系统工程原理

关键词： 兼容 内存 支持 系统工程

系统工程原理（精选十篇）

系统工程原理 篇1

关键词：系统工程,教学方法,教学内容

引言

“系统工程原理与方法”是管理科学与工程类学科的专业主干课程, 课程涉及的专业包括信息管理与信息系统专业、工业工程专业、工程管理专业与管理科学等专业, 是从总体出发, 合理开发、运行和革新一个大规模复杂系统所需的思想、理论、方法论、方法与技术的总称, 属于一门综合性的工程技术课程[1]。随着学科的发展, “系统工程原理与方法”作为一门交叉学科, 日益向多种学科渗透, 其研究和应用的范围越来越广, 对象系统的规模也越来越大。同时其作为一门软科学, 在社会系统、经济系统等领域中的应用也日益受到重视, 且不断涌现出一些新理论新方法和热点研究问题。因此, 系统工程的教学应与时俱进, 调整教学内容, 优化教学方式, 保证高质量教学, 使学生能够掌握相关的理论与方法, 更重要的是通过实践能力的锻炼, 强化学生解决实际工程问题的综合能力。然而该课程的学科特点导致其“教”与“学”的难度都非常大, 这就对教学方法提出了更高的要求, 本文将从课程的教学内容与特征出发, 通过对现有教学问题进行分析并提出建议。

一、系统工程原理与方法的教学问题分析

系统工程原理与方法课程的本身的教学难度大, 同时许多学校或教师在课程教学上的不合理安排, 使得该课程目前的教学效果不够理想。

(1) 当前课程教学内容与特征。“系统工程原理与方法”课程的理论性与方法性都非常强, 其内容可以分为三大类型。一是系统工程理论, 包括系统科学的学科体系、系统工程的基础理论 (控制论、信息论、一般系统论) [2,3]、系统工程的新三论 (耗散结构理论、协同学和突变论) 系统工程理论的最新发展 (学科前沿) 等;二是系统工程方法论, 是系统开发、运作及管理实践中的问题所应该遵循的工作程序、逻辑步骤和基本方法[4], 主要包括霍尔三维结构、切克兰德方法论、WSR方法、综合集成方法等;三是系统工程方法与技术, 包括系统分析方法、系统建模方法、系统仿真方法、系统评价方法、系统决策方法与系统网络技术等。其中前两类的内容理论性强, 同时内容相对枯燥, 真正理解这些内容需要结合经典案例、学生自身的学习、工作与生活体会, 从表面上看对学生能够理解其含义, 但是却很难真正掌握其精髓。而对于系统工程方法与技术, 涉及数学方法多, 要求学生有很好的数学基础, 其前驱课程包括高等数学、线性代数与概率论等。

(2) 课程的教学问题分析。在教学内容选择上, 目前关于该课程的教材主要有两种类型。一种类型比较注重体系完整, 主要介绍系统与工程概论、系统工程方法论、系统建模、系统分析、系统评价、系统预测和系统仿真、系统优化等内容。这种教材利于学生全面掌握系统工程的知识, 但是存在一个比较重要的问题, 很难把每一方面的知识都介绍完整, 多而不精。第二种类型的教材则侧重某一方面的内容, 如对系统优化方法、建模方法或仿真方法作详细的介绍。这种教材利于学生掌握各种系统方法。但是学生很难从整体上把握系统工程的体系, 对系统工程方法的总体理解不够。另外总的说来, 目前的系统工程教学内容存在知识严重滞后的问题, 需要不断把学者的最新研究理论与方法融入教学内容, 便于学生掌握最新的知识, 提高能力。

在教学的时间安排上, 许多学校把课程安排在大学二年级甚至大学一年级, 这与该课程本身特征的需求相差甚大。一方面系统工程基础理论与方法论要求学生具有一定的工作与生活阅历, 由于我国高考压力, 大学生在入学前大多“两耳不闻窗外事, 一心只读圣贤书”, 缺乏生活与工作经历, 而大学生则学习压力小, 高校社团、学生会, 社会实践活动可以很大程度增强大学生的工作与生活阅历, 因此该课程适宜安排大学三、四年级。另一方面在一、二年级大学生需要学习高等数学、线性代数与概率论等“系统工程原理与方法”的前驱课程。从以上两方面考虑, 该课程安排在大学一年级与二年级是不合适的。

在教学过程上, 主要存在教师与学生注重于抽象理论的来龙去脉, 忽视了实践的重要作用问题;考核方式过于单一, 对实践的考核不够重视的问题;学生在学习过程中, 没有完全形成“系统、联系”的观点, 在系统分析时, 往往不全面, 不能较好地将相关因素有机地联系在一起问题;学生对前驱课程掌握不够扎实, 使得教师在讲授时将侧重点放到了对前驱知识的复习上, 影响了教学效果问题;计算机软件的辅助功能没有得到充分利用问题;教学过程中注重于系统分析的原理及方法, 缺少了相应的实践环节, 造成了理论与实践的相脱离问题与教学交互性不足, 整体上缺乏灵活性、适应性和实效性影响了学生的学习兴趣, 妨碍了学生创新能力的发挥[5]等问题。

二、系统工程原理与方法的教学建议

针对以上对课程教学问题的分析, 为提高课程教学质量, 使学生能够掌握相关的理论与方法, 通过实践能力的锻炼, 强化学生解决实际工程问题的综合能力, 从课程教学内容与教学方法上, 对课程的教学提出如下建议。

(1) 兼顾深度与广度, 优化教学内容。课程的内容安排, 尽量让学生能掌握系统工程的原则和特点, 兼顾教学内容的深度与广度。如对于课程中系统工程理论与方法论的内容, 由于其重要性同时又难于深刻理解, 需要做深入的讲解, 并要求学生以实际生活中的例子为材料, 利用系统工程的思想和方法做出自己的分析, 这样可以培养学生的学习兴趣, 又可以使学生最好掌握学习内容。对于系统工程方法与技术, 包括系统分析方法、系统建模方法、系统仿真方法、系统评价方法、对策论等选择其中典型内容作深度讲解, 其他类似的方法与技术只做适当讲解。

(2) 多种方法并用, 完善教学方式。充分利用多媒体和网络环境的辅助教学手段。与传统教学方式相比, 多媒体教学的效果会更加明显[6]。将课程内容做成图文并茂的CAI辅助教学课件, 言简意骇, 重点突出。同时在互联网上建立课程共享空间, 课件、软件、辅助教学材料和课外阅读材料等共享给每一位学生。还可以设计学习网站, 供学生、教师进行互动交流。

实施互动研讨。对于系统工程理论与方法论等教学内容, 可以采取互动研讨的教学方式, 将枯燥的理论内容映射到个人的学习、工作与生活问题中, 对某一方法论进行分组研讨, 针对现实中的具体问题, 运用现有方法论进行分析。例如对于兰德型潜在问题分析方法, 可以针对班级组织的登山活动、野炊活动或者虚拟求职问题, 对其潜在问题及防范与应对措施进行分析, 形成理论与实践对照分析的学习方式。

(3) 综合各种措施, 改革考核方式。系统工程原理与方法的考核方式除了平时作业和期末考试之外, 更应该考虑课程讨论效果、对具体问题的分析报告等, 以考核学生对知识的掌握情况。通过考核方式的改革, 使学生更加注重理论与方法的运用, 强化其实践能力。

参考文献

[1]汪应洛.系统工程[M].北京:机械工业出版社, 2009.

