控制技术论文范文

1流程设置选择

因控制超温的方式不同，目前主要分为高水气比、低水气比、中低水气比变换工艺［3］。其中高水气比变换工艺又分为全高水气比、高水气比分股变换工艺。对于SE－东方炉粉煤气化制甲醇，经计算，变换水气比0．5左右即可满足制甲醇的部分变换需求，其粗合成气自身所带水气是过剩的。因此，试图通过提高粗合成气的水气比来控制变换反应温度的工艺显然非常不经济。目前运行的高浓度CO高水气变换流程存在如下问题：①初期开车由于负荷低，第一变换炉超温到500℃，为降低床层温度，水气比要高于1．6，甚至达到1．8，造成了能量巨大的浪费；②由于湿气空速大，变换反应深度增加，因此单炉催化剂用量多；③催化剂使用寿命短，目前运行的Shell和GSP气化高水气比装置，第一变换炉催化剂使用寿命都不超过1a。对于高浓度CO粗合成气，现有高水气比变换纷纷进行技术改造，降低其水气比，节约能耗。Shell粉煤气化在国内应用较为成熟，与之相配套的变换工艺有全高水气比、全低水气比、低串中水气比工艺［4］。全高水气比工艺为预变换炉前一次性补足水蒸气，如SE－东方炉粉煤气化采用全高水气比变换来控制炉温，需要添加大量的高压蒸汽，由于合成甲醇不需要过高的变换率，这些添加的蒸汽最终并未参与变换反应，并且需要通过换热将其冷凝成水，能耗较高。属于改进型的高水气比分股变换工艺，仍需将一股配加蒸汽至高水气比，虽然达到相对节省蒸汽的目的，但造成蒸汽和热量浪费的同时，仍然增加了后续工段管线设备的投资和冷凝液处理的负担。而全低水气比、低串中水气比工艺则需先降低SE-东方炉粉煤气化粗合成气中的水气比，后续又补充蒸汽或水。显然以上与Shell粉煤气化配套的变换工艺均不适用于SE－东方炉粉煤气化制甲醇。因此，SE－东方炉粉煤气化制甲醇变换工艺技术选择思路为降低其水气比控制变换反应温度，并且在后续变换炉前不补充蒸汽或水。目前有两种与之配套且先进的变换工艺：动力学控制变换工艺和热力学控制变换工艺。以某年产180万吨甲醇装置为例，该装置生产规模日投煤量7500t，生产的粗合成气有效气量为516000m3／h，粗合成气中CO（干基）体积含量70％，水气比0．92，要求变换装置出口变换气中H2／CO为2．26±0．02。因装置规模大，变换设置两系列。以下针对单系列对两种工艺进行比较。

1．1动力学控制变换工艺动力学控制变换工艺流程见图2。粗合成气全量进入1＃低压蒸汽发生器副产低压蒸汽，同时调整水气比至约0．55后，经气气换热器升温进入第一变换炉进行变换反应，出口气体经换热后，进入1＃中压蒸汽发生器副产中压蒸汽，降温后进入第二变换炉继续变换反应，出第二变换炉变换气进入2＃中压蒸汽发生器副产中压蒸汽后，与第一变换炉出口跨线变换气混合，调整出装置工艺气H2／CO，混合工艺气依次进入2＃低压蒸汽发生器、锅炉给水预热器、脱盐水预热器回收热量。动力学控制变换工艺通过适当减少第一变换炉中的催化剂，即控制催化剂装填量的办法，能达到控制床层热点温度从而达到控制反应深度的目的［6］。但是，由于CO浓度和水气比都高，反应的推动力太大，催化剂的装填量只要有少量的变化，就会明显影响床层的热点温度，因此催化剂的用量必须准确，否则会因为反应深度的增加而造成床层“飞温”的不良结果。如果催化剂的装填量固定不变，则在装置开车初期，负荷小或气量波动时，催化剂装填量势必富余，导致粗合成气反应深度加大而超温。运用一种新开发的分层进气变换反应器技术，当生产装置运行负荷低时，气体只经过下层进行变换反应，可以避免因为催化剂装填富余，CO过度反应使床层超温；当生产装置运行正常时，气体可以全部从上段进入或者上段和下段同时进入，以此来满足生产要求。该工艺主要缺点是：变换反应温度控制的影响因素较多，催化剂的装填量、原料气负荷、水气比的波动均影响反应温度，操作控制系统设计较复杂。

