分布式離散化去中心
1. 知道UG是什麼嗎,學後有什麼用
隨著我國改革開放步伐的進一步加快,中國正逐步成為全球製造業的基地,特別是加入WTO後,作為製造業基礎的模具行業近年來得到了迅速發展。模具是工業生產的基礎工藝裝備,在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通信等產品中,60%—80%的零部件都依靠模具成型。國民經濟的五大支柱產業,即機械、電子、汽車、石化、建築,都要求模具工業的發展與之相適應。模具是「效益放大器「,用模具生產的最終產品的價值,往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具生產水平的高低,己成為衡量一個國家產品製造水平高低的重要標志,在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發能力。因此,我國要從一個製造業大國發展成為一個製造業強國,必須要振興和發展我國的模具工業,提高模具工業的整體技術水平。同時,模具工業的發展也日益受到人們的重視和關注,國務院頒布的《關於當前產業政策要點的決定》也把模具列為機械工業改造序列的第一位,生產和基本建設序列的第二位。
隨著CAD/CAM軟體加工及快速成型等先進製造技術的不斷發展,以及這些技術在模具行業中的普及應用,模具設計與製造領域正發生著一場深刻的技術革命,傳統的二維設計及模擬量加工方式正逐步被基於產品三維數字化定義的數字化製造方式所取代。在這場技術革命中,逐步掌握三CAD/CAM軟體的使用,並用於模具的數字化設計與製造是其中的關鍵。 我國模具工業發展前景非常廣闊。國內外模具及模具加工設備廠商己普遍看好中國市場。隨著對模具設計質量與製造要求的不斷提高,以及CAD/CAM技術在模具製造業中的大規模推廣應用,急需大批熟悉CAD/CAM技術應用的模具設計與製造的技術人才。這是企業最為寶貴的財富,也是企業走向世界、提高產品競爭力最根本的基礎。而目前這方面的專業人才非常缺乏。
據了解,在目前就業形勢相當嚴峻的環境中,我國製造業CAD/CAM方面技術人才供應不求。2005年11月1日《模具工奇缺,你不妨一試》文章報道:「記者從廣州市勞動部門獲悉,目前珠江三角洲地區的模具產業規模約佔全國1/3左右,但模具工缺口已經超過10萬。模具工業是機械製造的主要產業之一,也是國家鼓勵外商投資的一大產業。隨著入世後製造業中心向中國轉移,模具產業有望迎來30%的增長。」 廣東省模具工業協會有關人士指出,全省模具企業已有60000家以上,對模具專業技術人才,尤其是高級的模具專業人才需求很大。2005年,模具高級班畢業生月薪均達3000元以上,工作幾年後,月工資漲到8000元不成問題。
2. 三維軟體有哪些
三維建模的話有 3D max , rhino, maya ,sketchup等
3. 為什麼猶太人比較聰明
猶太人千年來從未有過自己的國家,他們只能在他人(一般為基督教或伊斯蘭教)的社會中作為了一個陌生人群體生活(他們又通常沒被當地的舊思想與偏見影響,每種新潮流的出現往往都通過了沒有包袱的猶太人擴散,所以很多舊權勢認為他們都是些破壞者與陰謀家),這些地方的君主甚至群眾可以隨意的剝奪他們的財產或人身自由,對於相當多的猶太人來說自己身上唯一不能被別人拿走的資產只有知識。並且在猶太教與猶太人社區中會有祭司(博學者)這樣子的神職存在,學習與獲得知識不僅是走上社會階梯、也是走上信仰階梯的重要途徑。
4. 關於樓宇自動化安全的相關英文資料,要求有配套的漢語翻譯(1000字以上)誠謝
樓宇對講系統
豐林博雅,全程制定樓宇對講系統方案, 一流技術,最新功能,成為您正確選擇.www.fl-by.com
摘要:本文詳細介紹了樓宇自動化系統的組成、基本功能、原理、核心的軟硬體技術、發展歷史,並對相關產品做了簡要介紹,使讀者對該系統有一個全面的認識,也為相關專業設計人員的方案設計提供了理論上的參考依據。
關鍵詞:樓宇自動化系統 基本功能 原理核心 軟硬體技術
1 引言
樓宇自動化系統也叫建築設備自動化系統(BuildingAutomationSystem簡稱BAS),是智能建築不可缺少的一部分,其任務是對建築物內的能源使用、環境、交通及安全設施進行監測、控制等,以提供一個既安全可靠,又節約能源,而且舒適宜人的工作或居住環境。
2 樓宇自動化系統的組成與基本功能
建築設備自動化系統通常包括暖通空調、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防範等子系統。根據我國行業標准,BAS又可分為設備運行管理與監控子系統和消防與安全防範子系統,如圖所示。一般情況下,這兩個子系統宜一同納入BAS考慮,如將消防與安全防範子系統獨立設置,也應與BAS監控中心建立通信聯系以便災情發生時,能夠按照約定實現操作權轉移,進行一體化的協調控制。
建築設備自動化系統的基本功能可以歸納如下:
(1)自動監視並控制各種機電設備的起、停,顯示或列印當前運轉狀態。
(2)自動檢測、顯示、列印各種機電設備的運行參數及其變化趨勢或歷史數據。
(3)根據外界條件、環境因素、負載變化情況自動調節各種設備,使之始終運行於最佳狀態。
(4)監測並及時處理各種意外、突發事件。
