变量研究范文

变量研究范文（精选11篇）

变量研究 第1篇

精准农业已列入国家S863计划之中, 由中国科学院南京土壤研究所、石家庄农业现代化研究所、地理科学与资源研究所共同承担, 在上海、新疆、吉林等地同时开展精准农业的相关试验研究和技术集成的示范工作, 这是目前为止中国最为系统的研究和技术示范。本项目的研究目的是:在已有18马力小四轮拖拉机配套的精密播种机上实现变量施肥。

1 变量施肥执行机构

1.1 精密播种机选型

本项目选择公主岭市机械制造公司生产的2BFJZ型深施肥精密播种机, 此适合吉林省地域, 且价格合理、精密播种度高, 是与18马力小四轮拖拉机配套中耕部件。

1.2 变量施肥执行机构的选择

播种机变量施肥执行机构是变量播种机的重要组成部分。变量施肥执行机构分为:电控机械无级变速器型、电控液压马达型、电机直接驱动型等3种类型。其中, 电机驱动变量施肥执行机构简单, 成本低。本项目采用步进电机驱动变量施肥执行机构来实现小型变量精密播种机的研制, 其组成框图如图1所示。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下, 电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数, 而不受负载变化的影响, 即给电机加一个脉冲信号, 电机则转过一个步距角, 这一线性关系的存在, 加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点, 使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。

2 变量施肥控制系统研究

2.1 控制系统的原理

单片机89C51作为系统中央处理芯片, 将有关施肥地块的土壤养分数据, 通过编程器写到89C51的存储器中, 作为变量施肥的决策数据;同时, 读取地轮转速传感器反馈的施肥机行进速度。将测得的当前机具速度与获取的决策数据综合运算, 得出控制排肥轴转速的控制脉冲, 通过步进电机驱动器驱动步进电机, 从而控制排肥量, 达到变量施肥的目的。

2.2 系统硬件组成

变量施肥微机控制系统由单片机、显示器、复位电路、控制电路、驱动器及步进电机组成, 其组成框图如图2所示。

控制电路采用5个按钮开关, 以完成施肥量个位、十位和百位的输入, 以及电源开关、电机的启动和停止等的操作。复位电路采用上电自动方位方式。显示器采用图形点阵液晶显示模块YM12864R, 可显示汉字及图形, 内置8192个中文汉字 (1616点阵) 、128个字符 (816点阵) 及64256点阵显示RAM (GDRAM) 。

3 变量施肥的试验研究

3.1 试验方法与材料

试验以硫酸钾镁肥、尿素、硫酸钾和磷酸二铵这四种肥料为主, 分别在不同的排肥轮长度和不同的排肥轮转速下进行比较实验, 在排肥器出口的位置上固定一个肥料接收袋接收排出的肥料, 每次测定排肥器转动的时间为3分钟, 测定完成后对每个肥料接收袋内的肥料进行单独称重, 做好数据分析记录。

3.2 试验数据与分析

通过试验测得4种肥料在不同轮长和转速下的排肥量, 如下面4个表所示:

利用正交试验法, 找出影响排肥量的主要因素为:轮长 (A) 、转速 (B) 、肥料 (C) 。肥料取三水平:硫酸钾镁、硫酸钾、硫酸二铵, 因此选用表1、表3、表4的数据。轮长取二水平:23mm、35mm;转速取三水平:60r/min、75r/min、90r/min。得出因素水平表 (见表5) 。

采用拟水平法分析影响排肥量的主次因素, 把轮长因素23mm重复一次当作三水平, 这个虚拟的水平称为拟水平。应用正交表安排的方案, 如表6所示:

对于拟水平列的A因素, A1、A3水平是相同的, A1水平实际上做了6次试验。所以, KA1应为6个试验指标之和。即:

KA1=y1+y2+y3+y7+y8+y9=13.18

其平均值KA1=2.197而A2水平的yA2仍是3个试验指标值之和。即:

KA2=y4+y5+y6=9.37

其平均值KA2=3.12。以此类推, 得出其它试验指标之和及平均值。采用极差分析法得出较优组合。某因素的极差, 就是某因素的不同水平对应指标平均值的数值最大值与数值最小值之差。RA=KA2-KA1=0.926, RB=KB3-KB1=1.216, RC=KC1-KC3=1.3, RC>RB>RA, 因此, 得出因素的主次排列顺序为:C、B、A。kj1, kj2和kj3中较大值的相应水平为各因素的最优水平, 最终得出较优组合是:C1B3A2, 即第6号试验, 实测结果最好。

4 结 语

农业生产中化肥偏施和过量施肥的现象普遍存在。针对这一问题, 提出了适合吉林省农业、农村生产状况的变量施肥构想, 以小型变量施肥精密播种机为例, 采用步进电机作为变量施肥的执行机构, 利用正交试验法找出影响排肥量的主次因素, 对小型变量施肥机变量施肥系统有了较深刻的研究。该研究的整机组装实验效果良好, 证明通过控制排肥轮转速和排肥轮长度, 可实现控制排肥量, 达到提高肥料利用率的目的。

摘要：采用步进电机作为小型精密播种机变量施肥系统动力。以4种代表性肥料作为试验材料, 以排肥轮长度、排肥轮转速和排肥量为主要因素, 进行正交试验。从中找出最佳方案, 即一定排肥轮转速的范围内, 最佳的排肥轮长度下, 有效完成变量施肥任务, 达到节省肥料的目的, 完成步进电机变量施肥系统研制。试验结果表明, 此变量施肥系统可行。

关键词：步进电机,正交试验,变量施肥

参考文献

[1]蔡德利, 王熙, 等.精准农业变量施肥技术要点及试验初报[J].黑龙江八一农垦大学学报, 2004, 16 (3) :45-48

[2]金继运.精准农业及其在我国的应用前景[J].植物营养与肥料学报, 1998, 4 (1) :1-7

[3]李世成.精准农业变量施肥技术及其研究进展[J].世界农业World Agriculture, 2007, 3 (总335) :57-59

[4]戎恺, 杨星卫, 等.精准农业的研究应用现状和发展趋势 (综述) [J].上海农业学报, 2000, 16:5-8

变量研究 第2篇

混沌系统的变量变化率反馈控制方法研究

设计了一种控制连续非线性系统中混沌的新方法--变量变化率脉冲反馈(VRPF)方法.介绍了VRPF方法的控制原理以及反馈系数和脉冲间隔的选择技巧.将此方法应用到BZ反应3D模型系统混沌的控制中,计算机仿真模拟显示,通过恰当地选择反馈系数和脉冲间隔,可以将系统稳定在1p、2p、3p、4p、…、2n×3mp (n、m为整数)这样不同的周期轨道,从而使系统的.功率谱也由混沌态时的连续谱转变为具有分立单峰的分立谱.此外,仿真模拟还发现VRPF方法具有极宽的控制域.

