机电管理论文篇1

1.1为了满足现阶段煤矿机电管理的需要，及性能机电管理水平的提升是必要的，这需要进行机电管理体系的健全，这需要引起相关矿井领导人员的重视，进行机电管理方案的优化，机电管理人员要经常性的汇报工作，进行工作建议的提出，获得领导的支持，这也需要进行机电管理机构体系的建设，满足矿井机电管理的工作需要。加强机电标准化管理，建立健全标准化管理组织，提高全体机电人员的质量标准化意识，按标准化要求开展机电工作。机电标准化是确保矿井机电安全生产的基础，地方煤矿应逐步完善机电标准化工作，成立标准化领导小组，制定标准化建设奋斗目标及具体措施、完成时间。实行“三抓”，即面上抓质量升级。

1.2在当下设备综合管理中，进行设备动态的抓取是必要的，这需要进行设备档案的保管，进行设备调拨转移手续的分析，更好的进行设备技术性能状态的分析，更好的进行设备购置、修理、配件等的分析，更好的进行资金的应用，保证设备的全过程管理的控制。各矿应建立设备综合管理体系，完善设备综合管理制度，配齐设备管理人员，实行流程化管理，扎实地做好设备综合管理工作，确保设备管理制度化、正常化、规范化。通过动态式的设备管理，能够及时的了解设备的运行状况，并综合性分析系统的运行，针对系统所遇到的问题能够及时的做出反应，进行科学合理的调整。

1.3在当下工作中，进行机电活动准则的分析是必要的，这需要进行机电工作纪律的分析，进行规章制度体系的健全，从而针对其突出问题进行控制，保证其操作、维修等的开展，保证质量验收的优化，保证现场管理制度体系的健全，保证矿井机电管理效益的提升。落实规章制度也必须以管好、用好、修好设备为主要工作内容。目前急需重点落实的规章制度是：机电管理人员责任制度；设备使用操作规程；设备维护保养、检查、维修、质量验收制度；机电事故管理、设备现场管理、技术管理、综合平衡、班组经济核算等制度。通过对煤矿机电一体化技术的优化，更有利于落实当下煤矿工作的各个细节，这需要进行国外先进煤矿的优化，保证其世界先进技术水平的分析，更有利于进行机电一体化技术特点及其相关技术动态的分析，满足现阶段工作的需要。这需要进行煤矿机电一体化产品规范化体系的健全，以满足当下工作的需要。应提高我国煤矿机电一体化产品标准程度；作为机电一体化革新的核心内容，计算机发挥了重要作用，由于其贮存、计算能力极其突出，且占用空间少、功耗低，因而在煤矿生产中适应性较强。在进行机电一体化煤矿设备设计过程中，应当选用嵌入式计算机，且保证计算机具有强大的功能。

1.4在实际生产中，进行煤矿机电一体化产品的更新及其开发是必要的，这需要应用到更为可靠、稳定的开放式通讯。因此需要对网络进行严格的控制，优化通讯连接，这是实现机电一体化的基础通讯要件，也是健全整个产品体系的更不。通过可靠的通信，满足煤矿智能电子要去，对生产环境以及生产设备进行分析。从而保证设备始终保持最佳状态，更加适应工作环境，并快速获得所需数据，对生产运行中所发生的故障进行准确判断，并依照判断结果进行数据整理，以方便类似故障的诊断、分析、预测。另外还需要以使用寿命的提高以及可靠性的提高为主要的研究目的进一步研究矿用传感器，并作出进一步的开发。

2结束语

机电管理论文篇2

在煤矿机电管理工作中，网络自动化监测控制系统集成日益重要，煤矿开采、经济繁荣与科学技术进步、创新能力提升之间的关系，从来不曾像今天这样紧密。现代科学技术体系的发展，近现代产业革命的进程，都充分表明，全球性经济危机往往催生重大科技创新突破和新的科技革命。从这个意义上讲，依靠科技创新实现网络自动化监测控制系统集成，创造新的经济增长点、新的就业岗位和新的社会发展模式，是应对经济危机冲击的根本出路；同时，也为产业升级、经济转型提供了动力和契机。机电自动化控制系统和分布式自动化控制系统实现了基于Web的生产数据集中管理和可视化调度指挥，提高了机电管理的信息化管理水平，能实时监测监控各个矿井机电设备的安全状况，避免和减少机电设备安全事故的发生，对煤炭企业实现安全、文明、科学生产具有重要的意义。因此，实现网络自动化监测控制系统集成具有十分重要的理论意义和实践意义。

