引論：我們?yōu)槟砹?3篇控制軟件設計論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，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。
篇1
根據樣例飛行控制計算機的內部總線FlexRay通信協(xié)議可知，內部總線通信時間為5ms，每個時隙為50μs，FlexRay總線最大幀長為127字［7］。本設計中1553B幀長度最大為54個字節(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。本設計中，1553B傳感器數據的頻率為50Hz和100Hz，而FlexRay總線通信頻率為200Hz，內部總線通信速率高于外部傳感器速率。故1553B板卡在內部總線通信過程中，當有傳感器數據更新時，FlexRay總線傳輸最新的數據;而當沒有數據更新時，FlexRay總線傳輸當前的傳感器數據。為保證數據的完整性及減少占用總線時隙數量，本設計共使用總線三個時隙，每個時隙具體傳輸內容如表4所示，時隙2、7、15傳輸內容分別為慣導傳感器無線電高度傳感器和大氣數據機的數據，數據幀大小分別為54字節(jié)、32字節(jié)、12字節(jié)。
3、1553B通信單元軟件設計
3.1驅動軟件的IP核封裝與實現
在嵌入式FPGAEDK設計中，為了簡化用戶開發(fā)難度，Xilinx公司提供了一個封裝了的接口，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，而留給用戶一個邏輯接口。本文軟件設計采用模塊化設計思想。其設計步驟如下:首先，將每個硬件模塊對應編寫一個驅動軟件程序;其次，將相應驅動軟件封裝成通用IP核;最后，將IP核掛載到PowerPC內部總線PLB上。模塊之間的通信主要通過PLB總線和OPB總線實現，系統(tǒng)中各模塊通過這兩種總線連接至PowerPC內核上，而PowerPC通過內部總線讀寫機制實現對各個模塊的讀寫與控制。如圖4所示為1553B通信單元的硬件平臺總體架構圖，主要由PowerPC內核、1553BIP核、FlexRay總線對應GPIOIP核集合、串口IP核、BRAM模塊IP核及相應的中斷控制IP核組成。
3.21553B總線接口驅動軟件設計
如圖5所示為1553B總線接口IP核結構圖，整個驅動分為三個模塊:總線讀寫模塊，初始化模塊和數據緩存模塊。系統(tǒng)上電，該IP核激活，進行總線初始化操作，發(fā)送初始化完成信號并查詢PLB讀寫信號，等待PowerPC405的讀寫操作。當讀控制信號使能時，PowerPC405讀取數據緩沖區(qū)中的數據;當寫控制信號使能時，總線讀寫模塊將數據緩沖區(qū)中的數據發(fā)送至總線上。
3.31553B通信算法設計
1553B通信單元的調度主要由外部1553B總線的數據接收，內部FlexRay總線的數據通信組成。本設計采用模塊化設計，將系統(tǒng)功能劃分為頂層應用和底層數據通信。底層數據通信主要包括外部數據流通信及內部數據流通信，外部數據流通信主要由1553BIP核實現，內部總線也由FlexRay驅動程序實現數據通信;而內核PowerPC主要實現頂層應用，即數據調度及總線故障切換功能的實現。如圖6所示為節(jié)點通信程序流程圖，系統(tǒng)上電后，首先對FlexRay總線及1553B總線節(jié)點進行相應的初始化，進而查詢1553B對應FIFO滿輸出引腳，當接收到數據時，節(jié)點讀取FIFO內容，并寫入相應的總線發(fā)送緩沖區(qū)中。進而查詢MFR4310的中斷引腳信號，當發(fā)送中斷有效時，執(zhí)行發(fā)送中斷子程序，將接收到1553B總線數據通過1553B總線發(fā)送出去;當接收中斷有效時，執(zhí)行接收中斷子程序，通信節(jié)點接收CPU發(fā)送來的控制信號。系統(tǒng)完成數據調度后，進而進行總線故障檢測。由于1553B總線的基本周期為10ms，故本設計中總線檢測周期為10ms。當定時器的10ms定時時間到，總線進行一次總線檢測。當接收到總線切換指令，通信單元進行總線切換，并更新總線狀態(tài);進而判斷是否接受到傳感器的1553B總線應答信號，如果有，將總線故障計數清零，倘若沒有，將故障計數加1，當故障計數大于6，進行總線切換，并更新總線狀態(tài)。
4、總線網絡通信測試與結果分析
(1)FlexRay總線測試結果將FlexRay通信周期設置為5ms，靜態(tài)時隙長度為50μs，將CPU板卡與1553B板卡進行通信實驗，從總線上讀出輸出波形。FlexRay總線通信時，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，與預設值一致。如圖8所示為一個周期時隙輸出波形，時隙2、7、15傳輸傳感器數據。由圖8可知，時隙2與時隙7相差250μs，時隙7與時隙15相差350μs，與預設值一致。FlexRay總線通信6小時，進而進行連續(xù)總線數據傳輸測試，經過6個小時的總線測試結果如表5所示，通信過程中，丟幀、錯幀計數均為0，表明1553B通信單元FlexRay總線設計正確，可以滿足飛行控制計算機通信的基本要求。(2)1553B總線測試結果由前面可知，1553B數據通信周期為10ms，即100Hz。如圖9～12分別為1553B通信單元與CPU單元模擬大氣數據機傳感器數據幀發(fā)送數據8字節(jié)，進行通信2小時、4小時、6小時、10小時的通信仿真圖。其通信幀數分別為719999，1439998，2160023，3599991。期間在2小時～4小時，4小時～6小時，6小時～10小時通信期間，丟幀數分別為1，1，0，合計丟幀率約為5.56×10－7，符合飛行控制計算機通信要求。(3)測試結論以上實驗結果表明，1553B通信單元的各個模塊通信正常，與飛行控制計算機CPU板卡通信正常，能夠符合飛行控制計算機的通信要求。
篇2
變電站管理功能按照不同電壓等級、間隔名稱，分層次多級目錄管理若干裝置。可新建、打開和關閉變電站工程；支持在人機界面中輸入裝置地址發(fā)起連接請求創(chuàng)建裝置；支持裝置重命名、排序、復制、粘帖和導入導出等操作。以層次樹的資源管理器方式展示變電站結構。裝置分離線和在線兩種狀態(tài)，離線模式下可進行數據分析、離線定值設置、主畫面編輯等操作，在線模式下可進行程序維護、狀態(tài)瀏覽、數據歸檔收集等操作。
1、2裝置程序維護保護測控裝置調試軟件設計與實現上傳配置文件、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，并分段上傳數據，到達文件尾部后給出結束幀標記，控制方將數據存儲到文件。上裝是下載的反向過程。在程序運行調試過程中，往往需要通過調試相關變量進行狀態(tài)診斷。在調試上位機程序時，可以使用IDE或gdb等進入調試狀態(tài)，設置斷點并查看變量值。嵌入式裝置在運行狀態(tài)下，監(jiān)視相關變量時不能隨意切換到調試狀態(tài)，而是將調試變量作為一個實時響應的處理線程。通過調試變量協(xié)議，控制方下發(fā)需要調試的變量名，裝置側獲取相關變量的地址信息和類型后，訪問變量地址，讀取數據，周期上送變量值，控制方顯示實際值。調試變量的關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，對于動態(tài)分配的內存，則需通過輔助手段實現。為此制定相關嵌入式程序編程規(guī)范，用結構體元件來封裝各功能模塊數據。元件結構體的內存是動態(tài)分配的，編譯器在編譯時沒有為其分配靜態(tài)地址，map文件里沒有這些變量的地址信息。需要在裝置啟動階段才能得到變量地址。對于動態(tài)分配內存的結構體變量，裝置側提供注冊接口，可記錄首地址。調試軟件根據輸入的元件結構體類型名、成員變量名、文件存放路徑和CPU字節(jié)對齊等信息，對相關的文件進行詞法分析和語法分析，進行宏表達式求值，計算出變量在結構體中的偏移量，并下發(fā)相對偏移信息。裝置側程序由結構體首地址＋變量的相對偏移地址得到變量的真正地址。調試人員只需輸入層次實例名，不需手工計算變量地址，調試軟件在計算相對地址時已考慮了各種CPU的字長對齊設置。調試變量的流程如圖3所示。可通過查詢內存的功能實現一次查看連續(xù)區(qū)域內存數據。控制方可下發(fā)查詢起始絕對地址，監(jiān)視方一次回復若干個字節(jié)的內存數據。也支持通過下發(fā)變量名的方式查詢內存。
1、3在線瀏覽操作在線瀏覽的通信協(xié)議基于繼電保護國際標準規(guī)約IEC60870－5－103協(xié)議［6］，可以實現不同廠家的設備、后臺的交互通信，減少了私有協(xié)議轉換過程，方便運行管理和維護。其協(xié)議結構如圖4所示。類結構圖如圖5所示。在線瀏覽操作功能包括：裝置模擬量開關量實時顯示、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、動作報告顯示、波形文件上傳和分析、HMI遙控模擬、信號復歸等。通過在線瀏覽模塊，可實時顯示裝置的狀態(tài)數據、參看監(jiān)視報文、分析跳閘邏輯、查看并設置定值、開關分合遙控等操作。其中涉及到遙控、定值整定、報告清除等關鍵操作，需要輸入用戶名和密碼，進行權限校驗。以定值設置整定為例，其報文交互流程如圖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，自動截取裝置當前的斷面數據（包括裝置模擬量、狀態(tài)量、定值、報告、用于問題診斷的特定變量等內容），將各分立文件壓縮存儲為一個數據包。當現場運行的裝置出現異常或跳閘動作時，通過一鍵歸檔，可自動打包相關數據，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軟件風格設計
2、1基于軟件管家模式由于軟件功能復雜，采用了模塊化設計思想，進行分層、分模塊設計，以去除界面、數據、接口之間具體耦合，方便擴充。調試軟件由引導主進程和按照功能劃分的子進程組成。如圖7所示，引導主進程是安裝軟件的啟動程序，提供變電站資源管理器功能，在左側樹形區(qū)域點擊裝置節(jié)點時，會在右側按照模塊劃分，分類顯示相關功能。點擊功能圖標，傳入形參，啟動獨立的子進程。通過組件化的設計思路，可確保增加一個新的模塊時，不會影響已經穩(wěn)定的模塊。基于子進程的軟件管家模式，也減少了人機界面的操作復雜度，用戶在一個時間段內只需專注于單一圖4在線瀏覽報文協(xié)議結構圖5在線狀態(tài)瀏覽類結構圖圖3調試變量流程圖2《工業(yè)控制計算機》2014年第27卷第11期的功能，并可快捷地切換到另一個功能的操作界面。
