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超高压技术在乳品中的应用

超高压技术在乳品中的应用
超高压技术在乳品中的应用

超高压技术在乳品中的应用

(超高压技术的原理及在乳品等食品原料中的应用)

随着生活水平的提高,人们对食品的消费理念不再仅仅局限于安全卫生,而是对食品的色、香、味、营养成分等各方面提出了更高的要求。

超高压技术处理食品不仅能够灭菌,还能最大限度的保持食品的原有功能成分和营养物质,同时还克服了辐照、微波和电磁场等加工技术存在的缺陷,能够节约资源、减少污染。

虽然我国的超高压技术在食品加工中的应用仍处于起步阶段,但目前已有企业采用国产的超高压设备与技术加工鲜牡蛎、鲜海参、鲜果汁等食品成功并已上市。这意味着我国在超高压技术装备制造方面已取得突破性进展,这对推动超高压技术在我国食品领域的产业发展具有重要的意义。

1、超高压技术概念

超高压技术也叫超高压杀菌技术,是指利用100MPa以上的压力,在常温或较低温度条件下,使食品中的酶、蛋白质

及淀粉等生物大分子改变活性、变性或糊化,同时杀死细菌等微生物的一种食品处理方法。

超高压技术在食品杀菌、加工技术领域具有独特的优点:1)作用均匀、瞬时、高效;

2)易控制,操作安全,能耗低,污染少;

3)可保持食品固有的营养品质和风味;

4)改善生物多聚体的结构,调整食品质构;

5)不同压力作用影响性质不同。

2、超高压技术的加工原理

超高压加工食品的原理是:当食品在超高压状态下时,其中的小分子(如水分子)间的距离会缩小,而食品中的蛋白质等大分子团构成的物质仍保持原状。这时水分子就会产生渗透和填充作用,进入并且粘附在蛋白质等大分子团内部的氨基酸周围,从而改变了蛋白质的性质,当压力下降为常压时,“变性”的大分子链会被拉长,使其部分立体结构遭到破坏,从而使蛋白质凝固、淀粉变性、酶失活或激活,细菌等微生物被杀死,食品的组织结构改善,促成新型食品生成。

只作用于非共价键是超高压技术的一个独特性质,因此它对维生素、色素和风味物质等低分子物质的共价键无明显影响,因此可较好地保持食品原有的营养价值、色泽和天然风味。

3、超高压在食品加工中的应用

超高压加工技术不仅可用于食品杀菌、灭酶与质构改善,而且对食品的营养价值、色泽和天然风味也具有独特的保护效果。

目前,超高压技术已在肉制品、乳制品、蛋类食品、果蔬制品、水产品加工及有效成分的提取中得到广泛的应用。1)超高压在果蔬加工中的应用

果蔬产品的杀菌是超高压技术在食品加工中最成功的应用。与传统的热力杀菌相比,超高压技术可以在常温或较低温度下达到杀菌、抑酶及改善食品性质的效果,不会破坏果蔬制品的新鲜度和营养成分,符合消费者对果蔬制品营养和风味的要求。

新鲜果汁中富含蛋白质、维生素、氨基酸以及还原糖等营养成分,传统热力杀菌处理会使这些营养成分损失很大,

超高压杀菌技术则可以有效地避免果汁中营养成分大量损失。

采用高压技术杀菌不仅可杀死水果中的微生物,还能降低酶的活力。

果汁的感官品质包括颜色、香气、滋味等方面。超高压杀菌属于冷杀菌技术,其操作过程在常温下进行,并且超高压只作用于非共价键,不影响共价键,因而能较好保持果汁原有的口感、风味及色泽。

2)超高压在肉制品加工中的应用

采用超高压技术处理肉制品,可以有效改善肉制品的柔嫩度、风味、色泽和成熟度等特性,同时还可以延长肉制品的货架期。肉的嫩度反映肉的质地和食用品质,是指肉在食用时口感的老嫩,它是消费者评价肉质优劣的常用指标。3)超高压在水产品加工中应用

水产品的加工要求具有水产品原有的风味、色泽、口感及质地。常用的干制处理、热处理都不能满足要求。而超高压处理后的水产品可较好的保持原有的新鲜风味。

4)超高压在酒类加工中应用

酒类生产中酒的自然陈化是个既耗时、能耗又大的处理过程。而超高压技术对酒的催陈可起到重要作用。此外,超高压技术在啤酒中还具有良好的杀菌作用。

5)超高压在蛋制品加工中的应用

将600MPa的压力作用于鸡蛋时,鸡蛋虽然是冷的,却已经凝固。与煮熟的鸡蛋比较,经超高压处理的鸡蛋味道非常鲜美,蛋黄为鲜黄色并具有较好的弹性。研究表明超高压处理的蛋白质变性凝胶,比加热凝胶软而且更有弹性,消化率较高,此外,氨基酸和维生素也没有损失,保留了鸡蛋的自然风味,不会生成其他物质。

6)超高压在乳制品加工中应用

热处理是现代乳制品生产中最常见的加工处理方法。它虽能杀灭乳品中部分或全部的微生物,破坏酶类,延长产品的保质期。但是同时也会给产品带来不利的一面,而超高压技术既能够保证乳品在微生物方面的安全,又可以较好地保持乳品固有的营养品质、风味和色泽。