1．2热力学控制变换工艺热力学控制变换工艺流程见图3。粗合成气首先分为两路，一路进入1＃低压蒸汽发生器副产低压蒸汽，同时调整水气比至约0．25后，经气气换热器升温进入第一变换炉进行变换反应，出口气体经换热后，进入1＃中压蒸汽发生器副产中压蒸汽，降温后与另一路粗合成气汇合后经脱毒槽进入第二变换炉继续变换反应，出第二变换炉变换气依次进入中压蒸汽过热器、2＃中压蒸汽发生器、2＃低压蒸汽发生器、锅炉给水预热器、脱盐水预热器回收热量。热力学控制变换工艺在粗合成气主路设置非变换旁路跨越第一变换炉，再与另一路经第一变换炉的低含水量变换气混合后进入第二变换炉反应，可稳定调控水气比，且无需补充蒸汽调整水气比，节约能耗效果显著。第一、二变换炉催化剂装填量均为足量，都按照接近反应平衡控制变换深度进行设计，结合粗合成气旁路、主路流量比值控制及第一变换炉之前设置蒸汽发生器，运行负荷变化时不需要调整；且由于反应平衡控制的特点，在不同运行负荷下第一变换炉发生甲烷化反应的风险很小。该流程应注意的是，运行过程特别是开工导气初期，由于操作或调整不当出现水气比过低而容易导致甲烷化超温发生。此时可根据床层温度适当调整第一变换炉水气比，控制床层热点温度不高于380℃，避免甲烷化的发生。在运行末期，可以通过适当减小进入第一变换炉的气量或者适当提高第一变换炉反应器入口的水气比，来维持较高的CO转化率，使装置仍能够稳定运行。此工艺操作过程简单，兼顾了第一、二变换炉反应器的温度控制和水气比要求，既很好地控制了第一变换炉反应器的热点温度，又使第二变换炉反应器入口气体在降温的同时提高了水气比。

2分析比较

两种工艺有相似之处，即均采用了降低原料粗合成气中水气比的方法。究其原因，一方面制甲醇其水气比是过剩的，节能效果显著；另一方面可以降低变换反应的剧烈程度，增强了装置的稳定性和可操作性。不同的是第一变换炉变换反应控温方式的差异，动力学控制变换工艺是减少催化剂装填量，使变换未反应完全即送出第一变换炉，而热力学控制变换工艺是变换反应达到平衡后送出第一变换炉。

2．1技术参数表1是两种工艺的主要技术参数对比，从表1中可知，两种工艺均能满足生产要求。两种工艺经废热锅炉后，降低第一变换炉进口的水气比，因各自控温方式的不同而产生较大差异。且2个变换炉进口温度、床层热点温度呈现出不同的高低分布。动力学控制变换工艺2个炉进口温度均较高，床层热点温度前高后低。热力学控制变换工艺2个炉进口温度均较低，床层热点温度前低后高。比较而言，较低的进口温度有利于催化剂的升温还原操作和使用寿命的延长，也便于换热流程的组建，而且变换工艺的控温关键是第一变换炉，第一变换炉较低的床层热点温度可以更有效避免甲烷化的发生。由于两种工艺变换炉热点温度的差异，换热流程从热量有效利用的角度考虑，中压蒸汽过热器设置位置不同，动力学控制变换工艺中，中压蒸汽过热器直接设置在了第一变换炉出口，而热力学控制变换工艺则设置在了第二变换炉出口。

2．2能耗表2是两种工艺的主要消耗对比。当生产规模一定时，不同变换工艺的能耗主要体现在蒸汽和工艺余热上。由表2可知，两种工艺副产的蒸汽基本相当，低温位工艺余热、冷凝液总量、循环冷却水水量，热力学控制变换工艺略多，此结果是由于热力学控制工艺进入变换系统的总水气比略高于动力学控制工艺。两种工艺均采用了前置废热锅炉，并且后续不补充蒸汽或水，变换深度相当，变换产生的整体热量和冷凝液基本相同，只是热量及冷凝液的分配有所不同，故由表2可看出两方案能耗相当。

1现代电气控制技术的应用现状

随着现代电气控制技术迅速发展，其应用范围和领域不断扩大。同时由于现代众多领域的生产经营都是建立在电气系统上，而电气系统能实现对电气设备平稳控制，因此该技术应用范围不断扩大，从家庭供电系统和电器使用到中小型企业再到能源、钢铁等重工业生产领域都可见到电气控制系统的身影。具体来说，现代电气控制系统主要应用在：环保行业、高炉鼓风机及铁路起重设备等，下面分别展开论述。

1.1环保工程

随着时展，全球各国都开始注重环境保护，以降低环境问题对人类生存和生产的危害，因此越来越多环保工程应运而生。中国一直将环境污染治理作为基本国策之一，在各行各业发展中都将保护环境作为生产的原则之一。在这个背景下，环境工程成为近年来发展较快的行业。尤其是环保工程常常涉及到燃料脱硫过程，在这个过程中应用电气控制技术，能提升生产效率，并保障生产的安全性和稳定性。将电气控制技术运用到煤炭脱硫生产过程中，能有效避免生产过程中的安全问题，且操作人员能采用远程操作方法来实现脱硫工作，不仅效率得到提升，也避免了有毒物质对人体伤害。

