緒論:寫作既是個(gè)人情感的抒發(fā),也是對學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇控制設(shè)計(jì)論文范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。
電傳飛機(jī)控制系統(tǒng)的核心應(yīng)用技術(shù)是飛控計(jì)算機(jī),通過飛控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)分析和程序預(yù)設(shè),最終實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的自動(dòng)化控制盒管理。結(jié)合本型號(hào)飛機(jī)的實(shí)際情況,工作人員在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行了多種方案的甄選,最終確定將飛控計(jì)算機(jī)與伺服控制回路綜合在一起,采用3×2余度配置,本系統(tǒng)需要三臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的連接,因?yàn)檫M(jìn)行了大膽的技術(shù)嘗試,同時(shí)又結(jié)合了國內(nèi)外最先進(jìn)的飛機(jī)控制技術(shù),所以這套設(shè)計(jì)方案是比較科學(xué)相對合理的,具有可操作性。每臺(tái)計(jì)算機(jī)有兩個(gè)通道:工作通道:根據(jù)輸入信號(hào)計(jì)算機(jī)控制面偏轉(zhuǎn)指令,并且驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的控制面;包括CPU模塊、輸入輸出控制模塊、總線模塊、伺服回路模塊與電源模塊等。監(jiān)控通道:用于檢測計(jì)算機(jī)指令的正確性;包括CPU模塊、輸入輸出控制模塊、總線模塊與電源模塊等。
1.2作動(dòng)器
升降舵、副翼和方向舵均采用電液伺服作動(dòng)器,電液伺服作動(dòng)器具有故障監(jiān)控功能和旁通功能,在故障失效后自動(dòng)轉(zhuǎn)入旁通功能,不影響其它作動(dòng)器工作。單個(gè)舵面所有電液伺服作動(dòng)器均失效后,轉(zhuǎn)入旁通功能,保持一定的阻尼,該舵面處于阻尼浮動(dòng)狀態(tài)。2.2.1升降舵作動(dòng)器每個(gè)升降舵面采用2臺(tái)臺(tái)電液伺服作動(dòng)器并聯(lián)安裝,同步工作,具有力均衡功能。每臺(tái)電液伺服作動(dòng)器具有單獨(dú)控制單個(gè)升降舵面的能力,左右兩個(gè)升降舵面共采用4個(gè)電液伺服作動(dòng)器,需3套液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力,升降舵作動(dòng)器接受飛控計(jì)算機(jī)指令,控制升降舵偏轉(zhuǎn)。2.2.2副翼作動(dòng)器每個(gè)副翼采用2臺(tái)電液伺服作動(dòng)器并聯(lián)安裝,同步工作,具有力均衡功能。每臺(tái)電液伺服作動(dòng)器具有單獨(dú)控制單個(gè)副翼的能力,左右兩個(gè)副翼共采用4個(gè)電液伺服作動(dòng)器,需3套液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力,副翼作動(dòng)器接受飛控計(jì)算機(jī)指令,控制副翼偏轉(zhuǎn)。2.2.3方向舵作動(dòng)器在方向舵上并聯(lián)安裝3臺(tái)電傳控制的電液伺服作動(dòng)器,同步工作,具有力均衡功能。方向舵作動(dòng)器接受飛控計(jì)算機(jī)指令,控制方向舵偏轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)對飛機(jī)航向控制,需3套液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。
1.3傳感分系統(tǒng)
傳感器分系統(tǒng)負(fù)責(zé)所有的數(shù)據(jù)傳輸和接收,是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。一方面需要及時(shí)接收信息,另一方面還要對接收到的信息進(jìn)行篩選和分類,最終利用具有關(guān)聯(lián)性的安全信息,具體包括駕駛員指令傳感器、飛行運(yùn)動(dòng)傳感器和大氣數(shù)據(jù)傳感器三個(gè)部分。駕駛員指令傳感器顧名思義,就是將操作人員的操作數(shù)據(jù)和操作動(dòng)作,以數(shù)據(jù)的形式傳輸給計(jì)算機(jī)裝置;飛機(jī)運(yùn)動(dòng)傳感器將飛機(jī)在運(yùn)動(dòng)過程中的所有動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行敏感處理和數(shù)據(jù)傳送;所有的數(shù)據(jù)最終通過大氣數(shù)據(jù)傳感器統(tǒng)一進(jìn)行匯總和分析。需要進(jìn)行強(qiáng)調(diào)的是,為了保證飛機(jī)運(yùn)行的安全和信號(hào)的穩(wěn)定,以上三種數(shù)據(jù)傳輸工作不能應(yīng)用飛機(jī)上的航電總線,需要安裝獨(dú)立的信號(hào)傳輸線。確保所有數(shù)據(jù)的可靠性。
1.4控制顯示分系統(tǒng)
控制顯示系統(tǒng)是操作人員進(jìn)行飛機(jī)控制的主要參考數(shù)據(jù)來源,操作人員需要根據(jù)顯示的數(shù)據(jù)采用相應(yīng)的操作程序。顯示的信息量大,信息復(fù)雜,主要包括幾下幾種重要的數(shù)據(jù):(1)人工進(jìn)行系統(tǒng)控制的程序指示數(shù)據(jù),主要包括提醒操作人員進(jìn)行系統(tǒng)切換的信息和操作人員進(jìn)行不同模式轉(zhuǎn)換的信息等;(2)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性顯示。包括系統(tǒng)常規(guī)運(yùn)行下的各項(xiàng)數(shù)據(jù),以及系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出的警示信息以及相應(yīng)應(yīng)急自動(dòng)處理信息;(3)系統(tǒng)定期檢測和維護(hù)的信息。電傳控制系統(tǒng)需要定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng),顯示系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)定好的程序提醒操作人員進(jìn)行相應(yīng)的操作和管理。
2控制律設(shè)計(jì)概略
電傳飛行控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了駕駛員操縱指令(桿位移或桿力)與飛機(jī)運(yùn)動(dòng)參量響應(yīng)相對應(yīng)的控制,從而使飛行控制“目標(biāo)”由原機(jī)械操縱系統(tǒng)的舵面偏角操縱,變成了對飛機(jī)響應(yīng)的控制。作為某型飛機(jī)電傳飛行系統(tǒng)控制模態(tài)包括基本模態(tài)和自動(dòng)飛行控制模態(tài)。基本模態(tài)包括主控制模態(tài)、獨(dú)立備份模態(tài)及主動(dòng)控制功能;其中主控制模態(tài)與獨(dú)立備份模態(tài)是系統(tǒng)必須具備的兩個(gè)基本控制模態(tài)。主控制模態(tài)包括控制增穩(wěn)、中性速度穩(wěn)定性、飛行參數(shù)(法向過載,迎角限制和滾轉(zhuǎn)速率等)邊界限制與慣性耦合抑制等功能;其中控制增穩(wěn)功能是電傳飛行控制系統(tǒng)最基本的工作模態(tài),在整個(gè)飛行包括內(nèi)全時(shí)、全權(quán)應(yīng)用。獨(dú)立備份模態(tài)是電傳飛行控制系統(tǒng)的備份模態(tài),是獨(dú)立于所有的其他控制律模態(tài)的應(yīng)急工作模態(tài)。
【關(guān)鍵詞】單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)調(diào)試
緒論
單片機(jī)利用大規(guī)模集成電路技術(shù)把中央處理器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、程序存儲(chǔ)器(ROM)及其他I/O通信口集成在一塊芯片上,構(gòu)成一個(gè)最小的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。而現(xiàn)代的單片機(jī)則加上了中斷單元、定時(shí)單元及A/D轉(zhuǎn)換等更復(fù)雜、更完善的電路,使得單片機(jī)的功能越來越強(qiáng)大,應(yīng)用更廣泛。
第1章單片機(jī)空調(diào)控制系統(tǒng)
隨著中國人民環(huán)境的改善和人民生活質(zhì)量的提高,公共建筑和住宅的供熱和空調(diào)已成為普遍的需求,建筑能耗占全社會(huì)總能耗的比例巨大且持續(xù)增長。據(jù)統(tǒng)計(jì),2001年中國建筑能耗已達(dá)到3.76億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,占總能耗的27.6%,年增長比例是5%。在發(fā)達(dá)國家中,供熱和空調(diào)的能耗很大,可占到社會(huì)總能耗的25%-30%。有資料統(tǒng)計(jì),辦公樓中空調(diào)系統(tǒng)耗能量占總能量的25%左右,所以空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)始終是建筑環(huán)境與設(shè)備領(lǐng)域中的重要研究課題之一。
1.1當(dāng)前國內(nèi)研究情況
1)在城市現(xiàn)代化建設(shè)過程中,用電結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,其中用在建筑物空調(diào)系統(tǒng)的電力負(fù)荷比例日益增加。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),北京已有250余幢賓館、辦公樓和50余家大商場采用中央空調(diào),其空調(diào)用電負(fù)荷達(dá)40萬kW。相當(dāng)于華北電網(wǎng)為了調(diào)峰,耗資27億元而興建的十三陵抽水蓄能電站的1/2裝機(jī)容量。以廣東省為例,現(xiàn)有裝機(jī)容量已達(dá)30萬kW,并以每年30%的速度遞增,其用電負(fù)荷已占總共電量的40%以上。
2)改革開放以來,我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民物質(zhì)生活水平的不斷提高,對電力供應(yīng)不斷提出新的挑戰(zhàn)。盡管我國發(fā)電裝機(jī)容量已超過2億Kw,年發(fā)電量已突破9000億kWh。然而,目前我國電力供應(yīng)仍很緊張。突出的矛盾是電網(wǎng)峰谷負(fù)荷差加大,夜間至清晨谷段負(fù)荷率低,而高峰段電力嚴(yán)重不足,有的電網(wǎng)峰谷負(fù)荷之差達(dá)25%-30%,造成白天經(jīng)常拉閘限電,夜間有電送不出的現(xiàn)象。
3)由于空調(diào)用電負(fù)荷一般在電力谷段用量甚少,對城市點(diǎn)昂具有很大的“肖鋒填谷“潛力,而在中央空調(diào)中,制冷系統(tǒng)的用電量通常占整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)用電量的40%-50%,如以商場為例,每10萬m2空調(diào)制冷系統(tǒng)的須用電功率約為7000-9000KW。因此,空調(diào)蓄冷系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,并將日益展示他廣闊的應(yīng)用前景
1.2空調(diào)控制系統(tǒng)的組成以及基本工作原理
空調(diào)系統(tǒng)的基本組成形式可分為三大組成部分,分別是:冷熱源設(shè)備(主機(jī))、空調(diào)末端設(shè)備、附件及管道系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有制冷、制熱、除濕、自動(dòng)4種工作模式,包括定時(shí)、睡眠、風(fēng)向、智能化霜、應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)、試運(yùn)轉(zhuǎn)以及5種可調(diào)室內(nèi)風(fēng)速等控制功能;在定時(shí)開機(jī)時(shí),可根據(jù)訪間溫度作智能判斷,自動(dòng)調(diào)整定時(shí)開機(jī)時(shí)間,避免開機(jī)時(shí)太冷或太熱;另外,可對設(shè)定溫度和房間溫度兩種溫度的10個(gè)溫度值進(jìn)行同時(shí)指示,以及完整的抗干擾和系統(tǒng)保護(hù)功能。
1.2.1控制器原理
該系統(tǒng)具有制冷、制熱、除濕、自動(dòng)4種工作模式,包括定時(shí)、睡眠、風(fēng)向、智能化霜、應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)、試運(yùn)轉(zhuǎn)以及5種可調(diào)室內(nèi)風(fēng)速等控制功能;在定時(shí)開機(jī)時(shí),可根據(jù)訪間溫度作智能判斷,自動(dòng)調(diào)整定時(shí)開機(jī)時(shí)間,避免開機(jī)時(shí)太冷或太熱;另外,可對設(shè)定溫度和房間溫度兩種溫度的10個(gè)溫度值進(jìn)行同時(shí)指示,以及完整的抗干擾和系統(tǒng)保護(hù)功能。
本系統(tǒng)硬件簡單可靠,軟件具有更完善的控制功能和抗干擾能力。系統(tǒng)具有很高的性能價(jià)格比
系統(tǒng)CPU根據(jù)遙控器或按鍵輸入的命令,對采集到的溫度進(jìn)行智能判斷,然后作出相應(yīng)的制冷、制熱或除溫運(yùn)行。再通過接口電路,驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)、換向閥、風(fēng)向電機(jī)和室內(nèi)風(fēng)機(jī)作相應(yīng)動(dòng)作,并對溫度用LED指示。系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。
