工业过程的现代优化技术与应用
李平康
本文作者李平康先生，北方交通大学机电学院副院长、教授。
关键词：优化MATLAB算法生产过程建模
一引言
连续工业生产过程不仅包括信息流、物质流和能源流，而且还伴随着物理化学反应、生化反应、相变过程及物质和能量的转换和传递过程，因而是一个十分复杂的工业大系统。系统本身存在的复杂性、不确定性和非线性等因素决定了对它进行自动控制的困难程度，而在实现了自动控制的基础上的优化，则更是一件困难的工作。目前对工业生产过程的优化正逐步受到重视，因为借助优化可以获得更大的经济和社会效益。此处的过程控制的优化主要是针对与经济指标直接有关的目标函数而言的，如产品的质量和数量的提高、原料和能量消耗的降低等。尽管工业过程已经在进行生产过程的工艺设计时，就或多或少考虑了获得最佳指标的设备和工艺参数，但在运行时，工艺参数、设备性能、工作环境及原料都不可避免地会发生变化，这些变化的参数将使系统达不到最优，所以对运行的过程进行优化是十分重要的。市场竞争的需要给过程控制提出了新的要求，出现了对以模型为基础的先进控制、过程优化、过程参数的软测量方法研究等优化的新应用。有关文献提出，要像六七十年代华罗庚宣传“优化法”那样，投以极大热情普及优化技术；建议采用钱学森针对系统科学所提出的“大成智慧工程”方式，集工艺、自控、管理各专业，互相学习，密切配合，打破界限，联合攻关，以信息技术为纽带，实现过程工业的技术创新。
当前，过程的优化主要是寻找最佳的工艺参数设定值以获得最大的经济效益，这属于稳态优化。稳态优化采用静态参数模型；寻找并维持最佳的过程运行工况则属于动态优化，采用与时间相关的动态(微分方程)参数模型。优化可以离线进行，也可以在线进行。离线优化是指利用各种建模、优化方法求解最优的工艺生产参数，提供操作人员实施，这是目前用得最多的一类优化；在线优化则是利用计算机自动周期地完成模型计算、模型修正和参数寻优，并将最优参数值直接送到控制器作为设定值，对过程进行控制(约束)。显然，在线优化能以一种动态的方式处理稳态优化问题，使优化参数得到及时修正，取得更好的效益。稳态优化涉及的主要是约束条件下的优化方法，从而要求所建立的模型应能正确反映工艺
参数的经济指标的关系。
本文将在简要回顾最优化算法和计算机实现技术的基础上，结合电力工业过程应用实际，给出使用MATLAB 的Simulink 和NCD 工具箱对控制系统进行数据建模(辨识)、PID 控制系统参数优化、仿真和非线性优化的可视实现及应用实例。
二 最优化理论与算法简介
最优化是一门实践性很强的学科，自20世纪中期奠基以来，目前的应用领域非常广泛，实现算法也种类繁多，并且随着现代计算机技术和智能控制技术的发展而丰富。如在大量的线性优化、非线性优化及动态规划的常规算法之外，近来出现的神经网络优化、遗传算法(Generic Algorithm)、进化算法(Evolutionary Algorithm)等。虽然算法多种多样，然而一般说来其进行优化的基础是一致的。下面对此作一简述。
设待优化问题的变量为X=(x 1, x 2, ^, x n )∈R n ，优化问题的约束可用这些变量满足的不等式或等式表示为：g i (x 1, ^, x n )≥0, h j (x 1, ^, x n )=0, i=1, 2, ..., m, j=1, 2, ..., p 。优化的目的是，在优化变量的约束限制范围内，使某实函数取得极大或极小值。称f(x)为优化问题的目标函数。一般将优化问题表示为：
=≥0
)(0g(x)s.t.f(x)min x h (1) 对于线性规划问题，f(x)=C T x ，约束条件： ≥≤0x b A x 相应于0g(x)≥
?=x A b x ；对于非线性规划，f(x)(或g(x)或h(x))可为任意非线性函数。优化问题可进一步分为无约束、等式约束和不等式约束等特例。
求解优化问题，通常采用迭代方法。迭代的基本思想是：从一个选定的初始点x °∈R n 出发，按照某一特定的迭代规则产生一点列{x k }，使得当{x k }为有穷点列时，其最后一个点即是式(1)的解；而当{x k }为无穷点列且存在极限点时，则这极限点为优化问题式(1)的最优解。如设x k ∈R n 是某一迭代方法的第k 次迭代点，记?x k =x k+1－X k ，则有x k+1=x k +?x k 。将?x k 视为一个以x k 为起点，而以x k+1为终点的n 维矢量，若设d k 为?x k 方向的单位矢量，则必存在λk >0，使?x k =λk d k 。一般称d k 为第k 次搜索方向，称λk 为第k 次迭代步长。
应用该优化问题的基本迭代格式求最优解的关键在于：如何构造每一次的搜索方向和确定合适的迭代步长。常用的有梯度法(最速下降法)、共轭梯度法、DFP 变尺度法或BFGS公式(拟牛顿法)、罚函数(乘子)法等。由于各种优化计算公式十分复杂，实现算法种类繁多，并且需要用到梯度、下降方向、矩阵计算等，给现场过程工程师应用优化技术带来不便。近年来MATLAB等计算工具的普及使优化技术不再局限于研究工作而可以十分方便地应用于工程实际。下面将在给出MATLAB优化算法的基础上，结合电力生产过程实际进行讨论。
三优化算法的MATLAB实现
MATLAB中针对优化问题开发了专用的优化工具箱，以提供对各种优化问题的一个完整的解决方案。优化工具箱的内容涵盖了线性规划、非线性规划、二次规划、最小二乘问题、非线性方程求解、多目标决策、极大极小问题、半无限规划等。优化函数的表达简洁，提供了多种可选择的优化算法，对算法的参数可自由设置，使用非常方便。主要的优化函数有：
(1)优化参数设置：foptions
(2)线性规划求解：lp
(3)无约束非线性优化：fminu, fmins
(4)约束非线性优化：constr
(5)标量非线性优化：fmin
(6)多目标优化：attgoal
(7)线性约束最小二乘：conls
(8)非线性约束最小二乘：leastsq
更多的优化函数及其用法可以从MATLAB的帮助中得到。为说明优化函数的应用，仅以如下线性规划为例：
设目标函数为：minf(x)=－5x1－4x2－6x3
约束条件如下：
x1－x2+x3≤20；3x1+2x2+4x3≤42；3x1+2x2≤30；x1≥0；x2≥0；x3≥0
MATLAB求解方法为：在MATLAB命令窗口，输入C=[－5,－4,－6]，A=[1－11；324；320]，B=[20；42；30]；然后应用线性规划求解函数lp，即：
[x, lambda]=lp(C, A, B, zeros(3, 1))
即得到最优解：X=[0 15 3]，以及lambda即拉格郎日乘子的值(0, 1.5, 0.5, 1.0, 0, 0)。
本文将结合大型火力发电机组工程应用实际，对非线性优化的算法及应用进行分析。
四工程应用实例
大型火力发电机组是由发电机、汽轮机和锅炉3大主机以及辅助设备组成的庞大的设备群，其工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错，有数千个参数需要监测、操作或控制，同时多种运行方式和切换关系使对象特性多变，构成一类典型的多变量、非线性、时变的复杂被控对象。目前这类大系统的运行优化已成为十分关注的课题。如某大型发电厂2×300MW火电机组，采用西门子T-XP微机DCS实现协调控制，及其各子系统(含AGC，自动发电控制)的自动控制。安装投运后需要进行系统优化，其中对参数优化的要求是：尽量在现有控制系统结构下，优化各控制器中的P、I、D参数和前馈系数，使得负荷指令为9MW/min变化率时，实际负荷变化率达到7.5MW/min以上，主汽压偏差在±0.4MPa以内，燃料量可加速变化，但不应超调或超调很小(超调控制在3t/h煤以内)。对该优化问题的具体实践如下。
1. 对象辨识建模
