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JZFZ Architecture Design CHENGDU | CHONGQING | XI`AN | BEIJING | KUNMING | SHANGHAI | WUHAN | ZHENGZHOU 基准方中建筑设计 成为中国领先、具有世界影响力的大型综合建筑设计企业集团 Vision / 愿 景 To be a leading in China and well-known in the world’s large-scale integrated architectural design groups 1、经营理念 2、发展历程 3、服务业务区域 4、我们的客户 5、公司荣誉 CONTENTS 目录 6、企业文化、社会责任 7、业务范围 8、核心竞争力 9、作品案例 1. Operation Philosophy 2. Development Course 3. Business Coverage Areas 4. Our Clients 5. Awarded Honors1 经营理念 Operation Philosophy ? 经营理念:遵循市场化原则,倡导并践行全面建筑观,全面实施全过程、全面专业的设计服务和精细化、节约化设计。 ? 设计理念:创新、技术、服务 ? 企业文化:聚焦客户,成就客户 ? 基于心 ·准于行 ? Operation philosophy: following the market principle, advocate 2 发展历程 Development Course 基准方中设计作品 — 保利 · 拉菲庄园 2002 2008 2009 2011 2013 成都公司成立 Chengdu company established 重庆公司成立 Chongqing branch established 西安公司成立 Xi’an branch established 北京公司成立 Beijing b深耕西南 13载 , 布局全国 , 走向世界 Focus on Southwest China region for 13 Years, extend to nationwide and oversea market. ( 截止至 2015年 5月 ) 百荣百尚雅加达库宁冈项目 3 服务业务区域 Business Coverage Area The Trends Property 在中国 前 50大 品牌 开 商 中基准方中与其中 60% 建立 了合作 关系 Of the top 50 brand real estate investors in China, JZFZ has established the cooperation relationships with 60% of them. 4 我们的客户 Our Clients 外资 / Forei5 公司荣誉 Awarded Honors 2009 ? 龙湖 ?晶蓝半岛 中国土木工程詹天佑奖 优秀住宅小区金奖 ? 凯丽滨江 广厦奖 2010 ? 蓝光 ?圣菲 TOWN城 中国土木工程詹天佑奖优秀住宅小6 企业文化、社会责任 Corporate Culture & Social Responsibility 基准之道 JZFZ Cul
1 文献综述 电气工程及其自动化 基于单片机的三相信号发生器的设计 一、前言 单片机全称为单片微型计算机,是一种集成在电路,采用超大规模集成电路技术将CPU、 ROM、 RAM、多种 I/O 口和中断系统、定时器 /计数器等功能集成到一个硅片上构成的小而完善的计算机系统。 单片机应用非常广泛 ,可以分为独立的应用程序及多机的应用程序。所谓的独立的应用程序是指在一个应用系统中只使用一块单片机 ,这是目前绝大多数领域中的应用现状。独立的应用程序的主要领域有 :智能产品、测量及控制系统、 CNC 控制机、智能仪表、智能接口。多机的应用程序是高科技领域应用的主要模式 ,单片机的控制性能和高可靠性、高运行速度 ,必须使未来的高科技工程系统采用单片机多机的应用系统成为主要的发展方向。 随着时代的进步,电力与电子技术在现实生活中的应用越来越广泛,这就需要我们对电路进行更安全、更详细的设计。而在做强、弱电实验的时候,我们也需要进行模拟实际系统或者测试系统的性能。显示、设定、负载监控、热模拟等一些功能现在已经多数被引入实验,而三相信号源的设计与其他部件一样应运而生了。 二、单片机的特点、应用和发展概况 按模拟电路构成的低频信号源性能不能令人满意,且用于低频其 RC 要很大,大电阻、大电容在制造上有困难,参数准确度难以保证、体积大、漏电损耗显著等,而单片机的推广应用能解决这些困难。单片机具有如下特点。 1、集成度高、功能强。 2、结构合理。 ( 1)存储量大。 ( 2)速度快、功能专一。 3、抗干扰性强。 4、指令丰富。单片机的指令一般有数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移等,有些还具有位操作指令。 2 由于它的简单易操作、价格低廉、实现容易使其逐渐得到了广泛的应用。目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。 ( 1)在智能仪器仪表上的应用 ( 2)在工业控制中的应用 ( 3)在家用电器中的应用 ( 4)在计算机网络和通信领域中的应用 ( 5)在医疗设备领域中的应用 ( 6)在各种大型电器中的模拟块应用 ( 7)在汽车设备领域中的应用 单片机的发展概况: ( 1) 4 位单片机( 1971 年 -1974 年) ( 2)低、中档 8 位机( 1974 年 -1978 年) ( 3)高档 8 位机( 1978 年 -1982 年) ( 4) 16 位单片机和超 8 位单片机( 1982 年 -目前) 单片机的发展趋势向着大容量、高性能与小容量、低廉化,外围电路内装化以及 I/O接口的的增强和能耗降低等方向发展。 三、信号发生器的介绍 信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波) 、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。例如在通信、广播、电视系统中,都需要射频(高频)发射,这里的射频波就是载波,把音频(低频) 、视频信号或脉冲信号运载出去,就需要能够产生高频的振荡器。在工业、农业、生物医学等领域内,如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等,都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。 凡是产生测试信号的仪器,统称为信号源,也称为信号发生器,它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。在测试、研究或调整电子电路及设备时,为测定电路的一些电参量,如测量频率响应、噪声系数,为电压表定度等,都要求提供符合所定技术条件的电信号,以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。当要求进行系统的
文献综述 电气工程及其自动化 基于状态观测器的蒸汽温度控制与诊断系统的设计(诊断部分) 前 言: 锅炉产业,它既不是 “朝阳产业 ”,也不是 “夕阳产业 ”,而是与国家经济发展共存的永恒产业,而且在中国还是一个不断发展的产业。 20 世纪 80 年代以后,中国的经济发生了突飞猛进的变化,锅炉行业更加突出,全国锅炉制造企业增加近二分之一,并形成了独立开发研制一代又一代新产品的能力,产品的技术性能已接近发达国家水平。锅炉是经济发展时代不可缺少的组成部分,未来的发展前景是巨大的。锅炉是发电厂中实现能源转换的关键设备,同时也是能源消耗的主要设备。对锅炉生产过程进行有效的控制,不仅能够提高产品的质量,改善操作人员的工作环境和条件,而且可以提高锅炉的燃烧效率,达到节约能源的目的。为此,锅炉节能控制一直被列为我国控制领域一个重要的推广应用项目。锅炉系统是由制粉、给水、蒸汽过热、燃烧等多个子系统构成的母系统,而蒸汽过热系统则是锅主蒸汽温度控制直接影响到火电厂的热效率和设备的安全运行,因此,主蒸汽温度控制系统是全厂的重要控制系统之一。 正 文: 工业锅炉目前是中国主要的热能动力设备,工业锅炉多于电站锅炉,近年来,中国电站锅炉行业取得了快速的发展。产量大幅增长,行业产能快速提升。目前,整个行业的产能已经超过 8000 万千瓦,不仅能满足国内电力工业建设的需要,而且还进入了国际市场。现在中国锅炉制造业取得了长足的进步,目前已可以生产多种不同压力等级和容量的锅炉,已成为当今世界锅炉生产和使用最多的国家。同时,轻工纺织、能源化工、钢铁煤炭等锅炉相关产业的迅速发展给锅炉行业带来了广阔的发展空间和发展动力。锅炉蒸汽温度控制又是决定锅炉使用寿命和电厂安全性的关键,所以锅炉蒸汽温度控制方法是至关重要的。控制方法如下: 1. 串级控制方法:文献 [1]介绍串级控制系统,串级控制系统采用两个检测变送器和两个调节器,他把前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定,后一个调节器的输出送往调节阀。前一个调节器称为主调节器,它所检测和控制的变量称主变量(主被控参数),即工艺控制指标;后一个调节器称为副调节器,它所检测和控制的变量称副变量(副被控参数),是为了稳定主变量而引入的辅助变量。整个串级控制系统包括两个控制回路,主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成;主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。一次扰动:作用在主被控过程上的,而不包括在副回路范围内的扰动。二次扰动:作用在副被控过程上的,即包括在副回路范围内的扰动。在工业上常常用来克服被控过程较大的容量滞后,在过程控制系统中,被控过程的容量滞后较大,尤其当被控对象是温度时,控制要求较高,利用串级控制系统的二次回路可以改善过程动态特性,来解决单回路控制系统不能满足生产工艺的要求的问题。 2. PID 控制方法:在工业生产中,应用最广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称 PID 控制。 PID 控制器诞生到现在已经将近有 70 年的历史了,因为他的结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便,它的应用很广泛,因此它成为了工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不是完全被我们掌握,或者我们在设计时找不到精确的数学模型的时候,或者控制理论的其他技术难以采用的时候,系统控制器的结构和参数必须要依照经验和现场调试来确定,也就是说当我们不完全了解一个系统和被控对象,或者不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合采用 PID 控制技术。文献 [9]对工业上一些温度控制系统不能采用传统的 PID 控制器的原因进行了分析,并通过 MATLAB 仿真

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基于状态观测器的蒸汽温度控制与诊断(控制部分)【文献综述】 4P