1.3軟件設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)采用模擬化處理,主控程序包括以下幾個(gè)部分:程序的初始化、試運(yùn)轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)和信號(hào)的采集與處理、溫度LED指示、室內(nèi)風(fēng)機(jī)的閉環(huán)積分控制、室內(nèi)風(fēng)向電機(jī)的步進(jìn)控制。功能子程序包括制冷、制熱、除濕、自動(dòng)四種運(yùn)行模式。中斷程序包括遙控接收。各種定時(shí)的中斷查詢處理、速度檢測等。系統(tǒng)的主控程序流程如圖4所示。
1.4硬件設(shè)計(jì)
1.4.1單片機(jī)的選擇
系統(tǒng)有3路溫度模擬信號(hào)輸入,還有1路電壓和1路電流模擬輸入,共5路模擬輸入要求;而模擬信號(hào)要轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)才能用單片機(jī)CPU處理。為提高系統(tǒng)的性能價(jià)格比,應(yīng)采用含有A/D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)。經(jīng)過各方面的綜合比較,我們選用了美國Microchip公司的PIC16C72單片機(jī)作為控制核心。它具有5路模擬量輸入的A/D轉(zhuǎn)換器,恰好滿足系統(tǒng)的模擬輸入要求。另外,它在1塊芯片上集成了1個(gè)8位邏輯運(yùn)算單元和工作寄存器、2KB程序存儲(chǔ)器、128個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、3個(gè)端口(A口、B口、C口)共22條I/O線、3個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。另外,只有35條易學(xué)易用而高效的RISC(精簡指令集計(jì)算機(jī))指令,同時(shí),芯片具看門狗功能,并提供對軟件運(yùn)行出錯(cuò)的保護(hù)。
1.4.2模擬輸入電路
本系統(tǒng)直接用熱敏電阻進(jìn)行測溫,再加一級(jí)電容濾波。對外交換溫度檢測電路,因其干擾較大,特加上二極管限幅保護(hù)。對傳感器的不同電阻值,將其所對應(yīng)的不同分壓值輸入至PIC單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口,在單片機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。該檢測電路結(jié)構(gòu)簡單,性能價(jià)格比高。又因采用的單片機(jī)為8位,所以溫度轉(zhuǎn)換精度高,可為0.5℃,完全滿足了空調(diào)的信號(hào)檢測精度要求。對過流信號(hào)的檢測,不用經(jīng)過比較器,節(jié)約了資源;而是采用模擬信號(hào)整流分壓后直接輸入,通過單片機(jī)自帶的A/D轉(zhuǎn)換器,每500μs對其進(jìn)行一次檢測,并進(jìn)行軟件比較,以確認(rèn)是否過流。對過零電壓信號(hào)的檢測,也是采用模擬信號(hào)整流分壓后直接輸入。因兩個(gè)半的過零點(diǎn)都要檢測,所以用橋式整流。模擬輸入電路如圖2所示。
1.5單片機(jī)控制系統(tǒng)的調(diào)試
1.5.1硬件調(diào)試
根據(jù)設(shè)計(jì)的原理電路做好實(shí)驗(yàn)樣機(jī),便進(jìn)入硬件調(diào)試階段。調(diào)試工作的主要任務(wù)是排除樣機(jī)故障,其中包括設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和工藝性故障。
1)脫機(jī)檢查
用萬能表或邏輯測試筆逐步按照邏輯圖檢查機(jī)中各器件的電源及各引腳的連接是否正確,檢查數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線是否有短路等故障。有時(shí)為保護(hù)芯片,先對各管座的電位(或電源)進(jìn)行檢查,確定其無誤后再插入芯片檢查。
1.5.2仿真調(diào)試
暫時(shí)排除目標(biāo)板的CPU和EPROM,將樣機(jī)接上仿真機(jī)的40芯仿真插頭進(jìn)行調(diào)試,調(diào)試各部分接口電路是否滿足設(shè)計(jì)要求。這部分工作是一種經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的工作,一般來說,設(shè)計(jì)制作的樣機(jī)不可能一次性完好,總是需要調(diào)試的。通常的方法是,先編調(diào)試軟件,逐一檢查調(diào)試硬件電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。其次是調(diào)試MONITOR程序,只有MONITOER程序正常工作才可以進(jìn)行下面的應(yīng)用軟件調(diào)試。
1.5.3硬件電路調(diào)試的一般順序
1)檢查CPU的時(shí)鐘電路。通過測試ALE信號(hào),如沒有ALE信號(hào),則判斷是晶體或CPU故障,這稱之為“心臟”檢查。
2)檢查ABUS/DBUS的分時(shí)復(fù)用功能的地址鎖存是否正常。
3)檢查I/O地址分配器。一般是由部分譯碼或全譯碼電路構(gòu)成,如是部分譯碼設(shè)計(jì),則排除地址重疊故障。
4)對擴(kuò)展的RAM、ROM進(jìn)行檢查調(diào)試。一般先后寫入55H、AAH,再讀出比較,以此判斷是否正常。因?yàn)檫@樣RAM、ROM的各位均寫入過‘0’、‘1’代碼。
5)用戶級(jí)I/O設(shè)備調(diào)試。如面板、顯示、打印、報(bào)警等等。
1.5.4軟件調(diào)試
軟件調(diào)試根據(jù)開發(fā)的設(shè)備情況可以有以下方法:
1)交叉匯編
用IBMPC/XT機(jī)對MCS—51系列單片機(jī)程序進(jìn)行交叉匯編時(shí),可借助IBMPC/XT機(jī)的行編輯和屏幕編輯功能,將源程序按規(guī)定的格式輸入到PC機(jī),生成MCS—51HEX目標(biāo)代碼和LIST文件。
2)用匯編語言
現(xiàn)在有些單片STD工業(yè)控制機(jī)或者開發(fā)系統(tǒng),可直接使用匯編語言,借助CRT進(jìn)行匯編語言調(diào)試。
3)手工匯編
這種方法是最原始,但又是一種最簡捷的調(diào)試方法,且不必增加調(diào)試設(shè)備。這種方法的實(shí)質(zhì)就是對照MCS—51指令編碼表,將源程序指令逐條地譯成機(jī)器碼,然后輸入到RAM重新進(jìn)行調(diào)試。在進(jìn)行手工匯編時(shí),要特別注意轉(zhuǎn)移指令、調(diào)用指令、查表指令。必須準(zhǔn)確無誤地計(jì)算出操作碼、轉(zhuǎn)移地址和相對偏移量,以免出錯(cuò)。
4)以上3種方法調(diào)試完成以后,即可通過EPROM寫入器,將目標(biāo)代碼寫入EPROM中,并將其插至機(jī)器的相應(yīng)插座上,系統(tǒng)便可投入運(yùn)行。
硬件、軟件仿真調(diào)試經(jīng)過硬件、軟件單獨(dú)調(diào)試后,即可進(jìn)入硬件、軟件聯(lián)合仿真調(diào)試階段,找出硬件、軟件之間不相匹配的地方,反復(fù)修改和調(diào)試。實(shí)驗(yàn)室調(diào)試工作完成以后,即可組裝成機(jī)器,移至現(xiàn)場進(jìn)行運(yùn)行和進(jìn)一步調(diào)試,并根據(jù)運(yùn)行及調(diào)試中的問題反復(fù)進(jìn)行修改。
1.5.5調(diào)試
單片機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛,其核心技術(shù)是單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。對工程技術(shù)人員來說,抓住系統(tǒng)的原理構(gòu)成、軟件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)調(diào)試方法的要點(diǎn)是十分必要的。根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn),前面敘述的系統(tǒng)調(diào)試方法將會(huì)有助于從事這方面工作的技術(shù)人員及本專業(yè)的學(xué)習(xí)者。
第2章單片機(jī)的空調(diào)控制系統(tǒng)技術(shù)和量化要求
2.1空調(diào)控制系統(tǒng)的數(shù)字化控制
(以Infineon的8位單片機(jī)C504/C508)為例
2.1.1模糊智能控制
與普通空調(diào)的運(yùn)行方式不同,變頻空調(diào)的壓縮機(jī)需要連續(xù)運(yùn)行。其速度調(diào)節(jié)變得更加重要,要確保室內(nèi)溫度波動(dòng)限制在較小范圍內(nèi)。事實(shí)上永磁直流無刷電機(jī)是一個(gè)多變量,非線性,強(qiáng)耦合的對象,需要智能控制才能取得比較滿意的效果。考慮到8位單片機(jī)的資源有限,本系統(tǒng)采用模糊控制來實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。因?yàn)镃504/C508的CCU單元的通道0在塊交換模式下降了參與電機(jī)換相外,還可用來完成捕獲動(dòng)作,故這個(gè)通道可以同時(shí)用于電機(jī)速度檢測。系統(tǒng)所用的模糊控制規(guī)則如下式:U=αE+(1-α)E式中,E為位速度誤差,Ec為速度誤差變化率,α為加權(quán)系數(shù),在0和1之間取值,U為控制器輸出。通過調(diào)整加權(quán)系數(shù),本系統(tǒng)可以對控制規(guī)則進(jìn)行在線修正。
2.1.2功率變換電路
功率變換電路及其驅(qū)動(dòng)和保護(hù)是直流無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的最核心的部分。功率變換電路主要是整流橋和逆變橋。目前在國內(nèi)變頻空調(diào)產(chǎn)品中這部分電路的角色主要是由智能功率模塊(IPM)來充當(dāng)。所謂IPM,就是將功率變換電路,驅(qū)動(dòng),保護(hù),檢測,輔助電源都集成在一個(gè)模塊內(nèi)。
2.1.3單片機(jī)控制系統(tǒng)中控制算法
(1)直接數(shù)字控制
當(dāng)被控對象的數(shù)學(xué)模型能夠確定時(shí),可采用直接數(shù)字控制。所謂數(shù)學(xué)模型就是系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式,它表示系統(tǒng)輸入輸出及其內(nèi)部狀態(tài)之間的關(guān)系。一般多用實(shí)驗(yàn)的方法測出系統(tǒng)的特性曲線,然后再由此曲線確定出其數(shù)學(xué)模型。現(xiàn)在經(jīng)常采用的方法是計(jì)算機(jī)仿真及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),由計(jì)算機(jī)確定出系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,因而加快了系統(tǒng)模型的建立。當(dāng)系統(tǒng)模型建立后,即可選定上述某一種算法,設(shè)計(jì)數(shù)字控制器,并求出差分方程。計(jì)算機(jī)的主要任務(wù)就是按此差分方程計(jì)算并輸出控制量,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制。
(2)數(shù)字化PID控制
由于被控對象是復(fù)雜的,因此并非所有的系統(tǒng)均可求出數(shù)學(xué)模型,有些即使可以求出來,但由于被控對象環(huán)境的影響,許多參數(shù)經(jīng)常變化,因此很難進(jìn)行直接數(shù)字控制。此時(shí)最好選用數(shù)字化PID(比例積分微分)控制。在PID控制算法中,以位置型和增量型2種PID為基礎(chǔ),根據(jù)系統(tǒng)的要求,可對PID控制進(jìn)行必要的改進(jìn)。通過各種組合,可以得到更圓滿的控制系統(tǒng),以滿足各種不同控制系統(tǒng)的要求。
2.2單片機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)字化
2.21采用數(shù)字化負(fù)荷隨動(dòng)控制理論
運(yùn)用現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字化自動(dòng)控制技術(shù),對中央空調(diào)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行綜合、優(yōu)化;針對中央空調(diào)主機(jī)和輔機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的工況和末端負(fù)荷的變化,采集其瞬間多種變化參數(shù),對負(fù)荷進(jìn)行隨動(dòng)跟蹤;自動(dòng)、準(zhǔn)確、及時(shí)地對冷凍(溫)水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集,對系統(tǒng)各設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化控制,使中央空調(diào)主機(jī)運(yùn)行環(huán)境得以優(yōu)化,使得主機(jī)工質(zhì)和輔機(jī)系統(tǒng)各種流量跟隨末端負(fù)荷的變化而同步變化,確保中央空調(diào)系統(tǒng)在滿足舒適性的前提下,大幅度降低系統(tǒng)的能源消耗。即把負(fù)荷運(yùn)行所不需要的,而系統(tǒng)運(yùn)行又將會(huì)產(chǎn)生的這部分多余的冷量節(jié)省下來。
2.22中央空調(diào)數(shù)字化負(fù)荷隨動(dòng)節(jié)能控制系統(tǒng)
控制精度高,同頻精度和穩(wěn)定性好,可使中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能達(dá)到20%以上。該技術(shù)、產(chǎn)品在國內(nèi)、國外處于領(lǐng)先水平,具有高效節(jié)能、安全、舒適和方便管理的顯著效果。
第3章結(jié)論