酪蛋白是牛奶中的主要蛋白质,超高压处理使酪蛋白胶粒直径变小,乳蛋白表面暴露的疏水性基团增加,引起乳清蛋白变性,使其凝块。

7)超高压技术在有效成分提取中的应用

与传统的提取方法相比,超高压技术在有效成分提取方面具有提取时间短、提取得率高、能耗低的优点。超高压提取可在常温下进行,避免了因热效应引起的有效成分结构变化、损失以及生理活性的降低。

目前,超高压技术已在多糖类成分、黄酮类成分、皂苷类成分、生物碱类成分、萜类及挥发油、酚类及易氧化成分、有机酸类成分等的提取中得到了应用。

4、结语

超高压技术是21世纪尖端科技之一,被称为当前科技热点,是食品工业的一场革命。超高压食品较好的保持了原有的色、香、味以及营养成分,这一优点正好迎合了现代人类崇尚自然,追求天然、低加工食品的消费心理,符合当前绿色食品的要求。

但超高压技术也存在不足之处,如超高压设备投资成本高、设备密封和强度要求高、设备耗材寿命短。超高压技术的基本理论体系、标准有待完善,超高压杀菌条件要求严格,其主要限制因素还需进一步研究。

除此之外,超高压处理后食品组分的变化以及各组分相互作用的关系尚不明确。我国在高压技术方面仍处于起步阶段,与世界先进水平相比,还有较大的差距,与国内市场要求也不相适应,为此,我国应加快超高压技术的研究和应用。

高温超高压技术在煤气发电中的应用

高温超高压技术在煤气发电中的应用 摘要:目前我国钢铁行业用于高炉煤气发电的机组大多为12~30 MW中温中压 参数机组,机组的热效率低。本文重点讨论高温超高压煤气发电这种高效发电技 术在钢铁企业富余煤气资源利用方面的优势,分析高温超高压技术高效发电的具 体原因,并对比了该技术与燃气蒸汽联合循环发电技术之间的差异。 关键词:钢铁企业;节能;高温超高压;煤气 近年来钢铁工业产能的不断增加,以及钢铁工业节能措施的逐步推进,钢厂 煤气富余量将进一步提升,煤气需求与价格波动也将会扩大,而现有煤气电厂能 力不能满足需要,致使富余煤气的放散增多,浪费能源并污染环境。 一、煤气锅炉发电技术的发展历程 在早期钢厂煤气锅炉发电技术中,尽管能够有效控制钢铁企业的煤气放散率,但是由于受钢厂规模和煤气量的影响,燃气锅炉机组较小,效率偏低,煤气锅炉 发电技术并非一种高效的煤气利用方式。随着钢铁行业技术的发展,钢铁生产过 程中逐渐减少了生产自用煤气的消耗量,煤气富裕量大大增加,提高煤气发电效 率带来的经济效益日益明显。在钢厂企业效益和国家节能减排政策的要求下,钢 厂煤气锅炉发电技术也在逐步跟进。到目前为止,钢厂富余煤气发电技术大致经 历了早期技术(中温中压或更低),第一代技术(中温中压或次高温次高压),第二代 技术(高温高压),第三代技术(高温超高压中间再热)等4个阶段。随着技术发展, 煤气锅炉发电技术的主机参数越来越高;机组规模越来越大,从早期的12MW一 直到目前的135MW;全厂热效率越来越高,高温超高压技术的热效率比早期的 技术已经提高了近50%;但是每生产1 kWh电所消耗的煤气量则越来越低,从最初的4.53m3/kwh降低到目前的2.98m3/kWh。目前,大多数钢铁企业的锅炉 煤气发电技术仍采用第二代(高温高压)技术,与高温超高压技术相比,高温高压 技术的发电效率要低近6%,钢厂最常见的50MW高温高压机组与65MW高温超 高压机组参数的比较,在同等煤气耗量(18.25万rn3/h)条件下,高温超高压机组 年供电量比高温高压机组年多发电0.72亿kWh,若按电价0.5元/kWh计算,年增效益近3600万元,在钢铁行业不景气的今天,对钢铁企业无异于雪中送炭。随着技术发展,目前高温超高压煤气发电技术机组规模覆盖也越来越广,武汉都 市环保工程技术股份有限公司自主研发的高温超高压机组主机参数已经突破了 65MW的限制,可以向更低参数方向发展,该公司已相继在河北、广西、山东等 地的钢厂建设了数十台套高温超高压机组。 二、煤气锅炉发电技术 1.纯烧高炉煤气锅炉发电技术。20世纪90年代中期,国内开始自主开发并引进国外全烧高炉煤气发电技术,纯烧高炉煤气锅炉发电技术由燃高炉煤气锅炉、 汽轮发电机及辅机等组成。通过高炉煤气管道将减压阀组减压后或TRT装置后 的低压高炉煤气送入锅炉进行燃烧,产生的过热蒸汽进入汽轮机,驱动汽轮机带 动发电机进行发电。 2.TRT(高炉煤气余压透平发电装置)。上世纪50年代中期,法国、比利时、 捷克、苏联等国开始对TRT进行试验研究。其中法国成功的开发了湿式TRT系统,苏联则开发了干式TRT系统。80年代,日本的TRT装置技术发展较快,三 井造船、日立造船、川崎重工等对TRT进行了改进,进一步提高了回收效率、 降低了投资。我国从60年代中期由武汉钢铁设计研究院开始研究、消化吸收国外TRT技术。80年代初期通过大量试验取得成功。