1.2高炉鼓风机

由于中国建筑行业快速发展，对钢材的需求不断提升。而电气控制技术在高炉鼓风机中得到了广泛应用。a)电气控制技术的稳定性和连续性能更好地防止高炉鼓风机出现运行中的故障，降低运行事故发生概率；b)电气控制技术能实现高炉鼓风机整体性能的大幅提升。通过电气控制技术的使用，能有效改进高炉工作，使整体炼钢水平得到提升。同时要对鼓风机低电压跳闸的电气控制技术、二次控制电源的电气控制技术及瞬时断电的电气控制技术进行大力技术改造。

1.3铁路起重设备

在电气控制技术起步阶段，中国的铁路起重机在运行过程中存在很多局限性，且涉及到很多协调工作，无法满足铁路救援工作需求，而在当时经济条件下无法大量引进国外发达国家生产的机械设备，使得起重机控制工作非常困难。随着电气控制技术的发展和应用，中国铁路起重设备逐步向着智能化、高集成度、自动化方向发展，使铁路救援工作更加灵活，成本低廉且便与维修。其中，PLC技术的出现成功解决了铁路起重设备中的问题。PLC是一个以微处理器为核心，数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型机械或生产过程。通过PLC技术应用，使中国摆脱了国外技术控制，铁路运输业得到了飞速发展。

摘要：本文以节能环保性电气控制技术为研究对象。通过节能项目、高炉鼓机、楼宇管理、高铁起重这四个方面的应用论述分析，详细说明的该项技术的应用内容，并在智能技术与开放化网络环境的背景前提中，说明此项技术内容的应用条件，供相关研究参考交流。

关键词：节能环保；电气控制；技术应用

时代技术条件的发展，为我国节能性环保社会的建设提供必要的科学条件。在电气控制技术领域中，这种科技发展的成长性表现的尤为明显。随着近年来的科技发展，节能环保性的电气控制技术已经在各行业领域内容发挥出了重要的功能作用。在不断为人们便捷化生产生活提供服务的同时，也需要对应用技术现状进行分析，以便更加精确地定位未来技术的发展要点。

1节能环保电气控制技术现阶段应用内容

1.1环保项目

环保事业的发展，是社会经济发展的必然，也是人类对于美好生活环境的客观需要。在认识理念不断深化的同时，对于环保内容的投入水平也在不断增加，科技领域中，也在通过自身的建设升级，不断推进环保事业的发展进程，尽可能地缩减人类生产生活活动为环保带来的压力条件。在我国的社会环境中，采取了一系列积极的政治政策，力求环保事业不断壮大与发展。为此，不仅将环境污染治理工作列入了我国的基本国策，也在对相关企业进行管理的过程中，明确地说明了环保工作的必要性。通过此类引导与控制工作的引导与管理，也使得从事环保事业的相关行业得到了转型发展的契机与动力[1]。例如，在燃料脱硫的技术内容中，已经能够通过科学化的电气控制系统，在保证生产效率不受影响的条件下，对生产中的环保水平进行本质化的提升与优化，并借此保证了生产过程中的安全性。又如，在煤炭行业的建设发展中，煤炭脱硫工作已经能引入了电气控制技术，并借此机会形成环保化生产的技术条件，为推进行业环保化转型升级创造了基础性的科技条件。同时，在煤炭脱硫的电气控制系统中，还能解放劳动力条件，通过远程化的控制方法，消除生产过程中，有害物质对于人身健康所造成的负面影响，使节环保化电气控制技术的生产优势，能够更加深切地落实下去。

1.2高炉鼓机

钢铁产业生产，是保证制造业稳定发展的基本条件。我国的钢材生产，也受到建筑领域发展的影响，呈现出持续稳定的发展状态。然而在环保化理念的政策引导下，钢铁生产加工企业，也需对自身的生产模式做出调整，以此保证生产生产过程中的环保化水平，并由此实现自身的生产模式转型。为此，钢铁企业引入了大量的节能电气控制系统。现阶段的技术条件下，这类节能电气技术主要在以下两个方面中展现自身的应用优势。其一，电气控制技术中，能够保证生产的连续性与稳定性，尤其是在高炉鼓风机设备的应用中，可以大大降低设备发生故障的概率。其二，在高炉鼓风机设备中设置节能电气控制技术，可保证生产的速率条件。并在进行控制的过程中，对其中的生产故障作出预警，通过对固定参数的分析，提前分析发生故障的概率。

