DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 本文运用设计六西格玛IDDOV流程开发了车载电子设备管理机构，实现产品的正向开发和稳健性设计。首先，建立车载电子设备管理机构开发项目，定义项目目标及研究范围。其次，通过客户声音、质量屋工具识别客户需求。再次，基于客户需求，头脑风暴产品概念并用Pugh工具对概念进行选择。最后对所选择的概念进行优化和验证，优化后产品的系统稳健性提高了64%。实践证明DFSS是一整套强大的设计质量控制方法论和宝贵的思维方式。 关键词 :设计六西格玛，IDDOV，电子设备管理机构，稳健性 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 设计六西格玛(DFSS)是在低成本的情况下，满足客户对产品质量和性能的期望，致力于设计质量的一种工程开发过程 [ 1 ] 。目前，我国已经是汽车产销大国，汽车产品创新不仅仅是当今汽车市场竞争的核心，更是我国从汽车大国走向汽车强国的保证。顾客的需求和国家法规的要求是汽车设计创新的原动力，而DFSS正是以顾客需求为中心，是汽车产品设计过程及稳健性开发的方法论 [ 2 ] 。 质量管理专家ASI的乔杜里先生提出的IDDOV流程 [ 3 ] ，即识别机会(Identify Opportunity)、界定需求(Define Requirements)、概念设计(Develop Concepts)、优化设计(Optimize Design)、验证设计(Verify Performance)，是大家公认的适用于制造业的六西格玛设计流程。IDDOV流程中兼顾各种工具的运用，比如质量屋(QFD) [ 4 ] [ 5 ] ，创造思维和发明工程方法(TRIZ) [ 6 ] [ 7 ] ，田口方法 [ 8 ] 等。 本文运用IDDOV六西格玛设计流程开发出一款车载电子设备管理机构，从收集客户声音开始，运用质量屋识别客户需求，头脑风暴产品概念并用Pugh工具对概念进行选择，优化设计、最终设计出满足顾客需求且性能稳健的车载电子设备管理机构。
system: [SYSTEM]

user: 3. 结论 本文通过市场调查，建立车载电子设备管理机构开发项目和团队，定义项目目标及研究范围。运用客户声音、质量屋工具识别客户需求。基于客户需求，头脑风暴产品概念并用Pugh工具对概念进行选择，最后选择布置于仪表板和副板过渡区域的概念4为研发目标。在优化设计阶段，进一步定义产品研究目标和范围，建立理想方程，查找噪音及可控因子，进行田口实验及大量数据分析，最后找到最优化的产品参数组合，优化后产品的系统稳健性提高了64%。 本文运用设计六西格玛IDDOV流程开发了满足客户需求的车载电子设备管理机构，实现了产品的正向开发和稳健性设计。实践证明DFSS是一整套强大的设计质量控制工具和宝贵的思维方式，企业想拥有自己的核心产品，提升市场竞争力和影响力，就应该鼓励广大研发人员学习和掌握DFSS工具，在日常的开发中灵活应用。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 电力用户的谐波功率检测是配电网谐波溯源和谐波污染评价的基础。本文从电力用户与电网公共连接点的电压和电流取样入手，分析了谐波功率的定义及其检测计算方法，提出一种基于瞬时功率理论的谐波功率快速检测计算方法。对三相电压和电流在谐波频率下进行d-q坐标变换并提取出d-q轴的直流分量，按照瞬时功率理论可计算得到各次谐波的有功功率和无功功率的幅值及流向，根据功率流向可实现电网谐波溯源。建立了典型应用系统的仿真模型，仿真结果验证了谐波功率快速检测算法的正确可行性。 关键词 :瞬时功率理论，电能质量，谐波监测，谐波溯源，谐波功率 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 在当今电力系统中，电力电子装置、家用电器和电子办公设备等非线性负载日益增多，使谐波电流大量注入电网，引起电网电压畸变，进而影响电网中所有电气设备的运行质量并增大了电网中的电能损耗，严重时可能导致系统谐振和设备烧毁 [ 1 ] 。 近年来，电力系统谐波问题日益受到重视，各供电公司定期对电网的谐波情况进行监测和治理指导。传统的谐波监测只是测量谐波电流和谐波电压的幅值，依此判别电网谐波的严重程度 [ 2 ] ，这往往会造成误判，误认为有谐波电流的用户都是谐波源。 谐波溯源是谐波监测和治理的基础，但目前尚未引起足够的重视，传统的电力分析仪没有测量给出各次谐波的功率参数 [ 3 ] [ 4 ] 。目前的研究结果已经表明，根据谐波功率的潮流方向可以区分一个用户在该次谐波下的源荷性质 [ 5 ] 。本文分析了非正弦系统下传统功率的定义和谐波功率的计算方法，指出了传统方法的缺点，提出了一种基于瞬时功率理论的谐波功率快速检测方法，仿真验证了这种方法的可行性和正确性。
system: [SYSTEM]

user: 2. 谐波功率及其应用 交流系统功率的定义有多种，不同的定义导致计算方法的不同和适用范围的不同。 2.1. 交流正弦系统的基波功率 传统的交流功率的定义是针对单相正弦交流系统的。设电压和电流均为同频率的正弦波形，则有功功率和无功功率分别定义如下： 设 (1) 则 (2) 对于单相非正弦交流系统而言，常用的两种定义有Budeanu频域功率定义 [ 6 ] 和Fryze时域功率定义 [ 7 ] 。在Budeanu功率理论中，首先将交流电压和电流按照傅里叶级数表达为各次谐波分量之和： (3) (4) 则 (5) 其中，D称为畸变功率。在Fryze功率定义中，视在功率和有功功率的定义与Budeanu功率定义是一样的，但是将非有功功率统一定义为无功功率，不再区分Budeanu定义中的无功功率与畸变功率。 上述表明，不管是正弦系统还是非正弦系统，电功率的传统定义都是建立在一个工频周期平均值的基础之上，因而只适用于稳态情况的分析计算。对于三相系统而言，三相有功功率和无功功率分别取为三个单相有功功率和无功功率的代数和。 2.2. 交流非正弦系统的谐波功率 谐波功率指交流系统中由各次谐波电压和相应的谐波电流形成的有功功率和无功功率。对于非正弦交流系统，根据Budeanu功率定义，由式(5)可得： (6) 在电力系统中，发电机电源输出的电压波形一般是接近理想的正弦波，即电源并不输出谐波功率，因此有如下推论：1) 电力系统中的谐波功率是由非线性设备从其吸收的基波功率中转化而来的 [ 8 ] ；2) 谐波功率是损耗性功率，损失在电网的等值阻抗上。 2.3. 谐波功率的应用 在理想电源的电力系统中，谐波功率并不做功，以谐波功率累积而成的谐波电能也就没有特别的实际意义。但是，谐波功率在电力系统的谐波监测分析中具有重要的作用，主要表现为两个方面： 1) 谐波功率可以作为电网受谐波污染程度的一个综合评价指标 通常，我们总是用谐波电流含有率或电流总谐波畸变率来衡量一个用户或一个非线性设备对电网的谐波污染，这在某种程度是合适的。众所周知，同一个用户或设备接入到不同的电网中，假设一个是强电网、另一个是弱电网，它所产生的谐波电流含有率或电流总谐波畸变率基本上是相同的，但是该用户引起的电网电压的畸变程度以及由此引起的对其他用户的影响程度是不同的。显然，弱电网用户受到的影响要比强电网显著得多。由于谐波功率包含了电网的强弱因素，谐波功率可以正确反映同一个用户对不同电网的谐波影响程度。 2) 谐波功率可以作为谐波溯源的依据 已有研究表明，谐波功率的方向可以反映所测用户是电网的谐波污染源还是谐波受污染者 [ 9 ] 。在理想电源的电网中，如果流向用户的h次谐波功率为负，则该用户为电网h次谐波的谐波源；反之，如果流向用户的h次谐波功率为正，则该用户为电网h次谐波的受污染者；谐波功率越大，说明谐波源对电网的污染程度或用户受电网谐波的污染程度越高。
system: [SYSTEM]

