時間：2023-03-21 17:12:29
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隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，用電設(shè)備對電源的要求不斷提高，開關(guān)電源正逐步向著高效率、大功率密度、高可靠性、低電磁抗干擾、無噪聲、維修方便等方向發(fā)展。瞬時同步整流技術(shù)由于實現(xiàn)簡單，響應(yīng)速度快和具有自然限流等優(yōu)點而得到廣泛地應(yīng)用。
本文在分析DC-DC技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)之上，用Buck電路，運用MAX767系列芯片研究一條簡潔的途徑實現(xiàn)DC-DC直流變換，即應(yīng)用同步整流技術(shù)控制方法，來實現(xiàn)變換器高效工作。該變換器主電路結(jié)構(gòu)簡單可靠，可以實現(xiàn)輸入：DC4.5～5.5V，輸出DC5V/3.3A的設(shè)計。
分析其系統(tǒng)工作原理的過程，為該變換方法和應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)，通過同步整流技術(shù)的方法和應(yīng)用MOSFET管的設(shè)計，較理想的實現(xiàn)了DC-DC變換器的設(shè)計要求。
最后，運用這些設(shè)計成功的設(shè)計出DC-DC直流變換器。
本文主要介紹Buck電路和MAX767系列DC設(shè)計，工作原理和主要參數(shù)的設(shè)計，并對系統(tǒng)的外特性和穩(wěn)定性作了分析。
關(guān)鍵詞：DC-DC直流變換;同步整流技術(shù);MOSFET管
Abstract
Withthedevelopmentoftheelectronictechnology,thehigherrequirementofPowerSupplyareraisedincludinghighefficiency,highpowerdensity,lowEMI,andrapiddynamicresponse.Ahysterics-bandinstantaneouscurrentcontrolPWMTechniqueispopularlyusedbecauseofitssimplicityofimplementation,fastcurrentcontrolresponse,andinherentpeakcurrentlimitingcapability.
Thedesignofthefoundationofupper，withbuckcircuit，handlemax767serieschiplookintoaslipofcompactavenuerealizedc-dcdirectcurrenttransform，namelyapplicationsynchronousrectificationtechnicalcontrolmeans，camerealizeconvectorhighlyactivewroughtofthetextatanalysesdc-dctechnologicaldevelopment.beone''''sturnconvectortrunkfeederstructuresimplicitycredibility，couldrealizeimport：DC4.5～5.5v，outputdc5V/3.3A
Boththatofanalyseshissystemprincipleofoperationcourse，forbeone''''sturntransformmethodandapplicationsupplyknowclearlyrationale，throughthemediumofsynchronousrectificationtechnicalmeansandapplicationMOSFETtabledesign，compareidealrealizeknowclearlydc-dcconvector''''designrequirement.
Atthelast，handlethesebedesignedforwrought''''thoughtoutdc-dcdcconverterto.
Thedesign，combineversussystemicexternalcharacteristicandstabilitydidknowclearlyanalysesofthebothtextmostlyintroducebuckcircuitandmax767seriesDCdesign，principleofoperationandmajorparameter.
keyword：dc-dcdirectcurrenttransformsynchronousrectificationtechnologymosfettube。
主電路的設(shè)計
電力電子技術(shù)是以電力為對象的電子技術(shù)，它在主要任務(wù)是對電能進行控制和交換?，F(xiàn)在電力電子技術(shù)已成為信息產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之間的重要接口、弱電與被控強電之間的橋梁。
從SCR、IGBT、SITH；從相控整流電路及周波變換電路到脈寬調(diào)制和高頻斬波電路，現(xiàn)代電力電子技術(shù)正逐漸向集成化、高頻化、全控化、電路弱電化、控制數(shù)字化和多功能化發(fā)展，本文所討論的充電機系統(tǒng)就是現(xiàn)代電子技術(shù)的產(chǎn)物。
2.1整流濾波電路
整流電路由三相整流橋、充電電阻R、短路開關(guān)S和濾波電容C1構(gòu)成。
當(dāng)電路加電時，開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，電網(wǎng)通過整流橋和充電電阻R向電容C1充電。電阻限流作用，防止加電時產(chǎn)生沖擊電流。
當(dāng)電容充電結(jié)束后，開關(guān)S閉合，將限流電阻R短路，電路進入正常工作狀態(tài)。開關(guān)S的動作是由控制電路中的軟啟動電路實現(xiàn)的。
由于整流濾波電路所使用的是不控制元件，對電網(wǎng)影響較少，同時，以軟啟動過程所實現(xiàn)可防止潮涌電流的產(chǎn)生。
2.2主電路的選型
開關(guān)電源的電路拓撲結(jié)構(gòu)眾多，其中正激式、反激式和半橋型適合小功率電源使用，全橋型適合大功率電源使用，其中正激電路又可以分單管正激和雙管正激等多種。電路形式的最終確定，需要根據(jù)設(shè)計任務(wù)書和實際應(yīng)用場合的具體情況來確定。
一般來說，功率很小的電源（1-100W），采用電路簡單、成本低的反激型電路較好；當(dāng)電源功率在100W以上且工作環(huán)境干擾很大、輸入電壓質(zhì)量惡劣、輸出短路頻繁時，則應(yīng)采用正激型電路；對于功率大于500W、工作條件較好的電源，則應(yīng)采用半橋或全橋電路較合理；如果對成本要求比較嚴，可以采用半橋電路；如果功率很大，則應(yīng)采用全橋電路；推挽電路通常用于輸入電壓比較低、功率較大的場合。充電機的核心部分是DC/DC功率變換電路。DC/DC變換器一般可分為自激式和他激式兩種。自激式變換電路輸出功率較小，頻率不易控制，只用于較小故在此只介紹他激式變換電路，在他激式變換電路中，開關(guān)管的控制信號是由可調(diào)頻率的震蕩器給出的。下面對它激式變換電路的組成部分分別加以說明。
目錄
摘要I
AbstractII
第一章緒論1
1.1PWM技術(shù)歷史和現(xiàn)狀1
1.2高頻軟開關(guān)逆變式充電機2
第二章主電路的設(shè)計3
2.1整流濾波電路3
2.2主電路的選型4
2.3軟開關(guān)技術(shù)的基本概念6
2.4軟開關(guān)技術(shù)的提出與發(fā)展7
2.5工作過程分析9
2.6全橋型電路的主電路元氣件參數(shù)的確定12
2.7輸出濾波電路的設(shè)計16
第三章濾波電路和主電路的計算18
3.1濾波電感18
3.2濾波電容19
3.3開關(guān)器件的設(shè)計20
3.4主電路設(shè)計的具體計算22
3.5驅(qū)動電路的設(shè)計27
第四章控制電路的設(shè)計及保護電路的實現(xiàn)31
4.1控制方案的確定31
4.2PWM信號的產(chǎn)生33
4.3移相及互鎖電路36
4.4開關(guān)信號的產(chǎn)生38
4.5恒流控制電路的設(shè)計39
4.6調(diào)節(jié)器電路的設(shè)計41
4.7保護電路設(shè)計42
在學(xué)生愿意主動來到課堂學(xué)習(xí)的前提下，吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更為重要。為了可以讓學(xué)生興趣盎然地參與到教學(xué)過程中來，教師在能講述知識的前提下，還要能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，喚起學(xué)生的求知欲望。在這方面，教師可以結(jié)合實際應(yīng)用，講述一些射頻集成電路在日常生活中的應(yīng)用。比如，美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SIA）總裁兼執(zhí)行長BrianToohey曾指出：“從物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車、智能家居等市場都可以看出，半導(dǎo)體普遍出現(xiàn)在每一種產(chǎn)品類型中，而且正變得無處不在。”僅僅在我們每天使用的智能手機中就包含RF收發(fā)器、功率放大器、天線開關(guān)模塊、前端模塊、雙工器、濾波器及合成器等關(guān)鍵射頻元件。而且有報告指出，2011年這些射頻器件的市場規(guī)模為36億美元，預(yù)計2011~2015年的年復(fù)合增長率為5.6%，到2016年主要的射頻器件市場將達47億美元。此外，目前應(yīng)用比較廣泛的WiFi及物聯(lián)網(wǎng)都與射頻集成電路有著密切的關(guān)系。這些切實應(yīng)用由于與學(xué)生的生活以及將來的就業(yè)息息相關(guān)，因此，相關(guān)內(nèi)容的講述能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
二、如何讓學(xué)生成為課堂的主人