[2]吴广谋.系统原理与方法[M].东南大学出版社, 2005.

[3]陈宏民.系统工程导论[M].高等教育出版社, 2006.

[4]杨振刚, 俞守华, 余平祥.《系统工程》教学模式优化[J].现代计算机, 2009 (3) :76-77+91.

[5]刘闯, 邱秀伟, 张亚卿.“系统工程”课程教学改革与研究[J].信息系统工程M2010 (10) :34-35.

制药工程工程原理考核大纲 篇2

课程名称：《制药工程原理与设备》 课程编号：G131048 课程性质：专业教育必修课

所属院部：食品科学与制药工程学院 学时学分：32学时，2学分

适用专业：制药工程专业（本科）二年级学生

考核目标：

知识考核目标：要求学生掌握动量传递、热量传递和质量传递的三传理论及其在食品工程中的应用，即研究食品工程单元操作的基本原理与应用。

能力考核目标：要求学生能够应用食品工程原理基本的理论知识和相关的规律，为以后的工作打下坚实的基础。考核内容及要求： 绪论

理解：《制药工程原理与设备》的学习方法

掌握：制药工程与单元操作的概念，三大传递过程的本质、单位换算 应用：计算物料衡算和能量衡算的方法 第一章 流体流动

理解： 常用管子、阀门、管件及管道连接方法 掌握：流体静力学基本方程式，连续性方程，柏努力方程式及其应用，流动阻力及其计算方法，降低管路系统流动阻力的途径。

应用：连续性方程、柏努力方程、常用流量测量仪表——孔板流量计和转子流量计的应用、流体在管内的流动现象。第二章 输送设备

理解：离心式通风机、鼓风机、压缩机、真空泵、加料装置等的结构特点。带式、链螺旋式输送机的结构和特点，气力输送装置的工作原理和系统组成

掌握：离心泵的工作原理，离心泵的主要性能参数和特性曲线，离心泵工作点和流量调节。汽蚀现象、气缚现象、安装高度、操作注意事项、容积式泵的流量调节方法。

应用：离心泵的类型及选用方法，往复泵、旋转泵、旋涡泵、磁力驱动泵和蠕动泵的结构和特点。第三章 液体搅拌

理解：搅拌功率功率的计算

掌握：常见搅拌器及其特点，搅拌器选型。

应用：打旋现象及其危害，全挡板条件，导流筒安装方式，均相液体搅拌功率的准数关联式子，搅拌器的强化措施。第四章 萃取 理解：液液萃取流程，萃取设备选择，中药材成分、中药材提取类型、超临界流体及其性质，超临界流体CO2特点，超临界CO2萃取原理及装置组成。

掌握：药材有效成分提取机过程及机理，多功能提取罐的结构和特点，平转式连续提取器和罐组式逆流提取机组的工作原理。

应用：分配系数、萃取剂的选择性，常用的萃取剂和提取辅助剂，药材的常用提取方法、固液提取过程的工艺计算。第五章 沉降与过滤

理解：沉淀槽、悬液分离器、管式离心机、蝶式离心机、气体净化方法。掌握：重力沉降速度、过滤操作基本概念，恒压过滤的计算。

应用：离心沉降、旋风分离器的结构和工作原理；半框压滤机的结构和工作原理，典型的膜过滤操作机器特点，空气净化专用过滤器机器特点。第六章 吸附与离子交换

理解：吸附等温线、固定床吸附过程、典型的离子交换设备。

掌握：吸附基本原理，熟悉吸附的概念、分类及常用的吸附剂。离子交换树脂的分类及工作原理、应用：常用吸附剂、吸附剂再生方法、离子交换树脂特性。第七章 传热

理解：传热基本方程式，间壁传热过程，换热器主要性能指标，稳态传热和非稳态传热，傅里叶定律，对流传热系数的影响因素及准数关联式。

掌握：间壁传热过程计算，典型间壁式换热器的结构、特点及选型，传热过程强化。

应用：导热系数及其意义，稳态热传导过程计算，对流传热过程及其温度分布，对流传热系数的一般准数关联式。第八章 蒸发

理解：蒸发设备及其选型；单效蒸发流程；多效蒸发流程及节能措施。掌握：蒸发过程物料与热量衡算；真空蒸发。应用：蒸发器的辅助设备；查阅图表。第十章 蒸馏与吸收

理解：传质学基础，吸收的基本概念与理论，蒸馏的基本概念与理论

掌握：填料吸收塔的计算，双组分连续精馏的计算，气液平衡相图、精馏的原理和计算、蒸馏设备的基本结构，填料塔和筛板塔等蒸馏设备的基本结构及吸收和解吸的过程。

应用：双组分理想溶液的气液平衡、精馏原理、精馏操作塔板数的求法。恒沸精馏和萃取精馏的原理，熟悉水蒸气蒸馏的原理和特点。第十一章 干燥

理解：湿空气的热力学性质，湿空气的湿—焓图，湿物料的基本性质，湿物料常压热风干燥过程的机理，干燥过程的物料及热量衡算

应用：湿空气的湿—焓图，湿物料常压热风干燥过程的计算 第十二章 药物粉体生产设备

理解：粉碎筛分混合的原理及其设备，粉碎、混合方法 应用：药筛种类，粉碎、混合方法。第十三章 典型剂型生产设备

理解：丸剂、片剂设备、胶囊剂机械，快速混合制粒机，安瓿洗涤、注射剂灌封设备，平板式铝塑泡罩包装机、自动制丸机。

应用：压片机、胶囊填充机、安瓿洗涤、注射剂灌封机的构造和基本原理 第十四章 制药工程设计

理解：制药生产车间的工艺设计和设备选型，前处理、提取车间布置原则，制剂车间分类。

应用：总体设计；车间设计，工艺设计原则。考核类型：考试(闭卷)

记分方式：期末考试、平时成绩均采用百分制。课程成绩由三部分组成。一部分是理论考试（70%），考查学生对基本知识、基本理论的掌握程度；一部分是实验教学成绩（15%），考查学生实验的授课情况；一部分是平时成绩，包括作业成绩和考勤（15%），考查学生平时的学习情况和出勤情况。考核时间：120分钟

试题类型：选择题、填空题、简答题、连线、判断、论述、计算题 教材及主要参考书：

教材：王志祥主编.制药工程原理与设备.北京：人民卫生出版社，2011年，第2版.主要参考书目：

遥控系统应用原理与调试（下） 篇3

在该遥控系统中，主控微处理器IC001（LA863348）和TV信号处理集成电路IC201（LA76810）之间的数据传输是通过I2C总线进行的。由于LA863348和LA76810集成电路都具有I2C总线标准接口（译码器，D/A转换器等），因而不需要其它接口电路，而直接挂在数据线（SPA）和时钟线（SCL）上即可。