user: 3. 谐波功率的瞬时检测方法 鉴于谐波功率的上述作用，研究谐波功率的快速检测方法具有重要实用价值。式(6)是谐波功率的定义，也指明了谐波功率检测的基本方法：首先通过传感器测取电网电压和用户电流，对电压电流进行傅里叶变换，得到各次谐波电压电流的幅值和相位，按照式(6)即可计算各次谐波的功率。这是一种稳态检测法，检测周期长，尤其是对于非平稳的负荷电流而言，检测误差较大。 面向三相三线非正弦交流系统提出的瞬时功率理论，不仅可以根据同一时刻的三相电压和电流瞬间检测出有功功率和无功功率 [ 10 ] ，还常常用于有功电流与无功电流分量的分离 [ 11 ] 、基波电流与谐波电流分量的分离 [ 12 ] ，也可以用于交流系统各次谐波功率的瞬时计算。 各次谐波功率的瞬时计算原理如图1所示。图中，ua、ub、uc分别为三相电压瞬时值；ia、ib、ic分别为同时刻三相电流瞬时值；wt为电压工频实时相位，可由锁相环从三相电压中提取出来 [ 13 ] ；h为待检测的谐波次数；T为三相d-q变换矩阵；LPF为低通滤波器，滤除工频及以上的交流波动分量。 三相d-q变换矩阵T的表达式为： (7) 对于三相三线制的10kV工业电网而言，电压和电流的主要谐波成分为基波和5、7、11、13、17、19等次特征谐波。值得指出，根据谐波的正负序性质，三相d-q变换是不同的。对于基波和7、13、19等具有正序性质的频率分量而言，d-q变换为： (8) 对于5、11、17等具有负序性质的频率分量而言，d-q变换矩阵为： (9) 于是，各次谐波功率计算如下： (10)
system: [SYSTEM]

user: 4. 仿真验证 为了验证谐波功率瞬时检测的可行性，建立了一套PSIM环境下的非正弦交流系统仿真模型，主电路如图2所示，主要设备参数如表1所示。图中，电网供电给一个整流负荷，同时配电母线上配置一套带有防谐电抗器的无功补偿电容器。尽管负荷电流和电容器电流都含有谐波，但是，只有整流负荷为谐波污染源，而电容器为谐波受污染者。图3给出了基于图1所示检测方法的负荷谐波功率检测原理仿真模型。 图4给出了整流负荷和无功补偿电容器的谐波功率检测结果。从A相电源电压ua、整流负荷电流ila和电容器电流ifa的波形图可以看出，整流负荷为典型的三相六脉波晶闸管整流器，输出电流波形畸变严重，典型的特征谐波包括5次、7次、11次和13次等。由于电源内阻抗的存在，母线电压含有一定谐波，并导致电容器电流的明显畸变。 图4中，PL1、PL5、PL7分别为整流负荷支路的基波有功、5次谐波有功和7次谐波有功功率，QL1、QL5、QL7分别为整流负荷支路的基波无功、5次谐波无功和7次谐波无功功率。可以看出，基波功率均为正，表明整流器从电网吸收基波功率；5次和7次谐波功率均为负，表明整流负荷对电网而言，呈现为一种5次和7次谐波污染源。 图4中，PF5、PF7分别为补偿电容器的5次谐波有功和7次谐波有功功率，QF5、QF7分别为补偿电容器的5次谐波无功和7次谐波无功功率。可以看出，电容器支路的5次和7次谐波功率均为正， 图1. h次谐波功率的瞬时检测计算逻辑 Table 1 Simulation parameters of the harmonic power detection syste 元件名称 参数名称 参数值 电源 额定电压 380 V 等值电阻 0.01 W 等值电感 30 mH 整流负荷 额定电压 380 V 额定功率 260 kW 电容器组 额定容量 150 kvar 串联电抗率 6% 表1. 谐波功率检测仿真系统的主要参数 图2. 谐波功率检测系统主电路 图3. 谐波功率检测原理的仿真模型 表明电容器从电网吸收谐波功率，即电容器呈现为5次和7次谐波的受害者，对电网而言具有一定滤波功能。 对电压和电流波形进行傅里叶分解，按照式(6)分别计算整流负荷和补偿电容器的谐波功率，表明理论计算结果与仿真结果是一致的。 图4. 谐波功率检测的仿真结果
system: [SYSTEM]

user: 5. 结论 基于d-q变换的瞬时功率理论可以用于交流电力系统的谐波功率的快速检测，能够检测出谐波功率的幅值大小和潮流方向，从而为电力系统的谐波溯源和谐波污染程度的评估提供技术支撑。瞬时谐波功率检测法具有检测速度快、检测准确、不需同步采样和傅里叶变换等优点，但在d-q变换过程中需要根据特征谐波的相序采取不同的变换矩阵。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 永磁同步电动机具有功率因数高、效率高，在许多场合开始逐步取代最常用的交流异步电机，是一种很有前途的节能电机。文章分析和计算内容包括永磁同步电动机的工作原理、永磁材料性能参数、其特点及选用原则、永磁同步电动机的结构、永磁同步电动机的稳态性能、自起动永磁同步电动机的主要参数、自起动永磁同步电动机的起动过程。最后阐述了永磁同步电机设计内容：1) 确定设计任务；2) 选取电机初始设计参数；3) 校核电机性能指标；4) 调整电机有关参数；5) 确定电机设计方案。 关键词 :永磁同步电机，等效磁路法，工作特性曲线 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 永磁同步电动机具有自己的特点及应用范围 永磁同步电机具有电机体积小、重量轻、便于维护保养；结构简单紧凑、噪声低、具有很明显的节能效果；具有较宽的经济运行范围，可在其25%~120%中有效额定负载范围内具有高功率因数和高效率；运行效率高，转子中有永磁体励磁，无需励磁，转子无绕组并且定子绕组的损耗较小；电机性能受到气隙长度的影响要远小于感应电机，因此气隙要比同功率的感应电动机大的多；内置式交直轴的磁阻不同，进而产生的转子磁路不对称，弱磁性能也好，表面式的弱磁性能较差；但具有制造工艺较为复杂 [ 1 ] ，成本也高的特点。应用于纺织化纤工业、陶瓷玻璃工业和年运行时间长的风机、水泵等 [ 2 ] 。此外，与电励磁同步电动机相比，永磁同步电动机省去了励磁功率，提高了效率，简化了结构，实现了无刷化。特别是100~1000 kW电动机，还可省去励磁柜，总成本增加不多，成为高效永磁同步电动机的又一重要应用场合。钕铁硼永磁电动机目前主要用于高档精密微电机、硬盘驱动器电机、软盘驱动器电机、DVD主轴电机、打印机电机、传真机电机、复印机电机和工业控制用电机，并向家电电机、汽车电机发展 [ 1 ] 。在设计、制造和应用永磁电机时，需要对其磁路结构、永磁同步电动机的稳态性能等进行研究分析。文章在此基础上介绍自启动永磁同步电动机设计内容。
system: [SYSTEM]

