我优求知网机电管理论文篇1
1.1机电设备管理理念淡漠。当前很多煤矿企业都注重抓产量，而忽视对机电设备的管理，仅仅把机电设备看为是煤矿生产的工具，造成相关管理作用不能充分发挥，也不能建立完善的管理机电设备的制度，具体的管理措施也不能落实到位，不能落实对机电设备的维护检修，不能预先发现机电设备潜在的问题。造成往往当机电设备出现异常或者出现大故障时候才进行维护和修理，一方面极其容易缩点机电设备的寿命，同时也加大了机电设备的维护检修成本，影响煤矿的正常生产。管理者对机电设备管理理念的淡漠也造成了忽视对机电设备管理的投资，短缺的资金进一步加剧了机电设备管理的难度，也造成一些高水平的机电技术人员跳槽离职，让煤矿机电设备管理处于被动状态。
1.2管理水平较低。我国的煤矿多是从20世纪60年代逐渐创设的，当时配置的大多数机电设备现在还在使用，大多数设备由于逐年超负荷使用已经处于使用年限的尾期，或者有的已经处于超服役状态，虽然有的煤矿近年来逐渐更新机电设备，但是在长久的煤矿经营过程中，一直维持着对机电设备比较落后的管理状态，导致了对机电设备的管理水平、管理理念非常落后，不能够完善到机电设备的选型、购置、验收、试验、安装、使用、维护、修理的每一个环节的管理。
1.3机电设备存在较多隐患。当前我国大多数煤矿的机电设备都处于超负荷运行状态，很多机电设备陈旧落后，没有配套的安全措施，和国家对煤矿安全规定的要求相去甚远。加之煤矿生产的环境较差，灰尘多，没有采取防锈、防尘、防潮等维护措施，都加速了机电设备的腐蚀和老化，造成机电设备存在较多隐患。而落后的检测技术又导致煤矿不能及时发现机电设备的问题，都导致了机电设备存在较多故障。
1.4管理队伍素质较低。我国大多数煤矿从事机电设备管理的工作人员的文化素质都较低，专业技术水平不高，有的机电设备管理人员甚至没有接受过专业的、专门的机电设备管理技术培训，缺乏理论知识和实践经验，造成机电设备经常违章作业，发生故障的几率较大。近年来我国煤矿多次发生因为机电设备导致的瓦斯、煤尘爆炸事故。
二、提高煤矿机电设备维护管理建议
2.1加强机电设备前期规范化管理。机电设备购买前做好规范化管理，选型上，根据煤矿生产情况选择，管理工作确保责任到人，机电设备的验收、存档、资料、安装、应用、维护等全过程要做到规范化管理。在机电设备验收和安装过程中，根据现行质量标准进行，确保设备正常运行才办理手续投入正常使用。
2.2提高机电设备管理意识。煤矿管理者要提高机电设备管理意识，从技术、经济、组织三个方面对机电设备进行综合管理，结合煤矿生产实际情况制定规范化、科学化的管理制度。对一些涉及人身安全的重要设备的更新工作要重点抓好，确保技术先进性和设备运行的可靠稳定性，严格落实机电设备的停产检修制度，确保安全生产。
2.3提高技术人员综合素质。煤矿企业技术人员大多文化素质较低，煤矿企业要充分发挥人才作用，建立一支技术过硬的专业化技术人才队伍，才能确保机电设备管理好、使用好、维护好。同时加强对技术人才的培训，确保技术人才规范操作，熟悉机电设备性能，提高机电技术理论水平，保证能快速准确的判断和处理机电设备故障。还要注重安全培训，根据培训成效给予相应的奖励，提高职工学习技术的积极性。
2.4注重对新工艺新技术的选用。机电设备是煤矿企业一项重要的长期投资，煤矿企业要严格按照国家的《煤矿安全规程》、《技术规程手册》等标准进行机电设备的长期全面的规划，确保机电设备能够正常运转和更新，注重对新技术新工艺的选用，对老旧的机电设备进行一系列的技术改造，最大程度发挥机电设备的使用率，推进零缺陷管理进程，是确保煤矿高效安全生产的必要条件。
三、机电设备管理具体对策
3.1井下防排水装置管理。对井下防排水装置安装要符合《煤矿安全规程》第278条规定，煤矿要配备3台水泵作用于工作、备用和检修。工作水泵要能够保证二十小时内能够拍出矿井24小时的正常涌水量，同时配置工作和备用水管，工作和备用水管的工作能力要能够配合工作水泵的排水量，并且每年对排水系统配备进行至少一次性能测定，发现问题及时、高效整改。
3.2提升运输机电设备管理。提升运输机电设备要严格按照《煤矿安全规程》第427条规定安装保险装置和提升机后备保护装置，对各种保险装置定时检修确保灵敏性和可靠性。对提升机的电控系统、液压和机械制动系统要定时检修，同时配备信号装置，确保可靠性和正确性。对专门升降人员和混合提升系统每年至少进行一次性能测定，其他提升系统至少每三年进行一次性能测定。
3.3矿井主通风机设备管理。一个矿井必须安装两套主通风机设备，一套作为备用。要定时对通风机设备进行性能检测，确保主通风机能够正常使用，一旦出现问题，则备用通风机要保证在十分钟内能够正常启动。主通风机要安装反风设施，并且能够确保可以及时改变巷道中风流方向。
四、结论
机电管理论文篇2
众所周知，地铁机电设备的维修并不是仅仅依赖于维修管理人员的理论素养或者专业素养就可以解决的，它需要的是全方位的技术型人才。而这些人才当中，除了必须得具备很强的专业素质以及理论素质外，维修管理工作人员的职业精神、团队精神等等都是十分需要的。这就需要地铁机电设备维修管理工作人员必须得全方位的提高自己的综合素养。只有这样才能更好的处理技术问题，也能够极大的提高工作效率。
2地铁机电设备维修管理工作的问题与改进方法
在中国，常见的关于地铁机电设备维修管理工作主要可以分为两大类，一个是：计划性的维修工作，这种工作又被人们称为是强制性的维修。对于这种维修方式，它所体现出来的特色是无论地铁机电设备是否出现了问题，只要到达了起始规定的维修时间，就必须得对其进行维修管理。这种维修管理工作不仅费时费力，而且无法检测出地铁机电设备真正出问题的原因，不能够及时的对地铁机电设备的一些故障进行维修，一旦耽误了其维修就必然会影响人们的出行，造成一定的损失。而另一种则与第一类不同，这种工作方式是当地铁机电设备出现了问题后对该设备进行维修，这种维修方式也被称之为被动维修。虽然这种维修方式能够及时的对出现故障的部分作出维修，但仍有其不足之处。比如：这种传统的维修与管理方式很难做到从根本上解决设备出现的故障，只能从表面去进行维修维护。那么究竟如何能够提高工作效率，增大经济效益呢？可以从以下几点进行讨论。1）不定时的展开地铁机电设备的检查工作。这样一来就能够从根本上杜绝存在的安全隐患，能够很好的保障地铁机电设备的完整性从而保证地铁的正常运行。