摘要:随着社会的发展，电力电子的控制技术也在逐渐的朝着高效性和智能化的方向进行发展。可编程逻辑器件在电力电子的控制技术中得到了较为广泛的应用，处理速度快是可编程逻辑器件的优点。本篇论文主要对可编程逻辑器件的特点和具体的应用情况进行了深入的分析，在可编程逻辑器件的高集成和高速性的基础上，提出了具体的可编程逻辑器件在电力电子地控制技术的设计方案，对于可编程逻辑器件在电力电子的控制技术中的应用进行了深入的研究和分析。

关键词:可编程逻辑器件;电力电子控制;应用

在现代工业的发展过程中，电力电子技术的发展方向开始向电能变换和功率处理的方向进行发展。电力电子系统最根本的控制功能就是开关控制。另外，在电力电子的控制系统里还包含了系统变量的调整和控制的算法实现的具体研究。电力电子的控制技术的发展过程是从传统的模拟的控制技术到数字的控制技术方向进行发展的。电力电子的控制系统具有十分高的实时性，通过采取数字控制技术来对控制器进行更高标准的要求和选择，，这主要是由于控制器的性能能够决定电力电子控制系统的性能。由于可编程逻辑器件所具有的高集成性和高效性的特点，使其在电力电子的控制系统里得到了广泛的推广，以此来满足电力电子的控制系统中对于控制器的需求。

1可编程逻辑器件特点

在现代工业电子技术的发展过程中，可编程逻辑器件也得到了飞速的发展，由于其具有的高效性和低价位的特点，使其在现代的信息处理领域中得到了广泛的应用和推广。经过总结来看，可编程逻辑器件技术的发展主要具有以下几个特点:可编程逻辑器件具有较高的的集成度，在可编程逻辑器件的产品里面主要在30万门以上，其寄存器具主要有2万以上，这就决定了其具有的很强的信息集成处理的功能;另外，可编程逻辑器件还具有线路重新配置和系统编程的功能，在这种基础上，使得其的开发周期大大的缩短，在详细的设计中也变得更加的简单容易，同时也降低了投资的风险性;另外在可编程逻辑器件中还嵌入了一些存储器，这些嵌入的存储器主要包括ROM等不同类型，这也就帮助其在进行信号处理和处理的过程中的时候具有较大的储存能力;可编程逻辑器件还同时具有倍频技术和时钟锁定的技术，在这种特点基础上可以有效的解决时钟脉冲的延长问题，大大的提升了高效率，也可以进一步满足信号处理的高速性的需求;电子设计自动化也是可编程逻辑器件的特点，能够进一步保证用户在使用时的方便性和快捷性的需求，使得电子设计自动化的应用更广泛，也就因为可编程逻辑器件的各个优点，使得其应用领域越来越广泛。将可编程逻辑器件应用在电力电子的控制技术中，可以进一步满足信息的实时性处理的需求，在处理的速度上也可以进一步加快，其自身所具有的体积小和高集成性的特点也是硬连线中没有的，对于电力电子控制技术中的控制电路来讲，可编程逻辑器件的优势大于硬连线的方式。由于可编程逻辑器件的设计的灵活性，对于信息的高处理的能力，也给设计者们带来了方便，由此可见，将可编程逻辑器件在电力电子的控制技术中进行应用，可以进一步提高电力电子的控制技术的精准度和速度。由于可编程逻辑器件的高性能特征，使其能够在一个可编程逻辑器件的情况下，就能完成一个数字系统。当可编程逻辑器件PLD对系统的硬件设计进行处理时，可以采用软化的设计方式进行处理;另外，在对于数字系统进行设计的时候，也可以运用其进行软件的编程，在编程的过程中将各个模块进行充分的利用，在这种基础上就可以大大的缩短设计的时间和周期。同时有过有需要，在编程逻辑器件PLD中的程序中还可以进行加密的处理，以此来保证程序的安全性和完整性。同时，我们还可以采取方针的方式进行系统实际运行的模拟操作，以此来验证系统的整个设计的效果是否能够达到要求，如果不符合要求，就可以在模拟运行的基础上进行修改，一直到满意为止。

