传统文化相对稳定性十篇

时间:2023-11-13 17:51:21

传统文化相对稳定性

传统文化相对稳定性篇1

管理具有两重性,即它的经济性和社会性。避免冲突的目的也同样具有两重性,即为了求得社会的稳定和经济的增长。中西双方的文化传统,即基督教文化与儒家文化都为避免冲突以求得社会的稳定和经济的增长提供了理论指导。正是这种不同的理论指导,使得中西双方在避免冲突的手段和方式上产生了很大的差别。

一、以“和”为工具的中国传统管理

中国的传统管理,主要特征是以避免“人与人之间冲突”为内容、以维持社会稳定为目标、以“和”为工具,目的是为了求得社会的稳定而非经济的增长。因此,管理者修身,齐家、治国、平天下,主要关心的是厚生福利,把管理的重点集中在分配领域和消费领域,对生产领域却不太重视。重视给养,要求的“不患寡而患不均,不患贫而患不安”。于是,中国历代的宏观管理的重心,都是重“维持”而轻发展。“维持”是使农民免于饥寒,使土大夫安于宁静淡泊,使社会有法律、有秩序,有公共建设,避免外族入侵。而重点却始终都在社会、政治与经济的“稳定”而非“成长”上。社会稳定与否,关键的因素在人,在人与人之间不产生大的冲突和对抗。而人与物、物与物的冲突虽然也会给社会的政治、经济带来大的震荡和灾难,但不会对社会政治、经济的稳定带来动态的毁灭性后果。只有人与人之间的冲突和对抗才会造成社会的动荡和不稳定。因此,中国的传统管理重点放在对“人”的管理上,发展出了一整套管理人、调节人际关系、避免人与人之间冲突的理论、方法和手段。这是中国管理科学中最发达的内容,是可以与西方管理科学相比美的精华部分。这种宏观管理理论,在现代企业管理中也得到了广泛的运用。

为了求得社会政治、经济的稳定,在资源缺乏、科技不能大量应用、始终都是自给自足的传统贫穷的农业社会里,中国传统管理围绕着如何“稳定”,创造出了“和”的理念,来维系社会中有限的资源分配与安定社会秩序,甚至这种“和’的理念延伸到了用以避免人与物之间、物与物之间的冲突。虽然中国传统管理在追求稳定的同时并不排除发展,但这种发展是次要的,是从属于“稳定”的。中国封建社会长期延续了几千年,社会动荡较小,发展缓慢,处于超稳定状态之中,与这种管理理念大有关系。

为了达到“和”,求得稳定,中国传统文化提供了一整套的理论原则。管理者的奋斗目标就是平天下,使天下大治,大治就要稳定。从整个社会的总体来说,就是要“天下归仁”,要“礼之用,和为贵”。一旦天下归仁后,就会天下稳定。具体地说,人与人之间的“和”:对上和,要忠、孝、尊、崇、恭、敬,使天下有道,对平级和,要忠、恕、信、义、敦、睦,推己及人,协调矛盾:对下和,要宽、厚、慈、惠、爱,对外族和,要信任、尊重、不轻视、不敌视,相互融洽,共享太平。总之,人与人之间,包括君臣之间,父子之间,夫妻之间、兄弟之间、朋友之间,上下左右之间,内外之间,都要和。不仅如此,还要人性和,即情绪表达上要有节制,像古人所说的,“喜怒哀乐之未发谓之中,发而皆中节谓之和”,“治气养心之术,血气刚强,则柔之以调和”,“刚柔得道谓之和”。政事和,要“宽以济猛,猛以济宽,政事以和”,就是说,要能法理、人情并顾,恩威并济,宽猛互应。人与自然要和,就是要“天道自然”,“不与自然争职”,一切顺其自然。一句话,就是在诸种矛盾中,要适当地平衡,采取“中庸”的方式加以调和,这样才能使社会达到和谐稳定的境地。中国传统管理者使用这一套管理理论和原则于经营经商上,总结出了一套成功的经验,如“和气生财”、“家和万事兴”“和商有道”等。

应当说,一种和谐稳定的社会环境对经济的发展是必须的,也是有利的。但是,中国传统管理者为达到“和”的目的,选择的行为方向和策略,则基本上是消极的,它包括忍让、妥协和退避。《左传》中说,“让,礼之主也,世之治也。”而“忍让”取向的第一步就是“不争”。《荀子》说:“人生而有欲,欲而不得则不能无求,求而无度量分界则不能不争。争则乱,乱则穷”。孔子也说,“君子无所争”,“君子矜而不争”。这样抑制被管理者的竞争心理,使本来十分稀缺的竞争意识,进一步受到泯灭。在中国,“忍让”哲学是非常有名的,“小不忍则乱大谋”,“忍得一时之气,免得百日之忧”、“以曲求伸”、“忍一忍风平浪静,让一让海阔天空”的“忍”字格言在民间非常流行,俯拾皆是,影响着中国人的人心和人生。再加上中国传统文化主张“无为,无败、无执、故无失”,鼓励人们道德上的修养,鼓励人们陶冶和内省,以达到“内则修己,外则安人”的目的。这方面的例子很多,如“唾面自干”就很典型:唐代武后时,大臣娄师德问他行将出任代州刺史的弟弟:你觉得应该怎样避免别人的敌视和不满?其弟答道:即使别人把痰吐到脸上也不计较,默默擦去就是了。娄师德说:这样做还不够。人家会对你吐痰,是因为有气,而在他面前擦痰,就是违背他的意思,会让他更生气的。痰这种东西,不擦也会自然干的,不如露出笑容表示接受,事情过去也就算了。宁可忍气吞声,以求相安无事。中国历史上的管理者就是这样教人来调节矛盾、寻求稳定的。不仅如此,中国传统管理还以“名分”来规范和拘束冲突,遏制人们的欲望以使人人安分守己:以“重义轻利”来消弥因资源匮乏、物质分配不均而产生的紧张与冲突。难怪乎中国许多有学问的人家里的正墙上,特意挂着一个“忍”字作座右铭。“忍”已经影响着每一个中国人。

忍让、妥协不行的话,就采取退避的方式来避免冲突,即所谓“惹不起躲得起”。中国传统文化中倡导“舍之则藏”,“退而独善其身”。这种不参与的退避策略,几乎成为中国传统社会的基本心态,对知识分子的影响尤其大。许多知识分子一旦不得志,一旦与统治者的目标有分歧,就弃官退隐山林,走向自然,与世隔绝。中国古代社会的隐士名流特别多,出家人特别多,和尚、尼姑特别多,佛教、道教比较发达,与这种退避策略很有关系。这种退避的取向和策略,一直影响着现代企业管理。

二、以“竞争”为工具的西方传统管理

与中国传统管理不同的是,以基督教文化作为背景的西方管理的特征主要是以避免“人与物”、“物与物”冲突为内容、以“发展”为目标、以“竞争”为工具,其目的则主要是为了求得经济增长和经济发展。管理者重视和关心的是最终物的产出,最终物的效益和成果。至于社会的稳定与否,他们认为那不是企业的责任,而是政府及其政治家关心的事。经济管理者关心的是经济的增长,社会财富的积累。只要经济增长了,财富积累了,就是管理者的成功。而影响经济增长和财富积累的主要因素是人与物,物与物之间的冲突,是人、物这两种生产要素或资源的配置失衡所造成的。因此,为了求得经济的发展、财富的积累,西方管理则主要依靠“竞争”的理念,采取物竞天择、适者生存、自然淘汰的方式,充分依靠和焕发个体的智慧和力量,依靠能力主义作为激励手段。人与人在竞争中用制度、标准和法令等硬性措施来调节。这种管理采取的是一些激烈的对抗方式,人与人的关系比较紧张,容易造成社会动荡。

西方管理主要重视对物的管理,避免人与物、物与物的冲突,于是拼命地发明战胜自然力的工具和手段。人们注重于对自然规律的探索,天文、地理、数学、物理、几何、化学等探索自然奥秘的科学非常发达,纯理性思维非常活跃。从亚里土多德开始,欧几里德、达尔文、哥白尼、爱迪生、爱因斯坦等以探索自然之理几乎成为传统,各种以自然为对象的运动也不断出现,诸如工业革命、启蒙运动等。其目的在于战胜自然界,从自然界中索取更多的资源,以发展生产,增长经济。因此,西方管理中,生产力因素占有相当重要的地位,生产力发展水平比较快,战胜自然的能力比较强。这也是西方近代以来科学技术发展得比较快的原因。

