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控制技术

时间:2023-02-24 05:14:47

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇控制技术,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

控制技术

第1篇

关键词:;花期;控制

1 概述

按照自然花期分为春菊(花期4月下旬至5月下旬);夏菊(花期5月下旬至8月);秋菊(花期10月下旬至11月下旬);寒菊(花期12上旬至次年的2月)。一般来说,植物的生长发育、花芽分化及开花,与日照、温度及栽培等环境因素有着极为密切的关系。也不例外,的生长发育对日照的强度和长度极为敏感,但因种类及品种的不同,所需要的日照、温度等条件也不同,开花期也就不同。对进行人为的日照、温度等调控,可使按人们的意愿提早或延迟花期。花期比自然花期提早称为促成栽培,而花期比自然花期延迟则称为抑制栽培。

2 栽培技术

2.1 的促成栽培

根据的花芽分化需要短日照条件的特性,通过对秋菊进行短日照处理使其提早开花。其方法是用黑色塑料薄膜、遮荫网等不透光材料,在早晨和傍晚遮去秋菊的自然光照,将每天的光照时间控制在9~10个小时。在做短日照处理期间,必须连续遮光,不可间断,不得有丝毫的透光,遮蔽物上的洞孔及夜晚路灯、汽车灯等都会影响短日照处理效果。同时在做短日照处理时,又要保证在光照时间内有充足的光照及适宜的水肥管理。不同的品种对短日照处理时间的长短会有所不同。一般情况下,株高25~30cm的在白天15~20℃,夜间10℃左右的条件下,10~15天可完成花芽分化,45~55天,当花蕾充实并着色后即可撤除遮蔽物。

2.2 的抑制栽培

通过对进行长日照处理使其延迟开花。其方法是当秋菊长到25~30cm时,开始进行补充光照。一般是在天黑前在距离1m左右的上方,用普通的白炽灯泡进行光照处理,使每天的光照达到15小时左右,如白炽灯泡再配置锡箔反射罩效果会更好。在长日照处理条件下,营养生长继续,花芽的分化受到抑制。停止长日照处理,花芽开始分化并现花蕾。温度白天20℃,夜间15℃左右,约60天即可开花。

总之,要让按人们的意愿提早或延迟花期,可根据预期的开花时间,来倒推实施的短日照或长日照处理时间。同时无论是的促成栽培还是抑制栽培,都要加强土、水、肥及病虫害等方面的综合管理,使其能够生长健壮、枝繁叶茂、花色鲜艳、花多而大。

3 花期控制

根据的生物学特性,影响其花期的因素主要来自三个方面:一是环境条件因素,比如光照时间的长短、温度高低的变化、水肥使用的多寡等;二是机械措施因素,这主要是通过机械损伤或改变其繁殖时间,而改变的生长发育期限,比如摘心时间的早晚及次数、剥蕾方式及去留数量扦插时间的早晚等;三是化学药剂因素,采用乙烯、920等化学试剂喷洒,改变内部激素成分和浓度,来影响的生长发育,从而达到控制花期的目的。

3.1 环境条件

3.1.1 光照影响。光照条件对于开花是较敏感的一个因素,尤其在生长的后期,不同光照条件对同一品种的花期差异影响很大。

为短日照花卉品种,可通过延长光照的控制,达到推迟花期的目的。根据计算决定长日照的处理时间,来推迟的花期。一般自9月初开始,每夜增补光照3小时,尤其是间断夜间无光时间,起到延长日照的作用,以午夜前后为最好。100w灯泡的光照有效面积为1.2m2,光照强度一般为77~110Lx,经过30天左右时间的长日照处理,可推迟花期,停止光照后即现蕾开花。

用短日照处理方法,可以使花期提前。在生长期间。每天只给8~10个小时的光照,对光照敏感的品种,21~28天花芽即可分化,一般品种42天后花芽也开始分化,从处理开始经过70~75天即可现蕾开花。在生产时间上,遮光以早晚为宜,由于中午气温较高,遮光不利于菊株正常生长发育。在短日照处理中,遮光不能间断或间隔,在前14天内尤为重要,当花蕾现色后即可停止短日照处理。

根据试验资料表明,因品种不同,对光照的敏感程度也不一样,一般花色深的品种,遮光时间要多些,黄色、白色等浅色品种,遮光时间要少些。通过短日照处理的品种,黄色花、白色花、紫色花等品种花色表现正常,而橙黄色、泥金色、粉红色则花朵黯淡无光,但对观赏影响不大。

3.1.2 温度影响。温度对生长发育影响也大,其生长最佳温度为21℃,花芽分化期间,日温18~21℃,夜温15.6℃左右为宜。光照在12小时以下,夜温在10℃时,开始花芽分化;而光照在13.5小时,夜温在15℃时,花芽也可开始分化。由此可见。光照和温度不同组合的微妙关系,都可直接影响花芽的分化。现蕾透色后,将温度控制在0~5℃时,一般花期可延长1个月左右。也就是说,气温高,花期相对提前,花期缩短,反之花期相对推迟和延长。

3.1.3 水肥影响。水肥在花期控制中,虽然不是敏感因素,但其仍然直接和间接影响花期的早晚。比如,在整形摘心时要减少浇水量,待新芽萌发后再逐渐加大;花芽分化期必须扣水,这不仅控制的徒长,而且也利于花芽的分化。9月上旬,花芽分化时,要停止施肥1周;现蕾后要适当增加水肥的施用,直至开花。在的日常管理中。生长发育的各个阶段。肥料的使用上其氮、磷、钾含量配比也不一样,生长初期至中期多以氮肥为主,兼以磷钾肥;而生长后期,则侧重施用磷钾肥,如增施磷酸二氢钾等;磷肥可使花芽提前分化,促使花色艳丽。

3.2 机械措施

3.2.1 扦插时间影响。不同品种,由于本身的生物学特性不同,在同一环境条件下,其开花时间也不一样,故有早花品种、中花品种和晚花品种之分;甚至花色不同,开花时间也有差异。以小菊为例,一般黄花、红花品种花期较早,白花品种花期略晚。根据这些的特性。可利用扦插早晚来控制其花期。一般讲,同一品种早扦插早开花,晚扦插晚开花。独本菊、案头菊自扦插到开花需要3个月时间,而多头菊生长期间,由于多次摘心延长了其发育期,开花则需要6~7月时间。时间证明,3月中旬到4月中旬,扦插需22~25天可以上盆培育;5月上旬到6月中旬,扦插18~22天可以上盆配培育;7月中下旬到8月上旬,扦插8~12天就可以上盆培育,而11月扦插,温度在10~15℃时,30天才可生根。对同一类型的其生长发育的长短,则直接影响的花期,甚至对于的花色和花朵的大小,影响也很明显。

3.2.2 摘心早晚的影响。正常情况下,在立秋前后,进行最后一次摘心,80~85天就可开花;小菊在8月下旬~9月上旬进行最后一次摘心,70~75天就可开花。相对来讲,摘心越早开花越提前,摘心越晚开花越退后。摘心与不摘心的同一品种比较。摘心的可推迟花期10天左右。

3.2.3 剥蕾方式的影响。在莳养多头菊和大立菊时,常用剥去花蕾的手法,来控制和调整花期。多留侧蕾多消耗养分。少留侧蕾多保留养分。以此来调整的生长势。影响主蕾的发育。而达到推迟花期的目的。有时则以侧蕾代替主蕾也可推迟花期,反之也可早剥侧蕾,集中养分促使主蕾生长发育,促进早日开花。在日常管理中,为观展需要常采用此法,来达到多头菊和大立菊同盆、多盆同时开花的目的和调整不同品种同时开花的花期。

3.3 化学药剂处理

第2篇

关键词:软弱围岩、变形开裂、支护参数、控制措施

中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:

前言

根据新奥法理论, 为了充分发挥围岩自身的承载能力, 在隧道开挖以后, 围岩会有一定程度的变形, 借助围岩自身的承载力, 减小支护结构上的荷载。怎么避免围岩的失稳破坏, 保证隧道安全、经济、快速施工, 是隧道施工安全控制面临的重要课题。

工程概况

该隧道工程全长19055m(单延米),设计有6个无轨斜井,2个有轨斜井,属于极高风险隧道,本文以其中一个斜井的正洞施工段为主要研究对象,斜井长度为1025m,承担正洞施工任务左右线各2100m。隧道地层条件复杂,该段地层主要为二叠系下统板岩夹炭质板岩,灰色-深灰色,变余泥质、钙质结构,薄层板状构造,石质较软,岩层走向与正洞大角度相交,岩体受地质构造影响,节理裂隙较发育,岩体较破碎,呈层状、板状结构,含泥化夹层,含少量裂隙水,处于高地应力地段,隧道最大埋深约395m,最大开挖跨度为10.5m。

变形开裂特征分析

本工程采用“三台阶七步开挖法”进行施工,通过日常围岩量测数据收集和历次变形开裂发生、发展过程分析,我们对变形与各道工序和时间之间的关系以及施工工序间距对变形的影响进行深入细致的研究,进一步弄清了隧道变形开裂发生的特征。

1、变形与工序的关系

(1)变形与开挖的关系:中、下导坑落底时,拱部的变形最大,一般在5cm~13cm;挖仰拱时初支的变形相对缓和,收敛量一般在2cm~4cm左右。

(2)变形与喷射混凝土的关系:累计变形量达12cm~15cm,喷射混凝土表面可见裂缝 (中导坑最为明显);15cm~18cm时,局部剥落;18 cm~22cm以上时,大块剥落。

(3) 变形与初支的关系:使用单层20b#型钢钢架支护,累计变形量达18cm时钢架局部变形,22cm时钢架局部扭曲(如图1所示),35cm以上时钢架局部折断、墙部收敛值大于拱顶下沉值;使用单层22b#型钢钢架,累计变形量达20cm时钢架局部变形,25cm时钢架局部扭曲,40cm以上时钢架局部折断(如图2所示)、墙部收敛值大于拱顶下沉值;使用双层22b#型钢或单层200#H型钢钢架支护,累计变形量达30cm时,钢架局部变形凸起,无钢架扭曲和折断现象。

