自动调焦系统设计论文范文

自动调焦系统设计论文范文第1篇

摘 要：随着我国综合国力的不断增强，科学技术水平的不断提高，人们在生产生活中对电力的需求也在不断增长，这就需要更加强大的电力发展行业作为支持，以保证人们对于电力的使用不受影响。而热工自动化系统设计的开发与应用极大程度上提高了电力水平的发展，满足了人们对于电力的发展需求。 但是在热工自动化系统的设计上仍然存在一些不足，本文主要针对如何完善热工自动化系统技术进行分析探讨，以提高该自动化设计在生产生活中的应用，为人们解决更多现实问题，提高人民幸福指数。

关键词：热工自动化；设计；优化

热工自动化系统在我国的应用非常普遍，被广泛的应用于电厂等领域，本文主要针对该技术应用于电厂的系统设计、实现及优化做简要阐述和说明。热工自动化系统旨在无人操作的情况下，实现自动化发电的设备体系，通过该系统在实际生产中的应用可以极大程度上缩短人工操作时间，从而提高工人的工作效率。最重要的是热工自动化的实现保证了工人的生产安全，降低意外发生指数。

一、热工自动化系统的设计方向

（一）过程控制仪表的自动化。随着科学技术水平的不断提高，生产力的不断增强，在我国的许多生产领域上，自动化仪器的应用已经逐渐替代了热工的操作。热工自动化系统的设计方向重点是在于过程控制仪表的自动化。在很久以前，我国的许多生产厂就已经采用了过程控制仪表，而热工自动化系统正是将过程控制仪表进行升级，使其更加的智能化、自动化。过程控制仪表的使用对于人们来说极其重要，随着人们对电力需求的增长，电厂的各种排泄物、污染物也在威胁着人类的生存安全。对于电厂排泄物的检测就成为了重中之重要解决的问题，一旦排泄物超标，人们的安全便受到威胁，这就需要有精密的仪表来进行检测控制，以保证人们的生活安全不受侵犯。故而热工自动化系统的设计方向中最重要的就是对于过程控制仪表的自动化的设计。

（二） 支援系统的设计。在大多数工厂的实际生产中，由于生产任务量大、运行机器多，需要对这些机器进行密切的监视和管理。但是由于缺少足够的人员监控，这给运行人员造成很大困扰，因此支援系统的设计便派上了用场。该控制系统的设计一方面解决了人员不足的问题，另一方面极大程度上保证了工厂在生产运行过程中的安全。将热工自动化系统运用在支援系统的设计中，既保证了运行的自动化性从而缓解人工操作的压力，又能够精确地控制仪器的运行，提高工作人员的工作效率。在数字化机器的运行中，要做到对其进行实施监控，以保证机器在正常的运行轨道上运行。一旦有问题产生，及时修正和制止也成为了工作人员首要的任务，支援系统的设计可以很好的解决以上的问题，从而提高工厂在运行时的安全系数。

（三）自律分布式控制系统的设计。自律分布式的系统的主要特点在于它的可控制性和可协调性，也是热工自动化系统中重要的设计。在一个大的工厂中，许多的机器设备在同时的运转，一旦有机器运转出现问题，自律分布式控制系统可以在第一时间对自己的工作状态进行调整，以保证工程的顺利进行，机器能够正常运转发电。该系统的设计理念在于该系统内的子系统是相互独立的，也就是说，一旦其中一个子系统出现问题不会影响其他子系统的正常工作，从而保证了工作效率不受影响。

二、热工自动化系统的优化措施

（一）明确改造目标。目前我国热工自动化系统在实现上与预期效果还有差距，依旧存在很多问题需要改进。而我国目前工厂工作人员数量远远不够，因此想要在短时间内解决优化热工自动化系统的问题就需要提高工作效率。在一定的工作任务量下，明确改造目标是优化热工自动化系统的前提，只有目标明确了，以后的发展方向和优化措施才不会错。想要明确改造目标就必须了解热工自动化技术，全面了解它的具体内容以及它在应用时的缺陷才能够找到解决问题的方法，从而提高工作人员的工作效率，缩短工作时间。优化热工自动化系统旨在提高其安全性和提高能源的利用率。大家都知道我国的不可再生资源并不是取之不尽用之不竭的，而我国的可再生资源也是需要耗能才能转化过来的，因而提高能源利用率正是遵循了我国可持续发展原理，减少能源消耗，以保证未来的发展不受影响。提高热工自动化水平，令其可以更加智能的解決人们面临的问题，从而实现电厂的全面智能化。

（二）制定长远的改造方案。对于偌大的热工控制化体系来说，完善其结构优化其性能并不是一朝一夕就可以完成的。只有制定了长远的改造方案，改造工程才能完成的更有保证。如果只看到了眼前的问题而没有从长远的角度出发，那么很可能在不久的将来新的问题就会产生。只有统筹全局，合理兼顾未来的发展来优化热工控制体系，才能够应用的更久更长。在技术设备的选择上也要选择性价比高的仪器，从长远角度出发，既不能为了节省资金而选择低质量的，也不能一味地追求高价钱而忽略性价比。只有从长远角度出发，制定分期的改造目标，逐步达成完善计划更可以提高工作人员信心，提高工作动力，从而保质保量的完成优化目标，提高工作效率。