2）对于技术的监督体系要逐步完善。因为在保证地铁机电设备维修工作的质量的同时，技术的监督体系占据着不可或缺的重要角色的地位。对于技术监督来说，它的作用是不言而喻的，因为它不仅仅能够对于维修管理工作人员的实际能力的提升有着督促作用，还能够根据以往的经验确定出地铁机电设备出现问题的原因，并找出对应的解决方法，使得地铁机电设备问题变得简单有序，包装地铁的正常运行。3）可以开展关于预防的维修工作。在平常的机电设备的维修管理工作中，工作人员应该常常注重在地铁机电设备的维修管理工作中，要着重的把预防性修养维护理论用于其中，并且工作人员还要重视总结和归纳出将理论付诸于实践所产生的一些影响以及分析出这种做法的优劣之处。通过对实践结果的分析和总结，工作人员可以得到相当多的经验，并且能够根据实际中出现的某种状况，确定出小范围的需要维修的地方。这样一来，不仅仅大大的提高了工作人员的工作效率，更不会耽误地铁的正常工作，而且还能够极大的降低维修管理工作对地铁自身产生的一些影响。通过提前做好的预防工作，针对地铁机电设备会出现的一些情况进行预测并提出相应的解决方案，这样一来，当地铁的机电设备出现故障的时候，工作人员能够在第一时间内解决这些故障，从而保证了地铁的出行情况。在地铁机电设备的维修管理工作的设计，更多的是要考虑实际情况的运用。工作人员只有在不断地提高对地铁机电设备维修管理的预防性，才能够提高地铁机电设备的维修管理工作，从而地铁机电维修管理工作才能够得到相应的发展。4）提高维修工人的工作热情。工人心情的好坏自然也会影响着他的工作效率，因此企业提供一个良好的工作环境将会大大的改善工人的工作热情，工作效率自然也会提高，这就保证了地铁机电设备维修的高效性。
3结束语
机电管理论文篇3
在煤矿机电管理工作中，网络自动化监测控制系统集成日益重要，煤矿开采、经济繁荣与科学技术进步、创新能力提升之间的关系，从来不曾像今天这样紧密。现代科学技术体系的发展，近现代产业***的进程，都充分表明，全球性经济危机往往催生重大科技创新突破和新的科技***。从这个意义上讲，依靠科技创新实现网络自动化监测控制系统集成，创造新的经济增长点、新的就业岗位和新的社会发展模式，是应对经济危机冲击的根本出路；同时，也为产业升级、经济转型提供了动力和契机。机电自动化控制系统和分布式自动化控制系统实现了基于Web的生产数据集中管理和可视化调度指挥，提高了机电管理的信息化管理水平，能实时监测监控各个矿井机电设备的安全状况，避免和减少机电设备安全事故的发生，对煤炭企业实现安全、文明、科学生产具有重要的意义。因此，实现网络自动化监测控制系统集成具有十分重要的理论意义和实践意义。
2网络信息资源在煤矿机电管理中的应用
综合运用网络技术、Web技术、数据库技术、软件工程技术、系统集成技术是煤炭企业机电管理在网络信息资源应用的方向和重点，能够很好的处理机电管理信息的集成处理与、生产信息的集成与可视化、各种管理信息系统的规范与集成，建立一个企业机电管理自动化体系。实现网络信息资源在煤矿机电管理中的信息化应用，能使机电大型设备得到集中控制，为煤矿企业的煤矿采掘、供电、排水、提升、运输等一系列工作创造良好的条件，实现煤矿企业机电管理在实时数据流、信息流等各个领域的良好集成和共享。
3网络信息资源在煤矿自动化系统管理中的具体应用
梧桐庄矿煤矿企业建立的综合自动化集成系统是以千兆环网为基础，以自动化控制中心为核心，集成排水系统、供电系统、主运系统、副提系统、人员定位系统、原煤运输系统、水文及雨量监测系统、通防监测系统、主通风系统、视频监控系统等子系统的综合自动化系统。该系统主要实现以下功能：
3.1借助网络的集成，实现了统一的数字化信息处理和控制平台
在梧桐庄矿煤矿企业自动化系统煤矿机电管理中，敷设了3万余米主光缆，安装了9台主交换机，地面4台环网千兆交换机，其中，部署2台千兆核心交换机在自动化控制中心，为每台交换机配置UPS不间断电源，支持2小时延迟，井下5台千兆隔爆交换机，为井下每台交换机配置矿用隔爆不间断电源，支持2小时延迟。这样，就实现了一个从地面到井下的环形网络，能够进行矿井各种监控，并且能够监测信息的共享、集成、融合和信息综合利用，提供生产、安全层面的基于信息融合技术的决策支持，提高矿井安全生产指挥决策的科学性、有效性。
3.2为自动化控制室提供了非常可靠的供电电源
在煤矿机电管理中，可能出现一些突发事件，从而导致出现断电再通电的电流冲击，为此，该系统为拼接单元设计了电源保护，为自动化控制室提供了非常可靠的供电电源，为机电设备的正常安全运行提供良好的保障。与此同时，在配电柜中接入了防雷装置，使机电设备在遭受雷击等一些恶劣事件时仍然能够正常工作。
3.3实现了实时监控
自动化控制中心可以对子系统的工况及环境参数进行实时、准确的采集。软件集成和网络传输共同构成了自动化控制中心系统平台，可实现实时监控。同时，该系统在物理上和逻辑上充分考虑了硬件和软件冗余，当某子系统的通讯或元器件出现故障时，整个网络传输性都不会受到影响。
4总结
机电管理论文篇4
【摘要】电控发动机在结构和功能上均有了较大的改进。主要有:(1)结构的层次性、复杂性从系统论的观点,电控发动机是由有限个“元素”通过各种“联系”构成的多层次系统。(2)功能控制的集中性。电控发动机系统主要由电控燃油喷射系统、电控点火装置、怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、警告提示、自我诊断与报警系统等子系统组成,电控燃油喷射系统又包括了燃油系统、进气系统和电控系统三个组成部分。其中电控系统作为整个发动机系统的控制核心,用来协调各平行和上级系统的工作。发动机电控系统其结构的层次性、复杂性,其控制功能的集中性,导致其故障表现形式的多样性、复杂性。
【关键词】电控发动机故障分析
电控发动机系统主要由电控燃油喷射系统、电控点火装置、怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、警告提示、自我诊断与报警系统等子系统组成。其中电控系统作为整个发动机系统的控制核心,用来协调各平行和上级系统的工作。
1发动机电控系统的组成
电控燃油喷射系统由三个系统组成:燃油系统、进气系统和电控系统。
1.1燃油系统