数学模型是优化和控制的基础。优化需要数学模型以形成优化目标函数及约束条件(或控制作用)。采用辨识技术获得数学模型是目前工业过程较常用的一种建模方法。辨识的数据采集试验在机组正常运行条件下进行。试验时首先保持主汽阀调节开度不变。通过改变总燃料量(代表燃烧率)，使信号幅值在安全的基础上尽可能大，时间以测量的主要参数达到稳定为宜。记录主蒸汽压力值Pt、实发功率N、总燃料量Fuel、调门油压Ut(代表阀位)及氧量值O2、炉膛负压等主要参数；再保持总燃料量不变，改变主汽阀调节开度即调门油压；继续记录主蒸汽压力值Pt等主要参数。每8个数据构成一组DCS数据记录(趋势组)，由DCS工程师站采集存储。本实验所采集的数据构成27个趋势组，实时数据采集间隔为3s。模型辨识的输入输出数据记录的部分曲线如图1所示。图中(a)、(b)为锅炉燃料量Fuel和汽机调节阀位Ut，作为输入的数据曲线。燃烧率先下降然后再上升如图1(a)所示，此时其他控制变量应尽可能保持不变，大约1h后，也就是采集到1000
个数据点以后，当燃烧率的响应(变化)平稳时，改变汽机主汽阀位使其开大后，又快速关小，如图1(b)所示。锅炉汽压(Pt)和发电功率(N)等作为系统输出。辨识时对原始数据进行了个别坏值剔除，并采用MATLAB 的idfilt 命令进行了相应的滤波，滤波后对辨识数据进行了归一化处理，数据的平均值为：aamx=[76.8668,
3.2242, 293.1956, 1
4.8647]；标准差为：aastdx=[
5.8522, 0.0518, 1
6.9181, 0.9413]。辨识采用MATLAB 中成熟标准的ARX 算法。辨识的结果易于转换为一阶或二阶加迟延对象的有无自平衡特性的模型。直接采用ARX 模型更易用于控制系统参数优化。将图1中(a)~(d)进行重绘得出如图2所示的曲线。在相同Fuel 和Ut 输入信号下，系统实际输出与辨识模型输出曲线的比较如(c)和(d)所示。从图2的曲线比较可以看出，采用MATLAB 及辨识算法获得的模型是十分准确的。
2. PID 控制器参数优化
火电厂热控系统采用DCS 时，系统结构和控制器的类型是确定的，控制系统的优化就是整定控制器参数。目前控制器参数的整定除可采用传统的频域分析法外，也可用参数优化的方法予以解决。参数优化有两种途径：一种是间接寻优，在得到目标函数解析式的基础上，根据该目标函数取极值的充分必要条件，计算出参数的最优解；另一种为直接寻优，即直接在参数空间中，按照一定的规律进行探索寻优，寻得的目标函数即为最优的参数点。火电厂热控系统由于存在大量的非线性和纯迟延，解析分析计算较困难，此处采用MATLAB 直接寻优。
对如图3所示的控制系统，其开环传递函数由控制器G c (s)和控制对象G p (s)构成，在辨识得到了控制对象模型后，系统的优化问题成为确定控制器中P 、I 、D 参数。为简单起见，优化的目标函数取误差平方和(或时间乘误差平方等型式)：
J(x)=∑=N i i e 12)(
(2) 式中e(i)=r(i)－y (i)
(3)
而过程辨识的模型为： Gp(s)=1
+?s T m e K m s
m τ (4) 控制器的控制规律为PID ： G c (s)=1/(K p +K i /s+K ds ) (5)
过程优化要求在式(4)和(5)的约束条件下，寻求最优参数X={k p k i k d }，使目标函数(2)取得最优值。
为采用计算机进行优化，(4)、(5)需转换为时间域。此时(4)的模型可用更一般
的型式表示：
y(i)=f(k n, T m, τm, g(u(i))) (6)
而控制规律(5)的更一般形式为：
u(i)=h(k p, k i, k d) (7)
(1)无约束非线性优化
简单设g(x)=x，且h函数为线性，系统输入r(i)为常数(或分段线性函数)，则优化问题可归结为标准无约束非线性优化形式，可以采用fminu或fmins进行优化。
fminu和fmins的用法相同。第k次的搜索方向d k可通过选择采用DFP变尺度法或BFGS公式来逼近Hessian矩阵的拟牛顿方向，也可采用最速下降方向。第k次迭代步长lk采用线性搜索算法，即可选择使用一种二次和三次多项式插值的混合算法，或只用三次多项式的插值算法。两个函数的区别为：fminu使用解析方法，而fmins使用单纯型搜索算法。当目标函数为2阶以上连续可微时，fminu 优于fmins；而对于非常不连续函数，则fminu鲁棒性不如fmins，并且fminu要求目标函数连续。MATLAB使用格式为：
x=fminu('fun', x0)或x=fminu('fun', x0, options)
式中x为函数的极小值，fun函数定义在MATLAB工作空间中的M文件fun.m 中，初值为x0。当控制器参数可用e(i)=r(i)－y(i)表示时，优化函数fun在MATLAB 中可以定义为：J(x)=sum ((r(i)－y(i).^2)。调用x=fminu('fun', x0)进行优化，即可得到优化的参数值。
(2)约束非线性优化
当控制器参数不能用e(i)=r(i)－y(i)显式表示时，需要采用有约束非线性优化函数constr，也可采用attgoal多目标优化函数来设计控制器。如对于耦合动力系统极点配置的实现，就可采用attgoal多目标优化函数。设耦合动力系统及其极点配置方程为：
X=AX+KX=(A+K)X (8)
当取矩阵A=[0 －1 －1；1 0.2 0；0 0 －5]，初值K=zeros(3, 3)，
goal=[－0.1 －1 －1]，w=abs(goal)，
vlb=－4*ones(size(K)), vub=4*ones (size(K))，
options(15)=3，
定义：
function F=func(K, A)
F=sort(eig(A+K))
在MATLAB中运行
[K, options]=attgoal('func', K, goal, w, options, vlb, vub, [ ], A)
则可得到优化后的K值为：K=
0.0322 0.6377 －0.8142
－1.3776 －0.3361 0.3235
0.6254 －0.2668 2.9252
图4为采用该优化的参数K实现的Rossler耦合动力系统混沌方程的同步控制的运动轨迹。更详细的分析设计可参考有关文献。
(3)非线性可视优化
MATLAB不但有用于优化、辨识和动态系统仿真的Simulink工具箱，还开发了一个专用于非线性控制和优化设计的工具箱NCD(Nonlinear Control Design)。借助于NCD工具箱，不但可利用Simulink进行系统的动态仿真与分析，而且可利用Simulink进行系统参数的可视优化设计。该电厂300MW机组的DCS 中的送风系统为双执行机构，其简化仿真系统如图5所示。送风系统A、B两侧回路还可由偏置系数协调，实现多输出控制(MOCS)。图中FD_A和FD_B分别表示A、B侧调节通道，仿真中用有区别的小惯性环节实现。锅炉氧量对象的模型在图中用Plant表示(Plant的实际特性由辨识的模型给出)。氧量调节器PID的设定值Step由负荷修正。图5上部方框(tt', data_input1)为在电厂采集的实际运行的氧量数据，可经开关切换送入Plant模型得到仿真输出氧量信号，将该仿真输出氧量信号与实际的输出氧量信号进行比较可验证试验模型，并提供优化结果可用与否的参考。ncd1init方框为MATLAB优化的初始化文件，而NCD_Outport则是MATLAB 的非线性仿真优化工具。
这种采用NCD人机交互的可视优化的步骤如下：
步骤1：双击图5的初始化框(ncd1init)，得到系统工况平衡初始点和NCD优化的参数初值；
步骤2：进行对象仿真，检查输出结果，调整仿真参数使仿真的输出与过程实际输出一致；
步骤3：运行NCD，进行变量的优化；
