多传感器管理系统论文范文第1篇
中央民族大学附属中学是全国各地少数民族中学生向往的求知殿堂。所以，一个班里，一般会汇集来自边疆和内地的几十个少数民族学生，来自四面八方的少数民族同学在宗教信仰、民族文化、生活习惯以及人际交往等方面都带有鲜明的民族烙印，同时，在家庭经济情况、学习基础等方面也存在一定的差异。这些差异，决定了班主任工作的复杂性。
笔者接触的附中少数民族中学生普遍存在以下特点：
具有强烈的本民族意识。虽然年龄较小，并且外在的一些特点，包括语言习俗等在内的习惯都和汉族同学比较接近，但是各民族同学的内心都具有强烈的民族情感，对于本民族的宗教信仰、民族习惯有强烈的维护意识，希望这些信仰和习俗得到汉族老师和同学的理解和尊重。对于无意识的冒犯十分敏感，往往成为一些不良事件的导火索。
思想情感波动幅度较大。目前附中采用寄宿制管理，学生一般都是初次离开家庭，由于远离家乡，远离父母，身处陌生的环境，并且学生年龄较小、阅历尚浅，在思想上情感上很容易受到外部环境的影响，往往微小的事件就会造成情绪的巨大波动，影响学习和生活。
学习基础差异较大。总体来说，附中学生学习基础相对于过去已经大大提高，但是，不同区域之间的少数民族同学学习基础依然相差较大，这就导致了一部分学生的知识基础和学习能力相对比较薄弱，这一方面让部分学生产生巨大的心理负担，滋生畏难、厌学的情绪；另一方面也对教师的教育教学工作提出了因材施教、差异化教学的新问题。
家庭经济差异比较大。同一班级中，来自不同区域的少数民族学生家庭经济情况差别较大，一些来自西部或经济欠发达地区的同学家庭经济比较困难，这使得他们来到北京以后，因为生活成本的提高面临更多的压力和困难。另外，部分同学由于家庭条件优越而表现出的奢侈消费习惯，也会给其他学生的心理造成较大的冲击。这些都将影响少数民族学生思想的稳定性、学习主动性和参与活动的积极性。
在分析了解民族学生特点，明确班主任工作定位之后，笔者总结出在班主任工作中促进民族团结，做好教育教学管理工作的几点体会。
第一，做足功课，了解每一位同学的背景及经历。班主任除了要了解每一位同学的民族成分、家庭背景、学习成绩、成长经历等，还要对各民族的历史沿革、宗教信仰、地域特征、生活习惯、风土人情等有所了解，从而有针对性地开展教育工作。
第二，倾心关注，把对学生的热爱之情融入学生生活。一方面要通过经常性的谈心等方式化解学生的生活压力，另一方面对于家庭困难的学生要给予适当的照顾，要帮助学生建立正确的消费观念，避免攀比之风的形成。另外，对于学习基础薄弱的同学，要帮助他们树立信心，必要时给予他们学习上的帮助。
第三，差异教学，让每一个同学都发挥出所长。在班级管理中，班主任要善于发掘各民族学生的特质，使得大家乐于为集体奉献自己的所长。在教学中，班主任要有意识地用少数民族学生的长处去激发他们的学习热情，增强他们的自信心，促进学习。
第四，宽严有度，绝不降低对每一个同学的要求。班主任工作要全方面融入学生的生活和学习之中，在生活上要包容不同的民族之间的差异。但是，在纪律、思想品德、学习等方面仍然应当秉持所有民族同学同一标准，一视同仁，才能避免标准不一带来的“优待性歧视”对于学生造成的二次伤害。
第五，团结协作，积极发挥骨干分子的力量。在尊重个体、照顾差异的基础上，班主任要积极引导全体同学共同营造和谐上进的班级文化。要依靠班干部，通过严格要求、树立威信，使得他们成为各民族同学信赖的班级管理骨干；要在班级内培养一批各项活动与工作的积极分子，发挥各民族同学所长，营造共同参与的班级氛围；要通过班干部和积极分子的带动作用，齐心协力，构建出和谐、温馨的多民族班级文化。
■ 编辑江泓 ■
多传感器管理系统论文范文第2篇
摘要：随着生产力的发展和科学技术的进步，人们对所用控制设备不断地提出新的要求,各种电机控制手段与控制系统也在不断的变化过程中。PLC是通过数字信息和模拟式输入指令来对各种机械进行智能化监控的过程。是通过先进的计算机技术与信息技术开发应用而来，在电机的控制过程中能够实现其智能化控制过程和控制流程，对多电机的控制有着良好的作用于过程。本文通过对不同控制方法的分析,PLC做为主控元件的多电机同步运行系统的控制方法与步骤。
关键词：PLC同步随动闭环电动机;数字化编码监测器
前 言
近年来随着我国科学技术的飞速发展，各种电机控制器在生产过程中的应用不断地额加快，在配套电器的控制过程中，其控制质量的高低好坏对产品的质量起着关键的作用,是当前生产过程中的主要影响因素。目前以PLC做为中心控制元件的设备占有相当大的比重,是通过可编程序控制器进行工作电力的稳定操作过程和方法并以其精确的控制,为主要的工作前提和基础。
可编程序逻辑控制器 PLC是计算机在工业发展中的应用产生，是一种先进的工业电机操作控制系统。在PLC的使用过程中它不但采用了中央处理器CPU更是在其中添加了当前先进的信息技术，更是继承了可编程序控制器的原有功能，形成了一套系统化的控制过程和操作流程，是采用各种先进的技术进行多电机同步心痛的控制方法。其在使用的过程中指令系统丰富，程序结构灵活，不但保证了多电机运行的质量安全和开关安全，更是保证了其工作中的工作效率提高，成为当前各个企业发展过程中的前提基础。PLC同步随动闭环电动机是当前生产中的应用设备，是一个运行可靠、通用性强和适应性强的电机设备。
1.系统控制方案
1.1随动系统随动系统,即一台电机作为主电机,另外一台或多台作为随动电机,随动电机紧跟着主电机运行;控制系统的基本组.在该系统中由PLC接受来自上位机发来的控制信号,经过一定的运算转换为执行装置的控制信号,如变频器的频率,进而驱动主电机运行,通过编码器监测电机的实际运行速度,并将这一信号作为随动电机的控制命令,随动电机紧随这一速度便可实现两台电机的同步运行.
