導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇機(jī)械仿真設(shè)計(jì)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】仿真技術(shù) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造 模型創(chuàng)建 應(yīng)用

仿真技術(shù)是伴隨著計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用而興起的，它結(jié)合了多門(mén)學(xué)科及理論，充分利用計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件對(duì)所需要的設(shè)計(jì)展開(kāi)虛擬實(shí)驗(yàn)，是一種綜合性技術(shù)。在早期的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)中，通過(guò)隨機(jī)數(shù)實(shí)驗(yàn)的方法解決問(wèn)題，也被稱(chēng)之為蒙塔卡羅方法。仿真技術(shù)的成熟與穩(wěn)定是在科技與工業(yè)的發(fā)展中進(jìn)行的，對(duì)人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了不可磨滅的影響。它從出現(xiàn)到應(yīng)用普及主要經(jīng)歷了三個(gè)主要階段：模擬機(jī)仿真、模擬數(shù)字混合機(jī)仿真以及數(shù)字機(jī)仿真。

1 仿真技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的作用

仿真技術(shù)指的是設(shè)計(jì)人員以計(jì)算機(jī)為載體，通過(guò)利用相關(guān)軟件建立數(shù)據(jù)模型，對(duì)各性能參數(shù)進(jìn)行分析從而選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比安全可靠、使用靈活，大大節(jié)約了資金，也節(jié)約了反復(fù)制造實(shí)物的時(shí)間，因其不需要制造實(shí)物而又被稱(chēng)為虛擬樣機(jī)技術(shù)?，F(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中，因?yàn)楹芏嘞到y(tǒng)設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，數(shù)據(jù)量龐大，在實(shí)驗(yàn)中存在很多難題，因此需要在計(jì)算機(jī)中建立相對(duì)應(yīng)的模型對(duì)其進(jìn)行仿真，對(duì)其各項(xiàng)參數(shù)性能等進(jìn)行分析。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的初期，設(shè)計(jì)人員只要根據(jù)不同的方案在仿真軟件中建立虛擬樣機(jī)，便可以完成對(duì)不同假設(shè)的虛擬實(shí)驗(yàn)，選擇最優(yōu)方案或者對(duì)方案進(jìn)行改進(jìn)都非常方便。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中使用仿真技術(shù)不僅可以使計(jì)算更加精確，提升研發(fā)質(zhì)量，而且也在一定程度上提升了研發(fā)效率，節(jié)約了研發(fā)資金。

2 仿真過(guò)程的實(shí)現(xiàn)

2.1 模型的建立

在機(jī)械設(shè)計(jì)制作的過(guò)程中，若要使用仿真技術(shù)，首先就要設(shè)計(jì)編輯條件和約束條件，確定研究目標(biāo)，進(jìn)而建立一個(gè)可以滿(mǎn)足系統(tǒng)要求的仿真運(yùn)行系統(tǒng)。系統(tǒng)初步建立之后，便要求設(shè)計(jì)者根據(jù)相應(yīng)的學(xué)科知識(shí)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化表述，也就是對(duì)系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型。通常狀況下，數(shù)學(xué)模型由于時(shí)間不同可分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種，其中動(dòng)態(tài)模型又可以分為離散、連續(xù)和混合時(shí)間三種。

2.2 模型的變換

這一步驟指的是把初步建立的模型通過(guò)數(shù)學(xué)表達(dá)式的作用變換成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的樣式，這一過(guò)程運(yùn)用了部分合適的計(jì)算機(jī)算法及語(yǔ)言，是仿真的基礎(chǔ)，也稱(chēng)之為仿真模型。若要實(shí)現(xiàn)模型的變換，設(shè)計(jì)者可以使用現(xiàn)有的仿真軟件，也可以根據(jù)系統(tǒng)需求自行開(kāi)發(fā)。

2.3 模型的實(shí)驗(yàn)

模型的實(shí)驗(yàn)指的是通過(guò)在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行仿真模型能夠得到相應(yīng)的仿真結(jié)果。做好了模型的建立和變換這兩大步驟，也就為模型的實(shí)驗(yàn)打下了基礎(chǔ)，只要是按照預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)來(lái)展開(kāi)的前幾個(gè)步驟，那么這一步驟的實(shí)現(xiàn)并不困難。在對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行衡量時(shí)，要對(duì)其可靠性進(jìn)行分析，通常使用的方法有以下兩種：置信通道法以及仿真過(guò)程的反向驗(yàn)證法。

3 仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

3.1 在齒輪設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在機(jī)械裝備中，齒輪可謂是最重要的零部件之一，因此，在設(shè)計(jì)中對(duì)其性能進(jìn)行仿真意義重大，并且不少設(shè)計(jì)者也針對(duì)此問(wèn)題做了大量研究。其中包括：使用visual lisp語(yǔ)言對(duì)齒輪端面的建模和仿真，從任意幾何角度對(duì)其性能進(jìn)行評(píng)估；用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)展開(kāi)對(duì)圓弧針齒行星傳動(dòng)的研究；對(duì)影響正交齒輪傳動(dòng)接觸點(diǎn)的主要參數(shù)進(jìn)行研究等等。此外，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在齒輪泵的齒輪設(shè)計(jì)中應(yīng)用也十分廣泛。

3.2 在機(jī)械結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的完成需要各部分機(jī)械Y構(gòu)件的組合，共同發(fā)揮它們的綜合作用。因此，在對(duì)一個(gè)新產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，各零部件的性能能否正常發(fā)揮、它們之間的配合是否得當(dāng)、如何選取組合方案等問(wèn)題，都離不開(kāi)事先用仿真技術(shù)進(jìn)行模擬優(yōu)化?，F(xiàn)在市場(chǎng)主流的大型三維設(shè)計(jì)軟件都對(duì)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真功能進(jìn)行了開(kāi)發(fā)，根據(jù)在該軟件中設(shè)計(jì)的裝配體的性能，對(duì)演示結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)展開(kāi)模擬，如果需要運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，只需要提前設(shè)置好主運(yùn)動(dòng)件，具有極大的便利性。此外，在這些大型三維設(shè)計(jì)軟件的仿真運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者能夠從任意角度觀(guān)察運(yùn)動(dòng)結(jié)果，還能幫助設(shè)計(jì)者檢查結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)干涉等問(wèn)題，功能十分強(qiáng)大。

3.3 在復(fù)雜機(jī)械加工研究方面的應(yīng)用

作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的生產(chǎn)基礎(chǔ)，用仿真技術(shù)對(duì)機(jī)械加工尤其是復(fù)雜機(jī)械加工能夠幫助設(shè)計(jì)者研究深層次機(jī)理，在理論程度上提升了這一步驟的性能與質(zhì)量。在數(shù)控加工的過(guò)程中，可以使用仿真技術(shù)編寫(xiě)CNC機(jī)床的零件加工程序，然后轉(zhuǎn)換成為對(duì)應(yīng)的圖形信息，通過(guò)這些信息設(shè)計(jì)者很容易對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。在磨削加工中，通過(guò)磨削時(shí)間的不同展開(kāi)對(duì)這一步驟的建模，以此建立的仿真模型可以對(duì)磨削的性能和質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，促使磨削步驟的最優(yōu)化。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)大，現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)得以迅速發(fā)展，各生產(chǎn)步驟和工藝越來(lái)越復(fù)雜，因此，必須借助自動(dòng)測(cè)試和仿真等計(jì)算機(jī)技術(shù)幫助設(shè)計(jì)者對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。尤其是伴隨著仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的使用，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)者從復(fù)雜龐大的信息中對(duì)機(jī)械部件或者加工過(guò)程的最優(yōu)化控制，解決了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]張小亞.淺談虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2011（16）：276-277.

[2]崔松華.CAD/CAM技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用研究[J].考試周刊，2014（35）：99-100.

[3]張曉霞.遺傳算法在機(jī)械設(shè)計(jì)優(yōu)化中的應(yīng)用及運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真技術(shù)研究[D].太原：中北大學(xué)，2008.

作者簡(jiǎn)介

熊勇（1974-），男，四川省內(nèi)江市人。工程碩士學(xué)位。現(xiàn)為內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系講師。研究方向?yàn)闄C(jī)械工程。

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關(guān)鍵詞：化工機(jī)械檢修；多媒體；虛擬仿真

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.9

在化工行業(yè)中，多媒體技術(shù)主要用于解決化學(xué)工藝中的特定問(wèn)題，化工機(jī)械檢修問(wèn)題幾乎沒(méi)有涉及。企業(yè)中依然是“師傅帶徒弟”的模式，學(xué)校授課模式主要是“填鴨式”的課堂講授、理論結(jié)合少部分實(shí)踐教學(xué)。但這些學(xué)習(xí)方式都存在著投入大、損耗大、效率低、周期長(zhǎng)、維護(hù)困難、危險(xiǎn)性等特點(diǎn)。目前，化工企業(yè)90%的工人都是畢業(yè)于職業(yè)院校，為了減輕企業(yè)的培訓(xùn)負(fù)擔(dān)、提高職院校畢業(yè)生的就業(yè)率，研究利用多媒體技術(shù)分析實(shí)現(xiàn)化工機(jī)械檢修是非常有必要的。

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2005年，喬向東分析研究采用VRML建立常見(jiàn)的化工機(jī)械零部件模型，模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后根據(jù)化工機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)要求合成化工設(shè)備模型[1]。

2006年，羅一鳴，劉有智，袁志國(guó)等采用Visual Basic作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，以某化工企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)為模型，建立了一套化工場(chǎng)景漫游系統(tǒng)，輔助化工原理或化工工藝課程的教學(xué)[2]。

2010年，廖孫啟，張蕾，龔福忠等人采用VRML建立化工設(shè)備虛擬模型和場(chǎng)景，開(kāi)發(fā)了網(wǎng)絡(luò)版化工原理仿真實(shí)驗(yàn)軟件[3]。

2011年，李和香用3Dmax、Cult3D、Dream Weaver、Flash等研制《離心泵的檢修與安裝》課件。

以上研究的共同特點(diǎn)是都應(yīng)用了多媒體技術(shù)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，開(kāi)發(fā)虛擬仿真軟件，但研究領(lǐng)域都不屬于化工機(jī)械檢修。通過(guò)調(diào)研，用多媒體技術(shù)開(kāi)發(fā)化工機(jī)械檢修項(xiàng)目是非常有必要的：為學(xué)習(xí)者提供探索性學(xué)習(xí)情景；提供一種三維立體化表現(xiàn)方式；提供逼真、安全的虛擬操作環(huán)境；大大節(jié)約教育培訓(xùn)成本。

2 需求分析

2.1 虛擬仿真實(shí)訓(xùn)軟件是化工檢修企業(yè)人員提高自身素質(zhì)的重要工具

化工機(jī)械設(shè)備的檢修永不可能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化，高素質(zhì)的操作人員對(duì)于企業(yè)安全保障尤為重要。目前，化工企業(yè)中，主要采用化工仿真培訓(xùn)方式，仿真系統(tǒng)操作界面以二維圖像為主，缺乏真實(shí)感。隨著多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，三維虛擬仿真在逐步實(shí)現(xiàn)，大大拉近了虛擬和真實(shí)的距離。

2.2 虛擬仿真是在校學(xué)生訓(xùn)練專(zhuān)業(yè)技能的重要工具

隨著招生規(guī)模的擴(kuò)大，職業(yè)院校實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地越發(fā)不足，而且許多新型設(shè)備學(xué)校根本無(wú)力購(gòu)置，使得學(xué)生還沒(méi)有走出校門(mén)就與社會(huì)脫軌。雖然部分院校建有校外實(shí)訓(xùn)基地，但學(xué)生去校外實(shí)訓(xùn)基地實(shí)習(xí)，也只是參觀(guān)，不讓進(jìn)入生產(chǎn)線(xiàn)操作。開(kāi)發(fā)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)軟件，將在一定程度上還解決資金短缺的問(wèn)題，而且也能提高教學(xué)質(zhì)量，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.3 化工機(jī)械檢修項(xiàng)目特點(diǎn)適合運(yùn)用多媒體技術(shù)開(kāi)發(fā)