为了适应竞争的需要,西方管理选择的行为取向或策略是主动积极的,个人主义的,抗争性很强。他们充分发挥自己的积极性和主动性,不惜以挑战、冒险、个人奋斗、索取和出人头地等种种激烈的方式,去达到目的。这种以人最终战胜物来避免冲突的方式,尽管经济增长了,财富积累了,生产力发展了,成为社会发展的动力。但以“个人功利主义”为经,以“理性市场价值”和“经济性报酬”为纬的避免冲突模式,却是以社会失衡为代价的。

三、国人对中国传统文化的批判

传统文化相对稳定性篇2

关键词:光伏特性;最大功率点跟踪;滑模变结构控制

DoI:10.15938/j.jhust.2016.04.020

中图分类号:TPl3

文献标志码:A

文章编号:1007-2683(2016)04-0106-06

0引言

随着当今世界人口及经济的增长,人类对能源需求量也日益增大,当今世界煤炭、石油、天然气等不可再生能源不断被消耗,能源与环境问题日益突出,这迫使人类强力寻求可再生新能源,太阳能作为可再生绿色能源之一,以其清洁无污染,取之不尽用之不竭等优点备受人们的重视。

光伏电池作为把太阳能转化为电能的模块,其具有非线性伏安特性,并且光伏电池的性能受外界环境变化影响,特别地受光照强度和温度的影响怎样更好更有效的利用光能成为了研究人员需要解决的一个重要问题也是一个难题,因此,最大功率点跟踪方法被应用到光伏系统中,能够实时监测跟踪光伏电池最大功率输出。

目前最大功率点跟踪方法主要有:干扰观测法,其控制简单,但是跟踪精度低、响应速度慢;电导增量法,其控制精确、响应速度快,但对硬件要求高,导致整个系统硬件造价也高;模糊控制法,其鲁棒性好、系统设计灵活,但是精度不高、易产生振荡现象;人工神经网络法,其控制性能好,但是响应速度慢,尚不成熟,实现较困难,综合上述方法,为了使系统响应速度快、跟踪精度高、稳定性好,并且易于实现,研究采用滑模变结构控制方法,滑模变结构控制是现代控制变结构的一种控制策略,它对于参数的不确定性具有很好的稳定性和鲁棒性,抗干扰能力强,在实际设计中,滑模变结构控制具有较好的灵敏性,并且较于其他非线性控制方法更容易实现,这使得滑模变结构广泛应用于各种非线性控制系统中,文在滑模变结构控制上利用改进的Zeta电路作为变换电路对光伏系统MPPT控制能以较小的超调量对最大功率点进行跟踪,

本文提出了一种改进的滑模变结构控制方法,它在传统滑模变结构控制设计基础上,加入积分模块到切换函数中,并且把指数趋近率和等效控制相结合,减小了系统稳态误差,使系统状态能以较大速度趋近滑动模态,缩短了到达稳定状态的时间,并且有效的抑制了抖振,最后通过实验仿真分析也验证了其优越性,

1.光伏电池模块分析

光伏系统结构框图如图l所示,由太阳能电池阵列、DC/DC控制电路、MPPT(最大功率点跟踪控制)和负载组成,

根据式(1)~(6),可得到光伏电池的光伏特性曲线,如图(3)和图(4)所示,电压与输出功率成非线性关系,随着电压的升高,输出功率先增加后递减,存在一个最大输出功率点,最大输出功率Pm随光照强度的增大而大幅度增大,随环境温度的增大而略微减小。

2.基于改进滑模变结构控制的最大功率点跟踪

光伏电池产生的是直流电源,外接DC/DC控制电路采用Boost升压转换电路,Boost电路如图所示,其主要由输入电压Vin,储能电感L,开关S,二极管D,输出电容C和负载电压R组成,

Boost电路工作于电感电流连续工作模式(CCM)时:

当开关闭合后,二极管截止,系统方程为

由光伏电池P-V曲线可以看出,随着光照强度和环境温度的变化,输出功率也随之变化,且存在一个最大功率Pm点,此时对应输出电压Vm和输出电流,LPm因此,可通过跟踪光伏电池最大功率点来获得光伏系统对应的输出电压,滑模变结构跟踪控制受系统参数及扰动变化不灵敏,动态响应快,采用滑模变结构跟踪控制能够快速、稳定地搜寻到光伏电池最大功率点,

设计滑模变结构控制器主要在于满足滑模变结构存在条件、到达条件和稳定条件三要素情况下,进行切换面函数S(X)的选择和控制率U(z)的求取,传统的滑模变结构控制器设计如下:

由于控制最终目的是获得光伏电池最大功率点对应的输出电压,一般考虑采用输出电压稳态误差作为切换面函数,但是这样不能存在稳定的滑动模态,甚至不存在滑动模态,因此,采用式(13)这种利用电感电流间接控制输出电压设计方法,使系统保证滑动模态存在,由于实际中,稳定状态时i≠ilief存在稳态电感电流误差,且动态响应较慢,为了跟踪更精确,跟踪速度更快,下面设计一种改进的滑模变结构控制,

为了减小稳态误差,在切换面函数中加入控制状态变量积分项,构建线性滑膜切换面函数:

3.系统仿真及实验分析

基于滑模变结构控制的光伏系统最大功率点联立式(18)和式(19),有:

与传统滑模变结构控制相比较,改进的等效控制实现了电压电流双环控制,使系统控制更稳定,对扰动做出灵敏的反应;切换面函数引入积分运算可以减小稳态误差,使系统控制更精确;采用指数趋近律,可以保证不管初始状态在什么位置,都能在有限时间内快速到达滑模切换面,改进滑模变结构控制的simulink仿真模型如图6所示。

由图8可知,在标况下对比系统输出电压,基于传统滑模变结构控制的系统输出电压和基于改进的滑模变结构控制的系统输出电压都不存在过冲,都能平滑趋近光伏电池最大功率点时刻系统输出的电压值;由图8(a)知,基于传统滑模变结构控制的系统在O.045s到达系统输出的稳定电压值,之后并一直保持着这个稳定值,由图8(b)知,基于改进的滑模变结构控制的系统在O.02s时就已经到达系统输出的稳定电压值,之后也一直保持着这个稳定值;由此可见改进的滑模变结构控制系统比传统的滑模变结构控制系统能够更快的跟踪到光伏电池最大功率点输出,其跟踪时间缩短了0.02s

由图9可知,当环境温度稳定在25%不变时,改变光照强度,系统的输出电压也随之变化,初始时刻的光照强度为1000 W/m2,0.15 s时降为800W/m2,O.3 s时降为600 W/m2

对比图9(a)、(b),基于传统滑模变结构控制的系统在光照强度突然变化时系统输出电压瞬时大幅跌落,然后再慢慢上升趋近于稳定电压输出值;改进后的滑模变结构控制的系统则不出现瞬时大幅跌落情况,而是逐渐趋近于稳定电压输出值;并且改进的滑模变结构控制系统比传统滑模变结构控制系统趋近速度更快更稳定。

由图10可知,当光照强度稳定在1000W/m2不变时,改变环境温度,系统输出电压也随之变化,但是变化幅度不大,初始时刻的温度为25°C0,15s时上升为40%,0.3s时上升为55°C。

对比图10(a)、(b),基于传统滑模变结构控制的系统输出电压受温度影响相对较大,而改进后的滑模变结构控制的系统输出电压受温度影响变化较小,具有更好的鲁棒性。

传统文化相对稳定性篇3

[关键词]在线监测技术;智能;变电站;应用分析

中图分类号:TM63 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)27-0379-01

变电站是供电系统中必不可少的一部分,将在线监测技术应用到变电站中,能够有效降低变电站工作人员的工作压力,对于其工作有效性以及稳定性的提高是大有裨益的。随着我国科学技术的不断进步,在线监测技术的应用也变得越来越成熟,对于我国供电系统的进一步完善起着极大地推动作用。下文中,将就在线监测技术的相关特点进行分析,并根据应用现状提出一些合理的建议。

1 在线监测技术在智能变电站中应用存在的问题

1.1 在线监测技术共享功能需要进一步完善

要想实现智能变电站与供电系统中各个组成部分的信息数据共享功能,就必须要保证各个系统的数据收集速率保持在一个相同的水平。这样一来,就需要另外建立一个数据信息收集系统,将供电系统中各组成部分采集到的数据收集起来,然后再对数据传输速率进行统一处理。这种方式的应用,不仅会降低智能变电站的工作效率,而且也会在一定程度上加大成本投入。