图1钢架局部扭曲 图2钢架局部折断

(4) 变形与时间的关系:初支完成后,若17d内不及时施作二衬,初支变形面积将随时间延伸不断扩大而造成侵限,大多需要拆除重做。

2、施工工序间距对变形的影响

变形数据的统计分析得知,施工中各个阶段的变形情况大致情况如下:

①上台阶开挖当天累计变形量为2cm~4cm,初期支护施工完毕后为1cm/d~2cm/d;

②下台阶开挖当天,水平收敛较大,累计达到3cm~5cm左右,初期支护施工完毕后保持在1 cm/d~2cm/d;

③仰拱开挖当天变形在3cm左右,仰拱混凝土完成后保持在5mm/d~8mm/d。

(1)仰拱与下台阶间距对变形的影响

仰拱封闭成环后,初期支护形成整体受力结构,抵抗围岩变形的能力大大增强,由仰拱成环前的每天变形1cm~2cm减少到仰拱成环后的每天5cm~8cm。也就是说,如果提前1d 将仰拱封闭成环,则每天可将围岩初期支护的变形减少一半(10cm)左右。

(2)上、下台阶工序的间距对变形的影响

上、下台阶的施工间距对于围岩变形的影响主要表现在能否及时进行下台阶的施工,以及能否及时将仰拱施工完毕后形成封闭的整体受力结构。

(3)二衬与掌子面间距对变形的影响

二衬与掌子面距离主要是控制变形的时间长短。距离越远,则变形时间越长,总变形量就越大;距离越短,则变形时间就越短,总变形量就越小。但是混凝土施工太早,与掌子面距离很近,对施工干扰较大,施工速度就会降低;而且二次衬砌混凝土承受的围岩压力也越大,对混凝土结构就越不利,见下图3。

图3二衬紧跟掌子面施工

软弱围岩隧道变形控制

1、科学开挖方法的选择

在软弱围岩地层中开挖隧道一般采用施工方法有: 环形开挖留核心土法、双侧壁导洞法、CD法、CRD法等。综合考虑梁家院子隧道具体情况, 采用环形开挖预留核心土法, 其施工工艺流程及隧道开挖围岩变形三维示意图见下图 4、5。

图4施工工艺流程

图4隧道开挖围岩变形三维示意图

2、合理支护时间的确定

运用Burgers模型, 采用位移反分析方法对隧道流变变形规律进行研究, 得出软岩隧道合理的支护时间, 从而理论上确定超短台阶法台阶的合理长度。

式中: p=Z;1,2为粘性参数; E1, E2为弹性模量; R0为圆形巷道半径; r为岩体内任意点到圆形巷道的中心距离;

为蠕变损伤变量。

为方便计算, 将隧道开挖断面理想化为圆形断面, R0取4m,= 22kN/m3,Z=30m,稳定变形速率u(t)= 0.033mm/h,其他参数选取方法见文献[3],E1=1.5,104MPa,E2=2.4,104MPa,1=2106MPa h,2=7.89,105MPa h,代入公式计算得最佳二衬支护时间大约为开挖后 30d。据实际施工速度, 确定上台阶长度30d为宜。

3、软弱围岩变形控制工艺措施

软弱围岩隧道施工安全的核心是控制变形、防止坍方,参考上文反演分析及监控量测结果,提出以下变形控制工艺措施。

(1)核心土。根据掌子面的自稳情况调整核心土大小,核心土面积不小于掌子面面积的50%,长度为3~5m。利用核心土稳定掌子面,然后开挖两侧边墙、中部核心土,最后开挖仰拱。

(2)超短台阶。采用超短台阶可以有效缩小初期支护成环闭合的时间,控制支护结构体系的整体变形。上台阶长度控制在15m范围内。

(3)锁脚。在软弱地层隧道中,加强锁脚能够有效减少基底弱化而引起的上台阶支护下沉和下台阶开挖初期支护的悬空引起的下沉。每级台阶采用8根注浆超前小导管锁脚。

(4)垫块、槽钢。其作用类似于扩大基础,并使工字钢不悬空,提高了拱脚的竖向承载力,达到控制变形的目的。

(5)超前支护。常用的超前支护方式有超前小导管和超前管棚。超前支护起到支护前方围岩的作用,并进行注浆,加固周边地层,松散地段采用双层小导管,扩大加固圈范围。

(6)上下台阶均衡推进。科学管理,提高工效,做到上下台阶均衡推进,使初期支护在15d内封闭成环,并及时施做仰拱, 从而有效地控制了支护结构过度变形。

(7)临时仰拱(横撑)。对于变形非常大地段,及时闭合极其重要,闭合成环后,提高了结构的承载能力,从而有效地控制变形、避免坍方。

结语

按照软弱围岩变形规律,合理选择支护时间,保证围岩的蠕变变形未达到加速蠕变阶段,则能够有效防止围岩失稳遭到破坏。围岩变形主要是围岩的流变属性导致的, 围岩变形、初支与二衬间的接触压力、围岩压力都随时间而发生变化, 从而导致支护结构内力随时间的变化而变化, 所以设计软弱围岩隧道支护结构时, 必须要对围岩的流变作用加以考虑。

参考文献:

[1] 张端良 王剑 张运良:《软弱围岩隧道变形规律与施工安全控制技术》,《公路工程》, 2011年02期[2] 帅建兵:《软弱围岩区域隧道变形开裂的研究分析与控制技术》,《建筑工程》, 2012年03期

[3] 杨林德. 岩土工程问题的反演理论与工程实践 [ M ]. 北京: 科学出版社, 1999.

第3篇

【关键词】PLC 自动控制技术 应用措施

当前,国家工业生产水平受到广泛重视,主要因为其决定社会与国家的经济效益,是我国经济发展的重要支柱,因此,相关技术人员必须要全面分析PLC自动化技术的应用特点,并且根据其实际应用需求制定完善的措施,进而提高其应用效率c质量,为其后续发展奠定坚实基础。

一、PLC自动控制技术分析

PLC自动控制技术是当前工业生产中最为重要的技术体系,在一定程度上,可以提高其应用效率,进而达到良好的生产效果。具体技术概述分为以下几点:

首先,PLC自动控制技术基础结构。PLC自动控制技术是将计算机作为基础的控制装置,核心硬件部分为CPU、储存器等,可以支持系统的有效运行。同时,PLC中输入单元可以与CPU相互连接,输出单元也可以与相关输出设备相互连接,通信接口与各类编程器、外部设施等相互连接。根据对各个部件连接方式的分析,可以将PLC自动控制设备分为整体式与模块式,整体式可以将所有部件集成在一起,模块式可以将各类部件分为几个模块封装,在连接之后形成一个主体。

在PLC自动控制系统中,主要分为以下几个硬件:第一,电源硬件。电源就是对PLC中的各个模块进行整流与稳压,将外部的电流转换为PLC内部电路所需要的直电流,进而提高其运行效率。第二,CPU硬件。就是在整个PLC中的核心为CPU,相当于整个自动控制系统中的中枢神经,可以帮助PLC扫描周围的内容,进而完成相关工作。第三,存储器硬件。就是在PLC自动控制系统中用来编写与存储程序的硬件。

其次,PLC自动控制功能。在PLC自动控制技术应用过程中,其功能可以分为以下三种:第一,对于PLC自动控制系统的控制方案,主要就是建立相关软件平台,可以采用计算机技术等方式建立操作系统平台,进而提高其发展效率,同时,相关技术人员还可以通过此类方式对PLC输入信号进行处理,使得被处理后的信号有效传输到执行机构中,并且完成指定的动作。第二,制定完善的嵌入式与智能控制器方案,可以利用PLC固定控制软件将其安装在嵌入式的控制器中,进而将用户所编写的程序通过指定的协议传达到传输系统嵌入控制器中,进而达到良好的控制效果。第三,制定传统的PLC控制方案,在此类方案中,PLC自动控制技术可以成为一个硬件系统平台,使得相关软件可以安装到硬件系统中,进而将用户所编写的程序传输到硬件系统中,使其向着更好的方向发展。

二、PLC自动控制技术的应用措施

(一)控制开关量

PLC自动化控制系统所控制的点数可以达到上千个点,主要因为其可以与网络信息系统相互连接,因此,对任何点数都可以有效控制,同时,PLC自动控制系统所控制的逻辑问题具有多样性的特点,例如:对相关系统即时与延时问题的控制,或是控制随机问题与顺序的问题,达到良好的问题解决效果。

(二)控制模拟量

PLC自动控制技术在实际应用过程中,可以有效控制压力与温度,进而形成连续变化的模拟量,使得具有连续性工业生产特点的系统得以有效控制。因此,在实际生产过程中,相关技术人员必须要有效应用PLC自动控制技术,将模拟量转化为无量纲的标准格式,在运算之后,通常情况下会产生一定范围内的标准值,一旦标准值不在相关范围之内,相关技术人员就要对其进行有效的解决,进而达到一定的应用效果。

(三)控制数字量

在PLC自动控制技术实际应用过程中,必须要对工业机床主轴的位移数字进行控制,确保可以提高其控制效率,达到一定的控制量,进而提高其发展效率,保证不会出现工业控制数字量的问题。

(四)数据采集

PLC在实际应用期间,其储存空间较大,虽然早期的PLC产品储存数据空间较小,但是,其可以有效储存一些数据,在一定程度上,可以支持工业生产数据储存工作的运行,使其向着更好的方向发展。

(五)监控系统

在应用PLC自动控制技术的过程中,相关技术人员可以全面分析PLC自动控制系统的自检信号特点,保证可以对其进行合理的应用,进而全面监控自动控制对象,如果自动控制对象较为复杂,就要确保监控动作执行的正确性,确保能够有效诊断控制对象中存在的问题,采取有效措施降低系统故障率,一旦出现无法避免的故障情况,就要利用相关技术对故障进行排除,进而提高其运行效率,使其向着更好的方向发展。

三、结语

在应用PLC自动控制技术的过程中,相关技术人员必须要全面关注自动控制技术的应用手段,确保能够通过正确的方式应用PLC自动控制技术,在对其进行全面分析的情况下,优化工业生产技术体系,增强其实际发展效果,同时,技术人员还要阶段性的学习PLC自动控制技术的应用措施,使其向着更好的方向发展。

参考文献:

第4篇

【关键字】:自动控制技术 模糊控制 鲁棒控制

1. 自动控制技术基本原理

自动控制技术是能够在没有人直接参与的情况下,利用附加装置(自动控制装置)使生产过程或生产机械(被控对象)自动地按照某种规律(控制目标)运行,使被控对象的一个或几个物理量(如温度、压力、流量、位移和转速等)或加工工艺按照预定要求变化的技术。它包含了自动控制系统中所有元器件的构造原理和性能,以及控制对象或被控过程的特性等方面的知识;自动控制系统的分析与综合;控制用计算机(能作数字运算和逻辑运算的控制机)的构造原理和实现方法。自动控制技术是当展迅速,应用广泛,最引人瞩目的高技术之一;是推动新的技术革命和新的产业革命的核心技术;是自动化领域的重要组成部分。

2. 自动控制技术的应用背景

自动控制技术有很强的应用背景,无论是在炼钢、轧钢、化工、石油、电力等工业上,或是造纸、纺织、皮革和食品等工业上;无论是在航空、航海、汽车和铁路运输工业和国防工业上,或是图书资料的管理、实验室技术设备上都得到广泛应用。自动控制技术对导弹和人造地球卫星是非常重要的,对于研究原子能的应用,研究飞机和导弹的空气动力和结构强度也是有用的。没有应用背景的“控制理论”就缺乏生命力。如何巧妙地运用控制的基础理论来解决实际问题是和研究控制理论本身不同的另一种创造性工作。

3.自动控制应用实例

3.1鲁棒控制

鲁棒控制(Robust Control)方面的研究始于20世纪50年代。上世纪60年代,状态空间结构理论的形成,与最优控制、卡尔曼滤波以及分离性理论一起,使现代控制理论成了一个严密完整的体系。在过去的20年中,鲁棒控制一直是国际自控界的研究热点。

所谓鲁棒控制,是使受到不确定因素作用的系统保持其原有能力的控制技术。鲁棒控制的主要思想是针对系统中存在的不确定性因素,设计一个确定的控制律,使得对于系统中所有的不确定性,闭环系统能保持稳定并具有所期望的性能。

具有鲁棒性的控制系统称为鲁棒控制系统。一般鲁棒控制系统的设计是以一些最差的情况为基础,因此一般系统并不工作在最优状态。

根据对鲁棒控制性能的不同定义,可分为稳定鲁棒性和性能鲁棒性。

3.1.1鲁棒稳定性(绝对稳定性)

鲁棒稳定性是系统受到扰动作用时,保持其稳定性的能力。这种扰动是不确切知道的,但是是有限的。稳定性是对一个系统正常工作的起码要求,所以对不确定系统的鲁棒稳定性检验是必要的。因为传统的设计方法不具有保证鲁棒稳定性的能力,包括七十年展起来的各种方法,INA(逆奈氏阵列)、CL(特征轨迹)、LQR(线性二次型调节器)等,都不能保证系统的鲁棒稳定性。从九十年代起,大多数飞机、导弹、航天器都提出了鲁棒性要求。鲁棒稳定性分为频域分析及时域分析两类,每一类又包含多种不同的方法。常用的鲁棒稳定性分析方法有:

1)矩阵特征值估计方法; 2)Kharitonov方法; 3)Lyapunov方法; 4)矩阵范数及测度方法。

3.1.2性能鲁棒性(相对稳定性)

对不确定系统,仅仅满足鲁棒稳定性要求是不够的。要达到高精度控制要求,必须使受控系统的暂态指标及稳态指标都达到要求。按名义模型设计的控制系统在摄动作用下仍能满足性能指标要求,则说该系统具有性能鲁棒性。大多数设计方法不能保证性能鲁棒性,因而对不确定系统进行性能鲁棒性的检验是必要的。性能指标的鲁棒性分析方法也可分为频域和时域两种,使用何种性能指标,要视提出的性能指标是在频域还是在时域而定。性能鲁棒性有时又称为相对稳定性、D-稳定性等。所谓D-稳定性,即为了保证系统的性能,要求在摄动作用下,系统的闭环特征值保持在某个区域D 内。

3.2模糊控制

在传统的控制领域里,控制系统动态模式的精确与否是影响控制优劣的最主要关键,系统动态的信息越详细,则越能达到精确控制的目的。然而,对于复杂的系统,由于变量太多,往往难以正确的描述系统的动态,于是工程师便利用各种方法来简化系统动态,以达成控制的目的,但却不尽理想。换言之,传统的控制理论对于明确系统有强而有力的控制能力,但对于过于复杂或难以精确描述的系统,则显得无能为力了。因此便尝试着以模糊数学来处理这些控制问题。

一般控制系统的架构包含了五个主要部分,即:定义变量、模糊化、知识库、逻辑判断及反模糊化,底下将就每一部分做简单的说明:

1)定义变量:也就是决定程序被观察的状况及考虑控制的动作,例如在一般控制问题上,输入变量有输出误差E与输出误差之变化率CE,而控制变量则为下一个状态之输入U。其中E、CE、U统称为模糊变量。

2)模糊化(fuzzify):将输入值以适当的比例转换到论域的数值,利用口语化变量来描述测量物理量的过程,依适合的语言值(linguisitc value)求该值相对之隶属度,此口语化变量我们称之为模糊子集(fuzzy subsets)。

3)知识库:包括数据库(data base)与规则库(rule base)两部分,其中数据库是提供处理模糊数据之相关定义;而规则库则藉由一群语言控制规则描述控制目标和策略。

4)逻辑判断:模仿人类下判断时的模糊概念,运用模糊逻辑和模糊推论法进行推论,而得到模糊控制讯号。此部分是模糊控制器的精髓所在。

5)解模糊化(defuzzify):将推论所得到的模糊值转换为明确的控制讯号,做为系统的输入值。

4.自动控制技术发展趋势

近年来自动控制技术发展迅猛,特别是计算机技术、网络和通信技术发展的突飞猛进,使人们籍助于许多使能技术的进步和一些开发工具的扩大,将人们构思的自动操作得以付诸实现。如网络控制技术、可编程控制器等均属于自动化控制技术中的使能技术。自动控制技术正向着网络化、集成化、分布化、节点节能化的方向发展。

参考文献:

1.?模糊控制?,李士勇,哈尔滨工业大学出版社

2.?鲁棒控制理论及应用?,王娟,张涛,徐国凯,电子工业出版社

3.?自动控制技术?,肖建章,中国劳动社会保障出版社

作者信息

第5篇

关键词:汽车悬架;振动主动;控制技术

中图分类号:

TB

文献标识码:A

文章编号:16723198(2013)21019601

汽车悬架振动主动控制技术对于提高汽车的性能有着至关重要的作用。根据汽车行驶过程中路面的实际情况,汽车可以及时的产生所需要的控制力,使达到控制车身震动和最优减震的状态。汽车的悬架主动控制系统能够提高汽车在行驶过程中的稳定性,改善乘客乘坐汽车的舒适度。而且随着汽车主动悬架控制技术的发展,节约能源减少噪音也成为该技术一项新的目标。

1悬架振动主动控制技术的类型和原理

由于现代科学技术的高速发展,现代汽车对于主动悬架的性能提出了更高的技术性要求,这就需要应用现代科学技术不断地完善和更新悬架的振动控制方法和结构形式来配合新技术的发展,悬架的分类方式和结构形式有很多,我们主要介绍根据控制力的分类,将主动悬架系统分为被动、主动和半主动三种类型的悬架。

被动悬架系统在确定之后,汽车在行驶过程中就不能随着外界条件的改变而改变,由于不能够随意改变和选择参数,使得被动悬架系统的性能受到了限制,因此被动悬架的缺点就在于它的减振性能较差。半主动悬架采用了可变性的弹簧和减震器,它在生产力方面类似于以往的被动悬架,进步的地方在于半主动悬架的减振性有所提高,主要工作原理是通过切换空气来改变弹簧的刚度。主动悬架系统主要由执行机构和控制系统构成,它可以通过传感器来检测汽车的运行情况、道路目前的状况,这种悬架系统的减震性非常好,通常具有两种悬架形式,一种是通过电机驱动的空气式主动悬架,另一种是日产和丰田部分高档汽车所应用的电磁阀驱动的油气式主动悬架,油气式主动悬架利用与油压缸相连通的弹簧来吸收振动产生的能量,从而实现减震的目的。

2悬架振动主动控制技术的特点

悬架振动主动控制技术主要是利用现代汽车科技新技术,提高汽车的减振性能,减少车轮与车身之间的摩擦,降低能源消耗,减少噪音污染,保护环境。

主动悬架的研发应该注重的是控制策略的运用,单单使用一种控制策略是不能取得较好的效果的,因此它需要多种控制方法的搭配,取长补短。另一方面还要考虑汽车主动悬架控制系统与汽车其他器件的搭配与磨合,只有相互配合相互作用才能取得较为满意的效果,才能体现出高档汽车的性能。

主动悬架系统是运用非线性机、电、液一体化的动力控制系统。传统的被动悬架系统由于减振性差、消耗能源多的缺点已经被主动悬架系统所取代,在汽车悬臂主动系统中研究出的最优控制、自适控制、模糊控制等控制方法都取得了令人瞩目的成绩,这些成绩使得汽车的功能、舒适度和减震性都得到了不断的发展和完善,提高了汽车的性能,让质量和安全性更加有保障。

3悬架振动主动控制技术的方法

根据现代汽车技术,汽车悬架振动主动控制系统已经利用计算机处理并进行控制由传感器来决定汽车的自身速度,车轮相对于车身的相对速度。现在汽车主动悬架控制主要是运用较好的控制方法,来达到减震的效果,从而降低能耗,实现又好又快的发展才是未来汽车主动悬架的发展方向。

根据现代汽车控制理论,从不同的方面得出切实可行的方案。主动悬架振动系统的现代控制方法总结主要有以下几种可供参考:

(1)自适应控制。

这种控制方法主要是根据具有一定的不确定性的控制系统而设计。自适应控制就如同它的名字,它可以自动检测到系统中参数的变化情况,从变化的参数中选择最合适的参数,使得自身能够时刻保持性能最优状态,满足系统的性能指标。

