同步信道的毕业论文

同步信道的毕业论文

本科 助理工程师） 摘 要：在移动通信系统中，切换已被作为一种关键的技术广泛应用。本文论述了硬切换、软切换和接力切换的原理、过程及优缺点，并结合这三种主流的切换技术在GSM、CDMA和TD-SCDMA系统中的应用做了比较，并对三种切换技术的优劣做了总结。 关键词：移动通信系统； 切换 ；硬切换 ；软切换 ；接力切换。 切换是指移动用户在通话过程中,从一个基站覆盖区移动到另一个基站覆盖区时,或由于受到外界的干扰或其他原因致使通信质量下降时,使用中的话音信道就会自动发出一个请求转换信道的信号,通知移动通信业务交换中心,请求转换到另一个覆盖区基站的信道上去,或是转换到另一条接收质量较好的信道上,以保证移动用户能够正常通信。 一、硬切换 硬切换是在不同频率的基站或覆盖小区之间的切换。这种切换是移动终端在切换状态时，先暂时断开通话,并自动向新的频率调谐,与新的基站接上联系,建立新的信道,从而完成切换的过程。 简单来说，硬切换的特点就是“先断开、后切换”,切换的过程中约有200毫秒时间的短暂中断。因为原基站和移动到的新基站的电波频率不同,移动终端在与原基站的联系信道切断后,往往不能马上建立新基站的新信道,这时就出现一个短暂的通话中断时间。它对通话质量有影响。 硬切换一般采取辅助切换方式，即由移动台监测判决，由交换中心控制完成，在切换过程中基站和移动台均参与切换过程。其切换过程如下： 移动台在通话过程中，不断地向所在小区的基站报告小区和相邻小区基站的无线电环境参数。本小区基站依据所接收的该移动用户无线电环境参数来判断是否应该进行切换。当满足切换条件时，基站便向移动台发出切换请求，同时将切换请示信道传送给MSC，MSC立即判断此新基站位置码是否属于本MSC辖区。此时有两种情况：若MSC确认新基站是属于本MSC辖区的基站，则通知VLR为其寻找一个空闲信道（最佳或次最佳替换信道），然后将所找的信道及IMSI经过本区的基站发送给移动台，移动台依据信道号的频率值将工作频率切换到新的频率点上，并进行环路核准，核准信息经MSC核准后，MSC通知基站释放原信道。若MSC发现新基站是属于非本MSC辖区的基站，MSC就将切换请求转送给新MSC，再由新MSC通知它的VLR为其寻找一个空闲信道，然后将找到的基站信道号及IMSI传送给原MSC，并经由原基站发送给移动台，然后进行移动台的核准和基站的释放过程。 二、软切换 软切换是发生在同一频率的两个不同基站之间的切换。所谓软切换,就是在移动终端进入切换过程时,与原基站和新基站都有信道保持着联系,一直到移动终端进入新基站覆盖区并测出与新基站之间的传输质量已经达到指标要求时,才把与原基站之间的联系信道切断。 简单地说,软切换的特点是“先切换、后断开”。这种切换方式是在与新基站建立联系信道后,才断开与原基站的联系信道,因此在切换过程中没有中断的问题,对通信质量没有影响。软切换可以是同一基站控制器下的不同基站或不同基站控制器下不同基站之间发生的切换。 软切换也是移动台辅助的切换。在进行软切换时，移动台首先搜索所有导频并测量它们的强度。移动台合并计算导频的所有多径分量(最多K个)的Ec/Io(一个比特的能量Ec与接收总频谱密度--噪声加信号--Io的比值)作为该导频的强度，K是移动台所能提供的解调单元数。当该导频强度Ec/Io大于一个特定值T_ADD时，移动台认为此导频的强度已经足够大，能够对其进行正确解调，但尚未与该导频对应的基站相联系时，它就向原基站发送一条导频强度测量消息，以通知原基站这种情况，原基站再将移动的报告送往移动交换中心，移动交换中心则让新的基站安排一个前向业务信道给移动台，并且原基站发送一条消息指示移动台开始切换。 当收到来自基站的切换指示消息后，移动台将新基站的导频纳入有效导频集，开始对新基站和原基站的前向业务信道同时进行解调。之后，移动台会向基站发送一条切换完成消息，通知基站自己已经根据命令开始对两个基站同时解调了。 接下来，随着移动台的移动，可能两个基站中某一方的导频强度已经低于某一特定值T_DROP，这时移动台启动切换去掉计时器(移动台对在有效导频集和候选导频集里的每一个导频都有一个切换去掉计时器，当与之相对应的导频强度比特定值D小时，计时器启动)。当该切换去掉计时器T期满时(在此期间，其导频强度应始终低于D)，移动台发送导频强度测量消息。两个基站接收到导频强度测量消息后，将此信息送至MSC(移动交换中心)，MSC再返回相应切换指示消息，然后基站发切换指示消息给移动台，移动台将切换去掉计时器到期的导频将其从有效导频集中去掉，此时移动台只与目前有效导频集内的导频所代表的基站保持通信，同时会发一条切换完成消息告诉基站，表示切换已经完成。 在目前商用的CDMA系统中，所用的切换技术都是软切换。由于软切换是在频率相同的基站之间进行的,因此当移动终端移动到多个基站覆盖区交界处时,移动终端将同时和多个基站保持联系,起了业务信道分集的作用,加强了抗衰落的能力,因而不可能产生“掉话”。即使当移动终端进入了切换区而一时不能得到新基站的链路时,也进入了等待切换的队列,从而减少了系统的阻塞率。因此也可以说,软切换是实现了“无缝”的切换。 三、接力切换 接力切换是介于硬切换和软切换之间的一种新的切换技术。其原理是在切换测量期间，使用上行预同步的技术，提前获取切换后的上行信道发送时间、功率信息，从而达到减少切换时间，提高切换成功率、降低切换掉话率的目的。在切换过程中，移动终端从源小区接收下行数据，向目标小区发送上行数据，即上下行通信链路先后转移到目标小区，这个过程就像是田径比赛中的接力赛一样，因而形象地称之为“接力切换”。 接力切换有三个基本过程，即测量过程、判决过程和执行过程。 （一）接力切换的测量过程 接力切换与硬切换的测量过程和要求是相同的，即需要终端进行信号强度、质量和符合切换条件的相邻小区的同步时间参数进行测量、计算和保存，因此接力切换并不需要额外增加新的测量参数，不会给终端设备带来更多的负担。 移动台需要计算和保存的参数为：本小区与邻近小区引导信道的功率差△P和来自各邻近小区基站的信号与来自本小区基站信号的时延差△t。 这就是接力切换的上行预同步及保持过程。可见，上行预同步及保持过程并不是一个单独的时间过程，也不需要特别的控制或信令过程，而是在测量过程中同时进行的。 测量过程中一旦发现本小区和邻小区的导频强度、信号质量等满足一定条件，则通过测量上报触发切换判决过程。移动台的测量上报可以是周期性地进行，也可以由事件触发进行测量 （二）接力切换的判决过程 接力切换的判决过程由RNC完成。RNC收到移动台的测量结果报告后，按照一定的判决准则（例如基于接收信号强度的判决准则）形成目标小区列表，然后通过接纳判决算法等流程确定要切换的目标小区，最后发出切换命令(例如物理信道重配置命令)。 接力切换的判决过程与传统的切换判决准则基本相同。判决准则可以利用现有切换技术中的各种准则，同时可以结合TD-SCDMA系统特有的智能天线定位技术对目标小区列表进行优化，从而提高切换的成功率。 （三）接力切换的执行过程 移动台要切换的目标小区确定后，RNC在发出切换命令之前，还应当对目标小区发送无线链路建立请求。当RNC收到目标小区的无线链路建立完成消息之后，将向原小区和目标小区同时发送业务数据承载，同时RNC向移动台发送切换命令。此命令应附上的在目标小区建立通信需要的各项基本数据，具体包括：小区ID；载波频率；标称每码道的发射功率及此业务所需的接收电平；接收和发射的Midamble及偏移。 移动台接收到接力切换命令后，继续在原小区的下行链路接收业务数据和信令，同时，利用事先获取的本小区和邻小区之间的功率差值△P和时间差值△t，通过开环同步和开环功率控制，在目标小区发射上行的承载业务和信令。此分别收发的过程持续一段时间后，将接收来自目标小区的下行数据，实现闭环功率和同步控制，中断和原小区的通信，完成切换过程。 在切换命令发出后，如RNC收到来自移动台的切换成功消息，则删除原小区的通信链路；如果RNC收到来自移动台的切换失败消息，则删除目标小区新建的通信链路。如果由于特殊原因（比如终端突然掉电或进入深衰落地区），网络端没有收到终端的任何信息，则RNC将主动回收为该终端配置的所有信道资源。 在接力切换的过程中，同频小区之间的两个小区的基站都将接收同一个终端的信号，并对其定位，将确定可能切换区域的定位结果向基站控制器报告，完成向目标基站的切换，克服了“软切换”浪费信道资源的缺点。 四、三种技术优劣比较 接力切换与硬切换相比，两者都具有较高的资源利用率、较为简单算法以及系统相对较轻的信令负荷等优点，它们的不同之处在于接力切换断开原基站和与目标基站建立通信链路时其上下行链路是分别进行的，因而克服了传统硬切换掉话率较高、切换成功率较低的缺点。 接力切换与软切换相比，两者都具有较高的切换成功率和较低的掉话率等优点，它们的不同之处在于接力切换并不需要一个移动终端长时间与多个基站保持链路，因而克服了软切换需要占用的信道资源较多、信令复杂导致系统负荷加重、下行链路干扰提高等缺点。

数据通信作为当今最具潜力的电信新业务，在近几年得到了快速的发展，呈现了旺盛的生命力和巨大的市场潜力。下面是我为大家整理的数据通信 毕业 论文 范文 ，供大家参考。

《 网络数据通信隐蔽通道技术研究 》

摘要：随着科学技术的不断发展， 网络技术 也发生了日新月异的变化。 文章 通过对网络数据通信中的隐蔽通道技术的介绍，进一步就网络通信中隐蔽通道存在的技术基础和实现原理进行了探讨，并对网络通信隐蔽通道技术进行了深入的研究与分析。与此同时对隐蔽通道的检测技术进行了讨论，提出了一系列针对网络安全的防范 措施 。

关键词：网络数据通信;隐蔽通道;隐写术;网络通信协议

根据现代信息理论的分析，层与层之间的通信在多层结构系统中是必须存在的，在此过程中需要安全机制来确保通信的正确性和完整性。在经授权的多层系统的各层之间通信信道上可以建立可能的隐蔽通信信道。在远古时代的简单军事情报传输系统中就已经出现了最原始的多层结构通信系统，而现代的计算机网络也只是一个多层结构通信系统，因此，隐蔽通道会在一定程度上威胁计算机网络系统的安全。

1隐蔽通道的概述

简单来说，隐蔽通道属于通信信道，将一些不安全信息通过通信信道传输隐蔽信息，而且不容易被管理者所察觉。换句话就是借助某个通信通道来完成对另一通信通道进行掩护的目的。一旦建立隐蔽通道以后，都希望通道能够长时间有效运行，由此可见，通道技术的关键是通道隐蔽措施的质量高低。如今，多媒体和Internet技术在各行各业得到了广泛的应用，从而导致隐蔽通道对网络安全造成了较大的威胁，只要与外界保持联系，就不能从根本上清除隐蔽通道所造成的威胁。隐蔽通道按照存在环境的不同可以划分为网络隐蔽通道和主机隐蔽通道两大类。主机隐蔽通道一般是不同进程主机之间所进行的信息秘密传输，而网络隐蔽通道一般是不同主机在网络中完成信息的秘密传输。通常情况下，隐蔽通道通信工具能够在数据报文内嵌入有效的信息，然后借助载体进行传输，传输过程通过网络正常运行，不会被系统管理者发现，从而实现有效数据的秘密传输。攻击者与其控制的主机进行信息传输的主要方式就是建立网络隐蔽通道。利用隐蔽通道，通过网络攻击者将被控主机中的有效数据信息传输到另一台主机上，从而实现情报的获取。与此同时，攻击者还可以将控制命令通过隐蔽通道传输到被控主机上，使被控主机能够长期被攻击者控制。因此，对隐蔽通道的基本原理和相关技术进行研究，同时采取措施对网络隐蔽通道的检测技术进行不断的改进和完善，从而能够及时、准确地发现被控主机，并将其与外界的联系及时切断，对网络安全的提升和网络中安全隐患的消除有十分重要的意义。

