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PLC控制的薄页纸纸机电气传动系统_自动化专业五篇

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PLC控制的薄页纸纸机电气传动系统_自动化专业五篇

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第一篇 PLC控制的薄页纸纸机电气传动系统_自动化专业

技术报告!

plc控制的薄页纸纸机电气传动系统

周春生

(山东昌华造纸机械有限公司,山东聊城,!$!"$%)

摘要:采用西门子和&’’ 的传动产品以()+,’-./0( 和10’-. 总线控制方式实现电气传动中

的网络控制。

关键词:薄页纸造纸机;电气传动控制;网络控制

中图分类号:2.3xx4567 文献标识码:’ 文章编号:"!$8/$"9:(!xx)"$/xxxx/"8

作者简介:周春生先生,

工程师;主要从事计算机

软、硬件的开发,计算机

网络系统、自动化控制系

统的研究开发工作。

收稿日期; !!/7"/!9(修改稿)

!电气传动!

网络控制技术的发展

对工业自动化系统产生了

深刻的影响,作为现场总线

标准的()+,’-. 和10/

’-. 网络在工业自动化系统

中占据着主导地位。本文简

要介绍山东昌华造纸机械有限公司设计的799" < !$"

长网多缸薄页纸纸机的电气传动控制系统。由于该纸

机是生产73=!$> ! 拷贝纸,所以要求电控系统的精

度高、稳定性强及性能可靠。wWw.0519news.com

! 纸机基本要求

!"! 纸机基本参数

生产品种:拷贝纸;净纸宽度:799";工作车速:

!=!$"?;设计车速:xx?;纸张定量:73=

!$> !;纸机传动点:79 个;总传动功率:!3"6$bc。

!"xx 纸机传动要求

(7)转矩控制变频器交流传动,采用&’’ 公司的

&d.4 系列变频器,西门子.3/xx(ed;

(!)控制方式:二级控制,全数字(ed/fff+ 控制

系统;

(xx)反馈方式:光电编码器数字反馈;

(8)传动精度:"6"7g;

($)纸机驱网辊、真空伏辊、第7 导网辊的负荷分

配;

(4)饰面辊、驱网辊的速差控制与连锁,光压上、

下辊负荷分配控制与连锁;

(3)光压部的断纸检测及加压顺序控制和停、开

车控制连锁;

(9)卷纸机前断纸检测和卷纸机自动换卷控制;

(%)出九组烘缸的张力检测控制与卷纸机张力控

制;

(7")纸机传动控制与工艺控制的连锁控制。

!"$ 系统性能指标

(7)稳态精度:"6"7g。

(!)动态精度:"6"8g。

(xx)负荷分配平衡度:!g。

(8)张力控制精度:$g。

/下载地址:content/20xx-1-10/20xx110221845.pdf

第二篇 国外科技评估实践及对我国的借鉴_自动化专业

1 引言

世界经济的发展,特别是发达国家的经济发展,主要依靠科技创新和技术进步。科学技术在经济发展中的地位日趋重要,随着知识经济的兴起,世界各国之间的竞争愈演愈烈,国家竞争的焦点已转向有效地占有和支配科技资源。因此,世界各国纷纷调整科技政策,将科技发展目标与经济发展目标紧密结合,强调科学技术为提高综合国力、增强竞争力、维护服务,每年投入大量资金直接资助或间接引导相关科技项目的开展。科学研究活动也从早期是一种科学家及相关学术团体的兴趣性活动,变成为由直接领导和支持的一项社会事业,并肩负着国家发展的战略使命。在这种情况下,对科学研究工作进行评价也不再是科学家相互之间的一种个人监督和促进行为,它已成为参与和支持科学技术发展的重要手段。由于科学技术本身的迅速发展和复杂度的大幅提高,科学活动的成本不断上涨。要想进行所有领域的科学研究,并保持全面的竞争优势,即使对于发达国家,其经济实力也不能承受。有鉴于此,有必要加强对科学研究活动的监督和控制,特别是对于国家投资开展的科技项目,必须在项目实施的全过程实施高质量的评估,达到确保有限科技资源用于完成最符合国家利益的科研活动的目的。

2 国外科技评估活动的实践总结

2.1 重视科技评估制度建设是各国开展科技评估活动的前提

制度化是当前国际科技评估活动的趋势之一,科技评估不同于一般的研究活动,制度建设是科技评估活动健康发展的基本保障条件。世界各国制度建设的方式各不相同,有的以法律,有的以部门法规,有的则以行业规范的形式来进行制度建设。wwW.0519news.cOM但经过多年的评估实践和努力,都建立了适合自己国情的科技评估体系和相应的保障制度,使科技评估活动成为一项制度化、经常化的行为,成为管理决策过程中不可缺少的环节。

作为科技大国,美国是使科技评估活动制度化最早的国家。上世纪初,美国成立了国会服务部,它所进行的与科技有关的研究、和评估可以认为是科技评估制度的雏形。然而,科技评估工作在美国的大范围开展是在二战以后。1993年美国第103届国会颁布了“绩效与结果法案”(gpra)。根据gpra的规定,科技评估的概念与制度、美国国会一级的有关科技评估机构的作用、功能、权力和责任都有明确的法律条文予以确定。此外,日本的《科学技术基本法》(1995)明确了科技评估的地位,《科学技术基本计划》(1996)和《国家研究开发实施办法指南》(1997)提出了建立开放型研究评价体制的基本框架,规定日本科技评估机构不能随意设立或撤销;1985年法国做出规定,在没有经过评估之前,任何国家科技计划项目都不能启动。法国议会评价局、国家研究评估委员会,前者通过法律创建,后者由部长会议通过发布政令任命,评估委员会的任期,评估对象的确定,评估报告的公布,都有相应的法律和制度规定;韩国、澳大利亚等国也规定,凡开展科技计划评估活动,均需依据有关法律设立机构,遵照法定程序进行工作,出具评估结论和向有关单位反馈结果。

