系統(tǒng)優(yōu)化設計精選(九篇)

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第1篇：系統(tǒng)優(yōu)化設計范文

[關(guān)鍵詞]服裝模特；動態(tài)展示；機器人；優(yōu)化設計

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）12-0358-02

1 引言

國內(nèi)外關(guān)于服裝模特道具的研究與設計呈現(xiàn)出兩種狀態(tài)。一方面，傳統(tǒng)服裝模特道具即目前市場上絕大多數(shù)服裝品牌店使用的服裝展示模特道具，它們立足于靜態(tài)展示，展示風格固定單一，缺少變化，早已不能滿足當下消費者對于服裝展示的需求。另一方面，智能化模特機器人[1]因受傳感器、傳動構(gòu)件尺寸的約束，在設計上難以與傳統(tǒng)模特外觀體型進行良好匹配，使得模特機器人的展示效果往往不盡如人意。而且成本高，不利于推廣。

為滿足當下市場對于服裝展示的新需求，服裝動態(tài)展示系統(tǒng)優(yōu)化設計，依托現(xiàn)有的服裝動態(tài)展示技術(shù)[2]即只有手臂關(guān)節(jié)這單一自由度，在已有服裝動態(tài)展示模特系統(tǒng)原理樣機的基礎上，進一步優(yōu)化設計，針對不變的約束空間增加頭部和底盤兩個旋轉(zhuǎn)自由度，并且對模特道具手臂結(jié)構(gòu)包括傳動機構(gòu)和連接機構(gòu)進行優(yōu)化設計，同時精簡控制系統(tǒng)。使得服裝動態(tài)展示模特的機構(gòu)更加精簡，控制更加精準，展示效果更加豐富，價格更加低廉。

2 設計思路

考慮遵循四個設計原則：①基于系統(tǒng)原理樣機進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化；②精簡機械結(jié)構(gòu)和元部件[3]；③所有元件盡量滿足標準化；④較完整地模擬人體動靜態(tài)展示效果。

3 優(yōu)化設計

3.1 傳動機構(gòu)優(yōu)化設計

3.1.1傳動機構(gòu)總體優(yōu)化設計

傳動機構(gòu)的優(yōu)化設計基于原有模特系統(tǒng)的內(nèi)部空間約束，將腹腔中以線/桿為核心的傳動機構(gòu)[4]優(yōu)化設計為以線為核心的傳動機構(gòu)，這樣減少了傳動構(gòu)件的交叉耦合關(guān)系，增強了系統(tǒng)傳動的位置精準度；對有關(guān)零部件做了適當?shù)奶鎿Q和簡化，使得系統(tǒng)中所使用的零部件能夠合理地分布于模特道具腹腔中，并且為頭部動力系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)留出了一定的裕度空間；同時增加一套頭部--身體和底盤--身體的連接機構(gòu)，使得模特的展示效果更加豐富。

3.1.2大臂旋轉(zhuǎn)、抬起機構(gòu)優(yōu)化設計

受控制系統(tǒng)控制的同步電機輸出一定大小的扭矩，通過聯(lián)軸器傳遞給與它相連的小同步輪和繞線輪，使其按一定規(guī)律做繞軸的圓周運動。小同步輪通過同步帶傳遞力矩，使同步輪按既定的規(guī)律帶動與手臂相連接的圓柱筒運動，實現(xiàn)大臂的旋轉(zhuǎn)運動；與此同時，繞在手臂剛性軸上的兩根鋼索在繞線輪的作用下，帶動手臂大臂沿著預定軌跡做空間抬起，復位等運動，從而實現(xiàn)大臂的向上抬起運動。

選用更符合需求的同步電機，使得模特的展示姿態(tài)能夠鎖定在空間固定位置；通過合理地計算和驗證，選用了合適的同步輪和繞線輪，實現(xiàn)了兩個運動自由度由一個電機控制的功能，精簡了傳動機構(gòu)和控制系統(tǒng)。

3.1.3 小臂旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的優(yōu)化設計

在已有服裝動態(tài)展示模特系統(tǒng)原理樣機的基礎上，如圖5所示。將小臂的機構(gòu)優(yōu)化改造成了如圖6所示的機構(gòu)，本單元由手臂小臂、大臂、鋼索、四氟管、手臂連接片、剛性軸等構(gòu)成。繞在手臂剛性軸上的兩根鋼索在步進電機的力矩作用下，帶動手臂小臂繞M點沿著預定軌跡做空間旋轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)小臂的屈伸運動。

連接片的改進設計，減輕了手臂重量，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠，同時也極大的改善了手臂關(guān)節(jié)處的不美觀問題，展示效果得到很大提升。

3.1.4頭部機構(gòu)的設計

3.1.5底盤機構(gòu)的設計

3.2 控制系統(tǒng)優(yōu)化設計

4 系統(tǒng)仿真與驗證

4.1 休閑展示動作模式

4.2 運動系列動作模式

仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地沿著預定軌跡路線運動至預期空間位置，展現(xiàn)出預定的行為姿態(tài)。實現(xiàn)了單體模特道具多體態(tài)的展示效果并且系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

5 結(jié)語

經(jīng)過多次的仿真結(jié)果表明，對于預定的軌跡，機器人手臂的運動以及整個身體的旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)連續(xù)，無柔性沖擊，軌跡符合預期；各關(guān)節(jié)運動平穩(wěn)，并且電機的力矩和速度在工作范圍內(nèi)；通過簡單修改軌跡控制參數(shù)，可以迅速地進行新的仿真。該服裝動態(tài)展示系統(tǒng)通過精巧傳動機構(gòu)與精簡控制系統(tǒng)能夠較好完成所設計的動作與要求，實現(xiàn)了優(yōu)化設計目標，將在一定程度上豐富服裝展示效果，提高服裝展示水平。

參考文獻

[1] 梁曉光，何彬，何章昆，鄧鵬，任曉昆.服裝動態(tài)展示系統(tǒng)設計與實現(xiàn).科技研究，2014（3）：521.

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[3] 楊可楨，程光蘊，李仲生.機械設計基礎[M].北京[第五版]：高等教育出版社，2006.

[4] 劉朝儒，吳志軍，高政一，許紀F.機械制圖[M].北京[第五版]：高等教育出版社，2006.

第2篇：系統(tǒng)優(yōu)化設計范文

（馬鞍山職業(yè)技術(shù)學院 電氣工程系，安徽 馬鞍山 243000）

摘 要：科學技術(shù)的不斷發(fā)展，使得各種新的技術(shù)系統(tǒng)層出不窮，并在各個領(lǐng)域都發(fā)揮了重要的作用，其中目前人們熱議的一個話題就是電氣自動化控制系統(tǒng)，它對于提高生產(chǎn)效率，促進生產(chǎn)力的發(fā)展具有重要性意義，但是就一些傳統(tǒng)的電氣自動化控制系統(tǒng)來說，其連接和處理需要采用很多的連接線才能夠?qū)崿F(xiàn)，這不僅使得系統(tǒng)的建立需要消耗很多的人力、物力、財力，而且不利于統(tǒng)一管理，高效維護，各種故障短路等問題一直阻礙著系統(tǒng)的正常工作運行，給生產(chǎn)效率帶來了影響.近年來，基于電氣自動化控制化技術(shù)以及先進的計算機控制技術(shù)基礎之上發(fā)展而來的PLC自動化控制系統(tǒng)也得到了迅速的發(fā)展，并積極運用于很多的領(lǐng)域，并在其中充當著重要的角色.在這種背景下，對于PLC自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設計進行研究和分析具有重要的現(xiàn)實意義.

關(guān)鍵詞 ：PLC；自動化控制系統(tǒng)；優(yōu)化設計；探究

中圖分類號：TP273文獻標識碼：A文章編號：1673-260X（2015）01-0058-02

工業(yè)自動化的水水平是衡量一個國家生產(chǎn)發(fā)展、生產(chǎn)力發(fā)展水平的一個重要指標，它對于國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要的促進作用，電氣自動化作為工業(yè)自動化的一個重要組成部分，因此電氣自動化技術(shù)也是我們必須予以重視的關(guān)鍵技術(shù)之一.而基于可編程控制器基礎上的PLC技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展不僅大大提高了當然的電氣自動化控制水平，更是克服了以往控制系統(tǒng)的很多缺點，解決了很多技術(shù)上的難題，帶來了很大的便利，具有非常好的應用前景，值得推廣和應用.為了更好的加強對于PLC自動化控制系統(tǒng)的了解，更好的發(fā)揮PLC自動化控制系統(tǒng)的積極作用，本文也從PLC技術(shù)和PLC自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設計的基本論述出發(fā)，對于PLC自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設計的主要內(nèi)容進行了分析，希望給讀者一定的啟示.

