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防空演習

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防空演習范文第1篇

摘要:

熱真空試驗是針對航天產品特有的試驗項目,其一般參照相應的試驗標準和方法進行。但是,如果標準中規定的試驗條件過松,則有可能達不到檢測產品的真實性能的目的;如果試驗條件過嚴,則又可能導致過試驗現象,影響產品的性能。因此,對航天產品熱真空試驗的相關標準進行了對比分析,以期對該試驗項目相關標準的正確選擇和應用提供一定的參考。

關鍵詞:

航天產品;熱真空試驗;試驗標準;試驗方法

0引言

航天產品在使用的過程中出現故障時一般不能維修或極不易維修,因此,其一旦出現故障,就極易造成整體停止運行的事故,從而帶來嚴重的經濟損失和政治后果。同時,由于產品要求高可靠、長壽命,因而有必要在產品投入使用前對產品的環境適應性進行檢驗,以降低使用風險,保證產品安全、可靠地運行。為了實現上述目的,在科研和生產過程中一般廣泛地采用人工模擬環境試驗對產品的環境適應性進行驗證。熱真空試驗屬于熱試驗的一部分,是空間環境模擬試驗中非常重要的試驗之一,被廣泛地應用于衛星組件、分系統和整星的鑒定和驗收中[1]。目前,航天產品的熱真空試驗一般都參照相關的標準和試驗方法進行,但是,不同的標準對于試驗條件的要求又有細微的差別,因而本文對航天產品的熱真空試驗標準與方法進行了分析,以期為航天機構合理地參照相關標準,選擇適用的試驗方法提供一定的借鑒。

1熱真空試驗相關標準與方法的作用

對太陽幅射、冷黑環境和真空環境進行的工作模擬試驗被叫做熱真空試驗。環境熱真空試驗是指在規定的壓力與鑒定級或驗收級熱真空試驗溫度條件下,暴露航天產品的設計與工藝問題,評定其工作性能,驗證其飛行功能的試驗。過松的試驗條件無法達到檢測產品的真正性能的目的,從而無法為航天產品的具體使用提供有效的依據,使得有質量隱患的航天產品冒險工作[2];過嚴或不適當的試驗條件與試驗措施又會導致過試驗,影響航天產品的性能,產生隱患,進而影響航天產品的后續使用。因此,美國、歐洲和我國都頒布了一系列的試驗標準,各監測與試驗單位也起草了各自的企標與試驗方法,以指導熱真空試驗的順利開展。熱真空試驗應力條件是隨著社會科技水平、制造組裝工藝的發展和人們對空間試驗(熱真空試驗)的認識的提高而不斷地發展的[3],我國的熱真空試驗標準與歐洲、美國的標準有一定的差別,這也是由于產品具體的工藝水平、各自對空間試驗的認識和產品的實際應用的環境存在一定的差異所帶來的結果。此外,各種標準經過試驗一段時間后要進行重新修正,頒布新的試驗標準,也是基于以上的原因。

2各版熱真空試驗標準的分析

目前,各國熱真空試驗中常使用的標準有:歐洲標準化組織標準ECSS-E-10-03(1998);美軍標MIL-STD-1540B-1982、MIL-STD-1540C-1994、MIL-STD-1540d-1999和IL-STD-1540E-2002;我國的國軍標GJB1027-1990[4]與GJB1027A-2005。我國還有監督單位或試驗單位編制的部分企業熱真空試驗方法標準或規范,包括:QJ2630.1-1994《衛星組件空間環境試驗方法》[5]《集成電路熱真空試驗方法與和程序》《微波組件熱真空試驗方法》《固態微波放大器熱真空試驗技術規范》和《空間行波管熱真空試驗技術規范》等。國軍標GJB1027-1990在編制過程中借鑒了MIL-STD-1540B-1982的部分內容,后期頒布的GJB1027A-2005在編制過程中也根據我國的國情參考了美軍標MIL-STD-1540C-1994和MIL-STD-1540E-2002;此外,各個企標編寫時也參考了美軍標MIL-STD-150B-1982、MIL-STD-1540C-1994和MIL-STD-1540E-2002與國軍標GJB1027-1990和GJB1027A-2005。因此,這里我們著重討論MIL-STD-1540C-1994、MIL-STD-1540E-2002、GJB1027-1990和GJB1027A-2005,并簡單地討論一下在空間試驗(熱真空試驗)中各試驗單位較常使用的QJ2630.1-1994《衛星組件空間環境試驗方法》。