步骤4：将优化结果与实际的控制过程相比较，如优化不合理或不可接受，则返回检查对象模型(5)或ARX模型，然后从第一步开始重做。
运行MATLAB的NCD进行优化需要为优化参数提供初值。注意，如初始参数不合适，则NCD将不能收敛到全局的最优值。
五结论
本文针对过程工业优化需求，在分析常用优化算法的基础上，提出了采用算法稳定可靠的MATLAB及其优化、系统辨识和非线性优化工具箱，实现工业过程系统工程建模和优化的方案，并在大型火电机组系统中得到应用。使用MATLAB的Simulink和NCD工具箱对控制系统的数据进行建模、仿真和优化的技术，对于充分利用现代电厂DCS，进一步发挥机组大量运行数据的作用和效益，提高电力企业运行经济性，具有重要意义。
(全文完)
来源：《世界仪表与自动化》
出版日期：2002年8月
1.引言 优化设计英文名是optimization design，从多种方案中选择最佳方案的设计方法。它以数学中的最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，在满足给定的各种约束条件下，寻求最优的设计方案。 第二次世界大战期间，在军事上首先应用了优化技术。1967年，美国的R.L.福克斯等发表了第一篇机构最优化论文。1970年，C.S.贝特勒等用几何规划解决了液体动压轴承的优化设计问题后，优化设计在机械设计中得到应用和发展。随着数学理论和电子计算机技术的进一步发展，优化设计已逐步形成为一门新兴的独立的工程学科，并在生产实践中得到了广泛的应用。通常设计方案可以用一组参数来表示，这些参数有些已经给定，有些没有给定，需要在设计中优选，称为设计变量。如何找到一组最合适的设计变量，在允许的范围内，能使所设计的产品结构最合理、性能最好、质量最高、成本最低（即技术经济指标最佳），有市场竞争能力，同时设计的时间又不要太长，这就是优化设计所要解决的问题。一般来说，优化设计有以下几个步骤：①建立数学模型。②选择最优化算法。③程序设计。 ④制定目标要求。⑤计算机自动筛选最优设计方案等。 2.数学模型 优化设计的数学模型是对优化设计工程问题的数学描述，它包含设计变量、目标函数和设计约束三个基本要素。 2.1设计变量 2.1.1基本参数 a、定义：在设计过程中进行选择变化并最终确定的各项独立参数称为设计变量。 b、说明：在设计选择过程中，这些设计变量是变量，但它们一旦被确定后，设计对象也 就完全确定了。最优化设计是研究怎样合理地优选这些设计变量的一种现代设计 方法。在设计过程中，凡根据设计要求事先给定的，不是设计变量而是设计常量。 2.1.2设计方案的表现形式 a、设计空间：由n个设计变量为坐标所组成的时空间称作设计空间。 b、设计变量的表示法 （1）坐标表示法：一维问题→一个设计变量→数轴上的一个点 二维问题→两个设计变量→平面直角坐标系上的向量 三维问题→三个设计变量→空间直角坐标系的向量
电气自动化控制技术发展现状及发展趋势 发表时间：2019-03-12T14:38:15.337Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：郭琳玲杨立江 [导读] 摘要：随着我国科学技术快速发展，电气自动化控制技术已经被广泛应用于各大行业中，大大提高了我国社会经济发展能力，成为了人们日后生活与工作中不能缺少的技能，在生产中电气自动化控制技术有着很大的作用，它在促进现代市场生产发展下，也有利于将来工业生产的发展。 (国网西藏电力有限公司 850000) 摘要：随着我国科学技术快速发展，电气自动化控制技术已经被广泛应用于各大行业中，大大提高了我国社会经济发展能力，成为了人们日后生活与工作中不能缺少的技能，在生产中电气自动化控制技术有着很大的作用，它在促进现代市场生产发展下，也有利于将来工业生产的发展。 关键词：电气自动化；控制技术；发展趋势；发展现状； 在新时期的今天，电气自动化控制技术在减少劳动力提高工作效率下，也能够在高危行业中使用电气自动化控制技术，这对于企业的经济节省以及劳动人员的身心健康都有着积极作用。电气自动化控制技术在解放大量劳动力下，将人们从以前单一的劳作中摆脱出来，有助于高新技术发展。基于此，本文浅谈了电气自动化控制技术发展现状与发展趋势，以供借鉴和学习。 一、电气自动化技术的简述 电气自动化技术具有通讯能力、信息能力，这是新世纪的一项新技术。在工业控制系统中运用电气自动化技术，在发挥其技术价值下，也有助于加强企业工作效率，为企业带来更多的社会效益与经济效益，值得在更多行业中应用和使用电气自动化技术。通常来讲，现代电气自动化技术一般遵循分层方式来设置计算机，从管理方面分为上层与下层，上层负责协调与管理工作，下层负责执行指令，采集、分类以及整理数据信息。在电气自动化技术具体应用中，企业需要结合具体情况针对性、有目的选择自动化技术，这样才能够提高企业工作质量与效率，减少财力的投入，为企业带来更多的利润，促进企业的进一步发展。 二、电气自动化控制技术的发展现状 随着信息技术的快速发展，先进的、现代化的信息技术大大促进了电气自动化技术的发展，在电气自动化控制技术融入现代科学技术，提高电气自动化技术的智能化、自动化，实现真正层面上的电气自动化。现如今，从管理到实践整个过程中，电气自动化控制技术都需要借助信息技术，管理人员需要利用信息技术记录和处理业务，监管部门需要利用网络技术实时监督工程项目，进而强化工作效率。同时，对于财务数据而言，信息技术也有着积极作用，在财务监管中使用信息技术，在掌握产业动态中，将浪费问题解决了，也大大提高了产品质量。但实事求是而言，虽然早已经提出了电气自动化概念，但想要将电气自动化技术真正的发展起来还需要借助信息技术，而信息技术时代下，电子自动化已经有了良好的发展基础，先进的信息技术为电气自动化控制技术的发展提供了依据。 三、电气自动化控制技术的特点 对于现代工业来讲，电气自动化控制技术是一项新兴技术，它确实为人们带来了诸多方面的便利。一是，对于很多工业生产而言，恶劣的环境限制了工业的发展，很少有人愿意到槽糕的环境汇总去工作，即便企业愿意以花费更多的财力雇佣工人来进行工作，这些工人也会因为各种原因的影响而难以顺利完成工作，企业不但损失了很大的经济费用，而且也难以有效完成工程项目。而电气自动化控制技术的应用就可以妥善解决这一现实问题。如：在辐射环境中，可运用电气自动化系统来自动工作，只要提前设置好工作指令，在危险的矿洞中也能够运用电气自动化技术，保护工作人员的生命安全。将电气自动化技术应用后在降低危险系数中，还能够减少企业没有必要的经济损失，其益处颇多。二是，使用信息技术对各项工作调控安排中，相对于按照命令执行任务的计算机来讲，通过工人工作不可避免会出现失误，而自动化系统就会严格遵守指示。所以，电气自动化技术的使用能够使工作更为严谨，在统计数据信息时提高准确率，避免由于个人因素问题而出现失误。 四、发展趋势 1.操作人员专业化，提高控制技术的安全性 在电气自动化系统应用过程中，通常都是从企业员工中挑选部分人员来开展设备，忽略了自动化系统操作的安全性、专业性。很多企业都忽视了对员工开展培训，在厂商安装完成系统后才开始培训员工，这样在浪费时间下，也阻碍着企业正常有序的生产。在培训员工时，员工不但要学习系统安装的整个过程，而且还要对系统的工作原理进行掌握，掌握系统的、专业的操作技术，独立自主分析和判断系统发生的故障，便于可以做好后续的维修保养设备工作。企业在对员工进行培训后，使操作人员能够在系统出现故障后及时了解故障出现的根本原因，第一时间内解决故障。在此基础上，操作人员还需要掌握维修与保养设备及时，便于在恶劣的环境中处理好问题。所以，企业需要高度重视培养专业性技术人才，在重视培养理论知识中，也需要培养其各方面技能。 2.变换器电路从低频向高频发展，降低能源损耗 随着社会快速发展中，电子行业也得以快速发展。在不断发展电力电子器件中，也促进了变换器电路的快速更新。