單片機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛,其核心技術(shù)是單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。對工程技術(shù)人員來說,抓住系統(tǒng)的原理構(gòu)成、軟件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)調(diào)試方法的要點(diǎn)是十分必要的。隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增長,開發(fā)新產(chǎn)品的思路上過去那種過多注重價(jià)格因素而使新產(chǎn)品開發(fā)上不了檔次的弱點(diǎn)有所改善,開始注意使用當(dāng)前最先進(jìn)的單片機(jī)開發(fā)高檔次的產(chǎn)品。由于單片機(jī)的開發(fā)手段目前仍以仿真器為主,公司能否提供廉價(jià)的仿真器,提供方便的技術(shù)服務(wù)與培訓(xùn),較之能否提供高性能、低價(jià)位的單片機(jī)有著同等的重要性。各單片機(jī)廠商在開發(fā)工具以及技術(shù)服務(wù)方面也進(jìn)行著激烈的競爭。這種競爭與推出新型的單片機(jī)以顯示高技術(shù)方面的優(yōu)勢是相輔相成的。競爭的結(jié)果是為單片機(jī)應(yīng)用工程師提供更廣闊的選擇空間,而最終受益的是單片機(jī)產(chǎn)品的消費(fèi)者,由于單片機(jī)對各行各業(yè)都有用,這種電子技術(shù)的進(jìn)步導(dǎo)致各行各業(yè)的進(jìn)步,也帶動(dòng)了人類文明的進(jìn)步。
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第5章致謝
本論文設(shè)計(jì)在()老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成,從課題選擇到具體的寫作過程,無不凝聚著()老師的心血和汗水,在我的畢業(yè)論文寫作期間,()老師為我提供了種種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議,沒有這樣的幫助和關(guān)懷,我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)論文。在此向()老師表示深深的感謝和崇高的敬意。
2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1控制過程安全機(jī)制
2.1.1限位
為避免因軟件錯(cuò)誤或硬件故障導(dǎo)致的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的運(yùn)行失控,保護(hù)硬件設(shè)備與操作人員的安全,在存取機(jī)械手與取箱口的每個(gè)控制軸上除了在導(dǎo)軌的兩端安裝有硬件限位塊外,還必須使用限位開關(guān)來限制各軸的運(yùn)動(dòng)范圍。軟限位與硬限位配合使用,可以有效地防止運(yùn)動(dòng)部件跑出導(dǎo)軌。
2.1.2報(bào)警
當(dāng)檢測到驅(qū)動(dòng)器報(bào)警信號(hào)以后,CPAC將關(guān)閉該軸的伺服使能,急停該軸的伺服電機(jī),同時(shí)該軸報(bào)警觸發(fā)標(biāo)志位置。程序中檢測到報(bào)警觸發(fā)標(biāo)志位以后,將故障狀態(tài)報(bào)告控制中心,同時(shí)點(diǎn)亮報(bào)警燈并開啟蜂鳴器,等待人工處理。
2.2運(yùn)行速度的規(guī)劃
在本控制系統(tǒng)中,CPAC工作采用點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)模式。在運(yùn)動(dòng)控制中,梯形速度曲線以耗能低、速度快、容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)成為常用的速度控制曲線。其速度與加速度的變化曲線如圖3所示。然而由于梯形速度曲線采用線性加速方式,其對應(yīng)的加速度曲線不連續(xù),因此存在柔性沖擊,導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中的平穩(wěn)性能差。為了既獲得平滑的加速度,又不失去梯形速度曲線的優(yōu)勢,將梯形速度曲線加以改進(jìn)得到S型速度曲線。S型速度曲線的運(yùn)動(dòng)過程由加加速段、勻加速段、減加速段、勻速段、加減速段、勻減速段、減減速段組成。本控制系統(tǒng)采用該速度曲線作為存取機(jī)械手各軸的速度控制曲線,避免了柔性沖擊因素。S型速度曲線由CPAC通過設(shè)置各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)中的平滑時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。
2.3控制系統(tǒng)作業(yè)方式
在銀行保管箱自動(dòng)存取系統(tǒng)中,存取機(jī)械手執(zhí)行任務(wù)時(shí)可以選擇單一作業(yè)方式或復(fù)合作業(yè)方式。單一作業(yè)方式是:存取機(jī)械手從原點(diǎn)位置出發(fā)運(yùn)行到任務(wù)指定的保管箱位置,將保管箱取出并送到取箱口,客戶操作完成后從取箱口處把保管箱送回箱架,然后返回原點(diǎn)位置。復(fù)合作業(yè)方式是:存取機(jī)械手接收到一批存/取保管箱任務(wù)后,從原點(diǎn)位置出發(fā)運(yùn)行到第一個(gè)任務(wù)指定的保管箱位置,將保管箱取出并送到取箱口,客戶操作完成后從取箱口處把保管箱送回箱架,之后存取機(jī)械手不返回原點(diǎn),而是直接執(zhí)行下一個(gè)任務(wù),不斷循環(huán)直到完成所有任務(wù)。
2.4CPAC運(yùn)動(dòng)控制
CPAC的運(yùn)動(dòng)控制部分是整個(gè)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心部分。CPAC運(yùn)動(dòng)控制軟件主要由系統(tǒng)初始化模塊、用戶界面模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、數(shù)據(jù)讀寫模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊組成。運(yùn)動(dòng)控制程序首先調(diào)用系統(tǒng)初始化模塊,然后檢查有無故障,如果系統(tǒng)運(yùn)行正常,則通過網(wǎng)絡(luò)連接控制中心,查詢CPAC的控制方式,如果為手動(dòng)模式,則進(jìn)入手動(dòng)模式運(yùn)動(dòng)控制子程序,否則進(jìn)入自動(dòng)模式運(yùn)動(dòng)控制子程序。用戶界面模塊為客戶提供登錄界面、圖形化的存/取保管箱命令,并顯示系統(tǒng)執(zhí)行結(jié)果。運(yùn)動(dòng)控制模塊通過在OtoStudio軟件中調(diào)用CPAC運(yùn)動(dòng)控制庫GUC-X00-TPX.lib中的運(yùn)動(dòng)控制函數(shù)執(zhí)行以下功能:設(shè)置伺服電機(jī)的速度、加速度、移動(dòng)距離(脈沖數(shù));讀取光電開關(guān)對應(yīng)的數(shù)字輸入口獲取光電開關(guān)的觸發(fā)狀態(tài);往數(shù)字輸出口寫“1”、“0”來打開、關(guān)閉電磁開關(guān)。通過控制存取機(jī)械手、取箱口的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、拉板以及拉勾的動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)保管箱的自動(dòng)存取操作。數(shù)據(jù)讀寫模塊通過RS485總線控制激光條形碼閱讀器,讀取條形碼掃描結(jié)果。網(wǎng)絡(luò)通信模塊使CPAC通過以太連接控制中心,接收控制中心的命令與保管箱在箱架中的位置數(shù)據(jù),并返回運(yùn)行結(jié)果與報(bào)警信息。
Abstract
Thisarticlemainlyelaboratedhasbeenhangingthemovementcontrolsystemmerit,introducedwashangingthemovementcontrolsystemfunction,theprincipleandthedesignprocess.Ishangingthemovementcontrolsystemisoneofincontrolengineeringdomainimportantapplications,itsmaintargetistoiscontrolledtheobjectthemovementcondition,includingpath,speedandpositionimplementationcheck.Themovementcontrolsystemcompareswithothercontrolsystems,hasthesystemmodelsimply,thecheckalgorithmisunitary,alsonotcomplexcharacteristicandsoonnon-linearityandcouplingsituation.Alsoispreciselybecausethemovementcontrolsystemcanimplementtothepath,therunningrate,thepointingaccuracyaswellastherepetitionprecisionaccuracycontrolrequirement,hasthebroadapplicationforegroundineachcategoryofcontrolengineering,thereforethemovementcontrolsystemhasatpresentbecomeinthecheckstudyapplicationdomainverymuchsignificanttheresearchdirection.Throughthemonolithicintegratedcircuittosteppingmonitorcheck,implementedthemotor-driventocausetheobjectatontheboardwhichinclinedthemovement,ThecontrolsectionistheSST89E52monolithicmicrocomputerwhichSSTCorporationproducesprimarily,withwhenthe1602LCDliquidcrystalscreenandaccordingtoturnedhasimplementedwiththeuserinteractive,throughthekeyboardentrydifferentcontrolcommand,theliquid-crystaldisplaywasallowedtodisplaythesettingvalueandtherunthecoordinates.TheelectricalmachinerycontrolsectionusedLM324Nfourtotransportputsandisconnectedtheelectronicprimarydevicevoluntarilytodevelopthe42BYG205steppingmonitoractuationelectriccircuittoimplementtheelectricalmachineryaccuracycontrol.Thealgorithmpartiallyforwillsuitthemonolithicintegratedcircuitsystemtooperatecarriesonoptimizesmanytimes,willreducethemicroprocessortheoperand.Hascompletedtheobjectvoluntarilythemovementandaccordingtothedifferentsetuppathmovement.
KeywordsMagneto;1602LCD;LM324N;Drivecircuit
選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí),首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。而在選用功率步進(jìn)電機(jī)時(shí),首先要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩,電機(jī)的矩頻特性能滿足機(jī)械負(fù)載并有一定的余量保證其運(yùn)行可靠。在實(shí)際工作過程中,各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一般地說最大靜力矩Mjmax大的電機(jī),負(fù)載力矩大[1]。
選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí),應(yīng)使步距角和機(jī)械系統(tǒng)匹配,這樣可以得到機(jī)床所需的脈沖當(dāng)量。在機(jī)械傳動(dòng)過程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量,一是可以改變絲桿的導(dǎo)程,二是可以通過步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)來完成。但細(xì)分只能改變其分辨率,不改變其精度。精度是由電機(jī)的固有特性所決定。
選擇功率步進(jìn)電機(jī)時(shí),應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載的負(fù)載慣量和機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率,使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量,使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動(dòng)的需要。
基于單片機(jī)的懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),具有硬件電路結(jié)構(gòu)簡單,精確度高,抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
1.2課題目的
培養(yǎng)綜合運(yùn)用四年大學(xué)所學(xué)知識(shí)去分析問題和解決實(shí)際問題的能力。在實(shí)踐中檢驗(yàn)所學(xué)知識(shí),從而加強(qiáng)理論與實(shí)踐的相結(jié)合。體驗(yàn)一個(gè)科研項(xiàng)目開發(fā)的全過程,學(xué)會(huì)單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用方法,鍛煉應(yīng)用能力,動(dòng)手能力。本課題設(shè)計(jì)是具有一定難度的基于單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)項(xiàng)目,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。通過這次畢業(yè)論文及設(shè)計(jì),檢驗(yàn)的綜合素質(zhì)和專業(yè)教育的培養(yǎng)效果,并且使學(xué)會(huì)閱讀、利用英文文獻(xiàn)資料,閱讀并翻譯外文資料的能力,學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)報(bào)告和論文。
