调制模式

关键词： 调制 直播 电视总局 电影

调制模式（精选七篇）

调制模式 篇1

2007年, 国家广播电影电视总局制定了直播卫星信道传输技术规范GD/JN01-2007《先进卫星广播系统帧结构、信道编码及调制》。基于此技术规范, 2008年6月, 国家广播电影电视总局利用中星9号卫星建立了直播卫星广播系统, 并正式面向全国开展了直播卫星广播业务。为了建立一个更加安全、更加可靠的直播卫星运营、播出系统, 进一步规范我国直播卫星广播市场, 确保我国直播卫星广播的健康、可持续发展, 2009年7月, 国家广播电影电视总局又制定了广播电影电视行业技术规定:GD/JN 01-2009《先进广播系统——卫星传输系统帧结构、信道编码及调制:安全模式》。

根据国家广播电影电视总局的统一部署, 按照总局科技司的要求, 国家广播电影电视总局广播电视规划院、北京北广科技集团以及上海高清数字科技产业有限公司组成项目组, 共同承担了直播卫星安全模式调制器的研究开发工作。项目组历时2个月 (2009年7月1日~2009年8月30日) 先后完成直播卫星安全模式调制器软硬件模块设计、开发、调试以及整机的系统联调, 并最终完成全部的研究开发工作。GD/JN 01-2009《先进广播系统——卫星传输系统帧结构、信道编码及调制:安全模式》是我国自行制定的直播卫星传输系统技术规范, 本项目在实施过程中, 针对直播卫星安全模式传输系统的特点, 创新性地构建了直播卫星安全模式调制器的开发环境、提出了直播卫星安全模式调制器设计实现方案、构建了直播卫星安全模式传输系统测试平台。2009年9月1日, 项目组正式向国家广播电影电视总局提交了直播卫星安全模式调制器样机, 用于开展直播卫星安全模式技术试验。基于本项目研制开发的直播卫星安全模式调制器, 2009年9月, 国家广播电影电视总局构建了直播卫星安全模式测试评估系统, 协助完成了直播卫星安全模式信道解调芯片的研制和生产, 并完成了直播卫星“村村通”二期接收机招标的入网检测工作。2009年10月, 国家广播电影电视总局构建了直播卫星安全模式广播系统, 并正式开始向全国提供直播卫星广播业务。经过近2年的发展, 目前, 我国的直播卫星“村村通”用户已经超过1000万。

本项目在国内首次自行研制开发了直播卫星广播系统的调制器, 并将其成功应用于实际运营的直播卫星广播系统, 从而填补了我国自主研发并得到大规模应用的直播卫星调制器的空白。本项目的实施为我国直播卫星安全模式系统的建立以及“村村通”二期工程的顺利进行提供了强有力的技术保障, 从而进一步推动我国直播卫星广播事业未来的健康、可持续发展。

调制模式 篇2

高压共轨燃油喷射系统是一种开发环境友好、节能、清洁的柴油机燃烧技术[1,2,3]。共轨技术的巨大优势之一,是喷油器高速电磁阀的快速响应,其高速响应特性使多次喷射技术[4,5]和多脉冲喷射策略[6,7]的开发和应用成为可能。因此,从电控角度如何提高喷油器的响应(开启和关闭)速率并保证其可靠工作,是ECU设计的一个重点。这也给电控系统的开发提出了诸多要求,其具体要求为:(1)为了提高开启响应,ECU必须具备升压模块,而且其转换效率和功率应该足够大;(2)电磁阀在开启后,能够快速切换到24V驱动,以减少对升压模块功率的需求,这要求对电磁阀实现高、低压分时驱动;(3)具有实时诊断功能,以便对喷油器的意外故障进行诊断,并进行及时保护,确保ECU工作的可靠性;(4)要求合理的定时时序设计,以控制喷油定时角度在一定精度范围内;同时,ECU应可以实现多次喷射的要求,且喷射模式灵活可调。

共轨技术也促进了以“均质压燃,低温燃烧”为基本特征的新一代内燃机燃烧技术的研究和开发。新一代燃烧技术(HCCI、LTC和PCCI等)不仅需要先进燃油喷射系统(如共轨燃油喷射系统等)的支持,而且需要强大的气路系统辅助才能得以实现。其中,气路系统通常配置有高增压系统、VVT系统和EGR系统等。研究[8,9]表明:新一代燃烧技术对缸内充量的状态要求比较苛刻,而且局限于一定的工况范围以内,在整机运行中需要多种燃烧模式切换工作。总体而言,控制系统不仅要满足发动机气路和油路的协同控制,而且要实现不同喷油模式的灵活调制及自由切换。这势必使控制系统涉及到大量数字逻辑电路的开发,而且随着多次喷射技术的应用,燃油喷射任务对中断资源的占用将成倍增加,燃油喷射定时要求更精度和更稳定,因此软件算法开发将变得更加重要。总之,针对共轨技术和新一代燃烧技术的特点及控制要求,采用全新的电子技术进行全新构架发动机控制单元(ECU)的开发,是燃烧理论实施的重要途径。

1 可灵活调制喷油模式的ECU结构

针对当前共轨技术和新一代燃烧技术的发展,结合系统实时任务的特点,本文以32位微控制器MCF5233和CPLD为核心构架进行了共轨发动机ECU的开发。该新型ECU可以实现时间(实时)任务、算法任务和数字逻辑运算任务的平行处理,具有极佳的性能。共轨技术的巨大优势得益于电控技术的强大支持,本文重点以实现对喷射压力、喷射定时及喷油速率的灵活控制为目标,对新型构架的ECU系统进行了简要介绍。

ECU的硬件设计依据模块化原则,按功能可分为几个模块:核心构架模块、模拟与数字信号调理模块、A/D采用模块、升压模块、功率驱动模块、执行器故障诊断模块、通信模块等,如图1所示。

本ECU单元配置的开发平台包括:以MCF5233微控制器为核心的软件开发平台和以CPLD为中心的数字电路开发平台;同时,为了方便共轨燃油系统的标定和整机的匹配研究,开发了人机交互平台。

1.1 核心构架模块[10]