2.2 提高科技管理质量和公众的监督是各国开展科技评估活动的动因

之所以用立法的形式来规定科技评估制度,是因为各国在用国家财政收入资助科学研究项目的实践中,意识到随着科技发展的复杂化,科技研究活动的规模日益庞大,它需要越来越有效的协调、管理和监督来提高科技管理工作的质量和效益。另外一个原因就是来自于社会公众,特别是纳税人的监督需要,他们关心的科学研究投资是否与国家目标一致,资金使用是否有效。在这种背景下,科技评估作为科学管理的一项重要内容和手段,成为了制度化、经常性的工作,各国纷纷建立了科技评估机构。

一个明显的例子是日本。1955年日本经济开始起飞时,为了在较少的财政预算下尽可能多提高科研活动的产出,日本和企业把科技评估作为管理和推进科学研究活动的重要手段。根据产业发展和技术引进情况,开展各种科技评估工作,从而对日本经济的快速发展起了重要作用。在进入上世纪80年代后,科学研究活动日益复杂,科技管理工作的质量亟待提高,科技评估再次受到日本朝野各界重视。1983年日本决定设立国家级的科技评估机构,在科学技术会议政策委员会设科技评估分会,其职责是对科技振兴调整费资助的项目进行前期、中期和后期评估。同时日本所制定的r&d评价方法指南也强调通过对r&d内容与工作绩效的恰当评价,建立能够充分发挥研究人员创造能力、开放、灵活和富于竞争性的r&d环境。日本所建立的开放型研究评价体制,使科技评估发展到一个新的阶段。

2.3 科技评估能力建设是各国开展科技评估活动的重要保证

充分重视并保证评估质量是各国评估活动顺利开展的前提,这就需要不断进行科技评估能力建设。它包括:

1.制定评估规范。通过多年评估实践,各国的评估机构都建立了专业的评估规范。规范要求:从事评估活动的人员必须具备一定的资格和能力;评估活动的设计和实施必须符合规范要求;评估方法的合理性对使用数据的可靠性都要经过论证;评估结果的局限性必须加以说明等等。如美国、韩国在发布科研项目指南的同时对评估的程序、方法和组织都加以说明。

2.人力资源的建设。由于专家评议是各国普遍采用的科技评估形式,因而各国十分重视专家网络的建立和严格选择专家。评估能力建设是各国评估机构十分重视的长期任务,加强评估专家与科学家、管理专家的沟通,加强评估领域的国际交流,探索新评估方法,培训评估人员,使评估机构成为一个学习的组织,不断实践,不断创新。

3.加强理论研究。对于科技评估模式与方法的研究一直是各国进行科技评估理论研究的重要内容。目前用的较多的是定性定量相结合的方法,即在专家评议的基础上,结合科学计量学、经济计量学方法。由于评估对象的复杂性,目前没有哪一种方法,解决所有的问题,每一种评估模型只能适用于特定的环境、特定的评估对象和特定的评估目标,并各有其优缺点。

2.4 各国间科技评估活动的交流日益密切

开发计划署的评估办公室(undpeo)在领导成员国开展科技评估活动方面扮演了重要角色,不定期地组织或赞助科技评估国际交流活动的开展。如开发计划署的评估办公室在apec成员国中定期开展国际会议、国际培训等活动。

一些非的评估协会,也纷纷活跃在科技评估国际交流的舞台上。在美国、加拿大、澳大利亚、新西兰等国都成立了评估协会。这些协会的成员主要来自各个部门的评估官员、研究机构或大学的专家教授和一些开展评估服务的咨询公司代表组成。比较活跃的组织包括美国评估协会(americanevaluationassociation)、澳大利亚评估协会(australasianevaluationsociety),他们定期开展国际会议,并提供相关培训和评估服务,为各国致力于科技评估工作的工作者提供了交流的场所,他们的活动也得到了开发计划署评估办公室的支持。

3 对我国科技评估工作的借鉴

我国科技评估活动起步晚,始于1994年,它的建立和发展是我国的科技管理体制的改革相适应的

,主要由科技部国家科技评估中心以及各个部委的相关部门来承担各自领域的科技评估工作。经过几年的不断实践和经验总结,我国的科技评估工作取得了可喜的成果,但也有不足和值得思考的地方。在和了解国外科技评估活动的特点和经验后,可以从以下几个方面加强和改进我国的科技评估工作。

3.1 对科技评估制度给以立法保障

要使科技评估做到制度化、规范化和经常化,需要国家在立法上给以保障。目前,科技部颁布了有关科技评估制度的部门法规用以约束科技部系统内的科技评估工作。我国需要借鉴这些先进国家的经验和做法,通过完善立法、提高科技评估立法的层次,使科技评估工作和对财政支出的绩效的监督工作结合起来,制定一部跨部门的法律,使科技评估工作走上制度化、规范化和经常化的道路。

3.2 评估过程必须保持高度的性

国外评估研究和评估实践的经验表明,评估的程度越高,评估结果的可信度也越大。我国在评估的实践中应借鉴国外的经验,在评估时做到:让评估负责者有充分的权力;让评估管理者尽可能向最高管理层次汇报;让评估执行者于接受评估的研究单位,最好还能于实施评估的机构。以避免干扰,达到最佳评估效果。

3.3 加强评估队伍和组织建设

科技评估活动是一项要求很高的专业工作,需要有一支长期、稳定、受过系统专业培训的工作队伍和健全的组织机构。建立健全国家、地方和部门三级的科技评估组织体系是顺利、高效实施科技评估工作的组织保障。同时应当优化评估人员的结构,评估人员不能由单一的技术专家和理论学者组成,应当根据项目的类型和特点,应注意吸收经济专家、管理专家和未来的使用者广泛磋商,使科技研究与使用紧密结合,不要将研究和产业化脱节。

3.4 加强评估方法的使用研究

目前用于科技评估的方法较多,这些方法互为补充,但是每种方法都有一定的适用范围,它们经常需要结合起来使用。例如对于基础研究,同行评议是目前国际公认的较为适宜的方法,但由于文献计量等定量指标能够为专家进行评议提供数据参考,所以二者也经常结合起来使用,如德国的现场同行评议就经常在较多定量数据的统计基础上进行。