user: 2. 永磁同步电动机工作原理 永磁同步电动机属于异步启动永磁同步电动机，其磁场系统由一个或多个永磁体组成，一般在笼型转子的内部，笼型用铜条或铸铝焊接而成，永磁体的磁极装镶有所需极数。其定子结构同异步电动机相似。当定子绕组接通电源后，电动机以异步电动机原理启动，当其加速转到同步转速时，定子磁场产生的同步转矩跟转子永磁磁场将转子迁入同步，电动机进入同步运行。
system: [SYSTEM]

user: 3. 永磁材料磁性能的主要参数、特点及选用原则 退磁曲线 [ 2 ] ：在第二象限的磁滞回线称为退磁曲线，为永磁材料基本特性曲线。磁能积：退磁曲线上任一点的磁通密度与磁场强度的乘积称为磁能积。退磁曲线的两个极限位置B r 、H c 和磁能积曲线中间某个位置上磁能积为最大磁能积(BH) max 三者代表永磁材料磁性能重要参数。 如图1所示，退磁曲线上各点的回复线可近似认为是一组平行线，他们都与退磁曲线上坐标(B r ， 0)处切线相平行。利用这一近似特性，实际工作中求取不同工作温度、不同工作状态的回复线就方便得多。内禀矫顽力H CJ 反映永磁材料抗去磁能力的大小，是表征稀土永磁抗去磁能力强弱的一个重要参数。居里温度：随着温度的升高，磁性能逐步降低，升至某一温度时，磁化强度消失，该温度称为该永磁材料 图1. 1，2-退磁曲线3，4-磁能积曲线 的居里温度T c ，又称居里点。一种永磁材料在工作温度时的内禀矫顽力H CJT 越大，内禀退磁曲线的矩形度H k 越好，则这种永磁材料的磁稳定性越高，即抗外磁场干扰能力越强。 永磁材料特点：转子中采用永磁体，目前主要以钕铁硼和稀土钻作为永磁材料。两者都是高剩磁、高矫顽力、高磁能积的稀土永磁材料。钕铁硼永磁具有目前磁性能最高的永磁材料、价格便宜的优点；具有居里温度较低、温度系数较高，高温时退磁曲线下半部分弯曲，容易锈蚀的缺点。稀土钻永磁具有剩余磁感应强度B r 、磁感应强度矫顽力H c 、及最大磁能积(BH) max 都很高，退磁曲线基本上是一条直线，温度系数小，居里温度高的优点，具有价格贵、硬而脆装配困难的缺点。 永磁材料选择的原则：气隙磁场和性能指标；磁性能的稳定性；机械性能；价格适宜。永磁材料选择注意事项：需对永磁体进行逐块检测；磁场热处理工艺；稳磁处理。
system: [SYSTEM]

user: 4. 永磁电机磁路计算 等效磁路法 [ 1 ] 是利用场化路的原理，将永磁体等效为磁动势源或磁压降源，根据不同的磁路结构，将磁路分为线性的磁路段，根据磁路的安培环路定则，列写磁动势平衡方程，然后根据各段磁路磁密的要求确定永磁体的具体尺寸及修正电机定子槽的参数，得到电机电磁计算的原始数据，为下一步设计打下基础。 4.1. 永磁体跟成磁通源或磁动势源等效 每极总磁通Φ m 来自于永磁体向外磁路提供，虚拟内漏磁通Φ 0 来自永磁体，外磁路提供的磁动势F m 来自于每对极磁路中永磁体两端，虚拟内禀磁通Φ r 来自永磁体。永磁体跟一个恒磁动势源F c 与一个恒定的内磁导Λ 0 相串联的磁动势源等效，如图3所示。它与图2所示的磁通源是等效的，二者可以互换，详公式(1)。在应用时可以根据不同的使用场合，从方便出发进行选择。 (1) 4.2. 外磁路等效电路 总磁通 来自永磁体向外磁路提供可分为两部分，一部分为主磁通(即每极气隙磁通) ，另一部分为漏磁通 ；相应的磁路分为主磁路与漏磁路，相应的磁导分别为主磁导 与漏磁导 。空载情况下的等效磁路来自外磁路如图4所示，负载情况下等效磁路来自外磁路如图5(a)所示。主磁路增加电枢磁动势，电枢磁动势F a 来自每对极磁路。方便计算分析，根据戴维南定理，用等效磁路图5(b)换图5(a)。 4.3. 等效磁路来自永磁电机 将图5与图2或3合并，得到负载时永磁电机总的等效磁路，如图6所示。令 ，即得到空载时的等效磁路。对于不同的永磁电机，等效磁路的具体构成将有所区别。 主磁导 ；漏磁导 的计算较为繁杂。 图2. 永磁体跟磁通源等效 图3. 永磁体跟磁动势源等效 图4. 空载时外磁路的等效磁路 图5. 负载情况下等效磁路来自外磁路 图6. 负载时永磁电机的等效磁路；(a) 磁通源等效磁路；(b) 磁动势源等效磁路 漏磁因数 ；空载漏磁因数 。 4.4. 等效磁路的解析法 4.4.1. 等效磁路各参数的标么值 磁通基值 ；磁动势基值 ；磁导基值 。 4.4.2. 相应物理量的标么值 ； ； ； ； ； ； 用标么值表示时，直线的回复线(或退磁曲线)表示成： ； 4.4.3. 等效磁路求解 A) 磁路不饱和，即 、 和 都是常数，如图7所示。 a) 空载 求得空载时各部分磁通：永磁体提供的总磁通 漏磁通 ；每极气隙磁通 b) 负载 负载时各部分磁通：永磁体提供的总磁通 漏磁通 ；每极气隙磁通 B) 磁路是饱和的， 不是常数 1) 当磁路的饱和程度不高时，近似计算 图7. 以标么值表示的等效磁路；(a) 磁通源等效磁路；(b) 磁动势源等效磁路 图8. 计算b m0 框图 2) 当磁路比较饱和时，迭代法，详图8所示。 4.4.4. 等效磁路的图解法 图解法求解等效磁路就是求出回复线 与合成磁导线 的交点。当永磁材料的退磁曲线有拐点时，要进行去磁校核计算。 永磁体的最佳工作点 最大磁能的永磁体最佳工作点； 最大有效磁能的永磁体最佳工作点 、 永磁体最佳工作点的应用及注意事项： 退磁曲线有拐点时，校核 [ 3 ] 最大去磁工作点( ， )高于退磁曲线拐点( ， )，即 或 ；为避免产生不可逆退磁来自于永磁体的，确需保留足够余地。不失磁时，尽可能追求有效磁能得大值，通常不是最大值。 设计电机着重设计最佳电机，永磁体最佳利用有时可能被放弃。一般取 ，多方案比较确定所需具体要求的电机。
system: [SYSTEM]