（三）服从管理，和谐统一。一个大的工厂中，一定要有核心的领导人来带领员工的发展，只有工作人员服从管理，整个研发系统的团队前进方向一致才能够走得更长更远。如果团队没有核心的优化理念，每个人的方向不同，那么即使在自己的领域再努力也达不到预期的想法和目的。众人拾柴火焰高，团队的力量远远大于每个人的力量，在热工自动化系统的优化过程中，设计到许多部门的沟通与配合。只有在统一的领导，合理的分工下，各个部门相互配合工作才能够在有限的时间内完成庞大的工作量。同时作为领导人，也要有掌控全局的意识，拥有丰富的实践经验可以更好的解决在热工自动化系统的优化中遇到的问题。只有正确的领导，各个部门的紧密配合才能够保质保量的完成优化任务，从而提高其在电厂中的应用地位，以减少人工操作的繁琐更好的为节约能源做贡献。

三、结语

总之，在我国科学发展力迅速增强的背景下，对电力的需求也在不断增加，而热工自动化系统的实现对电力的发展起到推动性的作用，完善热工自动化系统也就成为了重点要解决的问题。这就需要设计人员不但要明确设计目标并从长远角度来设计优化方案，更需要整个设计团队都能够团结协调的完成任务，齐心协力的优化热工自动化系统。为早日提高电厂的自动化水平做出努力，为整个国家的能源发展做出贡献。

参考文献：

[1]霍耀光，侯子良，李麟章，陈厚肇，刘今，朱传锵.中国火电厂热工自动化技术改造建议[J].电力系统自动化，2004，（02）：111-113.

[2]李建军，管春雨. DCS在300MW直流锅炉机组热工自动化改造中的应用[J].东北电力技术，2003，（10） ：154-157.

[3]李阳春，夏静波.火电厂热工自动化的发展和展望[J].电站系统工程，2003，（06） ：166-169.

自动调焦系统设计论文范文第2篇

【摘 要】随着自动控制的快速发展，自动控制原理在电梯控制中越来越广泛。笔者结合多年的工作经验，首先简要介绍电梯的运行原理，然后从电梯控制系统的可靠性和抗干扰两个方面详细探讨了自动控制原理在电梯控制中的应用。希望能为研究电梯控制方面的技术人员提供有价值的参考。

【关键词】自动控制原理；电梯控制；应用

0.引言

随着我国建筑事业的快速发展，电梯在高层建筑中的应用越来越广泛，人们对电梯的可靠性与安全性的要求也越来越高。但是，在电梯运行的过程中，会存在很多方面的干扰源，对电梯的稳定运行产生干扰作用，甚至会导致电梯出现故障，造成无可挽回的损失。为此，在电梯控制系统的设计过程中，应当加强可靠性方面的设计，增强电梯系统的可靠性、稳定性与安全性，避免使其受到其他干扰因素的影响。

1.电梯的运行原理

电梯载客的运行原理是通过按钮发出电梯信号，在顶层和底层，只有一个电梯呼叫按钮，顶层为下行呼叫电梯，底层为上行呼叫电梯，在中间楼层则有下行呼叫电梯和上行呼叫电梯两个呼叫按钮。电梯箱内的乘客通过选择对应的楼层，定为内部信号，进行按钮。在启动电梯前，各个大厅门和电梯门必须是关闭状态，轿箱内的关闭按钮完成关门指令。在两个楼层中间设置有减速控制输入信號和加速控制输入信号，当有乘客选择在下一层停电梯时，电梯执行减速程序；当没有乘客在该楼层选择停电梯，则执行越层程序，不减速直接穿越该楼层。运行状态的电梯，当大厅有呼叫电梯信号时，会顺向停车，返程停车。电梯完成底层和顶层的呼叫电梯请求后，在到达顶层或底层时，运行的方向会自动改变。在电梯运行过程中，当呼叫电梯信号并存的情况下，先执行原来的方向，运行过程中输出电梯所在楼层位置和运行方向。当有紧急故障时，会自动停车，转入固定处理模式。

2.自动控制原理在提高电梯控制系统可靠性方面的应用

2.1提高电梯控制系统的MTBF

在电梯控制系统中，系统设计越简单，那么它的可靠性与稳定性也就越高。因此，可以考虑在电梯系统中采用集散控制的方法，有效地将整个系统进行分解与划分，使整个系统划分为若干个小单元，每个单元中都保持相对简单的设计，这样就会提升整个系统的可靠性。但是，在运用这种设计理念的过程中应注意，要使各个单元相对独立，某个环节发生故障不会对其他的单元造成影响，从而确保系统的稳定性与可靠性。这就是一种分散控制的设计理念，在外在的表现上体现为整体结构的相对分散。同时，这种设计也会对控制系统、供电系统、干扰源、负荷等因素造成影响，使其也随之分散，这样便于从整体上控制整个系统， 将故障损失降到最低， 使系统的MTBF 得到相应提高。

比如，对于传统的控制系统来说，很多系统在结构上表现为一种主从结构，使整个系统形成了一个网络，也就是电梯通讯中的BITBUS，通过主控制系统发布命令，其他的子系统根据命令做出响应。但是，这种系统有很大的潜在风险，一旦系统中某个环节出现问题，可能会导致整个系统出现故障，影响控制系统的正常运转。但是，利用CANBUS 主线技术将有效解决这一问题，它可以使系统表现为一种多主形式，某个环节产生问题不会对其他环节造成影响，可以形成一种稳定的容错系统，实现了各系统之间信息的无障碍传递，在控制上更为方便、快捷、有效。另外，系统还可以运用CAN 进行检测，及时发现系统中存在的问题，并采取积极有效的措施予以控制，切断故障节点与其他环节的连接，避免对其他环节造成影响，是一种行之有效的可靠性设计方案。