3.5 注重评估资源建设

首先加强评估人力资源建设,在实践中培养合格的评估专家,发现合适的咨询专家,建立专家资源库。其次加强评估研究资源建设,收集国内外科技评估的最新理论和实践经验,广泛开展国际交流,出版专业杂志,建立相关的科技评估专业协会和各种数据库。最后加强多层次的评估组织资源建设,综观国外科技评估组织机构的组成情况,一般分为组织和非组织两大类,而我国目前在这方面的建设和实践刚刚起步,主要是组织,需借鉴国外的经验加强我国的评估机构建设。

【参考文献】

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第三篇 学科信息门户中网络信息导航系统的规范建设_自动化专业

【内容提要】根据国家科学数字图书馆(csdl)分布式学科信息门户及其学科信息导航系统建设的总体要求,描述了学科信息导航系统中资源选择、资源搜寻策略、元数据、知识组织体系、维护使用管理机制等的设计规范及其开放描述要求。

【摘要题】信息资源建设

【关键词】国家科学数字图书馆/学科信息门户/学科信息导航/设计规范

中国科学院国家科学数字图书馆(csdl)工程的一个重要任务是建立权威、可靠的学科信息门户体系。本文首先简要学科信息门户的基本形态和csdl学科信息门户建设要求,然后介绍csdl学科信息门户中网络信息导航系统的选择规则、搜寻策略、内容描述机制、组织体系描述机制、组织管理机制的设计规范及其开放描述要求。

1 学科信息门户形态

学科信息门户致力于将特定学科领域的信息资源、工具与服务集成到一个整体中,为用户提供一个方便的信息检索和服务入口。学科信息门户经历了不断发展和深化的若干形式:

(1)以网络学科信息导航为主的学科信息门户,提供权威、可靠、规范和可持续的网络信息资源选择、描述和检索[1-3],例如sogig(www.sosig.ac.uk/)、ahds(www.ahds.ac.uk/)、biz/ed(www.bized.ac.uk/)、eels(eels.lub.lu.se/)、geoguide(www.geo-guide.de/)、mathguide(www.mathguide.de/)、martindale'sreferencedesk(www-sci.lib.uci.edu/hsg/ref.html)、omni(www.omni.ac.uk/)、wwwvirtuallibrary(www.vlib.org/overview.html)等,成为相关学科领域的核心和可信赖的信息门户。wwW.0519news.cOm

(2)以专业机构或图书情报服务系统为基础的信息门户,根据专业机构性质或其信息服务要求,将各类资源(包括网络资源、数据库、文件系统、知识库、指南手册等)组合在统一门户下向用户提供服务,其中部分门户可支持横向整合检索、参考文献链接、用户虚拟社区等功能。

(3)基于跨学科门户检索的学科门户体系,支持多个学科信息门户之间的整合检索,例如crossroads[4]、issacnetwork[5]、imesh[6]、elt[7]系统。

(4)基于门户体系的数字信息服务机制,将多个分布门户(主要是学科信息门户)作为整个数字信息资源的整合机制和服务渠道,让用户通过门户体系方便地搜寻、调用和利用各种不同的信息资源和服务,例如英国jics的distributednationalelectronicresources(dner)[8]和美国nsf的nationaletedigitallibrary(nsdl)[9]。

(5)开放数字信息服务机制,不但支持基于学科信息门户的资源与服务集成,还进一步支持按照用户个性化需要定制信息门户,根据逻辑业务流程整合多个信息服务环节,支持多个信息门户之间的开放集成与定制[10],这方面的技术包括opendigitallibraries、openlinking和openmetadata机制,而且基于分布web服务的开放电子商务关键技术(ebxml[11]体系和webservices[12]机制)也可在开放学科信息门户中得到应用。

通过这些努力,可以通过学科信息门户来逻辑地灵活地整合、可靠地组织、无缝地链接用户所需的信息资源和信息服务,并支持用户在它们基础上的个性化集成定制,从而将一个分布和纷杂的信息空间组织成一个方便的用户信息系统。

2 csdl学科信息门户建设

csdl将从开放数字信息服务机制出发,建立多个分布的学科信息门户网站,提供权威和可靠的学科信息导航,整合学科信息资源与服务系统,并逐步支持开放式集成定制。具体地:

(1)提供学科信息导航:针对专业研究型用户的需要,建立可靠覆盖国内外本学科的权威的专业信息资源的规范导航系统,采取标准元数据来深入描述信息资源,采取规范知识组织体系对所收集资源进行组织,提供多层次信息检索和浏览功能,支持分布式信息资源选择、描述和组织,支持定期数据自动检验和计算机辅助更新。

(2)实现学科信息横向整合:在学科信息门户内横向整合本学科领域的各种文献信息资源系统(包括二次文献数据库、全文数据库、联合目录、馆藏目录、馆际互借和全文传递等相关服务系统),提供分布资源的集成界面,并逐步实现同构和异构数据库的整合检索。

(3)实现学科信息纵向整合:在学科信息门户内纵向整合本学科领域的各种文献信息服务过程(包括文献检索、全文获取、馆藏资源获取、资料传递、数字参考咨询服务、个性化集成定制、sdi服务、用户协作交流服务等),按照用户信息检索与利用流程实现各个资源与服务系统间的无缝链接。

(4)支持开放集成定制:通过规范元数据来描述学科信息门户的资源对象、知识组织体系、管理机制、检索与浏览机制、系统信息架构等各层数据,通过开放语言实现描述数据的规范标记,通过开放搜寻机制支持对这些描述数据的发现和解析以及对学科信息门户的发现、解析和重组,从而支持个性化定制和开放式集成。

csdl将通过有效的学科信息门户,将分布的数字信息资源和信息服务集成到用户桌面,并通过开放描述机制和分布web服务机制来支持对各门户及其内容的个性化定制与集成。

3 学科信息门户中的网络信息导航

csdl学科信息门户中的学科信息导航系统指具有严格质量控制、提供规范和深入的知识化描述、支持集成与定制的可靠的网络信息资源组织和检索系统。它们在协调一致的设计规范和开放描述原则基础上,针对本专业研究型用户所需要的网络信息资源(包括网站、图书情报系统、文摘索引、电子期刊、科技报告、学位与会议论文、研究机构、学术团体、教育机构、学术会议、工具书、专业服务系统以及与学科科研紧密相关的其他资源系统),根据可靠的评价选择规则、搜寻搜集策略、规范组织标引机制、检索浏览机制和维护使用管理机制等,建立起可靠覆盖本领域核心资源、基本覆盖本领域其他主要资源、选择性覆盖相关学科核心资源、与其他学科信息门户有机链接的网络化资源与服务组织体系,并支持用户系统或其他学科信息门户对自己信息的搜寻、集成。