user: 5. 永磁同步电动机的结构 永磁同步电动机总体结构由固定部分、转动部分、辅助部分三部分组成。固定部分包括定子机座、定子铁心、定子绕组、端盖及底板等。转动部分又包含了转轴、转子铁心、转子绕组、风扇等。转子铁心采用实心结构或叠片叠压结构。 5.1. 定子绕组 一般制成多相，通常为三相绕组。三相绕组沿定子铁心对称分布，在空间互差120度电角度，通入三相交流电时，产生旋转磁场。 5.2. 转子θ 永磁同步电机按永磁体在转子位置不同分为表面式转子磁极结构和内置式转子磁极结构。 表面式转子磁极结构，具有直交轴电感L d 和L q 相同，较大气隙，小弱磁能力，限制了扩速能力的特点。内置式转子磁极结构，交直轴电感表示成L q > L d ，较小气隙，弱磁能力较好的特点。 选择转子磁路结构 [ 4 ] 要注意：较大同步电抗X q 和凸极率 [ 4 ] X q /X d 可以提高电动机的牵入同步能力、磁阻转矩和电动机的过载倍数，因此设计高过载倍数的电动机时应充分利用大的凸极率所产生的磁阻转矩。
system: [SYSTEM]

user: 6. 永磁同步电动机的稳态性能 稀土永磁的相对回复磁导率约为1，永磁同步电动机转子磁导率(直轴磁路中)很小，电动机交轴电枢反应电感一般大于直轴电枢反应电感X q > X d 。永磁同步电动机稳态运行性能计算分析。 稳态运行性能来包括失步转矩倍数、输出功率与输入功率、效率、电枢电流、功率因数等四者之间的关系。从他们的电磁基本关系和相量图推导可得出电动机稳态性能。 A) 电磁转矩和矩角特性 ； ； (2) 图9是矩角特性曲线 [ 5 ] 来自永磁同步电动机。图9为计算所得的(电磁转矩/额定转矩)一转矩角曲线，图中，曲线1为式(2)中的基本电磁转矩又叫永磁转矩；曲线2为式(2)中的磁阻转矩；曲线3为曲线1和曲线2的合成。曲线3上T max 为转矩最大值，也叫失步转矩，假设负载转矩大于这个值，那么电动机的 同步转速就不再保持。失步转矩倍数 是最大转矩与电动机额定转矩比值。 B) 工作特性曲线 [ 3 ] 电动机的E 0 、X d 、X q 和R 1 等参数计算出来后，对于不同的转矩角θ，得出相应的定子相电流功率因数、输入功率等，从而求出电机损耗，便可得到电动机的输出功率P 2 和效率η，从而得到电动机稳态运行性能(P 1 、η、cosφ和I 1 等)与输出功率P 2 之间的关系曲线，即电动机的工作特性曲线。图10为按以上步骤求出的某台永磁同步电动机的工作特性曲线，图中曲线1为功率因数曲线，曲线2为效率曲线，曲线3为 曲线，曲线4为 曲线。 图9. 永磁同步电动机的矩角特性 图10. 工作特性曲线 C) 损耗分析计算 a) 定子绕组电阻损耗 ； b)铁心损耗 c) 机械损耗：参考实测值或者其它电机的计算方法。 轴承摩擦损耗 滑动轴承 滚动轴承 ；通风损耗 d) 杂散损耗
system: [SYSTEM]

user: 7. 自起动永磁同步电动机的主要参数 A) 空载反电动势 B) 交、直轴电枢反应电抗 ， ， 计算过程： a) 给定某一转矩角θ； b) 假设交轴电流分量 ，则交轴电枢磁动势 ； c) 根据 由预先算得的 曲线查取相应的 ； d) 由 求出交轴电枢反应电动势 ； e) 计算 ； f) 代入式 即可求出交轴电枢电流计算值 ； g)比较 和 ，重复(b)~(f)步骤，反复进行迭代计算，直至两者之间的误差在容许范围内。
system: [SYSTEM]

user: 8. 自起动永磁同步电动机的起动过程 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 异步起动永磁同步电动机跟普通感应电动机一样，起动中同样要最小转矩倍数、起动电流倍数、起动转矩倍数。同时，电机牵入同步能力要足够大。转子上装有永磁体的永磁同步电动机起动过程与感应电动机相比过程更复杂；起动中包括平均转矩和脉动转矩，且这些转矩的幅值均随电动机转速的改变而变化。 自起动永磁同步电动机可看成将永磁磁极放在鼠笼式感应电动机的转子中。永磁体提供磁通代替电励磁。起动中的驱动转矩由鼠笼导条产生异步转矩，同时，永磁转矩为制动性质。稳态运行时，永磁转矩起主要作用；转子转速决定鼠笼导条的异步转矩性质，转子转速大于同步速时，异步转矩为制动性质，当转速小于同步速时，异步转矩为驱动性质，当转速等于同步速时，异步转矩为零，总而之，鼠笼导条的作用是让电机运行在同步速。
system: [SYSTEM]

user: 9. 异步起动永磁同步电动机的设计 9.1. 永磁同步电机设计范围 永磁同步电动机包括如下范围：a) 额度参数和技术要求：额度功率、相数、额度频率、额度线电压、极对数、额度效率、启动电流倍数、额度功率因数、启动转矩倍数、失步转矩倍数等10项数据为电机最基本数据，后四项是根据实际要求来确定的；b) 主要尺寸：转子磁路结构、气隙长度、定子外内径、转子外内径、定转子铁心长度、电枢计算长度、定转子槽数、定子每极每相槽数、极矩、硅钢片质量；c) 永磁体计算；d) 定转子冲片冲片计算；e) 绕组计算；f) 磁路计算；g) 参数计算：电阻、转子绕组质量、漏抗系数、漏磁导、漏抗、折算系数等；h) 交轴磁化曲线计算；j) 工作特性计算；k) 启动性能计算。 9.2. 确定设计任务 在设计之前要明确设计任务，应充分考虑电机环境和使用工况基础上，确定电机技术指标和设计参数。技术指标包括：额定功率、相数、额定效率、额定电压、功率因数、额定频率、转速、起动转矩倍数、起动电流倍数等。 选取电机初始设计参数 根据所设计电机规格和电机技术指标，根据预估公式、设计经验、计算来确定电机初始设计参数；主要包括定子内径和铁心有效长度、定转子冲片及槽型尺寸、永磁体尺寸的估算、电枢绕组设计等。 A) 主要尺寸比。定子有效长度与极距之比称为主要尺寸比。当电机体积不变时，主要尺寸比大的电机，电机细长，反之则较粗短。主要尺寸比对电机技术经济性能有明显的影响。 定子最常用的有四种，梨形槽、梯形槽、半闭口槽和开口槽。其中梨形槽最常用。由给定的定子冲片即可知道定子冲片内径，再由电动机的功率和电机常数选择电枢计算长度。定子冲片内径 和电枢计算长度 ，根据公式(3)确定。根据所选规格，定子冲片采用Y2或Y系列。绕组参数预估值和铁心长度也采用Y2或Y系列。叠压的定子铁心可扭斜一个定子齿距。 (3) 永磁同步电机设计的难点也是关键点是转子设计。包括预估永磁体尺寸、确定其槽数、确定磁路结构。内置式转子常被自起动永磁同步电机采用。内置式转子磁路结构分为径向式、切向式和混合式三种。其定转子槽数确定虽跟感应电动机同，但槽配合确定不同。槽配合对自起动永磁同步电动机的附加损耗、振动、噪音、起动性能等有很大影响。 B) 选取电磁负荷。线负荷定义A为要定子内圆周(电枢绕组圆)上单位长度的安培导体数，磁负荷定义B δ 为气隙(基波)磁通密度的幅值。电机设计电磁负荷依据电机制造和运行经验所积累的数据来选取。 C) 永磁体尺寸的估算。磁化方向长度 的确定应使电动机的直轴电抗合理 ，不能过薄，确保永磁体在最佳工作点工作。电动机性能调整，一般调整宽度 。永磁体尺寸不但影响电动机运行性能，而且还影响空载漏磁系数，永磁体利用率就被决定。一般永磁体尺寸越大，空载漏磁系数越小。 D) 电枢绕组设计。其绕组跟普通交流电动机同。因永磁同步电动机气隙磁场谐波多，使电动势谐波也多。为避免电动机绕组中产生环流，同时削弱电动势谐波，同步电动机采用Y接的双层短距绕组。为减少杂散损耗和改善其波形，采用双层正弦绕组。限制电动机的槽满率、定子槽形尺寸、电磁负荷来确定永磁同步电动机的线规和绕组匝数。 E) 槽满率核算。导线中有规则排列所占面积与槽有效面积之比值为槽满率，一般控制在0.75~0.85范围。如果槽满率过高或过低，调整线规，调整槽尺寸。 9.3. 校核电机性能指标 通过等效磁路法，采用迭代法，电机中各部分磁密就可计算出来：定转子气隙磁密、定转子扼磁密、齿磁密可参考Y系列电磁负荷控制值校核；电机的额定效率、功率因数、运行性能参数等；起动性能：起动转矩、起动转矩倍数和起动电流。 9.4.调整电机有关参数 由电机校核计算得到的参数，电机起动性能、运行性能、各部分磁密等。判断电机各部分磁密与经验参数取值是否合适；判断设计技术性能要求与电机起动性能和运行性能比较是否满足设计要求。如果全部或部分不满足要求或不合适，电机参数就不合适，那么我们需要重新调整电机参数重新计算。 9.5. 确定电机设计方案 电机性能各方面指标满足要求或合适时，就完成了自启动永磁电动机设计，电机设计方案就这样确定了。
system: [SYSTEM]

