引論：我們?yōu)槟砹?3篇控制軟件設(shè)計(jì)論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

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根據(jù)樣例飛行控制計(jì)算機(jī)的內(nèi)部總線FlexRay通信協(xié)議可知，內(nèi)部總線通信時(shí)間為5ms，每個(gè)時(shí)隙為50μs，F(xiàn)lexRay總線最大幀長(zhǎng)為127字［7］。本設(shè)計(jì)中1553B幀長(zhǎng)度最大為54個(gè)字節(jié)，頻率最高為100Hz，故使用上述FlexRay總線通信協(xié)議能夠符合1553B總線通信要求。本設(shè)計(jì)中，1553B傳感器數(shù)據(jù)的頻率為50Hz和100Hz，而FlexRay總線通信頻率為200Hz，內(nèi)部總線通信速率高于外部傳感器速率。故1553B板卡在內(nèi)部總線通信過程中，當(dāng)有傳感器數(shù)據(jù)更新時(shí)，F(xiàn)lexRay總線傳輸最新的數(shù)據(jù);而當(dāng)沒有數(shù)據(jù)更新時(shí)，F(xiàn)lexRay總線傳輸當(dāng)前的傳感器數(shù)據(jù)。為保證數(shù)據(jù)的完整性及減少占用總線時(shí)隙數(shù)量，本設(shè)計(jì)共使用總線三個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙具體傳輸內(nèi)容如表4所示，時(shí)隙2、7、15傳輸內(nèi)容分別為慣導(dǎo)傳感器無(wú)線電高度傳感器和大氣數(shù)據(jù)機(jī)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)幀大小分別為54字節(jié)、32字節(jié)、12字節(jié)。

3、1553B通信單元軟件設(shè)計(jì)

3.1驅(qū)動(dòng)軟件的IP核封裝與實(shí)現(xiàn)

在嵌入式FPGAEDK設(shè)計(jì)中，為了簡(jiǎn)化用戶開發(fā)難度，Xilinx公司提供了一個(gè)封裝了的接口，即IPIF(IPinterface，IP接口)作為介于PLB總線與用戶邏輯模塊之間的接口緩沖［8］。IPIF將PLB總線操作封裝起來，而留給用戶一個(gè)邏輯接口。本文軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)思想。其設(shè)計(jì)步驟如下:首先，將每個(gè)硬件模塊對(duì)應(yīng)編寫一個(gè)驅(qū)動(dòng)軟件程序;其次，將相應(yīng)驅(qū)動(dòng)軟件封裝成通用IP核;最后，將IP核掛載到PowerPC內(nèi)部總線PLB上。模塊之間的通信主要通過PLB總線和OPB總線實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)中各模塊通過這兩種總線連接至PowerPC內(nèi)核上，而PowerPC通過內(nèi)部總線讀寫機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)模塊的讀寫與控制。如圖4所示為1553B通信單元的硬件平臺(tái)總體架構(gòu)圖，主要由PowerPC內(nèi)核、1553BIP核、FlexRay總線對(duì)應(yīng)GPIOIP核集合、串口IP核、BRAM模塊IP核及相應(yīng)的中斷控制IP核組成。

3.21553B總線接口驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)

如圖5所示為1553B總線接口IP核結(jié)構(gòu)圖，整個(gè)驅(qū)動(dòng)分為三個(gè)模塊:總線讀寫模塊，初始化模塊和數(shù)據(jù)緩存模塊。系統(tǒng)上電，該IP核激活，進(jìn)行總線初始化操作，發(fā)送初始化完成信號(hào)并查詢PLB讀寫信號(hào)，等待PowerPC405的讀寫操作。當(dāng)讀控制信號(hào)使能時(shí)，PowerPC405讀取數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù);當(dāng)寫控制信號(hào)使能時(shí)，總線讀寫模塊將數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)發(fā)送至總線上。

3.31553B通信算法設(shè)計(jì)

1553B通信單元的調(diào)度主要由外部1553B總線的數(shù)據(jù)接收，內(nèi)部FlexRay總線的數(shù)據(jù)通信組成。本設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)功能劃分為頂層應(yīng)用和底層數(shù)據(jù)通信。底層數(shù)據(jù)通信主要包括外部數(shù)據(jù)流通信及內(nèi)部數(shù)據(jù)流通信，外部數(shù)據(jù)流通信主要由1553BIP核實(shí)現(xiàn)，內(nèi)部總線也由FlexRay驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)通信;而內(nèi)核PowerPC主要實(shí)現(xiàn)頂層應(yīng)用，即數(shù)據(jù)調(diào)度及總線故障切換功能的實(shí)現(xiàn)。如圖6所示為節(jié)點(diǎn)通信程序流程圖，系統(tǒng)上電后，首先對(duì)FlexRay總線及1553B總線節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的初始化，進(jìn)而查詢1553B對(duì)應(yīng)FIFO滿輸出引腳，當(dāng)接收到數(shù)據(jù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)讀取FIFO內(nèi)容，并寫入相應(yīng)的總線發(fā)送緩沖區(qū)中。進(jìn)而查詢MFR4310的中斷引腳信號(hào)，當(dāng)發(fā)送中斷有效時(shí)，執(zhí)行發(fā)送中斷子程序，將接收到1553B總線數(shù)據(jù)通過1553B總線發(fā)送出去;當(dāng)接收中斷有效時(shí)，執(zhí)行接收中斷子程序，通信節(jié)點(diǎn)接收CPU發(fā)送來的控制信號(hào)。系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)調(diào)度后，進(jìn)而進(jìn)行總線故障檢測(cè)。由于1553B總線的基本周期為10ms，故本設(shè)計(jì)中總線檢測(cè)周期為10ms。當(dāng)定時(shí)器的10ms定時(shí)時(shí)間到，總線進(jìn)行一次總線檢測(cè)。當(dāng)接收到總線切換指令，通信單元進(jìn)行總線切換，并更新總線狀態(tài);進(jìn)而判斷是否接受到傳感器的1553B總線應(yīng)答信號(hào)，如果有，將總線故障計(jì)數(shù)清零，倘若沒有，將故障計(jì)數(shù)加1，當(dāng)故障計(jì)數(shù)大于6，進(jìn)行總線切換，并更新總線狀態(tài)。

4、總線網(wǎng)絡(luò)通信測(cè)試與結(jié)果分析

(1)FlexRay總線測(cè)試結(jié)果將FlexRay通信周期設(shè)置為5ms，靜態(tài)時(shí)隙長(zhǎng)度為50μs，將CPU板卡與1553B板卡進(jìn)行通信實(shí)驗(yàn)，從總線上讀出輸出波形。FlexRay總線通信時(shí)，在總線上截取的波形如圖7所示，從圖中可以看出通信周期為5ms，與預(yù)設(shè)值一致。如圖8所示為一個(gè)周期時(shí)隙輸出波形，時(shí)隙2、7、15傳輸傳感器數(shù)據(jù)。由圖8可知，時(shí)隙2與時(shí)隙7相差250μs，時(shí)隙7與時(shí)隙15相差350μs，與預(yù)設(shè)值一致。FlexRay總線通信6小時(shí)，進(jìn)而進(jìn)行連續(xù)總線數(shù)據(jù)傳輸測(cè)試，經(jīng)過6個(gè)小時(shí)的總線測(cè)試結(jié)果如表5所示，通信過程中，丟幀、錯(cuò)幀計(jì)數(shù)均為0，表明1553B通信單元FlexRay總線設(shè)計(jì)正確，可以滿足飛行控制計(jì)算機(jī)通信的基本要求。(2)1553B總線測(cè)試結(jié)果由前面可知，1553B數(shù)據(jù)通信周期為10ms，即100Hz。如圖9～12分別為1553B通信單元與CPU單元模擬大氣數(shù)據(jù)機(jī)傳感器數(shù)據(jù)幀發(fā)送數(shù)據(jù)8字節(jié)，進(jìn)行通信2小時(shí)、4小時(shí)、6小時(shí)、10小時(shí)的通信仿真圖。其通信幀數(shù)分別為719999，1439998，2160023，3599991。期間在2小時(shí)～4小時(shí)，4小時(shí)～6小時(shí)，6小時(shí)～10小時(shí)通信期間，丟幀數(shù)分別為1，1，0，合計(jì)丟幀率約為5.56×10－7，符合飛行控制計(jì)算機(jī)通信要求。(3)測(cè)試結(jié)論以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，1553B通信單元的各個(gè)模塊通信正常，與飛行控制計(jì)算機(jī)CPU板卡通信正常，能夠符合飛行控制計(jì)算機(jī)的通信要求。

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變電站管理功能按照不同電壓等級(jí)、間隔名稱，分層次多級(jí)目錄管理若干裝置。可新建、打開和關(guān)閉變電站工程；支持在人機(jī)界面中輸入裝置地址發(fā)起連接請(qǐng)求創(chuàng)建裝置；支持裝置重命名、排序、復(fù)制、粘帖和導(dǎo)入導(dǎo)出等操作。以層次樹的資源管理器方式展示變電站結(jié)構(gòu)。裝置分離線和在線兩種狀態(tài)，離線模式下可進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、離線定值設(shè)置、主畫面編輯等操作，在線模式下可進(jìn)行程序維護(hù)、狀態(tài)瀏覽、數(shù)據(jù)歸檔收集等操作。

1、2裝置程序維護(hù)保護(hù)測(cè)控裝置調(diào)試軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)上傳配置文件、日志文件等文本。控制方下發(fā)需要上裝的文件名，監(jiān)視方打開文件，并分段上傳數(shù)據(jù)，到達(dá)文件尾部后給出結(jié)束幀標(biāo)記，控制方將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到文件。上裝是下載的反向過程。在程序運(yùn)行調(diào)試過程中，往往需要通過調(diào)試相關(guān)變量進(jìn)行狀態(tài)診斷。在調(diào)試上位機(jī)程序時(shí)，可以使用IDE或gdb等進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)，設(shè)置斷點(diǎn)并查看變量值。嵌入式裝置在運(yùn)行狀態(tài)下，監(jiān)視相關(guān)變量時(shí)不能隨意切換到調(diào)試狀態(tài)，而是將調(diào)試變量作為一個(gè)實(shí)時(shí)響應(yīng)的處理線程。通過調(diào)試變量協(xié)議，控制方下發(fā)需要調(diào)試的變量名，裝置側(cè)獲取相關(guān)變量的地址信息和類型后，訪問變量地址，讀取數(shù)據(jù)，周期上送變量值，控制方顯示實(shí)際值。調(diào)試變量的關(guān)鍵步驟是獲取變量的地址，全局變量可以通過分析編譯器形成的map文件獲取，對(duì)于動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存，則需通過輔助手段實(shí)現(xiàn)。為此制定相關(guān)嵌入式程序編程規(guī)范，用結(jié)構(gòu)體元件來封裝各功能模塊數(shù)據(jù)。元件結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存是動(dòng)態(tài)分配的，編譯器在編譯時(shí)沒有為其分配靜態(tài)地址，map文件里沒有這些變量的地址信息。需要在裝置啟動(dòng)階段才能得到變量地址。對(duì)于動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的結(jié)構(gòu)體變量，裝置側(cè)提供注冊(cè)接口，可記錄首地址。調(diào)試軟件根據(jù)輸入的元件結(jié)構(gòu)體類型名、成員變量名、文件存放路徑和CPU字節(jié)對(duì)齊等信息，對(duì)相關(guān)的文件進(jìn)行詞法分析和語(yǔ)法分析，進(jìn)行宏表達(dá)式求值，計(jì)算出變量在結(jié)構(gòu)體中的偏移量，并下發(fā)相對(duì)偏移信息。裝置側(cè)程序由結(jié)構(gòu)體首地址＋變量的相對(duì)偏移地址得到變量的真正地址。調(diào)試人員只需輸入層次實(shí)例名，不需手工計(jì)算變量地址，調(diào)試軟件在計(jì)算相對(duì)地址時(shí)已考慮了各種CPU的字長(zhǎng)對(duì)齊設(shè)置。調(diào)試變量的流程如圖3所示。可通過查詢內(nèi)存的功能實(shí)現(xiàn)一次查看連續(xù)區(qū)域內(nèi)存數(shù)據(jù)。控制方可下發(fā)查詢起始絕對(duì)地址，監(jiān)視方一次回復(fù)若干個(gè)字節(jié)的內(nèi)存數(shù)據(jù)。也支持通過下發(fā)變量名的方式查詢內(nèi)存。

1、3在線瀏覽操作在線瀏覽的通信協(xié)議基于繼電保護(hù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約IEC60870－5－103協(xié)議［6］，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家的設(shè)備、后臺(tái)的交互通信，減少了私有協(xié)議轉(zhuǎn)換過程，方便運(yùn)行管理和維護(hù)。其協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖4所示。類結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。在線瀏覽操作功能包括：裝置模擬量開關(guān)量實(shí)時(shí)顯示、裝置定值整定和比較、可編程邏輯編輯和狀態(tài)顯示、事件查看、動(dòng)作報(bào)告顯示、波形文件上傳和分析、HMI遙控模擬、信號(hào)復(fù)歸等。通過在線瀏覽模塊，可實(shí)時(shí)顯示裝置的狀態(tài)數(shù)據(jù)、參看監(jiān)視報(bào)文、分析跳閘邏輯、查看并設(shè)置定值、開關(guān)分合遙控等操作。其中涉及到遙控、定值整定、報(bào)告清除等關(guān)鍵操作，需要輸入用戶名和密碼，進(jìn)行權(quán)限校驗(yàn)。以定值設(shè)置整定為例，其報(bào)文交互流程如圖6所示。