“以教師為中心”“以灌輸為主要形式”的傳統(tǒng)教學(xué)方式已經(jīng)無法適應(yīng)新時代的需求。如果教師僅根據(jù)教材對內(nèi)容進行枯燥的講解，無法抓住學(xué)生的注意力，學(xué)生很容易溜號，影響課堂教學(xué)質(zhì)量。因此可以通過引進研究型教學(xué)模式、師生互動來活躍課堂氣氛。所謂“研究型教學(xué)模式”即將教師由知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的指導(dǎo)者，將學(xué)生由被動的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥膶W(xué)習(xí)。如何使學(xué)生成為課堂的主人，在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的問題意識是課堂教學(xué)的有效手段，教師可以通過創(chuàng)設(shè)開放的問題情景，引導(dǎo)學(xué)生進入主動探求知識的過程，使學(xué)生圍繞某類主體調(diào)查搜索、加工、處理應(yīng)用相關(guān)信息，回答或解決現(xiàn)實問題。比如，以射頻技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用為開放課題，學(xué)生通過查資料，分析整理，更深刻體會了射頻技術(shù)在智能家居、交通物流、兒童防盜等方面的應(yīng)用，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中主動把“自我”融入到課程中，敢于承擔(dān)責(zé)任，善于解決問題。
三、讓學(xué)生走上講臺
學(xué)生是課堂的主人，因此，可以改變以往教師在講臺上講、學(xué)生坐在下面聽的傳統(tǒng)教學(xué)模式。讓學(xué)生走上講臺可以將傳統(tǒng)的講授方式轉(zhuǎn)換為專題研討的教學(xué)模式。教師可以提前布置專題內(nèi)容，如射頻器件模型、射頻電路設(shè)計、射頻技術(shù)發(fā)展、射頻技術(shù)的應(yīng)用及未來發(fā)展趨勢等。有個專題內(nèi)容作為核心，學(xué)生可以在老師的指導(dǎo)下通過檢索資料，組織分析資料，最終走上講臺向老師和其他學(xué)生講述相關(guān)的內(nèi)容。通過幾年的實踐，發(fā)現(xiàn)這樣可以增加學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和自覺性、同時也能使學(xué)生對相關(guān)的問題發(fā)表各自的觀點，形成對問題各抒己見、取長補短的研討學(xué)習(xí)方式，大大拓寬學(xué)生的知識面以及綜合表述能力。
四、通過實踐教學(xué)加深理解理論教學(xué)內(nèi)容
理論教學(xué)是掌握一門技術(shù)的基礎(chǔ)，但實踐教學(xué)也是必不可少的。學(xué)生在掌握一定的基礎(chǔ)理論的同時，須要通過設(shè)計實踐來強化鞏固。實踐教學(xué)的引入，不僅能夠加深學(xué)生對理論知識的深入理解，洞悉細節(jié)，提高學(xué)生的動手能力，還可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維及科研能力。因此，教師可以通過設(shè)置幾個開放的課程設(shè)計內(nèi)容來讓學(xué)生主動研究探索。在本課程的教學(xué)中，本人已經(jīng)有計劃地進行了實踐教學(xué)活動，例如，在實踐教學(xué)中，曾經(jīng)給學(xué)生布置了“用于GPS的低噪放電路設(shè)計”的實踐設(shè)計。在該設(shè)計過程中，學(xué)生須要深入理解多方面知識，比如明確GPS的頻段、確定低噪放的電路結(jié)構(gòu)，并有效評估電路性能等。為了課程設(shè)計的順利進行，學(xué)生須要進行查閱分析資料、軟件安裝、軟件學(xué)習(xí)、電路設(shè)計、課程論文撰寫等幾個環(huán)節(jié)的分析設(shè)計工作，并最終在實踐中系統(tǒng)深刻地理解掌握課程的理論內(nèi)容，為以后的工作及深造打下堅實的基礎(chǔ)。
五、鼓勵學(xué)生參與科研項目
關(guān)鍵詞：輸配電系統(tǒng)規(guī)劃；遺傳算法；最短路算法；啟發(fā)式方法
1、引言
從物理或數(shù)學(xué)意義的角度講，不同電壓等級網(wǎng)絡(luò)的綜合規(guī)劃對獲得全局最優(yōu)解，得到總體上最大的經(jīng)濟效益是必要的。然而，輸配電系統(tǒng)的同時綜合規(guī)劃長期以來并不被人們所重視，在實踐中，人們普遍采用將各電壓等級系統(tǒng)分層規(guī)劃的策略。造成這種狀況的原因主要是：
①輸配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同，進而導(dǎo)致優(yōu)化算法不同；
②各電壓等級綜合規(guī)劃導(dǎo)致問題規(guī)模激增。另外，各級電網(wǎng)的分層管轄也是造成分層規(guī)劃的一個實際原因。
本文對多電壓等級、不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的輸配電系統(tǒng)綜合規(guī)劃問題進行了研究，提出了基于知識的最短路遺傳算法的解決方法[1].文獻[1]利用最短路遺傳算法求解了配電系統(tǒng)重構(gòu)問題。實際上，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃問題與網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)問題可被看成一類問題，只不過是弧費用的計算方法不同而已，即規(guī)劃問題的弧費用需要用分段函數(shù)來表示，從而考慮固定投資和不同的線型。
2、不同電壓等級的開環(huán)系統(tǒng)綜合規(guī)劃
在電力系統(tǒng)中，為了避免電磁環(huán)網(wǎng)，高中壓配電網(wǎng)必定是開環(huán)運行的。這時就能利用能生成樹狀網(wǎng)絡(luò)的最短路遺傳算法來求解不同電壓等級的開環(huán)系統(tǒng)綜合規(guī)劃問題。對于規(guī)劃問題中根據(jù)安全性和可靠性的要求需要閉環(huán)設(shè)計的系統(tǒng)，可以先應(yīng)用本文的方法得到樹狀網(wǎng)絡(luò)，然后采用文獻[2]的方法進行專門的聯(lián)絡(luò)線優(yōu)化，以構(gòu)成環(huán)網(wǎng)。最短路遺傳算法是在同一個電壓等級中實現(xiàn)的[1]，這樣才能直接將負荷潮流迭加到各弧的流量上。對于多電壓等級系統(tǒng)，只需仿照標(biāo)幺值計算的原理將各電壓等級的電氣量折算到某一選定的電壓等級上，就可以采用最短路遺傳算法進行網(wǎng)絡(luò)的全局優(yōu)化。
3、開環(huán)與非開環(huán)混合輸配電系統(tǒng)綜合規(guī)劃
如果需要進一步將開環(huán)與非開環(huán)系統(tǒng)綜合規(guī)劃，或配電系統(tǒng)允許弱環(huán)運行，最短路遺傳算法就不能直接應(yīng)用了。
但是，經(jīng)過下述2個改變以后，最短路遺傳算法即可近似地求解上述問題了。
3.1節(jié)點入度限制
首先，應(yīng)允許在不需要放射運行的節(jié)點構(gòu)成環(huán)。這可通過檢測和限制節(jié)點入度數(shù)的方法來實現(xiàn)。最短路遺傳算法中，在形成尋路網(wǎng)絡(luò)Gm時，當(dāng)某個中間節(jié)點k的入弧數(shù)Nin-x-m=1時，則其余指向該節(jié)點的有向?。ǔ绷鞅貫?）均舍棄，這保證了最終形成的網(wǎng)絡(luò)為放射狀?，F(xiàn)在，對每一節(jié)點規(guī)定最大入弧數(shù)，即最大入度Nin_k_MAX，若節(jié)點k屬于放射狀運行系統(tǒng)，則令其為1，否則令其為該節(jié)點最大允許的進線數(shù)。Nin_k_m記錄節(jié)點k入弧數(shù)的變化情況，其初始值為0，并有機會逐漸增加。當(dāng)時，其余指向該節(jié)點的有向?。ǔ绷鳛?）均舍棄。即實現(xiàn)了不同運行方式系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的要求。經(jīng)過以上改進的最短路遺傳算法就可以解決開環(huán)與非開環(huán)系統(tǒng)綜合規(guī)劃在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面的要求。雖然，從原理上說它得到的只是較優(yōu)解。
但可證明當(dāng)各負荷大小趨近于0時，這種方法得到的解就會與全局最優(yōu)解一致。當(dāng)負荷越大時，其解越可能偏離最優(yōu)解，因為此時該負荷有很大可能是由多個實際電源點供電。由于負荷通常在較低電壓等級，而允許成環(huán)網(wǎng)運行的網(wǎng)絡(luò)是在很高的電壓等級，且低壓負荷的容量比高壓環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中元件的容量要小得多，所以，可近似地認為負荷點是由一個（實際）電源點供電，因此用最短路遺傳算法獲得的解將接近于實際最優(yōu)解。
3.2有功潮流
由于網(wǎng)孔的出現(xiàn)，使得以負荷復(fù)電流（或功率）直接迭加構(gòu)成線路中潮流的方法失去了合理性。因為只有一個虛擬源點，對于同時由2條以上供電路徑供電的節(jié)點來說，可能會導(dǎo)致矛盾的節(jié)點電壓。為了避免這種情況，此時可只考慮有功功率的優(yōu)化。實際上對于允許環(huán)網(wǎng)的系統(tǒng)規(guī)劃問題，現(xiàn)有的方法[3]也全是只考慮有功優(yōu)化，而無功配置和電壓控制由專門的無功優(yōu)化來完成。這是因為：一方面，無功設(shè)備的投資一般要比線路、變壓器和有功電源的投資小得多；另一方面，無功潮流在一定程度上可獨立于有功潮流的控制。
4、基于知識的高效最短路算法
盡管最短路遺傳算法不會有維數(shù)災(zāi)問題。
但是基本的Dijkstra最短路算法的計算時間復(fù)雜性是O（N2），其中N是規(guī)劃問題的網(wǎng)絡(luò)流模型的節(jié)點數(shù)，因此，基于最短路算法的局部優(yōu)化算法的計算時間復(fù)雜性是O（N3）（認為負荷數(shù)與節(jié)點數(shù)成一定比例）；若遺傳算法的種群個體數(shù)和最大代數(shù)取固定值，則最短路遺傳算法的計算時間復(fù)雜性是O（N3）?？梢婋S問題規(guī)模的增大，最短路遺傳算法的計算時間也將很長。實際上，直接在輸配電系統(tǒng)規(guī)模非常龐大的網(wǎng)絡(luò)上利用常規(guī)的最短路算法為某一個負荷點尋找供電路徑是很不必要的。對于一個負荷點來說，整個系統(tǒng)中可能為其供電的元件只是很小的一部分。如果能根據(jù)輸配電系統(tǒng)的實際信息把這一小部分元件提取出來后再應(yīng)用最短路算法，則最短路算法的尋路時間將大大縮短。而由前面的分析可知，最短路算法的計算時間復(fù)雜性決定了整個算法的計算時間復(fù)雜性。我們稱這個被提取出來供尋找負荷m的最經(jīng)濟供電路徑的網(wǎng)絡(luò)為尋路網(wǎng)絡(luò)Gm.用以提取尋路網(wǎng)絡(luò)的方法應(yīng)具備以下特點：
①易于計算機實現(xiàn)。
②在保證不丟失最優(yōu)解的基礎(chǔ)上，盡可能縮小尋路網(wǎng)絡(luò)。下面，以一個實例來說明如何實現(xiàn)基于輸配電系統(tǒng)知識的最短路算法。
若現(xiàn)有10kV，66kV，220kV，3個電壓等級系統(tǒng)，要尋找負荷m的最優(yōu)供電路徑，則可按以下步驟提取尋路網(wǎng)絡(luò)Gm.