基于状态观测器的蒸汽温度控制与诊断(控制部分)【文献综述】.pdf

文献综述 电气工程及其自动化 基于状态观测器的蒸汽温度控制与诊断(控制部分) 前言: 过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围之内,并保护过热器,使其管壁温度不超过允许的工作温度。过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点,蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降,以至烧坏过热器的高温段,严重影响安全。一般规定过热蒸汽的温度上限不能高于其额定值 5℃。如果过热蒸汽温度偏低,则会降低发电机组能量转换效率,据分析,汽温每降低 5℃,热经济性将下降 1%;且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽湿度增大,甚至使之带水,严重影响汽轮机的安全运行。一般规定过热汽温下限不低于其额定值 10℃。 在锅炉过热汽温自动控制系统中 [1],被控变量是过热器出口蒸汽温度,而控制变量是减温水流量当改变减温水流量后,过热器出口温度的变化要滞后一段时间,即滞后介质流经管道的时间由于迟延的存在,被控变量不能及时反映系统的状态即使测量的反馈信号到达控制器,执行机构接受到控制信号立即行动,也需纯迟延时间τ后,才影响被控变量,使之受到控制,控制系统具有较大的惯性和迟延这样的控制过程必然有和较长的过渡时间。当系统的纯迟延时间τ与过程的广义时间常数 T 之比大于 0.3,该系统为大迟延系统锅炉过热器出口蒸汽温度是单元机组在运行中必须保持在一定范围的重要参数。随着电厂装机容量的增大,对自动控制水平及控制精度的要求越来越高。高阶次、大迟延的汽温对象,一直是自动控制系统难以解决的问题,传统的控制方法已难以取得满意的控制效果,基于此,我们 不难发现此类控制系统已经无法满足日益提高的性能要求,必须采用新的控制方式。 正文: 对温度的控制理论是自动控制理论的一部分,近几年 PID 控制,模糊控制,以及神经网络在温度控制中的应用都发展较快。 文献 [2]为我们介绍了 PID 控制系统, PID 控制系统自出现以来,由于其结构简单、实用、价格便宜,在很多过程领域中实现了满意的控制。在过去长期的应用中,这种技术已经非常成熟。随着计算机技术的飞速发展,采用计算机实现 PID 控制时,其软件系统灵活易修改完善的优点得以发挥,是连续系统中技术最成熟,应用最广泛的一种调节器。 文献 [3]为我们介绍了人工神经网络控制系统,人工神经网络是一种采用数理模型的方法模拟生物神经细胞结构及对信息的记忆处理而构成的信息处理方法。它用大量简单的处理单元广泛连接形成各种复杂网络。人工神经网络以其高度的非线性映射,自组织,自学习和联想记忆等功能,可对复杂的非线性系统建模,该方法响应速度快,抗干扰能力强,算法简单,且易于用硬件和软件实现。在温控系统中,将温度的影响因素如气温、外加电压、被加热物体性质以及被加热物体温度等作为网络的输入,以实验数据作为样本,在微机上反复迭代,随实验与研究的进行与深入,自我完善与修正,直至系统收敛,得到网络权值,达到自整定控制参数的目的。 文献 [4]为我们介绍了模糊控制,模糊控制是基于模糊逻辑描述一个过程的控制算法,它适用于控制不易取得精确数学模型和数学模型不确定或经常变化的对象。在实现温度控制时,将温控对象的偏差和偏差变化率及输出量划分为不同的模糊值,建立规则,将这些模糊规则写成模糊条件语句,形成模糊模型。然后根据控制查询表,形成模糊算法。最后对温度误差采样的精确量模糊化,经过数学处理输入计算机中,计算机根据模糊规则推理做出模糊决策,求出相应的控制量,变成精确量去驱动执行机构,调整输入,达到调节温度,使之稳定的目的。模糊控制不需要装置的精确模型,仅依赖于操作人员的经验和直观判断,非常容易应用,并且模糊控制对被控对象参数变化有强鲁棒性,对控制系统干扰有较强抑制能

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基于单片机的路灯稳压控制系统设计【文献综述】 4P

基于单片机的路灯稳压控制系统设计【文献综述】.pdf

文献综述 电气工程及其自动化 基于单片机的路灯稳压控制系统设计 前言 目前单片机渗透到我们生活的各个领域。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。稳压器,顾名思义,就是使输出电压稳定的设备。所有的稳压器,都利用了相同的技术实现输出电压的稳定输出电压通过连接到误差放大器( Error Amplifier)反相输入端( Inverting Input)的分压电阻( Resistive Divider)采样( Sampled) ,误差放大器的同相输入端( Non-inverting Input)连接到一个参考电压 Vref。 参考电压由 IC 内部的带隙参考源(Bandgap Reference)产生。 误差放大器总是试图迫使其两端输入相等。为此,它提供负载电流以保证输出电压稳定。 主题 早期的单片机都是 8 位或 4 位的。其中最成功的是 INTEL 的 8031,因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在 8031 上发展出了 MCS51 系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高,开始出现了 16 位单片机,但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。 90 年代后随着消费电子产品大发展,单片机技术得到了巨大提高。随着 ARM系列的广泛应用, 32 位单片机迅速取代 16 位单片机的高端地位,并且进入主流市场。目前,高端的 32 位单片机主频已经超过 300MHz,性能直追 90 年代中期的专用处理器,而普通的型号出厂价格跌落至 1 美元,最高端 [1]的型号也只有 10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用,大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。微型单片化现在常规的单片机普遍都是将中央处理器 (CPU)、随机存取数据存储 (RAM)、只读程序存储器 (ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如 A/D 转换器、 PMW(脉宽调制电路 )、 WDT(看门狗 )、有些单片机将 LCD(液晶 )驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。单片机发展的未来的趋势应该是向着 1.低功耗。2.低负荷。 3.低成本。 4.低噪音。 5.高稳定。 6.高智能。等等为简单化发展的。 随着社会飞速前进,用电设备与日俱增。但电力输配设施的老化和发展滞后,以及设计不良和供电不足等原因造成未端用户电压的过低,而线头用户则经常电压偏高,对用电设备特别是对电压要求严格的高新科技和精密设备,独如一颗不定时炸弹。市电系统作为公共电网,上面连接了成千上万各种各样的负载,其中一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能,还会反过来对电网本身造成影响,恶化电网或局部电网的供电品质,造成市电电压波形畸变或频率漂移。另外意外的自然和人为事故,如地震、雷击、输变电系统断路或短路,都会危害电力的正常供应,从而影响负载的正常工作。 不稳定的电压会使设备造成致命伤害或误动作,影响生产,造成交货期延误、品质不稳定等多方面损失。同时加速设备的老化、影响使用寿命甚至烧毁配件,使业主面临需要维修的困扰或短期内就要更新设备,浪费资源;严重者甚至发生安全事故,造成不可估量的损失。 总结

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基于单片机的风扇速度控制设计【文献综述】 4P

基于单片机的风扇速度控制设计【文献综述】.pdf

文献综述 电气工程及其自动化 基于单片机的风扇速度控制设计 [前言 ] 随着现代科学技术的发展,微型计算机已经深入人们的生活中。单片机又称微控制器( Microcontroller Unit, MCU) ,作为微型计算机中的一个重要分支,它的发展极为迅速,以其独特的结构和性能,渗透到各个领域,产生了极大的影响。研究单片机、学习单片机,是社会发展的必然趋势,单片机有着其广阔的发展空间和社会价值。 [主题 ] 单片机是将中央处理部件( CPU) 、数据存储器( RAM) 、程序存储器( ROM、 EPROM、 Flash ROM) 、定时器 /计数器和各种输入 /输出( I/O)接口等计算机基本部件集成在一块电路芯片上。自从 Intel 公司推出第一批单片机以来,单片机的发展已经经历了 30 多年,在这短短的几十年里,单片机经历了多次更新换代,每次换代,其集成度增加一倍,功能翻一番,而且品种多样,从 4 位、 8 位到 16 位、 32 位,至专用机。单片机的使用已深入我们的生产和生活的各个领域。 单片机大致可以分为 3 个阶段: 第一阶段( 1974 年 ~1978 年):单片机的初始阶段。以 Intel 公司首先推出的 MCS-48系列单片机为代表,在单片机内集成了一个 8 为 CPU、一个 8 位平行 I/O 口和一个 8 位定时器 /计数器,具有体积小、功能全、价格低等优点,为单片机的发展奠定了基础。 第二阶段( 1978 年 ~1982 年):单片机的高性能阶段。随着 8 位单片机的应用越来越广泛,许多半导体公司和计算机公司推出了自己的单片机系列,使单片机的功能大大提高。其中最典型的是 Intel 公司推出的 MCS-51 系列单片机,该系列具有集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等一系列优点,直到现在还有广泛的用途。 第三阶段( 1982 年至今): 8 位单片机的巩固发展和 16 位、 32 位单片机的推出阶段。在 8 位单片机的发展和完善下,许多公司推出了 16 位、 32 位单片机,如 Intel 公司推出的MCS-96/196 系列, Rockwell 公司的 6501、 6502,日立公司的 H8/3048 系列等。 16 位单片机主要用于高档智能仪表、录象机、工业控制等场合, 32 位单片机主要用于 ARM 嵌入式微处理器系列、数码相机、掌上电脑等设备中。目前的 8 位单片机品种丰富,功能强大,得到了广泛的应用,尤以 MCS-51 为主流机型,在我国的家电、通信和计算机外设有很大的市场 [1]。 总体来看单片机发展的 30 年,可谓是日新月异,单片机向着低功耗、微型单片化、高性能、大容量方向发展,甚至随着半导体技术的发展,片上系统 SOC( System On Chip)受到人们的关注。 复旦大学计算机科学系的陈章龙教授在 1998 年的全国单片微机学术交流暨展示会做报告时提到,目前我国普遍采用 4 位、 8 位或 16 位,对于单片机还处于低档的应用,而对于那些宏单片机、 DSP 等高档的应用还是空白 [2]。陈章龙教授归纳主要由两个原因:其一是开发环境和工具不具备,其二是没有合适的市场切入点。另外,单片机有较强的通用性,往往针对某些应用需要二次开发,而我国恰好缺乏这方面的研发人员,就需要国外专门的开发公司,与国外有很大的差距。 21 世纪是数字化时代,因此单片机具有很广阔的发展前途。 国外很多公司都推出了自己的单片机系列,另人遗憾的是目前我国还没有自己的单片机,国内市场受到来自美国、日本等成熟生产厂商的竞争,况且我国微电子技术比较落后,设计开发起来比较困