2网络数据中隐蔽通道的工作原理及类型

与传统网络通信相比发现，借助隐蔽通道进行通信只是对交换数据过程中所产生的使用机制进行改变。而隐蔽通道将数据从客户端传向服务器的过程中，双方会借助已经协定好的秘密机制将传输的数据嵌入载体中，与正常通信流量没有太大区别，实现了通信的隐藏，接收到传输的数据之后对相应的数据进行提取，再从伪装后的数据中分离出秘密数据。

基于“隧道”的隐蔽通道

基于“隧道”技术的隐蔽通道是目前最为常见的隐蔽通道，也就是我们通常所说的协议隧道。理论上来说，隧道技术需要在一种协议上辅以另外一种协议，而且任何一个通信协议都可以传输其他的协议。例如SSH协议可以用来传输TCP协议，首先将服务信息写入SSH信息内，由于SSH通道已经被加密和认证，信息便可以通过SSH通道进行传输。攻击者为了防止系统管理员发现，通常采用各种协议来建立隐蔽通道。

直接隧道

通信双方直接建立的协议隧道被称为直接隧道，以ICMP协议建立隐蔽隧道为例进行详细的说明。在网络通信过程中ICMP报文是比较常用的报文形式，测试网络连通性的工具常用PING，其一般是需要发送ICMP请求报文，并接收ICMP应答报文，从而对主机是否可达进行判断。PING作为诊断工具被广泛应用于网络中。所以，通常情况下人们会选择通过ICMP回显应答报文和ICMP回显请求报文来构建隐蔽通道。通常情况下，发送端能够对ICMP报文中的序列号字段和标识符进行任意的选择，应答中这些值也应该会回显，从而使得应答端能够将请求和应答报文准确地匹配在一起，另外，还应该回显客户发送的选项数据。根据相关规范我们能够借助ICMP包中的序列号、标识符和选项数据等来秘密携带数据信息。通常情况下，对于ICMP报文来说，入侵检测或防火墙等网络设备只能够完成首步的检查，因此，使用ICMP进行隐蔽通道的建立时通常选择将需要传输的数据放到选项数据中。除此之外，还有使用IGMP，HTTP,DNS等协议来进行隐蔽通道的建立，且 方法 与ICMP类似，这类隐蔽通道具有准实时的特点，可以使客户机与服务器直接通信。

间接隧道

通信双方借助第三方中转所构建起来的协议隧道被称之为间接隧道，下面将会以SMTP协议所构建的隐蔽通道为例来对其进行分析。对于SMTP协议来说，一般要求发送者将信件上传到Mail服务器上，然后接受者才能够从服务器中获取自己所需要的信件。这样一来攻击者就会想办法将目标系统上所进行的命令写到信件中，通过Mail服务器，目标系统接收将要执行的文件，并将最终的执行结果传输到信箱中，此时攻击者可以借助收信这个环节来得到自己所需要的信息，这样就形成了隐蔽通道。在这种隐蔽通道中，目标系统和攻击者一般是借助第三方中转来紧密地衔接在一起，该间接通信在一定程度上提高了信道的时延，与直接隧道相比不再具有实时性。但由于系统目标和攻击者是通过第三方建立的联系，使得目标系统对攻击者没有任何直接的联系，不再需要知道攻击者，攻击者更具安全性。除此之外，使用FTP，LDAP，AD等协议建立隐蔽通道与SMTPA协议的做法类似，根据目标系统的基本要求和特征可以对其进行灵活的选用。

使用报文伪装技术构建隐蔽通道

通过“隧道”构建隐蔽通道具有高效的特征，但要想保证其安全性在实际过程中得到广泛的应用就需要对相关数据进行加密处理。此外，还有一种隐蔽通道的方法是使用报文伪装技术，就是将一些数据插入到协议报文的无用段内。例如可以借助TCP和IP中所含有的包头段内空间进行隐蔽通道的构建。下面以IPIdentification携带数据为例对其中所构建的隐蔽通道进行介绍，其一般需要将数据的编码放入客户IP包的Identification内，再从服务器中将数据编码取出就可以了。与之类似的做法是可以将数据放入Options、Padding等字段中。由此可见，使用报文伪装技术建立隐蔽通道虽然损失了效率，但安全性却更高了。

使用数字水印技术来构建隐蔽通道

数字水印技术对被保护的版权信息的隐藏有非常大的帮助。近年来，随着科学技术的不断进步，国内外大部分研究人员对数字水印技术进行了大量的研究，并提出了大量的解决方案。通常情况下，可以将数字水印技术划分为基于变换域的水印方案和基于时空域的水印方案两类。然而借助数字水印技术建立隐蔽通道就是将需要传送的秘密信息代替版权信息嵌入到数字水印中。在实际的操作过程中信息的载体一般为文本、静态图像、视频流、音频流等，因此，这种隐蔽通道具有很强的隐蔽性和稳健性。

基于阈下通道建立隐蔽通道

SimmonsGJ于1978年提出了阈下通道的概念，具体定位为：定义1，在认证系统、密码系统、数字签名方案等密协议中构建了阈下信道，其一般是用来传输隐藏的接收者和发送者之间的秘密信息，而且所传输的秘密信息不会被信道管理者所发现;定义2，公开的信息被当做载体，通过载体将秘密信息传输到接收者手中，即为阈下信道。就目前而言，阈下通道通常情况下是在数字签名方案中建立的。以美国数字签名标准DSA和ELGamal签名方案为例对阈下信道的建立进行简单的阐述，美国数字签名标准DSA和ELGamal签名方案都是由三元组(H(_)：r，s)组成的。首先可以对要进行传输或签名的信息 进 行相关预处理，即所谓的压缩操作或编码操作，从而提供更加便捷的使用信道。但是如果消息_较大时，函数h=H(_)能够对_信息进行摘要操作。假设h,r,s的长度均为L,其比特消息签名的实际长度为2L+[log2_]。其中大约有2-L的长度可能会被伪造、篡改或被其他信息所代替。即在2L的附件信息中既存在签名，又有一部分被当作了阈下信道使用。通过这种方式，发送者将要传输的秘密信息隐藏到签名中，并通过事先约定好的协议，接收方可以将阈下信息恢复出来，从而获得了需要的秘密信息。双方通过交换完全无害的签名信息将秘密信息进行传送，有效地避开了通信监听者的监视。

3检测技术介绍

基于特征匹配的检测技术

特征匹配检测技术是借助数据库中特征信息来实现与网络数据流的有效匹配，如果成功匹配就会发出警告。实际上，基于特征匹配的检测的所有操作是在应用层中进行的，这种检测技术攻击已知的隐蔽通道是非常有效的，但误报率较高，且无法检测加密数据，对于攻击模式的归纳和新型隐蔽通道的识别方面不能发挥作用。

基于协议异常分析的检测技术

该技术需要对网络数据流中的信息进行协议分析，一旦发现有违背协议规则的现象存在，就会有报警产生。通过对其中异常协议进行分析可以准确查找出偏离期望值或标准值的行为，因此，在对未知和已知攻击行为进行检测方面发挥着非常重要的作用。

基于行为异常分析的检测技术

该技术是针对流量模型构建的，在监控网络数据流的过程中能够对其流量进行实时监测，一旦与模型的阈值出现差别，将会发出报警。基于行为异常分析的检测技术不仅可以对事件发生的前后顺序进行确认，而且还能够对单次攻击事件进行分析。这种检测技术主要难点在于准确模拟实际网络流量模型的建立上，建立此种模型需要涉及人工智能方面的内容，需要具备相关理论基础，同时还需要花费大量的时间和精力做研究。虽然就目前而言，准确模拟实际网络流量模型的建立还有很大的难度，技术还有待进一步提高和完善，但随着检测技术的不断发展，人们对于此类检测技术的关注度越来越高，相信终有一天模型的建立可以实现。

4结语

隐蔽通道工具不是真正的攻击程序，而是长期控制的工具，如果对隐蔽通道的技术特点不了解，初期攻击检测又失败的状况下，将很难发现这些隐蔽通道。要想防范隐蔽通道，要从提高操作人员的综合素质着手，按照网络安全 规章制度 进行操作，并安装有效的信息安全设备。

参考文献：

[1]李凤华,谈苗苗,樊凯,等.抗隐蔽通道的网络隔离通信方案[J].通信学报,2014,35(11):96-106.

[2]张然,尹毅峰,黄新彭等.网络隐蔽通道的研究与实现[J].信息网络安全,2013(7):44-46.

[3]陶松.浅析网络隐蔽信道的原理与阻断技术[J].电脑知识与技术,2014(22):5198-5200,5203.

《 数据通信及应用前景 》

摘要：数据通信是一种新的通信方式，它是通信技术和计算机技术相结合的产物。数据通信主要分为有线数据通信和无线数据通信，他们主要是通过传输信道来输送数据，达到数据终端与计算机像话连接。数据通信技术的应用对社会的发展产生了巨大的影响，在很大程度上具有很好的发展前景。

关键词：数据通信;应用前景;分类;探究

一、数据通信的基本概况

(一)数据通信的基本概念。数据通信是计算机和通信相结合的产物，是一种通过传输数据为业务的通信系统，是一种新的通信方式和通讯业务。数据主要是把某种意义的数字、字母、符号进行组合，利用数据传输技术进行数据信息的传送，实现两个终端之间数据传输。数据通信可以实现计算机和终端、终端和终端以及计算机和计算机之间进行数据传递。

(二)数据通信的构成原理。数据通信主要是通过数据终端进行传输，数据终端主要包括分组型数据终端和非分组型数据终端。分组型数据终端包括各种专用终端，即：计算机、用户分组拆装设备、分组交换机、专用电话交换机、局域网设备等等。非分组型数据终端主要包括用户电报终端、个人计算机终端等等。在数据通信中数据电路主要是由数据电路终端设备和数据信道组成，主要进行信号与信号之间的转换。在计算机系统中主要是通过控制器和数据终端进行连接，其中中央处理器主要用来处理通过数据终端输入的数据[1]。

二、数据通信的分类

(一)有线数据通信。有线数据通信主要包括：数字数据网(DDN)，分组交换网(PSPDN)，帧中继网三种。数字数据网可以说是数字数据传输网，主要是利用卫星、数字微波等的数字通道和数字交叉复用。分组交换网又称为网，它主要是采用转发方式进行，通过将用户输送的报文分成一定的数据段，在数据段上形成控制信息，构成具有网络链接地址的群组，并在网上传播输送。帧中继网络的主要组成设备是公共帧中继服务网、帧中继交换设备和存储设备[2]。

(二)无线数据通信。无线数据通信是在有线数据的基础上不断发展起来的，通常称之为移动数据通信。有线数据主要是连接固定终端和计算机之间进行通信，依靠有线传输进行。然而，无线数据通信主要是依靠无线电波来传送数据信息，在很大程度上可以实现移动状态下的通信。可以说，无线数据通信就是计算机与计算机之间相互通信、计算机与个人之间也实现无线通信。这主要是通过与有线数据相互联系，把有线的数据扩展到移动和便携的互联网用户上。

三、数据通信的应用前景

(一)有线数据通信的应用。有线数据通信的数字数据电路的应用范围主要是通过高速数据传输、无线寻呼系统、不同种专用网形成数据信道;建立不同类型的网络连接;组件公用的数据通信网等。数据通信的分组交换网应用主要输入信息通信平台的交换，开发一些增值数据的业务。

(二)无线数据通信的应用。无线数据通信具有很广的业务范围，在应用前景上也比较广泛，通常称之为移动数据通信。无线数据通信在业务上主要为专用数据和基本数据，其中专用数据业务的应用主要是各种机动车辆的卫星定位、个人无线数据通信、远程数据接入等。当然，无线数据通信在各个领域都具有较强的利用性，在不同领域的应用，移动数据通信又分为三种类型，即：个人应用、固定和移动式的应用。其中固定式的应用主要是通过无线信道接入公用网络实现固定式的应用网络;移动式的应用网络主要是用在移动状态下进行，这种连接主要依靠移动数据终端进行，实现在野外施工、交通部门的运输、快递信息的传递，通过无线数据实现数据传入、快速联络、收集数据等等。

四、小结

随着网络技术的不断发展，数据通信将得到越来越广泛的应用，数据通信网络不断由分散性的数据信息传输不断向综合性的数据网络方向发展，通过传输数据、图像、语言、视频等等实现在各个领域的综合应用。无论是在工业、农业、以及服务业方面都发挥着重要的作用，展示出广阔的应用前景来。因此，当今时代学习、了解并掌握先进技术对于社会和个人的发展尤为重要。

参考文献

[1]李亚军.浅谈数据通信及其应用前景[J].中小 企业管理 与科技(上半月),2008(04).