在该机里，所有选择音视频信号滤波器的中心频率和幅频特性均由I2C总线控制且在集成电路内部调整，保证了批量生产的一致性。AGC、AFT的设置，亮度信号的峰化，色度信号的肤色校正，色度副载波的频率、相位，基带延迟系统，矩阵系数，白平衡的调整，副亮度、副对比度、副饱和度、副色调及音量范围等参数的设置，都由PC机经I2C总线控制完成调节和设置。

在图1中，主控微处理器IC001的CLX端的28脚和DATA端的27脚与E2PROM存储器IC002（ST24C04）的6、5脚相连，IC001的I2C DATA端的29脚和I2C CLX端的30脚与TV信号处理集成电路IC201的12、11脚相接。其中ST24C04可以作为被控接收器，通过I2C总线写入来自LA863348微处理器的控制数据，也可以作为被控发送器通过总线发送数据而由微处理器来读取。LA76810的I2C总线数据传输格式分为写入模式和读出模式。所谓写入模式是通过I2C总线接收主控发送器LA863348发送的数据；而读出模式是通过I2C总线把数据传送到作为主控接收器的LA863348中。

在生产线上，采用I2C总线控制可简化大量的生产调试工序；在用户使用过程中，如果机器出现故障，维修技术人员可用遥控器置于维修模式下，检查电视机各参数设置和工作状态，迅速准确地判定故障的部位，排除故障。

下面介绍一下调试的方法和调试的菜单。进入维修调试方法：按“MENU”键进入图像菜单，再依次按“退出键（Q·VIEW）”和“静音键（MUTE）”即可进入；按“定时键（TIMER）”切换5种维修菜单；在维修菜单下，按“频道加、减（+/-）键”可选择调试项，按“音量（+/-）”键可改变参数值；调试结束后，按“MENU”键退出工厂菜单。

维修菜单见表1~5所列。

I2C总线调整在彩电维修中是非常重要的，由于各个厂家对微处理器的控制软件都是自行开发的，因而各机型的调试方法与调节项目也有所不同。为方便广大维修人员，向读者介绍一下康佳F2109A/A2型机和长虹CN-12机心彩电的I2C总线的调整方法和调整项目。

1.康佳F2109A/A2型机I2C总线的调整方法

该机的微处理器采用LC863316A单片集成电路，其调整软件由康佳公司开发。在整机的调试中，整机除B+108V电源电压需用电位器调校外，其余参数均用调试遥控器及计算机调整。该机采用了新颖独特的图形中文菜单，美观大方、操作性强。

由于该机需调整的参数存储在E2PROM内，所以在更换主芯片LA76810及CPU（LC863316A）时，无需对整机进行调整。更换显像管需对亮/暗白平衡进行调整。

维修时，若要更换存储器ST24C04，需对整机进行调整。调试时需采用专用的调试遥控器KK-Y211。若无专用遥控器时，可用F2109型机的遥控器KK-Y173。该遥控器最后1行的第3个键无导电胶，可将遥控器贴片掀起，露出一个洞，用导体(如铁片等)接通洞内印刷板的碳膜，就可以进入工厂调试菜单。

按压遥控器的“调试”键，可进入以下菜单（见表6~表10）。

若想调整其它参数，请先按“调试”键，再按“静音”键，然后用1、2、3……等选择调试菜单。

2.长虹CN-12机心彩电I2C总线调整方法

长虹CN-12机心彩电的微处理器LA863348的掩模编号为CHT0405。整机的许多功能、电气参数、电路的工作模式和工作流程及各种指标，都是通过软件调整来实现。下面是有关维修模式：

（1）进入方式

用用户遥控器将音量减到零，同时按下用户遥控器的“MUTE”键和和本机“AV/TV”键在2s以上。此外，在“S”模式下，按“POWER”键退出“S”模式。

（2）调节方式

用用户遥控器的“上/下”键选择项目，“左/右”键进行调节，其调节功能包括“M”模式的调节项目，见表11所示。

漫游系统的设计原理 篇4

近几年来，建筑物尤其室内建筑的虚拟漫游吸引了很多人的目光。虚拟漫游技术是虚拟现实(VR)技术的重要分支，在建筑、旅游、游戏、航空航天、医学等多种行业发展很快。由于有可贵的3I特性———沉浸感、交互性和构想性，使得沿用固定漫游路径等手段的其他漫游技术和系统无法与之相比。虚拟建筑是指客观上并不存在是完全虚构的，或者虽有设计数据但尚未建造的建筑物。虚拟建筑场景漫游是一种应用越来越广泛、前景十分看好的技术领域。在建筑设计、城乡规划、室内装潢等建筑行业，在虚拟战争演练场和作战指挥模拟训练方面，在游戏设计与娱乐行业，乃至在促进未来新艺术形式诞生等方面，它都大有用武之地，而且代表着这些行业的新技术和新水平。

2 虚拟建筑场景漫游系统的功能设计

为了能够真实地展示整个虚拟建筑的环境，我们需要一个角色能够在虚拟环境中被用户控制。角色可以按照用户的需求在场景中做走、跑、转身、等待、开门等动作。角色的运动路径由用户控制。在漫游视觉效果上，用户可以根据个人视觉习惯选择角色视角模式或追踪观察模式。场景模型中门的运动效果可以根据实际生活中的自动门和手动门结合场景中角色的距离或动作进行相应的交互动作。在运动和交互的过程中还需要让角色像现实生活一样，不能漂浮在地面上或穿墙而过。

3 虚拟建筑场景漫游系统的设计原理

给系统中的任何对象要添加交互或行为方式，都需要使用Virtools软件提供的“行为模块(Building Blocks)”。Building Blocks原意为堆积木，其包含的行为按照相应的规则和条理拖放给相应的对象，并按设计员的逻辑思维执行。行为模块的结构如图2所示。

其中水平方向上的引脚代表脚本事件流程控制：

On/Off：流程的输入为开或关;

Contact/No Contact：流程的输出为有结果或没结果。

垂直方向上的引脚代表参数数据处理流程，上方是参数的输入，下方是参数运算的输出。

行为模块的执行流程：

1)行为模块尚未被启动;

2)至少一个“流程输入”被驱动，这时行为模块开始运作;

3)行为模块读取“参数输入”数值，并以此数值为指示运作;

4)至少一个“流程输出”被驱动，这时行为模块停止动作;

5)部分的行为模块就会停止运作，回到1)的状态，但是部分行为模块会再自行驱动，并进入3)的状态。

整个运行过程根据行为模块流程的连接方式有：

一次执行：In→Out。

重复执行：Loop In→Loop Out。

选择执行(由用户决定)：On/Off→On Exit/Off Exit。

要使整个系统能够流畅地按设计者的思维方式来执行，还需要将这些行为模块进行连接，我们称为“行为连接”，以执行流程的联系工作。在执行过程中会有某个行为模块的参数输出是另一个行为模块的参数输入，此时我们需要进行“参数连接”，来负责数据的传递，如图3所示。