為了讓學(xué)生畢業(yè)就能就業(yè)，目前化工機(jī)械檢修類(lèi)課程教學(xué)均以典型化工設(shè)備維修任務(wù)為載體，以學(xué)生為主體，使學(xué)生在完成工作任務(wù)的同時(shí)正確掌握化工設(shè)備維護(hù)與檢修的基本知識(shí)和基本技能，掌握典型化工設(shè)備維修原則和技術(shù)措施，熟練使用常見(jiàn)的維修工具，識(shí)別化工生產(chǎn)中設(shè)備常見(jiàn)的故障三現(xiàn)象，了解其發(fā)生原因以及一般解決辦法，達(dá)到職業(yè)資格的要求。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生具有誠(chéng)實(shí)、守信、肯干、敬業(yè)、善于與人溝通和合作的職業(yè)品質(zhì)，具有分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

3 化工機(jī)械檢修項(xiàng)目設(shè)計(jì)

項(xiàng)目設(shè)計(jì)遵循“以崗位需求為核心，以工作過(guò)程為導(dǎo)向，以工作任務(wù)為基礎(chǔ)，以實(shí)踐帶理論為模式，以真實(shí)的工作為依托，以學(xué)生為中心，以自主學(xué)習(xí)為切入點(diǎn)，以多元評(píng)價(jià)為手段，以興趣小組活動(dòng)為載體”的原則，在工作流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)突出不同的能力要素，然后根據(jù)不同的能力要素，設(shè)計(jì)圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)等資料。

3.1 依據(jù)應(yīng)用化工技術(shù)專(zhuān)業(yè)崗位需要，進(jìn)行工作任務(wù)分析

根據(jù)化工行業(yè)所從事的四大崗位群，確定應(yīng)用化工技術(shù)專(zhuān)業(yè)所涉及的三大核心崗位（化工設(shè)備操作、化工原料及產(chǎn)品分析、化工生產(chǎn)管理）。對(duì)核心崗位進(jìn)行剖析，確定學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)。

3.2 根據(jù)工作任務(wù)的要求，設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目

根據(jù)化工檢修領(lǐng)域的職業(yè)崗位群任職要求，參照企業(yè)工作過(guò)程，將典型設(shè)備檢修維護(hù)任務(wù)轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)領(lǐng)域，再將學(xué)習(xí)領(lǐng)域轉(zhuǎn)化為項(xiàng)目。設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)充分考慮了河南省地區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況、企業(yè)類(lèi)型和學(xué)校辦學(xué)條件。根據(jù)專(zhuān)業(yè)需求和企業(yè)具體情況，學(xué)習(xí)相關(guān)項(xiàng)目。靈活組合知識(shí)點(diǎn)滿(mǎn)足不同職業(yè)技術(shù)崗位需求，項(xiàng)目具有較強(qiáng)的可操作性，充分體現(xiàn)了職業(yè)性、實(shí)踐性和開(kāi)放性的要求。

3.3 以工作任務(wù)為基礎(chǔ)，整合教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)“以職業(yè)能力為主線(xiàn)，以典型的企業(yè)項(xiàng)目為載體，以真實(shí)的檢修環(huán)境為依托，以完整的檢修過(guò)程為行動(dòng)體系”[4]的設(shè)計(jì)要求，本課程以培養(yǎng)典型化工設(shè)備維護(hù)與檢修能力和相關(guān)的崗位能力為基本目標(biāo)，緊緊圍繞典型企業(yè)項(xiàng)目完成的需求來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。每個(gè)項(xiàng)目都包括：工作任務(wù)單、技能單、作業(yè)單及任務(wù)考核單，各個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)明確。在教學(xué)方式上，按“4單”要求完成工作任務(wù)，均采用集中與分組訓(xùn)練相結(jié)合，集體輔導(dǎo)與個(gè)別指導(dǎo)相結(jié)合的方式，最后進(jìn)行學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。

4 仿真實(shí)訓(xùn)軟件設(shè)計(jì)

以“換熱器拆裝與試壓”項(xiàng)目為例，總體框架設(shè)計(jì)如圖1。

圖1 “換熱器拆裝與試壓”項(xiàng)目仿真軟件框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 基于Flash的二維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)

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[關(guān)鍵詞]模糊控制 機(jī)械手夾持力傳遞函數(shù) 論域

中圖分類(lèi)號(hào)：TU 712.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）31-0336-01

一、 模糊控制原理

模糊控制屬于計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的一種形式，因此，模糊控制系統(tǒng)的組成類(lèi)似于一般的數(shù)字控制系統(tǒng)，其方框圖如下：

二、 機(jī)械手夾持力模糊控制系統(tǒng)建模

1、 系統(tǒng)組成

機(jī)械手夾持力模糊控制系統(tǒng)是由模糊控制器，A/D、D/A轉(zhuǎn)換單元，電液伺服系統(tǒng)，力傳感器等部件組成。通過(guò)夾持力給定值與測(cè)量值進(jìn)行比較，得出其偏差量e，經(jīng)采樣送入模糊控制器，模糊控制器的輸出控制量經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換送給功率放大器去控制電液伺服系統(tǒng)，從而改變閥的輸出流量，以控制手爪夾持力達(dá)到給定值。

2、 被控系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

（1）握力傳感器是一個(gè)比例環(huán)節(jié)，其增益為K1；

（2）伺服放大器的輸出電壓經(jīng)伺服放大器輸出驅(qū)動(dòng)伺服閥所需差動(dòng)電流。由于一般的伺服放大器的頻帶較寬，可將其看成是比例環(huán)節(jié)，其增益為K2；

（3） 電液伺服閥通?？梢院?jiǎn)化為一個(gè)二階振蕩環(huán)節(jié)，其傳遞函數(shù)為

（s）=

式中Kgv――伺服閥的增益；

ωgv――伺服閥的固有頻率；

εgv――伺服閥的阻尼比；

（4） 液壓缸-負(fù)載模型是慣性-摩擦負(fù)載，系統(tǒng)的負(fù)載閥控油缸的傳遞函數(shù)可表示為：

式中ωn――液壓缸-負(fù)載的固有頻率；

εn――液壓缸-負(fù)載的阻尼比；

根據(jù)實(shí)際情況經(jīng)計(jì)算各參數(shù)取值為：

Kvg=1.67×10-3ωgv=112S-1εgv=0.6

A=94.5×104m2ωn=60.5rad.s-1εn=0.2

因此傳遞函數(shù)為：

3、 機(jī)械手夾持力模糊控制器設(shè)計(jì)

設(shè)偏差e的語(yǔ)言變量為E，其相應(yīng)模糊子集為Ai（i=1，2，3），論域?yàn)閄，劃分為7個(gè)等級(jí)，即X={-3，-2，-1，0，1，2，3}，模糊子集Ai的3個(gè)語(yǔ)言值為{負(fù)，零，正}；又設(shè)偏差變化ec的語(yǔ)言變量為EC，其相應(yīng)的模糊子集為Bj（j=1，2，3），論域?yàn)閅，也劃分為7個(gè)等級(jí)，即Y={-3，-2，-1，0，1，2，3}，模糊子集Bj的3個(gè)語(yǔ)言值為{負(fù)，零，正}；輸出控制量u的語(yǔ)言變量為U，其相應(yīng)的模糊子集為Ck（k=1，2…5），論域也劃分為7個(gè)等級(jí)，即Z={-3，-2，-1，0，1，2，3}，模糊子集Ck的5個(gè)語(yǔ)言取值為{快關(guān)，慢關(guān)，不變，慢開(kāi)，快開(kāi)}。

根據(jù)專(zhuān)家和操作人員經(jīng)驗(yàn)積累可以給出如下模糊控制規(guī)則：

（1）如果“偏差”e為“零”，則“控制量”u為“不變”；

（2）如果“偏差”e為“正”，則“控制量”u為“快開(kāi)”；

（3）如果“偏差”e為“負(fù)”，則“控制量”u為“快關(guān)”；

（4）如果“偏差”e為“零”，且“偏差變化”ec為“負(fù)”，則“控制量”u為“慢開(kāi)”；

（5）如果“偏差”e為“零”，且“偏差變化”ec為“正”，則“控制量”u為“慢關(guān)”；

為了進(jìn)行模糊化處理，必須將輸入量從基本論域轉(zhuǎn)化到相應(yīng)的模糊子集的論域，這中間需將輸入變量乘以相應(yīng)的量化因子。前面已經(jīng)設(shè)定三個(gè)變量的語(yǔ)言變化量量化等級(jí)為7級(jí)。偏差e的基本論域?yàn)閇-2，2]，偏差變化ec的基本論域?yàn)閇-75，75]；控制量u的基本論域?yàn)閇-5 5]，則根據(jù)公式計(jì)算出：偏差e的量化因子K1=3/2=1.5；偏差變化ec的量化因子K2=3/75=0.04；控制量u的比例因子K3=5/3=1.7；

4、 基于MATLAB工具箱的模糊控制器設(shè)計(jì)

（1） 隸屬度函數(shù)的建立

隸屬度函數(shù)是模糊集合論的基礎(chǔ)，其反應(yīng)的是事物的漸變性。模糊系統(tǒng)中常見(jiàn)的隸屬度函數(shù)有11種，其中g(shù)aussmf曲線(xiàn)為正態(tài)分布曲線(xiàn)，用來(lái)描述人進(jìn)行控制活動(dòng)時(shí)的模糊概念是適宜的。本設(shè)計(jì)3個(gè)變量均采用gaussmf型隸屬度函數(shù)。

（2）模糊控制規(guī)則的添加

5、 模型仿真及其結(jié)果分析

對(duì)機(jī)械手進(jìn)行仿真分析，得到的結(jié)果如由圖a和圖b所示：相比較可以看出，用模糊控制器后系統(tǒng)響應(yīng)曲線(xiàn)的快速性大為提高。

參考文獻(xiàn)

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一機(jī)械電子式無(wú)級(jí)變速器對(duì)汽車(chē)運(yùn)行的影響

機(jī)械電子式無(wú)級(jí)變速器是提高汽車(chē)性能的理想裝置，具有良好的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和駕駛平順性，而且降低了排放和成本。CVT主要有：帶式CVT、鏈?zhǔn)紺VT及錐盤(pán)滾輪式CVT等。金屬帶式是由行星齒輪機(jī)構(gòu)、起步裝置、V形帶輪與金屬帶、減速機(jī)構(gòu)構(gòu)成；行星齒輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)CVT的倒擋行駛，多片濕式離合器結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷能力低，坡道起步性能好，駕駛?cè)菀追奖?，可以阻隔發(fā)動(dòng)機(jī)引起的部分振動(dòng)和沖擊，提供速比變化范圍一般為1.0～2.0，運(yùn)用主、從動(dòng)帶輪可動(dòng)錐盤(pán)的軸向運(yùn)動(dòng)，改變了傳動(dòng)半徑，從而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的速比變化。

二硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制。

1、信號(hào)控制系統(tǒng)

1.1滿(mǎn)足電子控制系統(tǒng)的功能要求。無(wú)級(jí)變速單元速比是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)的保證，電子控制系統(tǒng)用于信號(hào)分析處理并輸出相應(yīng)控制信號(hào)的控制單元的轉(zhuǎn)換，變速器部件對(duì)收集的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和處理，并將信息與存儲(chǔ)于其中的控制規(guī)律進(jìn)行比較，計(jì)算出目標(biāo)控制量，并通過(guò)電路輸出帶動(dòng)控制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)變速器擋位的自動(dòng)切換?；魻桚X輪傳感器，用于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及輸出轉(zhuǎn)速信號(hào)的采集；功率分流式，用于無(wú)級(jí)變速單元速比檢測(cè)，利用無(wú)級(jí)變速的齒輪減速和螺旋絲杠機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，換擋執(zhí)行電機(jī)的換擋機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)變速器的不同擋位.依據(jù)控制簡(jiǎn)便的原則，選用直流電機(jī)作為動(dòng)力源，通過(guò)螺旋絲杠來(lái)實(shí)現(xiàn)擋位的切換；磁粉離合器，首先需要控制磁粉離合器接合的初始輸出轉(zhuǎn)矩，通過(guò)控制磁粉離合器的勵(lì)磁電流增長(zhǎng)率實(shí)現(xiàn)。其次是磁粉離合器通過(guò)磁粉實(shí)現(xiàn)接合和分離，能夠有效降低傳動(dòng)系統(tǒng)中的振動(dòng)并防止系統(tǒng)過(guò)載，采用的控制策略和控制方法，保證接合過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。