2在电力电子控制技术中应用可编程逻辑控件PLD的分析

在当前社会中，通过对可编程逻辑器件的结构进行分析，可以将其划分为可编程门阵列器件FPGA和复杂的可编程逻辑器件CPLD。复杂的可编程逻辑器件CPLD其逻辑性能较强，可编程门阵列器件FPGA则具有较强的寄存功能。在复杂的可编程逻辑器件CPLD中，可以实现对于时间延长的预测，虽然复杂的可编程逻辑器件CPLD的速度较快，但是其功率损耗度也较高。在复杂的可编程逻辑器件CPLD的结构特点中对于计算输出和输入的延长更加有利，它可以实现不霸占内部资源从而实现具体的功能，这也是复杂的可编程逻辑器件CPLD最突出的优点。而可编程门阵列器件FPGA则可以在通信设备复杂的通路中进行运用，还可以在工业的控制数据的采集系统里面进行运用。可编程门阵列器件FPGA主要采取的是分布的结构，我们可以看见在器件的芯片表面有很多的徼型逻辑单元，这些布线十分的复杂并且延长的很难进行预测，因此当对可编程门阵列器件FPGA设计的时候，还需要对于延长的方面进行设计。这两种可编程门阵列器件在具体的编程方式上也有很大的不同，CPLD主要是应用于FLASH的存储器编程，这样可以保证当系统出现断电或者其他意外情况的时候，编程的信息不会丢失，确保信息安全;FPGA的编程主要以SRAM作为基础，但是当出现意外或者断电的时候，信息就会丢失。当系统重新恢复的时候，还需要从外部的存储器里把信息重新进行导入SRAM中。安全性比较差。所以在实际的使用过程中，我们可以根据工作的需要对两种器件进行选择，根据实际的需要确保电力电子控制技术更好的发展。

3结语

论文关键词：交流传动；半导体；电动机

论文摘要：交流电动机固有的优点是：结构简单，造价低，坚固耐用，事故率低，容易维护；但它的最大缺点在于调速困难，简单调速方案的性能指标不佳，这只能够依靠交流调速理论的突破和调速装置的完善来解决。本文论述了交流调速传动的现状和发展

交流传动系统之所以发展得如此迅速，和一些关键性技术的突破性进展有关。它们是功率半导体器件（包括半控型和全控型）的制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术、交流电动机控制技术以及微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术。为了进一步提高交流传动系统的性能，国内外有关研究工作正围绕以下几个方面展开：

1采用新型功率半导体器件和脉宽调制（PWM）技术

功率半导体器件的不断进步，尤其是新型可关断器件，如BJT（双极型晶体管）、MOSFET（金属氧化硅场效应管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的实用化，使得开关高频化的PWM技术成为可能。目前功率半导体器件正向高压、大功率、高频化、集成化和智能化方向发展。典型的电力电子变频装置有电压型交-直-交变频器、电流型交-直-交变频器和交-交变频器三种。电流型交-直-交变频器的中间直流环节采用大电感作储能元件，无功功率将由大电感来缓冲，它的一个突出优点是当电动机处于制动（发电）状态时，只需改变网侧可控整流器的输出电压极性即可使回馈到直流侧的再生电能方便地回馈到交流电网，构成的调速系统具有四象限运行能力，可用于频繁加减速等对动态性能有要求的单机应用场合，在大容量风机、泵类节能调速中也有应用。电压型交-直-交变频器的中间直流环节采用大电容作储能元件，无功功率将由大电容来缓冲。对于负载电动机而言，电压型变频器相当于一个交流电压源，在不超过容量限度的情况下，可以驱动多台电动机并联运行。电压型PWM变频器在中小功率电力传动系统中占有主导地位。但电压型变频器的缺点在于电动机处于制动（发电）状态时，回馈到直流侧的再生电能难以回馈给交流电网，要实现这部分能量的回馈，网侧不能采用不可控的二极管整流器或一般的可控整流器，必须采用可逆变流器，如采用两套可控整流器反并联、采用PWM控制方式的自换相变流器（“斩控式整流器”或“PWM整流器”）。网侧变流器采用PWM控制的变频器称为“双PWM控制变频器”，这种再生能量回馈式高性能变频器具有直流输出电压连续可调，输入电流（网侧电流）波形基本为正弦，功率因数保持为1并且能量可以双向流动的特点，代表一个新的技术发展动向，但成本问题限制了它的发展速度。通常的交-交变频器都有输入谐波电流大、输入功率因数低的缺点，只能用于低速（低频）大容量调速传动。为此，矩阵式交-交变频器应运而生。矩阵式交-交变频器功率密度大，而且没中间直流环节，省去了笨重而昂贵的储能元件，为实现输入功率因数为1、输入电流为正弦和四象限运行开辟了新的途径。