（1）將輸配電系統(tǒng)按電壓等級分層，負荷點通常在最底層10kV層，虛擬電源點在最高電壓等級層220kV層。
（2）定義元件Aij到負荷點m的距離為式中為元件Aij的起點坐標(biāo)；XB-ij、yE-ij為元件Aij的終點坐標(biāo)；Xm、Ym為負荷點m的坐標(biāo)；Kij-m為元件Aij到負荷點m的距離調(diào)節(jié)系數(shù)，通常取1，可用于考慮一些特殊供電情況。按最大供電半徑Rm選擇出可能給負荷點m供電的10kV區(qū)域：若10kV元件（線路、變壓器或變電站）與負荷點m的距離大于Rm，則認為其不可能為m供電，因此不加入尋路網(wǎng)絡(luò)。反之，則將相應(yīng)的元件加入負荷點m的尋路網(wǎng)絡(luò)。
（3）通常希望盡可能通過具有主干線型或可靠性高的主干網(wǎng)絡(luò)傳送電能，并且減少電能在主干線型和次要線型間的轉(zhuǎn)換。因此，規(guī)定最大精細尋路半徑rm.在此半徑之外，凡是具有非主干線型或位于次要分支線路或非主干路由（對于規(guī)劃問題由于許多路由上線型未確定，因此這里用“非主干路由”一詞）上的元件都不加入尋路網(wǎng)絡(luò)，而在此半徑之內(nèi)的元件全加入尋路網(wǎng)絡(luò)。
（4）經(jīng)上述步驟形成的10kV系統(tǒng)范圍內(nèi)的尋路網(wǎng)絡(luò)Gm_10包含有若干66kV/10kV變電站，它們對于10kV負荷點m來說是可能的供電點，而對于66kV系統(tǒng)來說是可能的負荷點。對這些變電站的每一個均采用與步驟（2）、（3）類似的方法，可得到其在66kV系統(tǒng)范圍內(nèi)的尋路網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)的并集構(gòu)成負荷m在66kV系統(tǒng)范圍內(nèi)的尋路網(wǎng)絡(luò)Gm_66.
（5）同理，Gm_66中所包含的220kV/66kV變電站也可看成220kV系統(tǒng)的負荷點。采用與步驟（4）同樣的方法可獲得負荷點m在220kV系統(tǒng)范圍內(nèi)的尋路網(wǎng)絡(luò)Gm_220.當(dāng)然，Gm_66中也可能包含發(fā)電廠，此時，可認為其是通過一條無損耗、無費用的虛擬弧，由設(shè)于220kV系統(tǒng)的虛擬源點供電。
（6）獲得負荷點m在整個輸配電系統(tǒng)的尋路網(wǎng)絡(luò)為顯然，經(jīng)過以上步驟處理后，得到的負荷點m的尋路網(wǎng)絡(luò)Gm要比初始的整個網(wǎng)絡(luò)要小得多，因此最短路算法的計算量也將大大縮小。
5、結(jié)論
本文對多電壓等級、不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的輸配電系統(tǒng)的綜合規(guī)劃問題進行了研究。在解決了電壓等級折算問題后，給出了基于最短路遺傳算法的純開環(huán)輸配電系統(tǒng)綜合規(guī)劃的方法。以此為基礎(chǔ)，通過控制節(jié)點出入度，并且只針對有功潮流進行優(yōu)化，又提出了開環(huán)與非開環(huán)混合的輸配電系統(tǒng)綜合規(guī)劃問題的近似解決方法。為了解決輸配電系統(tǒng)規(guī)模大而造成的計算量問題，給出了基于輸配電系統(tǒng)知識的最短路算法的實現(xiàn)方法。
參考文獻
[1]余貽鑫，段剛（YuYixin，DuanGang）?；谧疃搪匪惴ê瓦z傳算法的配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)（Shortestpatyalgoithmandgeneticalgorithmbaseddistributionsystemreconfiguration）[J].中國電機工程學(xué)報（ProceedingsoftheCSEE），2000，20（9）：44-49.