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基于PLC控制的知识竞赛抢答器设计【文献综述】 4P

基于PLC控制的知识竞赛抢答器设计【文献综述】.pdf

文献综述 电气工程及其自动化 基于 PLC 控制的知识竞赛抢答器设计 引言 :随着社会的进步,科学技术的不断发展,促使人们学科学,学技术,学知识的手段多种多样。而抢答器作为一种工具在各种智力和竞赛场合,已得到十分广泛的应用。但抢答器的使用频率仍然较低,因此,在制作过程中需从多方面进行考虑。经过查阅关于抢答器的资料,可不难看出,抢答器的制作一般从两个方面考虑,一为经济成本,一为简便可靠性,即抢答器的设计也要符合当下形势需求,尽可能的经济适用,尽可能的简便轻巧。再次查阅大量关于抢答器制作方面的资料,确定本次设计的题目为:基于 PLC 控制的知识竞赛抢答器。文献将从多个方面介绍以 PLC(可编程控制器)为核心所设计的知识竞赛抢答器。 正文 :如今,可以实现抢答器功能的方法很多,比如早期的数字电路、模拟电路或者数模混合电路。近年来,随着科技的发展,单片机、 PLC 的应用不断的走向深入,同时带动传统的控制检测技术不断发展。 回顾抢答器的发展历程,不难看出,一个小小的抢答器,就折射出了整个控制检测技术的发展。最早期的抢答器由模拟电路构成,几乎无集成芯片,全部由硬件构成的大电路板,结构复杂,功能也十分简单,仅仅可以发出声音,然后由他人判断抢答先后,无数字显示及记录功能,且故障率较高,维护起来极为麻烦;而后随着数字技术的出现和发展,人们经过模数转换,将一些功能用芯片来集成代替,使得抢答器的结构有了一定程度的简化,且功能上也有了一定进步,可以用数码显示管显示简单的抢答结果;随着模拟电子技术及数字电子技术的进步,人们发现使用数模混合电路所设计的抢答器能实现更多功能,在一段时间中,这种类型的抢答器应用十分广泛,甚至在今天,在某些简单的场合,这种抢答器仍在使用,该类型的抢答器技术已相当成熟,其中心构造一般都是由数字电子集成电路构成,根据不同的功能,再设计出其他不同的配件。数模混合电路抢答器一定程度上满足了某些竞赛场合的要求,可是由于本身所设计电路的复杂性,它仍然没有脱出模拟电路的局限性。若抢答器的功能越多,电路也越复杂,并且成本较高,故障率也较高,维修起来极为麻烦,显示方式也过于简单,无法准确判断抢答按钮的行为,最重要的是,数模混合电路抢答器不便于参数的调节及功能的升级换代。 20 世纪七八十年代,单片机的诞生为控制检测技术打开了智能化的大门,随着单片机技术的发展,它以得天独厚的条件迅速占领了抢答器大部分市场。许多繁琐的系统若由单片机进行设计,便可以收到电路更简单,功能更齐全的良好效果。若把经典的电子系统当做一个僵死的电子系统,那么智能化的现代电子系统则是一个具有“生命”的电子系统。基于单片机设计的抢答器,通过串口通信动态传输数据,使抢答器系统具有了更完善的功能。单片机系统的硬件结构给予了抢答系统“身躯” ,而单片机的应用程序赋予了其新的“生命” ,使其在传统的数模混合电路抢答器面前具有电路简单、成本低、运行可靠等优势。但单片机系统也有许多缺点:( 1)系统硬件设计虽与传统电路相比较为简单,但在许多场合仍是较为复杂,运用单片机方案,硬件设计包含扩展电路部分和系统配置电路部分,所以该系统电路设计工作量相对较大,影响系统开发的时间。 ( 2)系统的抗干扰能力相对较差,在系统设计中,虽然注意了芯片、器件选择、去耦滤波、电路板的布线、通道隔离及屏蔽。但由于工作的条件不稳定性,很难保证系统的可靠性和稳定性。 ( 3)系统需要自己设计电源,而且不能保证系统的可靠运行。( 4)维护维修相对比较麻烦,维修需要的时间也相对较长。因此,基于单片机设计的抢答器仍有较大的改进空间。 可编程控制器( Programmable Logic Controller

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基于PLC的电梯控制系统设计【文献综述】 6P

基于PLC的电梯控制系统设计【文献综述】.pdf

文献综述 电气工程及其自动化 基于 PLC 的电梯控制系统设计 前言 1 电梯的起源与发展 随着科学技术和社会经济的发展,高层建筑已成为现代城市的标志。电梯作为垂直运输工具,承担着大量的人流和物流的输送,其作用在建筑物中至关重要。是现代城市生活中必不可少,且应用最广泛的垂直交通运输工具。它起源于公元前 236 年的古希腊。当时阿基米德设计出一种人力驱动的卷筒式卷扬机,共造出三台,安装在妮罗宫殿里。人们把这三台卷扬机看作是现代电梯的鼻祖。 事实上,早在公元前,我们的祖先和古埃及也都曾经使用了这种人力卷扬机。在瓦特发明了蒸汽机之后,于 1850 年,在美国纽约市出现了世界第一台由亨利·沃特曼制作的以蒸汽机为动力的卷扬机。 1854 年,在纽约水晶宫举行的世界博览会上,美国人伊莱沙·格雷夫斯·奥的斯第一次向世人展示了他的发明-历史上第一部安全升降梯。从那以后,升降梯在世界范围内得到了广泛应用。在此期间,英国的阿姆斯特朗发明了水压梯。随着水压梯的发展,蒸汽梯也就被淘汰了。后来发展为采用油压泵和控制阀的液压梯。直到今天,液压梯仍在使用。 1889 年,美国奥的斯公司制造的由直流电动机通过蜗杆蜗轮减速器带动卷筒卷绕绳索悬挂并升降轿厢的电动升降机,构成了现代电梯的鼻祖。 为了解决乘客乘坐电梯的安全性和舒适感方面的问题, 1892 年,美国亨利·华特·列昂那得发明了用调节电动机励磁场来调速的电动机 —发电机电力驱动系统,使直流升降机的电力拖动构造有了重大发展。 1900 年,交流感应电动机被使用到电梯驱动以后,进一步简化了电梯的传动设备。以后由交流单速电动机发展到交流双速感应电动机。 1903 年,美国奥的斯在电梯传动机构中采用了曳引驱动代替卷筒方式,提高了电梯传动机械的通用性,同时也制造了有齿轮曳引高速电梯。这种电梯减少了传动设备,增强了安全性能,成为目前电梯曳引传动的基本构造形式。 1 在电梯控制技术方面, 1949 年开始应用电子技术,以后出现了电子器件与信息处理的分区控制系统,以后发展到大规模集成电路。由于电梯拖动技术从直流电动机驱动,到交流单速、交流双速电动机驱动,到交流调压调速 (ACVV)控制,交流调压调频调速 (VVVF)控制,使得电梯控制技术不断成熟,加上电子技术、电子计算机技术、自动控制技术在电梯中的广泛应用,使电梯运行的可靠性、安全性、舒适感、平层精度、运行速度、节能降耗、减少噪声等方面都有了极大改善。 70 年代,特别是 1973 年以来,电梯控制柜的控制电路逐渐从模拟电路向数字化电路发展,数字技术显著提高了电梯的可靠性和运性精度。 70 年代末到 80 年代初,高速无齿轮和有齿轮快速电梯都应用微机作为控制的主要部件,而且每部电梯使用的微机不止一部。 80 年代,大功率晶体管模块的问世以及微机和数字调节技术的不断成熟,人们利用PWM(脉宽调节 )技术来控制换流器,实现对电梯中交流电动机进行调压调频 (VVVF),达到线性调速的目的。自 80 年代中期, VVVF 控制的电梯先后由美国奥的斯、日本三菱等电梯公司相继开发并逐步推向市场。 90 年代, VVVF 拖动系统得到较快发展,其许多技术、经济指标,明显优于其它电梯控制系统。 2 电梯信号控制系统发展的现状 近年来,我国的电梯生产技术得到了迅速发展.一些电梯厂也在不断改进设计、修改工艺,更新换代生产更新型的电梯。 继电器组成的顺序控制系统是最早的一种实现电梯控制的方法。但是,进入九十年代,随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用,人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高,继电器控制的弱点就越来越明显。 可编程序控制器 (PLC)