user: 10. 结论 文章介绍永磁同步电动机特点及应用，详细阐述和分析了自起动永磁同步电动机工作原理、设计方法及设计特点等，最后提出了自起动永磁同步电动机的设计方案、设计步骤。自起动永磁同步电动机具有高效率和高功率因数，还可自起动等优点，在能源缺乏大背景下，具有广阔的市场前景。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 随着“大数据”时代的来临以及数据挖掘技术的快速发展，人们面对的数据也越来越复杂，这些数据在数据格式、存储结构和分发方式等方面都存在较大差异，给多源数据的共享和应用带来了极大的不便，目前这种现象在灾害监测与评估业务中表现得极为明显。本论文在此背景下结合减灾中心“灾害监测与评估业务平台建设”项目，分析了系统内各类数据分发应用的现状和现有数据应用方式的不足，探讨了灾害监测与评估业务中多源数据综合应用的解决思路，提出了基于地图和数据内联关系的多源数据综合应用方案，即以地图为多源数据的信息载体，通过数据间的固有联系，实现多源数据的综合应用，并据此设计和实现了“地震综合查询”模块，进一步论证了本文提出的多源数据综合应用的可行性和合理性。论文的最后对本文所作的研究工作进行了总结，并对进一步的研究内容进行了展望。 关键词 :地图，数据内联关系，多源数据，地震综合查询 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 随着“大数据”时代的来临，计算机技术、空间技术和现代信息基础设施的飞速发展，各种测绘技术的实用化和获取空间信息途径的多样化 [ 1 ] ，人们面对的数据也越来越复杂，除了数据量越加庞大以外，数据种类也更加繁杂多样，这些数据在空间表达上具有多源性，在数据格式、存储结构和分发方式等方面都存在较大差异，给多源数据的共享和应用带来了极大的不便，这种现象在灾害监测与评估业务中表现的极为明显。 中国是世界上自然灾害最为严重的国家之一，进入21世纪以来，平均每年因各类自然灾害造成约4亿人(次)受灾，倒塌房屋约220万间，紧急转移安置超过1000万人，直接经济损失3400余亿元 [ 2 ] 。在全球气候变化背景下，我国自然灾害风险进一步加大，防灾减灾工作形势严峻 [ 3 ] ，灾害监测与评估业务压力巨大。为此，民政部国家减灾中心每年都会投入部分资金用于建设灾害监测与评估的业务数据支撑平台，建设优化国家综合减灾数据资源库，致力于为政府、行业和社会公众提供减灾数据服务。通过前几期的项目建设，基于SOA架构的综合减灾数据库软件系统框架已基本形成，在统一的元数据标准下，支持遥感影像类、基础地理信息类、文档类、表格类等多类别数据的存储、管理等，具备权限管理、在线归档、交换数据监控等功能，并提供图形化、列表化、基于地图的专题展示等多种展示方式对数据进行多角度展示 [ 4 ] 。此外，各业务部门也建立了多个规模不等的数据库。目前，数据库已开始为灾害监测、灾情分析、灾害评估等业务提供支撑。 灾害监测与评估业务需要大量数据支持，包括致灾因子数据、承灾体数据、灾情产品数据等各大类共一百多种数据 [ 5 ] ，数据来源广泛、格式多样、种类繁杂，整体的数据展示方式是以数据集为基础的单一数据展示方案，导致数据展示模块繁杂、数据关系零散和数据使用不便等问题，极大地增加综合数据库的使用困难程度。如何将这些数据在同一web界面上集中展示，并使数据间的逻辑结构清晰，各类数据可展示、可查询、可下载，保证灾害监测和评估业务及时有效的开展，成为一个亟待解决的问题。 在过去的灾害监测与评估系统中，由于数据类型的不同，每类数据的展示方式均不相同，而且在同一类型数据甚至同一数据集中，数据均是单独对外发布，数据与数据之间毫无关联，这只能说是数据展示，远远谈不上是数据应用。目前在实际业务应用中，发现此种数据发布方式存在一系列问题：1) 数据散乱，使用困难，部分数据难以查询。系统中存储着人口房屋、经济、工业、农业、水利和灾情等等各种各样的数据，数据量大且杂。虽然系统提供基本的资源目录分类入口，但是在100多大类数据集中快速找到所需数据将较为困难，例如，在寻找大江大河水情数据时，由于此类数据为一个单独的数据集分类，寻找数据还较为方便，但在寻找全国铁路矢量图时，由于其分类处于1:100万DLG数据集下，若不是对整个系统数据分类体系较为了解，将很难查到此类数据；2) 查询入口单一，多类数据查询时，较为不便。在实际业务中，若需要关于某一次地震的相关数据，包括地震信息、灾情信息、当地经济、人口、房屋信息、当时的天气情况、附近是否有大型水库等等数据时，业务人员需要多次从资源目录进入相应数据集查询下载，费时费力，使用极其不便；3) 数据使用未与实际业务结合。从数据库中获取的数据较为基础，使用时还需业务人员根据实际情况设置查询条件，下载后还需业务人员自行处理分析，降低了工作效率。 尽管在多源数据的综合应用上，国内外已经有不少学者和机构从不同方面阐述了相应的理论、设计相应的系统，但是多为多源数据的存储和管理 [ 6 ] [ 7 ] ，部分探讨了多源数据的格式转换问题 [ 8 ] ，也有部分研究了多源数据在业务系统中的综合利用问题 [ 9 ] ，在多源数据的分发服务问题上，却较少有人阐述。而且对多源数据的研究多集中在地理信息类数据之中，文档类、统计资料、影音资料等非地理信息类数据的研究利用也较为少见。 从这一实际背景出发，本文在深入分析业务需求的基础上，充分利用WebGIS受众广、发布快速、信息表达能力强等特点 [ 10 ] ，以地图为多源数据的信息载体，通过分析数据间的固有联系，使用“基于地图和数据内联关系的多源数据综合应用方案”，将零散多类的数据集合起来，统一多种数据的查询入口，实现灾害监测与评估业务中多源数据的综合应用。 本论文结合减灾中心“灾害监测与评估业务平台建设”项目，分析了系统内各类数据分发应用的现状和现有数据应用方式的不足，探讨了灾害监测与评估业务中多源数据综合应用的思路，提出了基于地图和数据内联关系的多源数据综合应用方案，即以地图为多源数据的信息载体，通过数据间的固有联系，实现多源数据的综合应用，并据此设计和实现了“地震综合查询”模块。
system: [SYSTEM]