对于普通类型的晶体管而言，利用自流传功变换器控制整体电流，而在变频工作交流过程中，利用变频器就能够转换与控制电流。在电流控制中利用PWM方法，可以及时转换效率，并规避对电网带来的影响，解决在低频率区间中电动机的问题。但将PWM应用于逆变器中，也会影响着电压与电流，使电机工作中会出现振动与噪音。所以，想要加强设备运作效率，就需要将工作噪音先降低，保证不会影响人体。在具体工作中，因为电子器件开关有很大损耗，这样就难以提高逆变器效率。而美国科学家提出了谐振式直流环逆变器，可使电子器件工作在带零电压下，最大化避免开关损耗，强化开关频率。 3.电气自动化的计算机网络发展，提高工作效率 在大数据时代背景下，云计算下，这些技术发展都需要借助计算机网络，工业技术的向前发展也需要网络技术。将来的世界必然是计算机网络世界，电气自动化技术要积极融合计算机网络技术，在电气自动化技术中有效整合云计算技术、巨型计算机技术，这样就能够把握好电气自动化技术发展趋势。计算机网络技术转变了人们日常生活与工作理念与方式，提高了其工作效率，对于促进企业快速稳步发展奠定了技术基础，这是企业发展的重点。 4.电气自动化的人工智能发展，满足新时代科技发展需求 人工智能作为工业将来发展方向，在现代工业中运用电气自动化技术，如何促进工业的现代化进程，推动企业更好的发展，在竞争激
学习现代教育技术心得体会 人类进入21世纪，以计算机和网络技术为核心的现代技术正飞速的发展，越来越深刻的改变了我 们的学习方式。信息的获取、分析、处理、应用的能力逐渐作为现代人最基本的能力和素质的标志，随着素质教育的不断深化，对教师的要求也不断提高，只有高素质的教师，才能培养出高素质的学生，为了适应工作的需要，教师要不断的学习、不断的提高，以适应当今教育形势需要。从小培养学生掌握和应用现代信息技术，是信息社会对人才的基本要求，也是增强综合国力的一个重要组成部分，对于中小学教师而言，运用现代教学技术进行多媒体教学是现代教育教学发展的必然趋势，自然现代教育技术与学科教学的整合也成为教育工作者探索的重大课题。 一、整合与传统的课堂教学之间的关系。 很多一线教师认为运用整合资源上课与传统的课堂教学格格不入。无可非议，传统的课堂教学因其固有的弱点而经常遭致批评。但是，课堂教学无论在现在还是在将来都仍然会是学校教学活动的主要方式。利用现代教育技术来改进课堂教学是当前学校教学改革的一条重要思路。现代教育技术与课程整合，不是把现代教育技术仅仅作为辅导教或辅导学的工具，而是强调要利用信息技术建构一种新型的教学环
境，以实现能支持自主探索、多重交互、情境创设、合作学习、资源共享等方面要求的学习方式，从而把学生的主动性、积极情充分调动起来，使课堂的教学结构发生根本改变，学生的创新精神与实践能力培养也就真正落到了实处。从这个意义上讲，整合并不是对传统课堂教学的全盘否定，而是要改变传统课堂教学中“教师主宰课堂，学生被动接受知识”的状态，是对传统课堂教学的改进和优化。 二、明确整合的目的。 众所周知，每一节课都有一定的教学目标。围绕教学目标，授课教师在进行学科整合的教学设计中，应密切注意教师、学生、教材、教学媒体的地位与作用，片面强调以“学生乐学”为中心，盲目运用丰富的媒体资源来博得学生一笑，而忽视既定的教学目标，这样的整合是没有意义的。我校每学期都要开展听、评课活动，所听的课全都是现代教育技术与学科的整合课。其基本模式大都是：课前授课教师搜集整理了大量文字、图片和音像资料，制成多媒体演示文稿，并拷贝到多媒体电脑里(称作“资料库”)，也做了课件保存在教师机中，可谓是运用了不少现代教育技术手段来准备这节课。然而45分钟时间大部分仍然是老师在控制，其教学过程依然是传统的教学模式。虽然这些课有精心设计的课件，有丰富的媒体资源，也有轰轰烈烈的小组讨论，更有先进的网络教学环境……课堂气氛十分活跃。但是，这些课自始至
一、X射线物相分析的基本原理与思路 在对材料的分析中我们大家可能比较熟悉对它化学成分的分析，如某一材料为Fe96.5%,C 0.4%,Ni1.8%或SiO2 61%, Al2O3 21%,CaO 10% ,FeO 4%等。这是材料成分的化学分析。 一个物相是由化学成分和晶体结构两部分所决定的。X射线的分析正是基于材料的晶体结构来测定物相的。 X射线物相分析的基本原理是什么呢？ 每一种结晶物质都有自己独特的晶体结构，即特定点阵类型、晶胞大小、原子的数目和原子在晶胞中的排列等。因此，从布拉格公式和强度公式知道，当X射线通过晶体时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的特征可以用各个反射晶面的晶面间距值d和反射线的强度来表征。 其中晶面网间距值d与晶胞的形状和大小有关，相对强度I则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。 衍射花样有两个用途： 一是可以用来测定晶体的结构，这是比较复杂的； 二是用来测定物相。 所以，任何一种结晶物质的衍射数据d和I是其晶体结构的必然反映，因而可以根据它们来鉴别结晶物质的物相，分析的思路将样品的衍射花样与已知标准物质的衍射花样进行比较从中找出与其相同者即可。 X射线物相分析方法有： 定性分析——只确定样品的物相是什么？ 包括单相定性分析和多相定性分析定量分析——不仅确定物相的种类还要分析物相的含量。 二、单相定性分析 利用X射线进行物相定性分析的一般步骤为: ①用某一种实验方法获得待测试样的衍射花样； ②计算并列出衍射花样中各衍射线的d值和相应的相对强度I值； ③参考对比已知的资料鉴定出试样的物相。 1、标准物质的粉末衍射卡片 标准物质的X射线衍射数据是X射线物相鉴定的基础。为此，人们将世界上的成千上万种结晶物质进行衍射或照相，将它们的衍射花样收集起来。由于底片和衍射图都难以保存，并且由于各人的实验的条件不同（如所使用的X射线波长不同），衍射花样的形态也有所不同，难以进行比较。因此，通常国际上统一将这些衍射花样经过计算，换算成衍射线的面网间距d值和强度I，制成卡片进行保存。
教育技术培训心得体会 大路乡大庄小学郭同峰 2014年5月，在灵璧教师进修学校，我参加了教育技术能力培训，感觉收获颇丰。我不仅明白了信息技术在教育中的应用，要求教师必须提高职业的专业性，而且清楚地认识到随着以计算机为核心的信息技术在教育中的广泛应用，教师不是像以前那样，单凭一张嘴、一支粉笔、一块黑板即可进行教学，而是应当综合应用多种媒体技术和教学设施开展教学。所以这种教学必然要打破传统的传授式的教学模式，而构建出适应信息社会的新型教学模式来。我深深的体会到了信息技术与各学科的密切联系，信息技术今后将成为教师教学和学生学习的重要工具。在新课程改革的形势下，未来教育应融入先进的教学理念与最新的信息技术，致力于信息技术在课堂上的有效应用，提高课堂教学效果，从而改变和影响传统教学模式。学生通过掌握计算机的基本操作，让学生利用各种渠道收集数据，并对所收集的数据进行整理、分析。充份发挥学生自主探究、合作学习的能力，通过对所收集的数据加以综合分析达到学习的目的，使学生可以更好地利用信息技术提高学习水平。 通过这次培训，我的教育教学思想受到极大影响，感受到教学工作的艰巨。同时对我各方面的能力有了很大提高，特别是对信息技术的综合运用能力，现在已不只停留在课件的制作上而又感到高兴。我认识到做为一名教师应积极主动吸纳当今最新的技术，并致力于把它们应用于课堂内的教与学活动中，在这短短的几天培训中,我深深的体会到：信息时代对教育提出了挑战，也对教师提出了新的要求。教师要适应这种要求，肩负起推动教育改革、为国家和社会培养跨世纪人才的历史重任，就必须清醒地认识到除了掌握本学科的专业知识外，还必须学习和掌握现代教育技术的基本理论和使用方法。新课程改革强调教师要改变教学方式，现代教育技术在课堂上的运用能帮助教师实现教学方式的变革，可充分发挥学生的想象力，增加教学的直观性，从而提高课堂教育教学质量与效率。 