2网络信息资源在煤矿机电管理中的应用

综合运用网络技术、Web技术、数据库技术、软件工程技术、系统集成技术是煤炭企业机电管理在网络信息资源应用的方向和重点，能够很好的处理机电管理信息的集成处理与、生产信息的集成与可视化、各种管理信息系统的规范与集成，建立一个企业机电管理自动化体系。实现网络信息资源在煤矿机电管理中的信息化应用，能使机电大型设备得到集中控制，为煤矿企业的煤矿采掘、供电、排水、提升、运输等一系列工作创造良好的条件，实现煤矿企业机电管理在实时数据流、信息流等各个领域的良好集成和共享。

3网络信息资源在煤矿自动化系统管理中的具体应用

梧桐庄矿煤矿企业建立的综合自动化集成系统是以千兆环网为基础，以自动化控制中心为核心，集成排水系统、供电系统、主运系统、副提系统、人员定位系统、原煤运输系统、水文及雨量监测系统、通防监测系统、主通风系统、视频监控系统等子系统的综合自动化系统。该系统主要实现以下功能：

3.1借助网络的集成，实现了统一的数字化信息处理和控制平台

在梧桐庄矿煤矿企业自动化系统煤矿机电管理中，敷设了3万余米主光缆，安装了9台主交换机，地面4台环网千兆交换机，其中，部署2台千兆核心交换机在自动化控制中心，为每台交换机配置UPS不间断电源，支持2小时延迟，井下5台千兆隔爆交换机，为井下每台交换机配置矿用隔爆不间断电源，支持2小时延迟。这样，就实现了一个从地面到井下的环形网络，能够进行矿井各种监控，并且能够监测信息的共享、集成、融合和信息综合利用，提供生产、安全层面的基于信息融合技术的决策支持，提高矿井安全生产指挥决策的科学性、有效性。

3.2为自动化控制室提供了非常可靠的供电电源

在煤矿机电管理中，可能出现一些突发事件，从而导致出现断电再通电的电流冲击，为此，该系统为拼接单元设计了电源保护，为自动化控制室提供了非常可靠的供电电源，为机电设备的正常安全运行提供良好的保障。与此同时，在配电柜中接入了防雷装置，使机电设备在遭受雷击等一些恶劣事件时仍然能够正常工作。

3.3实现了实时监控

自动化控制中心可以对子系统的工况及环境参数进行实时、准确的采集。软件集成和网络传输共同构成了自动化控制中心系统平台，可实现实时监控。同时，该系统在物理上和逻辑上充分考虑了硬件和软件冗余，当某子系统的通讯或元器件出现故障时，整个网络传输性都不会受到影响。

4总结

机电管理论文篇3

关键词：声纹识别基于周期线性预测模式匹配DTW

生物识别技术是利用人体生物特征进行身份认证的一种技术，是目前公认的最为方便与安全的识别技术。由于每个人的生物特征具有与其他人不同的唯一和在一定时期内不变的稳定性，不易伪造和假冒，所以利用牲识别和技术进行身份认证，安全、准确、可靠。

在生物识别领域中，声纹识别，也称为说话人识别，以其独特的方便性、经济性和准确性等优势受到世人瞩目，并且益成为人们日常生活和工作中重要且普遍的安全认证方式。声纹识别是一种根据说话人语音波形中反映说话人生理和行为特征的语音参数，自动识别说明人身份的技术。

声纹识技术可分为两类，即说话人辨认和说话人确认。前者用以判断某段语音是若干人中的哪一个所说的，是多选一的问题；而后者用以确认某段语音是若干人中的哪一个所说的，是多选一的问题；而后者用以确认某段语音是否是指定的某个人所说的，是一对一判别的问题。从另一方面，声纹识别又有与文本有关和与文本无关两种，根据特定的任务和应用，应用范围不同。与文本有关的声纹识别系统要求用户按照规定的内容发音，每个人的声纹模型逐个被精确地建立，而识别时也必须按规定的内容发音，因此可以达到较好的识别效果；而与文本无关的识别系统则不规定说话人的发音内容，模型建立相对困难，但用户使用方便，应用范围较宽。

本文介绍的语音电子门锁是一种在凌阳16位单片机SPCE061A上实现的与文本有关的说话人确认系统。该系统主要由说话人识别模块、门锁控制电机以及门锁等部分组成。在训练时，说话人的声音通过麦克风进入说话人语音信号采集前端电路，由语音信号处理电路对采集的语音信号进行特征化和语音处理，提取说话人的个性特征参数并进行存储，形成说话人特征参数数据库。在识别时，将待识别语音与说话人特征参数数据库进行匹配，通过输出电路控制门锁电机，最终实现对门锁的控制。

1算法原理

说话人识别算法原理框图如图1所示。

1.1预处理

（1）去噪

对麦克风输入的模拟语音信号进行量化和采样，获得数字化的语音信号；再将含噪的语音信号通过去噪处理，得到干净的语音信号后并通过预加重技术滤除低频干扰，尤其是50Hz或60Hz的工频干扰，提升语音信号的高频部分，而且它还可以起到消除直流漂移、抑制随机噪声和提升清音部分能量的作用。