[2]朱江山.李鸿杰.刘冰.浅谈数据通信及其应用前景[J].黑龙江科技信息,2007(01).

《 数据通信与计算机网络发展思考 》

摘要：近年来，网络及通信技术呈现了突飞猛进的发展势态。这一势态给人们生活及工作带来了极大的方便，与此同时也给数据通信及计算机网络的发展带来了巨大的机遇及挑战。本课题笔者在概述数据通信与计算机网络的基础上，进一步对基于计算机网络中的数据通信交换技术进行了分析，最后探讨了数据通信与计算机网络的发展前景。

关键词：数据通信;计算机网络;发展前景

信息时代的发展带动了经济社会的发展。从狭义层面分析，网络与通信技术的提升，为我们日常生活及工作带来了极大的便利[1]。从广义方面分析，网络与通信技术的进步及发展，能够推进人类文明的历史进程。现状下，计算机网络技术较为成熟，将其与数据通信有机融合，能够具备更为广泛的应用。鉴于此，本课题对“数据通信与计算机网络发展”进行分析与探究具有较为深远的重要意义。

1数据通信与计算机网络概述

数据通信是一种全新的通信方式，并且是由通信技术与计算机技术两者结合而产生的。对于数据通信来说，需具备传输信道，才能完成两地之间的信息传输[2]。以传输媒体为参考依据，可分为两类，一类为有线数据通信，另一类为无线数据通信。两部分均是以传输信道为 渠道 ，进一步使数据终端和计算机相连接，最终使不同地区的数据终端均能够实现信息资源共享。计算机网络指的是将处于不同地区或地域的具备独特功能的多台计算机及其外部设备，以通信线路为渠道进行连接，并在网络 操作系统 环境下实现信息传递、管理及资源共享等。对于计算机网络来说，主要的目的是实现资源共享。结合上述概念可知数据通信与计算机网络两者并不是单独存在的。两者相互融合更能够促进信息的集中及交流。通过计算机网络，能够使数据通信的信息传输及利用加快，从而为社会发展提供保障依据。例如，基于计算机网络中的数据通信交换技术，通过该项技术便能够使信息资源共享更具有效性，同时也具备多方面的技术优势。

2基于计算机网络中的数据通信交换技术

基于计算机网络中的数据通信交换技术是计算机网络与数据通信两者融合的重要产物，通过该技术能够实现数据信息交换及信息资源共享等功能。下面笔者以其中的帧中继技术为例进行探究。帧中继协议属于一类简化的广域网协议，同时也是一类统计复用的协议，基于单一物理传输线路当中，通过帧中继协议能够将多条虚电路提供出来，并通过数据链路连接标识的方式，对每一条虚电路进行标识。对于DLCI来说，有效的部分只是本地连接和与之直接连接的对端接口[3]。所以，在帧中继网络当中，不同的物理接口上同种DLCI不能视为同一种虚电路。对于帧中继技术来说，所存在的主要优势是将光纤视为传输媒介，实现高质量传输，同时误码率偏低，进一步提升了网络资源的利用效率。但同时也存在一些较为明显的缺陷，比如对于实时信息的传输并不适合，另外对传输线路的质量也有着较高的要求。当然，对于基于计算机网络中的数据通信交换技术远远不止以上一种，还包括了电路交换、报文交流及分组交换等技术。与此同时，数据通信交换技术在未来还有很大的发展空间。例如现阶段具备的光传输，其中的数据传输与交换均是以光信号为媒介，进一步在信道上完成的。在未来发展中，数据通信交换技术远远不止表现为光传输和交换阶段，将进一步以满足用户为需求，从而实现更有效率的信息资源共享等功能。

3数据通信与计算机网络发展前景

近年来，数据通信技术及计算机网络技术被广泛应用。无疑，在未来发展过程中， 无线网络 技术将更加成熟。与此同时，基于网络环境中的互联网设备也会朝着集成化及智能化的方向完善。纵观这几年，我国计算机技术逐年更新换代，从而使网络传输的效率大大提升。对于用户来说，无疑是很多方面的需求都得到了有效满足。笔者认为，网络与通信技术将从以下方面发展。(1)移动、联通、电信公司将朝着4G方向发展，从而满足用户的信息交流及信息资源共享需求。(2)宽带无线接入技术将进一步完善。随着WiFi 热点 的逐渐变大，使我国宽带局域网的发展进一步加大，显然，在数据通信与计算机网络充分融合的背景下，宽带无线接入技术将进一步得到完善。(3)光通信将获得巨大发展前景，包括ASON能够获得充分有效的利用以及带宽资源的管理力度将加大，从而使光通信技术更具实用价值。

4结语

通过本课题的探究，认识到数据通信与计算机网络两者之间存在相辅相成、共同发展的联系。总之，在信息时代的背景下，数据通信是行业发展的主要趋势。通过数据通信实现图像、视频、数据等方面的传输及共享，更能满足企业生产需求。总而言之，需要做好数据通信与计算机网络的融合工作，以此使数据通信更具实用价值，进一步为社会经济的发展起到推波助澜的作用。

参考文献：

[1]魏英韬.对通信网络数据的探讨[J].黑龙江科技信息,2011(3):80-83.

[2]刘世宇,姜山.计算机通信与网络发展技术探讨[J].科技致富向导,2012(33):253-258.

[3]屈景怡,李东霞,樊志远.民航特色的“数据通信与计算机网络”课程教改[J].电气电子教学学报,2014(1):20-22.

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在未来的发展中,数据通信网络也将不断数字化、智能化以及综合化,帮助人们掌握更多信息。下面是我为大家整理的数据通信 毕业 设计论文，供大家参考。

《 网络编码的数据通信技术研究 》

摘要：随着现代通信技术的发展，社会对网络数据通信的质量要求不断提升，如何在现有的数据条件及网络资源下提高数据通信质量，是当前网络通信研究人员所面临的一项重要课题。而网络编码技术的出现和应用，为此类问题提供了有效的解决途径。笔者对基于网络编码的数据通信技术进行分析和研究，以提高网络通信质量，仅供业内人士参考。

关键词：网络编码;数据传输;网络通信

网络编码技术的出现和应用是现代通信技术领域内的一项重要变革，一定程度上改变了以往通信网络的数据传送模式和处理方式，减少信息传输过程中无用信息的产生，有效提升了网络吸纳和输出信息的数量，为数据通信质量的提升奠定了坚实基础。在现代社会发展形势下，网络编码技术在数据通信领域内发挥着重要作用。

1网络编码概述

网络编码的基本原理

网络编码在数据通信技术中，对网络结点输入和输出的关系进行了准确定位，当中间节点具备编码条件后，能够对所接收到的数据按照一定方式实现编码处理，直至传送至后续节点。后续结点的处理则具有一定可控性，不论是否进行编码都能够发挥其实际应用价值，若在必要情况下需要进行编码处理时，则应对所接收的信息再次进行编码后方可传输，并反复编码反复传输，最终保证编码信息达到目的结点。针对目的结点对信息进行准确译码后，方可对最初结点所发出的基本信息进行获取和判定。

网络编码的构造 方法

在进行网络编码组合的过程中，依据何种方式实现所接受数据的编码组合是当前相关领域内人士所面临的一个重要问题。基于当前网络编码构造的实际情况来看，不同的网络编码形式在具体表现方式上往往存在一定差异，尤其是在编码系数选择方式以及分组编码操作方式等方面，其表现更为明显。线性网络编码以结点对所接受的数据分组普遍实行线性编码组合型操作，以促进编码工作规范有序开展。当前编码系数在选择方式上存在差异，将网络编码构造分为两种，一是确定性网络编码，二是随机网络编码。确定性网络编码构造方式具有一定特殊性，主要是依据某一种算法对编码系数进行计算，而随机网络编码是依据伽罗符号进行随机选取以确定编码系数，通过对两种方式进行对比分析可知，随机网络编码构造方式的灵活性较强，在实际应用中能够取得比较理想的网络编码质量和效率。依据网络系统实际运行过程中编码实现方式的不同，可以将编码分为集中式网络编码和分布式网络编码。其中，集中式网络编码在对整体网络拓扑形式进行准确把握的基础上，依据整体网络情况对相应的编码系数进行合理分配和布局，以提高网络编码的有效性，但就实际情况来看，一旦遇到拓扑变化较大的情况，集中式网络编码则难以有效应对，此种情况下导致集中式网络编码在实际应用中不免存在一定局限性。而分布式网络编码的应用，在对网络系统内局部拓扑信息进行掌握后便可实现相应编码操作，相关实践研究显示，分布式网络编码在数据通信技术中具有良好的应用效果。

网络编码应用网络数据传送的研究

一是网络编码复杂度降低研究。现阶段最主要的问题就是怎样在提高网络编码效率的同时降低网络编码的复杂程度，还有就是在网络编码实用化的过程当中，逐渐控制网络编码的复杂程度，减少网络编码需要的额外计算量，从而降低系统实施成本。二是数据传送可靠性研究。现阶段对网络数据传输可靠性的网络编码研究主要是根据多径路由展开的，这也在一定程度上为网络编码中的数据传输提供了可靠性。因此，在多跳动态的网络环境当中，分析研究提高网络编码数据传送的可靠性具有很大的现实意义。

网络编码在数据通信技术中的应用

通常情况下，网络编码是指通过编码与路由信息的有机转换以达到技术目标，网络编码是现代数据通信技术领域内的新技术，将系统所接收到的数据流进行合理重组和排列后，基于不同路径实现多元数据的重新组合，通过对编码系数的有效利用，以实现数据的科学化处理，最终实现原始数据的有效还原。网络编码技术在数据通信技术内的有效应用，能够在一定程度上提升通信容量，改善通信质量，将数据通信领域内原有的网络层次与现代化网络有机融合，通过各自应用价值的有效发挥以及二者之间的协调配合，转变数据通信技术的数据处理方式，推进数据通信技术的现代化发展。也就是说，网络编码技术在数据通信技术领域内具有良好的应用价值，促进大量数据信息有序传输，并且实际传输的效率和稳定性能够得到有效保障。网络编码技术的有效应用，促使网络数据单词数据信息传输的顺利实现，信息传送量明显增加，这就明显减少了传送次数，改善网络运行质量，提高网络数据传送性能，从整体上促进宽带利用率的提升，改善能量资源的利用率，切实增强 无线网络 通信的安全性。因此，在现代社会科学技术不断进步的今天，基于网络编码的数据通信技术正不断实现跨越式发展，将会成为未来通信技术的重要发展趋势，值得加以进一步研究和推广应用。

2基于网络编码的数据通信技术分析与研究

基于网络编码的路由协议

基于网络编码的数据通信技术分析和研究显示，基于网络编码技术的路由协议的优化设计具有一定特殊性，作为网络数据传送分析与研究的重要内容，其对网络数据传送性能具有重要影响。基于网络编码的路由协议为网络编码的实现和合理应用提供可靠基础，通过将网络编码与路由协议有机统一，促进高层次的描述的形成，此种情况下，为网络系统的创新以及网络设备的科学化设计提供了可靠的理论依据，推进数据通信技术的现代化发展。就网络编码的路由协议的实际应用情况来看，其主要体现在独立路由协议的网络编码和编码感知的路由协议两方面，以是否存在主动编码机会为主要区分依据，判断路由协议是否可以创造更多编码机会，从而对相关编码机会进行有效利用，以提高数据通信的质量和效果。