这样的学科信息门户一般具有以下特点:专业性,针对限定的专业领域,主要针对学术研究信息和教育科研用户;集成性,把专业领域所需要的各种资源与服务凝聚到一个知识体系中;知识性,根据对知识内容及其关系的来选择、描述和组织资源和服务,例如按照严格的评价规则,由信

息专家和学科专家选择信息资源,按照标准元数据格式和标准词表进行著录和标引,按照规范知识组织体系(如分类法)进行组织;智能性,提供符合专业领域特征的检索浏览方式,并可在专业知识组织体系(词表、分类法等)支持下优化浏览和检索,而且可与语义门户(semanticweb)结合提供智能化资源检索和结果整合功能;可靠性,通过严格选择、规范描述和持续的校验与更新,保障导航信息的可靠性和整个组织与描述机制的可靠性。

为实现上述要求,学科信息导航系统依靠一系列规范机制来保障其有效性和可靠性,例如资源选择规则、资源搜寻策略、资源元数据描述规范、知识组织体系规范、使用管理机制规范、分布式组织管理规范等。通过这些规范,学科信息门户可以准确定义和描述自己的要求与运行机制,用户可以了解和信赖学科导航信息系统,其他系统也可以通过这些规范的开放描述来实现集成与定制。

4 资源选择和资源搜寻控制

严格的资源选择是学科信息导航系统知识性可靠性的关键保障之一,它的实现依靠严格的标准设计、规范定义和流程控制[2.13-16],至少涉及以下问题:

(1)资源选择标准。它帮助工作人员明确理解对资源范围和质量的要求,帮助用户理解和信任它的质量控制标准并在此基础上帮助用户判断通过它所获得的信息的质量,促进分布运营机制下资源选择的一致性,帮助训练新的资源选择人员。资源选择评价标准应尽可能地可操作,其中某些可量化。

资源选择标准涉及资源范围标准、资源质量标准和资源评价标准。其中:

●资源范围标准,规定什么资源可被收集组织到学科信息门户,主要涉及:a.信息内容,例如主题范围和可接受的资源类型、资源来源、内容深度、内容权威性、内容新颖性、商业化程度等;b.接入条件,例如可接受的付费条件、技术条件、注册要求、残障人利用条件等;c.细粒度要求,指资源对象应该达到的信息内容详细程度;d.元数据要求,指资源的地理与语言范围等。

●资源质量标准,规定被选择资源需达到的基本质量,主要包括:a.内容标准,包括有效性、权威性、实质性、准确性、全面性、唯一性、资源结构组织、及时性以及资源维护程度;b.形式标准,包括浏览方便性、用户支持、标准化程度、美观程度;c.处理标准,涉及信息完整性、站点完整性、系统完整性等。

●资源评价标准,用于规范化地描述选择人员对资源的评价意见,资源评价应按照前述选择标准从多层面描述评价结果,应能确定评价人及其评价资格,应使用标准语言进行描述,还可使用特定标记方式(例如星级标记)来简要表示评价结果,并作为元数据的一部分被存储和支持检索,评价信息可被写入资源描述摘要中。

(2)资源选择流程规范。一个具有一定规模的学科信息导航系统往往有多个专家参与资源的选择评鉴,需要有严格的规范来保证选择过程的一致性。资源选择流程规范规定由什么人、按照什么标准和什么步骤、对什么方面的资源进行选择评价,以及如何处理选择评价结果。具体地,这个规范包括资源选择标准、资源选择流程步骤、选择人员标准、选择人员描述格式(以便选择过程中的推荐、指向和咨询)、选择人员分工组织规定、选择结果描述方式、选择信息交换格式(支持协作选择描述),还可规定是否接受用户推荐资源、接收程序以及对推荐资源的审查和回复程序等。

(3)资源搜寻控制。学科信息导航系统需要严谨的资源搜寻控制机制和相应的搜寻规范来界定搜寻范围、过滤搜寻资源、协调搜寻操作过程,保障在有限的分布的人力下对高质量信息资源进行完整、及时、持续的搜寻,保证搜寻的有效性、一致性和连续性。资源搜寻过程需要规定搜寻途径和方式(即通过哪些途径和方式来搜寻和跟踪哪些资源)、建立和维护搜寻对象目录、分配搜寻责任、确定搜寻时序、确定资源智能过滤规则、确定资源搜寻中元数据挖掘与转换机制、确定推荐资源审查规则、确定与其他学科信息导航系统的合作搜寻机制等。

所谓合作搜寻机制,指覆盖领域相互交叉的学科信息导航系统间合作搜寻和共享元数据的方法,例如:a.不同导航系统分工负责交叉领域里不同主题范围的资源组织,在各自知识组织体系中都包含这些主题范围,通过直接链接对方资源元数据来相互利用各自的资源内容。b.不同导航系统分工负责不同主题范围的资源组织,相互交换和复用交叉主题范围的资源元数据,所交换的元数据往往由接收方导航系统进行再标引再组织,从而共同(往往各有侧重地)提供交叉领域的资源检索。无论什么情况,都需要商定分工搜寻范围、数据格式,并遵守共同的质量控制和著录原则。

5 资源元数据描述

学科信息导航系统涉及的描述信息包括资源对象、知识组织体系、使用管理机制、检索与浏览机制等层次,通过开放语言和规范方式对这些层次进行描述都构成元数据[17],成为导航系统元数据体系的一部分。高质量的元数据描述是学科信息导航系统知识性可靠性的又一关键保障,也需要一系列的描述规范和过程规范来定义和控制。本节主要讨论对资源对象进行描述的元数据,包括以下内容:

(1)元数据规范。元数据规范对元数据元素、子元素及可能的限制属性进行规定。资源元数据涉及内容和管理两方面。内容元数据对资源本身进行描述,建议采用通用的或标准的元数据格式,采用规范扩展方式复用其他标准元数据格式的相关元素来描述复杂资源对象,并通过xmlnamespace方式建立与元数据格式定义文件的链接。例如对一个课件资源,可采用dublincore[18]描述基本属性,复用ieeelom[19]相关元素来描述与教学有关的属性。管理元数据用于描述资源著录过程及其控制,一般不显示给用户,可被智能代理用于自动控制某些操作。可能的管理元数据元素包括维护者、上次搜寻日期、上次元数据更新日期、上次资源变动日期、预计资源重新审定日期、资源失效日期(例如会议信息)、元数据著录者等。管理元数据可以与内容元数据捆绑在一起,但也可单独通过一定唯一标识符与内容元数据链接,可支持内容元数据的复用。管理元数据也应采用标准格式和标准扩展方式。

(2)元数据著录规范及其他控制规范[20-22]。由于资源元数据可能来自多个途径(例如资源系统本身、用户、资源选择人员、资源著录人员、其他学科信息门户、自动挖掘等),它们对元数据内容的描述方式可能有很大差异,需要通过著录规范来具体规定如何进行元数据描述。规定内容包括:a.元数据内容编码规范,例如关于日期、语言、各种名称代码、主题词来源、分类表来源、评价等级等的标准表达方式或最佳实践(bestpractices)。有关标准可用计算机可识别方式组织,以利著录过程中进行查询和自动检验。b.元数据元素、子元素或限定属性的选择方式。c.主题词、分类号选择标引原则和方式,这时将利用分类标引规范。d.文字描述内容(尤其是摘要、评价意见等)的撰写规范,例如摘要来源、摘要长度、客观性、语言风格、署名等要求。这些著录规范被称为applicationprofiles。

除了著录规范外,元数据检验规范可规定如何检验元数据的正确性,元数据转换规范支持对资源内含元数据或其他学科信息门户交换元数据进行转换的方法,元数据挖

掘规范支持根据资源内容自动析取元数据元素内容。

元数据描述过程规范将规定元数据描述的任务、程序、相应规范、有关审核控制机制(形成可靠的工作流),并可用开放语言进行描述而生成工作流元数据,成为元数据描述的工作流管理的基础。

(3)主题与分类描述规范。对资源内容按照标准词表进行标引和分类,是学科导航系统知识性的重要体现,也是导航浏览和检索质量的重要保障。因此,csdl要求学科信息门户选择本学科的权威、通用、与本学科主要检索工具一致的主题词表和分类法来对导航系统资源进行主题标引和分类,并根据网络资源特点、参照流行网络资源目录和国际上主要学科信息门户来适当扩展与资源类型有关的主题词和分类类目。所选择的词表必须在相应元数据元素的编码规范属性中予以明确,所扩展的词汇或类目必须以定义文件形式进行描述并在编码规范属性中描述和链接,标引分类过程(包括标引分类深度)作为元数据著录规范的一部分予以规定(可参照或直接引用现有的权威标引分类规范)。

6 知识组织体系描述

所谓知识组织体系,是对内容概念及其相互关系进行描述和组织的机制,支持对信息对象按照知识内容和知识结构进行描述、链接和组织。目前阶段,csdl学科信息导航系统涉及的知识组织体系主要包括主题词表和分类表,今后嵌入语义门户(semanticweb)和智能检索功能时,还将涉及语义网络(semanticnetworks)和概念集(ontologies)。对于学科信息导航系统而言,知识组织体系可用于:资源标引分类,资源主题检索,资源分类浏览,与其他资源系统的检索或浏览互操作。

知识组织体系本身也是一种数据,利用开放语言和规范方式对它们进行描述也产生元数据,形成关于知识组织体系的显性知识。可通过对这些元数据的发现、交换和解析来识别、转换、甚至重组知识组织体系,从而支持分布的学科信息导航系统间基于知识的集成以及整合检索和整合浏览[23]。

知识组织体系描述可分为几个层次:

(1)说明性描述,即在各层元数据中对所采用的知识组织体系进行说明,并通过标准uri链接相应的知识组织体系定义文件,以便用户或用户系统了解学科信息导航系统的知识组织体系。例如,在资源元数据的主题元素中通过编码规范属性定义所采用的词表并链接定义文件,或在学科信息门户信息架构描述文件中描述导航浏览所采用的分类体系并链接定义文件。

(2)定义性描述,即直接对知识组织体系结构、构成元素、元素间关系、构造规则进行定义和描述,所形成的描述文件作为定义文件被链接到有关说明性描述中,以便利用知识组织体系进行扩展检索。例如,nkos联盟提出vocml[24]采用标准xmldtd方式来定义和描述叙词表和分类表及词表映射表,支持对词表的开放描述、解析、显示、交换和映射。

(3)主题图描述,即利用一定的知识组织体系,对导航系统资源集合的主题内容结构、主题词汇、主题间相互关系以及主题与具体资源的链接进行描述,形成资源集合的主题图,可直接用于导航系统的知识化浏览,可建立资源集合的主题索引或交叉参照,还可链接复杂主题范围的分布式资源来建立虚拟知识体系,可通过主题概念与资源的不同链接在同一资源体系上建立面向不同主题体系或不同用户的资源界面。例如,xtm[25]利用xml语言标记主题图,从而用计算机可识别的开放方式标记资源集合的主题结构和链接,支持主题浏览和基于词表的智能检索。

(4)概念集描述,即建立符合学科领域要求、用开放语言描述的概念集体系(ontologysystems),利用概念集体系对信息资源内容进行语义标注或语义挖掘,形成基于语义的资源元数据。在此基础上,利用概念集中语义定义、语义关系定义和推理规则,实现基于语义的智能检索和浏览[26]。

实施递进建设的csdl学科信息门户,将首先严格按照元数据规范对知识组织体系进行说明性描述,然后支持以xtm方式逐步深入地描述分类浏览结构,逐步研究和嵌入词表定义描述,并逐步研究和嵌入基于概念集的语义门户功能。csdl将通过标准和公开的应用规范对知识组织体系描述方式进行规定,并逐步建立相应的词表、主题图和概念集描述文件。