user: 2. 多源数据概述 近年来，随着“大数据”时代的发展，多源数据的综合应用已有了长足的进步。多源数据从采集、处理、存储、管理到分发服务，各个环节的技术也越来越成熟。 在数据采集阶段，数据来源广泛，数据采集方式多样，数据采集精度也越来越高。上世纪八十年代，由于核心元器件由于核心元器件受制于国外，我国遥感卫星定位精度长期停留在300米左右，经过近四十年的努力，我国光学卫星遥感影像的定位精度逐步提高到0.5米甚至亚米级水平，从数百公里的高空可以清晰获取地面数据。在如今，卫星越加智能，比如当地面灾害发生时，卫星可以在天上一边成像、一边找目标、一边自我校正，在一分钟之内把准确图像传到地面。 在数据处理阶段，较多论文都探讨了多源数据在实际业务中的处理转换，比如数据坐标、投影的变换，数据格式的相互转化等等，比如在“土地调查中多源数据的综合应用研究”一文中，作者在同一的技术标准下，在同一GIS软件平台的支持下，将多种来源不同的资料数据进行处理，使之成为有用的数据，最大限度的提高数据采集的效率 [ 11 ] 。多源数据的处理是一项庞大繁杂的工作，应对每一类型的数据都要结合实际业务和数据特点，选择合适的数据处理方式。 在数据的存储阶段，面对多源数据的复杂性，存储方式和技术手段更加多样。结合地理信息数据管理和服务要求，现今的多源数据库一般采用混合数据库管理模式，矢量数据库采用Oracle spatial存储，针对海量文件型的空间数据，以Oracle二维表 + 文件编目进行存储管理，实体文件以非结构化形式分布式存储在不同的磁盘上，通过规范化的编目，实现多源数据统一管理、展示、应用 [ 12 ] 。 在数据的管理阶段，多采用“基于数据模型驱动的数据库规划与整合建库技术”和“基于资源目录的数据集成管理技术”。基于数据模型驱动的数据库规划与整合建库技术：多源数据种类、来源、存储形态上纷繁复杂，而且体量较大，采用单一的数据结构难以准确完整地对多源数据进行存储和管理 [ 13 ] 。各类项目一般采用基于数据建模技术，实现多源数据的模型构建，完成库体的快速搭建，并采用插件技术，实现数据信息的自动采集与入库。基于资源目录的数据集成管理技术：基于多源数据的复杂现状，建立一套数据资源分类与整理规范，梳理出各类数据资源的核心及扩展元数据项，制定不同数据库中的资源标识URL规则，提供不同建库数据和外部数据资源在资源目录注册库的元数据信息注册，实现基于资源目录的多源数据资源的统一管理，提供统一的视图进行查询与展示 [ 14 ] 。 在数据分发服务阶段，B/S模式以发布快、受众广、成本低等优点 [ 15 ] ，逐渐成为多源数据分发服务的主要方式，但其分发方式多为单一数据展示方式，即对每类数据都因数据结构和存储方式的不同，采用了不同的分发服务方案，数据展示模块繁杂、数据关系零散和数据使用不便，极大的增加了多源数据的使用困难程度。 相比于传统的单一数据展示方式，根据“基于地图和数据内联关系的多源数据综合应用方案”设计的数据应用方式具有较大优势： 1) 数据逻辑结构清晰，系统易用性强； 2) 数据以地图为表达载体，可视化能力强； 3) 数据以模块为单位组织，具有较强的可扩展能力； 4) 数据已通过关联关系在同一界面展示，用户不需查询即可获取数据，极大地简化了用户的使用困难程度。
system: [SYSTEM]

user: 3. 多源数据类型分析 减灾数据资源库的多源性表现为海量数据来源的多样性，如水文监测、卫星影像、农业种植调查、历史资料数字化、地震监测或遥感影像数据获取等；减灾数据采集方法的不同和数据管理系统设计的差异，导致数据的存储格式、表达方式不同 [ 16 ] 。根据数据类型划分，系统内数据共可分为五大类：遥感影像类、基础地理信息类、文档类、统计表单类和图片影音类，针对每类数据都有相对应的数据展示方式。 3.1. 遥感影像类 遥感影像类数据主要是高分系列数据和环境系列数据，也包括其他国内外卫星遥感数据和部分航空遥感数据。下图所示为影像查询展示界面和影像查询结果界面，与常规影像查询展示方式基本一致，支持自定义查询、行政区划查询和POI点查询等多种查询方式。 3.2. 基础地理信息类 基础地理信息类数据种类较多，包括DEM数据、乡镇边界和点位数据、DLG数据(1:10万、1:25万、1:100万、1:400万、1:1000万、1:2000万)、各类城市专题数据和农业种植专题数据等等，除了以二维表形式展示数据基本元数据信息外，通过ArcGIS for Server以WMS、WMTS、WFS、WPS等服务类型，对外发布地图服务。 3.3. 文档类 文档类数据主要是Excel、Word、PPT和PDF这些基础文档类数据，例如昨日灾情、灾情年报、灾情月报、救灾快报、灾情手机报、灾害评估专报、灾情遥感监测、查灾报告和每日灾情专报等灾情产品数据，中心简报、中心大事记、管理制度、部委资料、减灾论坛、会议报告、学术论文、工作组报告、出访报告、防灾减灾标准和其他相关标准等政务资料数据，还包括1949年以来的各类民政部和内务部档案资料。 对于此类数据，不仅通过二维表形式展示数据基本元数据信息，还对原始数据进行处理，提取JPG和SWF数据，提供在线预览功能。下图为数据基本元数据信息查询展示界面和文档数据在线预览功能展示界面，其他类型数据的基本元数据信息查询展示方案基本类似。 3.4. 统计表单类 统计表单类数据包括第六次人口普查下的县级和乡镇级的人口房屋数据，规模企业数量数据、企业固定资产投资数据等工业数据，建国以来的地震、台风统计信息及其相关灾情数据，2012年至2015年中国县(市)社会经济统计年鉴数据，还有全国大江大河和大型水库水情数据等等。 这些数据都是以标准的元数据建模后以二维表的形式存储于oracle数据库，对外发布方式类似于其他数据的元数据信息展示方式，支持有选择性的在线下载。 3.5. 图片影音类 图片影音类数据包括灾害现场照片数据、气象监测和气象实时数据和1949年以来的民政部和内务部各类影音档案资料。数据以二维表形式显示基本元数据信息，同时可在线查看图片信息。
system: [SYSTEM]