液压技术在生活生产中应用

生活中的液压设备 随着科技的发展液压设备在生活中普遍存在,液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一,世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。世界液压元件的总销售额为350亿美元。据统计,世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的2%~3.5%,而我国只占1%左右,这充分说明我国液压技术使用率较低,努力扩大其应用领域,将有广阔的发展前景。液压气动技术具有独特的优点,如:液压技术具有功率重量比大,体积小,频响高,压力、流量可控性好,可柔性传送动力,易实现直线运动等优点;气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、结构简单等优点,并易与微电子、电气技术相结合,形成自动控制系统。因此,液压气动技术广泛用于国民经济各部门。但是近年来,液压气动技术面临与机械传动和电气传动的竞争,如:数控机床、中小型塑机已采用电控伺服系统取代或部分取代液压传动。其主要原因是液压技术存在渗漏、维护性差等缺点。为此,必须努力发挥液压气动技术的优点,克服缺点,注意和电子技术相结合,不断扩大应用领域,同时降低能耗,提高效率,适应环保需求,提高可靠性,这些都是液压气动技术继续努力的永恒目标,也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。 生活中我们用到的多种液压机械,最常见的事工程机械,如挖掘机,凿岩机,推土机及工程车辆,还有工业机械如液压机等 挖掘机的型号有多种,更有适用于多种地形的实用机械,工程机械手,更是为生活工程提供了方便

生活中还有很多的液压设备,在地震救援中使用过的液压手动泵液压扳手,还有像液压油缸,液压破碎机,液压绞车,液压钢筋钳,等设备不仅提高了工作效率,而且节省了劳动力 下面我着重介绍一下液压分裂机: 常规的机械破碎方法,如风镐、破碎锤等,通过外力的作用来破坏物体的结构,但通常需要被破碎的物体抗压强度很高。液压分裂机利用脆性材料的抗拉强度低的特性,运用楔块组的力学原理及液压机理开发出来的,首先在被分裂的物体上钻一些特定直径和深度的孔,将分裂机的楔块组插入钻好的孔中,液压动力站产生高压液压油,通过分裂机的液压缸,驱动楔块组中的中间楔块向前驶出,并将两个反向楔块向两边撑开,从而产生巨大分裂力,将物体内部结构破坏掉液压工程矿山分裂机分裂力大,体积小,重量轻,操作方便,工作时无振动、无噪音无粉尘。 液压分裂机由液压压力站,压力分裂机和高低压液压连接管,液压压力站主要由动力源,液压泵,限压阀,液压油箱等部分组成压力分裂机主要有控制阀,液压缸,楔块缸构成,液压缸是由优质不锈钢制成,就有很高的饿抗压强度和耐磨性能 高低压液压连接管,用于连接分裂机和液压动力站,加上分配器可将多个分裂枪与一套动力系统相连起来,而快速接头可以再说秒钟内将整个系统连接完毕并开始工作,或拆开以便于运输。

多智能体技术

多智能体技术 [摘要]当今,分布式人工智能研究的一个热点是多智能体系统,它是分布式问题求解的进一步发展。随着多智能体理论与技术的发展,其应用范围也在不断扩大着,但是由于其理论与应用研究刚起步不久,还有不少问题有待解决。本论文回顾了多智能体技术的发展历史,指出了多智能体理论及应用的研究方向,介绍了多智能体技术的基本概念和特点,多智能体系统的体系结构,多智能体中的协调与协作方法等内容。 [关键词]多智能体系统;多智能体结构;多目标优化;协调协作 Multi-agent technology [Abstract] Nowadays, one of the hot points in distributed artificial intelligence research is multi-agent system, which is the further development in distributed problem solving. With the development of multi-agent theory and technology, its application is being expanded.As the theory and application is just starting, there are many issues to be resolved.In this paper, the thesis reviews the development of EGCS, points out the research directions of multi-agent theory and application, and introduces the basic concepts and characteristics, Multi-agent system architecture,the coordination and collaboration on Multi-agent system. [Keywords] Multi-agent systems;Multi-agent architecture;Multi-objective optimization;Coordination and collaboration 1.前言 目前的工业系统正向大型、复杂、动态和开放的方向转变,传统的工业系统和多机器人技术在许多关键问题上遇到了严重的挑战。分布式人工智能 (DAI,Distributed Artificial Intelligence)与多智能体系统(MAS, Multi-Agent System)理论为解决这些挑战提供了一种最佳途径。智能体系统是分布式人工智能的一个重要分支,是20世纪末至21世纪初国际上人工智能的前沿学科。研究的目的在于解决大型、复杂的现实问题,而解决这类问题已超出了单个智能体的能力,将DAT、MAS充分应用于工业系统和多机器人系统的结果,便产生了一门新兴的机器人技术领域一多智能体机器人系统(MARS,MultiAgent Robot System)。总的来说,多智能体系统领域正在蓬勃发展。 2.多智能体 2.1多智能体理论的发展历史 智能体—Agent的概念最早可以追溯到1977年的 Carl Hewitt的“Viewing Control Structure as Patterns of Passing Messages”一文。在此文中,Carl Hewitt 给出了一个称为“Actor”的对象,它具有自身的内在状态,又能与其他同类对象发送和反馈信息。而正式采用“Agent”一词可见于M. Minsky于1986年出版的“Society of Mind”一书,文中用“Agent”称呼一些具有特别技能的个体,它们存在于社会中,并通过竞争或协商求解矛盾[1]。 多智能体系统(简称 MAS)是由多个单Agent组成的集合,该系统可以协调一组Agent的行为(知识、目标、方法和规划),以协同完成一个任务或是求解问题,各个单