1、4一鍵歸檔分析通過一鍵歸檔操作，批量上裝日志文件、配置文件等文件，自動(dòng)截取裝置當(dāng)前的斷面數(shù)據(jù)（包括裝置模擬量、狀態(tài)量、定值、報(bào)告、用于問題診斷的特定變量等內(nèi)容），將各分立文件壓縮存儲(chǔ)為一個(gè)數(shù)據(jù)包。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的裝置出現(xiàn)異常或跳閘動(dòng)作時(shí)，通過一鍵歸檔，可自動(dòng)打包相關(guān)數(shù)據(jù)，并以郵件方式發(fā)送到指定郵箱，裝置研發(fā)人員可離線打開查看分析。

2軟件風(fēng)格設(shè)計(jì)

2、1基于軟件管家模式由于軟件功能復(fù)雜，采用了模塊化設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行分層、分模塊設(shè)計(jì)，以去除界面、數(shù)據(jù)、接口之間具體耦合，方便擴(kuò)充。調(diào)試軟件由引導(dǎo)主進(jìn)程和按照功能劃分的子進(jìn)程組成。如圖7所示，引導(dǎo)主進(jìn)程是安裝軟件的啟動(dòng)程序，提供變電站資源管理器功能，在左側(cè)樹形區(qū)域點(diǎn)擊裝置節(jié)點(diǎn)時(shí)，會(huì)在右側(cè)按照模塊劃分，分類顯示相關(guān)功能。點(diǎn)擊功能圖標(biāo)，傳入形參，啟動(dòng)獨(dú)立的子進(jìn)程。通過組件化的設(shè)計(jì)思路，可確保增加一個(gè)新的模塊時(shí)，不會(huì)影響已經(jīng)穩(wěn)定的模塊。基于子進(jìn)程的軟件管家模式，也減少了人機(jī)界面的操作復(fù)雜度，用戶在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)只需專注于單一圖4在線瀏覽報(bào)文協(xié)議結(jié)構(gòu)圖5在線狀態(tài)瀏覽類結(jié)構(gòu)圖圖3調(diào)試變量流程圖2《工業(yè)控制計(jì)算機(jī)》2014年第27卷第11期的功能，并可快捷地切換到另一個(gè)功能的操作界面。

2、2類瀏覽器界面風(fēng)格當(dāng)各個(gè)子進(jìn)程啟動(dòng)后，為避免頂層窗體過多，采用類似Chrome的界面風(fēng)格，用標(biāo)簽頁(yè)管理子進(jìn)程的界面。對(duì)各子進(jìn)程的界面、顏色進(jìn)行了統(tǒng)一設(shè)計(jì)，基于QT－CSS技術(shù)，設(shè)計(jì)了統(tǒng)一的界面風(fēng)格庫(kù)，并提供風(fēng)格設(shè)置接口，可設(shè)置標(biāo)簽頁(yè)QTabWid-get、層次樹QListTreeWidget、停靠欄QDockWidget等控件的邊框、縮進(jìn)、標(biāo)題、字體、顏色等內(nèi)容。類瀏覽器的界面規(guī)范使不同人員開發(fā)的子進(jìn)程在風(fēng)格上高度統(tǒng)一。

3軟件分層設(shè)計(jì)

除按照主進(jìn)程－子進(jìn)程的模塊化設(shè)計(jì)外，單個(gè)通信子進(jìn)程按照分層原則設(shè)計(jì)，共分為三層，最底層為數(shù)據(jù)收發(fā)層，中間層為數(shù)據(jù)處理層，最上層為展示層。如圖8所示：圖8軟件分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)收發(fā)層的功能是負(fù)責(zé)從裝置接收?qǐng)?bào)文并將數(shù)據(jù)處理層的報(bào)文發(fā)送到裝置。針對(duì)不同類型的裝置，該層需要支持串口通信、以太網(wǎng)鏈路層通信與以太網(wǎng)傳輸層通信三種通信方式。同時(shí)為了保證通信狀態(tài)的可靠性，數(shù)據(jù)收發(fā)層還支持出錯(cuò)重傳及超時(shí)重傳機(jī)制。其中網(wǎng)絡(luò)通信采用ACE中間件實(shí)現(xiàn)，串口通信采用Qt的QExtSearialPort實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)處理層是整個(gè)系統(tǒng)的主體部分，主要負(fù)責(zé)報(bào)文解析，報(bào)文生成，提供接口供展示層調(diào)用，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)與操作接口的分離。展示層提供數(shù)據(jù)的展示與用戶交互功能，不涉及具體的業(yè)務(wù)流程處理。針對(duì)不同的數(shù)據(jù)，展示層提供二維表格、層次樹等不同的展示方式，采用Qt的Model－View模式，可高效快速顯示刷新數(shù)據(jù)。展示層還提供個(gè)性化的右鍵菜單、按鈕與工具欄。當(dāng)用戶點(diǎn)擊某個(gè)菜單或按鈕時(shí)，展示層會(huì)調(diào)用數(shù)據(jù)處理層的對(duì)應(yīng)接口，對(duì)用戶的操作進(jìn)行處理。

4結(jié)果

實(shí)現(xiàn)與分析軟件主界面如圖9所示：左側(cè)為資源管理器，用來管理變電站，變電站下支持新建多個(gè)裝置。右側(cè)為工作區(qū)，用來展示當(dāng)前活動(dòng)裝置支持的功能。圖9軟件主界面點(diǎn)擊工作區(qū)某個(gè)功能按鈕，主進(jìn)程將啟動(dòng)相應(yīng)的子進(jìn)程。以在線瀏覽功能為例，圖10所示為裝置報(bào)告查看界面。

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當(dāng)前故障輸入技術(shù)能有驗(yàn)證對(duì)象進(jìn)行緊密的聯(lián)系，但是無(wú)法直接在電子成品設(shè)備中進(jìn)行驗(yàn)證，所以，自動(dòng)控制故障注入設(shè)備的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)成了該領(lǐng)域的重點(diǎn)以及難點(diǎn)。

一、自動(dòng)控制故障注入設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.自動(dòng)控制故障注入設(shè)備結(jié)構(gòu)研究

自動(dòng)控制故障注入設(shè)備包含了多個(gè)模塊，各個(gè)不同的模塊功能各有特點(diǎn)。

數(shù)字控制的主要功能在于對(duì)軟件發(fā)出的命令進(jìn)行接收，形成對(duì)應(yīng)的控制信息；控制軟件能對(duì)故障注入設(shè)備的相關(guān)數(shù)值進(jìn)行設(shè)定、控制，外界測(cè)試器測(cè)試出的結(jié)論將向控制軟件進(jìn)行反饋，做出故障結(jié)果的分析以及處理動(dòng)作；驅(qū)動(dòng)放大模塊主要功能在于放大控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)加強(qiáng)信號(hào)的接收以及切換模塊，驅(qū)動(dòng)故障控制模塊；注入設(shè)備的信號(hào)接收模塊功能在于提供UUT信號(hào)接收線口，在還未進(jìn)行故障注入時(shí)保證UUT能夠進(jìn)行正常的工作，所謂接口適配器能將故障注入設(shè)備與UUT進(jìn)行匹配以及連接，類型各異的UUT適用于不同的接口適配器類型，以此來提高故障注入的實(shí)用性能；另外，注入設(shè)備的信號(hào)接入總線主要是利用接口適配器，將UUT的信號(hào)線與故障注入設(shè)備進(jìn)行連接，免于在大量故障接入過程中再重新進(jìn)行連線，最終保證注入故障的實(shí)用性以及操作便利。

該注入設(shè)備結(jié)構(gòu)還包括以下部分：故障注入總線主要是用來進(jìn)行故障注入操作；信號(hào)切換模塊以及注入模塊主要以故障注入要求為前提，將相對(duì)的信號(hào)與總線發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行切換；故障注入能對(duì)不同類型的故障注入進(jìn)行操作，顯示模塊會(huì)將與總線進(jìn)行連接的信號(hào)注入至總線信號(hào)通道，在通道上完成故障類型的設(shè)置。

2.自動(dòng)控制注入設(shè)備設(shè)計(jì)工作原理

在自控注入設(shè)備設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中，主要工作原理在于利用設(shè)備控制軟件實(shí)現(xiàn)故障參數(shù)的注入，通過數(shù)字控制設(shè)計(jì)模塊，控制軟件形成信息被解析成為控制信號(hào)，利用驅(qū)動(dòng)放大模塊來將信號(hào)進(jìn)行放大，利用驅(qū)動(dòng)控制接收模塊、故障注入模塊等運(yùn)作，最終實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)注入以及撤銷。

設(shè)計(jì)故障注入設(shè)備的重點(diǎn)在于實(shí)對(duì)設(shè)備的實(shí)用性能、通用性能及完整性能做充分考慮。在通用性設(shè)計(jì)中，UUT與接口適配器注入設(shè)備分離，可對(duì)UUT進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)了使用耐大電壓的電流器件，將UUT的信號(hào)兼容能力進(jìn)行提升。在操作性能的設(shè)計(jì)中，將接口適配器所需要的UUT信號(hào)一次性與故障輸入設(shè)備進(jìn)行連接，利用顯示模塊對(duì)控制指令進(jìn)行確認(rèn)，保證指令的正確執(zhí)行，如此便于進(jìn)行多種復(fù)雜的軟件操作。在設(shè)備完整性設(shè)計(jì)方面，故障注入相關(guān)模塊進(jìn)行了保護(hù)性相關(guān)安排，能夠免于物理性質(zhì)損壞UUT相關(guān)的電子元件。在注入設(shè)備的拓展性方面，信號(hào)拓展接口以及信號(hào)切換對(duì)應(yīng)模塊在接入信號(hào)時(shí)實(shí)現(xiàn)了能力拓展，而故障注入模塊則直接開拓了故障注入能力。

二、注入設(shè)備重點(diǎn)模塊設(shè)計(jì)

1.輸入設(shè)備故障注入模塊設(shè)計(jì)

故障注入模塊包括多種故障類型：錯(cuò)誤信號(hào)、短路信號(hào)、串聯(lián)電阻、固高信號(hào)以及信號(hào)與電阻產(chǎn)生地面搭接等。

信號(hào)串聯(lián)電阻的主要原理圖如上。在必要的條件下，可對(duì)電阻進(jìn)行多個(gè)組合完成阻值的匹配，阻值選擇主要通過驅(qū)動(dòng)大模塊以及數(shù)字控制模塊進(jìn)行確定，利用K1、K2完成操作，再將電阻與對(duì)應(yīng)的故障注入總線進(jìn)行串聯(lián)。

2.控制軟件的設(shè)計(jì)

故障注入自動(dòng)控制軟件的運(yùn)用原理主要是：在注入設(shè)備參數(shù)得以建立之后，利用自動(dòng)控制使用界面產(chǎn)生和形成了注入?yún)?shù)值，產(chǎn)生同UUT的故障參數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)文件，形成UUT不相關(guān)的控制數(shù)值等，向UUT注入故障注入設(shè)備的故障信息，在此基礎(chǔ)上對(duì)相關(guān)的信息以及最終的注入效果進(jìn)行結(jié)果的收集，產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)的形式文件，便于進(jìn)行分析。

3.自動(dòng)控制故障注入設(shè)備的實(shí)現(xiàn)

在設(shè)計(jì)故障注入設(shè)備的前提條件之上實(shí)現(xiàn)自控故障注入設(shè)備，這一故障設(shè)備總共含有了四十多條信號(hào)通道接收總線以及三條故障注入總線。在注入設(shè)備控制軟件設(shè)計(jì)中，在WINDOW平臺(tái)上進(jìn)行操作，利用BASIC語(yǔ)言進(jìn)行編寫，設(shè)備采用110v額定電壓以及1A額定電流類型繼電器，注入設(shè)備的數(shù)字控制模塊利用PCI插件版。

在對(duì)設(shè)計(jì)的故障輸入設(shè)備進(jìn)行注入實(shí)驗(yàn)過程中，主要的故障注入部位是注入設(shè)備內(nèi)的串行通信線，這一總線設(shè)計(jì)具有對(duì)應(yīng)的設(shè)備接口適配器，利用數(shù)字化的波形采集器采集故障波形信息，累計(jì)注入68個(gè)故障。

三、結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)控制故障注入設(shè)備在進(jìn)行故障注入設(shè)備性能實(shí)驗(yàn)中占有重要地位和作用，當(dāng)前須根據(jù)實(shí)際的故障注入要求，在堅(jiān)持故障注入設(shè)備擴(kuò)展性、實(shí)用性、操作性以及無(wú)破壞性基礎(chǔ)上進(jìn)行自動(dòng)控制技術(shù)的設(shè)計(jì)以及研究，通過系列的實(shí)驗(yàn)對(duì)注入設(shè)備實(shí)際效果進(jìn)行驗(yàn)證。另外，注入設(shè)備之間含有可插拔的連線，其電流以及信號(hào)電壓保持在中、低取值范圍，但是這一故障注入設(shè)備包含的故障類型仍然不全面，在日后的設(shè)計(jì)中仍需要加強(qiáng)和完善。

參考文獻(xiàn)

篇4

光伏水泵亦稱太陽(yáng)能水泵，主要由水泵和光伏揚(yáng)水逆變器組成。具體應(yīng)用時(shí)，再根據(jù)日用水量和不同揚(yáng)程量的需求配以相應(yīng)功率的光伏陣列，統(tǒng)稱為光伏揚(yáng)水系統(tǒng)。光伏水泵利用清潔無(wú)污染、取之不盡用之不竭的太陽(yáng)能資源，日出而作，日落而歇，無(wú)需電網(wǎng)、無(wú)需柴油、無(wú)需人員看管，可與滲灌、噴灌、滴灌等灌溉設(shè)施配套應(yīng)用。節(jié)水節(jié)能，可大幅降低使用化石能源電力的投入成本。是全球“能源問題”、“糧食問題”綜合系統(tǒng)解決方案的新能源、新技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品。