MCF5233是一款基于V2 ColdFire内核高度集成的32位微控制器,支持可变长度RISC(精简执令运算集)技术,其内核运行速度是内部总线的2倍,具有高的执行速度(最高时钟频率为150 MHz);支持乘法运算(32×32),最高运算速度可达到144Dhrystone/2.1MIPS(每秒百万条指令);集成8 K的高速缓存(可定义作指令和数据缓存)和64 K的内部静态存储器,大幅度提高了芯片的性能。其主要外围子模块有:32通道增强型定时处理单元(eTPU);3个通用的异步接收/发送器(UARTs);多达2个CAN 2.0B控制器;1个I2C总线控制器;4个32位直接存储器存取(DMA)定时器;4个可编程周期性中断定时器(PITs);16位软件看门狗;2个中断控制器,每个中断控制器可管理110个中断源;带有锁相环(PLL)的时钟模块;外部总线接口(EIM)支持2片分页的SDRAM控制模块;32位非复用总线,支持多达8个片选信号(CS0~CS7)。

eTPU是一个智能、半自治的协处理器,其主要是为高精度时间任务设计的,与CPU(负责算法任务)平行工作。eTPU具有其独立的ROM和RAM,可以在没有CPU干涉的情况下独立读取共享数据和处理微指令、实时输入事件,执行设定的输出波形。因此,CPU的服务时间被大幅度削减或消除。

CPLD-MAX3000A器件基于Altera·MAX架构和电可擦可编程只读存储器(EEPROM),采用先进的0.30μm CMOS处理,其密度范围从32~512个宏单元。其支持在系统可编程能力(ISP),能够轻松地实现现场重置,具有静态可重复编程和动态在系统重构的特性。其在系统仿真功能使数字电路的开发周期大幅度缩减;同时,减少了芯片数量,缩小了ECU体积,提高了系统的性能和可靠性。其主要负责数字逻辑运算任务,本ECU是基于CPLD来实现喷油器高、低压驱动信号的逻辑合成以及升压模块的设计等诸多数字电路功能。

为了便于程序的开发和提高程序的运行速度,ECU通过外部接口模块(EIM)进行存储器扩展设计,扩展了4MByte(2M×16-bit)页面模式Flash和16MByte(2×4M×16-bit)SDRAM。存储器接口电路结构如图2所示。

1.2 基于CPLD的数字升压模块[11,12]

基于CPLD提出了数字升压模块的设计构想,其基本原理是在电源、开关功率管和储能电感的串联回路中,利用一定频率的PWM激励功率管,使储能电感不断充电和放电,而储能电感在储能后具有使电压泵升的作用,即斩波式(Boost)升压原理。本文采用VHDL(超高速集成电路硬件描述语言)软件编程在CPLD上产生PWM激励波,可以精确实现任意占宽比(0~100%)和一定频率(1 Hz~5 MHz)的PWM激励波;同时,利用比较电路来实现升压电压的闭环控制。

图3为数字升压模块的结构图。该模块主要由两部分组成,一部分包括时钟分频模块、控制开关和PWM信号发生器,其功能是根据控制开关的状态,控制PWM激励波的发生和关闭;另一部分包括斩波升压、充电电容和比较电路,是基于电路板设计实现的,其功能是将斩波升压后高压电势能存储在充电电容内,由比较电路监控升压电压,并将反馈信号传递给控制开关,实现升压电压的闭环控制。

1.3 基于CPLD的驱动模块和故障诊断模块

基于CPLD提出了喷油器高、低压分时驱动的开发构想,CPLD主要用来实现对喷油器高、低压驱动信号的逻辑合成。图4为喷油器驱动和故障诊断电路结构图。该结构主要由MCF5233、CPLD模块、驱动模块和电流检测模块四部分组成。

MCF5233主要提供3个功能模块,CM(时钟信号)主要为CPLD提供25 MHz的时钟信号;eTPU为喷油器提供喷射控制信号,输出控制喷油器的喷油时刻、喷油脉宽和喷油模式,并提供普通I/O用于捕捉喷油器故障信号;PITs(定时器模块)用于设定诊断时间。

CPLD模块主要功能是根据eTPU的喷油器控制信号来优化合成高、低压驱动信号,由时钟分频器、高压驱动信号分离器和优化波合成器三部分组成。驱动模块主要实现功率放大功能,由高、低边驱动单元和功率驱动单元两部分组成。电流检测模块主要由采样电路、放大电路和比较电路组成,具体负责对喷油器回路电流状态进行监测。

喷油器故障诊断的基本原理是根据电感线圈在上电后,其回路中电流的建立时间和电感单元自身的L/R时间常数呈正比关系,所以在电感单元上电后,其回路中采样电阻端电压总是在一定时间延时后才建立起来。如果电感单元短路,则电阻两端电压没有延时,而是即刻建立起来;如果电感单元断路,则采样电阻的电压一直为0。喷油器故障诊断的原理如图5所示。

1.4 其他功能模块

电源模块的作用是为ECU内的各个功能模块以及外部传感器等提供合适电平并且具有一定功率的电压信号。ECU内部需要稳定的1.5 V、3.3 V(MCF5233和CPLD)、5 V(传感器和A/D采样)、12V(栅极驱动电路用)、50 V(喷油器开启驱动用)电源。该ECU采用了由开关功率转换芯片构成的降压型PWM开关电源,用来产生12、5、3.3、1.5 V的电源,对于50V电源,主要由升压模块提供。

实时信号采集模块是为了使微控制器获得发动机运行的状态参数以及司机的操作行为,具有严格的实时性和真实性要求,进行实时数据采样时应遵循香农(Shannon)采样定理。实时采样信号可以分为两类,一是模拟信号,主要有油门位置、共轨压力、进气压力、进气温度、冷却水温度、蓄电池电压等,由A/D转换器进行模数转换;二是数字信号,主要有曲轴转速信号、油泵多齿信号等,这些信号由磁敏接近开关产生。由eTPU模块采样处理,在采样处理前,均要经过数字滤波器再处理。这样可以大幅度增强了数字信号的可靠性,尤其是可以影响到整个系统时序稳定性和正确性的曲轴转速信号和油泵多齿信号。