4 虚拟建筑场景漫游系统的关键技术与方法

4.1 角色动作控制

角色控制常用的行为模块有“角色控制(Character Controller)”，“键盘控制(Keyboard Controller)”，“不限量的动作控制(Unlimited Controller)”，“键盘地图(Keyboard Mapper)”。“Character Controller”行为模块只能设置4个基本动作(stand、walk、walk backward、ran)。“Keyboard Controller”只有系统默认的数字键盘上8(控制前进)、4(控制左转)、6(控制右转)、2(控制后退)，不能根据用户的需要进行设置。“Unlimited Controller”可以填加用户想要的所有动作。“Keyboard Mapper”可以把键盘上所有的键按设计员的需求进行随意设置。前两者主要用于角色的基本动作控制，后两者适用拥有多种动作数据以上的角色，可以做更细节的人物动作控制。

4.2 角色重力设置

为了让角色始终在地面上运动，而不是陷入地面或漂浮在空气中，需要设置虚拟对象中地面的“Floor”属性。要使角色能够识别“Floor”并保持在地板上运动，还需要给角色添加行为模块“Enhangce Character Keep On Floor”。

4.3 角色碰撞设置

虚拟的环境要表现真实世界的状况还需要建立角色和墙面、物体等的碰撞属性。在没有设置碰撞效果的情况下，角色会穿越墙面或物体。碰撞效果的建立有3种方式：

1)建立对象的碰撞属性(Obstacle attribute);

2)建立组合对象(Group);

3)绘制碰撞范围(Grid与Layer)。

碰撞效果的设计逻辑就是无论使用哪种方法，首先告诉Virtools谁是“障碍物”或障碍物的范围，最后是告诉Virtools谁要受“障碍物”的影响，需要给受“障碍物”的影响的对象添加“Prevent Conllision”行为模块，“Object Slider”行为模块或“Layer Slider”行为模块。

4.4 角色阴影设置

阴影设置牵涉到两个对象，阴影的产生对象(角色)和阴影的呈现对象(地板、墙面等)。我们需要对阴影的产生对象添加ShadowCaster行为模块，对阴影的呈现对象逐个给它们的“Attribute”设置添加“Shadow Caster Receiver”属性。

4.5 门开关控制

门开关动作主要有两种类型：自动门和手动门。自动门需要通过判断进门的对象和门之间的距离来确定开关。判断角色与门之间的距离通常用“Preximity”行为模块。我们可以通过设定“Preximity”的距离参数。当小于参数值是时候执行“开门”，大于参数值的时候执行“关门”。门的运动主要用“Bezier Progression”、“Rotate”和“Translate”行为模块来实现。“Bezier Progression”是用来控制对象扭曲运动的，扭曲的方式如果是旋转就用“Rotate”，位移则用“Translate”。如果是手动门，需要对门设置一个等待消息的行为模块“Wait Massage”。如果想让整个效果更逼真，还可以给角色制作开门的动作。

4.6 影机设置

在漫游系统的视觉效果上主要采用摄象机来完成。在很多游戏和漫游系统中主要采用的是第一人称摄象机和跟随摄象机。第一人称摄象机的设置位置很重要，一般需要调整角色的位置然后添加摄象机，效果为角色眼睛看到的环境。跟随摄象机除了需要设置摄象机与角色的距离，还需要用“Keep at Constant Distance”行为模块来让摄象机与角色保持一定的距离，然后用“Look At”行为模块来让摄像机开始。

5 总结与展望

本文通过讲解Virtools的设计原理，分析系统的功能结构，给读者展示了在Virtools环境中开发设计虚拟建筑漫游系统的过程。所有的脚本都通过了测试。

系统在设计上还可以加上Culling以增加执行的效能，但设计和计算Culling是非常复杂，在这里没有做详细描述。对于房间的一些装饰物品可以增加LOD Object属性，这样也可以增加执行的效能，使物体在远处时显示最少的面，在近处时显示最多的面。

摘要：Virtools是目前开发虚拟漫游系统和游戏功能强大的整合软件。该文主要通介绍在Virtools软件环境下设置场景元素的重力、碰撞属性,角色动作控制和摄象机设置等,实现可以人机交互的虚拟建筑场景漫游系统。

关键词：虚拟建筑,漫游系统,Virtools

参考文献

[1]胡小强.虚拟现实技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2005.

[2]刘祥.虚拟现实技术辅助建筑设计[M].北京:机械工业出版社,2005.

[3]张宇.Creating animation for Games3ds Max8&Virtools游戏动画设计[M].北京:海洋出版社,2006.

[4]傅晟,彭群生.一个桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统的设计与实现[J].计算机学报,21(9):793-799.

801_通信系统原理 篇5

一、基本要求

通信原理是通信和信号处理等专业的重要基础课程，它系统讲述了通信系统的基础理论和应用知识。本课程要求考生掌握通信的基础理论、原理框图和基本计算分析能力，具有一定的解决实际问题的能力。重点考查考生对通信系统各组成部分、原理框图、基本概念和常识的理解及掌握情况，要求考生掌握基本的系统性能分析和计算方法。

二、考试范围

1、通信系统模型和主要性能指标（通信的常识和框图）;

2、随机过程（广义平稳性，功率谱，自相关，高斯噪声）；

3、信道模型和特性、信息论基本概念和信道容量的概念(恒参信道、随参信道、香农公式)；

4、模拟调制（AM,DSB,SSB,VSB,FM）；

5、数字基带传输(无码间干扰条件、线路码、均衡常识)；

6、数字载波调制（二进制调制、QPSK、QAM）；

7、模拟信号的数字化(均匀量化、非均匀量化、A律13折线量化编码)；

8、数字信号的最佳接收（最佳接收准则、匹配滤波器）；

9、差错控制编码（线性分组码常识）；

10、同步原理（载波同步、位同步及帧同步常识）。

三、出题形式

1、选择题(涵盖较广,包括通信常识、小计算、概念)；

2、简答题（简要回答通信原理的知识，包括分析、作图等）；

“生态工程的基本原理”教学再设计 篇6

[关键词]生态工程 基本原理 教学过程 教学反思

[中图分类号] G633.91[文献标识码] A[文章编号] 16746058（2016）140114

一、 教学过程

1. 巧用道歉视频，创设情境导入

播放冯小刚导演，葛优、李小璐、郑恺、白百何主演的2014年贺岁片《私人订制》最后一段“向大自然道歉”视频。学生观看视频，教师依次提出下列问题，引发学生思考分析：（1）四位主角为什么要向大自然道歉？（学生：雾霾天气频发、森林乱砍滥伐、煤炭过度开采、生态环境污染等问题都与人类的不当活动有关）（2）这些问题的背后又折射出怎样的问题？（学生：人口快速增长的压力、生产生活及经济发展所需等导致人类对资源的不合理开发与利用，由此引起的生态恶化和环境污染，充分暴露出传统经济发展模式的弊端，难以可持续发展。）（3）解决上述问题的有效途径是什么？（教师：建设生态工程，就是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，达到经济效益和生态效益的同步发展，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展，进而实现可持续发展。与一般的传统工程相比，生态工程具有少消耗、多效益、可持续的特点。）