作 者：吕翎 欧永成  作者单位：辽宁师范大学物理系,大连,116029 刊 名：化学物理学报  ISTIC SCI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 年，卷(期)： 16(6) 分类号：O643.1 关键词：BZ反应   3D模型   混沌控制   变量变化率   周期轨道  

变量施肥决策支持系统的研究 第3篇

关键词 养分平衡施肥法 系统 研究

中图分类号：S224.2 文献标识码：A

1养分平衡施肥法

4综合气候的施肥模型

作物的生长、肥料肥效的发挥、土壤养分的含量都与气候有着直接关系，气候条件是预测作物产量的可靠依据。如“以地定产法”只能应用在土壤无障碍因子以及气候、雨量正常的地区；“以水定产法”受限于土壤水分的含量；“前几年单产法”精确度相对较低。所以本文利用气候-土壤生产潜力计算出作物产量值，结合黑龙江省农业资源利用率，推算出目标产量，再根据养分平衡法公式估算出施肥量。

参考文献

[1] 马树庆.东北区农业气候土壤资源潜力及其开发利用[J].地理科学，1995，15（3）：243-252.

[2] 谭金芳.作物施肥原理与技术[M].北京：中国农业大学出版社，2003：132-178.

[3] 幕成功，郑义.农作物配方施肥[M].北京：中国农业科技出版社，1994.

[4] 侯光良，刘充芬.我国气候生产潜力及其分区[J].自然资源，1985，19（3）：52-59.

社会学实证研究该如何选择研究变量 第4篇

自孔德将社会学和实证结合起来并经过包括涂尔干在内的众多学者的完善和发展之后, 实证主义已经成为社会学的一个重要研究取向, 并且在相当长的时间内处于主导地位。不管怎么说, 作为一种研究范式, 实证研究已经成为我们社会学专业学生的一个重要的研究方向。但是我们在日常研究中却常常滥用这个方法, 不遵守社会学研究的一般顺序, 更多的是从数据出发来研究相关问题, 更加关注的是统计方法的各种指标, 并通过这些统计指标来进行变量的选取。其实, 就统计指标来说, 每个统计指标都相应的存在一些问题, 也都不是绝对的, 那么如果我们从统计模型的各种指标出发来选择相关变量并使这些变量满足统计指标必然会造成研究的误差甚至错误。因而如何合理的选择研究变量对研究的有效性就显得十分必要。

一、相关变量的选择

(一) 从问题出发选取被解释变量

就被解释变量来说, 其来自于我们所要研究的问题, 一个好的被解释变量源自于一个好的问题。在彭玉生《洋八股与社会科学规范》一文中也对研究的问题进行了系统的描述, 并提到了一个好的问题的几个参考标准:具体;集中;原创性以及意义, 在此我也不做过多的说明。当然, 问题也不能和被解释变量直接划等号, 其中间还有一个操作化的过程。比如倪志伟在1989年发表论文中在论证我国由再分配向市场转型导致有利于直接生产者的权利转移这个问题时, 而是借助于理论分析将这种权利的转移与其在市场中所获得的经济收益联系起来, 以经济收益作为被解释变量。因此, 我们在选取被解释变量的时候首先要从问题出发, 当不能直接选取被解释变量的时候, 我们就要借助于理论梳理, 用与之相关的并能够恰当的说明问题的变量进行研究。

(二) 以理论指导选取解释变量

相对于被解释变量来说, 解释变量的选择或许才是我们经常出现问题并更要加以关注的地方, 它是我们结论的来源, 也是我们研究中所要创新的地方。尽管对于相同的问题有不同的研究者进行研究, 但由于在解释变量选取上的不同, 也很可能出现巨大的差异甚至是相反的结论。并且很多学者对于统计方法的盲目崇拜, 根据模型的统计指标的变化来对解释变量进行选择, 从而忽视了变量之间的因果顺序和逻辑联系。既然如此, 那么我们应该如何去合理的选择自变量也就是解释变量呢。

我们在对某一个问题并运用实证的方法来研究时, 我们更多的并不是直接的从问题全部本身进行研究, 而更可能的是关注其中的几点提出自己的假设并进行验证。对于重要的解释变量的选择依赖于假设的提出, 也就是说我们想要如何去研究我们所要研究的问题。那么这样的话, 我们的问题就变成了:我们该如何形成我们的研究假设并进而选择解释变量。对于假设, 其是研究将要验证的经验命题, 假设的提出必须从现有的理论或文献、彼此竞争的理论或文献, 或学者自己创新的理论中演绎而来。如果我们脱离了理论或文献资料而凭空或自己的经验建立假设, 那么这样的研究是缺少知识的积累的, 没有很大的实际价值。建立在理论基础上的假设将会使得我们选择变量更有目的性和有效性。

此外, 理论的指导可以帮助我们理清变量之间的逻辑关系。我们在日常的具体研究中, 尤其是我们社会学, 更多的面临的是横截面的数据, 那么其中部分变量之间的前后关系就变得不明显, 我们也不好把握其因果逻辑, 以至于有时候在选择解释变量时会出现因果倒置的现象。比如我们经常所使用的社会网络资本的概念, 在求职中是由于社会资本的丰富而寻找到了较高的职位呢还是因为获得了较高的职位导致了其社会网络资本的增加呢, 我们并不能很好的进行识别。就这一方面我们就要深入的对社会资本理论以及地位获取模型进行详细的了解, 并研究之前的研究者在处理社会资本与职业获取方面所进行的尝试。只有在理论的指导下我们才可能对那些模糊的变量关系做出恰当的处理。

(三) 以先前理论以及前人的研究选取控制变量

当然, 我们也不能忘记另一方面, 即控制变量并不作为解释变量存在, 其也不依赖于假设的提出。对于这些自变量, 我们也不能随意的提出, 理论的背景也是其提出的核心。尽管控制变量不对被解释变量进行解释, 但是其也对被解释变量产生很重要的影响。比如我们要研究教育水平对个人收入的影响, 我们从之前的文献以及相关理论等发现不同宗教 (尤其在国外) 对个人收入也产生很显著的影响, 那么对宗教进行控制就显得非常必要的。但不管如何, 先前理论以及前人的研究是我们选择控制变量的基础。

二、通过模型启发变量的选择

我们在上面提到我们不能通过模型的统计指数来反过来选择变量, 但是作为一种方法的存在, 我们也应该利用这一方法为我们选择变量服务。如果我们在某两个或几个具有很强共线性的变量进行选择上陷入迷茫, 也就是说在理论上不好进行区分的话, 在这个时候运用模型检验不同变量的优劣是一个不错的选择。这样在保证恰当解决问题的前提下也获得了更好的拟合优度。其次, 我们也可以在之前理论和文献的基础上建立一定的基准模型, 然后再加入适当的但之前很少用的变量进行尝试, 我们可以根据前后各项统计指标的变化来确定某一新加入变量对基准模型的改变, 这可能在一定的情况下给予我们一定的启发, 甚至取得理论上的创新和突破。例如, 我们在研究居民收入的影响模型时, 在偶然的情况下我们加入了社会资本的相关变量, 在嵌套模型中发现加入社会资本相关变量之后模型的解释力得到了很高的提升, 那么在这种情况下就会促使我们进行思考, 并可能导致新的理论的产生。

