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参数调节（精选九篇）
参数调节 篇1
关键词：矿井通风,灵敏度,风量调节,风阻
风量调节是矿井通风技术管理中的一项经常性工作,工作量大,对矿井安全和节约通风能耗也都有重大的影响[1],而风量调节点多是根据串、并联风网的特性进行定性选择。关于风量调节方法的研究文献主要涉及如何合理设置通风构筑物,以达到主要通风机在尽量低的能耗下实现对用风点风量的按需分配[2,3]。在实际通风管理中,多数通风构筑物已设定,调风工作更关注将风量调节到需要的大小。从通风网络的特性可知,任一分支风阻发生变化,所有分支风量都有可能变化,风网灵敏度正是反映分支风阻发生变化时风量变化的灵敏程度, j分支风阻Rj对i分支风路风量qi的灵敏度dij的大小可表示为
整个风网的灵敏度是一个维数等于网络分支数的方阵。已有研究表明,灵敏度可用于分析风量异常原因[4,5]、比较不同风网的稳定性[6,7]以及分析角联分支的稳定性[8]。在此以自主开发软件为目的,分析灵敏度的概念及求解方法,对基于灵敏度的风量调节方法进行研究。
1 风网灵敏度的解析求解
对于有n条边、m个节点的风网,其回路风压平衡方程、节点风量平衡方程分别为
式中:cij为1表示分支j与回路同向,为-1表示与回路反向,等于0表示分支j不在回路i中;pj为j分支的风机风压、自然风压及火风压之代数和,若无该项则取0;qj为分支j风量;bij等于0表示节点i与分支j不相连,等于1表示分支j风流流入i节点,等于-1表示j分支风流流出i节点。
分别就式(1)、式(2)对任一分支风阻Rk(1≤k≤n)求偏导得:
令向量
对于风网的某一具体状态,分支风阻、风量是已知的,可由式(3)、式(4)确定矩阵A与向量
D=A-1B (6)
根据对数据的需求情况,式(5)、式(6)可作为两种计算灵敏度的方法。
2 用算例分析灵敏度的变化规律
基于已有的网络解算软件[9,10],采用全选主元Gauss消去法求解式(5)与全选主元Gauss-Jordan法求解式(6)中A的逆矩阵,实现灵敏度的两种计算方法。图1是使用软件绘制的一个简化风网,各分支风阻依次为0.142,0.213,0.109,0.185,0.100,0.231,0.157,0.440,0.070 N·s2/m8。
分支9中有风机,其性能曲线函数为y=-0.343 2q2+16.196 8q-61.156 1,通过网络解算求出分支风量依次为15.4,12.8,3.0,12.4,15.8,16.2,3.8,12.0,28.2 m3/s。图2是分支4取不同风阻时对分支1,3的灵敏度的绝对值变化规律的统计结果。可见灵敏度绝对值与风阻之间大致呈幂函数关系,即:
|dij|=aR
式(7)中系数a,b可通过回归方程分析求得。
3 风量调节点的选择及调节风阻的确定
3.1 调节点选择与调节风阻确定的原则
在通风网络的某一状态中,如需增加支路i的自然分配风量,则可调节的分支j应满足:dij>0;反之若需减小i分支风量,则应满足dij<0。当采用增阻调风时,若要增加i点风量,应选择灵敏度矩阵中第i行最大的进行调阻,反之要减小风量,则应选择最小的进行调阻。
根据灵敏度的衰减规律可知,随着Rj的增加,风量qi增加的幅度在逐渐地变小。因此,当风阻增加并超过某一临界值Rjmax时,由于风量qi 的增加量在逐渐地减小,风路风阻Rj对于i风路风量增阻调控进入一个迟钝的区域;当风阻值小于Rjmax 时,由于风量qi 随着风阻Rj的变化较为灵敏,可以认为j风路风阻R对于i风路风量q的增阻调控处于一个灵敏的区域。因此,可以给出风路j的风阻对风路i的风量增阻调控的合理范围为(Rj 0,Rjmax),Rj 0表示通风网络中第j条风路未进行调控时的风阻值,即没有任何通风构筑物时的风阻值;Rjmax表示通风网络中第j条风路风阻对第i条风路风量调控的临界值。根据对大量通风网络的分析,临界值可设定为灵敏度衰减为Rj 0的10%时的风阻值,即aR
3.2 增阻调风上限风阻的计算
软件在灵敏度计算的基础之上,实现了对式(8)的自动求解。对选出的调阻分支j,依次计算风阻被设定为0.01,0.03,0.06,0.09,0.10,0.30,0.60,0.90,1.00,3.00,6.00 N·s2/m8时的灵敏度,然后对这12组样点数据按式(7)采用最小二乘法进行回归分析,确定系数a,b。由于采用了式(5)计算灵敏度,大大减少了回归分析中的计算量。
4 风量调节实例
某矿通风网络图如图3所示,分支上标注了风阻。分支(27,1)、(28,1)为风机分支,风机的风量风压性能函数分别为
p=7 446.27-106.975Q+0.914Q2-0.003 28Q3
p=2 897.926+19.038Q-0.252Q2+0.000 262Q3
当前状态下2#采面分支(9,23)风量为26 m3/s,风量较小,拟增加此分支风量。使用软件计算得所有分支(不包括风机分支)风阻对分支(9,23)的灵敏度见表1,可见分支(11,13)对本分支的灵敏度绝对值最大,因此选择在此分支增阻来增加2#采面的风量。经回归分析得到式(7)中的系数a,b分别为4.62、-0.64,求得分支(11,13)的风阻调节上限为0.011 0 N·s2/m8。
5 结语
1) 分析了灵敏度的解析求解公式,确定了分支灵敏度与风阻之间呈幂函数的关系。编制了与网络解算集成的灵敏度计算软件,实现了风量调节中最有效调节点的选择。
2) 通过对灵敏度衰减规律进行回归分析,实现了风阻调节点调节上限的自动计算。
参考文献
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[9]李龙清,吴奉亮.基于ObjectARX的通风设计参数组织方法研究[J].煤炭学报,2004,29(5):576-579.
参数调节 篇2
压铸生产中机器工艺参数的设定和调节直接影响产品的质量。一个参数可能造成产品的多个缺陷，而同一产品的同一缺陷有可能与多个参数有关，要求在试压铸生产中要仔细分析工艺参数的变化对铸件成形的影响。压铸生产厂家通常由专人设定和调节机器参数。下面以力劲机械厂有限公司生产的DCC280卧式冷室压铸机为例，说明压铸生产中主要工艺参数的设定和调节技能。
第四节 工艺参数的设定和调节技能
压铸生产中机器工艺参数的设定和调节直接影响产品的质量。一个参数可能造成产品的多个缺陷，而同一产品的同一缺陷有可能与多个参数有关，要求在试压铸生产中要仔细分析工艺参数的变化对铸件成形的影响。压铸生产厂家通常由专人设定和调节机器参数。下面以力劲机械厂有限公司生产的DCC280卧式冷室压铸机为例，说明压铸生产中主要工艺参数的设定和调节技能。
一、主要工艺参数的设定技能
DCC280卧式冷室压铸机设定的内容及方法如下：
（1）射料时间：射料时间大小与铸件壁厚成正比，对于铸件质量较大、压射一速速度较慢且所需时间较长时，射料时间可适当加大，一般在2S以上。射料二速冲头运动的时间等于填充时间。
（2）开型（模）时间 ：开型（模）时间一般在2S以上。压铸件较厚比较薄的开型（模）时间较之要长，结构复杂的型（模）具比结构简单的型（模）具开型（模）时间较之要长。调节开始时可以略为长一点时间，然后再缩短，注意机器工作程序为先开型（模）后再开安全门，以防止未完全冷却的铸件喷溅伤人。
（3）顶出延时时间：在保证产品充分凝固成型且不粘模的前提下，尽量减短顶出延时时间，一般在0.5S以上。（4）顶回延时时间：在保证能顺利地取出铸件的前提下尽量减短顶回延时时间，一般在0.5S以上。
（5）储能时间：一般在2S左右，在设定时操作机器作自动循环运动，观察储能时间结束时，压力是否能达到设定值，在能达到设定压力值的前提下尽量减短储能时间。
（6）顶针次数：根据型（模）具要求来设定顶针次数。（7）压力参数设定
在保证机器能正常工作，铸件产品质量能合乎要求的前提下，尽量减小工作压力。选择、设定压射比压时应考虑如下因素： 1）压铸件结构特性决定压力参数的设定。
①壁厚：薄壁件，压射比压可选高些；厚壁件，增压比压可选高些。
②铸件几何形状复杂程度：形状复杂件，选择高的比压；形状简单件，比压低些。③工艺合理性：工艺合理性好，比压低些。2）压铸合金的特性决定压力参数的设定