user: 4. 多源数据的综合应用设计 4.1. 基于地图和数据内联关系的多源数据综合应用方案 国家综合减灾数据资源库中存储的数据既有原始的灾情数据又有深加工的灾情产品数据，同时还有各类基础承灾体、致灾因子数据等，这些数据之间必然存在某种程度的关联关系。例如，一次台风灾害的发生，从初报到续报再到核报，必然对应着相应的灾情数据，包括省市县乡村各级灾情报告、查灾报告、工作组报告等等；除了对应的灾情数据外，当时当地的人口房屋经济数据和当地的历史灾情数据对灾情评估业务也具有重要的参考价值，而且必不可少；当时当地的气象情况、当地的大江大河和大型水库的水情数据，对预估灾情走势和灾害救援工作来说也是重要的参考数据。如此多的数据都可以通过时间和地点串联起来，形成一个整体，当用户想要某一数据时正好发现需要的数据就在眼前，再也不用四处寻找数据、分析数据和处理数据，随想即得。 如此多的数据串联起来将会对数据展示的清晰性、逻辑性和易用性提出较大的需求压力，如何在一个界面上合理的展示多类数据将成为急需解决的问题。而地图绝对是解决此类问题的不二法宝，系统内的数据关联多基于行政区划属性，地图的信息承载能力又强，所以论文将地图作为信息载体和数据对外服务方式(图1)。 4.2. 基于行政区划变更模型的数据快速更新机制 行政区划信息快速更新(见图2)是“基于地图和数据内联关系的多源数据综合应用方案”顺利实施的前提，及时而准确的行政区划属性是多种数据的关系所在，为应对逐年变化的行政区划信息，一套行政 图1. 基于地图和数据内联关系的多源数据综合应用方案技术路线 图2. 行政区划信息快速更新技术路线 区划信息的快速更新机制将必不可少。 因此，设计了一种行政区划变更模型，用于维护和管理行政区划变更信息，同时能够实现区划变更关系的回溯。通过行政区划变更信息对基础支撑数据进行自动化批量更新。 如“行政区划信息快速更新技术路线”图所示，每年的行政区划信息发布以后，由业务人员整理出相比于去年的行政区划变更信息表，然后在需要变更行政区划信息的数据集里添加“****年行政区划名称”、“****年行政区划代码”和“****年行政区划备注”三个字段，根据行政区划变更信息表，在新的字段中填上更新的行政区划数据，形成当年的行政区划数据 [ 17 ] 。 依据行政区划信息快速更新技术路线，系统对应开发了行政区划变更维护工具用于行政区划信息的快速变更，确保行政区划信息的及时性和准确性(见图3)。 图3. 行政区划变更信息维护 4.3. 地震灾情数据挂接工具 以“地震综合查询模块”为例，实现“基于地图和数据内联关系的多源数据综合应用方案”，在地震综合查询模块中，有一个“报灾数据”的子模块，由于同一时间可能发生多次灾情、同一地点也可能发生多次灾害，地震目录数据无法与地震灾情数据通过时空关系进行关联，所以系统对应开发了地震灾情数据挂接工具，让业务人员判断两类数据的对应关系并手动建立联系 [ 18 ] 。 工具分为四部分，地震目录列表、地震灾情列表、地图参考和已挂接区域，地震目录数据和地震灾情数据支持“一对一”和“一对多”的关联挂接，地图区域提供位置参考，已挂接区域可查询历史挂接，也可解除挂接关系(见图4)。
system: [SYSTEM]

user: 5. 多源数据综合应用的实现 5.1. 地震综合查询方案概述 为实现“基于地图和数据内联关系的多源数据综合应用方案”，论文选取灾害监测与评估业务中较为常用的地震数据，设计了“地震综合查询”模块，为地震监测和评估业务提供基础支撑平台 [ 19 ] 。深入分析地震监测与评估业务流程和系统内数据整体情况后，论文以业务中常用的地震基本信息、应急响应数据、人口房屋经济等基础数据、关联地震数据、灾情影像数据、江河水位数据、气象数据和报灾数据共8类数据为基础，使用Axure工具创作了“地震综合查询”模块的界面原型。其地震综合查询主界面如图5所示。 5.2. 地震综合查询方案展示 下图是地震综合查询主界面(见图5)，出于灾害监测业务的需要，其中红色闪烁的点代表国内近期发 图4. 地震灾情数据挂接工具界面 图5. 地震综合查询主界面 生的地震(红点大小表示震级大小)，若需查询历史地震数据，点击搜索框进行查询。地震数据与国家地震局台网关联，保证数据的及时性。 为保证界面的简洁和美观，查询模块和地震基本信息模块在主界面隐藏，单击查询框和红点标识时 图6. 地震综合查询模块详情展示默认界面 显示。查询方案包括时间查询、经纬度查询、震级查询和行政区划查询，地震基本信息显示了地震发生地点、震级、深度和地震发生时间。 双击红点标识或单击地震基本信息旁的详情按钮进入下级综合信息界面，即地震综合查询模块详情(见图6)展示默认界面，默认显示基础数据。 在详情模块中，共展示了地震基本信息、应急响应数据、基础数据、关联地震、灾情影像、江河水位、气象数据和报灾数据共8类数据。
system: [SYSTEM]