設(shè)備安裝
1)總配電柜掛墻安裝底邊距地1．2m，配電箱為嵌墻暗裝，安裝高度為底邊距地面1．4m。2)除注明外，開關(guān)底邊距地1．3m、插座底邊距地0．3m暗裝。開關(guān)選用蹺板開關(guān)，插座均采用安全型插座。
導(dǎo)線選擇及敷設(shè)
1)室外電源進線由上一級配電開關(guān)確定校驗后再行最終確定。2)進線選用YJV22-1kV鎧裝銅芯電力電纜，應(yīng)急照明支線選用ZR-BV-500V銅芯阻燃導(dǎo)線;照明支線選用BV-500V聚氯乙烯絕緣銅芯導(dǎo)線。干線、分干線沿橋架或穿SC鋼管暗敷設(shè);支線均穿SC管沿墻及樓板暗敷設(shè)，保護層厚度不小于15mm。3)消防配電線路敷設(shè)具體要求可參見《建筑設(shè)計防火規(guī)范》相關(guān)條文。
照明系統(tǒng)
1)光源:一般場所選用T8三基色熒光燈管配節(jié)能型電子鎮(zhèn)流器或緊湊型三基色節(jié)能燈。2)在走廊、主要出入口等處設(shè)置疏散照明。安全出口燈、疏散指示燈，以及應(yīng)急照明燈采用帶蓄電池的燈具，應(yīng)急照明供電時間應(yīng)保證不低于30min。應(yīng)急照明燈具應(yīng)帶不燃型保護罩。應(yīng)符合GB13495和GB17945國家標(biāo)準(zhǔn)。3)照明配電裝置的線路，增設(shè)一根PE保護接地線。4)開關(guān)、插座和照明燈具靠近可燃物時，應(yīng)采取防火保護措施。其他類型燈具防火保護措施可參見《建筑設(shè)計防火規(guī)范》相關(guān)條文。
節(jié)能措施
1)光源:燈具均選用三基色燈具高效節(jié)能型，熒光燈燈管為節(jié)能型三基色T8燈管。采用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，燈頭補償功率因數(shù)應(yīng)大于0．9。熒光燈燈具效率應(yīng)滿足GB50034-20043．3．2-1表要求。照明燈具選擇鎮(zhèn)流器應(yīng)符合GB50034-20043．3．5表要求。2)照度要求:門廳100lx，走道50lx，宿舍100lx，圖書閱覽室300lx，活動室100lx。3)照明功率密度最大值要求:門廳6W/m2，走道4W/m2，宿舍7W/m2。圖書閱覽室11W/m2，活動室7W/m2。
避雷、接地系統(tǒng)及安全防范措施
1公寓樓避雷
1)此項公寓樓工程避雷級別按三類設(shè)計。公寓樓的避雷設(shè)施應(yīng)能滿足阻止直擊雷和雷電波的侵入，在地下1層總配電箱旁設(shè)總等電位箱。2)接閃器:在公寓樓屋頂避雷接閃器為10的鍍鋅圓鋼;避雷帶在檐口頂板明敷或在屋面明敷;網(wǎng)格公寓樓應(yīng)小于20m×20m或者24m×16m，采用鍍鋅圓鋼作避雷帶支架，支架間距為1m，高為0．1m。避雷帶與做引下線的柱內(nèi)主筋應(yīng)可靠焊接，所有外露焊接部分應(yīng)做防腐。3)接地極與引下線的施工做法按相關(guān)圖集及規(guī)范要求設(shè)計，這里不再詳述。
2接地系統(tǒng)及安全措施
1)本公寓樓的各接地系統(tǒng)的接地共同采用同一的接地極，接地電阻要求應(yīng)小于1Ω，實測電阻不滿足要求時，要增加人工接地極。2)在公寓樓的地下室設(shè)總等電位聯(lián)結(jié)，要求MEB箱應(yīng)與各類金屬管道及強，弱電進線管以及避雷引下線和基礎(chǔ)接地極等做必要聯(lián)結(jié)。3)公寓樓的接地形式為TN-C-S系統(tǒng)，電源線在入樓處做重復(fù)接地。4)引至進線柜PE母排的MEB線采用BV-1×16銅線，穿PC25管沿墻、地板暗敷設(shè)，其余MEB線采用40×4鍍鋅扁鋼沿地下室底板暗敷設(shè)，預(yù)埋件與基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)連接，做法參見國標(biāo)02D501-2。5)水平與豎向敷設(shè)的金屬管道及橋架兩端就近與接地干線相連。6)過電壓保護:在總電源配電柜內(nèi)設(shè)置第一級電涌保護器(SPD)。7)綜合布線引入端等處設(shè)過電壓保護裝置。8)接地支線必須獨立和接地干線相互聯(lián)結(jié)。9)帶有淋浴設(shè)施的廁所應(yīng)設(shè)局部等電位聯(lián)結(jié)，并在廁所內(nèi)引兩根大于16鋼筋到LEB箱，應(yīng)將廁所的金屬管件做聯(lián)結(jié)，局部等電位箱暗裝底距地0．3m。
綜合布線系統(tǒng)
1)由室外引來的數(shù)據(jù)網(wǎng)線(大對數(shù)電纜)至1層的弱電總箱，再由配線柜配線給各層的用戶。機房設(shè)備由電信部門設(shè)計，本設(shè)計僅負責(zé)總配線架以下的配線系統(tǒng)。2)本公寓樓網(wǎng)絡(luò)和通訊設(shè)計為非屏蔽綜合布線系統(tǒng)，出橋架后穿鍍鋅鋼管暗敷。網(wǎng)絡(luò)的垂直干線選擇光纖，水平一般可以選用超5類電纜。3)語音與數(shù)據(jù)插座，可用RJ45超五類型插座。
近年來，我國電子技術(shù)獲得突飛猛進發(fā)展，新型元器件和集成電路得以廣泛應(yīng)用，電集成化與復(fù)雜化顯然已成為新時期電路設(shè)計的發(fā)展趨勢。為更好滿足當(dāng)代電路設(shè)計需求，利用電子線路CAD技術(shù)取代傳統(tǒng)的手工操作很有必要。在電子線路CAD技術(shù)的輔助下，電路設(shè)計的精密度將獲得可靠保障。電子線路CAD技術(shù)的應(yīng)用，其實是電路設(shè)計者在電路設(shè)計理論上具有可行性的基礎(chǔ)上，通過計算機繪圖、設(shè)計軟件等工具，完成實際的設(shè)計工具。在電子線路CAD技術(shù)的幫助下，電路設(shè)計工作的效率與質(zhì)量均將得以顯著提升。目前，電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用主要包括以下內(nèi)容：
1.1電路圖的設(shè)計。作為電子設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計結(jié)構(gòu)完善、功能全面的電路圖很有必要，這是確保電子設(shè)計最終產(chǎn)物能夠正常使用的根本保障。在電子設(shè)計者進行電路原理圖的設(shè)計工作時，完全可以借助Protel工具，實現(xiàn)原理圖的輸入。Protel蘊藏著資源豐富的電子器件庫，在Protel的輔助下，設(shè)計者在繪圖期間能夠結(jié)合設(shè)計需求，靈活使用各類電子器件，大大簡化了設(shè)計的工作量，同時提高了電路原理圖的精密度。譬如，使用者繪制完成元器件后，可以根據(jù)自己的想象，將其放在任何一個位置，僅需通過拖動就能實現(xiàn)，無需進行其他調(diào)整參數(shù)等操作。
1.2模擬數(shù)據(jù)。電子線路CAD技術(shù)還能起到模擬數(shù)據(jù)的作用，以便設(shè)計者根據(jù)模擬電路運行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，檢驗電路設(shè)計有無異常。同時，可結(jié)合模擬數(shù)據(jù)，對電路進行更深層次的分析。Protel軟件本身自帶多種模擬功能，設(shè)計者可通過模擬功能的運用，對電子設(shè)計在通電情況下的溫度、瞬態(tài)、靈敏度等情況有一個初步的了解，以確保該電路的功能是否達到預(yù)期效果。另外，還可利用數(shù)據(jù)模擬，了解電路各環(huán)節(jié)的運行情況，以便設(shè)計者及時察覺線路異常，并盡快采取措施進行調(diào)整。
1.3設(shè)計PCB板。利用Protel軟件，將電路設(shè)計圖進行布線，最終形成的電路板即為PCB板。PCB板的設(shè)計，離不開電路原理圖的導(dǎo)入，而電路原理圖的導(dǎo)入工作，勢必需要借助Protel軟件的數(shù)據(jù)模擬功能。同時，為確保PCB板的設(shè)計達到理想效果，電路原理圖與PCB板中的各類元器件的電氣特點務(wù)必要保持一致。只有這樣，設(shè)計者才能借助Prote軟件的布線功能完成布線工作，并在后期，通過人工調(diào)整的方式，進一步改善布線工作的效果，使電路布線更加精確、整潔。
2運用電子線路CAD技術(shù)提高電子設(shè)計課程教學(xué)質(zhì)量的有效建議