①结晶温度范围：结晶温度范围大，选择高比压；结晶温度范围小，比压低些。②流动性：流动性好，选择较低压射比压；流动性差，压射比压高些。
③密度：密度大，压射比压、增压比压均应大；密度小，压射比压、增压比压均选小些。④比强度：要求比强度大，增压比压高些。3）浇注系统决定压力参数的设定
①浇道阻力： 浇道阻力大，主要是由于浇道长、转向多，在同样截面积下、内浇口厚度小产生的，增压比压应选择大些。②浇道散热速度：散热速度快，压射比压高些；散热速度慢，压射比压低些。4）排溢系统决定压力参数的设置
①排气道分布：排气道分布合理，压射比压、增压比压均选高些。②排气道截面积：排气道截面积足够大，压射比压选高些。5）内浇口速度
要求速度高，压射比压选高些。（⑥温度
合金与压铸型（模）：温差大，压射比压高些；温差小，压射比压低些。8）压射速度的设定
压射速度分为慢压射速度（又称射料一速）、快压射速度（又称射料二速）、增压运动速度。
慢压射速度通常在0.1～0.8m/s范围内选择，运动速度由0逐渐增大，快压射速度与内浇口速度成正比，一般从低向高调节，在不影响铸件质量的情况下，以较低的快压射速度即内浇口速度为宜。
增压运动所占时间极短，它的目的是压实金属，使铸件组织致密。增压运动速度在调节时，一般观察射料压力表的压力示值在增压运动中呈一斜线均匀上升，压铸产品无疏松现象即可。
（9）一速、二速转换感应开关的位置调节原则
1）一速、二速运动转换应该在压射冲头通过压室浇注口后进行 2）对于薄壁小铸件，一般一速较短、二速较长 3）对于厚壁大铸件，一般一速较长，二速较短
4）根据铸件质量（如飞边、欠铸、气泡等）调节转换点。
（10）金属液温度的调节 合金液温度可从机器电气箱面板上显示和设定。各种合金液其浇注温度不相同，同一压铸合金不同结构的产品，其厚壁铸件比薄壁铸件浇注温度要低。
（11）浇注量的选择 所选择的每次浇注量应使所生产出来的产品余料厚度在15～25mm范围为宜，并要求每次合金液的舀取量要稳定。
（12）模温的控制 模温是指压铸型（模）合型（模）时的温度，对于不同的合金液，其模温温度不同，一般以合金凝固温度的1/2为限。在压铸生产中最重要的是型（模）具工作温度的稳定和平衡，它是影响压铸件质量和压铸效率的重要因素之一。
机器液压系统各个动作的工艺参数，如压力、速度、行程、起点与终点，各个动作的时间和整个工作循环的总时间都有一定的技术参数，要求调试人员一定要熟悉机器技术性能，根据液压系统图认真分析所有元件的结构、作用、性能和调试范围，搞清楚液压元件在设备上的实际位置，并了解机械、电气、液压的相互关系。
二、主要工艺参数的调节技能 1.机器在调节时应注意的事项
1）只能调节机器使用说明书上指出的可调参数。调压时应按使用说明书的要求进行，不准大于规定的压力值，尽量防止调压过高，而致使油温增高或损坏元件。
2）不准在执行元件（液压缸、液压马达）运动状态下调节系统工作压力。3）调压前应先检查压力表是否损坏，若有异常，待压力表更换后再调节压力。
4）调压前，先把所要调节的调压阀上的调节螺母放松，调压后，应将调节螺钉的紧固螺母拧紧，以免松动。2.主要工艺参数的调节技能（1）开、合型（模）慢速段的调节
开型（模）和合型（模）慢速段的速度统一由慢速油阀左侧的调节螺钉控制。顺时针旋紧螺钉，则开、合型（模）慢速段速度减慢，逆时针旋松螺钉，则开、合型（模）慢速速度加快。调节合适后，将固定螺母拧紧，如图3-93所示。
图3-93 开、合型（模）慢速段的调节
（2）开、合型（模）常速（即快速）段的调节
1）开型（模）常速段速度由开、合型（模）换向阀右侧的调节螺钉控制。顺时针旋紧螺钉，则速度减慢，逆时针旋松螺钉，则速度加快。调节合适后，将固定螺母拧紧，如图3-94所示。
图3-94 开型（模）常速（即快速）段的调节
2）合型（模）常速段速度由开、合型（模）换向阀左侧的调节螺钉控制。顺时针旋紧调节螺钉，则合型常速段速度减慢，逆时针旋松调节螺钉，则合型常速段速度加快。调节合适后，将固定螺母拧紧，如图3-95所示。
图3-95 合型（模）常速（即快速）段的调节
（3）低压大流量泵压力的调节
起动机器作自动循环运动，用手旋转双泵流量控制阀上的调节螺钉，可调节低压压力到一定值（一般5×106Pa（50bar）左右），低压压力值从低压压力指示表上读出。调节合适后，将固定螺母拧紧，如图3-96所示。
图3-96低压大流量泵压力的调节
（4）射料二速工作压力的调节
射料二速工作压力由控制二速压力的调节螺钉调节，用手旋转减压阀上的调节螺钉可调节压力大小，其压力示值从射料二速压力表中读出，此压力即为二速射料运动中的射料压力。DCC400卧式冷室压铸机具体调节步骤如下：
1）先旋松截止阀上调节螺钉，使二速蓄能器卸荷后再旋紧，如图3-97所示。
图3-97 旋松截止阀
2）旋松减压阀调节螺钉上的紧固螺母，如图3-98所示。
图3-98 旋松减压阀
3）一边用手按住起压按钮，一边慢速调节减压阀上调节螺钉，观察压力表上指针到所需要的示值（最大值1.4×10Pa（140bar））为止，如图3-99所示； 4）将减压阀调节螺钉上的紧固螺母拧紧。
7图3-99 起压并观察压力表
（5）增压运动工作压力的调节
增压运动工作压力由控制增压蓄能器的减压阀上的调节螺钉调节。用手旋转减压阀上的调节螺钉，可调节其压力大小，其压力示值从增压压力表中读出。DCC400卧式冷室压铸机增压压力具体调节步骤如下：
1）先旋松截止阀（V54）阀上调节螺钉，使增压蓄能器卸荷后再旋紧，如图3-100所示；
图3-100 旋松截止阀
2）旋松减压阀调节螺钉上的紧固螺母，如图3-101所示。
图3-101 旋松减压阀
3）一边用手按住起压按钮，一边调节减压阀（V51）上调节螺钉，观察压力表指针到所需要的示值为止，如图3-102所示； 4）将减压阀调节螺钉上的紧固螺母拧紧。
图3-102 起压、观察压力表，调节螺钉
（6）增压控制蓄能器压力的调节
1）先旋松截止阀（V63）阀上调节螺钉，使增压控制蓄能器卸荷后再旋紧，如图3-103所示。
图3-103 旋松减压阀
2）旋松减压阀（V65）调节螺钉上的紧固螺母。
3）一边用手按住起压按钮，一边调节减压阀（V51）上调节螺钉，顺时针旋转螺杆，压力增大；逆时针旋转螺杆，压力减小，观察压力表指针到所需要的示值（6×106Pa（60bar））为止，如图3-104所示。
4）将减压阀调节螺钉上的紧固螺母拧紧。
图3-104 起压、观察压力表
（7）射料一速速度的调节
射料一速运动速度由一速可调插装阀左侧控制，调节其螺杆可改变一速运动速度：顺时针旋转螺杆，速度减小；逆时针旋转螺杆，速度增大，如图3-105所示。
图3-105射料一速速度的调节
（8）射料二速速度的调节
射料二速的速度大小由二速插装阀上的调节手轮控制，用手旋转手轮可获得不同的速度：顺时针旋转手轮，速度减小；逆时针旋转手轮，速度增大，如图3-106所示。
图3-106射料二速速度的调节
（9）增压速度的调节
增压速度的大小由插装阀上的调节手轮控制，用手旋转手轮可获得不同的速度：顺时针旋转手轮，速度减小；逆时针旋转手轮，速度增大，如图3-107所示。
图3-107增压速度的调节
（10）射料回锤速度调节
射料回锤运动的速度由射料可调换向阀右侧控制，调节其螺杆可改变回锤运动速度：顺时针旋转螺杆，速度减小；逆时针旋转螺杆，速度增大，如图3-108所示。
图3-108 射料回锤速度调节
（11）一速、二速运动行程的调节
一速、二速运动行程的长短由二速感应开关的位置决定，两段行程的长短影响铸件的成形质量，例如欠铸、飞边、气泡等，一般在试压铸生产中根据产品质量作调节，如图3-109所示。
图3-109 一速、二速运动行程的调节
第三节 压铸机的选用
一、压铸机的选用原则
1）根据铸件的技术要求、使用条件和压铸工艺规范核算压铸机的技术参数及工艺性，初选合适机型。
2）根据初步构想的压铸型（模）技术参数和工艺要求核算出压铸工艺参数及压铸型（模）外形尺寸，选用合适机型。3）评定压铸机的工作性能和经济效果，包括成品率、合格率、生产率及运转的稳定性、可靠性、和安全性等。
二、压铸机的选用方法