1.2信號(hào)設(shè)計(jì)。信號(hào)可以分為輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，輸入輸出信號(hào)根據(jù)信號(hào)類(lèi)型分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)；數(shù)字信號(hào)又可分為開(kāi)關(guān)信號(hào)和PWM信號(hào)。通過(guò)對(duì)信號(hào)分類(lèi)后即可針對(duì)該類(lèi)信號(hào)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)。采用“組合工況法”確定CVT的特殊工況，這使TCU控制能夠適應(yīng)汽車(chē)工作的特殊狀況。

2、建立仿真模擬系統(tǒng)

2.1建立模仿曲線(xiàn)圖。從仿真曲線(xiàn)均可看出，車(chē)輛實(shí)際速比和實(shí)際夾緊力均能有效的跟隨各自的目標(biāo)速比和目標(biāo)夾緊力變化，且速比控制效果和夾緊力控制效果令人滿(mǎn)意。使用原型仿真系統(tǒng)，可以對(duì)速比控制和夾緊力控制進(jìn)行仿真試驗(yàn)，同時(shí)也可以能夠?qū)?shí)際控制算法執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)驗(yàn)證。利用優(yōu)化控制算法，可以減少實(shí)際臺(tái)架測(cè)試與整車(chē)標(biāo)定的工作量，縮短無(wú)級(jí)變速器電子控制研發(fā)費(fèi)用。硬件在仿真測(cè)試階段為測(cè)試人員提供一個(gè)適應(yīng)性強(qiáng)，界面友好的測(cè)試環(huán)境，通過(guò)在虛擬環(huán)境中對(duì)新的電控單元及軟件進(jìn)行大量測(cè)試，根據(jù)實(shí)際傳感器發(fā)送的信號(hào)，利用其控制算法程序進(jìn)行信號(hào)輸出，將夾緊力控制信號(hào)和離合器控制信號(hào)形成了整個(gè)無(wú)級(jí)變速器電子控制單元的閉環(huán)，實(shí)時(shí)的硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)新控制板的優(yōu)化控制。最后系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)，按其功能進(jìn)行分類(lèi)實(shí)現(xiàn)，采用Matlab/Simulink進(jìn)行控制算法策略的開(kāi)發(fā)，模塊功能結(jié)構(gòu)清晰，修改維護(hù)方便，有效的地提高了軟件的開(kāi)發(fā)效率和質(zhì)量、縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間、降低開(kāi)發(fā)成本，經(jīng)過(guò)實(shí)車(chē)測(cè)試，使汽車(chē)的運(yùn)行達(dá)到了理想的控制效果。

篇5

關(guān)鍵詞：模糊理論；機(jī)械設(shè)備；故障診斷；方法策略

機(jī)械設(shè)備是人們生活中不可或缺的重要組成部分，在當(dāng)代科技環(huán)境下，我國(guó)的各種機(jī)械設(shè)備在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)雖然進(jìn)步很大，但是仍然存在許多故障問(wèn)題和缺陷，許多高科技的技術(shù)和模式有待提高，相關(guān)的技術(shù)人員一定要根據(jù)科技方面的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)設(shè)備常見(jiàn)的故障來(lái)源、故障癥狀等問(wèn)題進(jìn)行合理和高效的分析和判斷，加入模糊理論的研究過(guò)程，充分計(jì)算并探究出診斷思路。

1 了解機(jī)械設(shè)備的故障診斷概念，加強(qiáng)模糊理論的應(yīng)用和研究

近年來(lái)我國(guó)的社會(huì)生產(chǎn)制度發(fā)生了巨大的變化，在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，節(jié)能減排、提高家電設(shè)備的工作效率和運(yùn)行機(jī)制已經(jīng)成為迫在眉睫的重要話(huà)題。因此，對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行有效的故障診斷和管理是非常重要的，相關(guān)的科技人員一定要了解機(jī)械設(shè)備的故障診斷概念，加強(qiáng)模糊理論的應(yīng)用和研究，通過(guò)實(shí)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，把專(zhuān)業(yè)所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的問(wèn)題中，加強(qiáng)開(kāi)發(fā)的實(shí)質(zhì)性和可靠性，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備機(jī)械電路以及家用電器的相關(guān)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和故障診斷，保證檢修工作的正常和高效率的運(yùn)行。在機(jī)械設(shè)備進(jìn)行故障分析和診斷的過(guò)程中，相關(guān)的技術(shù)人員要注重一定的方法和策略，比如在檢查器械時(shí)可以按照從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從關(guān)鍵到次要，從大到小的順序進(jìn)行檢查，做到有秩序的進(jìn)行工作，提高檢查質(zhì)量，不會(huì)遺漏任何一個(gè)關(guān)鍵部位的檢查更新，更不會(huì)造成技術(shù)上的失誤。為了提高工作效率，管理人員要加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備管理操控的技術(shù)宣傳和管理經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)員工的積極性，在檢查時(shí)不能偷工減料，要本分負(fù)責(zé)，一旦檢查出任何器械設(shè)備存在質(zhì)量問(wèn)題，要及時(shí)向有關(guān)負(fù)責(zé)人報(bào)告和提案，讓高技術(shù)的專(zhuān)業(yè)人才進(jìn)行器械和設(shè)備的更換和維修，避免出現(xiàn)安全事故，帶來(lái)不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

機(jī)械設(shè)備故障分析方法主要有以下幾種：第一，頻譜分析診斷法；第二，狀態(tài)模型辨識(shí)診斷法；第三，隨機(jī)模型參數(shù)估計(jì)診斷法；第四，灰色模型關(guān)聯(lián)分析診斷法；第五，統(tǒng)計(jì)診斷法；第六，模糊診斷法；第七，專(zhuān)家系統(tǒng)診斷法；第八，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在新時(shí)代的機(jī)械設(shè)備研究體制理念的要求下，相關(guān)科技人T要努力讓機(jī)械設(shè)備故障問(wèn)題變得更實(shí)際化，讓復(fù)雜的理論知識(shí)直觀(guān)化、生活化。對(duì)于模糊理論，我們主要探討第六種診斷方法，即模糊診斷法。它是由于模糊性引起的機(jī)械設(shè)備故障分析過(guò)程中出現(xiàn)不確定性因素和關(guān)系，導(dǎo)致許多模糊統(tǒng)計(jì)診斷矩陣失控，科學(xué)家不能通過(guò)邏輯性的思維進(jìn)行判斷和評(píng)判，而基于模糊理論的診斷方法，能通過(guò)Bayes、E.Shortliffe、Buchanan的確定性理論等著名理論，對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行一系列的診斷和分析，加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備故障的分析和運(yùn)用模式，展開(kāi)研究和開(kāi)發(fā)。

2 解析機(jī)械設(shè)備的故障診斷作用，完善模糊理論的結(jié)構(gòu)和模式

眾所周知，機(jī)械設(shè)備的故障診斷工作高效運(yùn)行對(duì)于我們?nèi)粘Ｉ钍欠浅Ｖ匾?，而任何運(yùn)行機(jī)制都離不開(kāi)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)管理和技術(shù)創(chuàng)新，從事模糊理論科技人員和進(jìn)行機(jī)械設(shè)備勘測(cè)的工作人員一定要注重機(jī)械設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)理念，從細(xì)節(jié)入手，加強(qiáng)人員安全防范意識(shí)，不斷提高機(jī)械設(shè)備的管理，提高運(yùn)行機(jī)制和工作效率。在設(shè)備檢查工作運(yùn)行的過(guò)程中，總負(fù)責(zé)人要多引進(jìn)一些高新技術(shù)人才，注重機(jī)械設(shè)備故障分析系統(tǒng)的人才培養(yǎng)戰(zhàn)略，不斷提高員工素質(zhì)和整體工作水平，形成優(yōu)良的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，提高工作效率，加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備管理操控的技術(shù)宣傳和管理經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)，工作人員要注重一些方法和流程策略，才能提高工作效率，達(dá)到事半功倍的效果，并不斷豐富在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)和狀態(tài)維修的工作方法，注重檢修工作和設(shè)備使用安全計(jì)劃，才能保證機(jī)械設(shè)備故障分析的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)和狀態(tài)維修工作高效率和高質(zhì)量的進(jìn)行。

機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)行業(yè)是一個(gè)擁有傳統(tǒng)科技和悠遠(yuǎn)歷史的技術(shù)行業(yè)，對(duì)整個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步有著相當(dāng)重要的作用，家家戶(hù)戶(hù)所用的電器，生產(chǎn)、傳輸、以及供給都離不開(kāi)機(jī)械設(shè)備故障分析的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)工作和機(jī)制。所以相關(guān)的工作人員和相關(guān)技術(shù)者一定要保證電器設(shè)備的管理和檢修，不斷優(yōu)化在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)和狀態(tài)維修的模式。為了提高工作效率，管理人員要加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備管理操控的技術(shù)宣傳和管理經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)，讓所有員工都大致了解內(nèi)部的機(jī)械設(shè)備故障分析系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)構(gòu)和在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)管理模式，提高安全意識(shí)和設(shè)備管理能力，綜合提高和發(fā)展。由于機(jī)械設(shè)備的故障分析過(guò)程隨時(shí)可能發(fā)生危險(xiǎn)，因此工作的工作人員要具有較高的科學(xué)文化素質(zhì)和心理素質(zhì)，才能應(yīng)對(duì)緊急情況，在遇到危險(xiǎn)或者難以解決的問(wèn)題時(shí)能“臨危不亂”，融入模糊理念技術(shù)的理念和開(kāi)發(fā)內(nèi)容，保證機(jī)械設(shè)備的管理和檢修，注重電器設(shè)備故障分析的方法和技巧，高度集中思想，找到有效和合理的解決方案，制定解決措施，完善運(yùn)行機(jī)制，防止意外事故的發(fā)生。

3 探究機(jī)械設(shè)備的故障診斷方法，優(yōu)化模糊理論的措施和開(kāi)發(fā)

3.1 充分調(diào)動(dòng)模糊理論的技術(shù)手段――構(gòu)造多元化的機(jī)械設(shè)備故障診斷體系

在實(shí)際的機(jī)械設(shè)備故障診斷分析過(guò)程中，相關(guān)的操作人員和技術(shù)專(zhuān)家應(yīng)當(dāng)不斷總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，有效的結(jié)合當(dāng)代的科技力量，充分調(diào)動(dòng)模糊理論的技術(shù)手段，構(gòu)造多元化的機(jī)械設(shè)備故障診斷體系發(fā)揮出設(shè)備的優(yōu)勢(shì)和潛力，注重檢修工作和設(shè)備使用方法技巧，加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備技術(shù)的開(kāi)發(fā)和故障診斷，保證檢修工作的正常和高效率的運(yùn)行，不斷改善和優(yōu)化設(shè)備開(kāi)發(fā)公司的工作制度和監(jiān)測(cè)技術(shù)模式，確保工作的安全和質(zhì)量。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備故障分析效率低下，以及拖動(dòng)設(shè)備、生產(chǎn)率、故障分析效率、制動(dòng)效能過(guò)低，許多監(jiān)測(cè)設(shè)備存在設(shè)備陳舊、機(jī)器破碎等問(wèn)題和現(xiàn)象，得不到及時(shí)的維修和管理，工業(yè)系統(tǒng)和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)不合理，企業(yè)的計(jì)劃和管理發(fā)揮不了真實(shí)的作用。因此管理者和工作者要及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題和缺陷，并向上級(jí)匯報(bào)情況，以便更新和完善監(jiān)測(cè)設(shè)備，保證機(jī)械設(shè)備故障分析的高效率進(jìn)行。由于機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，運(yùn)行和檢測(cè)起來(lái)存在許多機(jī)理，因此設(shè)備檢查工作也比較繁瑣和困難，檢查工作人員要不斷訓(xùn)練自己良好的記憶力，反復(fù)思考，對(duì)于流程層、間隔層、管理層、站空層等運(yùn)行傳感器要時(shí)常進(jìn)行設(shè)備的管理和檢查，感應(yīng)出設(shè)備的使用狀態(tài)，方便專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行全過(guò)程的監(jiān)控和檢修，必要的時(shí)候做好檢查筆記，對(duì)檢查過(guò)的電氣器械設(shè)備做好記錄，比如存在什么問(wèn)題，模糊理論下還存在什么缺陷，需要什么改進(jìn)的地方等，都需要做好詳細(xì)的記錄，以方便向科技人員報(bào)告檢查結(jié)果，保證檢查工作的質(zhì)量。