2.2降低系统各环节的MTTR

对于相对复杂的电梯系统来说，在控制系统设计上应当将整个系统划分为若干模块，分模块、分层次地进行操作和控制，这样就可以提供控制的便捷性与有效性，降低了控制的难度。这种设计理念也有利于故障的排除，可以及时找出问题的症结所在，使MTTR 得到有效的控制，提高故障修复的效率。另外，还可以在设计环节中加强对故障排除的设计，以达到实时监测、及时排除故障的目的，使故障节点与其他部分隔离开来，并采取有效的修复措施对其进行修复，及时、快速、有效地修复各种系统故障，并将相关信息通过控制面板显示出来，一旦故障无法排除，可以采取进一步的控制措施。

2.3容错设计

在整个系统运行的过程中，故障发生的几率总是有的，很多隐患无法从根本上消除。在系统中进行容错设计，就是避免故障发生时对其他环节造成影响，将故障损失降到最低。因此，我们需要提升整个系统的容错能力，在系统中增设必要的冗余单元，一旦发生故障时可以代替故障单元维持系统的正常运行，直至故障被排除，再对各单元的工作状态进行恢复。在这种设计理念之下，CANBUS 这种系统可以发挥很大的优势，它可以降低设计的难度，使容错设计在实践层面得到简化，只要子系统中实现了容错设计，整个系统的容错设计也就完成了。另外，还可以对重点环节和重点部位进行有效控制，如操纵箱等部位，提高容错设计方法的可行性与可操作性。

2.4控制系统的诊断技术

利用这种技术，可以对系统中的各环节、各节点进行检测，及时发现各种故障恶化问题，并能够确定故障发生的确切部位，为有效解决系统故障打下基础。

3.自动控制原理在控制系统抗干扰方面的应用

3.1控制系统硬件干扰的控制措施

对于电梯控制系统来说，硬件干扰主要来源于系统运行的外部环境和设备因素。在系统运行的过程中，很多潜在的干扰源会对其造成负面影响，使整个系统的正常运行被打乱，甚至使电梯失去控制，造成意外事故的发生，降低系统的可靠性与安全性。一般说来，干扰总是通过脉冲的形式对系统造成影响，一旦这些脉冲进入到系统中，将会导致系统出现问题和故障。对此，必须采取有效的控制措施，防止硬件干扰。对于串模干扰，可以利用双绞线作为信号传输的引线，不但可以节省成本，也可以有效降低干扰对系统造成的影响，消除系统中存在的电磁感应。此外，还可以利用低通滤波器对干扰进行控制，避免电源高次谐波对系统造成干扰。

3.2控制系统软件干扰的控制措施

对于电梯控制系统来说，除了硬件设备之外，系统软件也会发生一定的影响作用，也需要在设计阶段重点关注。对于软件系统来说，需要通过设置相关的程序，使设备能够实现自检，及时发现硬件系统中存在的故障，并采取及时有效的控制措施，根据故障因素的不同进行示警。在操作指令上，也要进行冗余设计，尽量使用单字节的指令，尤其要在关键的环节进行单字节指令的设计，或者将这种指令重复输入，这样就是一种冗余指令，能够有效提升相关设备的工作效率，避免发生系统故障。此外，还可以运用先进的技术手段，如信号抗干扰技术、WATCHDOG 技术、软件陷阱技术等，提高软件运行的可靠性，从而使整个系统的可靠性得到保障。

4.结语

综上所述，做好电梯控制系统的可靠性设计是确保电梯系统正常运行的前提，也是防止系统受到干扰的重要措施，可以避免故障的发生，确保电梯控制系统的可靠性。为此，应加强对控制系统可靠性的研究，利用提高MTBF、降低MTTR、容错设计和诊断技术，及时发现控制系统中存在的问题，并采取切实有效的控制措施，避免干扰源对控制系统的影响，将控制系统的设计方案进行优化，增强电梯控制系统的可靠性。

【参考文献】

[1]郭雷岗，扈艳刚，李昭静.基于单片机的模拟电梯控制系[J].福建电脑，2012（9）：101-102.

[2]曾悦.电梯自动控制系统的分析及其设计[J].科技风，2011（06）.

[3]孙后环.电梯控制系统的可靠性设计[J].南京建筑工程学院学报，2001（01）.

自动调焦系统设计论文范文第3篇

摘 要：文中介绍了一个适合小型进出口企业的办公自动化系统设计模式，在这个模式中充分体现了企牛的主干和核心概念。显示了三分技术，七分管理的系统实施策略。

关键词：办公管理；办公自动化

文献标识码：A

自动调焦系统设计论文范文第4篇

本文是在现有污水处理系统的基础上,合理采用自动控制系统来实现对污水处理效率、质量和安全性的提高。

1 设计目标

采用自动控制技术,实现跟踪水处理的情况,实时监测水质的标准和相关数据,并能动态控制污水处理系统中各个环节的各种仪器和设备的正常工作。并可以将相关数据记录保存,输出相关报表文件,以备分析和处理时调用。在工作过程中,可以通过实时数据走向对各个设备和工艺过程进行调整,达到优化控制状态。这样一方面可以提高整体的效率,降低成本;另一方面可以完成人工难以完成的任务,提高运行的稳定性和可靠性。