2、2類瀏覽器界面風格當各個子進程啟動后，為避免頂層窗體過多，采用類似Chrome的界面風格，用標簽頁管理子進程的界面。對各子進程的界面、顏色進行了統(tǒng)一設計，基于QT－CSS技術，設計了統(tǒng)一的界面風格庫，并提供風格設置接口，可設置標簽頁QTabWid-get、層次樹QListTreeWidget、停靠欄QDockWidget等控件的邊框、縮進、標題、字體、顏色等內容。類瀏覽器的界面規(guī)范使不同人員開發(fā)的子進程在風格上高度統(tǒng)一。
3軟件分層設計
除按照主進程－子進程的模塊化設計外，單個通信子進程按照分層原則設計，共分為三層，最底層為數據收發(fā)層，中間層為數據處理層，最上層為展示層。如圖8所示：圖8軟件分層結構數據收發(fā)層的功能是負責從裝置接收報文并將數據處理層的報文發(fā)送到裝置。針對不同類型的裝置，該層需要支持串口通信、以太網鏈路層通信與以太網傳輸層通信三種通信方式。同時為了保證通信狀態(tài)的可靠性，數據收發(fā)層還支持出錯重傳及超時重傳機制。其中網絡通信采用ACE中間件實現，串口通信采用Qt的QExtSearialPort實現。數據處理層是整個系統(tǒng)的主體部分，主要負責報文解析，報文生成，提供接口供展示層調用，實現了業(yè)務與操作接口的分離。展示層提供數據的展示與用戶交互功能，不涉及具體的業(yè)務流程處理。針對不同的數據，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據。展示層還提供個性化的右鍵菜單、按鈕與工具欄。當用戶點擊某個菜單或按鈕時，展示層會調用數據處理層的對應接口，對用戶的操作進行處理。
4結果
實現與分析軟件主界面如圖9所示：左側為資源管理器，用來管理變電站，變電站下支持新建多個裝置。右側為工作區(qū)，用來展示當前活動裝置支持的功能。圖9軟件主界面點擊工作區(qū)某個功能按鈕，主進程將啟動相應的子進程。以在線瀏覽功能為例，圖10所示為裝置報告查看界面。
篇3
當前故障輸入技術能有驗證對象進行緊密的聯(lián)系，但是無法直接在電子成品設備中進行驗證，所以，自動控制故障注入設備的設計與實現成了該領域的重點以及難點。
一、自動控制故障注入設備結構設計
1.自動控制故障注入設備結構研究
自動控制故障注入設備包含了多個模塊，各個不同的模塊功能各有特點。
數字控制的主要功能在于對軟件發(fā)出的命令進行接收，形成對應的控制信息；控制軟件能對故障注入設備的相關數值進行設定、控制，外界測試器測試出的結論將向控制軟件進行反饋，做出故障結果的分析以及處理動作；驅動放大模塊主要功能在于放大控制信號，驅動加強信號的接收以及切換模塊，驅動故障控制模塊；注入設備的信號接收模塊功能在于提供UUT信號接收線口，在還未進行故障注入時保證UUT能夠進行正常的工作，所謂接口適配器能將故障注入設備與UUT進行匹配以及連接，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用性能；另外，注入設備的信號接入總線主要是利用接口適配器，將UUT的信號線與故障注入設備進行連接，免于在大量故障接入過程中再重新進行連線，最終保證注入故障的實用性以及操作便利。
該注入設備結構還包括以下部分：故障注入總線主要是用來進行故障注入操作；信號切換模塊以及注入模塊主要以故障注入要求為前提，將相對的信號與總線發(fā)出的信號進行切換；故障注入能對不同類型的故障注入進行操作，顯示模塊會將與總線進行連接的信號注入至總線信號通道，在通道上完成故障類型的設置。
2.自動控制注入設備設計工作原理
在自控注入設備設計與實現過程中，主要工作原理在于利用設備控制軟件實現故障參數的注入，通過數字控制設計模塊，控制軟件形成信息被解析成為控制信號，利用驅動放大模塊來將信號進行放大，利用驅動控制接收模塊、故障注入模塊等運作，最終實現故障的自動注入以及撤銷。
設計故障注入設備的重點在于實對設備的實用性能、通用性能及完整性能做充分考慮。在通用性設計中，UUT與接口適配器注入設備分離，可對UUT進行信號處理時了使用耐大電壓的電流器件，將UUT的信號兼容能力進行提升。在操作性能的設計中，將接口適配器所需要的UUT信號一次性與故障輸入設備進行連接，利用顯示模塊對控制指令進行確認，保證指令的正確執(zhí)行，如此便于進行多種復雜的軟件操作。在設備完整性設計方面，故障注入相關模塊進行了保護性相關安排，能夠免于物理性質損壞UUT相關的電子元件。在注入設備的拓展性方面，信號拓展接口以及信號切換對應模塊在接入信號時實現了能力拓展，而故障注入模塊則直接開拓了故障注入能力。
二、注入設備重點模塊設計
1.輸入設備故障注入模塊設計
故障注入模塊包括多種故障類型：錯誤信號、短路信號、串聯(lián)電阻、固高信號以及信號與電阻產生地面搭接等。
信號串聯(lián)電阻的主要原理圖如上。在必要的條件下，可對電阻進行多個組合完成阻值的匹配，阻值選擇主要通過驅動大模塊以及數字控制模塊進行確定，利用K1、K2完成操作，再將電阻與對應的故障注入總線進行串聯(lián)。
2.控制軟件的設計
故障注入自動控制軟件的運用原理主要是：在注入設備參數得以建立之后，利用自動控制使用界面產生和形成了注入參數值，產生同UUT的故障參數相關的數據文件，形成UUT不相關的控制數值等，向UUT注入故障注入設備的故障信息，在此基礎上對相關的信息以及最終的注入效果進行結果的收集，產生輸出數據的形式文件，便于進行分析。
3.自動控制故障注入設備的實現
在設計故障注入設備的前提條件之上實現自控故障注入設備，這一故障設備總共含有了四十多條信號通道接收總線以及三條故障注入總線。在注入設備控制軟件設計中，在WINDOW平臺上進行操作，利用BASIC語言進行編寫，設備采用110v額定電壓以及1A額定電流類型繼電器，注入設備的數字控制模塊利用PCI插件版。
在對設計的故障輸入設備進行注入實驗過程中，主要的故障注入部位是注入設備內的串行通信線，這一總線設計具有對應的設備接口適配器，利用數字化的波形采集器采集故障波形信息，累計注入68個故障。
三、結語
自動控制故障注入設備在進行故障注入設備性能實驗中占有重要地位和作用，當前須根據實際的故障注入要求，在堅持故障注入設備擴展性、實用性、操作性以及無破壞性基礎上進行自動控制技術的設計以及研究，通過系列的實驗對注入設備實際效果進行驗證。另外，注入設備之間含有可插拔的連線，其電流以及信號電壓保持在中、低取值范圍，但是這一故障注入設備包含的故障類型仍然不全面，在日后的設計中仍需要加強和完善。
參考文獻
篇4
光伏水泵亦稱太陽能水泵，主要由水泵和光伏揚水逆變器組成。具體應用時，再根據日用水量和不同揚程量的需求配以相應功率的光伏陣列，統(tǒng)稱為光伏揚水系統(tǒng)。光伏水泵利用清潔無污染、取之不盡用之不竭的太陽能資源，日出而作，日落而歇，無需電網、無需柴油、無需人員看管，可與滲灌、噴灌、滴灌等灌溉設施配套應用。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、新技術應用產品。
本文設計了一種自動的新型的光伏揚水系統(tǒng)，該系統(tǒng)的驅動電機是采用直流無刷電機，系統(tǒng)選用MicroChip公司所生產的PIC16F877作為光伏水泵系統(tǒng)的主控芯片，對系統(tǒng)硬件和控制軟件進行設計，實現直流無刷電機的反電勢過零檢測，同時實現光伏陣列點的TMPPT跟蹤、系統(tǒng)無人監(jiān)控和故障檢測等功能。
2.系統(tǒng)硬件設計
2.1 系統(tǒng)構成
光伏水泵系統(tǒng)的結構如圖1所示，系統(tǒng)主要包括四個部分：太陽電池陣列、控制器、電機和水泵。 系統(tǒng)利用光伏陣列將太陽能直接轉變成電能。經過DC/DC升壓后然后經過具有TMPPT功能的變頻器輸出三相交流電壓，從而驅動電機和水泵負載，完成向水塔儲水功能。
圖1 系統(tǒng)結構圖
2.2 系統(tǒng)總體結構及硬件構成
本文所設計的系統(tǒng)總體結構如圖2所示，光伏電池陣列的輸出端與Boost相接，單片機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，采集到的數據如果符合條件，微控制器將根據MPPT算法改變電壓的增量移動方向從而調整PWM信號的占空比。通過調整占空比來驅動DC-DC電路的功率管導通，這一部分完成了最大功率點跟蹤控制。
三相逆變橋電路與最大功率點跟蹤控制的輸出端相連，IR2130組成功率驅動電路，單片機的PWM控制信號通過此驅動電路來控制六個開關管的導通與關斷，使UVW三相交替導通使電機運轉。電機運轉期間不斷地通過三相反電勢過零檢測電路檢測轉子位置，獲得準確的換相信息。所設計的系統(tǒng)保護功能包括打干保護、低日照保護和過流保護。我們知道，根據直流無刷電機的運行原理通過由6只功率管組成的三相六狀態(tài)電路的斷開與導通可以控制電機的運轉。而對光伏陣列最大功率點跟蹤而言，則是通過改變DC-DC的占空比D來實現的。
圖2 系統(tǒng)硬件結構框圖
圖3 系統(tǒng)主程序流程圖
3.軟件設計
在本光伏水泵系統(tǒng)中，選用單片機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程序，主程序的任務主要是完成系統(tǒng)的初始化、A/D采樣、讀入用戶設置、電機轉速識別及轉速異常保護、PI調節(jié)、MPPT或CVT功能等功能。主程序流程圖如圖3所示。
4.總結
論文經過理論設計及硬件制作完成了樣機試制，該樣機的設計采用單片機PIC16F877作為系統(tǒng)的主控芯片。系統(tǒng)采用“虛擬中性點法”，從而解決了無位置傳感器的直流無刷電動機控制的關鍵問題即轉子位置檢測問題。本樣機利用單片機所擁有的豐富的I/O口和A/D采樣功能，采用調節(jié)PWM占空比調節(jié)電機的轉速以實現最大功率跟蹤功能。樣機還完善了對系統(tǒng)的各種保護功能，提供各種監(jiān)控功能，這提高了光伏揚水系統(tǒng)的可靠性和靈活性。在實驗中，選用24V，30W的無位置傳感器直流無刷電機，通過實驗證明，直流無刷電機能夠自動切換到自同步運行狀態(tài)并實現了實現平穩(wěn)的步進起動。通過實驗，測量了電子換向逆變器的各種電壓，電機運行性能良好。實驗結果表明，該試制樣機基本上達到設計目標，具有一定的應用價值。
參考文獻
[1]王長貴，王斯成.太陽能光伏發(fā)電實用技術[M].化工工業(yè)出版社，2005.