燃油系统的功能是向汽缸或进气管喷射燃烧时所需的燃油量。燃油从燃油箱内由电动汽油泵吸出,经汽油滤清器后,再由压力调节器加压,将压力调节到比进气管压力高出约250Kpa(2.55kgf/cm2)压力,然后经输油管配送给喷油器和冷起动喷油器,喷油器根据电控单元ECU发来的脉冲信号,把适量燃油喷射到气缸内。
1.2进气系统
进气系统为发动机可燃混合气的形成提供必须的空气。空气经过空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气总管、进气岐管进入气缸。节气门全闭,发动机在怠速工况下运行时,空气经旁通气道直接进入进气岐管。
1.3电控系统
电控系统是电控单元根据传感器检测到的发动机运行工况和汽车运行工况来确定喷油量及点火提前角,从而控制发动机在最佳工况下的运转。
与传统的化油器式发动机相比,电控发动机在结构和功能上均有了较大的改进。主要有:
(1)结构的层次性、复杂性从系统论的观点,电控发动机是由有限个“元素”通过各种“联系”构成的多层次系统。“联系”可分为:结构类、功能类、传感器测点类,各自均有一定的层次性,包括顶级即电控发动机本身,分系统级由电控系、冷却系、启动系、机械系等组成。各类与各层次间既有各自***的功能,又相互影响、相互牵制。整个机体通过ECU的控制来协调各子系统,完成发动机总体功能,各子系统的功能又是由各自部件的功能相协调来实现的,各部件的功能又需要通过各元件的协调来实现。
(2)功能控制的集中性随着电子技术的飞速发展,电子控制单元采用了数字电路及大规模集成电路,同时微机处理速度的不断提高和存储容量的增加使其控制功能大大增加,并具有备用功能。另外,与汽油喷射控制、点火控制及其它控制系统相关的各种控制器,由于所用的传感器均可通用,如水温传感器、进气温度传感器等,因此,利用控制功能集中化就可以不必按功能不同设置传感器和ECU,而将多种控制功能集中到一个ECU上,不同控制功能所共同需要的传感器也就只设一个,这就是集中控制系统。
汽车发动机电控系统的主要部件有:电子控制单元(ECU)、空气流量计、节流阀体、发动机转速传感器等,其中节流阀体又包括:节气门电位计、怠速节气门电位计、怠速开关、怠速调节电机等。从控制原理来看,发动机电子控制系统可以简化为传感器、电子控制单元(ECU)和执行器三大组成部分。传感器是感知信息的部件,功用是采集控制系统的信号并转换成电信号输送给ECU,以提供汽车运行状况和发动机工况等相关信息。ECU接收来自传感器的信息,进行存储、计算和分析处理后发出响应的控制指令给执行器。执行器即执行元件,其功用是执行ECU的专项指令,从而完成控制目的。
2发动机电控系统的故障分析
发动机电控系统其结构的层次性、复杂性,其控制功能的集中性,导致其故障表现形式的多样性、复杂性。主要表现有:
(1)多维层次性对电控发动机而言,其故障可划分为电控系、起动系、点火系、冷却系及机械系等子系统,子系统又由各部件与元件构成。同样,其按功能也可划分为若干个层级。因而发动机电控系统的故障原因与故障征兆也相应与不同的结构层级、功能层级以及传感器测点类相关联。
(2)传播性发动机电控系统故障传播方式有两种:横向传播,例如电控系系统内某一传感器故障可引起电控系内其它传感器功能失常或失效;纵向传播,即由元件的故障相继引起部件故障—子系统故障—系统故障。因此微小的故障如不及时发现和排除会造成严重的后果。
(3)相关性某一故障可能对应若干征兆;某一征兆也可能对应若干故障。它们之间存在着错综复杂的关系。
(4)时间性发动机电控系统故障产生与表现常常与时间有关,这是由于发动机运转的动态性所决定的,如间歇性故障。
(5)放射性某一部位的故障可能引起其它部件出现异常,例如发动机抖动的故障中有时仅因为一个轴承的故障引起,而该轴承的故障导致其它轴承的震动增大,而该轴承本身变化反而不明显。
机电管理论文篇5
关键词：可编程数字无线电数字下变频器CCl012B
现代宽带无线电接收机越来越强调硬件平台的数字化和可编程性，在向软件无线电迈进的过程中，这一点显得尤为突出。可编程数字无线电PDR(programmabledigitalradio)的概念即是在这一背景下提出的，是指以带通采样、多速率信号处理及数字下变频技术等为理论基础，利用可编程器件CPLD、FPGA及DSP灵活的可重构性及强大的数字处理能力构建的数字化、可编程的无线电硬件平台。PDR结构的硬件平台通常具有富裕的带宽和良好的实时性。在WCDMA、WLAN等宽带系统的接收机中，这种结构被广泛采纳。
数字下变频技术是PDR中一项核心技术。其作用在于对A／D之后的数字信号进行频谱搬移，并与频谱翻转、抽取、滤波等信号处理相结合，达到下变频及分离频谱成分的目的。数字下变频之后的信号通常为降速率的基带信号。
***1
数字下变频器由数字混频器、数字控制振荡器、低通滤波器三部分组成。从工作原理上讲，数字下变频与模拟下变频相同，即输入一个信号与一个本地振荡信号作乘法运算。但是由于数字下变频器使用数字本振，其变频精度和分辨率可以很高，如GCl012B的频率分辨率为0．1Hz。DDC的频率步进、频率间隔等具有理想的性能，另外，其控制和修改较容易，这些都是模拟下变频器难以比拟的。
本文使用数字下变频器GCl012B构建了一个PDR结构的OFDM传输系统接收机。
1系统设计
在待设计的接收机中，接收信号为70MHz中频、10MHz带宽的OFDM信号。不同于传统接收机结构对70MHz中频信号模拟下变频然后进行采样的做法，在PDR结构的接收机中，直接在中频上进行采样，采样频率为80MHz，然后对采样后的信号进行数字下变频和4倍的抽取滤波，得到速率为20MBaud的基带信号，送至DSP、FPGA部分解调。降速率的目的在于减轻DSP及FPGA的运算负荷。电路结构如***1所示。
2GCl012B及其配置
自Graychip公司(现已被TI收购)推出了世界上第一款数字下变频ASIC以来，目前许多公司都开发了数字下变频芯片，比较著名的还有Harris(1999年已更名为Intersil)、ADI和StanfordTelecom等。