2 自动控制系统的设计实现

整个系统采用现场监控和远程监控的方式来实现。具体控制通路选择通过相关仪器设备的二次回路、中继器、选择开关等方式。整个系统在工作中,可以由远端控制室人员进行控制,也可以由现场作业人员进行控制,实现双重控制的保险措施。控制设备由控制主机和显示设备构成具有良好的交互界面,比较清晰,容易操作。

2.1 格栅单元控制系统

格栅单元是出去水中的悬浮物和杂物,是为后续处理提供保障的预处理方案。在污水处理中,有粗格栅和细格栅两个部分构成。粗格栅用来去除相对比较大的杂物,而细格栅是出去相对比较小的纤维状杂物。这一部分主要是用来空竹水泵的输水速度。来控制整个处理的质量。在工作过程中应遵循以下步骤。首先根据确定水源的状态,实时监测水流量,其次监测水源中相关杂物的状态,最后根据相关参数来启用格栅的工作状态,实现格栅的利用效能,力求达到最大的优化。

2.2 水泵系统单元控制设计

这一部分是整个系统中较为重要的部分,应该合理的设计达到良好的控制效果。要求在设计中能实现以下目的。

(1)避免水泵频繁启动;(2)确保水泵使用均衡;(3)尽量提高水泵的工作效率。

采用自动控制系统是根据工作现场液位的不同阶段而分段进行工作,不同的液位使用不同数目的水泵,可以避免在低液位时水泵的频繁启停,同时可以保障整个过程中水泵的运行效率。这样可以通过采用程序设计来设定水泵的工作状态,达到某一标准时可以启动相关水泵的工作。如果在整个系统中出现问题或故障时,进行自动恢复的功能,同时可以提供报警信号,以供工作人员进行调查和分析,及时排除故障。

2.3 SBR池控制系统设计

这一部分具有较多的设备,并且控制要求比较高,相关操作也较为复杂,需要尽量采用全自动控制的方式。SBR池在控制过程中采用PLC自动控制,根据要求对整个过程进行编制,也可以在实时作业过程中根据状态进行调整。并且对一些特殊情况,比如进水不规律等状况,利用自动控制的方式,可以适当调整周期过程,达到处理良好的效果。

2.4 鼓风机单元控制系统设计

这部分是相对滞后的控制系统,需要结合自动控制和人工控制两种控制方式来实现,通过自动控制技术,检测相关参数的具体状况,依据标准给予调整。如果在系统中出现了滞后的状况,则需要人工检测和进行调整,进而选择合适的共走频率,为曝气系统提供良好的控制保障。

例如,在溶解氧的要求上,需要达到2mg/L,一方面这个参数是一个约数,在测量中很难达到精确,另一方面在DO检测仪也会出现延时的状态,进而导致控制过程中系统的滞后,为后续处理带来了不便,如果处理不及时的话,则会使鼓风机工作状态不适应工作要求,进而导致热继故障和很大的噪声。如果工作状态不正常,就需要人工检测相关数据,进一步做出判断,实施相关调整。

2.5 加氯间单元控制系统设计

这部分主要采用顺序的控制方式,通过控制增压泵,一段时间后启动二氧化氯发生器,采用负压原理达到良好的消毒效果,停止时,则采用相反的顺序。若是出现故障,则需要能及时停止作业并发出警报。

2.6 脱水机房系统单元设计

脱水机房是将脱水一体机以及清洗泵等设备共同作用,达到水质优化的过程。整个系统采用总线的方式,设定合理的参数和工作次序,并在此的基础上,完成相关的数据检测和分析,达到最终输出的良好效果。控制过程如下:系统按照设定的顺序启动,通过控制实现清洗泵和输送机以及搅拌池的正常工作。并且在工作过程中要依据检测的实时数据来进行调整,同时可以人工检测,并且随时调出各种数据以供分析,并且系统具有人工调整参数的功能。

3 系统分析

整个系统采用自动控制技术实现了污水处理过程中的高效管理,但同时也需要结合人工和自动管理两种方式,确保系统的正常运行。

系统中采用的控制技术包括:PLC控制理论、局域网无线和有线传输技术、反馈控制技术以及利用各种传感器进行数据的检测和分析等。系统实现中达到了很好的效果,提高了出水质量,降低运营成本。

4 结语

城市污水处理是制约很多城市发展的一个重要瓶颈,在世界各国都提出了很多污水处理系统的背景下,我们采用自动控制技术,实现了相关污水处理工艺过程中的自动控制实现,大大降低了人力成本,提高了工作效率。

本文分析了相关系统模块的设计方法和设计理论,完成了整个框架结构的控制方案,提出了相关工艺设计、硬件配置和现场总线技术等方法和应用。整个控制系统采用多种自动控制理论,适当改变相关控制过程,对自动控制技术在污水处理等生产工艺过程中具有比较深远的意义。

摘要：自动控制技术是在计算机、电子工程和网络通信的基础上发展而来的,具有效率高、实时性强等优点。在污水控制过程中,采用自动控制系统,可以大幅度提高整个系统处理的稳定性和安全性,保障出水质量。同时可以降低成本,缩短周期。

关键词：自动控制,实时监测,系统设计

参考文献

[1] 惠鸿忠.污水处理智能监控系统的开发研究[J].天津:天津科技大学,2005.