(2)最优控制。

最优控制是通过建立一个确定的目标方程,通过数学方程取极值时的控制输入,应用最优系统理论求得所设方程下最优控制规律。相对于其他悬架控制方法,最优控制方法对于系统的不确定变量的影响进行了风险估算,因此,它具有很好的控制效果。

(3)模糊控制。

在近些年汽车悬架主动控制系统迅速发展完善的过程中,模糊控制是一种新型的汽车悬架控制方法。不需要确定的数学模型,用数字变量代替过去的语言变量,这是它最大的特点。上世纪九十年代开始,这种控制方法就已经开始被应用于汽车悬架的主动控制系统中,利用计算机进行模拟数据的分析从而控制车身的振动,它的实验结果向世人证明了汽车悬架振动系统采用模糊控制的方法是行之有效的。

4结语

汽车是一个集科技、信息、智能化于一体的综合性产品,人类对于它的需求不仅仅是一种代步工具,而且还要满足舒适、安全、环保、稳定的要求。而汽车的主动悬架作为汽车中的组成器件之一它要在不同的道路情况,汽车不同的行驶速度情况下都应该发挥其最好的效果,传统的被动悬架已经被各类新型的电子控制系统所取代,而人类对于它的现代控制技术理论的研究将结合实际情况更加的深入具体,相信在不久的将来,新的悬架主动控制系统将会具有更加完善的功能。

参考文献

第6篇

关键词:CDMA功率控制算法

中图分类号:TK315 文献标识码:A 文章编号:

随着3G移动通信网络逐步在世界各地进入商业化运营,3G不久将来不可避免地取代2.5G和GSM系统。截止2006年8月,全球有92个国家219个3G网络运营商,共建设运营WCDMA网络105个,CDMA2000网络151个,用户数量超过3.24亿。中国积极参与IMT-2000国际标准的制定工作,提出TD-SCDMA标准,成为ITU认同并推荐的三个国际标准之一,这说明功率控制技术早已到了成熟阶段。

最新的功率控制算法

一种应用于实际的有效功率控制算法成功提高了20%系统容量,极大地摆脱了覆盖和QOS的约束,它就是华为公司的“前向功率智能调整”算法。

1.1 功率不平衡影响功率效率,导致系统容量下降

在对它进行介绍前,有些概念和定义必须先说明下。功率控制的效果如何,通常采用“功率效率”指标来衡量。就CDMA2000系统的前向而言,功率效率体现为平均每Walsh爱尔兰话务量的功率消耗。在载频额定发射功率一定的情况下,功率效率越高,即平均每爱尔兰话务量的功率消耗越小,系统能够容纳的用户必然就越多。所以,提高CDMA2000系统前向容量的重要手段之一,就是提高功率效率。CDMA2000系统引入了前向快速功控,当呼叫处于软切换状态时,每个基站独立调整各自分支上的前向业务信道功率。但由于不同分支上的反向链路上误码相互独立,导致不同基站解调出的手机的前向快速功控比特可能会有差别,从而导致不同基站的前向业务/导频信道的功率比例不同。这种现象,我们称之为功率不平衡。在软切换过程中,手机以最大比合并的方式对来自不同基站的前向信号进行合并。最大比合并方式的特点是:手机检测来自不同扇区相关导频信道的能量,并根据导频信道的能量加权对应的业务信道信号,从而合并不同扇区的业务信道信号。在合并过程中,如果功率不平衡,即不同BTS的前向业务信道功率和导频信道的功率比率(At/Ap)失调,就会影响移动台接收时的最大合并比实现,使得移动台接收性能下降,要求提升前向功率,造成了功率的浪费,导致前向功率效率下降,系统容量下降。特别是在软切换状态下,移动台的反向功控通常以好的一个链路为基准,常常导致移动台的信号不能为反向链路差的基站正确解调,当基站长时间不能解调转入失锁状态后,为保证连接,就以最大功率发射,严重浪费前向功率,导致前向功率效率急剧下降,系统容量明显下降。

1.2 “前向功率智能调整”算法成功解决功率不平衡问题

华为“前向功率智能调整”算法,目前已成功地解决了功率不平衡导致功率效率下降的难题,可使网络容量提升20%以上。

软切换状态下,出现功率不平衡的一个直接原因就是各个基站之间相互不能通信,独立调整各个链路的前向发射功率。功率智能调整算法,让BSC(基站控制器)参与到前向功控中来,作为各个BTS(基站)联系的纽带,来协调各个BTS的发射功率,避免功率不平衡现象的出现。如图1。

图1 智能控制图解

BSC以一定的周期,获取各个BTS的前向发射功率和反向链路质量信息,并判断是否有功率不平衡的现象。如果出现了功率不平衡,BSC在综合考虑各个BTS的反向链路质量信息和前向发射功率效率的基础上,给出统一的有利于提高功率效率的参考值,各个BTS都参考这个统一的值并进行调整。这样,各个BTS的前向发射功率就不再是独立的,每隔一定周期,就会做一次同步。调整周期的选择,综合考虑了Abis链路的负荷、CPU的占用率以及功率效率的最大化。

由于有了功率智能调整方案,规避了软切换状态下各个前向链路的功率不平衡,影响前向功率效率的一个重大障碍就被清除了。功率效率提升,也就提升了CDMA网络容量。

1.3 “前向功率智能调整”算法已成功应用于多个商用网络

在也门商用网络,对比前向功率智能调整方案启动前后,运营商获得以下利益:爱尔兰话务量的功率效率提升45%。

可见,功率智能调整方案启动后,每爱尔兰话务量的功率效率提升45%,不含软切换话务量的功率效率提升41%。可承载话务量的能力提高21%。

也门网络,有两个基本载波、两个叠加载波,其中两个基本载波,承载基本的话务。只有当基本载波的话务量高于一定门限后,基站才通过一定的策略将话务引导到叠加载波。测试发现,在启动功率智能调整方案后,基本载波实际承载的话务量提升了21%(表明基本载波可承载容量提升了),而叠加载波实际承载的话务量下降了17%(叠加载波的话务流向基本载波,叠加载波可承载容量也加大了)。启动功率智能调整方案后,基本载波和叠加载波的话务量分布有了很大的变化。由此可见,功率智能调整方案启动后,基本载波的功率消耗大幅降低,系统可承载话务量的能力大幅提高。

总而言之,功率效率的提升,没有牺牲网络KPI和用户通信质量,但带来的直接好处就是系统容量的提升。

目前,前向功率智能调整算法功能已成功服务于国内外华为的多个CDMA2000商用网络。不仅在也门,其它商用网络的对比数据也显示了该功率智能调整算法对网络性能提升带来的效果:中国广西局点表明,提升功率效率在郊区约10%,城区20%;孟加拉局点,提升功率效率25%;尼日利亚局点,提升功率效率20%。功率效率的提升带来CDMA通信系统容量的提升,在保证网络KPI和用户通信质量的前提下使运营商的收益扩大化。

目前功率控制技术的不足和展望

尽管功率控制技术已经非常成熟,但是仍存在不少有待提高的地方,比如提高测量精度,最佳优化步长算法。个人认为,功率控制可以引入统计预测的算法,在对信道规律的统计中把握信道的短时变化规律,从被动转为主动进行控制,从而消除了系统的反应时间。但是这又存在一个矛盾,增加了系统运算资源,CPU使用率会因此增加,移动通信信道变化的规律性把握起来难度大,一套合适的算法不大可能适应所有的运作环境。另外,CDMA的快速功率控制带来系统的性能改善的同时也降低了功率的利用率。

我个人认为功率控制技术的发展趋势会沿着改善以上不足的方向前进。功率控制的真正价值是伴随CDMA(码分多址)技术的应用产生的,所以它跟CDMA技术是共存的。在未来的某一天,CDMA技术被取代的话,功率控制技术可能只能成为历史了。

参考文献

[1] 李世鹤译.CDMA扩频通信原理[M].北京:人民邮电出版社,1997

[2] 粟欣译.3G移动网—W-CDMA和cdma2000[M].北京:人民邮电出版社,2003

[3] 章坚武.移动通信[M].陕西:西安电子科技大学,2005

第7篇

【关键词】减震;结构减震控制;耗能减震装置

引言:

地震严重威胁着人类的生存和发展,自从人类诞生以来人们就为抗拒这种自然灾害而奋斗。随着科学技术和人民生活水平的提高,预防与抵抗地震的能力也在不断提高,而是通过调整或改变结构动力特征的途径,改变结构的震动反应,有效地保护结构在地震中的安全结构减震控制技术作为抗御地震的一种有效方法,也得到了发展和应用,并成为比较成熟的技术,结构减震控制方法改变了通过提高结构刚度、强度、和延性来提高结构的抗震能力的传统方法,。

传统结构抗震方法是通过增强结构本身的抗震性能(强度、刚度、延性)来抵御地震作用的,即由结构本身储存和消耗地震能量,这是被动消极的抗震对策。由于地震的随机性,人们尚不能准确的估计未来地震灾害作用的强度和特性,按照传统抗震方法设计的结构不具备自我调节功能。因此,结构很可能在地震作用下不满足安全性能要求,而产生严重破坏或倒塌,造成重大的经济损失和人员伤亡。

结构减震控制根据是否需要外部能量输入可分为被动控制、主动控制、半主动控制、智能控制和混合控制。其中,被动控制指在结构的某些部件附加耗能装置或子结构系统,或对结构自身的某些构件作构造上的处理以改变结构体系的动力特性。而且因其具有构造简单、造价低、易于维护及无需外部能源支持等诸多优点,所以引起工程界的广泛关注,成为应用开发的热点,因而许多被动技术日趋成熟,并在实际工程中应用。被动控制不需要外部能量输入提供控制力,控制过程不依赖于结构反应和外界干扰信息。

合理有效的减震途径是对结构施加抗震装置(系统),由抗震装置与建筑共同承担地震作用,即共同储存和消耗地震能量,以调节和减轻结构的地震作用反应。这是积极主动的抗震对策,也是目前抗震对策中的重大突破和发展方向[1]。