(5)實現對大樓內各種機電設備的統一管理、協調控制。
(6)能源管理:水、電、氣等的計量收費、實現能源管理自動化。
(7)設備管理:包括設備檔案、設備運行報表和設備維修管理等。
3 樓宇自動化控制系統的原理
樓控系統採用的是基於現代控制理論的集散型計算機控制系統,也稱分布式控制系統(Distributedcontrol systems簡稱DCS)。它的特徵是「集中管理分散控制」,即用分布在現場被控設備處的微型計算機控制裝置(DDC)完成被控設備的實時檢測和控制任務,克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中的不足和常規儀表控制功能單一的局限性。安裝於中央控制室的中央管理計算機具有CRT顯示、列印輸出、豐富的軟體管理和很強的數字通信功能,能完成集中操作、顯示、報警、列印與優化控制等任務,避免了常規儀表控制分散後人機聯系困難、無法統一管理的缺點,保證設備在最佳狀態下運行。
以下介紹與分布控制系統相關的幾個概念。
3.l 直接數字控制系統(DDC)
直接數字控制系統(Direct Digital Control簡稱DDC)如圖2所示。計算機通過模擬量輸入通道(AI)和開關量輸入通道(DI)採集實時數據,然後按照一定的規律進行計算,最後發出控制信號,並通過模擬量輸出通道(AO)和開關量輸出通道(DO)直接控制生產過程。因此DDC系統是一個閉環控制系統,是計算機在工業生產過程中最普遍的一種應用方式。
DDC系統中的計算機直接承擔控制任務,因而要求實時性好、可靠性高和適應性強。
3.1.1 直接數字控制系統的組成
直接數字控制系統主要由過程輸入通道、過程式控制制計算機、過程輸出通道三部分組成。
過程輸入通道由模擬量輸入和數字量輸入兩部分組成。模擬量輸入通道由變送器、采樣開關、放大器、A/D轉換器和介面電路組成。其中變送器的作用是將非電量信號變換成標准電信號,可將溫度、壓力、流量變換成0-10mA或4-20mA的直流電信號,它是通過A/D轉換器來實現的。—數字量輸入通道由開關觸點、光電耦合器和介面電路組成,反映生產過程的通/斷狀態的觸點信號,經過光電耦合器和介面電路變換成數字信號送給計算機。
過程式控制制計算機直接承擔運算和控制任務,首先通過過程輸入通道採集被控對象的各種參數信號,再根據預定的控制規律(如PID)進行運算,然後向被控對象發出控制信號,再通過輸出通道直接控制調節閥等執行機構。
過程輸出通道由模擬量輸出和數字量輸出兩部分組成。前者把計算機輸出的數字控制信號轉換成模擬電壓或電流信號,再經過放大器去驅動調節閥等執行器實現對生產過程的控制。這一部分由介面電路、D/A轉換器,放大器和執行器組成。後者把計算機輸出的開關信號,經放大器去驅動電磁閥和繼電器執行器,它由介面電器、光電耦合器、放大器和執行器組成。
3.1.2 直接數字控制系統的基本演算法
按照偏差的比例(P)、積分(I)和微分(D)進行控制,是連續系統中技術成熟、應用最為廣泛的一種基本規律,將PID控制規律離散化並在計算機上實現,可以方便地利用已積累的成熟技術,而且可以在被控對象的數學模型或參數不很清楚的情況下,經過在線整定達到滿意的效果。因此,將模擬調節規律離散化的數字PID演算法,已被工業過程計算機控制系統普遍採用,成為DDC系統的基本演算法。
數字PID控制演算法,模擬量調節器的理想PID算式為
式中e(t)——偏差(設定值與實際輸出值之差)
u(t)——控制量
Kp——比例放大系數
Ti一積分時間常數
Td——微分時間常數
寫成傳遞函數形式
為了能在計算機上實現,必須將連續形式的微分方程化為離散形式的差分方程。設了為采樣周期(與系統時間常數相比,T足夠小),k為采樣序號(k=0,1,2,……),可用矩形法計算而積以差分代替微分
式中e(k)——第k次采樣所得偏差值
e(k-1)——第(k-1)次采樣所得偏差值
u(k)——第k時刻的控制量
上式中的采樣周期T越小(與系統時間常數比較而言),則被控過程與連續控制過程越接近,又稱為「准連續控制」。
3.2 分布式控制系統的體系結構
分布式控制系統(Distributed Control Systems簡稱DCS)20世紀於70年代中期出現並迅速發展起來,它將計算機技術、控制技術、圖形顯示技術和通信技術匯集於一體,可對分散在現場的設備進行控制,又可方便地集中管理、操作,與以往的控制系統相比,既避免了單台計算機集中控制的不足,又克服了常規儀表人機交互困難的缺點。
分布式控制系統的多台微型計算機取代了集中控制系統的單台計算機,從體系結構上分散了危險性,提高了可靠性。其基本結構功能如圖3所示,圖中現場控制站、數據採集站、工程師站、操作員站、監控計算機和管理計算機通過數據通信網路被有機地結合起來,組成分級分布控制系統。
3.2.1 分布式控制系統的數據通信網路
數據通信網路是分布式控制系統的支柱。整個分布式控制系統的結構,實質上是一個網路結構,現場控制站、數據採集站、工程師站、操作員站、監控計算機等都是這個網路上的「節點」,都含有CPU和網路介面,它們都有自己特定的網路地址(節點號),可以通過網路發送和接收數據,網路中的各節點處於平等地位,既能共享資源,又不相互依賴,形成既有統一指揮,又使危險分散的功能結構,網路的架構區具有極大的伸縮性,可擴性很強,可以滿足分布式控制系統擴充與升級的需要,十分靈活、方便。