[2] 钱孟康.欧美城市给水排水处理技术考察和比较,2001(1).

自动调焦系统设计论文范文第5篇

近年来, 设施园艺栽培技术在各地区得到广泛推广, 在温室中栽培瓜果蔬菜的情况也逐年增加。不仅在农业示范园, 由于简易温室大棚技术的普及和建造成本的大幅度降低, 很多农村地区已采用大棚温室种植反季节瓜果蔬菜。但由于温室大棚属于密闭环境, 影响作物生长发育因素的变化较快, 需要一套行之有效的自动调控系统实施监控。使栽培环境中温湿度、光照等条件达到作物生长所需的最佳环境条件。

2 土壤因素对大棚温室作物生长的影响及调控方法

温室大棚内影响作物生长的土壤因素主要有土壤温度、湿度、p H值及肥力水平, 此外土壤的透气性也影响到作物的生长发育, 同时土壤因素也存在着此消彼长、相互影响的情况。

2.1 土壤温度

土壤温度影响着植物的生长、发育和土壤的形成, 是影响土壤肥力的重要因素之一。土壤温度主要和土壤热学性质有关, 即和土壤结构有直接关系。土壤的透气性好, 作物根系发育也会较好, 但较高土壤的透气性也会导致土壤水平蒸发过快, 土壤温度降低, 影响土壤的保温效果。但是如果土壤透气性很差, 土壤易板结, 伴随而来的是作物根系生长缺乏充足的氧气供应, 易导致作物烂根。而为了提高地温, 温室大棚中普通采用的是铺设地膜来提高土壤的温度, 同时地膜还具有保持土壤湿度, 减少大棚内土壤水分蒸发, 从而解决了棚内空气湿度过高问题。

2.2 土壤湿度

大棚土壤的湿度决定作物的水分供应情况。土壤湿度低, 土壤干旱, 农作物光合作用过程受到抑制, 农产量和品质随之降低;土壤湿度过高, 土壤通气性变差, 土壤氧气含量低, 土壤中微生物活动受限, 作物根系的呼吸、生长等生命活动就会受到阻碍, 作物地上部分的正常生长就会受到影响, 造成作物徒长、倒伏、病害滋生等情况的发生[1]。特别是在大棚温室环境中, 土壤湿度过高, 水分蒸发过快, 必然会导致大棚温室环境空气湿度过高, 从而滋生病虫害。

2.3 温室土壤因素自动调控方法

2.3.1 土壤温度调控

基本了解大棚土壤因素对作物的影响后, 要考虑人为调控方法。目前在设施园艺方面对于调控大棚温室环境中土壤温湿度, 普遍采用的是棚内地膜覆盖技术。在相对较低成本的简易温室大棚建设过程中, 采用该项技术可以在较低投入的情况下较好地控制土壤温湿度。

2.3.2 土壤湿度调控

第一, 调控方法。调节土壤湿度主要方法就是控制好土壤水分的进和出。土壤水分的进通过控制灌溉频率和水量, 湿度过低时, 提高灌溉频率和水量, 过高时降低供水量;而土壤水分的出即控制土壤水分的蒸发量, 采用地膜覆盖方式可有效降低土壤水分蒸发。特别是夏季控制光照强度也能有效的控制土壤水分的蒸发量。

第二, 调控设备。主要采用湿度控制器、灌溉设备。实现大棚土壤温湿度的实时控制, 就需要实时监测棚内土壤温湿度。目前常用的土壤湿度传感器有FDR型和TDR型。其中FDR型具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程和少标定等优点。土壤湿度控制器可可以控制灌溉设备实现自动灌溉, 需要灌溉管线已事先铺设到大棚的栽培作物旁边, 其中以滴灌设备最佳。当土壤湿度传感器探测到土壤湿度低于设定湿度最低值时, 自动闭合灌溉系统阀门电源进行灌溉, 当湿度达到土壤最大湿度设定值时关闭灌溉系统。

3 空气因素对大棚温室作物生长的影响及调控方法

温室大棚内空气因素对作物生长的影响主要表现在大棚内空气温度、湿度、CO2浓度, 这三个因素直接影响作物的生存环境和生长速度。

3.1 空气温度

植物生长需要一个合适的环境温度范围, 超过这个温度范围, 作物就无法正常生长, 甚至根本就无法生存。农业生产中调节种植作物环境温度从而实现反季节作物种植是采用温室大棚种植作物的主要目的。温室建材多种多样, 不同材质的建设成本也不相同, 其中, “钢筋龙骨+塑料薄膜”简易结构因其造价相对较低被普遍采用。同时为进一步提高大棚内栽培环境的温度, 对于某些对种植温度要求较高的作物可在棚内再加小拱棚的形式。

3.2 空气湿度

温室大棚内的空气湿度是由土壤水分的蒸发和作物体内水分的蒸腾在密闭环境情况下形成的。由于棚室内作物长势强、代谢旺、作物叶面积指数高, 就会通过蒸腾作用释放出大量的水蒸气。加之棚室内的空间狭小、气流稳定无风, 棚室内水蒸气极易接近或达到饱和状态, 棚室内外温差大时易形成水滴[2]。高湿是温室大棚栽培环境的一个突出特点。棚室内的空气湿度与作物的蒸腾作用、光合作用、病害及生理活性等都有很强的关联性影响。