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基于PLC的电梯控制系统设计 (2)【文献综述】 4P

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文献综述 电气工程及其自动化 基于 PLC 的电梯控制系统设计 前 言: 电梯是一种起重运输设备 , 广泛用于住宅、公共建筑、工厂仓库等场所 , 方便了人们的生活 , 节省了时间和体力。随着现代城市的发展 ,高引言层建筑日益增多 ,电梯成为人们日常生活必不可少的代步工具。电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著 ,因此必须努力提高电梯系统的性能 ,保证电梯的运行既高效节能又安全可靠。我国电梯控制系统主要 有三种方式 :继电器控制系统、微机控制系统和 PLC控制系统。其中 PLC控制系统以其显著的优点成为电梯控制系统的主流。继电器控制系统控制线路复杂、体积大、触点多、故障率高、可靠性差、维修工作量大等。微机控制系统可靠性不高 , 容易发生故障 , 从而使电梯难以达到用户希望的安全、稳定、可靠的基本要求。而采用 PLC 组成的控制系统很好地解决上述问题 , 它具有工作可靠性高、灵活性和通用性高、编程简单、使用方便、抗干扰能力强等优点。它使电梯运行更加安全、方便。 [1][2][3] 正 文: 电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。 1889 年,美国奥梯斯升降机公司推出的世界上第一部以电动机为动力的升降机,同年在纽约市的马累特大厦安装成功。随着社会的发展,建筑物规模越来越大,楼层越来越多,对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。 传统的电梯运行逻辑控制系统采用继电器逻辑控制线路。这种控制线路,存在 控制线路复杂、体积大、触点多、故障率高、可靠性差、维修工作量 等缺点。从技术发展来看,这种系统将逐渐被淘汰。 目前,由可编程序控制器 (PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统,正以很快的速度发展着。采用 PLC 控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短,这种电梯运行更加可靠,并具有很大的灵活性,可以完成更为复杂的控制任务,己成为电梯控制的发展方向,其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。 可编程序控制器,是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物,是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器,是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机。自 1969 年针对工业自动控制的特点和需要而开发的第一台 PLC 问世以来,迄今已 40 来年,它的发展虽然包含了前期控制技术的继承和演变,但又不同于顺序控制器和通用的微机控制装置。它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求,同时也照顾到现场电气操作维护人员的技能和习惯,摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式,独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构,使用户程序的编制清晰直观、方便易学,调试和查错都很容易。用户买到所需PLC 后,只需按说明书或提示,做少量的安装接线和用户程序的编制工作,就可灵活而方便地将 PLC 应用于生产实践。而且用户程序的编制、修改和调试不需要具有专门的计算机编程语言知识。这样就破除了“电脑”的神秘感,推动了计算机技术的普遍应用。可编程序控制器 PLC 在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术。 PLC 现己成为现代工业控制三大支柱 ((PLC, CAD/CAM, ROBOT)之一,以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能、易与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备高速记数与位控等高性能模块等优异性能,日益取代由大量中间继电器、时间继电器、记数继电器等组成的传统的继电一接触控制系统,在机械、化工、石油、冶金、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业得到广泛应用。 PLC 的应用深度和广度己经成为一个

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基于PLC的电机故障诊断系统设计【文献综述】 5P

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文献综述 电气工程及其自动化 基于 PLC 的电机故障诊断系统设计 前言 对现代工业的远程监控、故障诊断技术是近几年来研究的热点。统计显示大多数的故障都是一般性故障,通常情况下故障诊断有两种方法:故障树方法和专家系统方法。故障树方法是利用系统的故障逻辑结构进行逻辑推理,发现错误的输出对应地找到可能的输入错误。另外一种办法专家系统方法则是通过建立系统故障的知识库与推理机,计算机依据现场的数据依靠知识库和推理机进行深入的逻辑推理,最终找出相应的故障的原因。 PLC作为一种成熟稳定且可靠的控制器,现在已经在工业控制中得到了越来越广泛的应用。 PLC系统的设计直接影响着工业控制系统的安全可靠运行。一个完善的 PLC系统除了能够正常运行,满足工业控制的要求,还必须能在系统出现故障时及时进行故障诊断和故障处理。故障自诊断功能是工业控制系统的智能化的一个重要标志,对于工业控制具有较高的意义和实用价值。 PLC是现在应用非常多的一种控制装置,利用 PLC丰富的内部资源以及其强大的功能指令,进行编制故障检测报警程序,不仅可以替代传统继电器能实现的相应功能,还可以提高工作可靠性以及其系统的灵活性。 PLC控制系统部分 PLC作为控制部分的主要结构,其设计主要包括模块的估算与选取、 PLC的选取、系统框图的设计。下面围绕这三方面逐一介绍。 1、 PLC的系统模块估算与选取。通常在 PLC的系统设计时,应该详细地分析工艺过程的各个环节的特点和控制要求,和求性价比的 PLC和设计相应的控制系统最后选择有较高性能价估算输入输出点数、所需存储器容量。估算好相应的模块之后,就要进行相应模块的选择。包括输入输出模块、存储器和电源的估算与选择。对 I/O点数进行估算时应当充分考虑适当的余量,一般情况下是根据统计的输入输出点数,在其基础之上再增加 10%~ 20%的可扩展余量,作为输入输出点数实际估算数据来使用。在实际订货时,还需根据制造厂商 PLC的产品特点,对输入输出点数进行调整,输入输出模块的选择应当充分考虑与应用要求的统一。存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元的大小,程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小,因此程序容量小于存储器容量。在设计初期,因为用户得应用程序还未编制,所以,程序容量在设计初期是不能确定的,只有在程序调试之后才能知道。但为了在设计选型时能对程序容量有一定估算,一般情况下是采用对存储器容量的估算来替代。 PLC的供电电源,除了引进设备时同时引进 PLC应根据产品说明书要求设计和选用外,一般 PLC的供电电源应设计选用 220VAC电源,与国内电网电压一致。重要的应用场合,应采用不间断电源或稳压电源供电 . 2、 PLC的选取。西门子系列的 PLC主要有 S7-200、 S7-300、 S7-400三种系列PLC。 S7-200PLC是超小型 PLC,它适用于各个行业、各种场合中的自动检测、监测与控制等。其强大的功能使其无论单机运行或是连成网络都能实现复杂的控制能力。 S7-200PLC可提供 4个不同的基本型号与 8种 CPU可供选择使用。 S7-300PLC系列是模块化的小型 PLC系统,其能够满足中等性能要求的应用。各个单独的模块之间可进行各种不同组合相应地构成不同要求的系统。与 S7-200 PLC相比较, S7-300 PLC采用的是模块化结构,其具有高速的指令运算速度;用浮点数进行运算能够有效地实现了更为复杂的逻辑运算;一个带有标准用户接口的 PLC软件工具可以使用户对各个模块进行参数赋值更加方便;简便的人机界面服务直接集成在 S7-300的操作系统之内,人机对话的编程要求大为减少。