2.运用模型构建，引导学生自主探究

[案例1]出示“石油农业”模式图。教师：“石油农业”模式是以美国为代表的西方经济发达国家的高投入、高产出的农业现代化模式，由于需要大量使用石油作为原料或动力而得名。该农业模式对解决粮食需求和提高粮食产量起到重要作用，但同时由于其高能耗、高污染，使粮食品质和安全不断下降，难以可持续发展。解决这一问题的有效途径之一就是要发展生态农业。

介绍“传统生态农业”模式。教师：“无废弃物农业”模式是我国古代最早、最生动的一种生态工程模式。请同学们利用所给的项目绘制“无废弃物农业”的物质和能量流动图，可分组讨论、交流与合作。在学生讨论出现疑惑的地方时，教师应协助学生解答，以完成概念图的模型构建。

根据上述模型构建活动，教师提出以下思考问题：上述“无废弃物农业”模式的突出优势是什么？（回答：充分利用废弃物中的能量，通过物质的循环利用和能量的多级利用，实现废弃物的资源化，达到无废弃物生产，减少环境污染。）进而引导学生归纳总结出“物质循环再生原理”。

引出“现代生态农业”模式。教师：上述“无废弃物农业”模式是我国传统农业的辉煌成就之一，但已无法满足人们对现代农业发展的需要。在上述传统农业的基础上，可增设沼气池、蘑菇等环节更好地利用物质能量。请同学们自主构建，完成下列“现代生态农业”的物质和能量流动图。

[案例2]出示“纯樟子松林、珊瑚礁区”图片。教师：我国“三北防护林”取得了巨大的生态效益和经济效益，但最初进行林带建设时，单一种植的樟子松林遇松毛虫害大量毁坏死亡；而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？这是为什么呢？

学生：纯樟子松林的生物多样性低，食物链短而简单，缺少松毛虫的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而导致树林的大量毁坏死亡。珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物占据不同的生态位，通过食物链关系互相依存，充分利用了珊瑚礁生态系统的环境，实现了很好的物质循环和能量流动。

教师：从上述正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？

学生：进行植树造林等生态工程建设时，必须要考虑生物的多样性，只有保持生态系统较高的生物多样性，才能维持生态系统结构和功能的稳定和平衡。（归纳总结出“物种多样性原理”）

[案例3]出示“灰色长城、水葫芦疯长、草原过度放牧”图片。教师：“三北防护林”的西北防护林早期栽种不适应当地环境的杨树林，导致“绿色”长城变成“灰色”长城。江苏、上海和浙江三省市交界孕育吴越的美丽太湖。近年来，由于富营养化促使太湖水体中水葫芦和藻类疯长，并导致鱼虾等水生生物大量死亡，给水生生态系统造成极大危害。如果在西北草原地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？

学生：西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量（环境容纳量）；针对公共草地的过度放牧问题，应该实行草地承包，调动个人的管理积极性，减少过度放牧现象。另外，可以在有条件的地方，人工种植牧草，增加牧草产量。

教师：从上述3个实例，你能得出怎样的结论？

学生：进行生态工程建设时，要处理好生物与环境的协调与平衡问题，要栽种适宜树种，要考虑生物数量不能超出环境承载量。（归纳总结出“协调与平衡原理”）

教师：进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更要整体考虑经济和社会等的影响力。例如，进行林业生态工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的粮食、烧柴以及收入等生活问题。如果农民的生计得不到保证，随时会发生“前面造林，后面砍林”的现象。这体现了什么原理？

学生：整体性原理。

[案例4]出示“四位一体”农业生态工程模式图。教师：“四位一体”生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、厕所、蔬菜栽培与日光温室有机组合在一起，将农业生产、农村经济发展、生态环境保护、资源高效利用融为一体。图3为“四位一体”农业生态工程模式及物质和能量流动图。

教师：上述“四位一体”农业生态工程模式及物质和能量流动图体现了哪些生态工程基本原理？

学生：物质循环再生原理、协调与平衡原理等。

教师：除此以外，该农业生态系统还体现了系统学和工程学原理，如通过增加环节，改变和优化系统内部不同组分之间的结构，达到改善系统功能的目的。这体现了什么原理？

学生：系统结构决定功能原理。

教师：上述“四位一体”农业生态系统中，各组分之间要有适当的比例关系。只有这样，才能顺利完成物质、能量、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+1>2”。这又体现了什么原理？

学生：系统整体性原理。

3.利用所学知识，指导生态实践

教师：苏州太湖湖滨湿地生态恢复工程建设是苏州市生态文明建设十大工程中非常重要的一项工程。近年来，由于围湖造田、围湖养殖、过度旅游开发和环太湖大堤建设等不当干扰，以及片面追求湖滨带的经济效应

而忽视其生态功能和美学价值，已造成苏州太湖湖滨带水位变幅增大、环境恶化、局部水域富营养化等较为严重的生态环境问题。为此，以苏州太湖国家旅游度假区湖滨湿地为对象，运用现代生态学及生态工程学的基本理论与基本技术，进行了苏州太湖国家旅游度假区湖滨带湿地生态恢复及生态重建工程。请大家结合生态工程的基本原理，并通过讨论，完成下列表格（表1）。

教师总结：随着生态工程建设的不断推进，但愿我们的生态盛景能像唐代著名诗人张志和的词《渔歌子》中所描述的“西塞山前白鹭飞，桃花流水鳜鱼肥。青箬笠，绿蓑衣，斜风细雨不须归”。

二、教学反思

1.教学主线构建：由传统化走向新颖化

本节课的课堂教学主线设计分为三个基本环节，即“创设情境导入→引导自主探究→指导生态实践”，贯穿设置一系列问题串，将各个教学环节点彼此串连成线，实现交融共生，有效突破重难点，进而形成比较成熟的、完整的、流畅的课堂教学思路，以有序进行和实施课堂教学活动，收到了较好的教学效果。

2.教学活动设计：由单一化走向多元化

在课堂教学中，精心设计了具有情境性、探索性、启发性、互动性、创造性等特征的学生主体活动，如构建模型、讨论交流、分析思考、处理表格等，充分激发学生的学习兴趣，调动学生的积极性和主动性，充分发挥学生的主观能动性；促使学生在学习中自觉归纳、总结得出生态工程的基本原理，培养学生自主探究、归纳推理的能力。同时将多媒体教具和课堂多元活动有效整合起来，全方位地开展课堂教学，这已成为课堂改革和课程研究深化的必然趋势。

3.理论联系实际：有效渗透三维目标

在实现知识目标和能力目标的同时，有效渗透情感、态度与价值观目标，通过联系实际，及结合贴近生活的一些案例，引导学生进行积极思考与讨论，并应用所学知识解决实际问题，进而增强环境保护意识，树立可持续发展观念。最后提出倡议：积极实施生态文明建设，让物质循环再生，使能量多级利用，进而恢复蓝天白云本来的面貌！

[ 参 考 文 献 ]

[1]刘义友.“生态工程基本原理”一节的教学设计[J].中学生物学，2009（12）：38-39.

[2]冯育青.苏州太湖湖滨湿地生态恢复模式与对策[J].南京林业大学学报（自然科学版），2009（5）：129.