電子線路CAD課程是一門理論與實際結(jié)合性很強，具有一定實踐性的新興課程，是當(dāng)代電子信息技術(shù)專業(yè)的核心課程之一。電子線路CAD課程的主要目的，是幫助鍛煉學(xué)生PCB板的設(shè)計能力，能夠結(jié)合設(shè)計需要，完成各種類型的PCB板布局與布線。作為電子信息技術(shù)專業(yè)的高職學(xué)生，務(wù)必要掌握：CAD軟件的應(yīng)用能力、原理圖繪制能力、原理圖元件制作能力。PCB板設(shè)計能力、新元件封裝制作能力、單面PCB板設(shè)計與編輯。雙面PCB板設(shè)計與編輯，并了解一定的有關(guān)多層PCB板設(shè)計與編輯以及電子線路仿真知識。結(jié)合電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用情況來看，為能有效完成電子線路設(shè)計工作，全面落實電子線路CAD技術(shù)的教學(xué)很有必要。然而，從目前教學(xué)工作開展情況來看，在高職電子設(shè)計課程的教學(xué)工作中，電子線路CAD技術(shù)的應(yīng)用并沒有達到理想效果。學(xué)生在對電子線路CAD技術(shù)始終無法真正掌握電子線路CAD技術(shù)，也不能通過靈活應(yīng)用該技術(shù)，順利完成電子設(shè)計工作。學(xué)生對該技術(shù)的學(xué)習(xí)，往往只是停留在對理論知識的理解，對實踐操作方面的內(nèi)容，多呈現(xiàn)出臨時性記憶的特點，一旦離開教師的輔導(dǎo)或一定時間未接觸，就會出現(xiàn)無從下手的情況。針對這一問題，結(jié)合發(fā)達國家成功經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)運用以行動為向?qū)У捻椖拷虒W(xué)法效果更佳。告知電子設(shè)計課程在教學(xué)過程中，應(yīng)遵循以下基本原則：
（1）先整體后具體。在開展CAD技術(shù)的教學(xué)工作時，教師應(yīng)提前對該技術(shù)的應(yīng)用價值與學(xué)習(xí)意義進行介紹，告知學(xué)生這一知識要點的學(xué)習(xí)難度與學(xué)習(xí)目的，使學(xué)生做好充分的心理準(zhǔn)備后，再進行各項目的教學(xué)與實踐；
（2）循序漸進。學(xué)生初步接觸CAD技術(shù)時，教師注意引導(dǎo)學(xué)生進行簡單嘗試，帶領(lǐng)學(xué)生運用該技術(shù)進行難度系數(shù)低的電子設(shè)計，然后不斷增減難度，由淺入深，加強學(xué)生運用該技術(shù)的能力。比如說，相較于高頻電子產(chǎn)品，低頻電子產(chǎn)品的電路設(shè)計更為簡單，教師在帶領(lǐng)學(xué)生進行學(xué)習(xí)時，應(yīng)從低頻電子產(chǎn)品的設(shè)計入手，待學(xué)生完全掌握操作技能后，再逐漸轉(zhuǎn)向高頻電子產(chǎn)品的電路設(shè)計；
（3）鼓勵創(chuàng)新。在使用CAD技術(shù)進行電子設(shè)計時，教師應(yīng)在學(xué)生CAD技術(shù)掌握到一定程度時，鼓勵學(xué)生積極創(chuàng)新，進一步增強學(xué)生電子線路CAD技術(shù)應(yīng)用的靈活性；
（4）要求學(xué)生將理論落實到實踐。子在學(xué)生運用CAD技術(shù)完成電子設(shè)計任務(wù)時，教師應(yīng)要求學(xué)生將設(shè)計轉(zhuǎn)化為成品，而不是停留在電腦的設(shè)計。將設(shè)計轉(zhuǎn)化為成品，能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)成就感，使學(xué)生更加直觀的感受到CAD技術(shù)的魅力，今后愿意更加專注地投入學(xué)習(xí)。
3結(jié)束語
1RF2514的引腳功能
RF2514各引腳的排列如圖1所示。各引腳的功能如下：
引腳1，9（GND1，3）：模擬地。為獲得最佳的性能，應(yīng)使用較短的印制板導(dǎo)線直接連接到接地板。
引腳2（PD）：低功耗模式控制端。當(dāng)PD為低電平時，所有電路關(guān)斷。當(dāng)PD為高電平時，所有電路導(dǎo)通工作。
引腳3（TXOUT）：發(fā)射器輸出端。輸出為晶體管集電極開路（OC）方式，但需要一個提供偏壓（或匹配）的上拉電感和一個匹配電容。
引腳4（VCC1）：TX緩沖放大器電源端口。
引腳5（MODIN）：AM模擬或者數(shù)字調(diào)制輸入。信號通過該腳輸入可以把調(diào)幅信號或者數(shù)字調(diào)制信號加到載波上，而通過該腳外的一個電阻則可對輸出放大器進行偏置。該腳的電壓不能超過1．1V，過高的電壓可能會燒壞芯片。
引腳6（VCC2）：壓控振蕩器、分頻器、晶體振蕩器、鑒相器和充電泵電源。該端與地間應(yīng)連接一個中頻旁路電容。
引腳7（GND2）：數(shù)字鎖相環(huán)接地端。
引腳8（VREFP）：偏置電壓基準(zhǔn)端，用于為分頻器和鑒相器提供旁路。
引腳10，11（RESNTR－，RESNTR＋）：該腳可用來為壓控振蕩器（VCO）提供直流電壓，同時也可以對壓控振蕩器的中心頻率進行調(diào)節(jié)。10腳與11腳之間應(yīng)連一電感。
引腳12（LOOPFLT）：充電泵的輸出端。該腳與地之間的RC回路可用來控制鎖相環(huán)的帶寬。
圖2
引腳13（LDFLT）：用來設(shè)定鎖定檢測電路的閾值。
引腳14（DIVCTRL）：分頻控制端。該腳為高電平時，選中64分頻器，反之，選中32分頻器。
引腳15（OSCB）：設(shè)計時可將該腳直接連接到基準(zhǔn)振蕩器晶體管的基極，由于該基準(zhǔn)振蕩器的結(jié)構(gòu)是Colpitts的改進型，因此應(yīng)在15腳和16腳之間連接一個68pF的電容。
引腳16（OSCE）：設(shè)計時將該腳直接連接到基準(zhǔn)振蕩器晶體管的發(fā)射極，同時在該腳與地之間還應(yīng)連接一個33pF的電容器。
圖3
2RF2514的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
RF2514是一個具有鎖相環(huán)的AM／ASK甚高頻／超高頻發(fā)射器。它由功率放大器、集成壓控振蕩器、鑒相器和充電泵（PhaseDetector＆ChargePump）、分頻器（Prescaler32／64）、鎖存檢測（LockDe-tect）和直流偏置（DCBias）等電路組成，其原理框圖如圖2所示。
關(guān)鍵詞：負荷等級供電系統(tǒng)供電壓降接地
引言
磁懸浮制梁生產(chǎn)基地實際上是一個混凝土制品的生產(chǎn)基地。但是與其不同處是生產(chǎn)制造的每根軌道梁全長25M，重達180T，而且在每根梁上要精確安裝上使列車前進的長定子線圈的組裝件。所以同為混凝土制品廠，但生產(chǎn)工藝上有很大差別。加工制作軌道梁的主要生產(chǎn)工藝分：預(yù)應(yīng)軌道制作生產(chǎn)中間裝配出廠儲放等。在整個制作流程中，軌道梁需在臺座上保溫養(yǎng)護，在恒溫，恒濕的車間內(nèi)裝配加工。
作為向國際第一條用于商業(yè)運行的磁懸浮快速列車提供軌道梁的生產(chǎn)基地，其國際影響是很大的。而且磁浮交通的開通日期2003年1月已確定，根據(jù)倒計時，生產(chǎn)制作軌道梁的生產(chǎn)周期也相應(yīng)確定。對于時間緊磁懸浮制梁生產(chǎn)基地實際上是一個混凝土制品的生產(chǎn)基地。但是與其不同處是生產(chǎn)制造的每根軌道梁全長25M，重達180T，而且在每根梁上要精確安裝，制作技術(shù)含量極高的這樣一個國際少有國內(nèi)首創(chuàng)的磁懸浮制梁基地，要保證按時完成生產(chǎn)任務(wù)。除了工藝合理外，安全可靠的供電也是非常重要的。對于其供電負荷等級我國規(guī)范上還未明確規(guī)定，需要設(shè)計者對其供電系統(tǒng)負荷等級有個合理準(zhǔn)確的定位。
1.負荷等級的確定
制梁基地能否按時完成軌道梁制作，是與按時通車有著直接的關(guān)系。涉及到中國在國際上的聲譽，如果由于供電不可靠而造成180T梁報廢，其時間及經(jīng)濟損失是非常之大的，因此對于制梁基地的生產(chǎn)用電負荷為一級。保證了其供電的可靠性。對于一級負荷的要求，供電規(guī)范上有明確要求。一級負荷應(yīng)有兩個電源供電，當(dāng)一個電源發(fā)生故障，另一個電源應(yīng)保證供電。
2.供電電源確定
工藝提供的設(shè)備總裝機容量為13700KW，負荷分布在1.7公里廠區(qū)內(nèi)。從技術(shù)角度及供電規(guī)劃要求應(yīng)選用35KV供電，考慮到基地使用年限不長，因為該變電所使用年限僅為制梁結(jié)束就完成歷史使命。而且建一座35KV變電所的投資比較大。如何合理有效解決磁懸浮制梁生產(chǎn)基地電源是個重要問題。根據(jù)指揮部提供信息，磁浮交通的35KV牽引變電所已由供電局建成，考慮到目前由于磁浮交通還未建成變壓器為空載運行，可以從該變電所配出10KV電源，供制梁基地使用。這樣即節(jié)省投資又節(jié)省了建設(shè)35KV變電所的時間一舉兩得，經(jīng)與供電局協(xié)商解決了供電電源的問題。