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基于PLC的船舶主机遥控装置设计【文献综述】 3P

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文献综述 电气工程及其自动化 基于 PLC 的船舶主机遥控装置设计 前 言: 我在网上浏览了数十篇国内外关于船舶主机遥控的文章和言论,从校图书馆借阅了大量参考书籍,由此了解了船舶主机操纵控制的历史发展和可编程序控制器 (programmable logical controller, PLC)的历史发展。随着 PLC 方面的技术的成熟以及船舶自动化的需求,PLC 为主的主机遥控得到了应用。本文主要阐述,船舶主机遥控的历史发展, PLC 的反展,简介主机遥控的控制方式,重点阐述现阶段常用的 PLC 控制方式 [1]。 正 文: 船舶机舱自动化是舰船现代化的标志之一,其控制和监控系统己成为动力装置、电站、辅机和损管系统的重要组成部分。它可以使机械装置工作在最佳状态,显著提高舰船的机动性、可靠性、生命力和安全性等技战术性能。主机遥控是指离开机旁,在驾驶室或集控室对主机进行远距离控制的一种遥控装置 (驾驶人员可用车钟通过电子逻辑系统和气动系统直接操纵主机,也可以利用转换开关转到集控室遥控 [3]。 随着船舶自动化水平的不断提高及发展,柴油主机遥控技术也得到很快的发展,到现在,大致经过了四代的发展过程。第一代的主机遥控装置是机械式的气动元件构成的,第二代的主机遥控系统则由分立的电子元件或者继电接触器和气动元件共同构成的,第三代的船舶主机遥控系统运用到了小型的集成电路块代替分立电子元件,到了第四代构成船舶主机遥控系统的主要就是微型计算机和气动元件了, PLC 即为微型计算机的其中一种 [2]。 目前新生产的船舶主机遥控系统采用的基本都是微型计算机控制技术,计算机能够从软件上通过编写改写程序来实现逻辑判断和数字运算,这样就可以替代以往常规的分立电子元件构成的逻辑判断电路的功能。当前应用微机控制的主机遥控系统的设计方案大致分为两种,第一种是用专门为主机遥控研制的专用控制微机,比如有挪康的 Autochief 系列微机主机遥控系统,还有西门子 DIFA 系列的主机遥控系统, CY8800 型微机主机遥控系统是国内的产品,它是由交通部上海船舶运输科学研究研制的。另外一种设计方案就是采用本文要着重阐述的可编程序控制器 PLC。目前在国内基于 PLC 的主要遥控系统的较为成熟的产品还尚未出现,也没有被推广。所以,由国家经济贸易委员会出资,已经把基于可编程序控制器的船舶主机遥控系统的开发列入了国家重大引进技术改造实施项目。为的就是能尽快吸纳这部分技术,提高国内技术,推进为市场应用,为经济发展作贡献。 PLC 的主机遥控系统的市场前景是非常宽广的 [7] 。 系统的操作设置分为三种方式,驾驶室操纵,集控室操纵和机旁操纵。 驾驶室控制:在驾驶室通过控制手柄直接操纵主机按给定的调速程序进行加速或减速,控制齿轮箱按给定的程序换向。 集控室控制:在集控室依照车令操纵主机按给定的调速程序进行加速或减速,控制齿轮箱按给定的程序换向。 机旁控制:工作人员依照应急车令直接在主机旁控制主机启动和停止,直接在机旁控制箱用开关来控制齿轮箱换向 [4]。 利用 PLC 来完成主机遥控系统的功能,主要基于以下考虑: PLC 在工业控制现场的高可靠性、程序易于修改的性能、 PLC 控制网络的便捷通讯性能、系统外围电路简单等特点。基于 PLC 结构紧凑、安装简单、使用简便、抗干扰能力强,不仅有很强的逻辑处理功能,同时还具有数字运算、联网通讯等功能,国际造船和海运界纷纷开始了 PLC 在船舶自动化中的应用研究。国内也有利用 PLC 成功改造船舶三速交流起货机控制系统、船舶机舱泵浦自动切换系统等成功的实例。近几年新造的船舶上,各种以可编程控制器为核心控制系统

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基于PLC的船舶机舱监控系统设计【文献综述】 4P

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文献综述 电气工程及其自动化 基于 PLC 的船舶机舱监控系统设计 Error! No bookmark name given.1、前言 船舶机舱监测系统是轮机自动化的一个重要内容,它能够准确及时可靠地监测机舱内各种动力设备的运行状态及其参数, 当被测状态发生异常、被测参数超过限定范围时,该系统能发出声光报警信号并自动记录测点信息、当时的时间等参数信息, 准确、及时地传输到所设计的延伸报警硬件单元显示屏上,实现上位机与下位机之间良好的通讯, 代替轮机人员巡回检测机舱中主要设备的运行状态。 那么,值班轮机员就不需要到机舱进行巡视,只要在集控室内就可以准确的了解到机舱中所有设备的运行状态及其参数。而对于无人值班机舱,机舱监测报警系统更可将机舱故障报警信号分组后分别延伸到驾驶台、公共场所、轮机长及值班轮机员的住所处,即减轻了船舶轮机人员的工作负担,又增加了机舱的可靠及安全性能。 2、发展现状 随着电子技术的革新以及组态和工控技术在工业中的迅猛发展, PLC、单片机和工控机的应用已经十分成熟,在工业控制等各方面成功的代替了以前的模拟、数字电路系统。 船舶机舱监控系统是船舶自动化系统中最重要的组成部分,主要由机舱监测报警系统、主机安全保护系统、主机遥控系统、电站自动控制系统 , 以及泵、风机、辅锅炉自动控制等系统组成。 21世纪以来,各研究机构纷纷加强研究船舶机舱分布式总线监控系统,德国西门子公司、丹麦约克公司、挪威诺康公司等国际著名的船电产品制造商目前已有较成熟的技术和相配套的产品,并将其实际应用于各类船舶。展望未来,船舶自动化技术将进一步向全船综合自动化层次发展。船舶综合自动化,是集机舱自动化、机械自动化、航行自动化、装载自动化等于一体的多功能综合系统,是船舶自动化的进一步发展目标。而 船舶综合监控系统的自动化水平1 是衡量当前船舶先进程度的一个重要标志。我国也在这方面进行研究,中国船舶重工集团公司 “船舶电站成套设备研制”项目的科研攻关是我国首次自主研制的船舶自动化电站成套装置,该项目成功地解决了我国船舶电站系统成套设备研制中的诸多关键的问题。 从 60年代之前的单个船舶装置自动化到 60年中期出现的“无人机舱”,从70年代之后的电子计算机在驾驶、机舱和装载等各方面的全盘控制应用,到 8O年代、 90年代网络型控制系统在船舶机舱自动化中的广泛应用,世界各国对船舶自动化技术的研究不断深入。这其中,为了能快速有效地处理突发故障,对机舱设备状态的监控和故障的诊断系统成为近年来特别研究的课题。 我国同世界先进的造船国家相比,这方面有很大的差距。目前我国国产机舱监控系统的代表产品为 CY8800网络型机舱监控系统,然而,我国现有的大部分船舶机舱监控系统基本仍处于各系统单独监控的状态,各监控系统之间不能进行实时的、有效地数据传输,这就要求了更多的控制设备的成本以及监控人员更多的专业要求及工作强度。国内目前所造的许多船舶的集中控制装置和系统主要应船东的要求购自国外。因此,开发性价比更高的船舶机舱监控系统,将大幅度降低生产和运营成本从而带来极大地经济效益和社会效益,加强这方面的技术研究具有强烈的要求和意义。 随着船舶自动化程度的不断提高,现代的船舶系统日趋高性能化和结构复杂化,以及船东日益关注减员增效的情况,船舶设备的自动化程度、可靠性和维修性提出了更高的要求。准确而实时地掌握船舶系统的工作状态以及预测、诊断存在和潜在的故障成为了现代船舶管理的研究的重要内容和课题。 3、 船舶机舱监控系统结构 目前我国的船舶机舱监控系统,是在总结了以往机舱监控系统的设计、生产、使用经验的基础上,再根据新时期下对机舱监控系统的要求,通

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基于PLC的船舶发电机自起动系统设计【文献综述】 5P

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文献综述 电气工程及其自动化 基于 PLC 的船舶发电机自起动系统设计 前言 船舶工业的发展,经过“十五”时期的快速发展,中国船舶工业的基础更加扎实,站在了新的历史起点上。随着世界经济的持续发展,国际经济技术一体化的加快,国际分工的进一步细化,国际间的贸易量进一步的增长,为世界航运市场的发展和繁荣创造了条件,同时也为我国船舶工业的发展创造了条件 [1]。中国的劳动力资源丰富,工业和科研体系健全,产业发展基础良好,有适合造船的漫长海岸线,在资金、技术、人才、管理上具有较好的基础,在发展船舶工业上有较强的比较优势,有广阔的发展空间。 在船舶上船舶的电力系统具有一个极为重要的地位,一个电力系统供电的连续性、可靠性和供电品质,将会直接影响到船舶的经济和技术指标 [2]。一个船舶电力系统主要由电源、配电装置、电力网和用电设备组成。电源为发电机组和蓄电池组,其中的发电机是由原动机带动的,原动力类型可分为柴油机、汽轮机和蒸汽机等。配电装置时用来接收、分配和控制发电机发出的电能的。船上的用电设备有很多,包括了照明负载、动力负载(各种电力拖动机械) 、通讯导航设备、生活用电和其他用电设备 [3]。 船舶电站又是船舶电力系统的核心,一个船舶电站由原动机、发电机和主配电装置组成,一般每艘船都有其配套的船舶电站,船舶电站的设计是船舶电力系统设计的一个关键环节,根据船舶负荷的供电需求来确定电站的组成方案,并进行电源设备的选型和布置。在船舶电站的设计中能否正确合理地选择船舶电站机组的容量和台数,将会直接影响到船舶运行的经济指标及技术要求,关系到船舶能否正常安全地航行 [4]。通过对船舶各种运行工况电力负荷的计算,得到全船电力负荷所需总功率,并考虑为保证船舶在江上、海上安全航行需要的后备发电量;维护保养需要的交替容量;船舶今后要添加设备需要的储备容量等因数来确定电站发电机组的总容量及发电机组的数量。 正文 1.电站同步发电机并车 为了满足船舶供电的可靠性和经济性,一般的船舶电站均装设有两台以上的同步发电机组作为主电源。两台以上的发电机同时向电网供电,称为发电机组的并联运行,把发电机组投入并联运行的过程称为并车 [6]。并车操作往往在以下的三种情况下完成: 一是为满足电网负荷的要求,当单机负荷达到 80%额定容量时,且负荷仍有可能增加,这时就要考虑并联另一台发电机。 二是当船舶处于进出港、靠离码头或进出狭窄水道等的机动航行状态时,为了航行的安全,需要两台发电机并联运行。 三是当备用机组替换下运行供电的机组时,为了保证不中断供电,需要通过并车进行替换。 同步发电机组的并车方式分为两类:准同步方式和自同步方式。准同步并车方式是目前船舶上普遍采用的一种并车方式,要求待并机组和运行机组两者的电压、频率和相位都调整到十分接近的时候,才允许合上待并发电机主开关。自同步并车目前仅在陆电中使用,较准同步并车简单。目前,船上采用的并车方法主要有:( 1)手动准同步并车;( 2)粗同步电抗器并车;( 3)半自动准同步并车;( 4)自动准同步并车 [7]。 将一台发电机投入电网并联运行时,不能随便将待并发电机的开关与电网接通,不然会导致并车失败,严重时会导致全船断电,机组也将会受到电磁的和机械的有害冲击。所以要求并车时应该使合闸冲击电流达到最小,合闸后应能很快进入同步运行。为此并车必须满足一定的条件。对于三相交流同步发电机组,理想的并车条件是待并机的电压与运行机(或电网)的电压之间须同时满足下列的条件: ( 1) 电压的有效值相等,即 U1=U2; ( 2) 频率相等,即 f1=f2; ( 3) 相位或初相角相等,即δ 1=δ