1 PLC技術(shù)和PLC自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設計的基本論述

1.1 PLC技術(shù)

我們常說的PLC技術(shù)，其實是可編程控制器的一種簡稱，它是在計算機技術(shù)基礎上發(fā)展而來的一種新技術(shù)，本身其實也是計算機技術(shù)的一種表現(xiàn)，但是這種技術(shù)卻為當前的電子自動化生產(chǎn)創(chuàng)造出了一種專業(yè)性很強的自動化的控制器，并且日趨成熟，在電氣自動化控制中得到了不斷地應用.盡管當前的PLC技術(shù)在原來的基礎上得到了很大程度的發(fā)展和改變，但是我們?nèi)詫⑵涠x為PLC.在一定的運行程序下，根據(jù)用戶的不同需求，并通過相關(guān)的軟件進行控制，按照既定的命令和順序進行處理，進而實現(xiàn)對于電氣自動化的控制.一般情況下，處理器在執(zhí)行了一條又一條命令程序中徘徊.相比傳統(tǒng)的電氣自動化控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)具有非常少的接線量，除了系統(tǒng)的輸入、輸出端需要進行接線以外，其他的線路一般都是不需要實際的線路進行連接的，而是僅僅通過相關(guān)的軟件進行連接.另外這種系統(tǒng)所涉及到的信息獲取、處理和存儲都是按照既定的程序進行的，一般情況下是不需要進行調(diào)整和變化的.

和普通的計算機相比，PLC自動化控制系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也包括電源、處理器、存儲器以及相應的功能處理模塊，每一個組成部分都是系統(tǒng)得以運行的基礎，都對PLC的作用發(fā)揮十分關(guān)鍵.其中的電源組件更是控制系統(tǒng)的基礎，它更是關(guān)鍵中的關(guān)鍵，一旦電源不能夠正常工作，其他的一切功能都難以實現(xiàn).另外處理器是系統(tǒng)的核心，主要負責數(shù)據(jù)的處理和相應信息的轉(zhuǎn)化，它對于系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在其強大的處理功能上.在復雜的電氣自動化的控制環(huán)境下，個功能模塊以及系統(tǒng)組件的相互作用、相互配合是進行自動化控制的重要保證.

1.2 PLC自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設計的基本論述

對于PLC控制系統(tǒng)來說，每一種控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計都是為了滿足被控制對象的基本工藝要求，都是為了更好的提高自動化控制水平和生產(chǎn)的質(zhì)量和效率.但是在PLC自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設計過程中，除了要按照一定的生產(chǎn)工藝要求以外，還應遵循一定的優(yōu)化設計原則，以下將作簡單的分析.

（1）要最大限度的滿足被控制對象的基本工藝要求，這是優(yōu)化設計的最基本原則.在對于PLC自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設計之前，應該對于控制系統(tǒng)的基本用途和重要應用環(huán)境等進行必要的調(diào)查研究，并且搜集和整理相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，通過這些準備工作與專業(yè)的設計人員形成一份詳細的優(yōu)化設計方案，同時還要協(xié)同各方面關(guān)系，積極解決設計過程中出現(xiàn)的問題.

（2）在不影響PLC自動化控制系統(tǒng)基本使用功能的前提下，要盡可能的對于優(yōu)化設計方案進行優(yōu)化，力求以更簡單的設計達到最佳的控制效果，從而實現(xiàn)既經(jīng)濟合理又簡單方便的優(yōu)化設計方案.

（3）在控制系統(tǒng)優(yōu)化設計的過程中，還應該始終保證安全、可靠這一條設計主線，保證PLC自動化控制系統(tǒng)效率和質(zhì)量不斷提升的過程中，還應該努力保證系統(tǒng)的使用安全和可靠.

（4）PLC自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設計的主要目的就是提高生產(chǎn)效率，這個過程需要伴隨著很多工藝和生產(chǎn)路線的的改進，其中在PLC容量的選擇過程中，應該堅持和實際緊密聯(lián)系在一起，合理確定容量，應該留有適當?shù)挠嗟匾驯蝗展穬?yōu)化改造使用.

2 PLC自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計

2.1 PLC自動化控制系統(tǒng)的硬件設計

硬件設計是自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設計的一個重要環(huán)節(jié)，同時也是保證PLC自動化控制系統(tǒng)安全可靠運行的重要組成部分，硬件設計主要包括輸入電路設計和輸出電路設計以及抗干擾設計三個部分，以下也將作簡單的論述和分析.

2.1.1 PLC控制系統(tǒng)的輸入電路設計分析

對于PLC自動化控制系統(tǒng)的輸入電源來說，供電電源的電壓一般是AC85-240V，這種供電電源的適應范圍比較廣，因此應用也比較多.而為了更好的減少外界環(huán)境對于電源的干擾，我們應該在電源上面安裝必要的電源凈化原件，其中最主要的則是電源濾波器以及隔離變壓器.而在隔離變壓器的使用過程中，我們可以引入雙層隔離技術(shù)，這樣可以通過屏蔽層的減少高低頻脈沖干擾.對于輸入電路的設計，一般采用DC 24V的輸入電源，但是如果電源帶有負載時，一定要注重電源的容量，同時要做好電源的短路防護的準備工作，這對于保障系統(tǒng)的正常安全運行是非常重要的.另外，一般情況下輸入電源的容量是輸入功率的兩倍以上，在設計時還應該在電源之路或是適當位置安裝專門的熔絲來保證電路的安全.

2.1.2 PLC控制系統(tǒng)的輸出電路設計

在輸出電路設計時，首先應該根據(jù)基本的生產(chǎn)工藝要求，做好相關(guān)的電路設計準備工作，其中的輸出電路所需要的各種指示燈以及變頻器的控制和調(diào)速應該使用晶體管進行輸出，特別是頻率過高的PLC控制系統(tǒng)更是需要晶體管作為支撐.而當頻率過低時，我們則首選繼電器作為輸出，不僅設計簡單，而且也可以提升系統(tǒng)的負載能力.另外對于一些帶有輸出帶電磁線圈的輸出電路來說，為了防止浪涌電流的沖擊，在設計時應該在直流感性負載的旁邊接上續(xù)流二極管，它可以吸收浪涌電流，達到有效保護PLC的目的.

2.1.3 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設計

科學技術(shù)的不斷發(fā)展和工業(yè)自動化程度的不斷加深，如何更好的降低外界因素對于PLC的干擾，已經(jīng)成為了優(yōu)化設計PLC自動化控制系統(tǒng)的重要內(nèi)容.目前晶閘管以及變頻調(diào)速設置的廣泛應用在帶來系統(tǒng)功能不斷強化同時，也帶來了更多的污染以及相關(guān)干擾問題，而控制系統(tǒng)的防干擾設計也是我們優(yōu)化設計時必須解決的問題.對于PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設計，一般主要采用以下三種抗干擾方式.

一是隔離，隔離是解決干擾的最直接方式.由于PLC自動化控制系統(tǒng)中的高頻干擾都是由于原副邊繞組之間的分布電容耦合而成的，因此我們可以直接采用1:1的超隔離變壓器對于高頻干擾進行隔離，以此來達到抗干擾的目的；二是屏蔽，屏蔽是阻斷干擾源傳播的抗干擾方式.對于PLC控制系統(tǒng)來說，可以將其直接置于金屬柜之中，金屬柜可以對靜電和磁場起到很好的屏蔽作用；三是布線，這是分散干擾的重要方式，比如將原來的強電動力線路以及弱電信號線進行分開走線，這也可以起到良好的抗干擾效果.

2.2 PLC控制系統(tǒng)的軟件設計

在進行硬件設計的同時可以著手軟件的設計工作.軟件設計的主要任務是根據(jù)控制要求將工藝流程圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，這是PLC應用的最關(guān)鍵的問題，程序的編寫是軟件設計的具體表現(xiàn).在控制工程的應用中，良好的軟件設計思想是關(guān)鍵，優(yōu)秀的軟件設計便于工程技術(shù)人員理解掌握、調(diào)試系統(tǒng)與日常系統(tǒng)維護.PLC控制系統(tǒng)的程序設計思想.由于生產(chǎn)過程控制要求的復雜程度不同，可將程序按結(jié)構(gòu)形式分為基本程序和模塊化程序.基本程序既可以作為獨立程序控制簡單的生產(chǎn)工藝過程，也可以作為組合模塊結(jié)構(gòu)中的單元程序.把一個總的控制目標程序分成多個具有明確子任務的程序模塊，分別編寫和調(diào)試，最后組合成一個完成總?cè)蝿盏耐暾绦?，這種方法叫做模塊化程序設計，這種設計思想和方法對于系統(tǒng)的軟件設計作用極大.