(1)控制網路特點 分布式控制系統的通信網路不同於通用計算機網路,與一般的通信網路比較,它有如下特殊要求:①有高可靠性和安全性,要求傳遞的信息絕對准確、可靠,為此常採用冗餘技術、後備措施和自診斷功能。如:控制站採用雙CPU板,雙I/0板等。②具有良好的實時性。③對環境適應性強。
(2)網路拓撲結構 建築設備自動化系統常用的有匯流排網和環網,在兩種結構中任意兩節點通信可直接通過網路進行,各節點處於平等地位。
(3)網路通信協議 組成建築設備自動化系統,必須有一種大家都能接受並且共同遵守的工作語言來實現相互之間的對話,這就是數據通信協議標准。
用於建築自動化控制網路的BACnet協議由物理層、數據鏈路層、網路層和應用層組成,或相當於開放系統互聯參考模型(OSI)的第一、二、三、七層協議
其中:ARCnet為令牌匯流排網,數據傳輸速率為2.5-20bit/s,有良好的實時性。MS/TP是一種主/從令牌傳遞數據鏈路層技術,允許使用EIA-485硬體。BACnet實現了不同生產廠家自控系統之間進行通信的技術,即從一個「島」到另一個「島」之間進行相互聯系的技術。
3.2.2 現場匯流排技術的應用——分布式控制系統的進一步分散化
(1)現場匯流排概況 現場匯流排(Fieldbus)是連接智能現場設備和自動化系統的數字式雙向傳輸、多分支結構的通信網路。不同的現場匯流排遵循的協議不同,介面標准不同,各具特色。現場匯流排技術具有如下一些特點:①以數字信號取代4-20mA的模擬信號,極大地提高了信號轉換的精度和可靠性,因此現場匯流排具有很高的性能價格比。②現場匯流排把處於設備現場的智能儀表(智能感測器、智能執行器)連成網路,使控制、報警、趨勢分析等功能分散到現場儀表,使控制結構進一步分散化,導致控制系統體系結構的變化。③符合同一現場匯流排標準的不同廠家的儀表、裝置可以聯網,實現互操作,不同標准通過網關或路由器也可互聯,現場匯流排控制系統是一個開放式系統。
(2)LonWorks技術
LonWorks是一種完全分布式控制的局部操作網(Local Operating Network—LON)技術。LonWorks網路節點由神經元晶元、收發器、固件和I/O介面電路組成。神經元晶元(Neuron chip)是這種智能節點的核心,它由媒體訪問控制處理器、網路處理器和應用處理器組成,這就使得節點既能管理網路通信,又具有控制功能。Neuron晶元方塊圖。
晶元附有固件,該固件實現LonTalk通信協議和所有的任務調度。LonTalk協議遵循世界標准組織ISO提出的開放式互聯參考模型OSI,具有完整的7層協議,管理網路節點的通信,分配節點地址,運行內含的沖突/檢測迴避演算法,控制物理/電氣的連接等。
Neuron晶元除了具有控制功能外,還帶有媒體訪問控制處理器和網路處理器,LonTalk協議固化在晶元的ROM中,使得LonWorks的微型節點無需中心結構的完全分布式控制模式,將控制功能分散到了現場級儀表。
LonWorks網路,可以採用多種通信媒體,如雙絞線、電力線、同軸電纜、光纜、無線電、紅外線,並且提供與上述多種媒體相適應的收發器,這使得同一網路中的信號可以在不同的媒體之間傳輸,因而可以根據需要組網,不同媒體之間以路由器進行連接。
LonMark是為了避免眾多製造商以不同的含義來解釋LonWorks技術,保證不同的產品能夠方便地集成一起,以便構成一個真正開放的系統,而制定的一個行業標准。
(3)分布式控制系統的進一步分散化
傳統的分布式控制系統在現場控制站這一級依然是一個集中式結構,而現在的分布式控制系統是在原有分布式控制系統的基礎上,採用LonWorks現場匯流排的建築設備自動化系統發展起來的新系統,標准LAN為原有的分布式控制系統,使用BACnet協議,以利於實現多種供應商的不同類型的子系統之間的通信信息交換,把具有控制功能的各個島連成一個整體。新增的LonWorks現場匯流排使用LonTalk協議,把控制功能進一步分散到現場級儀表,標准LAN與現場匯流排之間的路由器相聯。這樣BACnet和LonMark兩項標准互相補充,互為依託,構成一個完全分散的、真正開放的建築設備自動化系統。
5. 瑞富幣是流通貨幣嗎
簡單說一下虛擬貨幣,虛擬貨幣老大比特幣,是2008年由一個叫中本聰的人或機構發起,2009年成型,之後經過一段時間,價格被炒到最高1300美元一個,之後谷歌一個程序員做了萊特幣,比特幣是一個很厲害的東西,用郎咸平的話說,他是把數學,密碼學,計算機,甚至包括心理學做到極致的,現在不知道中本聰是誰?是一個人或是一個團隊,而國內虛擬貨幣基本都是山寨,而這個山寨的大多都只是一個名字,和比特幣沒法比的。比特幣由於它的稀缺性,離散化去中心,被很多國家和人民接受,但是比特幣沒有背書,不像人民幣有中國政府背書,而最致命的是幣值不穩定,所以見仁見智吧,但是國內的就呵呵了
6. 什麼是UG
UG是Unigraphics的縮寫,是一個商品名。這是一個互動式CAD/CAM(計算機輔助設計與計算機輔助製造)系統,它功能強大, 可以輕松實現各種復雜實體及造型的建構。它主要基於工作站。