本文設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)的新型的光伏揚(yáng)水系統(tǒng)，該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)是采用直流無(wú)刷電機(jī)，系統(tǒng)選用MicroChip公司所生產(chǎn)的PIC16F877作為光伏水泵系統(tǒng)的主控芯片，對(duì)系統(tǒng)硬件和控制軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)直流無(wú)刷電機(jī)的反電勢(shì)過零檢測(cè)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)光伏陣列點(diǎn)的TMPPT跟蹤、系統(tǒng)無(wú)人監(jiān)控和故障檢測(cè)等功能。

2.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

光伏水泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)主要包括四個(gè)部分：太陽(yáng)電池陣列、控制器、電機(jī)和水泵。 系統(tǒng)利用光伏陣列將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變成電能。經(jīng)過DC/DC升壓后然后經(jīng)過具有TMPPT功能的變頻器輸出三相交流電壓，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)和水泵負(fù)載，完成向水塔儲(chǔ)水功能。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及硬件構(gòu)成

本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖2所示，光伏電池陣列的輸出端與Boost相接，單片機(jī)集光伏陣列母線的電壓值和電流值從而做出是否欠壓過流的判斷，采集到的數(shù)據(jù)如果符合條件，微控制器將根據(jù)MPPT算法改變電壓的增量移動(dòng)方向從而調(diào)整PWM信號(hào)的占空比。通過調(diào)整占空比來驅(qū)動(dòng)DC-DC電路的功率管導(dǎo)通，這一部分完成了最大功率點(diǎn)跟蹤控制。

三相逆變橋電路與最大功率點(diǎn)跟蹤控制的輸出端相連，IR2130組成功率驅(qū)動(dòng)電路，單片機(jī)的PWM控制信號(hào)通過此驅(qū)動(dòng)電路來控制六個(gè)開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，使UVW三相交替導(dǎo)通使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間不斷地通過三相反電勢(shì)過零檢測(cè)電路檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，獲得準(zhǔn)確的換相信息。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)保護(hù)功能包括打干保護(hù)、低日照保護(hù)和過流保護(hù)。我們知道，根據(jù)直流無(wú)刷電機(jī)的運(yùn)行原理通過由6只功率管組成的三相六狀態(tài)電路的斷開與導(dǎo)通可以控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。而對(duì)光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤而言，則是通過改變DC-DC的占空比D來實(shí)現(xiàn)的。

圖2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

圖3 系統(tǒng)主程序流程圖

3.軟件設(shè)計(jì)

在本光伏水泵系統(tǒng)中，選用單片機(jī)PIC16F877作為系統(tǒng)的主控芯片。系統(tǒng)的軟件部分包括主程序和中斷服務(wù)程序，主程序的任務(wù)主要是完成系統(tǒng)的初始化、A/D采樣、讀入用戶設(shè)置、電機(jī)轉(zhuǎn)速識(shí)別及轉(zhuǎn)速異常保護(hù)、PI調(diào)節(jié)、MPPT或CVT功能等功能。主程序流程圖如圖3所示。

4.總結(jié)

論文經(jīng)過理論設(shè)計(jì)及硬件制作完成了樣機(jī)試制，該樣機(jī)的設(shè)計(jì)采用單片機(jī)PIC16F877作為系統(tǒng)的主控芯片。系統(tǒng)采用“虛擬中性點(diǎn)法”，從而解決了無(wú)位置傳感器的直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)控制的關(guān)鍵問題即轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)問題。本樣機(jī)利用單片機(jī)所擁有的豐富的I/O口和A/D采樣功能，采用調(diào)節(jié)PWM占空比調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速以實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤功能。樣機(jī)還完善了對(duì)系統(tǒng)的各種保護(hù)功能，提供各種監(jiān)控功能，這提高了光伏揚(yáng)水系統(tǒng)的可靠性和靈活性。在實(shí)驗(yàn)中，選用24V，30W的無(wú)位置傳感器直流無(wú)刷電機(jī)，通過實(shí)驗(yàn)證明，直流無(wú)刷電機(jī)能夠自動(dòng)切換到自同步運(yùn)行狀態(tài)并實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的步進(jìn)起動(dòng)。通過實(shí)驗(yàn)，測(cè)量了電子換向逆變器的各種電壓，電機(jī)運(yùn)行性能良好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該試制樣機(jī)基本上達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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[2] 劉德雨.著《水泵技術(shù)問答》[M].水利電力出版社出版，1983.08.

篇5

關(guān)鍵詞：汽車；制動(dòng)；檢測(cè)；PC機(jī)；單片機(jī)；數(shù)據(jù)庫(kù)

Abstract

Safety of automobile driving is an increasingly serious economic problem that society puts emphasis on. The present quantity of automobile in our country is increasing rapidly, which makes safety of automobile driving an even more urgent problem. According to statistic, among the traffic accidents caused by automobile breakdown, braking breakdown causes most. Automobile braking performance has become more important while the present quantity and the speed of automobile are increasing. In order to reduce traffic accidents, some rules of law have definitely stated that automobiles must get regular test before their driving. And during the regular test automotive braking performance is one of the key factors that determine automobile safety technical condition.

篇6

引言

現(xiàn)在無(wú)線電定位技術(shù)已經(jīng)得到了很廣泛的應(yīng)用，但是無(wú)線電定位技術(shù)對(duì)于某些小距離、小范圍的定位顯得有些大材小用，換句話說就是有些浪費(fèi)成本。超聲波傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸速度相對(duì)于無(wú)線電小的多，對(duì)于處理器的速度要求及處理精度并不是很高，需要運(yùn)算的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)小于無(wú)線電波，運(yùn)算的速度要求也小于處理器去處理光電信號(hào)的速度要求，所以在小空間、小范圍的定位中，超聲波定位具有很大的優(yōu)勢(shì)，可以大幅節(jié)省硬件成本，減少CPU的運(yùn)算工作量，對(duì)于智能家居等類似的行業(yè)具有很好的開發(fā)前景。

1.定位原理

無(wú)線電定位是通過各個(gè)定位點(diǎn)的無(wú)線電波頻率來識(shí)別各個(gè)定位點(diǎn)的，從而獲取定位點(diǎn)的坐標(biāo)信息，參考無(wú)線電的定位原理，超聲波的定位原理與無(wú)線電定位類似，主節(jié)點(diǎn)發(fā)出位置獲取信號(hào)，定位節(jié)點(diǎn)一旦收到就將自己的信息信號(hào)發(fā)出。如圖1，節(jié)點(diǎn)P（x，y，z） 表示需要定位的人或物，節(jié)點(diǎn)A、B、C構(gòu)成定位系統(tǒng)的參考網(wǎng)絡(luò)，由A、B、C發(fā)出的超聲波到達(dá)節(jié)點(diǎn)B的時(shí)間可以得到PA、PB、PC三條線段的距離即主節(jié)點(diǎn)到三個(gè)定位結(jié)點(diǎn)間的距離。

由圖中幾何關(guān)系可以得到

，（T為環(huán)境攝氏溫度）

然而在實(shí)際的系統(tǒng)中，由于超聲波在空氣中的傳播速度會(huì)衰減，傳輸距離有限，而且容易受到障礙物的影響，三個(gè)定位節(jié)點(diǎn)可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，可能會(huì)出現(xiàn)盲區(qū)，即定位節(jié)點(diǎn)發(fā)出的超聲波可能達(dá)不到或者可以達(dá)到的節(jié)點(diǎn)不夠3個(gè)，這時(shí)算出的坐標(biāo)位置可能就會(huì)出錯(cuò)，為了避免類似情況的發(fā)生，為保證定位精度更加準(zhǔn)確，活動(dòng)范圍更廣，可以使用較多的定位點(diǎn)，呈矩陣狀合理分布，同時(shí)每個(gè)定位點(diǎn)有自己的位置坐標(biāo)，主節(jié)點(diǎn)只要測(cè)得三個(gè)不同節(jié)點(diǎn)的距離，就可以計(jì)算出主節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)中的坐標(biāo)。為了減小誤差，定位的高度及定位點(diǎn)間的距離應(yīng)該經(jīng)過反復(fù)測(cè)試，以得到最佳的高度及間距。

2 系統(tǒng)組成方案及硬件實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)組成如圖2所示，整個(gè)系統(tǒng)主要由主節(jié)點(diǎn)、PC上位機(jī)及若干個(gè)定位節(jié)點(diǎn)組成。其中，主節(jié)點(diǎn)及定位節(jié)點(diǎn)主要由微處理機(jī)系統(tǒng)、無(wú)線電收發(fā)電路、超聲波接收電路或超聲波發(fā)射電路組成。

2.1 微處理機(jī)系統(tǒng)

微處理機(jī)選用Atmegal16單片機(jī)，它有16K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash（具有同時(shí)讀寫的能力，即RWW），512 字節(jié)EEPROM，1K 字節(jié)SRAM，32個(gè)通用I/O 口線，是高性能低功耗的8位單片機(jī)。

2.2 超聲波發(fā)射電路

超聲波發(fā)射電路是定位節(jié)點(diǎn)的主要功能模塊，主要用來向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送超聲波，主節(jié)點(diǎn)依據(jù)超聲波傳來的時(shí)間來計(jì)算出主節(jié)點(diǎn)與點(diǎn)位節(jié)點(diǎn)間的距離。

2.3 超聲波接收電路

超聲波接收電路是主節(jié)點(diǎn)的主要功能模塊，主要用來接收定位節(jié)點(diǎn)發(fā)來的超聲波。

2.4 無(wú)線電發(fā)射接收電路

無(wú)線電發(fā)射模塊采用的芯片是NRF24L01，主節(jié)點(diǎn)上的無(wú)線發(fā)射模塊主要由兩個(gè)功能：第一個(gè)功能是依次向各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)射帶地址編碼無(wú)線信號(hào)，一旦有定位節(jié)點(diǎn)接收到主節(jié)點(diǎn)發(fā)射來的對(duì)應(yīng)自己編碼的無(wú)線電信號(hào)，該定位節(jié)點(diǎn)會(huì)將自己的地址編碼立即反饋給主節(jié)點(diǎn)，同時(shí)定位節(jié)點(diǎn)向主節(jié)點(diǎn)發(fā)射超聲波信號(hào)，主節(jié)點(diǎn)一旦收到定位節(jié)點(diǎn)發(fā)來的反饋信號(hào)就立即開啟定時(shí)器定時(shí)，在設(shè)定時(shí)間范圍內(nèi)如果收到該節(jié)點(diǎn)發(fā)來的超聲波信號(hào)，通過聲速與時(shí)間的乘積就可以得到主節(jié)點(diǎn)與此結(jié)點(diǎn)間的距離，一旦主節(jié)點(diǎn)得到三個(gè)不同定位節(jié)點(diǎn)間的距離，然后依據(jù)定位節(jié)點(diǎn)的地址編碼來獲取這三個(gè)定位節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，依據(jù)前面推導(dǎo)的類似的公式就可以得到主節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置；第二個(gè)功能是向連有PC機(jī)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)以供PC機(jī)實(shí)時(shí)顯示坐標(biāo)位置。定位節(jié)點(diǎn)的無(wú)線發(fā)射模塊主要用來接收主節(jié)點(diǎn)的無(wú)線信號(hào)，一旦接收到主節(jié)點(diǎn)的無(wú)線信號(hào)就將自己的編碼迅速的反饋給主節(jié)點(diǎn)，以通知主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)時(shí)。

3 系統(tǒng)控制軟件組成

3.1 主節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)

主節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)流程如圖3，初始化的過程主要包括數(shù)據(jù)初始化，寄存器配置初始化，及系統(tǒng)硬件的自檢過程。主結(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)主要功能有：1.能夠識(shí)別定位節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置；2.實(shí)現(xiàn)捕獲超聲波傳輸時(shí)間的精準(zhǔn)計(jì)時(shí)；3.通過相對(duì)距離及坐標(biāo)位置的幾何關(guān)系計(jì)算出主節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置；4.對(duì)位置坐標(biāo)結(jié)果進(jìn)行數(shù)字化濾波處理，減小誤差。

3.2 定位節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)

定位節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)流程如圖4，定位節(jié)點(diǎn)功能相對(duì)簡(jiǎn)單，主要是提供節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)位置，提醒主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行開始計(jì)時(shí)等。

3.3 數(shù)字濾波處理技術(shù)

由于超聲波本身的傳輸衰減性，外界物體的干擾，以及硬件本身設(shè)計(jì)上的種種不足，所得到的坐標(biāo)位置結(jié)果會(huì)不可避免的存在誤差，不僅能夠很好的處理數(shù)據(jù)結(jié)果，大幅度減小誤差，還可以減小硬件上的投入，節(jié)省成本。數(shù)字濾波處理技術(shù)，有很多種，而且各有特點(diǎn)。單一的方法很難實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的濾波，多種濾波方式結(jié)合起來使用會(huì)有很好的濾波效果。這里選用的濾波方式主要有：限幅濾波法，中位置濾波法、算術(shù)濾波法平均濾波法。如圖4，當(dāng)主節(jié)點(diǎn)以一個(gè)三角形移動(dòng)時(shí)經(jīng)過濾波處理后PC機(jī)顯示的主節(jié)點(diǎn)位置坐標(biāo)信息，誤差基本上能夠滿足要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過硬件參數(shù)的反復(fù)調(diào)整實(shí)驗(yàn)，以及各種濾波處理，可以將主節(jié)點(diǎn)的定位誤差控制在5～10cm以內(nèi)，單點(diǎn)對(duì)單點(diǎn)的定位誤差控制在1cm，控件可以在5立方米以內(nèi)。系統(tǒng)的不足還有很多，定位系統(tǒng)坐標(biāo)還需合理優(yōu)化，位置精度還不夠精確，硬件設(shè)計(jì)還需反復(fù)測(cè)試優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)

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（基金項(xiàng)目：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)校級(jí)項(xiàng)目KJ14-12）

篇7

電路到整個(gè)系統(tǒng)對(duì)本系統(tǒng)的工作原理做了較詳細(xì)的分析，整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)試驗(yàn)調(diào)試，各項(xiàng)性能指標(biāo)和功能均達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)和要求。

關(guān)鍵詞:UPS 數(shù)字信號(hào)處理器智能功率模塊數(shù)字化控制 SPWM

Intelligent on-line U P S system

Abstract

Uninterruptible power supplies (UPS) play a key role in infecting critical loads， such as computers， commendation system， and medical system. They can provide reliable and pure power supply for loads neither power good or not. Among the various UPS topologies on-line UPS provides the most protection to such loads against any utility power supply. However， the old on-line UPS includes many power Parts and analogy controllers， it has been one of the most complex and expensive type of system. Therefore， the study of high quality and reliability full digital UPS (Uninterruptible Power Supply)， which fits the development of modem science and technology has become an attentive problem.