7 管理机制描述

学科信息门户及其导航系统的可靠运行和可持续发展取决于它在建设和运行中的有效管理以及相应管理机制的规范设计。在csdl学科信息门户中,与学科信息导航系统密切相关的管理机制包括资源组织机制、资源管理机制、元数据规范管理机制、用户使用控制机制等,其中资源组织机制已在前面的资源选择搜寻控制和资源元数据描述中予以讨论。

(1)资源管理机制,通过一系列规范对学科信息导航库中资源内容的管理方式和程序进行规定,包括资源链接检验规范、资源更新规范、元数据记录维护规范、资源管理流程规范等。其中,资源链接检验规范根据不同资源的变化规律规定对这些资源的可链接性进行检验的时间间隔、检验方式和报告形式,资源更新规范规定对资源内容进行重新审查及其修改描述、修改标引与分类、修改评价信息、删除等处理的标准、责任分配、方式和有关技术要求,资源元数据记录维护规范检验元数据记录的唯一性、一致性、完整性和所链接的其他信息的有效性,资源管理流程规范则建立资源管理工作流程序和控制机制。

(2)元数据规范管理机制,主要指对学科信息导航系统各种元数据规范和管理规范(包括本节涉及的管理机制规范)本身的管理规定,具体说明各种元数据规范和管理规范的描述格式和描述语言、内容描述或编码规则、公共存放位置(以支持开放搜寻)、公共登记要求(以支持元数据规范登记系统功能)、与相关资源内容的链接要求、与相关定义或标准文件的链接要求、范例记录编制及其存放与指向要求、版本管理制度、定期审查要求、审查责任人员、管理流程规定等,从而保证元数据规范或管理规范的有序、可靠和可持续管理。

(3)用户使用管理机制,指对信息资源使用的控制机制,包括合法使用范围规范、用户身份认证方式、使用授权方式、使用审计程序、隐私保护政策等。需要区别狭义和广义的资源使用控制。针对学科信息导航系统,狭义控制指对导航系统内学科信息资源的使用控制,广义控制可能包括对导航系统中的扩展信息、词表数据、规范数据等的使用控制。无论是否限制用户范围,都应确定使用控制规范(因为不限制用户只是使用控制的一种特例),界定什么使用主体(subject)在满足什么条件(conditions)下可对什么使用对象(object)行使什么使用行为(actions)。这里,使用主体可能是用户或用户组、用户代理或另一系统,使用对象可以是具体资源、资源范围或数据对象,使用行为包括读、写、改、转换、析取等,而条件可能是使用登记、身份认证、阅读版权申明、填写保证条款、支付费用等。其中某些条件的验证与实现可通过链接第三方程序来具体实施,例如身份认证、支付费用等。csdl学科信息导航系统将提供学科信息资源的公共浏览检索,但为统计使用情况、了解用户特点,需要进行(往往是隐蔽的)使用统计;对与学科导航信息相链接的用户讨论区、用户发表区等扩展信息和个性化定制等扩

展功能,将限制用户范围、要求身份认证;支持各种规范数据的公共查询和阅读,但严格控制对它们的删改;另外,可能只允许其他csdl学科信息门户和授权用户批量搜寻和下载导航资源来支持分布式导航信息组织和集成定制。

8 学科信息导航系统的开放描述

所谓开放描述,指信息系统通过开放语言和规范方式来描述自己系统的数据对象、规则、管理控制机制和操作过程,支持系统间互操作和基于智能代理的运行操作与管理。通过开放描述,将形成关于本系统不同描述对象的描述文件,这些文件置于本系统公知位置或递交公共登记系统,第三方系统可以对这些描述文件进行搜寻,按照开放语言规则进行解析,从而使第三方系统(或智能代理)能自动地识别、理解本系统的格式和规则,并在此基础上实现系统间的互操作。开放描述并不要求采用统一的具体描述格式,而是规定描述时应遵循的基本原则、底层语义和语法表示方法、标准扩展方式、标准转换机制等,因此不同系统可采用符合自己需要的不同具体方法或格式来描述实际内容,从而在保障各个系统的特殊需要和本地控制的同时,支持描述信息的开放搜寻、识别和系统互操作。

对于csdl学科信息门户及其学科信息导航系统而言,开放描述可分为描述方式和描述信息公布方式两方面的要求,目前阶段公布方式可采用在学科信息门户web服务器公知目录下以公开文件名存放描述文件,支持第三方系统开放搜寻;当csdl元数据规范登记系统建立后,将描述文件提交登记系统进行公共查询。对描述方式,可有以下建议:

(1)资源元数据格式描述,采用dublincore作为元数据核心元素集,采用扩展元素或扩展属性从其他标准元数据集中复用相关元素来描述资源的其他特征,采用namespace方式命名所复用的元素或属性,采用xmldtd或rdf方式定义整个元数据集,采用xml标记和封装输出的资源元数据。

(2)知识组织体系描述,采用dcsubject的encodingscheme属性描述资源元数据中标引分类词表,通过url链接相应的定义文件或介绍文件;采用xtm描述导航分类体系,其描述文件在一定的使用控制下也置于公知位置机制,供授权的第三方系统(例如其他csdl学科信息门户)进行查询和调用,支持资源元数据搜寻和整合;逐步支持用vocml描述的主题词表,相应词表描述文件可能作为第三方定义文件在说明性描述中予以链接,支持嵌入的智能检索功能。

(3)管理机制的描述,涉及面向内部的管理规范和面向第三方的管理规范,前者包括资源组织、资源管理、元数据维护等,后者主要是用户使用控制。面向内部的管理规范可以是文本文件或html/xml文件,应存放在系统公知位置,供公共查询;但也可以用xmldtd方式定义这些规范,一方面可支持这些规范的交换和复用,另一方面可支持对规范的自动解析和处理(当然需要尽量与国内外现有的开放描述格式接轨)。面向第三方的管理规范应尽量采用开放语言描述,例如用户使用控制可采用xacl[26]来规定具体控制规范,在涉及隐私保护时参照p3p[27]制定隐私保护的政策与程序。