随着电压型PWM变频器在高性能的交流传动系统中应用日趋广泛，PWM技术的研究越来越深入。PWM利用功率半导体器件的高频开通和关断，把直流电压变成按一定宽度规律变化的电压脉冲序列，以实现变频、变压并有效地控制和消除谐波。PWM技术可分为三大类：正弦PWM、优化PWM及随机PWM。正弦PWM包括以电压、电流和磁通的正弦为目标的各种PWM方案。正弦PWM一般随着功率器件开关频率的提高会得到很好的性能，因此在中小功率交流传动系统中被广泛采用。但对于大容量的电力变换装置来说，太高的开关频率会导致大的开关损耗，而且大功率器件如GTO的开关频率目前还不能做得很高，在这种情况下，优化PWM技术正好符合装置的需要。特定谐波消除法（SelectedHarmonicEliminationPWM——SHEPWM）、效率最优PWM和转矩脉动最小PWM都属于优化PWM技术的范畴。普通PWM变频器的输出电流中往往含有较大的和功率器件开关频率相关的谐波成分，谐波电流引起的脉动转矩作用在电动机上，会使电动机定子产生振动而发出电磁噪声，其强度和频率范围取决于脉动转矩的大小和交变频率。如果电磁噪声处于人耳的敏感频率范围，将会使人的听觉受到损害。一些幅度较大的中频谐波电流还容易引起电动机的机械共振，导致系统的稳定性降低。为了解决以上问题，一种方法是提高功率器件的开关频率，但这种方法会使得开关损耗增加；另一种方法就是随机地改变功率器件的导通位置和开关频率，使变频器输出电压的谐波成分均匀地分布在较宽的频带范围内，从而抑制某些幅值较大的谐波成分，以达到抑制电磁噪声和机械共振的目的，这就是随机PWM技术。

2应用矢量控制技术、直接转矩控制技术及现代控制理论

交流传动系统中的交流电动机是一个多变量、非线性、强耦合、时变的被控对象，VVVF控制是从电动机稳态方程出发研究其控制特性，动态控制效果很不理想。20世纪70年代初提出用矢量变换的方法来研究交流电动机的动态控制过程，不但要控制各变量的幅值，同时还要控制其相位，以实现交流电动机磁通和转矩的解耦，促使了高性能交流传动系统逐步走向实用化。目前高动态性能的矢量控制变频器已经成功地应用在轧机主传动、电力机车牵引系统和数控机床中。此外，为了解决系统复杂性和控制精度之间的矛盾，又提出了一些新的控制方法，如直接转矩控制、电压定向控制等。尤其随着微处理器控制技术的发展，现代控制理论中的各种控制方法也得到应用，如二次型性能指标的最优控制和双位模拟调节器控制可提高系统的动态性能，滑模（Slidingmode）变结构控制可增强系统的鲁棒性，状态观测器和卡尔曼滤波器可以获得无法实测的状态信息，自适应控制则能全面地提高系统的性能。另外，智能控制技术如模糊控制、神经元网络控制等也开始应用于交流调速传动系统中，以提高控制的精度和鲁棒性。

论文关键词：交流传动；半导体；电动机

论文摘要：交流电动机固有的优点是：结构简单，造价低，坚固耐用，事故率低，容易维护；但它的最大缺点在于调速困难，简单调速方案的性能指标不佳，这只能够依靠交流调速理论的突破和调速装置的完善来解决。本文论述了交流调速传动的现状和发展

交流传动系统之所以发展得如此迅速，和一些关键性技术的突破性进展有关。它们是功率半导体器件（包括半控型和全控型）的制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术、交流电动机控制技术以及微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术。为了进一步提高交流传动系统的性能，国内外有关研究工作正围绕以下几个方面展开：

1采用新型功率半导体器件和脉宽调制（PWM）技术

功率半导体器件的不断进步，尤其是新型可关断器件，如BJT（双极型晶体管）、MOSFET（金属氧化硅场效应管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的实用化，使得开关高频化的PWM技术成为可能。目前功率半导体器件正向高压、大功率、高频化、集成化和智能化方向发展。典型的电力电子变频装置有电压型交-直-交变频器、电流型交-直-交变频器和交-交变频器三种。电流型交-直-交变频器的中间直流环节采用大电感作储能元件，无功功率将由大电感来缓冲，它的一个突出优点是当电动机处于制动（发电）状态时，只需改变网侧可控整流器的输出电压极性即可使回馈到直流侧的再生电能方便地回馈到交流电网，构成的调速系统具有四象限运行能力，可用于频繁加减速等对动态性能有要求的单机应用场合，在大容量风机、泵类节能调速中也有应用。电压型交-直-交变频器的中间直流环节采用大电容作储能元件，无功功率将由大电容来缓冲。对于负载电动机而言，电压型变频器相当于一个交流电压源，在不超过容量限度的情况下，可以驱动多台电动机并联运行。电压型PWM变频器在中小功率电力传动系统中占有主导地位。但电压型变频器的缺点在于电动机处于制动（发电）状态时，回馈到直流侧的再生电能难以回馈给交流电网，要实现这部分能量的回馈，网侧不能采用不可控的二极管整流器或一般的可控整流器，必须采用可逆变流器，如采用两套可控整流器反并联、采用PWM控制方式的自换相变流器（“斩控式整流器”或“PWM整流器”）。网侧变流器采用PWM控制的变频器称为“双PWM控制变频器”，这种再生能量回馈式高性能变频器具有直流输出电压连续可调，输入电流（网侧电流）波形基本为正弦，功率因数保持为1并且能量可以双向流动的特点，代表一个新的技术发展动向，但成本问题限制了它的发展速度。通常的交-交变频器都有输入谐波电流大、输入功率因数低的缺点，只能用于低速（低频）大容量调速传动。为此，矩阵式交-交变频器应运而生。矩阵式交-交变频器功率密度大，而且没中间直流环节，省去了笨重而昂贵的储能元件，为实现输入功率因数为1、输入电流为正弦和四象限运行开辟了新的途径。