先进过程控制及其应用期末课程总结论文

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最新液压技术应用的发展趋势解读

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国内外特高压输电技术发展情况综述 (一) 调研题目:关于特高压输电技术国内外发展情况的调研报告 调研目的:通过认真分析和研判从检索、查询、索取等多渠道获得大量的技术文献,掌握了特高压输电技术国内外的发展情况,据此完成本调研 报告,为我省未来特高压的规划发展提出相关建议。 编写人员:何旭东、王瑗、刘斌蓉 调研时间:2005.4. ~2005.9 调研地点:成都 1.背景 自从电能作为人们生活中廉价而又清洁的能源以来,随着电网的不断发展壮大,输电电压经历高压、超高压两个发展阶段,目前又跨入了特高压输电的新的历史时期。这种发展标志着我国综合实力的不断提高,电力行业技术水平的提高。近来,由于石油价格的暴涨,1993年11月在宜昌召开的中国电机工程学会电力系统与电网技术综合学术年会上发表《关于着手开展特高压输电前期科研的建议》以来,各方面的人士对特高压输电技术给予了高度的关注。 那么何谓特高压输电呢?特高压输电系指比交流500kV输电能量更大、输电距离更远的新的输电方式。它包括两个不同的内涵:一是交流特高压(UHC),二是高压直流(HVDC)。具有输电成本经济、电网结构简化、短路电流小、输电走廊占用少以及可以提高供电质量等优点。根据国际电工委员会的定义:交流特高压是指1000kV以上的电压等级。在我国,常规性是指1000kV以上的交流,800kV以上的直流。 我们国家是在何种情形下进行特高压研究的呢?不妨从如下几个方面来看: 从能源利用上来说,看国际上常以能源人均占有量、能源构成、能源使用效率和对环境的影响,来衡量一个国家的现代化程度。目前我国人均年消耗的能源水平很低,如果在21世纪中叶赶上国际中等发达水平,能源工业将要有大的发展。据最近召开的世界能源第十七次会议预测,世界能源工业还要进一步发展,到2030年,世界的能源产量将翻一番;到21世纪末再翻一番,其中主要集中在中国、印度、印尼等发展中国家。我国电力将在未来15~20年内保持快速增长,根据我国电力发展规划,到2003年、2010年、2020

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摘要:在此我综述智能控制技术的现状及发展,首先简述智能控制的性能特点及主要方法;然后介绍智能控制在各行各业中的应用现状;接着论述智能控制的发展。智能控制技术的主要方法,介绍了智能控制在各行各业中的应用。随着信息技术的发展,许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段,这对自动控制技术提出犷新的挑战,促进了智能理论在控制技术中的应用,以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。 关键词:智能控制应用自动化 浅谈智能控制技术现状及发展 在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。对许多复杂的系统,难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计算和分析,而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。定量方法与定性方法相结合的目的是,要由机器用类似于人的智慧和经验来引导求解过程。因此,在研究和设计智能系统时,主要注意力不放在数学公式的表达、计算和处理方面,而是放在对任务和现实模型的描述、符号和环境的识别以及知识库和推理机的开发上,即智能控制的关键问题不是设计常规控制器,而是研制智能机器的模型。此外,智能控制的核心在高层控制,即组织控制。高层控制是对实际环境或过程进行组织、决策和规划,以实现问题求解。为了完成这些任务,需要采用符号信息处理、启发式程序设计、知识表示、自动推理和决策等有关技术。这些问题求解过程与人脑的思维过程有一定的相似性,即具有一定程度的“智能”。 一、智能控制的性能特点及主要方法 1.1根据智能控制的基本控制对象的开放性,复杂性,不确定性的特点,一个理想的智能控制系统具有如下性能: (1)系统对一个未知环境提供的信息进行识别、记忆、学习,并利用 积累的经验进一步改善自身性能的能力,即在经历某种变化后,变化后的

超高压技术应用综述

摘要:高压科学与技术是一门相对年青、正处在加速发展阶段的新兴学科,宇宙中的绝大部分凝聚态物质均处在高压状态下,在超高压极端条件下,凝聚态物质中的原子/分子距离将缩短,相互作用显著增强,原子内层电子可参与成键,原有的结构会被破坏,导致结构相变、物性变化(改变电磁相互作用状态)及核子间的强相互作用(核反应),合成新材料,甚至出现新的物理现象。 关键词:超高压技术;材料合成;金刚石;立方氮化硼 1 引言 压力(强)对于大家并不陌生,就像温度一样是我们生活中常见的一个非常重要的热力学要素。我们在厨房里使用高压锅做饭,我们在高压气罐里储存液化石油气作为燃料,我们给自行车的轮胎里充入气体,…… 一般情况液体或气体压力在0.1mpa~1.6mpa称为低压,1.6mpa~10mpa称为中压,10~100MPa称为高压,100MPa以上称为超高压.本文阐述的UHP技术的压力通常在100~1000MPa.或更高。而把液体或气体加压到100MPa以上的技术称为“超高压技术”(ultra-high pressure, 简称UHP)。[1] 2 综述 高压科学与技术是一门相对年青、正处在加速发展阶段的新兴学科,宇宙中的绝大部分凝聚态物质均处在高压状态下,在超高压极端条件下,凝聚态物质中的原子/分子距离将缩短,相互作用显著增强,原子内层电子可参与成键,原有的结构会被破坏,导致结构相变、物性变化(改变电磁相互作用状态)及核子间的强相互作用(核反应),合成新材料,甚至出现新的物理现象。因此,物质在超高压等极端条件下的行为研究被视为未来最有可能取得重大科学突破的研究领域,可广泛应用于国防、新能源、新材料、地学、行星科学、化学、凝聚态物理、生物医学等领域。其中应用于材料领域最经典的例子为人造金刚石、立氮化硼(cBN)等超硬材料的高温高压合成。 高压科学与技术领域按实验条件分为动高压与静高压。动态超高压技术是利用冲击波作动力而在试样中获得的瞬时高压,动态产生的高压数值,可高达几百万甚至几千万个大气压,同时伴随着骤然升温。利用外界机械加载方式,通过