(4)整体学科信息导航系统的描述,可作为学科信息门户信息架构(informationarchitecture)定义及其描述的一部分,采用wsdl[28]开放描述语言等方法,对基本信息(例如名称、uri、学科、简要描述等)、管理者信息(例如运营者、运营系统、联系方式等)、管理机制信息(例如关于使用管理、权益保护、隐私保护、定制控制等的描述文件名称、uri、描述规范namespace等)、组织机制信息(例如元数据格式、知识组织体系、模块结构体系以及它们的uri和描述文件地址等)进行描述,以便第三方系统搜寻和解析,支持学科信息导航系统的开放集成定制和作为第三方服务系统的开放嵌入。

我们还将在学科信息门户及其资源导航系统的建设中继续探讨上述问题的规范建设,并希望与国内外其他单位进行合作。

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28 webservicedefinitionlanguage.www.w3.org/tr/wsdl/

第四篇 运动控制新技术_自动化专业

关键词:伺服驱动技术,直线电机,可编程计算机控制器,运动控制

1引言

信息时代的高新技术流向传统产业,引起后者的深刻变革。作为传统产业之一的机械工业,在这场新技术革命冲击下,产品结构和生产系统结构都发生了质的跃变,微电子技术、微计算机技术的高速发展使信息、智能与机械装置和动力设备相结合,促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。

随着计算机技术、电子电力技术和传感器技术的发展,各先进国家的机电一体化产品层出不穷。机床、汽车、仪表、家用电器、轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、冶金机械、化工机械以及工业机器人、智能机器人等许多门类产品每年都有新的进展。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注,它在改善生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的作用。

在机电一体化技术迅速发展的同时,运动控制技术作为其关键组成部分,也得到前所未有的大发展,国内外各个厂家相继推出运动控制的新技术、新产品。本文主要介绍了全闭环交流伺服驱动技术(fullclosedacservo)、直线电机驱动技术(linearmotordriving)、可编程序计算机控制器(programmablecomputercontroller,pcc)和运动控制卡(motioncontrollingboard)等几项具有代表性的新技术。WwW.0519news.cOm

2全闭环交流伺服驱动技术

在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中,交流伺服系统的应用越来越广泛,其中数字式交流伺服系统更符合数字化控制模式的潮流,而且调试、使用十分简单,因而被受青睐。这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字处理器(digitalsignalprocessor,dsp),可以对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样,在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统,并充分发挥dsp的高速运算能力,自动完成整个伺服系统的增益调节,甚至可以跟踪负载变化,实时调节系统增益;有的驱动器还具有快速傅立叶变换(fft)的功能,测算出设备的机械共振点,并通过陷波滤波方式消除机械共振。

一般情况下,这种数字式交流伺服系统大多工作在半闭环的控制方式,即伺服电机上的编码器反馈既作速度环,也作位置环。这种控制方式对于传动链上的间隙及误差不能克服或补偿。为了获得更高的控制精度,应在最终的运动部分安装高精度的检测元件(如:光栅尺、光电编码器等),即实现全闭环控制。比较传统的全闭环控制方法是:伺服系统只接受速度指令,完成速度环的控制,位置环的控制由上位控制器来完成(大多数全闭环的机床数控系统就是这样)。这样大大增加了上位控制器的难度,也限制了伺服系统的推广。目前,国外已出现了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环数字式伺服系统,使得高精度自动化设备的实现更为容易。其控制原理如图1所示。

该系统克服了上述半闭环控制系统的缺陷,伺服驱动器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件(如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等),作为位置环,而电机上的编码器反馈此时仅作为速度环。这样伺服系统就可以消除机械传动上存在的间隙(如齿轮间隙、丝杠间隙等),补偿机械传动件的制造误差(如丝杠螺距误差等),实现真正的全闭环位置控制功能,获得较高的定位精度。而且这种全闭环控制均由伺服驱动器来完成,无需增加上位控制器的负担,因而越来越多的行业在其自动化设备的改造和研制中,开始采用这种伺服系统。

3直线电机驱动技术

直线电机在机床进给伺服系统中的应用,近几年来已在世界机床行业得到重视,并在西欧工业发达地区掀起"直线电机热"。

在机床进给系统中,采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台(拖板)之间的机械传动环节,把机床进给传动链的长度缩短为零,因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式,带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。

1.高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件(如丝杠等),使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高,反应异常灵敏快捷。

2.精度直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差,减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制,即可大大提高机床的定位精度。

3.动刚度高由于"直接驱动",避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象,同时也提高了其传动刚度。

4.速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车(时速可达500km/h),所以用在机床进给驱动中,要满足其超高速切削的最大进个速度(要求达60~100m/min或更高)当然是没有问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性,使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速,高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度,一般可达2~10g(g=9.8m/s2),而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1~0.5g。

5.行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机,就可以无限延长其行程长度。

6.运动动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦,且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨(无机械接触),其运动时噪音将大大降低。

7.效率高由于无中间传动环节,消除了机械摩擦时的能量损耗,传动效率大大提高。

直线传动电机的发展也越来越快,在运动控制行业中倍受重视。在国外工业运动控制相对发达的国家已开始推广使用相应的产品,其中美国科尔摩根公司(kollmorgen)的platinnmddl系列直线电机和servostarcd系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统,它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、较高的定位精度和平滑的无差运动;德国西门子公司、日本三井精机公司、上银科技公司等也开始在其产品中应用直线电机。

4可编程计算机控制器技术

自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器(programminglogicalcontroller,plc)问世以来,plc控制技术已走过了30年的发展历程,尤其是随着近代计算机技术和微电子技术的发展,它已在软硬件技术方面远远走出了当初的"顺序控制"的雏形阶段。可编程计算机控制器(pcc)就是代表这一发展趋势的新一代可编程控制器。

与传统的plc相比较,pcc最大的特点在于它类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。传

统的plc大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的i/o通道的状态采集与刷新。这样处理方式直接导致了plc的"控制速度"依赖于应用程序的大小,这一结果无疑是同i/o通道中高实时性的控制要求相违背的。pcc的系统软件完美地解决了这一问题,它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台,这样应用程序的运行周期则与程序长短无关,而是由操作系统的循环周期决定。由此,它将应用程序的扫描周期同外部的控制周期区别开来,满足了实时控制的要求。当然,这种控制周期可以在cpu运算能力允许的前提下,按照用户的实际要求,任意修改。