This Paper described the middle/high-power (5kVA) on-line UPS， Which was based on 8096 control chip， which is a kind of 8096 of TI Company. For 8096 controller is high CPU bandwidth and peripherals specifically chosen for control application， we integrate PWM controllers， assonated circuits and microprocessor chip for digital control into one 8096 controller， which can lower system cost and increase integration. The whole UPS is controlled by full digital method including the generation of SVPWM wave， the tracking output of frequency &Phase， and the PID control arithmetic etc.

The research is an instructive attempt and exploration of the middle/high-Power full digital on-line UPS development， based on references to a lot of information and the latest technology on UPS. The system has achieved the anticipative targets and requirement through testing and debugging.

Keywords: UPS IPM Full Digital Control SPWM

目 錄

第一章 緒論 3

1.1 脈寬調(diào)制技術(shù)產(chǎn)生 3

1.2 UPS發(fā)展概況 3

1.3微機(jī)數(shù)字化PWM波控制方法 5

第二章 脈寬調(diào)制技術(shù)原理 7

2.1 幾種新型PWM控制技術(shù) 7

2.2 周期補(bǔ)償無(wú)差拍PWM控制算法 11

2.2.4旁路環(huán)流控制 20

第三章 硬件電路 23

3.1 CPU系統(tǒng) 23

3.2硬件設(shè)計(jì) 26

3.3鍵盤顯示 29

3.4主電路的設(shè)計(jì) 32

第四章MOSFET驅(qū)動(dòng)及控制電路 34

4.1 MOSFET驅(qū)動(dòng)電路 34

4.2 過壓過流保護(hù) 35

第五章 PWM控制器、參數(shù)監(jiān)測(cè)控制器控制軟件設(shè)計(jì) 37

5.1程序 37

5.2 參數(shù)檢測(cè)控制器控制軟件設(shè)計(jì) 39

參 考 文 獻(xiàn) 52

致 謝 53

第一章 緒論

1.1 脈寬調(diào)制技術(shù)產(chǎn)生

脈寬調(diào)制技術(shù)起源甚早，隨著工業(yè)生產(chǎn)的需求和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，80年代后，它被廣泛應(yīng)用于工業(yè)功率控制裝置的逆變器中，從此獲得迅速發(fā)展。它的特點(diǎn)是以微處理器和電子半導(dǎo)體元件為核心，橫跨電力。電子。微型計(jì)算機(jī)及自動(dòng)化控制等多種學(xué)科領(lǐng)域。

將固定直流電壓變換成固定的或可調(diào)的交流電壓的裝置稱為逆變器。逆變器采用了脈寬調(diào)制技術(shù)后，不僅有效地改善和提高了品質(zhì)性能，同時(shí)根據(jù)需要，它還能將直流電壓變換成電壓和頻率均可調(diào)的交流電壓，因此它又是一種逆變器式變頻器，并稱這類逆變器為脈寬調(diào)制型變頻器。因它具有輸入功率因數(shù)高和輸出波形好的可貴特點(diǎn)，近年來發(fā)展很快，其技術(shù)關(guān)鍵之一是采用了PWM方法。自80年代以來，各國(guó)科技人員開發(fā)了多種PWM方法。

近年來，脈寬調(diào)制型變頻器主要用在兩類工業(yè)功率控制裝置中，一是用于調(diào)速傳動(dòng)裝置中，尤其廣泛用于交流調(diào)速系統(tǒng)中。采用了脈寬調(diào)制技術(shù)控制逆變器后，使交流拖動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高調(diào)速比的平滑無(wú)機(jī)調(diào)速，出現(xiàn)了交流調(diào)速系統(tǒng)與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美，相抗衡的時(shí)代，出現(xiàn)了前者取代后者的趨勢(shì)。二是用于精密功率電源中，特別是用于在不間斷電源中。采用脈寬調(diào)制技術(shù)控制逆變器后，為精密儀器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等提供了 一種高可靠性的穩(wěn)頻，穩(wěn)壓和正弦波輸出的無(wú)瞬間停電電源。在電網(wǎng)停電時(shí)，它依靠裝置內(nèi)進(jìn)行直——交流變換，繼續(xù)向負(fù)載提供電能，不停電時(shí)間取決于裝置內(nèi)的電池和負(fù)載功率。

1.2 UPS發(fā)展概況

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，計(jì)算機(jī)以及各種精密自動(dòng)化電子設(shè)備被廣泛地應(yīng)用于辦公自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理與通訊，氣象航天，國(guó)防軍事，精密測(cè)試，顯示記錄裝置以及工業(yè)自動(dòng)化控制等領(lǐng)域。在辦公自動(dòng)化以及工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)行業(yè)中，單片微機(jī)系統(tǒng)和微型計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已逐漸取代舊式數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，造表及繼電接觸系統(tǒng)，形成現(xiàn)代化管理網(wǎng)絡(luò)或全自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)促使國(guó)民經(jīng)濟(jì)向更高層次發(fā)展。

篇8

1 引言

組態(tài)的概念是伴隨著集散控制系統(tǒng)的出現(xiàn)逐漸被廣大的生產(chǎn)過程自動(dòng)化技術(shù)人員所熟識(shí).概念最早來自英文configuration，含義是使用軟件工程對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的各種資源進(jìn)行配置，達(dá)到使計(jì)算機(jī)或軟件按照預(yù)先設(shè)置，自動(dòng)執(zhí)行特定任務(wù)滿足使用者要求的目的。組態(tài)軟件就是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件。它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)軟件，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。

2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)

2.1組態(tài)軟件實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)及其調(diào)度系統(tǒng)是組態(tài)軟件的關(guān)鍵部分，也是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)部分。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)處于工控系統(tǒng)各功能模塊數(shù)據(jù)交換的中心位置，在組態(tài)系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境時(shí)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)情況將實(shí)時(shí)地反映在變量的數(shù)值中，操作者用計(jì)算機(jī)的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，所有這一切都是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為媒介。

3．實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3．1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)思想

3．1．1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的存儲(chǔ)策略

我們采取傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、文件系統(tǒng)和內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)兼用，利用多種存儲(chǔ)介質(zhì)來構(gòu)造系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。采用的存儲(chǔ)策略是：①對(duì)于需要長(zhǎng)期保存的非共享數(shù)據(jù)(如采樣值的數(shù)模轉(zhuǎn)換系數(shù)、控制組態(tài)值等)采用文件管理系統(tǒng)直接存取。②對(duì)于數(shù)據(jù)量大而工控軟件無(wú)特殊要求的共享數(shù)據(jù)(如操作者紀(jì)錄等)，將其存放在外存數(shù)據(jù)庫(kù)中。外存數(shù)據(jù)庫(kù)采用access數(shù)據(jù)庫(kù)，由運(yùn)行系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)庫(kù)操作語(yǔ)言(DML)進(jìn)行存取論文格式模板。③對(duì)于每個(gè)采樣周期都要更新的數(shù)據(jù)。這樣，通過使用外存數(shù)據(jù)庫(kù)access數(shù)據(jù)庫(kù))、文管系統(tǒng)和內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)(實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù))，既保證了

數(shù)據(jù)的共享性、完整性實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)軟件，又節(jié)約了內(nèi)存，保證了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

3．1．2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)及其事務(wù)調(diào)度系統(tǒng)。利用Windows的DLL(動(dòng)態(tài)連接庫(kù))和全局共享內(nèi)存技術(shù)來建立系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)思想，并通過給用戶提供一套接口標(biāo)準(zhǔn)----實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)接口，來實(shí)現(xiàn)I／O驅(qū)動(dòng)程序與用戶程序和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)間的高速數(shù)據(jù)傳遞。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能特點(diǎn)：

現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)提供了與典型數(shù)據(jù)源的接口，讀寫通訊設(shè)備寄存器的現(xiàn)場(chǎng)值，送到開辟的摘要求的用戶進(jìn)程放在服務(wù)器上，由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一調(diào)度管理。

設(shè)計(jì)方面，我們采用面向?qū)ο缶幊?OOP)的設(shè)計(jì)技術(shù)，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)定義為類的形式。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的功能由類的方法和專門的管理程序?qū)崿F(xiàn)，管理程序負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的生成、數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢、數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)更新以及其它任務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)請(qǐng)求、報(bào)警響應(yīng)等操作。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)類根據(jù)系統(tǒng)要求定義了如下功能模塊：

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)初始化模塊：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是以數(shù)據(jù)鏈表的方式存放在內(nèi)存中，系統(tǒng)運(yùn)行之初是按照用戶組態(tài)好的數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)地生成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)軟件，并將組態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)域的內(nèi)容賦給相應(yīng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)類對(duì)象的屬性，完成初始化工作。

基本操作模塊：提供數(shù)據(jù)對(duì)象的基本操作，如對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象的查找操作，通過數(shù)據(jù)對(duì)象名或ID取得數(shù)據(jù)對(duì)象的其他屬性，或通過名稱取得數(shù)據(jù)對(duì)象的ID等等。

讀寫數(shù)據(jù)操作模塊：根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)類對(duì)象的屬性調(diào)用其相應(yīng)方法，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)象的讀寫數(shù)據(jù)操作，將存放在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)值寫入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)對(duì)象的現(xiàn)場(chǎng)值屬性中去，讀取數(shù)據(jù)對(duì)象中的當(dāng)前值。

圖形顯示鏈接模塊：主要完成實(shí)時(shí)趨勢(shì)、動(dòng)態(tài)顯示、數(shù)據(jù)鏈接功能，使圖形顯示的變化與數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象值的變化相一致。

窗口操作模塊：讀取用戶窗口的名稱，對(duì)指定的用戶窗口進(jìn)行操作，讀取用戶窗口的當(dāng)前狀態(tài)。

3.1.3實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)調(diào)度系統(tǒng)

系統(tǒng)投入運(yùn)行后。同時(shí)要進(jìn)行與DCS數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形顯示刷新、歷史數(shù)據(jù)存盤、緊急事件報(bào)警或越位報(bào)警等事務(wù)活動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)軟件，所有的這些事務(wù)都要并行處理，如等待時(shí)間太長(zhǎng)，則無(wú)法滿足實(shí)時(shí)性的要求。這樣就要求我們實(shí)現(xiàn)一種并行編程。在上位機(jī)上，也就是要將CPU時(shí)間按照一定的優(yōu)先準(zhǔn)則分配給各個(gè)事件．定期處理某一事件而不會(huì)在某一事件上處理時(shí)間過長(zhǎng)。用多線程的編程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這種并行編程，實(shí)時(shí)調(diào)度各事務(wù)．如圖2所示。

圖2 事實(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)調(diào)度系統(tǒng)

3.1.3數(shù)據(jù)模型的建立

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)模型由三要素組成：組對(duì)象及其結(jié)構(gòu)、組操作和關(guān)于對(duì)象與操作的約束論文格式模板。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)模型的約束則更突出地包括時(shí)間限制。組態(tài)軟件利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，更改系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，以維護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行。計(jì)算數(shù)據(jù)則是在利用采集數(shù)據(jù)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)處理后提到的中間數(shù)據(jù)（由其他參數(shù)間接推出）。數(shù)據(jù)模型歸結(jié)為：模擬量、開關(guān)量、字符串型三種類型。

下面重點(diǎn)介紹模擬量，模擬量的典型屬性有：

（1）采樣點(diǎn)標(biāo)志：控制軟件同意編排的采樣變量標(biāo)志符；

（2）采樣值：若采用12位A/D轉(zhuǎn)換，2型表0—10mA對(duì)應(yīng)0-4095，3型表0-20mA對(duì)應(yīng)819-4095

（3）工程量：采樣數(shù)據(jù)變換成工程量的系數(shù)；

（4）報(bào)警限：指定最大最小值實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)軟件，即報(bào)警的上、下限；

（5）變化速率限：指定參數(shù)變化速率的極限值；

經(jīng)過對(duì)各種不同數(shù)據(jù)的典型屬性的抽象歸納，本文定義了數(shù)據(jù)庫(kù)變量統(tǒng)一的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，下面是數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)模型。

Typedef struct tagTagParam{

Char Name[ name_length];//變量名稱

Chardescribe[name_describe];//變量描述

Int index; //變量序號(hào)

Unit type;//變量類型

Unit method;//轉(zhuǎn)換方式

Word access; //讀寫權(quán)限

Attr attr;// 變量屬性（類型，訪問權(quán)限，轉(zhuǎn)換方式）

Long minvalue;//最小值

Long maxvalue;//最大值

Double slope;//變換系數(shù)（斜率）

Double intercept;//遷移量（截距）

Rtdata rtdata;//實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

Void phisdata;//歷史數(shù)據(jù)緩沖區(qū)指針

Void address;//報(bào)警入口地址

} tagparam;

數(shù)據(jù)庫(kù)變量的屬性成員（attr）包括下列信息：

（1）變量的數(shù)據(jù)類型：整數(shù)類型、實(shí)數(shù)類型、布爾類型或字符串類型；

（2）變量的轉(zhuǎn)換方式：不變換、線性變換、平方根變換、邏輯取反變換；

（3）變量的訪問權(quán)限：只讀或讀寫。

為了節(jié)省空間，數(shù)據(jù)庫(kù)變量的屬性信息由一個(gè)位結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，其定義如下：