user: 6. 结论 本文根据“基于地图和数据内联关系的多源数据综合应用方案”，以地图为多源数据的信息载体，通过数据间的固有联系，实现了多源数据在服务分发时的综合应用，提高了灾害监测评估平台对外服务发布能力、数据获取效率和数据的可视化能力，极大地增强了平台的易用性，为灾害监测与评估业务提供了及时有效的数据支撑能力。同时，也为其他多源数据的综合应用提供了思路。根据“地震综合查询”模块，可为台风、灾情等业务中常用的数据设计同样的查询模块，如“台风综合查询”、“灾情综合查询”等，从而形成完整的体系，为灾害监测与评估提供完整的数据支持平台。 灾害监测与评估中多源数据内容丰富，多源数据之间的关联部分需要人工进行关联，不仅费时费力，在数据量较大时，人工关联将会较为困难。随着人工智能的快速发展，能否借鉴相关技术来增加数据自动关联能力以及很多数据的处理应用还有待进一步研究。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 本文简要回顾了网络容错控制系统相关的问题和发展现状，以及网络容错控制系统的主要特点和存在的问题。然后，从网络容错控制系的统稳定性分析、控制器设计等不同侧面讨论了网络容错控制系统发展的现状，重点讨论了网络容错切换控制系统。最后，指出了该领域亟待解决的一些热点与难点问题及其未来的发展愿景。 关键词 :网络容错切换控制，稳定性分析，故障诊断与检测，控制器的设计 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 早在20世纪90年代，网络控制系统(Network Control System，简记为NCS)的概念开始引起学术研究者的注意，从那时起已经产生了大量的理论工具和结果 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 。NCS的现场设备，传感器，执行器和控制器通过共享的有线或无线网络互连。由于NCS通信架构的灵活性，减少了系统布线，易于系统诊断和维护，安装和维护的低成本和高可靠性等优点，如今NCS已经成为深入研究的主题。NCS为控制领域的扩展提供了空前的机遇，充分体现了控制系统的分布化、网络化、模块化以及节点智能化的发展趋势 [ 6 ] 。但NCS通常包括大量的动态相互作用的不确定分量，通常难以建模。这些系统本质上是复杂的，并且涉及难以建模的局部和全局嵌入式控制和诊断结构的层次。NCS的传感器，执行器和反馈控制器之间的数据交换总是受到通信介质(1)时间延迟，(2)数据包丢失和(3)有限信道的数据量化等不确定性网络诱导因素约束，如图1所示。在NCS中，一个时间段内仅允许有限数量的传感器和执行器与控制器通信。如果网络过载，由于网络上的业务量比可以传输的业务量更多，则传输延迟和分组丢失率开始显着增加，并且超过数据速率限制。此外，NCS的总体行为受到网络的有限带宽的影响，其被定义为每单位时间可以发送的最大数据量 [ 7 ] 。NCS的复杂性是当今的一个重大的挑战，主要是因为相互连接的动态系统结构有更多的不确定因素，网络不但会出现时滞、丢包、扰动、带宽受限等传输通道问题，也会产生信号衰减等网络故障。NCS在行为方面也可以被认为是复杂的 [ 8 ] ，各种形式的复杂性也是由于某种程度的自动重新配置的能力可能会带来不明原因或不可预测的行为。所以，由于网络在现实中起着至关重要的作用，为使网络系统避免这种行为，并产生可靠的容错控制(Fault Tolerant Control，简记为FTC)性能的问题已经成为当前的重要研究课题。 图1. 网络控制系统示图 关于FTC方面，其思想最早可以追溯到1971年，以Niederlinski提出完整性控制(Integral Control)的新概念为标志 [ 9 ] ，1980年Siljak D. D.发表的关于可靠镇定的文章是最早开始专门研究容错控制的文章之一，然而直到1993年，国际上才出现了由国际自动控制联合会(International Federation of Accountants，简记为IFAC)的Patton教授撰写的容错控制的综述文章。此外，美国空军对具有高度可靠性容错能力战斗机的开发，不断推进着FTC理论的迅速发展。而值得指出的是，我国在容错控制理论上的研究与国外基本上同步。1987年叶银忠等就发表了容错控制的论文，并于次年发表了这方面的第一篇容错控制的综述文章，国内发表的这方面的综述文章还有1993年南英等所著的《容错控制进展》，1994年葛建华等出版了我国第一本容错控制的学术专著。近年来，还有很多学者都对容错控制做了大量研究，提出了很多值得借鉴的方法 [ 9 ] - [ 14 ] 。容错控制是在解决复杂动态系统可靠性控制过程中研究出了一种新的控制技术，可以说容错控制是控制系统安全运行的最后一道控制线。而由于距离限制、布线等等的因素，许多容错控制器尤其主动容错控制器通常会承担很大的计算负担，那么利用网络控制的便利，网络不但可以承担部分控制器的作用，同时也能大大减少控制器的计算负担，甚至在控制器故障下也能保证系统正常运行，所以网络控制对现有的容错控制研究有着重要的补充意义。 如今，网络控制已在航空、航天系统，能源、化工系统等各类工业系统中都普遍存在。而不确定的网络因素导致系统在进行分析与综合时会产生很多问题，如使系统所得到信息是完全滞后或者缺失的信息，尤其在系统存在扰动或产生故障的情况下，由于信息的滞后或者缺失使控制器无法对即时控制信息作出正确的判断和调整，从而导致系统的控制性能明显降低甚至可能导致系统发散，严重地很可能会造成设备和人身安全事故。因此，网络的容错控制系统研究受到了控制界学者们的广泛关注 [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] 。
system: [SYSTEM]

user: 4. 存在的问题及展望 综上，通过对国内外网络控制系统现状的研究，以及对处理网络诱导因素的问题总结，我们很清楚的认识到，广大学者对网络容错控制方面已有了一定重视，且已经取得了非常丰硕的成果。针对不确定网络容错控制系统，对网络特有的如时延、丢包、信道带宽有限及量化等异于经典控制系统的特点，仍然存在许多有待改进的地方： 第一，目前，对于网络容错控制系统的研究已近有了一定丰厚的成果，然而由于许多系统鲁棒性的需求，很多成果主要集中于网络鲁棒容错控制和自适应容错控制系统，对于网络容错切换控制系统的研究正逐渐受到更过的关注，所以对网络容错切换控制系统的故障检测及控制方法的研究当中，仍然存在许多需要努力的地方。 第二，很多学者在研究网络容错切换控制系统的稳定性问题时，应对时滞问题，得到了很多研究成果。目前文献数据表明，很多关于网络切换容错控制系统的研究结果大多只涉及系统镇定性的问题，如检测故障—执行的偏置失效—分析稳定性，而在网络控制领域，研究控制系统的性能是十分必要，建立计算高效和易于实现的控制编码—解码和控制策略去设计控制器，具有重要理论和实际意义，所以在网络容错切换控制系统的丢包、量化及控制器设计研究当中，仍然存在许多需要努力的地方。 第三，除了文献 [ 41 ] ，其他许多的研究成果都局限于理论，都是基于一定的假设为前提，不利于在实际的应用中推广，对于网络容错切换控制系统的实际应用研究较少。比如同时再出现故障后，如何设计容错控制方案，更好地减小量化误差，增强容错控制系统的性能，并将其用于实际应用中仍有待于进一步研究。因此，网络容错控制的思想理念必须与实际生产中的系统相联系，才会有更加理想的成果。 第四，非线性系统控制一直以来都是控制界研究的难点和热点，而对网络容错切换控制的研究自然更是如此。考虑非线性对象本身的复杂性，目前对非线性网络容错控制的研究思路正如对非线性系统容错控制的研究思路一样，主要也就是将在线性系统研究的方法推广至非线性系统中。所以现有对非线性系统控制的研究大多针对特定非线性系统，且研究成果相对较少，有待进一步研究。
system: [SYSTEM]

user: 5. 结语 本文综述了基于网络的容错控制系统的发展及研究现状，主要介绍了近年来网络容错控制系统稳定性的研究进展。现有的基于网络的容错控制系统的研究主要是以设计模型来解决系统的稳定性问题，重点是处理网络系统运行时所遇到的问题，使网络系统的控制更具有稳定性，同时研究的思想理念必须与实际生产中的系统相联系，才会有更加理想的成果。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 针对风力发电爬山法S函数建模原理较为复杂，易出错且不易排查的缺点，采用Matlab/Simulink基础模块建立风电系统爬山法模型。仿真算例表明，基于Matlab/Simulink的爬山法模型能够正确地找到最大功率点，实现MPPT控制。该方法简单有效，与风电系统仿真模型相互独立，易于进行算法改进，具有很强的实用性。 关键词 :风力发电，爬山法，Matlab/Simulink，最大功率点跟踪 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/