2 时序算法

2.1 瞬时转速计算及定时最大误差评估

曲轴转速(平均转速和瞬时转速)是发动机最基本的一个状态信号,也是喷油策略控制所依赖的重要参数,其采样的实时性对发动机运行的响应性能有很大影响。帕金斯135i发动机曲轴转速信号由126个连续的等间距脉冲信号组成,是系统实时控制的角度(时间)坐标。但曲轴转速信号的角度分辨率很低(360°/126=2.85°),对于曲轴飞轮的齿间角度是无法捕捉的。为了提高系统角度坐标的精度,本文利用曲轴的瞬时转速将齿间的任意角度转换为时间,由定时器做延时控制,即可对曲轴任意转角进行定时控制。图6为曲轴转速信号采样时序图。

本系统中曲轴转速信号的采样由eTPU-PPA(脉冲或周期累计)功能完成,PPA功能的API(应用程序接口)函数用于输出采样的结果,其中的通道时钟基准为TCR2(6.25MHz)。瞬时转速的实时性对定时控制精度有直接影响,一般情况下要求采样曲轴转速信号最近一次的齿间周期,但是过于密集的采样中断对CPU的开销影响很大。为了减少CPU的负担,本文采样了最近连续6个齿的齿间周期(T 6),进行瞬时转速的计算,瞬时转速为TCR2/reselt/21。当发动机以1200 r/min运行,以3 000 r/min/s加速时,其评估的最大角度算法误差如下。

(1)在1200 r/min时:

(2)第一次采样完转速的改变:

(3)第二次采集6个齿(7~12)的齿间周期:

(4)第二次测试完转速的改变:

(5)第二次测试完转速值:

(6)以第一次(1~6齿)采样周期计算第十三个齿的齿间角度(图6):

(7)利用瞬时转速进行角度定时算法的最大误差为:

2.89°-360°/126=0.033°(600 r/min/s时最大误差仅为0.0056°,不考虑系统机械误差)。

2.2 基于瞬时转速的喷油器时序设计

喷油器控制主要包括喷油定时、喷油持续期和多次喷射控制,而喷油定时是时序控制首先要解决的。为了保证喷油定时的精确度,必须根据油泵凸轮信号和曲轴转速信号,进行合理的时序设计,使控制系统能够更快更精确地跟踪曲轴转角的实时变化。

通常油泵凸轮同步信号可以作为曲轴角度坐标(0~720°CA)的原点,作为判缸信号。但这种算法由于曲轴和油泵凸轮轴的机械安装误差,很难保证在发动机不同运行工况(加速、减速)时同步信号到各缸上止点的相位不变,所以很难应用于精密的时序设计(工程实际中,由于传动齿轮系和传感器安装的误差,基本上机型控制在0.5°CA)。本文采用内外参考点相结合的方法确定发动机每工作循环的曲轴原点位置。其中,外部参考点来自油泵凸轮同步信号;内部参考点来自曲轴信号自身,其和各缸上止点的相位始终一定,从一定程度上屏蔽掉部分由传动齿轮系引入的误差。以第四缸喷油定时为例,在确定曲轴原点后,其到第四缸压缩上止点的相位F可以由试验标定。图7为喷油定时控制的时序链图。其中,A为喷油提前角,°CA,由喷油定时控制策略提供;B为喷油延时,μs,由试验标定得到;C为喷油器驱动信号开启延时角度,°CA,由时序链转换得到;C由D和E两部分组成,D为C/(360/126)可以整除部分的角度,°CA,E为C/(360/126)余数部分的角度,°CA。具体计算方法如下。

(1)根据瞬时转速,将B转化为角度A B:

(2)计算驱动信号相对曲轴原点的开启角度:

(3)计算D和E:E=D%(360/126),D=C-E;

(4)计算D所占用的飞轮齿数D_num:D_num=D/(360/126),由曲轴信号触发完成;

(5)根据瞬时转速,将E转化为时间计数值E num:E/(360/21)×reselt,由定时器完成。

3 基于结构数组的多次喷射控制算法

新一代燃烧技术要求灵活可变的喷油速率控制,喷油器控制单元要求能满足多次喷射(预喷、主喷和后喷)技术或多脉冲喷射策略的需要,同时还要满足不同喷射模式的灵活切换,实现真正意义上的喷油速率灵活可调。

本系统中喷油器的控制是一种基于MAP的控制。对于多次喷射而言,每次喷射脉冲(预喷或主喷或后喷)都有自己的角度定时MAP和持续期MAP。如果每次喷射脉冲定时都由中断完成,则复杂的多次喷射就需要多次的中断服务程序处理。对于多缸喷射而言,实时控制任务将成倍增加,这必将加重系统中断资源的开销,严重时可能影响系统响应的实时性;同时,从喷油定时控制算法上看,每次都需要定时时序的转换,这也将消耗一定的系统资源。综合考虑后,本文仅对多次喷射的第一个喷射脉冲进行定时中断服务,而对于其他喷射脉冲的定时主要根据瞬时转速将定时角度转换为时间长度,直接由定时器控制喷射定时。从上面角度定时算法的最大误差估计来看,转换后的定时精度是完全可以接受的。

如图8所示,在程序设计中,本文采用自定义的结构数组对其进行统一管理。利用结构体数组对喷油器参数进行数据建模,能使程序处理的数据更简单和更直观,既便于函数的封装设计,也便于软件系统的管理。在加速踏板位置采样中断中,控制系统根据发动机的负荷和转速信息设定喷油模式、各喷射脉冲提前角和各喷射脉冲持续期,组成多次喷射参数的结构数组。再经过预处理和定时处理,最终形成多次喷射定时计数值数组。从预喷射定时角度中分离出定时齿数,用于曲轴信号捕捉定时控制,定时计数值用于齿间角度的定时控制。数组参数整理完毕后,由qom(队列输出匹配)功能的API函数进行通道参数更新。最后再由喷油控制中断服务程序提出通道服务请求,产生多次喷油驱动信号,完成对燃油喷射系统喷油模式的更新。

4 试验结果

该高压共轨发动机控制系统,在经过多次的设计和优化,以及系统级的调试、验证通过后,最后在珀金斯135Ti发动机上进行了匹配试验。图9为6次喷射脉冲调制时ECU输出的喷油器驱动信号经CPLD处理后,高、低压驱动信号逻辑合成的实现。图10为5次喷射脉冲调制时升压模块的工作过程。升压电压的最大下降幅度仅为4 V,波动不超过10%,而恢复时间仅有1.3 ms,在发动机转速为2600 r/min时,仅相当20.28°CA。图11为5次喷射脉冲调制时喷油速率的变化情况(由法国EFS8246喷油规律仪测量)。其中,发动机转速为1200 r/min,轨压为100MPa,喷射脉宽为0.164ms,喷射油量为35.3 mg。实践应用表明:该ECU能精确控制任意角度的喷油定时,可以实现不同喷油模式的自由调制及灵活切换,从而实现真正意义上的喷油速率的灵活控制。