Typedef struct tagattr{

Word type:3//類型

Method 3;// 轉(zhuǎn)換方式

Access 1；//訪問權(quán)限

Unused 9;// 保留

}attr;

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)以及工程變換則使用聯(lián)合存儲(chǔ)，這樣就能滿足保存不同類型的數(shù)據(jù)值的要求。聯(lián)合的定義如下：

Typedef union tagrtdata{

Long dvalue;

Double fvalue;

Bool bvalue;

}rtdata

4.結(jié)束語(yǔ)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)和功能的規(guī)劃設(shè)計(jì)是工控組態(tài)軟件設(shè)計(jì)的核心，本文在分析實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了一個(gè)具有普遍意義的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)模型及其體系結(jié)構(gòu)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)必將成為一個(gè)新的數(shù)據(jù)庫(kù)研究方向，有廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

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4.彭江平.黃萬(wàn)艮c++語(yǔ)言及面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì) 2004

篇9

面對(duì)信息社會(huì)帶來的“數(shù)據(jù)豐富而知識(shí)匱乏”的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)挖掘（Data Mining，DM）和知識(shí)發(fā)現(xiàn)（Knowledge Discovery，KD）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，伴隨計(jì)算機(jī)新技術(shù)和新理論的出現(xiàn)而發(fā)展，在電信與銀行，生物及大型超市等領(lǐng)域運(yùn)用效果顯著。數(shù)據(jù)挖掘有時(shí)又稱作數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)發(fā)現(xiàn)（KDD），此術(shù)語(yǔ)出現(xiàn)于1989年，從數(shù)據(jù)集識(shí)別有效與新穎的，潛在有用的，最終可理解的模式過程。KDD過程常指多階段處理，包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與模式搜索，知識(shí)評(píng)價(jià)及反復(fù)修改求精；該過程要有智能性和自動(dòng)性。有效性指發(fā)現(xiàn)新數(shù)據(jù)仍保持可信度，新穎性要求模式應(yīng)是新的，潛在有用性指發(fā)現(xiàn)的知識(shí)將來有效用，最終可理解性要求發(fā)現(xiàn)模式能被用戶所理解，幾項(xiàng)綜合在一起稱為數(shù)據(jù)的科學(xué)性豍。

數(shù)據(jù)挖掘的界定。數(shù)據(jù)挖掘是從存放在數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)或其它存儲(chǔ)信息庫(kù)中的海量數(shù)據(jù)挖掘有趣知識(shí)過程。一般的定義是：數(shù)據(jù)挖掘是從大量、不完全、有噪聲、模糊、隨機(jī)的數(shù)據(jù)中抽取隱含其中，事先不為人所知、潛在、有效、新穎、有用和最終可理解知識(shí)的過程。研究人工智能學(xué)術(shù)人員和計(jì)算機(jī)技術(shù)專家通常所說數(shù)據(jù)挖掘名稱各異但實(shí)質(zhì)一樣。自然世界數(shù)據(jù)以多種多樣形式存放，除最常見數(shù)字與字符等類型，還有許多復(fù)雜數(shù)據(jù)。復(fù)雜類型數(shù)據(jù)挖掘包括：空間數(shù)據(jù)挖掘和多媒體數(shù)據(jù)挖掘，時(shí)序數(shù)據(jù)挖掘和文本數(shù)據(jù)挖掘，Web數(shù)據(jù)挖掘與流數(shù)據(jù)挖掘等。數(shù)據(jù)挖掘與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析有區(qū)別，數(shù)據(jù)挖掘在沒有明確假設(shè)前提下自動(dòng)建立方程，可采用不同類型如文本、聲音、圖片等的數(shù)據(jù)挖掘興趣模式；統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析工具側(cè)重被動(dòng)分析，需建立方程或模型來與假設(shè)吻合，最終面對(duì)數(shù)字化數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)挖掘是主動(dòng)發(fā)現(xiàn)型與預(yù)測(cè)型數(shù)據(jù)分析工具，分析重點(diǎn)在于預(yù)測(cè)未來未知潛在情況并解釋原因。二、軟件工程的產(chǎn)生與數(shù)據(jù)實(shí)用性

軟件工程概念源自軟件危機(jī)，20世紀(jì)60年代末的“軟件危機(jī)”這個(gè)詞語(yǔ)頻繁出現(xiàn)計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域，泛指計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)所遇到的系列嚴(yán)重問題。在軟件開發(fā)和維護(hù)過程中的軟件危機(jī)表現(xiàn)為軟件需求的增長(zhǎng)得不到滿足，軟件開發(fā)成本和進(jìn)度無(wú)法控制，軟件質(zhì)量難保證，軟件維護(hù)程度非常低，軟件成本不斷提高，軟件開發(fā)生產(chǎn)率趕不上計(jì)算機(jī)硬件發(fā)展和各種應(yīng)用需求增長(zhǎng)等。軟件危機(jī)產(chǎn)生的宏觀原因是軟件日益深入社會(huì)生活，軟件需求增長(zhǎng)速度超過軟件生產(chǎn)率提高，具體軟件工程任務(wù)的許多困難來源于軟件工程所面臨任務(wù)和其他工程之間各種差異以及軟件和其他工業(yè)產(chǎn)品的差異，即特殊性。軟件開發(fā)和維護(hù)過程存在的問題，與計(jì)算機(jī)軟件本身特點(diǎn)有關(guān)，軟件開發(fā)過程進(jìn)度很難衡量，軟件質(zhì)量難以評(píng)價(jià)，管理和控制軟件開發(fā)過程困難等。計(jì)算機(jī)軟件專家認(rèn)真研究解決軟件危機(jī)方法，逐步形成軟件工程概念，開辟工程學(xué)新領(lǐng)域即軟件工程學(xué)。軟件工程用工程、科學(xué)和數(shù)學(xué)原理與方法研制與維護(hù)計(jì)算機(jī)軟件有關(guān)技術(shù)及管理的方法。

軟件工程針對(duì)數(shù)據(jù)的處理具有系統(tǒng)的規(guī)范的系列辦法。1993年IEEE（電氣和電子工程師學(xué)會(huì)）給軟件工程綜合定義為：將系統(tǒng)化、規(guī)范和可度量的方法應(yīng)用于軟件開發(fā)、測(cè)試、運(yùn)行和維護(hù)全過程，即將工程化應(yīng)用于軟件數(shù)據(jù)等設(shè)計(jì)中。軟件工程包括方法、工具和過程三個(gè)要素，方法是完成軟件工程項(xiàng)目技術(shù)手段；工具支持軟件開發(fā)、管理與文檔生成；過程支持軟件開發(fā)各個(gè)環(huán)節(jié)控制與管理。軟件工程的發(fā)展伴隨計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)步。三、軟件工程的知識(shí)庫(kù)應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

篇10

軟件在裝備系統(tǒng)的研發(fā)過程中起著至關(guān)重要的作用，軟件產(chǎn)品的質(zhì)量已逐步成為軍隊(duì)信息化建設(shè)的核心，軟件質(zhì)量關(guān)系到武器裝備系統(tǒng)的生命，關(guān)系到軍隊(duì)信息化建設(shè)的整體水平，一旦軟件失效，就可能導(dǎo)致整套裝備系統(tǒng)的失效，甚至導(dǎo)致戰(zhàn)爭(zhēng)的失敗。目前，軟件在研發(fā)過程中存在諸多問題，導(dǎo)致軟件的質(zhì)量和可靠性遠(yuǎn)不如人意，特別是與硬件的可靠性相比，軟件的可靠性一般要低一個(gè)數(shù)量級(jí)[1]。

1 軟件開發(fā)中存在的問題

（1）裝備系統(tǒng)研發(fā)軟硬件管理不均衡，過分強(qiáng)調(diào)硬件。武器裝備的研發(fā)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到技術(shù)和管理的方方面面，而且其各個(gè)因素又是相互關(guān)聯(lián)和制約，不均衡的過分強(qiáng)調(diào)某幾個(gè)方面都是不科學(xué)的。而現(xiàn)狀是系統(tǒng)的研發(fā)過分強(qiáng)調(diào)硬件的重要性，軟件只是被當(dāng)做硬件的一個(gè)附件來對(duì)待，未作為產(chǎn)品列入裝備系統(tǒng)計(jì)劃和技術(shù)配套表。

（2）總體單位不抓配套單位分系統(tǒng)軟件的質(zhì)量，監(jiān)控力度不夠。在軟件產(chǎn)品的開發(fā)中不遵循軟件工程的要求，而且武器裝備系統(tǒng)的總體單位只抓本單位開發(fā)的軟件質(zhì)量，對(duì)配套單位分系統(tǒng)軟件的開發(fā)過程監(jiān)控不力，對(duì)配套單位交付給總體單位的軟件普遍不進(jìn)行軟件驗(yàn)收測(cè)試和軟件驗(yàn)收評(píng)審。

（3）軟件設(shè)計(jì)文檔的編制不規(guī)范，不符合國(guó)軍標(biāo)要求。編制時(shí)缺少文檔化的過程描述，尤其是缺少工作文檔、風(fēng)險(xiǎn)管理文檔和工作量統(tǒng)計(jì)文檔，而且文檔編制水平和質(zhì)量參差不齊。特別嚴(yán)重的是大多數(shù)單位的文檔是在軟件編程完成后補(bǔ)寫的，失去了以文檔指導(dǎo)軟件實(shí)現(xiàn)的作用。

（4）高層管理者對(duì)軟件管理不夠重視，軟件配置管理不到位。管理要從高層做起，但是多數(shù)高層卻忽略了管理的重要性，有的軟件開發(fā)組未設(shè)配置管理員，有的單位對(duì)配置管理的概念（如對(duì)基線標(biāo)識(shí)和配置控制等）模糊，對(duì)軟件開發(fā)庫(kù)、受控庫(kù)的設(shè)置與管理不當(dāng)，致使軟件在出廠前基本不受控。

（5）對(duì)軟件測(cè)試的概念和方法認(rèn)識(shí)模糊，缺乏對(duì)過程和產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試。軟件開發(fā)測(cè)試人員和質(zhì)量控制人員之間缺乏對(duì)對(duì)方工作的基本認(rèn)知，雙方難以溝通，阻礙了研發(fā)工作的順利開展。部分單位對(duì)第三方測(cè)試存有疑慮：擔(dān)心泄密，難以保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，或擔(dān)心經(jīng)費(fèi)不足和增加工作量延誤工程進(jìn)度。

上述問題是裝備研發(fā)中普遍存在的現(xiàn)象，亟待改進(jìn)。國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)說明，為了解決上述問題，最根本的一條是必須“樹立軟件產(chǎn)品的觀念”和“用軟件工程方法組織軟件開發(fā)”[2]，并按照軟件工程方法的基本原則不斷改進(jìn)軟件開發(fā)過程。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)比較常用的控制軟件質(zhì)量的方法是質(zhì)量管理體系法，而國(guó)外比較流行的是運(yùn)用CMMI（Capability Maturity Model Integration，即能力成熟度模型集成）來控制軟件的質(zhì)量。

2 軟件質(zhì)量控制的常用方法及缺陷

2.1 軍用軟件研制質(zhì)量控制的一般做法及缺陷

我國(guó)一直采用質(zhì)量管理體系中全面質(zhì)量管理的原則來控制軍用軟件的質(zhì)量。按照全面質(zhì)量管理的觀點(diǎn)，“產(chǎn)品質(zhì)量是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出來的”，關(guān)注軟件開發(fā)、研制的過程，通過強(qiáng)調(diào)過程模式，將組織內(nèi)所有的工作定義為一個(gè)個(gè)明確的過程來進(jìn)行質(zhì)量保證和評(píng)估，使影響軟件產(chǎn)品質(zhì)量的因素在產(chǎn)品形成的全過程中始終處于受控狀態(tài)，以此來提高其使用的可靠性、安全性，突出的把持續(xù)改進(jìn)的過程作為提高質(zhì)量管理體系水平的重要手段。

目前，軍用軟件研制質(zhì)量控制的整套模型源于GJB9001B-2009，該國(guó)軍標(biāo)適用面廣，可面向于硬件、軟件、流程性材料和服務(wù)四大產(chǎn)品[3]，主要強(qiáng)調(diào)的是硬件產(chǎn)品的質(zhì)量控制，對(duì)軍用軟件的適用性稍弱，沒有針對(duì)軟件產(chǎn)品及其研發(fā)的特點(diǎn)展開說明，尤其是在型號(hào)的不斷改進(jìn)，裝備狀態(tài)的多次更改之后，對(duì)軍用軟件的配置管理等方面的更高層次的問題，缺乏行之有效的解決方法，在實(shí)施該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)無(wú)法引起高層領(lǐng)導(dǎo)的重視，沒有對(duì)質(zhì)量提出更高的要求，忽略了該標(biāo)準(zhǔn)反復(fù)強(qiáng)調(diào)的“質(zhì)量管理必須堅(jiān)持持續(xù)進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)”，導(dǎo)致研制單位無(wú)法擁有一套適用的質(zhì)量管理體系。

2.2 國(guó)外軟件研制質(zhì)量控制的一般做法及缺陷

CMM（Capability Maturity Model for Software，即軟件能力成熟度模型）是對(duì)組織軟件過程能力的描述[4]。CMM 中最為核心的思想是：只有好的過程才能造就好的結(jié)果。它側(cè)重于軟件開發(fā)過程的管理及軟件工程能力的改進(jìn)與評(píng)估，是一種高效的管理標(biāo)準(zhǔn)，有助于最大程度地降低成本，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和用戶滿意度。CMMI是CMM模型的最新版本，它把軟件開發(fā)視為一個(gè)過程，并根據(jù)這一原則對(duì)軟件的研發(fā)和維護(hù)進(jìn)行過程監(jiān)管，以使其更加科學(xué)化、規(guī)范化。CMMI項(xiàng)目為軍工界和政府部門提供了一個(gè)集成的產(chǎn)品集，其主要目的是消除不同模型之間的不一致和重復(fù)性，降低基于模型的改善成本。CMMI將以更加系統(tǒng)和一致的框架來指導(dǎo)組織改善軟件過程，提高軟件產(chǎn)品的研發(fā)、獲取和維護(hù)能力。