1.2 在线监测技术的网络选择有待提高

网络连接方式以及数据传输速率,是影响在线监测技术在智能变电站中应用有效性的关键因素。所以,在选择在线监测技术所使用的网络平台时,必须要根据实际需要,选择更加经济、高效的供电网络系统。就当前供电系统中的网络选择方式来看,以太网的选择是比较普遍的。在应用以太网来搭建供电系统的网络系统时,首先,要注意的就是网络系统与变电站的兼容性,以确保智能变电站的稳定运行;其次,在建立网络系统时,必须要根据时展需要,设计具有双向通信功能的网络通道,以保证变电站工作的高效性;最后,就是网络选择的经济适用性,在保证供电质量的基础上,适当的控制成本投入。

1.3 在线监测技术的稳定性较低

变电站主要是用来改变电压的,其工作的稳定性将直接影响到用户的用电质量。因此,提高在线监测技术在智能变电站中应用时的稳定性是十分必要的。在线监测技术主要是采用数字信号的模式来传递信息的,在运行过程中极易受到天气状况、气温高低等外界因素的影响,从而使得在信息传输过程中出现数据缺失、延时传送等问题,对供电安全造成威胁,降低用户的用电质量,为人们的生活带来不便。

2 在线监测技术在智能变电站中的应用分析

2.1 智能变电站的相关概述

变电站是供电系统中十分重要的一个组成部分,能够实现高、低电压的转换,实现变电站的智能化应用,对于电力传输过程中信息数据的收集、分析以及对电路的保护都是十分必要的。近些年来,随着我国国民经济发展水平的不断提高,无论是在工业生产的过程中,还是在人们的日常生活中,对供电量的需求都变得越来越大。为了更好地适应社会的发展需求,实现我国供电水平与社会发展水平的同步提高,将智能化技术应用到变电站中已经是大势所趋。通过智能变电站的应用,能够及时发现在供电过程中存在的安全隐患,有效规避风险,为我国供电质量的提高提供保障。

2.2 在线监测技术的相关特点分析

2.2.1 实现传感器的智能化应用

传感器是变电站中的一种重要组成元件,它能够实现对供电网络中各类数据的收集,并传输到相应的系统。随着我国科技水平的进步,智能化技术在传感器中的应用,实现了对数据收集、分析、储存、传送等功能的完善,极大地提高了数据传输过程中的稳定性。相对于非智能传感器来说,它具有更强的抗干扰性,能够有效防止电路中感应磁场的干扰,还能够在保证数据传输准确性的基础上提高信息收集速率。传感器的智能化,主要是通过在计算机中安装相应的程序而实现的,不仅能够准确定位设备运行过程中的故障点,而且还能够有效降低设备的安装与维护难度,为变电站的高效、稳定工作提供保障。

2.2.2 实现对收集信息的智能化处理

随着网络技术的逐渐成熟,在供电系统中应用的稳定性也变得越来越高。在线监测技术在智能变电站中的应用,能够实现供电系统各个组成部分的一体化,实现各组成部分数据的无障碍传输,保证数据传输的及时性与准确性,防止在数据传输过程中出现信息遗失的问题,有效提高供电质量。随着社会发展水平的不断提高,我国供电系统的组成也变得越来越复杂,信息量大幅度增加。这一情况的出现使得我国供电系统的信息处理工作面临着更大的挑战,所以必须要加大对信息收集系统的智能化研究,实现各供电系统数据传输的及时性与稳定性,才能为我国供电业的持久发展奠定基础。

2.2.3 实现数据传输的智能化

保证数据传输的及时性与精确性,是在线监测技术在智能变电站中应用的基本要求。就当前我国供电系统数据传输的发展现状来看,最常用的通信方式是,使用光纤、无线设备进行通信。其中,前者可以选择以太网来搭建基本的网络环境,作为数据传输的网络通道,而后者则主要通过专用网络,来实现各接入点的数据传输功能。

2.3 在线监测技术在智能变电站中的应用建议

在线监测技术是通过网络技术、智能化技术、数字化技术等共同实现的。因此,在线监测技术对工作人员的专业性就会有更高的要求。在应用这一技术时,不仅要注重对先进供电设备的购置,更要注重对技术人员专业水平的提高,以此来为在线监测技术在智能变电站中的高效应用提供保障。

3 总结

提高智能变电站的工作效率,保证供电稳定性,已经成为当前建设供电系统的基本要求。将在线监测技术应用到智能变电站中,无论是对数据传输稳定性的提高来说,还是对供电系统维修工作的有效开展而言,都发挥着不可忽视的作用。所以,相关工作人员必须要重视对自身专业技能的完善以及正确工作态度的树立,积极面对在工作中遇到的难题,为我国供电业的持续、稳定发展奠定基础。

参考文献

[1] 黄海波,何智强,万勋等.高电压设备在线监测技术在智能变电站的应用[J].湖南电力,2013,(z1):52-54.

传统文化相对稳定性篇4

关键词:自动控制原理;根轨迹分析;MATLAB

中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)19-0043-02

“自动控制原理”是自动化及电类相关专业一门重要的专业基础课,是相关专业学生从事各种实际控制系统分析与设计的理论基础。该课程强调方法论,理论性非常强。该课程以高等数学、数理方法、信号与系统以及电机拖动等多门电学专业课为基础,讲述自动控制系统的基本概念、控制系统数学模型的建立、系统分析、系统设计等基础理论与技术。本课程的概念抽象、数学含量大、计算繁杂,而且相当部分控制系统的分析与综合以作图分析为基础,例如系统的根轨迹分析法尤其复杂。传统的教学主要通过在黑板上绘图和推导来实现,这对老师来说教学任务太重,而且往往绘图效果不甚理想;对学生来说,说教内容较多,图示直观性较差,容易产生烦躁情绪,影响理解效果。因此,该课程无论在教学的内容上还是教学方式上都急需更新。

国际自控联第四次控制教育研讨会上就把学生的软件技能和实际动手能力列为重要的教育目标,而世界各国在控制理论的教学中,均采用MATLAB及Simulink作为辅助教学软件。因此,近年来,为了适应专业教学改革的发展,电气与电子工程学院编写了适合学生知识理解与创新的新教材,该教材对经典自动控制原理内容进行了MATLAB辅助教学,培养了学生应用先进技术解决控制问题的能力。经过实际教学检验,该教学不但激发了学生学习“自动控制原理”课程的积极性,而且也培养了学生的创造性,加深了学生对理论内容的理解,达到了令人满意的教学效果。

本文介绍了控制系统根轨迹分析的MATLAB辅助教学,即利用MATLAB软件准确绘制控制系统的根轨迹,并通过根轨迹图分析系统的稳定性,分析增加零极点对系统性能的影响。

一、控制系统根轨迹稳定性分析

控制系统的根轨迹描述了系统开环传递函数中某个参数变化时,闭环极点在复平面上变化的轨迹。[1-5]通过根轨迹对控制系统进行性能分析时,往往最为关注的就是根轨迹上某些特殊位置点及其对应的参数值。利用控制系统的根轨迹分析系统的稳定性时,需要关注的特殊点就是系统根轨迹与虚轴的交点。由系统稳定的充要条件可知,根轨迹与虚轴相交点处,系统处于临界稳定状态。因此,确定控制系统稳定的参数取值范围的关键问题就是确定根轨迹与虚轴的交点及其交点处所对应的参数的值。

如果已知负反馈控制系统的开环传递函数为:

(1)

要求求取系统稳定时参数Kg的取值范围。在传统的授课方法中,首先要根据绘制法则绘制该系统的根轨迹,找出根轨迹与虚轴的交点,求得交点处参数Kg的值,从而确定系统稳定性参数Kg的取值范围。传统的求取方法计算量大、数学公式推导较多、步骤烦琐,使学生难于理解,心绪混乱。而利用MATLAB辅助教学手段可以将抽象的动态过程形象化。[6]MATLAB将计算、可视化、编程等基本功能都集成在一个易于使用的开放环境中,并提供功能极强的矩阵运算、图形绘制、数据处理能力和各种工具箱,具有较高的可信度和灵活的使用方法,非常适合自动控制原理的计算机辅助设计和教学。由于其具有强大的计算功能、丰富的图形表现力,不仅能轻而易举地绘制出这些曲线,而且能动态演示曲线的生成,由此,在教学中可以给学生留下深刻的印象,便于学生直观理解所学原理,使课堂教学的效率得到很大提高。

以上面题目为例,摒弃传统的板书绘图,直接通过MATLAB语句绘制出系统的根轨迹。首先定义系统如下:

num=1;

den=conv([1,0],conv([1,100],[1,50]));

sys=tf(num,den);