随着电压型PWM变频器在高性能的交流传动系统中应用日趋广泛，PWM技术的研究越来越深入。PWM利用功率半导体器件的高频开通和关断，把直流电压变成按一定宽度规律变化的电压脉冲序列，以实现变频、变压并有效地控制和消除谐波。PWM技术可分为三大类：正弦PWM、优化PWM及随机PWM。正弦PWM包括以电压、电流和磁通的正弦为目标的各种PWM方案。正弦PWM一般随着功率器件开关频率的提高会得到很好的性能，因此在中小功率交流传动系统中被广泛采用。但对于大容量的电力变换装置来说，太高的开关频率会导致大的开关损耗，而且大功率器件如GTO的开关频率目前还不能做得很高，在这种情况下，优化PWM技术正好符合装置的需要。特定谐波消除法（SelectedHarmonicEliminationPWM——SHEPWM）、效率最优PWM和转矩脉动最小PWM都属于优化PWM技术的范畴。普通PWM变频器的输出电流中往往含有较大的和功率器件开关频率相关的谐波成分，谐波电流引起的脉动转矩作用在电动机上，会使电动机定子产生振动而发出电磁噪声，其强度和频率范围取决于脉动转矩的大小和交变频率。如果电磁噪声处于人耳的敏感频率范围，将会使人的听觉受到损害。一些幅度较大的中频谐波电流还容易引起电动机的机械共振，导致系统的稳定性降低。为了解决以上问题，一种方法是提高功率器件的开关频率，但这种方法会使得开关损耗增加；另一种方法就是随机地改变功率器件的导通位置和开关频率，使变频器输出电压的谐波成分均匀地分布在较宽的频带范围内，从而抑制某些幅值较大的谐波成分，以达到抑制电磁噪声和机械共振的目的，这就是随机PWM技术。2应用矢量控制技术、直接转矩控制技术及现代控制理论交流传动系统中的交流电动机是一个多变量、非线性、强耦合、时变的被控对象，VVVF控制是从电动机稳态方程出发研究其控制特性，动态控制效果很不理想。20世纪70年代初提出用矢量变换的方法来研究交流电动机的动态控制过程，不但要控制各变量的幅值，同时还要控制其相位，以实现交流电动机磁通和转矩的解耦，促使了高性能交流传动系统逐步走向实用化。目前高动态性能的矢量控制变频器已经成功地应用在轧机主传动、电力机车牵引系统和数控机床中。此外，为了解决系统复杂性和控制精度之间的矛盾，又提出了一些新的控制方法，如直接转矩控制、电压定向控制等。尤其随着微处理器控制技术的发展，现代控制理论中的各种控制方法也得到应用，如二次型性能指标的最优控制和双位模拟调节器控制可提高系统的动态性能，滑模（Slidingmode）变结构控制可增强系统的鲁棒性，状态观测器和卡尔曼滤波器可以获得无法实测的状态信息，自适应控制则能全面地提高系统的性能。另外，智能控制技术如模糊控制、神经元网络控制等也开始应用于交流调速传动系统中，以提高控制的精度和鲁棒性。

3广泛应用微电子技术

随着微电子技术的发展，数字式控制处理芯片的运算能力和可靠性得到很大提高，这使得全数字化控制系统取代以前的模拟器件控制系统成为可能。目前适于交流传动系统的微处理器有单片机、数字信号处理器（DigitalSignalProcessor--DSP）、专用集成电路（ApplicationSpecificIntegratedCircuit--ASIC）等。其中，高性能的计算机结构形式采用超高速缓冲储存器、多总线结构、流水线结构和多处理器结构等。核心控制算法的实时完成、功率器件驱动信号的产生以及系统的监控、保护功能都可以通过微处理器实现，为交流传动系统的控制提供很大的灵活性，且控制器的硬件电路标准化程度高，成本低，使得微处理器组成全数字化控制系统达到了较高的性能价格比。

摘要：通过对林业生物灾害理论研究文献统计分析表明，在年度分布方面，林业生物灾害研究文献发表数量逐年递增，2008年～2014年发表研究文献数量出现一个高峰期，最高年份为2014年；在作者与机构分布方面，发表4篇以上的作者研究文献数占总数的12.33%，主要机构研究文献数占总数的20.64%；在被引频次方面，梁军、张星耀和张国庆等学者研究文献被引频次较高；主要作者在林业生物灾害的灾害学理论研究以及宏观管理方面，做出了较为深入的研究。