1）在实际生产中，选择压铸机主要根据压铸合金的种类、铸件的轮廓尺寸和重量确定采用热室或冷室压铸机。对于锌合金铸件和小型的镁合金铸件通常选用热室压铸机。对于铝合金、铜合金铸件和大型的镁合金铸件选用冷室压铸机为主。立式冷室压铸机适合于形状为中心辐射状和圆筒形的、同时又具备开设中心浇道条件的铸件。
2）根据压铸件的材料、轮廓尺寸、平均壁厚、净重来选择压铸机型号规格。可通过计算来求得锁型（模）力的大小值、每次浇注量、压射室充满度等实际工艺参数作为选取机型的依据。
3）压铸型（模）大小应与压铸机上安装型（模）具的相应尺寸相匹配，其主要尺寸为压铸型（模）的厚度和型（模）具分型面之间的距离。必须满足压铸机基本参数的要求：
①压铸型（模）厚度H设不得小于机器说明书所给定的最小型（模）具厚度，也不得大于所给定的最大型（模）具厚度，H设应满足如下条件
Hmin+10mm ≤ H设 ≤ Hmax-10mm 式中 H设--所设计的型（模）具厚度（mm）；
Hmin--压铸件所给定的型（模）具最小厚度，即“模薄”（mm）； Hmax--压铸机所给定的型（模）具最大厚度，即“模厚”（mm）。
②压铸机开型（模）后，应使压铸机动型（模）座板行程（L）即压铸型（模）具分型面之间的距离大于或等于能取出铸件的最小距离。
L≥L取
如图5-6 所示为推杆推出的压铸型（模）取出铸件的最小距离。
L取≥L芯+L件+K 式中，K一般取10mm。
图5-6 核算动型（模）座板行程
三、压铸机选用方法举例
例 已知一盒形铸件，如图5-7所示。下面以力劲机械厂有限公司生产的卧式冷室压铸机机型技术参数为依据进行选型分析。基本条件材料为铝合金；外形尺寸（长×宽×高）为280mm×180mm×80mm；平均壁厚为3 mm；铸件净重为1240g
图5-7 盒形压铸件
1、计算投影面积
铸件 A1=280mm×180mm=50400mm2 浇道系统 A2=（0.15～0.30）A1 选0.21 则 A2=0.2×50400mm2=10584mm2
余料(料饼)A3=πd2/4 选压室内径d为φ70mm（即冲头直径φ70）
则 A3=3847mm2
排溢系统 A4=（0.1～0.2）A1 选0.12 则 A4=6048mm2 总投影面积：A=A1+A2+A3+A4 =50400mm2+10584mm2+3847mm2+6048mm2=70879mm2
2、计算胀型力、锁型力，初选型
（1）如果铸件只有一般要求，属普通件，选增压比压pbz=40N/mm2（MPa）F胀=40N/mm2×70879mm2=2835160N F锁=F胀/K 取K=0.85 F锁=2835160N/0.85=3335482N=3335.482kn 可选用锁型力为4000kn的机型,力劲机选DCC400机型。
（2）如果铸件有一定强度要求,属于技术件,选增压比压pbz=70N/ mm（MPa）F胀=70N/mm2×70879mm2=4961530N F锁=F胀/K 取K=0.85 F锁=4961530N/0.85=5837094N=5837.094 kn 可选用锁型力为6300kn的机型，力劲机选DCC630机型。
3、计算浇入合金液的重量
铸件净重 G1=1240g；查表得知铝合金液态密度ρ=2.5g/cm3 浇道系统 G2 设浇道平均深度（厚度）为7mm(0.7cm)G2=V2 ρ=A2×0.7×2.5=186g 余料（料饼）G3 设余料厚度为30mm(3cm)G3=V3 ρ=A3×3×2.5=288.5g 排溢系统 G4 设溢流槽深度为6mm(0.6cm)G4=V4 ρ=A4×0.6×2.5=90.8g 浇入金属液总重 G=G1+G2+G3+G4 =1.81kg
4、核算压室充满度
（1）选DCC400时，冲头直径φ70的浇注量为3.6kg 充满度φ=1.81/2.6×100%=50.3% 通常充满度在40%～75%范围，以上选DCC400符合要求。（2）选DCC630时，冲头直径φ70的浇注量为4.3kg 充满度φ=1.81/4.3×100%=42.1% 选DCC630也符合要求。
5、压铸型（模）具与机器装模尺寸的关系
查出DCC400、DCC630机型中，模薄、模厚，动型座板行程，拉杠之间的内尺寸诸技术参数，核算所设计的压铸型（模）具的相应尺寸能否符合要求。
参数调节 篇3
关键词：马铃薯储藏；温湿度环境；自动控制；农业现代化
中图分类号： TP274+.1；TP273；S126文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）09-0374-03
收稿日期：2013-12-12
基金项目：国家自然科学基金（编号：60974005）。
作者简介：尹飞凰（1975—），女，河南郑州人，硕士，讲师，研究方向为电气工程与自动控制。E-mail：yinfeihuang@126.com。我国每年播种的马铃薯面积在533.33万hm2左右，是世界上马铃薯产量最大的国家。如此巨大的马铃薯资源不可能在短时间内完成加工，所以马铃薯在加工生产前需要进行长时间的储藏[1]。目前我国大部分地区还是以传统的地下窖的方式储藏马铃薯，这种方式导致无法调节环境的温度和湿度，也不能通风换气，为储藏期间病害发生创造了条件，以至于在春季开窖的时候出现冻窖、烂窖、伤热、发芽和黑心等现象[2]。吴晓玲等研究了不同的储藏温度对马铃薯营养物质含量及酶活性的影响，结果表明，在0～4 ℃时，马铃薯的可溶性糖和还原糖含量最高，淀粉酶活性最高，有利于促进蛋白质的合成，提高蛋白质的含量[3]。另外，环境过湿易促使马铃薯块茎发芽，过干则易造成块茎失水变软皱缩，失去饱满度，湿度在85%左右可减少马铃薯萎缩失水，保持表皮保鲜[4]。为实现马铃薯的安全储藏，本研究设计了适宜马铃薯储藏的环境参数智能调节系统，采用ZigBee无线通信网络采集分布在储藏室内的温度和湿度，通过控制室内空调和风机，使储藏室内的温度控制在0～4 ℃，湿度控制在85%左右，避免了马铃薯收获后的二次损失，使马铃薯保持最大的营养价值。
1系统总体结构
为了使整个马铃薯储藏室内各个角落的温湿度控制在最佳值，必须先获取准确的环境参数，再根据当前的状态控制相应的设备进行调节。马铃薯储藏的环境参数智能调节系统主要由监控终端、环境监测节点、空调及风机控制节点组成，环境参数智能调节系统结构如图1所示。由于马铃薯存储空间相对不是太大，但是要想通过有线的形式将节点数据传到监控终端，显然布线是相当复杂的，考虑到数据的传输量不是很大，且传输距离较短，系统选择了ZigBee无线通信技术。ZigBee具有超低功耗特性，采用干电池独立供电，保证了一个节点可以连续工作1～2年。设置好参数后，各节点与监控终端组成星型拓扑网络结构，实现数据的传输[5]。
根据储藏室的空间大小和马铃薯的密度，确定监测节点的数量和摆放位置。在系统中每个监测节点具有唯一的地址识别ID，采集周围环境中的温湿度，并通过ZigBee网络发送至监控终端[6]；监控终端负责接收、处理、分析、显示和存储从各监测节点发来的数据，当马铃薯储藏室内的温度过低或过高时，通过控制空调或者风机的工作状态，使室内的温度达到最佳后停止工作。同时，为了使空调的效果快速并均匀地达到各个角落，储藏室的内空气循环风机会自动启动，整个室内的温度更加均匀，避免出现局部过热或过冷的现象；当室内的湿度过高或者过低时，通过控制换气风机的正反转，排风或者进风对室内的湿度进行调节，直到控制湿度在马铃薯的最佳保持范围。
2监控节点硬件平台
监控节点主要分环境监测节点和空调风机控制节点2种类型，共用一个硬件平台开发而成。
2.1节点硬件平台
环境参数监测节点主要由单片机控制器ATmega128L、温湿度传感器DHT11、ZigBee通信模块CC2420、8位地址选择拨码和干电池等组成；空调风机控制节点没有配备温湿度传感器DHT11，而是增加了继电器和与空调的接口模块。监控节点硬件结构如图2所示。
单片机ATmega128L主要负责协调各模块之间的工作，每个监控节点通过8位地址选择拨码开关设置独有的ID；控制器ATmega128L通過SPI接口与ZigBee通信模块CC2420连接进行数据通信，包括设置模块的工作模式、频道分配、传输速率和功率等；通过P0.1口直接与温湿度传感器DHT11连接读取温湿度数据，并通过PWM口驱动功放三极管控制继电器的开合，来控制风机的工作状态；与空调的通信采用RS232接口，实现对空调的工作模式和温度的调整控制[7]。