1.3課題意義
隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高,各種方便于生活的自動(dòng)控制系統(tǒng)開始進(jìn)入了人們的生活,以單片機(jī)為核心的自動(dòng)門系統(tǒng)就是其中之一。同時(shí)也標(biāo)志了自動(dòng)控制領(lǐng)域成為了數(shù)字化時(shí)代的一員[3]。它實(shí)用性強(qiáng),功能齊全,技術(shù)先進(jìn),使人們相信這是科技進(jìn)步的成果。它更讓人類懂得,數(shù)字時(shí)代的發(fā)展將改變?nèi)祟惖纳睿瑢⒓涌炜茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展。
通過對“微機(jī)控制自動(dòng)門系統(tǒng)”的研究和設(shè)計(jì),精心撰寫了微機(jī)控制自動(dòng)門系統(tǒng)論文。本論文著重闡述了以單片機(jī)為主體,LED點(diǎn)陣顯示芯片及步進(jìn)電機(jī)為核心的系統(tǒng)。
本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用SST89E58作為控制核心,LED點(diǎn)陣顯示芯片、步進(jìn)電機(jī)、壓力傳感器、電位器相結(jié)合的系統(tǒng)。充分發(fā)揮了單片機(jī)的性能。其優(yōu)點(diǎn)硬件電路簡單,軟件功能完善,控制系統(tǒng)可靠,性價(jià)比較高等特點(diǎn),具有一定的使用和參考價(jià)值。
1.4應(yīng)解決的主要問題
在基于單片機(jī)的懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中,主要分三個(gè)部分設(shè)計(jì),一個(gè)是輸入和鍵盤顯示模塊;另一個(gè)是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊;第三個(gè)是最小系統(tǒng)和輸出模塊設(shè)計(jì)。主要解決的問題是:
1.單片機(jī)最小系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì);
2.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì);
3.輸出部分的軟硬件設(shè)計(jì);
4.主程序設(shè)計(jì);
5.繪圖板的設(shè)計(jì)。
1.5技術(shù)要求
設(shè)計(jì)一電機(jī)控制系統(tǒng),控制物體在傾斜(仰角≤100度)的板上運(yùn)動(dòng)。
在一白色底板上固定兩個(gè)滑輪,兩只電機(jī)(固定在板上)通過穿過滑輪的吊繩控制一物體在板上運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)范圍為80cm×100cm。物體的形狀不限,質(zhì)量大于100克。物體上固定有淺色畫筆,以便運(yùn)動(dòng)時(shí)能在板上畫出運(yùn)動(dòng)軌跡。板上標(biāo)有間距為1cm的淺色坐標(biāo)線(不同于畫筆顏色),左下角為直角坐標(biāo)原點(diǎn)。
目錄
第1章緒論1
1.1課題來源1
1.2課題目的1
1.3課題意義2
1.4應(yīng)解決的主要問題2
1.5技術(shù)要求2
第2章方案論證4
2.1可行性研究4
2.1.1經(jīng)濟(jì)可行性研究4
2.1.2技術(shù)可行性研究4
2.1.3方案提出5
2.1.4方案分析5
2.1.3方案確定7
2.2需求分析7
第3章過程論述8
3.1概要設(shè)計(jì)8
3.1.1系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)8
3.1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8
3.2詳細(xì)設(shè)計(jì)9
3.2.1硬件設(shè)計(jì)9
3.2.2軟件設(shè)計(jì)19
第4章系統(tǒng)測試28
4.1硬件測試28
4.2軟件測試28
4.2.1單元測試28
4.2.2集成測試30
4.2.3功能測試31
4.2.4測試結(jié)果32
結(jié)論33
1系統(tǒng)介紹
鐵路沿線的各站點(diǎn)都裝設(shè)有用于照明的大型燈塔。目前對燈塔的控制一般采用集中控制方式,在控制室中使用多個(gè)閘刀對燈塔進(jìn)行一對一控制。因燈塔和控制室常位于鐵路兩側(cè),所以施工較困難,而且電纜的投資大,自動(dòng)化水平也不高。采用電力線載波通信技術(shù),在現(xiàn)成的電力線路上傳輸數(shù)據(jù),無需裝設(shè)通信線路,也不占用無線通信頻道資源,可很好地解決這個(gè)問題。但由于電力線上存在高衰減、高噪聲、高變形等問題,它不是一個(gè)理想的通信媒介。因此要在電力線上實(shí)現(xiàn)可靠的載波通信,必須選用基于擴(kuò)頻技術(shù)的抗干擾能力強(qiáng)的電力線載波專用Modem芯片來設(shè)計(jì)鐵路燈塔控制系統(tǒng)。
鐵路燈塔控制系統(tǒng)由一個(gè)主站和若干個(gè)子站構(gòu)成,主站和子站掛接在單相或三上低壓電力線上。主站安裝于控制室內(nèi),子站安裝于各燈塔底座的控制箱內(nèi)。主站和子站以擴(kuò)頻電力線載波通信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
系統(tǒng)中站和子站的載波通信網(wǎng)絡(luò)接口控制器選用美國Intellon公司的SSCP300芯片。該芯片是一個(gè)高度集成的電力線收發(fā)器和信道存取接口,提供了CEBus(用戶電子總線)總線標(biāo)準(zhǔn)。CEBus是EIA(美國電子工業(yè)協(xié)會(huì))制定并頒布的一種通信標(biāo)準(zhǔn),目前為EIA-600。CEBus標(biāo)準(zhǔn)是一種應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的開放式通信協(xié)議,采用節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)的通信方式,數(shù)據(jù)傳輸速率為10kbps。CEBbus協(xié)議采用ISO/OSI協(xié)議中的四層:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。一個(gè)CEBus信息由報(bào)頭和數(shù)據(jù)包組成,如圖1所示。報(bào)頭是載波偵聽多路訪問/沖突檢測(CSMA/CDCR)協(xié)議的一部分,發(fā)送方用監(jiān)聽傳輸介質(zhì)中是否有其它發(fā)送方占用信道,以獲取對傳輸通道的控制權(quán)。CEBus采用擴(kuò)頻載波(SSC)技術(shù),形成“Chirp”掃頻信號(hào),對報(bào)頭采用ASK調(diào)制,數(shù)據(jù)包采用PRK調(diào)制,頻率范圍為100kHz~400kHz。
2硬件結(jié)構(gòu)
2.1主站及子站的硬件結(jié)構(gòu)
主站及子站的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。
主站以PIC16F877單片機(jī)為核心,由指示、鍵盤、RS232接口、在線編程接口、通信接口等單元組成。指示單元用74LS164串/并轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn),接到PIC16F877單片機(jī)的RB5和RB4引腳。鍵盤單元用74LS165并/串轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn),接到PIC16F877單片機(jī)的RA3、RA4和RA5引腳。主站定義了具有如下功能的按鍵:(1)一個(gè)燈塔的東西南北燈組選擇;(2)子站地址選擇;(3)鎖鍵盤;(4)運(yùn)行命令。在線編程接口單元利用PIC16F877單片機(jī)的/MCLR、RB3、RB6、RB7四個(gè)引腳對CPU的在系統(tǒng)程序及定值進(jìn)行修改。主站利用MAX202實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)RS232通信接口,可與上位監(jiān)控PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,也可外接Modem來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。
子站由PIC16F877單片機(jī)、指示、在線編程接口。固態(tài)繼電器出口、地址編碼、通信接口等單元組成。地址編碼用于設(shè)置本子站的地址碼,用一個(gè)八位開關(guān)與PIC16F877單片機(jī)的RD口連接,共有256個(gè)編碼。每個(gè)子站裝有四個(gè)固態(tài)繼電器,用于開啟和關(guān)閉一個(gè)燈塔的東西南北四個(gè)方向的燈組。
2.2通信接口
主站和子站的通信接口原理如圖3所示。
SSCP300網(wǎng)絡(luò)控制器提供了一個(gè)與SPI兼容的主處理器接口,將PIC16F877的RC3(SCK)、RC4(SDO)、RC5(SDI)引腳定義用于SPI串行通信,分別與SSCP300的SCLK、SDI、SDO連接。SSCP300的片選信號(hào)/CS、復(fù)位信號(hào)/RST及中斷信號(hào)/INT分別連接與PIC16F877的RB3、RB2及RB1引腳。由SSCP300產(chǎn)生的“Chirp”波形輸出到其SO管腳,經(jīng)放大、三級(jí)濾波、SSCP111媒介接口IC放大后,被傳輸?shù)诫娏€耦合電路并送至電力線。由電力線經(jīng)耦合電路來的“Chirp”波形經(jīng)無源六級(jí)LC構(gòu)成的濾波器后,被傳輸?shù)絊SCP300的SI引腳。耦合電路采用鐵氧體磁環(huán)作為耦合變壓器的磁芯,變比為1:1,初次級(jí)線圈的匝數(shù)均為7。采用TVS來抑制較大幅度或較大加速度的瞬間電壓。
3軟件結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的軟件采用模塊化結(jié)構(gòu),主要包括初始化模塊、輸出控制模塊、鍵盤掃描模塊、通信模塊等。整個(gè)軟件分為主站軟件和子站軟件兩部分。下面以通信模塊軟件的設(shè)計(jì)為例來說明程序設(shè)計(jì)方法。
SSCP300向與之連接的PIC16F877單片機(jī)提供CEBus服務(wù)。PIC16F877單片機(jī)通過SPI接口對SSCP300進(jìn)行初始化、層信息設(shè)置、數(shù)據(jù)鏈路的存取控制設(shè)置等操作。完成以上步驟后,可進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。
PIC16F877單片機(jī)與SSCP300間各種形式的數(shù)據(jù)交換由控制命令來實(shí)現(xiàn)。常用的控制命令、十六進(jìn)制碼及功能如表1所示。一般情況下,命令后緊跟數(shù)據(jù)長度,接著為數(shù)據(jù)信息。
表1常用控制命令
命令碼命令值命令名稱功能
RST
LR
LW
IR
PR
PT
WRS-460X01
0X02
0X03
0X04
0X08
0X09
0X46Reset
Layer_Management_Read
Layer_Management_Write
Interface_Read
Packet_Receive
Packet_Transmit
Write_Register_46復(fù)位
讀層信息
寫層信息
讀標(biāo)志位
接收分組
發(fā)送分組
設(shè)置數(shù)據(jù)鏈路控制
3.1SSCP300的初始化
當(dāng)電源接通或執(zhí)行復(fù)位命令時(shí),SSCP300將執(zhí)行一個(gè)內(nèi)部診斷和建立序列。直到此序列被執(zhí)行完畢,命令才能被送至SSCP300。在對SSCP300進(jìn)行初始化之前,PIC16F877要完成I/O口的初始化、片內(nèi)RAM初始化以及SPI接口的初始化。
3.2層信息設(shè)置
初始化完成后可進(jìn)行層信息設(shè)置。層信息設(shè)置的數(shù)據(jù)長度為7個(gè)字節(jié),字節(jié)0為控制方式,一般設(shè)為數(shù)據(jù)鏈路(DLL)方式;字節(jié)1為組地址的低八位;字節(jié)2為組地址的高八位;字節(jié)3為設(shè)備地址的低八位;字節(jié)4為設(shè)備地址的高八位;字節(jié)5為系統(tǒng)地址的低八位;字節(jié)6為系統(tǒng)地址的高八位。在設(shè)置地址時(shí)應(yīng)注意某些段內(nèi)的地址為保留地址,不要使用,如0x0000為廣播地址。
在層信息設(shè)置的過程中,首先單片機(jī)向SSCP300寫入LW命令及數(shù)據(jù)長度“0X07”,然后確定好0~6字節(jié)的數(shù)據(jù)信息。層信息設(shè)置完成后,應(yīng)用LR命令讀回,判斷讀回信息與寫入信息是否一致。如果一致則說明設(shè)置成功,否則應(yīng)重新初始化后再設(shè)置層信息。
3.3數(shù)據(jù)鏈路存取控制設(shè)置
若節(jié)點(diǎn)之間的通信采用地址應(yīng)答方式ADRACK或地址非應(yīng)答方式ADRUACK,則應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路存儲(chǔ)控制設(shè)置,由命令WRS-46來實(shí)現(xiàn),數(shù)據(jù)長度為1。可設(shè)置的內(nèi)容為:(1)在主處理器的每個(gè)發(fā)送期內(nèi)需要發(fā)送ADRUACK的次數(shù);(2)在信道間存取的時(shí)間;(3)對于ACK和ADRUACK,是否需要嘗試多信道存取。
3.4數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收
如何從模具制造類企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目出發(fā),制定既符合現(xiàn)實(shí)需要又能體現(xiàn)教育認(rèn)知發(fā)展的設(shè)計(jì)項(xiàng)目選題。從企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目入手,將高校研究理論在真實(shí)項(xiàng)目實(shí)踐中完成,體現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研一體化應(yīng)用轉(zhuǎn)型,為模具企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目保證科學(xué)的理論支持。