3.3 空气中CO2浓度

温室大棚是密闭环境, 由于棚室温度相对较高, 植株生长比较旺盛, 特别是晴天正午时间光合作用强, 加至棚室内作物种植相对较密, 导致温室内空气CO2浓度在光照强度较强时浓度偏低。进而影响作物的快速生长, 更是直接影响大棚作物的产量。所以一般采用温室反季节栽培作物往往需要考虑该项因素。

3.4 温室空气因素自动调控方法设计

3.4.1 棚内空气温度调控

第一, 调控方法。因大棚温室主要目的是提高栽培环境温度, 所以目前温室大棚棚温的调节主要是提高棚室温度。而棚室加温的主要方法有棚内加热、提高光照强度、棚室草帘保温等。但冬季昼夜温差巨大, 仅通过提高光照强度和棚室草帘保温等方法已无法有效提高棚室温度, 通常做法是棚内加温。但有时不可避免出现棚室温度过高, 此时温室就需要进行降温处理, 只是棚室降温方法和手段较为简单, 只需将棚室通风遮阳即可。

第二, 调控设备。主要棚室调温设备有棚室加温锅炉、降温降湿风机、遮阳设备和空气温度控制器。通过温度控制器实时监测棚室内温度, 进而控制棚室加温锅炉热水循环泵、降温降湿风机、遮阳设备等的联动运行。当温度控制器中温度传感器监测到棚室内温度低于设定值时, 温度控制器闭合锅炉热水循环泵开关, 进行棚室加温。而当棚室温度高于设置最高值时, 温度控制器闭合降温除湿风机、遮阳等设备的开关, 进行遮阳通风降温处理。

3.4.2 棚内空气湿度调控

第一, 调控方法。温室大棚中空气湿度过大时, 一般采取加强通风、适当范围的加热可以降低相对湿度, 也可以增加光照、相对减少灌溉水量、减少地面裸露土壤面积、减少喷雾次数及水量, 其中主要管控措施还是通过通风降湿。湿度过低一般是由土壤湿度过低, 光照强度过大, 大棚密闭性太差跑风漏气造成, 一般情况下提高灌溉水量即可。

第二, 调控设备。主要设备有湿度控制器、鼓风机、空气循环机。因温室大棚内地面已采取地膜覆盖, 如再采取滴灌技术的情况下棚内湿度依然很高, 就需要进行湿度调节。考虑到成本因素, 一般情况下采取风机通风除湿 (大棚内外温差小) 和棚内加热除湿 (大棚内外温差大) 。棚内安装湿度传感器, 棚口出安装鼓风机, 棚内部安装空气循环风机。设定湿度控制器开机及关闭湿度值, 当湿度超过最大湿度设定值时, 湿度控制器闭合温室大棚内鼓风机和空气循环机开机降湿。当湿度降低到设置的最低湿度值时断开风机电源。

3.4.3 CO2浓度调控

第一, 调控方法。棚室内CO2浓度的调控主要是对高光照强度下作物光合作用强烈导致的棚室内空气中CO2浓度不足的调控。一般规模设施园艺中采用的方法是向设施温室中补充CO2气体。但考虑到成本因素, 一般简易温室大棚不采用此种方法, 而主要使用通风换气的手段。

第二, 调控设备。主要有空气CO2浓度监测控制器、换气风机等。安装在棚室内部的CO2浓度监测探头, 实时监测棚室内空气中CO2浓度, 当低于设定最低值时, 控制器启动换气风机 (此处风机可采用降温降湿风机) 。

4 光照强度对大棚温室作物生长的影响及调控方法

4.1 光照强度和时长

光照强度对作物生成发育影响很大。一切绿色植物必须在阳光下才能进行光合作用, 植物体重量的增加与光照强度密切相关。植物器官、组织的正常发育, 也与光照强度直接关联。想要作物结果多, 就要开花多;花多, 花芽必须多, 而花芽的分化又与光照强度相关联[3]。

4.2 棚室光照强度和时长自动调控方法设计

第一, 调控方法。大棚温室中, 依据所栽培作物的习性, 对光照强度进行调控。在正午高光照强度下可采取遮阳处理;而在其他的大部分时间, 由于棚室塑料薄膜的透光性较差, 棚室内光照强度相比室外较弱, 对于一些光照强度要求较高的作物就需要进行补光处理。相对作物对光照强度的要求来说, 光照时长的调控方法也更为简单, 短日照作物可采取遮光措施, 而长日照作物可采取补光处理。

第二, 调控设备。主要由光照强度控制器、补光灯、遮光设备和定时器等组成。在正午时分高光照强度下, 光照强度控制器探头监测到棚室内光照强度超过设定值时, 启动遮阳网卷帘机, 打开遮阳网遮阳;当光照强度低于设定值时启动补光灯 (一般为专用的红蓝补光灯) , 进行补光处理。而对于光照时长的调控可通过定时器控制补光灯进行夜间补光, 实现短日照季节里, 形成大棚温室中的长日照环境。

5 系统特性

本系统通过简要的控制设备实现在简易温室大棚环境中实现影响作物生长发育因素的实施调控, 并做到低成本高效率的联动处理。在系统调控设计中对棚室温度的调节, 如当棚室内温度过高时, 土壤蒸发量加大, 土壤湿度降低到设定值以下, 灌溉系统启动, 升高棚室内温度。高温高湿激发温湿度控制设备启动, 棚室遮阳设备打开, 降温降湿风机启动。在降低室内温度的同时也会降低棚室内的湿度, 此举可有效防止棚室内高温高湿带来的病虫害问题。