CMMI是目前國(guó)際上最流行、最實(shí)用的一種軟件質(zhì)量控制模型，強(qiáng)調(diào)各個(gè)方面的均衡發(fā)展，注重基于模型的、循序漸進(jìn)的過程改進(jìn)，可以幫助軟件企業(yè)有效地管理軟件過程，但是CMMI也存在缺陷，CMMI本身是國(guó)外的體系，是基于法治的體系，而我國(guó)強(qiáng)調(diào)的是人治的氛圍，這種文化性問題是CMMI能否適用于我軍的關(guān)鍵；實(shí)施該體系時(shí)單位對(duì)于軟件研發(fā)人員缺少必要的有關(guān)質(zhì)量管理方面的培訓(xùn)，導(dǎo)致軟件研制人員與質(zhì)量管理人員難以溝通，阻礙了研發(fā)工作的進(jìn)度；CMMI只強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵過程域，無(wú)法保證軟件產(chǎn)品能被成功的研制出來。

3 基于質(zhì)量管理體系和CMMI的氣象水文軟件質(zhì)量控制方法

3.1 質(zhì)量管理體系與CMMI的共同性

質(zhì)量管理體系與CMMI面向的都是組織和軟件產(chǎn)品的質(zhì)量問題，都是以現(xiàn)代質(zhì)量管理理念為基礎(chǔ)，充分體現(xiàn)了質(zhì)量管理、質(zhì)量保證、全面質(zhì)量控制、全面質(zhì)量檢驗(yàn)等思想。它們都非常關(guān)注產(chǎn)品的質(zhì)量，都以相同的質(zhì)量原理為基礎(chǔ)，都強(qiáng)調(diào)通過良好的過程來保證產(chǎn)品的質(zhì)量，都在強(qiáng)調(diào)外部溝通的同時(shí)強(qiáng)調(diào)內(nèi)部溝通，都以組織的領(lǐng)導(dǎo)者和管理者作為最關(guān)鍵的成功條件，都采用PCDA方法，都重視規(guī)范化、活動(dòng)規(guī)程和必要的文檔與記錄。

3.2 質(zhì)量管理體系與CMMI的差異性

作為質(zhì)量管理的標(biāo)準(zhǔn)性文件，CMMI與GJB 9001B是有著明顯的差別的。GJB 9001B是一個(gè)適用于各類產(chǎn)品的通用型標(biāo)準(zhǔn)，主要是針對(duì)制造業(yè)制定的，而CMMI是專門針對(duì)軟件開發(fā)設(shè)計(jì)的，可以幫助軟件企業(yè)有效地管理軟件過程；GJB 9001B強(qiáng)調(diào)完整的組織體系，可以用來建立符合ISO9000管理的組織管理，而CMMI本身對(duì)管理體系沒有明確要求，默認(rèn)組織體系是有效的、健全的；GJB 9001B評(píng)估的目的是要認(rèn)證組織是否建立了有效的質(zhì)量管理體系，為此給出比較簡(jiǎn)明、科學(xué)、原則性的要求，評(píng)估出結(jié)論合格與否，而CMMI則用于評(píng)估組織的軟件能力的改善，確定采購(gòu)風(fēng)險(xiǎn)，或找出軟件過程的強(qiáng)項(xiàng)和弱項(xiàng)，明確改進(jìn)途徑，為此給出良好軟件過程的詳細(xì)描述和能力提高的簡(jiǎn)明科學(xué)途徑。

3.3 基于質(zhì)量管理體系和CMMI的氣象水文軟件質(zhì)量控制模型的建立

GJB 9001B鼓勵(lì)在建立、實(shí)施質(zhì)量管理體系以及改進(jìn)其有效性時(shí)采用過程方法，通過滿足顧客要求，增強(qiáng)顧客滿意，而CMMI的本質(zhì)是通過對(duì)軟件研制過程中關(guān)鍵過程域的精確定義，來使軟件研制從一個(gè)不確定的“黑箱”操作過程，變成一個(gè)各步驟可視的、可對(duì)偏差隨時(shí)控制的“透明”操作過程。根據(jù)質(zhì)量管理體系和CMMI的相關(guān)理念和技術(shù)要求設(shè)計(jì)出適用于氣象水文軟件的質(zhì)量控制模型。

質(zhì)量控制是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，該模型將質(zhì)量控制歸納成七個(gè)階段：（1）明確準(zhǔn)備目標(biāo)、項(xiàng)目范圍和資源需求，依據(jù)CMMI的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)軟件的現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)估，定義相應(yīng)的目標(biāo)和指導(dǎo)原則，為下一階段準(zhǔn)備好相應(yīng)的評(píng)估資料；（2）根據(jù)客戶的要求和技術(shù)指標(biāo)制定軟件的開發(fā)流程，該階段表達(dá)了組織層上下同心、擬定目標(biāo)和愿望的狀態(tài)，這是對(duì)將來有一個(gè)共同思考的過程；（3）在新的開發(fā)流程下引入GJB 9001B質(zhì)量管理體系的相關(guān)要求，對(duì)組織當(dāng)前的狀態(tài)進(jìn)行判決，及時(shí)向組織傳達(dá)發(fā)現(xiàn)的情況和問題，并根據(jù)GJB 9001B的要求，確定需要進(jìn)一步改進(jìn)的方向；（4）根據(jù)上述要求擬定軟件管理流程，確定關(guān)鍵業(yè)務(wù)主題、各團(tuán)隊(duì)的角色和職責(zé)、需要進(jìn)行的活動(dòng)以及改進(jìn)進(jìn)度安排；（5）在此流程的基礎(chǔ)上導(dǎo)入成熟的開發(fā)和管理理論及方法，并根據(jù)客戶的要求建立相應(yīng)的規(guī)則、度量方法、模板，作為改進(jìn)和實(shí)施的基礎(chǔ)；（6）按層次和相關(guān)要求編寫各層次文件，根據(jù)國(guó)軍標(biāo)的要求編寫相應(yīng)的工作文檔、風(fēng)險(xiǎn)管理文檔以及工作量統(tǒng)計(jì)文檔；（7）依據(jù)軟件運(yùn)行的實(shí)際情況改進(jìn)流程，在這個(gè)過程中組織的所有人員確定需要改進(jìn)的目標(biāo)，分析現(xiàn)有的工作步驟、客戶需求和存在的問題，給出改進(jìn)方案，驗(yàn)證并更新實(shí)施流程，在提高技能、績(jī)效的同時(shí)，也提高軟件的質(zhì)量。質(zhì)量控制是一個(gè)總結(jié)、再學(xué)習(xí)和提高的過程，通過不斷的改進(jìn)建立下一輪工作的更高目標(biāo)，制定組織進(jìn)一步工作的計(jì)劃，只有通過這種反復(fù)的評(píng)估改進(jìn)才能不斷提高軟件質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

在信息化高速發(fā)展的今天，要高質(zhì)量、高效率地開發(fā)出復(fù)雜的大型軟件系統(tǒng)已不再是單個(gè)質(zhì)量控制方法所能完成的任務(wù)，只有通過融合多種方法的優(yōu)點(diǎn)推出一種新的質(zhì)量控制模型，才能保證氣象水文軟件產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。本模型旨在GJB 9001B的基礎(chǔ)上結(jié)合CMMI的理念和技術(shù)要求，把GJB 9001B作為CMMI的保障，而把CMMI作為GJB 9001B的“使能器”，兩者相互促進(jìn)，全面提升氣象水文軟件的質(zhì)量及服務(wù)能力，進(jìn)而提高武器裝備軟件的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]仍然.從國(guó)際軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)論我國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)質(zhì)量保證體系[J].情報(bào)學(xué)報(bào)，1999（18）：49-451.

[2]Watts S.Humphrey.Managing the Software Process[J].Addison Wesley，2002（19）：58-63.

[3]GJB 9001B-2009，質(zhì)量管理體系要求[S].

篇11

1 概述

1.1 問題的提出

電動(dòng)鑿巖機(jī)是建筑、水利、采礦等行業(yè)的重要設(shè)備。相對(duì)于傳統(tǒng)的鑿巖設(shè)備，電動(dòng)鑿巖機(jī)所具有的突出優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省能源，其電能利用率高達(dá)50%～60%，而常用氣動(dòng)鑿巖機(jī)僅為10%，此外，電動(dòng)鑿巖機(jī)還有噪聲低、工作面空氣新鮮、無(wú)廢氣污染等優(yōu)點(diǎn)，極大的改善了勞動(dòng)條件。但目前使用的電動(dòng)鑿巖機(jī)也有明顯缺點(diǎn)：對(duì)同樣硬度的巖石，它的轉(zhuǎn)速只有氣動(dòng)鑿巖機(jī)的50%～60%。目前大多數(shù)電動(dòng)設(shè)備直接使用交流工頻電源（50HZ），不能隨著工作環(huán)境（巖石硬度、鉆孔孔徑、深度）改變輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，因此工作效率較低。為此，本文采用德州儀器公司的TMS320C2407DSP處理器設(shè)計(jì)一種新型的5KVA單相正弦波變頻電源，通過輸出可程控的交流電壓，改變電動(dòng)設(shè)備的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。進(jìn)而提高工作效率，改善電動(dòng)設(shè)備的工作性能。

1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

變頻技術(shù)是國(guó)內(nèi)外研究的一個(gè)熱點(diǎn)。其原因一是由于市場(chǎng)需求。近年來，隨著自動(dòng)化技術(shù)程度的發(fā)展成熟和能源短缺問題日益突出，變頻技術(shù)越來越得到重視，并廣泛地應(yīng)用。二是功率器件的發(fā)展。近年來各種高電壓、大電流的功率器件的生產(chǎn)以及并聯(lián)、串聯(lián)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，使先進(jìn)變頻器的生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。三是現(xiàn)代控制理論和集成電子技術(shù)的發(fā)展。矢量控制、模糊控制等新的控制理論及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為高性能的變頻器研制提供了理論基礎(chǔ)，而高速微處理器以及專用集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)變頻器高精度、多功能提供了硬件平臺(tái)。

目前國(guó)外的變頻技術(shù)研究，以法、意、德、日等國(guó)領(lǐng)先。在大功率變頻調(diào)速方面，法國(guó)的阿爾斯通公司、意大利的ABB公司分別研制出單機(jī)容量達(dá)數(shù)萬(wàn)千瓦的電氣傳動(dòng)設(shè)備。在中功率變頻調(diào)速技術(shù)方面，德國(guó)的西門子公司研制出的SimovertA電流型晶閘管變頻調(diào)速設(shè)備和SimovertPGTOPWM變頻調(diào)速設(shè)備，己實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制；在小功率交流變頻調(diào)速技術(shù)方面，日本的富士BJT變頻器、IGBT變頻器已形成系列產(chǎn)品，其控制系統(tǒng)也已實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化。

國(guó)內(nèi)研究方面，從總體上看我國(guó)變頻調(diào)速的技術(shù)水平較國(guó)際先進(jìn)水平有較大差距。目前在大功率交——交、無(wú)換向器電機(jī)等變頻技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)雖有部分單位可研制生產(chǎn)，但在數(shù)字化程度及系統(tǒng)可靠性等方面還有待改進(jìn)。對(duì)程控變頻電源的理論和實(shí)踐研究取得的成績(jī)，可查主要有：王小薇、程永華對(duì)于基于DSP雙環(huán)控制的逆變電源設(shè)計(jì)研究；余功軍、鐘彥儒、楊耕對(duì)IGBT變頻器死區(qū)時(shí)間的補(bǔ)償策略研究；程永華、楊成林、徐德鴻對(duì)于基于DSP變壓變頻電源設(shè)計(jì)研究；程曙、徐國(guó)卿、許哲雄對(duì)SPWM逆變器死區(qū)效應(yīng)分析研究；趙勇對(duì)基于IGBT大功率變頻電源的研究；李鋒對(duì)基于DSP的SPWM變壓變頻電源的研究等。

同時(shí)由于目前我國(guó)采用的半導(dǎo)體功率器件和DSP等器件依然嚴(yán)重依賴進(jìn)口，使得變頻器的制造成本居高不下，無(wú)法形成有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)，也是影響我國(guó)變頻技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要原因。

2 基于DSP的新型單相正弦波變頻電源設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

本文以美國(guó)德州儀器公司的TMS320C2407DSP處理器為核心設(shè)計(jì)了一種新型的5KVA單相正弦波變頻電源。通過輸出不同頻率、電壓的電源信號(hào)，對(duì)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制。從而實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)鑿巖設(shè)備針對(duì)不同巖體提高鉆孔效率的目的。該不安品電源的硬件部分主要由主電路、保護(hù)電路、控制電路等部分組成。主電路包括整流、濾波、逆變器、驅(qū)動(dòng)電路等；保護(hù)電路包括過壓欠壓保護(hù)、限流啟動(dòng)、IPM故障保護(hù)、過流保護(hù)等；控制電路則主要包括DSP控制電路、PWM信號(hào)發(fā)生電路、A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路等。在軟件方面，考慮到SVPWM控制算法比較適合于數(shù)字控制系統(tǒng)，本文編制了基于SVPWM控制算法的控制軟件。經(jīng)過工作現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)可以在30—300Hz范圍內(nèi)均勻調(diào)速，在不同的負(fù)載情況下，具有較好的穩(wěn)定性和較強(qiáng)的抗干擾能力。