2.1美軍標MIL-STD-1540B-1982、MIL-STD-1540C-1994與MIL-STD-1540E-2002的比較

美軍標MIL-STD-1540B-1982、MIL-STD-1540C-1994與MIL-STD-1540E-2002之間的差異如表1所示。對比美軍標MIL-STD-1540B-1982、MIL-STD-1540C-1994和MIL-STD-1540E-2002發現,這3個標準中,MIL-STD-1540C-1994規定的試驗條件最為嚴格,但在使用了幾年后,頒布的MIL-STD-1540E-2002的要求較MIL-STD-1540C-1994又有了一定程度的降低,有回歸MIL-STD-1540B-1982的跡象。究其原因,主要有3點:1)社會科技水平、制造組裝工藝有了一定的發展,因而試驗要求可以相應地降低;2)使用MIL-STD-1540C-1994后美國航天業出現了幾次航天事故[2],這些事故與當時所使用的MIL-STD-1540C-1994要求的試驗嚴酷,造成過試驗多少有些關聯;3)從表1的數據來分析,MIL-STD-1540C-1994的循環次數過多和總試驗時間過長,造成了試驗室試驗能力的浪費,影響了整個產品的正式交貨周期。而MIL-STD-1540E-2002使用至今未改動,已經完全代替了先前使用的標準,且現在各國航天部門在編制各自的航天試驗標準時均較多地參照了MIL-STD-1540E-2002,這也說明了MIL-STD-1540E-2002已是一部趨于成熟的航天產品的試驗標準。

2.2國軍標GJB1027-1990與GJB1027A-2005的比較

GJB1027-1990與GJB1027A-2005的比較如表2所示。GJB1027-1990與GJB1027A-2005的差別主要體現在以下幾個方面。

a)循環次數不同GJB1027-1990是參考美軍標MIL-STD-1540B-1982的部分內容編寫的,因此,其規定循環次數至少為3次;GJB1027A-2005是參照MIL-STD-1540C-1994與MIL-STD-1540E-2002,再結合國內航天行業的實際情況編寫的,因此,其規定循環次數最多為9次,鑒定試驗循環次數為6.5~8.5次,驗收試驗的循環次數是2.5~4.5次。0.5次是為了遵循航天產品的高進高出(高溫開始高溫結束)原則,這也是人們對空間試驗的認識有所提高的結果。

b)循環時間不同GJB1027-1990中規定的保持時間為12h,這是因為航天器上天工作的白晝時間轉換為12h[3]。但是,由于熱真空試驗設備技術水平與試驗手段的提高,1h內熱真空設備內已經基本能夠達到溫度平衡,工作4h后航天器產品本身也達到了熱平衡狀態,因此4h就已足夠考驗航天器的性能。時間過長,一方面可能會造成過試驗,對航天產品的性能產生隱患;另一方面則是會造成資源的浪費,所以GJB1027A-2005中將試驗保持時間修改為了4h。

c)試驗壓力不同GJB1027-1990要求真空壓力≤1.3×10-3Pa[3],而GJB1027A-2005將這一要求降低到≤6.65×10-3Pa,這是因為,在≤6.65×10-3Pa的真空環境下也足以考驗航天器的性能;另外也是考慮到目前國內熱真空設備的性能存在差異,降低真空壓力的要求能夠讓更多的試驗單位進行熱真空試驗;再三,真空度的降低還可以節約整個試驗的時間,保護試驗資源等。

d)壓力誤差不同GJB1027-1990與GJB1027A-2005對壓力誤差的規定的差異主要體現在當施加的壓力小于0.133Pa時,即:GJB2027-1990規定,當壓力<0.133Pa時,允許誤差為±50%;GJB1027A-2005規定,當壓力<0.133Pa時,允許誤差為±80%。原因同上,考慮到試驗設備的要求,許多真空設備的真空檢測部件采用電離規或冷規,它們的誤差范圍是隨著真實度的提高而偏離增大的;而當真空壓力≤6.65×10-2Pa后,真空微放電現象已經趨于穩定,現在使用的GJB1027A-2005規定的真空壓力≤6.65×10-3Pa足夠檢驗產品的性能,所以這時候(<0.133Pa)的誤差范圍可以增大。

e)溫度誤差不同GJB1027-1990規定的溫度誤差是±3℃[3],而GJB1027A-2005則規定允許的溫度誤差為低溫(T+40)℃/高溫(T0-4)℃,這與MIL-STD-1540E-2002替換MIL-STD-1540C-1994的目的一樣,都是為了避免過試驗產生,以保證熱真空試驗的安全與可靠。GJB1027A-2005與GJB1027-1990相比,在試驗時間、循環次數、首循環高(低)溫開始試驗、試驗容差和試驗范圍等方面都有不小的改變,現在空間試驗中,已基本不再使用GJB1027-1990,而是選擇GJB1027A-2005,這是產品的生產工藝進步的結果,也是人們對空間試驗認識的提高的結果。