然后利用命令rlocus(sys)可以很容易地绘制系统的根轨迹,如图1所。

从图中可以看出,轨迹与虚轴有交点,因此只要求得交点处Kg的值,就可以求得系统稳定时Kg的取值范围。利用指令[k,p]=rlocfind(sys)即可求得与虚轴交点处Kg的值及其所对应的3个极点为:

k =7.1320e+005

p = -1.4864

-0.0068 + 0.6926i

-0.0068 - 0.6926i

因此,很容易便得出系统稳定时参数Kg的取值范围为:。

二、增加零极点对系统性能的影响

系统的性能取决于根轨迹的形状与位置,而根轨迹的形状与位置又取决于系统的开环零、极点。由此,可通过增加开环零、极点的方法改造根轨迹,从而改善系统的性能。在课程的理论学习中,通过公式的推导得出结论:增加开环零点可以使系统的根轨迹左移,提高系统的相对稳定性;增加开环极点可以使系统的根轨迹右移,降低了系统的稳定性。

为了使学生形象直观地了解零、极点对系统性能的影响,加深理论知识的理解,变抽象为生动,下面利用MATLAB软件对其进行形象化讲解。

例如,已知负反馈控制系统的开环传递函数为:

(2)

分别分析给系统增加一个开环零点-0.5、增加一个开环极点-1对系统性能的影响。

首先,利用MATLAB软件绘制原系统的根轨迹,如图2所示。从图中可以看出,系统属于结构不稳定系统,无论参数Kg为何值,系统均不稳定。

当给系统增加一个开环零点-0.5之后,再次绘制系统的根轨迹如图3所示。由图3可很直观地发现,增加一个开环零点后,系统的根轨迹左移,由原来的结构不稳定系统变成了参数稳定系统,系统的相对稳定性提高。当给系统增加一个开环极点-1之后,再次绘制系统的根轨迹如图4所示,由图4可看到,增加一个开环极点后,系统仍为结构不稳定系统,并且根轨迹右移,系统的相对稳定性变差。

通过以上分析可以发现,MATLAB软件可以将抽象复杂的问题形象化、简单化。它使用简单、方便,界面友好、直观,加之强大的绘图功能,有助于学生对基本概念的理解,使一些原本要经过烦琐的数学推导过程才能见到的效果,变得简单明快。在教学中,学生可以直观地看出参数变化对系统的影响以及各种方法的对比结果,大大提高了教学效率,增强了学生的学习兴趣。

三、结束语

由于MATLAB对计算结果显示的直观性、准确性和形象化,通过“自动控制原理”的MATLAB辅助教学,有效地帮助同学们更深刻、准确地理解、掌握和运用课程内容,极大地提高课程的教学效果。“自动控制原理”的MATLAB辅助教学实践让“理论+ 实践+ 能力”的新教学模式成为现实。

参考文献:

[1]胡寿松.自动控制原理(第四版)[M].北京:科学出版社,2001.

[2]高国燊.自动控制原理(第二版)[M].广州:华南理工大学出版社,

2005.

[3]李素玲,胡健,王敏.自动控制原理[M].西安:西安电子科技大学出版社,2007.

[4]张志涌,徐彦.MATLAB教程——?基于6·X版本[M].北京:北京航空航天大学出版社,2001.

传统文化相对稳定性篇5

基于博弈双方有限理性的假设,本文构建了一个影子银行和传统银行合作的进化博弈模型。研究发现,该动态博弈过程的结果有两个可能的进化稳定策略,其一是双方都选择不合作,其二是双方都选择合作的最优进化稳定策略。为了增大该博弈过程收敛于最优进化稳定策略的可能性,笔者认为政府应该给予影子银行合法地位,同时搭建影子银行与传统银行之间的联动平台,降低双方合作成本,增加合作效益。从而促使二者最终选择合作博弈,达到双赢。

【关键词】 影子银行、有限理性、进化博弈、传统银行

一、引言

影子银行是游离在传统银行体系之外的金融体系。它能够促进信贷市场进行有效的资金配置,刺激经济发展。然后影子银行不受监管,难以把控,从而导致其产生负面影响。2008年美国的次贷危机国内外学者几乎将内因归结于影子银行。但是,在如今互联网金融发展的背景下,想要完全消除影子银行是不可能的,引导影子银行朝着积极正面的方向发展才是正确之路。若是影子银行与传统银行能够实现合作共赢,那将成功解决对影子银行的监管问题。

二、相关概念阐述

(一)影子银行

影子银行一词来源于美国次贷危机爆发后,首次被Paul Mcculleys提出的。后来FBS(2011)正式指出,影子银行是传统银行体系之外所涉及信用融资活动的机构。这成为了国内外学者接受度最大的界定。

我国对影子银行的界定一直与体制外金融、民间金融、民营金融、地下金融等概念混用的现象。但是大家对影子银行的基本认知都包括未受国家法律规范,游离于监管当局监管之外等等。有的学者还指出,除了金融机构外,还应包含金融创新产品、服务以及产品和服务适用的金融市场。不过由于本文讨论的是两个主体间的合作关系,故而本文所指的影子银行即是游离于传统银行管理体系之外的非银行金融机构。

(二)有限理性

由于现实生活中许多现象无法用传统金融学来解释,故而后起之秀――行为金融学因合理解释了这些金融现象被广大学者所接受,行为金融学与传统金融理论最大的不同之处就在于,行为金融学认为是投资者不是完全理性人,而是有限理性人。他们总是会受到心理、环境、他人的影响而作出决定。投资行为不全是根据利益最大化原则,还包括安全最大化等等。

(三)进化博弈模型

进化博弈论博弈是一个动态的博弈过程,是有限理性博弈双方群体在一定的前提下对当前局面进行选择,在一个群体中得益较差的博弈方迟早会发现这种差异,并开始学习模仿得益较高的博弈方,后经过自我体验以及学习其他人的选择,而不断改变自己的策略。最终市场会根据优胜劣汰的自然规律,形成一个稳定的策略。这种类似于生物进化论的动态博弈方式被称为进化博弈论。最终形成的策略成为进化稳定策略(ESS)。

本文基于进化博弈论的研究方法,对传统银行和影子银行二者的合作进行预测,并判断何时能够达到二者自然选择合作策略。基于进化博弈论的基本理论,我们假设传统银行和影子银行都是有限的理性人,对两个博弈方不再细分其内部的个体,并且假设传统银行与影子银行的最大的区分是是否受监管当局监管。

三、影子银行和传统银行合作问题的进化博弈分析

我们粗略地假定我国金融市场中有传统银行机构和影子银行两类机构,而双方面临的选择只有合作和不合作两种策略,自我的选择和其他群体的选择都将影响自身与他人的收益。他们都将依据这种相对收益率不断地调整自己的策略。两个群体不断地博弈交流,最终通过物竞天择、适者生存的进化法则自发进化到具有稳定性的均衡状态――进化稳定策略(ESS)。

1.博弈双方的得益

我们先假设传统银行和影子银行在非合作状态下的收益分别为Rc和RY。我们假设,当二者采取合作时,由于渠道拓宽,客户量增大以及销售效率提升,双方的收益将会增加Y,此时双方存在一个合作的成本分别Cc和CY,且我们假定c大于Cc,Y大于CY。根据上述假设,可以得到如表1所示的矩阵图。我们发现,如果传统银行与影子银行都是理性经济人时,表1的结果必然存在一个纯战略的纳什均衡(合作、合作);但是如果我们把前提假设放宽至有限理性,我们发展最后的进化稳定策略并非都是(合作,合作)

2.传统银行和影子银行的期望得益及其动态微分方程

假定当t时,x是传统银行群体中选择合作策略的银行占传统银行的且X(0,1),则选择不合作策略银行比例为1-x;同理,在影子银行群体中,y是选择合作策略的银行占影子银行的比例,且Y(0,1),则选择不合作策略的银行比例为1-y。

在传统银行群体中采取合作和不合作策略两类博弈方的期望得益分别为CHZ和CNH,群体平均期望得益为C:

3、基于传统银行群体和影子银行复制动态微分方程的分析

从(7)式可知,传统银行群体中选择合作策略博弈方的比例x的变化率与该类型博弈方的超额期望得益呈正相关关系,也与该类型博弈方的比例x呈正相关。

当y=时,,传统银行中选择 合作 策略的银行的比例的变化率为0,即采取合作策略的博弈方比例不会发生变化,此时传统银行群体处于稳定状态。当,即采取合作策略的银行获得超额收益,那么,选择不合作策略的银行将逐渐发现并调整策略的策,选择合作策略,选择合作的比例x会向趋近1,此时是该群体复制动态下的一个ESS。当,即采取合作策略的博弈方的期望得益小于群体平均得益。那么, 选择合作策略的银行也会逐渐选择不合作策略,采取合作策略的博弈方数量会逐渐减少,直到X=0 ,此时是该群体复制动态下的另一个ESS。下图1给出了上述三种情况 的动态变化的相位图和稳定状态。