2.2 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本文設(shè)計(jì)變頻電源的硬件系統(tǒng)以Tl公司的TMS320LF2407A型DSP為控制芯片，由主電路、保護(hù)電路、控制電路等組成，其原理結(jié)構(gòu)圖如圖1。

圖1 硬件系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖

其中主電路包括整流、濾波、逆變器驅(qū)動(dòng)電路等組成。其工作原理是把單相交流電通過整流模塊變?yōu)橹绷麟姡骱蟮拿}動(dòng)電壓再經(jīng)過濾波電容平滑后成為穩(wěn)定的直流電壓。再由逆變電路對(duì)該直流電壓進(jìn)行斬波，形成電壓和頻率可調(diào)的單相交流電提供給異步電機(jī)。由于IPM是IGBT的功率集成電路，需要有專門的驅(qū)動(dòng)電路，本文采用調(diào)壓電路把電壓抬高到15伏來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。系統(tǒng)保護(hù)電路包括過壓、欠壓保護(hù)、限流啟動(dòng)、IPM故障保護(hù)、過流保護(hù)等。控制電路包括DSP控制電路、PWM信號(hào)發(fā)生電路、A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路等。

2.3 整流和濾波電路

整流和濾波電路屬于主電路的一部分，其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。工作時(shí)，220V的交流電源經(jīng)過四個(gè)二極管的全波整流，變?yōu)橹绷鳎渲须娊怆娙軨1為整流濾波電容，電阻R1為放電電阻，在斷電情況下為C1提供放電回路，同時(shí)也為逆變器負(fù)載和直流電源之間的無(wú)功功率提供緩沖。

圖2 整流和濾波電路

2.4 逆變電路設(shè)計(jì)

（a）逆變電路結(jié)構(gòu)原理圖（b）輸出方波信號(hào)波形圖

圖3

本文即采用的是電壓型逆變電路。因?yàn)楸疚脑O(shè)計(jì)變頻電源主要應(yīng)用在電動(dòng)鑿巖設(shè)備上的。所以我們采用的是單相全橋逆變電路。圖3為單相電壓橋式逆變電路的結(jié)構(gòu)原理圖及輸出波形圖。全控型開關(guān)器件T1和T4構(gòu)成一對(duì)橋臂，T2和T3構(gòu)成一對(duì)橋臂，T1和T4同時(shí)通、斷；T2和T3同時(shí)通、斷。T1（T4）與T2（T3）的驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)，即T1和T4有驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，T2和T3無(wú)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，反之亦然，兩對(duì)橋臂各交替導(dǎo)通180°。從而得到需要的變頻電壓信號(hào)。

由于本變頻電源主要應(yīng)用電動(dòng)鑿巖設(shè)備方面，即一般情況下均是在在阻感負(fù)載下工作。因此在0≤θ≤ωt期間，T1和T4有驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由于電流i0為負(fù)值，T1和T4不導(dǎo)通，D1、D4導(dǎo)通起負(fù)載電流續(xù)流作用，u0=+Ud。θ≤ωt≤π期間，i0為正值，T1和T4才導(dǎo)通。π≤ωt≤π+θ期間，T2和T3有驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由于電流i0為負(fù)值，T2、T3不導(dǎo)通，D2、D3導(dǎo)通起負(fù)載電流續(xù)流作用，u0=-Ud。π+θ≤ωt≤2π期間，T2和T3才導(dǎo)通

2.5 電平轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)

由于DSPTMS320LF2407是低功耗芯片，必須采用3.3V供電，與驅(qū)動(dòng)主電路的電平不匹配，易引起事故，損壞芯片。故本實(shí)用新型設(shè)計(jì)中包含了電平轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)。本文采用的驅(qū)動(dòng)芯片M57959L本身具備隔離輸入作用，因此在電平轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)中不必要增設(shè)隔離電路。本實(shí)用新型采用I/O直接輸出轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)。

圖4 采用M57959L的電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路

2.6 軟件部分設(shè)計(jì)

控制算法的軟件化為交流調(diào)速系統(tǒng)控制算法的選擇、復(fù)用提供了方便。本設(shè)計(jì)基于TMS320LF2407A事件管理器，采用DSP自帶的匯編語(yǔ)言編寫軟件CCS進(jìn)行編寫，系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)可簡(jiǎn)單分為兩個(gè)部分：一個(gè)是系統(tǒng)的初始化模塊，另一個(gè)是控制算法模塊。其中初始化只在系統(tǒng)上電時(shí)執(zhí)行一次，而控制算法模塊包括SVPWM的生成，速度反饋信號(hào)的采樣和處理等。系統(tǒng)的整在程序初始化之后進(jìn)入主循環(huán)程序，DSP產(chǎn)生SVPWM使電機(jī)開始運(yùn)行。其調(diào)用的頻率與PWM的輸出頻率一致。系統(tǒng)軟件流程圖如圖5所示。

3 應(yīng)用實(shí)驗(yàn)及展望

本文所設(shè)計(jì)制作的5KVA單相正弦波變頻電源，可輸出30～300HZ交流電壓。所制作的樣品在湘西同力機(jī)械公司、武陵電化總廠金屬包裝廠經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)表明，應(yīng)用本文設(shè)計(jì)變頻電源控制異步電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，在不同頻率、不同負(fù)載情況下，輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩可基本實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，具有較好的工作穩(wěn)定性和抗干擾能力。

未來，將從兩方面對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，一是將改進(jìn)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，逐步增大電源容量；二是改進(jìn)軟件算法設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)變頻電源的最優(yōu)實(shí)時(shí)控制。

圖5 系統(tǒng)軟件流程圖

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篇12

影響電力營(yíng)銷管理信息系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用的原因主要有以下兩個(gè)方面：（1）通道問題是導(dǎo)致各供電營(yíng)業(yè)所單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行的主要原因。由于各供電營(yíng)業(yè)所地理位置分布較廣，在全區(qū)范圍內(nèi)鋪設(shè)光纜到各供電營(yíng)業(yè)所，成本和維護(hù)費(fèi)用太大，而傳統(tǒng)的電話撥號(hào)連接又不能滿足信息系統(tǒng)的帶寬要求。（2）目前計(jì)算機(jī)的應(yīng)用雖然越來越普及，但在地域上分布非常不均，一般也只是在城市或相對(duì)較大的城鎮(zhèn)，而供電營(yíng)業(yè)所廣泛分布在小城鎮(zhèn)，對(duì)計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)水平還比較低，特別是當(dāng)機(jī)器出現(xiàn)故障時(shí)無(wú)法及時(shí)處理。

隨著全社會(huì)通訊網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的飛速發(fā)展，電信、網(wǎng)通、廣電的基礎(chǔ)通訊設(shè)施已經(jīng)相當(dāng)完善，網(wǎng)絡(luò)的連接可以解決由于操作人員應(yīng)用計(jì)算機(jī)水平低引起的系統(tǒng)維護(hù)難的問題。在應(yīng)用工作站安裝遠(yuǎn)程控制軟件，通過遠(yuǎn)程控制可以維護(hù)一些簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)操作的問題。操作員可以運(yùn)用本地自動(dòng)更新模塊來自動(dòng)更新維護(hù)；信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)集中存放，這樣系統(tǒng)管理員只需維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)就可以了，而操作員只要客戶端網(wǎng)絡(luò)通暢，應(yīng)用系統(tǒng)就沒有問題。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

（一）開放的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮到電力企業(yè)資源的統(tǒng)一規(guī)劃，可以與其他相關(guān)的開放的生產(chǎn)管理系統(tǒng)、人力資源系統(tǒng)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)等的無(wú)縫連接。

（二）靈活性。不同的供電企業(yè)或同一供電企業(yè)的不同時(shí)期，其業(yè)務(wù)處理過程、方式可能有非常大的不同。我們的目標(biāo)就是適應(yīng)電力企業(yè)快速轉(zhuǎn)型需要，根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、銷售情況迅速制定不同的企業(yè)解決方案。

（三）先進(jìn)的技術(shù)。建議采用當(dāng)前流行的企業(yè)信息系統(tǒng)解決方案設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)思想，充分利用先進(jìn)的信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，進(jìn)行分布式、模塊化的組件開發(fā)，可提供各種專業(yè)接口，為系統(tǒng)問的互聯(lián)和系統(tǒng)的擴(kuò)展提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

（四）安全性。通過客戶權(quán)限管理、用戶加密、數(shù)據(jù)備份、分布式應(yīng)用服務(wù)以及系統(tǒng)出錯(cuò)處理等各種方法來保證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)安全性。其中用戶權(quán)限設(shè)置應(yīng)將系統(tǒng)用戶的工作權(quán) 限定義到具體功能，保證數(shù)據(jù)的訪問與處理安全性。應(yīng)用服務(wù)通過負(fù)載平衡算法保證系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。

三、營(yíng)銷管理信息系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)

（一）系統(tǒng)功能劃分。根據(jù)營(yíng)銷系統(tǒng)各項(xiàng)業(yè)務(wù)要求，系統(tǒng)功能可劃分為：用電營(yíng)銷管理信息系統(tǒng)（包括核心業(yè)務(wù)模塊、管理功能模塊）和與其它系統(tǒng)的接口兩部分，核心業(yè)務(wù)模塊包括業(yè)擴(kuò)管理、抄表管理、電量電費(fèi)管理、收費(fèi)與賬務(wù)管理、計(jì)量管理、用電檢查管理、系統(tǒng)維護(hù)管理子系統(tǒng)，管理功能模塊是輔助決策等，系統(tǒng)接口包括銀電聯(lián)網(wǎng)、客服系統(tǒng)接口、財(cái)務(wù)系統(tǒng)接口、電能計(jì)量系統(tǒng)及各類電能采集裝置的接口、OA接口、觸摸屏查詢等。

（二）電力營(yíng)銷管理信息系統(tǒng)。電力營(yíng)銷管理信息系統(tǒng)應(yīng)有業(yè)擴(kuò)報(bào)裝、電費(fèi)計(jì)算、檔案管理、物資管理、資料管理等部分，實(shí)行數(shù)據(jù)集中管理，各供電營(yíng)業(yè)所通過廣電網(wǎng)絡(luò)建立廣域網(wǎng)實(shí)行數(shù)據(jù)共享。業(yè)擴(kuò)流程納入計(jì)算機(jī)管理并加以業(yè)擴(kuò)監(jiān)控，逐步達(dá)到單軌制無(wú)紙化流程。利用廣電網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)庫(kù)通道建立供電局與各供電營(yíng)業(yè)所之間的物理連接，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器放置在供電局大樓信息中心統(tǒng)一管理。數(shù)據(jù)庫(kù)采用Oracle，系統(tǒng)開發(fā)工具采用Delphi。由于系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中管理，保證了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的唯一性、合法性、一致性，系統(tǒng)軟件的升級(jí)只要將文件寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù)表，操作員運(yùn)行一下本地的自動(dòng)更新程序即可。

（三）系統(tǒng)功能要求。

1．在數(shù)據(jù)處理能力方面，要求數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理性能靈活（包括對(duì)歷史數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)及處理），保證數(shù)據(jù)的完整性、可追憶性、可恢復(fù)性、可操作性、共享性和安全性，方便查詢及分類統(tǒng)計(jì)。 轉(zhuǎn)貼于

2．在報(bào)表功能方面，應(yīng)能充分利用數(shù)據(jù)庫(kù)信息按要求靈活生成各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表，提供靈活的報(bào)表格式。

3．在圖形功能方面，應(yīng)充分利用數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，能以棒圖、餅圖和條形圖、曲線等示之，并能按A4紙打印；圖形要求美觀、比例恰當(dāng)、布局合理。在統(tǒng)計(jì)功能方面，對(duì)系統(tǒng)所要求的各類數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行一般性統(tǒng)計(jì)和按某種需求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；統(tǒng)計(jì)可以由用戶自定義；統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以按自定義的格式用A4紙打印。

4．在保密及授權(quán)方面，應(yīng)具有良好的授權(quán)機(jī)制，訪問權(quán)限具有足夠的授權(quán)設(shè)置級(jí)別和嚴(yán)密的控制管理。

5．在系統(tǒng)維護(hù)方面，要求方便、快捷、可靠、安全。

（四）業(yè)擴(kuò)報(bào)裝。

1．電力客戶服務(wù)中心為新裝增容用電和用電變更一口對(duì)外管理部門。

2．低壓客戶（綜合配變供電的客戶）的報(bào)裝等相應(yīng)事宜在所屬供電所辦理，各供電所應(yīng)建立相應(yīng)的客戶檔案，并及時(shí)向客戶服務(wù)中心備案。

3．10kV及以上客戶的報(bào)裝業(yè)務(wù)在電力客戶服務(wù)中心。

4．客戶服務(wù)中心負(fù)責(zé)受理客戶申請(qǐng)、客戶建檔、組織竣工驗(yàn)收、簽訂供用電合同等，生技科專責(zé)人負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)勘察、確定供電方案等方面的工作，營(yíng)銷部負(fù)責(zé)計(jì)量等方面的工作，實(shí)業(yè)總公司負(fù)責(zé)客戶施工等工作，生技科負(fù)責(zé)方案審核。

5．客戶業(yè)擴(kuò)工程竣工后，由客戶中心組織生技科、營(yíng)銷部、供電所及實(shí)業(yè)總公司等有關(guān)人員，對(duì)工程進(jìn)行驗(yàn)收，各相關(guān)科室積極配合，接到驗(yàn)收通知后要按時(shí)參加，及時(shí)為客戶驗(yàn)收送電。

6．電力客戶服務(wù)中心全面負(fù)責(zé)對(duì)外業(yè)務(wù)服務(wù)，對(duì)內(nèi)負(fù)責(zé)有關(guān)業(yè)務(wù)流程的調(diào)度，按時(shí)完成各環(huán)節(jié)工作。