5 结论

(1)以MCF5233和CPLD为核心构架提出了可灵活调制喷油模式ECU的开发方案。该新型ECU可以实现时间任务、算法任务和数字逻辑运算任务的平行处理。

(2)为了提高喷油器电磁阀的响应速度,基于CPLD完成了数字升压模块的开发和实现了对喷油器的高、低压分时控制,实践证明该升压模块满足ECU在整机运行范围的工作要求。

(3)利用转速信号进行了瞬时转速算法开发和最大算法误差估计。当发动机以1 200 r/min运行、以3 000 r/min/s加速时,其最大定时算法误差不超过0.033°。同时采用内外参考点相结合的方法来确定发动机每工作循环的曲轴原点位置,使系统时序控制的精度和稳定性得到保证。

(4)借助eTPU的qom功能,利用结构体数组对喷油器参数进行数据建模,仅一次中断服务,即可实现多次喷射控制算法。其中,多次喷射模式可控制的脉冲数达到6次以上,且支持不同喷油模式间的自由切换。

参考文献

[1]Ganser M A.Common rail injectors for 2000 bar and beyond[C]//SAE 2000-01-0706,2000.

[2]Schommers J,Duvinage F,Stotz M.Potential of common railinjection systemfor passenger car DI diesel engines[C]//SAE2000-01-0944,2000.

[3]Kohketsu S,Tanabe K,Mori K.Flexibly controlled injectionrate shape with next generation common rail systemfor heavyduty DI diesel engines[C]//SAE 2000-01-0705,2000.

[4]Syvain M,Benoist T.Using multiple injection strategies indiesel combustion potential to i mprove emission,noise and fuleeconomy trade-off in low CRengines[C]//SAE 2008-01-1329,2008.

[5]Walter B,Monoteiro L,Miche M,et al.I mprovement of ex-haust and noise emission of the NADITMconcept using pre-mixed type combustion with multiple stages injection[C].Ly-on:SI AInternational Congress,2004.

[6]Su W,Lin T J,Pei Y Q.A compound technology for HCCIcombustion in a DI diesel engine based on the multi-pulseinjec-tion and the bump combustion chamber[C]//SAE 2003-01-0741,2003.

[7]Su WH,Wang H,Liu B.Injection mode modulationfor HCCIdiesel combustion[C]//SAE 2005-01-0117,2005.

[8]Wang J.Hybrid robust control for engines runninglowtemper-ature combustion and conventional diesel combustion modes[C]//SAE 2007-01-0770,2007.

[9]Wang J.Air fraction esti mation for multiple combustion modediesel engines with dual-loop EGRsystems[C].New Orleans:Proceedings of the 46th IEEE Conference on Decision and Con-trol,2007:2862-2867.

[10]Freescale Semiconductor Company.MCF5235 reference manual[M].USA:Freescale Semiconductor Company,2001.

[11]Zeidman B.基于FPGA&CPLD的数字IC设计方法[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.

调制模式 篇3

矩阵变换器[1]是一种能直接变频的电力变换装置,同通用变频器相比具有众多优点。目前,矩阵变换器控制方法中比较成熟的是空间矢量调制法。该方法中最关键和最难实现的是在一个开关周期内不同的时间对应的开关组合的输出。针对这一问题,本文提出应用三角波调制来实现,提高了运算速度,实现了控制要求。并用Matlab/Simulink进行仿真验证。

1 矩阵变换器空间矢量调制

1.1 矩阵变换器简介

矩阵变换器由9个开关组成,通过控制9个开关的通断,可实现用输入电压来合成所需的输出电压。矩阵变换器的拓扑结构如图1所示。

1.2 矩阵变换器空间矢量调制法[2~4]

空间矢量调制法是将矩阵变换器的交-交变换为虚拟为交-直和直-交变换。在虚拟整流和虚拟逆变中,分别使用空间矢量调制技术,得到整流和逆变的调制矩阵。两者的乘积就是矩阵变换器的调制矩阵。虚拟的分解结构图如图2所示。

输入电流和输出电压各有6条空间矢量(零矢量除外),共有36种组合,如表1所示。

根据输入电流空间矢量所在的位置来确定的扇区并计算相邻两基本矢量IM及IN(M、N=1、2、3、4、5、6),同样通过输出电压空间矢量所在的位置来确定的扇区及计算相邻两基本矢量VJ及VI(I、J=1、2、3、4、5、6),结合电压矢量和电流矢量综合调制。整个输出相电压和输入相电流合成过程共有M-I、M-J、N-I、N-J及零矢量I0-V0五种组合。每个PWM周期被分成五部分别为Tαi、Tβi、Tβj、Tαj及T0。计算公式如式1所示:

式中:TS为开关周期;m为调制系数,且0≤m≤l。

2 矩阵变换器空间矢量调制法中三角波调制

根据矩阵变换器空间矢量调制的原理,为了减少输入和输出谐波,一个开关周期TS被分为9个部分,按照以零矢量对称的方式输出,如图3所示。

为解决这一问题,将三角波与5个作用时间(包括零矢量)比较,就可以实现在对应的时间输出对应的开关。采用这种方法首先要选择合适的三角波。所用调制三角波如图4所示。这种三角波的周期是TS(为开关周期)、幅值是TS/4。在一个PWM周期内要获得按时序输出的开关组,只需要与对应的累计时间做比较即可。

由于三角波的每一分支与时间轴角度是45o或135o。根据三角波的对称性可知输出时间顺序如图5所示。

从左向右依次时间是Tαj/2、Tαi/2、Tβi/2、Tβj/2、T0、Tβj/2、Tβi/2、Tαi/2、Tαj/2,只要在对应的时间输出对应的开关脉冲。

3 仿真实验

为验证该方法的优越性,对三角波调制法进行仿真验证。仿真电路如图6所示。

输入为三相对称电源,输入电压为每相220V,50Hz的三相对称电源,三相对称负载参数为设定的输出频率为40Hz,P=48W、QL=220Var,调制系数为0.8,PWM频率为4k Hz,简化模型的理想开关关断时间为0s,仿真算法为ode15s。仿真时间为50ms。三角波调制仿真模块如图7所示。