三、变量的选择更加关注现实社会

尽管理论的指导在我们选择变量的过程中至关重要, 并且统计的方法本身也会为我们提供相关的协助, 但是我们也不要忘记我们的使命。我个人觉得, 作为社会学的学生以及学者都应该具有一定的社会责任感, 也要关注现实的社会。也就是说, 我们所研究的问题或变量的选择要有一定的现实意义。或许米尔斯在批判帕森斯的宏大理论以及抽象经验主义并要求我们拥有的那种社会学的想象力也是基于这种考量吧。那么就这一方面来看, 我们在选择变量尤其是被解释变量的时候就要更多的关心社会现实, 增加个人的社会阅历, 了解社会中的问题之所在并对此进行解决。同样在解释变量的选取上, 我们也要源于现实, 正如韦伯所告诫我们的那样只有通过个人直接的生活“体验”和主体移情式的“理解”, 才能领悟到作为生命体现的人类文化的历史的真谛。只有我们理解不同的解释变量在具体的现实生活中的构成、相互互动的关系以及作用机制, 我们才可能更加契合的理解我们所要研究的问题。

其实, 就在研究变量如何选取的问题上, 我们要摆脱以统计模型为基础而选择变量的错误做法, 仅仅将其作为一种考量变量选择的一种方法;要重视理论对于变量选择的作用, 不管是被解释变量还是解释变量, 我们在选取的时候一定要有理论的支撑, 在理论的指导下慎重选取;当然, 我们也不能脱离了我们的现实社会, 我们研究问题以及变量的选取上要有一定的社会价值, 不能仅就理论和数据远离现实的空谈, 也只有这样, 我们所做的研究才真正的具有意义。

摘要：实证研究已经成为社会学的一个重要研究取向, 变量的选择是实证研究重要的一个环节。但在实际中许多人更多的从结果出发, 根据统计指标进行选择, 或没有依据的随意选择。对于这个问题, 本文认为要摆脱以统计模型为基础而选择变量的错误做法, 仅仅将其作为一种考量变量选择的一种方法;要重视理论对于变量选择的作用, 要有理论的支撑, 在理论的指导下慎重选取;当然, 我们也不能脱离了我们的现实社会, 我们研究问题以及变量的选取上要有一定的社会价值, 不能仅就理论和数据远离现实的空谈。也只有这样, 我们所做的研究才真正的具有意义。

关键词：统计指标,理论,现实,价值

参考文献

[1]赵松山.对拟合优度R2的影响因素分析与评价.东北财经大学学报, 2003.3.

[2]齐晓丽, 梁慧超, 冯彦妍.回归模型构建中变量选择的研究.河北工业大学学报, 2009.6.

[3]白雪梅, 赵松山.关于自相关若干问题的研究.现代经济, 2002.11.

[4]彭玉生.“洋八股”与社会科学规范.社会学研究, 2010.2.

[5]Victor Nee, A theory of market transition:From redistribution to markets in state socialism.American Sociological Review, 1989, vol.54.

[6]C·赖特·米尔斯.社会学的想象力.陈强, 张永强译.生活·读书·新知三联书店, 2001.

变量研究 第5篇

多变量气动伺服弹性系统的鲁棒稳定性研究

根据现代控制理论,对多输入-多输出气动伺服弹性系统的鲁棒稳定性进行研究.分别采用小增益原理和最小奇异值理论两种方法,对涉及飞行器互相耦合的`横滚和偏航回路的控制系统进行分析,得出了气动伺服弹性系统抵抗建模误差、保持鲁棒稳定的范围.这两种方法都分别给出了稳定性判据,根据判据可以确定其鲁棒稳定性(或稳定裕度).作为系统扰动的表达形式,文中还对系统不确定性矩阵进行了描述.算例是在某ACT战斗机的计算模型上完成的,两种方法的计算结果取得了一致.

作 者：孙卫 邹丛青 Sun Wei Zou Congqing  作者单位：北京航空航天大学,飞行器设计与应用力学系 刊 名：北京航空航天大学学报  ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF AERONAUTICS AND ASTRONAUTICS 年，卷(期)： 25(4) 分类号：V215.3 关键词：多变量   鲁棒性   气动弹性动力学  

变量施肥技术介绍及其研究进展 第6篇

国家农业信息化工程技术研究中心的孟志军等设计了一种由机载作业控制终端、DGPS、变量施肥控制器、电液比例阀及液压马达系统、地速信号采集单元和辅助平行作业导航单元等组成的变量施肥作业系统。设计基于PC104 CPU模块的机载作业控制终端并开发了基于处方图的变量作业控制和辅助导航软件, 采用TI 2407型DSP开发变量施肥控制器, 实现对阀控液压马达系统转速的闭环增量式PID控制算法。通过田间试验分析了系统的作业性能, 结果表明:75kg/hm2和225kg/hm2两个常量施肥试验的施肥变异系数分别为16.83%和8.08%。与目标施肥量相比, 平均施肥误差分别为2.98%和1.05%。0到375kg/hm2的变量施肥试验表明, 系统施肥位置滞后约为3.57m, 施肥变化延迟时间约为1.84s[2]。

黑龙江八一农垦大学的王熙探讨研究了精准农业大豆变量施肥控制技术, 针对黑龙江垦区大规模农业的机械化特点, 提出了大型拖拉机配套大豆精密播种机变量施肥控制系统设计研究方案, 确定了以液压马达为执行机构的变量施肥控制方案。变量施肥控制系统由DGPS接收机、车载计算机、变量施肥闭环控制器、电液比例阀、液压马达、排肥器等组成。通过液压马达驱动排肥器轴, 控制播种机肥器轴转速, 调节施肥量, 以实现精准农业按需变量施肥。当排肥器采用液压马达驱动, 不用地轮驱动时, 变量施肥设计研究必须考虑播种机前进速度对施肥量的影响, 并提出了一种以车载计算机和闭环控制器为核心的变量施肥控制系统方案, 并以此为基础, 对控制系统的两大核心部分进行了细致深入研究[3]。这种系统较细致准确地控制了施肥量, 但是设备成本较高, 还需要对一些部件加以改善。

吉林大学的吴才聪等对农业田块实现了合理划分, 为变量施肥网格识别提供了保障[4]。吴才聪等基于GIS软件平台, 选取合理的删减方案作为土壤养分的合理采样方案设计了土壤样点删减方案。并对合理采样间距提出了自己的解决办法, 总结提出三条原则, 包括最主要养分采样测土原则, 最密网格采样测土原则和选择性采样测土原则。最主要养分采样测土原则保证了作物主要养分能够采集到。最密网格采样测土原则, 加大采样密度, 保证每种养分都能够采集到, 但是这样极大地增加了采样的成本。选择性采样测土原则:按最密网格采样, 测土时根据不同养分有选择地测试养分指标, 即对有些采样点“采而不测”———只采样, 不测土, 这样减少了测土的成本。试验表明吴才聪等人提出的方法实现了通过定性与定量相结合来研究土壤采样间距。

吉林大学的张书慧等将GIS、GPS结合使用提出了变量施肥过程中空间数据采集和处理方法[5]。田间试验结果表明:提出的数据采集与处理方法可以满足精确农业自动变量施肥机进行田间施肥作业的要求。

吉林农业大学的王国伟等利用加权模糊聚类算法变量评价变量施肥对改善土壤养分空间的差异性的效果[6]。王国伟等通过对榆树市弓棚镇十三号村3号地未变量施肥、连续变量施肥两年和连续变量施肥五年的土壤养分进行综合分析比较, 可知经过连续变量作业后土壤养分空间差异明显减小。