Linux虚拟文件系统原理 篇7

1、LinuxVFS基本原理

Linux以EXT2作为基本的文件系统, 组成VFS的超级块、索引节点、目录项等数据结构, 兼容于各种文件系统的相应数据结构, 从而实现对多种文件系统的透明调用。

Linux所支持的文件系统的一般结构, Linux继承了UINX, 把文件名和文件控制信息分开管理。一个Linux所支持的物理文件系统, 使用的块设备上的一个独立的逻辑分区可大致分为:引导块、超级块、inode块、data块等四部分[1]。

LinuxVFS采用超级块 (super_block) 和索引节点 (inode) 来描述文件系统, 这里的super_block和inode不同于物理文件系统中的super_block和inode数据结构:VFSsuper_block是VFS把不同文件系统中的整体组织和结构信息进行抽象后形成的兼顾不同文件系统的统一的超级块结构。在安装文件系统时, 由系统在内存中建立, 其内容主要由文件系统的超级块数据来填充。inode则是在系统打开文件时, 由系统在内存动态建立, 其内容主要由文件系统的inode节点的数据来填充。

LinuxVFS除了没有储存文件内容的数据块外, 文件系统的结构基本相似与物理文件系统。

Linux进程通过VFS中的相应的超级块和索引节点中的信息, 访问目的磁盘文件系统中文件。

2、LinuxVFS的实现

为了区分问了文件系统中的inode, 这里把VFS中的inode称为vnode。

Linux系统支持文件系统目录树机制, 根据路径名, 如/home/xyz/work/test.c, 就可以在磁盘上找到文件test.c的目录项和索引节点。其中, 目录/、home、xyz、work以及普通文件test.c都对应一个目录项对象。目录项在磁盘文件系统中的数据结构是dir_entry, VFS在遍历路径名的过程中将其解析成内存目录项对象 (dentry) 和vnode。

vinode与某个文件的对应关系是通过设备号i_dev与inode号i_ino建立的, 它们唯一地指定了某个设备上的一个文件或目录。vnode是设备上的文件或目录的inode在内存中的统一对应结构, 并且在u中给出了不同文件系统特有的信息, 即各种文件系统的inode在内存中的映像。

如前所述, Linux继承了UINX, 把文件名和文件控制信息分开管理, 由目录项 (dir_entry) 管理文件名, 索引节点 (inode) 管理文件控制信息, 并且通过dir_entry结构中的d_inode域指向文件的inode节点, 建立与文件索引节点的联系。文件的索引节点结构体 (inode) 包含了关于文件的组织信息和管理信息, 根据其中的i_info查找存储文件内容的数据块, 根据i_op指向的inode_operations结构, 通过其中的指针函数调用各自的inode操作函数。

系统进程使用文件由表示进程当前打开的所有文件的数据结构files_struct, 建立进程与文件系统关系。指针fd和fd_array都指向打开文件对象数组。进程调用文件操作函数, 依据文件路径打开文件, 文件操作函数返回一整数, 即文件描述符, 例如i n t o p e n (constchar*pathname, intflages) [2]。以后, 进程便用文件描述符来表示一个打开的文件, 该整数文件描述符就是files_struct中file数组fd的下标。

图1描述了进程使用文件时用到的VFS关键数据结构的有机联系, 数据结构的框图列出了主要数据成员。

dentry结构描述的是逻辑意义上的文件, 记录的是其逻辑上的属性。只要是有效的dentry结构, 则其指针d_inode必定指向一个inode结构。而inode结构inode结构所代表的是物理意义上的文件, 记录的是其物理上的属性。一个inode结构可能对应着不止一个dentry结构, 因为一个物理意义上的文件由于可以被连接 (link) 其他路径名。

所以, 在inode结构中有个队列i_dentry, 凡是代表着这个文件的说有目录项 (普通文件也是目录文件的一种) 都是通过dentry结构中的d_alias挂入相应的inode结构中的i_dentry队列。

3、结语

文章从数据结构的角度出发, 对Linux虚文件系统的实现技术作了简要的分析, 探究Linux虚拟文件系统原理, 可以帮助我们更好地进行系统软件设计和开发Linux驱动程序。

摘要：分析了Linux虚拟文件系统如何实现把各种不同物理文件系统转换为对Linux内核和进程具有统一接口的过程, 用框图的形式清晰地勾勒出其中涉及到的数据结构之间的联系。

关键词：Linux,虚拟文件系统,inode,node,dentry

参考文献

[1]毛德操.Linux内核源代码情景分析 (上) [M].杭州:浙江大学出版社, 2009:428-430.

声频定向驱散系统原理研究 篇8

传统扬声器发出的声波全向传播, 难以产生高指向性可听声。而声频定向系统可用较小尺寸的换能器产生高指向性可听声波[1]。在指向性区域外听到的声音将很微弱或根本听不到。目前声频定向系统在世界上又被称作参量声学阵 (parametric acoustic array) 、参量扬声器 (parametric loudspeaker) 、音频聚光灯 (audio spotlight) 、声束扬声器 (audio beam loudspeaker) 、超声频声音 (hypersonic sound) 、指向性声学系统 (directional acoustic system) 等等[2]。

2000年由美国ATC (American technology Corporation) 公司率先研制成声频定向商业化产品, 成功装备了部队, 主要用于军舰反恐[3]。事实上作为军用产品, 这类声波武器具有两种功能:一种是指向性警告功能, 即当敌人在500码以外时, 发出高指向声波进行严厉警告;二是攻击功能, 即当敌人进入200码以内时, 将警告声代之以12OdB的大功率攻击声波, 使敌人丧失行动能力, 其作用类似于榴弹枪。此时声频定向系统就变成了一种指向性声波武器。目前美国ATC公司研制的该类非致命性声波武器已成功装备了美国第2、3、5、7舰队及Carl Vinson号航空母舰, 成为了一种舰艇反恐利器。此外声频定向系统还可用于机场、农田驱鸟, 边防安全、港口安全、边境缉毒缉私等领域。还可应用于各种需要提供私人视听环境的场合, 例如自动取款机 (Automatic Teller Machine, ATM) 的语音服务系统、机动车报警器、多国会议、展厅展台、餐厅音响服务、产品介绍、手机及其他消费电子等, 也可以在舞台表演和家庭影院中利用该系统制造出虚拟3D音效。

本文介绍了声频定向系统的基本原理及其系统组成, 为声频定向系统在非致命领域的应用做出理论研究, 为下一步实际应用打下基础。

1 声频定向系统基本原理

声频定向的基本原理是将普通声波调制成两列频率分别为f1、f2的超声波信号, 通过空气的非线性传播作用自解调产生频率为 (f1-f2) 的差频声波, 若超声波频率选择合适, 则可产生与声波信号一致的高指向性声波, 即以超声波为载波发射具有强指向性的攻击声波。声波在空气中传播的衰减系数正比于其自身频率的二次方, 所以频率较高超声波将很快衰减, 最后只剩下在可听声频率范围的差频声波在空气中继续传播。由此超声波传播距离很近, 攻击声波则可以传播较远的距离。由于超声波传播的高指向性使得产生的攻击声波也具有较高的指向性[4], 这就是声频定向驱散系统基本原理。