结构耗能减震的实质是在结构中设置耗能构件或耗能装置,它们能为结构提供较大的耗能机制,地震时大量消耗输入构件的震动能量,有效衰减结构的地震反应。对于混合式耗能构件,主要是综合上述二者的原理,同时利用刚度改变机制和阻尼耗能机制进行消能抗震。对于位移相关型的摩擦耗能构件、钢件非弹性变形耗能和材料塑性滞形耗能,主要是通过附加耗能构件的滞回耗能来消耗地震输入能量,减轻地震作用。对于速度相关型的材料粘弹性耗能和液体阻尼耗能,耗能构件作用于结构上的阻尼力总是与结构速度方向相反,从而使结构在运动过程中消耗能量,达到耗能减震的目的。

耗能减震是最常用的被动控制系统之一。耗能装置(元件)和支撑构件共同构成耗能部件,装有耗能部件的结构称为耗能减震结构[2][3]。结构耗能减震技术是在结构物的某些部件(如支撑、剪力墙、结点、联结缝或连接件、楼层空间、相邻建筑间、主附结构间等)设置耗能装置或原件,通过耗能装置产生摩擦,弯曲弹塑性滞形来耗散或吸收地震输入结构中的能量,减少主体结构的地震反应。

结论:

地震发生时,地面运动引起结构的震动反应,结构吸收了大量的地震能量,能量的耗散必经过转换(一般转换为动能或热能等形式)才能实现。传统的抗震结构体系,容许结构及承重构件(柱、梁、结点等)在地震中出现损坏,这一损坏过程就是能量的消耗过程,而结构和构件的严重损坏或倒塌,就是地震能量转化或消耗的最终完成。

随着人们安全意识的提高,传统的被动耗能方式已经越来越不能满足人们的安全需求。而与之相对,采用积极耗能方式的耗能减震技术更大的提高和保证地震中建筑的安全性和使用性。

安全耗能减震结构在小震和设计风载荷作用下处于弹性状态,从而保证结构满足正常使用要求,向主体结构提供足够的刚度;在中震、大震及强震作用下,耗能装置(元件)率先进入耗能状态,产生较大的阻尼,耗散地震输入结构的大部分能量,而主体结构不出现明显的弹塑性变形,并迅速衰减结构的动力反应(位移、速度、加速度等),从而保证其在强震或强风灾害作用下的安全性和正常使用性。

参考文献:

[1]亓兴军,李小军,刘萍. 土木工程结构减震控制方法综述[J]. 工业建筑,2006,08:59-63+100.

[2]姚谦峰,陈平,赵冬. 结构减震技术的研究与应用[J]. 西安建筑科技大学学报(自然科学版),1998,03:42-44.

第8篇

【关键词】转炉煤气净化 控制技术 分布式 顺序功能

相对传统的控制技术和配置并结合国内系统工艺、设备方面的特点,现对整个控制系统进行了多方面的改进创新,降低了电气系统的施工和维护成本,对系统的运行起到了很好的促进作用。

1 概述

转炉煤气干法净化控制系统总体由两部分组成,一是转炉车间内的蒸发冷却器和粗输灰系统,简称转炉区,另外是包括静电除尘器、风机、切换站、放散烟囱在内的车间外部分,简称现场区,两个区域分别设置一套西门子S7400PLC系统,之间采用光纤以太网通讯。

为了施工和日后的维护方便和更好的提高系统的可靠性,控制系统做出了如下几个方面的改进。

2 分布式控制

转炉煤气干法净化通常控制方式为集中式控制,转炉区PLC控制柜和电机控制柜分开,并放置转炉电气控制室,现场区PLC控制柜和电机控制柜分开,并放置现场区电气室。由于供配电柜和控制柜统一放置,电气施工过程中,大量的电缆堆一起敷设,为现场的施工和日后的检修增加了难度。

在新项目中,电气系统放弃集中控制方式,改为分布式控制,并且PLC柜和MCC柜和二为一,增加了系统的灵活度,并降低了电气施工和检修的难度。

转炉区,S7400PLC控制柜放置于转炉电气室,蒸发冷平台和粗灰仓平台分别设置ET200s远程站操作箱,内置电机驱动电气设备。

现场区,供配电柜和S7400PLC控制柜及风机变频柜放置现场区电气室,干油站、除尘器二层平台、除尘器三层平台设置ET200Pro远程控制柜,液压站一层、液压站二层分别设置ET200s远程控制柜,柜内放置电气驱动电气设备。

3 ET200Pro驱动

ET200Pro系列是西门子推出的具有IP65防护等级的采集和控制模块,马达启动器可以直接配置在远程站中驱动电机,在国内控制系统中鲜有使用。考虑本地气候条件和其他环境因素,除尘器室外平台的远程柜采用防爆设计,柜内电气元器件防护等级也相应提高采用ET200Pro系列。

马达启动的试用,不仅节约了远程柜内空间,并且大大减少了PLC系统的IO点,同是减少了系统故障点,降低了施工和检修难度。

马达启动器模块同时还具有故障诊断、设备电流检测等实用功能,方便系统维护人员及时发现和处理问题。

4 GRAPH语言

根据转炉煤气干法净化工艺及设备的特点,程序实现时,将整个系统分为七大功能区,蒸发冷功能区、粗输灰功能区、静电除尘器功能区、风机功能区、切换站功能区、放散功能区、细输灰功能区。各大功能区实现各自区域的电机控制、元器件检测、仪表检测。

梯形图语言(即LAD)由于简单明了,在工业逻辑控制中被广泛接受和采用,但在顺序控制中,GRAPH语言则显示出其无可比拟的优势。干法除尘系统各个功能区,尤其是静电除尘器和输灰系统,功能区启动和停止时,各设备需要按照规定的顺序逐一动作。GRAPH结构清晰明了,可轻易的对单体设备的启动停止命令进行触发。

5 控制趋势控制

蒸发冷却器的前期喷水量是根据蒸发冷却器入口温度、蒸发冷却器出口温度设定值以及静电除尘器之后的烟气流量进行计算的,中后期的喷水量主要根据蒸发冷却器出口温度进行调节。蒸发冷却器的出口温度控制的是否稳定直接影响蒸发冷却器的后续设备的工作。通常温度控制方法是在双PID调节法,即温度PID控制加冷却水PID调节。

由于温度的反映滞后性,温度PID环节往往出现大的波动,影响系统的整体运行,根据温度量变化的特性并结合实际情况,提出温度趋势控制法。在温度PID工作过程中,加入温度变化率,将其作为决定参数修改PID的死区,以达到温度PID提前反应的目的

温度的变化率,即温度在固定时间的变化值。温度的变化率给温度的变化做出定量的描述,并以此参与PID调节。

T1:目前的温度

T2:1分钟前的温度(具体的间隔时间根据实际情况调节)

Tc:温度的变化率

Tc=T2-T1

温度PID的死区,即设定值与实际值之间的差值小于死区时,设定值与实际值在程序中认为相等。

Er:PID调节时采用的误差值

Ts:温度设定值

Ta:温度实际值

Te:PID死区

Er=|Ts-Ta|-Te的绝对值

对于PID,其输出量大小由Er决定,当Er0,PID开始调节,并且Er越大调节的输出量越大。

当Er大于0,Tc大于设定值,并且实际温度向设定的温度变化时,调整PID的Te,使Te=|Ts-Ta|,PID停止调节,进入温度自动变化阶段;其他阶段正常PID调节。如图1:

6 结束语

转炉煤气干法净化控制系统改进,降低了电气施工和检修的难度,提高控制程序的可靠性和可读性,有效降低了堵灰和卸爆的几率。

参考文献

[1]张庆林.电除尘的主要控制因素[J].黑龙江造纸,1998,26(2):31-32.

作者单位

第9篇

[关键词] 排放控制 燃油消耗 废气处理 排放监测 发展方向

一、前言

保护环境与节约燃料已成为全球关注的重大事件,以发动机为动力的汽车是大气污染的主要来源之一。排放的废气对大气污染构成严重影响,如CO2引起温室效应;HC在阳光的作用下与NOX进行光化学反应,形成一种毒性较大的光化学烟雾。因此汽车的废气排放控制受到各国政府、汽车制造商的进一步重视。

二、汽车排放控制解决的问题

汽车运行时,废气排放主要由排气管产生,包括CO、HC、CO2 、NOX 等气体;对于柴油机而言,还包括颗粒物排放。CO、HC、CO2 等气体含量较少且便于处理,废气排放控制主要解决汽车NOX和颗粒物的排放。故本文主要介绍由排气管产生的NOX和颗粒物排放控制技术。

三、现代汽车排放控制技术

现代汽车废气排放控制策略从技术角度分为三大方面:降低燃油消耗和燃烧优化、排放废气的处理和排放性能的监测,其对应技术如下所述。

1. 降低燃油消耗和燃烧优化

降低燃油消耗和燃烧优化可以降低汽车的使用费用、减少国家对进口石油的依赖、节省石油资源;同时降低了汽车的废气排放,其具体实现方法如下所述。

(1)汽车外型优化,减轻车身质量。汽车在行驶过程中,主要受到空气阻力和滚动阻力,减小空气阻力和滚动阻力可以有效降低燃油消耗。汽车外形优化可以有效降低空气阻力系数CD值,从而减小空气阻力。减轻车身质量则是减小滚动阻力的重要途径。但随着质量的降低,汽车的安全性下降,因此需综合考虑从而获得最佳效果。

(2)发动机技术的发展。发动机的热损失和机械损耗占燃油化学能的65%左右,故提高发动机效能对降低燃油消耗、减小废气排放有重要作用。现阶段发动机技术的发展如下:

第一,柴油机共轨式电控燃油喷射技术(CRFIS)

柴油机运行时转速很高,喷油器每次喷油时间很短,高压油管内各处压力随时间、位置不同而变化;当喷油器针阀落座完成主喷后,高压油管内的压力波动可能会引起“二次喷射”现象 ,造成喷油不均匀问题,增加了燃油消耗和废气排放。

针对上述问题,CRFIS对柴油机的喷油时刻和喷油过程进行控制,其基本原理是:通过柴油机共轨直接或间接形成恒定高压预喷射燃油,然后将其送至带有高速电磁开关阀的对应喷油器内,高速电磁开关阀的开启、关闭实现喷油过程的开始、结束。ECU(电控单元)根据发动机的转速、输出功率控制高速电磁开关阀的开闭和开启时间,从而间接控制喷油时刻和喷油过程。