另一方面，總負(fù)責(zé)人要多引進(jìn)一些高新技術(shù)人才，注重機(jī)械設(shè)備故障分析機(jī)構(gòu)的人才培養(yǎng)戰(zhàn)略，不斷提高員工素質(zhì)和整體工作水平，形成優(yōu)良的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，為石化、氣化、化工、煤炭、工用建材等不同機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域提供高質(zhì)量的保障服務(wù)，加大設(shè)備監(jiān)測(cè)力度。模糊理論下的機(jī)械設(shè)備診斷的高效運(yùn)行需要全體內(nèi)部工作人員協(xié)調(diào)一致，加強(qiáng)管理，結(jié)合當(dāng)代科技發(fā)展理念，做到科學(xué)管理，不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，注重電器設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)理念，從細(xì)節(jié)入手，加強(qiáng)人員安全防范意識(shí)，不斷提高機(jī)械設(shè)備的管理和診斷技術(shù)，提高運(yùn)行機(jī)制和工作效率，讓企業(yè)故障分析控制系統(tǒng)正確和高效的運(yùn)行，有質(zhì)量的發(fā)展。管理故障分析監(jiān)測(cè)設(shè)備的工作人員要有合理的工作意識(shí)，以日常檢查和維護(hù)更新機(jī)械設(shè)備為主要工作任務(wù)，把所有設(shè)備檢查作為核心內(nèi)容，加強(qiáng)防范，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并努力尋求辦法解決，切實(shí)可行的提高工作效率，保證故障分析的工作能正常運(yùn)行以及設(shè)備系統(tǒng)的完善性，加大模糊理論的利用成果。

3.2 有效加入模糊理論的科技模式――加強(qiáng)科技化的機(jī)械設(shè)備故障診斷過(guò)程

機(jī)械設(shè)備故障探究的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員要注重遠(yuǎn)程診斷中心技術(shù)，因?yàn)樵\斷中心是整個(gè)機(jī)械設(shè)備管理工作在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和維修控制系統(tǒng)的重要組成部分，由主數(shù)據(jù)的服務(wù)器、數(shù)據(jù)傳播管理層、Web服務(wù)器等設(shè)備相結(jié)合，在整個(gè)機(jī)械設(shè)備故障分析系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，能起到至關(guān)重要的作用。機(jī)械設(shè)備的工作人員要有合理的工作意識(shí)，以日常檢查和維護(hù)更新設(shè)備為主要工作任務(wù)，把企業(yè)的設(shè)備檢查作為核心內(nèi)容，加強(qiáng)防范，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并努力尋求辦法解決，切實(shí)可行的提高工作效率。檢測(cè)技術(shù)人員需要結(jié)合當(dāng)代的最新科技力量，注重檢修工作和設(shè)備使用安全計(jì)劃，有效融合模糊理論的運(yùn)行規(guī)律，才能保證機(jī)械設(shè)備的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)和狀態(tài)維修工作高效率和高質(zhì)量的進(jìn)行。在工作時(shí)，技術(shù)人員要按照流程圖嚴(yán)密的進(jìn)行設(shè)備故障分析，在進(jìn)行故障分析時(shí)不僅要掌握工作流程，還要不斷完善設(shè)備工作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，保證故障分析等高新技術(shù)的運(yùn)行模式，優(yōu)化在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)方法，強(qiáng)化機(jī)械設(shè)備維修進(jìn)程，最終將機(jī)械設(shè)備故障分析的相關(guān)數(shù)據(jù)嚴(yán)密的展現(xiàn)出來(lái)。

在模糊理論下對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行工作時(shí)，需要聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員監(jiān)測(cè)設(shè)備的使用狀態(tài)，以防出現(xiàn)工作漏洞，帶來(lái)不必要的損失，機(jī)械設(shè)備的管理人員要做好企業(yè)整體的管理運(yùn)行機(jī)制，制定完整的工作計(jì)劃和運(yùn)行方案，以便工作人員各行其職，在瀏覽相關(guān)Web網(wǎng)站時(shí)，可以結(jié)合Active X技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的處理和采集，對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的調(diào)控和管理，并深入分析，保證設(shè)備狀態(tài)、分析工具、知識(shí)庫(kù)都能高效運(yùn)作。而且，機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)維修組要注重?cái)?shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和分析、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、實(shí)地考察、遠(yuǎn)程診斷等工作程序的有序執(zhí)行，工作人員應(yīng)該充分了解當(dāng)代設(shè)備故障分析的現(xiàn)存問(wèn)題，有效規(guī)劃工作問(wèn)題的管理方案，掌握原則性問(wèn)題，找到適合的解決途徑，對(duì)總部收集到的可靠數(shù)據(jù)和有效信息都要進(jìn)行核對(duì)和檢查，并且對(duì)相應(yīng)設(shè)備電流、電壓、傳輸介質(zhì)的耗損等進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和處理，避免出現(xiàn)工作漏洞。

3.3 全面了解模糊理論的發(fā)展歷程――分析實(shí)質(zhì)化的機(jī)械設(shè)備故障診斷來(lái)源

社會(huì)在不斷進(jìn)步，科技也在迅猛發(fā)展，人們的生活水平和生活質(zhì)量也越來(lái)越高，設(shè)備機(jī)械故障分析企業(yè)的工作人員要注重設(shè)備管理和故障監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)施理念，完善設(shè)備使用方法，并按照嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息分析和完善，將數(shù)據(jù)制作成相對(duì)應(yīng)的表格、圖像等，以便診斷工作能有效和長(zhǎng)期的進(jìn)行。機(jī)械設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)和狀態(tài)維修的過(guò)程中，相關(guān)的技術(shù)人員可以采用VPN等高新技術(shù)的工作結(jié)構(gòu)對(duì)諸多電器設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以保證工作正常和可靠的運(yùn)行，工作人員要具有較高的科學(xué)文化素質(zhì)和心理素質(zhì)，才能應(yīng)對(duì)緊急情況，再遇到危險(xiǎn)或者難以解決的問(wèn)題時(shí)能臨危不亂，高度集中思想，找到有效和合理的解決方案，制定解決措施，完善運(yùn)行機(jī)制，防止意外事故的發(fā)生。設(shè)備管理者要不斷強(qiáng)化電氣設(shè)備的更新技術(shù)，保證故障分析運(yùn)行機(jī)制，在檢查各種器械和設(shè)施工作質(zhì)量的過(guò)程中，要認(rèn)真負(fù)責(zé)，耐心細(xì)心，不放過(guò)和疏漏任何一個(gè)細(xì)小的細(xì)節(jié)，因?yàn)槟：碚搹?qiáng)調(diào)，一旦錯(cuò)過(guò)一個(gè)小步驟，都有可能造成整體性的失誤，帶來(lái)不可避免的損失，所以引導(dǎo)者要加強(qiáng)人員的調(diào)控機(jī)制，合理分工和調(diào)配，讓每個(gè)人都認(rèn)真負(fù)責(zé)，各任其職。此外，在利用網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行設(shè)備故障診斷時(shí)，可以分析好機(jī)組的運(yùn)行控制系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)于設(shè)備的控制了解。在特殊情況下，還可以使用“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言C”等編程軟件對(duì)機(jī)械設(shè)備的診斷過(guò)程加密和維護(hù)，提高企業(yè)的安全度和可靠度。

此外，機(jī)械設(shè)備研究管理企業(yè)要知道，系統(tǒng)的節(jié)能科技是我國(guó)各大商家共同關(guān)注和建立的節(jié)約型企業(yè)，人們的生活水平、科技產(chǎn)品的創(chuàng)造、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展等都離不開(kāi)模糊理論下的機(jī)械設(shè)備故障診斷監(jiān)測(cè)技術(shù)和狀態(tài)維修工作，設(shè)備管理操控人員需要具備高要求的科學(xué)素質(zhì)和管理能力，才能做好管理和調(diào)控工作，有效的對(duì)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行管理，加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的安全監(jiān)督機(jī)制和工作內(nèi)容，保證運(yùn)行機(jī)制能順暢且高效。工作人員和科研人員在工作時(shí)要注意及時(shí)記錄工作信息，留下數(shù)據(jù)，以便機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)能順利進(jìn)行。設(shè)備故障分析企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者要知道，想要構(gòu)建高效性模糊理論機(jī)械設(shè)備故障分析系統(tǒng)，最重要的是企業(yè)的團(tuán)結(jié)性。強(qiáng)大的心理素質(zhì)對(duì)于一個(gè)人的行為處事是非常重要的，能影響人的思維能力和判斷能力，避免錯(cuò)誤信息，找到有效的方法，而人的行為意識(shí)和心理素質(zhì)有直接的關(guān)系，所以引導(dǎo)者要團(tuán)結(jié)內(nèi)部工作人員，經(jīng)常組織心理教育活動(dòng)，加強(qiáng)內(nèi)部人員的工作心理溝通和交流，對(duì)機(jī)械設(shè)備的故障分析工作的運(yùn)行流程和設(shè)備工作管理措施進(jìn)行有效的宣傳和教育，組織教育活動(dòng)，提高工作人員素質(zhì)，做好雙重保障，萬(wàn)無(wú)一失，做好筆記，方便備份和傳輸，并及r查閱和瀏覽，對(duì)機(jī)械設(shè)備的故障問(wèn)題進(jìn)行合理的分析和處理，才能構(gòu)造多元化，科技化，實(shí)質(zhì)化的機(jī)械設(shè)備故障分析監(jiān)測(cè)運(yùn)行系統(tǒng)，全面發(fā)展，高效運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，機(jī)械設(shè)備的故障診斷技術(shù)自從工業(yè)革命以來(lái)就普遍存在于人們的日常生活和諸多工業(yè)生產(chǎn)中，相關(guān)的技術(shù)人員一定要不斷加強(qiáng)生活化的機(jī)械設(shè)備故障分析內(nèi)容，有效的結(jié)合當(dāng)代的科技力量，融入模糊理論的研究特點(diǎn)，不斷適應(yīng)機(jī)械設(shè)備的故障分析技巧和優(yōu)缺點(diǎn)，做一些實(shí)質(zhì)性的分析和探究，加強(qiáng)工業(yè)的開(kāi)發(fā)和實(shí)施力度，進(jìn)一步完善機(jī)械設(shè)備的故障管理和分析過(guò)程。

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篇6

【關(guān)鍵詞】機(jī)械；智能診斷；設(shè)備故障

近幾年來(lái)，為了適應(yīng)更加高要求的運(yùn)作，機(jī)械設(shè)備的功能變得非常強(qiáng)大，與此同時(shí)，其結(jié)構(gòu)也更加的復(fù)雜。機(jī)械的不同部分之間聯(lián)系更加緊密，只要一個(gè)部分出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)機(jī)器都將停止運(yùn)作，甚至?xí)l(fā)生破壞性更大的連鎖反應(yīng)。而使用常規(guī)的診斷方法需要較長(zhǎng)的時(shí)間，甚至都無(wú)處下手或造成人員傷亡。所以現(xiàn)在人們都在追求人工智能診斷方法，利用軟件和計(jì)算機(jī)技術(shù)，將診斷的過(guò)程系統(tǒng)化，從而達(dá)到診斷的快速性和準(zhǔn)確性。本文就根據(jù)目前已有的一些人工智能方法簡(jiǎn)要做些分析，并探討智能診斷方法的發(fā)展前景。

1.主要智能診斷方法

1.1人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是根據(jù)生物神經(jīng)學(xué)方面的研究成果而提出的一個(gè)人工智能方面的概念，其主要含義是對(duì)人腦中神經(jīng)結(jié)構(gòu)和行為進(jìn)行類(lèi)似模擬[1]。因?yàn)樵摲ㄊ歉叨炔⑿械模栽趯?duì)故障的處理中速度極快，并且能夠根據(jù)環(huán)境自動(dòng)辨識(shí)，以線(xiàn)性的方法處理問(wèn)題。