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基于PLC的船舶电站监测系统的设计【文献综述】 5P

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文献综述 电气工程及其自动化 基于 PLC 的船舶电站监测系统的设计 前 言 :随着船舶的大规模化、自动化、自动控制技术和电子信息技术的快速发展,船舶的自动化水平变得越来越高。随着对船舶电站自动化的程度要求也越来越高,二十年来船舶电站的自动化发展非常的迅速,自动监测水平也得到了进一步的提高 [1]。对船舶电站进行系统的研究设计有着十分重要的现实意义。 正 文 :船舶电站作为电力系统的心脏,与陆地上电站相比,船舶电站有电站容量小;船舶电气设备工作环境比陆地恶劣,影响设备工作的可靠性、正确性和使用寿命;船舶电站发电设备和用电设备之间的直线距离很短,故而在计算电网压降时有可以忽略电缆电抗的特点。 随着船舶的大规模化、自动化、自动控制技术和电子信息技术的快速发展,船舶的自动化水平变得越来越高。随着对船舶电站自动化的程度要求也越来越高,二十年来船舶电站的自动化发展非常的迅速,自动监测水平也得到了进一步的提高 [2]。船舶电站自动化技术的主要发展方向有以下四个 : ( 1)通过模拟信号的信号处理加工开发,信号处理尽可能的使用数字量进行处理和通信。 ( 2)从大型机计算机集中控制,多机控制分散控制的发展,大大提高了工作的可靠性,那么光纤通信、网络技术的应用由多计算机构成了分布式控制系统。对逆功率,过流,欠压等参数,实现了监测控制、报警;频率、功率因数、电压、电流、功率等参数和并关状态也有软配电屏进行指示。在任何时间点或选定点,实现所有的打印记录。它可以取代传统的通话记录。当参数的值超出检测范围,则有声音报警,并自动打印记录,上下设置了测量参数限制值,可以很容易地修改。 ( 3)从传统的继电器分立元件的形式来控制到无触点控制的发展,大规模和模块化的集成电路结构。使用电脑,例如可编程控制器。使控制部分的体积、重量大大减小,减少了工作量、提高了可靠性。控制也是从硬件控制为主变为软件控制为主的,这样使功能的扩展与修改变得很方便,维修方便,模块具有很强的通用性。 ( 4)船舶自动化领域正在增加嵌入式系统的使用。嵌入式监测系统在船舶电站中按结构可以分为管理、控制、设备三层。其中对电站进行的集中控制、管理,由管理层完成;数据采集、控制发电机组则由嵌入式控制作为主机的控制层来完成;设备层控制器位于发电机旁边,方便检测发电机组的运行参数和发现问题时进行报警。用工业以太网连接管理层和控制层;用 CAN 总线连接控制层与设备层,三层之间通过各种数据的交换和应对。最终得到高度自动化、智能化、网络化的改进型船舶电站监测系统 [3]。 船舶电站能否可靠供电的保障在于船舶电站机组、电站的控制系统可靠性有多高,而电站的运行可靠性是船舶上所有电气设备能够正常运行的前提 [4]。 船舶电站自动化控制系统的发展大体经历了 4 个阶段:由继电器和接触器所构成的有触点控制系统 [5];由分立元件和集成元件所构成的无触点控制系统;大规模、结构化、模块化的集成电路控制系统;现在己经发展到了微机控制系统。 这使控制系统中控制部分所占的体积、重量减少,整体工作可靠性大大提高。而控制方式也由硬件控制为主变为以软件控制为主,这使功能的组合与扩展变得更加的简洁、方便 [6]。由大型机集中控制方式向多微机分散控制方式转变的计算机控制使控制系统的工作可靠性进一步的提高,继而出现由多级计算机共同构成的分布式控制系统 。现在己经形成了较为完整的船舶电站自动化的管理系统。 目前船舶电站监测、控制的最大特点是动作频繁又复杂,且有较多像接触器一样的执行元件。在物理介质方面,继电器控制系统一般使用具体的电气元件进行组合,而 PLC 控制系统则只需使用 PLC 内部的寄存器即可。在

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基于PLC的变频恒压供水系统设计【文献综述】 7P

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文献综述 电气工程及其自动化 基于 PLC 的变频恒压供水系统设计 Error! No bookmark name given.1、前言 水是人类生活、生产中不可缺少的重要物质,在政府及社会倡导节水节能现实条件下,我们这个水资源和电能都及其短缺的国家,长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水、小区供水等方面技术一直比较落后,自动化程度低,但是随着社会经济的飞速发展,住房制度改革的不断深入,城市建设规模的不断扩大,人口的增多和人们生活水平的不断提高,对城市供水的数量、质量、经济、稳定、可靠性提出了越来越高的要求,也直接体现了城市小区物业管理水平的高低。 2、发展现状 传统的小区供水方式有 :恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水、液力藕合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等方式。传统的小区供水方式普遍不同程度的存在浪费水力、电力资源 ;效率低 ;可靠性差 ;自动化程度不高等缺点,严重影响了居民的用水和工业系统中的用水。寻求供水与能耗之间的最佳性价比,是困扰企业的一个长期问题。目前各供水厂的供水机泵设计按最大扬程与最大流量这一最不利条件设计,水泵大多数时间在设计效率以下运行。导致电动机与水泵之间常常出现大马拉小车问题。因此,如何解决供水与能耗之间的不平衡,寻求提高供水效率的整体解决方案,是各个供水企业关心的焦点问题之一。随着人们对供水质量和供水系统可靠性要求的不断提高,需要利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术,要求设计出高性能、高节能、能适应供水厂的复杂环境的恒压供水系统成为必然趋势。 随着科学的发展,变频器的使用也越来越广泛,不管是工业设备上还是家用电器上都会使用到变频器,可以说,只要有 三相异步电动机 的地1 方,就有变频器的存在 。 变频恒压供水是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。在早期,由于国外生产的变频器的功能主要限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、起制动控制、起制动控制、压频比控制及各种保护功能。应用在变频恒压供水系统中,变频器仅作为执行机构,为了满足供水量大小需求不同时,保证管网压力恒定,需在变频器外部提供压力控制器和压力传感器,对压力进行闭环控制。从查阅的资料的情况来看,国外的恒压供水工程在设计时都采用一台变频器只带一台水泵机组的方式,几乎没有用一台变频器拖动多台水泵机组运行的情况,因而投资成本高。随着变频技术的发展和变频恒压供水系统的稳定性、可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果被大家发现和认可后,国外许多生产变频器的厂家开始重视并推出具有恒压供水功能的变频器。 目前国内有不少公司在做变频恒压供水的工程,大多采用国外的变频器控制水泵的转速,水管管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制,有的采用可编程控制器 (PLC)及相应的软件予以实现 ;有的采用单片机及相应的软件予以实现。但在系统的动态性能、稳定性能、抗扰性能以及开放性等多方面的综合技术指标来说,还远远没能达到所有用户的要求。 3、供水系统变频设备 变频器的发展水平是由电力电子技术、电机控制方式以及自动化控制水平三个方面决定的。在现代自动化控制领域中,以现代控制论为基础,融入模糊控制、专家控制、神经网络控制等新的控制理论,为高性能变频调速提供了理论基础; 16 位、 32 位高速微处理器以及信号处理器和专用集成电路技术的快速发展,则为实现变频调速的高精度、多功能提供了硬件手段。 在我国,大约 60%的发电量是通过电动机消耗掉的,因此,如何利用电机调速技术进行电机运行方式的改造以节约电能,一直受到国家和业界人士的高度重视。我国电气传动产业始于 1954 年。现在,我国约有

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基于MATLAB的锅炉气温神经网络控制的文献综述【文献综述】 5P