CRFIS的特点:第一,CRFIS柴油机高压油管内喷射压力的形成与喷射过程完全分开,喷射压力大小与发动机转速无关,避免了“二次喷射”现象;第二,CRFIS柴油机的每次喷射量由喷射压力和高速电磁开关阀开启时间决定,ECU精确控制喷射过程,解决了“喷油不均匀”问题。

第二,均质充量压缩燃烧技术(HCCI)

HCCI是将点燃式内燃机和压燃式内燃机有机结合的一项技术,可有效减小汽车碳烟和NOX排放。其基本原理是:HCCI发动机与传统的点燃式内燃机类似,将比例非常均匀的燃油和空气进行预先混合,然后注入气缸内;传统的点燃式内燃机通过火花塞点燃混合气,而HCCI发动机的点火过程则与压燃式内燃机类似,通过活塞压缩混合气,使之温度升高至一定温度后自行点燃。

HCCI的特点:第一,HCCI发动机无扩散燃烧过程,避免气缸内形成局部高温和浓混合气,有效降低了碳烟和 的排放;第二,HCCI发动机保留了压燃式内燃机高热效率的特点,降低了燃油消耗和废气排放。

第三,涡轮增压技术(Turbocharger)

涡轮增压技术利用发动机排放废气的惯性力推动涡轮室内的涡轮,涡轮带动同轴的叶轮,旋转的叶轮压送经过空气滤清器的空气,使其增压并进入气缸。伴随着空气量增加,循环供油量相应增加,达到了增加功率的目的。

其特点:第一,在不增加发动机排量的基础上,涡轮增压技术可以增加发动机的输出扭矩和功率;第二,涡轮增压技术利用废气排放动能对新鲜空气增压,回收了部分能量,降低了燃油消耗和废气排放。

第四,燃料分层喷射技术(FSI)

FSI不像传统发动机那样将燃油注入进气歧管,而是将燃油直接注入气缸的技术。其基本原理是:FSI利用电子芯片计算分析并精确控制注入气缸中的燃油喷射量,获得具有理论空燃比的混合气体,从而提高发动机的效率。

其特点:第一,FSI发动机完成一次工作循环有两次喷油过程,对应的喷油时刻分别为吸气冲程和压缩冲程末端;第二,FSI根据发动机转速和负荷的不同,有分层注油和均匀注油两种注油模式,其对应的发动机工况分别是低速、中速工况和高速高负荷工况;第三,FSI发动机与传统发动机相比,其动态响应好,输出扭矩和功率可以同时被提高,燃油消耗降低,废气排放减小。

(3)动力传动系的优化。传动系的档位增多,增加了选着合适档位使发动机处于经济工作状况的机会。按照这种思路,档数无限的无级变速器在任何条件下都提供了使发动机在最经济工况下工作的可能性。若发动机能始终维持较高的机械效率,无级变速器将显著地提高燃油经济性,减小废气排放。

2. 排放废气的处理

对排放的废气进行后续处理属于机外处理方法。其主要包括选择性催化还原技术、废气再循环技术、颗粒过滤器和柴油机氧化催化器四项内容。对应具体内容如下所述:

(1)选择性催化还原技术(SCR)。SCR是一项处理废气中NOX的工艺。其基本原理是:NOX浓度传感器检测废气中NOX的浓度,ECU根据测量结果向废气中注入适量的氨、尿素等含氮化合物,两者反应生成N2和 H2O。其特点:第一,ECU根据废气中NOX浓度控制氨、尿素等含氮化合物的注入量。若注入量过少,NOX不能处理完全;若注入量过多,未参加反应的含氮化合物进入空气中污染空气。因此SCR需要高灵敏度的NOX浓度传感器和高精度的含氮化合物喷射装置;第二,SCR对温度较敏感,其还原效率易受燃油硫含量及废气中颗粒物含量的影响。

(2)废气再循环技术(EGR)。EGR是将少量排放废气送回气缸,与未燃烧的混合气再混合并进行再次燃烧的技术。该技术可有效降低废气中 NOX含量,其原因如下:第一,EGR增加了混合气体中H2O、CO2 等三原子分子的含量,混合气的热容量增大,燃烧过程中最高温度降低,废气中NOX含量从而下降;第二,EGR对混合气具有稀释作用,混合气中氧气含量降低,减小了NOX生成的机会;第三,EGR使混合气中惰性气体含量增加,惰性气体会延缓燃烧过程,燃烧室的压力形成过程变慢,排放废气的NOX含量降低。

(3)颗粒过滤器(DPF)。对于柴油机,使其颗粒物排放满足排放法规的技术是DPF。DPF位于发动机废气排放管处,当废气通过时,DPF收集和存储废气中颗粒物,从而降低颗粒物的含量。DPF关键技术是过滤材料和过滤体再生,其作用效率受颗粒物生成速率、废气排放温度、燃油硫含量及排气管道处背压的影响。

(4)柴油机氧化催化器(DOC)。DOC以铂(Pt)、钯(Pd)等贵金属为催化剂,使颗粒物中有机物SOF发生氧化反应生成CO2和H2O,通过减小SOF含量达到降低废气中颗粒物含量的目的。其作用原理和三元催化转换器催化氧化HC和CO原理类似。

3. 排放性能的监测(OBD)

新车运行时,废气排放指标一般符合要求。但在使用过程中,随着车辆的老化和损坏,其排放指标可能不再符合汽车排放要求。OBD从发动机运行开始,便监督与排放控制有关的零部件状态;一旦发动机废气排放超标,OBD便会在仪表盘中发出警示,提醒驾驶员做出相应反应。然而OBD系统并非对汽车的废气排放进行实时测量,而是当发动机失火、催化转化器储氧能力下降以及氧传感器劣化后,通过监测某些相关参数的变化,推测汽车排放将会超标,从而发出警告信号。

四、结论

节能、环保是当今世界发展主题,对于现代汽车,降低燃油消耗、减少废气排放既是其顺应时代潮流的必须,也是其前进发展的方向。汽油机具有废气排放量少、低热效率的特点,低热效率是制约汽油机继续发展的一个瓶颈;唯有提高热效率,汽油机才能在激烈的竞争中处于不败地位。与汽油机相比,柴油机具有较高的热效率,但废气中颗粒物含量远远高于汽油机;在排放法规越来越严格的情况下,颗粒物排放无疑是阻碍柴油机大范围推广的主要因素。

因此,将汽油机和柴油机的优点完美结合,使发动机具有热效率高且排放量少的技术必会得到社会的认可和普及,同时也是现代汽车技术发展的方向。

参考文献:

[1]董 敬 庄 志 常思勤:汽车拖拉机发动机[M].北京:机械工业出版社,2009.1

[2]余志生:汽车理论[M].北京:机械工业出版社,2009.3

[3] 翁荣伟:浅谈柴油机共轨电控燃油喷射技术的应用与发展[J].硅谷,2009

第10篇

肉牛繁殖控制技术即通过人为的方法,改变母牛的生理周期,调整母牛的、排卵规律,使母牛按照人们的要求,在一定的时间内、排卵、配种,一次得到两个或更多的胚胎。繁殖控制技术主要包括诱导技术、同期技术和超数排卵技术,其主导技术是超数排卵技术。

二、肉牛超数排卵有什么好处?

超数排卵是一种大幅度提升母畜繁殖力的先进技术。哺乳动物的初生卵巢上有20万~40万个卵母细胞,但在自然条件下,仅有数十个卵母细胞得以正常发育并排卵,每次仅仅排出1~3个卵子。使用超数排卵技术,可以让母畜一次排出10~20个卵子,在同期技术的控制下,将受精卵从母畜子宫内提取出来,分别种植在不同的母畜子宫内。

将超数排卵技术应用于肉牛,有两个好处:一是可以控制受孕母牛的怀胎数量,增加双胞胎或多胞胎的概率,大幅度提升母牛的繁殖力;二是有利于开发卵母细胞资源,充分挖掘优良母牛的繁殖潜力,加速肉牛品种改造。

三、肉牛的超数排卵需要哪些激素?

超数排卵在自然条件下不能完成,需要使用外源激素对母牛进行刺激和诱导。能够提升肉牛繁殖力的激素有很多,生产上可以根据实际需求和价格水平灵活选用。这些激素有促卵泡素、促黄体素、孕马血清促性腺激素、人绒毛膜促性腺激素、前列腺素等,只要运用合理,都能在一定程度上促进母牛的排卵量,达到“超数排卵”的效果。

1. 促卵泡素(FSH)

它主要作用是促进卵泡发育。正常情况下,垂体分泌的FSH只能保证1个卵泡发育至成熟,而其余卵泡发育至中途退化。使用外源性FSH后,可使卵巢中多个卵泡同时发育,达到超数排卵的目的。使用时可以每日或隔日肌肉注射,每头牛每次200~400国际单位,与黄体素配合应用效果最好。FSH在家畜体内的半衰期较短,注射后在短时间内失去活性,因此使用时需分次注射。

2. 促黄体素(LH)

它可与FSH协同作用,促进卵巢血流加速,促使卵母细胞成熟、排卵。使用时,一般每次肌肉注射200~300国际单位,1周后直肠检查卵巢变化,变化不大时可再注射1次。将FSH和LH按5∶1的比例混合使用,也可以取得良好的超排效果。

3. 孕马血清促性腺激素(PMSG)

它主要存在于怀孕母马的血清中,具有类似促卵泡素和促黄体素的双重活性,但以促进卵泡发育为主。因其经济实用,生产上常用其代替价格较高的促卵泡素,用于家畜的超数排卵。PMSG在体内半衰期较长,一般情况下母牛的使用剂量为2000~3000国际单位,一次肌肉注射即可。临床试验证明,使用PMSG做超数排卵效果良好,药效比较稳定,卵巢体积不会过度增大,处理后卵巢容易恢复正常,排卵率高,残留的成熟卵泡少。如配合使用抗PMSG可以控制发育的卵泡数量,排卵时间较集中,一侧卵巢可排出比较理想卵子5~8枚。

4. 人绒毛膜促性腺激素(HCG)

商品制剂由孕妇尿液或流产刮宫液中提取,其功能与促黄体素很相似,可以促进母畜卵泡成熟、排卵和形成黄体。

5. 前列腺素(PG)

这是一组具有生物活性的类脂物质,其中有一种PGF2α可促进血液中促黄体素含量升高,而且具有促进排卵的作用。

6. 促排卵素(LRH)

这是一种人工合成的多肽类激素,具有促黄体素(LH)和促卵泡素(FSH)的作用。

四、超数排卵技术该怎样操作?