3 結(jié)束語

PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下的電子操作系統(tǒng)，能夠在無任何保護措施的工作情況下使用.但是當其工作環(huán)境過分惡劣或者充滿了電磁干擾的時候，程序便會出現(xiàn)運行錯誤，這將導致設備失靈乃至殃及整個系統(tǒng).這將要求廠家提高PLC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠，提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力另一方面設計、安裝和使用維護也要多加重視，多方合作消除干擾.由此對于PLC自動化控制系統(tǒng)進行進一步優(yōu)化設計也顯得尤為重要.PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計作為一項系統(tǒng)性非常強的系統(tǒng)化工程，其影響因素也是多方面，而要想實現(xiàn)最優(yōu)化的設計和改進還需要在反復的實踐和設計的過程中不斷地進行總結(jié)和優(yōu)化.本文主要是從系統(tǒng)硬件設計和軟件設計兩個方面對于控制系統(tǒng)的優(yōu)化進行分析的，其中很多都是在工作中總結(jié)出來的經(jīng)驗，僅供大家參考.

參考文獻：

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〔3〕汪陽.淺析對PLC的自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計[J].科技風,2008（11）:83.

第3篇：系統(tǒng)優(yōu)化設計范文

關(guān)鍵詞：無循環(huán)熱水供應系統(tǒng)；系統(tǒng)優(yōu)化設計；規(guī)劃模型

中圖分類號：TU831文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）09-0023-02

無循環(huán)熱水供應系統(tǒng)管路簡單，對于熱水供應系統(tǒng)較小、用水量大且集中，如公共浴室、洗衣房等可采用此方式。長期以來對建筑熱水管網(wǎng)的優(yōu)化研究較少，但從提高建筑熱水供應系統(tǒng)效益和節(jié)省建設資金和運行費的角度出發(fā)，有必要對其進行研究。

一、建筑無循環(huán)熱水系統(tǒng)優(yōu)化設計基礎

（一）劃分計算管段

計算管段是指管網(wǎng)中流量、流速、管徑都一致的管段。在建筑管網(wǎng)中，將上下兩層之間的管段為一計算管段。

（二）管段流量

建筑熱水管網(wǎng)的管段流量應根據(jù)設計秒流量公式計算：

（1）

式中：qg為計算管段的設計秒流量，L/s；

Ng為計算管段擔負的衛(wèi)生器具當量總數(shù)；

a、k為根據(jù)建筑物用途而定的系數(shù)。

（三）確定備選管徑組

由于廠家生產(chǎn)管徑規(guī)格是有限的，若把管徑看成連續(xù)變量的話，則存在管徑調(diào)整問題。優(yōu)化設計就是為每一計算管段選取合適的標準管徑，使整個系統(tǒng)的管網(wǎng)投資最低。確定備管選徑組，即通過流速限制，將管徑選擇限制在某一范圍內(nèi)。

熱水管道的流速較小，一般為0.8m/s～1.5m/s；當管徑小于25mm時，宜采用0.6m/s～0.8m/s。另外，熱水管道的最小管徑為20mm。

由于熱水溫度高，管道結(jié)垢腐蝕嚴重，造成管道實際內(nèi)徑縮小，因此在計算流速、水頭損失時必須采用管道的計算內(nèi)徑。對任一計算管段，凡流速滿足下式的標準管段，均為一該管段的備選管徑：

式中：Q為管段流量，L/s；

V為管段的流速，m/s；

dJ為管段的計算內(nèi)徑，m；

Vmin、Vmax分別為熱水管道規(guī)定流速的下限值和上限值，L/s。

（四）服務水壓標高

本文中，節(jié)點水壓標高定義為該點位置高程與水壓之和；節(jié)點服務水壓標高定義為該點的位置高程與衛(wèi)生器具的流出水頭之和。

二、無循環(huán)熱水系統(tǒng)優(yōu)化線性規(guī)劃模型

以標準管徑管長為優(yōu)化變量，以管道投資最小為目標函數(shù)，可以建立無循環(huán)熱水系統(tǒng)優(yōu)化的線性規(guī)劃模型。

（一）目標函數(shù)

對于無循環(huán)熱水供應系統(tǒng)的目標函數(shù)可以表示為下式：

（3）

式中：

F為無循環(huán)熱水系統(tǒng)管道投資費用，元/年；

X為配水管道中第i管段采用第j種標準管徑的管長，m；

C為配水管道單價，元/m；

np為配水管段數(shù)目；

m（i）為第i管段的備選管徑的個數(shù)；

XSJ為輸水管道中第i管段采用第j種標準管徑的管長，m；

CSJ為輸水管道單價，元/m。

（二）約束條件

1．長度約束。對于任一管段所有備選管道的管長之和應等于管段長度。

（4）

式中Li為計算管段長度，m。

2．壓力約束。系統(tǒng)最大配水時，從高位水箱或室外管網(wǎng)經(jīng)水熱加熱器到達用水節(jié)點時的壓力不得低于節(jié)點要求的流出水頭。如果各節(jié)點流出水頭相同，可取每根立管位置最高處的用水節(jié)點作為系統(tǒng)的控制點。

對于由高位水箱供水的系統(tǒng)，高位水箱的最低水位E0，應能滿足各控制點k的水壓要求。

（5）

對于由市政給水管網(wǎng)直接供水的系統(tǒng)，市政給水管網(wǎng)提供的資用壓力HN應能滿足控制點K的水壓要求。

（6）

式中：為考慮局部水頭損失的系數(shù)（1.2 ～1.3）；J為熱水管單位長度沿程水頭損失，mH2O/m；JSJ為冷水管單位長度沿程水頭損失，mH2O/m；I（k）為從水加熱器到節(jié)點K的計算管段個數(shù)；m（i）為第i管段的備選管徑的個數(shù)； E0為高位水箱最低水位高程，m；Ek為控制點位置高程，m；hk為節(jié)點k的流出水頭，mH2O；hJ為通過加熱器的水頭損失，mH2O；HN為市政給水管網(wǎng)的資用水頭，mH2O；式中，熱水溫度為60℃，管道單位長度水頭損失的計算公式如下：

當v≥0.44m/s時，

（7）

當v＜0.44m/s時，

（8）

輸水管段的水頭損失應采用冷水計算公式：

（9）

式中：Q為管段流量，m3/s；d為考慮結(jié)垢和腐蝕等因素后的管段計算內(nèi)徑，m；Ch為海曾-威廉系數(shù)，普通鋼管、鑄鐵管取100。

3．非負約束。對所有管段，其長度應為非負，即：X≥0；XSJ≥0。

（三）實例應用

1．基本資料。某娛樂中心1層為洗衣房，2～3層為公共浴室，如圖1所示，0點為高位水箱最低水位，各節(jié)點高程和服務水頭見表1，各管段長度及衛(wèi)生器具當量數(shù)見表2。容積式水加熱器加熱熱水，可不計熱水通過的水頭損失，采用定時無循環(huán)供應系統(tǒng)。冷水由高位冷水箱提供，高位水箱最低水位0處的高程見表1。鍍鋅鋼管標準管道的預算單價見表3。

2．計算分析。按照公式（1）計算各管段的設計秒流量，a=2.5，k=0；按照公式（2）確定各管段的備選管徑，并利用公式（7）、（8）和（9）計算水力坡降，見表4；按計算公式（3）、（4）、（5）中的各項系數(shù)，采用單純形法，利用Matlab程序語言中的linprog命令求解，結(jié)果略。

3．結(jié)果分析。

（1）經(jīng)優(yōu)化計算，該系統(tǒng)管網(wǎng)總投資為2685.4元，并對優(yōu)化結(jié)果進行校核，結(jié)果水力約束條件滿足；

（2）建筑管網(wǎng)管段長度較短，如果結(jié)果中出現(xiàn)某一管段對含有兩種或兩種以上的管徑時，考慮到人工安裝費與材料費，需要對其進行調(diào)整。如果10～11管段出現(xiàn)40mm管徑的管長2.7，50mm管徑2.1米的話，則該計算管段可選50mm；

（3）建立線性規(guī)劃模型利用單純形法來優(yōu)化設計建筑管網(wǎng)能夠獲得全局最優(yōu)解，但由于建筑管道段而多的特點，需要的做大量的前期準備工作，對于較大型的管網(wǎng)可考慮建立非線性管網(wǎng)用遺傳算法求解。