2畢業(yè)設(shè)計(jì)形式
根據(jù)材料成型及控制工程專業(yè)工科學(xué)科的特點(diǎn),培養(yǎng)社會(huì)需要的各類職業(yè)崗位技術(shù)能力,畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)在形式上實(shí)現(xiàn)多元化,學(xué)生可以依據(jù)自己的特長完成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造工藝的研究,產(chǎn)品模擬分析或是生產(chǎn)管理的革新等等,不僅體現(xiàn)學(xué)生自身的個(gè)性特征,更能提高學(xué)生的職業(yè)興趣,合理規(guī)劃職業(yè)生涯。
3畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間安排
以往的畢業(yè)設(shè)計(jì)開展的時(shí)間與畢業(yè)實(shí)習(xí)和找工作交織,匆匆而過,質(zhì)量難以保證。項(xiàng)目化畢業(yè)設(shè)計(jì)以教學(xué)大綱為依據(jù),必須科學(xué)安排時(shí)間,合理處理畢業(yè)實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)的交融。
4畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方式
按照前期對畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題,必須建立與選題相適應(yīng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案。改變以往專職教師單一指導(dǎo)的模式,為保證學(xué)生的實(shí)踐技能和理論水平的同時(shí)提升,實(shí)現(xiàn)企業(yè)和專職教師的聯(lián)合指導(dǎo)模式。畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯形式:在前期選題、綜合指導(dǎo)方式模式基礎(chǔ)上,改變從前學(xué)生講、老師聽,提問的單純形式,結(jié)合學(xué)生設(shè)計(jì)的不同特點(diǎn),采用企業(yè)技改提案、研討會(huì)等答辯形式,給予學(xué)生展示自己研究成果的機(jī)會(huì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)最終成績評(píng)定辦法:綜合前面的研究,保證學(xué)生學(xué)有所用,進(jìn)行全方位的評(píng)價(jià),尤其關(guān)注企業(yè)對于學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中展現(xiàn)綜合能力的評(píng)定。
二項(xiàng)目化材料成型及控制工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的創(chuàng)新點(diǎn)
1思路創(chuàng)新畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的思路
創(chuàng)新在于以就業(yè)為導(dǎo)向,關(guān)注職業(yè)崗位能力需求,更好的實(shí)現(xiàn)校企人才“零對接”,以項(xiàng)目為載體,將材料成型及控制工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)貫穿于大學(xué)培養(yǎng)的全程實(shí)踐教學(xué),提高學(xué)生實(shí)踐能力,學(xué)習(xí)興趣,增加就業(yè)砝碼。
2方案創(chuàng)新從模具專業(yè)的市場
人才需求出發(fā),以“理論夠用,重應(yīng)用能力”的能力本位培養(yǎng)方式為指導(dǎo),改變以往理論過重,走過場,脫離實(shí)際生產(chǎn)的畢業(yè)設(shè)計(jì)方案,建立操作性強(qiáng)、針對就業(yè)性強(qiáng)的項(xiàng)目化畢業(yè)設(shè)計(jì)方案。這也是應(yīng)用型本科工學(xué)發(fā)展的必然趨勢。
3實(shí)踐理論相結(jié)合
在材料成型及控制工程專業(yè)2010屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中采用項(xiàng)目化畢業(yè)設(shè)計(jì)方案,取得了不錯(cuò)的成效,學(xué)生普遍反映明白自己要學(xué)什么,干什么,為什么,主動(dòng)積極性高漲,在實(shí)踐中提出了一些實(shí)用的技改創(chuàng)新,服務(wù)社會(huì)。
4以就業(yè)為導(dǎo)向的項(xiàng)目化材料成型及控制工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的應(yīng)用價(jià)值
畢業(yè)設(shè)計(jì)的改革可以緩解高校與社會(huì)人才培養(yǎng)的矛盾,提高學(xué)生的就業(yè),其應(yīng)用價(jià)值主要表現(xiàn)在:(1)項(xiàng)目化的畢業(yè)設(shè)計(jì)方案有助于校企合作,用人單位提前介入人才培養(yǎng),培養(yǎng)適合產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)人才。(2)項(xiàng)目化的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠保證教學(xué)質(zhì)量,提升職業(yè)能力培養(yǎng)。(3)項(xiàng)目化的畢業(yè)設(shè)計(jì)方案縮短了高校與就業(yè)從業(yè)的適應(yīng)期,增加了學(xué)生的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),幫助學(xué)生就業(yè),提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和職業(yè)能力。
【關(guān)鍵詞】意義;效益;建設(shè);內(nèi)部控制體系
實(shí)踐證明,內(nèi)部控制與風(fēng)險(xiǎn)管理是現(xiàn)代企業(yè)經(jīng)營管理的必備“武器”。近幾年,企業(yè)面臨的風(fēng)險(xiǎn)日益增多,美國的《2002年薩班斯—奧克斯利法案》(簡稱SOX法案)、COSO2004年的《企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管理——整合框架》、我國國資委2006年的《中央企業(yè)全面風(fēng)險(xiǎn)管理指引》以及財(cái)政部2008年的《企業(yè)內(nèi)部控制基本規(guī)范》等一系列法律法規(guī)緊鑼密鼓的制定,企業(yè)也在不斷地認(rèn)識(shí)、建設(shè)并有效地利用內(nèi)部控制體系和風(fēng)險(xiǎn)管理體系。
從內(nèi)部控制理論的發(fā)展歷程看,內(nèi)部控制的控制重點(diǎn)就是企業(yè)風(fēng)險(xiǎn),對風(fēng)險(xiǎn)的管理主要是通過內(nèi)部控制體系控制關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的。風(fēng)險(xiǎn)管理是建立在內(nèi)部控制基礎(chǔ)之上的、具有更高層次和綜合意義的控制活動(dòng)。如果離開良好的內(nèi)部控制系統(tǒng),所謂的風(fēng)險(xiǎn)管理只能是一句空話而已。因此,鑒于中國目前大多數(shù)企業(yè)內(nèi)部控制體系尚未構(gòu)建或構(gòu)建不完善,筆者主張中國企業(yè)應(yīng)先構(gòu)建基于風(fēng)險(xiǎn)管理的行之有效的內(nèi)部控制體系,并通過對該體系的有效執(zhí)行,實(shí)現(xiàn)對企業(yè)主要風(fēng)險(xiǎn)的管理。
一、中國企業(yè)內(nèi)部控制體系建設(shè)的意義
企業(yè)內(nèi)部控制體系建設(shè)的意義來自于企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,是企業(yè)自身發(fā)展的迫切要求,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
(一)實(shí)現(xiàn)企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)的要求
學(xué)術(shù)界不同學(xué)派關(guān)于戰(zhàn)略的觀點(diǎn)和假設(shè)等不盡相同,但都承認(rèn)“核心競爭力”是企業(yè)競爭優(yōu)勢的所在。核心競爭力戰(zhàn)略理論認(rèn)為,企業(yè)要想長期穩(wěn)定地保持其競爭優(yōu)勢,必須通過制定正確的戰(zhàn)略目標(biāo),培養(yǎng)和發(fā)展能使企業(yè)在未來市場居于有利地位的核心競爭力。而制定的戰(zhàn)略能否最終實(shí)施,取決于企業(yè)各個(gè)業(yè)務(wù)流程的有效執(zhí)行。有效執(zhí)行的內(nèi)部控制體系不但對企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)起到了強(qiáng)勁的科學(xué)支撐與持續(xù)保障作用,還使企業(yè)具備識(shí)別和管理整個(gè)企業(yè)多種風(fēng)險(xiǎn)的綜合能力,這有助于減少企業(yè)的不確定性與盈利的波動(dòng)性,進(jìn)而增強(qiáng)企業(yè)的核心競爭力。
(二)建立現(xiàn)代企業(yè)制度的要求
現(xiàn)代企業(yè)制度的核心內(nèi)容包括規(guī)范和完善的企業(yè)法人制度、嚴(yán)格而清晰的有限責(zé)任制度、科學(xué)的企業(yè)組織制度、科學(xué)的企業(yè)管理制度以及企業(yè)破產(chǎn)制度和外部保障制度等。構(gòu)建并執(zhí)行這些現(xiàn)代企業(yè)制度內(nèi)容,都需要切實(shí)可行的內(nèi)部控制體系建設(shè),因?yàn)楝F(xiàn)代企業(yè)制度和內(nèi)部控制體系建設(shè)之間是相輔相成的。
(三)企業(yè)生存發(fā)展的要求
自2004年年底以來,“中航油事件”5.54億美元的虧損、中儲(chǔ)棉10億元的虧損等國有資產(chǎn)接連不斷的巨虧噩夢,在國內(nèi)外引起了巨大震動(dòng)。由于這一系列事件的主要原因是企業(yè)內(nèi)部控制體系方面存在嚴(yán)重缺陷,使人們意識(shí)到切實(shí)加強(qiáng)企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)控制已到了危及企業(yè)生存的刻不容緩的地步。
(四)參與國際競爭的要求
參與國際競爭的前提是要和國際上大多數(shù)企業(yè)處于基本相同的經(jīng)營環(huán)境中。但從國外企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)管理實(shí)施進(jìn)展看,自美國SOX法案對在紐約上市的公司提出建立內(nèi)部控制體系的要求后,許多國際大公司對內(nèi)部控制體系的建設(shè)進(jìn)行了完善和改進(jìn),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步建立了全面風(fēng)險(xiǎn)管理體系。中國企業(yè)要參與國際競爭,就必須逐步建設(shè)內(nèi)部控制和風(fēng)險(xiǎn)管理體系,不斷縮短與國外企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管理的差距,在國際競爭中不斷加大投資并購等業(yè)務(wù)的成功率。
(五)投資者對企業(yè)預(yù)期的要求
投資者包括現(xiàn)實(shí)投資者和潛在投資者,他們的目的基本都是取得預(yù)期的收益。而內(nèi)部控制的目標(biāo)在于有效率和有效益的經(jīng)營、循規(guī)守法進(jìn)而保護(hù)企業(yè)財(cái)產(chǎn)安全,這正是實(shí)現(xiàn)企業(yè)收益的保證。循規(guī)守法主要通過完善的內(nèi)部控制流程來保證。內(nèi)部控制體系有利于保證企業(yè)的保值、增值,最終實(shí)現(xiàn)投資者的利益預(yù)期。
(六)國內(nèi)外法律法規(guī)的要求
首先是國內(nèi)法律法規(guī)的要求。我國政府有關(guān)部門制定了一系列法律法規(guī),要求企業(yè)通過內(nèi)部控制體系建設(shè)來管理風(fēng)險(xiǎn)。法律法規(guī)是需要企業(yè)遵循的,所以,企業(yè)必須構(gòu)建完善的內(nèi)部控制體系。其次是中國企業(yè)到國外上市的法規(guī)要求。比如中國企業(yè)到美國上市,必須遵循SOX法案,該法案中最難操作、最復(fù)雜、耗費(fèi)成本最高的404條款要求所有到美國上市的企業(yè)建立風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)部控制機(jī)制。
二、企業(yè)建設(shè)內(nèi)部控制體系將獲得的效益
企業(yè)建立的目的是盈利,內(nèi)部控制體系也必須為企業(yè)帶來效益,企業(yè)才有動(dòng)力愿意去實(shí)施這項(xiàng)工作。在構(gòu)建有效的內(nèi)部控制體系過程中,企業(yè)至少可以從以下幾個(gè)方面獲得效益。
(一)通過理順關(guān)系來解決企業(yè)現(xiàn)存的管理問題
為了建立行之有效的內(nèi)部控制體系,企業(yè)必須對本企業(yè)內(nèi)部的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行梳理。企業(yè)在梳理各業(yè)務(wù)流程時(shí),首先要對業(yè)務(wù)流程中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別,通過分析識(shí)別,將企業(yè)歷年累積的管理問題挖掘出來,并通過風(fēng)險(xiǎn)清單的方式進(jìn)行明示;其次要對這些風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效的評(píng)估,通過評(píng)估來判斷風(fēng)險(xiǎn)的大小及風(fēng)險(xiǎn)的特性等;最后要對癥下藥,對識(shí)別出的管理問題進(jìn)行有效的解決,解決問題的關(guān)鍵是通過業(yè)務(wù)流程梳理明確權(quán)責(zé)關(guān)系,進(jìn)而提高企業(yè)的管理能力。可見,這個(gè)過程主要是通過業(yè)務(wù)流程的梳理,發(fā)現(xiàn)和解決現(xiàn)存的管理問題,并對構(gòu)建行之有效的企業(yè)內(nèi)部控制體系做好鋪墊。
