种条码是层叠式的条形码, 它继承了一维条形码的一些功能, 因此它们的阅读设备和条码印刷设备可共用, 虽然这种二维条形码是建立在一维条形码基础上的, 但也增加了不少难度, 需要一定的判定。另一种是二维条码是矩阵式的, 它是通过黑色和白色的像素点在图像中的不同空间位置来确定二维条形码的含义。日常生活中见的比较多的是QR Code这种矩阵式二维码。另一种二维条码的典型代表是PDF417码, 本就围绕PDF417码展开的。

1 PDF417码的技术标准

PDF417码的每一个符号字符都是由4个条和4个空构成, 如果将组成条形码的最窄条或空称为模块, 也就是后面所说的最小单位模块, 则上述的4个条和4个空的总模块数必须为17, 因此也称它为417码[1]。

PDF417条形码在结构上从左往右依次是左侧空白区, 起始符 (条空组合序列为81111113) , 左行指示符号、数据符号、右行指示符号、终止符 (条空组合序列为711311121) 、右侧空白区[1]。从上往下依次是上空白区、符号区、下空白区, 如图1所示。

2 条码识别的流程

对PDF417条形码解码的过程主要是包括条码图像预处理 (矫正、滤波等) 、条码分层、求取单位模块宽度、求取各条空相对于最小模块宽度的比值等。在图像摄入之后, 首先要对其作相应的预处理, 在此之后, 要对堆叠式的PDF417码进行分层, 然后在分别计算每一层条码中条空宽度, 最后完成原PDF417条码源代码的实现。流程图如下图2所示。

3 摄入图像的预处理

3.1 图像的采集

用手机对PDF417条形码进行采集, 得到一幅干扰比较大的图像, 如图3所示, 在这个图像中, 有很多椒盐噪声, 角度也存在一些偏差。

3.2 灰度化及二值化

对原图像做处理, 首先必须将其灰度化, 在MATLAB中, 每一个灰度图像就是一个数据矩阵, 其中矩阵中的每个数据都表示该点的颜色灰度值, 转换后的图像如下图4所示。

为了方便以后的计算, 需将灰度图像转换为二值图像, 值域是[0, 1]。其中, 系统默认的阈值level是由函数graythresh () 计算得到的[1]。灰度化后的二值化图像如图5所示。

可以看到, 经过阈值分割后, 图像更加清晰明了, 也消除了不少干扰, 其中就包括对部分伪影的消除, 但是还是存在一些干扰。

3.3 图像矫正

在研究图像的过程中, 摄入图像仅存在一点旋转畸变, 本文主要是针对这种情况进行讨论。这里在有干扰的情况下, 常用的方法是Hough变换法。它主要是在图像空间和参数空间建立起一个“线-点”的对应关系, 在下图6中, 直线l与坐标原点的距离为ρ, 它的方向角为θ, 它们的关系如公式 (1) 所示。

在做旋转矫正时, 首先要对图像做边缘检测, 然后才能用Hough变换计算得到图像的偏转角度。边缘检测常见的有sobel、prewitt算子, 这两种算子的原理是相近的, 只是适用情况略有差别, 在旋转中, 本文使用了双线性差值来进行运算, 极大地避免图像的失真, 矫正后的结果如下图7所示。

4 二维条码源代码的实现

首先采用采用数学的方法计算各层的起始坐标对图像分层, 分层处理后, 应对求取每一层的源代码。首先应该求得每层条和空的坐标, 计算得到每个条或空的宽度。因为MATLAB中最小计数单位为1, 而当出现一个噪声点时, 所得的数值就会加1。这里主要是通过纵向投影对像素为0的点的累积来进行计算。通过对投影值做了重新修改, 在判断条空时, 便可以通过对非0值与0值交界点的记录从而实现对条和空的坐标的记录, 依次对每一层代码作上述处理, 最后可以获得一个大矩阵, 里面储存的是整个PDF417条码的各个模块的宽度, 结果如下表1所示。

按照PDF417的编码原理, 在解码时应该求取单位模块宽度, 进而求取每个条空的与最小单位模块的倍数关系, 得到条码图像的源代码。根据已求得各个条空的实际宽度, 又因为PDF417码的每一符号字符都是由四个条和四个空构成, 上述的四个条和四个空的总模块数必须为17, 所以可以利用总模块数固定这一特点, 通过各条空占总宽度的比例关系从而确定各符号字符的代码, 再通过对数据整理之后便可初步得到源代码, 处理后效果如表2所示。