[2] 劉德雨.著《水泵技術問答》[M].水利電力出版社出版，1983.08.
篇5
關鍵詞：汽車；制動；檢測；PC機；單片機；數據庫
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
現在無線電定位技術已經得到了很廣泛的應用，但是無線電定位技術對于某些小距離、小范圍的定位顯得有些大材小用，換句話說就是有些浪費成本。超聲波傳輸距離遠，傳輸速度相對于無線電小的多，對于處理器的速度要求及處理精度并不是很高，需要運算的數據量遠小于無線電波，運算的速度要求也小于處理器去處理光電信號的速度要求，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，可以大幅節(jié)省硬件成本，減少CPU的運算工作量，對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
無線電定位是通過各個定位點的無線電波頻率來識別各個定位點的，從而獲取定位點的坐標信息，參考無線電的定位原理，超聲波的定位原理與無線電定位類似，主節(jié)點發(fā)出位置獲取信號，定位節(jié)點一旦收到就將自己的信息信號發(fā)出。如圖1，節(jié)點P（x，y，z） 表示需要定位的人或物，節(jié)點A、B、C構成定位系統(tǒng)的參考網絡，由A、B、C發(fā)出的超聲波到達節(jié)點B的時間可以得到PA、PB、PC三條線段的距離即主節(jié)點到三個定位結點間的距離。
由圖中幾何關系可以得到
，（T為環(huán)境攝氏溫度）
然而在實際的系統(tǒng)中，由于超聲波在空氣中的傳播速度會衰減，傳輸距離有限，而且容易受到障礙物的影響，三個定位節(jié)點可能遠遠不夠的，可能會出現盲區(qū)，即定位節(jié)點發(fā)出的超聲波可能達不到或者可以達到的節(jié)點不夠3個，這時算出的坐標位置可能就會出錯，為了避免類似情況的發(fā)生，為保證定位精度更加準確，活動范圍更廣，可以使用較多的定位點，呈矩陣狀合理分布，同時每個定位點有自己的位置坐標，主節(jié)點只要測得三個不同節(jié)點的距離，就可以計算出主節(jié)點在系統(tǒng)中的坐標。為了減小誤差，定位的高度及定位點間的距離應該經過反復測試，以得到最佳的高度及間距。
2 系統(tǒng)組成方案及硬件實現
系統(tǒng)組成如圖2所示，整個系統(tǒng)主要由主節(jié)點、PC上位機及若干個定位節(jié)點組成。其中，主節(jié)點及定位節(jié)點主要由微處理機系統(tǒng)、無線電收發(fā)電路、超聲波接收電路或超聲波發(fā)射電路組成。
2.1 微處理機系統(tǒng)
微處理機選用Atmegal16單片機，它有16K字節(jié)的系統(tǒng)內可編程Flash（具有同時讀寫的能力，即RWW），512 字節(jié)EEPROM，1K 字節(jié)SRAM，32個通用I/O 口線，是高性能低功耗的8位單片機。
2.2 超聲波發(fā)射電路
超聲波發(fā)射電路是定位節(jié)點的主要功能模塊，主要用來向主節(jié)點發(fā)送超聲波，主節(jié)點依據超聲波傳來的時間來計算出主節(jié)點與點位節(jié)點間的距離。
2.3 超聲波接收電路
超聲波接收電路是主節(jié)點的主要功能模塊，主要用來接收定位節(jié)點發(fā)來的超聲波。
2.4 無線電發(fā)射接收電路
無線電發(fā)射模塊采用的芯片是NRF24L01，主節(jié)點上的無線發(fā)射模塊主要由兩個功能：第一個功能是依次向各個節(jié)點發(fā)射帶地址編碼無線信號，一旦有定位節(jié)點接收到主節(jié)點發(fā)射來的對應自己編碼的無線電信號，該定位節(jié)點會將自己的地址編碼立即反饋給主節(jié)點，同時定位節(jié)點向主節(jié)點發(fā)射超聲波信號，主節(jié)點一旦收到定位節(jié)點發(fā)來的反饋信號就立即開啟定時器定時，在設定時間范圍內如果收到該節(jié)點發(fā)來的超聲波信號，通過聲速與時間的乘積就可以得到主節(jié)點與此結點間的距離，一旦主節(jié)點得到三個不同定位節(jié)點間的距離，然后依據定位節(jié)點的地址編碼來獲取這三個定位節(jié)點的位置坐標，依據前面推導的類似的公式就可以得到主節(jié)點的坐標位置；第二個功能是向連有PC機的節(jié)點發(fā)送坐標位置數據以供PC機實時顯示坐標位置。定位節(jié)點的無線發(fā)射模塊主要用來接收主節(jié)點的無線信號，一旦接收到主節(jié)點的無線信號就將自己的編碼迅速的反饋給主節(jié)點，以通知主節(jié)點進行計時。
3 系統(tǒng)控制軟件組成
3.1 主節(jié)點軟件設計
主節(jié)點程序設計流程如圖3，初始化的過程主要包括數據初始化，寄存器配置初始化，及系統(tǒng)硬件的自檢過程。主結點的軟件設計主要功能有：1.能夠識別定位節(jié)點的坐標位置；2.實現捕獲超聲波傳輸時間的精準計時；3.通過相對距離及坐標位置的幾何關系計算出主節(jié)點的坐標位置；4.對位置坐標結果進行數字化濾波處理，減小誤差。
3.2 定位節(jié)點軟件設計
定位節(jié)點程序設計流程如圖4，定位節(jié)點功能相對簡單，主要是提供節(jié)點坐標位置，提醒主節(jié)點進行開始計時等。
3.3 數字濾波處理技術
由于超聲波本身的傳輸衰減性，外界物體的干擾，以及硬件本身設計上的種種不足，所得到的坐標位置結果會不可避免的存在誤差，不僅能夠很好的處理數據結果，大幅度減小誤差，還可以減小硬件上的投入，節(jié)省成本。數字濾波處理技術，有很多種，而且各有特點。單一的方法很難實現精準的濾波，多種濾波方式結合起來使用會有很好的濾波效果。這里選用的濾波方式主要有：限幅濾波法，中位置濾波法、算術濾波法平均濾波法。如圖4，當主節(jié)點以一個三角形移動時經過濾波處理后PC機顯示的主節(jié)點位置坐標信息，誤差基本上能夠滿足要求。
4 結束語
經過硬件參數的反復調整實驗，以及各種濾波處理，可以將主節(jié)點的定位誤差控制在5～10cm以內，單點對單點的定位誤差控制在1cm，控件可以在5立方米以內。系統(tǒng)的不足還有很多，定位系統(tǒng)坐標還需合理優(yōu)化，位置精度還不夠精確，硬件設計還需反復測試優(yōu)化。
參考文獻
[1] 馬玉秋.基于無線傳感器網絡的定位技術研究與實現[學位論文].北京.北京郵電大學.2006.
[2] 華虎.普適計算室內定位算法研究[學位論文].上海：東華大學.2006.
[3] 華蕊等.《國外電子測量技術》.2009年第6期
[4] 韓剛. 基于無線電和超聲波的室內定位技術響應時間的研究[學位論文].哈爾濱.哈濱工業(yè)大學.2009
[5] 胡建愷，張謙琳.超聲檢測原理和方法[M].合肥：中國科學技術大學出版社，1993.23-25.
[6] 任豐原，黃海 T，林闖. 無線傳感器網絡[J].軟件學報，2003，（10）：1-6.