电路中使用的数字下变频器是Graychip公司的GCl012B。GCl012B为3．3V电源供电CMOS器件，输入信号最高采样率100MHz，带宽50MHz。GCl012B不兼容5V电平，不可将5V电乎的信号直接接到其任何管脚上，否则将损坏器件。内部模块包括数控振荡器、数字混频器、可变速率抽取低通滤波器、可调增益放大器、数据格式选择模块等。通过微处理器接口对内部寄存器进行配置可以改变芯片的工作状态。其结构如***2所示。
***2
该芯片为120管脚QFP封装，在3．3V电源供电、70MHz信号输入的情况下功耗约为900mW。其动态范围达75dB以上，频率分辨率0．1Hz，增益调节步进为0．03dB。芯片的输出模式有实数、复数两种选择。设置为实数模式时，仅在I端口输出数据；设置为复数模式时，输出I、Q两路正交数据。输人数据宽度为12位，输出数据宽度为16位。
GCl012B的工作状态由内部寄存器中的控制字确定。系统上电时，可以使用单片机通过与GCl012B的微处理器接口配置。调谐频率／由28bit的FREQ按(1)式确定，其中fs为输入信号的采样频率。
在本系统中，采样频率为80MHz，调谐频率值为10MHz，所以FREQ：(2000000)HEX。GCl012B按照SS#信号同步数据与状态字，变频至基带，进行4倍抽取并翻转频谱，以复数形式输出I、Q两路数据。
频谱变换过程如***3所示，其中F表示模拟频率，即信号的实际频率，f表示数字频率，即经采样频率归一化的频率。对中心频率为70MHz、带宽为10MHz的模拟信号(如***3(a)所示)以80MHz频率采样，得到幅频特性如***3(b)所示的信号，该信号由采样前信号以80MHz为周期延拓得到，***中只画出了信号频谱的主周期。***3(c)绘出了数字下变频后的信号，信号频谱左移10MHz。经低通滤波后只保留零频附近的信号，如***3(d)所示。为保证信号经4倍抽取后频谱无混叠，必须设置低通滤波的数字带宽为1/16。4倍抽取后的信号如***3(e)所示，可以看到信号的数字频谱展宽了4倍。注意到在对信号采样时信号的正频域频谱发生反转，因此将抽取后的频谱再反转一次，恢复出OFDM基带频谱，如***3(f)所示。
***3
机电管理论文篇6
关键词：声纹识别基于周期线性预测模式匹配DTW
生物识别技术是利用人体生物特征进行身份认证的一种技术，是目前公认的最为方便与安全的识别技术。由于每个人的生物特征具有与其他人不同的唯一和在一定时期内不变的稳定性，不易伪造和假冒，所以利用牲识别和技术进行身份认证，安全、准确、可靠。
在生物识别领域中，声纹识别，也称为说话人识别，以其独特的方便性、经济性和准确性等优势受到世人瞩目，并且益成为人们日常生活和工作中重要且普遍的安全认证方式。声纹识别是一种根据说话人语音波形中反映说话人生理和行为特征的语音参数，自动识别说明人身份的技术。
声纹识技术可分为两类，即说话人辨认和说话人确认。前者用以判断某段语音是若干人中的哪一个所说的，是多选一的问题；而后者用以确认某段语音是若干人中的哪一个所说的，是多选一的问题；而后者用以确认某段语音是否是指定的某个人所说的，是一对一判别的问题。从另一方面，声纹识别又有与文本有关和与文本无关两种，根据特定的任务和应用，应用范围不同。与文本有关的声纹识别系统要求用户按照规定的内容发音，每个人的声纹模型逐个被精确地建立，而识别时也必须按规定的内容发音，因此可以达到较好的识别效果；而与文本无关的识别系统则不规定说话人的发音内容，模型建立相对困难，但用户使用方便，应用范围较宽。
本文介绍的语音电子门锁是一种在凌阳16位单片机SPCE061A上实现的与文本有关的说话人确认系统。该系统主要由说话人识别模块、门锁控制电机以及门锁等部分组成。在训练时，说话人的声音通过麦克风进入说话人语音信号采集前端电路，由语音信号处理电路对采集的语音信号进行特征化和语音处理，提取说话人的个性特征参数并进行存储，形成说话人特征参数数据库。在识别时，将待识别语音与说话人特征参数数据库进行匹配，通过输出电路控制门锁电机，最终实现对门锁的控制。
1算法原理
说话人识别算法原理框***如***1所示。
1.1预处理
（1）去噪
对麦克风输入的模拟语音信号进行量化和采样，获得数字化的语音信号；再将含噪的语音信号通过去噪处理，得到干净的语音信号后并通过预加重技术滤除低频干扰，尤其是50Hz或60Hz的工频干扰，提升语音信号的高频部分，而且它还可以起到消除直流漂移、抑制随机噪声和提升清音部分能量的作用。
（2）端点检测
本系统采用语音信号的短时能量和短时过零率进行端点检测。语音信号的采样频率为8kHz，每帧数据为20ms，共计160个采样点。每隔20ms计算一次短时能量和短时过零率。通过对语音信号的短时能量和短时过零率检测可以剔除掉静默帧、白噪声帧和清音帧，最后保留对求取基音、LPCC等特征参数非常有用的浊音信号。
1．2特征提取
在语音信号预处理后，接着是特征参数的提取。特征提取的任务就是提取语音信号中表征人的基本特征。
1．2．1特征参数的选取
特征必须能够有效地区分不同的说话人，且对同一说话人的变化保持相对稳定，同时要求特征参数计算简便，最好有高效快速算法，以保证识别的实时性。
说话人特征大体可归为下述几类：
（1）基于发声器官如声门、声道和鼻腔的生理结构而提取的参数。如谱包络、基音、共振峰等。其中基音能够很好地刻画说话人的声带特征，在很大程度上反映了人的个性特征。
（2）基于声道特征模型，通过线性预测分析得到的参数。包括线性预测系数（LPC）以及由线性预测导出的各种参数，如线性预测倒谱系数（LPCC）、部分相关系数、反射系数、对数面积比、LSP线谱对、线性预测残差等。根据前人的工作成果和实际测试比较，LPCC参数不但能较好地反馈声道的共振峰特性，具有较好地识别效果，而且可以用比较简单的运算和较快的速度求得。
（3）基于人耳的听觉机理，反映听觉特性，模拟人耳对声音频率感知的特征参数。如美国尔倒谱系数（MFCC）等。MFCC参数与基于线性预测的倒谱分析相比，突出的优点是不依赖全极点语音产生模型的假定，在与广西无关的说话人识别系统中MFCC参数能够比LPCC参数更好地提高系统的识别性能。
此外，人们还通过对不同特征参数量的组合来提高实际系统的性能。当各组合参量间相关性不大时，会有较好的效果，因为它们分别反映了语音信号的不同特征。