基于网络编码的网络协议结构

当前，基于网络编码的数据通信技术主要基于网络层方面，随着网络编码与路由协议的有机融合，促使网络编码协议结构中的其他协议层得以不断深入，但是，与传统的网络数据传送模式相比，网络编码的内在特性存在一定独特性，在将网络编码引入到现有的网络数据传送协议后，极易出现新的网络编码问题，包括兼容性有限以及网络编码对网络协议层次结构的内在影响。在未来网络编码的数据通信技术发展过程中，此类问题能够在一定程度上为后续网络编码研究提供可靠的基础，促使网络编码与现有网络协议实现有机融合，提高网络数据传送性能的有效性和可靠性，促进网络编码在数据通信领域内实际应用价值的有效发挥。

基于网络编码的数据传送性能保证机制

在标准的网络环境下，网络数据传送极易受到网络拓扑结构的易变性和数据传送的突发性等因素的影响和作用，导致网络数据传送不稳定，甚至出现分组丢失以及数据传送延时等问题。因此，基于网络编码的数据通信技术应依据网络实际运行状态，探讨数据传送性能保证的编码策略方法，最大程度上提高数据传送的可靠性，避免数据传送延时情况出现。相关学者研究表明，采用多速率编码机制并利用不同链路的数据执行相关决策机制，有助于降低网络编码对数据传输的影响，使数据传送延时问题得以有效控制，在未来发展过程中，相关解决方案仍有待进一步探索。

基于网络编码的数据传送模型

构造算法的提出，为网络编码的成功构造以及保证网络各节点成功解码数据奠定了可靠的基础，在实际应用中，算法的复杂程度较低，易于部署应用。当前，网络编码的码构造算法主要有线性网络编码和随机网络编码等，就编码机制设计的实际情况来看，其中比较常用的是线性网络编码，基于网络中间节点对接收到的不同输入链路信息实现线性组合，进而将组合的数据进行转发。就线性网络编码的实际应用情况来看，其主要包括指数时间算法、多项式算法以及随机网络编码算法等比较典型的码构造算法。而随机线性网络编码方案往往具有相对独立的网络拓扑结构的灵活性，因此，线性编码运算形式具有简便性，可以提高数据通信质量和效果，在实际编码过程中大多采用随机线性网络编码构造方案。

3结语

通过对基于网络编码的数据通信技术进行分析和研究可知，当前我国网络编码在实际应用中仍处于初级阶段，在方案设计以及复杂编码的简化上有待进一步完善，以降低网络编码的复杂度，减少协议运行开销，促进数据通信技术应用过程中各项问题的有效解决。在未来的研究中，应不断加强网络编码的数据通信技术创新，从而更加广泛地应用于社会各个领域内。

参考文献

[1]余翔,吕世起,曾银强.C-RAN平台下信道编码与网络编码的联合算法设计[J].广东通信技术,2016(4).

[2]杨蕊.网络编码在无线网络中的应用及发展趋势[J].科技创业月刊,2013(5).

[3]李繁.网络编码技术原理及应用[J].成都纺织高等专科学校学报,2012(1).

《 高铁数据通信网路由的完善 措施 分析 》

一、简介IS-IS协议运用原理

在铁路数据通信网协议中，其中作为NSAP的主要地址格式。其AA代表私网的地址;其B1,B2作为设备归属自治域的号码后两位数组。我们都明确了解，广铁集团的AS值为65115，所以B1B2的值为15;其设备的Loopback地址在转换后所得到，我们以怀集站AR01为主要例子，将转换Loopback的地址之后，可得到010000000162，再每4位进行分段，也就是。这就我们就会得到怀集站的AR01最后的NASP是。

二、概述IS-IS协议工作过程

根据IS-IS链路状态中的路由协议规定，在分享和交换链路状态信息时，需要建立起相应的邻居关系，这也为链路信息的交换和分享打下坚实的基础。其中IS-IS主要是运用IIH报文，才能建立起相应的邻居关系，如果接口启用了IS-IS协议，这就需要将IIH报文立即发出[1]。在建立邻居关系之后，各邻居之间会分享同步链路数据库中的信息，在LSDB之中，包括很多链路状态基本信息，这些信息会被封锁在链路状态数据报文信息总，简单来讲，同步LSDB也就是对LSP的同步。IS-IS中，运用链路状态数据报文，部分队列报文PSNP3种或者完整队列号报文CSNP，这两者都需要在规定的时间内，完成链路状态数据库信息的同步。但是PSNP以及CSNP，都需要应用到数据库同步中，但CS-NP中，包括了PSNP中却只包括LSDB的部分信息，但是LSDB中全部LSP的摘要基本信息。

三、优化和调整方案

我们以贵广高铁的数据通信网络工程的实际状况为主要例子，并且结合IS-IS协议原理与铁路通信网建设标准相结合，这样可对广高铁数据通信网进行调整，在调整之后，可解决所存在的一些问题。因为其他冗余链路的Metric值，可设置为1024，并且考虑到贵广铁路通信网络的结构特点，可以引导业务流量共同分担负荷，需要将汇聚层以及接入层的全部链路的Metric值设置成为1024，这样就能将不同站点的业务流量，转发到不同链路层之中，进一步提高网络的性能。修改的具体方法，是在广州南站DR04的佛山西站AR01的GE3/1/1端口以及DR04的GE5/1/1端口中，执行isiscost1024level-2命令，然后不断调整Metric值。

四、优化验证结果

在修改之后，并且在查看怀集站路由表后发现，在通往广州南站的DR03，其下一地址为POS2/1/4,同时Cost值也再不断转变，去往广州南站的DR04下一跳为RAGG1,或者POS2/1/4。在调整参数后，可深入研究调整后的参数变化值，其路由器下端行口的数据流量也发生明显的变化。五、结语总而言之，在设置数据通信网路参数时，不但要考虑到铁路规范的具体要求，而且也需要结合工程建设实际情况，深入分析和研究对网络拓扑结构的设计，根据工程实际情况，科学合理对数据流量加以引导，分担好负荷，这样才能促使数据通信业务的稳定、有序运行。

《 GPRS网络下无线数据通信系统设计分析 》

【摘要】随着GSM应用范围的不断扩大，其在数据传输效率、频谱利用率等方面的缺陷逐渐暴露，而GPRS网络在分组交换技术的作用下，不仅可以有效的弥补GSM的不足，而且在通信费计算方式方面更加合理，为跨地区接入提供了可能，所以基于GPRS网络的无线数据通信系统越来越受到关注，在此背景下，本文针对GPRS网络的无线数据通信系统结构设计展开研究，为推广GPRS网络的无线数据通信系统的应用范围作出努力。

【关键词】GPRS网络;无线数据通信系统;设计

前言

移动台MS、BSS基站子系统、SGSN和GGSN是GPRS网络的主要构成，其在运行的过程中，GPRS与GSM基站先实现有效的通信，然后由基站将GPRS分组向SGSN传送，在SGSN和GGSN通信后，后者对具体的GPRS分组完成处理过程，将处理结果向对应的网络传输，而无线数据通信系统通常依托无线网络实现通信功能，其需要相应的设备、模块、服务器和网络结构，所以对基于GPRS网络的无线数据通信系统的设计研究，需要结合GPRS网络运行原理和无线数据通信系统构成进行。

1基于GPRS网络的无线数据通信系统的设计思路

现阶段将固定且合法的IP地址直接应用于用户数据中心、将存在固定且合法的路由器应用于不存在合法IP地址的用户数据中心、将动态IP地址直接应用于用户数据处理中心、利用专线直接将用户数据中心与GPRS网络相连接四种方案均可以实现网络数据传输;而MobiteehModule模块设备在GPRS网络总应用可以实现太网向GPRS网络的转换、串口向GPRS网络的转换、串口向以太网的转换，为多台计算机同时访问GPRS网络资源、远程无线联网、用户终端对计算机网络资源共享等三种功能的实现提供了可能，所以在针对基于GPRS网络的无线数据通信系统进行设计的过程中，只要针对通信接口、通信协议和通信策略三方面进行具体的设计，即可以推动基于GPRS网络的无线数据通信系统功能的实现。

2基于GPRS网络的无线数据通信系统的设计过程

通信接口设计

通常情况下无线数据通信系统要实现其无线数据传输的功能，需要利用M2M模块向数据发出数据请求和发送数据的数据下发接口和数据上报接口;需要服务其主动发送命令所需的远程控制接口;服务器对相关结构状态参数进行设定和查询所需的接口;模块以检测规则为依据提出相关警告的警告监测接口、利用M2M模块相服务器发送非文字信息的接口以及模块自身对手机短信实施收发的短信通道接口，所以在针对基于GPRS网络的无线数据通信系统接口进行设计的过程中要保证以上类型的接口均存在[1]。

通信协议设计

只有无线数据通信中心和远程终端双方能够共同理解某种语言，才能保证无线数据传输的实现，这种语言即通信协议，所以在设计的过程中要对通信协议进行针对性的设计，通常其需要对无线数据通信系统的功能进行描述或反映，笔者设计的通信协议为表示层、业务逻辑层和数据层相互独立的C/S结构，并将重心和远程中观信息交互功能独立设计为消息代理模块，这对提升无线数据通信系统反映的灵活性和功能的扩展性等具有积极的作用，而且对提升业务逻辑系统的运行效率和整个系统的安全性也具有较显著的效果。需要注意的是此通信协议在应用的过程中会使原本存在的网络传输差异被人为忽视，为GPRS网络无线数据传输提供平台，换言之其只针对应用层进行定义。在无线数据通信中心和远程终端的信息交互过程中考虑到GPRS网络支持IP协议，所以经UDP协议应用于MA和RTU网络层通信过程中，但考虑到其安全性，需要在请示消息发出后立即出现对应的应答消息，在请示消息发出但并未获取应答消息后应及时重发以此保证通信过程的可靠性[2]。考虑到GPRS网络以流量作为收费的主要依据，所以在通信协议交互消息的过程中以数据传输量相对较少的二进制格式或XML格式为主，以此节省成本，通常情况下其交互消息由通信前导标识、协议类型、服务器ID、模块ID、总计包数、当前包索引、所述包组、内容等结构构成。

通信策略设计

通常情况下通信策略针对GPRS非确认发送、可靠发送但需手机短信确认、可靠发送不需确认、图像发送不需确认等情况编辑相应的策略。具体设计结合系统的相应程序进行确定和更改。

3结论

通过上述分析可以发现，以GPRS网络为基础的无线数据通信系统在通信设备基站等方面具有广阔的应用空间，GPRS网络运行原理和无线数据通信系统构成决定，在具体设计的过程中需要针对通信的接口、协议、通信策略等多方面进行，任何方面存在设计缺陷，均会影响无线数据通信的正常实现。

参考文献

[1]刘媛媛，朱路，黄德昌.基于GPRS与无线传感器网络的农田环境监测系统设计[J].农机化研究，2013，07：229~232.

[2]程伟，龙昭华，蒋贵全.基于GPRS网络的无线IP语音通信系统[J].计算机工程，2011，14：82~84+87.