该方法输出的9个脉冲如图8所示,输出的电压波形如图9所示。

由图8可以看出在任意时刻9个开关只有3个开通,且这三个开关不能接在同一输出相由图9可以看出输出电压可看出三相输出线电压为PWM波形,基波频率为所要求的40Hz。三相线电压相位互差120度,从输出线电压的包络线可以清晰的看出三相输出线电压是由三相输入电压合成,波形明显中间宽,两边窄。仿真结果表明采用三角载波调制输出三相线电压频率可调,且波形具有良好的对称性和正弦度。

4 结束语

本文以矩阵变换的空间矢量调制法为依据,提出了一种方便的实现脉冲的时序的产生的方法。该方法通过仿真证明是可行的。在矩阵变换的其它调制策略中只要确定了一个采样周期各开关组作用时间也可以采用同样的方法实现输出脉冲的时序。

参考文献

[1]M.Venturini,A.Alesina.The generalized transformer:a new directional sinusoidal waveform converter with continuously adjustable input power factor[C].Proc ofPESC conference Record 1980:242~252.

[2]P.W.Wheeler and D.A.Grant,"Reducing the SemiconductorLosses in a Matrix Converter",Variable Speed Drives andMotion Control,IEE Colloquium 1992,4:14/1-14/5.

[3]Huber L,Borojevic D.Space vector modulated three-phaseto three-phase matrix converter with input factor correction.IEEE Trans.On Industry Applications,1995,31(6):1234-1246.

干草调制技术 篇4

干草在实际生产中有广义和狭义之分。广义上的干草包括所有可饲用的干制植物性原料,基本上涵盖了哈里斯国际饲料分类体系中的第一类饲料—粗饲料,即所有干物质中粗纤维含量大于等于18%, 以风干状态存在的饲料和原料。如干制的饲草、饲料作物和农作物秸秆、藤、蔓、秧、皮壳以及可饲用的灌木、树叶等等。而狭义的干草是特指饲草或饲料作物在产量和质量兼优时期刈割,并经过一定的干燥方法制成的粗饲料,制备良好的干草仍保持青绿色,故也称青干草。青干草可以看成是青饲料的加工产品,是为了保存青饲料的营养价值而制成的贮藏产品。

2干草的营养特性

2.1优质干草营养丰富

干草的营 养和饲用 价值受饲 草品种 、 收割时期 、 调制方法 等因素的 影响 , 差异很大 。 优质干草 营养丰富 , 一般粗蛋 白质含量为10%~20%;粗纤维含量为22%~23%;无氮浸出物含量为40%~54%;干物质含量85%~90%;营养元素保存良好, 一般含钙比较丰富,含磷略差;维生素含量也较丰富。如豆科青干草含有丰富的钙、磷、胡萝卜素、维生素K、E、B等多种矿物质和维生素。干草是动物维生素D的主要来源,一般晒制青干草的维生素D含量为100~1000IU/kg。

2.2干草具有较高的饲用价值

优质干草呈青绿色,柔软,气味芳香,适口性好。青干草中的有机物消化率可达46%~70%,纤维素消化率约为70%~80%。

2.3干草是加工其它草产品的原料

晒制或烘干而成的青干草,可以进一步制成草饼、草粉、草颗粒。

3影响干草品质的因素

3.1饲草的种类

一般情况下,豆科植物干草的饲用价值好于禾本科植物干草。

3.2收获时间

豆科饲草的最佳刈割期在现蕾期到初花期,禾本科饲草的最佳刈割期在抽穗期到开花期。刈割时间是影响干草质量的第一要素。

3.3加工方法

加工方法主要采用自然干燥和人工机械干燥。在自然干燥中,饲草各部分干燥速度不一致,特别是豆科饲草的叶子、叶柄容易干燥, 而茎、秆的干燥速度较慢,加之叶子的营养含量是最丰富的部分,在晾晒、打捆、搬运时易折断和脱落,致使干草质量下降。人工机械干燥具有脱水速度快,干燥时间短,营养损失少,饲草品质好。

3.4贮藏方法

遮荫、避雨、地面干燥的贮藏条件有利于干草的长时间保存。 一般垛藏的干草要使水分在18%以下,还要注意保持良好通风。

3.5自然条件

雨淋不仅会使饲草遭受腐败微生物的侵蚀而导致腐烂破坏,而且还会使饲草中的可溶性养分流失, 造成营养损失。鲜草经长时间晒制会使饲草中的胡萝卜素、叶绿素和维生素C等大量损失,尤其是维生素类损失严重。

4干草调制过程中的损失

4.1刈割后生理生化变化造成的损失

刈割后饲草进入凋萎期,植物体内总糖含量下降,少量蛋白质被分解成以氨基酸为主的氨化物,部分氨可转化为水溶性氨化物,降低了酪氨酸、精氨酸含量,增加了赖氨酸和色氨酸含量。在饲草干燥后期,碳水化合物几乎不变了,但蛋白质的损失和氨基酸的破坏随这一时期的延长而加大,特别是在饲草水分较高时损失较为明显。

4.2机械作用引起的损失

在搂草、翻草、堆垛等一系列作业中,叶片、嫩茎、花序等细嫩部分易折断、脱落而损失。一般禾本科饲草损失约2%~5%,豆科饲草损失最大,约15%~35%。

4.3光化学作用造成的损失

晒制干草时,阳光直射的结果是植物体内所含的胡萝卜素、叶绿素及维生素C等,均因光化学作用的破坏而损失很多。

4.4雨淋损失

淋雨对干草造成的破坏作用, 主要发生在干草水分下降到50%以下,细胞死亡以后,这时原生质的渗透性提高,植物体内酶的活动将各种复杂的养分水解成较简单的可溶性养分,它们能自由地通过死亡的原生质膜而流失,而且这些营养物质的流失主要发生在叶片上或近叶表面,所以淋湿作用引起的营养物质的损失,远比机械损失大得多。