在计算机平台的仿真实验中，通过各种参数的实际比较，采用MFCC参数比采用LPCC参数有更好的识别效果。但在SPCE061A平台上做实时处理时，与LPCC系统相比，MFCC系数计算有两个缺点：一是计算时间长；二是精度难以保证。由于MFCC系统的计算需要FFT变换和对数操作，影响了计算的动态范围；要保证系统识别的实时性，就只有牺牲参数精度。而LPCC参数的计算有递推公式，速度和精度都可以保证，识别效果也满足实际需要。
本系统采用了基音周期和线性预测倒谱系数（LPCC）共同作为说话人识别的特征参数。
1．2．2LPCC参数的提取
基于线性预测分析的倒谱参数LPCC可以通过简单的递推公式由线性预测系数求得。递推公式如下：
其中p为LPC模型的阶数，也是模型的极点个数。
（1）LPC模型阶数p的确定
为使模型假定更好地符合语音产生模型，应该使LPC模型的阶数p与共振峰个数相吻合，其次是考虑声门脉冲形状和口唇辐射影响的补偿。通常一对极点对应一个共振峰，10kHz采样的语音信号通常有5个共振峰，取p=10，对于8kHz采样的语音信号可取p=8。此外为了弥补鼻音中存在的零点以及其他因素引起的偏差，通常在上述阶数的基础上再增加两个极点，即分别是p=12和p10。实验表明，选择LPC分析阶数p=12，对绝大多数语音信号的声道模型可以足够近似地逼近。P值选得过大虽然可以略微改善逼近效果，但也带来一些负作用，一方面是加大了计算量，另一方面有可能增添一些不必要的细节。
（2）线性预测系数的求取
自相关解法主要有杜宾（Durbin）算法、格型（Lattice）算法和舒尔（Schur）算法等几种递推算法。其中在杜宾算法是目前最常用的算法，而且在求取LPC系数时计算量也量小，本系统采用该递推算法。
1．2．3基音参数的提取
基音估计的方法很多，主要有基于短时自相关函数和基于短时平均幅度差函数（AMDF）等基音估计方法。
（1）基于短时自相关函数的基音估计
短时自相关函数在基音周期的整数倍位置存在较大的峰值，只要找出第一最大峰值的位置就可以估计出基音周期。
（2）基于短时平均幅度差函数（AMDF）的基音估计
基于短时平均幅度差函数（AMDF）在基音周期的整数倍位置存在较大的谷值，找到第一最大谷值的位置就可以估计出基音周期。这种方法的缺点是当语音信号的幅度快速变化时，AMFD函数的谷值深度会减小，从而影响基音估计的精度。
实际上第一最大峰（谷）值点的位置有时并不能与基音周期吻合，第一最大峰（谷）值点的位置与短时窗的长度有关且会受到共振峰的干扰。一般窗长至少应大于两个基音周期，才可能获得较好的估计效果。语音中最长基音周期值约为20ms，本系统在估计基音周期时窗长选择40ms。为了减小共振峰的影响，首先对语音进行频率范围为[60,900]Hz的带通滤波。因为最高基音频率为450Hz，所以将上限频率设为900Hz可以保留语音的一、二次谐波，下降频率为60Hz是为了滤除50Hz的电源干扰。
以上两种方法都是对语音信号本身求相应的函数。本系统采用的基音估计方法是：首先对带通滤波后的短时语音信号进行线性预测，求取预测残差；再对残差信号求自相关函数，找出第一最大峰值点的位置，即得到该段语音的基音估计值。实验表明，通过残差求取的基音轨迹比直接通过语音求取的基音轨迹效果更好，如***2所示。***2中横坐标为语音帧数，纵坐标为8000/f，其中f为基音频率。
1．3模式匹配
目前针对各种特征参数提出的模式匹配方法的研究越来越深入。典型的方法有：矢量量化方法、高斯混合模型方法、隐马尔可夫模型方法、动态时间规整（DTW）方法和人工神经网络方法。
这些方法都有各自的优点和缺点。其中DTW算法对于较长语音的识别，模板匹配运算量太大，但对短语音（有效语音长度低于3s）的识别既简单又有效，而且并不比其他方法识别率低，特别适用于短语音、与文本有关的说话人识别系统。本系统采用端点松驰两点的（DTW）算法，端点松驰引起的计算量增加并不大，还可以放松对端点检测的精度要求。
动态时间规整（DTW）算法基于动态规划的思想，解决了说话人不同时期发音长短、语速不一样的匹配问题。DTW算法用于计算两个长度不同的模板之间的相似程度，用失真距离表示。假设测试模板和参考模板分别用T和R表示，按时间顺序含有N帧和M帧的语音参数（本系统为12维LPCC参数），失真距离越小，表示T、R越接近。把测试模板的各个帧号n=1～N在一个二维直角坐标系中的横轴上标出，把参考模板的各帧号m=1～M在纵轴上标出，如***3所示。通过这些表示帧号的整数坐标画出纵横线即形成网络，网格中的每一个交叉点（n,m）表示测试模板中某一帧与参考模式中某一帧的交会点，对应两个向量的欧氏距离。DTW算法可以归结为寻找一条通过此网格中若干交叉点的路径，使得该路径上节点的距离和（即失真距离）为最小。对于端点松弛的情况，路径搜索原理相同，只是增加了搜索路径。
2硬件系统
语音电子门锁系统的核心是说话人识别模块。包括按键输入、语音信号采集、语音信号处理、FLASH存储扩展、扬声器输出、控制输出以及LCD模组等。说话人识别模型的原理框***如***4所示。其核心为语音信号处理，本系统选用特别适用于数字语音识别领域的凌阳16位单片机SPCE061A，并通过SPCE061A实现对其他各组成部分的编程控制。
SPCE061A是凌阳公司开发的一种性价比非常高的16位单片机。在2.6V～3.6V工作电压范围内，工作频率范围为0.32MHz～49.152Mhz，较高的处理速度使其能够非常容易、快速地处理复杂的数字信号；中断系统支持10个中断向量以及14个可来自系统时钟、定时器/计数器、时间基准发生器、外部中断、键唤醒、通用异步串行通信及软件中断的中断源，非常适合实时应用领域；内嵌2K字的SRAM和32K字的FLASH，具有32位可编程的多功能I/O端口；包含有7通道10位通用A/D转换器和内置麦克风放大器与自动增益控制AGC功能的单通道声音A/D转换器，以及具有音频输出功能的双通道10位D/A转换器；SPCE061A采用CMOS制造工艺，同时增加了软件激发的弱振方式、空闲方式和掉电方式，系统处于备用状态下（时钟处于停止状态），耗电仅为2μA3.6V，极大地降低了其功耗；另外，μ’nSPTM的指令系统还提供具有较高运算速度的16位×16位的乘法运算指令和内积运算指令,为其应用增添了DSP功能,在复杂的数字信号处理方面既非常便利,又比专用的DSP芯片便宜得多.