其基本原理為機(jī)發(fā)生故障的機(jī)器通過(guò)震動(dòng)發(fā)出不同狀態(tài)的信號(hào)，然后該信號(hào)被神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別，通過(guò)對(duì)應(yīng)特征的選擇以及公式模型的套用，找出對(duì)于故障中反映最強(qiáng)烈最敏感的信號(hào)，然后將其作為一個(gè)輸入向量，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中建立故障模式樣本，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行長(zhǎng)期訓(xùn)練，排除其中影響準(zhǔn)確性的因素；在確定訓(xùn)練結(jié)束后，將每一個(gè)重新輸入的信息進(jìn)行分類(lèi)整理，網(wǎng)絡(luò)會(huì)根據(jù)所輸入的信息迅速判斷，并給出分類(lèi)的結(jié)果，最后進(jìn)行自我診斷。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的主要優(yōu)點(diǎn)在于其具有自動(dòng)學(xué)習(xí)、聯(lián)想、記憶和推測(cè)的功能；該方法是分布處理的，同時(shí)有并行處理復(fù)雜問(wèn)題的強(qiáng)大功能；其非線(xiàn)性的映射很強(qiáng)，可以處理多故障的問(wèn)題；其有能夠進(jìn)行多種因素預(yù)報(bào)的能力且其預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度非常高。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的主要缺點(diǎn)為：算法相當(dāng)復(fù)雜，需要預(yù)測(cè)的模型有一部分是無(wú)法用公式表達(dá)出來(lái)的；在訓(xùn)練的過(guò)程中需要樣本數(shù)量較大，并且當(dāng)樣本不足時(shí)，診斷的效果會(huì)大打折扣；應(yīng)用之前所需訓(xùn)練的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

1.2專(zhuān)家系統(tǒng)診斷法

當(dāng)機(jī)械系統(tǒng)比較難以用數(shù)學(xué)模型來(lái)建立或者沒(méi)有較為精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，我們可以使用專(zhuān)家系統(tǒng)診斷法。該種診斷的方法主要有三個(gè)不同的階段，從第一代中基于淺知識(shí)的智能診斷到第二代中基于深知識(shí)的專(zhuān)家診斷，以及最近的將二者結(jié)合起來(lái)的復(fù)合式故障診斷系統(tǒng)[2]。

1.2.1基于淺知識(shí)

淺知識(shí)主要是指經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，不是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或者在行為過(guò)程中產(chǎn)生的知識(shí)。該種診斷法以專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)為基礎(chǔ)，在演繹推理后得出診斷的最終結(jié)果，為故障原因得出一個(gè)最佳的解釋?；跍\知識(shí)的專(zhuān)家診斷系統(tǒng)主要運(yùn)用到兩類(lèi)知識(shí)，其一為機(jī)械設(shè)備故障導(dǎo)致各種征兆的因果知識(shí)；其二為能夠反映因果關(guān)系的可能性數(shù)值知識(shí)。主要的缺點(diǎn)就是診斷對(duì)象數(shù)量以及復(fù)雜性逐漸增多時(shí)，基于淺知識(shí)的故障智能專(zhuān)家系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)知識(shí)不太完備以及依賴(lài)性太強(qiáng)。

1.2.2基于深知識(shí)

深知識(shí)主要是指一些模型的知識(shí)包括機(jī)械系統(tǒng)中存在的結(jié)構(gòu)、功能、過(guò)程或者是因果關(guān)系的模型。該種方法主要通過(guò)診斷對(duì)實(shí)際輸出和預(yù)計(jì)輸出之間的偏差值用第一定律知識(shí)以及一定的算法過(guò)程找出潛在的故障源。該種方法獲取數(shù)據(jù)較為方便，且形成的知識(shí)庫(kù)會(huì)比較一致和完備；但是該法所需搜索的空間過(guò)大，且推理的過(guò)程不是非常簡(jiǎn)便和快速。

1.2.3復(fù)合式

復(fù)合式的診斷專(zhuān)家系統(tǒng)就是將淺知識(shí)和深知識(shí)兩者有效的結(jié)合起來(lái)。前一部分運(yùn)用淺知識(shí)診斷法，推理出產(chǎn)生故障的可能原因和位置，其后再運(yùn)用深知識(shí)診斷系統(tǒng)去做進(jìn)一步的確認(rèn)和解釋。兩種方法之間的銜接我們采用一種相互照應(yīng)的方式，將淺知識(shí)中的假設(shè)對(duì)象和深知識(shí)中推理點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)起來(lái)。所以該種方法將故障的解決過(guò)程更加優(yōu)化，也使得解決的方法更加快速和方便。它適合人類(lèi)的思維，且修改較為方便；但是其缺點(diǎn)在于建立知識(shí)庫(kù)比較麻煩，缺少主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。

1.3遠(yuǎn)程分布式智能診斷法

遠(yuǎn)程分布式法主要是將故障的診斷和目前的網(wǎng)絡(luò)即時(shí)通訊結(jié)合在一起[3]。主要有兩種診斷系統(tǒng)運(yùn)行的方式，其一為實(shí)時(shí)監(jiān)控的診斷，另一種為電子信函的會(huì)診。第一種就是將機(jī)械故障的實(shí)際情況通過(guò)視頻等通訊工具傳給并不在現(xiàn)場(chǎng)的專(zhuān)家們，讓他們根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)將采集到的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)專(zhuān)業(yè)的處理，并通過(guò)通訊工具和其他專(zhuān)家進(jìn)行相互的交流與探討，形成一種網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下的會(huì)議形式，共同研究出一個(gè)最優(yōu)的處理方案。其主要缺點(diǎn)在于，信號(hào)的采集可能會(huì)有些偏差，并且要協(xié)調(diào)好各位專(zhuān)家同時(shí)在線(xiàn)的時(shí)間也是比較麻煩的。第二種就是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員將數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與整理，然后把所有的相關(guān)數(shù)據(jù)全部以信函的方式傳給有關(guān)專(zhuān)家，當(dāng)專(zhuān)家做好分析之后，再用電子信函的方式傳回給現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行下一步的處理。這一種方法把系統(tǒng)中的資源與實(shí)際專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)有效的利用起來(lái)，為設(shè)備的故障處理與維護(hù)提供了方便有效的遠(yuǎn)程服務(wù)，對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性有了極大的保證。

2.智能診斷方法前景分析

由于目前設(shè)備故障診斷的技術(shù)已經(jīng)和非線(xiàn)性原理、傳感技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)相融合，智能診斷的方法正在不斷的完善和科技化。其發(fā)展的趨勢(shì)大概如下[4]：多種知識(shí)以及各種方法相結(jié)合；相關(guān)原理知識(shí)與實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)更加緊密融合；診斷系統(tǒng)的能力越來(lái)越接近人類(lèi)專(zhuān)家；專(zhuān)家系統(tǒng)診斷法會(huì)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷法在診斷過(guò)程中融合；大量的虛擬技術(shù)將會(huì)得到重用；數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)和人工智能技術(shù)會(huì)相互結(jié)合……

總之，智能診斷機(jī)械設(shè)備故障的趨勢(shì)就是將各種不同的智能技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合起來(lái)，形成一種功能強(qiáng)大的混合診斷系統(tǒng)。但是在智能化處理的趨勢(shì)下，仍然有一些問(wèn)題是需要我們迫切去解決和研究的，所以在以后，我們要不斷的新的技術(shù)，前沿的學(xué)科方法運(yùn)用到機(jī)械故障解決中去，用新的思維和新的方法從實(shí)際的應(yīng)用提出新的問(wèn)題，并加以解決和完善，將智能話(huà)診斷機(jī)械設(shè)備提升到理論方法一致的高度之上。

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篇7

關(guān)鍵詞：公路設(shè)計(jì)；仿真協(xié)同框架；應(yīng)用特點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.對(duì)公路設(shè)計(jì)與仿真協(xié)同框架的簡(jiǎn)要介紹

1.1 對(duì)公路設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)要介紹

公路的設(shè)計(jì)要考慮很多因素，其一就是安全因素，在設(shè)計(jì)公路的施工方向和路線(xiàn)的同時(shí)，一定要避開(kāi)安全隱患多的區(qū)域，公路的設(shè)計(jì)要充分保證人和車(chē)的安全，這是最重要的，其二就是經(jīng)濟(jì)因素，無(wú)論什么工程，造價(jià)都是必須要考慮的，對(duì)于公路設(shè)計(jì)也是同樣的，一樣要考慮公路的造價(jià)，盡可能地選擇最佳的建設(shè)路線(xiàn)，避免迂回，減少不必要的工程建設(shè)，在兩地距離一定的條件下，盡可能避開(kāi)安全隱患選擇最近路線(xiàn)施工，這可以大大節(jié)省工程所用資金，這就是所說(shuō)到的經(jīng)濟(jì)因素。當(dāng)然，公路設(shè)計(jì)的目的就是為了讓人們的出行得到保障，一定要考慮人們出行的種種問(wèn)題，所以，這時(shí)公路設(shè)計(jì)要具有仿真性的設(shè)計(jì)框架，在多媒體信息化的技術(shù)的幫助下，盡可能地模擬人們出行的各種情況，只有這樣，公路的設(shè)計(jì)才能盡可能地符合人們的標(biāo)準(zhǔn)，公路的設(shè)計(jì)目標(biāo)才能達(dá)到，更好地為人們的出行服務(wù)。

1.2 對(duì)仿真協(xié)同框架的簡(jiǎn)要介紹

對(duì)于仿真協(xié)同框架來(lái)說(shuō)，強(qiáng)調(diào)的主要有兩點(diǎn)，即為仿真和協(xié)同，仿真不言而喻，就是要通過(guò)各種高科技的多媒體技術(shù)，來(lái)爭(zhēng)取模擬出人們使用公路時(shí)的場(chǎng)景，設(shè)計(jì)框架的仿真性對(duì)于公路的設(shè)計(jì)和建設(shè)來(lái)說(shuō)意義重大，其次，那就是設(shè)計(jì)框架的協(xié)同性，公路在設(shè)計(jì)過(guò)程中用到的技術(shù)有很多，有以前的施工技術(shù)，也有現(xiàn)在先進(jìn)的多媒體技術(shù)，這些技術(shù)需要協(xié)同調(diào)整，合理使用，相關(guān)人員在進(jìn)行公路設(shè)計(jì)時(shí)，建構(gòu)框架時(shí)一定要考慮到協(xié)同性，合理利用施工技術(shù)。

2.仿真協(xié)同框架在公路設(shè)計(jì)具備的特點(diǎn)

2.1 仿真協(xié)同框架具備可信賴(lài)性

仿真協(xié)同框架具備的最大特點(diǎn)就是可信賴(lài)性，也就是逼真性，之所以這么說(shuō)，可以說(shuō)是依靠現(xiàn)在高超的科學(xué)技術(shù)和多媒體信息技術(shù)，現(xiàn)在科技發(fā)達(dá)，我們已經(jīng)步入了信息化時(shí)代，信息甚至已經(jīng)代替了經(jīng)濟(jì)成為了時(shí)代的主體，我們的多媒體信息技術(shù)在迅速發(fā)展，公路設(shè)計(jì)所用到的設(shè)備設(shè)施也在進(jìn)步，這給了仿真協(xié)同框架具備可信賴(lài)性以基礎(chǔ)，正是依靠這些高級(jí)的多媒體設(shè)備和技術(shù)，相關(guān)設(shè)計(jì)者才能在計(jì)算機(jī)上隨時(shí)模擬公路上出現(xiàn)的種種問(wèn)題，有了仿真協(xié)同框架，公路的設(shè)計(jì)有依可循，規(guī)避了可能出現(xiàn)的事故和安全隱患，仿真協(xié)同框架所具備的可信賴(lài)性是其他的框架和技術(shù)所不具備的。

2.2 仿真協(xié)同框架具備方便性

仿真協(xié)同框架不僅僅因?yàn)榭梢杂行б?guī)避事故和風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題而具備可信賴(lài)性，對(duì)于出行的人們和廣大公路使用者來(lái)說(shuō)，公路設(shè)計(jì)時(shí)用到的仿真協(xié)同框架也同樣具備方便性，在公路設(shè)計(jì)時(shí)，利用仿真協(xié)同框架，在計(jì)算機(jī)等多媒體設(shè)備上實(shí)戰(zhàn)模擬公路的使用情況。一旦公路經(jīng)過(guò)坡度較大的區(qū)域，可以在仿真模擬設(shè)備中提前擱置安全警告標(biāo)志，測(cè)試人們的反應(yīng)時(shí)間，根據(jù)人們的反應(yīng)時(shí)間不同，有效變更警告位置，這也同樣適用于急轉(zhuǎn)彎區(qū)域，掉頭區(qū)域，學(xué)校區(qū)域，人行道區(qū)域，公交站臺(tái)區(qū)域等等，在實(shí)際的公路設(shè)計(jì)過(guò)程中，能準(zhǔn)確擱置安全警告的位置，對(duì)于廣大公路使用者來(lái)說(shuō)，這是具備大大的方便性，也可以規(guī)避不必要的事故出現(xiàn)，給人們帶來(lái)不必要的生命財(cái)產(chǎn)的損失。