现代教育技术在课堂教学中的重要作用。在过去的教学过程中，教师是知识的传播者，而在未来教育中教师的主要作用是教学的设计者、组织者、帮助者和品德的示范者等。教师既是学生的长者、引路人，又是朋友、伙伴。在现代和未来的教育中，教育不再是指学校教育，它包含家庭教育和社会教育，教师的眼光不仅限于课堂，更要放眼社会。同时由于科学技术的快速发展，知识不断更新，学生在学校获取的知识、技能不可能满足学生终生的需要，因此教师必须树立终身教育思想，认识到学校教育的任务不只是传授一些现有的知识，更要教会学生学习，掌握不断获取知识、加工信息的能力，保持强烈的求知欲望和学习动机，使学生终身受益。 现代教育技术的发展和在教育领域的引入，在要求教师掌握这些新技术。现代教育技术媒体具有无比的优越性，增加了教学法直观性。现代教育技术媒体运用于课堂教学，以其直观可视，激发了学生的学习兴趣，使抽象变得更加形象，显示了与传统教学手段炯然各异的优势。 现代教育技术手段的使用，对于教师来说，是教学方法方式的改革。教师只须根据课程内容，有针对性地选择适合于课堂教学的课件，课前在网上多使用“拿来主义”，将已有
浅谈工业自动化控制技术研究 工业自动化控制技术可以提高工业生产产量与生产质量，并且确保生产安全，可以说是一种综合性能较高的技术。现代工业的自动化控制流程，需要通过机械、计算机技术等技术来组合实现。当前我国工业自动化控制技术的逐渐成熟，能够标志着工业技术的进步，有利于推进社会机电一体化进程。伴随着社会的不断发展，我国的工业自动化控制技术一贯受到国家政策的支持，逐渐缩小了与国际先进水平的巨大差距，并且与此同时暴露出的问题也越来越多。文章对我国工业自动化控制技术发展研究，并对未来发展战略提出思考。 标签：自动化控制技术；自动化程度；工业技术 1 工业自动化控制技术内涵 随着科学技术的不断进步，工业控制技术也越来越朝着先进趋势迈进，进而使各大工厂中的生产效率明显提高。工业自动化控制从通俗意义上来说，就是在工业生产过程中尽可能的减少消耗人力资源的次数，而充分利用机器等除动物以外的能源或者动力来进行生产，也可以说是一种能够让工业流程不消耗人力，自动生产的一种过程。 作为现代制造业最重要的一种技术，自动化在现代制造业，特别是需要大批生产的制造业中发挥着重要作用。随着第三次科技革命的到来，计算机、微电子、纳米等技术不断更新，自动化技术也在不断发展，各国开始认识到研究工业自动化控制技术的必要性，在这样的背景下使工业自动化控制技术得到了空前绝后的发展。当前工业自动化技术在社会各个领域应用十分广泛，我们经常可以在机械制造、建筑、计算机等行业领域中发现自动化技术的影子。在中国社会随着改革开放的脚步加快，自动化控制技术也渐渐传入大陆被人们所接受，为现代机械生产作出了很大贡献，提高了工业生产产量与生产质量，并且从一定程度上降低了能耗，保证日常的生产安全。 2 我国的自动化控制技术发展现状分析 中国工业自动化控制技术是借着改革开放的风气被带进来的，甚至可以追溯到上个世纪，也正是因为改革开放这一优势，工业控制技术才得到了巨大的发展空间。到目前为止，中国的工业自动化进程发展依旧迅速，“PLC，变频器，触摸屏”等产品都被广泛应用到了工业控制的各国领域，为中国的现代化工业生产做出了巨大贡献。 2.1 PLC PLC是一种电子系统，通俗来说，是一种可以编辑程序的逻辑控制器，通过运用数字计算的操作过程，可以控制设备的生产。这种技术依赖于计算机技术，而随着计算机技术不断发展与革新，会出现容量更大、速度更快的产品不断出现。
现代教育技术学习 现代教育技术培训很短暂，可是我对现代教育技术的学习远远没有结束,现在我就把我自己在学习期间的心得体会总结如下: 在我看来，现代教育应体现在“教育”与“现代技术”相结合之上，我国的教育事业源远流长，早在春秋战国时期，大教育家孔子就很重视教育，发展到今天，随着计算机技术、多媒体技术和网络技术及应用的迅速发展，信息技术在教育教学中的全面应用成为现实，也为探索新的教学模式、方法、手段提供了机会，同时给教育教学领域改革的突破带来了前所未有的机遇。 教育要面向现代化，首先应该是教育思想的现代化。那么，现代教育技术作为现代教育模式的一种辅助手段，它的质量及其教学中的效果如何，自然成了这种改革成败的重要因素之一。现代教育技术辅助教学是否成功的主要标志，应该是有利于学生主动参与自主学习，有利于揭示教学内容的实质，有利于教师与学生、学生与学生之间的相互交流协作学习，有利于学生思维和技能的训练，有利于创新能力的培养等。 现代教育是以学生主动建构为指导思想，采取以“学生学为中心”的教学模式。教师通过适当的教学设计，使学习者可以按照自己的认知水平任意选择学习内容、学习方式以及各种工具，学习是学生主动参与完成的，真正实现了个别化的教学。如果学习中遇到了问题，
可以通过协作学习，通过学生与教师或学生与学生，甚至与认知工具之间的交互得到解决。 现代教育技术，是运用现代教育理论和现代科技成果，通过对教与学过程和教与学资源的设计、开发、利用、评价和管理，以实现教学优化的理论与实践。 现代教育技术的特点体现在： 一.实质与内容 1、它研究和实践的对象是“学习过程”，而不是“教学过程”。 2、它强调对学习资源的设计、开发、利用和管理，它认为学生只要能和学习资源发生联系，就能以合适的方式进行学习。 3、它是用系统方法对各种教学方式所需要的学习资源和学习过程进行设计、开发、利用、评价和管理，以实现教学的优化。 4、它可以应用在教育、教学领域中的不同层次，当前的应用方式主要有：课堂多媒体组合教学方式，广播、电视远距离教学方式，基于多媒体计算机的个别化交互学习方式，基于网络的远程通信教学方式。 二.指导思想： 1、现代教育技术分析和解决问题的基本思想是以学习者为中心，是使学生进行自主学习。 2、现代教育技术关注的中心是学习者的需求，课堂教学过程基本上是学生活动和创造的过程。
浅谈智能控制在工业自动化过程控制中的应用 智能控制技术是现代工业自动化发展过程中的重要技术之一，在工业领域有着广泛的应用。其主要是在控制理论的基础上，利用先进的人工智能技术来达到智能控制的效果。在当前的工业自动化生产中，必须要对生产过程进行有效控制，这样才能确保生产顺利进行。现本文就重点来谈谈智能控制技术在工业自动化控制中的具体应用，以供参考。 标签：智能控制；工业；控制；自动化 目前我国的工业已经获得的巨大的发展，并逐渐实现了工业自动化。在此过程中，越来越多的先进技术被应用进来，如计算机技术、网络技术、数字技术、通讯技术、信息技术、自动化技术等等。这些技术的综合应用为实现工业自动化的智能控制提供了重要技术保障。这也为未来工业自动化得以进一步发展打下了良好基础。因为只有在有效的智能控制下，才能使工业的生产保持正常秩序，从而进一步提升生产水平。那么，在具体的工业生产过程中，智能控制的应用主要体现在哪些方面呢？以下笔者就结合自己的体会来谈谈这一问题。 1 工业过程的智能控制要求 1.1保证操作的安全性 在工业的自动化生产过程中，由于人的参与程度较低，多是由设备自行生产，因此若其中出现失误或不符合生产要求的情况时，必须要及时发现，并尽早解决，以保证生产操作的安全。这就要求智能控制系统要能够通过监控中心及时发现这些问题，一旦操作出现失误，或设备出现故障，就要立即报警，并且要将所有的操作都记录下来，以便于检修人员掌握具体故障情况，从而保证操作的安全性。 1.2促使工业流程流畅 目前在工业过程中的所采用的智能控制技术不但不能对生产造成额外的负担，而且还能够帮助工业过程的实施更加流畅通顺。例如，智能控制技术可以使工业过程实现零库存，这样可以极大的降低库存的堆积，使所有的生产材料都能得到充分利用，控制生产成本。再例如智能控制技术还可以采取准时方式，这样就可以使所有的生产过程实现无缝衔接，无需因为等待而浪费时间，降低效率。另外，智能控制技术还可以采取看板方式来加快工业过程中的信息传递，减少信息等待造成的环节停滞，并使所有员工都有较强的参与意识，从而促进生产更加顺利的实施完成。 1.3实现较好的可扩展性 在智能控制技术下，工业过程控制会更加灵活，具有很好的可扩展性。以部分运行时会产生振动现象而影响生产技术参数的工业设备为例，其在运行中可能