CAD是計算機輔助設計的縮寫,是行業通用名稱。它不包括CAM(計算機輔助製造)。可以實現CAD功能的軟體有很多,UG是其中一個,還有AutoCAD、Cimatron、Pro/ENGINEER、SOLIDWORKS、開目CAD等等。而AutoCAD則是另外一個由歐特克(Autodesk)公司開發的主要基於PC機的CAD軟體。
7. catia,uG,proe哪一種用於機械設計方面好呢
推薦catia和uG都必須精通,至少我我們公司是這樣要求的. CATIA是由法國Dassault公司開發的集CAD/CAM/CAE於一體的優秀三維設計系統,在機械、電子、航空、航天和汽車等行業獲得了廣泛應用。由於該軟體系統龐大、復雜,不像AutoCAD等二維軟體一樣容易掌握,加之有關軟體應用的書籍和資料又少,要熟練使用該軟體,不僅需要在學習和應用中慢慢地摸索和體會,還需要與其他人多多交流、相互學習。下面就簡要介紹一下在學習和使用該軟體的過程中所掌握的一些技巧。 1.螺母的幾種畫法 ⑴先畫好六稜柱,然後用小三角形旋轉切除。 ⑵先畫圓柱,然後將圓柱上下底面邊緣倒角,再用六邊形拉伸向外切除。 2. 三維零件建模時的命名 零件建模時,系統會自動在其模型樹的開頭為零件命名,一般為Part1,Part2…等默認形式。而在每次開機進行零件建模時,模型樹中默認的零件名字可能會有相同的。由於零件最終要被引入裝配圖中,具有相同零件名字的零件不能在裝配環境中同時被調用,這時需要將重復的名字重新命名。如果裝配一個大的部件,可能會多次遇到這個問題。為了避免這些不必要的麻煩,筆者建議在進行三維零件建模之前,事先將系統默認的模型樹中的零件名字改成該零件文件保存時將要用的名字,這樣不僅避免了零件名字的重復,還可方便零件的保存。 3. 公差標注 在零件的工程圖中時常有如ф39±0.05的公差標注,CATIA默認字體SICH無法按要求進行標注,標出的是ф39 0.05的形式。這時可以將公差類型設置為TOL-1.0並用αCATIA Symbol字體標注。 4. 滑鼠右鍵的應用 (1) 在半剖視圖中標注孔的尺寸時,尺寸線往往是一半,延長線也只在一側有。如果直接點擊孔的輪廓線,按左鍵確認,出現的是整個尺寸線。可以在還未放置該尺寸前點擊滑鼠右鍵,選擇「Half Dimension」,即可標注出一半尺寸線。 (2) 標注兩圓弧外邊緣之間的距離時,當滑鼠選中兩圓弧後,系統自動捕捉成兩圓心之間的距離尺寸,此時同樣在未放置該尺寸之前點擊右鍵,在彈出菜單中的「Extension Lines Anchor」中選擇所要標注的類型。 (3) 工程圖中有時需要標注一條斜線的水平或垂直距離,或者要標注一條斜線的一個端點與一條直線的距離,這時可以在選中要標注的對象後,在右鍵彈出菜單中選擇「Dimension Representation」中所需的尺寸類型。兩直線角度尺寸的標注也可以通過彈出菜單中的「Angle Sector」選擇所需的標注方式。 5.重新選擇圖紙 若在將零件轉化成工程圖時選錯了圖紙的大小,如將A3選成A4紙,可以在「Drafting」環境中點擊「File」→「Page setup」,在彈出的對話框中重新選擇所需圖紙。 6. 激活視圖 在工程圖中,往往要對某一視圖進行剖視、局部放大和斷裂等操作。在進行這些操作之前,一定要將該視圖激活,初學者往往忽略這個問題,從而造成操作失敗。激活視圖有兩種方法: (1) 將滑鼠移至視圖的藍色邊框,雙擊滑鼠,即可將該視圖激活。 (2) 將滑鼠移至視圖的藍色邊框,右擊滑鼠,在彈出菜單中選擇「Activate View」即可。 7. 工程圖中圖框及標題欄的插入 (1) 可以先將各種圖紙大小的圖框標題欄製成模板,分別插入各個工程圖。具體操作如下:進入「drafting」狀態,選擇圖紙大小,進入「Edit」→「Background」,按照所需標准畫好圖框及標題欄,將其保存。在畫好的工程圖中,進入「File」→「Page setup」,在彈出的對話框中選擇「Insert Background View」,選擇對應的圖框格式,點擊「Insert」即可。 (2) 可以在投影視圖前,先插入製作好的圖框及標題欄。具體操作如下:在建立好的零件模型環境中,點擊「File」→「New from」,按投影視圖所需圖紙大小選擇事先做好的圖框模板文件,即可直接進入已插好圖框和標題欄的Drafting狀態。 8. 解決圖標變為英文注釋的方法 在使用CATIA軟體的過程中,曾遇到「Part Design」和「Assembly Design」環境中原來非常形象的工具圖標全部變成用英文單詞表達的形式,如「倒角」變成「ChamferHeader」,拉伸變成「PadHeader」等,使用起來極不方便。原因可能是在使用CATIA的過程中,由於操作上的原因,產生了一些臨時性文件,如CATsettings、CATtemp等文件,這些臨時性文件會自動保存,可能會對CATIA的使用造成一些影響。所以應及時查找出這些文件,將其刪除。另一個解決辦法是設置「Tools」→「options」中的「reset」為「for all the tabpages」。筆者在進行這些操作後,工具條就又變回形象的圖標形式了。遇到此類問題的朋友不妨一試。 9. 