3.在公路設(shè)計(jì)中仿真協(xié)同框架構(gòu)建的要求

3.1 仿真協(xié)同框架構(gòu)建要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成

與其他的工作一樣，仿真協(xié)同框架的構(gòu)建也要在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)完成，不能超過(guò)時(shí)間。一旦時(shí)間拉伸的過(guò)長(zhǎng)，那么測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)很有可能出現(xiàn)紕漏，這對(duì)于日后公路的設(shè)計(jì)和修建也會(huì)造成影響，所以，在構(gòu)建仿真協(xié)同框架時(shí)，一定要限制時(shí)間，在使用類(lèi)似于計(jì)算機(jī)等多媒體設(shè)備時(shí)，一定要先設(shè)置時(shí)間，例如在一段平直的公路上一個(gè)汽車(chē)行駛，要測(cè)量這段公路的使用情況，這時(shí)一定要設(shè)置這段路程的模擬測(cè)試時(shí)間，其次，一定要多次測(cè)試，同樣的，每次的時(shí)間都要與第一次保持一致，這樣測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)才有效，對(duì)于公路的實(shí)際設(shè)計(jì)才有幫助，一旦數(shù)據(jù)測(cè)量完畢，一定要迅速加以記錄，防止與之后的數(shù)據(jù)搞混，影響整體測(cè)量效果，由此可見(jiàn)，仿真協(xié)同框架的構(gòu)建要在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)完成這是必須要做到的。

3.2 仿真協(xié)同框架的構(gòu)建結(jié)果要多樣表現(xiàn)

所謂多樣表現(xiàn)，也就是說(shuō)具體的仿真模擬結(jié)果不能單一地表現(xiàn)出來(lái)，這樣的結(jié)果對(duì)整體實(shí)驗(yàn)沒(méi)有嚴(yán)格的說(shuō)服力，所以說(shuō)，仿真協(xié)同框架的構(gòu)建過(guò)程中多樣表現(xiàn)很重要，舉一例子來(lái)說(shuō)，要模擬一段車(chē)輛經(jīng)過(guò)交通信號(hào)燈的現(xiàn)象，這時(shí)在計(jì)算機(jī)等多媒體設(shè)備中一定要具體地表現(xiàn)出來(lái)交通信號(hào)燈的顏色，還要描繪出車(chē)輛經(jīng)過(guò)紅燈的儀表盤(pán)的變動(dòng)，當(dāng)然，一定要與車(chē)輛經(jīng)過(guò)綠燈時(shí)的儀表盤(pán)的變化有所區(qū)別，再如，模擬車(chē)輛與對(duì)面車(chē)輛會(huì)車(chē)的情況，這時(shí)一定要模擬出車(chē)輛的鳴笛聲以及近光燈的開(kāi)關(guān)情況，總的來(lái)說(shuō)，就是仿真協(xié)同框架構(gòu)建結(jié)果要同時(shí)依靠聲音圖片動(dòng)畫(huà)等共同表現(xiàn)，單一的數(shù)據(jù)沒(méi)有說(shuō)服力，具體的情況也無(wú)法生動(dòng)準(zhǔn)確地模擬出來(lái)，難免會(huì)與實(shí)際的公路設(shè)計(jì)有所出入，這也是為了更好地設(shè)計(jì)公路，為人們出行服務(wù)。

結(jié)語(yǔ)

公路的設(shè)計(jì)與仿真協(xié)同框架相結(jié)合，能有效模擬出公路設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)，不僅可以規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，還是對(duì)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的保證，所以在仿真協(xié)同框架構(gòu)建時(shí)，一定要盡可能地保證在時(shí)間段內(nèi)完成，結(jié)果不要單一呈現(xiàn)，更好地服務(wù)于公路的設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

篇8

關(guān)鍵詞：大型機(jī)械設(shè)備；日常維修；故障診斷

0.引言

工業(yè)行業(yè)的迅速發(fā)展，工業(yè)企業(yè)大型機(jī)械設(shè)備的投入使用越來(lái)越多，大型機(jī)械設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的地位也越來(lái)越加重要，其安全、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行對(duì)保障工業(yè)企業(yè)的安全穩(wěn)定的發(fā)展具有十分重要的意義。在工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大型機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障將會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)中斷，進(jìn)而造成工業(yè)企業(yè)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。大型機(jī)械設(shè)備日常維修及故障診斷方法能有效預(yù)防和處理工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)的故障，并能增加機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作的可靠性，從而有效的保障工業(yè)企業(yè)的正常安全生產(chǎn)，促進(jìn)工業(yè)企業(yè)的快速發(fā)展。

1. 大型機(jī)械設(shè)備日常維修的原則

1.1日常維修前的準(zhǔn)備工作

在大型機(jī)械設(shè)備日常維修前需要做好一定的準(zhǔn)備工作，以確保大型機(jī)械設(shè)備的順利維修。大型機(jī)械設(shè)備的技術(shù)維修人員要確保過(guò)硬維修技能，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行深入調(diào)查，能全面深入的了解大型機(jī)械設(shè)備的維修情況及保養(yǎng)情況，然后維修技術(shù)人員要準(zhǔn)備好大型機(jī)械設(shè)備需要使用的維修工具，準(zhǔn)確分析機(jī)械故障所存在的具體部位，并對(duì)機(jī)械故障處給予最優(yōu)良的維修方案進(jìn)行維修，從而確保維修的順利完成，同時(shí)確保維修的質(zhì)量較高。

1.2日常維修手段的現(xiàn)代化

對(duì)于大型機(jī)械設(shè)備而言，日常維修手段對(duì)機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量具有很大的影響，如果使用的維修方法不當(dāng)，會(huì)縮短大型機(jī)械設(shè)備的使用壽命，甚至損害機(jī)械設(shè)備，因此，大型機(jī)械設(shè)備的維修盡量采用現(xiàn)代化的新技術(shù)[1]。維修技術(shù)人員要充分認(rèn)識(shí)到現(xiàn)代化新技術(shù)對(duì)維修大型機(jī)械設(shè)備的重要性，并積極學(xué)習(xí)新的維修技術(shù)，進(jìn)而科學(xué)合理對(duì)大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維修，保障大型機(jī)械設(shè)備維修的質(zhì)量。

1.3日常維修以預(yù)防為主

要保障大型機(jī)械設(shè)備在工業(yè)企業(yè)中的安全正常生產(chǎn)，大型機(jī)械設(shè)備的日常維修最重要的是預(yù)防故障的發(fā)生。維修技術(shù)人員在日常維修的過(guò)程中要嚴(yán)格按照維修的管理制度和安全防范制度進(jìn)行規(guī)范維修，從而提前預(yù)防大型機(jī)械設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)的故障。另外，維修技術(shù)人員要注意防范火災(zāi)、爆炸或中毒等事故的發(fā)生，在大型機(jī)械設(shè)備日常維修過(guò)程中提高自身的安全意識(shí)，進(jìn)而提高日常機(jī)械設(shè)備的維修質(zhì)量。

2. 大型機(jī)械設(shè)備日常維修類(lèi)型

2.1大型機(jī)械設(shè)備定期常規(guī)檢查

工業(yè)企業(yè)要根據(jù)大型機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行定期常規(guī)檢查，從而能夠提前預(yù)防和維修大型機(jī)械設(shè)備，降低大型機(jī)械設(shè)備在企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用過(guò)程中的故障發(fā)生率。工業(yè)企業(yè)在對(duì)大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行常規(guī)的定期檢查時(shí)，還要結(jié)合工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用對(duì)機(jī)械設(shè)備的磨損情況進(jìn)行綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并對(duì)大型機(jī)械設(shè)備制定進(jìn)一步的維修方案，從而在大型機(jī)械設(shè)備在故障發(fā)生前進(jìn)行預(yù)防，保障大型機(jī)械設(shè)備維修的高質(zhì)量，使機(jī)械設(shè)備在日常生產(chǎn)中能正常運(yùn)作[2]。

2.2大型機(jī)械設(shè)備故障后的維修

大型機(jī)械設(shè)備故障后的維修主要是對(duì)機(jī)械設(shè)備具體故障部位進(jìn)行維修，通常設(shè)備故障后的維修較容易實(shí)施，然而機(jī)械設(shè)備故鄉(xiāng)后的維修會(huì)使工業(yè)企業(yè)停止生產(chǎn)而進(jìn)行維修，造成工業(yè)企業(yè)的重大經(jīng)濟(jì)損失，并且增加維修技術(shù)人員的安全風(fēng)險(xiǎn)。另外，故障后的維修通常只是維修故障部位，而機(jī)械設(shè)備的整體狀況不能做出整體的評(píng)估，通常只是指標(biāo)而不治本，機(jī)械設(shè)備發(fā)生再次發(fā)生故障率較高，并且容易造成機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量損壞，縮短機(jī)械設(shè)備的使用壽命[3]。因此，對(duì)于大型機(jī)械設(shè)備故障后的維修，要對(duì)故障部位及其周?chē)牧悴考M(jìn)行整體的故障檢查和維修，提高機(jī)械設(shè)備故障后的維修質(zhì)量。

2.3大型機(jī)械設(shè)備的日常保養(yǎng)

大型機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)期使用容易使機(jī)械設(shè)備零部件出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，影響機(jī)械設(shè)備的正常穩(wěn)定可靠的運(yùn)作，降低機(jī)械設(shè)備的工作效率。工業(yè)企業(yè)要對(duì)大型機(jī)械設(shè)備的使用年限、使用頻率普及故障情況等信息制定出機(jī)械設(shè)備的月保養(yǎng)計(jì)劃及年保養(yǎng)計(jì)劃，并落實(shí)機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)管理制度，加大機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)管理力度，保障機(jī)械設(shè)備嚴(yán)格按照工業(yè)企業(yè)制定的保養(yǎng)規(guī)章制度進(jìn)行保養(yǎng)，同時(shí)監(jiān)督人員要定期對(duì)機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)情況進(jìn)行檢查，并做好檢查記錄，從而加強(qiáng)大型機(jī)械設(shè)備的日常保養(yǎng)，提高機(jī)械設(shè)備使用壽命，保障機(jī)械設(shè)備正常穩(wěn)定的運(yùn)行。

3. 大型機(jī)械設(shè)備故障診斷方法

3.1無(wú)損檢測(cè)故障診斷方法

無(wú)損檢測(cè)故障診斷方法是利用物質(zhì)的某種物體特性進(jìn)行故障診斷，在無(wú)損檢測(cè)過(guò)程中機(jī)械設(shè)備不會(huì)出現(xiàn)任何損壞，而機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障的部位會(huì)產(chǎn)生一定變化，進(jìn)而確定故障診斷部位[4]。無(wú)損檢測(cè)故障診斷方法主要采用射線(xiàn)技術(shù)、磁力技術(shù)或超聲探傷技術(shù)等，其不僅能對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行無(wú)損傷檢測(cè)，保障機(jī)械設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)作，從而降低工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，而且能提高工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和工藝，提高工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，并且無(wú)損檢測(cè)故障診斷方法的成本較低，因此，無(wú)損檢測(cè)故障診斷方法在大型機(jī)械設(shè)備故障診斷中運(yùn)用較為廣泛。

3.2油膜分析故障診斷方法

油膜分析故障診斷方法是利用光譜分析或鐵譜分析對(duì)機(jī)械設(shè)備的故障進(jìn)行診斷。油膜分析故障診斷方法具有一定的缺陷，其對(duì)機(jī)械設(shè)備零部件的磨損情況具有較好的診斷，而不太適用于其它故障的診斷，并且油膜故障診斷方法需要診斷的時(shí)間較長(zhǎng)，影響機(jī)械設(shè)備恢復(fù)正常穩(wěn)定運(yùn)作的時(shí)間，進(jìn)而影響工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作，造成工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。另外，油膜分析故障診斷方法只能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作，故障診斷結(jié)果容易受到技術(shù)人員的操作影響，因此，油膜分析故障診斷方法通常運(yùn)用于液壓系統(tǒng)或系統(tǒng)中。

3.3溫度檢測(cè)故障診斷方法

溫度檢測(cè)故障診斷方法主要是利用機(jī)械設(shè)備的溫度參數(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行故障診斷的方法，通常分為接觸式溫度檢測(cè)技術(shù)和非接觸式溫度檢測(cè)技術(shù)[5]。接觸式溫度檢測(cè)技術(shù)是運(yùn)用于連續(xù)檢測(cè)或技術(shù)人員觀(guān)察不到的故障部位進(jìn)行檢測(cè)，比如，軸承的溫度檢測(cè)。非接觸式溫度檢測(cè)技術(shù)是運(yùn)用于故障部分不安全或技術(shù)人員不容易接觸到的故障部位進(jìn)行檢測(cè)，比如，高壓電器接點(diǎn)的溫度。溫度檢測(cè)故障診斷方法操作簡(jiǎn)便，診斷結(jié)果清楚明確，不僅能對(duì)機(jī)械故障進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷，更能提高技術(shù)人員操作的安全性，保障工業(yè)企業(yè)人員生命財(cái)產(chǎn)安全。

4. 結(jié)束語(yǔ)

隨著工業(yè)行業(yè)的迅速發(fā)展，大型機(jī)械設(shè)備在工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中占據(jù)著重要地位，其正常安全、穩(wěn)定、可靠的生產(chǎn)運(yùn)作對(duì)企業(yè)的發(fā)展具有重要的意義，而大型機(jī)械設(shè)備的日常維修及故障診斷方法通過(guò)定期常規(guī)檢查能及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，并給予及時(shí)的防護(hù)，從而保障大型機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定的使用，對(duì)于故障發(fā)生后，對(duì)機(jī)械設(shè)備故障部位結(jié)合整體故障評(píng)估，以提高故障維修質(zhì)量，同時(shí)加強(qiáng)大型機(jī)械設(shè)備的日常保養(yǎng)，從而延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命，保障機(jī)械設(shè)備的正常安全運(yùn)行，進(jìn)而保障工業(yè)企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王建文. 煤礦機(jī)械設(shè)備故障診斷及維修[J]. 技術(shù)與市場(chǎng)，2013，12（16）：53-54.