同理可知影子银行群里的情况。当,在影子银行里选择合作策略银行比例y的变化率为0 ,即y不会发生变化,此时影子银行群体处于稳定状态。当0,即选择合作的影子能够获得超额收益,此时采取不合作策略的银行将会调整策略,最终选择合作,之后y会向趋近1,当y=1时,该群体处于进化稳定策略。当,表示,选择合作的影子银行不能获得超额收益,甚至所获得的收益低于平均收益,故而采取合作策略的银行数量会调整策略,y会向趋近0,此时是该群体复制动态下的另一个进化稳定策略。下图2给出了上述三种情况的动态变化的相位图和稳定状态。

4. 传统银行与影子银行合作的进化博弈系统复制动态分析将传统银行和影子银行两个特殊群体类型的比例变化复制动态的关系用一个坐标平面图表示,可得到下图3:

从图 3中A、B、C和D四个区域我们可发现,传统银行和影子银行的合作博弈过程中,最终会趋向(0,0)和(1,1)这两个进化稳定策略。同时,若传统银行与影子银行是处于 B区域时,二者将收敛到进化稳定策略(1,1),即采用合作策略;而传统银行与影子银行在C区域时,二者将收敛到进化稳定策略(0,0),即采用不合作策略,当他们处在A和D 两个区域时,二者是否选择合作是不确定的。传统银行和影子银行能够选择合作策略由双方合作后的收益增加量与成本决定。想要增加B区域的面积,提高传统银行与影子银行趋向纳什均衡(合作、合作),有两种方法。一是在传统银行与影子合作时他们的收益增加量c和Cc不变时,让二者的合作成本Cc和CY越小;二是当双方的初始合作成本Cc和CY一定时,提高双方获得的合作收益增加量Y。

四、政策建议

通过进化博弈论,我们对传统银行与影子银行的合作博弈动态过程进行了分析。我们发现,二者存在着都选择合作和都选择不合作两种进化稳定策略。而决定他们选择哪种策略的主要两个因素是合作后的收益的增加量大小和合作之时的成本高低。收益增加量越大,成本越小,传统银行与影子银行越有可能选择合作。因此如何增加合作后的收益,降低合作时的成本是目前金融监管改革的重要目标之一。从增加合作效益与降低双方的合作成本的思路出发,当局者多制定出几种传统银行与影子银行合作的模式,如:建立个人征信体系。传统银行凭借多年的行业地位与广大的客户流量,可建立一个巨大的个人征信大数据系统。除此之外,影子银行体系中,如信托公司、P2P网贷平台等等可添加其他辅助信息,完善个人征信系统。我国若能建立一个完善的个人征信系统,能够有效减低二者,甚至其中任意一方的借贷成本,从而促进双方的合作。除此之外,我国政府应该给予影子银行合法地位,在宏观环境、法律政策、金融监管等多个方面搭建影子银行与传统银行之间的联动平台,助力传统银行与影子银行在合作时降低成本,提高收益。从而对影子银行的无监管转变为间接监管,对传统银行的过度监管转变为简政放权。这样才能形成一个有活力、有动力的金融市场。

【参考文献】

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[2] 黄敏镁.基于演化博弈的供应链协同产品开发合作机制研究[J].中国管理科学.2010(06).

[3] 蒋国银,胡斌,钱任.进化博弈视角下移动服务商合作行为分析[J].运筹与管理.2010(05).

[4] 李波,伍戈.影子银行的信用创造功能及其对货币政策的挑战[J].金融研究. 2011(12).

[5] 袁增霆.中外影子银行体系的本质与监管[J].中国金融.2011(01).

传统文化相对稳定性篇6

关键词: 线性系统 稳定性 MATLAB 控制系统校正

引言

稳定性是系统能在实际中应用的首要条件。因此,如何分析系统的稳定性并找出保证系统稳定的措施,便成为自动控制理论的一个基本任务[1]。线性系统的稳定性取决于系统本身的结构和参数,而与输入无关。线性系统稳定的条件是其特征根均具有负实部,在实际工程系统中,为避开对特征方程的直接求解,就只好讨论特征根的分布,即看其是否全部具有负实部,并以此来判别系统的稳定性,由此形成了一系列稳定性判据,而且这些方法都已经过了数学上的证明,是完全有理论根据的,是实用性非常好的方法[5]-[8]。在MATLAB未产生前,由于自动控制系统的复杂性,判别稳定性计算量非常大,而采用了MATLAB以后,稳定性分析将变得很简单。采用MATLAB还可以对复杂的控制系统进一步进行分析和设计。

1.控制系统稳定性定义

关于稳定性的定义有许多种,较典型的说法有两种:一种是由俄国学者李雅普诺夫首先提出的平衡状态稳定性,另一种指系统的运动稳定性。对于线线控制系统而言,这两种说法是等价的。根据李雅普诺夫稳定性理论,线性控制系统的稳定性可以定义如下:若线性控制系统在初始扰动的影响下,其过渡过程随着时间的推移逐渐衰减并趋向于零,则称该系统为渐近稳定,简称为稳定;反之,若在初始扰动影响下,系统的过渡过程随时间的推移而发散,则称系统为不稳定。由上述稳定性定义可以推知,线性系统稳定的充分必要条件是:闭环系统特征方程的根都具有负实部,或者说闭环传递函数的极点均位于左半S开平面(不包括虚轴)[1]。

2.系统稳定性分析方法概述[2]

在经典控制理论中,常用时域分析法、复域分析法或频率分析法来分析控制系统的性能。不同的方法有不同的适用范围,下面对上述方法进行具体研究。

2.1时域分析法

在经典控制理论中,时域分析法是一种直接在时间域中对系统进行稳定性分析的方法,具有直观、准确的优点,并且可以提供系统时间响应的全部信息。在时域分析系统的稳定性,必须研究在输入信号作用下,当时间t趋于无穷时,系统的输出响应趋于最终期值h(∞)。显然,一个稳定的系统,其时域响应曲线必须是衰减的。

2.2复域分析法

在复域中进行系统稳定性分析,尤其当系统参数K的变化时,选定合适的参数范围使系统达到所需要稳定要求。有两种方法:一是直接法,即对于较易得到系统闭环传递函数的场合,直接求出系统所有闭环极点,判断是否都具有负实部来确定系统的稳定性;二是根轨迹法,利用系统开闭环传递绘制根轨迹,由线性系统稳定的充分必要条件:闭环传递函数的极点均位于左半S开平面(不包括虚轴),确定使根轨迹在左半S开平面部分时参数范围为系统稳定的区域。

2.2.1直接法

若n≤2,可直接求取其特征方程根(即闭环极点)来判断系统稳定性,即使(1)有待定参数,也容易求出特征方程根的一般形式,但对于求取n>3的高阶系统特征方程式的根很麻烦,所以对高阶系统一般都采用间接法来判断稳定性,在时域中常采用间接方法是代数判据(也称劳斯判据)。

2.2.2根轨迹法

根轨迹法是一种图解方法,这种方法是根据系统开环零、极点的分布来研究系统中可变参数变化时,系统闭环特征根的变化规律,从而研究系统的稳定性。因此,根轨迹法在控制系统的分析和设计中是一种很实用的工程方法。它的最大特点是能够很清晰地了解到闭环特征根的分布,一目了然地得出系统稳定时参数的取值范围,并且不必求出系统的闭环传递函数,适用于较复杂系统。根轨迹法的关键环节就是能够正确地绘制出系统的根轨迹,简单根轨迹可用试探法绘制,复杂根轨迹则应利用其绘制基本规则进行绘制。

2.2.3频域分析法

频域分析法是应用频率特性研究系统的一种经典方法,以系统的频率特性为数学模型,用bode图或其他图表作为分析工具。当系统的开环传递函数表达式不易求出,就无法应用代数判据或根轨迹法判断闭环系统的稳定性,此时应用频率稳定判据就非常方便。其前提条件就是要正确地把系统的频率特性绘制成曲线,常用的频率特性曲线大致有三种:幅相曲线(极坐标图);bode图,也称为对数频率特性曲线;对数幅相曲线(尼科尔斯图)。曲线的绘制可根据系统的开环频率特性的表达式通过取值描点法、叠加法绘制根轨迹草图,或利用MATLAB等计算机辅助工具来实现[4],[7]。