多智能体系统及其协同控制研究进展

多智能体系统及其协同控制研究进展 摘要::对多智能体系统及其协同控制理论研究和应用方面的发展现状进行了简要概述.首先给出Agent及多Agent 系统的概念和特性等,介绍了研究多Agent系统协同控制时通常用到的代数图论;然后综述了近年来多Agent系统群集运动和协同控制一致性方面的研究状况,并讨论了其在军事、交通运输、智能机器人等方面的成功应用;最后,对多Agent系统未来的发展方向进行了探讨和分析,提出几个具有理论和实践意义的研究方向,以促使多Agent系统及其协同控制理论和应用的深入研究. 关键词:多Agent系统(MAS);协同控制;代数图论;群集运动;一致性协议 Advances in Multi-Agent Systems and Cooperative Control Abstract: Progress in multi-Agent systems with cooperative controlwas reviewed in terms of theoretical research and its applications. Firs,t concepts and features used to define Agents and multi-Agents were analyzed. Then graph theory was introduced, since it is often used in research on cooperative control of multi-Agent systems. Then advances in swarming/flocking as well as the means used to derive a consensus among multi-Agents under cooperative control were summarized. The application of these abilitieswas discussed for the military, transportation systems,and robotics. Finally, future developments for multi-Agent systemswere considered and significant research problems proposed to help focus research on key questions formulti-Agent systemswith cooperative control. Key words:Multi-Agent system (MAS) ; Cooperative control; Graph theory; Swarming/ flocking; Consensus protocol 分布式人工智能是人工智能领域中一个重要的研究方向,而多Agent系统(multi-Agent systemMAS)则是其一个主要的分支. 20世纪90年代,随着计算机技术、网络技术、通信技术的飞速发展,Agent及MAS的相关研究已经成为控制领域的一个新兴的研究方向.由于Agent体现了人类的社会智能,具有很强的自治性和适应性,因此,越来越多的研究人员开始关注对其理论及应用方面的研究.目前,人们已经将MAS的相关技术应用到交通控制电子商务、多机器人系统、军事等诸多领域.而在MAS中,Agent之间如何在复杂环境中相互协调,共同完成任务则成为这些应用的重要前提.近年来,从控制的角度对MAS进行分析与研究已经成为国内外众多学术机构的关注热点,人们在MAS协同控制问题上做了大量的研究工作,特别是在MAS群集运动控制和协同控制一致性问题方面取得了很大的进展.目前对MAS的研究总体上来说还处于发展的初步阶段,离真正的实用化还有一定的距离;但其广泛的应用性预示着巨大的发展潜力,这必将吸引更多专家、学者投入到这一领域的研究工作中,对MAS的理论及应用做进一步探索.根据上述目的,本文主要概述了多智能体系统(MAS)在协同控制方面的研究现状及其新进展. 1Agent与MAS的相关概念 1.1Agent的概念 Agent一词最早可见于Minsky于1986年出版的《Social of Mind》一书中.国内文献中经常将Agent翻译为:智能体、主体、代理等,但最常见的仍是采用英文“Agent”;因为Agent的概念尚无统一标准,人们对于

先进控制技术及应用

先进控制技术及应用 1.前言 工业生产的过程是复杂的,建立起来的模型也是不完善的。即使是理论非常复杂的现代控制理论,其效果也往往不尽人意,甚至在一些方面还不及传统的PID控制。20世纪70年代,人们除了加强对生产过程的建模、系统辨识、自适应控制等方面的研究外,开始打破传统的控制思想,试图面向工业开发出一种对各种模型要求低、在线计算方便、控制综合效果好的新型算法。在这样的背景下,预测控制的一种,也就是动态矩阵控制(DMC)首先在法国的工业控制中得到应用。因此预测控制不是某种统一理论的产物,而是在工业实践中逐渐发展起来的。预测控制中比较常见的三种算法是模型算法控制(MAC),动态矩阵控制(DMC)以及广义预测控制。本篇分别采用动态矩阵控制(DMC)、模型算法控制(MAC)进行仿真,算法稳定在消除稳态余差方面非常有效。 2、控制系统设计方案 2.1 动态矩阵控制(DMC)方案设计图 动态矩阵控制是基于系统阶跃响应模型的算法,隶属于预测控制的范畴。它的原理结构图如下图2-1所示: 图2-1 动态矩阵控制原理结构图 2.2 模型算法控制(MAC)方案设计图 模型算法控制(MAC)由称模型预测启发控制(MPHC),与MAC相同也适用于渐进