[2]何紅偉. 淺談機(jī)械設(shè)備的維修與保養(yǎng)[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，06（18）：159-160.

[3]姚文磊. 煤礦機(jī)械設(shè)備的使用維修和故障診斷[J]. 河南科技，2013，12（14）：99-100.

篇9

【關(guān)鍵詞】掃地機(jī)器人 無(wú)線(xiàn)充電 磁耦合諧振式 PID控制 AM調(diào)制解調(diào)通信

近年來(lái)，隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化，掃地機(jī)器人越來(lái)越受到人們的青睞，走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。目前大部分的掃地機(jī)器人采用可充電的電池來(lái)維持自身供電且使用接觸性（有線(xiàn)）充電方式，一旦電能耗盡，需要采用人工干預(yù)的方式進(jìn)行能量補(bǔ)充，這種非自主性的行為不僅嚴(yán)重阻礙了掃地機(jī)器人的智能化。而且采用接觸性的充電方式需要對(duì)插頭進(jìn)行反復(fù)插拔，造成機(jī)械磨損，時(shí)間久了會(huì)造成接觸不良，影響到電氣設(shè)備的壽命。因此，設(shè)計(jì)一種自動(dòng)、非接觸性充電方式對(duì)掃地機(jī)器人進(jìn)行能量補(bǔ)充具有很大的意義。

無(wú)線(xiàn)能量傳輸技術(shù)根據(jù)傳輸原理的不同可分為3類(lèi)：基于電磁感應(yīng)耦合方式的近距離無(wú)線(xiàn)電能傳輸、基于磁耦合諧振方式的中等距離無(wú)線(xiàn)電能傳輸和基于電磁波（微波）方式的長(zhǎng)距離無(wú)線(xiàn)電能傳輸。根據(jù)分析比較并結(jié)合掃地機(jī)器人的工作特性，采用磁耦合諧振方式對(duì)掃地機(jī)器人進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電。磁耦合諧振無(wú)線(xiàn)能量傳輸通過(guò)磁場(chǎng)的近場(chǎng)耦合，使發(fā)射線(xiàn)圈和接收線(xiàn)圈發(fā)生共振來(lái)實(shí)現(xiàn)能量傳輸。一般情況下，兩個(gè)有一定距離的線(xiàn)圈相互之間是弱耦合，但若兩者具有相同的諧振頻率，則會(huì)產(chǎn)生電磁諧振，構(gòu)成一個(gè)電磁諧振系統(tǒng)，產(chǎn)生更大的能量傳輸。該技術(shù)與電磁感應(yīng)耦合傳輸方式相比，其能量傳輸距離更遠(yuǎn)（理論上可以達(dá)到幾十厘米以上至幾米），與微波式能量傳輸相比，其傳輸效率更高，不會(huì)產(chǎn)生輻射、干擾等潛在問(wèn)題。

1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

如圖1掃地機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)原理框圖所示，該系統(tǒng)主要由功率發(fā)射單元PTU（Power Transmitting Unit）、功率接收單元PRU（Power Receiving Unit）組成。如圖1 掃地機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)原理框圖所示，PTU主要由主控芯片、高頻逆變電路、驅(qū)動(dòng)板、輔助供電電路、采樣電路、通信解調(diào)電路構(gòu)成。高頻逆變電路，采用4個(gè)半橋構(gòu)成兩個(gè)全橋進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，用于將低壓直流轉(zhuǎn)化為高頻交流；采樣電路用于采集輸入電壓、線(xiàn)圈電壓、線(xiàn)圈電流、溫度信號(hào)。輔助電路提供3.3V的控制電壓以及12V的驅(qū)動(dòng)電壓；解調(diào)電路用于解調(diào)PRU發(fā)送的信息并將其反饋給主控芯片。PRU主要由高頻整流電路、濾波電路、DC/DC穩(wěn)壓電路、采樣電路組成。高頻整流將耦合得到的交流高頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流，再通過(guò)濾波電路產(chǎn)生穩(wěn)定的直流電壓，通過(guò)DC-DC穩(wěn)壓得到24V的輸出電壓。PTU通過(guò)PRU發(fā)送的參數(shù)信息（整流電壓、次級(jí)線(xiàn)圈電流、控制信號(hào)等）以及檢測(cè)初級(jí)線(xiàn)圈上的反饋信息做出決策，PTU通過(guò)改變PWM波頻率和占空比的方式對(duì)輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。PRU通過(guò)定時(shí)采集接收端的整流電壓、輸出電流等信息向PTU反饋以調(diào)節(jié)PTU輸出功率。

2 基于A(yíng)M的調(diào)制解調(diào)模塊設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)采用反向散射的機(jī)制實(shí)現(xiàn)發(fā)射端和接收端的通信。PRU通過(guò)調(diào)節(jié)從PTU拾取的能量對(duì)信息進(jìn)行編碼，PRU拾取的能量變化會(huì)引起PTU端線(xiàn)圈電流幅值的變化，PTU通過(guò)檢測(cè)發(fā)射線(xiàn)圈的電流幅值變化來(lái)解調(diào)信號(hào)。

2.1 PRU調(diào)制硬件電路設(shè)計(jì)

通信的性能對(duì)無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)響應(yīng)速度以及安全可靠性起著決定性的作用。由于無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)發(fā)射和接收部分分離，因此通信必須準(zhǔn)確快速，系統(tǒng)才能根據(jù)負(fù)載端的變化及時(shí)做出響應(yīng)。本系統(tǒng)采用二進(jìn)制振幅鍵控Amplitude shift keying （ASK） 的方式進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，。PRU通過(guò)主控芯片（PIC16F1508）輸出2KHz的調(diào)制信號(hào)。硬件部分采用電容調(diào)制的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行幅值調(diào)制，即通過(guò)改變接收端并聯(lián)電容使諧振曲線(xiàn)發(fā)生偏移，從而改變發(fā)射線(xiàn)圈電流幅值。PTU通信調(diào)制電路如圖2所示，在接收端整流電路的交流側(cè)并聯(lián)兩個(gè)電容，兩個(gè)電容各與一個(gè)開(kāi)關(guān)管串聯(lián)，芯片輸出的調(diào)制信號(hào)通過(guò)高低電平控制開(kāi)關(guān)管的狀態(tài)，完成信號(hào)調(diào)制，該調(diào)制信號(hào)加載到載波信號(hào)。接著將已調(diào)信號(hào)通過(guò)接收線(xiàn)圈耦合到發(fā)射線(xiàn)圈。如圖3PRU調(diào)制信號(hào)與已調(diào)波形所示：位于上方藍(lán)色標(biāo)簽2為調(diào)制信號(hào)波形，位于下方紅色標(biāo)簽3為已調(diào)信號(hào)波形。

2.2 PTU解調(diào)電硬件路設(shè)計(jì)

發(fā)射端通過(guò)解調(diào)電路解調(diào)出調(diào)制信號(hào)，如圖4通信解調(diào)硬件電路所示：PTU從發(fā)射線(xiàn)圈獲取已調(diào)信號(hào)（線(xiàn)圈電壓），首先通過(guò)降壓電路對(duì)已調(diào)信號(hào)進(jìn)行降壓處理，緊接著通過(guò)二級(jí)管、直流濾波器整流得到0-2V的直流信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)低通濾波器從130KHz～200KHz的高頻載波得到2KHz的調(diào)制信號(hào)，最后通過(guò)比較器得到0～3.3V的調(diào)制信號(hào)，如圖5PTU初級(jí)線(xiàn)圈端耦合信號(hào)與解調(diào)信號(hào)所示，位于上方紅色標(biāo)簽3為PTU初級(jí)線(xiàn)圈端耦合信號(hào)，位于下方黃色標(biāo)簽1為經(jīng)過(guò)解調(diào)電路后的解調(diào)信號(hào)，該解調(diào)信號(hào)提供給主控芯片PIC進(jìn)行解碼處理。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

為了提高掃地機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)的兼容性和擴(kuò)展性，按照Qi標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。PTU主要負(fù)責(zé)信號(hào)解調(diào)、控制算法、功率調(diào)節(jié)、故障處理等工作，采用的主控芯片需要具備較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力以及高實(shí)時(shí)性要求。經(jīng)過(guò)綜合性考慮，采用Microchip的dsPIC33EP16GS202，該處理器主頻70MHz，PWM模塊倍頻高達(dá)960MHz，對(duì)于200KHz的PWM波，可以精確到10Hz的步進(jìn)，滿(mǎn)足系統(tǒng)的調(diào)頻精確度要求；2個(gè)12位的獨(dú)立的SAR ADC核和一個(gè)共享的 SAR ADC 核，3.25MHz的轉(zhuǎn)換速率可以滿(mǎn)足采樣的實(shí)時(shí)要求，對(duì)過(guò)壓、過(guò)流等故障情況及時(shí)做出處理；利用dsPIC33EP16GS202芯片的CCP的捕獲比較單元，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的軟件解碼，通過(guò)使能上升沿和下降沿捕獲中斷，計(jì)算信號(hào)的高、低電平持續(xù)時(shí)間及500us周期內(nèi)的翻轉(zhuǎn)情況實(shí)現(xiàn)“0”和“1”的軟件解碼，進(jìn)而獲得PRU發(fā)送的報(bào)文信息（一個(gè)報(bào)文包括報(bào)文頭、報(bào)文信息、報(bào)文校驗(yàn)和）。PRU主要負(fù)責(zé)采集電壓、電流信號(hào)，并將這些信號(hào)進(jìn)行編碼、封裝發(fā)送給PTU，因此對(duì)于芯片的要求不高，8位的MCU就可以滿(mǎn)足要求，現(xiàn)采用Microchip一款性?xún)r(jià)比高，20引腳封裝的8位的PIC16F1508單片機(jī)。圖6為PTU程序流程圖，圖7為PRU程序流程圖。該系統(tǒng)的工作流程如下所示：

3.1 緩啟自檢階段

該階段主要是通過(guò)比例調(diào)節(jié)PWM占空比進(jìn)行緩啟動(dòng)。在緩啟過(guò)程進(jìn)行過(guò)壓、欠壓、過(guò)流檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)到以上故障則退出啟動(dòng)并點(diǎn)亮故障指示燈。

3.2 選擇PING階段

該階段即為PTU選擇、定位掃地機(jī)器人充電端（PRU）。PTU選擇PING的周期為500ms，占空比為10%。若此時(shí)充電區(qū)域內(nèi)有PRU，PRU通過(guò)線(xiàn)圈耦合會(huì)拾取到電能，該電能給PRU系統(tǒng)供電，PTU檢測(cè)整流電壓Vrect，當(dāng)Vrect超過(guò)VrectLow時(shí)，PRU即向PTU發(fā)送開(kāi)始充電報(bào)文（0x01，0x00 ，0x00，0x03）。