（2）端点检测

本系统采用语音信号的短时能量和短时过零率进行端点检测。语音信号的采样频率为8kHz，每帧数据为20ms，共计160个采样点。每隔20ms计算一次短时能量和短时过零率。通过对语音信号的短时能量和短时过零率检测可以剔除掉静默帧、白噪声帧和清音帧，最后保留对求取基音、LPCC等特征参数非常有用的浊音信号。

1．2特征提取

在语音信号预处理后，接着是特征参数的提取。特征提取的任务就是提取语音信号中表征人的基本特征。

1．2．1特征参数的选取

特征必须能够有效地区分不同的说话人，且对同一说话人的变化保持相对稳定，同时要求特征参数计算简便，最好有高效快速算法，以保证识别的实时性。

说话人特征大体可归为下述几类：

（1）基于发声器官如声门、声道和鼻腔的生理结构而提取的参数。如谱包络、基音、共振峰等。其中基音能够很好地刻画说话人的声带特征，在很大程度上反映了人的个性特征。

（2）基于声道特征模型，通过线性预测分析得到的参数。包括线性预测系数（LPC）以及由线性预测导出的各种参数，如线性预测倒谱系数（LPCC）、部分相关系数、反射系数、对数面积比、LSP线谱对、线性预测残差等。根据前人的工作成果和实际测试比较，LPCC参数不但能较好地反馈声道的共振峰特性，具有较好地识别效果，而且可以用比较简单的运算和较快的速度求得。

（3）基于人耳的听觉机理，反映听觉特性，模拟人耳对声音频率感知的特征参数。如美国尔倒谱系数（MFCC）等。MFCC参数与基于线性预测的倒谱分析相比，突出的优点是不依赖全极点语音产生模型的假定，在与广西无关的说话人识别系统中MFCC参数能够比LPCC参数更好地提高系统的识别性能。

此外，人们还通过对不同特征参数量的组合来提高实际系统的性能。当各组合参量间相关性不大时，会有较好的效果，因为它们分别反映了语音信号的不同特征。

在计算机平台的仿真实验中，通过各种参数的实际比较，采用MFCC参数比采用LPCC参数有更好的识别效果。但在SPCE061A平台上做实时处理时，与LPCC系统相比，MFCC系数计算有两个缺点：一是计算时间长；二是精度难以保证。由于MFCC系统的计算需要FFT变换和对数操作，影响了计算的动态范围；要保证系统识别的实时性，就只有牺牲参数精度。而LPCC参数的计算有递推公式，速度和精度都可以保证，识别效果也满足实际需要。

本系统采用了基音周期和线性预测倒谱系数（LPCC）共同作为说话人识别的特征参数。

1．2．2LPCC参数的提取

基于线性预测分析的倒谱参数LPCC可以通过简单的递推公式由线性预测系数求得。递推公式如下：

其中p为LPC模型的阶数，也是模型的极点个数。

（1）LPC模型阶数p的确定

为使模型假定更好地符合语音产生模型，应该使LPC模型的阶数p与共振峰个数相吻合，其次是考虑声门脉冲形状和口唇辐射影响的补偿。通常一对极点对应一个共振峰，10kHz采样的语音信号通常有5个共振峰，取p=10，对于8kHz采样的语音信号可取p=8。此外为了弥补鼻音中存在的零点以及其他因素引起的偏差，通常在上述阶数的基础上再增加两个极点，即分别是p=12和p10。实验表明，选择LPC分析阶数p=12，对绝大多数语音信号的声道模型可以足够近似地逼近。P值选得过大虽然可以略微改善逼近效果，但也带来一些负作用，一方面是加大了计算量，另一方面有可能增添一些不必要的细节。

（2）线性预测系数的求取

自相关解法主要有杜宾（Durbin）算法、格型（Lattice）算法和舒尔（Schur）算法等几种递推算法。其中在杜宾算法是目前最常用的算法，而且在求取LPC系数时计算量也量小，本系统采用该递推算法。

1．2．3基音参数的提取

基音估计的方法很多，主要有基于短时自相关函数和基于短时平均幅度差函数（AMDF）等基音估计方法。

（1）基于短时自相关函数的基音估计

短时自相关函数在基音周期的整数倍位置存在较大的峰值，只要找出第一最大峰值的位置就可以估计出基音周期。

（2）基于短时平均幅度差函数（AMDF）的基音估计

基于短时平均幅度差函数（AMDF）在基音周期的整数倍位置存在较大的谷值，找到第一最大谷值的位置就可以估计出基音周期。这种方法的缺点是当语音信号的幅度快速变化时，AMFD函数的谷值深度会减小，从而影响基音估计的精度。