1.2闭环系统闭环控制系统,即两台电机由同一控制器(PLC)发出控制信号,然后再各自构成闭环系统,紧随控制器发出的信号,即可实现多电机的同步运行;控制系统的基本组.在这个系统中由PLC接受来自上位机发来的控制信号,经过运算转换为执行装置的控制信号,同时发到两台电机的驱动器中,由于控制命令是相同的,通过编码器监测电机的实际速度,与控制命令进行比较,构成闭环控制系统,这样只要两台电机的都紧随控制命令运行便可实现同步.
1.3随动闭环系统随动闭环控制系统,综合了随动系统和闭环控制系统的特点,在随动控制系统的基础上构成了闭环控制.两台电机驱动器由同一控制器(PLC)发出控制信号,并各自构成闭环系统,将辅电机的实际速度实时的与主电机进行比较,综合调整,使辅电机紧随主电机的运行速度,即可实现多电机的同步运行.控制系统的基本组.
2.控制方案分析
实际的控制系统中,每个电机所带负载都不尽相同,因此在这些控制系统中都需根据速度设定值利用PLC计算得出具体的控制参数.
首先将上位机发出的线速度设定值进行单位转换,根据电机所带负载的实际卷径,计算出对应的电机转速,然后利用三相异步电动机的转速公式计算出这一转速对应的频率值.并将这一计算值传送控制器(变频器)中,拖动电机运行,并利用编码器实时的监测该电动机的实际转速.随动控制系统中随动电机将主电机的实际运行速度作为运行命令,利用两台电机负载的实际卷径,计算出第二台电机所需频率,随动电机紧随主电机运行,便可实现两台电机的同步运行.第二台电机紧紧的跟随主电机运行,\"第二台\"电机可以是一台电机也可以是电机群,根据实际系统的大小来确定电机的台数;这种控制系统一般使用在控制精度要求不高的场合,只是简单的同步而且对各个动力辊间的张力没有特殊的要求,系统简单易于实现,成本较低.闭环控制系统中由上位机发出控制命令后,根据各个电动机轴上的负载的半径,计算出各个负载对应的转速,再根据电机的转速公式实现到驱动器(变频器)输出频率的转换.这样便可实现两台电机的同步运行.两台或多台电动机具有各自的闭环控制系统,对速度命令有较高的响应.该系统常出现在多动力牵引的系统中.随动闭环控制系统是目前采用较多的一种控制方案,它综合前两种方案的优点,控制精度较高,此方案是在随动控制的基础上,对主电机和随动电机做闭环处理,即将两台电机的实际速度通过编码器进行实时监控,与各自的控制信号进行比较,构成独立的闭环控制系统,主电机的闭环系统主要实现对预设速度的准确响应,从动电机的闭环系统系统则是为更准确地跟随主电机的实际速度而设置的.目前我国大多数包装,分切,印刷,涂层行业的张力开环控制系统都采用此控制方案,由于其速度控制精度较高,利用速度差实现的张力控制就能满足要求。
3、PLC控制程序
PLC的程序可以采用梯形图,语句表,功能块等形式表示公司的PLC提供了大量的PLC功能块,功能块是一个包含标准处理功能的基本单元,该标准处理功能事先定义好,由于具有标准处理功能,故功能块不包含实际的地址,只有变量,用户可以在变量中设置地址和常数.
4、多电机同步系统中的PLC
PLC是当前网络中被工人的现代化工业和自动化产业，是通过新型计算机对工业生产的自动化控制过程。当今的电力系统中传统的机械触点继电器显然已不能满足变电站自动化对继电保护装置的要求。由于PLC在工厂供电系统中有着十分明显的优点，因此被广泛应用于专用电力自动化、机床、纺织机械、包装机械、通用机械工程应用、控制系统、电器制造工业及相关产业等诸多领域。PLC在工厂供电监控的优点和功能有
1、高速的指令处理和运算方式。由于PLC是计算机数据储存和处理的过程，其运算速度快运算精确是主要原理。一般其采用浮点数运算方法，浮点运算是用此功能可以有效地实现更为复杂的算术运算。
2、人机界面，PLC在使用的过程中通过人机合一的界面来显示其中出现的问题，减少了人机对话对编程过程的影响和干扰。
4.结语
PLC作为先进的自动控制装置,其在当前的控制过程中都同步性操作有着重要的前提和作用，是采用先进的技术对其进行施工和控制的过程。在多种自动化控制系统中.对于同步性能要求较高的场合,一般都采用PLC矢量控制变频器,这样能够解决在使用过程中三相异步电动机和脉冲编码器的主要性能调节过程，随着当前科学技术的不断发展和计算机技术在生产领域的广泛应用，自动控制领域也随之发生了巨大的变革,为当前进一步提高电机运行效率可控制技术奠定了基础。
多传感器管理系统论文范文第3篇
摘要：随着多校区办学模式越来越普遍，计算机实验室自动化管理这项工作也日渐被人们所重视。本文以我校为例对校区计算机实验室的网络结构和计算机实验室自动化管理的功能模块及其实现进行了相应的论述。
关键词：多校区；分布式数据库；计算机实验室；自动化管理
随着我国高等教育事业的迅猛发展，多校区办学模式也越来越普遍，随着校区增加，计算机实验室资源数量众多、地域分散造成的问题日益严峻，如何整合资源避免重复建设？如何对资源进行有效监管？如何提高资源的利用率？这些问题都对管理人员提出了更高要求。
广州工商职业技术学院是一所多校区高职院校，现有广州和佛山两个校区，其中实验实训中心管理各种教学实验（训）室98间，拥有两千多台计算机，为了充分利用现有资源，确保实验实训过程处于受控状态，必须对学生实训教学过程进行分析、监控和管理，同时充分提高对实验室及设备的综合利用率，并在一定程度上提升学校在项目实训方面的管理水平。