3.MATLAB实现系统稳定性分析[6],[8]

3.1时域分析法判断系统的稳定性

程序如下:

num=[50];den=[13-10];

[num1,den1]=cloop(num,den);

impulse(num1,den1)title(‘impulse response’)

程序中num为开环传递函数分子系数矩阵,den为分母系数矩阵。

系统的稳定性,是指系统在遭受外界扰动偏离原来的平衡状态,当扰动消失后,系统自身仍有能力恢复到原来平衡状态的一种能力[3]。从图1可以很直观地看出该系统是稳定的。

3.2直接判定法

根据稳定的充分必要条件判别线性系统的稳定性,最简单的方法是求出系统所有极点,并观察是否含有实部大于0的极点,如果有,系统则不稳定。然而实际的控制系统大部分都是高阶系统,这样就面临求解高次方程,求根工作量很大,但在MATLAB中只需分别调用roots(den)或eig(A)即可,这样就可以由得出的极点位置直接判定系统的稳定性。

创建M文档,命名为00.m,在M文档中输入如下程序:

G=tf([1,7,24,24],[1,10,35,50,24]);

roots(G.den{1})

运行结果:ans=

-4.0000

-3.0000

-2.0000

-1.0000

由此可以判定该系统是稳定系统。

3.3轨迹法判断系统的稳定性

MATLAB控制工具箱中提供了rlocus函数,来绘制系统的根轨迹,利用rlocfind函数,在图形窗口显示十字光标,可以求得特殊点对应的K值,进而分析系统稳定性情况。

已知一控制系统,H(s)=1,其开环传递函数为:

selected_point=0+1.4373i

k=6.1979

p=-3.0178

0.0089+1.4331i

0.0089-1.4331i

光标选定分离点,程序结果为:

selected_point=-0.4194-0.0076i

k=0.3850

p=-2.1547

-0.4226+0.0069i

-0.4226-0.0069i

上述数据显示了增益及对应的闭环极点位置。由此可得出如下结论:

(1)0

(2)k=0.4时,对应为分离点,系统处于临界阻尼状态;

(3)0.4

(4)k=6时,系统有一对虚根,系统处于临界稳定状态;

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(5)k>6时,系统的一对复根的实部为正,系统处于不稳定状态。

3.4Nyquist曲线判断系统的稳定性

已知一控制系统,H(s)=1,其开环传递函数为:

创建M文档,命名为01.m,在M文档中输入如下程序:

den1=[1,3,2,0];%求系统开环传递函数

Gs1=tf(num1,den1);

Gs2=tf(num2,den1);

%求系统闭环传递函数

Hs=1;

Gsys1=feedback(Gs1,Hs);

Gsys2=feedback(Gs2,Hs);

t=[0:0.1:25];

Figure(1);

%绘制闭环系统阶跃响应曲线

Subplot(2,2,1);step(Gsys1,t);

Subplot(2,2,3);step(Gsys2,t);

%绘制开环系统的nyquist图

Subplot(2,2,2);nyquist(Gs1);grid on;

Subplot(2,2,4);nyquist(Gs2);grid on;

奈氏稳定判据的内容是:若开环传递函数在s平面右半平面上有P个极点,则当系统角频率X由-∞变到+∞时,如果开环频率特性的轨迹在复平面上逆时针围绕(-1,j0)点转P圈,则闭环系统是稳定的,否则是不稳定的。

当k=3时,从图3(a)中可以看出,Nyquist曲线不包围(-1,j0)点,同时开环系统所有极点都位于s平面左半平面,因此,根据奈氏判据判定以此构成的闭环系统是稳定的,这一点也可以从图2(a)中系统的单位阶跃响应得到证实,从图3(a)中可以看出系统大约23s后就渐渐趋于稳定。当k=9时,从图3(b)中可以看出,Nyquist曲线按逆时针包围(-1,j0)点2圈,但此时P=0,所以根据奈氏判据判定以此构成的闭环系统是不稳定的,图3(b)的系统阶跃响应曲线也证实了这一点,系统一直振荡不定。

4.应用MATLAB设计全状态反馈控制器实现系统的校正[3],[7],[9]

因为由初始条件和参考输入引起的系统过渡过程的特性直接取决于极点,所以极点配置设计的目的是使用反馈使得系统的过渡过程能够在一个可以接受的时间周期内衰减消失。状态反馈是将系统的每一个状态变量乘以相同的控制增益矩阵F,然后反馈到输入端与参考输入相加形成控制律,作为受控系统的输入。如果一个系统是能控的,且其所有变量均可用于反馈,则可应用全状态反馈控制式u(t)=-Fx(t)将闭环系统的极点配置在s平面的任意位置。

例:求控制增益矩阵F,使例1给出的系统在受u(t)=-Fx(t)控制时,原系统一对不稳定极点1.0000+3.0000i,10000-3.0000i,被重新配置在-1.0000和-1.5000位置,其余极点不变。绘出加入全状态反馈控制器后系统的零点极点图(图4),判定系统稳定性。通过仿真脉冲响应来验证稳定性,并和原系统响应作比较。

解:(1)判断原系统是否能控。根据矩阵A和B,利用MATLAB可以判断例1给出的系统是能控的。

(2)求控制增益矩阵F。得F=[18.00004.6250-0.4690-1.0625]。

(3)用MATLAB绘制出校正后系统的零点、极点图、校正前后系统脉冲响应对比图(图5)。

由于将原系统不稳定的极点进行了重新配置,原系统得到了校正,由不稳定系统变成了稳定系统。

5.结论

控制系统的稳定性对于建造系统或设计系统有着重要意义,也是对系统进行综合的主要依据,分析系统的稳定性,便成为研究自动控制理论不可缺少的内容。本文总结了系统稳定性分析的方法。通过MATLAB的工具箱可以很容易地绘制处系统的根轨迹、时域响应、频域响应,使得分析系统的稳定性变得快捷方便。最后应用MATLAB设计控制器,实现了对系统性能的改善。

参考文献:

[1]胡寿松.自动控制原理[M].北京:科学出版社.

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[3]刘豹.现代控制理论[M].北京:机械工业出版社,1989.

[4]楼顺天,于卫.基于MATLAB的系统分析与设计――控制系统[M].西安:西安电子科技大学出版社,1999.

[5]任金霞,黄运强.基于MATLAB的自动控制系统稳定性分析[J].江西有色金属,2002,9(3):43-45.

[6]王双红.基于MATLAB的控制系统稳定性分析[J].中原工学院学报,2007,18(5):53-55.

[7]薛定宇.反馈控制系统设计与分析――MATLAB语言应用[M].北京:清华大学出版社,2000:206-209.

[8]燕碧娟,王春花,雄小燕.控制系统稳定性分析及MATLAB实现[J].机械工程与自动化,2006(2):111-113.

传统文化相对稳定性篇7

论文摘要:平台式惯性导航系统依靠由陀螺稳定的机械平台,为导航系统和姿态稳定系统提供测量基准,平台稳定回路是其中事关导航精度的关键部分。对平台稳定回路进行了建模,将模糊控制和带多个修正因子的模糊控制方案引入平台稳定回路的双闭环回路系统,并对此控制方案进行了仿真分析,理论上证明了模糊控制方案在平台稳定回路控制中的可行性。

论文关键词:稳定回路 双闭环控制 模糊控制

1964年美国的L.A.Zadeh教授创立了檬朔集合理论,提出用“隶属函数”概念来定量描述事物模糊性,奠定了模糊数学的基础。1974年英国的E.H.Mamdani研制出第一个模糊控制器,近几年模糊控制已经应用于生活的各领域。模糊控制是一种基于专家知识的控制系统,本文将模糊控制引人平台稳定回路控制,理论研究了引入模糊控制器后系统整体性能,为模糊控制在稳定回路中的工程应用奠定理论基础。

1惯导平台的稳定原理与稳定回路的组成

1.1惯导平台的稳定原理

三轴液浮积分陀螺稳定平台,具有三条参数不同而基本工作原理相同的伺服回路通道,用以保证平台台体相对于惯性空间稳定。当台体转动时,陀螺转子的主轴相对惯性空间要保持稳定,陀螺传感器输出陀螺主轴相对惯性空间的角差信号,经过放大和校正后馈送到平台力矩电机,力矩电机产生扭转力矩,使平台向减少角差的方向扭转,直至信号器输出为零,平台相应轴完成对陀螺主轴跟踪,平台稳定于惯性坐标系内。