吉林大学的张勇智着重分析影响施肥精度的主要因素[7], 如化肥的物理特性、排肥器类型、结构尺寸以及运动参数和机具前进速度等, 通过对影响因素的控制就能达到一定的施肥精度。但是由于田间环境复杂, 要对这些因素准确控制比较困难, 因此这些因素只是提供了一个方向标准。

综观我国变量施肥技术的研究进展, 变量施肥技术已获得了巨大的进步和发展, 包括施肥机具、控制系统、农田小区的网格划分等。但是对于我国的家庭联产承包责任制的单户作业模式, 变量施肥技术的成本高, 而且作业于小田块时效率会降低。所以我国变量施肥技术还有很大提升和发展的空间, 要进一步在降低成本的基础上研制出一套适用的变量施肥系统。

摘要：本文介绍了国内变量施肥技术的研究发展现状, 并对未来我国变量施肥技术的发展提出了建议。

关键词：变量施肥,采样测土,网格划分

参考文献

[1]林昌华, 唐群峰, 唐树梅.自动变量施肥技术的研究与应用现状[J].华南热带农业大学学报, 2006 (02) :76-79.

[2]孟志军, 赵春江, 刘卉, 等.基于处方图的变量施肥作业系统设计与实现[J].江苏大学学报, 2009, 30 (04) :339-341.

[3]王熙.精准农业大豆变量施肥控制技术研究[D].黑龙江:黑龙江八一农垦大学, 2010.

[4]吴才聪, 马成林, 张书慧, 陈秀万.基于GIS的精确农业合理采样与施肥间距研究[J].农业机械学报, 2004, 35 (02) :81-83.

[5]张书慧, 马成林, 吴才聪, 韩云霞, 等.变量施肥机空间数据采集与处理方法[J].农业机械学报, 2004, 35 (04) :93-96.

二维随机变量函数分布教学难点研究 第7篇

在二维随机变量相关内容的学习中,会用到高等数学中的很多内容,譬如求积分、求级数和、求导数等一系列知识,特别是在求二重积分时,如何确定积分的上下界,成为概率论的教学难点内容.因此在求二维随机变量在平面区域上概率时,就需要对二重积分的内容进行复习, 再进入二维随机变量和函数和商函数分布的学习,有助于学生知识的衔接,降低学习难度,提高学生的学习积极性.

1.二维随机变量在某区域上的概率与二重积分

二维随机 变量联合 概率密度 函数中有 条重要的 性质 :点 (X,Y)落在xoy平面上G区域上的 概率为, 因此求区域上的概率就是求区域上的二重积分,但是在积分时,我们除了要考虑积分区域G的范围,还要考虑到被积函数f(x,y)可能自身也有范围要求.

2.回顾区域上的二重积分

在教二维随机变量函数分布时, 会用到大量二重积分的知识.首先要帮助学生回顾二重积分类型和方法,这样有助于学生知识的衔接,降低学习的难度.二重积分化为两次定积分的计算的关键是确定上下限,上限大于下限,内层积分上下限应为外层积分变量函数,外层的上下限应为常数.

3.和函数卷积公式的运用

和函数的概率密度公式为如果是相互独立的随机变量, 这个公式就是卷积公式 . 在卷积公式运用时,要注意被积函数中Z是任意给定的实数,不是随机变量,同时,每个被积函数都有可能自己的取值范围,要同时满足时,被积函数才不会为0,这样就构成的了积分真正的范围.

例如 :设二维随 机变量 (X,Y)的概率密 度函数,求Z=X+Y的概率密度函数

分析:x,y没有提到相互独立,因此用由于被积函数有范围, 因此我们只对不为0的部分进行积分,因此

请注意不等式中z为任意的实数,不是随机变量,因此,把Z看成参数,但z取什么值的时候才会上面两个范围才会有交集呢?

分析:0<x<1,z-1<x<z都是长度为1的线段, 两个长度为1的线段是否有交集,主要看z参数的大小决定,因此就z的范围讨论:

(1)0<z<1时 ,0<x<1,z-1<x<z的公共交集部分为0<x<z, 因此

(2)1≤z<2时 ,0<x<1,z-1<x<z的交集部分为z-1<x<1

除了上述两种情况外,两个线段再也没有交集,z的其他范围可以不用考虑,因此

4.商分布的教学

在商分布的概率密度函数推导的过程中,学生比较难看得懂,教师也觉得非常不好讲解.下面就求解过程详细分析,根据分布函数定义有

(强调z是任意给定的实数)

我们可以把Y/X=k看成直线y=kx的斜率,Y/X≤Z圳K≤z,斜率k小于z(任意给定的实数),那么z的取值有两种:第一种z<0, 如左图 ,k<z, 就说明k要比z负的更多 , 因此满足条件的部分应该为y=kx这条直线顺时针旋转到y轴止, 所有的区域为G1∪G2,同理z>0时 ,如右图 ,k<z的部分 ,满足条件的斜率部分为也是顺时针旋转至x轴, 当然斜率为负数时更满足看k<z, 因此满足条件的斜率范围还应该继续旋转 , 直到斜率为∞大为止(y轴),z>0时满足条件的范围如右图所示的区域 ,也是G1∪G2,不管求积分时用左图还是右图 ,最终的积分范围是一样的,我们以右图为例.

变量机油泵的设计与试验研究 第8篇

发动机润滑系统是由众多的部件以及局部结构组成的,包括机油箱、机油泵、机油滤清器、机油散热器、各机油管路、主轴承、凸轮轴承及各附件润滑轴承等。发动机润滑系统的油路主要由主油道之前的供油系统以及主油道之后的耗油系统两大部分组成。

机油泵向各摩擦表面连续不断地强制供油,使内燃机润滑系统机油压力升高并保证一定油压,减少零件的摩擦与磨损,确保内燃机得到可靠的润滑。

汽车发动机对机油泵理想的要求是:在低转速下,机油泵满足最低供油量;而在高转速时,保证最小油压。

目前汽车润滑系总布置设计时,一般依赖设计师成功发动机设计经验和样机试验中确定的合适结构及参数,来确定发动机所需供油量Ve,进而要求机油泵设计的实际供油量Vp。主要有依据全速循环油量计算的RICARDO经验设计法、依据润滑间隙总量计算的AVL经验设计法、依据功率计算的经验设计法;我国现今大多采用的是依据功率计算的经验设计法。[1]

现代内燃机的机油约要带走燃料总发热量的1.5%~3%,目前国内采用的依据功率计算的经验设计法推荐各种机型循环流率为:汽油机20 L/(k Wh)~35 L/(k Wh);柴油机25 L/(k Wh)~45 L/(k Wh);用机油冷却活塞的柴油机45 L/(k Wh)~55L/(k Wh)。增压柴油机由于向增压器供给机油,所以仍可以功率来计算机油的循环流率。

一般的非变量调节机油泵,在一定机油温度、一定出油压力下,机油泵的出油量大小随其转速的增加而增加,二者呈线性关系;在一定转速、一定机油温度下,出油压力增加到一定值时,由于机油泵泄漏增加或旁通阀开启,机油泵供油量缓慢下降。