因为PDF417码的起始符和终止符分别为‘31111118’和‘121113117’, 对照上表, 基本没有误差, 通过对照正确代码后, 可以发现这样计算得到的代码准确率高、误差率小。

摘要：随着计算机技术和信号处理技术的蓬勃发展, 条形码尤其是二维条码在各个领域中的使用范围越来越广, 为了保证对二维条码中所含信息识别的准确性, 需要对条码的识别算法加以研究。本文以PDF417码为例, 在普通的摄入环境下采集到干扰比较大的图像, 利用MATLAB通过滤波、分层等算法对这样得到图像进行的一系列处理, 最终得到图像的源代码。在处理过程中, 保证了图像解码的准确性, 减少了在普通摄入环境下可能产生的图像畸变、噪声干扰、运动伪影等干扰对条码识别的影响。

关键词：二维条码,图像处理,PDF417,MATLAB,识别算法

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准四一七条码 (417 Bar code) [S].国家技术监督局, 1997.

[2]章毓晋.图像处理和分析[M].北京:清华大学出版社, 1998.

[3]刘宁钟, 杨静宇.基于波形分析的二维条码识别[J].计算机研究与发展, 2004, 41 (3) :463-469.

[4]谢金龙.条码技术及应用[M].北京:电子工业出版社, 2009.

[5]党春, 段汕.PDF417条码编码算法的研究与实现[J].计算机工程与科学, 2007.

[6]刘志海, 曾庆良, 朱由锋, 等.条形码技术与程序设计[M].北京:清华大学出版社, 2009.

[7]朱习军, 隋思涟, 张宾, 刘尊年, 等.MATLAB在信号与图像处理中的应用[M].北京:电子工业出版社, 2009.

[8]Marr D.Hildrcth E.Theory of edge etection[M].Proc.Royal Soc.Lodon, 1980, 207 (1) :87-217.

[9]Ostu N, A threshold selection method from gray level histogram[J].IEEE Trans System, Man and Cybernetics, 1979 (1) :62-66.

PDF控制 篇5

关键词：pdf2html EX,pdf,html,格式转换

1 背景

目前,网络阅读平台在线阅读pdf文档的较为流行的解决方案是将pdf文档转换成swf格式,然后使用flash播放器进行播放。该解决方案的缺点较多:一,对于没有安装flash播放器的用户,pdf文档内容可能不能正常显示;二,使用flash在线播放容易导致清晰度降低,影响阅读;三,用户无法复制其中的内容;四,对屏幕尺寸各异的移动设备缺乏自适应能力。将pdf转换成html文档则可以解决上述问题。

网络上和文献中分享的该领域的技术大部分是通过Java语言实现的。笔者通过查阅文献和相关技术资料,结合本人的开发实践,提供了.NET(C#)中基于pdf2html EX开源工具的格式转换器的实现技术。

2 使用pdf2html EX在.NET(C#)中实现pdf向html的转换

2.1 pdf2html EX介绍

pdf转换为html(下文部分地方简称为pdf2html)的技术思路是将pdf文档中的文字、图片、字体等信息提取出来,然后按照html的语法写入html文档中[1]。pdf2html EX是免费使用的可高保真地对pdf至html转换的工具,作者为王璐,在网上能找到较多的版本,笔者所使用的版本的下载地址是:http://download.csdn.net/detail/zhouyifan2009/8552783。pdf2html EX的主要特点有以下四个:首先,它能准确提取字体,保证最大限度地原样输出;第二,保证渲染准确性,针对Web进行优化,如对文件进行必要的压缩等;第三,其他内容用背景图片的形式显示;第四,单文件输出,即转换结果是生成一个html文件,图片等信息不存放在单独的文件中。[2]

2.2 实现步骤

pdf2html EX工具是控制台程序,没有自己的用户界面(点击pdf2html EX.exe文件时,程序窗口一闪而过,用户不能直接使用),必须由操作系统自带的cmd.exe调用或者其他第三方程序调用来实现它的功能。本文将介绍C#语言编写程序调用pdf2html EX.exe实现pdf2html的功能。具体步骤如下。