2.2节点软件设计
监测节点的软件开发采用C语言设计，由AVR Studio编写C语言程序，经过GCC交叉编译得到能在单片机 ATmega128L 上可运行的HEX文件[8]。程序由一个主循环函数和多个子函数组成，各子总能的执行是通过调用子函数完成的，包括ZigBee无线通信模块CC2420的配置、温度传感器DHT11的数据读取、数据打包、发送和指令的接收等。监测节点软件工作流程如图3所示。
监测节点上电后，单片机ATmega128L进行系统初始化，包括读取自身的地址ID、对单片机内部各寄存器状态、ZigBee无线通信模块CC2420的工作方式、频道分配、传输速率和功率等的配置等，然后建立与监控终端的无线网络连接，连接成功后进入循环函数，读取监控终端发来的控制和配置指令，采集周围环境的温湿度数据，再把节点的ID、采集时间和温湿度等信息打包，并发送到监控终端进行处理，最后延时N分钟再进入下次的循环[9]。
nlc202309021928
3嵌入式监控终端平台设计
监控终端采用嵌入式处理器S3C2410平台开发而成，运行在嵌入式操作系统Linux上，并在Qt环境下为其专门设计了管理软件，负责管理各监测节点的通信状态、数据收发、处理运算、显示、存储、空调和风机的控制等。
3.1监控终端硬件平台
监控终端硬件平台主要由嵌入式处理器S3C2410、ZigBee通信模块CC2420、LCD显示屏、系统存储、声光报警模块以及电源管理单元组成。监控终端硬件平台结构如图4所示。
S3C2410处理器是基于ARM920T的32位微控制器，具有丰富的偏上资源，提供了与LCD显示屏、系统存储和按键等各种成熟的接口，完全满足系统在设计功能上的需要。
3.2软件设计
根据系统的需要对嵌入式Linux操作系统进行裁剪，并
移植到设计的平台上。利用图形用户界面工具包Qt开发了监控管理应用程序，首先是创建QApplication对象，负责图形用户界面应用程序的控制流和包含在main（）循环体中的设置，然后再对各源文件的事件进行处理和调度等操作[10]。
监控终端上电后，首先进行嵌入式处理器S3C2410和各模块的初始化，包括配置ZigBee无线通信模块CC2420、LCD控制器的工作方式和参数进行初始化；根据系统的配置搜寻各节点，并进行网络连接，发送控制参数给各节点，然后进入等待接收数据状态[11]。当收到从各节点发来的数据时，经过处理统计，再将这些数据显示在LCD显示屏上，并根据这些数据计算出控制策略。如果储藏室内的温湿度超出了预设的安全范围，则向控制节点发送控制指令调整环境参数，直到达到适宜马铃薯保存的最佳温湿度值；如果由于设备故障长时间无法调整到最佳值，则启动声光报警器，提醒管理人员采取必要的措施。同时，系统将所有的数据和操作日志存储到监控终端的存储器内，便于历史查询。
4结果与分析
马铃薯大部分的储藏时间在冬季，尤其是北方的冬季昼夜温差比较大，为了验证设计的马铃薯储藏的环境参数智能调节系统的功能和性能，在封闭的储藏室内进行了24 h的监测试验。系统配置了16个环境监测节点和2个控制节点，其中16个环境监测节点分2层，在8个方向进行部署。储藏室当天外界温度变化范围为-10～8 ℃，湿度约为35%，在监控终端上预设的控制温度范围为0.5～3.5 ℃，湿度为81.0%～890%，对储藏室内的温度和湿度每隔1 h进行平均统计和记录，结果见表1。
从表1数据可以看出，储藏室内的温度变化随外界的气温变化比较大，但始终控制在0～4 ℃的范围内；但由于储藏室相对封闭，马鈴薯的密度也比较大，再加上马铃薯的呼吸作用，会释放一些水蒸气和二氧化碳，为了对湿度进行微调，大概每天的03：00—05：00会进行自动启动风机进行排风换气，使室内的湿度一直保持在80%～90%之间。
通过试验结果表明，马铃薯储藏的环境参数智能调节系统所有监控节点工作正常，16个监测节点能够准确、实时地传回各个角落的温湿度数据；控制节点能够通过接收监控终端的指令操作空调和风机的运行，始终保持马铃薯储藏室的温度控制在0～4 ℃，湿度控制在80%～90%。
5结论
采用ZigBee无线通信技术设计的适宜马铃薯储藏的环境参数智能调节系统，避免了繁杂的布线，对储藏室内各个角落的环境参数采集更加灵活，并能够在嵌入式处理器监控终端进行集中显示和管理空调及风机的工作状态。
参数调节 篇4
关键词：参数调节,随机共振,双稳系统,图像去噪
0引言
数字图像处理是将图像转化成数字信号并利用计算机对其进行处理的一门学科,起源于20世纪20年代,目前已广泛应用于科学研究、生物医学工程、航空航天等[1]。在图像传输过程中,图像往往会受到污染,这是因为在传输通道中存在着各种类型的噪声使图像信号减弱。针对这一问题,人们提出了许多方法来解决,例如,基于Chebyshev理论与Radon变换的噪 声降质图 像复原方 法[2]、基于Bregman迭代双正则化的图像复原方法[3]、探究运动模糊图像复原的逆滤波和维纳滤波法等[4]。以上方法大都是通过削弱噪声让图像复原。
近年来,随机共振在信号处理领域取得了显著成就,自从1981年Benzi[5]在对地球冰川期变化的研究中首次提出随机共振(stochasticresonance,SR)概念以来,随机共振就受到了广泛关注。SR的机理主要是利用噪声的激励作用,使淹没在噪声中的微弱信号得到共振加强,打破了人们传统上认为噪声是有 害的观念[6]。随着SR研究的深入,研究范围延伸到图像处理领域,例如含噪图像的二维SR处理方法[7]、有效降低 图像噪声 污染的级 联SR复原法[8],以及Marks[9]等人提出的通过向图片添加适当强度的噪声使图片更加符合人的视觉特征等理论。图像的SR机理通常是将图像输入双稳系统中进行随机共振处理,通过调节噪声或系统参数达到最优信噪比。
本文提出一种基于参数调节随机共振的图像去噪方法,通过向同一源图像的来自同一噪声源的多张图像进行处理,将图片相同位置按列排序处理成周期信号输入双稳系统中。对比噪声调节与参数调节的差异,采用更加具有灵活性的参数调节随机共振,提高了图像信噪比,从而提高了图像质量。
1双稳SR原理
在动力学系统中常用非线性朗之万方程描述过阻尼的布朗运动,可以表述为如下方程式:
当信号幅值A和噪声强度ξ(t)为零时,系统的势垒高为ΔV =a2/4b,两个相同的势阱分别位于设a=b=1,则双稳态势函数曲线如图1所示。
由图1可知,在没有信号和噪声的情况下,系统的最终输出状态将停留在两个势阱中的任意一个。当A不为零时,整个系统的平衡将被打破,势阱在信号驱动下,按频率发生周期的倾斜变化,若质点只能在相应的势阱内进行局部的周期性运动。然而当引入噪声后,即使在A≤Ac时,由于非线性系统在噪声与信号的协同作用下,势阱的倾斜程度越来越大,质点可以从原来的势阱跃迁到另一个势阱。这种现象被称为双稳态随机共振。
2参数调节随机共振
传统理论认为,随机共振的发生需要3个要素:非线性系统、周期力和噪声。设双稳态系统为方程(1),随机变量ξ(t)满足 [ξ(t)]=0,[ξ(t)ξ(t+τ)]=2Dδ(τ),其中D为噪声强度。
通常采用信噪比(SNR)[10]测量输出系统,定义为:
这里rK是逃逸速率,并且ΔV =a2/(4b)。输出信噪比则变为:
其中ΔV = a2/(4b),当D是可调节 的并且D≤ΔV/2,CSR(传统随机共振)能在DCSR= ΔV/2处通过增加噪声实现,相应的SNR为:
重新调节系统参数:
因为t=at,所以rK=rK/a,将新的参数代入(3)式得到SNR为:
由式(5)可知通过固定系统参数增加噪声强度实现随机共振,可以等效视为固定噪声强度,调节系统参数a、b,通过对系统噪声强度的归一化得到参数调节随机共振的系统参数应满足:
即在固定系统参数a、b的条件下调节噪声强度,可以被视为在固定噪声强度D的条件下改变系统参数。由式(6)、(7)可知:
将aPSR、bPSR带入等式(2),得到输出的信噪比SNR :
很明显SNRPSR和最初的参数没有关系,它仅依赖于给出的噪声强度D。
3实验结论
由于参数调节随机共振比传统的随机共振具有更大的灵活性,适合于处理噪声强度固定不变的情形。本文的处理方法是将若干张受同一噪声污染的相同图像叠加在一起,然后将相同 位置的像 素提取出 来,获得一个 向量x(i),设向量的长度为2nT ,则按下述函数对向量进行周期化:
周期化的向量以T为周期,奇数周期内,向量不变,偶数周期内向量值为其相反数,以此将原信号变为具有周期性的方波信号再输入双稳系统中,通过参数调节随机共振,从而实现图像降噪。
在图片处理过程中,图片张数取多少、受污染的噪声强度大小、系统参数都会影响随机共振的输出效果。本文通过控制变量法分别讨论上述因素对图像随机共振输出的影响。在采用固定噪声强度和系统参数的情况下,确定图片的张数,发现开始时随着图片数量的增加,效果越来越明显,但当达到220左右,变化趋势不再明显。所以出于程序运算方面的考虑,本文确定图片张数为220张。
由于图像的受污染程度不同,本文针对图像受污染情况做特殊处理。如图2所示,模拟图像受污染时的情况,向图像添加均匀 分布的随 机噪声。当噪 声强度D =35时,通过调节 系统参数 得到u =2.5时图像复 原效果最好;D =95时,最佳u=0.5;D =115,最佳u=0.4。
观察图2(b)与图2(d)可发现,当加入噪声强度较小时,经双稳态系统随机共振处理后的图像有较好的输出效果,系统将噪声转化为能量信号,大大提高了图像的信噪比。而当噪声强度D=115时,由图2(e)、图2(f)可知,双稳系统处理结果依然比较理想,但处理后的图像质量比噪声强度较小时差。说明要达到最佳图像输出质量,对噪声强度是有限制的,当图像受污染程度很大时,图像降噪效果不是很理想。
4结语
参数调节 篇5
关键词：运行工况,参数调节,影响分析
锅炉在运行过程中, 如果工质和烟气的参数始终保持不变, 则此时的工况称为稳定工况。实际上, 锅炉运行中, 即使在稳定的工况下, 锅炉的各工况参数也不断地有微小变化。因而, 所谓稳定, 只能是相对的、暂时的、有条件的, 只要当锅炉的工况参数在较长的时间内变动很小, 就可认为锅炉已处于稳定的工况下运行。若在某一稳定的工况下, 锅炉的效率达到最高, 则此时的运行工况称为锅炉的最佳工况。当一个或几个工况参数发生变化, 而使锅炉由一种稳定的工况变动到另一新的稳定工况时, 称这一变动过程为动态过程或不稳定过程。在动态过程中, 参数间变化的相互关系, 称为锅炉的动态特性。动态特性可以通过试验来确定, 作为整定自动调节系统及设备的依据。
1 锅炉负荷的变动
锅炉运行中, 随着外界需要蒸汽量的变动, 锅炉负荷也在一定的范围内变动, 使外界变动的负荷与锅炉的负荷达到平衡。这里主要介绍负荷变动对锅炉效率、过热气温和燃料消耗量的影响。
1.1 对锅炉效率的影响
在较低负荷下, 锅炉的效率随负荷增加而升高, 当超过某一负荷后, 效率则随负荷增加而降低。锅炉效率最高时的负荷, 称为经济负荷, 它通常为而定负荷的75%-85%。当锅炉的负荷低于或超过经济负荷时, 都使锅炉效率降低, 影响锅炉的经济性。锅炉负荷增加时, 消耗的燃料量也相应增加, 在过剩空气系数不变的情况下, 总风量增加, 产生的烟气量也增加, 炉膛出口烟温升高, 排烟温度升高, 以致造成排烟热损失增加;另外锅炉负荷增加, 炉内温度也升高, 燃料燃尽的时间缩短, 由于不完全燃烧造成的热损失减小。在低于警戒负荷以下运行时, 热损失的减少值大于排烟热损失的增加值, 这时锅炉效率负荷的增加而增加;当负荷超过经济负荷以后, 则因过分缩短可燃质的增加值, 故使锅炉效率降低。
1.2 对过热气温的影响
当锅炉负荷变化时, 对过热器出口气温的影响要看过热器本身的温度特性表现为对流特性还是辐射特性。如果表现为对流特性, 当锅炉负荷增加时, 过热器出口汽温就升高, 这时应该在强化燃烧后, 适当增加减温器的喷水量, 使之尽快恢复到额定值;如表现为辐射特性, 应该在强化燃烧后, 适当减少减温器的喷水量, 使汽温恢复到额定值。
1.3 对燃料消耗量的影响
根据热平衡关系, 如果锅炉效率不变, 燃料消耗量随负荷成正比的变化。实际上负荷变动时, 效率是要变化的。在经济负荷以下时, 随着负荷的增加, 燃料消耗量的增加比略小于负荷增加比;而在经济负荷以上时, 随着负荷的增加, 燃料消耗量的增加比略高于负荷增加比。在一定负荷范围内, 锅炉效率变化很小, 因此可以说, 当负荷在一定范围内变动时, 锅炉的燃料消耗量与负荷接近与正比的关系。
2 给水温度的变动
锅炉给水是水除氧器经过蒸汽加热后进入锅炉或省煤器, 当省煤器的运行情况改变时, 将会引起水温度的变化。特别是对与单元机组的运行, 当机组的负荷变化时, 会明显地引起给水温度发生变化。
2.1 对蒸发量或燃料量的影响
给水锅炉各受热面中不断流动吸收热量而成为饱和蒸汽或过热蒸汽。当给水温度变化时, 如果燃料性质不变, 而且汽温也保持不变, 则给水温度的变换只引起蒸发量或燃料量的变化。当给水温度降低时, 如果燃料性质不变, 而且汽温也保持不变, 则给水温度的变化只引起蒸发量或燃料量的变化。当给水温度降低时, 燃料量必须增大或蒸发量要降低, 也就是说, 当给水温度降低时, 若保持蒸发量不变, 则必须增加燃料量。
2.2 对过热汽温的影响
当给水温度降低时, 如保持燃料量不变, 将使对流过热器出口汽温升高。在锅炉运行中, 如欲恢复蒸发量以满足用汽设备的需要, 则必须增加燃料量。燃料量的增加会使炉膛出口烟温增高, 从而引起过热器出口汽温升高。在具有给水母管的系统中, 给水温度一般不会变化很大, 但对于单元机组来说, 如果省煤器出现故障不能投入运行, 给水温度就会比额定值低50~100℃, 过热蒸汽温度就可能发生大幅度的升高, 这时应密切注意监视汽温变化, 并适当增加减温器喷水量, 使汽温尽快降到额定值。
2.3 对锅炉效率的影响
当给水温度降低时, 由于省煤器的温差增大, 省煤器的吸热量将增加, 使排烟温度降低, 即排烟热损失减小, 因此锅炉效率会有所提高。但是, 当蒸发量不变燃料增加时, 将引起炉膛出口烟温升高, 至于排烟温度所受到的影响, 则视省煤器之后的空气预热器的大小而定, 一般认为排烟温度将有所升高, 排烟损失有所增加, 使锅炉效率有所降低。给水温度降低时, 由于排烟热损失的减小抵消不了在相同负荷情况下燃料消耗量增加的损失, 因此锅炉运行的经济性是降低的。
3 过剩空气系数的变动
过剩空气系数的多少对锅炉的燃料工况有很大的影响。所以, 在炉膛出口保持适当的过剩空气系数, 对保证燃料的完全燃烧是十分重要的。锅炉运行中, 影响过剩空气系数变动的因素主要有:风量配置不当;锅炉炉墙、烟道漏风, 炉门、看火门不严密等。
3.1 对锅炉效率的影响
当锅炉在某一稳定负荷下运行, 过剩空气系数在一定范围内时, 增大过剩空气系数可以使燃料与空气接触得更充分, 有利于燃料的安全燃烧, 从而降低化学不完全燃烧热损失和机械不完全燃烧热损失。但是, 过剩空气系数过大时, 则因炉膛温度的降低和煤粉在炉膛内停留时间的缩短, 反而使化学、机械不完全燃烧损失有所增加, 锅炉的排烟热损失也随着过剩空气系数的增大而加大, 因此, 锅炉效率必然降低。当送入炉内的热量使锅炉的各项热损失之和为最小, 即锅炉效率最高, 称这时的过剩空气系数为锅炉的最佳过剩空气系数。因此, 当锅炉负荷变动时, 应按最佳的过剩空气系数来调节送入炉内的风量。
3.2 对过热汽温的影响
当过剩空气系数增加时, 炉膛内温度降低, 烟气量增加, 故辐射量减少。但由于烟气量和烟气流速增高, 传热较好, 所以对于对流受热面来说, 其吸热量和烟气流速增高, 传热较好, 所以对于对流受热面来说, 其吸热量增大。因此, 随着过剩空气系数的增加, 对流过热器出口汽温将有所升高。如果过剩空气系数的变动是因为漏风所致, 则其影响要看漏风的部位。若漏风处位于锅炉上部或接近路通出口处时, 漏进的冷空气只影响炉膛局部温度, 对整个锅炉的辐射传热量影响不大, 这时对流过热器出口汽温可能要降低;如果在炉膛下部漏风, 这对煤粉炉来说, 会使火焰中心上移, 炉膛温度降低, 辐射吸热量相对减少, 故引起对流过热器出口汽温上升。
炉墙漏风对锅炉的燃烧工况会产生不利的影响。对于负压燃烧的锅炉, 因为漏进的冷空气要在炉膛内吸收热量, 降低炉膛的温度, 烟道漏风, 容易引起炉膛正压燃烧, 使燃烧工况变坏, 锅炉蒸发量下降, 热效率降低。
参考文献
[1]李文娇.锅炉工况变动对运行的影响[J].科技信息, 2010, 25.[1]李文娇.锅炉工况变动对运行的影响[J].科技信息, 2010, 25.