实际上第一最大峰（谷）值点的位置有时并不能与基音周期吻合，第一最大峰（谷）值点的位置与短时窗的长度有关且会受到共振峰的干扰。一般窗长至少应大于两个基音周期，才可能获得较好的估计效果。语音中最长基音周期值约为20ms，本系统在估计基音周期时窗长选择40ms。为了减小共振峰的影响，首先对语音进行频率范围为[60,900]Hz的带通滤波。因为最高基音频率为450Hz，所以将上限频率设为900Hz可以保留语音的一、二次谐波，下降频率为60Hz是为了滤除50Hz的电源干扰。

以上两种方法都是对语音信号本身求相应的函数。本系统采用的基音估计方法是：首先对带通滤波后的短时语音信号进行线性预测，求取预测残差；再对残差信号求自相关函数，找出第一最大峰值点的位置，即得到该段语音的基音估计值。实验表明，通过残差求取的基音轨迹比直接通过语音求取的基音轨迹效果更好，如图2所示。图2中横坐标为语音帧数，纵坐标为8000/f，其中f为基音频率。

1．3模式匹配

目前针对各种特征参数提出的模式匹配方法的研究越来越深入。典型的方法有：矢量量化方法、高斯混合模型方法、隐马尔可夫模型方法、动态时间规整（DTW）方法和人工神经网络方法。

这些方法都有各自的优点和缺点。其中DTW算法对于较长语音的识别，模板匹配运算量太大，但对短语音（有效语音长度低于3s）的识别既简单又有效，而且并不比其他方法识别率低，特别适用于短语音、与文本有关的说话人识别系统。本系统采用端点松驰两点的（DTW）算法，端点松驰引起的计算量增加并不大，还可以放松对端点检测的精度要求。

动态时间规整（DTW）算法基于动态规划的思想，解决了说话人不同时期发音长短、语速不一样的匹配问题。DTW算法用于计算两个长度不同的模板之间的相似程度，用失真距离表示。假设测试模板和参考模板分别用T和R表示，按时间顺序含有N帧和M帧的语音参数（本系统为12维LPCC参数），失真距离越小，表示T、R越接近。把测试模板的各个帧号n=1～N在一个二维直角坐标系中的横轴上标出，把参考模板的各帧号m=1～M在纵轴上标出，如图3所示。通过这些表示帧号的整数坐标画出纵横线即形成网络，网格中的每一个交叉点（n,m）表示测试模板中某一帧与参考模式中某一帧的交会点，对应两个向量的欧氏距离。DTW算法可以归结为寻找一条通过此网格中若干交叉点的路径，使得该路径上节点的距离和（即失真距离）为最小。对于端点松弛的情况，路径搜索原理相同，只是增加了搜索路径。

2硬件系统

语音电子门锁系统的核心是说话人识别模块。包括按键输入、语音信号采集、语音信号处理、FLASH存储扩展、扬声器输出、控制输出以及LCD模组等。说话人识别模型的原理框图如图4所示。其核心为语音信号处理，本系统选用特别适用于数字语音识别领域的凌阳16位单片机SPCE061A，并通过SPCE061A实现对其他各组成部分的编程控制。

SPCE061A是凌阳公司开发的一种性价比非常高的16位单片机。在2.6V～3.6V工作电压范围内，工作频率范围为0.32MHz～49.152Mhz，较高的处理速度使其能够非常容易、快速地处理复杂的数字信号；中断系统支持10个中断向量以及14个可来自系统时钟、定时器/计数器、时间基准发生器、外部中断、键唤醒、通用异步串行通信及软件中断的中断源，非常适合实时应用领域；内嵌2K字的SRAM和32K字的FLASH，具有32位可编程的多功能I/O端口；包含有7通道10位通用A/D转换器和内置麦克风放大器与自动增益控制AGC功能的单通道声音A/D转换器，以及具有音频输出功能的双通道10位D/A转换器；SPCE061A采用CMOS制造工艺，同时增加了软件激发的弱振方式、空闲方式和掉电方式，系统处于备用状态下（时钟处于停止状态），耗电仅为2μA3.6V，极大地降低了其功耗；另外，μ’nSPTM的指令系统还提供具有较高运算速度的16位×16位的乘法运算指令和内积运算指令,为其应用增添了DSP功能,在复杂的数字信号处理方面既非常便利,又比专用的DSP芯片便宜得多.