现代教育技术学习心得体会 本学期在学校课程安排下，我终于接受了与我日后教师工作相关的专业课程——现代教育技术教程。 一开始看到这门课程时，我还以为老师只是传授制作ppt的各种技巧以及一些多媒体器材的运用。假如老师传授真的只有这些知识，那么我未免会有点失望，原因在于早在中学我担任班级物理课代表的时候，在科任老师布置的任务下，对这些器材都早已“玩弄于股掌之间”，对它们是再熟悉不过了。至于ppt文档的制作，众所周知，每当我们接受计算机技术教育的时候，学校都是以office办公软件为基础进行展开。因此对word、excel、ppt文档的制作也达到了一定的熟练程度，就连大学传授计算机技术时，也是以“大学计算机基础”开始的。所以在我记忆中，与ppt的相识相知也有三年五载了，虽然我知道我对它并没有达到彻底了解的程度，但还是掌握了制作课程的某些技巧。 然而，在徐苑老师的课程指导下，我才发现，原来“现代教育技术”所传授的知识并不仅仅是这两方面。以下便是我对现代教育技术的心得体会。现代教育技术相对于教育技术并没有本质的区别，只是为了突出“现代”二字，以便更多地注意探索一些与现代科学技术有关的要素，吸收现代科技成果和系统思维方法，使教育技术更具有时代性，更加科学化、系统化。1994 年，美国教育传播与技术协会对教育技术所作的定义为：教育技术是关于学习过程与学习资源的设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践。综合国际上的成果并结合我国的实际，我们可以把现代教育技术定义为：运用现代教育理论和现代信息技术，通过对教与学的过程和教与学资源的设计、开发、利用、管理和评价，以实现教学优化的理论与实践。在重视实践动手能力培养的高职教学环境，尤其是实践教学体系的构建对现代教育技术的应用与开发依赖性更为突出这门课程让我意识到现代教育技术在高职院校实践教学体系中的应用显得更加重要： 一是在网络教学内容方面：一方面，网络教学课程内容能满足教与学的需要，随着课程和教学的改变不断进行完善、补充和调整。另一方面，设计和选择的教学课程内容要利于学生理解、掌握。网络教学可以使所授的课程从不同角度、侧 面去体现课程内容的本质特性，用不同的形式，在不同的时间、地点、条件下可以多次重复表现同一内容。 二是在学习方式方面：在网络上学习不同于传统的教学方式，传统的学习方式不外乎听老师讲课、实验、读书以及运用录像、电视等媒体进行教学，而基于网络自主学习方式，学生面对着的是运行在网上的计算机，教师、学生的角色也有质的变化，教师由原来的面对面口述、手把手地指导，变成了以学生为中心，精心设计教学过程，制作网络课程等。 三是在教学环境方面：相对于传统教学环境而言，现在的学习总是与一定的“情境”相联系的，在“情境”的媒介作用下，那些生动、直观的形象才能有效地激发学生的联想，唤起学生原有认知结构中的知识、经验及表象，从而使学生利用相关知识与经验来“同化”或“顺应”新内容。
学习现代教育技术心得体会 当今世纪，人类面临着文明史上的又一次大飞跃——由工业社会进入到信息化社会,世界各国面临的国际竞争,实际上是经济实力与科学技术的竞争,这种竞争,归根到底是人才的竞争，而人才取决于教育。因此,各国对教育的发展及信息技术在教育中的应用给予了前所未有的关注,并采取措施试图在未来的信息社会中让教育走在前列，以便在国际竞争中立于不败之地。面对这种形势，探索如何运用现代教育技术深化教育改革,是摆在我们教育工作者面前的一项紧迫而又重要的课题。 实施课程改革,对教师来说是一个新的挑战。课程改革的主渠道在课堂。教师是具体的实施者，这就要求教师必须首先改变观念和方法。为此，我积极参加了现代教育技术培训,在初步理解现代教育技术理论的基础上,通过老师几天的细心指导，我进一步巩固了自己平时自学的和从实践中获得的电脑、网络知识，进一步练习了如何申请电子邮箱，如何用电子邮箱收、发文件,练习了如何申请博客，如何在博客上发表日志，感觉自己的视野一下子扩充了好多，仿佛我一下子拥有了整个世界。通过与学员们的交流,无论是教育还是教学，我都能取长补短,大大提升了自我。 另外我还学习并掌握了如何利用Pｈｏtoshｏp制作合成图片,如何利用C ｏol Eｄit Pｒｏ软件，截取mp3中的音频文件,制作配乐音频文件。如何利用flａsｈ制作动画，如何在ｐpt文件中插入flash动画,如何下载文件，如何制作幻灯片等。有了这些知识和技能的学习和实践,我在课件制作、资源收集、网络互动等今后必须或将会用到的教育技术都得到了长足的提高，在教学工作中更加得心应手了。 当今世纪,人类面临着文明史上的又一次大飞跃——由工业社会进入到信息化社会，世界各国面临的国际竞争,实际上是经济实力与科学技术的竞争，这种竞争，归根到底是人才的竞争,而人才取决于教育。因此,各国对教育的发展及信息技术在教育中的应用给予了前所未有的关注,并采取措施试图在未来的信息社会中让教育走在前列,以便在国际竞争中立于不败之地。面对这种形势，探索如何运用现代教育技术深化教育改革，是摆在我们教育工作者面前的一项紧迫而又重要的课。 实施课程改革，对教师来说是一个新的挑战。课程改革的主渠道在课堂。教师是具体的实施者,这就要求教师必须首先改变观念和方法。为此,我积极参加了
现代材料测试技术 作业
第一章X射线衍射分析 一、填空题 1、X射线从本质上说，和无线电波、可见光、γ射线一样，也是一种。 2、尽管衍射花样可以千变万化，但是它们的基本要素只有三个：即、、。 3、在X射线衍射仪法中，对X射线光源要有一个基本的要求，简单地说，对光源的基本要求是、、。 4、利用吸收限两边相差十分悬殊的特点，可制作滤波片。 5、测量X射线衍射线峰位的方法有六种，它们分别是、、 、、、。 6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是、 、。 7、特征X射线产生的根本原因是。 8、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是、 和字顺索引。 9、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分、、三种。 10、实验证明，X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：和 11、当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为。 12、用于X射线衍射仪的探测器主要有、、、，其中和应 用较为普遍。 13、X射线在近代科学和工艺上的应用主要有、、三个方面 14、X射线管阳极靶发射出的X射线谱分为两类、。 15、当X射线照射到物体上时，一部分光子由于和原子碰撞而改变了前进的方向，造成散射线；另一部分光子可能被原子吸收，产生；再有部分光子的能量可能在与原子碰撞过程中传递给了原子，成为。 二、名词解释 X-射线的吸收、连续x射线谱、特征x射线谱、相干散射、非相干散射、荧光辐射、光电效应、俄歇电子、质量吸收系数、吸收限、X-射线的衰减 三、问答与计算 1、某晶体粉末样品的XRD数据如下，请按Hanawalt法和Fink法分别列出其所有可能的检索组。 2、产生特征X射线的根本原因是什么？ 3、简述特征X-射线谱的特点。 4、推导布拉格公式，画出示意图。 5、回答X射线连续光谱产生的机理。