参数调节 篇6
超超临界汽轮机具有大容量、高参数的特性, 进汽蒸汽的温度超过600℃, 压力达27MPa。机组配汽方式为喷嘴配汽, 其调节级分为几个喷嘴组, 每一组各由一个调节汽门控制, 蒸汽要经过几个依次开启或关闭的调节汽门, 以改变调节级的通流面积控制进入汽轮机的蒸汽量。但汽轮机在启停以及变负荷运行等非稳定工况时, 喷嘴调节方式会导致主要部件温度梯度较大, 引起高压缸各级相当大的热应力和热变形, 致使机组寿命损耗[1,2]。本文采用有限元分析方法, 通过对汽轮机调节级热应力场进行分析, 模拟出整个调节级喷嘴室的应力分布图, 以便了解喷嘴热应力最高的部分, 并为机组的变工况运行提供参考。
1 调节级喷嘴的应力场模型
1.1 温度场模型
在计算稳定工况下调节级喷嘴的温度场时, 可认为进汽室和喷嘴组壁面是一个均匀、各向同性并且内无热源的模型, 属于解轴对称定常温度函数问题, 温度满足下列偏微分方程[3]:
式中, τ为时间间隔, s;r、z分别为径向、轴向坐标轴, m;λ为材料的导热率, W/ (m.℃) ;ρ为材料的密度, kg/m3;Cp为材料的比热, J/ (kg.℃) 。
求解该微分方程的初始条件为物体边界上的温度函数已知的第一类边界条件, 即:
其中, Γ为物体边界;为已知温度;f (r, z, t) 为已知温度函数
喷嘴组其外表面可作为已知放热系数及介质温度的第三类边界条件, 即:
其中, tf为流体介质的温度, ℃;h为蒸汽与喷嘴组放热系数, W/ (m2.℃) 。
1.2 应力场模型
将进汽室及喷嘴组截面简化为圆柱模型, 然后采用解析方法计算出热应力。在汽轮机的启动、停机和变负荷过程中, 圆柱任意半径r处的径向热应力σr、切向热应力σθ和轴向热应力σz的计算公式分别为[4]:
式中:α为工作温度下材料的线膨胀系数;E为工作温度下材料的弹性模量;μ为工作温度下材料的泊松比;θm为圆柱体积平均温度;t为圆柱半径r处的工作温度。
1.3 几何模型
建模时将600MW超超临界汽轮机进汽室及喷嘴组截面作为研究对象。按结构图纸取进汽室内半径0.075m, 外半径0.13, 喷嘴截面长0.08m, 进口高0.043m, 出口高0.032m, 划分网格后的几何模型如图1所示。
2 计算实例
2.1 材料物性参数的确定
采用有限元模拟调节级进汽室及喷嘴的温度场和应力场时, 材料的物理性能参数的选取直接影响到温度场和应力场计算结果的准确性。材料的物性参数如导热系数及热膨胀系数等均是依赖于温度的, 其值随着温度而改变, 但由于材料在高温下的导热实验数据不易获得, 因此本文分析过程中将其作为常量处理, 即不考虑材料对温度的非线性效应。
根据该汽轮机相关资料, 得到调节级喷嘴室及喷嘴材料为Cr Mo VNb N合金钢, 其主要物性参数中密度为7750kg/m3, 弹性模量为2.06×1011Pa, 泊松比为0.3。
2.2 初始条件的确定
根据机组运行数据得到不同负荷时调节级金属对应的温度作为初始条件, 如表1所示。
2.3 应力场分布
调节级喷嘴室和喷嘴受到热冲击时会发生体积和形状的改变, 故应根据第四强度理论判断其应力水平。ANSYS中的等效应力 (Von Mises stress) 是程序根据第四强度理论计算获得的[5]。因为在实际中很难找到真正的单轴拉压的情况, 一般结构的受力都没有这么简单, 所以在分析的时候需要用等效应力来将各主应力进行转化, 因此应该用等效应力来描述应力集中的现象, 来绘制各工况下的等效应力图。图2为600MW负荷时的等效应力场分布图。
同理计算各工况下调节级喷嘴室和喷嘴的最大、最小应力和平均应力水平, 统计数据如表2所示, 应力单位为Pa。
从表2看出, 随着负荷的增加, 调节级喷嘴室和喷嘴本体整体的热应力也会随之增加。整个喷嘴本体的热应力比较大, 并且随着蒸汽流动方向上逐渐变大, 呈不均匀分布, 最大热应力出现在了喷嘴出口处, 最小热应力出现在喷嘴蒸汽节流后和喷嘴外壁上下两端;喷嘴汽室热应力分布沿厚度方向从内到外逐渐降低, 呈不规则分布。
3 结论
3.1 本文模拟了调节级进汽室和喷嘴叶栅在不同工况下的稳态热应力场, 分析结论与传热学理论推论一致, 说明模型的简化和边界的处理基本合理。
3.2 通过有限元分析的结果可以用于调节级喷嘴叶栅热应力场分布分析, 为汽轮机热应力在线系统的监测提供了有力的依据, 为缩短停启机时间和提高调峰的灵活性提供了一种手段。
参考文献
[1]李勇, 聂玉火.不同配汽方式下汽轮机调节级后转子的热应力分析[J].汽轮机技术, 2009, 51 (4) :272-275, 244.
[2]支小牧, 寇可新, 曹向秋.汽轮机转子热应力在线监测、寿命管理及优化启停的研究[J].动力工程, 2001, 20 (1) :543-547.
[3]杨世铭, 陶文铨.传热学[M].北京:高等教育出版社, 2006.
[4]史进渊, 杨宇, 邓志成, 等.基于人工神经网络的汽轮机转子等效应力的在线计算方法[J].动力工程, 2009, 29 (4) :316-319, 325.