三、結(jié)語

當前，關(guān)于建筑管網(wǎng)優(yōu)化設計的研究很少，而諸如此類的研究多見于城市管網(wǎng)，原因可能是：與城市管網(wǎng)相比，建筑管網(wǎng)的管段短、管徑小，整個管網(wǎng)的投資較少，優(yōu)化后經(jīng)濟效益沒有城市管網(wǎng)那樣顯著。但管段的長短和管徑的大小并不影響優(yōu)化方法的選用，所以本文借鑒了城市管網(wǎng)的己有研究成果，對建筑無循環(huán)熱水管網(wǎng)進行一些探索性的研究。

參考文獻

[1]范炳均．高層建筑熱水系統(tǒng)的設計體會[J]．給水排水，2004，（1）．

[2]李維．對住宅熱水供應系統(tǒng)設計中幾個問題的探討[J]．給水排水，2001，（3）．

第4篇：系統(tǒng)優(yōu)化設計范文

關(guān)鍵詞：嵌入式；通信系統(tǒng)；工作原理；創(chuàng)新設計

一、嵌入式通信系統(tǒng)概述

1.嵌入式通信系統(tǒng)特征

為適應經(jīng)濟發(fā)展和時代進步，通信系統(tǒng)制造商需要制造出功能更加齊全、性能更加強大的通信產(chǎn)品來迎合市場的激烈競爭。嵌入式通信系統(tǒng)需要滿足更多的功能和更多樣的性能要求。嵌入式通信系統(tǒng)由于特定的應用場景、特殊的應用目的，其與一般的系統(tǒng)相比，具備特有的屬性：一是響應時間受限性，通信系統(tǒng)的任務具有時限屬性，當任務開始后，要在一個特定的時間內(nèi)執(zhí)行完畢。二是可靠性，通信系統(tǒng)對可靠性有嚴格要求，特別是汽車、航空器等控制系統(tǒng)，通信系統(tǒng)的執(zhí)行情況和執(zhí)行結(jié)果對生命、財產(chǎn)、國防安全有重大的影響，一個微小的故障就可能造成嚴重的后果；三是約束的復雜性，約束分為時間約束和資源約束，前者指每個任務都需滿足時限約束，后者指當多個任務共享同一的資源時，按照一定的資源訪問控制協(xié)議進行，防止死鎖，避免高優(yōu)先級任務被低級任務阻塞；四是多任務類型，嵌入式通信系統(tǒng)需要處理不同類型的任務，如周期式任務、偶發(fā)式任務、非周期式任務和非實時式任務。

2.嵌入式通信系統(tǒng)工作原理

嵌入式通信系統(tǒng)運行中，在不同任務之間需要進行通信，其是通過讀寫、共享變量實現(xiàn)的。必須保證共享變量的數(shù)據(jù)的一致性，才能保證嵌入式通信系統(tǒng)正常工作。嵌入式通信系統(tǒng)通常采用原子鎖的機制來確保共享變量訪問一致性，在任務訪問共享變量之前對其鎖定，在訪問結(jié)束后解鎖。如果鎖定或者解鎖失敗，則不能訪問系統(tǒng)共享變量。由此任務的執(zhí)行過程產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，當高優(yōu)先級任務訪問系統(tǒng)共享變量時，訪問相同共享位置變量的低優(yōu)先級任務會被拒絕，從而落實嵌入式通信系統(tǒng)運算規(guī)則。嵌入式通信系統(tǒng)需要同時保證對共享資源的互斥訪問與任務的可調(diào)度性。

3.嵌入式通信系統(tǒng)調(diào)度原理

為了精確調(diào)度嵌入式通信系統(tǒng)的資源，達到實時、可預測的特定要求，在嵌入式通信系統(tǒng)部署之前，需要用調(diào)度理論對目標任務進行可調(diào)度性分析，再進行調(diào)度方案搜索。嵌入式通信系統(tǒng)任務調(diào)度技術(shù)分為嵌入式通信系統(tǒng)可調(diào)度性分析方法和嵌入式通信系統(tǒng)調(diào)度策略。嵌入式通信系統(tǒng)任務調(diào)度技術(shù)研究包括任務共享系統(tǒng)資源的策略、機制，并提供判斷嵌入式通信系統(tǒng)任務可否調(diào)度。嵌入式通信系統(tǒng)經(jīng)歷了從簡單到復雜的歷程。嵌入式通信系統(tǒng)的特定應用需求要求通信系統(tǒng)設備小型化、集成度高，緊密與網(wǎng)絡契合，具備移動能力。并進一步要求嵌入式通信系統(tǒng)的嵌入式CPU體積小、低功耗，能夠?qū)⑼ㄓ肅PU中由板卡完成的目標任務集成在芯片內(nèi)部。嵌入式通信系統(tǒng)的CPU要求硬件和軟件有較高的效率，去除冗余，在同樣的條件下達到更高的性能。毋庸置疑，嵌入式通信系統(tǒng)是一項技術(shù)密集、資金密集、研發(fā)密集、不斷創(chuàng)新的高新知識集成系統(tǒng)。

二、嵌入式通信系統(tǒng)存在的可擴展性問題

1.嵌入式通信系統(tǒng)網(wǎng)絡容量不足

舉一個常見的嵌入式通信系統(tǒng)的例子，該系統(tǒng)包含4個ECU和8個消息，嵌入式通信系統(tǒng)的通信周期為1，每個消息的周期亦為1，嵌入式通信系統(tǒng)系統(tǒng)的每個通信周期都包含8個時間槽。所有節(jié)點通過單個嵌入式通信系統(tǒng)總線連接，各個ECU節(jié)點之間的信號通信情況正常，消息在嵌入式通信系統(tǒng)總線靜態(tài)段上調(diào)度。稍作分析可知，消息M1、M2、M3……M8剛好會占滿嵌入式通信系統(tǒng)系統(tǒng)靜態(tài)段的全部時間槽，導致嵌入式通信系統(tǒng)資源占用率已達飽和狀態(tài)，網(wǎng)絡容量不足，無暇處理其他信息。

2.嵌入式通信系統(tǒng)分支負載不均衡

當嵌入式通信系統(tǒng)的靜態(tài)段時間槽全部占用，而嵌入式通信系統(tǒng)系統(tǒng)的靜態(tài)段時間槽占有率僅為50%，屬于嚴重的負載不均。嵌入式通信系統(tǒng)負載不均會導致嵌入式通信系統(tǒng)不能容納新消息傳輸，限制通信系統(tǒng)升級，進而造成嵌入式通信系統(tǒng)系統(tǒng)無法進行擴展。這一問題產(chǎn)生的根源在于嵌入式通信系統(tǒng)通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計缺陷，其消息調(diào)度未將負載均衡作為設計指標，亦無其它相關(guān)工作考慮了嵌入式通信系統(tǒng)負載均衡。

三、嵌入式通信系統(tǒng)優(yōu)化

1.嵌入式通信系統(tǒng)消息緩存交換結(jié)構(gòu)優(yōu)化

使用嵌入式通信系y交換機代替原有的設備，嵌入式通信系統(tǒng)交換機只負責把消息轉(zhuǎn)發(fā)給需要該消息的分支，允許多個分支上的ECU 節(jié)點同時發(fā)送消息，進而提高嵌入式通信系統(tǒng)通信網(wǎng)絡的有效帶寬。嵌入式通信系統(tǒng)的交換機采用電路交換模式，交換機與嵌入式通信系統(tǒng)的總線保持同步。配置嵌入式通信系統(tǒng)交換機中不同輸入端口、輸出端口的連接方式，進而確定消息轉(zhuǎn)發(fā)路徑。嵌入式通信系統(tǒng)的每個時間槽都含有一個報文，在每個時間槽上都要對嵌入式通信系統(tǒng)的交換機的連接進行重新配置。將此方式改進為無緩沖、無延遲的嵌入式通信系統(tǒng) 交換機，有助于嵌入式通信系統(tǒng)的交換結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

2.嵌入式通信系統(tǒng)HSRN負載均衡優(yōu)化

對嵌入式通信系統(tǒng)HSRN各分支進行負載均衡優(yōu)化設計，可擴展的通信網(wǎng)絡利用優(yōu)化后的交換機將嵌入式通信系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡分割。在各分支之間的負載均衡性極大的情況下，將提升嵌入式通信系統(tǒng)通信網(wǎng)絡的可擴展性。負載均衡設計之后具有明顯的優(yōu)勢：在電子系統(tǒng)中，軟件升級會導致嵌入式通信系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)量的增加，而負載均衡設計可以為每個分支都預留較大的擴展量，從而方便的完成系統(tǒng)的升級和擴展。嵌入式通信系統(tǒng)HSRN結(jié)構(gòu)本身引入了消息可緩存的系統(tǒng)交換機，有效隔離了廣播域，提高了嵌入式通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡容量。在嵌入式通信系統(tǒng)交換機中設置的消息緩存隊列，能夠放松對跨分支消息的同步傳輸約束，進而提高嵌入式通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)的消息可調(diào)度性，使得嵌入式通信系統(tǒng)可容納更多消息，提高了嵌入式通信系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡的帶寬利用率。

參考文獻

[1] 王永吉，陳秋萍.單調(diào)速率及其擴展算法的可調(diào)度性判定. 軟件學報. 2014年.