图1所示为非变量调节机油泵转速特性试验曲线。

为保证发动机在各种油温下机件磨损、轴承间隙增大后,为能保证机油仍保持一定的压力,保证低速状态下最低供油量和高转速时最小油压,非变量调节机油泵一般设计很大;目前国内的经验设计法推荐的循环流率值已经达到实际从各润滑点与冷却点泄露出循环油率的2倍~3.5倍。非变量调节机油泵在高转速时供油量大大超出了实际需求。在高转速时,多余润滑油一般从调压阀和限压阀直接泄出返回油箱,致使发动机功率消耗增加、机油老化加速。

图2所示非变量调节机油泵压力特性试验曲线。非变量调节机油泵理想的限压阀,应在限压阀开启后,Q值曲线下降越陡越迅速越好。

润滑系统要求机油泵供油量既要满足实现可靠润滑的最大需求,又不能供油过多。变量机油泵按需供油保证内燃机工作的可靠性,对提高其环保性和经济性具有重大意义。

2. 变量机油泵设计

变量机油泵的供油量确定应是:

在怠速下,按AVL经验设计方法确定机油泵需提供的最低供油量;以此确定计算机油泵齿轮或转子参数,设计机油泵。

据AVL推荐,在最低工作转速时,每平方毫米间隙面积需机油泵供油量为3 L/(mm2h),因此有Vp=bS

式中,b润滑单位间隙面积的油量,取为3 L/(rnm2h);S为内燃机需要润滑的各种轴承最大间隙总面积。

所谓最大间隙,即指孔取最大值和轴取最小值时间隙。对喷油冷却活塞机型还要计入冷却喷嘴的流量,可以用试验比较的方法或估算的方法获得流量数值。

AVL推荐的内燃机活塞冷却喷嘴总油量为5.44L/(k Wh),并规定增压发动机以不增压时功率计算。

汽车润滑系总布置确定并给出发动机怠速下机油泵供油设计指标。

以1.6升5v的发动机机油泵为例,发动机与机油泵传动速比为1.625:1;汽车润滑系总布置要求设计机油泵低低速时,n=400±10r/min、P=3±0.2bar、Q>5.5L/min.限压阀P全开=15~12bar。

以此确定计算机油泵齿轮或转子参数,qth=16.3cm3/r,转子厚20mm,进口直径22.5mm,出口直径15mm。

试验数据如下:

在高转速下,按RICARDO经验设计法确定,为保证发动机全速最小油压需提供的循环油量。以此确定变量机油泵调节压力限定点和调节转速限定点,设计计算变量结构。

对于活塞不采用喷油冷却机型,Ve/Pe范围为22 L/(k Wh)~26 L/(k Wh);对于活塞采用喷油冷却的机型Ve/Pe范围为25 L/(k Wh)~30 L/(k Wh)。对于增压柴油机,按不增压时的功率来计算循环油量,机油泵的实际供油量Vp为Ve的1.5~2倍。

图3为1.6L 5v发动机的扭力功率图。

继续以1.6升5v的发动机机油泵为例,发动机在5600r/min时具有最大功率75KW。发动机标定转速5600r/min时,机油泵标定转速为5600/1.625≈3446r/min,110%机油泵标定转速约为3790r/min。125%机油泵标定转速约为4300 r/min。设计要求机油泵高转速最低压力应保持5bar。

按RICARDO经验设计法取发动机需求供油量与发动机功率比为:Ve/Pe=25 L/(k Wh);则Ve=25 X 75/60=31.25L/min。RICARDO经验设计法计算发动高转速时需求供油量最小应为31.25L/min。

由机油泵实际供油量为理论供油量与机油泵容积效率之积,变量机油泵调节流量点机油泵理论供油量应为QL=31.25/η。由n=QL/qth推算变量机油泵调节流量点机油泵转速,据此设计变量机油泵变量调节结构。

对于1.6升5v的发动机,变量机油泵调节压力限定点应设计为5bar,按RICARDO经验设计计算发动机5600r/min时高转速需求流量最小31.25L/min,保险起见,变量机油泵调节流量点设计略高一些,变量机油泵调节转速限定点可设定为2500r/min。

变量机油泵应设计成在调节压力与调节转速限定点之前,转速与供油量呈线性关系上升;在调节压力与调节转速限定点之后,供油量做变量调节,供油量呈水平缓慢上升,甚至呈水平无上升。变量机油泵应具有类似如图4所示的转速特性。

一个1.6升5v的发动机非变量机油泵试验数据如下:

根据实验数据1.6升5v发动机非变量机油泵在转速2500r/min,出口压力5 bar时,实测供油量为38.19L/min,容积效率约为93.6%,功率消耗497.65W;在机油泵转速3500r/min,发动机近近似标定转速5600r/min,出口压力5 bar时,实测供油量为52.99 L/min,功率消耗759.09W;在机油泵转速4300 r/min,出口压力5 bar时,实测供油量为61.23L/min,功率消耗976.21 W。

当设计变量机油泵在泵转速2500r/min调节供油量,变量机油泵转速为3500r/min时,可减少循环供油Q≈52.99-38.19=14.8L/min,减小功率消耗P≈759.09-497.65=261.44W,功率消耗减少34.4%。变量机油泵转速为4300r/min时,可减少循环供油Q≈61.23-38.19=23.04L/min,减小功率消耗P≈976.21-497.65=478.56W,功率消耗减少49%。变量机油泵的节能环保效果是显而易见的。

变量机油泵应具有类似如图5所示的压力特性。

3. 变量调节机油泵试验内容与试验方法确定

JB/T 8886-1999《内燃机机油泵试验方法》规定了试验内容与试验方法是:

1、四项出厂试验:a)起动出油时间;b)供油量(含标定工况与最低稳定转速工况);c)密封性;d)限压阀开启压力。

2、机油泵性能试验:a)转速特性:在规定的试验油粘度和规定的泵出压力时,对包括标定转速和110%标定转速在内的六个以上不同转速,运转30 s后测量各工况时的供油量、油温、转速、泵出压力及轴功率等有关参数,并做记录。b)压力特性:在规定的试验油粘度和标定转速(或规定某一转速)时,对包括标定泵出压力在内的六个以上不同的油压,运转30 s后测量各工况时的供油量、油温、转速、泵出压力及轴功率等有关参数,并做记录。c)限压阀工作特性;d)粘度特性;e)通用特性。

3、可靠性试验。

变量调节机油泵试验内容应与JB/T 8886-1999《内燃机机油泵试验方法》规定了试验内容相同。但JB/T 8886-1999《内燃机机油泵试验方法》规定了试验内容未规定压力脉动试验项,在研发变量调节机油泵时,应做压力脉动试验项。

与非变量调节机油泵做对比试验时,应重点做如下几项对比:

1、起动出油时间对比

2、压力脉动试验对比

3、限压阀开启点前后功率消耗与调节压力与调节转速限定点前后功率消耗对比

4、转速特性曲线

5、压力特性曲线

转速特性试验:在规定的试验油粘度和规定的泵出压力时,对包括标定转速和110%标定转速在内的六个以上不同转速,运转30 s后测量各工况时的供油量、油温、转速、泵出压力及轴功率等有关参数,并做记录。