2.3QJ2630.1-1994《衛星組件空間環境試驗方法》

在企標中,QJ2630.1-1994《衛星組件空間環境試驗方法》對熱真空試驗的闡述是比較詳細的,對試驗的實際開展具有較強的指導意義,現在被國內熱真空試驗單位使用得較多,這里也對其進行簡單的介紹。QJ2630.1-1994《衛星組件空間環境試驗方法》是一部專門關于熱真空試驗的試驗方法,它闡述了熱真空試驗的目的、試驗環境、試驗設備、試驗程序與方法、試驗中斷處理和試驗記錄等內容,指導性與可操作性都較強。例如:在QJ2630.1-1994《衛星組件空間環境試驗方法》中,關于控溫傳感器的布置的規定如下所述。1)產品的熱交換方式以傳導為主時(低溫),控溫傳感器安置在產品的底板上;2)產品的熱交換方式以幅射為主時(高溫),控溫傳感器安置在產品外殼的熱平衡處[4]。在實際操作時,熱真空循環既包括高溫循環也包括低溫循環,但是,目前許多熱真空設備并不具有雙控溫傳感器,在這種情況下,只能折中地布置控溫傳感器。在熱真空試驗過程中,高溫更要求控溫精確,尤其是對于大功率產品而言,因此,從保護產品的目的出發,此時控溫傳感器應安置在產品外殼的熱平衡點上。在有了MIL-STD-1540E-2002與GJB1027A-2005標準后,我們還要使用QJ2630.1-1994《衛星組件空間環境試驗方法》,這主要是因為前兩個標準都只是對空間試驗的要求作了定質要求,由于航天產品的功率、頻率和噪聲等參數要求各不相同,因此,不同的產品的熱真空試驗的方法或要求也就應該有所區別,而這種區別在MIL-STD-1540E-2002與GJB1027A-2005中并沒有得到體現。值得稱道的是QJ2630.1-1994《衛星組件空間環境試驗方法》對熱真空試驗的目的、環境、設備、試驗程序和方法等都進行了量化規定,這對于具體試驗的實施有著極大的指導意義。不同的航天產品的工作目的一般都是不同的,因而其功率、頻率和噪聲等參數也不盡相同。有些航天產品由于其自身的特點,其試驗條件要求更高,已超出了現有標準的規定,對這些航天產品進行熱真空試驗時,可以在原有標準的基礎上,在補充協議中加以規定,但原則上不能降低要求。例如:功放產品對溫度變化率較為敏感,所以其熱真空試驗要求其變溫速率大于1或1.5,甚至更高;且對工作溫度偏差要求較高,要求高溫(T+40)℃,低溫(T0-4)℃。這時按早期的MIL-STD-1540B-1982與GJB1027-1990或現在的MIL-STD-1540E-2002與GJB1027A-2005進行試驗都無法達到檢驗目的,由此就應該針對產品本身的特點來制定一些補充規定和要求,以保證達到檢驗目的。有些航天產品根據其自身的特點,其試驗條件的要求可以降低,例如:在達到試驗目的的前提下,非功率產品在熱真空試驗中僅要求升降溫時變溫速率大于0.5,平均變溫速率大于或等于1即可。這些可以在其補充規定和要求中加以體現,這也是對試驗資源的一種保護。所以,現在熱真空試驗也不是全部依照MIL-STD-1540E-2002、GJB1027A-2005和QJ2630.1-1994《衛星組件空間環境試驗方法》等直接去進行試驗,試驗過程中還根據航天產品自身的特點編制了許多的檢驗驗收技術要求(或協議)與補充協議(或要求),這都是允許的。

3結束語

GJB1027A-2005從2006年頒布至今已有10年時間了,這10年也正是我國航天事業井噴的10年,并且還在持續地發展中。這也反映了GJB1027A-2005的合理性,或是說其較適合指導我國航天產品的熱真空試驗[2]。QJ2630.1-1994《衛星組件空間環境試驗方法》(中國航天工業總公司)從起草到現在已有20年的時間,但還在使用,許多監督單位或試驗單位在編制新的航天航空標準或試驗方法的時候也在借鑒其部分內容,說明了其廣泛的適用性。目前的做法是,進行航天環境試驗時,其依據標準較多地選擇了MIL-STD-1540E-2002與GJB1027A-2005;其試驗方法則較多地選擇QJ2630.1-1994《衛星組件空間環境試驗方法》。這是因為,前面兩個標準是已經趨于成熟的標準,適用于我們現在的工藝水平,反映了我們對空間試驗的認識程度;后面這個試驗方法對于我們進行具體的空間試驗有著較高的指導價值。

參考文獻:

[1]柯受全.衛星環境工程和模擬試驗[M].北京:中國宇航出版社,1993.

[2]中國航天標準化研究所.運載器、上面級和航天器試驗要求:GJB1027A-2005[S].北京:國防科委軍標出版發行部,2005.

[3]劉中華,李樹杰,劉國強.熱真空試驗設備中的控溫方式研究[J].電子產品可靠性與環境試驗,2012,30(4):7-11.

[4]航空航天工業部第五研究院.衛星環境試驗要求:GJB1027-1990[S].

防空演習范文第2篇

【關鍵詞】超臨界機組;協調控制;協調控制協調的方式

0 引言

火電機組尤其是超臨界機組慣性小、蓄熱能力小、易超壓超溫,其控制品質會直接影響機組的安全、穩定、經濟運行,其控制對象存在強烈的非線性、耦合性、分布性等特點。在超臨界機組中,給水一次性經過加熱段、蒸發段和過熱段,三個受熱面的邊界和長度均不固定,吸收煙氣側工質的傳熱轉變為過熱蒸汽,而過熱蒸汽的流量取決于給水流量與給煤量。因此,超臨界機組的負荷控制與給水控制和燃料量控制密切相關,當直流鍋爐三個受熱面的邊界和長度發生改變即蒸發點移動時,可能導致過熱蒸汽溫度的劇烈波動,對于超臨界直流鍋爐的這種敏感性以及各系統之間的強耦合性、非線性,準確、及時地控制好超臨界鍋爐過熱蒸汽汽溫是必要的。本文從超臨界機組協調控制系統的結構及特點著手,詳細闡述超臨界機組協調控制的三種不同方案即鍋爐跟隨控制方式、汽輪機跟隨控制方式和機爐協調控制方式的優缺點及選擇原則。為超臨界機組協調控制的實際操作提供一些理論指導。