声频定向驱散系统关键在于实现声波信号的指向性, 只有实现较好的指向性才能针对具体目标和特定区域实施定向驱散, 达到近距离驱散非法聚众人群目的, 在实际使用过程中才能体现其技战术价值。

2 声频定向系统组成

声频定向驱散系统主要由数字信号处理器 (DSP) , D类功率放大器及超声波换能器三个模块组成。声波信号首先经过DSP进行算法加载与调制后输入到D类功率放大器中, 通过D类功率放大器将驱动信号功率放大并加载到超声波换能器上, 驱动换能器将定向超声波发射到空气中。超声波在空气中传播时由于非线性作用进行自解调, 产生与原信号一致的攻击声波。

数字信号处理器 (DSP) 是一种特别适合于进行数字信号处理的微处理器, 主要用于实时快速地实现各种数字信号处理算法。它针对实时数字信号处理在处理器结构、指令系统、指令流程以及总线结构上作了很大改进, 最重要的是它的算术单元包含高速的硬件乘法器。由于信号处理算法的特点, 乘法操作十分频繁, 乘法运算的速度是数字信号处理实现中的一个瓶颈问题, DSP大多配有独立的乘法器和加法器, 能在同一周期内完成相乘、累加两个操作。在通用的微处理器内, 通过程序实现的乘法操作往往需要几十到上百个时钟周期, 而DSP完成一次乘法操作只需要一个时钟周期, 特别适合于进行乘法运算[5]。

D类功率放大器则是超声换能器的驱动部件, 在尽可能降低失真的情况下, 向换能器提供足够功率的驱动信号以使其能正常振动发射超声波。D类功率放大器消耗功率较低, 功放的效率高, 实际效率可达90%以上[6]。因此能极大地降低能源损耗, 减小放大器体积, 因此D类放大器在便携式设备上的应用具有很大的优势。

超声波换能器是将电能转换成声能的器件。我们选用聚偏二氟乙烯 (PVDF) 作为声频定向换能器制作材料, 聚偏二氟乙烯 (PVDF) 是一种新型压电高分子聚合物材料。它的压电常数高、质量轻、密度小、柔韧性好、频响宽、声阻抗低、灵敏度高、稳定性好, 可以分割成任意形状与尺寸, 把它加工成薄膜作为换能器发射材料使用时, 对系统的振动响应影响很小[7]是一种较为理想的换能器制作材料。由PVDF制作的整体式换能器加工简单, 易于制作, 易于调试, 有效发声面积更大、输出功率更高。

3 结论

声频定向系统不仅在民用方面具有广阔的应用前景, 更重要的是体现在其军事价值, 无论是在杀伤性武器或是非致命武器中均有重大的应用价值。因此声频定向系统基础理论与关键技术的研究也可为将声频定向技术应用于我国军事领域做出积极贡献, 从而为我国的新式声波武器发展提供一定的理论与技术方面的支持。

摘要：声频定向系统是利用超声波在空气中的非线性传播效应间接产生高指向性声波的装置, 在处置大规模群体性事件中实现定向驱散目的。以数字信号处理器 (DSP) 调制噪声信号, D类功率放大器将噪声信号功率放大并加载到聚偏二氟乙烯 (PVDF) 超声波换能器上, 由换能器发射超声波信号并通过空气非线性效应自解调出与原噪声信号一致的高指向性攻击噪声, 实现噪声攻击定向性。

关键词：声频定向,非线性传播效应,指向性

参考文献

[1]P.J.Westervelt.Parametric Acoustic Array[J].The Journal of the Acoustical Society of America, 1963, 35 (4) :535-537.

[2]陈敏, 徐利梅, 黄大贵, 张德银.声频定向扬声器的研究进展[J].电声技术, 2006, 11:17-22.

[3]J.James, J.O.Norris.HSS white Paper[R].USA:American Technology Corporation, 2005.

[4]Woon, Seng Gan, etc.Audio BEAM Using TI Digital&Analog Compo-nents Application Report[R].Nanyang Technological University, Singa-pore, April, 2001, VOL.23 (6) :125-130.

[5]刘姗梅, 姚维, 徐利梅.DSP在新型声频定向系统中的应用[J].电声技术, 2007, 31 (3) :27-30.

[6]姚福安, 万鹏.D类音频功率放大器设计[J].山东大学学报:工学版, 2003, 33 (6) :665-669.

系统工程原理 篇9

NVH是指Noise(噪声)、Vibration(振动)和Harshness(声振粗糙度)[1]。汽车NVH特性是指在车室振动、噪声的作用下,乘员舒适性主观感受的变化特性。NVH可以通俗地理解为:一种能降低顾客欣赏度的触觉或者视觉的干扰,是车辆的动态结构响应[2]。

随着汽车的日益普及,人们对汽车舒适性的要求日益提高,同时随着人们环境意识的日益觉醒,对车外噪声控制的相关环保法规及标准也日益严格,因此,作为提高汽车舒适性和控制车外噪声的核心内容及主要评价参数,NVH研究引起了人们的广泛重视。汽车NVH将是汽车工业角逐的主战场,它的性能参数的高低将直接影响汽车企业的生存与发展。

1 NVH问题处理原则

从NVH的观点来看,汽车是一个由激励、传递路径和响应器组成的系统。激励源主要包括发动机、动力总成、车轮和轮胎、不平路面和风等,它们产生的振动、噪声通过悬架系统、车身结构系统等传递路径传入车身和车室声学空腔,形成振动和声学响应。汽车中NVH问题响应的最终表现为座椅地板和转向盘的触觉振动、驾驶员和乘客的耳旁噪声、仪表板和后视镜的视觉振动等现象[3]。

NVH问题的传播路径不外乎空气传播和结构传播[4]。空气传播的NVH现象主要包括辐射和衰减噪声、柱管的入射和导出噪声、冲击噪声以及空气冲击噪声等;而结构传播主要是振动和能量。将两者结合起来就可以得到基本的NVH问题处理原则:利用降低激励源的激励,优化空气传播和结构传播途径,并且改善响应器的接收特性;在激励源、传递路径和响应器三者之间寻求性能和成本的平衡点。图1为NVH问题处理原则框架图。

2 NVH设计原则

改善汽车NVH性能的关键是要有完善的NVH设计流程,因为下游NVH问题的确认与改善将代价昂贵而且效率低下。

为了保持竞争性,在设计开始的时候,确认和控制汽车设计的体系结构是非常关键的。建立具有挑战性的NVH目标,设计最理想的体系结构,并且一直坚持完善。要做到这些,需要遵循系统工程学方法,运用层叠图表去引导发展目标的设定,将优化对象的水平目标与系统及系统组成部件的目标联系起来。

在设计过程中,遵循以下设计原则:①运用NVH流程表去追踪引导设计;②设计出好的车身结构;③运用激励源—传递路径—响应器的流程方案;④在任何时候都首先要对激励源进行准确的定位;⑤避免与主模态共振;⑥关注激励力传递的衰减。