3.3 充電階段

PTU收到PRU發(fā)送的開(kāi)始充電報(bào)文后，系統(tǒng)進(jìn)入充電階段。該階段主要是進(jìn)行功率調(diào)節(jié)。PRU每隔500ms會(huì)發(fā)送一個(gè)功率調(diào)節(jié)報(bào)文，該報(bào)文包括PRU的整流電壓Vrect和次級(jí)線(xiàn)圈的電流Icoil。PTU根據(jù)次級(jí)線(xiàn)圈電流計(jì)算PRU預(yù)期的整流電壓Vrect_target。根據(jù)實(shí)際整流電壓值和預(yù)期整流電壓值的誤差利用PID算法調(diào)節(jié)PWM波的頻率和占空比實(shí)現(xiàn)功率的調(diào)節(jié)。這里采用頻率調(diào)節(jié)為主，占空比調(diào)節(jié)為輔的算法。頻率調(diào)節(jié)的范圍在130KHz～200KHz，占空比調(diào)節(jié)范圍為10%～47%。

3.4 充電完成以及故障處理

當(dāng)PRU檢測(cè)到充電完成，向PTU發(fā)送充電完成報(bào)文，PTU收到后關(guān)閉PWM模塊，結(jié)束功率輸出。PTU端的故障包括：過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)溫、通信超時(shí)故障。對(duì)于過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)溫故障采取立即關(guān)閉PWM模塊，停止功率輸出的措施。通信超時(shí)閾值為2秒，當(dāng)通信超時(shí)，系統(tǒng)重新進(jìn)入選擇PING階段。若PRU在充電過(guò)程中發(fā)生故障應(yīng)向PTU發(fā)送故障報(bào)告并嘗試自行修復(fù)。若無(wú)法自行修復(fù)則進(jìn)入故障閉鎖狀態(tài)，關(guān)閉DC-DC停止向負(fù)載供電。

4 實(shí)驗(yàn)研究與分析

如圖8所示為無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)硬件實(shí)物圖，左一為PTU單元，能量的發(fā)射端，輸出功率。位于中間的為發(fā)射線(xiàn)圈和接收線(xiàn)圈，用紙片墊高間距為3CM，位于右側(cè)的是PRU單元，能量的接收端。該系統(tǒng)的線(xiàn)圈阻抗匹配采用固定電容補(bǔ)償，初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈的共振頻率均為100KHz，由于在共振點(diǎn)附近功率隨頻率的波動(dòng)幅度較大，不利于頻率調(diào)節(jié)，所以選取其工作區(qū)域偏離共振點(diǎn)，經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證明，選取工作區(qū)域?yàn)?30KHz～200KHz。在此范圍內(nèi)，輸出功率隨頻率增大而減小，且線(xiàn)性度比較高，穩(wěn)定性好。經(jīng)試驗(yàn)證明，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)24W（24V，1A）的能量傳輸。在線(xiàn)圈間距3cm的情況下，充電效率在電子負(fù)載輸出電流在0.6A左右的時(shí)候最高，此時(shí)效率為85%，滿(mǎn)載的時(shí)候效率有所降低，但也可達(dá)到77%。

5 結(jié)語(yǔ)

設(shè)計(jì)基于磁耦合諧振式的無(wú)線(xiàn)能量傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)掃地機(jī)器人的非接觸式充電。采用基于PID控制算法的變頻及占空比控制策略，保證系統(tǒng)功率輸出在變載或者一定在水平和垂直位移內(nèi)保持恒定，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。利用AM調(diào)制解調(diào)載波通信方式實(shí)現(xiàn)PTU和PRU的之間通信，該通信不僅硬件電路簡(jiǎn)單，成本低，而且通信速率可以符合系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，設(shè)計(jì)的掃地機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)無(wú)人工干預(yù)環(huán)境下安全、可靠、高效率自動(dòng)充電，具有很大的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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服裝設(shè)計(jì)與工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在入學(xué)之前，大部分學(xué)生基本沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)相關(guān)的色彩基礎(chǔ)知識(shí)，在傳統(tǒng)的教學(xué)中，通常是在沒(méi)有繪畫(huà)基礎(chǔ)的情況下，直接讓學(xué)生進(jìn)行客觀(guān)物象的寫(xiě)生練習(xí)，于是造成學(xué)生對(duì)色彩基礎(chǔ)知識(shí)的陌生，對(duì)色彩搭配缺乏正確的感受，想畫(huà)好，卻心有余而力不足，不會(huì)理解畫(huà)面的整體感，喜歡鉆入細(xì)節(jié)，與就業(yè)相關(guān)度不大，對(duì)本門(mén)課程失去信心。倘若在教學(xué)中，如果利用一些行之有效的快速提高色彩修養(yǎng)的方法，往往能使學(xué)生們的色彩學(xué)習(xí)達(dá)到事半功倍的效果。

筆者將色彩寫(xiě)生教學(xué)傳統(tǒng)模式進(jìn)行選擇性的改革，教師可以圍繞“如何教”與“如何學(xué)”為課堂設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，將相關(guān)的色彩教學(xué)內(nèi)容重新組合和更新。強(qiáng)化理論和實(shí)踐的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)理論，實(shí)踐，鑒賞、創(chuàng)意一體化，課堂中運(yùn)用啟發(fā)式，參與式，協(xié)作式進(jìn)行教學(xué)，為本課程與就業(yè)接軌奠定思想的基礎(chǔ)，為專(zhuān)業(yè)欣賞提高審美修養(yǎng)。以下是將本課程分為四個(gè)階段的循序漸進(jìn)訓(xùn)練的方法的具體闡述。

第一階段，培養(yǎng)基本的素描關(guān)系的訓(xùn)練

傳統(tǒng)的色彩基礎(chǔ)教學(xué)中已經(jīng)習(xí)慣了“填鴨式”的教學(xué)，無(wú)論學(xué)生們對(duì)整體畫(huà)面是否有層次的觀(guān)點(diǎn)，只要一上課便開(kāi)始寫(xiě)生，學(xué)生們多少會(huì)有不知所措之感。造成畫(huà)面常常顯臟，無(wú)立體感，色彩搭配生硬，整幅畫(huà)缺乏層次感。于是先從素描關(guān)系著手訓(xùn)練，是第一位需要解決的問(wèn)題。所以，雖然是色彩基礎(chǔ)的訓(xùn)練，可還是需要先從單色素描開(kāi)始，這樣，學(xué)生上色時(shí)才能根據(jù)畫(huà)面的整體明暗度進(jìn)行上色，進(jìn)行冷暖的對(duì)比，進(jìn)行合理地提煉訓(xùn)練，對(duì)后期的色彩寫(xiě)生畫(huà)面起到層次豐富奠定基礎(chǔ)。

第二階段，培養(yǎng)高品質(zhì)的審美修養(yǎng)

傳統(tǒng)的色彩寫(xiě)生中，往往強(qiáng)調(diào)寫(xiě)生物象的色彩冷暖關(guān)系對(duì)比，使得物象的基礎(chǔ)色變得模糊，或者是明度關(guān)系不明確。要想將沒(méi)有美術(shù)基礎(chǔ)的學(xué)生，快速提高審美修養(yǎng)，最好的辦法就是臨摹。先臨摹一些簡(jiǎn)單的單個(gè)物體，色彩較鮮明，層次關(guān)系好的作品。教師可以選擇一些范畫(huà)，還有寫(xiě)生的步驟。學(xué)生可以選擇大畫(huà)面中的局部進(jìn)行臨摹，體會(huì)畫(huà)面的層次把握。

第三階段，培養(yǎng)簡(jiǎn)單物體寫(xiě)生的興趣

改革后建議選擇與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的物體寫(xiě)生，比如不同質(zhì)感襯布的寫(xiě)生，毛絨玩具寫(xiě)生等等。主動(dòng)尋找與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的內(nèi)容，這樣物象的立體表達(dá)會(huì)成為學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力;學(xué)生會(huì)更深一層的了解到什么是畫(huà)面的層次感，為后面的創(chuàng)作奠定審美基礎(chǔ)。

第四階段，提高學(xué)生與本專(zhuān)業(yè)結(jié)合的應(yīng)用能力

教師可以選擇一些著名的色彩大師的作品進(jìn)行鑒賞講解，可以是寫(xiě)實(shí)的靜物，人物，抽象派的，立體派的，印象派的油畫(huà)欣賞，強(qiáng)調(diào)畫(huà)面的色彩搭配技巧，還有畫(huà)面的整體層次的審美。臨摹或創(chuàng)作抽象色彩。這一階段，教師教會(huì)學(xué)生如何學(xué)習(xí)色彩，并選擇性的掌握和運(yùn)用技巧。

本階段加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力，是真正提高學(xué)生色彩能力的階段，也是考核學(xué)生掌握色彩的能力階段。是本文改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。

我們教學(xué)目標(biāo)是學(xué)生將學(xué)會(huì)色彩知識(shí)再生的能力。是一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)知識(shí)與技能的傳遞。在這一過(guò)程中，學(xué)生可以充分合理地發(fā)揮想象的能力，把被動(dòng)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)，訓(xùn)練學(xué)生將主觀(guān)的組織處理而成為結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，給人以豐富聯(lián)想的視覺(jué)效果，可以發(fā)揮想象，繪制各種圖像，還要練習(xí)與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的花型設(shè)計(jì)，從而加強(qiáng)與本專(zhuān)業(yè)的結(jié)合度。

考查這一階段的學(xué)習(xí)，我們不必要求形體的具象準(zhǔn)確，不要求色彩的寫(xiě)實(shí)性，鼓勵(lì)學(xué)生將生活中的不相干的事物組合起來(lái)，進(jìn)行畫(huà)面合理的設(shè)計(jì);鼓勵(lì)學(xué)生嘗試不同的技法進(jìn)行繪制，將個(gè)性充分表現(xiàn)在作品中。教師可以從以下三個(gè)方面評(píng)價(jià)：

1） 色彩的呼應(yīng)。即選擇一種色彩為關(guān)鍵色，分別用到從中心到的幾個(gè)部位，形成畫(huà)面的主次色彩搭配。同時(shí)，也能使色彩之間相互聯(lián)系，形成一個(gè)多樣統(tǒng)一的整體，色彩上取得彼此呼應(yīng)的關(guān)系，才能取得視覺(jué)上的聯(lián)系和喚起視覺(jué)的運(yùn)動(dòng)。

2）節(jié)奏和連續(xù)。色彩的有規(guī)律布置，容易引導(dǎo)視覺(jué)上的運(yùn)動(dòng)，或稱(chēng)色彩的韻律感。色彩韻律感不一定用于大面積，也可用于位置接近的圖形上。可以顯得更有內(nèi)聚力。

3）加強(qiáng)對(duì)比。提到色彩對(duì)比，不要以為只有色相上的對(duì)比，實(shí)際上采用明度的對(duì)比、純度的對(duì)比、清色與濁色對(duì)比、彩色與非彩色對(duì)比，都能加強(qiáng)色彩的魅力。

古人認(rèn)為高明的藝術(shù)創(chuàng)作能夠“以色傳神，以色奪人，以色抒情，以色寫(xiě)意”。色彩能引人入目，色彩本身不存在美丑，各種色都有固有的美。服裝設(shè)計(jì)與工程專(zhuān)業(yè)在完成本門(mén)課程任務(wù)時(shí)，能夠做到欣賞各種風(fēng)格的繪畫(huà)作品，并且對(duì)抽象的色彩有了切身的體會(huì)，對(duì)未來(lái)的服裝面料花型的設(shè)計(jì)及配色都有了基本的審美意識(shí)。

本文目的在于拋磚引玉，面對(duì)日新月異的服裝市場(chǎng)，學(xué)習(xí)服裝專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐性教學(xué)應(yīng)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新精神，實(shí)踐教學(xué)把師生的設(shè)計(jì)思路引向企業(yè)和市場(chǎng)，并放眼于國(guó)際教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)教學(xué)的整體目標(biāo)，從而促進(jìn)學(xué)生設(shè)計(jì)思想的提升，培養(yǎng)學(xué)生綜合的創(chuàng)新能力，使學(xué)生在走出校門(mén)之前就適應(yīng)社會(huì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚曉東，色彩傳遞[M]江西美術(shù)出版社，2003

[2]黃元慶.服裝色彩[M].北京： 中國(guó)紡織出版社，2000