3.變電所位置的確定
工藝提供了整個基地工藝流程圖，依據(jù)工藝設(shè)備的用電情況，集中設(shè)置10KW變電所顯然不合理，造成了電源不能深入符合中心，影響供電質(zhì)量，使得運行中損耗加大，根據(jù)工藝設(shè)備分布情況，將其分為四個供電區(qū)域（1）機加工灌漿車間（2）澆搗車間（3）提升泵房（4）生活區(qū)按用電情況由磁浮交通35KV變電所引出二路10KV電源每路10KV供電回路的負荷不超過6000KVA，滿足了10KV供電規(guī)則。分別設(shè)置10KV變電所，將10KV變電所設(shè)置在負荷中心減小了供電半徑提高了供電質(zhì)量，保證了供電的可靠性
4.供電系統(tǒng)
4.1機加工灌漿車間供電系統(tǒng)
機加灌漿車間是整個基地核心用電大戶，采用的設(shè)備大多為高精度數(shù)控設(shè)備，環(huán)境要求恒溫恒濕，所以對其供電負荷確定為一級，在車間旁設(shè)一座附設(shè)車間10KV變電所從磁浮交通引來兩路10KV電源，作為高壓進線并設(shè)高壓配出柜向其它10KV站饋電，其高壓系統(tǒng)為單母線分段，中間不設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，每段母線分別帶2臺變壓器1臺2500KVA，一臺2000KVA變壓器。低壓系統(tǒng)為單母分段中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，正常時母聯(lián)開關(guān)打開，變壓器為分別運行，當(dāng)一段母線失電，失電段上為非重要負荷由于失壓而自動跳閘，母聯(lián)開關(guān)自動合閘保證對重要負荷的供電連續(xù)性。這樣的系統(tǒng)不論任何一臺變壓器或一條線路失電均能保證生產(chǎn)工藝流程中的設(shè)備用電，大大提高了供電可靠性。
.3澆搗車間、提升泵站、鍋爐房供電系統(tǒng)
鍋爐房是作為工藝過程中的熱源，供電必須可靠，供電負荷等級為一級，選用兩臺箱式變，一臺為1000KVA，另一臺為1250KVA，高壓進線柜是利用環(huán)網(wǎng)柜向澆搗車間供電同時向攪拌站提升泵房箱式變供電。高壓開關(guān)采用負荷開關(guān)，變壓器配出開關(guān)采用高壓熔斷器保護，低壓配出開關(guān)均為大容量斷路器，分別向各車間泵站作放射式供電。車間配電為單母線分段中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，當(dāng)任何一段母線失電，其中段不重要負荷均設(shè)失壓脫扣，母聯(lián)開關(guān)自動合閘，保證對重要負荷供電。
4.3.1系統(tǒng)圖
4.3.2負荷統(tǒng)計
3#變電站1#變壓器
序號
負荷名稱
裝機容量
需用系數(shù)
cosφ
Tgφ
有功
無功
視在
（KW）
（KX）
（KW）
（KVAR）
（KVA）
1
澆搗車間
1402.5
0.4
0.8
0.75
557
418
696
2
提升泵
175.3
0.8
0.8
0.75
140
105
175
3
鍋爐房
40
0.8
0.8
0.75
32
24
40
4
機修車間
48
0.43
0.8
0.75
21
16
26
5
室外照明
175
0.78
0.8
0.75
136
102
170
小計
307
885
665
1107
補償cosφ至
0.9以上
250
補償后功率
885
415
978
選用1000KV變壓器
3#變電站2#變壓器
序號
負荷名稱
裝機容量
需用系數(shù)
cosφ
Tgφ
有功
無功
視在
（KW）
（KX）
（KW）
（KVAR）
（KVA）
1
澆搗車間
1402.5
0.4
0.8
0.75
557
418
696
2
備件連接體倉庫
1280.8
0.3
0.8
0.75
375
281
469
3
鍋爐房（備用）
40
0.8
0.8
0.75
32
24
40
4
提升泵（備用）
175.3
0.8
0.8
0.75
140
105
175
小計
2683.3
932
699
1165
補償cosφ至
0.9以上
300
補償后功率
932
399
1014
增加備用負荷后
2898.6
1104
828
1380
補償cosφ至
0.9以上
300
補償后功率
1104
528
1222
選用1250KV變壓器
4.4生活區(qū)供電系統(tǒng)
生活區(qū)是個臨時生活場所，包括職工食堂、職工宿舍，由于是臨時設(shè)施所以選用了線路變壓器組形式，變壓器容量為一臺315KVA低壓側(cè)有施工單位根據(jù)需要設(shè)置。
4.4.1系統(tǒng)圖
5.結(jié)論
5.1供電質(zhì)量
對于這樣一個大型工廠，雖然將電源引入到各負荷中心，但是由于其每個車間面積之大，對于供電半徑滿足要求還是很難實現(xiàn)，所以應(yīng)對車間內(nèi)每個供電回路作壓降校驗，如澆搗車間全長424米，其行車行程也接近424米，對保證電壓降，無法按常規(guī)方法去實現(xiàn)，按壓降計算公式U％=1/10U2(R0+X0tanΦ)PL分析,要保證壓降滿足5％,應(yīng)從R0、P、L參數(shù)著手改變，才能滿足電壓降要求，P為行車功率是無法改變，只有改變R0及L這兩種參數(shù)，才能達到而滿足壓降要求，（1）R0是滑觸線與接續(xù)導(dǎo)線的電阻，加大滑觸線及接續(xù)導(dǎo)線的截面積可以減小電壓降。（2）L為變壓器二次側(cè)至滑觸線最遠端的距離，縮短這段距離也能減少線路的電壓損失，加大了接續(xù)電纜與滑觸線截面積并將集電器安裝在滑觸線的1/4段及3/4段減小了供電距離，從而滿足了壓降要求，由于一段滑觸線有二點供電必須保證每相為同相位電源而且從同一變壓器引出。
5.2接地保護措施
本工程接地形式為TN-C-S系統(tǒng)，廠區(qū)接地采用工作接地、保護接地、防雷接地、防靜電接地、雷電感應(yīng)接地、弱點設(shè)備接地等聯(lián)合接地，其接地電阻不大于1歐姆，每個車間均設(shè)總等電位接地極MEB。PEN線進入車間后與MEB連接作為重復(fù)接地之后，PE線與N線始終分開，車間內(nèi)的所有電氣設(shè)備的金屬外殼及電纜橋架、金屬管道、鋼構(gòu)架在就近與接地裝置連接，對MCC電機控制中心的饋電回路上裝設(shè)漏電保護，一旦出現(xiàn)接地故障，即可報警又可以跳閘，保證了用電的可靠，和人生安全。
磁浮交通已于2003年1月順利通車了，磁浮交通制梁基地完成了其歷史使命。由于在電氣設(shè)計中充分考慮了其用電可靠性，使得在整個生產(chǎn)過程中沒有發(fā)生用電故障，保證了按時完成任務(wù)。設(shè)計選用的10KV箱式變也可以按當(dāng)初設(shè)想的搬遷到另一個工地。作為我國第一個磁浮交通制梁基地的設(shè)計還有不少經(jīng)驗教訓(xùn)可以總結(jié)，相信今后一定會越建越好。
ElectricalSystemDesignforMagnetic-FloatingRailBeamFabricatingSite
進入21世紀以來,我國酒店的設(shè)計因經(jīng)濟環(huán)境、客源結(jié)構(gòu)、管理制度等的轉(zhuǎn)變而發(fā)生著較大的變化,呈現(xiàn)了動態(tài)化、可持續(xù)的發(fā)展趨勢。主要反映在以下幾方面:
(一)設(shè)計理念的變化
酒店社會形象由注重標(biāo)志性而趨向社會服務(wù)性,其空間組織由封閉型趨向開放型,服務(wù)項目由綜合性趨向特色與個性。裝修風(fēng)格由單一趨向多元化,由只注重社會效益趨向更注重經(jīng)濟效益。
(二)服務(wù)項目的變化
1.客房
作為酒店主要服務(wù)項目之一的客房,其類別由過去雙人標(biāo)準(zhǔn)型客房為主趨向由含有單床間,雙床間、靈活的三床間、商務(wù)套房等多元型客房組成,客房平面形狀,面積大小也更趨多樣化。
2.餐飲空間
餐飲空間是酒店的重要組成部分,也是酒店變化最大的項目。過去酒店餐飲主要以住店客人為主,并較多的考慮“涉外”因素,普遍要求咖啡廳、正式西餐廳,封閉式酒吧等設(shè)置,因此,脫離了中國日益開放的國情,影響酒店餐飲經(jīng)濟效益。
(三)服務(wù)功能的變化
星級酒店已脫離過去僅僅“涉外”的封閉狀態(tài),而面向全社會,其服務(wù)功能呈社會化、大眾化的趨向,酒店餐飲、通訊錄健休閑、娛樂購物等都有市民參加,市民的婚慶、高考、會友等光顧酒店客房也是常事,而酒店客人也常依托社會設(shè)施進行多樣化消費,使之得以更好地生存和發(fā)展。
另外,由于酒店客源結(jié)構(gòu)的變化,不同客源需求不同層次的市場,要求市場定位和分工更加細化,使其服務(wù)功能更加專業(yè)化,服務(wù)功能多層次化。