1.2惯导平台的稳定回路的结构组成平台稳定回路是一个位置反馈控制系统,组成如图1所示。

2惯导平台稳定回路双闭环控制分析框图与被控对象数学模型

平台稳定回路的单闭环控制只有位置反馈环,本文研究平台稳定回路的双环控制,在位置环之内再加一个速度反馈,形成双闭环控制系统。平台稳定回路的双闭环控制框图如图2。

图2中:日为液浮积分陀螺的角动量;为陀螺传感器的放大倍数;K为耦合放大器和前置放大器的总放大倍数;伺服分解器变比系数;KI功率放大器放大倍数;力矩马达放大倍数;校正网络放大倍数;Wa(s)校正网路;J内框组合件绕轴的转动惯量;J2浮筒组件绕进动轴的转动惯量;C:积分陀螺阻尼系数;力矩马达电枢绕组电磁时间常数;K反馈系数。

平台稳定回路单通道双闭环开环传递函数,如式(1)所示。

除校正环节外将上式代人参数,得到平台稳定回路系统被控对象如式(2)。

3平台稳定回路双闭环系统模糊控制研究

平台稳定回路二维模糊控制示意图如图3所示。

3.1稳定回路模糊控制器设计

3.1.1清晰量的模糊化

本文中模糊控制输入变量为:陀螺的定轴和平台坐标系的角差e和其增量e,模糊控制输出变量:

3.1.2模糊控制规则

经过长期工程实践的经验总结,得到的平台稳定回路模糊控制规则,如表1所示。

本文共用了49条模糊控制语句;

3.1.3模糊控制查询表

运用Mandani推理法进行模糊推理,根据最大隶属度原则进行解模糊化处理后,由表1得到模糊控制量查询表的三维输出曲线如图5所示,模糊控制量查询表如表2所示。

3.1.4模糊控制器性能分析

在单位阶跃输入(1rad)时系统响应如图6所示:

稳定回路设计要求的性能指标为:超调量不大于20ch,;调整时间不大于0.3s;振荡次数不大于2。

如图6所示,系统在单位阶跃输人下,响应曲线的超调量为5%;上升时间为0.1S;调整时间为0.3s;振荡次数为1。性能指标满足回路设计指标要求。

3.2带多个修正因子的模糊控制

对二维模糊控制系统而言,当误差较大时,控制系统的主要任务是消除误差,这时对误差在控制规则中的修正加权应该大些;相反,当误差较小时,此时系统已经接近稳态,控制系统的主要任务是使系统尽快稳定,为此必须减少超调,这样就要求在控制规则中误差变化起的作用大些,即对误差变化加权大些。这就要求考虑在不同的误差等级引入不同的加权因子,以实现对模糊控制规则的自调整。

带有多个修正因子的模糊控制算法表达式如下:

即得到模糊控制和带修正因子的模糊控制器在单位阶跃输入(1rad)时,系统响应比较图如图7所示。

由图7可知,系统在带多个修正因子的模糊控制器控制下,单位阶跃响应的超调量减小,达到稳态的速度更快,系统性能得到改善。

4结论

传统文化相对稳定性篇8

关键词:改进的多岛遗传算法;动力总成悬置系统;稳健性;隔振

中图分类号:U464 文献标识码:A 文章编号:1005-2550(2015)01-0006-07

引言

汽车发动机在工作中产生的不平衡力和力矩及路面的不平度是引起汽车振动的主要激振源。对发动机悬置参数(如安装位置、角度、刚度和阻尼等)进行优化,可以有效降低动力总成系统和车架之间的双向振动传递,改善整车的NVH性能[1]。因此,对动力总成悬置系统的优化设计显得尤为重要。

汽车动力总成悬置参数的设计是一个多参数、多目标优化问题,可以通过移频、解耦、降低支撑处的响应力等多种途径来优化悬置参数。文献[2-4]从能量解耦法角度出发,通过设计悬置系统的刚度、安装位置或角度使得系统的固有频率合理分配和动力总成在垂向和绕发动机曲轴扭转方向振动解耦度提高,文献[5]从降低悬置系统的振动传递率出发,达到很好的隔振效果。另外,在优化求解过程中存在许多局部最优解,选择合适的优化算法避免出现局部代替整体的情况显得十分重要[6]。

多岛遗传算法是经过改良的遗传算法,主要特点是把整个种群分成若干个子种群,在每个子种群中进行传统遗传算法的所有操作,并且在每个子种群中选定一些个体定期地迁移到另外的岛上,然后继续进行遗传操作。通过这种迁移操作可以维持群体的多样性,能更有效的搜索全局解空间的最优解,但还是会有可能出现早熟现象。改进后的多岛遗传算法可以通过动态调节交叉和变异概率克服多岛遗传算法的早熟现象,加入的退火操作提高多岛遗传算法的局部寻优能力。这对于动力总成悬置系统参数的优化求解具有一定的价值。

本文综合考虑动力总成悬置系统能量解耦和振动传递率,建立了多目标悬置系统优化模型,应用改进后的多岛遗传算法进行优化求解。优化实例表明,优化后的悬置系统刚度稳健性较好,各阶模态频率分布更加合理,能量解耦度得到显著提高。在实车工况下,对整改前后的悬置系统隔振率进行测试,结果表明,整改后系统隔振性能得到了一定程度上的提高,优化效果较为显著。

4 蒙特卡罗法的稳健性分析

上节的优化计算是在悬置系统的刚度是完全可控的前提下计算得到的,但在实际生产中悬置的主刚度会在一定的范围内波动,存在一些不确定因素,很难从工艺上保证刚度的精确度,从而会导致悬置系统的静变形和解耦度的变化。因此有必要对悬置系统的主要刚度进行稳健性分析。

本文采用Monte Carlo法对悬置系统的主要刚度进行稳健性分析。Monte Carlo法通过产生服从一定分布的随机变量,计算响应值的分布情况,以确定变量的变化对响应值的影响程度[9]。假定刚度值按正态分布,变化范围为±10%,以此进行稳健性分析。图3至图6为优化前后的悬置系统垂向和侧倾方向的耦合度分布概率图。

由图5可知,优化后的垂直方向解耦度最低为93%,最高为99%,差值为6%。同样在侧倾方向上,最高耦合度和最低耦合度的差值8%,且能量解耦度主要集中在90%左右。因此可以看出,优化后的系统解耦度满足稳健性要求。

5 实验验证

发动机在怠速工况时,产生的振动放大效应最强,悬置元件所承受的支撑力最大,损坏最大,因此,本文在优化设计时主要考察怠速工况的振动,从而达到改善其隔振性能的目的。隔振效果差说明振动传递量大,反之则好[10]。

为了验证优化后悬置系统的隔振性能,对优化前后各悬置元件的垂向加速度信号进行采集,并通过计算获取各悬置单元的隔振率,以评价悬置系统的隔振性能。采用KISTLER加速度传感器拾取加速度信号,利用LMS SCADAS采集仪和LMS Test. Lab软件进行数据采集与分析,测点布置在悬置元件与动力总成和车架连接处的上下两点。根据优化前后结果,匹配动力总成悬置系统的悬置元件,在样机改进前后重新对动力总成悬置系统进行原地驻车怠速工况下隔振试验,试验测试图如图6所示,试验悬置测点布置如图7所示。

将优化结果应用到原型卡车中,在驻车怠速工况下,并与原悬置件进行隔振率对比测试,试验结果如表7所示。在此基础上进行了原地加速隔振率测试试验,对优化前后悬置系统的加速度隔振率进行对比,如图9所示(限于篇幅,仅给出前左悬置隔振率随发动机转速的提高的变化图)。

从表7可知,怠速工况下,优化后悬置系统各悬置元件的隔振率在优化后都在20 dB以上,相比于优化前均有一定程度的提高。从图8可见,在不同转速下,优化后前左悬置元件的隔振率相比优化前也均有一定程度的提高,优化后整个悬置系统的隔振性能得到了提高,优化达到预期的效果。

6 结语

本文综合考虑了动力总成悬置系统能量解耦和振动传递率,应用改进后的多岛遗传算法进行悬置系统优化设计。仿真结果表明,优化后悬置系统刚度稳健性较好,各阶模态频率分布更加合理,能量解耦度得到显著地提高。根据优化结果,对样车悬置系统的悬置元件进行整改,对整改前后的实车进行测试,试验表明整改后系统隔振性能得到一定程度上的提高,优化效果较为显著。本文的优化方法在改善动力总成悬置系统隔振性能方面具有一定的实际意义和工程应用价值。

参考文献:

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传统文化相对稳定性篇9

随着技术的发展,电力系统的运行不断完善。电力系统是人们日常生活基础建设,对社会民生稳定有重要的影响作用。由于一些因素,影响电力系统运行稳定性。使用电力系统调控技术,能够保证电力系统安全可靠的运行,提高人们的生活质量。如何对影响电力调控运行的因素进行改进和处理,成为电力企业需要完善和改进的地方。