《现代教育技术》学习心得体会 《现代教育技术》学习心得体会 时间转瞬即逝，这学期即将走进尾声，而《现代教育技术》这门课的学习已经结束，就差期末考试了，说实话真有点舍不得，虽然平时抱怨老师布置的作业太多，而不像另外那位上这门课的老师，一学期基本没布置什么作业，但是我想这是老师对我们负责，才会对我们要求很多，促使我们平时下来认真学，收获实际的东西。虽然这学期时间短，上课时间只有九周，但是通过这门课的学习，收获了很多，现将我在学习期间的心得体会总结如下： 首先，对教育技术有了一个全新的认识。在上这门课之前认为老师借助电脑、投影仪、幻灯片、ppt教学就是现代教学，其实只是多媒体教学而已，只是现代教育技术的一部分。现代教育技术的真正含义是为了促进学习，对学习过程和资源进行设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践，其核心是利用现代技术服务教育，改进人类学习，其本质是运用现代技术手段优化教育，教学过程，以提高教育教学的效果、效率与效益的理论与实践。它既是一个实践领域也是一个理论领域，作为实践领域的现代教育教育技术即通常所说的“电教”，作为理论领域的现代教育技术就是“教育技术学”，是教育技术的理论体系。 其次，由于时间有限，老师多是给我们讲理论的东西，技术操作的演示讲解很少，但是老师会想发设法让我们自己去学习。比如通过布置两个关于技术操做的作业，一是mindmanger 思维导图的制作，另一个是关于ppt的制作。制作这两个东西我学到很多东西。尤其是制作mindmanger 思维导图，首先得下载mindmanger这个软件，我自己下载下来安装几次都不开，然后让同学帮我从新下载安装还是打不开，但是什么原因还是没弄清楚，后来就用另外一个同学的电脑做的这个作业，其实发现很简单，上课时老师布置这个作业的时候感觉好难，都不知到该怎么做，做的时候发现很简单。这让我明白了，在做任何事情之前都不要有畏难情绪，当你真正开始去做某件事的时候你会发现其实它没你想象得那么难，你会把它做好的。关于ppt的制作，上课时老师也没举例怎样制作ppt.这就得看你平时对这个软件的熟悉程度了，也是检测你大一《大学计算机基础教程》这门课学习得怎样的时候了。关于ppt的制作,我做的关于高中经济生活第三课《多彩的消费——树立正确的消费观》这一节的类容，由于平时我们进行教技训练的时候都没做ppt.做起来有一定难度，不会的地方还得上网查，翻《大学计算机基础教程》这本书，咨询同学等等，虽然做的很简单，但是还是收获颇多，为以后制作ppt积累了一定的经验。对于制作教案这个作业，对我们思教的同学来说，并不难，因为我们平时教技训练时就要求写教案，最开始我们都是写简案，但是通过和大四实习回来的学姐学长交流，他们告诉刚开始要写详案，这样对提高教课有一定帮助，之后每次我都写详案。所以这次老师布置的教案设计也写的详案。 第三，了解到很多网上学习的资源、平台，如网易公开课，教育人博客、走遍美国，大规模网络开放课程等等，这为以后打发无赖的时间找打了很好的方式，同时也能学到很多知识，增加知识面，开阔自己的视野。 第四，意识到学好现代教育技术的重要性，这一点对我来说收获最深的一点。在很早的时候，邓小平就提出“教育要面向现代化”，而现代教育技术的使用能促进这一教育理念的实现。现代教育技术具有资源多样性、资源共享性、资源开放性、内容主动性，学习过程的互动性与独立性的资源优势，在实现教育面向现代化有积极作用。比如多媒体技术能实现文字、图片、音频、视频等多种媒体的展示功能，在教育教学方面，完全可以提供一个便于学生学习的理想教学环境，它必然会对教育、教学过程产生深刻的影响。教师可以通过电子方式将文本、图片、音频、视频等有关的学习资源传到一个共同学习的平台，学生能够利用网络随时随地
M ac hi neBuil di ng Auto m atio n,D ec2007,36(6):5~6,9 现代优化设计方法的现状和发展趋势 王基维1,熊伟2,李会玲1,汪振华3 (1.宁波职业技术学院,浙江宁波315800;2.湖南生物机电职业技术学院,湖南长沙410126; 3.南京理工大学,江苏南京210094) 摘要:优化设计是近年来发展起来的一门新学科,为机械设计提供了一种重要的科学设计方 法。优化设计在解决复杂设计问题时,能从众多设计方案中寻到尽可能完美或最适宜的设计 方案。对现代优化设计方法进行了概括和总结,展望了现代优化设计的发展方向和发展趋势。 关键词:优化设计;机械设计;发展趋势 中图分类号:T H122文献标识码:B文章编号:167125276(2007)0620005202 Develop ing T rend on M odern O pt im a l Design M ethods WANG J i2wei1,XI ONG W ei2,LI H u i2li ng1,WANG Zhen2hua3 (1.Ni ngbo Voca ti on Te chno l ogy C o ll e ge,N i n gbo315800,C h i na; 2.Huna n B i o l ogy Me c ha ni c a la nd E l e c tri c a lP ro f e ss i ona lTe chno l ogy C o ll ege,C ha ngsha410126,C h i na; 3.Na n ji ng Un i ve rs ity o f S c i e nc e a nd Te chno l o gy,Na n ji ng210094,C h i n a) Abstr ac t:As a new d i s c i p l i ne,o p tm i a l de s i gn p rov i de s an m i p o rtan t sc i en tifi c de s i gn m e t h od f o r e ng i nee https://www.doczj.com/doc/2f9088353.html, i ng op tm i a ld es i gn, t he y can fi nd o ut a nea rl y pe rf e ct o r op tm i um des i gn s ch em e fr om l o ts o f feas i b l e ap p r o ache s.T he p ape r s um m a ri ze s t he de ve l o p i ng trend a nd d ir e cti o n o f t he m ode rn op tm i a l des i gn m e t hod s. K ey word s:op tm i a ld es i g n;m a ch i n e des i gn;de ve l o p t re nd 0引言 机械设计与制造是机械工程领域中最重要的内容,而机械设计又是机械制造的前提。优化设计(opti m a l de2 si gn)是近年来发展起来的一门新的学科,优化设计为机械设计提供了一种重要的科学设计方法,在机械设计上起着重要的作用,使得在解决复杂设计问题时,能从众多的设计方案中寻到尽可能完美的或最适宜的设计方案[1]。实践证明,在机械设计中采用优化设计方法,不仅可以减轻机械设备质量,降低材料消耗与制造成本,而且可以提高产品的品质和工作性能[2]。文中初步论述了机械优化设计方法的发展现状和趋势。 优化设计方法[3]是数学规划和计算机技术相结合的产物,它是一种将设计变量表示为产品性能指标、结构指标或运动参数指标的函数(称为目标函数),然后在产品规定的性态、几何和运动等其它条件的限制(称为约束条件)的范围内,寻找满足一个目标函数或多个目标函数最大或最小的设计变量组合的数学方法。优化设计方法已成为解决复杂设计问题的一种有效工具。 1优化设计方法及应用现状 优化设计的基础和核心是优化理论和算法。