参数调节 篇7
1 IEEE 802.11e及其EDCA机制存在的问题
IEEE工作组于2005年底正式推出了IEEE 802.11e协议。该协议增强了原有的IEEE 802.11MAC信道接入方式,并支持优先级QoS和参数化QoS;该协议中包含了两种接入模式,即增强型分布式信道访问EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)与混和协调功能控制信道访问HCCA(HCF,Controlled Channel Access)。其中,增强型分布式信道访问(EDCA)是分布式信道访问(DCF)的增强版,只能在竞争期CP(Contention Period)内使用,提供了不同优先级的QoS。混合控制信道访问(HCCA)则扩展了点协调功能(PCF),在竞争期和无竞争期CFP(Contention Free Period)内均可使用,提供了参数化的QoS。
增强型分布式信道访问(EDCA)机制是目前学者研究的热点,与IEEE 802.11标准的DCF机制相比较其改进主要集中在两个方面:接入控制与碰撞管理机制[3]。
(1)接入控制:在增强型分布式信道访问(EDCA)机制模式下,传送数据类似IEEE 802.11b的分布式协调功能(DCF),依然是基于CSMA/CA(Carrier Sense Medium Access with Collision Avoidance),它将IEEE 802.11b的访问队列AC从一个队列变为8个不同优先级的队列,不同的AC有不同的任意帧间隔AIFS(Arbitrary Inter Frame Space)、竞争窗口CW(Contention Window)和传输机会TX-OP(Transmission Opportunities),对于各式的数据,分别进入其对应的队列。目前的研究以4个队列最为常见,如对于声音、图像、尽力而为(best effort)、背景流(backgound),有其对应的队列和不同的参数设置表,可以让这些队列在竞争信道时的优先级有差异,各队列的传送优先级从高到低依次为:声音(AC0)>图像(AC1)>尽力而为(best effort,AC2)>背景流(backgound,AC3),这样可以使实时性强的数据较快地得到服务。
(2)碰撞管理机制:在802.11e协议中,EDCA机制对来自不同站点的业务(队列)之间没有优先级设置,它们必须通过公平竞争获得信道。协议中除了涉及两个不同站的队列碰撞即真正的物理层碰撞之外,还有一种新的碰撞———虚拟碰撞,也叫内部碰撞。虚拟碰撞中涉及的碰撞队列来自于同一个站点,如果从某站点发出的几个队列,在某一时间间隙同时完成退避,站点内部的调度器会允许高优先级发送,优先权最高的队列将首先访问信道,之后其他队列将执行与真正的碰撞一样的行为,且其竞争窗口增加了一倍,再次争抢信道[4]。虚拟碰撞实现了队列优先级的区分,同时在某种程度上,加大了队列碰撞的机率。
对于EDCA参数,802.11e标准中给出了一组建议值,适合于大部分情况下的网络应用。由于WLAN网络业务是随时变化的,在网络规模较大且网络拓扑(负载)变化频繁的情况下,标准中的建议值往往不足以满足业务需求,音视频等实时业务也常常得不到及时的服务,且低优先级业务受到很大的限制。因此对研究具有动态调节EDCA参数的机制就显得尤为重要和迫切,以满足WLAN网络业务QoS的需要。
2 a-EDCA算法机制
802.11b网络处于高负荷状态时,一方面,帧头开销及帧间间隔占用了信道传输时间;另一方面,冲突频繁,有较多的碰撞与重传,从而使业务总吞吐量有所下降。802.11e标准中的EDCA中采用了区分优先级的策略,是以牺牲低优先级业务的带宽为前提的,使低优先级业务受到了很大的限制。当网络规模较大且负载变化频繁,尤其负荷变大时,网络吞吐量严重下降并出现低谷现象。出现这一现象的主要原因是EDCA中优先传输的音频和视频流的帧长较短,传输的帧越短,帧的开销比例就越大,且对背景流和尽力而为业务而言,AIFS与CW都较大,相当于空闲时隙增大,从而导致网络吞吐量下降。遵循什么原则来设置或实时调整EDCA参数是目前学术界关注的热点[5,6],但基于802.11e标准参数建议值进行WLAN性能优化的算法则不多[7],不能满足实际WLAN网络业务的需要。通过对802.11e标准参数建议及实际WLAN网络业务的分析研究,笔者提出了一种自适应调节EDCA机制———adaptive-EDCA机制(a-ED-CA)。该算法参数设置仍然以802.11e EDCA中默认的参数为基础,a-EDCA算法参数设置如表1所示。
a-EDCA参数调整机制是根据网络运行的具体条件动态地调整参数CWmin和CWmax,从而及时适应网络负载的变化。各个接入点AP连续监测网络流量,通过参数调节算法确定CW的值,并广播数据帧到内部其他站点,各站点在收到信息之后以更新后的参数值竞争信道,从而达到公平占用信道的目的。a-EDCA机制算法的基本思想是:接入点AP一直监听网络状态,以1 s作为时间周期来判断网络吞吐量的变化,引入吞吐量变化门限值为0.3 Mb/s,当检测到吞吐量变化量达到门限值时,就及时进行调整。当网络负载变大时,若检测到吞吐量减小,接入点AP将各业务流窗口CW[i]减小为原来的1/2,相对延长了高优先级业务的退避时间,缩短了低优先级业务的退避时间,有效减少了碰撞机率。网络负载减少时,若检测到吞吐量减小,则同时将各业务流的退避窗口CW[i]减小为原值的1/3,减少空闲时间。若检测到吞吐量增大,则同时将各业务流的退避窗口CW[i]增大为原值的2倍。每作一次调整,对4个队列的窗口CWmin和CWmax同时进行同倍数的调整,所以4队列的业务流量比例始终不变,a-EDCA机制算法流程图如图1所示。
3 a-EDCA算法仿真分析
为了验证a-EDCA机制算法性能,根据网络实际应用中的具体情况,建立了模拟仿真环境,并利用网络仿真工具对该算法进行了仿真。仿真工具选择NS2,仿真时物理层采用802.11b,物理带宽设为6 Mb/s,整个仿真时间为3 min。开始时假设只有2个站分别发送声音(AC0)、图像(AC1)、尽力而为(best effort,AC2)以及背景流4种业务流。每经过15 s,发送各业务流的移动站增长一倍。60 s时发送各业务流的移动站达到16个,即发送4种业务的站共计64个;在60 s～105 s时间段内,保持64个发送站数目不变;105 s～165 s时间段内,发送各业务流的移动站开始每隔15 s以1/2递减,到165 s时4种业务流的移动站递减到2个;165 s～180 s时间段内,各业务流移动站没有增减变化。分别对a-EDCA、EDCA算法的整体吞吐量及a-EDCA、EDCA算法4种业务流的吞吐量进行了仿真,仿真结果如图2、图3及图4所示。图3、4中AC0为声音,AC1为图像,AC2为尽力而为,AC3为背景流。
从图2的仿真结果可以看出,a-EDCA使整个网络的吞吐量基本稳定在5 Mb/s左右,与EDCA相比较信道利用率得到了很大的提高。从图3与图4的仿真结果可以看出,在a-EDCA算法中,4种业务流的比例基本保持稳定,在为音视频实时业务提供及时服务的前提下,保证了高低优先级业务的公平性。
本文提出的a-EDCA算法能够根据当前的网络负载及业务分布情况来动态调整EDCA参数,以达到自适应网络业务需求的目的,实现了网络性能的最优化。通过仿真分析可知,该算法在为音视频实时业务提供及时服务的同时,保证了低优先级业务的带宽,提高了信道利用率。文中的站点来自于同一个站,主要是为了研究虚拟碰撞问题,不同站之间的竞争依然基于DCF机制,因此本文提出的算法在无线局域网中具有较大的推广应用价值。
参考文献
[1]杨艳.IEEE802.11e中EDCA的性能分析与改进[D].北京:北京邮电大学学位论文,2008.
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[6]CHOUMAS K,KORAKIS T,TASSIULAS L,New prioriti-zation schemes for QoS provisioning in802.11wireless networks,IEEE2008.
参数调节 篇8
Excitrol-100励磁调节器为架构独立的控制单元, 其功能涵盖了励磁系统所有测量、控制、调节与保护, 如触发脉冲形成与功率放大、模拟量变送、接点量开入开出、启动回路控制、参数整定与励磁调节、软硬件故障监测、双机通讯、后台通讯、与PC机或液晶操作面板通讯等等。采用双调节器配置是双机只通过CAN通讯电缆连接, 无任何公用部分, 真正做到百分之百软硬件冗余。
采用Excitrol-100励磁调节器只需另外配置励磁主回路, 用于励磁电流电压测量的霍尔传感器及简单的操作指示元件即可构成整套励磁系统, 各部分功能明确, 结构简洁。
Excitrol-100微机励磁调节器的核心处理单元为32位DSP处理器, 其主要技术指标包括:150MHz的主屏速度、32位数据总线宽度、128K字片内FLASH存储器、18K字片内RAM、16路12位A/D采集器, 多种模式的串行通讯控制其及功能强大的脉冲宽调控制器等。DSP优异的数字信号处理能力为调节器的技术性能实现提供的坚实的基础。