1 校区计算机实验室的网络结构
学校以校园网络为依托，构建一个数据交换中心，将所有相关数据（指在校师生信息、实验室软硬件资源及使用状态等数据）进行汇总，形成全局数据库。
由于教学软件和自动化管理系统都是运行在校园网络之中，为了实现将多个校区的计算机实验室的数据都汇总起来，多个校区之间必须通过互联网进行物理连接，再利用VPN技术将其置于“同一内网”中。
为了保证系统健壮和数据的安全，在两个校区各部署一台服务器构建局部数据库，与全局数据库进行数据交换。要保证系统正常运行，必须保证系统中数据的独立性和透明性。并在各自网络中部署一定数量的管理机，运行管理系统的服务端，当客户机登录时只需登录本地管理服务器即可。这样即使校区之间发生了网络故障，也不会影响系统的正常运行。
计算机实验室的自动化管理系统采用服务器/客户机（C/S）方式，应用了网络数据共享、分布式数据库、数据安全等技术，方便地实现多用户端、多机房统一管理，服务器操作系统选择Windows2003 Server版，数据库选择SQL Server。工作站使用Windows2000/XP的操作系统。考虑到网络的安全性，为本地服务器配置了双网卡，保证了系统的有效运作。系统网络拓扑结构如下图所示。
2 多校区计算机实验室的自动化管理功能模块
实现计算机实验室自动化管理的条件：对计算机实验室的监控和管理功能、信息搜集和系统维护功能、相关信息的查询统计功能和报表打印输出功能、计算机实验室的预约功能。
首先，计算机实验室的监控和管理的功能模块应具有远程对单机进行开关机、注销、重启等操作，具有设置各种上机参数、系统参数、用户登录及用户信息管理、权限分级管理和数据备份等功能，能够保障系统稳定运行。能和教务系统对接，实现自动安排上机课表，能利用校园卡实现自动化的上下机登记和行为监控，有效的监督和管理用户在实验室的行为，做到非本班师生无法在本班机房登录上机。可以根据计算机实验实训的教学要求进行各项参数设置，做到相关课程只能运行相关软件，无关软件一律禁止运行；做的只有网络课程或某个时间段才允许学生登录因特网等。并且要有友好的人机界面，操作要尽可能简单。
其次，信息搜集功能模块应具有对实验室上课的情况和使用人员信息进行搜集，将自由上机和教学过程进行汇总和区别。系统维护功能模块应能简捷维护系统的各项设置。
再次，系统应具有相关信息的查询统计功能和报表打印输出功能。对计算机实验室的所有信息都能够按照不同的方式来查询，并且能够将查询到的结果进行统计，可以按照查询人的要求打印或者输出为电子报表。这个模块能够实时有效地反映计算机实验室的使用情况，为计算机实验室的自动化管理提供依据。
最后，计算机实验室的预约功能是实现实验室自动化管理的重要组成，要能够做到对整个实验室甚至是单机进行预约。
3 具体实现
3.1 在校园中实现“一卡通”功能，全校师生都采用校园卡或二代身份证来识别身份，可以按照系别、专业、班级或者个人角色来设置校园卡的权限，由校园卡权限级别来决定其使用实验室计算机的方式，同时可加强对校园卡用户的监督管理。在对计算机实验室自动化管理的过程中，它能够帮助我们更好的实现对计算机实验室的自动化管理，并且对多个校区之间的资源整合有着十分明显的帮助。
3.2 实验室安装门禁系统，采用非接触式读卡器（若资金充裕可考虑采用指纹识别仪）和电动门结合，持有经过授权的校园卡的师生，通过刷卡进入计算机实验室，有效地保护了计算机实验室资源，还能够对进出实验室的人员进行实时登記，避免失窃等问题的出现。
3.3 实验室计算机安装客户端软件，用户开启计算机登录时，服务器验证用户身份和密码，根据用户角色给予不同级别人员不同的操作权限。通过客户端软件，还可以统计每个机房机器使用情况如：总台数、已用台数、未用机器以及使用率。
3.4 校区之间配置VPN，保证校区间网络互访。通过VPN可以将多个校区互联在一起，达到互相访问、共享资源的目的，而且VPN可以通过带此功能的路由器或防火墙来配置，VPN技术保证网络具有良好的扩展性。
3.5 必须保证出入口有足够网络带宽，以免影响系统效率。特别是当两个校区使用不同运营商的网络，而且出入口带宽不足时，网络延时是个无法回避的问题。
4 结束语
实行计算机实验室的自动化管理后，加强了用户与各个校区计算机实验室之间的通讯，并且能够保证所有校区的相关数据的一致性，实现计算机用户自动化的上下机操作，减轻了实验室管理人员的工作强度，提高了多校区计算机实验室资源的使用效率。而且可以方便地收集和统计多个校区实验室的使用数据，能够及时监控各个实验室的使用状态，为学校制定实训课程提供有力支持。
参考文献：
[1]李素萍.分布式数据库的同步更新技术研究[J].中国科技信息，2008，16：94-95.
[2]李宁，韩斌，张海洋.多校区大学计算机专业实践环节远程指导模式的构建[J].中国电子教育，2010，1：63-65.
[3]陆科，毛克乐.VPN技术在高校多校区网络互联中的应用分析[J].科技信息，2010，22：210-211.
[4]章志勇.基于校园一卡通的考勤与门禁系统的设计与实现[D].山东大学，2010.