关键词：林业；生物灾害；管理；生态论；文献

1我国林业生物灾害发生概况

林业生物灾害管理，就是将灾害学、管理学理论和生态健康理念引入林业有害生物防治，运用复杂系统的生态论方法，对林业有害生物灾害实施科学管理。根据国家统计局统计数据表明，近年来，我国年均林业生物灾害发生面积在1100万平方公里以上，是造林面积的160倍以上，其中2007年林业生物灾害发生面积是造林面积的309.6倍。开展林业生物灾害管理论研究，探讨林业生物灾害管理方式方法，可以对我国林业生物灾害实行科学的管理，减少林业生物灾害对我国森林的危害，为我国生态文明建设保驾护航。开展林业生物灾害管理文献统计分析研究，可以对林业生物灾害理论研究成果进行总结，促进林业生物灾害理论研究成果交流、利用，从而推进林业生物灾害理论研究向更深、更广层次发展，并对其他行业生物灾害乃至灾害学理论的发展有着一定的促进作用，丰富了生物灾害学和灾害学学科内容。

2数据来源与分析方法

通过对中国知网知识资源总库进行检索，检索条件为：（主题=林业有害生物并且主题=生物灾害）或者（题名=林业有害生物并且题名=生物灾害）或者（主题=森林病虫害并且主题=生物灾害）或者（题名=森林病虫害并且题名=生物灾害）或者（主题=生物灾害管理或者题名=生物灾害管理）或者（关键词=林业有害生物并且关键词=生物灾害）或者（关键词=森林病虫害并且关键词=生物灾害）或者（关键词=生物灾害管理）（精确匹配），专辑导航：全部；数据库：文献跨库检索。对1979年～2018年中国知网知识资源总库所有文件进行检索，检索得到文献总数为373篇。

3年度发文量分析

分析表明，1991年开始有灾害管理理论引入病虫害防治（植物保护）研究，林业生物灾害研究文献发表数量逐年递增，1991年～2017年年均发表文献13.67篇，从2008年～2014年发表研究文献数量出现一个高峰期，最高年份为2014年，发表文献数量为49篇。

1医院承担的教学任务

1.1实践教学

医院里有大量的先进医疗设备，工程技术人员对这些设备相对熟悉，因此，除了承担传统的课堂教学外，医院的医学工程部门可以利用自身的特点和优势，承担许多实践性教学工作。

1.1.1认识实习认识实习课程一般安排在学生完成了基础课程以后，进入专业课程学习之前，是基础课和专业课之间的过渡课程。这门课可以分成2个阶段：第1阶段采取课堂讲座形式，以科普知识和深度讲述的形式介绍医院主要医疗仪器（如CT、DR、彩超仪、监护仪等）的发展历程、工作原理、结构框图等；第2阶段采取实地参观形式，由仪器操作人员利用实物给学生讲解仪器的主要结构、部件，仪器的操作步骤、参数设置，临床应用等。这门课程学生一般不参与仪器的操作，目的是让学生增加感性认识，为系统学习仪器的结构和工作原理做准备。

1.1.2生产实习生产实习课程一般安排在学生学完相关专业课程以后，进入毕业设计之前，是课堂理论学习和毕业设计之间的一个学习环节。这门课也可以分成2个阶段：第1阶段安排在仪器使用部门，由于已掌握了仪器的工作原理、结构部件等，因此，在带教老师的指导下，可以参与诸如患者摆位、参数设置、仪器操作等，当然，这些工作一定要得到带教老师的肯定后才能完成；第2阶段安排在仪器维修管理部门，在掌握了仪器一般工作状态及基本操作的前提下，在带教老师的指导下，参与医疗仪器的维修、保养工作，有条件的可进一步参与仪器的质控工作。这门课程学生的参与度提高，目的是让学生亲身体验，进一步熟悉医疗仪器，为毕业设计做准备。

1.1.3社会实践有些学校的课程设计中有社会实践环节，医院也是一个不错的选择。在这里，给学生的选题可涵盖围绕医疗仪器的各个方面，包括医疗仪器的配置、采购、物流、使用、维修、质控、不良事件监测、应用质量分析等。

1.2毕业设计

在完成了所有课堂学习任务后，理工类的本科生和研究生都需要完成毕业设计环节，撰写毕业论文。毕业设计是综合检验学生课程学习的一个环节。与学校实验室相比，医院能提供给学生做毕业设计的课题更接近实际应用。医院能提供的选题非常多，如：医疗设备的技术革新、医疗仪器的质量控制、医疗设备管理数据库等，这些选题可能就是工程技术人员在工作中遇到的实际问题，因此，这类课题更具有实用性。