1)创建项目

通过Visual Studio 2013(笔者的开发工具,也可以使用其他版本的Visual Studio),创建Windows窗体应用程序。

2)添加控件和修改属性

创建项目后,在默认生成的Form1窗体添加Label和Button控件,并且修改它们的(Name)和Text属性。如图1所示。

窗体界面简单,共有4个Label控件和1个Button控件。其中“选择文件”Label控件的作用是,用户点击后弹出一个打开文件的对话框,以选择需要转换格式的pdf文件;“选择保存路径”Label控件的作用是,用户点击后弹出保存文件对话框,以指定生成的html文件的保存路径。“格式转换”Button控件用于执行文件的格式转换。

3)编写实现代码

实现代码分为三部分,一是选择文件的实现代码,二是选择文件保存路径的实现代码,三是进行文件格式转换(pdf2html)的实现代码。

(1)选择文件的实现代码。鼠标双击“选择文件”Label控件,进入代码编写界面,添加实现代码如下:

运行程序,点击“选择文件”Label控件,正常显示“打开”对话框,效果如图2所示。

(2)选择文件保存路径的实现代码。鼠标双击“选择保存路径”Label控件,进入代码编写界面,添加如下代码:

运行程序,点击“选择保存路径”Label控件,正常显示“另存为”对话框,效果如图3所示。

(3)pdf至html转换的实现代码。首先是编写pdf2html的工具类,代码如下:

该工具类Pdf2html EXUtil中只有一个公共访问的静态方法Pdf2html,该方法参数列表中有4 个string类型的参数:exe FilePath为pdf2html EX.exe程序的路径,pdf File为pdf文件的路径,dest Dir为生成的html文件所在的目录,html File Name为html文件名(含扩展名)。方法中使用到Process类,需要引用System.Diagnostics命名空间。完成pdf2html的工具类后,就可以调用该类的静态方法Pdf2html实现pdf文件向html文件的转换。双击“格式转换”Button控件,在代码编辑区添加代码如下:

代码中使用了Path类,需要添加命名空间System.IO.

运行程序,选择pdf文件和html文件路径,点击“格式转换”按钮,正常调用pdf2html EX.exe,实现pdf文件向html文件的格式转换。测试用的pdf文档截图与转换后的html文档截图分别为图4和图5。

通过图4和图5的对比,可见,转换成html后的文档字体清晰,排版准确,与pdf原文档效果差别不大。由pdf转换成html的文档在Google Chrome(版本:43.0.2357.81 m)和Mozilla Firefox(版本:42.0)上测试通过。

3 结束语

pdf2html EX作为免费的pdf2html转换工具,能方便地被第三方程序调用,并且能将pdf文件高质量地转换成html文件,是pdf2html领域中一款非常优秀的工具。笔者查阅相关文献资料,结合其他软件开发者分享的使用pdf2html EX进行java开发的经验,成功地实现了.NET(C#)中使用pdf2html EX进行pdf向htm格式转换的项目,为做.NET(C#)开发的程序员提供可“拿来就用”的技术经验。

参考文献

[1]林青.支持多终端HTML资源生成的PDF转化系统研究与实现[D].北京:北京工业大学,2014.

PDF控制 篇6

1 分节的WORD文档,打印其中指定的页码

在用WORD编辑文档时,我们经常用到分节的概念,这样在需要打印某一些特定页码的时候需明确所在页和节,即在页码范围输入诸如p5s3-p8s3,表示打印第三节的第5页～第8页,需要知道所在页的节数据,如果页码范围跳跃就相当麻烦;比如还要打印第五节的第7页～第19页,就要在页码范围同时输入p5s3-p8s3 p7s53-p19s5,单纯的输入页码范围难以达到目的,比如如果输入1-5,如果有很多节,就会打印出很多你不想要的页,因为Word打印的是物理页码而非所标注的页码。而如果将要打印的WORD文档转换为PDF文件,这个问题就迎刃而解。转换后的PDF文件每页都可以看到PDF的页显示,在打印栏页码范围直接输入想打印的页码范围即可,例如,上面的p5s3-p8s3加入在PDF中是25～28页,直接在PDF的打印范围输入25～28,非常方便。

2 AUTOCAD图形转换为PDF文件

我们知道,大多AUTOCAD图形一般输出幅面较大,输出对象为工程机或者绘图仪,不同的单位工程机或者绘图仪的型号也不同,而AUTOCAD图形的交流和打印却是不可避免的。由于字体线型AUTOCAD版本等问题,在不同的电脑和版本中易造成混乱,而且有时候由于技术保密也不愿意把AUTOCAD原始图形拿出去交流,因此AUTOCAD图形转换为PDF文件不失为一个有效地办法,要注意的是将DWG在转换为PDF文件时,注意设定好图幅和线型,这样能够保障PDF文件输出地分辨率。做好的PDF文件可以随意浏览也可以根据需要打印成不同图幅大小的图纸,而如果需要打印成设定的图幅大小,只要把选项“按PDF页面选择纸张来源”打钩即可,非常方便。