关键词:

电力调控;重要性;管理

电力系统的运行安全和我国社会民生稳定有重要的联系,因此电力系统的发展不断完善。由于技术以及自动化设备的发展,越来越多的电力企业相继建立。由于管理制度以及相应的技术不完善,导致实际电力调控系统在运行过程中出现不稳定的现象。电力系统调控的不稳定,会影响整体电力系统运行质量以及电力系统的设备等,降低人们的生活质量。本文通过对电力调控的重要性,以及影响电力调控的因素进行分析,研究如何完善现有的电力调控技术,保证电力系统的稳定运行。

一、电力调控运行概述以及重要性分析

(一)电力调控运行概述以及现状分析

电力系统是居民生活重要的保障系统,电力调控是调控电力系统重要的组成部分,监控电力系统稳定运行。用于电力调控主要的设备包括变压器,断路器等,当电路中的电流发生故障,断路器会自动切断电源,避免电力系统整体受到威胁。目前我国对于电力系统调控技术的发展有待于完善,电力调控技术在发展过程中,经常会出现一些因素,影响电力调控的稳定运行。电力企业对于电力工作人员的聘用没有制定标准的规范,导致电力工作人员综合素质不稳定,对后期电力调控工作产生影响。对于电力工作人员还存在安全意识比较淡薄,导致在电力调控过程中,出现安全隐患。电力调控系统本身因素,导致运行质量下降。例如电力系统调控程序的错误,以及相关的质量因素,影响电力调控运行的稳定性。由于环境对电力系统的影响,例如暴雨或是刮风天气,导致电力调控运行不稳定。对于电力设备的保护管理制度不完善,使电力调控运行质量下降,影响电力系统整体电能输送质量。

(二)电力调控能够保障人们的日常生活

电力调控运行稳定,能够保障人们日常生活需要。人们家庭用电需要电力系统的支持,企业办公用电需要电力系统的支持,工业生产需要电力系统的支持,这些都需要电力系统发挥重要的作用。但由于部分地区电能供应不足,对于电力系统的运行不能及时进行监控,导致实际电力系统运行出现故障,影响实际电力系统运行。电力调控稳定运行,还能够保证居民日常用电安全。通常电力系统由于电压或是电流的不稳定,容易发生安全隐患。电力调控系统中,包括对电力系统运行进行监控的设备。能够精确的检测到电力系统运行出现的错误,以及通过计算机程序能够对出现的错误进行分析。自动化技术的发展,能够使电力系统自动切断电源,保护电力系统整体运行安全,避免电力系统错误造成更大的损失。

(三)电力调控运行能够优化电力系统结构

电力调控技术结合自动化以及信息技术的发展,能够优化电力系统结构。传统的电力系统在进行电能传输过程中,需要对传输过程进行控制,保证传输过程的稳定性。同时还需要一些其他的辅助设备,对电力传输等进行控制。电力调控能够完善现有的电力系统结构,对人员规模进行完善。使用自动化设备进行控制,能够减少人员使用数量,从而降低电力企业人力资源成本支出。自动化设备以及信息技术的发展,在缩减人员规模的同时,还能够扩大电力系统的覆盖范围。使用电力调控技术对电力系统进行控制,能够保证电力系统的稳定性。由于用电的复杂性不断增加,因此需要更多的技术对电力系统进行控制。对电力系统的调控技术,应用较多的新技术。新技术具有较强的稳定性,能够保证电力系统运行稳定,同时对技术的改进有奠定基础作用。

二、电力调控运行管理措施分析

(一)从电力工作人员方面进行改进

从电力工作人员方面进行改进,能够完善电力调控运行质量。对工作人员进行培训,能够提高工作人员综合素质。同时对于企业内的工作人员,可以设置激励制度,结合工作情况进行激励考核,提高电力工作人员专业技能。对于电力工作人员对于自动化设备的操作技术,应该增加模拟操作训练次数。由于大多数自动化设备都结合了信息技术的特点,而电力工作人员对于计算机操作不熟练,会影响实际设备操控。同时优化对电力工作人员的管理,使电力工作人员更具有专业性。

(二)从电力企业方面进行改进

从电力企业方面进行改进,能够完善电力调控运行质量。电力企业领导对电力调度的重视程度,与电力企业的工作质量有直接关系。但一般的电力企业领导层,对于电力调控质量的重视力度不够,有待于进一步加强。企业领导层应该进一步提高对电力调控质量的重视程度,才能够促进员工高质量的完成调度工作。同时企业领导层对电力系统调度重视程度,会潜移默化影响员工对于电力调度的重视程度,二者具有成正比的关系。领导层重视电力系统调度,不仅需要对电力系统调控质量重视,还需要电力系统运行安全性重视。对员工进行系统安全运行宣传,保证电力系统本身的安全性同时,也要保证自身安全。

(三)从管理制度方面进行改进

从管理制度方面进行改进,能够完善电力调控运行质量。现有的电力调控运行管理制度存在相应的缺陷,导致电力系统调控运行出现问题。完善现有的管理制度,能够保证电力系统的稳定运行。对电力工作人员交接班时间进行管理和控制,明确交接班的具体工作人员,防止在交接班时间内,出现电力系统运行质量问题。对于电力系统的监控以及对设备的查看工作,应该进行严格的制度管理。一般情况下,由于电力系统使用自动化机械设备,电力工作人员会忽略对设备的看管,造成懈怠的现象。这种情况下,容易产生调控运行质量下降的问题。对电力系统设备进行合理的管理,防止环境因素造成设备运行质量下降的问题。在设备正式被用到电力系统之前,需要对电力系统进行调试,保证电力系统运行的稳定性。设备调试过程中出现的错误,应该及时解决和处理,避免在后期使中出现运行错误。根据设备对环境的要求,进行设备管理。由于电力设备一般被使用在野外,因此应该设置保护装置,对自动化以及计算机设备进行相应的保护。

三、结语

对电力调控运行进行改进,可以从电力工作人员的综合素质改善方面进行改进,结合电力企业领导层对电力系统调控质量的重视程度,完善相应的管理制度,提高电力系统运行的稳定性。电力调控运行质量得到保证,能够保证人们的日常生活需要,以及办公以及工业生产用电需要,促进社会的可持续发展。

参考文献

[1]卢智勇.简析电力调控运行的重要性及其管理[J].建筑工程技术与设计,2016(27):1532-1532.

[2]刘春,胡斐.电力调控运行的重要性及其优化管理[J].大科技,2016(15):67-68.

传统文化相对稳定性篇10

乳化炸药混装车控制系统总体设计

1PLC控制系统设计步骤

PLC控制系统设计的基本步骤包括:(1)分析工艺流程和控制要求;(2)确定输入/输出设备;(3)选择合适的PLC;(4)I/O点分配;(5)设计软件及硬件,如图2所示。图2PLC控制系统设计步骤

2乳化炸药混装车控制系统设计

由于乳化炸药混装过程环境复杂、危险,需测控的信号量大,特要求控制系统具有较强的实时性、可靠性和传输性。其结构示意图如图3,通过传感器将液位、流量、温度等信号输入PLC,运用PLC控制现场设备的运行。该系统采用液压和电器驱动,水相流量计和油相流量计把水相和油相材料流量信号传输给PLC控制系统,PLC把接受的信号处理后传输给控制水相泵和油相泵两只电液的比例阀,使泵送量实现闭环控制、自动跟踪等功能。乳化器的转速也是在PLC的控制下稳定到工艺要求的速度。串联在油相、水相管路上的两只电磁阀随着乳化器的开、停而开、停。溶液箱装有液位、温度传感器,燃油箱装有液位传感器,当溶液箱或燃油箱液位低于下限或溶液箱温度低于设定值时,PLC发出报警信号。当油相或水相输送流量低于设定值时,水相、油相流量计将这一信号反馈给PLC控制系统,并马上报警停机。乳化器入口处装有压力传感器,出口处装有温度传感器,螺杆泵出口处装有压力传感器,当超温或超压时都会报警停机。干料螺旋装有转速传感器,PLC根据转速传感器及设定转速进行实时闭环控制。敏化剂箱装有液位传感器,有低位报警功能,PLC通过流量计的反馈信号控制步进电机调整流量计开度,以保证流量达到要求,串联在敏化剂管路上的电磁阀随乳化器的开、停而开、停。通过安装在液压油箱上的温度传感器,PLC控制散热器风扇的起停。

3流量控制系统设计