总体来说本系统的设计得益于目前先进的传感器技术。但影响作物生长的因素还有很多, 并且彼此关联, 需要探索发现的知识还有很多, 相信通过越来越成熟的传感器技术将会使温室种植越来越简单高效。

摘要：设施园艺栽培技术是目前主要的反季节作物栽培技术, 其中以建造成本相对较低的拱形塑料薄膜温室大棚最为普及。但在实际的作物栽培过程中, 往往会遇到棚室内外温湿度、光照条件因素等方面的快速变化, 继而影响棚栽作物的种植环境。自动调节是当前紧迫任务, 基于此, 系统设计相关因素的自动调控。

关键词：大棚温室,环境因素,自动调控

参考文献

[1] 陈学文, 张晓平, 梁爱珍, 等.不同耕作方式对黑土农田土壤温湿效应的影响[J].大豆科学, 2011, 30 (5) :764-768.

[2] 王昊, 李亚灵.园艺设施内空气湿度调控的研究进展及除湿方法[J].江西农业大学学报, 2008, 20 (10) :50-54.

自动调焦系统设计论文范文第6篇

传统的自动控制仿真实验往往通过Matlab来实现[5]。虽然其功能强大, 但运行速度较慢, 并且要求实习人员必须了解其基础知识才能进行实验, 这为具体使用带来了不便。鉴于此, 笔者结合业务工作, 研究了利用Visual C++与Matlab结合实现自动控制仿真实验的问题, 并进行了初步的软件设计, 实现了三种实验类型 (时域法、频域法、根轨迹法) 下的一阶系统、二阶系统的仿真实验。相比而言, 该系统使用方便、性能稳定, 具有较大实用价值。

1 自动控制仿真实验系统的设计

本系统根据自动控制课程的需要, 设置了几种典型的实验仿真对象, 有时域分析、频域分析和根轨迹分析, 在各种对象中有最典型的实验。

1.1 系统功能结构 (如图1)

1.2 系统软件设计

整个软件系统采用Visual C++6.0作为开发平台。

1.2.1 系统菜单设计与仿真实验平台的实现

系统菜单设计使用Visual C++6.0自带控件, 按上述功能结构要求进行。

由于该系统主要针对时域分析、频域分析和根轨迹分析进行实验仿真, 因此, 它们是仿真实验的平台。在进行软件设计时, 首先需要针对这三种平台进行分别实现。具体实现可采用分别建立菜单或下拉列表框点选方式。我们在系统设计时采用了下拉列表框点选方式, 选取仿真实验平台。具体程序这里从略。

1.2.2 仿真功能界面设计

在各种仿真实验平台下, 功能界面的设计思路基本相同。窗体上部显示对应实验的传递函数形式, 中间用输入框进行各类参数输入, 以便实现各种情况下的仿真, 下部设置按钮, 进行响应曲线显示。

2 Visual C++与Matlab接口实现途径分析

Visual C++与Matlab均有相关设置, 以实现与其它平台的交互功能。二者之间的接口问题可以通过多种方式实现[6]。主要途经有以下三种。

2.1 直接调用Matlab引擎实现接口连接

Matlab运行实施计算, 其实质就是调用自带的Matlab Engine以实现相应操作, 因此, 在Visual C++中可以直接调用此引擎以实现连接, 此种方法相当于做出另一个Matlab外壳, 内部实现与Matlab无大差别。其优点:实现方便。缺点:需要M a tlab后台安装, 在运行应用程序时Matlab实际也在后台运行, 故而操作速度较慢, 耗费资源, 难以提供较方便的接口。此法可行性较差。

2.2 通过Matlab编译器生成C/C++源文件以实现接口连接

Matlab内部有自带的编译器, 可将其自身的*.m文件生成在Visual C++环境下可以添加使用的*.c/*.cpp源文件, 直接将这些源文件加入VC++工程之中即可实现对Matlab计算功能的调用。此种方法优点是可以脱离Matlab环境而独立运行, 而且生成的C/C++文件也较小, 容易向实际应用程序的工程中添加, 且应用程序的健壮性较好。这种方法也有其缺点:对于某些图形显示操作, 可能编译后得不到正确的C/C++函数, 在应用程序中影响某些操作结果, 而且在使用之前需要较多的先行配置, 使用起来不太方便。

2.3 通过Matlab编译器生成dll/lib动态连接库文件以实现接口连接

利用Matlab的操作命令, 可以间接调用MSVC的编译器, 将其自身的*.m文件编译生成相对应的*.lib/*.dll动态连接库文件, 在VC++工程中添加这些动态连接库文件, 调用其中生成的原m函数即可实现Matlab计算, 实现两者的接口。此种方法优点是可以脱离Matlab环境而独立运行, 且生成的*.dll/*.lib文件也较小, 容易向实际应用程序的工程中添加, 且应用程序的健壮性较好。缺点:对于某些图形显示操作, 可能编译后得不到正确的C/C++函数, 在应用程序中影响某些操作结果, 而且在使用之前需要先行配置, 使用起来不太方便。