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文献综述 电气工程及其自动化 基于 MATLAB 的锅炉气温神经网络控制的文献综述 一.前言 随着整个社会的不断进步,我国各方面对电力的需求越来越大,并且对电力供应的可靠性也提出了更高的要求:一方面要求发电机组的出力要能及时跟上电网负荷的变化,另一方面又要求机组能够安全稳定地运行 [8]。我国是火电大国, 2007 年我国电力总装机己超过 7 亿千瓦,其中火电占到总装机容量的78%,国内的火力电站占国内电力总装机容量超过四分之三,而火力发电机组的热工自动化是保障设备安全、提高机组经济性、改善劳动条件和减轻劳动强度的重要技术措施。由此可见,火电站的各项设备的先进控制与优化在火电机组的应用领域有着非常重要的意义 [1]。 锅炉是火力电站的重要设备之一。电站锅炉设备庞大、复杂;控制过程多变量、大延迟、强耦合,其控制和优化问题一直是这一领域学者所关注和研究的重点。锅炉过热蒸汽温度是影响锅炉生产过程安全性和经济性的重要参数。锅炉的汽温控制必须非常稳定,如果超温将直接影响锅炉的安全运行,经常的超温会大大的影响管路寿命,甚至会产生暴管事故而被迫停机维修,而过低的汽温会大幅影响锅炉效率。因此,锅炉的汽温控制对于安全和经济运行均有重大意义。 现代锅炉是在高温、高压的条件下工作 ,所以必须通过自动化手段加以控制,维持其出口蒸汽温度在生产允许的范围内。火电厂汽温对象动态特性随运行工作情况的变化而大范围变化,较难建立比较精确的数学模型 [10]。在供电量需求越来越大的今天,对于较早建设的使用传统控制方法的国内电站机组来说,汽温自动控制品质很差是一个相对普遍的问题,大型锅炉的主汽和再热汽回路普遍存在的大时延、大滞后、非线性和慢时变的难题得不到良好的解决。加上我国火电站的资源利用率不高而我国境内的资源总量十分有限,火电站运作产生的有害物质排放使环境污染严重,火电站电网的规模因电力需求扩大而还在扩大等等原因,使得火电站的锅炉过热气温控制应用更为先进和有效的控制方法成为当务之急。 二.主题 自 20 世纪 70 年代第三代控制理论发展以来,高技术开发和研究部门把化学工程、过程控制理论、仪表及计算机有机地结合起来,设计出了新型的多输入多输出的先进控制系统并开发出先进控制软件,它能够解决非线性、时变、大时滞等难以控制的过程问题,提高装置的操作性能,以达到提高装置整体经济效益和节约能源降低消耗的效果,这就是先进控制技术。它以多变量预估为核心,采用过程模型预测未来的输出,并与对象的实际输出的差值修正过程的模型。这样便可以把若干的被控制量控制在一个工控点上,达到提高效率,简化控制的效果 [6]。 智能控制是先进控制技术的一种。它是指在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。 控制理论的发展在经历了 “经典控制理论 ”和 “现代控制理论 ”的发展阶段之后,已进入 “大系统理论 ”和 “智能控制理论 ”阶段 [6]。 20 世纪 80 年代以来,由于信息技术、计算技术的快速发展及其他相关学科的发展和相互渗透,推动了控制科学与工程研究的不断深入,控制系统向智能控制系统的发展已成为一种趋势。 智能控制的特点包括:智能控制的核心在高层控制,即组织级;智能控制器具有非线性特性;智能控制具有变结构特点;智能控制器具有总体自寻优特性;智能控制系统应能满足多样性目标的高性能要求;智能控制是一门边缘交叉学科;智能控制是一个新兴的研究领域。其研究的对象的特点主要体现在:模型的不确定性,高度的非线性和复杂的任务要求。智能控制的类型有分级递阶控制、系统专家控制系统、人工神经网络控制系统、模糊控制系统和学习控制系统 [13]。 神经网络是指由大量

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基于状态观测器的蒸汽温度控制与诊断系统的设计(诊断部分)【开题报告】 4P

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开题报告 电气工程及自动化 基于状态观测器的蒸汽温度控制与诊断系统的设计(诊断部分) 一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义 锅炉是发电厂中实现能源转换的关键设备,同时也是能源消耗的主要设备。对锅炉生产过程进行有效的控制,不仅能够提高产品的质量,改善操作人员的工作环境和条件,而且可以提高锅炉的燃烧效率,达到节约能源的目的。为此,锅炉节能控制一直被列为我国控制领域一个重要的推广应用项目。锅炉系统是由制粉、给水、蒸汽过热、燃烧等多个子系统构成的母系统,而蒸汽过热系统则是锅 主蒸汽温度控制直接影响到火电厂的热效率和设备的安全运行,因此,主蒸汽温度控制系统是全厂的重要控制系统之一。 目前,蒸汽温度控制方法繁多,大致可以分为以下方法: 1.串级控制方法:串级控制系统采用两个检测变送器和两个调节器,他把前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定,后一个调节器的输出送往调节阀。前一个调节器称为主调节器,它所检测和控制的变量称主变量(主被控参数),即工艺控制指标;后一个调节器称为副调节器,它所检测和控制的变量称副变量(副被控参数),是为了稳定主变量而引入的辅助变量。整个串级控制系统包括两个控制回路,主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成;主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。一次扰动:作用在主被控过程上的,而不包括在副回路范围内的扰动。二次扰动:作用在副被控过程上的,即包括在副回路范围内的扰动。在工业上常常用来克服被控过程较大的容量滞后,在过程控制系统中,被控过程的容量滞后较大,尤其当被控对象是温度时,控制要求较高,利用串级控制系统的二次回路可以改善过程动态特性,来解决单回路控制系统不能满足生产工艺的要求的问题。 2. PID 控制方法:在工业生产中,应用最广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称 PID 控制。 PID 控制器诞生到现在已经将近有 70 年的历史了,因为他的结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便,它的应用很广泛,因此它成为了工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不是完全被我们掌握,或者我们在设计时找不到精确的数学模型的时候,或者控制理论的其他技术难以采用的时候,系统控制器的结构和参数必须要依照经验和现场调试来确定,也就是说当我们不完全了解一个系统和被控对象,或者不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合采用 PID 控制技术。 3.人工智能控制与自适应系统:自适应控制系统,能在系统和环境的信息不完备的情况下改变自身特性来保持工作效果的控制系统,信息不完善表现在系统和环境的特性或其变化规律的不确定性。自适应系统中采用有目的性的搜索方法,通过对环境的观察和对已有条件的分析,在采集和加工信息的基础上学习和改进以减小不确定性,从而模仿人的设计过程,自动地调整系统的结构和参数,来达到改善控制效果的目的。适应性是生物机体的基本特性之一,无论生物个体还是整个物种,都是依靠适应性才能在长期进化的过程中形成相对较完善的控制功能。我认为自适应控制系统和人工智能控制有一定的相似点,所以放在一起讨论,人工智能控制是一种新生的控制方法,它是通过专家系统积累的知识在环境和信息不完备的情况下能相对只能的控制被控对象,它和自适应系统一样都需要通过计算机来实现控制,它通过计算机来控制一些工业生产把人从一些相对较危险或工作条件较差的工作环境中解脱出来。 目前,大型机组的主蒸汽温度控制主要采用串级控制这种方案。所要控制的主蒸汽温度就是过热器的出口汽温。现今,广泛采用的控制方式是应用喷水来控制这个出口汽温。对于喷水减温这种控制方式,喷水量扰动就是基本扰

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基于状态观测器的蒸汽温度控制与诊断(控制部分)【开题报告】 4P

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开题报告 电气工程及自动化 基于状态观测器的蒸汽温度控制与诊断(控制部分) 一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义 温度控制是生产自动化的重要任务,一般是指对某一特定空间的温度进行控制调节,使其达到并满足工艺的要求。温度控制广泛应用于社会生活的各个领域,例如:机械、生产制造等行业。另外,温度控制在家电、汽车、材料、电力电子、生物医药等方面也有广泛应用。 随着生产的发展,设备对温度的控制要求越来越高,除具有较高的温度控制精度外,还希望控制系统的过程过度时间尽量短,最大偏差和超调量要小,扰动作用后减幅振荡的次数要尽量小,恒温曲线要求尽可能平直,静差要小。而作为温度控制的对象大多数都具有较大的热惯性,温度控制系统具有非线性,时滞以及不确定性。由于控制对象的纯滞后兴致,常使系统在运行中产生超调乃至振荡。单纯的依靠古典控制方法或现代控制理论都很难达到高质量的控制效果。特别对于高精度温度控制,如何快速、精确的将温度控制在给定值一直是现在生产、生活面临的重要课题之一。温度控制不论是从控制算法还是控制算法在硬件上面的实现,都是随着社会科技的发展而不断进步的。特别是近年来,随着计算机应用技术的不断发展和完善,计算机被广泛地应用于检测和控制领域,使传统的测控手段、方法与设备发生了根本性的变化。从普遍意义上讲,利用计算机强大的数据处理和人机对话功能,实现对各种参数的实时测量、控制和现场分析,使测试系统的自动化、智能化和实时性的水平显著提高。国内外对全数字温度控制系统进行了大量的研究和开发,并获得了成功,有的还形成了系列产品。 对温度的控制理论是自动控制理论的一部分,近几年 PID 控制,模糊控制,以及神经网络在温度控制中的应用都发展较快。 PID 控制系统自出现以来,由于其结构简单、实用、价格便宜,在很多过程领域中实现了满意的控制。在过去长期的应用中,这种技术已经非常成熟。随着计算机技术的飞速发展,采用计算机实现 PID 控制时,其软件系统灵活易修改完善的优点得以发挥,是连续系统中技术最成熟,应用最广泛的一种调节器。 人工神经网络是一种采用数理模型的方法模拟生物神经细胞结构及对信息的记忆处理而构成的信息处理方法。它用大量简单的处理单元广泛连接形成各种复杂网络。人工神经网络以其高度的非线性映射,自组织,自学习和联想记忆等功能,可对复杂的非线性系统建模,该方法响应速度快,抗干扰能力强,算法简单,且易于用硬件和软件实现。在温控系统中,将温度的影响因素如气温、外加电压、被加热物体性质以及被加热物体温度等作为网络的输入,以实验数据作为样本,在微机上反复迭代,随实验与研究的进行与深入,自我完善与修正,直至系统收敛,得到网络权值,达到自整定控制参数的目的。 模糊控制是基于模糊逻辑描述一个过程的控制算法,它适用于控制不易取得精确数学模型和数学模型不确定或经常变化的对象。在实现温度控制时,将温控对象的偏差和偏差变化率及输出量划分为不同的模糊值,建立规则,将这些模糊规则写成模糊条件语句,形成模糊模型。然后根据控制查询表,形成模糊算法。最后对温度误差采样的精确量模糊化,经过数学处理输入计算机中,计算机根据模糊规则推理做出模糊决策,求出相应的控制量,变成精确量去驱动执行机构,调整输入,达到调节温度,使之稳定的目的。模糊控制不需要装置的精确模型,仅依赖于操作人员的经验和直观判断,非常容易应用,并且模糊控制对被控对象参数变化有强鲁棒性,对控制系统干扰有较强抑制能力。 目前国外温度控制系统的发展情况 由于工业过程控制的需要,特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下,国外温度控制系统发展迅速,并在智能化、自