[作者简介]张志勇（1977.9-），男，本科，广州工商职业技术学院三水校区实验室管理员，研究方向：多校区实验室管理。
多传感器管理系统论文范文第4篇
摘要： 为了解决三缸发动机的振动噪声问题，本文基于能量解耦的方法，对三缸发动机悬置系统进行优化设计，建立发动机六自由度数学模型，并以能量解耦为优化设计目标，以某款三缸发动机国产轿车为例，同时以发动机悬置系统的固有频率和振动解耦为目标函数，对其进行发动机悬置系统优化设计。为验证优化设计结果的正确性，将优化后的悬置刚度应用到原车型中，与优化前悬置件进行对比实验。实验结果表明，与优化前相比，优化后的动力总成悬置各向隔振率均有明显提高，优化后的悬置隔振率大于20 dB，满足隔振系统的设计要求。说明合理确定三缸发动机的悬置参数，能够有效控制动力总成的振动向车内传递，改善了车辆系统的NVH性能。该研究对发动机悬置参数的优化设计具有重要意义。
关键词： 发动机悬置; 优化设计; 解耦; 三缸发动机; 怠速; 频率布置
随着国家乘用车排放法规的进一步加强，小排量乘用车及基于小排量内燃机的混合动力乘用车得到了快速发展，导致乘用车越来越多地使用三缸发动机[1]（如汽油和柴油发动机）。对于三缸发动机，其点火激励与广泛使用的四缸发动机明显不同，四缸发动机在怠速时只有2阶激振力[2]，而三缸发动机同时具有1级和15级激振力，并且三缸发动机15主阶次频率比四缸发动机上的主阶次低5 Hz以上[3]，其噪声、振动、声振粗糙度（noise、vibration、harshness，NVH）性能显著降低，因此客观上要求合理设计三缸发动机的悬置系统，以获得最佳隔振效果。车辆动力总成悬置系统性能设计优劣，直接影响整车的NVH性能，悬置系统的设计目标是合理分配动力总成悬置系统的固有频率，达到最优的隔振效果。目前，常用的动力总成悬置系统优化设计方法是通过对悬置系统各阶模态进行能量解耦[45]，进而优化悬置的三向刚度，合理布置悬置的弹性中心位置和安装角度，使动力总成悬置系统具有较高的振动解耦程度（主振动方向解耦率大于90%，其他方向解耦率大于80%），从而降低振动传递率，提高车辆的乘坐舒适性[67]。因此，本文以某款三缸发动机轿车为例，以发动机悬置系统的固有频率和振动解耦为目标函数，并基于能量解耦的方法，对三缸发动机悬置系统进行优化设计[810]，优化后的动力总成悬置各向隔振率较优化前均有明显提高，改善了车辆系统的NVH特性。该研究对三缸发动机的悬置设计具有指导意义。
1动力总成悬置系统数学模型
乘用车常用的悬置布置形式为3点支撑或4点支撑，鉴于乘用车一般采用四冲程内燃机[11]，本文以3点支撑悬置系统为例进行优化设计，发动机悬置系统的固有振动频率低于25 Hz，远低于发动机的最低阶弹性模态频率，忽略动力总成的弹性变形，将发动机总成和车身简化为刚体，建立动力总成悬置系统六自由度振动系统模型，动力总成采用橡胶悬置与车身连接[12]。动力总成悬置系统模型如图1所示。
根据图1建立动力总成悬置系统分析模型，动力总成悬置系统质心坐标系定义如下：动力总成质心为动力总成坐标系的坐标原点，坐标系x轴正向为过动力总成质心且平行于发动机曲轴轴线，指向动力总成的
前端，z轴正向过质心平行于气缸中心线，垂直向上，y轴正向过质心按右手定则确定。动力总成为一空间的六自由度刚体，动力总成质心广义坐标向量为
基于拉格朗日方程的振动微分方程[13]为
式中，[M]为系统的质量矩阵（6×6对称阵）;[K]为系统的刚度矩阵（6×6对称阵）;[C]为系统的阻尼矩阵（6×6对称阵）;和x为加速度和广义坐标向量。
动力总成的惯性参数（质量、质心位置、转动惯量）及动力总成悬置各向刚度可通过实验获得，通过求解振动微分方程，获得系统六自由度固有频率及振型。
2动力总成悬置系统优化设计
发动机悬置系统的基本功能是隔振和限位，客观上要求动力总成悬置系统，低频时应具有大刚度、大阻尼以限制其位移，高频时应具有低刚度和小阻尼，以获得优良的隔振效果。为了获得较低的振动传递率，激振频率与悬置系统指定方向上，固有频率的比值应大于2，因此合理设计悬置系统的固有频率是提高NVH性能的关键[1415]。
2.1动力总成悬置系统能量解耦分析
为了获得最优隔振效果，悬置设计时，悬置系统沿某一广义坐标的激励只会引起系统一个自由度的振动（六个自由度完全解耦）。实际上，悬置系统各个方向的振动相互关联，一个方向的激励会引起多方向的振动（能量耦合），因此悬置设计人员需要对悬置系统进行解耦设计，常用的设计方法为能量解耦法。
在特定坐标系中，求出悬置系统各阶主振动方向的振动能量分别所占振动总能量的百分比值，得到动力总成悬置系统振动的能量分布广义矩阵。当动力总成悬置系统以第j阶系统固有频率振动时，与其关联的第k个广义坐标所占的能量[16]为
式中，φj为悬置系统的j阶主振动振型;（φj）k为φj的第k个方向;mkl为质量矩阵第k行、第l列元素;DIPkj表示系统在作第j阶固有频率振动时，主振动方向所占的振动能量百分比，此值越大，系统解耦程度越高，系统各方向的振动关联性越小。因此，动力总成悬置系统能量解耦目标函数为
式中，wi为对应于第i阶频率的加权因子。
2.2动力总成悬置系统固有频率的布置
在怠速条件下，四缸四冲程发动机只有2阶激振力，设计悬置系统时，只需避开其2阶激振力即可满足隔振设计要求[1718]。
1）悬置系统Z方向上固有频率的配置。三缸发动机的激振力为1阶次和15阶次，并且激振频率比四缸机低很多，以怠速750 r/min为例，四缸机2阶激振力为25 Hz，三缸机1阶激振力为125 Hz，15階激振力为1875 Hz，因此兼顾悬置系统的隔振效果和悬置系统的限位要求，三缸机悬置系统的垂向固有频率应布置在1阶和15阶激振频率之间
悬置系统Z方向固有振动频率为
11 Hz≤fz≤16 Hz