（五）電費(fèi)計(jì)算。通過設(shè)立綜合變用戶和公用變用戶這兩種只計(jì)量不計(jì)費(fèi)的關(guān)口表用戶，來統(tǒng)計(jì)線損。主要功能有：讀數(shù)錄入，電費(fèi)計(jì)算，電價(jià)字典維護(hù)，電費(fèi)臺(tái)賬生成與打印，電量電費(fèi)報(bào)表匯總，銀行數(shù)據(jù)接口（委托銀行代開發(fā)票、代收費(fèi)的，按一定格式生成銀行所需數(shù)據(jù)）。

（六）檔案管理。提供模糊查詢功能，輸入相應(yīng)的參數(shù)，能夠在數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出數(shù)據(jù)，供查詢用戶文件、表計(jì)文件、農(nóng)村綜合變、小城鎮(zhèn)公用變、表庫(kù)文件等資料。

（七）物資管理。實(shí)行進(jìn)、銷、存操作，對(duì)各供電營(yíng)業(yè)所的物資進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理，統(tǒng)一編碼，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)庫(kù)存量，便于物資合理利用。包括：材料編碼、材料進(jìn)倉(cāng)、材料核價(jià)、材料銷售，材料結(jié)存。

四、結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)各類業(yè)務(wù)模塊的細(xì)分，滿足供電企業(yè)營(yíng)銷各級(jí)管理群體的需要，既減輕了軟件維護(hù)的工作量，又方便了各供電營(yíng)業(yè)所相互之間的應(yīng)用交流，滿足數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一、編碼統(tǒng)一、運(yùn)行模式統(tǒng)一的設(shè)計(jì)目標(biāo)。全面提高供電企業(yè)的管理水平、工作效率、服務(wù)質(zhì)量和決策水平，促進(jìn)電力營(yíng)銷管理的現(xiàn)代化。

篇13

隨著能源問題重要性的日益增加，改革和完善空調(diào)控制系統(tǒng)以降低能耗、提高調(diào)節(jié)品質(zhì)，日益成為空調(diào)領(lǐng)域的重要課題。近年來許多復(fù)雜的空調(diào)控制裝置陸續(xù)開發(fā)，尤其微型計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，使各種采用微型計(jì)算機(jī)的控制裝置的開發(fā)調(diào)試更成為迫切的任務(wù)。但是，控制裝置越復(fù)雜，控制系統(tǒng)智能程度越高，這種系統(tǒng)的開發(fā)調(diào)試越困難，原因在于：

（1） 空調(diào)系統(tǒng)的主要擾動(dòng)源是一年四季以不同規(guī)律隨機(jī)變化的室外氣象條件和室內(nèi)人員及設(shè)備的散熱、散溫。可靠的智能化控制系統(tǒng)應(yīng)能自如地應(yīng)付各種室內(nèi)外隨機(jī)擾動(dòng)，使被控對(duì)象維持在理想狀態(tài)，這在現(xiàn)場(chǎng)至少需有一年以上的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間方可完成一個(gè)調(diào)試周期，致使研制周期過長(zhǎng)，難以應(yīng)付市場(chǎng)的變化與需要。若建立專門人工氣候室進(jìn)行此項(xiàng)工作，投資大、能耗高、研制成本劇增，而且還有局限性。

（2）可靠的智能控制系統(tǒng)應(yīng)能妥善處理各種意外事故，諸如停電、停水、火災(zāi)和設(shè)備損壞等，而這類事故常常不便人為地在現(xiàn)場(chǎng)或?qū)嶒?yàn)室實(shí)現(xiàn)，這就給調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)處理意外事故功能帶來困難。

鑒于上述原因，控制裝置的考核與調(diào)試已成為突出的矛盾，本文通過實(shí)例介紹空調(diào)數(shù)字仿真系統(tǒng)在考核與調(diào)試控制裝置上的應(yīng)用。

關(guān)于建筑與空調(diào)系統(tǒng)數(shù)字仿真裝置及其實(shí)時(shí)性的探討，文獻(xiàn)[1]～[3]有詳細(xì)論述。裝置包括硬件和軟件兩部分，用戶可以方便地輸入所要研究的系統(tǒng)，并進(jìn)行輸入、輸出接口定義，然后將被調(diào)試的控制裝置像實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)那樣接入相應(yīng)接口端子，就可進(jìn)行調(diào)試考核工作。

2 被調(diào)對(duì)象

2．1 現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)及其功能

被考核調(diào)試的控制裝置為DCU-UP-6242型現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)，該機(jī)具有24路數(shù)字量輸入，8路模擬量輸入，16路數(shù)字量輸出和8路模擬量輸出。編程語(yǔ)言為MCS-51單片機(jī)語(yǔ)言，其功能包括：

（1） 測(cè)量程序。通過數(shù)字量輸入通道和模擬量輸入通道可測(cè)出來自各種變送器的溫度、濕度、風(fēng)量、水流量值以及風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥運(yùn)行狀態(tài)。

（2） 控制閥等被控設(shè)備控制量計(jì)算及輸出程序。

（3）時(shí)鐘處理程序。計(jì)時(shí)，以不同周期進(jìn)行參數(shù)測(cè)量與控制。

（4）鍵盤顯示程序。根據(jù)操作人員要求，按鍵顯示相應(yīng)測(cè)量參數(shù)、閥門開度，并可進(jìn)行參數(shù)整定與設(shè)備操作。

（5）故障檢查程序。對(duì)溫濕度變送器、閥門調(diào)節(jié)失靈等狀況進(jìn)行檢測(cè)，并給出故障信息。

（6）控制方案程序。實(shí)現(xiàn)用戶控制思想，控制算法，給出控制方案號(hào)及各被控設(shè)備輸出狀態(tài)。

（7）主程序。負(fù)責(zé)上述程序的統(tǒng)一管理，見圖1。

圖1 主程序流程圖

2．2空調(diào)系統(tǒng)

被控制的空調(diào)系統(tǒng)為雙風(fēng)機(jī)定風(fēng)量系統(tǒng)，負(fù)擔(dān)兩個(gè)濕濕度參數(shù)要求相同的房間，該空調(diào)系統(tǒng)的處理室有表面式空氣冷卻器、空氣加熱器和噴霧式蒸汽加濕器，可測(cè)量與調(diào)節(jié)設(shè)備為：

（1） 室外、房間、混風(fēng)點(diǎn)、表面式空氣冷卻器后，送風(fēng)管等處設(shè)有溫濕度測(cè)點(diǎn)，送風(fēng)管還裝有風(fēng)量測(cè)點(diǎn)，它們均為數(shù)字量信號(hào)。

（2）表面式空氣冷卻器和空氣加熱器通過三通閥對(duì)冷熱媒進(jìn)行量調(diào)節(jié)，蒸汽加濕器用兩通閥調(diào)節(jié)。

（3）新風(fēng)、排風(fēng)、一次回風(fēng)、二次回風(fēng)和送風(fēng)管上設(shè)有氣動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥。

（4）兩個(gè)房間的送風(fēng)支路上設(shè)有電加熱器可進(jìn)行啟停控制。

3 考核調(diào)試

現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)的考核調(diào)式是對(duì)控制裝置功能的全面檢驗(yàn)。仿真考核調(diào)試就是利用仿真裝置替代實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)。對(duì)控制裝置的功能進(jìn)行檢驗(yàn)，包括硬件、軟件和功能實(shí)現(xiàn)的思想，并給出相應(yīng)的報(bào)告。

考核調(diào)試方法采用分層推進(jìn)法，即首先孤立地對(duì)各功能進(jìn)行考核，然后進(jìn)行綜合性運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)試考核。

3．1 系統(tǒng)描述

圖2為整體組成示意圖，首先將被控空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成、設(shè)備數(shù)據(jù)等信息輸入模型機(jī)，并進(jìn)行相應(yīng)的接口定義；然后將欲考核調(diào)試的控制裝置接入仿真系統(tǒng)，并檢查系統(tǒng)定義與接口的正確性。如果控制裝置有通訊接口，可與實(shí)驗(yàn)接口連接，此接口機(jī)可采集、存儲(chǔ)與顯示控制裝置的運(yùn)行結(jié)果。

圖2 硬件組成

3．2 功能考核調(diào)試

仿真系統(tǒng)進(jìn)入功能仿真程序，調(diào)試人員可以定義各溫、濕度以及風(fēng)量等參數(shù)值，同時(shí)測(cè)量控制裝置輸出的設(shè)備狀態(tài)，以便對(duì)各功能進(jìn)行單項(xiàng)考核。

（1）測(cè)量功能。仿真系統(tǒng)給出一系列溫度、濕度、風(fēng)量等各種參數(shù)值，檢查控制裝置測(cè)量結(jié)果是否正確。給出測(cè)量硬件、軟件是否正確，以及精度是否達(dá)到要求的考核報(bào)告。

（2） 控制閥等設(shè)備的輸出程序。控制裝置給出被控設(shè)備狀態(tài)信號(hào)，仿真系統(tǒng)對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，考核此程序功能實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)確性。

（3） 鍵盤顯示程序。檢查鍵盤實(shí)現(xiàn)功能是否正確。

（4）故障檢查程序。制造變送器與閥門調(diào)節(jié)的故障信息，檢查控制裝置對(duì)故障發(fā)現(xiàn)與處理的能力。

（5）控制方案程序。仿真系統(tǒng)制造一系列室內(nèi)、室外以及設(shè)備狀態(tài)的信息，檢查控制思想及實(shí)現(xiàn)正確與否，檢查設(shè)備動(dòng)作正確與否，但此時(shí)不檢查調(diào)節(jié)效果。

上述僅考核控制裝置的基本功能，如均達(dá)到要求，可進(jìn)入綜合性仿真試驗(yàn)，否則進(jìn)行修改、完善。

3．3 綜合性仿真試驗(yàn)

空調(diào)系統(tǒng)的控制裝置應(yīng)能應(yīng)付作用到空調(diào)系統(tǒng)上的各種形式與變化的擾量，但日以不能進(jìn)行逐日仿真試驗(yàn)，因此，必須確定試驗(yàn)工況。單純從考核調(diào)控制裝置來說，試驗(yàn)工況的選擇應(yīng)考慮三方面問題，即：氣象條件，建筑物的熱慣性；建筑物的使用情況，如人數(shù)、內(nèi)部發(fā)熱量和使用時(shí)間表等。如果為了考核調(diào)試用于某地區(qū)某建筑空調(diào)系統(tǒng)的控制裝置，則應(yīng)確定以下兩方面的試驗(yàn)工況。

（1） 為了考查全年運(yùn)行特性，可按不同季節(jié)進(jìn)行綜合性仿真試驗(yàn)。一般可分為冬季嚴(yán)寒期、夏季炎熱期、春季、夏初以及秋季。并確定各季節(jié)的氣象條件。當(dāng)然，為了考核空調(diào)工況分區(qū)及其控制方案的合理性，則應(yīng)根據(jù)工況區(qū)先定氣象條件。一天內(nèi)室外空氣溫度的變化可視為正弦變化：每天的濕度可按恒定值考慮，不同季節(jié)取不同數(shù)值。

（2）對(duì)于建筑物特性及使用情況，應(yīng)編制內(nèi)部矛盾熱濕負(fù)荷時(shí)間表，以便仿真模擬。

4 應(yīng)用示例

為了說明空調(diào)控制數(shù)字仿真能否用于控制裝置的考核、調(diào)試，以本文第2節(jié)給出的被調(diào)對(duì)象為例，從過程控制特性和控制精度兩方面，對(duì)比仿真結(jié)果與實(shí)際系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果。

4．1 過程控制特性

為了考核控制軟件在跟蹤控制過程上的效果，給定如圖3所示的溫度過程設(shè)定值曲線，并按此設(shè)定要求，在空調(diào)數(shù)字仿真系統(tǒng)中運(yùn)行被控制的空調(diào)系統(tǒng)與被考核的現(xiàn)場(chǎng)控制裝置，其結(jié)果如圖4所示，與在實(shí)際空調(diào)系統(tǒng)按此設(shè)定曲線控制的結(jié)果（見圖5）相比，可得：

圖3 溫度過程設(shè)定值曲線

圖4 仿真溫度過程曲線

圖5 實(shí)測(cè)溫度過程曲線

（1）仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果十分相近；

（2）基本可以符合溫度過程設(shè)定曲線要求，便跟蹤效果不理想，控制軟件需進(jìn)一步改進(jìn)。

4．2 控制精度

為了探索空調(diào)數(shù)字仿真系統(tǒng)在仿真空調(diào)控制精度上的效果，利用實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)某日逐時(shí)室外氣象數(shù)據(jù)，在仿真系統(tǒng)上仿真運(yùn)行該空調(diào)控制系統(tǒng)。對(duì)比圖6所示的仿真結(jié)果與圖7所增實(shí)測(cè)結(jié)果可以看出：

圖6某日仿真溫度曲線

圖7某日實(shí)測(cè)溫度曲線

（1）仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果十分相近

（2）溫度控制精度為±0.5℃，滿足原軟件設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)論

上述探討說明，實(shí)時(shí)性好的空調(diào)數(shù)字仿真裝置可以很好地模擬實(shí)際空調(diào)控制系統(tǒng)，為現(xiàn)場(chǎng)控制裝置（包括硬件、軟件）的開發(fā)與考核調(diào)試開辟一條經(jīng)濟(jì)、可靠的途徑。當(dāng)然，通過仿真試驗(yàn)考核控制裝置的全面性取決于用戶對(duì)控制裝置功能的理解，試驗(yàn)越全面，在實(shí)際環(huán)境中出現(xiàn)的錯(cuò)誤就越少，越節(jié)省人力、物力，應(yīng)用效果越好。

本文的目的在于對(duì)比仿真調(diào)試與實(shí)際應(yīng)用的效果，至于如何評(píng)估、評(píng)價(jià)一個(gè)控制裝置，尚需進(jìn)一步探討。

6 參考文獻(xiàn)