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感应电机动态分析 当恒转矩应用于转子感应机，将运行在一个 固定滑。如果应用是不同的扭矩，然后的速度将有所不同转子以及。那个 的关系来描述： （ ） 其中J是转动惯量的发电机转子， U是角速度的 发电机转子（弧度/秒）的H ？是电磁转矩和U ？是扭矩适用于 发电机转子。 当适用于不同的扭矩相对缓慢的电网频率，准 稳态的办法可以采取的分析。也就是说，电动扭矩可 假定为一个函数的支路中所描述方程和前面的方程。 准稳态方法通常被用来评估风力发电机组的动力。 这是因为频率波动的风致扭矩和 机械振荡通常远远低于电网频率。上岗 发电机方程这种方式使用应用，例如，在动态风力发电机 驱动列车模型， DrvTrnVB 。这是描述Manwell等。 （ 1996年） 。 值得指出的是，异步电机有些“软”的动态 针对不断变化的条件比同步电机。这是因为感应 机器进行一个小但重要的速度变化（滑）作为扭矩或缩小 变化。同步电机，如前所述，在不断的操作速度，同 唯一的功角变化的扭矩不同。同步电机从而有一个非常 '硬'响应波动条件。

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数控机床诊断维修方法经验浅述X 摘 要:本文就近几年来在对进口数控设备的维护中,逐渐学习并掌握了CNC 系统的一些故障规 律和快速诊断方法进行了整理。意在使其更好地为数控设备的使用与维修服务提供借鉴。 关键词:数控机床;诊断维修;方法 随着发达国家先进技术和装备的不断引进,使 我们设备维护人员的维修难度越来越大,这是不可 否认的事实。但怎样尽快适应和掌握它,是我们应 该认真探讨并急需解决的课题,下面就自己多年的 维修经验谈一点个人体会。 笔者近年引进的日立精机VA 一65 和HC 一 800 两台加工中心,不但具有交流伺服拖动、四轴联 动功能,而且还配有磁栅全闭环位置反馈及自动测 量、自动切削监视系统,其CNC 是当时国际上最先 进的FANUC 一11M 系统。运行11 年来,虽然随 着使用年限的增长,一些元器件的老化、故障期的到 来,特别是加工任务的增多,设备每天24h 不停机的 运转,出现了几乎每周都有故障报警的现象。但为 保证任务的按期完成,我们在没有经过国内外培训 且图纸资料不全的条件下,在无数次的维修测试中, 认真分析故障规律,不断积累有关数据,逐渐掌握维 修要领,尽量在最短的时间内查出故障点,用最快的 速度修复调整完成。以下从几方面论述快速诊断和 维修数控设备的方法: 1 先观察问询再动手处置 首先看报警信息,因为现在大多数CNC 系统都 有较完善的自诊断功能,通过提示信息可以马上知 道故障区域,缩小检测范围。像一次HC 一800 卧 式加工中心在运行中出现5010 # spindle drive unit alarm 报警。我们根据提示信息马上按顺序检查了 主轴电机及其执行元件、主轴控制板,查明过流断路 点后恢复正常,仅用20min 完成。但从我们的经验 中也有受报警信息误导的例子,因此说可依据它但 不能依赖它。 故障发生后如无报警信息,则需要进一步用感 官来了解设备状态,最重要的就是向操作人员问询 故障发生的前因后果。同样是该设备,有一次其 APC 系统在防护罩没有打开情况下B 轴突然旋转 起来刮坏护罩,这一现象以前从未出现过。经我们 现场仔细询问操作过程,清楚了故障经过:原来操作 人员先输入了M60 指令,使_bPm_�APC 系统程序运行(更 换旋转工作台) ,当执行元件失控中途停机后,又进 行了手动状态下的单步指令操作。当时M60 并没 有删除,使其执行元件恢复正常后继续了原程序动 作。经认真了解并仔细分析后,我们立刻清除所有 原设定的指令,检测并更换了失控元件,避免了更大 故障的发生。根据报警信息和故障前的设备状态, 来判断故障区域,争取维修时间。 2 遵循由外到里,由浅入深的检修原则 笔者对加工中心多年的维修经历来看,大多数 故障根源都是来自于外部元器件,因其受外界因素 影响较大,象机械碰撞磨损、冷却液腐蚀、积尘过多、 润滑不良等,使这些年久失修的元器件处于不完好、 不可靠状态,成为设备故障的最大隐患。像各轴经 常出现的超程报警、零点复归误差、位置信号不反馈 等,都是一些磁性或机械式开关失灵造成。还有的 故障也是出现在电磁阀、电机和经常伸缩的电缆上。 像HC 一800 的一次B 轴旋转不到位或有时根本不 旋转故障,报警提示为: feed axis fault (APC com2 mand) ,看起来与命令有关。但我们根据故障现象 还是果断地检查B 轴各行程限位,果然有一撞块与 开关接触不好,经调整后正常。这就避免无目标地 消耗很大精力去查整个CNC 系统,先把重点放在外 部环节上。 这实际上是一种经验上的诊断,如果我们手里 有原理接线图,那就应该正规地按图纸去相应对照, 顺序查找并针对性的去测试电位和波形,还能从中 悟出一些理论上的东西。正是因为没有这个条件, 所以我们在维修中就是遵循从外部到内部、从人为 到系统、由浅入深的原则去进行,这就大大缩短了设 备的停修时间。 3 充分利用PC 图查找故障点 根据报警信息调出与其相关的PC 图进行分析 核对,也是一种诊断的方便途径。一次VA 一65 自 动换刀机械手到位后不执行抓刀指令,我们马上调 出PC 图从各指令开关信号到各进、退、松、紧动作 信号逐一进行对应校验,最后查出机械手旋转到信 号没有发出,原因是由于一磁性接近开关松动移后 不起作用,使下一步抓刀动作无法进行,调整后恢复 正常。 由PC 图查故障点看来比较方便直观,但如果 不了解其内部动作原理和工作程序,那可以说也是 大海捞针,无从下手。特别是无电气原理图就更难 以判断,每个输出动作多达几十个开关条件才能满 足,确实要下很大工夫才能逐步认识并掌握。我们 就是靠平时维修时的日积月累,在不断的了解和运 用它。 4 疑难故障的检测分析和快捷处理 此两台加工中心的一些元器件年久老化,使其参数随温度 或电流的变化而极不稳定,造成故障后能自动恢复 即时好时坏现象,这是我们最为之挠头的故障。因 为搞维修的都知道,元件坏了容易检测,而不正常的 通断情况则很难判断是元件坏了还是线路接触不良 造成,因为无法进行正常的信号检测。如B 轴工作 台换位;刀库进刀口自动打开;B 轴台板夹紧、松开 失灵等故障,其执行元件均是固态继电器接受指令 信号接通后带动电磁阀动作。当检测时可能未见异 常,启动后又可能一切正常,待连续动作几次后又停 机报警。我们根据故障现象及反复周期判定应该是 执行元件性能下降造成,因图纸不详、标识不清,只 能将关联的一组执行元件在正常和异常的情况下分 别进行检测,经反复测试后,最后从30 多只继电元 件中分别查出并更换了其性能下降的元件。 一次HC 一800 B 轴原点复归失控,指令发出 后旋转不停,没有报警信息。经现场了解分析,首先 认定应该是B 轴零点检测系统故障,而该系统是由 一只磁性接近开关发出到位信号后控制执行元件减 速停车。我们马上对这一信号进行线路测试,结果 无信号发出,人为设定一个到位信号则准确复归停 车,确认检测开关到设定信号点这一段有故障。但 如果想直接检测接近开关则必须将B 轴和与其关 联的调轴解体,因为此开关装在B 轴工作台体内。 这样的大结构拆修以前从未干过,测算一下工作量 需半个月时间,而且还要特别精心地对十多根控制 电缆和几十根油管拆除和恢复,这就很难保证拆装 后各部分的精度,但要想解决问题还必须露出这一 开关进行检测和维修。能否用一个简便的方法既能 节省拆装工作量又能拿出这一检测开关,经反复论 证后终于想出一个只拆B 轴端盖和调轴磁尺支架 拿出此开关的方法。虽然电气维修人员拆装、检测 难度很大,但保证了台面不大解体,把后患影响减小 到了最低限度。经实际测试开关、处理断路点原位 安装后恢复了B 轴复归功能,又对拆装后影响到的 调轴位置误差和B 轴定位故障进行了补偿和调整, 一切正常后仅用三天时间即交付使用,保证了试制 加工任务的完成。 5 结语 总之,在处理故障过程中怎样尽快打开思路、进 入状态,缩小检测范围,直触故障根源是维修技术人 员水平高低的关键所在。看似简单的道理却饱含着 方方面面,也是维修人员多年辛勤劳动的结晶。我 们就是在这种高频率故障的压力下,克服了重重困 难,尽力在短时间内解决问题,减少设备停歇台时, 为车型试制做出了我们应有的贡献。 [参考文献] [1 ] 李亚芹,龙泽明,韩阳阳. 数控机床爬行问题的 分析与研究[J ] . 组合机床与自动化加工技术, 2006 , (10) :76～78. [2 ] 卓迪仕. 数控技术及应用[M] . 北京:国防工出 版社,1997.

基于神经网络逆系统的磁悬浮开关磁阻电动机的解耦控制 隐极同步电动机转矩可控性与解偶性分析 基于BUCK变换器的无刷直流电机转矩脉动抑制方法 基于NIOS软核处理器的直流无刷电机控制系统设计 感应电机的无速度传感器逆解耦控制 交_交变频多相同步电动机调速系统谐波转矩分析 一种新型两相感应电动机变频调速SPWM控制技术 一种利于开关磁阻电机降噪的新散热筋结构 基于瞬时无功功率理论对异步电机控制方法的改进 交流永磁同步电机伺服系统的变结构控制 直接平均转矩控制的磁链控制改进 TRT同步发电机无刷励磁系统的设计研究 笼型转子无刷双馈电机的电磁分析和等效电路 永磁式双凸极电机角度提前控制方式 带整流负载同步发电机的Saber建模及仿真 无轴承异步电机的单DSP控制 基于模糊与自校正技术的超声电机伺服控制 基于RBF神经网络的开关磁阻电机单神经元PID控制 精密工作台直线电机推力波动补偿研究 双绕组交直流发电机参数的局部辨识 混合动力汽车中开关磁阻电动_发电机纯硬件控制器的研究 基于换相过程分析的无刷直流电动机机械特性的研究 基于模糊模型无位置传感器开关磁阻电机的位置检测 气隙对双凸极电励磁发电机特性的影响分析 基于Park矢量模信号小波分解的感应电机轴承故障诊断方法 基于等效电感方法的电磁式双凸极电机系统简化控制模型 异步电机矢量控制中扩展卡尔曼滤波器的优化研究 两相异步电机的动态特性仿真 三相绕组Y接法单相电容电动机瞬态过程仿真研究 一种基于占空比控制技术的异步电机直接转矩控制方案 基于极弧系数选择的实心转子永磁同步电动机齿槽转矩削弱方法研究 无刷双馈电机基于同步角的矢量解耦控制 基于电压解耦原理的感应电机无速度传感器矢量控制 基于离散趋近律控制的直流电机速度控制系统 神经网络和模糊算法相结合的永磁同步电机的鲁棒控制 无轴承永磁同步电机控制系统设计与仿真 基于正交神经网络的无刷直流电机控制器设计 模糊自适应PI控制永磁同步电机交流伺服系统 三相异步电机的DSP矢量控制系统 新型横向磁通永磁电机研究 运用比较法浅析异步电动机运行状态 基于CMEXS_函数永磁同步电机控制系统仿真建模研究 复合笼条转子感应电动机不同转子材料特性对起动性能的影响 无刷直流电机PWM调制方式的优化研究 无位置传感器的方波驱动无刷直流电机控制系统 基于PIC单片机的二维步进电机控制系统 交流变频调速电机设计与应用 一种基于单片机的步进电机控制驱动器 直线电机系统的开发研究与应用 DSP在短行程直线电机精密位置控制中的应用研究 单片机在交流电动机软启动中的应用 数控直线电机进给定位误差补偿技术研究 异步电动机变频调速再启动方法的研究 多相异步电机谐波电流与谐波磁势的对应关系 新型无刷直流直线电机系统的总体设计 交流复励电动机的工作特性 无速度传感器异步电机按定子磁链定向的矢量控制系统 直流伺服电动机模糊控制器的设计与仿真 一种感应电机直接转矩控制磁链观测的改进方法 RTDS中同步电机模型特性研究 基于多模型自适应控制器的感应电机变频调速系统 基于矢量控制IM实时控制的dSPACE实现 基于专用集成芯片的无刷直流电机控制器 开关磁阻电机模糊PID控制系统研究 浅析直流变频电机用电磁线的开发 双处理器实现无位置传感器开关磁阻电机控制 无速度传感器永磁同步电机直接转矩控制系统 基于编码器插值技术的光衰减器电机定位系统 无刷直流电机无位置传感器的检测方法 低压异步电机重绕修理中的绝缘结构问题 基于SIMULINK的永磁无刷直流电动机及控制系统的建模与仿真 交流单相感应电动机非对称空间矢量变频调速的研究 应用PTC和ZnO实现同步发电机快速灭磁 阻尼绕组对直接转矩控制同步电机动态行为的影响 复合型超声马达纵向振动建模 基于限流变压器的高压异步电机软起动控制器 一种新型四相SR电机功率变换器的分析与设计 PLC在三相异步电动机控制中的应用 基于DSP的混合式步进电机直接转矩控制研究 无刷直流电机神经网络内模自适应控制器设计 磁场定向不准对感应电动机系统性能影响的分析 无刷直流电机广角波控制方法的研究 单个逆变器驱动两台并联感应电机的无速度传感器矢量控制方法 感应电动机交_交变频调速系统的双内模控制研究 基于神经网络的开关磁阻电机无位置传感器控制 开关型磁阻电动机固有频率解析计算 三自由度球形电机位置测量研究 双凸极永磁电机的控制模式 PLC对步进电动机改变转速控制的实验 MRAS异步电机无速度传感器矢量控制低速性能的改善 基于MRAS的异步电机转子时间常数实时辨识 基于DSP的无刷直流电机锁相稳速系统 基于DSP控制的小功率异步电机变频调速系统 基于耦合场的大型同步发电机定子温度场的数值计算 基于光电传感器编码的永磁球形步进电机运动控制 新型内嵌式SMA电机的非线性模型 液体媒质超声波电机运行特性的实验研究与分析 集中绕组永磁无刷直流电机电枢反应及绕组电感的解析计算 永磁同步电动机直接转矩控制的弱磁运行分析 永磁直线同步电机推力波动优化及实验研究 基于恒定开关频率空间矢量调制的永磁同步电机直接转矩控制