約束的技巧 在虛擬裝配中對零件進行裝配約束時,最好一次將一個零件完全約束,而且盡可能應用面與面的約束,如平面與平面重合、平面與平面之間的距離、中心線與中心線重合、平面與平面之間的角度等。 這些約束條件是非常穩定的裝配約束。應盡可能避免使用幾何圖形的邊和頂點,因為它們容易在零件修改時發生變化。 10. 如何多次調用零件 裝配中有時需多次調用某個零件,可以直接用「Fast Multi Instantiation」進行復制。 UG是一個在二和三維空間無結構網格上使用自適應多重網格方法開發的一個靈活的數值求解偏微分方程的軟體工具。一個給定過程的有效模擬需要來自於應用領域(自然科學或工程)、數學(分析和數值數學)及計算機科學的知識。一些非常成功的解偏微分方程的技術,特別是自適應網格加密(adaptivemeshrefinement)和多重網格方法在過去... UG一個在二和三維空間無結構網格上使用自適應多重網格方法開發的一個靈活的數值求解偏微分方程的軟體工具。其設計思想足夠靈活地支持多種離散方案。因此軟體可對許多不同的應用再利用。 一個給定過程的有效模擬需要來自於應用領域 (自然科學或工程)、數學(分析和數值數學) 及計算機科學的知識。一些非常成功的解偏微分方程的技術,特別是自適應網格加密(adaptive mesh refinement)和多重網格方法在過去的十年中已被數學家研究。計算機技術的巨大進展,特別是大型並行計算機的開發帶來了許多新的可能。 然而,所有些技術在復雜應用中的使用並不是太容易。這是因為組合所有這些方法需要巨大的復雜性及交*學科的知識。最終軟體的實現變得越來越復雜,以致於超出了一個能夠管理的范圍。 UG的目標是用最新的數學技術,即自適應局部網格加密、多重網格和並行計算,為復雜應用問題的求解提供一個靈活的可再使用的軟體基礎。 一般結構 一個如UG這樣的大型軟體系統通常需要有不同層次抽象的描述。UG具有三個設計層次,即結構設計(architectural design)、子系統設計(subsystem design)和組件設計(component design)。 至少在結構和子系統層次上,UG是用模塊方法設計的並且信息隱藏原則被廣泛地使用。所有陳述的信息被分布於各子系統之間。UG是用C語言來實現的。 給出了詳細的結構設計,其構建模塊是動態分布式資料庫(DDD: Dynamic Distributed Data Library)、UG內核、問題類和應用。 UG結構設計 DDD編程模式 提供了處理不規則數據結構和並行機上分布式對象的一種並行編程模式。它處理分布式對象的識別(創建)、分布式對象間的通訊及分布式對象的動態轉移等基本任務。可提供本工具的一個獨立的版本,移植性通過提供對Paragon NX、PARIX、T3D/T3E shared mem、MPI和PVM的介面來保證。 UG內核程序 UG內核程序意欲與待求解的偏微分方程是無關的。它提供幾何和代數數據結構及許多網格處理選項、數值演算法、可視化技術和用戶界面。 當然,每個程序設計抽象都基於某種基本假設。網格管理子系統當前被編寫得僅支持層次結構化網格。數據結構本身可支持更一般松耦合網格層次。並行化基於具有極小重疊的數據劃分。 UG內核程序具有如下特徵: 靈活的區域描述界面。由於UG可生成/修改網格,它需要區域邊界的一個幾何描述。當前支持兩種格式,正在進行CAD界面的工作。 一種支持二和三維無結構網格的管理器,具有多種元類型,如三角形、四邊形、四面體、稜柱、棱椎和六面體。為重新啟動的完全網格結構及解的存儲和載入。 局部、層次加密和粗化。在每個網格層提供一個相容且穩定的三角形剖分。 一個靈活的稀疏矩陣數據結構允許相應於網格的節點、邊、面和元的自由度。在數據結構上已實現了一和二級BLAS類過程及迭代方法。 已經實現了問題無關的和面向對象框架的廣泛的數值演算法。包括BDF(1), BDF(2)時間步方案、(不精確) Newton方法、CG、CR、BiCGSTAB、乘法局部多重網格、不同類型的的網格轉移運算元、 ILU、Gauss-Seidel、Jacobi和SOR光滑器。這些演算法可用於方程組及標量方程。它們可被任意地嵌套到簡單的腳本命令中,例如,BDF(2)使用Newton法在每個時間步求解非線性問題,Newton法使用具有BiCGSTAB加速的多重網格,多重網格使用一個ILU光滑器和特殊的適合於跳躍系數的截斷網格轉移、粗層解法器使用一個ILU預條件的BiCGSTAB。 腳本語言解釋程序和互動式圖形工具提供了程序運行時的簡單的可視化工具,進一步,例如,稀疏矩陣數據結構可用圖形給出,這對調試是非常有用的。UG的設備驅動程序支持X11和Apple Macintosh。還提供對AVS、TECPLOT和GRAPE的圖形輸出。 此功能的數據並行實現基於DDD。 問題類層次 一個問題類使用UG內核程序來對一類特殊偏微分方程實現離散化、誤差估計子和最終的一個非標准解法器。只有當不能用任何已提供的工具來實現時才需要提供解法器。離散化可由一些工具支持,這些工具允許元素類型和維數與有限元和有限體積法代碼無關。 基於最新版UG內核程序的問題類包括:標量對流擴散、非線性擴散、線彈性、彈塑性、不可壓縮、多孔滲流中密度驅動流和多相。所有這些問題類運行2D/3D且是並行的。 所以推薦catia和uG都必須精通,至少我我們公司是這樣要求的.