1 超臨界火電機組協調控制系統的結構及特點

超臨界火電機組直流鍋爐汽水系統具有獨特的一次性通過且瞬間完成水汽狀態轉換的特點,蓄熱能力低,緩沖作用小,使其被控對象比汽包爐更難進行穩定控制。超臨界火電機組多變量的控制特點和汽水系統運行特性對控制系統要求更高,相對于汽包爐其協調控制系統有如下特點:

(1)對于超臨界直流鍋爐具有沒有汽包的獨特結構,爐體金屬量小,鍋爐內汽水總容積小,鍋爐蓄能量相應也較小,金屬和工質的蓄熱量以熱量儲量和工質儲量形式存在,隨著負荷的改變呈現非線性變化。相對于汽包爐而言,超臨界直流鍋爐的整體蓄熱量比較小,通常只為汽包爐的1/2~1/4,因此其負荷調節比較靈敏,可以快速響應鍋爐啟停和負荷變化。同時,由于鍋爐的蓄熱量比較小,變動負荷對汽壓的影響比較大,因此,機組變負荷性能比較差,汽壓波動比較大。

(2)對于汽包爐而言,汽包具有對負荷的緩沖作用,消弱了給水泵與汽水管路之間的耦合作用,使汽溫、給水、燃料系統可以簡單的獨立控制;而超臨界直流爐汽水系統直接相連,直流爐最顯著的特征是一次汽溫的控制與煤水比控制有密切關聯,使機爐輸入輸出參數之間具有較強的耦合性。機組的輸入參數包括給水量、給煤量、汽機調門開度等其中一個參數變化均會使輸出參數主蒸汽壓力、機組輸出功率、中間點焓值等發生改變。

(3)超臨界直流爐中的給水依次經過水冷壁中的熱水段、蒸發段、過熱段一次性瞬間實現水汽轉換,隨著給水量、給煤量、汽機調門開度等參數的變化這三段受熱面不斷變化,沒有固定的分界面;同時,在不同的工況下,蒸發點在三個加熱段內不斷變動。因此,為了保證過熱蒸汽溫度、主蒸汽壓力、中間點溫度等參數的穩定,對給水量、送風量、給煤量等參數的調節要求更高。

(4)隨著工況的改變,工質壓力在超臨界、亞臨界的壓力范圍內變化,其工質在各個加熱區段的比熱、比容、熱焓等參數也隨之變化,則超臨界火電機組會出現明顯的非線性。超臨界直流鍋爐中工質采用強制循環方式,工質流速快,因此,協調控制系統有效地保持負荷、燃燒率、煤水比與送風、給煤量、給水量之間穩定的平衡關系是必要的。

(5)直流爐大多采用直吹式制粉系統,燃燒系統具有更大的滯后和時延性,機組響應速度慢,機爐協調控制更為困難。

(6)超臨界直流爐多變量的控制特點:非線性耦合的MIMO被控對象存在于輸入輸出參數之間,任一個變量的改變將對其它參數產生影響,超臨界直流鍋爐是一個輸入輸出參數存在耦合關系的三輸入三輸出被控對象。

2 協調控制系統的基本方案

超臨界機組協調控制系統被控對象的被調量為實發功率N和主汽壓Pt,調節量為燃料量M和調門開度μT,其協調控制方案有三種,分別為鍋爐跟隨控制方式、汽輪機跟隨控制方式和機爐協調控制方式。

2.1 鍋爐跟隨控制方式(BF)

BF控制方式是由汽輪機控制器通過改變汽機調門開度來控制超臨界機組的實發電功率,鍋爐控制器通過改變燃燒率來調整主汽壓力,所以也稱該方式為汽輪機基本負荷控制方式。

汽輪機控制器根據機組實發電功率Pe與負荷指令P0的偏差信號運算,通過輸出指令變化來改變汽機調門開度,進而改變進汽量使Pe迅速滿足負荷指令P0的要求。當汽機調門開度μT變化時,機前壓力pT隨之變化而偏離其給定值p0,兩者的偏差信號經鍋爐控制器運算,通過輸出指令改變進入鍋爐的燃料率,當pt=p0時,燃料調整結束。該方式可以有效利用鍋爐的蓄熱量,因此具有良好的外界負荷響應能力;但當負荷指令P0變化較大時,將引起機前壓力pt的劇烈波動,進而影響機組的安全運行,因此必須限制機組負荷指令的變化幅度和速度[2]。

2.2 汽輪機跟隨控制方式(TF)