4.5微生物作用引起的损失

细菌活动的最低需水量约为植物体含水量的25%以上;适宜气温在25~30℃,当空气湿度在85%~90%以上时,即可能导致干草发霉。

5干草调制原则

尽量加速饲草的脱水,缩短干燥时间,以减少由于生理、生化作用和氧化作用造成的营养物质损失;饲草在干燥过程中,应防止雨露的淋湿,并尽量避免在阳光下长期曝晒;在干燥末期应力求植物各部分的含水量均匀;集草、聚堆、 压捆等作业,应在植物细嫩部分尚不易折断时进行。

6自然干燥法调制干草工艺

6.1前期处理阶段

豆科类饲草调制干草,在刈割前,最好使用干燥剂处理。

6.2中期处理阶段

根据场地条件对刚刈割饲草采取压扁、铡短等措施,主要的目的是加快饲草的干燥速度。

6.3干燥晒制阶段

将刚收割的饲草在原地或附近干燥地上平铺成薄层曝晒,曝晒4~5小时使鲜草中的水分迅速蒸发,水分由原来的75%以上减少到40%左右。当水分降到40%左右时,可利用晚间或早晨的时间进行一次翻晒,可以减少苜蓿叶片的脱落。或改为小堆晒制,将平铺地面的半干青草堆成小堆,堆高约1m, 直径1.5m,重约50kg,继续晾晒4~5天,等全干后收贮。

6.4原地打捆

在晴天阳光下晾晒2~3天,当牧草的含水量在18%以下时,即可进行打捆储存。苜蓿草等豆科牧草可在晚间或早晨进行打捆,以减少叶片的脱落及破碎。

6.5草捆贮存

饲草调制与青贮方法 篇5

优质干草的干燥方法很多。

最简单的方法就是自然晒制, 将收割后的牧草在原地或运到地势高燥的地方进行晾晒, 或放在架子上晾晒。条件允许时向规模化、机械化干燥方法过渡。

无论采用何种调制方法, 都要尽量减少人为或机械造成的营养损失。比方说在牧草收割、搬运、翻晾、堆垛等一系列手工和机械操作中, 不可避免地造成细枝嫩叶的破碎脱落, 严重时损失可以达到20%-30%。因此, 要选择牧草合适的收割时间, 尽量减少翻动和搬运, 减轻损失。

二、青贮制备

选择土质坚硬, 地势高燥, 地下水位低的地方, 建好青贮窖。有条件的可以用砖和水泥建成永久窖。

常用青贮原料有禾本科的玉米、黑麦草、无芒雀麦, 豆科中的苜蓿、三叶草、紫云英, 其他根茎叶类的甘薯、南瓜、苋菜、水生植物等。原料要适时收割。玉米收割期一般为乳熟期到蜡熟期;禾本科牧草为孕穗期到抽穗期;豆科牧草为现蕾期到初花期;水生饲料捞取日晒1到2天, 原料要合理装填。

收割后, 水分适宜, 应该立即运到青贮窖, 边切短边装窖。装窖前, 底部铺10-15厘米厚的秸秆, 以便吸收液汁。窖四壁铺塑料薄膜, 可以防漏水透气, 装的时候要踏实, 一直装到高出窖沿60厘米左右, 即可封顶。封顶时先铺一层切短的秸秆, 再加—层塑料薄膜, 然后覆土拍实。四周距窖1米处挖排水沟, 防止雨水流入。窖顶有裂缝时, 要及时覆土压实, 防止漏气漏水。

如何控制饲料的加工质量?

1. 最佳粉碎粒度控制。

该项技术的关键是将各种饲料原料粉碎至最适合动物利用的粒度, 使配合饲料产品能够获得最佳的饲养效率和经济效益。要达到此目的, 必须深入研究掌握不同动物对不同饲料原料的最佳利用粒度。对水产饲料而言, 必须采用微粉碎和超微粉碎技术。

2. 配料准确度的控制。

采用无差错的计算机配料控制技术, 使每一种配料组分的配料量在每次配料中都能实现精确控制。对微量添加剂可进行预配预混并使用高精度微量配料系统。

3. 混合均匀度控制。

这包括配合饲料、浓缩饲料、添加剂预混合饲料、液体饲料的混合均匀度控制技术。选择恰当的混合机和适宜的混合时间与方法是保证混合质量的关键。

4. 制粒质量控制。

这方面首先是要控制饲料的调质质量, 即控制调质的温度、时间、水分添加和淀粉的糊化度, 使调质后的状态最适合制粒;其次是要控制硬颗粒饲料粉化率、冷却温度和水分、颗粒的均匀性、一致性、耐水性。要实现这些要求, 必须配备合理的蒸气供气与控制系统和调质、制粒、冷却、筛分设备, 并根据产品的不同要求科学调节控制参数。

5. 膨化颗粒饲料或膨胀饲料的质量控制。

首先是要控制饲料的调质质量, 即控制调质的温度、时间、水分添加和淀粉的糊化度, 使调质后的状态最适合挤压膨化或膨胀;其次是要控制膨化颗粒饲料的熟化度、密度、粉化率、冷却温度和水分、颗粒的均匀性、一致性和耐水性。要实现这些要求, 必须配备合理的蒸气供气与控制系统和调质、挤压膨化、膨胀、干燥、冷却、筛分设备, 并根据产品的不同要求科学调节控制参数, 以获得客户满意的产品。

6. 液体添加的质量控制。

调制浓郁的“语文味” 篇6

一、“诵读体悟”得滋味

“诵读”不是简单的一读了之, 而在于把“写在纸上的语言变成活的语气”, 并把自己的思想情感传达出来。就是说学生沉醉于作品当中, 忘情地读, 美美地读, 读出语感和情趣, 读出自己独特的感受和理解, 从而达到“味之者无极, 闻之者动心”的程度。

课例一:《爬山虎的脚》

师:请大家读第2自然段, 把你最喜欢的句子画出来。

师:请你把最喜欢的句子在小组里交流一下, 并说说喜欢的原因。喜欢爬山虎的叶子吗?谁来说说你为什么喜欢它?

生:因为它的叶子绿得很可爱。

生:因为它的叶子颜色在变化。

生:它的叶子很好看, 铺得也很均匀。

生:一阵风吹来, 爬山虎的叶子就会漾起波纹。

师:“漾起波纹”是什么样子?