8. GIS在ITS中的應用(交通地理信息系統在智能運輸系統中的應用)
近年來,隨著地理信息系統的飛速發展,越來越多的應用領域同GIS技術建立了緊密的聯系。由於交通信息系統具有精度要求高、規則復雜、動態化、離散化等特點,原有的信息技術已經不能完全滿足交通應用的需求,而藉助於GIS的強大功能,可以實現交通信息化的時代要求。交通領域中GIS的應用也越來越受到研究者和開發者的重視。
交通地理信息系統是收集、整理、存儲、管理、綜合分析和處理空間信息和交通信息的計算機軟硬體系統〔2〕,是GIS技術在交通領域的延伸,是GIS與多種交通信息分析和處理技術的集成。GIS-T具有強大的交通信息服務和管理功能,它可以應用在交通管理的各個環節。在交通工程領域採用GIS技術和方法研究交通規劃、交通建設和交通管理及其相關的問題,具有其他傳統方法無可比擬的優點。
20世紀60年代,美國人口統計局建立了DIME以及後來的TIGER數據模型,當時他們就採用了基於點和線的一維線性網路來表達道路系統。在那些與點線相連的屬性表中,記錄了點線的各種屬性信息。一直以來,這種模式都是道路交通系統表達模型的一個主流。但是隨著社會和經濟的發展,道路交通系統變得日益復雜,對交通地理信息系統的要求越來越高,GIS-T將面臨更多的挑戰。
3GIS-T關鍵技術
GIS-T是改進了的GIS和TIS(交通信息系統)的結合體。目前很多研究人員致力於GIS-T的研究與開發,圍繞著GIS-T產生了較多的研究課題,不同的研究課題涉及到的GIS-T的功能也有所區別。為了進行詳細說明,可以通過定義3個功能組來獲得一個通用的框架,這3個功能組是:數據管理(實現數據存儲和維護)、數據操作(實現原始數據的創新)、數據分析或者建立可分析的模型。它們是相互依賴相互支持的,數據存儲是數據操作的前提,而數據的建模又是在前兩個的基礎上建立起來的。
3.1資料庫管理系統
長期以來,交通部門要使用和維護大量的信息,在很多情況下都是多個交通信息系統共存於同一個部門中,而且每一個交通信息系統只能處理某一類數據信息(如高速公路規劃網、公路管理系統以及事故信息等)。GIS-T的數據管理系統的關鍵技術在於通過建立數據模型和數據交換的框架,把上述不同的數據存儲於一個統一的數據管理系統中,任何部門都能訪問到該系統中符合本部門要求的數據,同時能對這些數據進行分析和建模,然後進行管理和決策。
3.2數據協同
交通數據一般都是由多個機構提供並維護,數據類型、數據標准難以統一。每個數據源可能都有自己的數據模型。數據模型的不同和使用方法的多樣性給數據管理分析造成了很大問題。由於數據位置、拓撲結構、分類、命名和屬性、線性測量的誤差,導致不同來源數據的統一過程比較復雜,結果存在很大的不確定性。要使GIS技術在交通領域取得進展,必須藉助數據協同技術,從地圖的匹配演算法、交通數據的錯誤模型和錯誤傳播(尤其是一維數據模型)、數據質量標准和數據交換標准三個方面解決數據統一的問題。
隨著地理數據越來越廣泛的應用,協同性主題逐漸成為GIS-T領域中的一個最為緊迫的課題。在詳細的數字街道資料庫、緊急事件的安排和調度系統、車輛導航系統以及ITS(智能交通系統)的各個部分(包括測量使用者和運輸控制中心或者信息服務提供商之間的無線通訊)都必須應用數據協同技術。
3.3實時GIS-T
地理數據的收集是一個持續的過程。近年來,已經開始出現實時基礎上的數據操作。例如,帶有全球定位系統GPS的車輛
提供速度、位置等要素信息到運輸管理中心,管理中心再根據發送的交通信息將預測信息返回給車輛,這樣就組成了地區的阻塞管理系統。由此可見,進行實時數據的存儲、恢復、處理和分析需要更快的數據訪問模式、更強大的空間數據融合技術以及動態路由演算法。
3.4龐大的數據集
現實世界的交通問題涉及到龐大的地理數據和復雜的網路。地理信息科學對地理可視化和數據採集的規則、技術發現和數據獲得的計算方法進行了研究和集成,同時也促進了GIS-T的發展。
由於交通數據集大小的不同,就需要經常更新系統設計,這個系統設計包括了信息顯示的精確性、速度上的優化、演算法運行時間與流程中的分析工具以及網路分析的優化。
3.5分布式計算
互聯網技術提供的可連接性改變了計算機、應用軟體、數據和用戶之間的關系。計算機已經形成了一個可移動的、分布式的、普遍存在的實體。基於互聯網的GIS應用變得越來越普遍(包括在交通領域中)。以通訊網路技術為基礎的分布式計算技術可以有效地使用本地和遠程的計算資源,藉助完善的系統資源,實現適時應用的構想。
4GIS-T中面臨的問題及解決方案
4.1多格式數據源集成問題
GIS中最基礎的部分是數據,在GIS-T中也不例外。但是多年來,一方面由於缺乏權威的專業數據公司製作並出售基礎的地理數據,所需的數據來源沒有保證,導致了大量的人力物力花費在製作基礎數據的工作上;另一方面,對已有的數據沒有充分加以利用,各部門積累下來的基礎數據由於數據格式和規劃不統一,難於共享利用,這樣不僅加大了成本,而且還延長了建設的周期。因此,實現多源數據集成、解決多格式數據源集成是近年來GIS-T系統研製開發的重要課題。目前,方案有以下3種:
(1)據格式轉換模式:把其它的數據格式經專門的數據轉換程序進行格式轉換後,復制到當前系統的資料庫或文件中。
(2)數據互操作模式:這是Open GIS Consortium(OGC)制定的規范,GIS互操作是指在異構資料庫和分布式計算的情況下,GIS用戶在相互理解的基礎上,能夠透明地獲取所需的信息。
(3)直接數據訪問模式:就是在一個GIS軟體中實現對其它軟體數據格式的直接訪問,用戶可以使用單個GIS軟體存儲多種數據格式。
4.2交通地理現象的表達
GIS-T中涉及3類模型:①區域模型,即在跨越空間時代表連續變化的現象;②離散實體模型,也就是離散的實體(點、線或多邊形)及其相關屬性的集合的抽象表達;③網路模型,代表拓撲連接的嵌於地表的線性網路變化的抽象表達。由於交通系統自身的特性,應用於交通系統的數據模型幾乎都沒有超出上述的三種模型的范圍。