数控机床旋转进给系统的状态空间模型及性能分析摘要：高性能多坐标数控机床的摆头、转台等旋转进给系统多采用永磁同步伺服电机进行直接驱动，其控制问题较常规进给系统更为复杂。因此建立更为科学的适用于直接驱动的永磁同步电机的数学模型对提高旋转进给系统的控制水平具有重要意义。本文提出在矢量控制的基础上建立直接驱动用永磁同步电机的状态空间模型的方法，并运用现代控制理论对系统的能控性、可观测性及稳定性等进行分析和计算以及对系统进行极点配置，并用Simulink进行了系统仿真，为数控机床旋转进给伺服系统的设计和分析提供了理论基础和分析方法。关键词：旋转进给；直接驱动；永磁同步电机；中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2007)08-0040-05State space model and performance analysis of numerical controlmachine rotary feed systemZHANG Ao, ZHOU Kai(Department of Precision Instrument and Mechanics,Tsinghua University,Beijing 100084,China)Abstract: Rotary feed system such as pendulum head and revolving table of high-powered multicoordinatesnumerical control machine adopts PMSM to drive directly. It's more complex tocontrol than the conventional feed system. So it's significative to set up mathematic modelof PMSM which is applicable for the direct drive more scientifically in order to improve thecontrol level of rotary feed system. Thus a modeling of PMSM method for state spaceequation modeling of PMSM based on vector control is proposed. The controllability,observability, stability and Pole assignment are analysed by modern control theory. And thesystem emulation is finished by Simulink. This method offers theoretical basic and analyticalmethod for rotary feed servo system designing of numerical control words: rotary feed; direct drive; PMSM; state space equation0 前言高性能数控机床的旋转进给伺服系统，特别是直接驱动伺服系统（即取消了从电动机到执行机构或负载之间的一切机械中间传动环节，把传动链的长度缩短为零。）广泛使用永磁同步电机(permanentmagnet synchronous motor, PMSM)作为控制对象。其优点是结构简单，运行可靠，通过在结构上采取措施，如采用高剩磁感应、高矫顽力和稀土类磁铁等，可比直流电动机的外形尺寸约减少1/2，重量轻60%，转子惯量可减小到直流电动机的1/5 。[2]还应该看到，传统驱动系统由于传动环节的存在，控制环节的受力较小，系统对扰动的敏感度相对较低，而直接驱动伺服系统，负载与控制环节之间几乎是直接相联，没有传动链的缓冲，因此控制环节受力较大，对扰动比较敏感，这可能会对系统的动态性能造成影响；同时，摆头与转台的特点是要承受低速大负载，因此其大负载条件下的低速平稳性也是系统设计中的一个重要问题。因此，对于此类数控机床转台、摆头等旋转进给直接驱动系统而言，其控制问题较常规进给系统更为复杂。在工程实际中多采用基于矢量变换控制的经典3 环控制方法进行系统控制，其建立控制模型的基础是经典控制理论，即对系统使用传递函数加以描述，将某个单变量（如转速等）作为输出，直接和输入（如电压等）联系起来。但实际上系统除了输出量外还包含其它相互独立的变量，而微分方程或传递函数对这些内部的中间变量是不便描述的，因而不能包含系统的所有信息，不能完全揭示系统的全部运动状态。而若应用现代控制理论的状态空间法分析系统，其动态特性是由状态变量构成的一阶微分方程组来描述的，它能反映系统全部独立变量的变化，确定系统全部内部运动状态，方便地处理初始条件。因此可以更为全面的表征系统以及系统内部变量的关系，尤其适合应用于非线性、多输入－多输出系统。[5]综上所述，旋转进给直接驱动伺服系统是一个强耦合、非线性的复杂系统，因此用状态空间法来进行建模是更为科学和有效的。本文在矢量控制的基础上通过状态空间法建立永磁同步电机状态空间模型，并应用现代控制理论的各种方法对模型进行全面的分析，为进一步应用先进的控制方法对系统进行控制打下坚实的基础。1 PMSM 的数学模型我们考虑的是正弦型永磁同步电动机系统。该电动机具有正弦形的反电动势波形，其定子电压、电流也为正弦波形。假设电动机是线性的，参数不随温度等变化，忽略磁滞、涡流损耗，转子无阻尼绕组。基于电动机统一理论的结论可以得到，转子坐标系（d－q轴系）中永磁同步电动机定子磁链方程为：（1）其中：——转子磁钢在定子上的耦合磁链；Ld、Lq——永磁同步电动机的直、交轴主电感；、 ——定子电流矢量的直、交轴分量。PMSM 定子电压方程为： （2）其中， 、——定子电压矢量us的d、q轴分量；w——转子电角频率。PMSM 的转矩方程为： （3）电动机转矩系数Kt 为：Kt ＝ pmyr此外，电动机系统还要满足基本运动方程：（ 4）其中，n ——电动机转速；wr ——转子机械角速度，w=pmwr ；Td、TL ——电动机的电磁转矩和负载转矩。采用现代控制理论的状态方程对永磁同步电机进行数学建模。若采取矢量控制，一般要求id=0，但是状态方程中不出现md和id是不合理的。因为在id=0的控制模式中，只是要求id的取值等于0，但id的实际值并不一定总是等于0（特别是在动态过程中）。同时，ud的实际数值也不会等于0。因此，必须将ia也作为状态变量，将md 也作为控制变量，由控制器根据所有状态变量（包括id）的取值进行控制。因此取状态变量 ，q 为转子位置角。将（1）式带入（2）式的第2 式，由（3）式和（4）式可得，则永磁同步电机的状态方程为( ) ：(5)由此可见，该系统是一个非线性时变系统，且在系数矩阵中含有wr，id，iq状态变量的交叉相乘项，因此需要进行系统解耦，令因此采取id=0的矢量控制方法，uq'=uq，TL'=TL，系统可化为线性系统。取ud，uq 为控制量，负载转矩TL 作为扰动处理，因此单独提出，则系统化为=AX+BU+B0TL 的形式，则原系统化为：(6)2 PMSM 系统的分析PMSM 的参数如下：则系统状态空间方程为： 多项式模型将状态空间模型转换为多项式模型，系统的传递矩阵为： 能控性与可观测性分析状态完全能控的充分必要条件是系统的能控矩阵的秩为n。状态完全能观测的充分必要条件是能观测矩阵的秩为n。计算可得，系统的能控矩阵秩为4，满秩，则系统状态是完全能控的。系统的能观测矩阵的秩为4，满秩，则系统状态是完全可观测的。 控制系统的稳定性分析对于由状态空间模型表示的系统，其系统稳定的充分必要条件是：系统矩阵A 的特征值全部具有负实部。eig(a)'= *[0 - + ]由于系统矩阵a 的特征值中有一个是零，因此该系统是临界稳定的。由于能控矩阵的秩为4，满秩，因此可以通过状态反馈配置极点使得系统稳定。 多输入控制系统的极点配置对于多输入系统的极点配置的基本思路是：首先求一状态反馈，使得其闭环系统对某一输入（例如第一个输入）是能控的，再按单输入系统配置极点的方法进行极点配置[5]。图1 极点配置的闭环系统框图期望极点为： *[ + ]（1）构造Q、S 矩阵。，由系统可得，n=4,m=2，u1+u2=4，a 为Q-1 的最后一行向量。（2）先按能控标准型进行极点配置。对 单输入系统进行极点配置。的特征多项式为，所期望的特征多项式为，则增益阵为:（3）求化为能控标准型的变换矩阵T，即则增益阵返回原坐标系为（4）使原系统（A，B）实现极点配置的状态反馈为: 系统仿真系统位置状态向量对阶跃信号的响应：图2 极点配置前位置状态向量的阶跃响应图3 极点配置后位置状态向量的阶跃响应系统位置状态向量对速度信号的响应（虚线为输入位置信号，实线为输出位置信号）：图4 极点配置前的速度信号跟踪曲线系统位置状态向量对正弦信号的响应（虚线为输入位置信号，实线为输出位置信号）图5 极点配置后的速度信号跟踪曲线图6 极点配置前的正弦信号跟踪曲线图7 极点配置后的正弦信号跟踪曲线由此可见，通过极点配置使系统稳定，且对各种输入信号的响应有很大改善，具有很好的跟踪性能，这对于随动系统来说是十分重要的。3 总结使用状态空间方程表征系统，可以把系统的状态与系统的输入和输出联系起来，并在系统的内部变量与外部输入和测量输出之间建立联系，保存系统内部特性的信息，因此模型更为精确和科学。本文即在矢量控制的基础上提出了一种建立完整的永磁同步电机状态空间模型的方法。根据此模型，运用现代控制理论的各种方法对系统性能进行了分析和计算，分析表明该系统具有完全能控性、完全可观测性以及临界稳定性，通过状态反馈配置极点的方法使得系统稳定，使状态变量对输入信号有很好的跟踪性能。为进一步分析和设计控制系统提供了有效的方法和思路。参考文献：[1] 欧阳黎明.MATLAB控制系统设计[M].北京:国防工业出版社,2001.[2] 张崇巍,李汉强.运动控制系统[M].武汉:武汉理工大学出版社,2002.[3] 李三东,薛花.基于Matlab永磁同步电机控制系统的仿真建模[J].江南大学学报,2004,(2):115-120.[4] 杨平,马瑞卿,张云安.基于Matlab永磁同步电机控制系统的建模仿真方法 [J].沈阳工业大学学报,2005,(4):195-199.[5] 侯媛彬,嵇启春,张建军,杜京义.现代控制理论基础[M].北京大学出版社,2006.[6] 孙亮. MATLAB语言与控制系统仿真[M].北京:北京工业大学出版社,2006国物流管理逐渐走向社会化和供应链化的形势下，必须接合具体企业的物流运作管理实际，根据精益物流的基本原则和企业信息化状况，通过理论与应用的研究，在精益供应链物流管理原型系统的基础上不断修改和完善，不断地进行研究和实践，以此来推动我国制造企业精益供应链物流管理信息系统的发展。参考文献：[1] 乌跃.论精益物流系统[J].中国流通经济,2001(5):11-13.[2] (美)詹姆斯·P. 沃麦克, (英)丹尼尔·T. 琼斯, 沈希瑾,张文杰,李京生.精益思想:消灭浪费,创造财富[M].北京:商务印书馆,1999．[3] RICHARD Wilding. Lean, Leaner, Leanest[J]. InternationalJournal of Physical Distribution & Logistics Management1996,25(3/4)20.[4] 王之泰. 物流工程研究[M].北京:首都经济贸易大学出版社,2004．[5] 田宇,朱道立.精益物流[J].物流技术,1999(6):19-21.[6] LIU X Q, MA S H. Supply chain logistics circulation quantityand response time calculation model[J].WSEAS Transactionson Systems, 2006,5(4): 在机床数控改造中的典型应用邵晓嵬, 任有志, 王燕丽(河北科技大学机械电子工程学院, 石家庄050054)摘要: 讨论了利用可编程控制器对机床进行数控改造的具体方案和一般步骤,并以锯片切割机的改造为例介绍了利用西门子公司S7 - 200 系列可编程控制器进行改造的具体过程,阐述了机床数控改造后的应用效果及其未来的社会和经济效益。关键词: 可编程控制器; 机床; 数控改造中图分类号: TG51 文献标志码: A 文章编号:100320794 (2007) 1120147202Typical Application of PLC in NC Transformation for Machine ToolSHAO Xiao - wei , REN You - zhi , WANGYan - li(College of Mechanical and Electronic Engineering ,Hebei University of Science & Technology , Shijiazhuang 050054 ,China)Abstract :Discussed how to use the programmable logical controller (PLC) to deal with the transformation inmachine tool , particularly introduced the whole process of transformation on incise machine based on SIEMENSS7 - 200 PLC. Finally expatiate the effect of NC transformation and its coming benefit .Key words :programmable logical controller (PLC) ; machine tool ; NC transformation0 前言在我国现有的机床中有一部分仍采用传统的继电器- 接触器控制方式,这些机床触点多、线路复杂,使用多年后,故障多、维修量大、维护不便、可靠性差,严重影响了正常的生产。还有一些旧机床虽然还能正常工作,但其精度、效率、自动化程度已不能满足当前生产工艺要求。对这些机床进行改造势在必行,改造既是企业资源的再利用,走持续化发展的需要,也是满足企业新生产工艺,提高经济效益的需要。1 解决方案利用PLC 对旧机床控制系统进行改造是一种行之有效的手段。采用PLC 进行控制后,机床控制电路的接线量大大减少,故障率大大降低,提高了设备运行的稳定性和使用率,增强了可靠性,减小了维修,维护工作强度。当机床加工程序发生变化时,只需要修改PLC的程序就可以进行新的加工,更改较方便,有助于提升机床的应用。由于具有通信功能,采用可编程控制器进行机床改造后,可以与其他智能设备联网通信,在今后的进一步技术改造升级中,可根据需要联入工厂自动化网络中。2 改造过程、步骤及应用实例(1) 深入了解原有机床的工作过程,分析整理其控制的基本方式、完成的动作时序和条件关系,以及相关的保护和联锁控制,尽可能地与实际操作人员充分交流,了解是否需要对现有机床的控制操作加以改进,提高精度、可操作性和安全性等;如有需要,在后续的设计中予以实现。(2) 根据分析整理的结果,确定所需要的用户输入P输出设备。由于是对旧机床的改造,在保证完成工艺要求的前提下,最大限度地使用原有机床的输入P输出设备,如: 按钮、行程开关、接触器、电磁阀等,以降低改造成本。(3) PLC 机型选择。根据输入P输出设备的数量与类型,确定所需的IPO 点数。确定IPO 点数时,应留有20 %左右的裕量,以适应今后的生产工艺变化,为系统改造留有余地。由IPO 点数,利用一条经验公式:总内存字数= (开关量输入点数+ 开关量输出点数) ×10 + 模拟量点数×150来估算内存容量。在估算出内存字数后,再留25 %的裕量。据此,选择合适的机型。(4) 设计并编制IPO 分配表,绘制IPO 接线图。应注意到:同类型的输入点或输出点应尽量集中在一起,连续分配。(5) 进行程序设计。可借鉴机床原有继电器控制电路图,加以修改和完善。完成程序设计后,应进行模拟调试。(6) 模拟调试后,进行现场系统调试。调试中出现的问题逐一排除,直至调试成功。最后还应进行技术资料整理、归档。图1 IPO 接线图下面是对某锯片切割机的数控改造过程,机床的各控制过程如下:(1) 主轴电机的控制。起动,停止;(2) 进给电机控制。工作台纵向进给到与锯片相切的位置,之后工作台横向快速进给锯片,完成后工作台慢速移动后退,其间锯片主工作台变速旋转一个锯齿的角度,两运动同时进行插补出一个锯齿圆弧;(3) 冷却泵电机的起动控制以及相关的保护、联锁控制,工作台的各运动方向的超程保护,各运动方向的联锁控制等。确定所需的用户输入P输出设备。根据设备的硬件条件分析出,面板上有6 个按钮需占6 个数字输入口,一个BCD 拨码开关占用4 个输入口,一条直线光栅尺占用3 个输入口,一个三位状态旋钮占2 个输入口,执行元件为3 个步进电机和2 个异步电机,其中3 个步进电机共需8 个数字输出口,砂轮主电机和冷却泵各需1 个输出口,报警指示灯和上电指示灯各需1 个输出口。为保证安全起见,热继电器不接入输入端,而直接接在PLC 的输出端;合计输入点数15 点,输出点数12 点。考虑到要留有20 %左右的裕量,所以IPO 点数要在30 个点以上。因此,选用西门子公司S7 - 200 系列226 型号的PLC ,其输入点数24 点,输出点数16 点, IPO 总点数40 点;编制IPO 分配表(见表1) ,绘制IPO 接线图(见图1) ;借助机床原有的继电器控制电路图,进行程序设计,编写STL 结构化程序语言;模拟调试及现场系统调试,完成技术资料的归档。表1 IPO 分配表输入输出I0. 0 BCD 拨码开关1 位Q0. 0 W轴CP 端I0. 1 BCD 拨码开关2 位Q0. 1 X轴PY轴CP 端I0. 2 BCD 拨码开关3 位Q0. 2 W轴DIR 端I0. 3 BCD 拨码开关4 位Q0. 3 W轴FREE 端I0. 4 启动Q0. 4 X轴DIR 端I0. 5 暂停Q0. 5 X轴FREE 端I0. 6 光栅尺A 相输入Q0. 6 Y轴DIR 端I0. 7 光栅尺B 相输入Q0. 7 Y轴FREE 端I1. 0 光栅尺Z相复位Q1. 0 主电机继电器I1. 1 锯片直径输入确定Q1. 1 冷却泵继电器I1. 2 砂轮直径输入确定Q1. 2 报警指示灯I1. 3 三位状态旋钮输入1 Q1. 3 上电指示灯I1. 4 三位状态旋钮输入2I1. 5 冷却泵启动I1. 6 急停3 改造后效果可实现加工的柔性自动化,效率比传统锯片机提高5～6 倍。加工的锯齿精度高,尺寸分散度小,提高了锯齿的强度。拥有自动报警、自动监控、补偿等多种自我调节功能,可实现长时间无人看管加工。由于锯片采用的是某新型合金钢,齿磨损后修补的成本很高,采用该锯片机以后,为工厂节省了可观的维修成本,真正提高了工厂的效益。4 结语利用PLC 对传统机床进行数控化改造,能够有效地解决复杂、精密和小批多变的零件加工问题,满足高质量、高效益和多品种、小批量的柔性生产方式的要求,适应各种机械产品迅速更新换代的需要,同时为企业节省了大量的设备改造成本,提高了企业的经济效益和社会效益,提升了企业的产品竞争力,使企业更容易在竞争激烈的市场环境里生存与发展。参考文献:[1 ]陈立定. 电气控制与可编程控制器[M]