基于这样的操作系统,pcc的应用程序由多任务模块构成,给工程项目应用软件的开发带来很大的便利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求,如运动控制、数据采集、、pid调节运算、通信控制等,分别编制出控制程序模块(任务),这些模块既运行,数据间又保持一定的相互关联,这些模块经过分步骤的编制和调试之后,可一同下载至pcc的cpu中,在多任务操作系统的调度管理下并行运行,共同实现项目的控制要求。

pcc在工业控制中强大的功能优势,体现了可编程控制器与工业控制计算机及dcs(分布式工业控制系统)技术互相融合的发展潮流,虽然这还是一项较为年轻的技术,但在其越来越多的应用领域中,它正日益显示出不可低估的发展潜力。

5运动控制卡

运动控制卡是一种基于工业pc机、用于各种运动控制场合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制单元。它的出现主要是因为:(1)为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求;(2)在各种工业设备(如包装机械、印刷机械等)、国防装备(如跟踪定位系统等)、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中,急需一个运动控制模块的硬件平台;(3)pc机在各种工业现场的广泛应用,也促使配备相应的控制卡以充分发挥pc机的强大功能。

运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速dsp作为运动控制核心,大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地,运动控制卡与pc机构成主从式控制结构:pc机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作(例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部的监控等等);控制卡完成运动控制的所有细节(包括脉冲和方向的输出、自动升降速的处理、原点和限位等的检测等等)。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在dos或windows系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。

这种运动控制模式在国外自动化设备的控制系统中比较流行,运动控制卡也形成了一个的专门行业,具有代表性的产品有美国的pmac、parker等运动控制卡。在国内相应的产品也已出现,如成都步进机电有限公司的dmc300系列卡已成功地应用于数控打孔机、汽车部件性能试验台等多种自动化设备上。

6结束语

计算机技术和微电子技术的快速发展,推动着工业运动控制技术不断进步,出现了诸如全闭环交流伺服驱动系统、直线电机驱动技术、可编程计算机控制器、运动控制卡等许多先进的实用技术,为开发和制造工业自动化设备提供了高效率的手段。这也必将促使我国的机电一体化技术水平不断提高。

第五篇 开关电源的原理和发展趋势_自动化专业

第一节高频开关电源电路原理

高频开关电源由以下几个部分组成:

一、主电路

从交流电网输入、直流输出的全过程,包括:

1、输入滤波器:其作用是将电网存在的杂波过滤,同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。

2、整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电,以供下一级变换。

3、逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的核心部分,频率越高,体积、重量与输出功率之比越小。

4、输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。

二、控制电路

一方面从输出端取样,经与设定标准进行比较,然后去控制逆变器,改变其频率或脉宽,达到输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的数据,经保护电路鉴别,提供控制电路对整机进行各种保护措施。

三、检测电路

除了提供保护电路中正在运行中各种参数外,还提供各种显示仪表数据。

四、辅助电源

提供所有单一电路的不同要求电源。

第二节开关控制稳压原理

开关k以一定的时间间隔重复地接通和断开,在开关k接通时,输入电源e通过开关k和滤波电路提供给负载rl,在整个开关接通期间,电源e向负载提供能量;当开关k断开时,输入电源e便中断了能量的提供。WwW.0519news.CoM可见,输入电源向负载提供能量是断续的,为使负载能得到连续的能量提供,开关稳压电源必须要有一套储能装置,在开关接通时将一部份能量储存起来,在开关断开时,向负载释放。图中,由电感l、电容c2和二极管d组成的电路,就具有这种功能。电感l用以储存能量,在开关断开时,储存在电感l中的能量通过二极管d释放给负载,使负载得到连续而稳定的能量,因二极管d使负载电流连续不断,所以称为续流二极管。在ab间的电压平均值eab可用下式表示:

eab=ton/te

式中ton为开关每次接通的时间,t为开关通断的工作周期(即开关接通时间ton和关断时间toff之和)。

由式可知,改变开关接通时间和工作周期的比例,ab间电压的平均值也随之改变,因此,随着负载及输入电源电压的变化自动调整ton和t的比例便能使输出电压v0维持不变。改变接通时间ton和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比,这种方法称为“时间比率控制”(timeratiocontrol,缩写为trc)。

按trc控制原理,有三种方式:

一、脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation,缩写为pwm)

开关周期恒定,通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。

二、脉冲频率调制(pulsefrequencymodulation,缩写为pfm)

导通脉冲宽度恒定,通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。

三、混合调制

导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定,彼此都能改变的方式,它是以上二种方式的混合。

第三节开关电源的发展和趋势

1955年美国罗耶(gh.roger)发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器,是实现高频转换控制电路的开端,1957年美国查赛(jensen)发明了自激式推挽双变压器,1964年美国科学家们提出取消工频变压器的串联开关电源的设想,这对电源向体积和重量的下降获得了一条根本的途径。到了1969年由于大功率硅晶体管的耐压提高,二极管反向恢复时间的缩短等元器件改善,终于做成了25千赫的开关电源。

目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的100khz、用mos-fet制成的500khz电源,虽已实用化,但其频率有待进一步提高。要提高开关频率,就要减少开关损耗,而要减少开关损耗,就需要有高速开关元器件。然而,开关速度提高后,会受电路中分布电感和电容或二极管中存储电荷的影响而产生浪涌或噪声。这样,不仅会影响周围电子设备,还会大大降低电源本身的可靠性。其中,为防止随开关启-闭所发生的电压浪涌,可采用r-c或l-c缓冲器,而对由二极管存储电荷所致的电流浪涌可采用非晶态等磁芯制成的磁缓冲器。不过,对1mhz以上的高频,要采用谐振电路,以使开关上的电压或通过开关的电流呈正弦波,这样既可减少开关损耗,同时也可控制浪涌的发生。这种开关方式称为谐振式开关。目前对这种开关电源的研究很活跃,因为采用这种方式不需要大幅度提高开关速度就可以在理论上把开关损耗降到零,而且噪声也小,可望成为开关电源高频化的一种主要方式。当前,世界上许多国家都在致力于数兆hz的变换器的实用化研究。

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