(二)通過提升企業(yè)整體管理水平來提高企業(yè)經(jīng)營效率與效果
如果企業(yè)通過對業(yè)務(wù)流程的梳理構(gòu)建了行之有效的內(nèi)部控制體系,該體系毫無疑問會(huì)有效防范和抵御風(fēng)險(xiǎn),并將風(fēng)險(xiǎn)控制在萌芽狀態(tài)或控制在企業(yè)可承受的能力范圍之內(nèi)。內(nèi)部控制體系的有效執(zhí)行,最終會(huì)提升企業(yè)整體管理水平,而企業(yè)整體管理水平的提升就意味著企業(yè)經(jīng)營效率和效果的提升。
(三)通過企業(yè)增值來更好地回報(bào)投資者
實(shí)踐證明,完善的內(nèi)部控制體系及其有效實(shí)施能最大限度地保護(hù)投資者的權(quán)益,內(nèi)部控制的缺失則可能給投資者帶來無法挽回的損失。安然、世通等的破產(chǎn)都是由于內(nèi)部控制體系不完善造成的,給投資人造成了巨大損失。企業(yè)經(jīng)營與管理的最終目的都是為了增加企業(yè)價(jià)值,最大化投資者利益。內(nèi)部控制執(zhí)行的好壞將直接影響企業(yè)價(jià)值最大化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),而執(zhí)行有效的內(nèi)部控制體系能夠在促進(jìn)企業(yè)發(fā)展的同時(shí)給投資者帶來更高的價(jià)值回報(bào)。
三、中國企業(yè)成功建設(shè)內(nèi)部控制體系的關(guān)鍵因素
企業(yè)內(nèi)部控制體系建設(shè)主要包括具體構(gòu)建階段和長期實(shí)施階段。由于企業(yè)各種環(huán)境因素會(huì)發(fā)生變動(dòng),內(nèi)部控制體系的制定就不可能一勞永逸,而需要根據(jù)環(huán)境的變化和企業(yè)發(fā)展的要求進(jìn)行不斷的完善和修訂。但不管是在具體構(gòu)建階段還是長期實(shí)施階段,企業(yè)要想成功建設(shè)內(nèi)部控制體系,必須把握以下關(guān)鍵因素,并盡可能做到。
(一)力求管理層高度重視,并將高管的重視制度化
內(nèi)部控制體系是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程,需要公司各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的支持和大力配合。例如,董事會(huì)的承諾與投入能極大地推動(dòng)企業(yè)內(nèi)部控制體系的構(gòu)建與實(shí)施;經(jīng)理的素質(zhì)、品行關(guān)乎企業(yè)的發(fā)展,進(jìn)而影響到內(nèi)部控制的效率和效果。實(shí)踐證明,企業(yè)有效的管理是從高層開始的,所以,企業(yè)應(yīng)該在相應(yīng)的規(guī)章制度中將高管的重視和參與制度化,以有效推進(jìn)內(nèi)部控制體系的執(zhí)行。
在內(nèi)部控制建設(shè)過程中,將高管的重視和參與制度化,至少應(yīng)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面,以保證高管能夠積極支持風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)部控制的構(gòu)建與實(shí)施:
1.成立內(nèi)部控制領(lǐng)導(dǎo)小組和工作組,并由董事長及CEO等高層管理人員任組長;
2.協(xié)調(diào)風(fēng)險(xiǎn)管理部門與業(yè)務(wù)部門之間的關(guān)系;
3.強(qiáng)化業(yè)務(wù)操作的合規(guī)觀念,結(jié)合內(nèi)控要求,明確部門職責(zé),優(yōu)化部門設(shè)置;
4.通過全員會(huì)議提升全員風(fēng)險(xiǎn)管理意識(shí),形成完整的內(nèi)部控制制度體系,將風(fēng)險(xiǎn)理念融入企業(yè)文化;
5.形成強(qiáng)有力的監(jiān)督考核機(jī)制,并對內(nèi)部控制工作的設(shè)計(jì)和執(zhí)行給予有力的監(jiān)督和指導(dǎo);
6.由CEO等高級(jí)管理人員親自聽取內(nèi)部控制和風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告。
(二)構(gòu)建嚴(yán)密的組織保障,落實(shí)內(nèi)部控制職責(zé)
內(nèi)部控制體系的構(gòu)建和實(shí)施需要相應(yīng)的組織保障,即企業(yè)應(yīng)成立各級(jí)內(nèi)控機(jī)構(gòu),落實(shí)內(nèi)控職責(zé)。一般而言,內(nèi)部控制機(jī)構(gòu)至少應(yīng)該包括:規(guī)范的公司法人治理結(jié)構(gòu)和各層級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)管理職能部門。
規(guī)范的公司法人治理結(jié)構(gòu)是促使內(nèi)部控制體系有效運(yùn)行,保證內(nèi)部控制功能發(fā)揮的前提和基礎(chǔ),是實(shí)行內(nèi)部控制的體系環(huán)境。各層級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)管理職能部門應(yīng)涵蓋企業(yè)決策和管理者(如董事會(huì)、CEO、CFO等)、風(fēng)險(xiǎn)管理職能部門、經(jīng)營系統(tǒng)、內(nèi)部審計(jì)、外部審計(jì)等部門。由于不同企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)、經(jīng)營特點(diǎn)、管理風(fēng)格等也不同,具體設(shè)置時(shí),風(fēng)險(xiǎn)管理的機(jī)構(gòu)和職責(zé)也不同。例如,《企業(yè)內(nèi)部控制基本規(guī)范》明確規(guī)定內(nèi)部控制機(jī)構(gòu)必須有專門或指定機(jī)構(gòu),并將內(nèi)部控制最高決策機(jī)構(gòu)設(shè)在董事會(huì)。圖1為董事會(huì)控制下的風(fēng)險(xiǎn)管理各部門的職責(zé)分工。
從圖1可以把企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管理的職能部門和職責(zé)歸為風(fēng)險(xiǎn)管理的四道防線:第一道防線——各相關(guān)部門和業(yè)務(wù)單位;第二道防線——風(fēng)險(xiǎn)管理部門;第三道防線——內(nèi)部審計(jì)部門;第四道防線——外部審計(jì)和公共監(jiān)督。這四道防線構(gòu)成嚴(yán)密的內(nèi)部控制組織保障,各司其職,真正的落實(shí)內(nèi)部控制職責(zé)。
(三)整章建制,構(gòu)建體系化的制度保障
在大力倡導(dǎo)企業(yè)內(nèi)部控制體系之前,中國大部分企業(yè)的內(nèi)部控制體系都沒有完善的制度保障,都是按照經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣行事。大凡成功的企業(yè)都有一套系統(tǒng)、科學(xué)、嚴(yán)密、規(guī)范的內(nèi)部控制體系。因此,要構(gòu)建和實(shí)施完善的內(nèi)部控制體系,必須要有體系化的制度保障。當(dāng)內(nèi)部控制體系構(gòu)建后,企業(yè)一般應(yīng)從兩個(gè)方面考慮制度建設(shè)的問題。
1.固化建設(shè)期已經(jīng)規(guī)定的規(guī)章制度。在構(gòu)建期,企業(yè)會(huì)有許多規(guī)章制度,例如《溝通訪談管理辦法》、《工作紀(jì)律管理辦法》、《培訓(xùn)管理辦法》、《文檔管理辦法》等,其中有許多是適用于企業(yè)長期實(shí)施階段的。所以,在內(nèi)部控制體系構(gòu)建成功后,就應(yīng)著手對建設(shè)期的許多規(guī)章制度進(jìn)行重新審視,按照長效機(jī)制的要求對其進(jìn)行修訂,并將其固化,使其在今后的內(nèi)部控制工作中繼續(xù)發(fā)揮應(yīng)有的作用。但要注意的是,在內(nèi)部控制執(zhí)行過程中,這些制度并非不變,需要在此基礎(chǔ)上隨著環(huán)境的變化隨時(shí)對其進(jìn)行評(píng)價(jià)和修訂,進(jìn)而有效地指導(dǎo)企業(yè)解決長期實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題。
2.及時(shí)形成長期實(shí)施階段的規(guī)章制度。長期實(shí)施階段的規(guī)章制度是一個(gè)有機(jī)的體系,主要應(yīng)包括:建立科學(xué)、有效的激勵(lì)約束機(jī)制;建立涵蓋所有業(yè)務(wù)的全面、系統(tǒng)、成文的政策、制度和程序;建立風(fēng)險(xiǎn)控制的責(zé)任制度;建立嚴(yán)格的問責(zé)制度;建立長期的檢查制度;重新規(guī)定企業(yè)的培訓(xùn)制度;建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)管理報(bào)告制度等。在內(nèi)部控制體系構(gòu)建成功后,企業(yè)必須著手對這些規(guī)章制度進(jìn)行定制和完善,以保證構(gòu)建的內(nèi)部控制體系有效執(zhí)行。
(四)形成科學(xué)的項(xiàng)目管理
由于內(nèi)部控制體系涉及到多個(gè)學(xué)科、多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí),需要精心設(shè)計(jì),管理好內(nèi)部控制體系中的各個(gè)環(huán)節(jié)。在內(nèi)部控制實(shí)踐中,企業(yè)一般會(huì)把各個(gè)環(huán)節(jié)稱之為一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行管理。美國項(xiàng)目管理學(xué)會(huì)認(rèn)為一個(gè)有效的專業(yè)項(xiàng)目管理者必須具備范圍管理、人力資源管理、溝通管理、時(shí)間管理、風(fēng)險(xiǎn)管理、采購管理、費(fèi)用管理、質(zhì)量管理及綜合管理能力。將內(nèi)部控制看作一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行管理,可以從系統(tǒng)的角度優(yōu)化內(nèi)部控制體系。例如通過范圍管理,使內(nèi)部控制覆蓋公司可能遭受風(fēng)險(xiǎn)的所有層面;項(xiàng)目的時(shí)間管理是為了確保項(xiàng)目最終按時(shí)完成的一系列管理過程;人員管理的宗旨就是要使企業(yè)的所有員工(從最高層到最低層)都各得其所,各盡其才,全部朝著有利于達(dá)成企業(yè)目標(biāo)的方向發(fā)展等等。
(五)堅(jiān)持持續(xù)的培訓(xùn)宣傳
內(nèi)部控制體系是靠人去執(zhí)行的,再好的制度如果沒有高素質(zhì)的人去執(zhí)行也不會(huì)產(chǎn)生好的效果。所以,加強(qiáng)對員工的培訓(xùn),應(yīng)是內(nèi)部控制建設(shè)中的重要內(nèi)容。同時(shí),管理者還應(yīng)創(chuàng)造適宜的工作環(huán)境、工作條件以便滿足職工的尊重需求和自我實(shí)現(xiàn)的需要,采用適當(dāng)?shù)募?lì)手段調(diào)動(dòng)職工工作的積極性和創(chuàng)造性。
在內(nèi)部控制體系的建設(shè)期,內(nèi)部控制項(xiàng)目組一般會(huì)采取集中培訓(xùn)、會(huì)議交流、內(nèi)部網(wǎng)頁、問題解答、電話熱線、信息簡報(bào)等形式多樣的宣傳貫徹方法,使大家在思想上、組織上、行動(dòng)上達(dá)成共識(shí)。進(jìn)入長效機(jī)制后,培訓(xùn)工作仍然不能放松,因?yàn)橐环矫嫫髽I(yè)的經(jīng)營環(huán)境在不斷的變化中;另一方面,對現(xiàn)有流程的維護(hù)等工作也需要不斷進(jìn)行培訓(xùn)。可見培訓(xùn)在內(nèi)部控制設(shè)計(jì)、實(shí)施和長效機(jī)制中自始至終應(yīng)貫穿于企業(yè)的管理中。
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(見圖3)主要由細(xì)分電路、驅(qū)動(dòng)控制芯片和光耦隔離電路組成。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移和輸入的脈沖數(shù)目要求嚴(yán)格成正比。如果按照整步的工作方式,會(huì)受到步進(jìn)電機(jī)振動(dòng)大、噪聲大等影響;運(yùn)用細(xì)分,不僅可使振動(dòng)和噪聲減小,且可以減小步進(jìn)電機(jī)誤動(dòng)作產(chǎn)生的平臺(tái)傾斜度偏移,從而減小激光定位的誤差;并且,細(xì)分?jǐn)?shù)取得越高,在遠(yuǎn)端產(chǎn)生的偏移量越小。為了使步進(jìn)電機(jī)工作的誤差盡可能的小,本設(shè)計(jì)中驅(qū)動(dòng)電路采用高細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片THB6128。圖3中,M1、M2、M3端為細(xì)分的設(shè)定端,根據(jù)這3端所提供的高低電平的不同,有1、1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64、1/128多種細(xì)分可選,當(dāng)三端全為高電平時(shí),細(xì)分為128。CW/CCW端為電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制端,CW/CCW為低電平時(shí),電機(jī)正轉(zhuǎn);反之,電機(jī)反轉(zhuǎn)。ST/VCC端為低電平時(shí),THB6128進(jìn)入待機(jī),功耗極低。另外,為了防止對電源或?qū)Φ囟搪罚撔酒瑑?nèi)置溫度保護(hù)及過流電路。驅(qū)動(dòng)芯片與單片機(jī)相連的端口均采用光耦隔離,U8、U10、U11為光耦隔離,防止電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)控制電路產(chǎn)生干擾;LED可以直觀顯示隔離控制的通斷。
1.2激光旋轉(zhuǎn)控制電路設(shè)計(jì)