电机已经没什么可论的了，d轴q轴的该分析的都分析了，能算出来的也都算出来了，反正直流有刷电机没的研究了，同步电机没得研究了，鼠笼电机也没意思，直流无刷都登峰造极了……，有个缺口——异步双馈电机，电机学与电子学的结合，强弱电的结合，值得你下番功夫。出了论文答辩的时候我管保你电机教授不敢提你的问题，因为他不懂电子；电子教授也不敢提你的问题，因为他不懂电机；能向你提问的只剩似懂非懂的三脚猫了，你只要知道点皮毛就可以轻松应付。

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你问的也太多了吧。真是舍得用百度啊。1.频率计应该是能对输出的信号的频率进行调整。比如要求输出10kHZ的某种波。指标：频率，波形，占空比，最高电压，最低电压，振幅等。2.可以模块化，你自己参考资料去实现吧。3.依旧百度，百科里有。是基于硬件的编程，相对ASIC很灵活，能调整来实现你的功能。在视频处理，工业控制，DSP上都有很大的使用。他也作为ASIC的模型。

电子信息工程毕业论文题目参考

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电赛著

开篇之前,感谢杜勇老师,和他所著的《数字通信同步技术的MATLAB与FPGA实现,Altera/Verilog版》

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说到锁相环,相信大家都熟悉.锁相环路(Phase Locked Loop,PLL)是一个闭环的相位控制系统.这博客分成两篇,第一篇讲锁相环的基本原理和参数设置,第二篇写实战.

可以先看锁相环的组成再跳回来看这里.

假设输入信号和本地振荡器的输出信号是

我们通过这个来得到他们的瞬时相差和瞬时频差:

总所周知,我们一般假设输入信号的频率和本地振荡器的初始频率(也叫作自由振荡频率)是不同的,也就是说在这种情况下两者会存在固定频差 ,如果没有进行相位追踪的话,显然两信号的相差 就会爆炸.如果我们可以控制固定频差在一个很小的范围,就能保证两个信号的相位差在 左右一个很小的范围震荡,这个就是锁相环路的捕获过程,如下:

再定义两个锁相环的参量,捕获时间和捕获带

如上所述,锁相环路存在两种状态,捕获状态和同步状态,就两种不同的工作状态下会有不同的性能参数:

显然,不介绍基本结构和动态方程之前谈性能是没意义的,所以:

因为我们需要锁相环来实现相位跟踪,最终的目的是为了实现输出信号和输入信号的同步,出于此来考虑的话,我们需要这个系统的相位误差是可收敛的,即锁相环的系统模型是一个相位的负反馈控制系统,他的基本组成大家也清楚:

分别有:

名副其实,鉴相器就是用来进行相位比较的, 比较常用的就是我们上课所讲过的乘法器加低通滤波器所构成的正弦型特性的鉴相器:

但实际上到后面实现数字锁相环的时候可能就有不一样的方法了,敬请期待.

不妨推导一下:(设乘法器增益为 )

经过LPF滤除 的高频分量之后,得到: 其中:

环路滤波器具有低通特性,一方面起着LPF的作用,另一方面是调节锁相环的参数的重要环节之一.对环路滤波器来说,他是一个线性电路,所以在时域分析中可用一个传输算子 来表示,其实p是微分算子,在频域中就可以用 来表示:

在这里我们不妨直接举一个我们都熟知的又有源比例积分滤波器:

显然,对压控振荡器来说,他的本征方程是: 其中 表示输出瞬时角频率, 为控制灵敏度或增益系数,单位是 我们可以轻松看出,他的控制特性依然是线性的. 而压控振荡器输出到鉴相器中,我们所需要考虑的是他所变化的相位情况,即:

所以我们可以看出鉴相器输出的 相位误差信号 和压控振荡器的 电压控制信号 中存在一个积分关系,而这个积分关系自然而然是在压控振荡源中完成的,对锁相环整体的性能也有比较大的影响.

现在要把刚刚介绍的三个部分综合起来一个系统来看了

锁相环在时域上的传输流程是这样的

从上述模型中不难得出: 代入得锁相环路动态方程的一般形式: 不妨定义环路增益 显然这个环路增益表示的是VCO的最大频偏量,因为 是误差信号的最大值, 是增益系数(见上)

因为经过环路滤波器之后输出的误差信号是直流的,所以稳态误差很容易就可以解出: 这时考虑环路滤波器的传递因子 ,当A>>0时,有下列近似 其中:

所以容易得 ,这也是刚刚所说的理想二阶环没有稳态误差的来源. 但是实际上,因为A不可能无穷大,上式也只是近似得来的,所以上面的式子成立的可能性几乎也为0...