说话人识别模块各组成部分完成的功能如下：

（1）按键输入部分：共有数字键、训练键、删除键、确认键和取消键等16个按键，用于密码输入和工作模式选择。采用4×4矩阵式键盘输入，只使用具有键唤醒功能IOA的低8位，可以合理利用硬件资源，且编程灵活。

（2）语音信号采集部分：通过SPCE061A内置麦克风放大器与自动增益控制AGC功能的单通道声音A/D转换器完成8kHz语音信号采集。

（3）FLASH存储扩展部分：用于存储说话人的个性特征参数参考模板。

（4）扬声器输出部分：通过SPCE061A具有音频输出功能的双通道10位D/A转换器完成用户训练、识别等各种操作的语音提示。

（5）控制输出部分：通过SPCE061A的可编程I/O口控制门锁控制电机。

（6）LCD模组部分：用以显示系统的工作状态，该部分根据成本和实际需要可选。

（7）SPCE061A：说话人的语音信号处理以及各部分的编程控制均由SPCE061A完成。

说话人识别模块有三种工作模式：训练模式、认证模式和密码模式，这三种模式都可通过工作模式按键选择。

（1）训练模式，说话人的声音通过麦克风进入语音信号采集前端电路。第一次语音输入时，由16位单片机SPCE061A对采集的语音信号进行处理，提取说话人的个性特征参数，并存储到外扩的FLASH内，形成说话人特征参数模板。可以进行三次训练，第二语音输入时，提取的个数特征参数与由第一次语音输入形成的特征参数模板进行匹配，在匹配距离小于模板更新阈值时，将说话人特征参数模板更新为两次特征参数的平均值。第三次语音输入时，提取的个性特征参数与由第一、二次语音输入形成的特征参数模板进行匹配，在匹配距离小于模板更新阈值时，将说话人特征参数模板更新为三次特征参数的平均值，形成最后的该说话人的特征参数模板。

（2）认证模式，同样通过麦克风录入说话人的声音，再由SPCE061A对采集的语音信号进行处理，将提取的说话人特征参数与存储在外扩FLASH内的特征参数模板进行匹配，匹配距离小于认证阈值时，通过认证；然后再判断匹配距离是否小于认证模式下的模板更新阈值，决定是否对模板进行更新。

（3）密码工作模式，在说话人感冒或其他使其声音发生暂时改变的情况下，可以采用长密码方式进行认证，以免因为非常原因被拒之门外。

另外，每个用户都有一个短密码（用户可自行修改），无论在训练模式还是认证模式都要输入此密码，以形成或找到与该用户相对应的特征参数模板。系统还设置一个具有长密码的超级管理员用户，可以通过键盘对用户模板进行添加或删除。

3实验结果

对于说话人确认系统，表征其性能的最重要的两个参量是拒识率和误识率。前者是拒绝真实的说话人而造成的错误，后者是接受假冒者而造成的错误，二者与匹配阈值的设定相关。匹配阈值的设定与语音锁系统的应用场合、功能侧重有关，对于家庭、宾馆等门锁用户，要求误识率尽可能低，甚至为零；若用于公司员工考勤等同类功能，就不能有太高的拒识率。表1是对以下每种情况各进行100次实时匹配的结果，其中设定的阈值适合门锁用户。

表1100次实时匹配结果

发音分类

次数同一个人相同发音同一个人相似发音同一个人不同发音不同人相同

发音不同人相似

发音不同人不同

发音

拒绝次数885100100100100

接受次数92150000

机电管理论文篇4

关键词：充电电源PC/104工控机全桥变换器动力电池

对电动汽车能源的动力电池及其充电技术的研究，往往需要针对不同种类的动力电池进行多种充电方式的充电试验。这就要求研制的充电电源不仅能对不同种类的动力电池进行充电，而且要能够进行多种充电方式的充电。而目前国内市场上销售的充电电源，无论是常规充电电源还是智能化充电电源，都往往是针对某一类动力电池的，并且只能采用单一充电方式进行充电。因此为了进行动力电池充电技术的相关研究，往往需要购买多台充电电源或自行研制相应的充电电源。前者需要大量的资金和宽阔的试验场地，而后者需要较强的专业技术和较长的开发周期。本课题研制了微机控制的大功率充电电源。

图1

该电源采用PC104工业计算机作为控制核心，选取全桥变换器拓扑电路作为主电路，通过控制主电路在不同时刻的输出电流和输出电压，可以实现多种充电方式充电；通过预置不同的参数，可以对多种动力电池进行充电；通过结合液晶显示屏和手控盒，可以方便地实现充电方式和充电参数的预置及各采样数据(电池端电压、充电电流、电池表面温度等)的显示。

1硬件设计

1．1主电路设计

充电电源的主电路采用目前技术上比较成熟的全桥变换拓扑电路，其原理图如图1所示。三相380V交流电压经三相整流桥整流、电容滤波后得到约514V的直流电压，经全桥逆变电路变换后得到高频脉冲电压，再经高频变压器隔离变换后，由高频整流器整流及滤波器滤波后得到所需的直流电压。主电路的PWM控制方式采用常规的PWM控制方式。功率开关器件采用新型的复合器件--绝缘栅双极晶体管IGBT，它集MOSFET和GTR的优点于一体，具有输入阻抗高、电压型驱动控制、开关损耗小、饱和电压低、通断速度快、热稳定性好等优点，是大功率全桥变换器的首选功率开关器件。变换频率取为20kHz，利于减小高频脉冲变压器及副边滤波用扼流圈的体积和重量。二次整流器件采用快恢复二极管，利于减小整流管反向恢复时间对输出电压的影响。