3 文档中有彩色字符或图表内容,需要黑白打印,转换为PDF格式之后打印是最为简捷的方法

我们在日常文档处理中经常遇到所要处理的文档里面有很多彩色字符和图表,但要求黑白打印。如果此时直接打印到黑白打印机,在有彩色内容的位置就会出现与黑色不一致的灰色,深浅不一。虽然可以直接在文档中用原软件修改(word或excel等等),但如果有颜色的内容多且分散,就会出现改动的工作量大或者遗漏的现象。简单的处理成PDF文件,彩色转换成黑白打印问题迎刃而解。

4 特殊纸张大小的文档需要在A4纸张上打印转换成PDF格式

我们在工作中汇经常碰到所送来的文档所设置的页面为信纸或者8 1/2 x11W等不规则页面的文档需要在A4或其他幅面的纸张上打印。虽然有些打印机可以通过原稿尺寸和打印尺寸来调节,但比较麻烦;特别是有些打印机没有这样的功能或者难以操作。转换为PDF格式的文件这样的问题便不是问题,PDF文件保留了原来的页面设置,可以按所选的纸张幅面随心所欲的打印。比如,如果要按原来的页面尺寸打印,只要在打印对话框中“按PDF页面选择纸张来源”□中打上√即可,而如果要打印在A4幅面的纸张或其他幅面的纸张上,把前面的√取消,在打印机中纸张选择项选择A4或所需的其他幅面纸张即可,非常方便。

另外,对于有些在打印中出现“页边距设于可打印区域外”等信息,均可以先将文件转换为PDF格式再打印。PDF格式是解决其他文档格式打印问题的良好方案。

5 巧用PDF生成页眉页脚

Word有很强大的页眉页脚编辑功能,但对于一个有很多分节或者需要双面打印奇偶页不同的文档,处理起来会感觉比较麻烦。还有一种情况是交过来要编辑的文档本身没有页眉页脚,如果在word中加入页眉页脚,如果分节没有做好,或者要重新分节,有时候就会出现页面设置与原文档有较大出入或者页面混乱的问题,而且工作量也大,容易出错。此时用PDF就可以比较流畅的解决问题,有2种方法可以选择。

1)直接用PDF插入页眉页脚的办法实现。PDF本身自带的插入页眉页脚的功能非常强大,可以根据需要添加在恰当的位置添加所需的页眉页脚而不会受WORD分节的限制。

2)对于喜欢用边框横线在页眉页脚处分隔的用户,可以做一个空白页的页眉页脚,转换为PDF,然后在PDF中用添加背景的方法加入,非常方便。

3)对于奇偶页不同,也可以在WORD中先做2个分别所属奇偶得空白页转换为PDF后,在PDF中作为背景插入。

6 用PDF解决打印机字库不足字体乱码的问题

我们在用有的打印机打印文稿时,有时候会遇到所输入的文字特别是是一些特殊的符号出现了与原字符不一致的乱码,比如我们曾经用KONIKA550打印机,字符Φ处却显示为F,这是由于KONIKA550打印机字库不全造成的。一种方法是使用postcript驱动打印,但打印速度很慢,而将文档转换为PDF文件后,字符乱码问题迎刃而解。是一种处理打印机字库图缺陷的良好工具。

PDF控制 篇7

0 引言

现动物健康免疫证为人工书写的纸张册子, 优点是成本低, 制作方便, 便于修改, 缺点是证件上信息一览无余, 证件易破损, 易被盗用。近来频繁报出检疫合格证明的地下交易记录, 空白盖章表等, PDF417条码是一种高密度、高信息含量的便携式数据文件。是实现证件及卡片等大容量、高可靠性信息自动存储、携带并可用机器自动识别的理想方案。PDF417二维条码可以将信息隐藏, 只在工作人员扫描条码时进行核对, 且由于PDF417码可根据照片编码特点来防范制假证明。

1 PDF417二维条码特点

1.信息容量大。根据不同的条空比例每平方英寸可以容纳250到1100个字符。在国际标准的证卡有效面积上 (相当于信用卡面积的2/3, 约为76mm*25mm) , PDF417条码可以容纳1848个字母字符或2729个数字字符, 约500个汉字信息。比普通条码信息容量高几十倍[1]。