激光發(fā)射電路主要由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、激光發(fā)射控制電路、光耦隔離電路及細(xì)分電路構(gòu)成,如圖4所示。激光發(fā)射器控制電路主要完成控制激光發(fā)射器發(fā)射和轉(zhuǎn)動(dòng),保證其發(fā)射的激光能實(shí)時(shí)完成激光接收靶跟蹤,使農(nóng)田平地機(jī)被實(shí)時(shí)控制。由單片機(jī)輸出的激光發(fā)射器發(fā)射信號(hào)通過光耦隔離電路后輸入激光發(fā)射器控制電路。其中,JG為單片機(jī)P46端口的控制輸出端,U17為電路的光耦隔離器。激光發(fā)射器的旋轉(zhuǎn)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路控制,由單片機(jī)輸出信號(hào)控制THB6128的使能、脈沖及方向端從而控制激光發(fā)射器的旋轉(zhuǎn)。
1.3電源電路設(shè)計(jì)
電路選擇采用簡單高效電源芯片LM2576,該穩(wěn)壓器是單片集成電路,能實(shí)現(xiàn)熱關(guān)斷和電流限制保護(hù),能驅(qū)動(dòng)3A負(fù)載。控制核心的電源設(shè)計(jì)如圖5所示。在直流電源輸入端加入TVS瞬變電壓抑制二極管PK6E22A,該二極管能在收到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí),迅速將兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩梗瑫r(shí)吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率,有效地保護(hù)電子電路中的電子元器件免受浪涌脈沖的破壞[4]。為了防止功率地跟信號(hào)地之間的互相干擾,在電源電路設(shè)計(jì)中,功率地和信號(hào)地之間加入了電感L2進(jìn)行隔離。
2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
由于農(nóng)田平地機(jī)激光發(fā)射平臺(tái)調(diào)平控制系統(tǒng)的工作環(huán)境的惡劣性,易對數(shù)據(jù)的采集造成干擾,再加上傾角傳感器自身存在的溫度漂移等,會(huì)加大傾角數(shù)據(jù)采集的誤差。因此,對傾角傳感器采集的數(shù)據(jù)時(shí),先采用基于限幅濾波法和遞推算術(shù)平均值濾波算法相結(jié)合的復(fù)合濾波法算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理[5],接著采用角度偏移與溫度變化的三次曲線對傾角傳感器溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償,提高數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性[6]。另外,由于步進(jìn)電機(jī)的非線性特征,對其非線性參數(shù)進(jìn)行整定較困難,而常規(guī)的PID算法由于參數(shù)整定過程繁瑣,實(shí)施起來較復(fù)雜,并且在越接近預(yù)設(shè)的目標(biāo)值時(shí),越容易產(chǎn)生超調(diào)而抖動(dòng),影響其控制效果的進(jìn)一步提高。因此,采用基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID算法控制器對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制,能保證步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng)性能提升,響應(yīng)時(shí)間縮短,動(dòng)態(tài)性能、自適應(yīng)性和魯棒性更佳。系統(tǒng)總體流程圖,如圖6所示。系統(tǒng)初始化后,首先進(jìn)行傾角數(shù)據(jù)采集,系統(tǒng)采集當(dāng)前的平臺(tái)的傾角數(shù)據(jù)后,經(jīng)過濾波和補(bǔ)償處理,直接交給單片機(jī)進(jìn)行判斷:如果到達(dá)調(diào)平的預(yù)設(shè)值,則結(jié)束。沒到達(dá)預(yù)設(shè)值的話,如果是大于預(yù)設(shè)值,則電機(jī)正轉(zhuǎn),控制平臺(tái)支腿進(jìn)行相應(yīng)的伸縮調(diào)整平臺(tái)的傾斜度,再重新進(jìn)行數(shù)據(jù)采集;如果小于預(yù)設(shè)值,則電機(jī)反轉(zhuǎn),控制平臺(tái)支腿進(jìn)行相應(yīng)的伸縮調(diào)整平臺(tái)的傾斜度,再重新進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。如此反復(fù)進(jìn)行平臺(tái)調(diào)整,直至達(dá)到預(yù)定的平臺(tái)傾斜度為止。
3試驗(yàn)分析
本文設(shè)計(jì)的農(nóng)田平地機(jī)激光發(fā)射平臺(tái)調(diào)平控制系統(tǒng)主要是為提高農(nóng)田平地機(jī)的雙激光源定位系統(tǒng)的精度做準(zhǔn)備,在雙激光源定位系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用。而整個(gè)調(diào)平過程中,由于傾角傳感器和調(diào)平電機(jī)的特性,此控制系統(tǒng)主要受溫度影響。所以,本試驗(yàn)在激光發(fā)射器校準(zhǔn)完成后,設(shè)計(jì)了在加入基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制方法對電機(jī)控制,并在不同溫度環(huán)境下的試驗(yàn)。將調(diào)整平臺(tái)置于不同的溫度環(huán)境中,同時(shí)讓激光器支座處于允許的任意傾斜角度狀態(tài),分別測試支座在大傾角(20°~30°)和小傾角(10°左右)狀態(tài)下系統(tǒng)調(diào)整的可靠性。
1)13℃時(shí),大角度調(diào)平試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖7所示。
2)13℃時(shí),小角度調(diào)平試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖8所示。由圖7、圖8可知,采用基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制調(diào)平時(shí),在農(nóng)平地過程中調(diào)平過程的前期,調(diào)平速度快,當(dāng)角度越接近目標(biāo)角度時(shí),速度明顯減慢;若達(dá)到調(diào)平要求的預(yù)設(shè)精度值0.03°時(shí),調(diào)平停止;而且在調(diào)平過程中很少出現(xiàn)超調(diào)和振蕩,當(dāng)傾斜角度較小時(shí),調(diào)平完成的時(shí)間相對較短。
3)25℃,大角度調(diào)平試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖9所示。
4)25℃,小角度調(diào)平試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖10所示。由圖9和10可知,當(dāng)溫度變化時(shí),平臺(tái)大傾斜角度和小傾斜角度的調(diào)平規(guī)律與圖7和8相似。這說明經(jīng)過加入基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制方法后此系統(tǒng)受溫度影響不大。
USB2.0設(shè)備連接到主機(jī)后,主機(jī)給設(shè)備供電并發(fā)送復(fù)位信號(hào)復(fù)位設(shè)備,之后設(shè)備進(jìn)入全速模式工作,由圖2所示在fullspeed狀態(tài)檢測到SE0(linestate[1:0]=00)持續(xù)2.5μs后,高速握手開始,設(shè)備控制器進(jìn)入sendchirp狀態(tài),設(shè)備向主機(jī)發(fā)送一個(gè)持續(xù)時(shí)間大于1ms的K(linestate[1:0]=01)信號(hào)以檢測主機(jī)是否支持高速模式。設(shè)備進(jìn)入recvchirp狀態(tài)并準(zhǔn)備接收來自主機(jī)的JK序列。主機(jī)支持高速并檢測到K之后,向設(shè)備發(fā)送JKJKJK序列以檢測設(shè)備是否支持高速模式。設(shè)備控制器在recvchirp狀態(tài)成功檢測到3對JK序列后高速握手成功,進(jìn)入到highspeed模式工作;否則,設(shè)備以全速模式工作。
2設(shè)備掛起
根據(jù)USB2.0協(xié)議,為了減小功耗,當(dāng)總線3ms沒有動(dòng)作時(shí),設(shè)備需進(jìn)入掛起(suspend)狀態(tài),設(shè)備在掛起狀態(tài)只能消耗小于500μA的電流,并且進(jìn)入掛起后設(shè)備需要保留原來的狀態(tài)。(1)全速模式掛起:檢測到總線狀態(tài)為SE0達(dá)到3ms,設(shè)備從fullspeed狀態(tài)進(jìn)入suspend狀態(tài)。(2)高速模式掛起:設(shè)備工作在高速模式時(shí),由于高速復(fù)位和高速掛起都是發(fā)送一個(gè)大于3ms的總線空閑信號(hào),因此設(shè)備需要區(qū)分這兩個(gè)事件。如圖2,處于highspeed狀態(tài)時(shí),設(shè)備檢測到總線空閑(SE0)3ms,進(jìn)入hsrevert狀態(tài)。之后檢測總線狀態(tài)不為SE0,此后設(shè)備掛起。假如在hsrevert狀態(tài)后還檢測到SE0持續(xù)100μs,則判斷為高速復(fù)位,clrtimer2=1。設(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)換到sendchirp狀態(tài),開始設(shè)備的高速握手。
3掛起恢復(fù)
設(shè)備處于掛起狀態(tài)時(shí),在它的上行口接收到任何非空閑信號(hào)時(shí)可以使設(shè)備恢復(fù)工作[5]。(1)全速掛起恢復(fù):設(shè)備從掛起狀態(tài)起檢測到的不是持續(xù)的J,則恢復(fù)到fullspeed狀態(tài),以全速模式工作。(2)高速掛起恢復(fù):掛起時(shí)保留著高速連接狀態(tài),highspeed=1且hssupport=1,掛起恢復(fù)需要判斷是由總線動(dòng)作引起還是系統(tǒng)復(fù)位引起。設(shè)備中測到總線狀態(tài)為SE0,說明是由復(fù)位引起的掛起恢復(fù),設(shè)備狀態(tài)進(jìn)入sus-preset,然后檢測到SE0持續(xù)2.5μs后,進(jìn)入高速握手過程sendchirp狀態(tài);反之,檢測到掛起恢復(fù)信號(hào)K,則設(shè)備從掛起恢復(fù)到高速模式。
4復(fù)位檢測
集線器通過在端口驅(qū)動(dòng)一個(gè)SE0狀態(tài)向所連接的USB設(shè)備發(fā)出復(fù)位信號(hào)。復(fù)位操作可以通過USB系統(tǒng)軟件驅(qū)動(dòng)集線器端口發(fā)出復(fù)位信號(hào),也可以在設(shè)備端RE-SET信號(hào)置1,進(jìn)行硬件復(fù)位。(1)設(shè)備是從掛起狀態(tài)復(fù)位:在suspend狀態(tài)檢測到SE0時(shí),設(shè)備跳轉(zhuǎn)到suspreset狀態(tài),檢測總線狀態(tài)為超過2.5μs的SE0后設(shè)備啟動(dòng)高速握手檢測,即進(jìn)入sendchirp狀態(tài)。(2)設(shè)備從非掛起的全速狀態(tài)復(fù)位:設(shè)備在檢測到2.5μs<T<3.0ms的SE0狀態(tài)后啟動(dòng)高速握手檢測。硬件縱橫HardwareTechnique(3)設(shè)備從非掛起的高速狀態(tài)復(fù)位:設(shè)備在high-speed狀態(tài)檢測到總線上持續(xù)時(shí)間3.0ms的SE0后,設(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)換到hsrevert,以移除高速終端并重連D+的上拉電阻,此時(shí)為全速連接狀態(tài);之后設(shè)備需要在100μs<T<875μs的時(shí)間內(nèi)采樣總線狀態(tài),檢測到SE0持續(xù)2.5μs后,進(jìn)入sendchirp狀態(tài),開始高速握手過程。
2、設(shè)計(jì)過程質(zhì)量控制
為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)質(zhì)量,加強(qiáng)設(shè)計(jì)和開發(fā)的控制是頭等重要的工作。設(shè)計(jì)和開發(fā)的質(zhì)量控制點(diǎn)有許多個(gè)方面,包括控制設(shè)計(jì)和開發(fā)的輸入和輸出,開展六性設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)評(píng)審、設(shè)計(jì)驗(yàn)證、設(shè)計(jì)確認(rèn)、設(shè)計(jì)更改、試驗(yàn)控制等工作,實(shí)施技術(shù)狀態(tài)管理,控制技術(shù)狀態(tài)更改。這些主要的質(zhì)量控制點(diǎn)還可以擴(kuò)展到更多的質(zhì)量控制環(huán)節(jié),進(jìn)一步細(xì)化質(zhì)量管理工作。
2.1確定設(shè)計(jì)輸入、輸出
設(shè)計(jì)輸入要求是設(shè)計(jì)的依據(jù),而設(shè)計(jì)輸出是設(shè)計(jì)和開發(fā)過程的結(jié)果,提供了產(chǎn)品和有關(guān)過程的特性或規(guī)范,也是開展質(zhì)量保證工作的依據(jù),所以我們要規(guī)范設(shè)計(jì)輸入、輸出的要求,建立基線。完整準(zhǔn)確地確定設(shè)計(jì)要求,理解用戶的需求,還要考慮用戶的潛在要求。設(shè)計(jì)輸入要求通常包括:用戶要求、功能要求、性能要求、設(shè)計(jì)要求、法律法規(guī)要求。應(yīng)該對設(shè)計(jì)輸入進(jìn)行評(píng)審,與用戶進(jìn)行溝通,并通過會(huì)簽等形式固定溝通的結(jié)果。對要求的更改應(yīng)進(jìn)行技術(shù)狀態(tài)管理。設(shè)計(jì)輸出的圖樣、文件、規(guī)范等是制造、安裝和檢驗(yàn)的輸入,最終都應(yīng)通過定型得到確認(rèn)。
2.2將“六性”要求設(shè)計(jì)進(jìn)產(chǎn)品中