稳定的线性对象,但其设计前提不是对象的阶跃响应而是其脉冲响应。它的原理结构图如下图2-2所示: 图2-2 模型算法控制原理结构图 3、模型建立 3.1被控对象模型及其稳定性分析 被控对象模型为 (1) 化成s 域,g (s )=0.2713/(s+0.9),很显然,这个系统是渐进稳定的系统。因此该对象 适用于DMC 算法和MAC 算法。 3.2 MAC 算法仿真 3.2.1 预测模型 该被控对象是一个渐近稳定的对象,预测模型表示为: )()1()(?)(?1j k j k u z g j k y m ++-+=+-ε, j=1, 2, 3,……,P . (2) 这一模型可用来预测对象在未来时刻的输出值,其中y 的下标m 表示模型,也称为内 部模型。(2)式也可写成矩阵形式为: )1()()1(?-+=+k FU k GU k Y m 4 1 11 8351.012713.0)(-----=z z z z G

PWM控制技术实现方法综述

PWM控制技术实现方法综述 引言 采样控制理论采样控制理论中有一个重要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。PWMPWM控制技术就是以该结论为理论基础,对半导体开关器件的导通和关断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,既可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。 PWM控制PWM控制的基本原理很早就已经提出,但是受电力电子器件发展水平的制约,在上世纪80年代以前一直未能实现。直到进入上世纪80年代,随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展,PWM控制技术才真正得到应用。随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法,如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用,PWM 控制技术获得了空前的发展。到目前为止,已出现了多种PWM控制技术,根据PWM控制技术的特点,到目前为止主要有以下8类方法。 1 相电压控制PWM 1.1 等脉宽PWM法[1] VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)装置在早期是采用PAM(Pulse Amplitude Modulation)控制技术来实现的,其逆变器部分只能输出频率可调的方波电压而不能调压。等脉宽PWM法正是为了克服PAM法的这个缺点发展而来的,是PWM法中最为简单的一种。它是把每一脉冲的宽度均相等的脉冲列作为PWM波,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。相对于PAM法,该方法的优点是简化了电路结构,提高了输入端的功率因数,但同时也存在输出电压中除基波外,还包含较大的谐波分量。 1.2 随机PWM 在上世纪70年代开始至上世纪80年代初,由于当时大功率晶体管主要为双极性达林顿三极管,载波频率一般不超过5kHz,电机绕组的电磁噪音及谐波造成的振动引起了人们的关注。为求得改善,随机PWM方法应运而生。其原理是随机改变开关频率使电机电磁噪音近似为限带白噪声(在线性频率坐标系中,各频率能量分布是均匀的),尽管噪音的总分贝数未变,但以固定开关频率为特征的有色噪音强度大大削弱。正因为如此,即使在IGBT已被广泛应用的今天,对于载波频率必须限制在较低频率的场合,随机PWM仍然有其特殊的价值;另一方面则说明了消除机械和电磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作频率,随机PWM技术正是提供了一个分析、解决这种问题的全新思路。 1.3 SPWM法 SPWM(Sinusoidal PWM)法是一种比较成熟的、目前使用较广泛的PWM法。前面提到的采样控制理论中的一个重要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。SPWM法就是以该结论为理论基础,用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断,使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等,通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。该方法的实现有以下几种方案。 1.3.1 等面积法 该方案实际上就是SPWM法原理的直接阐释,用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替正弦波,然后计算各脉冲的宽度和间隔,并把这些数据存于微机中,通过查表的方式生

超高压技术在乳品中的应用

超高压技术在乳品中的应用 (超高压技术的原理及在乳品等食品原料中的应用) 随着生活水平的提高,人们对食品的消费理念不再仅仅局限于安全卫生,而是对食品的色、香、味、营养成分等各方面提出了更高的要求。 超高压技术处理食品不仅能够灭菌,还能最大限度的保持食品的原有功能成分和营养物质,同时还克服了辐照、微波和电磁场等加工技术存在的缺陷,能够节约资源、减少污染。 虽然我国的超高压技术在食品加工中的应用仍处于起步阶段,但目前已有企业采用国产的超高压设备与技术加工鲜牡蛎、鲜海参、鲜果汁等食品成功并已上市。这意味着我国在超高压技术装备制造方面已取得突破性进展,这对推动超高压技术在我国食品领域的产业发展具有重要的意义。 1、超高压技术概念 超高压技术也叫超高压杀菌技术,是指利用100MPa以上的压力,在常温或较低温度条件下,使食品中的酶、蛋白质

及淀粉等生物大分子改变活性、变性或糊化,同时杀死细菌等微生物的一种食品处理方法。 超高压技术在食品杀菌、加工技术领域具有独特的优点:1)作用均匀、瞬时、高效; 2)易控制,操作安全,能耗低,污染少; 3)可保持食品固有的营养品质和风味; 4)改善生物多聚体的结构,调整食品质构; 5)不同压力作用影响性质不同。 2、超高压技术的加工原理 超高压加工食品的原理是:当食品在超高压状态下时,其中的小分子(如水分子)间的距离会缩小,而食品中的蛋白质等大分子团构成的物质仍保持原状。这时水分子就会产生渗透和填充作用,进入并且粘附在蛋白质等大分子团内部的氨基酸周围,从而改变了蛋白质的性质,当压力下降为常压时,“变性”的大分子链会被拉长,使其部分立体结构遭到破坏,从而使蛋白质凝固、淀粉变性、酶失活或激活,细菌等微生物被杀死,食品的组织结构改善,促成新型食品生成。