生:就像风吹到水面上出现的波纹一样。

师:请大家看课文插图。闭起眼睛想一想, 那一墙绿油油的爬山虎颜色在变化, 一阵风吹来还荡漾着波纹……多美啊!你能不能把那种美丽的颜色、那种变化的样子通过朗读表达出来呢? (学生轻声自读)

师:我听出来了, 你们读得很好, 让我也喜欢上这些句子了。谁来读给大家听听? (绝大多数学生读得有声有色)

教师没有要求学生用统一的语气来读, 而是调动学生的情感体验, 让他们自己寻找、感受爬山虎叶子的美, 对作者的感情有了自己的体验, 再通过读来表达内心独特的感受。

二、“联想触发”得滋味

就是把平面的文字“还原”成生动可感的画面, 从文本中“读出形象”;引导学生与自己的生活经验、阅读沉淀相联系, 从文本中读出所熟悉的生活或情感体验, 读出触动自己心灵的生活情节或人物形象。

课例二:《灰椋鸟》

生:“树林内外, 百鸟争鸣, 呼朋引伴, 叽叽啾啾, 似飞瀑落入深涧, 如惊涛拍打暗滩, 整个刺槐林和竹林成了一个天然的俱乐部。

师:同学们, 你们印象中的俱乐部是怎样的?

(五彩灯、歌声、舞台、表演、观众等)

师:俱乐部是休闲的场所, 是最放松快乐的地方。作者为什么说整个森林就是一个天然的俱乐部呢?自由读第5自然段, 联系上下文说说。

生:因为林内有水杉落叶铺成的地毯。你看, “棕红色的水杉落叶, 给大地铺上了一层华贵的绒地毯, 走在上面软绵绵的”。

生:我读出了林内有美丽的灯光效果。“夕阳渐渐西沉, 晚霞映红了天空, 也映红了整个刺槐林和竹林。”读了这句, 我觉得五彩的霞光, 把刺槐林和竹林映照得特别好看, 就像一幅百看不厌的风景画。

生:“看, 这几只刚落在枝头上, 那几只马上又扑棱棱地飞起。”读这句, 我好像看到了一群争先恐后的演员, 他们多像俱乐部里开开心心、自娱自乐的人们。

师:想得真妙!

生:我觉得小鸟们还穿了漂亮的礼服呢。“它们的羽毛全变成金红色的了”, 这不是最美丽的衣服吗? (学生鼓掌)

青干草的调制技术 篇7

1 青干草的特点

1.1 优质干草营养丰富

品质优良的青干草营养完善, 一般粗蛋白含量为10～20%;粗纤维含量为22～23%;无氮浸出物含量为40～54%;干物质含量85～90%;矿物质和维生素含量较丰富, 尤其是豆科牧草。

1.2 具有较高的饲用价值

优质干草呈青绿色, 柔软, 气味芳香, 适口性好, 青干草中的有机物消化率可达46～70%, 纤维消化率为70～80%, 蛋白质具有较高的生物学价值。此外, 青干草还在家畜生理上起着平衡和促进胃肠蠕动作用, 是草食家畜日粮中的重要组成部分。

1.3 形成乳脂肪的重要原料

草食家畜在利用瘤胃微生物分解青干草纤维素的过程中, 能产生挥发性的脂肪酸即乙酸、丙酸、丁酸和类脂肪物质。这些物质是产乳草食家畜合成乳脂肪的重要原料。减少干草喂量, 可导致乳脂率降低。

1.4 贮藏使用方便

良好的管理可使青干草贮藏多年。特别是在寒冷地区, 由于冬、春季节长, 气温较低, 作物生长期短, 青绿饲料生产受限制。青干草可常年使用, 取用方便, 营养保存较完善, 尤其对种畜和幼畜更为重要。

2 调制原理

调制干草的目的就是要刈割后的新鲜牧草迅速处于生理干燥状态, 细胞呼吸和酶的作用逐渐减弱直至停止, 饲草的养分分解很少。此过程可分为两个阶段。

2.1 牧草饥饿代谢阶段

刈割后的鲜草, 细胞尚未死亡, 继续进行着呼吸和蒸腾作用, 水分逐渐挥发减少, 当水分减少到40～50%时, 呼吸作用停止。当牧草细胞进行呼吸作用时, 可使牧草体内一部分可溶性碳水化合物被消耗, 同时, 蛋白质水解产生氨化物, 这个阶段因受温度、湿度的影响, 使水分蒸腾的时间长短不一。干燥得越快, 呼吸作用停止越早, 营养物质损失也较少。

2.2 牧草成分分解阶段

呼吸作用停止后, 牧草细胞已死亡, 但牧草表面的水分继续蒸发。光照易破坏牧草中的胡萝卜素和叶绿素。在这一阶段中, 牧草水分降到14～17%的速度越快, 养分损失就越少。

3 调制方法

3.1 自然干燥法

自然干燥法不需要特殊的设备, 可分为地面干燥法和草架干燥法。

3.1.1 地面干燥法

牧草刈割后在地面干燥6～7h, 当含水量降至40～50%时, 用搂草机搂成草条继续干燥4～5h, 并根据气候条件和牧草的含水量进行翻晒, 使牧草水分降到35～40%, 此时牧草的叶片尚未脱落, 再用集草器集成0.5～1m高的草堆, 经1.5～2d就可调制成含水分15～18%的干草。牧草全株的总含水量在35～40%以下时, 牧草叶片开始脱落, 为保存营养价值较高的叶片, 搂草和集草作业应在牧草水分不低于35～40%时进行。

3.1.2 草架干燥法

在牧草收割时由于多雨或潮湿天气, 地面晾晒调制干草不易成功时, 需采用专门制造的干草架进行干草调制。干草架主要有独木架、三角架、铁丝长架等。方法是将刈割后的牧草在地面干燥0.5～1d后再移在草架上, 遇到降雨时也可直接在草架上干燥, 将牧草自上而下置于草架上, 草架需有一定倾斜度以利采光和排水, 最下一层牧草应高出地面, 以利通风, 草架干燥虽花费一定物力, 但制成的干草品质较好, 养分损失比地面干燥减少5～10%。

3.1.3 发酵干燥法

发酵干燥法是介于调制青干草和青贮料之间的一种特殊干燥法。将含水约为50%左右的牧草经分层夯实压紧堆积, 每层可撒上约为饲草重量0.5～1%的食盐, 以防发酵过度, 使牧草本身细胞的呼吸热和细菌、霉菌活动产生的发酵热在牧草堆中积蓄, 草堆温度可上升到70～80℃, 借助通风手段将饲草中的水分蒸发使之干燥。这种方法牧草的养分损失较多, 多属于阴雨天等无法一下子完成青干草调制时不得已而为之。