[2] 金宏，王宏安，王強.一種任務優(yōu)先級的綜合設計方法. 軟件學報.2013年.

[3] 鄒勇，李明樹，王青.開放式通信系統(tǒng)的調(diào)度理論與方法分析. 軟件學報.2013年.

第5篇：系統(tǒng)優(yōu)化設計范文

關(guān)鍵詞: 工廠化養(yǎng)殖; 循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng); 優(yōu)化原則

中圖分類號：S759文獻標識碼： A

2005年中國水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量為 3 208 . 69萬噸⑴, 約占世界水產(chǎn)養(yǎng)殖總產(chǎn)量的 70 % 以上, 并繼續(xù)保持至少 2 . 1 % 的年增長率。在未來 20年, 水產(chǎn)品價格將會持續(xù)走高, 預計高值魚類和甲殼類的價格將上漲 15 %⑵。未來的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展將受制于資源, 如水資源、 土地資源、 魚粉資源及其他一些因素 (如環(huán)境污染 )⑶。因此, 工廠化養(yǎng)殖將成為當前和未來水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的首選模式之一。一個好的工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng), 從養(yǎng)殖系統(tǒng)設計到養(yǎng)殖生產(chǎn)運行與管理, 直至產(chǎn)品上市, 需要滿足三個原則, 即適用性、 可靠性和經(jīng)濟性。這樣才能將工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)的優(yōu)勢充分發(fā)揮, 并積極引導從業(yè)者自覺使用和推廣應用, 以節(jié)約資源并有效地保護環(huán)境, 促進水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。1 系統(tǒng)適用性

工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)的適用性包括: ( 1)滿足養(yǎng)殖對象的生物學要求, 包括池體 (池形、 水深、 材料等 )、 水流(流速、 流量和流態(tài) )、 水質(zhì)、 光照、 飼料投喂、 疫病預防、 產(chǎn)品收獲等的設計和調(diào)控必須滿足養(yǎng)殖生產(chǎn)功能要求, 最大程度地實現(xiàn)養(yǎng)殖生物的福利( welfare); ( 2)系統(tǒng)要做到管理方便, 設備操作管理力求 傻瓜化, 要立足中國國情, 適應于中國從業(yè)者的管理水平和知識結(jié)構(gòu); ( 3)系統(tǒng)的通用性好。在設計時, 需要考慮可適用于養(yǎng)殖多種生物,也要考慮系統(tǒng)不論是否滿負荷生產(chǎn)都可以正常和高效率運行, 同時可以滿足養(yǎng)殖對象不同個體大小的生長要求; ( 4)相關(guān)設備或裝置的易損元器件容易更換和購置。

2 系統(tǒng)可靠性

工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)的可靠性包括: ( 1)系統(tǒng)能夠長期保持穩(wěn)定和不間斷運行, 易損電子元器件的生產(chǎn)運用數(shù)量少, 對重要和易損設備需有備用裝置;( 2)系統(tǒng)設備和元器件能夠耐潮濕 (濕度 > 85 % )、耐腐蝕 (如海水 )和耐低溫; ( 3)對生產(chǎn)具有重要影響的設備和裝置均有報警和自動控制部件, 在設備因故障緊急停止或發(fā)生斷電、 停水等不利狀況時有應急、 報警裝置實時啟動, 如緊急自動增氧, 水泵故障報警, 水質(zhì)或水位的自動監(jiān)測與報警等, 不影響?zhàn)B殖生物的正常生長。

3 系統(tǒng)經(jīng)濟性

工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)的經(jīng)濟性包括: ( 1)系統(tǒng)投資小,適于以個體或家庭為單位從事水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)。養(yǎng)殖溫室 (大棚 )可采用簡易鋼屋架結(jié)構(gòu)的屋面和普通磚混結(jié)構(gòu)的養(yǎng)殖設施以節(jié)省投資, 進排水管道可采用一般建筑用的低壓排水管, 更為重要的是工廠化養(yǎng)殖水處理系統(tǒng)的購置和安裝費用要小; ( 2)系統(tǒng)運行費用低。在滿足生產(chǎn)管理要求條件下, 系統(tǒng)設備和材料需首選能耗低、 密度小、 堅固耐用的, 如生物濾器的濾材應選用易掛膜、 比表面積大、 密度適宜的材料。盡量降低工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)運行的動力費用, 如在設計中需考慮依據(jù)地形和工藝的優(yōu)化設計, 降低輸水能耗, 以及水流的局部與沿程損失, 選用揚程適宜的水泵和低能耗的設備, 如用氣提泵作為輸水動力等; ( 3)系統(tǒng)維護費用少, 設備和控制系統(tǒng)的關(guān)鍵元器件盡量選用通用件和易購件,保證發(fā)生故障后, 可以快速更換。

4 滿足優(yōu)化原則的系統(tǒng)概念設計

按照優(yōu)化設計原則, 對大菱鲆工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)進行概念設計的示意圖如圖1：

對該系統(tǒng)生產(chǎn)流程簡述如下:

養(yǎng)殖池排放的廢水首先經(jīng)過固液分離器, 將直徑大于 1 . 0mm 的顆粒物 (包括殘餌、 糞便等 )去除, 然后水進入機械過濾器 (網(wǎng)目直徑為 30~ 50m), 在此處將絕大部分顆粒物去除, 水流入水泵池, 水泵池內(nèi)設浮球式液位開關(guān), 根據(jù)水泵池內(nèi)水位自動控制水泵運轉(zhuǎn), 水泵將水送入紫外線消毒器, 隨后進入生物濾器, 被處理水根據(jù)需要可流入高位水池或直接進入養(yǎng)殖池的進水管, 對進水進行增氧, 然后水進入養(yǎng)殖池, 完成整個水處理過程。在養(yǎng)殖生產(chǎn)中, 若水泵因故障或其他原因停止工作, 則與其連接的電控裝置自動將報警器打開,同時將與液態(tài)氧鋼瓶連接的電動閥打開, 通過微孔曝氣器向養(yǎng)殖池內(nèi)供純氧。等管理人員到現(xiàn)場后,手動將電控柜的報警控制按鈕旋至原工作狀態(tài), 停止報警, 修復水泵, 與液態(tài)氧連接的電動閥也隨之關(guān)閉, 重新進入工作狀態(tài)。該系統(tǒng)的特點可簡單概括為: 一次提水、 二次過濾、 充分消毒、 完全凈化, 即整個系統(tǒng)只使用 1臺水泵, 降低系統(tǒng)能耗, 減少管理環(huán)節(jié); 利用固液分離器和機械過濾器對不同大小的顆粒物進行濾除; 用紫外線進行消毒; 對水體進行全面生物處理, 保證水質(zhì)符合養(yǎng)殖水質(zhì)標準。關(guān)鍵設備設有報警裝置,亦設有緊急增氧裝置, 保證養(yǎng)殖生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全和高效運行。該系統(tǒng)已在山東、 遼寧、 江蘇等地的部分養(yǎng)殖廠家進行了生產(chǎn)應用，其相關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟指標見表1 和表2

從表 2數(shù)據(jù)中可以看出, 在工廠化系統(tǒng)內(nèi)進行大菱鲆的養(yǎng)殖生產(chǎn), 可以獲得較高的成活率和較好的生長速度, 餌料系數(shù)略低于常規(guī)的流水養(yǎng)殖模式, 養(yǎng)殖過程大大減少了水消耗量, 1 kg商品魚的耗水量僅為 24~ 47mэ水, 雖比國外發(fā)達國家的同類養(yǎng)殖系統(tǒng) ( 13~ 15 mэ水 /kg魚 )略高, 但大大 低 于 流 水 養(yǎng) 殖 模 式 的 耗 水 量( 360~ 600 mэ水 /kg魚 )。特別是工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)因用水量少, 受外界環(huán)境變化影響小, 養(yǎng)殖過程病害少, 同時, 養(yǎng)殖生產(chǎn)對外界的污染物排放量也少, 是環(huán)境友好型和資源節(jié)約型的養(yǎng)殖模式。鹽度的適應力卻很差, 苗種培育必須在海水中進行。研究表明, 漠斑牙鲆對低鹽的耐受力隨生長和發(fā)育逐漸增強, 年齡是影響幼魚對低鹽度耐受力的主要因素。仔稚魚培育要求鹽度在 25以上,30日齡稚魚仍無法進行淡水馴化; 55日齡苗種進行淡水馴化時, 7 d內(nèi)的成活率為 80 % ; 70日齡淡