液压技术在工业中的应用

液压技术在工业中的应用-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

液压技术在工业中的应用 液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一,世界各国对液压工业的发展都很重视。液压技术具有独特的优点,如:功率重量比大,体积小,频响高,压力、流量可控性好,可柔性传送动力,易实现直线运动等。这种技术还易与微电子、电气技术相结合,形成自动控制系统。据统计,世界液压元件的总销售额为350亿美元,世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的2%~3.5%,而我国只占1%左右,努力扩大其应用领域,将有广阔的发展前景。液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言,液压传动具有输出力大,重量轻,惯性小,调速方便以及易于控制等优点,因而广泛应用于工程机械,建筑机械和机床等设备上。由于要使用原油炼制品来作为传动介质,近代液压传动技术是由19世纪崛起并蓬勃发展的石油工业推动起来的,最早实践成功的液压传动装置是舰船上的炮塔转位器,其后出现了液压六角车床和磨床,一些通用车床到20世纪30年代末才用上了液压传动。第二次世界大战期间,在一些兵器上用上了功率大,反应快,动作准的液压传动和控制装置,大大提高了兵器的性能,也大大促进了液压技术的发展。战后,液压技术迅速转向民用,并随着各种标准的不断制订和完善,各类元件的标准化,规格化,系列化而在机械制造,工程机械,材料科学,控制技术,农业机械,汽车制造等行业中推广开来。由于军事及建设需要的刺激,液压技术日益成熟。20世纪60年代后,原子能技术,空间技术,计算机技术等的发展再次将液压技术推向前进,使它发展成为包括传动,控制,检测在内的一门完整的自动化技术,在国民经济的各个方面都得到了应用。如工程机械,数控加工中心,冶金自动线等。液压传动在某些领域内甚至已占有压倒性优势。 正是因为液压传动有着其独特的优点,所以液压在工业中的应用发展迅速,并涉及到诸多领域。液压传动系统的主要优点:(1)在相同功率下,液压执行元件体积小,重量轻,结构紧凑。液压传动一般使用的压力在7Mpa左右,也可高达50Mpa。而液压装置的体积比同样输出压力的电机及机械传动装置的体积小得多。(2)液压传动的各个元件,可根据需要方便,灵活地来布置。(3)液压。 (4)易于自动化。液压设备配上电磁阀,电气元件,可编程控制器和计算机等,可装配成各式自动化机械。(5)速度调整容易。液压装置速度调整非常简单,只要调整流量控制阀即可轻易且可实行无级调速。(6)不会有过载的危险。液压系统中装有溢流阀,当压力超过设定压力时,阀门开启,液压经由溢流阀流回油箱,此时液压油不处在密闭状态,故系统压力永远无法超过设定压力。 我国的液压工业开始于20世纪50年代,目前正处于迅速发展,提高的阶段。其产品最初只用于机床和锻压设备,后来才用到拖拉机和工程机械上。自从1964年从国外引进一些液压元件生产技术,同时进行自行设计液压产品以来,我国的液压件生产已从低压到高压形成系列,并在各种机械设备上得到了广泛的使用。90年代起更加速了对国外先进液压产品和技术的有计划引进,消化,吸收和国产化工作,以确保我国的液压技术能在产品质量,经济效益,研究开发等各个方面全方位地赶上世界水平。随着工业迅猛发展逐日发展壮大,相继建立了科研机构和专业生产厂家,从事液压技术研究和液压产品生产。他们不但能生产液压泵,液压阀等液压元件,还设计制造了许多新型液压的元件,如电液比例阀,电液伺服阀等。到目前为止,液压元件的生产,已成为了