2.编码范围广。PDF417条码可以将照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字等凡可数字化的信息进行编码。

3.保密、防伪性能好。PDF417条码具有多重防伪特性, 它可以采用密码防伪、软件加密及利用所包含的信息如指纹、照片等进行防伪, 因此具有极强的保密防伪性能。

4.译码可靠性高。普通条码的译码错误率约为百万分之二左右, 而PDF417条码的误码率不超过千万分之一, 译码可靠性极高。

5.修正错误能力强。PDF417条码采用了世界上最先进的数学纠错理论, 如果破损面积不超过50%, 条码由于沾污、破损等所丢失的信息, 可以照常破译出丢失的信息。

6.条码符号的形状可变。同样的信息量, PDF417条码的形状可以根据载体面积及美工设计等进行自我调整。

2 针对动物健康免疫证明的实现

《中华人民共和国动物防疫法》第十二条“饲养者饲养的种用、乳用动物应当达到健康标准, 并取得由动物防疫监督机构发放的《动物健康免疫证》。

2.1 基本信息转化为二维码

PDF417为线性堆叠式二维码, 可根据设定的信息进行条码生成。可以将照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字等凡可数字化的信息进行编码。所以在进行基本信息转化为二维码时, 兽医师不仅可以将动物信息输入到条码生成器中, 还可将照片、掌纹等上传到生成器中, 生成一个独一无二的PDF417条码。又由于PDF417形状可变的特点, 即使信息量很大, 也可控制条码的大小以及美观程度。

2.2 疫苗注射记录更新

由于动物疫苗注射有效期普遍为1年, 所以疫苗注射记录是评价出境动物检疫合格的重要指标。在进行pdf417条码生成时, 可将动物最新的疫苗, 如七联疫苗的注射时间情况等进行编码, 从而使海关等部门可以有效审核出境合格证明, 此方法大大降低了工作量并提高了安全性。近来发生的宠物寄生虫寄生在人体上险导致失明的事件, 也提醒着要关注宠物疫苗除虫的定期医治。条码显示了疫苗和除虫的时间, 也是对社会安保的一个举措。

2.3 便捷携带设计

由于日常生活, 动物健康免疫证明主要是有宠物人士使用。考虑到可穿戴性, 以及PDF417保密、防伪性能好, 条码不易识别, 不会被信息盗用, 且能根据载体面积进行大小等优点, 可以将条码嵌入在动物项圈中。这样, 既能方便携带, 也能方便检查, 并实现在识别时, 可以10度角识别PDF417达到可识别性最高。

3 应用实现功能

3.1 PDF417二维条码的识别

条码的识别是通过专门的识读设备读取条码信息, 通过一个光学装置将条码的条空信息转换成电平信息, 再由专用译码器翻译成相应的数据信息。常见的条码扫描设备从原理上可分为光笔、CCD和激光三类, 从形式上有手持式和固定式两种[3]。由于此类条码扫描设备只在有关部门中使用, 防止了信息的其他途径盗取, 证件中信息的读取和各项防伪技术的检测根据不同岗位职责和悉知范围配备相应的仪器设备。PDF417二维条码修正错误能力强, 保证了信息的完整性和正确性。有关部门可以通过视读信息与机读信息的核查, 对证件中典型的防伪措施进行检测, 相互印证, 来防范制假证明, 杜绝欺诈[4,5]。

3.2 PDF417二维条码的防伪性能

由于二维条码在市场上的广泛运用主要是对商品进行标识和自动采集信息, 以便计算机对商品流通进行有效管理, 而不完全是通过二维条码来增强商品的防伪性能[6]。由此, PDF417二维条码在证件中的应用不是一种完全意义上的防伪技术, 主要是通过来形成信息的载体并提高信息含量和核查效率[7]。由于目前可识读设备和条码技术主要用于官方证明, 所以只有有关部门可以进行信息的读取和修改, 有很强的信息保密防伪性, 又由于PDF417可运用其他技术进行保密防伪性的提高, 近来有使用PDF417条码的颜色深浅来隐藏信息的技术实现[8,9], 而防伪油墨、纹理防伪, 数字水印技术等其他防伪技术或数字加密技术结合起来, 才能够切实提高证件的防伪性能。

4 模拟测试

5 结论