（基金項目：天津職業(yè)技術師范大學校級項目KJ14-12）
篇7
電路到整個系統(tǒng)對本系統(tǒng)的工作原理做了較詳細的分析，整個系統(tǒng)經試驗調試，各項性能指標和功能均達到了預期的目標和要求。
關鍵詞:UPS 數字信號處理器智能功率模塊數字化控制 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 脈寬調制技術產生 3
1.2 UPS發(fā)展概況 3
1.3微機數字化PWM波控制方法 5
第二章 脈寬調制技術原理 7
2.1 幾種新型PWM控制技術 7
2.2 周期補償無差拍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硬件設計 26
3.3鍵盤顯示 29
3.4主電路的設計 32
第四章MOSFET驅動及控制電路 34
4.1 MOSFET驅動電路 34
4.2 過壓過流保護 35
第五章 PWM控制器、參數監(jiān)測控制器控制軟件設計 37
5.1程序 37
5.2 參數檢測控制器控制軟件設計 39
參 考 文 獻 52
致 謝 53
第一章 緒論
1.1 脈寬調制技術產生
脈寬調制技術起源甚早，隨著工業(yè)生產的需求和科學技術的發(fā)展，80年代后，它被廣泛應用于工業(yè)功率控制裝置的逆變器中，從此獲得迅速發(fā)展。它的特點是以微處理器和電子半導體元件為核心，橫跨電力。電子。微型計算機及自動化控制等多種學科領域。
將固定直流電壓變換成固定的或可調的交流電壓的裝置稱為逆變器。逆變器采用了脈寬調制技術后，不僅有效地改善和提高了品質性能，同時根據需要，它還能將直流電壓變換成電壓和頻率均可調的交流電壓，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制型變頻器。因它具有輸入功率因數高和輸出波形好的可貴特點，近年來發(fā)展很快，其技術關鍵之一是采用了PWM方法。自80年代以來，各國科技人員開發(fā)了多種PWM方法。
近年來，脈寬調制型變頻器主要用在兩類工業(yè)功率控制裝置中，一是用于調速傳動裝置中，尤其廣泛用于交流調速系統(tǒng)中。采用了脈寬調制技術控制逆變器后，使交流拖動系統(tǒng)實現了高調速比的平滑無機調速，出現了交流調速系統(tǒng)與直流調速系統(tǒng)相媲美，相抗衡的時代，出現了前者取代后者的趨勢。二是用于精密功率電源中，特別是用于在不間斷電源中。采用脈寬調制技術控制逆變器后，為精密儀器計算機系統(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瞬間停電電源。在電網停電時，它依靠裝置內進行直——交流變換，繼續(xù)向負載提供電能，不停電時間取決于裝置內的電池和負載功率。
1.2 UPS發(fā)展概況
隨著科學技術發(fā)展，計算機以及各種精密自動化電子設備被廣泛地應用于辦公自動化數據處理與通訊，氣象航天，國防軍事，精密測試，顯示記錄裝置以及工業(yè)自動化控制等領域。在辦公自動化以及工業(yè)生產各個行業(yè)中，單片微機系統(tǒng)和微型計算機控制網絡系統(tǒng)已逐漸取代舊式數據統(tǒng)計，造表及繼電接觸系統(tǒng)，形成現代化管理網絡或全自動化控制網絡促使國民經濟向更高層次發(fā)展。
篇8
1 引言
組態(tài)的概念是伴隨著集散控制系統(tǒng)的出現逐漸被廣大的生產過程自動化技術人員所熟識.概念最早來自英文configuration，含義是使用軟件工程對計算機軟件的各種資源進行配置，達到使計算機或軟件按照預先設置，自動執(zhí)行特定任務滿足使用者要求的目的。組態(tài)軟件就是指一些數據采集與過程控制的專用軟件。它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式實時數據庫組態(tài)軟件，為用戶提供快速構建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。
2 實時數據庫
2.1組態(tài)軟件實時數據庫結構
實時數據庫及其調度系統(tǒng)是組態(tài)軟件的關鍵部分，也是設計的難點部分。實時數據庫系統(tǒng)處于工控系統(tǒng)各功能模塊數據交換的中心位置，在組態(tài)系統(tǒng)進入運行環(huán)境時，工業(yè)現場的生產情況將實時地反映在變量的數值中，操作者用計算機的指令也要迅速送達生產現場，所有這一切都是以實時數據庫系統(tǒng)為媒介。
3．實時數據庫系統(tǒng)設計
3．1 實時數據庫的設計思想
3．1．1 實時數據庫系統(tǒng)的存儲策略
我們采取傳統(tǒng)數據庫系統(tǒng)、文件系統(tǒng)和內存數據庫系統(tǒng)兼用，利用多種存儲介質來構造系統(tǒng)的實時數據庫系統(tǒng)。采用的存儲策略是：①對于需要長期保存的非共享數據(如采樣值的數模轉換系數、控制組態(tài)值等)采用文件管理系統(tǒng)直接存取。②對于數據量大而工控軟件無特殊要求的共享數據(如操作者紀錄等)，將其存放在外存數據庫中。外存數據庫采用access數據庫，由運行系統(tǒng)通過數據庫操作語言(DML)進行存取論文格式模板。③對于每個采樣周期都要更新的數據。這樣，通過使用外存數據庫access數據庫)、文管系統(tǒng)和內存數據庫(實時數據庫)，既保證了
數據的共享性、完整性實時數據庫組態(tài)軟件，又節(jié)約了內存，保證了系統(tǒng)的響應速度。
3．1．2 實時數據庫系統(tǒng)的分析與設計
實時數據庫系統(tǒng)包括實時數據庫及其事務調度系統(tǒng)。利用Windows的DLL(動態(tài)連接庫)和全局共享內存技術來建立系統(tǒng)實時數據庫的設計思想，并通過給用戶提供一套接口標準----實時數據庫系統(tǒng)接口，來實現I／O驅動程序與用戶程序和實時數據庫系統(tǒng)間的高速數據傳遞。實時數據庫系統(tǒng)應具有以下功能特點：
現場數據采集：實時數據庫提供了與典型數據源的接口，讀寫通訊設備寄存器的現場值，送到開辟的摘要求的用戶進程放在服務器上，由實時數據庫統(tǒng)一調度管理。
設計方面，我們采用面向對象編程(OOP)的設計技術，將實時數據庫定義為類的形式。實時數據庫的功能由類的方法和專門的管理程序實現，管理程序負責實時數據庫的生成、數據庫的查詢、數據庫的實時更新以及其它任務對實時數據庫的實時請求、報警響應等操作。實時數據庫類根據系統(tǒng)要求定義了如下功能模塊：
實時數據庫初始化模塊：實時數據庫是以數據鏈表的方式存放在內存中，系統(tǒng)運行之初是按照用戶組態(tài)好的數據庫動態(tài)地生成實時數據庫類實時數據庫組態(tài)軟件，并將組態(tài)數據庫域的內容賦給相應實時數據庫類對象的屬性，完成初始化工作。
基本操作模塊：提供數據對象的基本操作，如對數據對象的查找操作，通過數據對象名或ID取得數據對象的其他屬性，或通過名稱取得數據對象的ID等等。
讀寫數據操作模塊：根據實時數據庫類對象的屬性調用其相應方法，實現數據對象的讀寫數據操作，將存放在數據緩沖區(qū)的現場值寫入實時數據庫的數據對象的現場值屬性中去，讀取數據對象中的當前值。
圖形顯示鏈接模塊：主要完成實時趨勢、動態(tài)顯示、數據鏈接功能，使圖形顯示的變化與數據庫對象值的變化相一致。
窗口操作模塊：讀取用戶窗口的名稱，對指定的用戶窗口進行操作，讀取用戶窗口的當前狀態(tài)。
3.1.3實時數據庫的事務調度系統(tǒng)
系統(tǒng)投入運行后。同時要進行與DCS數據采集、數據處理、圖形顯示刷新、歷史數據存盤、緊急事件報警或越位報警等事務活動實時數據庫組態(tài)軟件，所有的這些事務都要并行處理，如等待時間太長，則無法滿足實時性的要求。這樣就要求我們實現一種并行編程。在上位機上，也就是要將CPU時間按照一定的優(yōu)先準則分配給各個事件．定期處理某一事件而不會在某一事件上處理時間過長。用多線程的編程技術來實現這種并行編程，實時調度各事務．如圖2所示。
圖2 事實數據庫事務調度系統(tǒng)
3.1.3數據模型的建立
實時數據模型由三要素組成：組對象及其結構、組操作和關于對象與操作的約束論文格式模板。實時數據模型的約束則更突出地包括時間限制。組態(tài)軟件利用系統(tǒng)數據進行判斷，更改系統(tǒng)的運行狀態(tài)，以維護系統(tǒng)正常運行。計算數據則是在利用采集數據、系統(tǒng)數據的基礎上，經處理后提到的中間數據（由其他參數間接推出）。數據模型歸結為：模擬量、開關量、字符串型三種類型。
下面重點介紹模擬量，模擬量的典型屬性有：
（1）采樣點標志：控制軟件同意編排的采樣變量標志符；
（2）采樣值：若采用12位A/D轉換，2型表0—10mA對應0-4095，3型表0-20mA對應819-4095
（3）工程量：采樣數據變換成工程量的系數；
（4）報警限：指定最大最小值實時數據庫組態(tài)軟件，即報警的上、下限；
（5）變化速率限：指定參數變化速率的極限值；
經過對各種不同數據的典型屬性的抽象歸納，本文定義了數據庫變量統(tǒng)一的存儲結構，下面是數據庫中的數據模型。
Typedef struct tagTagParam{
Char Name[ name_length];//變量名稱
Chardescribe[name_describe];//變量描述
Int index; //變量序號
Unit type;//變量類型
Unit method;//轉換方式
Word access; //讀寫權限
Attr attr;// 變量屬性（類型，訪問權限，轉換方式）
Long minvalue;//最小值
Long maxvalue;//最大值
Double slope;//變換系數（斜率）
Double intercept;//遷移量（截距）
Rtdata rtdata;//實時數據
Void phisdata;//歷史數據緩沖區(qū)指針
Void address;//報警入口地址
} tagparam;
數據庫變量的屬性成員（attr）包括下列信息：
（1）變量的數據類型：整數類型、實數類型、布爾類型或字符串類型；
（2）變量的轉換方式：不變換、線性變換、平方根變換、邏輯取反變換；
（3）變量的訪問權限：只讀或讀寫。
為了節(jié)省空間，數據庫變量的屬性信息由一個位結構存儲，其定義如下：
Typedef struct tagattr{
Word type:3//類型
Method 3;// 轉換方式
Access 1；//訪問權限
Unused 9;// 保留
}attr;
實時數據庫以及工程變換則使用聯(lián)合存儲，這樣就能滿足保存不同類型的數據值的要求。聯(lián)合的定義如下：
Typedef union tagrtdata{
Long dvalue;
Double fvalue;
Bool bvalue;
}rtdata
4.結束語
實時數據庫結構和功能的規(guī)劃設計是工控組態(tài)軟件設計的核心，本文在分析實時數據庫的應用特點和關鍵技術的基礎上提出了一個具有普遍意義的實時數據庫模型及其體系結構。實時數據庫技術必將成為一個新的數據庫研究方向，有廣闊的發(fā)展空間。