1．2控制系统设计

充电电源主要由主电路和控制系统组成。控制系统以PC／104嵌入式工业计算机为核心，配以接口电路、采样电路、PWM控制电路及IGBT驱动电路等，可按照预置自动控制充电过程，并在充电过程中进行充电数据(包括电池端电压、充电电流及电池表面温度等)的自动采集、实时显示、批量存储及分析处理等。控制系统组成框图如图2所示。

1．2．1PC／104嵌入式工业计算机

控制系统之所以采用PC／104嵌入式工业计算机，主要是考虑到PC／104嵌入式工业计算机具有以下几方面的显著特点：(1)小型化。PC／104采用模块化的设计方法，单个模块的体积为90mm×96mm×l5mm。若一个PC／104系统采用三个模块，在90mm×96mm×45mm的小空间内就能实现台式工控机的全部功能；(2)低助耗。绝大多数模块采用+5V电源，芯片采用CMOS芯片，功耗特别低，只有1~2W，无需外加散热装置；(3)PC／104在软、硬件上与标准PC／AT体系完全兼容，可以很快掌握其软、硬件的使用方法，而将主要精力放在软件和接口的设计上。CPU模块提供PC机的不同档次的标准化产品，便于进行更新和升级；(4)模块齐全，提供显示控制、磁盘控制、通讯控制、数据采集控制等各种功能的产品；(5)采用一种紧凑的层叠栈接结构，各模块间通过加固的64针和40针的直立式连接器连接，并用四个金属托架支撑，更加坚固牢靠。本系统中采用了深圳盛博科技有限公司生产的PC／104总线SCM／SuperDx嵌入式CPU模块，其内包含了Intel80486CPU(100MHz)、16M在板内存、1个与PC／AT兼容的双向并行口、两个RS232串行口、7个DMA、14个中断、三个计数器、一个PC／AT键盘接口等。此外，为了消除频频读写硬盘可能带来的不稳定因素，采用32MB的DiskOnChip2000半导体固态盘取代硬盘，直接装在SCM／SuperDx嵌入式CPU模块的32脚DIP插座上。

数据采集模块选用了盛博科技有限公司的DMMAT模块。该模块具有16路12位模拟输入、2路12位模拟输出、8路数字输入、8路数字输出、1024字节FIFO，100kHz最大采样速率，是一款功能较全、性价比较高的接口板，可以满足该系统所需的A／D、D／A转换及手控盒开关量输入的需要。

液晶显示屏担负着各种充电信息显示和充电参数设定等功能。选用了北京创业科技开发中心开发的型号为KY-D29A的智能液晶显示屏，整个液晶外形尺寸为113mm×65mm×l4mm，显示点阵为128x64，可经RS232C直接与嵌入式微机连接，通过专用的指令可以方便地实现字符和汉字的显示及各种几何图形的绘制。手控盒作为PC／104的输入设备，通过和智能液晶显示屏的配合使用，可以很方便地进行各种参数的设置和各种充电数据及曲线的显示。

另外，为了便于应用程序的编写、调试、修改及维护，还选用了盛博科技有限公司的SysExpanModule／VFI系统扩展模块。该模块以高分辨率的图形控制器、软盘驱动器和IDE硬盘接口为PC／104系统提供扩展，使用标准自堆栈式总线接头，可以通过堆栈方式与CPU模块或其它模块相连接。通过给主控计算机外接显示器、标准PC／AT键盘、软驱和IDE硬盘，可很方便地进行应用程序的开发和调试。

蓄电池的电压采样和电流采样电路分别由电压霍尔传感器与信号放大电路以及电流霍尔传感器与信号放大电路组成。温度采样电路由热敏电阻、温度变送器和放大电路组成。

1．2．2PWM控制及驱动电路

PWM控制电路的核心器件选取美国通用公司生产的电压型PWM控制器SG3525A。SG3525A是一种性能优良、功能齐全、通用性很强的单片集成PWM控制器。该芯片简单可靠且使用方便灵活，通过适当地外接电路，不仅能够实现PWM控制，还可以完成输入软启动、过载限流、过压保护等多种功能。PWM控制电路如图3所示。考虑到SG3525A作单端输出使用时，变换器的最大占空比不到50％，在实际使用中将输出端11和14的信号采用了取或的办法以得到较大的占空比。

驱动电路的核心器件选取日本三菱公司生产的ICBT专用厚膜集成电路M57962L。M57962L采用双电源供电方式，可保证IGBT可靠通断，内置高速光耦隔离输入，隔离电压有效值可达2500V，并具有短路、过载保护及过流慢速关断等功能，只需外接少量的元器件，便可组成完善的IGBT驱动及保护电路。驱动电路如图4所示。电源电压VCC和VEE分别取为15V和-12V，电阻R201为IGBT栅极限流电阻，二极管D201用以进行短路和过流检测，串接稳压二极管Z201可以改变M57962L模块的过流保护起控点．稳压二极管Z202可以避免l脚承受过电压。