变量调节机油泵转速特性试验,调节压力限定点按非变量调节机油泵限压阀开启压力,调节转速限定点按非变量调节机油泵限压阀开启压力规定转速。对包括标定转速(调节转速限定点)和110%标定转速在内的六个以上不同转速,运转30 s后测量各工况时的供油量、油温、转速、泵出压力及轴功率等有关参数,并做记录。

压力特性试验:在规定的试验油粘度和标定转速(或规定某一转速)时,对包括标定泵出压力在内的六个以上不同的油压,运转30 s后测量各工况时的供油量、油温、转速、泵出压力及轴功率等有关参数,并做记录。

对包括标定泵出压力(调节压力限定点)在内的六个以上不同的油压,运转30 s后测量各工况时的供油量、油温、转速、泵出压力及轴功率等有关参数,并做记录。

试验步骤是:在设计、加工好用于固定机油泵用的夹具,并完成对试验台的检查以后,根据实验要求按照以下步骤进行试验:

a.将待测机油泵安装到试验台上。

b.将清洁的试验用机油按需要量加入油箱。

c.打开加热器电源开关,对机油进行加热,调整到所需温度,使油温稳定。

d.油温稳定以后,启动电机,电机驱动机油泵工作,使机油循环流动,直至使油温再次稳定。

e.调节机油泵转速至预定值调节。

f.当温度计的指示稳定在所需的温度值时,然后开始调节调节阀,测定机油泵在该转速下不同出油压力时通过流量计的流量,在记录每一个试验点的读数时应保持转速、流量和压力稳定。

g.重新调节转速,重复(f)步骤,直至完成所有预定转速。

h.重复(c)~(g),测量各个不同机油温度下机油泵转速、出油压力与供油量之间的关系。

4. 结语

润滑系统要实现可靠润滑,要求组成部件和润滑点在选择和设计上保证机油润滑的品质;供油量合理,既要满足润滑系统实现可靠润滑的最大需求,又不能过多供油。目前,良好的机油冷却过滤系统和合理的润滑部位结构设计已经取得很大进展,但在确定合理供油量的问题上依然偏向保守设计,供油量偏大。

国内外目前主要是对润滑系统各组成部分或者是发动机零部件关键界面上摩擦与润滑现象以及整个润滑系统性能进行研究。终极研究目标是为了合理供油,优化发动机机油分配系统。

系统的选型和布置也与机油泵的供油量密切相关,对一台全新发动机的设计,经验设计法估算与实际情况有较大的差别是不可避免的。目前国内外研究中的确定机油泵合理供油量的方法还有网络法和外部特性法,确定机油泵合理供油量使之满足关键耗油部位的要求依然是目前国内外领域内的研究课题。

参考文献

高校旅游交通课程主要教学变量研究 第9篇

关键词：旅游交通课程,教学变量,教学措施

提高教学质量一直是课程教学中要达到的一个必然目标。所谓提高教学质量是指在教学任务一定的情况下, 统筹安排, 如何最大限度合理地使用教学资源 (包括教师资源和教学设备) 来组织教学, 使人力、物力消耗最小, 教学效果最好。教学质量是关系到教学成败的关键问题, 提高教学质量是学校管理的一项重要内容, 所以提高教学质量问题的研究, 对于学校进行科学的管理及学校的健康快速地发展具有非常重要的现实意义。

提高教学质量的研究近年来得到教育界广泛的重视和关注, 有关的教育家提出了大量的见解和看法, 经过无数的论证和历史的经验, 现已达成了一个共识, 就是普遍认为提高教学质量的问题也从属于复杂系统的有效使用问题, 运筹学中的线性规划图解法是解决这类问题的一种建立在数学模型基础上的方法。[1]

旅游交通是旅游业的三大支柱产业, 地位显赫。然而相关课程教学却一直未能达到理想的效果。在整个旅游教学中总是处于附属地位, 本文即从系统角度出发, 利用线性规划图解法, 通过实证研究, 对旅游交通课程的教学变量进行探索性的研究, 希望能够对提高该课程的教学效果有所帮助。

一、旅游交通课程主要教学质量问题分析

要提高旅游交通教学质量, 首先必须找出旅游交通教学中存在的主要问题, 然后才能对所影响主要教学变量类型进行分析。在这里首先采用美国质量管理专家朱兰发明的排列图法。所谓排列图法, 也叫主次因素排列图, 用于在多个质量问题中寻找主要问题。美国质量管理专家朱兰根据意大利经济学家帕累托发现的80/20法则即大多数 (80%) 的结果由少数 (20%) 的原因产生设计了排列图。本文就根据该法, 通过在教学中对学生的专业测试考核以寻找影响旅游交通课程教学质量的主要变量因子。

2008年5月, 我系旅游管理专业大专班, 以一个班为例, 共69人, 完成了“关于旅行社与航空业发展关系问题研究”的小论文。通过统计分析发现下列主要问题。见表1和图1。

通过对本次测试的研究发现, 出现的主要问题分别有“对问题的研究现状不清楚”、“抄袭、缺乏个人观点”、“对交通行业仍很陌生”和“论文排版较差”, 其中在对这些问题进行频数和频数累计分析发现, “对问题的研究现状不清楚”, “抄袭、缺乏个人观点”和“对交通行业仍很陌生”三个问题占总问题的84%, 根据80/20法则, 参考频数累计图示判断, 将“对问题的研究现状不清楚”, “抄袭、缺乏个人观点”两个问题定为该次测试表现出来的主要问题, 定为A类问题, 其它分别为B类和C类。

根据几年来对旅游交通教学质量的总结发现, 这两个问题确实表现比较突出, 极大程度地影响着该门课程教学效果的提升。比如第一个问题, 在多次考核与交谈, 甚至通过毕业学生的反馈, 学生对当前旅游交通发展、对旅游交通理论研究、对行业管理、对旅游交通线路的变化等不甚了解, 造成学生学习目标性不强, 积极性不高, 理论研究不深刻。第二个问题也很突出, 不少学生在拿到作业时, 总是不知所措, 想办法抄袭, 难有个人观点, 即使有, 也总是在凭空想象。这些问题确实成为旅游交通课程质量提高的严重问题。

二、教学变量分析

所谓教学变量, 也就是影响教学质量的原因。日本质量管理专家石川馨根据“某项结果的形成必定有其原因, 设法利用图解法找出这些原因”注意概念设计了因果图。因果图专门用来寻找质量问题的原因、分析原因与结果间关系。本文则是通过该因果图来探究影响旅游交通教学质量主要问题的原因, 以确定哪些是旅游交通课程的教学变量, 来帮助提高旅游交通课程的教学质量。该因果图的基本图形由原因和结果两部分组成, 原因部分由大枝 (大原因) 、中枝 (中原因) 、小枝 (小原因) 等组成, 箭头表示原因与结果间关系。

旅游交通课程的主要问题已经确定为“对问题的研究现状不清楚”和“抄袭、缺乏个人观点”。根据教学的一般规律, 教学的主要变量构成是教师、教学条件和学生。但是仅知道这三个方面的变量, 对提高教学质量是远远不够的, 必须进一步分析哪些具体变量是影响课程质量的重要原因, 从而可以提出具体的改进措施。那么, 依照因果图法将从以上三个大的变量依次确定其他具体变量。这里主要通过对相关教师和学生的反馈及重要度评分的方式进行确定。其中“*”为主要因素, 如图2。