與BF控制方式相反,TF控制方式以汽輪機控制器控制主汽壓,而鍋爐控制器控制實發功率,所以也稱該方式為鍋爐基本負荷控制方式。

當外界負荷指令變動時,鍋爐控制器根據P0與Pe的偏差信號運算,通過輸出信號改變進入爐膛的燃料量M,機前壓力pt隨之變化,汽輪機調節器根據pt與P0的偏差信號運算,通過輸出信號改變進汽量,機組實發功率Pe變化,直到實發功率Pe等于負荷指令P0。該方式的優點是主蒸汽穩定,有利于機組的安全穩定運行,但鍋爐側的大慣性和延遲,使得超臨界機組的負荷響應能力較差。

2.3 機爐協調控制方式(CCS)

由于直流鍋爐和汽輪機之間的平衡依靠慣性較大的汽壓信號,鍋爐跟隨控制方式過多調用蓄熱導致汽壓的劇烈波動,而汽輪機跟隨控制方式不能調用蓄熱導致負荷響應速度慢,因此兩種方式均不能較快消除機、爐之間的不平衡,從而不能同時滿足快速響應外界負荷變動以及主汽壓變化較小的要求。

當外界負荷需求增加即負荷指令增大時,正的偏差信號(P0-Pe)通過汽輪機控制器開大調節閥增大進汽量,機組實發功率增加;同時該偏差信號也作用于鍋爐控制器增大燃料量,以及與之相應的送風量、引風量等。當汽輪機調節汽門開大時,會導致引起機前壓力pT下降,由于鍋爐側的慣性,雖然增加了燃料量,還是會出現正的壓力偏差 (P0-Pc)。該信號正方向作用于鍋爐控制器以繼續增加燃料量,同時反方向作用于汽輪機調節器,抑制汽輪機調節汽門開度的增大,共同作用使壓力恢復到給定值。正的功率偏差信號和負的壓力偏差信號同時通過鍋爐控制器增加燃料量,隨著機前壓力逐漸恢復,壓力偏差信號逐漸減小,汽輪機控制器在正的功率偏差作用下繼續開大汽輪機調節閥,提高實發電功率,直到功率和汽壓均達到給定值,機組達到新的穩定狀態。該方式在動態調節過程中,鍋爐調節器和汽輪機調節器根據外界負荷要求同時動作,有利于機爐的動態能量平衡,因此能夠在快速響應外界負荷要求的同時,確保主汽壓的較小變動[3]。

3 結論

由于超臨界機組與汽包爐協調控制系統的差異性,電廠熱工控制系統對其自動化的要求更為嚴格,而電廠常用的協調控制系統的方式為鍋爐跟隨方式、汽機跟隨方式和機爐協調控制方式。三個協調控制方式各有優缺點,應該根據機組實際運行情況選擇不同的協調控制方式。

【參考文獻】

[1]畢艷洲.超臨界直流爐給水控制系統的研究與分析[D].河北:華北電力大學, 2010.

防空演習范文第3篇

關鍵詞 網絡控制系統;長時延;快速隱式廣義預測控制;時延補償

中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A 文章編號:1671—7597(2013)032-060-02

網絡控制系統(NCS)是以網絡作為被控對象,傳感器、執行器和控制器之間信號通過網絡傳輸的全分布、網絡化的實時反饋控制系統。由于控制回路中網絡時延的引入,導致網絡系統的性能產生影響。目前對于短時延即時延小于一個采樣周期的研究很多,對長時延的研究卻很少。特別是隨著無線網絡進入控制領域,由于無線網絡特性導致其時延較有線網絡時延要長很多,因此對于長時延網絡控制系統的研究是一個重要的課題。

以前長時延NCS的研究大多集中在建模、穩定性分析與控制器的設計上。研究停留在理論分析上,很難應用于實際中。而目前時延補償方法大多集中在短時延的NCS中,對于長時延NCS的時延補償的研究還很少,因此本文利用魯棒性強、對模型要求不精確、抗干擾能力強的快速廣義隱式預測控制算法結合時間戳機制,不僅使系統輸出得到了改善,而且使控制的穩定性得到了保證。

1 快速隱式GPC時延補償方法

1.1 快速隱式GPC

廣義預測控制(GPC)具有自適應性、魯棒性強的特點,對大時滯系統具有很好的控制效果。用CARIMA模型表示一個具有非平穩噪聲的實際過程。

其中,y(t)為輸出,u(t)為輸入,q-1是后移算子,表示一個采樣周期的相應量,Δ=1-q-1為差分算子,ε(t)是不相關隨機序列。A、B、C都是q-1的多項式。

為增強系統的魯棒性,在目標函數中考慮了現在時刻的控制量u(k)對系統未來時刻的影響,選取目標函數為

其中:P為最大預測長度,M表示控制長度,w為輸出期望值,為了進行柔化控制,為了進行柔化控制,輸出直接跟蹤的設定值并不是控制的目的,控制的目的跟蹤參考軌跡,參考軌跡由設定值yref、輸出值y、和柔化系數a(0

廣義預測控制問題可以歸結為求Δu(k),Δu(k+1),…,Δu(k+M-1)使目標函數達到最小值。引入Diophantine方程求解,得到最優預測值

推出使目標函數最小的最優控制為

廣義預測控制算法需要求解Diophantine方程,解出控制器參數,才能求解控制規律,這樣計算時間較長。因此隱式廣義預測控制算法直接辨識控制器參數,不必遞推求解Diophantine方程,可節省在線計算時間。但是隱式廣義預測控制算法雖然提高了運算速度,但是還要計算逆矩陣。為了避免計算逆矩陣,可以使用一種叫做快速隱式廣義預測控制算法。該算法采用柔性控制增量方法來避免逆矩陣的計算。