參考文獻
1.馬國華監(jiān)控組態(tài)軟件及其應用2001
2.殷民.舒堅基于ODBC的CiscoSecure ACS認證數據庫的設計與實現[期刊論文]-微計算機信息 2006(22)
3.康一梅嵌入式軟件設計2007
4.彭江平.黃萬艮c++語言及面向對象程序設計 2004
篇9
面對信息社會帶來的“數據豐富而知識匱乏”的現實挑戰(zhàn)，數據挖掘（Data Mining，DM）和知識發(fā)現（Knowledge Discovery，KD）技術應運而生，伴隨計算機新技術和新理論的出現而發(fā)展，在電信與銀行，生物及大型超市等領域運用效果顯著。數據挖掘有時又稱作數據庫知識發(fā)現（KDD），此術語出現于1989年，從數據集識別有效與新穎的，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，包括數據準備與模式搜索，知識評價及反復修改求精；該過程要有智能性和自動性。有效性指發(fā)現新數據仍保持可信度，新穎性要求模式應是新的，潛在有用性指發(fā)現的知識將來有效用，最終可理解性要求發(fā)現模式能被用戶所理解，幾項綜合在一起稱為數據的科學性豍。
數據挖掘的界定。數據挖掘是從存放在數據庫與數據倉庫或其它存儲信息庫中的海量數據挖掘有趣知識過程。一般的定義是：數據挖掘是從大量、不完全、有噪聲、模糊、隨機的數據中抽取隱含其中，事先不為人所知、潛在、有效、新穎、有用和最終可理解知識的過程。研究人工智能學術人員和計算機技術專家通常所說數據挖掘名稱各異但實質一樣。自然世界數據以多種多樣形式存放，除最常見數字與字符等類型，還有許多復雜數據。復雜類型數據挖掘包括：空間數據挖掘和多媒體數據挖掘，時序數據挖掘和文本數據挖掘，Web數據挖掘與流數據挖掘等。數據挖掘與傳統(tǒng)數學統(tǒng)計分析有區(qū)別，數據挖掘在沒有明確假設前提下自動建立方程，可采用不同類型如文本、聲音、圖片等的數據挖掘興趣模式；統(tǒng)計數據分析工具側重被動分析，需建立方程或模型來與假設吻合，最終面對數字化數據；數據挖掘是主動發(fā)現型與預測型數據分析工具，分析重點在于預測未來未知潛在情況并解釋原因。二、軟件工程的產生與數據實用性
軟件工程概念源自軟件危機，20世紀60年代末的“軟件危機”這個詞語頻繁出現計算機軟件領域，泛指計算機軟件開發(fā)和維護所遇到的系列嚴重問題。在軟件開發(fā)和維護過程中的軟件危機表現為軟件需求的增長得不到滿足，軟件開發(fā)成本和進度無法控制，軟件質量難保證，軟件維護程度非常低，軟件成本不斷提高，軟件開發(fā)生產率趕不上計算機硬件發(fā)展和各種應用需求增長等。軟件危機產生的宏觀原因是軟件日益深入社會生活，軟件需求增長速度超過軟件生產率提高，具體軟件工程任務的許多困難來源于軟件工程所面臨任務和其他工程之間各種差異以及軟件和其他工業(yè)產品的差異，即特殊性。軟件開發(fā)和維護過程存在的問題，與計算機軟件本身特點有關，軟件開發(fā)過程進度很難衡量，軟件質量難以評價，管理和控制軟件開發(fā)過程困難等。計算機軟件專家認真研究解決軟件危機方法，逐步形成軟件工程概念，開辟工程學新領域即軟件工程學。軟件工程用工程、科學和數學原理與方法研制與維護計算機軟件有關技術及管理的方法。
軟件工程針對數據的處理具有系統(tǒng)的規(guī)范的系列辦法。1993年IEEE（電氣和電子工程師學會）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用于軟件開發(fā)、測試、運行和維護全過程，即將工程化應用于軟件數據等設計中。軟件工程包括方法、工具和過程三個要素，方法是完成軟件工程項目技術手段；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)各個環(huán)節(jié)控制與管理。軟件工程的發(fā)展伴隨計算機與數據等相關技術的發(fā)展而進步。三、軟件工程的知識庫應用數據挖掘技術
篇10
軟件在裝備系統(tǒng)的研發(fā)過程中起著至關重要的作用，軟件產品的質量已逐步成為軍隊信息化建設的核心，軟件質量關系到武器裝備系統(tǒng)的生命，關系到軍隊信息化建設的整體水平，一旦軟件失效，就可能導致整套裝備系統(tǒng)的失效，甚至導致戰(zhàn)爭的失敗。目前，軟件在研發(fā)過程中存在諸多問題，導致軟件的質量和可靠性遠不如人意，特別是與硬件的可靠性相比，軟件的可靠性一般要低一個數量級[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，過分強調硬件。武器裝備的研發(fā)是一個非常復雜的系統(tǒng)工程，涉及到技術和管理的方方面面，而且其各個因素又是相互關聯(lián)和制約，不均衡的過分強調某幾個方面都是不科學的。而現狀是系統(tǒng)的研發(fā)過分強調硬件的重要性，軟件只是被當做硬件的一個附件來對待，未作為產品列入裝備系統(tǒng)計劃和技術配套表。
（2）總體單位不抓配套單位分系統(tǒng)軟件的質量，監(jiān)控力度不夠。在軟件產品的開發(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)的軟件質量，對配套單位分系統(tǒng)軟件的開發(fā)過程監(jiān)控不力，對配套單位交付給總體單位的軟件普遍不進行軟件驗收測試和軟件驗收評審。
（3）軟件設計文檔的編制不規(guī)范，不符合國軍標要求。編制時缺少文檔化的過程描述，尤其是缺少工作文檔、風險管理文檔和工作量統(tǒng)計文檔，而且文檔編制水平和質量參差不齊。特別嚴重的是大多數單位的文檔是在軟件編程完成后補寫的，失去了以文檔指導軟件實現的作用。
（4）高層管理者對軟件管理不夠重視，軟件配置管理不到位。管理要從高層做起，但是多數高層卻忽略了管理的重要性，有的軟件開發(fā)組未設配置管理員，有的單位對配置管理的概念（如對基線標識和配置控制等）模糊，對軟件開發(fā)庫、受控庫的設置與管理不當，致使軟件在出廠前基本不受控。
（5）對軟件測試的概念和方法認識模糊，缺乏對過程和產品進行測試。軟件開發(fā)測試人員和質量控制人員之間缺乏對對方工作的基本認知，雙方難以溝通，阻礙了研發(fā)工作的順利開展。部分單位對第三方測試存有疑慮：擔心泄密，難以保護知識產權，或擔心經費不足和增加工作量延誤工程進度。
上述問題是裝備研發(fā)中普遍存在的現象，亟待改進。國內外的經驗說明，為了解決上述問題，最根本的一條是必須“樹立軟件產品的觀念”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軟件開發(fā)過程。現在國內比較常用的控制軟件質量的方法是質量管理體系法，而國外比較流行的是運用CMMI（Capability Maturity Model Integration，即能力成熟度模型集成）來控制軟件的質量。
2 軟件質量控制的常用方法及缺陷
2.1 軍用軟件研制質量控制的一般做法及缺陷
我國一直采用質量管理體系中全面質量管理的原則來控制軍用軟件的質量。按照全面質量管理的觀點，“產品質量是設計、生產出來的”，關注軟件開發(fā)、研制的過程，通過強調過程模式，將組織內所有的工作定義為一個個明確的過程來進行質量保證和評估，使影響軟件產品質量的因素在產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)改進的過程作為提高質量管理體系水平的重要手段。
目前，軍用軟件研制質量控制的整套模型源于GJB9001B-2009，該國軍標適用面廣，可面向于硬件、軟件、流程性材料和服務四大產品[3]，主要強調的是硬件產品的質量控制，對軍用軟件的適用性稍弱，沒有針對軟件產品及其研發(fā)的特點展開說明，尤其是在型號的不斷改進，裝備狀態(tài)的多次更改之后，對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，在實施該標準時無法引起高層領導的重視，沒有對質量提出更高的要求，忽略了該標準反復強調的“質量管理必須堅持持續(xù)進行質量改進”，導致研制單位無法擁有一套適用的質量管理體系。
2.2 國外軟件研制質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果。它側重于軟件開發(fā)過程的管理及軟件工程能力的改進與評估，是一種高效的管理標準，有助于最大程度地降低成本，提高產品的質量和用戶滿意度。CMMI是CMM模型的最新版本，它把軟件開發(fā)視為一個過程，并根據這一原則對軟件的研發(fā)和維護進行過程監(jiān)管，以使其更加科學化、規(guī)范化。CMMI項目為軍工界和政府部門提供了一個集成的產品集，其主要目的是消除不同模型之間的不一致和重復性，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組織改善軟件過程，提高軟件產品的研發(fā)、獲取和維護能力。
CMMI是目前國際上最流行、最實用的一種軟件質量控制模型，強調各個方面的均衡發(fā)展，注重基于模型的、循序漸進的過程改進，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本身是國外的體系，是基于法治的體系，而我國強調的是人治的氛圍，這種文化性問題是CMMI能否適用于我軍的關鍵；實施該體系時單位對于軟件研發(fā)人員缺少必要的有關質量管理方面的培訓，導致軟件研制人員與質量管理人員難以溝通，阻礙了研發(fā)工作的進度；CMMI只強調關鍵過程域，無法保證軟件產品能被成功的研制出來。
3 基于質量管理體系和CMMI的氣象水文軟件質量控制方法
3.1 質量管理體系與CMMI的共同性
質量管理體系與CMMI面向的都是組織和軟件產品的質量問題，都是以現代質量管理理念為基礎，充分體現了質量管理、質量保證、全面質量控制、全面質量檢驗等思想。它們都非常關注產品的質量，都以相同的質量原理為基礎，都強調通過良好的過程來保證產品的質量，都在強調外部溝通的同時強調內部溝通，都以組織的領導者和管理者作為最關鍵的成功條件，都采用PCDA方法，都重視規(guī)范化、活動規(guī)程和必要的文檔與記錄。
3.2 質量管理體系與CMMI的差異性
作為質量管理的標準性文件，CMMI與GJB 9001B是有著明顯的差別的。GJB 9001B是一個適用于各類產品的通用型標準，主要是針對制造業(yè)制定的，而CMMI是專門針對軟件開發(fā)設計的，可以幫助軟件企業(yè)有效地管理軟件過程；GJB 9001B強調完整的組織體系，可以用來建立符合ISO9000管理的組織管理，而CMMI本身對管理體系沒有明確要求，默認組織體系是有效的、健全的；GJB 9001B評估的目的是要認證組織是否建立了有效的質量管理體系，為此給出比較簡明、科學、原則性的要求，評估出結論合格與否，而CMMI則用于評估組織的軟件能力的改善，確定采購風險，或找出軟件過程的強項和弱項，明確改進途徑，為此給出良好軟件過程的詳細描述和能力提高的簡明科學途徑。
3.3 基于質量管理體系和CMMI的氣象水文軟件質量控制模型的建立