可以看出, 以上三种接口方式, 各有优劣。第一种方式, 直接调用Matlab Engine要求必须在应用程序运行的系统中安装Matlab软件。第二种方式和第三种方式, 直接添加Matlab生成的C/C++源文件或lib/dll文件到应用程序的工程中, 可以较方便地实现二者的接口, 且在应用程序运行时方便快捷, 节省资源。但由Matlab编译器与MSVC编译器的差别的存在, 可能会出现某些*.m文件无法正确编译, 或在编译后不能正常的在VC++环境下运行, 比如某些图形操作等, 即无法从Matlab内部得到正确的绘图函数而出现执行结果上的错误。

鉴于此, 我们在仿真实验系统中对各种接口均由实现, 可根据不同情况选取不同的接口方式, 加以比较。

3 Visual C++与Matlab接口的具体实现

上面已经讨论, Visual C++与Matlab接口, 主要有三种方式, 限于篇幅, 本文仅讨论通过生成dll/lib动态连接库以实现连接。此种方法利用Matlab Add-in动态插件实现。Matlab Add-in是一个自动将*.m文件集成到MSVC (Visual C++中的编译器) 中的插件。它能在MSVC的集成开发环境中使用Matlab编译器, 提供了一个将Matlab的m函数文件直接生成dll的途径。

要想使用此种方法, 首先要安装Matlab Add-in。它的安装要求系统中有Matlab和Visual C++工作环境, 按以图2骤安装。

然后运行Visual C++, 在其中“工具”菜单下先“定制”选项, 在其中选择附加项和宏文件’, 然后选中其中的“Matlab Add-in”即可完成设置。此设置完成后, 就会在V C++的App Wizard中出现“Matlab Project Wizard”, 此时可直接用此向导生成相应的结合工程。

需要注意的是Matlab编译器在后台将*.m文件转换成C文件, 然后在MSVC编译器下将C文件编译成dll文件。其中*.m文件须以函数文件的形式存在, 不能是脚本文件, 且函数名须与*.m文件名相同, 且不要与当前VC++工程中的文件重名。

要建立一个完整的*.m文件的动态连接库, 首先, 根据所要使用的对象创建相应的*.m文件, 假设建立一个图形显示函数, 如:

将其命名为showfigure.m, 并存在某文件夹中。然后在Visual C++中新建一个以Matlab Project Wizard作为向导的工程, 在弹出对话框中, 选应用程序类型为Shared M-DLL。由于showfigure.m中使用了画图操作, 因此还要选择Use Handle Graphics为Yes。确认后在接着弹出的选择*.m文件对话框中, 找到目标文件并确认, 即可得到一个完整的VC++动态连接库工程, 之后编译, 生成相应的*.lib, *.dll, *.h, 这些文件是使用当前动态连接库所必须的文件, 在相应的工程中进行添加即可使用。另外, 需要注意原*.m文件中的函数名与*.dll中的函数名的区别, 通常前面会加上mlf, 可在生成的动态连接库的头文件中直接寻找, 找到正确的函数后即可使用此函数。

4 结语

使用Matlab生成动态连接库实现VC++和Matlab的混编, 因其方便、易用, 已成为VC++和Matlab混编的一种快速实现方法[7]。但是, 由于Matlab的Complier具有一定的局限性, 在混编的过程中只能使用其数学库中的函数和图形库中的部分函数, Matlab的图形库只有在用MCC生成可执行程序时才能使用。在VC++的程序中直接使用Matlab图形库中的函数是不被支持的。另外, 在使用MCC生成DLL的时候, Matlab图形库中的函数也不是全部都测试通过。对于一些工具箱中的函数, 如果用到一些数学库之外的函数, 就有可能出现错误。即使编译通过, 在运行的时候也可能出错[8]。可喜的是, Ma thworks公司在对Matlab不断升级, 推出了Matlab COM Builder创建COM组件, 对这种不兼容性有了一定的改进, 使得MATLA B和高级语言的混合编程变得越来越简单。

另外, 本文之所以探讨VC++与Matlab的接口调用, 除工作所需外, 主要是由于VC++在数值计算与图形显示方面太薄弱的原因所致。将两者结合, 使VC++更加完善, 相信对所有VC++程序开发员都值得高兴。Microsoft也会在这些方面对其主流编程开发软件进行更进一步的改进, 从而使软件开发变得越来越容易和快捷。

摘要：该文探讨了基于Visual C++与Matlab接口的自动控制仿真实验系统的实现问题, 分析了Visual C++与Matlab接口实现的多种途径及特点, 并就系统软件设计进行初步研究, 指出了开发过程中所遇到的问题。

关键词：Visual C++,Matlab,自动控制,仿真软件

参考文献

[1] 潘孝勇, 等.Visual C++与Matlab的混合编程[J].计算机仿真, 2004, 21 (3) :140～143.

[2] 杨素林, 等.一种基于NS2、Visual C++和Matlab的网络化控制仿真软件的实现[J].计算机与数字工程, 2005, 33 (12) :121～124.

[3] 邢辉, 等.基于Borland C++Builder和MATLAB混合编程的仿真应用[J].计算机与现代化, 2005 (10) :54～59.

[4] 杨杰, 等.基于MATLAB和Visual C++的风机流场分析的可视化研究[J].煤矿机械, 2004 (3) :44～45.

[5] 李宜达.控制系统设计与仿真[M].北京:清华大学出版社, 2004, 8.

[6] 王泽兵, 等.MATLAB与VC++交互编程综述[J].机械管理开发, 2006 (2) :107～110.

[7] 蒋忠进, 等.在Visual C++中调用MATLAB以实现数学算法[J].计算机应用研究, 2004, 21 (5) :89～91.