2）悬置系统X方向上固有频率的配置。动力总成悬置系统在X方向上没有激励力，考虑限位要求，应具有足够的刚度，从而保证在汽车急加速及制动时，动力总成在此方向上不产生较大的位移量，避免与其他部件发生干涉。
悬置系统X方向上的固有振动频率为
8 Hz≤fx≤17 Hz
3）悬置系统Y方向上固有振动频率的配置。动力总成在Y方向上的振动有和绕X轴方向上的扭转振动耦合的趋势。因此，悬置系统的Y方向固有频率既要考虑发动机绕X轴的激振频率，同时还要兼顾汽车在转弯工况时动力总成横向位移的移动。
悬置系统在Y方向上的固有频率为
8 Hz≤fy≤17 Hz
4）悬置系统绕Y轴固有频率的配置。动力总成绕Y方向的扭转振动与绕X方向的扭转振动有耦合趋势。悬置系统绕Y轴固有频率的配置为
8 Hz≤fθy≤17 Hz
5）悬置系统绕X轴固有频率的配置。动力总成悬置系统绕动力总成X轴的扭振频率应低于动力总成怠速时二阶激励的1/2，同时大于白车身的扭转自振固有频率。悬置系统绕X轴固有频率的配置为
6 Hz≤fθх≤15 Hz
6）悬置系统绕Z轴固有频率的配置。发动机绕Z轴的振动和发动机绕X方向的扭转振动有耦合趋势。
悬置系统绕Z轴固有频率的配置为
8 Hz≤fθz≤15 Hz
3悬置系统优化实例及实验验证
本文以某款三缸发动机国产轿车为例，以动力总成悬置系统的固有振动频率和悬置系统振动解耦率为优化目标函数[19]，对该三缸发动机悬置系统进行系统振动优化设计。优化前后悬置三向刚度值如表1所示。
为验证优化设计结果的正确性，将优化后的悬置刚度应用到原车型中，与优化前悬置件进行对比实验，优化前悬置振动加速度幅值如图2所示，优化后悬置振动加速度幅值如图3所示。由图2和图3可以看出，优化后，动力总成悬置各向隔振率较优化前均有明显提高，优化后的悬置隔振率大于20 dB，满足隔振系统设计要求[2021]。
4结束语
动力总成悬置系统优化设计是提高车辆乘坐舒适性的关键。由于悬置系统性能优化涉及诸多因素，一直以来是车辆舒适性能设计的难点。本文以三缸发动机为例，并基于能量解耦理论对动力总成悬置各向刚度进行优化设计。实验结果表明，优化后的悬置各向参数，改善了悬置系统的解耦率，进而提高了动力总成悬置系统的隔振率，从而改善了车辆系统的NVH特性。基于能量结构的优化设计方法，能够有效提高动力总成悬置系统的隔振率和车辆乘坐舒适性。以往的动力总成悬置系统隔振设计只针对单一激振频率，隔振效果不能满足消费者对于车辆乘坐舒适性的要求，而本文对悬置系统的优化设计兼顾了三缸发动机1阶和15阶激振力，提高了悬置系统的综合性能。该设计方法对三缸发动机的悬置设计具有指导意义。
参考文献：
[1]张金星. 新三缸发动机或成为发展趋势[J]. 中国汽车市场， 2018（13）： 38.
[2]严济宽. 机械振动隔离技术[M]. 中国： 上海科技文献出版社， 1985.
[3]胡昌良， 谈健， 昂金凤， 等. 某三缸发动机平衡轴机构设计与分析[J]. 上海汽车， 2017（5）： 4244.
[4]陈继红， 沈密群， 严济宽. 汽车发动机悬置系统的一些设计问题[J]. 噪声与振动控制， 1999（1）： 511.
[5]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）： 177181， 186.
[6]冷川， 李軍. 汽车NVH性能研究综述[J]. 汽车工业研究， 2017（11）： 5155.
[7]靳晓雄， 张强， 彭为. 基于ADAMS的混合动力轿车动力总成悬置系统的优化设计[J]. 中国工程机械学报， 2008， 6（2）： 180183.
[8]YU Y， NAGANATHAN N G， DUKKIPATI R V. A literature review of automotive vehicle engine mounting systems[J]. Mechanism and Machine Theory， 2001， 36（1）： 123142.
[9]SHANGGUAN W. Engine mounts and powertrain mounting systems： a review[J]. International Journal of Vehicle Design， 2009， 49（4）： 237258.
[10]季晓刚， 章应雄， 唐新蓬. 汽车动力总成悬置研究的发展[J]. 汽车科技， 2004（1）： 46.
[11]ASHRAFIUON H. Design optimization of aircraft enginemount systems[J]. Journal of Vibration and Acoustics， Transactions of the ASME， 1993， 115（4）： 463467.
[12]SWANSON D A， WU H T， ASHRAFIUON H. Optimization of aircraft engine suspension systems[J]. Journal of Aircraft， 1993， 30（6）： 979984.
[13]SHANGGUAN W B. Engine mounts and powertrain mounting systems： a review[J]. International Journal of Vehicle Design， 2009， 49（4）： 237258.
[14]王亚楠， 吕振华. 以广义力传递率为目标的动力总成隔振悬置系统优化设计方法[J]. 机械工程学报， 2011， 47（11）： 5258.
[15]上官文斌， 蒋学锋. 发动机悬置系统的优化设计[J]. 汽车工程， 1992， 14（2）： 103110， 119.