化成活率達 87 % ; 90日齡淡化成活率達到 99 %，可見, 對漠斑牙鲆幼魚進行淡水馴化的最佳日齡應在 90日齡以上。對鹽度的適應機理在于其滲透壓的調(diào)節(jié)能力。有關(guān)漠斑牙鲆滲透壓調(diào)節(jié)機理研究最近已取得較大進展, 早期苗種由于腎臟、 鰓、 鱗片及皮膚等組織器官發(fā)育不完善, 鈉泵未形成調(diào)節(jié) Na+、K+的能力, 幼魚期后隨著生長, 這些組織器官逐漸發(fā)育完善, 滲透壓調(diào)節(jié)能力不斷增強。安全的淡水馴化方法為 24 h的緩慢淡水馴化技術(shù)。在 24 h內(nèi)每 4 h降低培育水鹽度 50 %,直至完全過渡到淡水。鹽度 5~ 0時是過渡的危險期。此方法可保證低鹽度時期的緩慢過渡, 使魚苗充分調(diào)整對滲透壓的適應能力。完成淡化后, 穩(wěn)定 2~ 3 d即可投餌培育, 進行淡水養(yǎng)殖。生產(chǎn)中一般以苗種達到 6 cm 以上時進行淡化為宜。

4開發(fā)前景

漠斑牙鲆肉質(zhì)細嫩, 味道鮮美, 營養(yǎng)價值高,具有生長速度快, 抗逆性強, 廣溫、 廣鹽的特點, 可在海水、 半咸水和淡水水域養(yǎng)殖, 適合于池塘養(yǎng)殖、 工廠化養(yǎng)殖等多種養(yǎng)殖方式, 在肉質(zhì)、 生長速度、 對環(huán)境的適應性等方面均優(yōu)于本地褐牙鲆, 被公認為是一種優(yōu)良養(yǎng)殖品種。

漠斑牙鲆養(yǎng)殖的開發(fā)潛力首先在于適溫范圍廣 ( 4~ 35 ), 特別是對高溫的耐受性, 不會發(fā)生

本地褐牙鲆因高溫死亡的現(xiàn)象, 為我國南方地區(qū)鲆、 鰈類養(yǎng)殖提供了又一優(yōu)良品種; 其次, 漠斑牙鲆對鹽度的適應范圍極廣 (適鹽范圍為 0~ 40),可在各鹽度海水乃至淡水中生長, 且淡水養(yǎng)殖的漠斑牙鲆品質(zhì)與在海水中養(yǎng)殖的品質(zhì)差異不大,這將為我國內(nèi)陸淡水養(yǎng)殖業(yè)帶來新的發(fā)展契機;再者, 漠斑牙鲆適合工廠化養(yǎng)殖和池塘養(yǎng)殖, 特別是池塘養(yǎng)殖技術(shù)的開發(fā)可充分有效地利用我國沿海廣闊的閑置池塘; 另外, 利用漠斑牙鲆滲透壓調(diào)節(jié)能力強的特點, 在養(yǎng)殖過程中采取鹽度急劇變化的措施, 可達到防病的目的。

參考文獻

第6篇：系統(tǒng)優(yōu)化設計范文

關(guān)鍵詞：抗跟蹤；短距離；調(diào)頻；無線通信

1抗跟蹤干擾的短距離跳頻無線通信系統(tǒng)優(yōu)化設計

1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計

在抗干擾短距離調(diào)頻無線通信系統(tǒng)中，為實現(xiàn)抗干擾跟蹤，優(yōu)化后系統(tǒng)包含WSS個正交調(diào)頻點，通過發(fā)送端與接收端之間有M個信道，在信道某個占據(jù)頻點內(nèi)，其頻點由信道對應同步調(diào)頻序列決定[3]。在每一個數(shù)據(jù)選定信號上進行單音頻信號，因此傳輸數(shù)據(jù)比特數(shù)為。為保證其一般性，利用二進制系統(tǒng)對系統(tǒng)進行優(yōu)化設計。

1.2系統(tǒng)調(diào)頻抗跟蹤干擾軟件性能優(yōu)化

系統(tǒng)優(yōu)化后，根據(jù)系統(tǒng)調(diào)頻抗干擾軟件性能進行優(yōu)化[4]。部分跟蹤干擾在調(diào)頻范圍內(nèi)進行干擾施放，干擾頻段作為相鄰信道，提高其抗干擾性能。在相同干擾功率下，部分頻帶的干擾性能遠高于全頻帶干擾性能。因此，其跟蹤干擾因子為：（1）調(diào)頻信號的信道帶寬為W；P代表跟蹤干擾因子；WJ為干擾信號寬帶[5]。在跟蹤干擾頻段內(nèi)的干擾信號，針對其功率頻譜密度中干擾信號的信干比為：（2）公式（2）中，Ps為發(fā)射信號功率；PJ為干擾信號功率。調(diào)頻誤碼率為：（3）根據(jù)上述計算，完成整體系統(tǒng)抗跟蹤干擾軟件能力優(yōu)化。

2仿真實驗

2.1實驗準備

為驗證系統(tǒng)優(yōu)化后有效性，設計對比實驗。以短距離調(diào)頻無線通信系統(tǒng)抗干擾率作為實驗對象，以優(yōu)化系統(tǒng)為實驗組，傳統(tǒng)方法為對照組，使兩組方法在相同環(huán)境下工作，分別記錄兩組的抗干擾率。

2.2通信抗干擾率對比

考慮短距離跳頻無線通信系統(tǒng)中的其他干擾因素，將其改為單純跟蹤干擾，避免實驗數(shù)據(jù)差異。對實驗組與對照組的通信抗干擾率進行對比，實驗組與對照組在進行抗跟蹤干擾處理時，實驗組抗干擾效率遠遠高于對照組，且實驗組處理能力較強。對于入侵數(shù)據(jù)總量的增加，對照組抗干擾率越來越差。因此，可以看出，實驗組的抗干擾率與抗干擾速度都遠遠高于對照組，克服了傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中的不足。在統(tǒng)一數(shù)值參數(shù)下，實驗組整體數(shù)值均高于對照組。因此可以證明短距離跳頻無線通信優(yōu)化系統(tǒng)與傳統(tǒng)短距離跳頻無線通信系統(tǒng)對比，升級后系統(tǒng)具有更高的抗干擾率。

第7篇：系統(tǒng)優(yōu)化設計范文

該工程是集客房、餐飲、宴會、會議辦公為一體的多層公共建筑，地下一層、地上五層，建筑體總高度22.46米，總建筑面積13735平方米。本建筑各層平面主要功能為:地下1層為廚房、庫房及設備用房等，首層為餐飲、會議功能，二層～四層為客房層，五層為設備層。該工程的酒店級別定為五星級標準。

2空調(diào)系統(tǒng)設計

2.1冷熱源設計

該工程空調(diào)計算冷負荷為1058kW，計算熱負荷為423kW。由于該項目的功能特性決定了其空調(diào)設備同時開啟的情況極少，故在冷熱源裝機容量的選擇上取同時使用系數(shù)為較小值，制冷時的同時使用系數(shù)約為0.8，制熱時約為0.6。由此，該工程選用了2臺60冷噸(211kW)的螺桿式水冷冷水機組(其中有1臺為熱回收型機組)、1臺120冷噸(422kW)熱回收型螺桿式水冷冷水機組作為冷源，集中放置于地下一層空調(diào)主機房。熱源選用2臺額定制熱量為130kW模塊式風冷熱泵機組作為熱源，同時該風冷熱泵機組可兼作過渡季節(jié)或夜間的極低負荷以及高峰負荷時的冷源。冷源系統(tǒng)的冷卻塔及風冷模塊式熱泵機組放置于二層露天平臺處，水泵則統(tǒng)一置于地下一層主機房內(nèi)，方便集中統(tǒng)一管理。如圖1所示為空調(diào)冷熱源系統(tǒng)流程圖。