迄今为止,己有上百种优化方法提出,这里重点介绍以下几种优化方法[4,5]。 a)线性逼近法:线性逼近法SLP是将原非线性问题转化为一系列线性优化问题,通过求解线性优化问题得到原问题的近似解。根据形成线性优化的方法不同,可以得到不同的线性逼近法。常用的线性逼近法有近似规划法和割平面法; b)遗传算法[2,6,14]:遗传算法GA(genetic a l gorith m s)是一种基于生物自然选择与遗传机理的随机搜索算法。它是1962年首先由美国密执安大学的J.H.H olland教授提出、随后主要由他和他的一批学生发展起来的[7],并在1975年的专著中作了介绍,首先提出了以二进制串为基础的基因模式理论,用二进制位串来模拟生物群体的进化过程。进化结束时的二进制所对应的设计变量的值即为优化问题的解。GA方法的主要优点是具有很强的通用优化能力,它不需要导数信息,也不需要设计空间或函数的连续性条件,其优化搜索具有隐性并行性,可以多点同时在大空间中作快速搜索,因此有可能获得全局最优解。由于G A有着其他优化算法不可比拟的优点,因此,GA的应用非常广泛,取得大量研究应用成果。在结构优化设计方面的如离散结构的遗传形状优化设计[8]、悬臂扭转结构和梁结构的优化设计[9]、桁架和薄壁的结构优化问题[10]等。在文献[11]中对平面四杆机构的遗传优化设计进行了研究。文献[12]介绍了一个用于ZL40装载机的直齿圆锥齿轮差速器的优化设计问题,用GA中的实数编码进行优化求解,取群体大小为50,交叉率为0.2,变异率为0.5,经过120代的进化并经圆整后得到最优解。文献[15]中通过把机械方案设计过程看作是一个状态空间的求解问题,用遗传算法控制其搜索过程,完善了新的遗传编码体系,为了适应新的编码体系重新构建了交叉和变异等遗传操作,并利用复制、交换和变异等操作进行一次次迭代,最终自动生成一组最优的设计方案。 此外,G A还应用在函数优化、机械工程、结构优化、电工、神经网络、机器学习、自适应控制、故障诊断、系统工程调度和运输问题等诸多领域中[13]; #5 #
浅谈工业自动化仪表与自动化控制技术周国燚 发表时间：2017-11-22T16:00:29.627Z 来源：《电力设备》2017年第19期作者：周国燚[导读] 摘要：一个国家的发展，工业占有相当大的比重，任何国家都重视工业的发展，工业发展是保障国民经济发展的主要支柱。 （华电渠东发电有限公司河南新乡 453000）摘要：一个国家的发展，工业占有相当大的比重，任何国家都重视工业的发展，工业发展是保障国民经济发展的主要支柱。工业自动化仪表与自动化控制技术的应用，提高了工作效率，为企业发展提供技术支持，为企业可持续发展进行保驾护航。基于此，本文将简要介绍工业自动化仪表与自动化控制技术，探讨工业自动化技术的发展，以期能为以后的发展起到一定的借鉴作用。 关键词：工业自动化控制；应用；技术； 1 工业自动化仪表简介 工业自动化仪表是在工业生产过程中，对工艺参数进行检测、显示、记录或控制的仪表。工业自动化仪表是生产过程自动化的重要工具，是实现自动控制理论中各种控制策略和先进控制技术的手段，是实现工业过程自动化的基础平台。通俗的讲，就是在自动控制系统中，由检测仪表将生产过程的各种理化参数转换为电信号后，由显示仪表进行显示、记录和报警等，同时还将信号标准化并传递给控制系统，对生产过程进行自动控制，使工艺参数符合预期要求。 2 工业自动化仪表和自动化控制技术的发展 2.1 工业自动化仪表的发展 工业自动化仪表有着很多种类型，按动力能源可分为气动、电动、液动等，按信号类型可分为模拟式和数字式。随着技术的进步，以及工业生产自动化的发展，气动和液动控制装置和仪表在许多场合已不能满足要求，电动装置和仪表正在得到越来越广泛的应用，过去的很多技术问题也都逐步得到了解决，现已成为工业控制领域绝对的主流。工业自动化仪表正伴随着工业控制系统的进步，逐渐数字化、智能化、现场总线化，并形成了一个新名词——现场总线仪表。 现场总线仪表，顾名思义，采用现场总线技术的仪表。现场总线是应用在生产现场，在智能化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，具有开放性、数字化和多点通信的特点。现场总线系统打破了传统控制系统采用的按控制回路要求，设备一对一地分别进行连线的结构形式。通过对传统自动化仪表植入专用微处理器，使现场仪表自身具有了通讯和数据处理、控制功能，因而控制系统功能能够不依赖控制室的控制仪表，直接在现场完成，实现了彻底的分散控制，达到信息处理现场化。 2.2 自动化控制技术的发展 随着电子信息技术的不断进步和发展，自动化控制技术的发展速度也不断加快。就整体的自动化控制系统而言，PLC和DCS是目前的两大主流产品。它们的发展是并列进行且相互渗透的，表现出明显的互相融合的趋势，但又有各自的特点。大型化PLC的扩展性和开放性越来越好，与DSC的区别也越来越小；小型化PLC则向着功能更加专业化、更有环境针对性的方向发展，在一些特定应用场景不可或缺。而DCS的编程语言标准化程度也越来越高，功能也向着FCS的方向发展。FCS（现场总线控制系统）的核心是总线协议，而基础则是现场总线仪表。现场总线控制系统只需要进行信号采集、人机交互及逻辑控制，基础的信息处理和控制功能都由现场总线仪表来完成。现场仪表与控制系统之间也不需要传统电缆连接，而是使用现场总线通过通信连接整个系统。 3 现场总线技术的出现给工业自动化的发展带来了一场深层次的革命，近十多年来在工业控制领域得到了迅速发展，并且在工业自动化系统中得到了广泛的应用。但现场总线技术至今还没有一个统一的标准，多种现场总线互不兼容。而这个时候，以太网悄悄进入了控制领域，形成了工业以太网。工业以太网符合ISO/OSI网络参考模型，相比普通以太网，工业以太网针对工业控制对确定性、实时性和可靠性的要求，在链路层、网络层增加了不同的功能模块，在物理层增加了电磁兼容性设计，解决了通信实时性、网络安全性、抗强电磁干扰等技术问题。工业以太网以其低成本、高速率、高扩展性等特点，正吸引着越来越多的制造商加入。 4 然而，像现场总线一样，工业以太网现已形成了多种标准。标准众多，兼容性差，终将影响到工业以太网的发展。正因如此，国际社会已着手制定工业以太网标准。现如今，得益于互联网和通信技术的发展，工业以太网已开始向着实时工业以太网和无线工业以太网的方向发展。同时，智能制造的兴起，也为工业以太网的发展提供了良好的契机。 5 总体而言，目前的工业自动化技术正表现出以下趋势： 5.1 集中式控制逐渐趋向于分散式控制。分散式控制结构灵活，组网方便。DCS和FCS系统的发展，使得控制系统逐渐趋向于分散式。而自动化仪表的智能化、现场总线化发展，也大大促进了分散式控制的应用。 5.2 现场总线逐渐趋向于现场总线。工业以太网正表现出很多的优点，近几年，已被工业自动化控制产业广泛接受。而现场总线到工业以太网可以进行平滑过渡。采用工业以太网作为现场总线，也为现场总线的标准之争提供了解决方案。 5.3 有线通信逐渐趋向于无线通信。有线通信相比无线通信，有着可靠性高、安全性好、通信速率高、抗干扰能力强等优点。而如今随着技术的进步，无线通信技术在这些方面得到了很大的发展，在很多方面已足以满足工业自动化生产领域的需要。而无线通信灵活性好的特点则是有线通信难以企及的。因此得到了很大的应用，成为工业自动化控制网络的重要环节。 总而言之，科技的发展和进步提高了现代工业生产的自动化程度，机器全自动化已愈发凸显其对人工操作与传统操控方式的替代作用。随着各个技术领域的相互交叉，学科打破原有界限，先进的科技融合到工业控制自动化产业是工业自动化的发展趋势，工业自动化控制将趋于一体化、网络化、智能化和高效快捷传输。工业自动化控制技术在工业生产应用中的日益普及，其重要性会越来越显著，对促进工业发展和进步、提升综合国力有着重要的作用。