图5

机电管理论文篇5

【摘要】电控发动机在结构和功能上均有了较大的改进。主要有:(1)结构的层次性、复杂性从系统论的观点,电控发动机是由有限个“元素”通过各种“联系”构成的多层次系统。(2)功能控制的集中性。电控发动机系统主要由电控燃油喷射系统、电控点火装置、怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、警告提示、自我诊断与报警系统等子系统组成,电控燃油喷射系统又包括了燃油系统、进气系统和电控系统三个组成部分。其中电控系统作为整个发动机系统的控制核心,用来协调各平行和上级系统的工作。发动机电控系统其结构的层次性、复杂性,其控制功能的集中性,导致其故障表现形式的多样性、复杂性。

【关键词】电控发动机故障分析

电控发动机系统主要由电控燃油喷射系统、电控点火装置、怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、警告提示、自我诊断与报警系统等子系统组成。其中电控系统作为整个发动机系统的控制核心,用来协调各平行和上级系统的工作。

1发动机电控系统的组成

电控燃油喷射系统由三个系统组成:燃油系统、进气系统和电控系统。

1.1燃油系统

燃油系统的功能是向汽缸或进气管喷射燃烧时所需的燃油量。燃油从燃油箱内由电动汽油泵吸出,经汽油滤清器后,再由压力调节器加压,将压力调节到比进气管压力高出约250Kpa(2.55kgf/cm2)压力,然后经输油管配送给喷油器和冷起动喷油器,喷油器根据电控单元ECU发来的脉冲信号,把适量燃油喷射到气缸内。

1.2进气系统

进气系统为发动机可燃混合气的形成提供必须的空气。空气经过空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气总管、进气岐管进入气缸。节气门全闭,发动机在怠速工况下运行时,空气经旁通气道直接进入进气岐管。

1.3电控系统

电控系统是电控单元根据传感器检测到的发动机运行工况和汽车运行工况来确定喷油量及点火提前角,从而控制发动机在最佳工况下的运转。

与传统的化油器式发动机相比,电控发动机在结构和功能上均有了较大的改进。主要有:

(1)结构的层次性、复杂性从系统论的观点,电控发动机是由有限个“元素”通过各种“联系”构成的多层次系统。“联系”可分为:结构类、功能类、传感器测点类,各自均有一定的层次性,包括顶级即电控发动机本身,分系统级由电控系、冷却系、启动系、机械系等组成。各类与各层次间既有各自独立的功能,又相互影响、相互牵制。整个机体通过ECU的控制来协调各子系统,完成发动机总体功能,各子系统的功能又是由各自部件的功能相协调来实现的,各部件的功能又需要通过各元件的协调来实现。

(2)功能控制的集中性随着电子技术的飞速发展,电子控制单元采用了数字电路及大规模集成电路,同时微机处理速度的不断提高和存储容量的增加使其控制功能大大增加,并具有备用功能。另外,与汽油喷射控制、点火控制及其它控制系统相关的各种控制器,由于所用的传感器均可通用,如水温传感器、进气温度传感器等,因此,利用控制功能集中化就可以不必按功能不同设置传感器和ECU,而将多种控制功能集中到一个ECU上,不同控制功能所共同需要的传感器也就只设一个,这就是集中控制系统。

汽车发动机电控系统的主要部件有:电子控制单元(ECU)、空气流量计、节流阀体、发动机转速传感器等,其中节流阀体又包括:节气门电位计、怠速节气门电位计、怠速开关、怠速调节电机等。从控制原理来看,发动机电子控制系统可以简化为传感器、电子控制单元(ECU)和执行器三大组成部分。传感器是感知信息的部件,功用是采集控制系统的信号并转换成电信号输送给ECU,以提供汽车运行状况和发动机工况等相关信息。ECU接收来自传感器的信息,进行存储、计算和分析处理后发出响应的控制指令给执行器。执行器即执行元件,其功用是执行ECU的专项指令,从而完成控制目的。

2发动机电控系统的故障分析

发动机电控系统其结构的层次性、复杂性,其控制功能的集中性,导致其故障表现形式的多样性、复杂性。主要表现有:

(1)多维层次性对电控发动机而言,其故障可划分为电控系、起动系、点火系、冷却系及机械系等子系统,子系统又由各部件与元件构成。同样,其按功能也可划分为若干个层级。因而发动机电控系统的故障原因与故障征兆也相应与不同的结构层级、功能层级以及传感器测点类相关联。