3 NVH正向设计流程

3.1 “V”型NVH设计流程

汽车NVH特性的研究主要针对新车型的研发过程,也可以用于对现有车型的改进设计。以汽车NVH特性为设计目标,汽车的整车设计可以看作是建立在计算机仿真分析基础之上的。在整车NVH正向设计过程中,提出“V”型NVH正向开发流程,其主要步骤见图2。

3.2 NVH设计步骤

根据“V”型NVH正向开发流程,可以将整车NVH正向设计分为以下几个阶段:

(1)对客户需求调研,建立用户需求定义库。整车NVH设计是以改善汽车乘坐舒适性、提高客户满意度为最终目标。为达到这一目标,首先必须对客户需求进行调研,并对主观的要求和评价作出客观的表述,建立需求定义库。

(2)测试车辆NVH性能参数,总结优化对象。首先要对市场上同类型竞争对手的车辆和本公司优化目标车辆的NVH性能参数在各种运行工况下进行充分的测试,得出各种主、客观评价指标,包括振动参数、噪声参数、声振粗糙度以及声学NVH现象;再将NVH问题分类,主要的分类参数包括操作状态(空转、刹车、巡航等)、主观反应(隆隆声、摇晃等)、客观衡量标准(声压、速度等)、频率范围、来源(动力系统、公路、风等)、与机载相对的运载设备等;同时,为避免相连系统出现共振,规定各系统及主要部件的模态频率范围并制成规划表格;最后,列出优化对象清单,将存在NVH问题的、模态重叠的系统和部件作为主要优化目标,并加入为满足客户NVH需求而要采取的行动措施。

(3) 确定整车NVH目标,并分解成各个系统及部件目标。在以上工作的基础上,结合政府法规要求和自身的技术水平、市场定位、成本、时间要求等综合因素,确定整车NVH目标。当整车NVH目标制定后,就要将其分解到各个系统、子系统和部件上。这种分解是双向的,整车目标指导系统和部件目标,系统和部件目标又影响整车目标。可以采用“激励源—传递路径—响应器”模型逆过程法或用有限元和模态分析等CAE工具分解目标,也可以对系统目标独立确定,再输入整车模型。

近年随着专业化分工趋势加强,整车制造企业已经将大部分零部件交给零部件生产企业来做,所以设计者考虑的问题就不单是零部件的本身,还要包括零部件与零部件之间、零部件与整车之间的关系[5]。这样,就要根据BOM(Bill of Material,即材料清单)和零部件厂商协商,共同制定零部件优化目标;再根据分解的结果以及协商情况综合制定整车初始目标范围,并规划出未来各子系统及部件品质目标,包括声品质、车体灵敏度等;最后运用质量功能展开法QFD(Quality Function Deployment)确定具体的计划目标。

(4)对系统进行建模与优化。建模与优化的方法主要有整车CAE模型法和模态综合分析法两种方法,一般较多采用模态综合分析法。为保证汽车NVH目标的实现,要求各子系统目标的确定也要符合试验设计和可靠性设计的要求。在这些子系统部件中,尤其要注意的是车身系统、车身声学空腔系统、转向柱管、轮胎和悬架系统等。

(5)制作虚拟模型车。在优化设计后,将最优结构安装在虚拟的模型车上,并检查安装空间、成本和质量等因素;如果不满足要求,就修改完善,直至满意为止。

(6)样车的试验与调整。设计完成后,再生产出样车,就可以在试验室中或道路上进行试验。一般是用三向加速度传感器测量人—车接触面之间的差异,从而进行必要的调整与修改,直至顺利批量生产。

3.3 NVH流程的重要环节

(1)BOM,即材料清单。

由于整车制造企业所需的大部分零部件都是交由零部件生产企业订单生产的,同时企业生产的车型有很多款式,所以要求尽可能采用通用设计,因此就需要把这些成熟通用的设计分门别类整理,形成材料清单。这样,在产品设计初期,就可以粗略定出哪些零部件可以沿用现有的产品,哪些需要部分或全部重新设计,从而能估计车型的性能和成本等重要参数[6]。

(2)QFD,质量功能展开法。

它是把顾客或市场的要求转化为设计要求、零部件特性、工艺要求、生产要求的多层次演绎分析方法,它体现了以市场为导向、以顾客要求为产品开发唯一依据的指导思想[7]。

4 结束语

汽车NVH技术支持体系是一个以噪声控制的相关技术法规和标准为先导,以噪声、振动控制技术为核心,并具有自我更新与发展能力的面向全行业的分布式系统化技术服务平台,具有技术支持、交流、管理等职能。当前需要确立NVH仿真与试验交互式流程、加强不确定性影响因素分析、提高仿真分析置信度,并建立相应的评价准则和标准。

参考文献

[1]魏燕钦.NVH与汽车开发[DB/OL].[2006-8-15].http://chinavib.com/forum/viewthread.php?tid=22331&extra=page%3D2.

[2]丁渭平.NVH技术进展、趋势及建议[DB/OL].[2006-10-19].http://www.chinavib.com/forum/viewthread.php?tid=28847.

[3]史文库.现代汽车新技术[M].北京:国防工业出版社,2004.

[4]林逸,马天飞,姚为民,等.汽车NVH特性研究综述[J].汽车工程,2002,24(3):32-36.

[5]庞剑,谌刚,何华.汽车噪声与振动——理论与应用[M].北京:北京理工大学出版社,2006.

[6]冯国胜,杨绍普.车辆现代设计方法[M].北京:科学出版社,2006.

发动机电控系统结构原理 篇10

发动机电控系统, 又称发动机管理系统EMS (Engine Management System) 、发动机集中控制系统, 就是将多项目控制集中在一个动力控制模块PCM (Power Control Module) 或发动机控制单元ECU (Engine Control Unit) 上完成, 共用传感器。其主要组成部分可分为信号输入装置、电子控制单元 (ECU) 和执行元件三部分, 见表1。

发动机电控系统基本结构见图1、发动机电控系统基本位置图见图2、发动机电控系统实物图见图3。

(一) 燃油供给系统基本结构

燃油供给系统由油箱、电动汽油泵、燃油滤清器、燃油分配器、压力调节器、燃油管等组成, 见图4和表2。燃油供给系统元件在发动机上的位置见图5, 燃油供给系统基本元件在汽车上的位置见图6。

1.燃油箱总成见表3。

2.燃油泵内置在油箱中, 燃油在燃油泵的压力作用下排出, 燃油泵配备有脉动衰减器以防排出过程中的燃油波动, 燃油泵排出的燃油通过燃油管路燃油滤清器和燃油通道进入各个喷油嘴。燃油通道中的燃油压力调节器用于将燃油压力调节到恒定数值。

燃油泵按照结构分为涡轮泵、滚柱泵和齿轮泵。

(1) 涡轮泵见表4。

2、防止气阻。

(3) 齿轮泵见表6。

1-相位传感器2-喷油器3-活性碳罐4-空气流量5-活性碳罐电磁阀6-发动机电控单元ECU7-氧传感器8-水温传感器9-发动机转速传感器插接件10-1号爆震传感器插接件11-氧传感器插接件12-2号爆震传感器插接件13-节气门14-2号爆震传感器15-转速传感器16-进气温度传感器17-点火线圈18-1号爆震传感器