Excitrol-100微机励磁调节器是WKLF-102微机控制同步电动机励磁装置的核心控制、励磁调节及保护单元。本装置采用两台软硬件功能完全相同的Excitrol-100微机励磁调节器分A、B套运行, A、B套均可以以主机运行, 当A (B) 套调节器为主机运行时, B (A) 套调节器自动转入备机运行时, 备机不接受任何励磁操作控制 (通讯及调节器配置, 录波器操作等除外) 备机自动跟踪主机的运行参数及状态且其触发脉冲及控制输出完全被封锁 (故障报警输出除外) , 主、备机分别不断进行各自的软硬件自检及运行参数测量, 与备机相比, 主机还要不断进行励磁的控制与调节, 并判断励磁调节是否正常。一旦主机调节器发生故障, 在备机调节器正常或备机调节器的故障致命等级低于主机时, 备机调节器自动转入主机运行, 原主机调节器则失去对励磁系统的控制调节权而转入备机运行 (自动切换) , 若主机调节器故障时备机调节器发生的故障致命等级高于主机时, 则不会进行调节器切换, 在主机调节器故障为非致命故障转入手动模式或开环保守模式运行, 致命故障 (励磁事故) 则动作于跳闸停机。
Excitrol-100励磁调节器由交直流双路电源供电, 任意一路电源消失不影响调节器的正常工作, 交直流电源输入回路之间绝缘耐受电压不低于AC500V, 对地绝缘耐受电压不低于AC1000V。交流电源输入的电压范围 (长时工作) 为AC175-260V, 频率为50Hz±6%, 直流电源输入的电压范围为DC (100-270V) , 当直流电源电压低于DC120V时, 调节器内部电源变换器发热加大, 应避免长时间工作, 有效避免方法为同时接入交流控制电源。在交直流电源的输入回路均设置有规格为3.15A的柱形保险元件, 且分别设置有电源监视电路。调节器输出的两路24V电源的最大负载能力均为500mA, 均设置有短路保护及监视电路, 但应避免过载或长时间短路。
Excitrol-100励磁调节器配置有功能十分强大的软件系统, 与常规单片机系统相比, 32位DSP处理器具有无可比拟的数据处理能力, 本调解器充分利用了DSP的技术优势, 采用了高达每周期128点的模拟量直接采样, 并大规模使用快速傅里叶 (FFT) 变换求取模拟量的测量值, 准确测量电机运行的各项参数且不受工业现场的干扰影响, 励磁调节速度达到每周期6次, 大大提高了调节器的动态性能, 配置有丰富的保护及限制软件, 励磁装置更安全、平稳, 功能强大的时间记录和录波功能使用户能清楚的掌握励磁系统的运行的暂态过程, 从原理上杜绝了现场运行中无从把握的软故障类型。
本调解器内置有16通道12位A/D采集器用于模拟量测量, 每通道每20ms采样128点 (采样速率为6400点每秒) ;通道之间的采样时差为80ns, 可认为16通道同步采样, 为交流量的相位测量精度提供了保证。
对于交流信号, 采样后的数据处理方式为快速傅里叶 (FFT) 变换, 根据傅里叶 (FFT) 变换理论, 任何时域信号都可以分解为直流分量、基波分量与各次谐波分量, 也就是:
其中:A0为直流分量, 对于交流信号A0=0;
A1为基波分量幅值, Φ1为基波分量相位;
A2为2次谐波分量幅值, Φ2为2次谐波分量相位;
A3为3次谐波分量幅值, Φ3为3次谐波分量相位;
An为n次谐波分量幅值, Φn为n次谐波分量相位;
根据香农采样定律, 每周期采样128点通过FFT变换可计算出最高至64次谐波分量幅值和相位, 本调节器的交流量测量只使用基波的幅值和相位数据, 两次及以上的谐波分量数据全部抛弃, 因此交流量测量与电网上各种干扰谐波无关, 这也是FFT具有超强滤波作用的原理所在。根据每路交流量的幅值和相位, 可进一步计算各交流量间的相位差, 作为功率参数测量以及保护的数据。
本调节器测量的模拟量包括:励磁电流、励磁电压、母线电压AB线电压、母线电压BC线电压、母线电压CA线电压、定子电流、同步信号AB线电压 (内部使用, 不显示) 、同步信号BC线电压 (内部使用, 不显示) 、同步信号CA线电压 (内部使用, 不显示) 、4-20mA通道1电流、4mA~20mA通道2电流、调节器环境温度。其中定子电流占用了4路模拟量通道, 按输入的额定电流分为5A和1A两组, 每组设置带自动量程切换的高低两个量程不同的测量通道。
Excitrol-100励磁调节器内部几乎所有模拟量测量均采用快速傅立叶 (FFT) 运算, 具有极高的工业现场抗干扰能力。可广泛应用于石油、化工、冶金、矿山、水利、电力、煤气、建材、医药、轻工、纺织等工矿企业各类负载, 不容容量的同步电动机励磁。
摘要：本文介绍了Excitrol-100微机励磁调节器的主要技术特点及其基本原理, 其采样后的数据处理方式为快速傅里叶变换, Excitrol-100微机励磁调节器性能优越其应用十分广泛。
关键词：Excitrol-100微机励磁调节器,技术参数,原理,数据处理方式
参考文献
参数调节 篇9
1 磨矿分级作业简述
1.1 磨矿分级流程
我们以某选厂为例, 该选厂采用了两段全闭路磨矿分级流程, Ⅰ段磨矿使用Ф2400螺旋分级机分级, Ⅱ段磨矿用Ф600mm旋流器作控制分级, 最终分级细度以-200目占72%为目标。
1.2 难选矿供矿比例与磨矿细度的关系
该厂处理矿石硬度属中硬、可磨性系数0.95-1, 矿石真比重2.75t/m3。假比重1.593t/m3。矿体赋存于断裂两侧白云岩透镜体和炭质白云岩、白云岩及砂板岩白层的变质岩中, 其中部分矿石炭化严重, 呈黑色或灰黑色, 该部份供矿比例大时, 磨矿细度仅为68~71%, 达不到入选粒率的要求 (>72%) , 选矿回收率低。原用的旋流器参数就不能适应生产, 主要体现在以下两个方面:1) 矿量增加后, 旋流器出现“拉干”现象, 导致细度达不到生产要求;2) 矿浆分配量不均衡, 出现高浓度操作, 影响了现场的稳定。为了生产的需要, 要求有较高的磨矿效率 (新生目t/m3·h) 和分级效率, 除了不可调节因素 (矿石的可磨性、矿物的嵌布粒度等) 外, 磨矿给矿效率, 适宜的作业浓细度, 合理的磨矿介质填充率以及能达到高分级效率的旋流器参数, 均是保证提高磨矿细度和合格率的重要条件。我们视其它条件为相对固定, 主要针对处理量增大后旋流器参数不适应生产要求, 研究改进旋流器沉砂口尺寸和溢流管的插入深度, 来提高最终细度和合格率。
2 沉砂口直径与溢流管插入深度的试验研究
2.1 适宜的沉砂口尺寸
旋流沉砂中的固体含量、溢流粒度和产率以及分级效率, 均取决于沉砂口直径是否合理, 它是旋流器工作中最重要的一个参数, 如果沉砂口偏小, 沉砂中的含固量增加, 到某一极限则严重拉干造成堵塞, 溢流粒度增大, 溢流产率增加, 沉砂产率相应地减少;如沉砂口过大, 则沉砂的浓度减小, 合格产品进入沉砂的含量增加。总之, 沉砂口偏小或过大, 都影响到沉砂和溢流体积比的重新分布。
2.1.1 按旋流器参数计算的近似关系
原使用旋流器的基本参数为:旋流器直径D=600mm, 给矿口尺寸240×70mm, 溢流管直径dc=185mm, 插入深度H=300, 沉砂口直径dh=120mm, 锥角α=200。
根据沉砂量和溢流量与沉砂口直径和溢流管直径的近似关系:
式中:
Vh———沉砂的体积矿浆量 (L/min) ;
Vc———溢流的体积矿浆量 (L/min) ;
Dh——沉砂口直径 (mm) ;
Dc———溢流管直径 (mm) ;
处理量增加改后的参数为沉砂口直径dh=125mm, 其它尺寸同改前一样, 应用近似公式计算如下:
经计算改前的两个比值不成近似关系, 说明沉砂口直径偏小, 改变了沉砂和溢流体积的正常比例, 最终降低了溢流合格产品的含量, 改后的两比值基本上相近, 说明沉砂口尺寸相对合理。
2.1.2 按工艺要求校核沉砂口直径
按工艺技术操作要求, 旋流溢流浓度为30~35%, 沉砂浓度70~75%, 沉砂含固量与溢流含固量之比为3.14∶1, 若视流程中溢流含固在正常范围 (93.14t/h) 之内, 则沉砂量为292.46t/h, 由公式:
式中:dh—沉砂口直径 (mm) dh=122mm;δt—矿石真比重 (t/m3) ;T—沉砂重量浓度 (%) ;U—沉砂量 (t/h) 。
计算的沉砂口直径应为122mm。通过现场调试, 把沉砂口直径定在122mm范围内后, 现场生产比较稳定, 细度基本达到生产要求。
2.2 溢流管插入深度
溢流管的插入深度, 对分离粒度的影响也较显著, 按要求一般在给矿下部边缘和圆柱体下部边缘之间;如过深会导致内旋流的高度减小, 相应地增大了溢流粒度, 分级效率下降, 插入深度 (h) 与圆柱体高度 (H) 之比值 (h/H) 一般为0.7~0.9, 在此基础上做了两次调试试验, 即300/330=0.91、230/330=0.7、200/330=0.61, 插入深度与细度关系见表1:
上表说明插入管深度为200mm时, 即h/H=0.61的比值较适宜现场生产要求。
3 改后的效果
经调试后, 插入管改为200mm、沉砂口平均直径控制在122mm左右, 经生产实践证明, 在处理白云岩矿石时, 细度稳定在74~78%之间;处理较高比例炭质板岩矿时, 细度也能基本稳定在69~72%之间;矿浆分配不合理的因素得到改善;浮选浓度居高不下的问题得到了解决。
4 结语
在调整沉砂口直径和溢流管插入深度后, 由实际生产情况来看, 磨矿细度有了显著的提高, 在难选比例矿石增加时, 细度也比较稳定。由此可见, 在日常生产中, 当旋流器分级效果不佳时, 根据实际生产情况, 重新校对和调整水力旋流器的可变参数, 能够在不更换整套设备, 节约成本的基础上是可以得到较好的分级效果的。
摘要：旋流器是控制磨矿细度的常用分级设备, 可以通过调整旋流器的沉砂口、插入管深度等参数来满足和适应磨矿分级作业的要求, 获得较好的浓粒度指标, 为下一选矿作业提供最佳条件。
关键词：磨矿细度,沉砂口直径,插入管,溢流细度
参考文献
[1]孙时元, 邱显扬, 周岳远等.中国选矿设备手册[M].北京:科学出版社, 2006.