说话人识别模块各组成部分完成的功能如下：
（1）按键输入部分：共有数字键、训练键、删除键、确认键和取消键等16个按键，用于密码输入和工作模式选择。采用4×4矩阵式键盘输入，只使用具有键唤醒功能IOA的低8位，可以合理利用硬件资源，且编程灵活。
（2）语音信号采集部分：通过SPCE061A内置麦克风放大器与自动增益控制AGC功能的单通道声音A/D转换器完成8kHz语音信号采集。
（3）FLASH存储扩展部分：用于存储说话人的个性特征参数参考模板。
（4）扬声器输出部分：通过SPCE061A具有音频输出功能的双通道10位D/A转换器完成用户训练、识别等各种操作的语音提示。
（5）控制输出部分：通过SPCE061A的可编程I/O口控制门锁控制电机。
（6）LCD模组部分：用以显示系统的工作状态，该部分根据成本和实际需要可选。
（7）SPCE061A：说话人的语音信号处理以及各部分的编程控制均由SPCE061A完成。
说话人识别模块有三种工作模式：训练模式、认证模式和密码模式，这三种模式都可通过工作模式按键选择。
（1）训练模式，说话人的声音通过麦克风进入语音信号采集前端电路。第一次语音输入时，由16位单片机SPCE061A对采集的语音信号进行处理，提取说话人的个性特征参数，并存储到外扩的FLASH内，形成说话人特征参数模板。可以进行三次训练，第二语音输入时，提取的个数特征参数与由第一次语音输入形成的特征参数模板进行匹配，在匹配距离小于模板更新阈值时，将说话人特征参数模板更新为两次特征参数的平均值。第三次语音输入时，提取的个性特征参数与由第一、二次语音输入形成的特征参数模板进行匹配，在匹配距离小于模板更新阈值时，将说话人特征参数模板更新为三次特征参数的平均值，形成最后的该说话人的特征参数模板。
（2）认证模式，同样通过麦克风录入说话人的声音，再由SPCE061A对采集的语音信号进行处理，将提取的说话人特征参数与存储在外扩FLASH内的特征参数模板进行匹配，匹配距离小于认证阈值时，通过认证；然后再判断匹配距离是否小于认证模式下的模板更新阈值，决定是否对模板进行更新。
（3）密码工作模式，在说话人感冒或其他使其声音发生暂时改变的情况下，可以采用长密码方式进行认证，以免因为非常原因被拒之门外。
另外，每个用户都有一个短密码（用户可自行修改），无论在训练模式还是认证模式都要输入此密码，以形成或找到与该用户相对应的特征参数模板。系统还设置一个具有长密码的超级管理员用户，可以通过键盘对用户模板进行添加或删除。
3实验结果
对于说话人确认系统，表征其性能的最重要的两个参量是拒识率和误识率。前者是拒绝真实的说话人而造成的错误，后者是接受假冒者而造成的错误，二者与匹配阈值的设定相关。匹配阈值的设定与语音锁系统的应用场合、功能侧重有关，对于家庭、宾馆等门锁用户，要求误识率尽可能低，甚至为零；若用于公司员工考勤等同类功能，就不能有太高的拒识率。表1是对以下每种情况各进行100次实时匹配的结果，其中设定的阈值适合门锁用户。
表1100次实时匹配结果
发音分类
次数同一个人相同发音同一个人相似发音同一个人不同发音不同人相同
发音不同人相似
发音不同人不同
发音
拒绝次数885100100100100
接受次数92150000
机电管理论文篇7
1.1事后维修管理模式
所谓事后维修管理模式是指当煤矿机电设备出现故障后再对其进行维修的一种方式。这种方式显然比较被动，而且维修活动往往是在设备发生较大故障并影响到正常生产时才进行，这不仅会打乱煤矿企业的正常生产活动，而且还会因为没有对设备故障做到早发现而降低设备的使用寿命。
1.2计划维修管理模式
计划维修管理模式是指定期对煤矿机电设备进行检查，如果发现其中存在故障隐患就及时进行维修的一种方式。这种方式虽然无法实时地掌握设备的工作状态，但与事后维修管理模式相比，已经有了比较明显的进步，对降低设备故障的发生几率，提高设备使用寿命都具有一定的积极意义。
1.3预防性维修管理模式
预防性维修管理模式是指利用当前先进的科技手段对煤矿机电设备的工作状态进行评估，甚至对未来故障发生的可能性加以预测的一种方式，这对提前就做好设备的维护工作，降低设备故障的发生几率意义重大。与以上两种维修管理模式相比，这种模式更加强调对故障隐患的“预知性”，这使得煤矿企业针对机电设备的维修管理工作更加具有针对性，从而使设备维修工作的效率极大地提高，但这种模式对煤矿企业的技术水平要求比较高，在我国煤矿企业中的普及率较低。
2当前模式中存在的问题
2.1维修管理技术依然还比较落后
当前我国煤矿企业的生产活动中虽然应用到了越来越多的先进机电设备，但针对这些设备的维修管理技术却没有得到同步提高。部分企业在引进一些先进机电设备的同时，虽然也同步引入了一些配套的设备维护技术，但这些技术都比较零散，没有在企业中形成完整的技术体系。
2.2维修人员的综合素质还有待提高
事实上，无论所应用的维修技术有多么先进，在实际使用过程中也依然要求人去进行操作，而当前各种先进机电设备的应用，无疑对维修人员提出了更高的要求。但现实却是，我国煤矿企业近年来普遍都加大了对先进机电设备的应用，使得煤矿生产的自动化水平较以往有了较大的提高，但企业中很多维修人员的专业素质却没有得到同步提高，在进行维修作业中依然还是采用老思维和老方法，而这无疑会给这些设备功能的充分发挥形成限制，从而影响到煤矿生产的安全和效率。
3改进煤矿机电设备维修管理模式的一些建议
3.1做好煤矿机电设备的初始选型工作
当前市面上提供煤矿机电设备的厂家比较多，而这些厂家生产的产品质量参差不齐，如果煤矿企业所选的机电设备存在先天的质量缺陷，则无论后期的维修管理工作做地再多再好，设备运行质量和效率也难以得到有效保障。因此，煤矿企业一定要做好机电设备的初始选型工作，要确保所选设备一定要满足实际煤矿生产的需求。对存在先天质量缺陷或不能很好适应煤矿实际生产的机电设备，必须通过检修来加以改进，如果不能依靠改进来消除设备中存在的先天隐患，就应该及时更换产品。
3.2推广状态检修
对于煤矿机电设备而言，除了继续加强事后维修和计划维修工作外，煤矿企业还可以采用状态检修技术。随着自动化控制技术的进步和***监测、故障诊断处理系统的发展，状态检修制度也得到了进一步的完善。状态检修的主要特点是利用各种监测传感器、故障诊断和信息网络等技术对运行中的机电设备的工作状态进行实时地监控，一旦发现设备存在异常情况，就立即对设备故障进行诊断，并及时安排人员进行维修作业，以尽量避免设备故障的扩大化。显而易见，状态检修比传统的设备维修管理模式要优越，它不仅可以提高设备可靠性，而且还能提高设备的利用率，从而给企业带来显著的经济效益。
3.3重视维修管理人员的培训工作
煤矿企业应该根据企业机电设备的实际投入运行情况，组织维修管理人员学习机电设备安全运行的相关规定，并对煤矿生产中常见的设备故障隐患和应采取的排除措施进行探讨。此外，还应定期组织维修管理人员进行业务培训，培训内容除技术讲座外，还应渗透对新维修技术以及新的维修工器具使用的培训。
4结语
机电管理论文篇8