1.2 快速隱式GPC時延補償方法

如圖1所示的網絡控制系統框圖,對網絡時延進行歸總劃分為反饋通道時延、前向通道時延和計算時延,由于采用了快速隱式GPC算法,計算時延可以忽略不計。控制器采用事件驅動方式,執行器和傳感器采用時鐘驅動方式,因此,反饋通道時延可以和前向通道時延并在一起,網絡總時延。以下將給出對網絡總時延的時延補償方法。

圖1 網絡控制系統框圖

時延補償方法的最基本的思想是先將由傳感器采樣到的過去時刻的輸出信號、控制信號還有設備端的時間值(即加上時間戳),Y(k)、U(k)、t通過網絡傳遞的方式傳給控制器端,再通過控制器利用采樣到的過去的控制信號和輸出信號來預測系統的未來的控制量,然后再將計算出來的結果發送回設備端。當執行節點接收完數據包,并將讀取到的設備端的本地的時鐘值與數據包中的時刻值進行比較,也就得出了系統的總時延,最后根據這個時延確定輸出的控制量。這樣就避免了網絡兩側的時鐘同步的問題,原因是設備端本地時鐘值和數據包中的時刻值均為設備端的時間。

控制器設計:控制器算法是在快速廣義預測控制算法的基礎上進行的。系統的控制器在t時刻接收到由傳感器發來的數據包,該數據包中包含有過去輸入輸出信息,然后通過下一步的控制增量利用系統在t-tsc時刻的信息用快速隱式GPC算法就可求取未來時刻的控制量。

傳感器端設計:根據被控對象模型的特征設置適當長度的緩沖單元;采用時鐘驅動的方法,實時更新緩沖區數據,并將其發送給控制器。

執行器端設計:執行器端設計:若在時刻t執行器收到控制器發送來的數據包,并讀取其中的時間值,而后再將該值與地時間相比較,兩者的差值為系統的總時延,故應將控制器中求得的未來值中的改為。假設系統的采樣周期為T,令。故可選擇。若當下一時刻沒有新數據到達,則采用下一時刻的控制量,直到新數據到達,更新緩沖區數據,從新選擇。

2 仿真驗證

為了研究本文提出的補償方法的時延補償效果,擇式(6)的模型作為被控對象。

(6)

快速隱式GPC參數選取P=6,M=6,,采樣周期T為1s, 控制器采用事件驅動方式,因此前向通道時延和反饋通道時延可以合并,這里分別對,的固定時延以及 之間的隨機時延進行時延補償仿真,可以發現,對于固定長時延,補償方法具有很好的補償控制效果,不僅很快使系統穩定,并且控制量與補償前相比較小;當時延為隨機長時延時,通過時延補償后,控制系統很快的達到穩定狀態,控制量與補償前相比較小。通過以上分析,可以發現本文給出的補償方法對網絡長時延具有很好的補償效果。

3 結論

本文針對具有長時延的NCS,給出了一種基于時間戳的快速隱式GPC的時延補償方法,分別針對固定時延和隨機長時延進行了仿真,仿真結果顯示該方法取得了滿意的補償效果,提高了系統的穩定性。未來的研究工作是對于執行器與傳感器不同設備端的情況找到合適的方法對時延進行補償。

參考文獻

[1]時為國,邵成,孫正陽.基于AR模型時延預測的改進GPC網絡控制算法[J].控制與決策,2012,27(3):477-480.

防空演習范文第4篇

一、督查領導小組

組長:

副組長:

二、督查對象

全縣各中小學校(幼兒園)。

三、督查的主要內容

結合《縣教育系統肺炎疫情防控“八有”工作要求》(詳見附件2),重點督查以下內容:

(一)防控工作方案制定情況;

(二)學校負責人指揮與專人值班值守情況;

(三)重點人員健康監測與管理臺賬建立情況;

(四)聯防聯控機制建立情況;

(五)開學工作預案制定情況;

(六)校園管控與環境衛生整治情況;

(七)物資保障與人文關懷落實情況;

(八)“一日一報”開展情況。

四、督查時間

即日起至疫情解除之日。具體時間另行通知。

五、督查形式

(一)查閱被督查對象的有關疫情防控資料。

(二)電話、短信及實地抽查各中小學校、幼兒園。

(三)根據需要進行個別訪談。

六、督查結果及應用

督查過程中,如發現被督查對象存在對疫情防控工作責任落實不到位、防控不力、推諉扯皮、敷衍塞責等情況的,按照有關規定追究責任。黨員干部在疫情防控中的表現,將作為評先評優、選拔任用的重要依據。

七、工作要求

(一)高度重視、強化領導。各校(園)要認真學習貫徹上級重要指示精神,強化底線思維、堅持生命至上,把疫情防控作為當前壓倒一切的重要政治任務,不折不扣地把縣委縣政府和上級教育行政部門的部署要求落實到位,全力以赴打好教育系統疫情防控攻堅戰。