GJB 9001B鼓勵在建立、實施質量管理體系以及改進其有效性時采用過程方法，通過滿足顧客要求，增強顧客滿意，而CMMI的本質是通過對軟件研制過程中關鍵過程域的精確定義，來使軟件研制從一個不確定的“黑箱”操作過程，變成一個各步驟可視的、可對偏差隨時控制的“透明”操作過程。根據質量管理體系和CMMI的相關理念和技術要求設計出適用于氣象水文軟件的質量控制模型。
質量控制是一個循序漸進的過程，該模型將質量控制歸納成七個階段：（1）明確準備目標、項目范圍和資源需求，依據CMMI的相關標準對軟件的現狀進行評估，定義相應的目標和指導原則，為下一階段準備好相應的評估資料；（2）根據客戶的要求和技術指標制定軟件的開發(fā)流程，該階段表達了組織層上下同心、擬定目標和愿望的狀態(tài)，這是對將來有一個共同思考的過程；（3）在新的開發(fā)流程下引入GJB 9001B質量管理體系的相關要求，對組織當前的狀態(tài)進行判決，及時向組織傳達發(fā)現的情況和問題，并根據GJB 9001B的要求，確定需要進一步改進的方向；（4）根據上述要求擬定軟件管理流程，確定關鍵業(yè)務主題、各團隊的角色和職責、需要進行的活動以及改進進度安排；（5）在此流程的基礎上導入成熟的開發(fā)和管理理論及方法，并根據客戶的要求建立相應的規(guī)則、度量方法、模板，作為改進和實施的基礎；（6）按層次和相關要求編寫各層次文件，根據國軍標的要求編寫相應的工作文檔、風險管理文檔以及工作量統(tǒng)計文檔；（7）依據軟件運行的實際情況改進流程，在這個過程中組織的所有人員確定需要改進的目標，分析現有的工作步驟、客戶需求和存在的問題，給出改進方案，驗證并更新實施流程，在提高技能、績效的同時，也提高軟件的質量。質量控制是一個總結、再學習和提高的過程，通過不斷的改進建立下一輪工作的更高目標，制定組織進一步工作的計劃，只有通過這種反復的評估改進才能不斷提高軟件質量。
4 結束語
在信息化高速發(fā)展的今天，要高質量、高效率地開發(fā)出復雜的大型軟件系統(tǒng)已不再是單個質量控制方法所能完成的任務，只有通過融合多種方法的優(yōu)點推出一種新的質量控制模型，才能保證氣象水文軟件產品的質量和可靠性。本模型旨在GJB 9001B的基礎上結合CMMI的理念和技術要求，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，全面提升氣象水文軟件的質量及服務能力，進而提高武器裝備軟件的質量。
參考文獻：
[1]仍然.從國際軟件質量標準論我國軟件產業(yè)質量保證體系[J].情報學報，1999（18）：49-451.
[2]Watts S.Humphrey.Managing the Software Process[J].Addison Wesley，2002（19）：58-63.
[3]GJB 9001B-2009，質量管理體系要求[S].
篇11
1 概述
1.1 問題的提出
電動鑿巖機是建筑、水利、采礦等行業(yè)的重要設備。相對于傳統(tǒng)的鑿巖設備，電動鑿巖機所具有的突出優(yōu)點是節(jié)省能源，其電能利用率高達50%～60%，而常用氣動鑿巖機僅為10%，此外，電動鑿巖機還有噪聲低、工作面空氣新鮮、無廢氣污染等優(yōu)點，極大的改善了勞動條件。但目前使用的電動鑿巖機也有明顯缺點：對同樣硬度的巖石，它的轉速只有氣動鑿巖機的50%～60%。目前大多數電動設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）改變輸出轉矩、轉速，因此工作效率較低。為此，本文采用德州儀器公司的TMS320C2407DSP處理器設計一種新型的5KVA單相正弦波變頻電源，通過輸出可程控的交流電壓，改變電動設備的輸出轉矩和轉速。進而提高工作效率，改善電動設備的工作性能。
1.2 國內外研究現狀
變頻技術是國內外研究的一個熱點。其原因一是由于市場需求。近年來，隨著自動化技術程度的發(fā)展成熟和能源短缺問題日益突出，變頻技術越來越得到重視，并廣泛地應用。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以及并聯(lián)、串聯(lián)技術的發(fā)展應用，使先進變頻器的生產成為現實。三是現代控制理論和集成電子技術的發(fā)展。矢量控制、模糊控制等新的控制理論及神經網絡技術為高性能的變頻器研制提供了理論基礎，而高速微處理器以及專用集成電路技術的快速發(fā)展，為實現變頻器高精度、多功能提供了硬件平臺。
目前國外的變頻技術研究，以法、意、德、日等國領先。在大功率變頻調速方面，法國的阿爾斯通公司、意大利的ABB公司分別研制出單機容量達數萬千瓦的電氣傳動設備。在中功率變頻調速技術方面，德國的西門子公司研制出的SimovertA電流型晶閘管變頻調速設備和SimovertPGTOPWM變頻調速設備，己實現全數字化控制；在小功率交流變頻調速技術方面，日本的富士BJT變頻器、IGBT變頻器已形成系列產品，其控制系統(tǒng)也已實現全數字化。
國內研究方面，從總體上看我國變頻調速的技術水平較國際先進水平有較大差距。目前在大功率交——交、無換向器電機等變頻技術方面，國內雖有部分單位可研制生產，但在數字化程度及系統(tǒng)可靠性等方面還有待改進。對程控變頻電源的理論和實踐研究取得的成績，可查主要有：王小薇、程永華對于基于DSP雙環(huán)控制的逆變電源設計研究；余功軍、鐘彥儒、楊耕對IGBT變頻器死區(qū)時間的補償策略研究；程永華、楊成林、徐德鴻對于基于DSP變壓變頻電源設計研究；程曙、徐國卿、許哲雄對SPWM逆變器死區(qū)效應分析研究；趙勇對基于IGBT大功率變頻電源的研究；李鋒對基于DSP的SPWM變壓變頻電源的研究等。
同時由于目前我國采用的半導體功率器件和DSP等器件依然嚴重依賴進口，使得變頻器的制造成本居高不下，無法形成有競爭力的產業(yè)，也是影響我國變頻技術發(fā)展的一個主要原因。
2 基于DSP的新型單相正弦波變頻電源設計
2.1 設計思路
本文以美國德州儀器公司的TMS320C2407DSP處理器為核心設計了一種新型的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，對異步電機的轉速、轉矩進行控制。從而實現了電動鑿巖設備針對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、保護電路、控制電路等部分組成。主電路包括整流、濾波、逆變器、驅動電路等；保護電路包括過壓欠壓保護、限流啟動、IPM故障保護、過流保護等；控制電路則主要包括DSP控制電路、PWM信號發(fā)生電路、A/D、D/A轉換電路等。在軟件方面，考慮到SVPWM控制算法比較適合于數字控制系統(tǒng)，本文編制了基于SVPWM控制算法的控制軟件。經過工作現場試驗結果表明，該系統(tǒng)可以在30—300Hz范圍內均勻調速，在不同的負載情況下，具有較好的穩(wěn)定性和較強的抗干擾能力。
2.2 硬件系統(tǒng)結構
本文設計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、保護電路、控制電路等組成，其原理結構圖如圖1。
圖1 硬件系統(tǒng)原理結構圖
其中主電路包括整流、濾波、逆變器驅動電路等組成。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}動電壓再經過濾波電容平滑后成為穩(wěn)定的直流電壓。再由逆變電路對該直流電壓進行斬波，形成電壓和頻率可調的單相交流電提供給異步電機。由于IPM是IGBT的功率集成電路，需要有專門的驅動電路，本文采用調壓電路把電壓抬高到15伏來進行驅動。系統(tǒng)保護電路包括過壓、欠壓保護、限流啟動、IPM故障保護、過流保護等。控制電路包括DSP控制電路、PWM信號發(fā)生電路、A/D、D/A轉換電路等。
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，其結構圖如圖2所示。工作時，220V的交流電源經過四個二極管的全波整流，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，同時也為逆變器負載和直流電源之間的無功功率提供緩沖。
圖2 整流和濾波電路
2.4 逆變電路設計
（a）逆變電路結構原理圖（b）輸出方波信號波形圖
圖3
本文即采用的是電壓型逆變電路。因為本文設計變頻電源主要應用在電動鑿巖設備上的。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構原理圖及輸出波形圖。全控型開關器件T1和T4構成一對橋臂，T2和T3構成一對橋臂，T1和T4同時通、斷；T2和T3同時通、斷。T1（T4）與T2（T3）的驅動信號互補，即T1和T4有驅動信號時，T2和T3無驅動信號，反之亦然，兩對橋臂各交替導通180°。從而得到需要的變頻電壓信號。
由于本變頻電源主要應用電動鑿巖設備方面，即一般情況下均是在在阻感負載下工作。因此在0≤θ≤ωt期間，T1和T4有驅動信號，由于電流i0為負值，T1和T4不導通，D1、D4導通起負載電流續(xù)流作用，u0=+Ud。θ≤ωt≤π期間，i0為正值，T1和T4才導通。π≤ωt≤π+θ期間，T2和T3有驅動信號，由于電流i0為負值，T2、T3不導通，D2、D3導通起負載電流續(xù)流作用，u0=-Ud。π+θ≤ωt≤2π期間，T2和T3才導通
2.5 電平轉換設計
由于DSPTMS320LF2407是低功耗芯片，必須采用3.3V供電，與驅動主電路的電平不匹配，易引起事故，損壞芯片。故本實用新型設計中包含了電平轉換設計。本文采用的驅動芯片M57959L本身具備隔離輸入作用，因此在電平轉換設計中不必要增設隔離電路。本實用新型采用I/O直接輸出轉換設計。
圖4 采用M57959L的電平轉換驅動電路
2.6 軟件部分設計
控制算法的軟件化為交流調速系統(tǒng)控制算法的選擇、復用提供了方便。本設計基于TMS320LF2407A事件管理器，采用DSP自帶的匯編語言編寫軟件CCS進行編寫，系統(tǒng)的軟件設計可簡單分為兩個部分：一個是系統(tǒng)的初始化模塊，另一個是控制算法模塊。其中初始化只在系統(tǒng)上電時執(zhí)行一次，而控制算法模塊包括SVPWM的生成，速度反饋信號的采樣和處理等。系統(tǒng)的整在程序初始化之后進入主循環(huán)程序，DSP產生SVPWM使電機開始運行。其調用的頻率與PWM的輸出頻率一致。系統(tǒng)軟件流程圖如圖5所示。
3 應用實驗及展望
本文所設計制作的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械公司、武陵電化總廠金屬包裝廠經過多次實驗表明，應用本文設計變頻電源控制異步電動機工作時，在不同頻率、不同負載情況下，輸出轉速和轉矩可基本實現實時控制，具有較好的工作穩(wěn)定性和抗干擾能力。
未來，將從兩方面對本設計進行改進，一是將改進硬件結構設計，逐步增大電源容量；二是改進軟件算法設計，實現變頻電源的最優(yōu)實時控制。
圖5 系統(tǒng)軟件流程圖
參考文獻
[1] 王小薇，程永華.基于DSP雙環(huán)控制的逆變電源設
計[J].電力電子技術，2004，38（3）.