1.1机电设备的管理理念滞后当前大多数的煤矿企业领导只是一味地追求煤矿产量和经济利益，并没有对煤矿的机电设备产生足够的重视，在企业管理中并没有突出重视机电设备的生产重要性。煤矿企业并没有意识到机电设备是整个煤矿开采工作中最为关键的工作，而只是将机电设备管理作为辅的生产工作，没有完善的机电设备管理制度。对机电设备管理不会及时保护，及时维修，对设备的检修工作重视度不够。日常的煤矿开采工作中往往是在机电设备损坏了才会实施维修，严重影响了正常的煤矿生产工作，降低了企业的营运周期，加大了机电设备的运行周期。
1.2机电设备存在很多的安全隐患煤矿企业的机电设备过于老旧、技术老旧，甚至有些机电设备是已经折旧的带病工作，其地下开采的保护装备不齐全，没有达到我国规定的煤矿开采的安全规定，导致机电设备在运行中存在较多的安全隐患。煤矿企业的特殊性，其工作环境往往较为差、较为困难，空气灰尘很多、湿度较大，很多机器设备受恶劣环境的影响会提前老化、生锈、腐坏或者发生不同程度的机能损耗，增加了煤矿机电设备的安全隐患系数。另外，在机电运输过程中，工作人员疏于了解，并没有根据机电设备的特征采取有效的防尘、防锈、防潮等保护措施，加速了煤矿机电设备的老化。
1.3机电设备的员工素质低下相关数据表明，从事煤矿事业的责任人的文化程度一半以上都是初中以下，更何况煤矿行业的自然条件很差、不安全性因素多会使大部分高学历人员不愿意加入煤矿事业行业。然而，煤矿行业却是个高新技术行业，需要利用科学技术手段和先进的机电设备结合运用配合安全生产。另外，对于特殊类型机电设备必须要专业性而且熟练的工作人员才能完全掌握，管控机电设备的操作有效性。当前的煤矿机电设备行业人员变动较大，岗位的兼职类型多，岗位变化频繁，工作人员不熟练，对岗前培训较少，对煤矿行业的安全性留下了一定的安全隐患，严重影响了煤矿企业的的工作效率和经济效益。
1.4企业对机电设备的安全管理投入少煤矿机电设备的投入成本较高，需要引入先进的科技产品，而且在机电设备的工作性能变差的前提下要及时更新机电设备，配置机电维护工作，仍然使用已经超期服役的机电设备，降低了工作人员的工作积极性，对其工作的顺利开展造成了阻碍。但是，由于大部分企业过于追求眼前利益，不愿意将资金投入到机电设备的管理中。企业对机电设备使用的人员培训较少，没有对其生产工作的环境进行进一步提高，在煤矿进一步深度开采时，就对整体煤矿生产工作埋下了一定的安全隐患。
2如果提高机电设备的管理和应用工作
2.1加强岗位的规范化管理性工作首先要对机电设备的类型严格把好，规定设备可以适应煤矿特殊的工作环境。其次，要将机电设备的管理工作确定到工作人员，规范工作人员在煤矿机电设备的验收入库、资料存档和保存、设备安装应用、定期维修等工作要求，并认真管理其工作进度。最后要把关机电设备的质量要求和安装规定，确保验收的机电设备满足当前开采工作的需求，而且要确保新机电设备的安装无误，根据国家规定的质量标准进行严格实施。规定工作人员不能接受不合格的、有质量缺陷的不完整、不合格的机电设备。另外，对于已经安装的机电设备，技术人员必须要现场监督，提前预警检修，在试运行正常之后才能将设备入库，正常投入使用。
2.2提高机电设备工作人员的综合素质对机电设备的管理工作要以人为重心，提前做好岗位培训工作，定期考核人员的专业性技能。尤其是对于特殊设备的管理，必须要确保该岗位的工作人员懂操作流程、熟悉操作原理，同时要让工作人员在实际的操作过程中具有一定的应变能力，进一步降低煤矿工作的安全隐患。煤矿企业要积极做好员工的思想工作，通过提高煤矿工作环境，提供对机电设备岗位的重视程度，充分发挥工作人员本身在安全生产中的重要性以加强工作人员的工作积极性，保证工作效率和工作质量。
2.3提高机电设备的投入引用、加快信息化管理不断改进机电设备性能，投入新技术手段，选用合适的机电安全设备，管控机电设备的质量标准，提高机电设备运行的安全性能。建立机电设备网络管理系统，及时跟踪机电设备使用情况，积极维护保养、安装调试机电设备，根据需求定期维修和更换设备。对于可能产生危险事故的机电设备要做好万全的保护措施，保证人员和财产的安全。努力确保每天的煤矿开采工作中零故障的机电设备运行，高度重视机电设备的运行工作。
3结束语
机电管理论文篇9
1.1为了满足现阶段煤矿机电管理的需要，及性能机电管理水平的提升是必要的，这需要进行机电管理体系的健全，这需要引起相关矿井领导人员的重视，进行机电管理方案的优化，机电管理人员要经常性的汇报工作，进行工作建议的提出，获得领导的支持，这也需要进行机电管理机构体系的建设，满足矿井机电管理的工作需要。加强机电标准化管理，建立健全标准化管理组织，提高全体机电人员的质量标准化意识，按标准化要求开展机电工作。机电标准化是确保矿井机电安全生产的基础，地方煤矿应逐步完善机电标准化工作，成立标准化领导小组，制定标准化建设奋斗目标及具体措施、完成时间。实行“三抓”，即面上抓质量升级。
1.2在当下设备综合管理中，进行设备动态的抓取是必要的，这需要进行设备档案的保管，进行设备调拨转移手续的分析，更好的进行设备技术性能状态的分析，更好的进行设备购置、修理、配件等的分析，更好的进行资金的应用，保证设备的全过程管理的控制。各矿应建立设备综合管理体系，完善设备综合管理制度，配齐设备管理人员，实行流程化管理，扎实地做好设备综合管理工作，确保设备管理制度化、正常化、规范化。通过动态式的设备管理，能够及时的了解设备的运行状况，并综合性分析系统的运行，针对系统所遇到的问题能够及时的做出反应，进行科学合理的调整。
1.3在当下工作中，进行机电活动准则的分析是必要的，这需要进行机电工作纪律的分析，进行规章制度体系的健全，从而针对其突出问题进行控制，保证其操作、维修等的开展，保证质量验收的优化，保证现场管理制度体系的健全，保证矿井机电管理效益的提升。落实规章制度也必须以管好、用好、修好设备为主要工作内容。目前急需重点落实的规章制度是：机电管理人员责任制度；设备使用操作规程；设备维护保养、检查、维修、质量验收制度；机电事故管理、设备现场管理、技术管理、综合平衡、班组经济核算等制度。通过对煤矿机电一体化技术的优化，更有利于落实当下煤矿工作的各个细节，这需要进行国外先进煤矿的优化，保证其世界先进技术水平的分析，更有利于进行机电一体化技术特点及其相关技术动态的分析，满足现阶段工作的需要。这需要进行煤矿机电一体化产品规范化体系的健全，以满足当下工作的需要。应提高我国煤矿机电一体化产品标准程度；作为机电一体化革新的核心内容，计算机发挥了重要作用，由于其贮存、计算能力极其突出，且占用空间少、功耗低，因而在煤矿生产中适应性较强。在进行机电一体化煤矿设备设计过程中，应当选用嵌入式计算机，且保证计算机具有强大的功能。