3.2 人工干燥法

其特点是可减少牧草自然干燥过程营养物质的损失, 使牧草保持较高的营养价值。主要有常温鼓风干燥法, 低温烘干法和高温快速干燥法。

3.2.1 常温鼓风干燥法

常温鼓风干燥法可提高牧草的干燥速度。在堆贮场和干草棚中安装常温鼓风机, 通过鼓风机强制吹入空气, 达到干燥的目的。

3.2.2 低温烘干法

低温烘干法是先建造饲料作物干燥室、空气预热锅炉、设置鼓风机和牧草传送设备;用煤或电作能量将空气加热到50～70℃或120～150℃, 鼓入干燥室;利用热气流经数小时完成干燥。

3.2.3 高温快速干燥法

高温快速干燥法是将牧草切碎置于烘干机中, 通过高温空气使牧草迅速干燥的方法。

3.3 物理化学干燥法

运用物理和化学的方法来加快干燥以降低牧草干燥过程中营养价值的损失。目前应用较多的物理方法是用压裂草茎干燥法, 化学方法是用添加干燥剂进行干燥的方法。

3.3.1 压裂草茎干燥法

为了使牧草茎叶干燥保持一致, 减少叶片在干燥中的损失, 常利用牧草茎秆压裂机将茎秆压裂压扁, 消除茎秆角质层和纤维束对水分蒸发的阻碍, 增大水导系数, 加快茎中水分蒸发的速度, 最大限度地使茎秆与叶片的干燥速度同步。

3.3.2 化学添加剂干燥法

将一些化学物质如碳酸锂、碳酸钠、氯化钾等添加或者喷洒到牧草 (主要是豆科牧草) 上, 经过一定的化学反应使牧草表皮的角质层破坏, 以加快牧草株体内的水分蒸发, 提高干燥的速度。这种方法不仅可以减少牧草干燥过程中叶片损失, 而且能够提高干草营养物质消化率。

4 干草捆的制作

牧草干燥到一定程度后可用打捆机进行打捆, 以减少牧草所占的体积和运输过程中的损失, 便于运输和贮存, 并能保持干草的芳香气味和色泽。根据打捆机的种类不同可分为方形捆和圆形捆。

4.1 方形草捆

有长方形小捆和大捆, 小捆易于搬运, 重量为14～68kg;长方形大捆重量为0.82～0.91t, 需要重型装卸机或铲车进行装卸。

4.2 圆形草捆

由大圆柱形打捆机打成600～800kg重的大圆柱形草捆, 草捆长1～1.7m, 直径1～1.8m, 圆柱形草捆可在田间存放较长时间, 可在排水良好的地方成行排列, 使空气易于流通, 但不宜堆放过高, 一般不超过3个草捆高度, 圆柱形草捆可在田间饲喂, 也可运往圈舍饲喂。

5 干草的贮藏

干草的贮藏必须采取正确而可靠的方法进行, 才能减少营养物质的损失和浪费。

5.1 散干草的堆藏

当调制的干草水分含量达15～18%时即可贮藏。干草体积大, 多采用露天堆垛的贮藏方法, 堆成圆形或长方形草垛, 草垛的大小视干草的数量而定。堆垛时应选择地势高而干燥的地方, 草垛下层用树干、秸秆等作底, 厚度不少于25cm, 应避免干草与地面接触, 并在草垛周围挖排水沟。堆草时要一层一层地进行压紧, 特别是草垛的中部和顶部更需压紧、压实。

5.2 干草捆的贮藏

干草捆的体积小、重量大, 便于运输, 也便于贮藏。草垛的大小依干草量的大小而定。调制的干草, 除在露天堆垛贮存外, 还可贮藏在专用的仓库或干草棚内。简单的干草棚只设支柱和顶棚, 四周无墙, 成本低, 干草在草棚中贮存损失小, 营养物质损失1～2%, 胡萝卜素损失18～19%。干草应贮存在畜舍附近, 以方便取运饲喂。

6 干草品质鉴定

干草的品质好坏, 一般应根据干草的营养成分来评定。在生产实践中, 由于条件的限制, 只能采用感官判断, 判断干草的物理性质和含水量对干草进行品质鉴定和分级。

6.1 颜色气味

优质干草呈绿色, 绿色越深, 其营养物质损失就越小, 所含可溶性营养物质、胡萝卜素及其它维生素越多。适时刈制的干草都具有浓厚的芳香气味。干草如有霉味或焦灼味, 说明其品质不佳。

6.2 叶片含量

干草中叶片的营养价值较高, 所含的矿物质、蛋白质比茎秆中多1～1.5倍, 胡萝卜素多10～15倍, 纤维素少1～2倍, 消化率高40%。干草中的叶量越多, 其品质越好。鉴定时, 取一束干草, 看叶量多少, 确定干草品质的好坏。禾本科牧草的叶片不易脱落, 豆科牧草的叶片极易脱落;优质豆科牧草干草中叶量应占干草总量的50%以上。

6.3 牧草发育时期

适时刈割调制是决定干草品质的重要因素, 始花期或始花以前刈割, 干草中的花蕾、花序、叶片、嫩枝条较多, 茎秆柔软, 适口性好, 品质佳。若刈割过迟, 干草中叶量少、枯老枝条多、茎秆坚硬、适口性和消化率均下降, 品质变劣。

6.4 牧草组分

干草中各种牧草所占的比例也是影响干草品质的重要因素。一般来说, 豆科牧草所占比例越高, 干草品质越好, 杂草数量越多, 品质越差。

6.5 含水量

干草的含水量应为15～18%, 含水量过高不宜贮藏。测定时, 将干草束用手握紧或搓揉时无干裂声, 干草拧成草辫松开时干草束散开缓慢, 且不完全散开, 弯曲茎上部不易折断为适宜含水量;当紧握干草束时发出破裂声, 松手后迅速散开, 茎易折断, 说明干草较干燥, 易造成机械损伤;当紧握干草束后松开, 干草不散开, 说明草质柔软, 含水量高, 易造成草垛发热或发霉, 草质较差。

7 干草的饲喂