[2] 馮勇，葉斌.IGBT逆變器吸收電路的仿真分析與
參數選擇[J].電力機車技術，1999，（2）：12-14.
[3] 余功軍，鐘彥儒，楊耕一種IGBT變頻器死區(qū)時間
的補償策略[J].電力電子技術，1997，（4）：7-9.
[4] 程永華，楊成林，徐德鴻.基于DSP變壓變頻電源
設計[J].電力電子技術，2003，37（5）.
[5] 程曙，徐國卿，許哲雄.SPWM逆變器死區(qū)效應分
析[J].電力系統(tǒng)及其自動化學報，2002，14
（2）：39-42.
[6] 陳國呈.電壓型PWM逆變器的波形失真及其補償
方法[J].冶金自動化，1990，14（3）：11-14.
[7] 余功軍，鐘彥儒，楊耕一種IGBT變頻器死區(qū)時間
的補償策略[J].電力電子技術，1997（4）：7-9.
[8] 劉陵順，尚安利，顧文錦.SPWM逆變器死區(qū)效
應的研究[J].電機與控制學報，2001，5（4）：
237-241.
[9] 趙勇.基于IGBT大功率變頻電源的研制[D].山東
大學碩士論文，2006.
[10] 王鵬.基于單片機控制的車載高頻鏈逆變電源的
研制[D].河北工業(yè)大學碩士論文，2007.
[11] 李鋒.基于DSP的SPWM變壓變頻電源的設計
篇12
影響電力營銷管理信息系統(tǒng)開發(fā)應用的原因主要有以下兩個方面：（1）通道問題是導致各供電營業(yè)所單機獨立運行的主要原因。由于各供電營業(yè)所地理位置分布較廣，在全區(qū)范圍內鋪設光纜到各供電營業(yè)所，成本和維護費用太大，而傳統(tǒng)的電話撥號連接又不能滿足信息系統(tǒng)的帶寬要求。（2）目前計算機的應用雖然越來越普及，但在地域上分布非常不均，一般也只是在城市或相對較大的城鎮(zhèn)，而供電營業(yè)所廣泛分布在小城鎮(zhèn)，對計算機的認識水平還比較低，特別是當機器出現故障時無法及時處理。
隨著全社會通訊網絡建設的飛速發(fā)展，電信、網通、廣電的基礎通訊設施已經相當完善，網絡的連接可以解決由于操作人員應用計算機水平低引起的系統(tǒng)維護難的問題。在應用工作站安裝遠程控制軟件，通過遠程控制可以維護一些簡單計算機操作的問題。操作員可以運用本地自動更新模塊來自動更新維護；信息系統(tǒng)數據庫集中存放，這樣系統(tǒng)管理員只需維護數據庫就可以了，而操作員只要客戶端網絡通暢，應用系統(tǒng)就沒有問題。
二、系統(tǒng)設計原則
（一）開放的系統(tǒng)設計。設計時，應充分考慮到電力企業(yè)資源的統(tǒng)一規(guī)劃，可以與其他相關的開放的生產管理系統(tǒng)、人力資源系統(tǒng)、財務系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)、設備管理系統(tǒng)等的無縫連接。
（二）靈活性。不同的供電企業(yè)或同一供電企業(yè)的不同時期，其業(yè)務處理過程、方式可能有非常大的不同。我們的目標就是適應電力企業(yè)快速轉型需要，根據企業(yè)的生產、經營、銷售情況迅速制定不同的企業(yè)解決方案。
（三）先進的技術。建議采用當前流行的企業(yè)信息系統(tǒng)解決方案設計與軟件設計思想，充分利用先進的信息技術與網絡技術，進行分布式、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)的擴展提供強大的技術支撐。
（四）安全性。通過客戶權限管理、用戶加密、數據備份、分布式應用服務以及系統(tǒng)出錯處理等各種方法來保證系統(tǒng)的數據與網絡安全性。其中用戶權限設置應將系統(tǒng)用戶的工作權 限定義到具體功能，保證數據的訪問與處理安全性。應用服務通過負載平衡算法保證系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運行。
三、營銷管理信息系統(tǒng)的開發(fā)建設
（一）系統(tǒng)功能劃分。根據營銷系統(tǒng)各項業(yè)務要求，系統(tǒng)功能可劃分為：用電營銷管理信息系統(tǒng)（包括核心業(yè)務模塊、管理功能模塊）和與其它系統(tǒng)的接口兩部分，核心業(yè)務模塊包括業(yè)擴管理、抄表管理、電量電費管理、收費與賬務管理、計量管理、用電檢查管理、系統(tǒng)維護管理子系統(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、客服系統(tǒng)接口、財務系統(tǒng)接口、電能計量系統(tǒng)及各類電能采集裝置的接口、OA接口、觸摸屏查詢等。
（二）電力營銷管理信息系統(tǒng)。電力營銷管理信息系統(tǒng)應有業(yè)擴報裝、電費計算、檔案管理、物資管理、資料管理等部分，實行數據集中管理，各供電營業(yè)所通過廣電網絡建立廣域網實行數據共享。業(yè)擴流程納入計算機管理并加以業(yè)擴監(jiān)控，逐步達到單軌制無紙化流程。利用廣電網絡作為數據庫通道建立供電局與各供電營業(yè)所之間的物理連接，數據庫服務器放置在供電局大樓信息中心統(tǒng)一管理。數據庫采用Oracle，系統(tǒng)開發(fā)工具采用Delphi。由于系統(tǒng)數據統(tǒng)一集中管理，保證了系統(tǒng)數據的唯一性、合法性、一致性，系統(tǒng)軟件的升級只要將文件寫入相應的數據表，操作員運行一下本地的自動更新程序即可。
（三）系統(tǒng)功能要求。
1．在數據處理能力方面，要求數據的存儲和管理性能靈活（包括對歷史數據的轉儲及處理），保證數據的完整性、可追憶性、可恢復性、可操作性、共享性和安全性，方便查詢及分類統(tǒng)計。 轉貼于
2．在報表功能方面，應能充分利用數據庫信息按要求靈活生成各類統(tǒng)計報表，提供靈活的報表格式。
3．在圖形功能方面，應充分利用數據庫信息進行動態(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、布局合理。在統(tǒng)計功能方面，對系統(tǒng)所要求的各類數據庫進行一般性統(tǒng)計和按某種需求進行統(tǒng)計；統(tǒng)計可以由用戶自定義；統(tǒng)計結果可以按自定義的格式用A4紙打印。
4．在保密及授權方面，應具有良好的授權機制，訪問權限具有足夠的授權設置級別和嚴密的控制管理。
5．在系統(tǒng)維護方面，要求方便、快捷、可靠、安全。
（四）業(yè)擴報裝。
1．電力客戶服務中心為新裝增容用電和用電變更一口對外管理部門。
2．低壓客戶（綜合配變供電的客戶）的報裝等相應事宜在所屬供電所辦理，各供電所應建立相應的客戶檔案，并及時向客戶服務中心備案。
3．10kV及以上客戶的報裝業(yè)務在電力客戶服務中心。
4．客戶服務中心負責受理客戶申請、客戶建檔、組織竣工驗收、簽訂供用電合同等，生技科專責人負責現場勘察、確定供電方案等方面的工作，營銷部負責計量等方面的工作，實業(yè)總公司負責客戶施工等工作，生技科負責方案審核。
5．客戶業(yè)擴工程竣工后，由客戶中心組織生技科、營銷部、供電所及實業(yè)總公司等有關人員，對工程進行驗收，各相關科室積極配合，接到驗收通知后要按時參加，及時為客戶驗收送電。
6．電力客戶服務中心全面負責對外業(yè)務服務，對內負責有關業(yè)務流程的調度，按時完成各環(huán)節(jié)工作。
（五）電費計算。通過設立綜合變用戶和公用變用戶這兩種只計量不計費的關口表用戶，來統(tǒng)計線損。主要功能有：讀數錄入，電費計算，電價字典維護，電費臺賬生成與打印，電量電費報表匯總，銀行數據接口（委托銀行代開發(fā)票、代收費的，按一定格式生成銀行所需數據）。
（六）檔案管理。提供模糊查詢功能，輸入相應的參數，能夠在數據庫中調出數據，供查詢用戶文件、表計文件、農村綜合變、小城鎮(zhèn)公用變、表庫文件等資料。
（七）物資管理。實行進、銷、存操作，對各供電營業(yè)所的物資進行計算機管理，統(tǒng)一編碼，實時統(tǒng)計庫存量，便于物資合理利用。包括：材料編碼、材料進倉、材料核價、材料銷售，材料結存。
四、結語