从图2可以看出, 从教师的方面, 问题的产生主要由于三个变量, 依次是“方法不当”、“专业性不够”、“要求不高”, 在进一步调查后, 发现在若干细分因素里面主要具体影响变量为“没有练习”、“专业学习不够”和“实践经验少”。在教学条件上, 主要对“资金和地点无安排”和“教学资料不足”两项反映比较明显。从学生方面看, 学生对“理论研究基础不足”、同时“没有掌握学习方法”和“行业接触机会少”是产生问题的主要细分因素。以上则被视为影响旅游交通教学产生主要问题的重要教学变量。因此, 若要提高旅游交通的教学质量, 就必须对相应变量进行改变。

另外, 通过相关人员对以上因素的打分, 得出产生问题的主要原因根据重要度排名依次为:如表2。

可以看出, 对于教师而言, 指导学生加强练习是提高教学质量的一个非常重要的手段, 学生只听不练, 显然难以提高学习效果。作为旅游交通教学的老师, 专业学习不够和实践经验少, 也是重要的原因。从对其它院校旅游管理专业旅游交通课程的任课教师调查了解到, 很多院校该课程的任课老师基本上都是非交通专业方面的出身, 而且该课程也不是很多老师注意研究的方向, 兼任该课的情况比较多。同时目前的旅游专业的教师, 早期也大都没有学习过该们课程, 造成很多任课老师专业上还是比较欠缺的。另外, 作为该课程的教师, 相关行业实践经验少也是不争的事实, 极大的影响了课堂教学的水准。

就教学条件而言, 目前最大的问题是旅游交通方面的教学资料严重不足, 其中好的教材严重缺乏, 相关阅读资料也非常稀有。一些教材的制定基本不符合旅游交通行业需要, 很多都是套用一般交通理论体系, 没有旅游特点。其次, 由于旅游交通课程总是处于附属课程, 对于学生就业影响不大, 因此在实训安排上也较为缺乏。

就学生方面, 对于旅游交通课程的学习方法和研究方法难以掌握, 由于该学科本身在理论研究方面还存在很大争论, 因此, 对学生的学习造成了很大困难。其次, 学生在学校学习阶段, 通常行业接触机会还比较少, 对该行业难以有切身体会, 影响了学习的目标性和积极性。

三、提高旅游交通课程质量的主要措施

根据以上因果图所分析的旅游交通教学变量, 作出以下提高旅游交通课程质量改善的主要措施。如表3。

以上措施在后期一定程度上的实施后, 对于旅游交通教学质量的提高确实有着明显的提高。如, 我们增加了相应的练习与作业讨论, 使学生在此类问题的解决能力上明显有了提高。同时教师也不断地在这方面增加了自己的专业知识, 并积极与相关行业交流, 如旅游汽车集团公司、航空公司、景区景点交通管理部门, 使课堂更加生动、有序、学生注意力明显提高。在学生学习方面, 由一些资深教授专门给学生开设学习与研究方法的讲座, 提高了学生学习与研究的能力。在其他方面, 由于条件限制, 有待进一步改善。

总之, 作为旅游行业重要的支柱产业, 旅游交通在人才需求上随着旅游的不断发展, 必将有着迫切的要求。如何提高旅游交通方面人才素质也必然是旅游教育的一个需要重视的方面。那么通过以上对旅游交通教学变量和教学策略的分析, 希望能在此方面有所帮助。

参考文献

[1].崔莉.旅游交通管理[M].北京:清华大学出版社, 2007

[2].沈志云, 邓学均.交通运输工程学[M].北京:人民交通出版社, 2003

[3].杜学.旅游交通概论[M].北京:旅游教育出版社, 1995

[4].邵振一.旅游汽车企业营运管理[M].北京:旅游出版社, 1991

[5].李波.数学课堂教学中的相关变量及其调节[J].当代教育科学, 2007, 14

[6].关文信.影响有效教学的主要变量及其特征[J].教学论坛, 2005, 7

变量研究 第10篇

【关键词】初中物理电学 控制变量法 研究

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0114-01

对于初中物理来说，电学相关容是比较重要的知识组成部分，在物理考试的时候，电学的控制变量应用也一直是经典的必考题目，学生能否真正的理解电学中的控制变量法是非常重要的，这对学生知识的掌握程度和考试的成绩都有着直接的影响。

一、初中物理的现状与问题

社会在飞速的发展，国家越来越重视教育，教学模式也在随着时代的发展不断的改革，对于初中物理学科来说，教学的目的已经不仅仅是灌输给学生知识，通过实验来探究知识、引发学生的学习兴趣也是被摆在了同等重要的位置，这能够有效地提高学生的实践能力，但是，不可否认，当前的物理教学还是存在问题的，主要有：

1.对于很多初中学校来说，其教学的硬件本身就不完善或者维护的不好，很多物理实验无法直观的展示给学生看，这对激发学生的探索精神有一定的阻碍。

2.对于初中学生来说，学习的任务比较繁重，很少有学生有大量的业余时间，同时，学校的课程拍的也非常的密集，这也压缩了物理实验的上课时间。

3.对于我国学生来说，中考是人生的第一次大考，但是中考的物理毕竟有一定的局限性，这就会对物理的实验教学产生影响。

二、控制变量法的相关介绍

控制变量法在《义务教育物理课程标准》的要求是岁尝试考虑影响问题的主要因素肩控制变量的初步意识。然而就教学而言岸生产生一定的认识是基础，因为在物理学科中，主要是由很多因素共同组成的多样性问题。由此对于学生深层次的体会产生了契机。而这一条件除了主要因素之外其他因素的影响是非常小的甚至可以忽略。这样就可以帮助学生能够从实际上建立控制变量的初步认知。

在对一些比较复杂的物理问题进行解决时控制变量法不失为一种有效的方法。控制变量法的关键在于可以对无关变量进行控制， 从而化繁为简的对问题进行研究。但是由于初中学生的感性认知比较缺乏所以控制变量法无法有效的进行运用这就需要教师从旁引导。

三、初中物理电学中控制变量法的应用

在进行初中物理电学内容学习的时候，一个最基本的关于电学的公式解释的是电流、电压、电阻之间的关系，它就是有名的欧姆定律，要想更好的掌握欧姆定律，学生首先要对电流、电压和电阻有着比较深入的理解，他们之间存在的关系就是欧姆定律的内容。在研究电阻、电流及电压之间关系的时候，就可以义勇上变量控制法来学习，这样就确定了学习的方法，确定其中的一个物理量保持恒定，然后改变其他的物理量，再结合欧姆定律，遮掩更有助于学生对欧姆定律的理解。可以保持电阻的恒定，然后去改变道题两端的电压数值，通过对输出电压的改变，实现了对电压的控制，这样学生就能够通过应用控制变量法来发现电压和电流之间存在的关系，理解的也会更深刻；其次，还可以使导体两端的电压保持恒定，然后去调节电阻，这就能够得到电阻和电流之间存在的关系，可以这样来进行试验，为了保持电压的恒定，在更换不同的电阻的时候，都由同一个电源来进行供电，然后进行电阻的更换，这就能够很直观的看出电流和电阻之间存在的联系。其次，有一个问题必须要注意，电源本身也是存在电阻的，电源的电压也能够随着外电阻值得变化而影响电源电压的数值，这就容易使实验存在一定的误差，所以，老师在实验的过程中，应该提醒学生，认真的观察电压表，保持电压表读数的恒定。在学习电阻的时候，电压和电流的理解是基础性的工作，学习好了电压和电流，学生学习电阻会非常的容易，老师可以根据教学的实际情况，引入控制变量法，并且结合一些典型的题目进行分析，这样整个教学过程和内容就会让学生感觉到非常的直观，就能够进一步加深学生对于物理的认识，从而起到提高学生学习成绩的效果。