1.4在实际生产中，进行煤矿机电一体化产品的更新及其开发是必要的，这需要应用到更为可靠、稳定的开放式通讯。因此需要对网络进行严格的控制，优化通讯连接，这是实现机电一体化的基础通讯要件，也是健全整个产品体系的更不。通过可靠的通信，满足煤矿智能电子要去，对生产环境以及生产设备进行分析。从而保证设备始终保持最佳状态，更加适应工作环境，并快速获得所需数据，对生产运行中所发生的故障进行准确判断，并依照判断结果进行数据整理，以方便类似故障的诊断、分析、预测。另外还需要以使用寿命的提高以及可靠性的提高为主要的研究目的进一步研究矿用传感器，并作出进一步的开发。
2结束语
机电管理论文篇10
关键词：充电电源PC/104工控机全桥变换器动力电池
对电动汽车能源的动力电池及其充电技术的研究，往往需要针对不同种类的动力电池进行多种充电方式的充电试验。这就要求研制的充电电源不仅能对不同种类的动力电池进行充电，而且要能够进行多种充电方式的充电。而目前国内市场上销售的充电电源，无论是常规充电电源还是智能化充电电源，都往往是针对某一类动力电池的，并且只能采用单一充电方式进行充电。因此为了进行动力电池充电技术的相关研究，往往需要购买多台充电电源或自行研制相应的充电电源。前者需要大量的资金和宽阔的试验场地，而后者需要较强的专业技术和较长的开发周期。本课题研制了微机控制的大功率充电电源。
***1
该电源采用PC104工业计算机作为控制核心，选取全桥变换器拓扑电路作为主电路，通过控制主电路在不同时刻的输出电流和输出电压，可以实现多种充电方式充电；通过预置不同的参数，可以对多种动力电池进行充电；通过结合液晶显示屏和手控盒，可以方便地实现充电方式和充电参数的预置及各采样数据(电池端电压、充电电流、电池表面温度等)的显示。
1硬件设计
1．1主电路设计
充电电源的主电路采用目前技术上比较成熟的全桥变换拓扑电路，其原理***如***1所示。三相380V交流电压经三相整流桥整流、电容滤波后得到约514V的直流电压，经全桥逆变电路变换后得到高频脉冲电压，再经高频变压器隔离变换后，由高频整流器整流及滤波器滤波后得到所需的直流电压。主电路的PWM控制方式采用常规的PWM控制方式。功率开关器件采用新型的复合器件--绝缘栅双极晶体管IGBT，它集MOSFET和GTR的优点于一体，具有输入阻抗高、电压型驱动控制、开关损耗小、饱和电压低、通断速度快、热稳定性好等优点，是大功率全桥变换器的首选功率开关器件。变换频率取为20kHz，利于减小高频脉冲变压器及副边滤波用扼流圈的体积和重量。二次整流器件采用快恢复二极管，利于减小整流管反向恢复时间对输出电压的影响。
1．2控制系统设计
充电电源主要由主电路和控制系统组成。控制系统以PC／104嵌入式工业计算机为核心，配以接口电路、采样电路、PWM控制电路及IGBT驱动电路等，可按照预置自动控制充电过程，并在充电过程中进行充电数据(包括电池端电压、充电电流及电池表面温度等)的自动采集、实时显示、批量存储及分析处理等。控制系统组成框***如***2所示。
1．2．1PC／104嵌入式工业计算机
控制系统之所以采用PC／104嵌入式工业计算机，主要是考虑到PC／104嵌入式工业计算机具有以下几方面的显著特点：(1)小型化。PC／104采用模块化的设计方法，单个模块的体积为90mm×96mm×l5mm。若一个PC／104系统采用三个模块，在90mm×96mm×45mm的小空间内就能实现台式工控机的全部功能；(2)低助耗。绝大多数模块采用+5V电源，芯片采用CMOS芯片，功耗特别低，只有1~2W，无需外加散热装置；(3)PC／104在软、硬件上与标准PC／AT体系完全兼容，可以很快掌握其软、硬件的使用方法，而将主要精力放在软件和接口的设计上。CPU模块提供PC机的不同档次的标准化产品，便于进行更新和升级；(4)模块齐全，提供显示控制、磁盘控制、通讯控制、数据采集控制等各种功能的产品；(5)采用一种紧凑的层叠栈接结构，各模块间通过加固的64针和40针的直立式连接器连接，并用四个金属托架支撑，更加坚固牢靠。本系统中采用了深圳盛博科技有限公司生产的PC／104总线SCM／SuperDx嵌入式CPU模块，其内包含了Intel80486CPU(100MHz)、16M在板内存、1个与PC／AT兼容的双向并行口、两个RS232串行口、7个DMA、14个中断、三个计数器、一个PC／AT键盘接口等。此外，为了消除频频读写硬盘可能带来的不稳定因素，采用32MB的DiskOnChip2000半导体固态盘取代硬盘，直接装在SCM／SuperDx嵌入式CPU模块的32脚DIP插座上。
数据采集模块选用了盛博科技有限公司的DMMAT模块。该模块具有16路12位模拟输入、2路12位模拟输出、8路数字输入、8路数字输出、1024字节FIFO，100kHz最大采样速率，是一款功能较全、性价比较高的接口板，可以满足该系统所需的A／D、D／A转换及手控盒开关量输入的需要。
液晶显示屏担负着各种充电信息显示和充电参数设定等功能。选用了北京创业科技开发中心开发的型号为KY-D29A的智能液晶显示屏，整个液晶外形尺寸为113mm×65mm×l4mm，显示点阵为128x64，可经RS232C直接与嵌入式微机连接，通过专用的指令可以方便地实现字符和汉字的显示及各种几何***形的绘制。手控盒作为PC／104的输入设备，通过和智能液晶显示屏的配合使用，可以很方便地进行各种参数的设置和各种充电数据及曲线的显示。
另外，为了便于应用程序的编写、调试、修改及维护，还选用了盛博科技有限公司的SysExpanModule／VFI系统扩展模块。该模块以高分辨率的***形控制器、软盘驱动器和IDE硬盘接口为PC／104系统提供扩展，使用标准自堆栈式总线接头，可以通过堆栈方式与CPU模块或其它模块相连接。通过给主控计算机外接显示器、标准PC／AT键盘、软驱和IDE硬盘，可很方便地进行应用程序的开发和调试。
蓄电池的电压采样和电流采样电路分别由电压霍尔传感器与信号放大电路以及电流霍尔传感器与信号放大电路组成。温度采样电路由热敏电阻、温度变送器和放大电路组成。
1．2．2PWM控制及驱动电路
PWM控制电路的核心器件选取美国通用公司生产的电压型PWM控制器SG3525A。SG3525A是一种性能优良、功能齐全、通用性很强的单片集成PWM控制器。该芯片简单可靠且使用方便灵活，通过适当地外接电路，不仅能够实现PWM控制，还可以完成输入软启动、过载限流、过压保护等多种功能。PWM控制电路如***3所示。考虑到SG3525A作单端输出使用时，变换器的最大占空比不到50％，在实际使用中将输出端11和14的信号采用了取或的办法以得到较大的占空比。
驱动电路的核心器件选取日本三菱公司生产的ICBT专用厚膜集成电路M57962L。M57962L采用双电源供电方式，可保证IGBT可靠通断，内置高速光耦隔离输入，隔离电压有效值可达2500V，并具有短路、过载保护及过流慢速关断等功能，只需外接少量的元器件，便可组成完善的IGBT驱动及保护电路。驱动电路如***4所示。电源电压VCC和VEE分别取为15V和-12V，电阻R201为IGBT栅极限流电阻，二极管D201用以进行短路和过流检测，串接稳压二极管Z201可以改变M57962L模块的过流保护起控点．稳压二极管Z202可以避免l脚承受过电压。
***5