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基于反电动势法的无刷直流电机控制系统的建模与仿真【开题报告】 4P

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开题报告 电气工程及自动化 基于反电动势法的无刷直流电机控制系统的建模与仿真 一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义 无刷直流电机发展历程 20 世纪 30 年代,一些学者开始研制采用电子换向的无刷直流电机,为无刷直流电机的诞生提供了条件。但是由于当时的大功率电子器件还处于初级发展阶段,没能找到理想的电子换向器件,是的这种可靠性差、效率地下的点击只能提留在实验室阶段,无法推广使用。 1955,美国的Harrison 和 Rye 首次成功用晶体管换向线路代替电机机械电刷换向装置的专利,这就是现代无刷直流电机的雏形。其后经过反复不断实验和不断实践,借助霍尔元件实现电子换向的无刷电机终于在 1962 年问世,从而开创了无刷直流电机产品化的新纪元。随着电力电子工业的发展,许多新型的高性能半导体功率元件相继出现,为无刷直流电机的发展奠定了坚实的基础。 1978 年德国Mannesmann 公司推出 MAC 无刷直流电机及其驱动系统,这标志着无刷直流电机正在进入实用阶段。 20 世纪 90 年代以后,计算机技术与控制理论发展十分迅速,单片机,数字信号处理器( DSP) ,现场可编程门阵列( FPGA) 、复杂可编程逻辑器件( CPLD)等微处理器得到了空前的发展,指令速度和存储空间都有了质的飞跃,进一步推动了无刷直流电机的发展。此外,一些先进的控制策略和方法,如滑模变结构控制、模糊控制、质抗扰控制和自适应控制等,不断的被应用到无刷直流电机控制系统中。这些方法在一定程度上提高了无刷直流电机控制系统在转矩波动抑制、转速动态和稳态响应以及系统抗干扰等方面的性能,扩大了直流无刷电机控制系统的应用范围,同时还丰富了相关控制理论的内涵。 无刷直流电机研究现状 目前,国内外无刷直流电机的一般控制技术已经比较成熟,我国已经制定了 GJB1863 无刷直流电机通用规范。国外发达国家对无刷电机的研究内容与中国大体相当,但美国与日本具有较先进的无刷直流电机制造与控制技术。特别是日本在民用方面比较突出,而美国在军工方面更加先进。当前的研究热点主要集中在以下三个方面: 1:研究无位置传感器控制技术以提高系统的可靠性,并进一步缩小电机尺寸与重量; 2:从电机设计和控制方法等方面出发,研究无刷直流电机转矩波动抑制方法,从而提高其伺服精度,扩大其应用范围; 3:设计可靠、小巧、通用性强的集成化无刷直流电机控制器。 无位置传感控制技术主要通过电机内容易获取的电压或电流等信号,经过一定的算法处理,得到转子的位置信号,也称为转子位置间接检测法。转子位置间接检测法包括:反电动势法、电感法、磁链法、续流二极管法、变电机结构法、观测器估计法、智能估计法。 转矩波动抑制研究是无刷直流电机控制系统中重要的课题。同其他电机一样,无刷直流电机的设计不可能完全避免齿槽效应、涡流效应等现象,因此齿槽转矩在无刷直流电机转矩波动抑制中需要考虑,通常可采用斜槽和分数槽的方法对其进行抑制,��果较好。引起无刷直流电机转矩波动的原因很复杂,针对不同的情况可采用相应的控制方法,各种方法都有自己的优缺点和适用场合。同时,现有的转矩波动研究方法均是针对电机结构及控制方案提出的一些改善或补偿方法,并没有从根本上消除转矩波动,因而对于转矩波动抑制的研究还有待于进一步深入。 无刷直流电机控制器的发展同电器元件类似,经历了从分立元件控制方式到数字可编程集成电路控制方式的发展历程。一般采用分立电子元器件设计的无刷直流电机控制器结构复杂、体积较大,相应的可靠性和通用性也较差,不利于批量生产。因此,对无刷直流电机的控制,当前主要采用专用集成电路( ASIC)控制器、 FPGA、单片机和 DS

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基于SG6848开关电源的设计【开题报告】 4P

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开题报告 电气工程及自动化 基于 SG6848 开关电源的设计 一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义 在国外, 20 世纪 50 年代,美国宇航局首次为搭载火箭开发了小型化、重量轻的开关电源。在半个多世纪的发展过程中,开关电源因其体积、重量、效率、发热等上面的优势,已经逐渐取代了传统的连续工作电源,并越来越被广泛运用于电子行业。 20 世纪 60 年代,随着晶闸管及其派生元件的出现,采用 PWM 控制的开关电源开始逐渐取代传统的电源,采用 PWM 控制的开关电源的转换效率远远超过线性电源。 20 世纪 70 年代处,开关电源实现了 20khPWM 开关变换。可以说是划时代的创举,被称为“ 20hz 革命” ,是电源技术发展史上的第二次飞跃。 20 年代 80 年代,计算机全面实现了开关电源化,率先完成了电源的换代。而当时开关电源的工作频率已达到 100—250KHz。 20 世纪 90 年代开关电源被广泛运用于日常生活中,进入了快速发展时期,其工作频率已发展到 500kHz—1MHz。但随着工作频率的提高,随之带来的开关损耗也摆在了人们的面前。而此时软开关的产生,适时的解决了开关电源无法高频高效的问题。开关电源从硬开关技术向软开关技术的过渡是电源技术发展史上的第三次飞跃。在整个 20 世纪 90 年代,软开关技术是整个开关电源研究的重点,各种基于谐振变换的电路拓扑形式不断的涌现,新型的电路不断的被开发。 21 世纪,开关电源中的功率管多使用双级型晶体管,开关频率能达到几十千赫,采用 MOS-FET 作为功率管的开关电源转换频率可达几百千赫。对于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路,这种工作方式称为谐振开关方式。这种开关方式可以大大的提高开关速度,理论的开关损耗委零,而且噪音也很小。开关电源的技术追求和发展趋势可以概括为以下四点: ( 1) 小型化,薄型化,轻量化,高频化。开关电源的体积和重量主要储能元件决定的,因此开关电源的小型化和轻量化主要就是减小储能元件的体积和重量。在一定范围内,开关频率的提高,能够抑制干扰,改善系统的动态性能,因此,高频化是开关电源的主要发展方向。 ( 2) 高可靠性。开关电源使用的元器件比连续工作电源少数十倍,因此提高了可靠性。 ( 3) 低噪音。开关电源的缺点之一是噪音大,所以,尽可能地降低噪音影响是开关电源的又一发展方向。 ( 4) 采用计算机辅助设计和控制。采用 CAA 和 CDD 技术最新变换拓扑和最佳参数,使开关电源具有最简洁的结构和最佳工况。 而在国内,开关电源基本上起源于 20 世纪 70 年代末和 80 年代初,当时高等院校和一些科研机构正在对开关电源进行试验和开发。而真正被推广和应用是在 20 世纪 80 年代中期。到 20 世纪 80 年代开关电源的特点是采用 20khz,脉宽调制( PWM)技术,效率可达65%—70%。 21 世纪我国通信、信息、家电和国防等领域的电源普遍采用高频开关电源。经过 20 多年的不断发展,开关电源技术有了重大进步和发展。功率器件的更新发展促进了开关电源的高频化,软开关技术使高频开关电源的实现有了可能。控制技术,由于有源功率因数校正技术等的发展使开关电源的电路大大的简化,在提高开关电源的整体效率的同时,还能抑制电网的谐波污染。 在国内开关电源发展上面,民族企业一直占有举足轻重的地位。经过 20 几年的不懈努力,我国的开关电源生产厂家已经从小作坊式的生产模式逐步向大规模生产转化,产品类型也从单一品种走向系列化。现在,我国已形成一批上亿元、甚至 10 亿元以上产值的电源企业,很多产品已进入国际市场。电源市场在信息

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