不妨将 代入锁相环的动态方程: 因为环路滤波器只有一个极点,传输算子是一阶的,所以相应的环路动态方程是二阶非线性微分方程,所以这种锁相环路称为 二阶锁相环路 .本博客缺少了对RC积分滤波器和无源比例积分滤波器的分析,有兴趣的pong友可以自行回去看书

线性相位模型就是将 非线性相位模型 近似得出的,因为显然动态方程是一个高阶的非线性微分方程(特别是加上噪声之后),而又由于瞬时相差一般是很小的,回顾一下高等数学的等价无穷小,我们容易想到sin(x)~x:

事先说明一点就是,这里对环路传递函数的建模是基于线性模型的,也就是说他同样存在上述的等价无穷小代换问题,所以不适应瞬时相差过大的情况.

不妨对线性模型做拉普拉斯变换:

不妨将不同的环路滤波器的传递函数代入得下表:

显然此时的二阶系统经线性化后变成二阶线性系统,这个的话我们在学校学的知识就已经足以应付了(特别是电路),此时定义描述二阶线性系统的两个系统常量:无阻尼振荡频率 和阻尼系数 来描述系统的响应,对应关系见下表:

这里先省略锁相环的性能分析,搞这个有点累,放到下一篇(或下几篇)博客再讨论,或者边实战边讨论吧.因为电赛这次做得题目最多就做一个位同步而已,根本就没有这么多的东西要看.我也只是先做一点基础铺垫,以免后面出问题.

想我尽早更新的方法之一

毕业论文之同步电机解读

同步电机用于发电。

异步电机用在电动机上。

两者区别

1、同步电机与异步电机设计上的区别

同步电机和异步电机最大的区别在于它们的转子速度与定子旋转磁场是否一致，电机的转子速度与定子旋转磁场相同，叫同步电机，反之，则叫异步电机。

另外，同步电机与异步电机的定子绕组是相同的，区别在于电机的转子结构。异步电机的转子是短路的绕组，靠电磁感应产生电流。而同步电机的转子结构相对复杂，有直流励磁绕组，因此需要外加励磁电源，通过滑环引入电流；因此同步电机的结构相对比较复杂，造价、维修费用也相对较高。

2、同步电机与异步电机无功方面的区别

相对于异步电机只能吸收无功，同步电机可以发出无功，也可以吸收无功！

3、同步电机与异步电机在功能、用途上的区别

同步电机转速与电磁转速同步，而异步电动机的转速则低于电磁转速，同步电机不论负载大小，只要不失步，转速就不会变化，异步电动机的转速时刻跟随负载大小的变化而变化。

同步电机的精度高、但造工复杂、造价高、维修相对困难，而异步电机虽然反应慢，但易于安装、使用，同时价格便宜。所以同步电动机没有异步电机应用广泛。

同步电机多应用于大型发电机，而异步电机几乎应用在电动机场合。

分类

根据励磁方式不同，同步电机可以分为电励磁同步电机和永磁同步电机。

1、电励磁

它的转子做成显极式的，安装在磁极铁芯上面的磁场线圈是相互串联的，接成具有交替相反的极性，并有两根引线连接到装在轴上的两只滑环上面。

磁场线圈是由一只小型直流发电机或蓄电池来激励，在大多数同步电动机中，直流发电机是装在电动机轴上的，用以供应转子磁极线圈的励磁电流。由于这种同步电动机不能自动启动，所以在转子上还装有鼠笼式绕组而作为电动机启动之用。鼠笼绕组放在转子的周围，结构与异步电动机相似。

当在定子绕组通上三相交流电源时，电动机内就产生了一个旋转磁场，鼠笼绕组切割磁力线而产生感应电流，从而使电动机旋转起来。电动机旋转之后，其速度慢慢增高到稍低于旋转磁场的转速，此时转子磁场线圈经由直流电来激励，使转子上面形成一定的磁极，这些磁极就企图跟踪定子上的旋转磁极，这样就增加电动机转子的速率直至与旋转磁场同步旋转为止。

2、永磁

转子不励磁的同步电动机能够运用于单相电源上，也能运用于多相电源上。这种电动机中，有一种的定子绕组与分相电动机或多相电动机的定子相似，同时有一个鼠笼转子，而转子的表面切成平面。所以是属于显极转子，转子磁极是由一种磁化钢做成的，而且能够经常保持磁性。

鼠笼绕组是用来产生启动转矩的，而当电动机旋转到一定的转速时，转子显极就跟住定子线圈的电流频率而达到同步。显极的极性是由定子感应出来的，因此它的数目应和定子上极数相等，当电动机转到它应有的速度时，鼠笼绕组就失去了作用，维持旋转是靠着转子与磁极跟住定子磁极，使之同步。

参考资料：百度百科《同步电机》

同步机和异步机，都是交流电机，利用了三相交流的一个有趣的特点:简单来说，如果三个线圈像搅拌器一样排列(家里用来打鸡蛋的那种)，三个线圈互不接触，分别施加ABC三相电压，这样就产生了三相电流，然后就发生了有趣的事情。在线圈围成的空间出现一个与外加电压频率相同的旋转磁场(因此为了更深入的解释，人们按照上述方法将线圈嵌入定子，然后在转子所在的空间产生旋转磁场。有了这个磁场，就好办了。我们可以想象有一块看不见的磁铁在定子处旋转。这时，如果转子是磁铁，那么转子就会被移动，也就是电机。反之，如果转子带动了看不见的磁铁，就变成了发电机(首先是转子带动了虚磁铁，所以转子必然受到一个阻力矩，虚磁铁受到一个功率矩。立正！它是力能转换的中介(或标志)。毕竟虚磁铁是虚的，定子不动，所以定子肯定得到电动势。如果定子有负载，就会有电流或三相。有电流就会有磁场，磁场会干扰转子产生的磁场。这叫做电枢反应。因此，在有负载的定子处获得的电动势不同于无负载时获得的电动势)。在上述原理的指导下，如果把转子做成电磁铁，由单独的电源对外供电，那么这种电机就叫同步机。之所以叫同步机，是因为转子的磁性是独立产生的，所以转子可以达到那个虚拟磁铁的转速。转子独立发电是好事，方便同步机调节，比如无功功率。后来发现，不用电磁铁也可以把转子做成鼠笼。因为虚磁铁的磁力线会切割鼠笼的笼条，伟大的右手统治着它，然后会产生电流。仔细研究，你会发现这个电流也是三相的。因此，与定子产生磁场的原理类似，转子也产生一个围绕它旋转的虚拟磁体。再深入研究，你会发现，定子和转子的虚磁铁在空间是同速旋转的。所以鼠笼的作用和电磁铁类似，但是鼠笼的电流是它和定子虚磁铁相对运动引起的，所以鼠笼的虚磁铁不是独立的，鼠笼的转速总是比定子虚磁铁慢，达不到同步速度(否则就没有相对运动，没有电流，也没有鼠笼的磁场)。在分析中，同步电机具有独立于转子的磁场，就像电路中的有功负载一样。异步电机，因为转子中的一切都是由定子产生的，所以相当于一个无源负载。当然，在设计上，同步电机更加复杂。

1、同步电机

优点：同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。

缺点：成本相比较与异步电机而言较高。

主要应用有三种，即作为发电机、电动机和补偿机。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式。小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。

2、异步电机

优点：异步电机是一种交流电机，其负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关系。因此，它具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠以及质量较小，成本较低等优点。异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性，从空载到满载范围内接近恒速运行，能满足大多数工农业生产机械的传动要求。

缺点：由于异步电机的转速与其旋转磁场转速有一定的转差关系，其调速性能较差(交流换向器电动机除外)。对要求较宽广和平滑调速范围的交通运输机械、轧机、大型机床、印染及造纸机械等，采用直流电机较经济、方便。

应用：作电动机，其功率范围从几瓦到上万千瓦，是国民经济各行业和人们日常生活中应用最广泛的电动机，为多种机械设备和家用电器提供动力。例如机床、中小型轧钢设备、风机、水泵、轻工机械、冶金和矿山机械等，大都采用三相异步电动机（AsynchronousMotor）拖动；电风扇、洗衣机、电冰箱、空调器等家用电器中则广泛使用单相异步电动机。异步电机也可作为发电机，用于风力发电厂和小型水电站等。

扩展资料：

其他电机及其主要用途：

1、伺服电动机

伺服电动机广泛应用于各种控制系统中，能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量，拖动被控制元件，从而达到控制目的。

伺服电动机有直流和交流之分，最早的伺服电动机是一般的直流电动机，在控制精度不高的情况下，才采用一般的直流电机做伺服电动机。直流伺服电动机从结构上讲，就是小功率的直流电动机，其励磁多采用电枢控制和磁场控制，但通常采用电枢控制。

2、步进电动机

步进电动机主要应用在数控机床制造领域，由于步进电动机不需要A/D转换，能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移，所以一直被认为是最理想的数控机床执行元件。

除了在数控机床上的应用，步进电机也可以用在其他的机械上，比如作为自动送料机中的马达，作为通用的软盘驱动器的马达，也可以应用在打印机和绘图仪中。

3、力矩电动机

力矩电动机具有低转速和大力矩的特点。一般在纺织工业中经常使用交流力矩电动机，其工作原理和结构和单相异步电动机的相同。

4、开关磁阻电动机

开关磁阻电动机是一种新型调速电动机，结构极其简单且坚固，成本低，调速性能优异，是传统控制电动机强有力竞争者，具有强大的市场潜力。

5、无刷直流电动机

无刷直流电动机的机械特性和调节特性的线性度好，调速范围广，寿命长，维护方便噪声小，不存在因电刷而引起的一系列问题，所以这种电动机在控制系统中有很大的应用。

6、直流电动机

直流电动机具有调速性能好、起动容易、能够载重起动等优点，所以直流电动机的应用仍然很广泛，尤其在可控硅直流电源出现以后。

参考资料：百度百科-电机

同步电动机的工作原理： 同步电动机属于交流电机，定子绕阻与异步电机相同，它的转子旋转速度与字子绕阻所产生旋转磁场的速度是一样的，所以称为同步电动机，正由于这样。同步电机的电流在相位上超前于电压，即同步电机是一个容性负载。同步电动机在结构上可分为两种：1、转子用直流电进行励磁，这种电机它的转子做成显极式，安装在磁极铁芯上的磁场绕阻线圈是相互串联的，接成具有交替相反的极性，并有两根引线边接到装在轴上的两只滑环上面，磁场线圈是由一只小型发电机或蓄电池来激励的，在大多数的同步电机中，直流发电机是装在电机轴上的，用以供应转子线圈的励磁电流。由于这种同步电动机不能自动起动，所以转子上还装有鼠笼式绕阻而作为电动机的启动用，鼠笼绕阻放在转子周围结构与电动机相似。当在定子绕阻通上三相交流电源时，电动机内就产生了一个旋转磁场鼠笼绕阻切割磁力线而产生感应电流，从而使电动机转起来，电动机旋转后，其速度慢慢增高，到稍低于磁场的转速时，些时，转子磁场由直流电来激励，使转子形成一定的磁极，这些磁极就企图跟踪定子上的旋转磁极，这样就增加电动机的转子的速度直至与旋转磁场同步。2、转子不需要激励的同步电机。转子不励磁的同步电机能够运用在单相电源上，也能运用在多相电源上，这种电动机中有一种定子的绕阻与分相电动机或多相电动机的定子相似，同时有一个鼠笼转子，而转子的表面切成平面，所以属于辚极转子，转子磁极是由一种磁化钢做成的，而且能够经常保持，磁性，鼠笼绕阻是用来产生起动转矩的，而当电动机旋转到一定的转速时，转子显极就跟随着定子线圈的电流频率而达到同步。显极的极性是由定子感应出来的，因此它的数目应和定子上极数相等，当电动机转到相应的速度时，鼠笼绕阻就失去了作用，维持旋转是靠转子与磁极跟住定子磁极使之同步。