四、结论

通过上面的分析，我们可以看到，控制变量法是一个种研究的方法，和初中物理的教学结合起来，对提高学生对物理学习的兴趣、加深对物理学科的理解有着重要的意义，并且控制变量法也可以在生活的很多领域来利用，所以，应该鼓励学生认真的学习控制变量法，这能够有效的提高他们对所学内容的理解，希望本文能够对相关的工作人员产生一定的指导意义。

参考文献：

[1]陈花.探讨初中物理电学中控制变量法的实际应用[J].文理导航（中旬），2013，04：42-43.

[2]杜爽，陈万金.初中物理电学中控制变量法的应用分析[J].读与写（教育教学刊），2014，10：57.

基于双变量系统的解耦方法的研究 第11篇

随着科学研究的发展与技术的进步, 被控制系统越来越复杂, 需要控制的变量通常不止一对, 而且相互关联, 将多变量系统解耦为单变量系统再进行控制无疑是能够利用已有成果的最好选择, 多变量系统的解耦控制可分为三大类:常规解耦方法;自适应解耦方法;智能解耦方法, 本文主要研究内容为传统解耦方法中的前馈补偿解耦法, 对角阵解耦法, 单位矩阵解耦法。

1 多变量系统耦合对象

耦合是生产过程控制系统普遍存在的一种现象, 生产过程是一种有序过程, 环环相扣, 变量间关系错综复杂, 一个过程变量的波动往往会影响多个变量的变化, 图1 是双变量耦合对象方框图, U1的改变也同时对Y1、Y2发生影响。 称被控制变量与操作变量在调整过程互相影响的对象为耦合对象, 而解除这种耦合关系的过程称之为解耦。 所谓解耦控制系统, 就是采用某种结构, 寻找合适的控制规律来消除系统种各控制回路之间的相互耦合关系, 使每一个输入只控制相应的一个输出, 每一个输出又只受到一个控制的作用。

2 传统解耦方法

2.1 前馈补偿解耦法

从耦合控制系统多回路耦合的角度分析, 解耦控制系统的目的就是在MIMO系统中, 消除M输入M输出回路之前的相互扰动作用, 即可达到解耦的目的。 前馈补偿解耦是多变量解耦控制中最早使用的一种解耦方法。 该方法结构简单, 易于实现, 效果显著, 因此得到了广泛地应用, 如图2 所示是一个带前馈补偿器的双变量全解耦系统。

前馈补偿解耦的基本思想是将U1对Y2的影响, U2对Y1的影响视为扰动, 并按前馈补偿的方法消除扰动影响, 以双变量以双变量解耦系统为例, 如果希望实现对U2与Y1、U1与Y2之间解耦, 根据前馈控制的扰动补偿原理 (不变形原理) 可以得到:

干扰U1 (S) 对被控参数Y2 (S) 的影响为:

若要求U1 (S) 对被控对象Y2 (S) 无影响则:

根据原理可得到前馈补偿解耦器的传递函数为:

2.2 对角矩阵解耦法

另一种分析解耦的角度是通过系统整体的传递函数阵考虑, 解耦控制系统的目的就是讲m输入m输出回路, 变为n个单输入单输出回路, 也就是说令系统的闭环传递函数矩阵变换为对角型。 如果可以在受控系统的原传递函数矩阵Go (s) 前串联一个原系统的逆系统G-1 (s) “抵消”原系统, 并建立期望的系统传递函数对角阵GL (s) , 解耦控制如图3 所示。

其中串联补偿器的设计为GC (s) =GL (s) Go-1 (s) , 由给定的Go (s) 和GL (s) 实现, 解耦的性能将有GL (s) 表征则可以实现

其中, Go (s) 中每个元素的分母与分子均为s的多项式, 通常分母的幂次高于分子, 对G-1o (s) 而言 (若数学上存在, Go (s) 非奇异) , 则分子的幂次高于分母 (属于非因果系统) 。为保证GC (s) 在物理上可实现, 则GL (s) 分母的幂次应高于分子, 一个最简单的形式如下:

定义对角元素为α阶积分器的解耦系统称为α阶积分型解耦系统, 简称ID系统。

其中GL (s) 为一个单位矩阵, 则对角解耦算法成为了单位矩阵解耦算法, 可以说单位矩阵解耦是对角解耦的一种特殊形式。

从以上分析中, 可以看出实现对角矩阵解耦控制的条件是:1) 输入变量数等于输出变量数;2) 原系统的传递函数阵必须是可逆的, 或者说是非奇异的。 在满足以上条件下, 一般来说均可以使用设计对角矩阵的方式进行解耦。 虽然, 这种方式简单、便于理解分析, 在可解耦的条件下易于实现。 但是从图中可以看出, 整体系统由于引入了GC (s) =GL (s) Go-1 (s) 导致系统的状态变量增加, 状态空间的维度增加, 且原系统的传递函数阵制约了解耦实现的可行性。

对角矩阵解耦算法如下:

Step1 判断系统输入和输出维度是否相等, 若相等进入Step2, 否则进入Step5;

Step2 判断原系统的传递函数阵是否可逆, 即能否满足解耦条件, 若原系统传递函数阵Go (s) 为非奇异矩阵, 进入Step3, 否则进入Step5;

Step3 根据单回路设计控制器要求, 设计传递函数阵GL (s) , 并计算G-1 (s) 和GC (s) ;进入Step4;

Step4 求解解耦后控制系统的传递函数阵, 即对角矩阵, 进入Step5;

Step5完成解耦控制系统设计。

耦方法相同。

3 结论

本文以双变量系统的解耦方法为例, 通过利用双变量耦合系统的传递函数, 详细介绍了不同解耦方法的应用与研究, 比如前馈解耦与对角矩阵解耦, 对解耦算法的在教学和研究中的应用有重要的意义。

摘要：本文的目的是研究了基于多变量系统的传统解耦控制算法, 详细阐述了基于双变量系统的多种解耦方法 , 对线性控制理论关于解耦算法的教学和研究有重要的意义。

关键词：多变量系统,解耦控制器,线性控制

参考文献

[1]胡寿松.自动控制原理[M].北京:国防工业出版社, 1987:99-103.

[2]郑大钟.线性系统理论[M].2版.北京:清华大学出版社, 2002:206-208.

[3]孙静, 孙建平, 梁兆阳.双输入双输出时滞系统的解耦控制方法[J].仪器仪表用户, 2008, 15 (4) :108-109.