在前四天,皮下或肌肉注射孕马血清(PMSG)2000~3000国际单位,经过4天或后再注射人绒毛膜促性腺激素(HCG)1500~2000国际单位。为使卵子有较多的受精机会,一般在后授精2~3次,每次间隔8~12小时。

临床试验证明,在黄体期注射PMSG后48小时配合注射PG,会促使黄体提早消退,超排效果更好,但是PMSG不宜与PG同时注射,否则会导致排卵率降低。近年来在周期的中期配合应用PGF2α进行超数排卵的方法已被广泛地采用。另外,如果用孕激素对母牛作预处理,可以提高母牛对促性腺激素的敏感性,增强超排效果。对比试验证明,PMSG剂量以1200~1500国际单位诱导双胎效果为好。

制定了超排方法地方标准,即促卵泡素(FSH)5天注射法:以母牛开始作为周期的0天,从母牛周期的第九天开始,每天7~8时和19~20时各注射1次FSH,连续5天,用量递减。

五、进行超数排卵需要注意什么问题?

超数排卵是一种先进的繁殖技术,需要有相应的设备和娴熟的技术。实践经验证明,青年母牛超排效果优于经产母牛,产后早期和泌乳高峰期超排效果较差。使用促性腺激素的剂量,前次超排至本次的间隔时间、采卵时间等均可影响超排效果。应反复对母牛进行超排处理,一般第二次超排应在首次超排后60~80天进行,第三次超排应在第二次超排后100天进行。增加用药剂量或更换激素制剂对母畜进行超排处理,不但超排效果差,而且还可能导致卵巢囊肿等病变,影响后续繁殖力的发挥。

六、有没有让母牛产双犊的繁殖技术?

牛是单胎动物,在自然条件下生双胞胎的概率只有十万分之一。目前,在科研人员的共同努力下,研究出了一些能够让母牛产双犊的繁殖技术,但因为牛个体差别很大,同样的激素剂量可能会出现不同的效果,所以,这些繁殖技术不是十分成熟,不能保证让母牛百分之百产双犊。常见的有如下几种方法:

1. 促排卵素(LRH)法

LRH-A3和LRH-A2号,在母牛输精前或输精后同时肌肉注射20~40微克,1次即可。

2. 人绒毛膜促性腺激素(HCG)法

每头母牛肌注HCG 2000~5000微克,隔7天后再注射2000~4000微克,第十一天时再注射2000微克,出现第二天上午输精,间隔8~10小时再做第二次输精。

3. 孕马血清(PMSG)法

第11篇

关键词:铁路;客运专线;箱梁混凝土;裂缝控制;技术

如今,铁路客运专线当中广泛使用钢筋混凝土箱梁。箱梁混凝土裂缝问题是在铁路工程建设当中是非常常见的技术问题。裂缝一旦出现,尤其是贯穿裂缝在重要的结构部位出现,危害性非常大,会将结构的耐久性降低,过早对钢筋进行腐蚀,将构件的承载力减弱,直接威胁到铁路的安全使用,所以,需要对其进行控制。

1裂缝种类

1.1温度裂缝。铁路客运专线箱梁混凝土浇筑之后,水泥水化过程中将出现比较多的水化热,正因为箱梁体积巨大,不容易散发水化热,导致内部温度急剧上升,表层散热又极快,出现内外温差大的现象。温差大造成不同的内外冷热情况,造成混凝土结构内外不同的拉应力,一旦外部拉应力大于内部混凝土抗拉应力强度,就会出现裂缝。这样的裂缝主要是发生于混凝土施工的后期,尤其是混凝土拆模的过程中,主要是因为内外的温度差比较大,混凝土表层温度降低比较快导致收缩现象。这些主要是发生在表层范围中,大部分出现在端部比较厚或者腹板的地方。混凝土当中水泥用量以及水泥品种直接对混凝土产生多少水化热有紧密的关系,用水泥量越高就容易出现比较高的水泥内部温度,出现温度应力比较大,从而增加出现温度裂缝的可能性。1.2干缩裂缝。干缩裂缝主要是出现在养护箱梁一段时间或者浇筑之后的一周左右,完成浇筑之后混凝土表层受到外界条件的影响,水分损失非常快,变形也非常大,内部水分损失缓慢,温度改变幅度低,变形比较小,表层出现大的干缩变形是因为受到混凝土内部约束力导致拉应力较大,造成裂缝,因此,混凝土当中相对湿度越小,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝就容易出现。1.3塑性收缩裂缝。混凝土凝结前,表层水分蒸发比较迅速导致出现裂缝,这样的裂缝就是塑形收缩裂缝,大风或者干热的情况下容易出现这种裂缝。,主要是因为终凝混凝土之前,混凝土强度比较弱,碰到大风或者干热天气,造成表面水分过快流失,造成更大的负压,以致于混凝土体积快速收缩,产生裂缝。

2混凝土裂缝控制技术

2.1优选材料。(1)水泥。因为混凝土温度的升高是水泥水化热造成,所以控制混凝土裂缝需要从减少水泥水化热开始,尽可能的挑选低热水泥亦或者是降低混凝土水泥使用量来减少水泥水化热的出现。(2)粗骨料。同样强度等级的混凝土利用卵石所使用到的水和水泥的量要低于碎石的用水和水泥用量;同样品种的骨料,骨料粒径越大,级配越高,空隙率越小就说明总表面积越小,从而混凝土的水与水泥用量也降低,随之水化热降低,可更好的防止裂缝出现。(3)细骨料。普通的细骨料就是砂,按照粒径大小分为粗、中、细砂,相同重量条件下的细砂总面积最高,混凝土当中,因为砂的表面是由水泥包裹着,所以砂的表面积越大所需要的水泥越多。施工过程中要尽可能的选择使用粗中砂,由此减小孔隙率以及总表面积,降低使用水泥的用量,减少水化热。(4)外加剂。减水剂的关键作用就是将混凝土的和易性改良,有效的将水灰比减小,提高混凝土强度的前提下降低水泥使用量,预防混凝土出现裂缝。(5)掺和料。一般为了降低水泥使用量、降低水化热同时将和易性提高,会利用粉煤灰取代部分水泥,不但降低水泥使用量,减少水化热。同时,促使硬化之后的混凝土更加紧致,降低混凝土的收缩数值。2.2优化混凝土施工工艺。(1)使用大刚度模板,防止浇筑混凝土的过程中,受到侧向压力的作用导致模板出现变形,导致变形裂缝出现。(2)保持好混凝土原材料的温度,夏季高温要利用地下水将骨料、砂等原材料进行冲凉,防止在阳光下直射,有意遮蔽阳光,泵送管道上要利用草袋覆盖以此起到隔热的效果。(3)控制好混凝土的搅拌时间,如果时间太久就会导致水分蒸发,混凝土坍落度过低,在混凝土体积上出现收缩裂缝,而且还是不规则的。(4)控制分层浇筑混凝土的步骤,增强混凝土散发内部热量的速度,掌控混凝土浇筑速度,保证硬化混凝土前后均匀沉石,防止不规则的裂缝。(5)降低混凝土的水化热,为了可以将箱梁内模拆除,每跨梁体之间留下两个天窗,以便更好的将梁内热量散发出来,同时安装吹风机来朝着箱体内部吹风,利用空气的快速流动减少箱体温度,降低箱体内外混凝土的温差,减小出现裂缝的几率。(6)振捣混凝土,在竖向混凝土构件表层构成水渠,导致砂石下沉或者水泥浆上浮,箱体表层出现了塑像收缩,容易在梁体表层出现裂缝。2.3做好表面隔热养护。箱体混凝土梁裂缝出现,大部分都是因为箱体内外温差较大导致的。混凝土完成浇筑,内外温差加大,一般情况下,表面收缩受到内部混凝土约束导致拉应力,这种拉应力比较低,不会高于混凝土的抗拉应力限度。如果冷空气侵袭,通风散热的速度加快,造成混凝土表面温度降低速度加快,容易出现裂缝。因而拆模之后,特别是寒冷季节,要对混凝土表面进行保护,防止因为表面温度降低而出现的裂缝。科学的养护工作,不仅能够保温保湿,还可以将早期过大的内外温差以及表层收缩情况改良,同时确保混凝土强度快速提高,提高抗拉强度,地域内外温差和表层干缩造成的拉应力,尽量将铁路客运专线的箱梁混凝土内部温度减少。在温度非常高的情况下,混凝土浇筑后,要及时做好洒水工作,确保混凝土的表面维持在湿润的状态,这样可以将外界高温危害减少,同时还可以防止出现干缩裂缝,更好的将混凝土强度提高。

3结束语

总而言之,对铁路客运专线箱梁混凝土裂缝控制,需要经过科学合理选择原材料、保证混凝土施工工艺、增强对混凝土的表面养护工作。只有这样,才能够对铁路客运专线箱梁混凝土裂缝实现行之有效控制的目的,给箱梁混凝土更加稳定健康的施工带来更好的保障。

参考文献:

[1]周斌.预应力混凝土箱梁后张法的施工质量控制探讨[J].工程技术研究,2017,(7):68+71.

[2]刘柏军.建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与治理[J].工程技术研究,2017,(2):148+163.

[3]周明.工程混凝土结构裂缝的原因与控制[J].南方农机,2007,(6):29-30.