2.2空調(diào)水系統(tǒng)設計

結(jié)合本工程業(yè)主方的要求及整體管理水平，該空調(diào)水系統(tǒng)以方便有效的管理為原則，以合理的節(jié)能運行為目的進行設計?？照{(diào)水系統(tǒng)采用分區(qū)兩管制，按照建筑功能，分為客房區(qū)域、餐飲區(qū)域及辦公會議區(qū)域。各區(qū)供冷/供熱轉(zhuǎn)換在主機房內(nèi)分集水缸的各環(huán)路總管上設手動蝶閥實現(xiàn)手動切換。空調(diào)冷卻水、冷凍水、供暖熱水系統(tǒng)均為水泵與主機一對一的一次泵定流量系統(tǒng)。冷凍水/冷卻水/供暖水系統(tǒng)均采用二管制異程式系統(tǒng)。冷凍水供回水溫度為7℃/12℃;冷卻水供回水溫度為32℃/37℃;供熱系統(tǒng)供回水溫度為45℃/40℃。

2.3熱回收系統(tǒng)設計

為了降低能耗，酒店建筑一般需要設計空調(diào)熱回收系統(tǒng)，利用回收其冷水機組的冷凝熱來獲得免費的生活熱水，而廣東地區(qū)明確規(guī)定采用集中空調(diào)系統(tǒng)的大面積酒店建筑應當配套設計和建設空調(diào)廢熱回收利用裝置［1］。本工程空調(diào)熱回收系統(tǒng)分別由1臺制冷量為60RT(211kW)的熱回收型螺桿式冷水機組和1臺制冷量為120RT(422kW)的熱回收型螺桿式冷水機組、2臺熱回收循環(huán)水泵以及2個梯級蓄熱水罐組成?？照{(diào)熱回收熱水系統(tǒng)主要為該工程的客房區(qū)及廚房區(qū)提供生活熱水，同時綜合考慮了熱水管網(wǎng)的回水加熱循環(huán)?？照{(diào)熱回收系統(tǒng)的設計熱水供/回水溫度為60℃/35℃。如圖2、圖3所示分別為冷凝熱回收系統(tǒng)流程圖(空調(diào)主機側(cè))及冷凝熱回收系統(tǒng)流程圖(水專業(yè)側(cè))。

3系統(tǒng)節(jié)能性分析

3.1冷源系統(tǒng)節(jié)能分析該空調(diào)系統(tǒng)的冷源具有大小主機搭配、并且與風冷熱泵機組互為備用，基本可以滿足該項目的各種不同運行工況，同時有效避免了冷源容量配置過大，可降低初投資成本，其運行也比較節(jié)能。

3.2空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能分析空調(diào)水系統(tǒng)根據(jù)項目特點設計為分區(qū)兩管制系統(tǒng)，實現(xiàn)客房區(qū)及餐廳區(qū)不同時段冷熱負荷需求，在滿足實際需求的同時運行更加節(jié)能。冷凍水泵、冷卻水泵及熱水泵與主機采用一對一的連接方式，以達到合理的流量分配及穩(wěn)定的運行效果，同時采用定流量系統(tǒng)運行，減少了系統(tǒng)控制的復雜性，運行更加可靠，但是系統(tǒng)節(jié)能性相對變流量系統(tǒng)會差一些。

3.3熱回收系統(tǒng)節(jié)能分析

3.3.1熱回收的基本原理本工程的空調(diào)熱回收系統(tǒng)采用了回收冷水機組的冷凝熱。冷水機組冷凝熱回收系統(tǒng)就是把制冷循環(huán)中制冷工質(zhì)冷凝放熱過程釋放的熱量利用來制備生活熱水。所示為冷水機組排氣熱回收系統(tǒng)原理圖。由文獻［2］及相關(guān)廠家的實際測試數(shù)據(jù)可知，標準測試條件下(熱水供回水溫度一般為55℃/30℃)冷水機組的顯熱回收量約為制冷量的12.5%～15%范圍內(nèi)，很多時候可按照15%計算。當熱水的供回水工況與測試工況不一致時則需根據(jù)實際情況分析，具體方法可按照文獻的分析方法計算得出總熱回收量。

3.3.2熱回收系統(tǒng)設計分析由于傳統(tǒng)熱回收系統(tǒng)存在一系列的問題，故本文在文獻的熱回收系統(tǒng)基礎上進行了以下幾點的優(yōu)化設計。

(1)為了減少熱水罐的蓄水時間以及為了避免進水溫度對主機性能系數(shù)產(chǎn)生較大的影響，設計工況下的進出水溫度為35℃/60℃，溫差25℃。

(2)蓄熱水罐采用立式水罐，更好的實現(xiàn)了水溫分層作用及熱水的梯級利用。

(3)本工程的熱回收系統(tǒng)考慮了熱水管網(wǎng)的回水加熱循環(huán)，更加充分地利用了冷水機組的冷凝熱，更加節(jié)能。

(4)控制方面，在熱回收系統(tǒng)的回水管上設置溫度傳感器，當回水溫度超過58℃時，輸出信號關(guān)閉熱回收水泵，同時在用水點最遠段的回水管上設置溫度傳感器，當回水溫度低于55℃時，輸出信號開啟水專業(yè)的回水循環(huán)水泵。按照一臺120RT(422kW)的熱回收機組來分析，由文獻］的計算方法可得，該熱回收機組的顯熱回收量為63.3kW，熱回收水流量為2.47m3/h，從而根據(jù)此水流量及25℃的設計供回水溫差即可求出總熱回收量為71.8kW，熱回收系統(tǒng)設計的總熱回收量為制冷量的17%左右。由此可知，供回水溫差越大，同等制冷量的情況下的熱回收量就越大，但相應的對冷水機組的性能系數(shù)影響也就越大。由以上分析可知，熱回收系統(tǒng)的實際供回水工況是一直在不斷變化的，其熱回收量也是一個變數(shù)，嚴格來說分析一個工況范圍內(nèi)的熱回收量才更有參考價值，這部分還有待于下一步做更詳細的分析計算。

4總結(jié)

第8篇：系統(tǒng)優(yōu)化設計范文

[關(guān)鍵詞]自動化；優(yōu)化設計；智能化

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）41-0089-01

第一章、緒論

變電站綜合自動化技術(shù)是利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)，對變電站內(nèi)的二次設備的功能進行重新組合、優(yōu)化設計，對變電站全部設備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各設備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運行監(jiān)視和控制任務。變電站綜合自動化替代了變電站常規(guī)二次設備，簡化了變電站二次接線。

現(xiàn)有的變電站有三種形式：第一種是傳統(tǒng)的變電站；第二種是部分實現(xiàn)微機管理、具有一定自動化水平的變電站；第三種是全面微機化的綜合自動化變電站。

第二章、變電站自動化系統(tǒng)設計概述

2.1變電站綜合自動化的體系結(jié)構(gòu)

變電站綜合自動化采用自動控制和計算機技術(shù)實現(xiàn)變電站二次系統(tǒng)的部分或全部功能。為達到這一目的，滿足電網(wǎng)運行對變電站的要求，變電站綜合自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

“數(shù)據(jù)采集和控制”、“繼電保護”、“直流電源系統(tǒng)”三大塊構(gòu)成變電站自動化基礎?！巴ㄐ趴刂乒芾怼笔菢蛄?，聯(lián)系變電站內(nèi)部各部分之間、變電站與調(diào)度控制中心之間使其相互交換數(shù)據(jù)。“變電站主計算機系統(tǒng)”對整個綜合自動化系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)、管理和控制，并向運行人員提供變電站運行的各種數(shù)據(jù)、接線圖、表格等畫面，使運行人員可遠方控制斷路器分、合閘操作?！巴ㄐ趴刂乒芾怼边B接系統(tǒng)各部分，負責數(shù)據(jù)和命令傳遞，并對這一過程進行協(xié)調(diào)、管理和控制。

2.2變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)模式

變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式主要有集中式、集中分布式和分散分布式三種。本次優(yōu)化設計采用的是分布分散式結(jié)構(gòu)。

該系統(tǒng)的主要特點是按照變電站的元件，斷路器間隔進行設計。將變電站一個斷路器間隔所需要的全部數(shù)據(jù)采集、保護和控制等功能集中由一個或幾個智能化的測控單元完成。測控單元相互之間用光纜或特殊通信電纜連接，大幅度地減少了連接電纜，減少了電纜傳送信息的電磁干擾，簡化了變電站二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積，且具有很高的可靠性，比較好的實現(xiàn)了部分故障不相互影響，方便維護和擴展。

2.3變電站自動化系統(tǒng)設計所具有的功能

一、監(jiān)控子系統(tǒng)的功能

監(jiān)控子系統(tǒng)取代了常規(guī)的測量系統(tǒng)，取代針式儀表；改變常規(guī)的操作機構(gòu)和模擬盤，取代常規(guī)的告警、報警、中央信號、光字牌等；取代常規(guī)的運動裝置等。監(jiān)控子系統(tǒng)功能有：

1.數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集有兩種。一種是變電站原始數(shù)據(jù)采集。原始數(shù)據(jù)直接來自一次設備。另一種是變電站自動化系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換或采集。