通過對各類業(yè)務模塊的細分，滿足供電企業(yè)營銷各級管理群體的需要，既減輕了軟件維護的工作量，又方便了各供電營業(yè)所相互之間的應用交流，滿足數據結構統(tǒng)一、編碼統(tǒng)一、運行模式統(tǒng)一的設計目標。全面提高供電企業(yè)的管理水平、工作效率、服務質量和決策水平，促進電力營銷管理的現代化。
篇13
隨著能源問題重要性的日益增加，改革和完善空調控制系統(tǒng)以降低能耗、提高調節(jié)品質，日益成為空調領域的重要課題。近年來許多復雜的空調控制裝置陸續(xù)開發(fā)，尤其微型計算機的廣泛應用，使各種采用微型計算機的控制裝置的開發(fā)調試更成為迫切的任務。但是，控制裝置越復雜，控制系統(tǒng)智能程度越高，這種系統(tǒng)的開發(fā)調試越困難，原因在于：
（1） 空調系統(tǒng)的主要擾動源是一年四季以不同規(guī)律隨機變化的室外氣象條件和室內人員及設備的散熱、散溫。可靠的智能化控制系統(tǒng)應能自如地應付各種室內外隨機擾動，使被控對象維持在理想狀態(tài)，這在現場至少需有一年以上的運轉時間方可完成一個調試周期，致使研制周期過長，難以應付市場的變化與需要。若建立專門人工氣候室進行此項工作，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)應能妥善處理各種意外事故，諸如停電、停水、火災和設備損壞等，而這類事故常常不便人為地在現場或實驗室實現，這就給調試現場控制機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試已成為突出的矛盾，本文通過實例介紹空調數字仿真系統(tǒng)在考核與調試控制裝置上的應用。
關于建筑與空調系統(tǒng)數字仿真裝置及其實時性的探討，文獻[1]～[3]有詳細論述。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)，并進行輸入、輸出接口定義，然后將被調試的控制裝置像實際現場那樣接入相應接口端子，就可進行調試考核工作。
2 被調對象
2．1 現場控制機及其功能
被考核調試的控制裝置為DCU-UP-6242型現場控制機，該機具有24路數字量輸入，8路模擬量輸入，16路數字量輸出和8路模擬量輸出。編程語言為MCS-51單片機語言，其功能包括：
（1） 測量程序。通過數字量輸入通道和模擬量輸入通道可測出來自各種變送器的溫度、濕度、風量、水流量值以及風機、風閥運行狀態(tài)。
（2） 控制閥等被控設備控制量計算及輸出程序。
（3）時鐘處理程序。計時，以不同周期進行參數測量與控制。
（4）鍵盤顯示程序。根據操作人員要求，按鍵顯示相應測量參數、閥門開度，并可進行參數整定與設備操作。
（5）故障檢查程序。對溫濕度變送器、閥門調節(jié)失靈等狀況進行檢測，并給出故障信息。
（6）控制方案程序。實現用戶控制思想，控制算法，給出控制方案號及各被控設備輸出狀態(tài)。
（7）主程序。負責上述程序的統(tǒng)一管理，見圖1。
圖1 主程序流程圖
2．2空調系統(tǒng)
被控制的空調系統(tǒng)為雙風機定風量系統(tǒng)，負擔兩個濕濕度參數要求相同的房間，該空調系統(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，可測量與調節(jié)設備為：
（1） 室外、房間、混風點、表面式空氣冷卻器后，送風管等處設有溫濕度測點，送風管還裝有風量測點，它們均為數字量信號。
（2）表面式空氣冷卻器和空氣加熱器通過三通閥對冷熱媒進行量調節(jié)，蒸汽加濕器用兩通閥調節(jié)。
（3）新風、排風、一次回風、二次回風和送風管上設有氣動調節(jié)風閥。
（4）兩個房間的送風支路上設有電加熱器可進行啟停控制。
3 考核調試
現場控制機的考核調式是對控制裝置功能的全面檢驗。仿真考核調試就是利用仿真裝置替代實際現場。對控制裝置的功能進行檢驗，包括硬件、軟件和功能實現的思想，并給出相應的報告。
考核調試方法采用分層推進法，即首先孤立地對各功能進行考核，然后進行綜合性運轉調試考核。
3．1 系統(tǒng)描述
圖2為整體組成示意圖，首先將被控空調系統(tǒng)結構組成、設備數據等信息輸入模型機，并進行相應的接口定義；然后將欲考核調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，可與實驗接口連接，此接口機可采集、存儲與顯示控制裝置的運行結果。
圖2 硬件組成
3．2 功能考核調試
仿真系統(tǒng)進入功能仿真程序，調試人員可以定義各溫、濕度以及風量等參數值，同時測量控制裝置輸出的設備狀態(tài)，以便對各功能進行單項考核。
（1）測量功能。仿真系統(tǒng)給出一系列溫度、濕度、風量等各種參數值，檢查控制裝置測量結果是否正確。給出測量硬件、軟件是否正確，以及精度是否達到要求的考核報告。
（2） 控制閥等設備的輸出程序。控制裝置給出被控設備狀態(tài)信號，仿真系統(tǒng)對設備狀態(tài)進行檢測，考核此程序功能實現的準確性。
（3） 鍵盤顯示程序。檢查鍵盤實現功能是否正確。
（4）故障檢查程序。制造變送器與閥門調節(jié)的故障信息，檢查控制裝置對故障發(fā)現與處理的能力。
（5）控制方案程序。仿真系統(tǒng)制造一系列室內、室外以及設備狀態(tài)的信息，檢查控制思想及實現正確與否，檢查設備動作正確與否，但此時不檢查調節(jié)效果。
上述僅考核控制裝置的基本功能，如均達到要求，可進入綜合性仿真試驗，否則進行修改、完善。
3．3 綜合性仿真試驗
空調系統(tǒng)的控制裝置應能應付作用到空調系統(tǒng)上的各種形式與變化的擾量，但日以不能進行逐日仿真試驗，因此，必須確定試驗工況。單純從考核調控制裝置來說，試驗工況的選擇應考慮三方面問題，即：氣象條件，建筑物的熱慣性；建筑物的使用情況，如人數、內部發(fā)熱量和使用時間表等。如果為了考核調試用于某地區(qū)某建筑空調系統(tǒng)的控制裝置，則應確定以下兩方面的試驗工況。
（1） 為了考查全年運行特性，可按不同季節(jié)進行綜合性仿真試驗。一般可分為冬季嚴寒期、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。當然，為了考核空調工況分區(qū)及其控制方案的合理性，則應根據工況區(qū)先定氣象條件。一天內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)取不同數值。
（2）對于建筑物特性及使用情況，應編制內部矛盾熱濕負荷時間表，以便仿真模擬。
4 應用示例
為了說明空調控制數字仿真能否用于控制裝置的考核、調試，以本文第2節(jié)給出的被調對象為例，從過程控制特性和控制精度兩方面，對比仿真結果與實際系統(tǒng)測試結果。
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所示的溫度過程設定值曲線，并按此設定要求，在空調數字仿真系統(tǒng)中運行被控制的空調系統(tǒng)與被考核的現場控制裝置，其結果如圖4所示，與在實際空調系統(tǒng)按此設定曲線控制的結果（見圖5）相比，可得：
圖3 溫度過程設定值曲線
圖4 仿真溫度過程曲線
圖5 實測溫度過程曲線
（1）仿真結果與實測結果十分相近；
（2）基本可以符合溫度過程設定曲線要求，便跟蹤效果不理想，控制軟件需進一步改進。
4．2 控制精度
為了探索空調數字仿真系統(tǒng)在仿真空調控制精度上的效果，利用實際現場某日逐時室外氣象數據，在仿真系統(tǒng)上仿真運行該空調控制系統(tǒng)。對比圖6所示的仿真結果與圖7所增實測結果可以看出：
圖6某日仿真溫度曲線
圖7某日實測溫度曲線
（1）仿真結果與實測結果十分相近
（2）溫度控制精度為±0.5℃，滿足原軟件設計要求。
5 結論
上述探討說明，實時性好的空調數字仿真裝置可以很好地模擬實際空調控制系統(tǒng)，為現場控制裝置（包括硬件、軟件）的開發(fā)與考核調試開辟一條經濟、可靠的途徑。當然，通過仿真試驗考核控制裝置的全面性取決于用戶對控制裝置功能的理解，試驗越全面，在實際環(huán)境中出現的錯誤就越少，越節(jié)省人力、物力，應用效果越好。
本文的目的在于對比仿真調試與實際應用的效果，至于如何評估、評價一個控制裝置，尚需進一步探討。
6 參考文獻