在設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中,需確定產(chǎn)品的可靠性、維修性、保障性、測試性、安全性、環(huán)境適應(yīng)性要求,運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)和“六性”專業(yè)工程實(shí)施設(shè)計(jì)和開發(fā)。依據(jù)研制總要求(研制任務(wù)書、技術(shù)協(xié)議)規(guī)定的“六性”要求來確定滿足“六性”要求的計(jì)劃和措施。“六性”工作計(jì)劃可以單獨(dú)編制,也可以再質(zhì)量計(jì)劃中作出規(guī)定。具體管理要求可參照GJB450A等標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合產(chǎn)品實(shí)際作出規(guī)定。
2.3設(shè)計(jì)評(píng)審
裝備產(chǎn)品研制程序要求承制單位必須建立分級(jí)、分階段的設(shè)計(jì)質(zhì)量、工藝質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)審制度以及進(jìn)行試制、試驗(yàn)前的準(zhǔn)備狀態(tài)檢查。設(shè)計(jì)評(píng)審應(yīng)納入研制計(jì)劃,未按規(guī)定要求完成設(shè)計(jì)評(píng)審,不能轉(zhuǎn)入下一階段工作,與所評(píng)審階段有關(guān)的職能代表都應(yīng)參加該階段設(shè)計(jì)和開發(fā)的評(píng)審活動(dòng)。必要時(shí)進(jìn)行“六性”以及元器件、原材料和計(jì)算機(jī)軟件等專題評(píng)審,也可以與其他設(shè)計(jì)評(píng)審一起進(jìn)行。為求設(shè)計(jì)評(píng)審有實(shí)效不走過場,首先要明確設(shè)計(jì)評(píng)審各方的責(zé)任:評(píng)審組織單位對人員、資料準(zhǔn)備與提供、評(píng)審意見處理及追蹤管理并運(yùn)用PDCA過程改進(jìn)方法不斷改進(jìn)和提高評(píng)審的有效性負(fù)責(zé);評(píng)審組對評(píng)審意見結(jié)論建議的正確性負(fù)責(zé);型號(hào)總師系統(tǒng)對總結(jié)報(bào)告、資料正確性、對意見和建議采納與否的后果負(fù)責(zé);質(zhì)量部門對評(píng)審后的跟蹤管理負(fù)責(zé)。
2.4設(shè)計(jì)和開發(fā)驗(yàn)證與確認(rèn)
設(shè)計(jì)和開發(fā)驗(yàn)證是為了證實(shí)設(shè)計(jì)和開發(fā)的輸出是否滿足輸入的要?jiǎng)β櫪邳S婕婷江西洪都航空工業(yè)集團(tuán)江西南昌330001求,設(shè)計(jì)和開發(fā)驗(yàn)證應(yīng)按設(shè)計(jì)和開發(fā)策劃的安排進(jìn)行,一般在形成設(shè)計(jì)輸出時(shí)進(jìn)行。設(shè)計(jì)驗(yàn)證具有層次性、階段性、多方式、迭代性的特點(diǎn),設(shè)計(jì)驗(yàn)證的方法包括試驗(yàn)、演示、分析、評(píng)審、檢驗(yàn)、仿真。承制單位應(yīng)保存設(shè)計(jì)和開發(fā)驗(yàn)證的結(jié)果及由驗(yàn)證而采取的任何必要措施的記錄,對于顧客要求控制的驗(yàn)證項(xiàng)目,應(yīng)在相關(guān)文件中予以明確并通知顧客參加。設(shè)計(jì)和開發(fā)確認(rèn)的目的是證實(shí)設(shè)計(jì)和開發(fā)產(chǎn)品滿足規(guī)定的適用要求或已知的預(yù)期用途要求,設(shè)計(jì)和開發(fā)確認(rèn)應(yīng)按設(shè)計(jì)和開發(fā)策劃的安排進(jìn)行,只要可行,應(yīng)在產(chǎn)品交付或?qū)嵤┲巴瓿伞TO(shè)計(jì)和開發(fā)確認(rèn)的方式可以包括對設(shè)計(jì)和開發(fā)的產(chǎn)品交付顧客試用及模擬試驗(yàn)等。承制單位應(yīng)保存設(shè)計(jì)和開發(fā)確認(rèn)結(jié)果及由確認(rèn)而采取的任何必要措施的記錄。
2.5設(shè)計(jì)和開發(fā)更改控制
設(shè)計(jì)和開發(fā)的更改是對設(shè)計(jì)和開發(fā)的輸出的變更,包括經(jīng)過評(píng)審和批準(zhǔn)的階段設(shè)計(jì)和開發(fā)的輸出的變更。引起設(shè)計(jì)和開發(fā)更改的原因很多,可能有產(chǎn)品要求的變更引起,也可能由適用于產(chǎn)品法規(guī)的變更引發(fā),也可能由設(shè)計(jì)評(píng)審、驗(yàn)證、確認(rèn)活動(dòng)發(fā)現(xiàn)的問題或生產(chǎn)過程發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)問題等引發(fā)。所有設(shè)計(jì)和開發(fā)更改在正式實(shí)施前必須得到規(guī)定的批準(zhǔn)人員的批準(zhǔn)才可以實(shí)施更改,重要的設(shè)計(jì)更改如影響裝備戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、通用性、互換性重要的接口、“六性”等,應(yīng)參照GJB3206A-2010《技術(shù)狀態(tài)管理》、GJB5235-2004《軟件配置管理》等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)分析和驗(yàn)證,確保符合論證充分、各方認(rèn)可、試驗(yàn)驗(yàn)證、審批完備、落實(shí)到位的原則。承制單位應(yīng)保持設(shè)計(jì)和開發(fā)更改的有關(guān)記錄,包括更改的申請、評(píng)審、驗(yàn)證、確認(rèn)、審批的記錄和更改的實(shí)施和標(biāo)識(shí)的記錄,設(shè)計(jì)更改應(yīng)符合技術(shù)狀態(tài)管理的有關(guān)規(guī)定要求。
2.6試驗(yàn)控制
根據(jù)設(shè)計(jì)和開發(fā)輸出的要求,試驗(yàn)前需編制試驗(yàn)大綱,明確試驗(yàn)的項(xiàng)目、內(nèi)容、以及試驗(yàn)的程序、條件、手段和記錄的要求,試驗(yàn)前的需做好準(zhǔn)備狀態(tài)檢查。試驗(yàn)應(yīng)按試驗(yàn)大綱規(guī)定的程序進(jìn)行試驗(yàn)并嚴(yán)格執(zhí)行試驗(yàn)設(shè)備的操作程序,確保試驗(yàn)條件和試驗(yàn)設(shè)備處于受控狀態(tài),并按規(guī)定要求做好記錄。對試驗(yàn)過程發(fā)生的任何問題都應(yīng)分析原因、采取措施,待問題解決后才可繼續(xù)試驗(yàn)。對任何超越試驗(yàn)程序的活動(dòng)都應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格的審批,試驗(yàn)過程的變更應(yīng)征得顧客同意。對試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的故障和缺陷要運(yùn)行產(chǎn)品故障報(bào)告和糾正措施系統(tǒng),采取有效的糾正措施并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,試驗(yàn)過程變更時(shí)應(yīng)征得顧客的同意。對按試驗(yàn)大綱所收集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和原始記錄進(jìn)行整理、分析和處理,并對試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。試驗(yàn)過程、結(jié)果及任何必要措施的記錄應(yīng)予保持。
2.7實(shí)施技術(shù)狀態(tài)管理,控制技術(shù)狀態(tài)更改
技術(shù)狀態(tài)管理是運(yùn)用行政和技術(shù)手段,建立各種程序,對產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)實(shí)施有目的、有計(jì)劃、有步驟的管理。承制單位應(yīng)實(shí)施技術(shù)狀態(tài)管理,內(nèi)容包括技術(shù)狀態(tài)標(biāo)識(shí)、技術(shù)狀態(tài)控制、技術(shù)狀態(tài)紀(jì)實(shí)、技術(shù)狀態(tài)審核。建立控制技術(shù)狀態(tài)更改的制度,保證更改受到系統(tǒng)地評(píng)價(jià)、協(xié)調(diào)、批準(zhǔn)及實(shí)施并把更改正確地反映在技術(shù)文件及更改控制文件內(nèi),跟蹤產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)的全部歷史。通過嚴(yán)格控制更改,控制偏離許可、讓步,保證文文相符、文實(shí)相符,保證技術(shù)資料完整、配套、協(xié)調(diào),可以實(shí)現(xiàn)以最低的費(fèi)用和最短的周期研制出滿足質(zhì)量要求的產(chǎn)品。
2基于AT89C51單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)
基于AT89C51單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng)采用了當(dāng)前應(yīng)用廣泛的AT89C51單片機(jī),以AT89C51單片機(jī)做為核心部件,以匯編語言對其進(jìn)行編程控制其它輔助系統(tǒng),用PID算法來控制PWD波的產(chǎn)生,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)溫度的控制。
2.2硬件設(shè)計(jì)
基于單片機(jī)水溫控制系統(tǒng)硬件主要由單片機(jī)基本系統(tǒng)、溫度傳感器、電爐、繼電器、顯示電路、報(bào)警電路、鍵盤等組成。
(1)單片機(jī)基本系統(tǒng)。單片機(jī)基本系統(tǒng)采用了AT89C51芯片,它由基本供電電路、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路組成。鍵盤、顯示電路、報(bào)警電路將信號(hào)輸入到單片機(jī)基本系統(tǒng)當(dāng)中,單片機(jī)基本系統(tǒng)根據(jù)溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理,得到相應(yīng)的控制信號(hào),由控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器工作,從而達(dá)到控制電爐工作的結(jié)果,最終達(dá)到控制溫度的目標(biāo)。
(2)溫度傳感器。溫度傳感器的作用是對水溫進(jìn)行溫度的檢測,并實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)基本系統(tǒng),以供其進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
(3)繼電器。繼電器的作用是控制電爐工作,它通過接收單片機(jī)基本系統(tǒng)的控制信號(hào),實(shí)現(xiàn)對于電爐的控制。
(4)電爐。電爐是用來實(shí)現(xiàn)對水加熱的功能,由繼電器根據(jù)控制信號(hào)對其進(jìn)行控制。
(5)鍵盤。本設(shè)計(jì)采用61板自帶按鍵,不需要另外連接硬件即可使用。
(6)顯示電路。由六個(gè)八段數(shù)據(jù)管以及數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電路組成,前三段用于顯示控制溫度,后三段用于顯示實(shí)際測量溫度。
(7)報(bào)警電路。報(bào)警系統(tǒng)是出于電爐的安全考慮進(jìn)行設(shè)計(jì)的。溫度傳感器獲得數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)基本系統(tǒng),單片機(jī)基本系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)后,當(dāng)水溫過高或過低,即達(dá)到預(yù)設(shè)最大值與最小值時(shí),單片機(jī)驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路,實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。以上各組件與單片機(jī)芯片引腳連接方式為:溫度傳感器輸入端連接到P3.1口,按鍵接在P3.1、P3.2、P3.3,分別控制設(shè)定溫度的十位、個(gè)位和小數(shù)位,單片機(jī)的輸出控制信號(hào)由P3.5輸出;實(shí)際水溫顯示的字型碼是由P0口送出,十位、個(gè)位和小數(shù)位分別由P1.0、P1.1、P1.2選通;設(shè)定溫度顯示的字型碼是由P2口送出,十位、個(gè)位和小數(shù)位分別由P1.3、P1.4、P1.5選通。
2.3軟件設(shè)計(jì)
(1)主程序設(shè)計(jì):系統(tǒng)采用匯編語言進(jìn)行編程,由主程序進(jìn)行控制。即由主程序調(diào)用子程序。其功能主要對傳感器采集的數(shù)據(jù)送入單片機(jī)定單元,然后一方面進(jìn)行在LED顯示,另一部分與設(shè)定值進(jìn)行比較,通過PID算法得到控制量并經(jīng)由單片機(jī)輸出去控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行水溫調(diào)節(jié)。
(2)子程序設(shè)計(jì):主要由顯示子程序、鍵盤中斷子程序、進(jìn)制轉(zhuǎn)換子程序、溫控子程序、報(bào)警子程序等組成。顯示子程序用于顯示實(shí)際溫度和設(shè)定溫度;鍵盤中斷子程序用于對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定控制;進(jìn)制轉(zhuǎn)換子程序用于把采集的溫度信號(hào)換算為對應(yīng)的溫度值;溫控子程序把采集的實(shí)際溫度與設(shè)定溫度值比較,調(diào)用PID算法,輸出控制信號(hào);報(bào)警子程序用于控制非法輸入溫度值。3.4溫度控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型溫度控制系統(tǒng)可采用采用比例積分調(diào)節(jié)器來校正,按照一定采樣周期采集r(k)和F(k),其偏差值為e(k)=r(k)-F(k)(1)根據(jù)偏差值來計(jì)算輸出u(k),其對應(yīng)差分方程為:u(k)=u(k-1)+a0e(k)-a1e(k-1)(2)其中:a0=Kp(1+T/T1)a1=Kpe(k)=(rk)-F(k)