(2)传播性发动机电控系统故障传播方式有两种:横向传播,例如电控系系统内某一传感器故障可引起电控系内其它传感器功能失常或失效;纵向传播,即由元件的故障相继引起部件故障—子系统故障—系统故障。因此微小的故障如不及时发现和排除会造成严重的后果。

(3)相关性某一故障可能对应若干征兆;某一征兆也可能对应若干故障。它们之间存在着错综复杂的关系。

(4)时间性发动机电控系统故障产生与表现常常与时间有关,这是由于发动机运转的动态性所决定的,如间歇性故障。

(5)放射性某一部位的故障可能引起其它部件出现异常,例如发动机抖动的故障中有时仅因为一个轴承的故障引起,而该轴承的故障导致其它轴承的震动增大,而该轴承本身变化反而不明显。

机电管理论文篇6

1.1事后维修管理模式

所谓事后维修管理模式是指当煤矿机电设备出现故障后再对其进行维修的一种方式。这种方式显然比较被动，而且维修活动往往是在设备发生较大故障并影响到正常生产时才进行，这不仅会打乱煤矿企业的正常生产活动，而且还会因为没有对设备故障做到早发现而降低设备的使用寿命。

1.2计划维修管理模式

计划维修管理模式是指定期对煤矿机电设备进行检查，如果发现其中存在故障隐患就及时进行维修的一种方式。这种方式虽然无法实时地掌握设备的工作状态，但与事后维修管理模式相比，已经有了比较明显的进步，对降低设备故障的发生几率，提高设备使用寿命都具有一定的积极意义。

1.3预防性维修管理模式

预防性维修管理模式是指利用当前先进的科技手段对煤矿机电设备的工作状态进行评估，甚至对未来故障发生的可能性加以预测的一种方式，这对提前就做好设备的维护工作，降低设备故障的发生几率意义重大。与以上两种维修管理模式相比，这种模式更加强调对故障隐患的“预知性”，这使得煤矿企业针对机电设备的维修管理工作更加具有针对性，从而使设备维修工作的效率极大地提高，但这种模式对煤矿企业的技术水平要求比较高，在我国煤矿企业中的普及率较低。

2当前模式中存在的问题

2.1维修管理技术依然还比较落后

当前我国煤矿企业的生产活动中虽然应用到了越来越多的先进机电设备，但针对这些设备的维修管理技术却没有得到同步提高。部分企业在引进一些先进机电设备的同时，虽然也同步引入了一些配套的设备维护技术，但这些技术都比较零散，没有在企业中形成完整的技术体系。

2.2维修人员的综合素质还有待提高

事实上，无论所应用的维修技术有多么先进，在实际使用过程中也依然要求人去进行操作，而当前各种先进机电设备的应用，无疑对维修人员提出了更高的要求。但现实却是，我国煤矿企业近年来普遍都加大了对先进机电设备的应用，使得煤矿生产的自动化水平较以往有了较大的提高，但企业中很多维修人员的专业素质却没有得到同步提高，在进行维修作业中依然还是采用老思维和老方法，而这无疑会给这些设备功能的充分发挥形成限制，从而影响到煤矿生产的安全和效率。

3改进煤矿机电设备维修管理模式的一些建议

3.1做好煤矿机电设备的初始选型工作

当前市面上提供煤矿机电设备的厂家比较多，而这些厂家生产的产品质量参差不齐，如果煤矿企业所选的机电设备存在先天的质量缺陷，则无论后期的维修管理工作做地再多再好，设备运行质量和效率也难以得到有效保障。因此，煤矿企业一定要做好机电设备的初始选型工作，要确保所选设备一定要满足实际煤矿生产的需求。对存在先天质量缺陷或不能很好适应煤矿实际生产的机电设备，必须通过检修来加以改进，如果不能依靠改进来消除设备中存在的先天隐患，就应该及时更换产品。

3.2推广状态检修

对于煤矿机电设备而言，除了继续加强事后维修和计划维修工作外，煤矿企业还可以采用状态检修技术。随着自动化控制技术的进步和在线监测、故障诊断处理系统的发展，状态检修制度也得到了进一步的完善。状态检修的主要特点是利用各种监测传感器、故障诊断和信息网络等技术对运行中的机电设备的工作状态进行实时地监控，一旦发现设备存在异常情况，就立即对设备故障进行诊断，并及时安排人员进行维修作业，以尽量避免设备故障的扩大化。显而易见，状态检修比传统的设备维修管理模式要优越，它不仅可以提高设备可靠性，而且还能提高设备的利用率，从而给企业带来显著的经济效益。

3.3重视维修管理人员的培训工作

煤矿企业应该根据企业机电设备的实际投入运行情况，组织维修管理人员学习机电设备安全运行的相关规定，并对煤矿生产中常见的设备故障隐患和应采取的排除措施进行探讨。此外，还应定期组织维修管理人员进行业务培训，培训内容除技术讲座外，还应渗透对新维修技术以及新的维修工器具使用的培训。

4结语