防空演習范文第5篇

關鍵詞:DDC;廠房空調系統;應用研究;

中圖分類號: TK323 文獻標識碼: A 文章編號:

0.引言

在現代建筑設計中,暖通空調系統所消耗的能量越來越呈現出上升的趨勢,在整體能耗中所占的比例越來越大,就目前而言民用建筑中空調系統的能耗占總能耗的50%-70%左右。所以有必要發展一種有效的空調系統節能方法,尤其應用在改善現有空調系統自動化程度方面。在工業化設計中許多地方對環境有著極為嚴格的要求,對于一些放置精密設備的地方對溫、濕度都有著非常高的控制要求,同時現代工廠管理也對空調系統提出了較高的要求,一種可以遠程集中管理的空調控制系統也因此孕育而生。DDC直接數字化控制方法是一項構造簡單操作容易的控制設備,它可借由接口轉接設備隨負荷變化作系統控制,如空調冷水循環系統、空調箱變頻自動風量調整及冷卻水塔散熱風扇的變頻操控等,可以讓空調系統更有效率的運轉。這樣不僅節省了大量能耗和人力,而且還可使系統在設計要求的工況下穩定運行,從而延長設備的使用壽命以及達到工藝系統對環境的要求和節能目的。

1.DDC控制系統概述

DDC系統是直接數字控制系統(Direct Digital Control,縮寫成DDC)。這是目前國內外應用較為泛的計算機控制系統。其基本框圖如圖1所示。控制系統中引入計算機,運用微機指令系統編出符合某種規律的程序,實現對被控參數的控制。

圖1微機控制系統基本框圖

在常規控制系統中,控制規律由硬件決定,若改變控制規律,則必需改變硬件;而計算機控制系統,控制規律的改變只需改變軟件的編制。在計算機控制系統中輸入輸出信號都是數字信號,因此在輸入端經A/D轉換器,將模擬信號轉換成數字信號;在輸出端經D/A轉換器, 將數字信號轉換成模擬信號。通過計算機對控制規律的數值計算,并以其結果(數字形式或轉變為模擬量)直接控制生產過程。信號的輸入輸出又按能否直接被微機或執行器接受而分為數字量輸入、輸出(DI/DO)和模擬量輸入、輸出(AI/AO)。模擬量信號所對應的是一定量的電壓或電流值,這與傳感器輸出信號的特征有關。一般情況下,空調自控系統中常見的模擬量輸入有:溫度、濕度、壓力、流量、壓差等。模擬量輸出要進行P、PI、PID 控制的電動水閥和風閥。

數字量的輸入有:電動機狀態、水泵和風機狀態、過濾器報警狀態、壓差開關、水位開關、防凍保護等。數字量的輸出有:電磁閥控制、二位電動水閥控制、水泵及風機等設備的起停控制。圖2是DDC系統框圖。該系統利用多路采樣器按順序對多路被測參數進行采樣。經A/D轉換輸入到計算機;再按編制的控制程序對各參數進行比較、分析和計算;最后將計算結果經D/A轉換器、輸出掃描器按程序送至相應的執行器。實現對生產過程各被控參數的調節和控制,使其保持在預定值或最佳值上,以選到預期的控制效果。

圖2 DDC系統框圖

DDC系統還具有巡回檢測功能,能顯示、修改參數值、打印制表、越限報警、故障診斷和故障報警。當計算機或系統的某個部件發生故障時,能及時通知操作人員切換至手動位置或更換部件。

2.建筑物空調系統結構

一般建筑物常用的空調系統有CAV、VAV、VWV等,各有不同的操控方式,都可以用DDC控制。

2.1 定風量系統(CAV)

定風量系統(Constant Air Volume),顧名思義即是風量維持一定之意。定風量系統為空調機吹出的風量一定,以提供空調區域所需要的冷(暖)氣。當空調區域負荷變動時,則以改變送風溫度應付室內負荷,并達到維持室內溫度于舒適區的要求。常用的廠房空調系統為:AHU空調機與FCU冰水管系統。這兩者一般均以定風量(CAV)來供應空調區,為了應付室內部分負荷的變動,在AHU定風量系統以空調機的變溫送風來處理,在一般FCU系統則以冰水閥開關控制來調節送風溫度。

2.2 變風量系統(VAV)

變風量系統(Variable Air Volume,簡稱VAV),即是空調機(AHU或FCU)可以調變風量。然而AHU及FCU在送風系統上會浪費大量能源:因為在長期低負荷時送風機仍要執行全風量運轉,這不但不易維持穩定的室內溫濕條件,也浪費大量的送風運轉能源。變風量系統就是針對送風系統耗電缺點的節能對策。變風量系統可分為兩種:一種為AHU風管系統中的空調機變風量系統(AHU-VAV系統);一種為FCU系統中的室內風機變風量系統(FCU-VAV系統)。AHU-VAV系統是在全風管系統中將送風溫度固定,而以調節送風機送風量的方式來應付室內空調負荷的變動。FCU-VAV系統則是將冰水供應量固定,而在室內FCU加裝無段變功率控制器改變送風量,亦即改變FCU的熱交換率來調節室內負荷變動。這兩種方式通過調量來減少送風機的耗電量,同時也可增加熱源機器的運轉效率而節約熱源耗電,因此可在送風及熱源兩方面同時獲得節能效果。圖3是DDC變風量系統控制組態圖。