2.數(shù)據(jù)庫的建立與維護

監(jiān)控子系統(tǒng)建立實時數(shù)據(jù)庫，存儲并更新來自I/O單元及通信接口的全部實時數(shù)據(jù)；建立歷史數(shù)據(jù)庫，存儲并定期更新需要保存的歷史數(shù)據(jù)和運行報表數(shù)據(jù)。

3.順序事件記錄及事故追憶

4.故障記錄

5.操作控制功能

變電站運行人員可通過CRT屏幕對斷路器、允許遠方電動操作操作的隔離開關(guān)進行分、合操作等；為了防止計算機系統(tǒng)故障時無法操作被控設備，在設計時還保留人工直接跳、合閘方式，即操作控制有手動和自動兩種控制方式。

6.安全監(jiān)視功能

監(jiān)控系統(tǒng)在運行過程中，對采集的電流、電壓、主變壓器溫度、頻率等數(shù)據(jù)要不斷進行超限監(jiān)視，如發(fā)現(xiàn)超限，立刻發(fā)出告警，同時記錄和顯示越限時間和越限值，另外，還監(jiān)視保護裝置是否失電，自控裝置是否正常等。

7.人機聯(lián)系功能

（1）CRT顯示器、鼠標和鍵盤是人機聯(lián)系的橋梁。

（2）CRT顯示畫面，實時顯示各種技術(shù)數(shù)據(jù)。

（3）輸入數(shù)據(jù)，指輸入電流互感器和電壓互感器變比、保護定值和越限報警定值、自動控制裝置的設定值、運行人員密碼等。

8.打印功能

9.在線計算及制表功能

10.運行管理功能

運行管理功能包括：運行操作指導、事故記錄檢索、在線設備管理、操作票開列、模擬操作、運行記錄及交接班記錄等。

二、微機保護系統(tǒng)功能

微機保護系統(tǒng)功能是變電站綜合自動化系統(tǒng)的最基本、最重要的功能，它包括變電站的主要設備和輸電線路的全套保護。

各保護單元，除具備獨立、完整的保護功能外，還具有事件記錄、與系統(tǒng)對時、存儲多種保護定值、就地人機接口、通信、故障自診斷等功能。

第三章、變電站自動化系統(tǒng)設計方案

3.1RCS―9600系統(tǒng)構(gòu)成

RCS―9600綜合自動化系統(tǒng)整體分三層，即變電站層、通信層、間隔層，硬件主要由保護測控單元、通信控制單元、后臺監(jiān)控系統(tǒng)等組成，各單元之間通過現(xiàn)場總線及以太網(wǎng)進行通訊傳遞數(shù)據(jù)。

3.2RCS―9600后臺監(jiān)控系統(tǒng)

一、硬件部分

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用雙機配置，其中兩個工作站用于變電站實時監(jiān)控，相互備用。用戶可隨著變電站規(guī)模的擴大，逐步發(fā)展擴充原有系統(tǒng)。保護測控單元是硬件的主要部分其中包括：CPU板、交流插件板、液晶顯示面板、電源與開入板、出口繼電器板、通信接口等，

二、軟件部分

軟件部分包括WingdowsNT/2000操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、畫面編輯和應用軟件等幾個部分。

三.保護測控單元裝置

RCS―9600系列保護測控單元主要有：電源自投保護測控單元、變壓器保護測控單元、線路保護測控單元、公用信號測控單元、通信控制單元等組成，可以滿足整個電網(wǎng)系統(tǒng)的各類保護需要。

第四章、結(jié)束語

隨著計算機技術(shù)、電子技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，變電站綜合自動化技術(shù)將得到更快的發(fā)展。未來的變電站自動化系統(tǒng)也將更完善成熟，逐步實現(xiàn)變電站的小型化、智能化、無人職守化、提高變電站安全可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟運行；提高變電站的運行管理水平，更好的服務于社會經(jīng)濟建設。

參考文獻

[1] 王遠章、徐繼民等，《變電站綜合自動化現(xiàn)場技術(shù)與運行維護》.第一版.北京.中國電力出版社、2004.9.

[2] 鄭文波、陽憲惠等，《現(xiàn)場總線技術(shù)綜述》第一版.北京.機械與電子出版社.1997.

第9篇：系統(tǒng)優(yōu)化設計范文

1.1多車型翻車機系統(tǒng)在港口的應用

經(jīng)過發(fā)展后的現(xiàn)代化多車型翻車機在實際操作工作中的應用越來越廣泛，其起到的作用來越來越重要。特別是對我國港口在大型大宗貨物運輸裝卸方面，其重要程度不言而喻。像目前港口的大宗松散貨物的運輸裝卸，多采取傾倒的方式來對其進行卸車，在這種情況下的卸車的效率是比較高的。隨著翻車機系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其設備機器和規(guī)模也越來越龐大。隨之而來的改變就是翻車機的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和卸車方式上的不同。目前翻車機有多種不一樣的機型和種類。主要有KFJ—1型側(cè)傾式翻車機；M2型轉(zhuǎn)子式翻車機；C型轉(zhuǎn)子式翻車機等?，F(xiàn)代化的轉(zhuǎn)子式多車型翻車機主要為齒輪來進行的轉(zhuǎn)動。目前多用于生產(chǎn)規(guī)模較大的物流運輸公司，特別是港口在卸載大宗貨物方面，起到了不可替代的作用。但是，受限于發(fā)展技術(shù)水平的影響，其相關(guān)的一些設計技術(shù)還不完善，所以，我國港口在卸載貨物物料的時候，速度不能得到保障，有時候還得一定程度上借助于人力勞力的幫助。翻車機它是翻車機系統(tǒng)的主體，在整個翻車機卸載系統(tǒng)中，如何發(fā)揮其最大效果關(guān)鍵是取決于翻車機的內(nèi)部構(gòu)成及結(jié)構(gòu)設計。

1.2多車型翻車機系統(tǒng)在港口應用中的問題

首先，因為多車型翻車機這種超大型的機械設備機體比較大，同時結(jié)構(gòu)也相當復雜，再加上不少港口的機械設備更新不及時，使用的多是過于陳舊的機械設備，就比如說轉(zhuǎn)子式驅(qū)動翻車機，它就是采用的鋼絲繩來進行傳動，雖然整體來看結(jié)構(gòu)比較簡單、輕便，但是其中的鋼絲繩容易磨損、使用壽命也比較短，不利于工作運行效率的提高。其次，我們也都知道港口的地理位置，由于其特殊的天氣狀況等自然氣象環(huán)境，像一些性能并不是很好的機械設備，則會非常容易造成傷害、磨損、腐蝕等現(xiàn)象。例如南京的浦口碼頭，以前經(jīng)常會發(fā)生一些機械故障。因為有的翻車機入口坡度比較大，一般的機車已經(jīng)無法頂送。但是，后來經(jīng)過研究技術(shù)人員的優(yōu)化改造，開發(fā)出了———鐵牛推送裝置。

2關(guān)于多車型翻車機系統(tǒng)的優(yōu)化設計方面的探究

2.1多車型翻車機電動力系統(tǒng)的優(yōu)化設計

翻車機系統(tǒng)主要有三套性能在各方面都不一樣的機器系統(tǒng)設備。它們是翻車機驅(qū)動；推車機驅(qū)動；定位車驅(qū)動。在設計方面應該加強注重系統(tǒng)的性能設計和控制。上一部分在問題中也提到了“鐵牛推送裝置”，鐵牛推送裝置在港口作業(yè)中比較普遍，作業(yè)方式多樣化，相比較于傳統(tǒng)的單一的機車頂送作業(yè)方式，使作業(yè)效率得到極大的提高和改善。

2.2對多車型翻車機作業(yè)工藝過程中檢測裝置的設計進行優(yōu)化

為了更好地滿足定位車在翻卸過程中不摘鉤的翻車機車型工藝，以便更好的來保證定位車和其它車廂之間的聯(lián)接，所以應當在檢測裝置等方面不理想的部分進行合理的優(yōu)化及其工藝改造。

2.3多車型翻車機控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計

根據(jù)我國的在多車型翻車機作業(yè)的模式的認識上，可以知道翻車機系統(tǒng)應用的具體子系統(tǒng)：Con-troILogix控制器；上位機系統(tǒng)；用戶操作站點；Flex遠程控制網(wǎng)絡等。這些都是最基本的條件，也是翻車機系統(tǒng)進行工作的前提。為了能更好地提高其系統(tǒng)的運行效率，通過研究翻車機相關(guān)控制系統(tǒng)的設計，更有助于系統(tǒng)整體對多車型翻車機的控制操作。

3結(jié)束語