[16]付江华， 史文库， 沈志宏， 等. 基于遗传算法的汽车动力总成悬置系统优化研究[J]. 振动与冲击， 2010， 29（10）： 187190， 259.
[17]JEONG T， SINGH R. Analytical methods of decoupling the automotive engine torque roll axis [J]. Journal of Sound & Vibration， 2000， 234（1）： 85114.
[18]YU Y， NAGANATHAN N G， DUKKIPATI V D. A literature review of automotive vehicle engine mounting systems[J]. Mechanism and Machine Theory， 2001， 36（1）： 123142.
[19]YU Y H， PEELAMEDU S M， NAGANATHAN N G. Automotive vehicle engine mounting systems： a survey[J]. Journal of Dynamic Systems Measurement and Control， 2001， 123（2）： 186194.
[20]PARK J Y， SINGH R. Effect of nonproportional damping on the torque roll axis decoupling of an engine mounting system[J]. Journal of Sound and Vibration， 2008， 313（35）： 841857.
[21]张武， 陈剑， 高煜. 基于粒子群算法的发动机悬置系统稳健优化设计[J]. 农业机械学报， 2010， 41（5）： 3035， 81.
Optimal Design of Three Cylinder Engine Mounting System
Based on Energy DecouplingLIANG Tianye
（College of Biology Science， Jilin University， Changchun 130062， China）
Key words： engine mounting; optimization design; decoupling; threecylinder engine; idle speed; frequency arrangement
收稿日期： 20210614; 修回日期： 20210820
作者簡介： 梁天也（1969），男，吉林长春人，博士，主要研究方向为车辆系统动力学与控制。 Email： lty691026@sina.com
多传感器管理系统论文范文第5篇
【摘要】现代物流是企业在降低物质消耗、提高劳动生产率以外的“第三利润源”，而现代物流是以信息为中心的，那么物流信息系统的集成就成為了一项重要的研究内容。本文介绍了几种信息集成的技术手段，对关于物流信息系统集成的研究也做了一定的总结。分析了我国物流信息系统集成现状产生的原因，并且在此基础上提出了解决这些问题的一些策略。
【关键词】企业物流；信息系统集成；整合；对策
随着物流业在国内的快速发展，信息化已成为物流发展的必然趋势。现代化的信息技术不但使传统物流运作的各个环节电子化、自动化，还使得整个物流业务向系统化和一体化方向发展。与此同时，由于物流企业的信息系统使用的系统平台和开发语言等千差万别，导致物流相关企业或企业内部部门间进行信息交互和共享成为一项复杂的工程。因此，有效地整合异构的物流信息系统和消除“信息孤岛”，实现与物流相关信息系统的信息互通，提高物流运作效率和降低物流成本，已成为现代物流技术中急需解决的问题。
一、信息孤岛
信息系统集成，就是通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术，将各个分离的设备（如个人电脑）、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中，使资源达到充分共享，实现集中、高效、便利的管理。具体到物流信息管理当中，就是将物流过程的各个部门充分集成在一起完成任务。但是由于各部门集成做的不够完善、没有完全相互联系，就会产生“信息孤岛”现象。
由于各个物流部门间的信息不共享，使得大量原始凭证（信息）多次在不同“孤岛”上重复录入。进而会造成“信息脱节”、“内部孤立、各自为政”、“信息管理困难”等后果。总之，“信息孤岛”尽管在一定时期内可能提高了个别部门或者部门内个别业务环节的工作质量和效率。但是，长远看来它对企业的发展有害无利，这种状况不仅会严重阻碍企业信息化进程，而且还会产生使企业逐渐丧失信息化信心等极为深远的负面影响。总而言之，对于物流信息系统如何更好的实现集成就成为摆在管理人员面前的一个迫在眉睫的问题。
二、物流信息系统集成技术及其发展
20世纪90年代，体现企业管理整体资源的管理思想ERP（Enterprise Resources Planning）管理模式出现，并在广大的企业中广泛使用。其核心思想是供应链管理。它跳出了传统企业边界，从供应链范围去优化企业的资源，是基于网络经济时代的新一代信息系统。目前，国内已有很多大型水泥生产企业开始了ERP系统管理，有的还实施了Oracle ERP系统、SAP系统等。随着经济全球化和网络信息的发展，水泥企业的经营和管理环境发生了前所未有的变革，如何在新的竞争环境下生存发展，提高自身的竞争力是水泥企业特别是中小型水泥企业迫切需要解决的问题。而目前实施ERP管理成为很多大型水泥企业优化管理模式、降低生产成本、提高市场竞争力的一种主要方式，但是中小水泥企业实施ERP模式的很少，如何实施ERP管理，成为其亟待解决的问题。
物流过程中的各个信息系统是针对不同的技术环境和特殊要求彼此分离独立而采用不同解决方案开发的，它们之间互操作困难。由于“信息孤岛”和互操作困难情况的存在，集成技术成为解决这一问题的首要方法，即在充分利用已有系统并尽量保持其自治性的前提下，利用此类技术构造和谐统一、可用性强和高度互操作的新系统。