在對交通模型進行表達的時候,可以用許多具有多種屬性的線段代表道路網,用離散點代表各種道路網中的標志性地物,用線性網路代數對交通網路進行分析,這些方法對實現道路交通系統的計算機表示起到了一定的作用。在交通領域中,圍繞以弧和點的概念建立的網路模型起的作用是最重要的。實際上,在許多交通應用中,只需要單個的表示數據的網路模型就可以了。這種應用的例子包括:
(1)人行道以及其它設備管理系統;
(2)實時與下線行程安排;
(3)基於網路的交通信息系統和行程計劃任務;
(4)導航系統;
(5)實時交通堵塞管理和事故發現等。
5結語
在交通領域,GIS-T被公認為21世紀的支柱性產業,是信息產業的重要組成部分。隨著GIS技術研究的進一步深入,目前GIS-T中存在的問題會逐步得到解決,這必定會促進GIS-T的各個方面的應用和發展,大大地改變交通現狀,帶動整個交通行業的突飛猛進,成為促進經濟發展的重要動力。
9. 建築設備自動監控系統是樓宇自控系統嗎
樓宇自動化系統也叫建築設備自動化系統(BuildingAutomationSystem簡稱BAS),是智能建築不可缺少的一部分,其任務是對建築物內的能源使用、環境、交通及安全設施進行監測、控制等,以提供一個既安全可靠,又節約能源,而且舒適宜人的工作或居住環境。
樓宇自動化系統的組成與基本功能
建築設備自動化系統通常包括暖通空調、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防範等子系統。根據我國行業標准,BAS又可分為設備運行管理與監控子系統和消防與安全防範子系統,如圖所示。一般情況下,這兩個子系統宜一同納入BAS考慮,如將消防與安全防範子系統獨立設置,也應與BAS監控中心建立通信聯系以便災情發生時,能夠按照約定實現操作權轉移,進行一體化的協調控制。
建築設備自動化系統的基本功能可以歸納如下:
(1)自動監視並控制各種機電設備的起、停,顯示或列印當前運轉狀態。
(2)自動檢測、顯示、列印各種機電設備的運行參數及其變化趨勢或歷史數據。
(3)根據外界條件、環境因素、負載變化情況自動調節各種設備,使之始終運行於最佳狀態。
(4)監測並及時處理各種意外、突發事件。
(5)實現對大樓內各種機電設備的統一管理、協調控制。
(6)能源管理:水、電、氣等的計量收費、實現能源管理自動化。
(7)設備管理:包括設備檔案、設備運行報表和設備維修管理等。
樓宇自動化控制系統的原理
樓控系統採用的是基於現代控制理論的集散型計算機控制系統,也稱分布式控制系統(Distributedcontrol systems簡稱DCS)。它的特徵是「集中管理分散控制」,即用分布在現場被控設備處的微型計算機控制裝置(DDC)完成被控設備的實時檢測和控制任務,克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中的不足和常規儀表控制功能單一的局限性。安裝於中央控制室的中央管理計算機具有CRT顯示、列印輸出、豐富的軟體管理和很強的數字通信功能,能完成集中操作、顯示、報警、列印與優化控制等任務,避免了常規儀表控制分散後人機聯系困難、無法統一管理的缺點,保證設備在最佳狀態下運行。
以下介紹與分布控制系統相關的幾個概念。
3.l 直接數字控制系統(DDC)
直接數字控制系統(Direct Digital Control簡稱DDC)如圖2所示。計算機通過模擬量輸入通道(AI)和開關量輸入通道(DI)採集實時數據,然後按照一定的規律進行計算,最後發出控制信號,並通過模擬量輸出通道(AO)和開關量輸出通道(DO)直接控制生產過程。因此DDC系統是一個閉環控制系統,是計算機在工業生產過程中最普遍的一種應用方式。
DDC系統中的計算機直接承擔控制任務,因而要求實時性好、可靠性高和適應性強。
3.1.1 直接數字控制系統的組成
直接數字控制系統主要由過程輸入通道、過程式控制制計算機、過程輸出通道三部分組成。
過程輸入通道由模擬量輸入和數字量輸入兩部分組成。模擬量輸入通道由變送器、采樣開關、放大器、A/D轉換器和介面電路組成。其中變送器的作用是將非電量信號變換成標准電信號,可將溫度、壓力、流量變換成0-10mA或4-20mA的直流電信號,它是通過A/D轉換器來實現的。-數字量輸入通道由開關觸點、光電耦合器和介面電路組成,反映生產過程的通/斷狀態的觸點信號,經過光電耦合器和介面電路變換成數字信號送給計算機。
過程式控制制計算機直接承擔運算和控制任務,首先通過過程輸入通道採集被控對象的各種參數信號,再根據預定的控制規律(如PID)進行運算,然後向被控對象發出控制信號,再通過輸出通道直接控制調節閥等執行機構。
過程輸出通道由模擬量輸出和數字量輸出兩部分組成。前者把計算機輸出的數字控制信號轉換成模擬電壓或電流信號,再經過放大器去驅動調節閥等執行器實現對生產過程的控制。這一部分由介面電路、D/A轉換器,放大器和執行器組成。後者把計算機輸出的開關信號,經放大器去驅動電磁閥和繼電器執行器,它由介面電器、光電耦合器、放大器和執行器組成。
3.1.2 直接數字控制系統的基本演算法
按照偏差的比例(P)、積分(I)和微分(D)進行控制,是連續系統中技術成熟、應用最為廣泛的一種基本規律,將PID控制規律離散化並在計算機上實現,可以方便地利用已積累的成熟技術,而且可以在被控對象的數學模型或參數不很清楚的情況下,經過在線整定達到滿意的效果。因此,將模擬調節規律離散化的數字PID演算法,已被工業過程計算機控制系統普遍採用,成為DDC系統的基本演算法。
數字PID控制演算法,模擬量調節器的理想PID算式為
式中e(t)--偏差(設定值與實際輸出值之差)
u(t)--控制量
Kp--比例放大系數
Ti一積分時間常數
Td--微分時間常數
寫成傳遞函數形式