第12篇

1)汽车发动机基本原理和构造

当今世界上的汽车发动机工作过程基本上都由四个冲程组成,即进气、压缩、膨胀和排气。利用燃料和空气的混合气在气缸内燃烧产生的高温高压气体的膨胀,发动机借助于曲柄连杆机构通过曲轴对外输出扭矩而作功。发动机按照所用燃料可分成汽油机、柴油机和燃气发动机;按照点火方式可分成点燃式和压燃式;汽油机按照空气和燃油的比例可分成理论当量燃烧和稀薄燃烧;按照汽油喷射地点可分成中央喷射、进气口喷射和缸内喷射。

发动机的各个部分按其功能可分成燃油供应系统、进气排气系统、点火系统、曲柄连杆传动机构、系统、冷却系统和辅助系统如发电机、起动机、空调压缩机和各种泵等。

发动机工况可分成冷起动、起动后、暖机、怠速、部分负荷、全负荷、加速、减速和倒拖滑行等。这些工况主要根据负荷与转速,结合发动机温度(即冷却液温度)来区分。

2)电子控制在发动机中的重要意义

汽车电子控制始于发动机电子控制。电子控制之于1957年引入发动机以及于1967年商品化,其初衷是为了满足越来越严格的排放法规要求,同时提高汽车的动力性、燃油经济性和舒适性。现代汽车和发动机技术离开了电子控制是不可思议的。电子产品的产值在整个汽车中所占的比例随着汽车级别的提升而升高,可达30以上。

3)发动机电子控制的核心问题

汽油机电子控制的核心问题是燃油定量和点火定时。柴油机电子控制的核心问题是燃油定量和喷油定时。

2.汽车和发动机电子控制系统的组成

汽车和发动机电子控制系统跟其它电子控制系统一样,也是由传感器、电子控制单元(ECU)和执行器组成。

1)传感器

(1)目前汽油机电子控制系统常用的传感器有:

l进气岐管绝对压力传感器(提供进气岐管绝对压力信息供计算负荷等)

l燃油压力传感器(提供油轨燃油压力信息)

l燃油箱压力传感器(提供燃油箱压力信息)

l机油压力传感器(提供机油压力信息)

l冷却液温度传感器提供(提供发动机温度信息)

l进气温度传感器(提供进气温度信息供计算空气密度等)

l空调蒸发器温度传感器(提供空调蒸发器温度信息)

l空调冷凝器温度传感器(提供空调冷凝器温度信息)

l空气流量传感器(提供空气流量信息供计算负荷等)

l节气门位置传感器(提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息)

l油门踏板位置传感器(提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息等)

l霍尔传感器(提供转速信息、曲轴位置和相位信息)

l感应式转速传感器(提供转速信息和曲轴位置信息)

l燃油箱液面位置传感器(提供燃油箱液面位置信息)

l爆震传感器(提供发动机机体接收到的振动信息)

l排气再循环阀阀杆位移传感器(提供排气再循环阀开度信息)

l氧传感器(提供过量空气系数l是大于1还是小于1的信息)

(2)目前柴油机电子控制系统常用的传感器有:

l增压压力传感器(提供增压压力信息)

l燃油压力传感器(提供共轨燃油压力信息)

l机油压力传感器(提供机油压力信息)

l冷却液温度传感器(提供发动机温度信息)

l燃油温度传感器(提供燃油温度信息)

l进气温度传感器(提供进气温度信息)

l排气温度传感器(提供排气口和排气管的温度信息)

l空调蒸发器温度传感器(提供空调蒸发器温度信息)

l空调冷凝器温度传感器(提供空调冷凝器温度信息)

l空气流量传感器(提供空气流量信息)

l节气门位置传感器(提供节气门位置信息用于排气再循环控制)

l转角传感器(提供分配泵轴转角信息)

l油门踏板位置传感器(提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息)

l霍尔传感器(提供转速和曲轴相位信息)

l海拔高度传感器(提供海拔高度信息)

l车速传感器(提供车速信息)

l感应式转速传感器(提供转速信息和曲轴位置信息)

l燃油箱液面位置传感器(提供燃油箱液面位置信息)

l排气再循环阀阀杆位移传感器(提供排气再循环阀开度信息)

l氧传感器(提供过量空气系数l的具体数值)

l压差传感器(提供微粒物捕集器的压差信息)

lNOX传感器(提供排气后处理系统的NOX浓度信息)

2)电子控制单元

电子控制单元(ECU)接受传感器提供的各种信息并加以处理,根据处理向执行器发出指令给,对发动机实施控制。电子控制单元由微型计算机和模拟电路组成。随着发动机技术的不断发展,电子控制单元的信息处理量越来越大,现在所用的芯片已经达到32位,晶体管数量可超过700万个,匹配参数可超过6000个,针脚数目可超过150个。

3)执行器

(1)目前汽油机电子控制系统常用的执行器有:

l电动燃油泵

l电磁喷油器

l点火线圈

l各种怠速执行器

l炭罐控制阀

l排气再循环控制阀

l电动节气门(又称电子油门)

l液压回路电磁阀(用于可变气门定时控制等)

l气动回路电磁阀(用于可变进气管长度控制等)

l全可变气门电子控制执行器

l涡轮增压废气放空控制阀

l电动二次空气泵

l三效催化转化器加热执行元件

l冷却风扇

l空调压缩机电磁离合器

l发动机上的其他辅助设备

(2)目前柴油机电子控制系统常用的执行器有:

l电动输油泵

l各种燃油喷射泵

l喷油量执行器(集成于燃油喷射泵内)

l喷油提前角执行器(集成于燃油喷射泵内)

l燃油切断阀(集成于燃油喷射泵内)

l共轨高压泵

l共轨压力控制阀

l各种共轨喷油器

l单元喷嘴系统和单元泵系统的高压燃油电磁阀

l炽热塞

l排气再循环控制阀

l电动节气门(又称电子油门)

l可变气门控制执行器

l可变进气管长度执行器

l涡轮增压废气放空控制阀

l冷却风扇

l空调压缩机电磁离合器

l发动机上的其他辅助设备

一部分柴油机传感器和执行器集成于燃油喷射设备之内,因所用的柴油喷射设备而异。

3.汽油机基本的电子控制项目

1)燃油定量。这是汽油机最重要的电子控制项目。控制对象是进入发动机的空气与燃油的质量比例,由ECU根据发动机的负荷、转速和冷却液温度等参数决定。负荷就是驾车人对发动机的扭矩要求,通过吸入空气量或油门踏板位置传递给ECU。执行器是电动燃油泵和电磁喷油器。燃油定量影响汽车的动力性、燃油经济性、舒适性、排放和零部件的安全。

2)点火定时。点火定时通常用点火发生时活塞在压缩冲程上止点之前多少度曲轴转角,即点火提前角来表征,也要根据发动机的负荷、转速和冷却液温度等工况参数决定。执行器是点火线圈。点火定时同样影响汽车的动力性、燃油经济性、舒适性、排放和零部件的安全。

3)爆震控制。汽油机爆震会损坏发动机,恶化排放和燃油经济性。通过电子控制避免爆震的主要途径是减小点火提前角。所以爆震控制通过点火定时控制实施。但是过小的点火提前角会影响燃油经济性。爆震控制的目的就是使点火提前角保持在恰好不发生爆震的临界点。

4)油箱蒸发排放物控制。油箱蒸发排放物都是碳氢化合物,是有害物质,必须利用活性炭罐加以吸附,并在适当的时候用新鲜空气清洗活性炭罐。清洗气流通过进气管送入气缸燃烧。并不是任何工况下都可以进行清洗,所以要利用炭罐控制阀对清洗气流加以控制。

4.柴油机基本的电子控制项目

柴油机基本的电子控制项目就是燃油定量和喷油定时。这两者都由喷射设备根据转速、负荷和冷却液温度等信息控制。这里,负荷信息由油门踏板传感器提供。如果说汽油机可以采用,也可以不采用油门踏板位置传感器的话,那么柴油机必须采用。

5.扩展的发动机电子控制项目

1)扩展的汽油机电子控制项目

l可变进气管长度电子控制。用于提高发动机动力性。

l可变气门电子控制。用于提高发动机动力性、经济性和舒适性,降低有害物质排放。

l增压压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性,降低有害物质排放。

l排气再循环电子控制。用于降低发动机氮氧化物排放。

l二次空气电子控制。用于满足欧4以上法规对碳氢化合物和一氧化碳排放的要求。

l三效催化转化器燃油加热或电加热电子控制。用于满足欧4以上法规对排放的要求。

l停车-起动运行电子控制。用于提高发动机经济性和满足欧4以上法规对排放的要求。

l气缸封闭和气门封闭电子控制。用于提高发动机经济性,降低有害物质排放。

l喷油压力和喷油定时控制。用于汽油直喷,提高动力性和经济性,降低有害物质排放。

2)扩展的柴油机电子控制项目

l喷油压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性,降低有害物质排放。

l喷油规律电子控制。用于提高发动机动力性和经济性,降低有害物质和噪声排放。

l多次喷油电子控制。用于提高发动机动力性和经济性,降低有害物质和噪声排放。

l可变进气管长度电子控制。用于提高发动机动力性。

l可变气门电子控制。用于提高发动机动力性、经济性和舒适性,降低有害物质排放。

l增压压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性,降低有害物质排放。

l排气再循环电子控制。用于降低发动机氮氧化物排放。

l停车-起动运行电子控制。用于提高发动机经济性和满足欧4以上法规对排放的要求。

l气缸封闭和气门封闭电子控制。用于提高发动机经济性,降低有害物质排放。

l微粒物捕集器再生电子控制。用于降低发动机微粒物排放。

6.展望和结语

1)发动机电子控制系统是一个非常有潜力的市场。随着排放法规的逐步趋严和燃油经济性要求的逐步提高,发动机技术正在飞速发展,新的电子控制技术还在不断涌现。

2)都说世界制造业的重心正在向中国转移。汽车行业,包括汽车电子行业,也在一定程度上出现了这种趋势。但是,目前中国发动机电子控制系统的原配套产品基本上都出自外资企业。这些企业组装产品用的元件几乎都不是在中国生产的。由此我国丧失了许多GDP和就业岗位。国营和民营企业技术水平低下,只能仿造外资企业的产品,跟在外资企业后面从维修备件市场分一点残羹冷饭。有的甚至还偷偷摸摸地打着外资企业的招牌,干着生产假冒伪劣产品的勾当。这种局面应当扭转。政府应当看到,这个行业的发展将会带来巨大的GDP增长,并创造大量的就业机会。所以政府应当做出规划,对这一行业加以扶植和整顿。