二、星級酒店設(shè)計的基本理念
(一)人性化的設(shè)計準(zhǔn)則是星級酒店設(shè)計的主要方向
酒店是當(dāng)?shù)厣鐣蜕虡I(yè)人士聚集的場所,表現(xiàn)地位,顯示財富。在大量高檔材料的堆砌之下,裝修的豪華掩蓋了對消費者身心的關(guān)注與呵護。隨著社會的和諧發(fā)展,這種浮躁逐漸被人性化的設(shè)計理念所代替,并勢必成為星級酒店動態(tài)化設(shè)計的主要方向。因此,酒店設(shè)計應(yīng)為“舒適性設(shè)計”,滿足客人的精神追求,營造更為溫馨的環(huán)境氛圍,滿足人們求新、求異、求變的本性;擯棄繁瑣奢華、彰顯財富的設(shè)計手法,體現(xiàn)文化內(nèi)涵,以更親近自然的設(shè)計語匯體現(xiàn)設(shè)計文化,反映創(chuàng)新意識。
(二)體現(xiàn)生態(tài)價值觀是酒店動態(tài)化設(shè)計的技術(shù)準(zhǔn)則
酒店設(shè)計認真實行綠色設(shè)計的原則。對生態(tài)系統(tǒng)和生物圈內(nèi)不可再生資源建立循環(huán)資源系統(tǒng),積極利用再生資源,充分利用自然光、太陽能,積極組織被動式的自然通風(fēng),節(jié)約能源,加強天然資源的利用和保護,積極開發(fā)和使用真正環(huán)保型的裝飾材料。
(三)追求全新的時代氣息是酒店設(shè)計的生命力
概念是設(shè)計的原動力。時尚的設(shè)計則反映出時代氣息。
隨著科技的進步,新材料、新技術(shù)、的層出不窮,為設(shè)計行業(yè)追求全新的時代氣息提供了取之不盡的語匯;木材、石材等天然材料繼續(xù)運用反映著人類追尋淵源,親近自然的情懷,金屬和玻璃等富有時代特點的新材料,給人們帶來全新的時代情趣,也傳遞著豪華、穩(wěn)定、氣派、永恒。當(dāng)今信息時代的到來,改善著全人類的生活模式,而酒店設(shè)計中智能技術(shù)的應(yīng)用,提高了室內(nèi)環(huán)境的整體品質(zhì)。
(四)尋求地域文化與國際審美情趣的有機結(jié)合是酒店設(shè)計的文化取向
酒店設(shè)計既是一項建筑活動,又以酒店形象反映一種文化氣量。由于其存在于某一地域環(huán)境之中,主要服務(wù)于某一人類群體而呈現(xiàn)其地域性。設(shè)計中容入地域文化,追求個性化理念,彰顯獨特風(fēng)格是做好酒店動態(tài)化設(shè)計的一個重要方向。高星級酒店作為一個開放性的服務(wù)空間,在面向世界的社會環(huán)境中,建筑文化的外來元素逐漸滲透于傳統(tǒng)文化內(nèi)涵之中,并與其重新整合形成相對統(tǒng)一的國際審情趣;高星級酒店室內(nèi)設(shè)計是最能反映和代表當(dāng)?shù)爻绷鞯囊粋€領(lǐng)域,也成為時尚性的重要載體。
三、星級酒店設(shè)計的技術(shù)措施
(一)將星級酒店融入城市聚居的大環(huán)境
建筑學(xué)科涵蓋了城鄉(xiāng)規(guī)劃、建筑設(shè)計、景觀環(huán)境規(guī)劃、室內(nèi)設(shè)計等諸方面,是研究人類聚居環(huán)境的綜合性學(xué)科。星級旅游酒店的動態(tài)設(shè)計需要建筑設(shè)計與室內(nèi)設(shè)計相結(jié)合,更需要立足于建筑學(xué)科進行分析與綜合相結(jié)合。要做好酒店的動態(tài)設(shè)計,需在更為宏觀的角度上去深入了解酒店所在城市的聚居總體環(huán)境,去研究酒店在這總體環(huán)境中的地位和作用及將來發(fā)展趨向,這是做好的酒店動態(tài)設(shè)計的關(guān)鍵。
(二)在星級酒店設(shè)計中引入“城市廣場”的理念
追溯人類城市建設(shè)發(fā)展史,“城市廣場”起著不可低估的作用。當(dāng)今開放的社會大環(huán)境,使功能綜合,設(shè)施齊全的酒店越來越成為城市生活的組成部分,酒店客人消費的多元化依托于社會環(huán)境的支撐,而酒店經(jīng)營者也希望借助社會消費來提升酒店的社會效益和經(jīng)濟效益。在酒店設(shè)計的空間安排與人流組織上引入“城市廣場”的理念;在保證酒店客人活動相對獨立的同時,公共活動空間向社會開放,組口血未干社會人流便捷地到達各個服務(wù)項目。另外酒店作業(yè)城市廣場,應(yīng)注重與城市大環(huán)境的“銜接點”與“綿延帶”的處理。酒店的各種動線的出入口即是與城市環(huán)境的“銜接點”,而人們視覺上,心理上與城市空間的交流面即是“綿延帶”。
(三)組織“可持續(xù)發(fā)展”星級酒店的空間構(gòu)架
星級酒店作為一棟(組)建筑,在其物質(zhì)生命周期中會發(fā)展、變化、其服務(wù)項目會有增減,服務(wù)內(nèi)容也會有調(diào)整,各個裝修周期中裝修風(fēng)格流派紛呈,作為星級酒店動態(tài)設(shè)計,必須組織“可持續(xù)發(fā)展”的空間構(gòu)架。首先以交通流線為脈絡(luò),動線即客流、物流、服務(wù)人員交通流線要分明且流暢;其次各功能空間按其內(nèi)容和服務(wù)對象,組織各功能分區(qū)成為單元,要分區(qū)明確,布置合理。
計算機系統(tǒng)所要求解決的問題日趨復(fù)雜，與此同時，計算機系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。而復(fù)雜性的提高就意味著可靠性的降低，實踐經(jīng)驗表明，要想使如此復(fù)雜的實時系統(tǒng)實現(xiàn)零出錯率幾乎是不可能的，因此人們寄希望于系統(tǒng)的容錯性能：即系統(tǒng)在出現(xiàn)錯誤的情況下的適應(yīng)能力。對于如何同時實現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)雜性和可靠性，大自然給了我們近乎完美的藍本。人體是迄今為止我們所知道的最復(fù)雜的生物系統(tǒng)，通過千萬年基因進化，使得人體可以在某些細胞發(fā)生病變的情況下，不斷地進行自我診斷，并最終自愈。因此借用這一機理，科學(xué)家們研究出可進化硬件（EHW,EvolvableHardWare），理想的可進化硬件不但同樣具有自我診斷能力，能夠通過自我重構(gòu)消除錯誤，而且可以在設(shè)計要求或系統(tǒng)工作環(huán)境發(fā)生變化的情況下，通過自我重構(gòu)來使電路適應(yīng)這種變化而繼續(xù)正常工作。嚴格地說，EHW具有兩個方面的目的，一方面是把進化算法應(yīng)用于電子電路的設(shè)計中；另一方面是硬件具有通過動態(tài)地、自主地重構(gòu)自己實現(xiàn)在線適應(yīng)變化的能力。前者強調(diào)的是進化算法在電子設(shè)計中可替代傳統(tǒng)基于規(guī)范的設(shè)計方法；后者強調(diào)的是硬件的可適應(yīng)機理。當(dāng)然二者的區(qū)別也是很模糊的。本文主要討論的是EHW在第一個方面的問題。
對EHW的研究主要采用了進化理論中的進化計算（EvolutionaryComputing）算法,特別是遺傳算法（GA）為設(shè)計算法，在數(shù)字電路中以現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）為媒介，在模擬電路設(shè)計中以現(xiàn)場可編程模擬陣列（FPAA）為媒介來進行的。此外還有建立在晶體管級的現(xiàn)場可編程晶體管陣列（FPTA），它為同時設(shè)計數(shù)字電路和和模擬電路提供了一個可靠的平臺。下面主要介紹一下遺傳算法和現(xiàn)場可編程門陣列的相關(guān)知識，并以數(shù)字電路為例介紹可進化硬件設(shè)計方法。
1．1遺傳算法
遺傳算法是模擬生物在自然環(huán)境中的遺傳和進化過程的一種自適應(yīng)全局優(yōu)化算法，它借鑒了物種進化的思想，將欲求解問題編碼，把可行解表示成字符串形式，稱為染色體或個體。先通過初始化隨機產(chǎn)生一群個體，稱為種群，它們都是假設(shè)解。然后把這些假設(shè)解置于問題的“環(huán)境”中，根據(jù)適應(yīng)值或某種競爭機制選擇個體（適應(yīng)值就是解的滿意程度），使用各種遺傳操作算子（包括選擇，變異，交叉等等）產(chǎn)生下一代（下一代可以完全替代原種群，即非重疊種群；也可以部分替代原種群中一些較差的個體，即重疊種群），如此進化下去，直到滿足期望的終止條件，得到問題的最優(yōu)解為止。
1．2現(xiàn)場可編程邏輯陣列(FPGA)