為了能在計算機上實現,必須將連續形式的微分方程化為離散形式的差分方程。設了為采樣周期(與系統時間常數相比,T足夠小),k為采樣序號(k=0,1,2,……),可用矩形法計算而積以差分代替微分
式中e(k)--第k次采樣所得偏差值
e(k-1)--第(k-1)次采樣所得偏差值
u(k)--第k時刻的控制量
上式中的采樣周期T越小(與系統時間常數比較而言),則被控過程與連續控制過程越接近,又稱為「准連續控制」。
3.2 分布式控制系統的體系結構
分布式控制系統(Distributed Control Systems簡稱DCS)20世紀於70年代中期出現並迅速發展起來,它將計算機技術、控制技術、圖形顯示技術和通信技術匯集於一體,可對分散在現場的設備進行控制,又可方便地集中管理、操作,與以往的控制系統相比,既避免了單台計算機集中控制的不足,又克服了常規儀表人機交互困難的缺點。
分布式控制系統的多台微型計算機取代了集中控制系統的單台計算機,從體系結構上分散了危險性,提高了可靠性。其基本結構功能如圖3所示,圖中現場控制站、數據採集站、工程師站、操作員站、監控計算機和管理計算機通過數據通信網路被有機地結合起來,組成分級分布控制系統。
3.2.1 分布式控制系統的數據通信網路
數據通信網路是分布式控制系統的支柱。整個分布式控制系統的結構,實質上是一個網路結構,現場控制站、數據採集站、工程師站、操作員站、監控計算機等都是這個網路上的「節點」,都含有CPU和網路介面,它們都有自己特定的網路地址(節點號),可以通過網路發送和接收數據,網路中的各節點處於平等地位,既能共享資源,又不相互依賴,形成既有統一指揮,又使危險分散的功能結構,網路的架構區具有極大的伸縮性,可擴性很強,可以滿足分布式控制系統擴充與升級的需要,十分靈活、方便。
(1)控制網路特點 分布式控制系統的通信網路不同於通用計算機網路,與一般的通信網路比較,它有如下特殊要求:①有高可靠性和安全性,要求傳遞的信息絕對准確、可靠,為此常採用冗餘技術、後備措施和自診斷功能。如:控制站採用雙CPU板,雙I/0板等。②具有良好的實時性。③對環境適應性強。
(2)網路拓撲結構 建築設備自動化系統常用的有匯流排網和環網,在兩種結構中任意兩節點通信可直接通過網路進行,各節點處於平等地位。
(3)網路通信協議 組成建築設備自動化系統,必須有一種大家都能接受並且共同遵守的工作語言來實現相互之間的對話,這就是數據通信協議標准。
用於建築自動化控制網路的BACnet協議由物理層、數據鏈路層、網路層和應用層組成,或相當於開放系統互聯參考模型(OSI)的第一、二、三、七層協議
其中:ARCnet為令牌匯流排網,數據傳輸速率為2.5-20bit/s,有良好的實時性。MS/TP是一種主/從令牌傳遞數據鏈路層技術,允許使用EIA-485硬體。BACnet實現了不同生產廠家自控系統之間進行通信的技術,即從一個「島」到另一個「島」之間進行相互聯系的技術。
3.2.2 現場匯流排技術的應用--分布式控制系統的進一步分散化
(1)現場匯流排概況 現場匯流排(Fieldbus)是連接智能現場設備和自動化系統的數字式雙向傳輸、多分支結構的通信網路。不同的現場匯流排遵循的協議不同,介面標准不同,各具特色。現場匯流排技術具有如下一些特點:①以數字信號取代4-20mA的模擬信號,極大地提高了信號轉換的精度和可靠性,因此現場匯流排具有很高的性能價格比。②現場匯流排把處於設備現場的智能儀表(智能感測器、智能執行器)連成網路,使控制、報警、趨勢分析等功能分散到現場儀表,使控制結構進一步分散化,導致控制系統體系結構的變化。③符合同一現場匯流排標準的不同廠家的儀表、裝置可以聯網,實現互操作,不同標准通過網關或路由器也可互聯,現場匯流排控制系統是一個開放式系統。
(2)LonWorks技術
LonWorks是一種完全分布式控制的局部操作網(Local Operating Network-LON)技術。LonWorks網路節點由神經元晶元、收發器、固件和I/O介面電路組成。神經元晶元(Neuron chip)是這種智能節點的核心,它由媒體訪問控制處理器、網路處理器和應用處理器組成,這就使得節點既能管理網路通信,又具有控制功能。Neuron晶元方塊圖。
晶元附有固件,該固件實現LonTalk通信協議和所有的任務調度。LonTalk協議遵循世界標准組織ISO提出的開放式互聯參考模型OSI,具有完整的7層協議,管理網路節點的通信,分配節點地址,運行內含的沖突/檢測迴避演算法,控制物理/電氣的連接等。
Neuron晶元除了具有控制功能外,還帶有媒體訪問控制處理器和網路處理器,LonTalk協議固化在晶元的ROM中,使得LonWorks的微型節點無需中心結構的完全分布式控制模式,將控制功能分散到了現場級儀表。
LonWorks網路,可以採用多種通信媒體,如雙絞線、電力線、同軸電纜、光纜、無線電、紅外線,並且提供與上述多種媒體相適應的收發器,這使得同一網路中的信號可以在不同的媒體之間傳輸,因而可以根據需要組網,不同媒體之間以路由器進行連接。
LonMark是為了避免眾多製造商以不同的含義來解釋LonWorks技術,保證不同的產品能夠方便地集成一起,以便構成一個真正開放的系統,而制定的一個行業標准。
(3)分布式控制系統的進一步分散化
傳統的分布式控制系統在現場控制站這一級依然是一個集中式結構,而現在的分布式控制系統是在原有分布式控制系統的基礎上,採用LonWorks現場匯流排的建築設備自動化系統發展起來的新系統,標准LAN為原有的分布式控制系統,使用BACnet協議,以利於實現多種供應商的不同類型的子系統之間的通信信息交換,把具有控制功能的各個島連成一個整體。新增的LonWorks現場匯流排使用LonTalk協議,把控制功能進一步分散到現場級儀表,標准LAN與現場匯流排之間的路由器相聯。這樣BACnet和LonMark兩項標准互相補充,互為依託,構成一個完全分散的、真正開放的建築設備自動化系統。安本可視對講維修員。