浅论特高压输电在我国的发展现状及应用前景

浅论特高压输电在我国的发展现状及应用前景 发表时间:2019-03-27T10:33:53.300Z 来源:《电力设备》2018年第29期作者:耿莉何大海董卫峰[导读] 摘要:近些年,随着我国经济不断的发展,人们在生产生活中用电需求量不断增加。 (山东电力工程咨询院有限公司山东济南 250100)摘要:近些年,随着我国经济不断的发展,人们在生产生活中用电需求量不断增加。如何高效利用庞大的电力资源一直是电力系统领域的研究重点。特高压输电技术不仅可以远距离输电降低外界干扰,还可以减少输电过程中的资源浪费,是未来电力系统的必然发展趋势。基于此,本文简要介绍了特高压输电的特点,并对特高压输电技术的研究与应用和应用前景进行了讨论。 关键词:特高压输电;特点;发展前景引言 随着社会的进步和经济的发展,人们对电力的需求快速增长,传统的输电方式已经难以满足需要。并且电力分布不均衡所带来的系统间电力传输也是影响地区经济发展的因素。面对这些问题,特高压输电技术从一出现就展现出在输电供应方面的诸多优势。 1、特高压输电的特点 我国目前采用的超高压(UHV)技术由于功耗的增加,已不能满足要求,因此超高压输电的研究和应用已成为电力系统的重要课题。特高压输电技术的根本优势在于可以大大提高输电能力,减少外界环境的干扰,避免电能的浪费。同时,在规定的大功率传输环境下,可以实现电力系统间的互联,通过实际应用分析,发现特高压输电可以达到原输电容量的倍数,既能节约输电投入成本,又能起到促进电力均衡发展的作用。特高压输电的投入能够给电力系统带来巨大的效益,促进国民经济的发展,我国特高压技术处于发展的初级阶段,在运行和管理过程中存在许多问题,特高压输电技术可以解决国家供电不平衡的问题。然而,由于缺乏大量的数据分析和深入研究,特高压输电技术对人体是否具有潜在的安全危害还不确定。同时,我们掌握的技术水平还不够成熟,不能保证设计和施工的合理性和安全性,这些问题有待研究和解决。针对存在的问题我国可以借鉴西方发达国家的经验,引进国外先进技术,结合我国电力系统的实际情况进行改革和创新,从而促进特高压输电技术的发展和改进。近年来,特高压直流输电的应用和稳定运行在高压输电领域也取得了新的突破。特高压直流输电无稳定性问题,输电距离长,无功补偿,输电容量仅受导线最高温度的限制,网络上没有大量的潮流产生。还可以实现异步互连。 2、特高压输电技术的研究与应用 2.1确定特高压输电电压的标准 在电力运行过程中合理运用特高压技术,最重要的一个环节即为确定特高压输电电压的标准,设置输电电压标准与否决定着电能输送效率的高低。可以发现目前我国特高压技术研究与应用最常见的是1000千伏标准电压下的电能输送,应用这种百万伏级别的特高压输电系统可以充分发挥高压输电技术的优势,但是特高压输电电压的标注确定应该综合考虑多方因素,例如线路周围的环境、输送线路的距离、额定输送电量等等。 2.2控制无功平衡 在应用特高压输电技术供电过程中应该对其内部存在的无功平衡参数进行监测及控制,因为特高压输电技术应用在实际供电系统中其输电线路一般都比较长,线路中的电压也比较高,在这种环境下很容易产生明显的潮流变化,潮流变化的产生对整个输电系统的影响非常大,因此采取有效措施控制和调节无功平衡就显得尤为重要。目前控制调节无功平衡的有效措施主要是安装低压电容器或者可控电抗器。 2.3绝缘子串的应用及设置 电力输送过程中采用特高压输电技术需要考虑绝缘子串的应用及设置,现阶段我国电力行业特高压输电系统采用的绝缘子串主要有两种类型,V性绝缘子串和长绝缘子串,这两种类型的绝缘子串使用率均比较高,但是这两种绝缘子串的放电属性与使用效果却存在很大的差异,除此之外受到环境的影响也不一样。举例来说,当系统中线路自身漏电或者遭受雷击时,长绝缘子串仍然可以保持良好的放电性能,因为其不论在干燥环境还是湿润环境中自身放电性能受影响较小,尤其是长绝缘子串长度达到7cm时期放电性能更能达到最佳;V型绝缘子串则跟长绝缘子串恰恰相反,其很容易受到外界环境影响,大多数情况下其放电效果仅仅能够达到长绝缘子串的90%左右。由此可见长绝缘子串的放电性能远远优于V型绝缘子串,在电力运输系统中一般会选择长绝缘子串,如果因为特殊原因必须采用V型绝缘子串,则需要对其类型和绝缘水平进行恰当的选择,以求达到最好的效果。 2.4串联电容补偿 在应用特高压输电技术进行电力输送过程中,还应该注意串联电容的补偿处理,补偿处理恰当就能够在较大程度上提高输电系统的安全性与稳定性,串联电容的补偿处理对电路输送过程中出现的感抗下降问题尤为有效。串联电容补偿是指在输电线路中串联电容器,应用电容器对整个线路的电力损耗进行补偿。电容补偿应用在各类电力输送线路中,但是他在特高压输电线路中补偿效果最为明显,在特高压输电线路中随着输电系统容量不断增加,输电线路中的电能损耗也增大,安装串联电容器可以有效减少电能损耗提高输电系统的稳定性,增加电力输送产生的经济价值。 3、我国特高压输电技术的应用前景 我国是能源大国,但人口主要分布东南沿海地区,人口分布不均和资源配送能力不足造成了西部能源过剩、东部能源匮乏等诸多问题。由于电力能源即产即销的特性,电力能源调配问题造成的资源浪费尤为严重。因此,改善我国能源结构、增强对资源的配送能力,是解决我国能源问题的关键。特高压输电技术的广泛应用,将大大提高能源的利用效率和电力的传输效率,有效缓解东南沿海人口密集地区的供电压力。同时,特高压输电线路的建设将促进电网结构的优化、减少管理资源投入,对整个电力系统乃至我国的能源结构产生积极影响,具有广阔的应用前景。 3.1经济前景特高压输电在我国具有明显的经济前景 我国西电东送等大型输电工程,对电网输电能力有很高要求。一般的高压输电、超高压输电技术已经无法很好地满足此类工程的输电需求,即使输电量、输电功率能够达到相应水平,但由于输电走廊占地面积大,建设、维护输电线路成本过高,以及功率损耗导致的资源浪费,工程投入将大大增加,不仅浪费资源,还会加深对环境的污染、破坏程度。将特高压输电技术应用到此类工程中,既能够节约资源保护环境,又可以降低工程成本,使输电线路的输电能力大大增强,满足工程需要。 3.2施工前景

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