現(xiàn)場可編程邏輯陣列是一種基于查找表(LUT,LookupTable)結(jié)構(gòu)的可在線編程的邏輯電路。它由存放在片內(nèi)RAM中的程序來設(shè)置其工作狀態(tài)，工作時需要對片內(nèi)的RAM進行編程。當(dāng)用戶通過原理圖或硬件描述語言（HDL）描述了一個邏輯電路以后，F(xiàn)PGA開發(fā)軟件會把設(shè)計方案通過編譯形成數(shù)據(jù)流，并將數(shù)據(jù)流下載至RAM中。這些RAM中的數(shù)據(jù)流決定電路的邏輯關(guān)系。掉電后，F(xiàn)PGA恢復(fù)成白片，內(nèi)部邏輯關(guān)系消失，因此，F(xiàn)PGA能夠反復(fù)使用，灌入不同的數(shù)據(jù)流就會獲得不同的硬件系統(tǒng)，這就是可編程特性。這一特性是實現(xiàn)EHW的重要特性。目前在可進化電子電路的設(shè)計中，用得最多得是Xilinx公司的Virtex系列FPGA芯片。
2進化電子電路設(shè)計架構(gòu)
本節(jié)以設(shè)計高容錯性的數(shù)字電路設(shè)計為例來闡述EHW的設(shè)計架構(gòu)及主要設(shè)計步驟。對于通過進化理論的遺傳算法來產(chǎn)生容錯性，所設(shè)計的電路系統(tǒng)可以看作一個具有持續(xù)性地、實時地適應(yīng)變化的硬件系統(tǒng)。對于電子電路來說，所謂的變化的來源很多，如硬件故障導(dǎo)致的錯誤，設(shè)計要求和規(guī)則的改變，環(huán)境的改變（各種干擾的出現(xiàn)）等。
從進化論的角度來看，當(dāng)這些變化發(fā)生時，個體的適應(yīng)度會作相應(yīng)的改變。當(dāng)進化進行時，個體會適應(yīng)這些變化重新獲得高的適應(yīng)度。基于進化論的電子電路設(shè)計就是利用這種原理,通過對設(shè)計結(jié)果進行多次地進化來提高其適應(yīng)變化的能力。
電子電路進化設(shè)計架構(gòu)如圖1所示。圖中給出了電子電路的設(shè)計的兩種進化，分別是內(nèi)部進化和外部進化。其中內(nèi)部進化是指硬件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的進化，而外部進化是指軟件模擬的電路的進化。這兩種進化是相互獨立的，當(dāng)然通過外部進化得到的最終設(shè)計結(jié)果還是要由硬件結(jié)構(gòu)的變化來實際體現(xiàn)。從圖中可以看出，進化過程是一個循環(huán)往復(fù)的過程，其中是根據(jù)進化算法（遺傳算法）的計算結(jié)果來進行的。整個進化設(shè)計包括以下步驟：
（1）根據(jù)設(shè)計的目的，產(chǎn)生初步的方案，并把初步方案用一組染色體（一組“0”和“1”表示的數(shù)據(jù)串）來表示，其中每個個體表示的是設(shè)計的一部分。染色體轉(zhuǎn)化成控制數(shù)據(jù)流下載到FPGA上，用來定義FPGA的開關(guān)狀態(tài)，從而確定可重構(gòu)硬件內(nèi)部各單元的聯(lián)結(jié)，形成了初步的硬件系統(tǒng)。用來設(shè)計進化硬件的FPGA器件可以接受任意組合的數(shù)據(jù)流下載，而不會導(dǎo)致器件的損害。
（2）將設(shè)計結(jié)果與目標(biāo)要求進行比較，并用某種誤差表示作為描述系統(tǒng)適應(yīng)度的衡量準(zhǔn)則。這需要一定的檢測手段和評估軟件的支持。對不同的個體，根據(jù)適應(yīng)度進行排序，下一代的個體將由最優(yōu)的個體來產(chǎn)生。
（3）根據(jù)適應(yīng)度再對新的個體組進行統(tǒng)計，并根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果挑選一些個體。一
部分被選個體保持原樣，另一部分個體根據(jù)遺傳算法進行修改，如進行交叉和變異，而這種交叉和變異的目的是為了產(chǎn)生更具適應(yīng)性的下一代。把新一代染色體轉(zhuǎn)化成控制數(shù)據(jù)流下載到FPGA中對硬件進行進化。
（4）重復(fù)上述步驟，產(chǎn)生新的數(shù)代個體，直到新的個體表示的設(shè)計方案表現(xiàn)出接近要求的適應(yīng)能力為止。
一般來說通過遺傳算法最后會得到一個或數(shù)個設(shè)計結(jié)果，最后設(shè)計方案具有對設(shè)計要求和系統(tǒng)工作環(huán)境的最佳適應(yīng)性。這一過程又叫內(nèi)部進化或硬件進化。
圖中的右邊展示了另一種設(shè)計可進化電路的方法，即用模擬軟件來代替可重構(gòu)器件，染色體每一位確定的是軟件模擬電路的連接方式，而不是可重構(gòu)器件各單元的連接方式。這一方法叫外部進化或軟件進化。這種方法中進化過程完全模擬進行，只有最后的結(jié)果才在器件上實施。
進化電子電路設(shè)計中，最關(guān)鍵的是遺傳算法的應(yīng)用。在遺傳算法的應(yīng)用過程中，變異因子的確定是需要慎重考慮的，它的大小既關(guān)系到個體變異的程度，也關(guān)系到個體對環(huán)境變化做出反應(yīng)的能力，而這兩個因素相互抵觸。變異因子越大，個體更容易適應(yīng)環(huán)境變化，對系統(tǒng)出現(xiàn)的錯誤做出快速反應(yīng)，但個體更容易發(fā)生突變。而變異因子較小時，系統(tǒng)的反應(yīng)力變差，但系統(tǒng)一旦獲得高適應(yīng)度的設(shè)計方案時可以保持穩(wěn)定。
對于可進化數(shù)字電路的設(shè)計，可以在兩個層面上進行。一個是在基本的“與”、“或”、“非”門的基礎(chǔ)上進行進化設(shè)計，一個是在功能塊如觸發(fā)器、加法器和多路選擇器的基礎(chǔ)上進行。前一種方法更為靈活，而后一種更適于工業(yè)應(yīng)用。有人提出了一種基于進化細胞機（CellularAutomaton）的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊設(shè)計架構(gòu)。采用這一結(jié)構(gòu)設(shè)計時，只需要定義整個模塊的適應(yīng)度，而對于每一模塊如何實現(xiàn)它復(fù)雜的功能可以不予理睬，對于超大規(guī)模線路的設(shè)計可以采用這一方法來將電路進行整體優(yōu)化設(shè)計。
3可進化電路設(shè)計環(huán)境
上面描述的軟硬件進化電子電路設(shè)計可在圖2所示的設(shè)計系統(tǒng)環(huán)境下進行。這一設(shè)計系統(tǒng)環(huán)境對于測試可重構(gòu)硬件的構(gòu)架及展示在FPGA可重構(gòu)硬件上的進化設(shè)計很有用處。該設(shè)計系統(tǒng)環(huán)境包括遺傳算法軟件包、FPGA開發(fā)系統(tǒng)板、數(shù)據(jù)采集軟硬件、適應(yīng)度評估軟件、用戶接口程序及電路模擬仿真軟件。
遺傳算法由計算機上運行的一個程序包實現(xiàn)。由它來實現(xiàn)進化計算并產(chǎn)生染色體組。表示硬件描述的染色體通過通信電纜由計算機下載到有FPGA器件的實驗板上。然后通過接口將布線結(jié)果傳回計算機。適應(yīng)度評估建立在儀器數(shù)據(jù)采集硬件及軟件上，一個接口碼將GA與硬件連接起來，可能的設(shè)計方案在此得到評估。同時還有一個圖形用戶接口以便于設(shè)計結(jié)果的可視化和將問題形式化。通過執(zhí)行遺傳算法在每一代染色體組都會產(chǎn)生新的染色體群組，并被轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)流傳入實驗板上。至于通過軟件進化的電子電路設(shè)計，可采用Spice軟件作為線路模擬仿真軟件，把染色體變成模擬電路并通過仿真軟件來仿真電路的運行情況，通過相應(yīng)軟件來評估設(shè)計結(jié)果。
4結(jié)論與展望
進化過程廣義上可以看作是一個復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)變化。在這個意義上，可以將“可進化”這一特性運用到無數(shù)的人工系統(tǒng)中，只要這些系統(tǒng)的性能會受到環(huán)境的影響。不僅是遺傳算法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能工程以及胚胎學(xué)都可以應(yīng)用到可進化系統(tǒng)中。雖然目前設(shè)計出的可進化硬件還存在著許多需要解決的問題，如系統(tǒng)的魯棒性等。但在未來的發(fā)展中，電子電路可進化的設(shè)計方法將不可避免的取代傳統(tǒng)的自頂向下設(shè)計方法，系統(tǒng)的復(fù)雜性將不再成為系統(tǒng)設(shè)計的障礙。另一方面，硬件本身的自我重構(gòu)能力對于那些在復(fù)雜多變的環(huán)境，特別是人不能直接參與的環(huán)境工作的系統(tǒng)來說將帶來極大的影響。因此可進化硬件的研究將會進一步深入并會得到廣泛的應(yīng)用而造福人類。