圖3 DDC變風量系統控制組態

2.3 變流量系統(VWV)

變流量系統(Variable Water Volume,簡稱VWV),是用一定的水溫供應空調機以提高熱源機器的效率,用特殊的水泵來改變送水量,從而達到節約水泵用電的功效。變水量系統對水泵系統的節能效率根據水泵的控制方式和VWV使用比例而異,一般VWV的控制方式有無段變速與雙向閥控制方式。以上三種空調系統是目前廠房空調最常被設計的系統。廠房空調控制也就是把管路、管件、閥體或閥門集中設定控制流體提供冷氣。所以有效組合廠房空調控制即能有效控制耗能,設計合乎節能的空調系統。

3.廠房空調系統的DDC控制方法

DDC設備在市面上的產品,各廠家的型號、套件都有所不同,但系統大同小異。只要將類比訊號輸入電腦,就能作控制與設定。當這些控制運用在空調設備時,整合方式有下列幾種方式:

3.1 定風量系統(CAV)的DDC控制

因為是定風量系統,所以可以控制冰水系統上的二通閥。當室溫升高,室內傳感器送出信號給控制器,控制器接到信號與設定的溫度比較,輸出信號給冰水管上的二通閥,控制二通閥打開,使循環風變冷送入室內。如室內溫度下降過多,盤管風機作卸載。室內溫度傳感器傳送信號至控制器為模擬輸入,控制器與設定溫度比較,輸出模擬信號至冰水管上,二通閥關閉。二通閥也有比例型式,這種比例式二通閥控制冰水大小進入冷排使空調更有彈性控制,維持室溫在設定值上下。

3.2 變風量系統(VAV)的DDC控制

箱型空調機則以出風溫度及預設定的比值為控制方式。靠傳送、回風及外氣溫度傳感器來控制馬達轉速。控制程序如下:

(1)出風溫度感應到傳感器(設定在13℃)控制二通閥打開。

(2)送冷氣時,冰水傳感器測得冰水離開冷排的溫度,調整出風溫度狀況,陸續利用DDC控制變頻器,改變馬達轉速送出理想出風溫度。

(3)當冰水閥門關小至13℃,DDC控制器打開外氣及回風風門,混合送風溫度,直到外氣風門關至最小,以維持13℃送風風溫,并可兼外氣空調利用。

(4)低溫限制感應混合溫度控制以保護冷排不結冰。一般建筑物空調系統每天的冰水主機開關機,使用DDC來操控可以設定所有開關機程序并且標準一致。主機控制系統加裝模擬信號適配卡轉換傳遞信息,再加一臺列表機,就能把一天中所有運轉情形顯示出來。遇有跳機時又能及時通知技術人員前往查看。

4.變頻器節能計算方法

4.1 計算全負載的容量

全負載容量一般是以馬達的馬力數(HP)×0.746/馬達效率(%),單位為(kW)。

調查空調系統所需的空調能量,并完整地記錄一個周期內詳細的變化數據。通常周期是以一周為單位或是以一天而重復,但須隨氣溫的變化和季節的更替作調整。統計一個完整的周斯中各種不同負載的所有操作時間,單位為小時(h)。在此基礎上,查表得到不同負載在未使用高功率變頻器前及使用高功率變頻器后所需動力百分比,此值是相對于全負載下的實際所需動力值。計算后可得不同負載下所需的實際動力值,單位為kW。

4.2 計算全年可節省電力

將前述不同負載所需之動力值,依未使用高功率變頻器所得之值減去使用高功率變頻器后所需之值,差值即為單位小時可省之電力。將不同負載可省之單位小時電力乘上一年內該負載所需操作之時數,所得之值即為該負載一年內可省下之電力,單位為千瓦小時745×68。將所有不同負載可省之電力累計,即可得使用高功率變頻器后一年內可省之電力總量,單位為kW·h。將全年可省之電力總量乘上單位電價即可得全年可省之電費,單位電價之單位為元3 千瓦小時。在此并未考慮基本電價或流動電價,也未分峰電價或谷電價。

5.結語

建筑物智能化是21世紀的趨勢,在建筑物的運行管理中,減低其運行費用,是智能化發展的要求。而空調設備的節能改造,正是減低運行費用的捷徑,在發達國家,DDC控制的變風量系統占空調系統的八成以上,公認的節能效果是降低能耗達五成。利用DDC系統來控制廠房空調系統節能,主要是通過改善不理想的控制方式來實現。目前所需要的實施措施就是整合DDC自動控制系統,利用其隨負荷變化進行快速有效地調機馬達轉速,以達到節能目標。

參考文獻

[1]劉銘.暖通空調DDC控制系統[J].西安航空技術高等專科學校學報,2011,03:27-29.

[2]曲廣慶,祝小斐,李紅燕.基于DDC的車間空調自動化改造[J].中國設備工程,2010,09:21-22.

[3]余海敏.DDC系統在空調工程中的應用[J].中外建筑,2012,04:167-168.

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