1、基于异构数据库的集成
异构数据库集成主要有多数据库语言系统和模式集成两种方案，前者只提供了统一的多数据库操作语言和公共接口以访问成员数据库，各成员数据库高度自治，该方法比较适合于集成少量数据库。模式集成系统提供了一个全局模式，使用户可以透明地访问各部门数据库，成员数据库仍保持较高的自治性。模式集成比较适合于集成大量数据库或者要求高的存取透明度。
2、基于中间件的信息集成
随着信息技术在各行业的广泛应用，人们迫切需要集成大量半结构化或非结构化数据源中的信息，如Web信息，并要求系统具有可扩展性，以便集成新增数据源。那么可以通过中间件（Mediator）和包装器（Wrapper）分割处理任务，提高查询处理的并发性，减少响应时间。
以上的集成方法各有优缺点和适用范围，具体到某个物流信息系统的集成，要根据系统的透明性要求、模式类型等具体的应用需求来综合利用多种方法。
三、物理信息系统集成的实现
1、基于Janeva的实现
杨浩雄（2005）在其论文中提出了基于Janeva物流信息系统集成方案。鉴于Web Service存在的不足，作者提出了一种利用Janeva技术实现企业物流信息系统集成的方案，该方案充分利用了Janeva技术的特点与优点，解决的企业内异构环境中物流信息系统集成的问题。而且，作者最后给出了一个企业在异构环境中物流信息系统集成的实例。
2、基于SOA的实现
张富在其论文中提出了基于SOA的物流信息系统集成方案。SOA（Service-Oriented Architecture）是一种架构模式，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过服务间定义良好的接口联系起来，接口是采用中立的方式进行定义的。文章提出了在第四方物流（the Fourth Party Logistics，4PL）信息中基于SOA的物流信息系统集成方案。该方案就是想利用SOA的优势（即容易实现、松散耦合、提供增值服务、数据访问安全），对所有加入本平台的系统实现信息对接，做到整个物流平台的资源高度共享，从而消除”信息孤岛“。为实现合作伙伴之间的信息交互和共享，最大限度地降低物流成本、提供运作效率。
3、空间物流信息系统集成
总的来说，涉及到空间信息技术的系统集成主要包括数据集成和功能集成两部分。数据集成需要将异构数据规划为同构数据；或者将异构数据规划为同构的过渡数据，其目的在于形成的数据或过渡数据可以直接被系统使用。数据集成是功能集成的基础，功能集成是指将需要集成的若干系统的功能进行重新组合或整合，以达到集成后系统的需要。
霍亮、毋河海在其文章中提出：空间物流信息系统就是从地理分析和空间分析的角度出发，以GIS技术为基础，辅助以定位技术、通信技术、WEB技术等进行物流作业和物流辅助决策的物流管理信息系统。同时，他们讨论了以GIS、GPS、通信技术、Web技术等的技术集成为代表的空间信息技术与现代物流管理技术的有效集成，构筑空间物流信息系统，提出基于CORBA的空间物流信息系统集成策略。
4、其他方面的研究
上面介绍了系统集成的技术，以及基于以上技术系统集成的实现。此外，还有很多其他的学者对物流信息集成的研究侧重点不同。
王诵范是从项目管理的角度來研究，强调利用项目管理的形式来实现信息系统的集成，包括需要分析、实施、评价以及后期维护的整个过程。
刘筱兰（2004）是在整个供应链管理的大环境下来研究物流信息系统的集成。他在文中构建了基于供应链管理的集成化物流信息系统的体系框架；并提出了基于供应链管理的物流信息系统集成的若干策略。
为了更好的实现物流的信息化集成，还要做好评价工作。张亮（2010）在其文章中设计了一个物流信息系统评价指标体系，重点介绍了模糊评价方法，并把方法运用到了具体的实例当中。
四、总结
整体说来，我国的物流信息系统的集成为企业带来了积极的变化和明显的效益。而且企业高管对物流的信息化集成的重视程度进一步提高，企业基础设施建设也得到完善。但是我国的物流信息集成仍然存在一些问题：
1、物流信息系统集成的需求不明确
虽然部分企业已经主观上认识到系统集成是下一步物流信息化建设的重点，但绝大多数对到底集成哪些内容，资源如何共享却不明确。
2、物流信息系统的建设缺乏集成方法的指导
据有关调查统计，我国物流信息系统的应用大多处于基础物流的操作层面，如条码管理、GPS、GIS、立体库、呼叫中心等都只是在物流企业和企业相关部门的某一环节应用，呈现出零乱和分散的局面，缺乏物流信息管理系统的整合。
3、物流信息系统集成建设的复合性人才缺乏
供应链管理环境下的物流信息系统的集成与建设是一个复杂、庞大的社会系统工程，需要大批专门人才集中精力对之进行理论研究和实践工作。目前，这类人才的稀缺在很大程度上制约了物流信息系统集成建设的发展。
总体来说，我国物流信息化集成建设远远未达到发展所需的要求。应该在以下几个方面做出改进：
1、注重集成化信息系统开发方法论的应用
方法论的研究即把主要精力放在开发通用的公共方法和程序上，有了统一的方法，再去设计用途各异的具体系统，便于实现综合集成与互操作。
2、建立适合信息集成的管理模式
可以利用业务外包的形式将企业的物流管理过程外包出去，给第三方或者第四方物流。也可以对物流进行一体化设计，而不单单是把各个独立的系统连接起来。同时，改善整个物流部门的组织文化，加强宣传引导，加大资金倾斜力度，便于物流信息的有效集成。
3、物流信息化人才的引进和培养
上面我们已经介绍了物流信息系统集成的原因之一是人才的匮乏，这是一个很重要的方面。发达国家对此类人才的培养较早，而我国由于起步较晚，所以此类人才相对匮乏。对于企业而言要解决此类问题，首先，要注重人才的培养，完善人才激励机制。这类人才不仅要了解物流知识，还应该了解相应的信息系统知识。再者，要注重人才的引入。加强国际间或者地区间人才的流动，促进知识的相互交流。
多传感器管理系统论文范文第6篇
关键词：无线传感器;船载环境;能量回收;电磁感应
0 引言
无线传感器结合了微型传感器技术、通信技术和集成电路技术等，能对环境或对象进行实时监测、感知和信息采集，并具有远程无线传输功能，无需器件的连接，能降低整个监测系统搭建的复杂程度和维护成本[1]。无线传感器节点通常采用便携式电源供电，电能耗尽后，无线传感器也将失效，电池的寿命往往限制着无线传感器的寿命。因此，无线传感器的设计通常要求降低其功耗[2]。这种设计可以在一定程度上延长无线传感器的使用时间，可是无法补充电池能量这一根本问题仍然没有解决，这仍是限制无线传感器发展和应用的重要因素。
在很多无线传感器的应用场合，存在着许多可转化、可利用的能量，回收这些能量并给无线传感器供能是一种切实有效的方法，例如利用压电效应回收环境中的振动能量[3]等等。当无线传感器应用在舰船上时，在海上航行的舰船必然会因受到海浪的冲击或推动而发生一系列复杂的船体摇摆运动[4]，这种摇摆能量在舰载环境中几乎无处不在，并且具有较高的能量密度。因此，研究一种装置将船载环境中的摇摆能量回收并转化为电能供应给无线传感器节点是一种切实有效可行的方法。
本文将对采集摇摆能量的器件进行设计，并将设计的器件和无线传感器结合起来，同时对无线传感器进行低功耗设计，以进一步延长其使用寿命。
1 总体设计
无线传感器节点中的器件和微机电系统在工作时必须有稳定的电流，但由于船体的摇摆运动是无规律、不规则的，所以收集到的电能也是不稳定的，无法直接供给设备使用，必须将其转换为稳定的电能之后才能正常使用。本设计的总体构思如下：将船舶的摇摆动能进行回收，稳压处理后向蓄电池充电，再由蓄电池向设备供电，同时对无线传感器做低功耗设计，进一步延长其使用寿命。本文提出的无线传感器系统框架如图1所示。
2 能量收集装置设计
环境中能量回收技术按照原理划分主要有三种类型：电磁式[5]、静电式[6]和压电式[7]。它们通过特定的机械结构将环境中的机械动能收集转化为电能，能有效改善传统无线传感器不能长期供能的缺点。船载环境中摇摆动能普遍存在，频率低且幅度较大，因此本设计拟采用基于电磁感应的电磁式能量回收技术来回收摇摆能量。
电磁式摇摆能量收集装置的结构模型如图2所示，该结构包括顶盖、外壳、磁珠、弧面支架和线圈。线圈固定在弧面支架下，磁珠能在弧面支架上自由滚动，当船舶摇摆时，磁珠在弧面支架上滚动，线圈感应到磁场变化产生感应电流。
目前，凌力尔特公司的芯片LTC3588集成了一个低损失全波桥式整流器和一个高效率降压型转换器，能实现对电能的整流、稳压和控制，并且可以对蓄电池进行充电。电路结构如图3所示。
3 传感器模块(传感+处理)设计
传感器模块负责检测舰船船舱中的温度数据，采用定制的低功耗温度变送器。拟选用热电偶探头温度传感器WZPT-01，Pt100进行冷端温度补偿。温度变送器电路如图4所示。
AD7124-8是低功耗、低噪声、24位模数转换器(ADC)，系统的典型无噪码声分辨率约为15位，片内集成了系统需要的大部分构建模块，因而能够简化热电偶系统设计。
4 无线传输模块设计
无线传感器网络组网常用的技术有Zigbee、LoRa、NB-IOT等。其中NB-IOT基于现有蜂窝组网，在舰船环境无法使用。而LoRa是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，在同样的覆盖距离下，其相比Zigbee更加节能，而且信号经过扩频调制后频谱特征接近噪声，在信号安全和抗干扰方面有优势。LoRa模块低功耗通信距离远，通信距离可达十几千米，解决了低功耗和远距离不能兼得的难题。所以，无线传输模块选用国内某公司的RHF76-052 LoRaWAN模块，其采用SX1276系列LoRa专用基带芯片，MCU采用ST公司超低功耗STM32L052 ARM芯片。其中SX1276负责LoRa的物理层基带部分(信号接收发送、调制解调)，STM32L052负责LoRa通信协议的MAC层部分(数据成帧、帧检查、介质访问、差错控制)、传感器模块控制与数据采集以及电源管理，框图如图5所示。
变送器输出电压通过RHF76-052模块的MCU转换为数字信号，再根据传输协议数据打包后送SX1276发送。
无线传感器节点中，无线通信模块的功耗占整个节点功耗的大部分，降低无线通信模块的功耗是实现无线传感器低功耗的一个重要环节。在保证数据正常传输的情况下，应尽可能降低或简化不必要的控制信息，通过减少传输数据量来降低能耗;同时，通过节点“侦听—休眠”状态的改变来降低空闲侦听所带来的能量消耗。具体流程如图6所示。
5 结语
本文首先分析了船载环境的特点，确定摇摆动能是船舶在航行中分布广泛的一种能量;然后设计了能量回收装置，将装置通过LTC3588芯片与无线传感器结合起来，并且对传感器模块和无线传输模块进行了设计分析;最后通过对无线通信模块进行低功耗设计，进一步延长无线传感器的使用寿命。
[参考文献]
[1] 张超，徐姣.振动能量回收功能的无线传感器[C]//第十届全国振动理论及应用学术会议论文集，2011：995-1002.
[2] 张永梅，杨冲，马礼，等.一种低功耗的无线传感器网络节点设计方法[J].计算机工程，2012，38(3)：71-73.
[3] 汪泽浩.一种基于压电陶瓷晶体的振动能量回收装置的研究[D].杭州：浙江大学，2015.
[4] 程家军，李春枝，陈颖.舰载环境振动摇摆特性测试分析[J].装备环境工程，2015，12(1)：114-119.
[5] 王满州.电磁式振动能量收集装置研究[D].杭州：浙江工业大学，2017.
[6] CHIU Y，KUO C T，CHU Y S.MEMS design and fabrication of an electrostatic vibration-to-electricity energy converter[J].Microsystem Technologies，2007，13(11)：1663-1669.
[7] 任朝阳，曹自平，朱洪波.振动能量采集供电的无线传感器设计和制作[J].功能材料与器件学报，2015，21(4)：51-55.
收稿日期：2020-02-19
作者简介：李振扬(1995—)，男，湖南湘乡人，在读硕士研究生，研究方向：机械电子。
通信作者：赵立宏(1967—)，男，湖南衡阳人，硕士，教授，主要从事机械电子、测控技术的教学与研究工作。