数字大型展厅综合中央控制系统(ipad中央控制系统)

第一篇：数字大型展厅综合中央控制系统(ipad中央控制系统)

数字大型展厅综合中央控制系统(ipad中央控制系统)

随着城市建设的不断完善，各种展示人文、历史、城市发展的规划、展示馆、博物馆更趋现代化、智能化和人性化。

一个现代化的展览馆要形象直观的向观众展示相关展品，通常会同时运用声、光、电等多种手段来烘托效果，也就是说，几乎每一件展品都包含了显示、照明、效果灯光、音响及其他一些机械动作，这些多媒体效果的体现，大部分是依靠投影机、LED、电脑摇头灯、染色灯、成像灯和喇叭等设备共同完成的。

一个上规模展览馆，通常会有多个展区，而每个展区又分为多个版块，总体面积达到好几千平方，这样算下来，一个城市规划展览馆就会有几十甚至上百件多媒体展品，要同时控制这么多的设备，让所有的多媒体装备都能听从操作人员或者讲解员的指令，全凭单个设备的手动操作简直就是天方夜谭。另外，从环保的角度来考虑，整个展览馆的设备同时开启的时候，用电量也大得惊人，在能源紧缺的当今，如果某个展区暂时没有游客参观而任凭所有的设备在那里唱唱跳跳，也实在是一件非常不环保的事，但是要工作人员随时守在各个展位前面开关设备对人力资源更是极大的浪费，最好是让设备能够“聪明”起来，做到“人来即开、人走即关”，这样才能体现出现代化和智能化的科技发展趋势。

多媒体设备智能控制的实现

要实现上述的功能，我们就需要有很多聪明的投影机、聪明的LED、聪明的电脑摇头灯、染色灯、成像灯和聪明的喇叭等等多媒体设备，那如何将这些原本毫不相干的设备联合在一起实现集中控制和智能模糊控制呢？又如何在一个多楼层的展馆中实现无线触摸屏的整体跨楼层控制呢？ 首先，中控系统主机包含多种控制接口：RS232、RS485、红外和IO。常用的多媒体设备一般都可以通过这些途径来获得控制。另外，中控主机可以接驳多种周边控制设备，如电源管理器、调光器、DXM512灯光重演器、数字音频处理器等等，有了这些周边控制设备，中控就可以轻松地控制灯光及设备电源的开关、电脑摇头灯的各种变光摆动、多通道音频信号的切换及调节音量大小。当外围设备较多或者楼层跨度较大时，通常在每一个楼层都放置一台中控主机，主机与主机之间通过双向RS232互相连接，这样即使控制距离超过了无线触摸屏的控制范围，我们的智能中控主机也可以轻松应对。

通常在一个高度现代化和自动化的展览馆里，我们力求对受控设备实现无人值守的完美控制。首先，系统指定时间对某些特定的照明、图标进行定时开关，开馆时间提供常规照明和标志、铭牌的指示，闭馆期间提供基本通道的照明。其次，一般的展览设备可以对一些长期开机的设备如服务器进行定时重启。另外根据实际的需求，可以做到人来即开、人走即关等等多种多样的实用效果，比如在一个大型城市仿真模型上方，当讲解员在边上讲解时，需要调暗整体照明灯光、聚光灯适时的照亮某一个区域，大屏幕同时播放相关的视频片段，背景音乐声减小。当讲解员介绍完毕由观众自由参观时，需要打开整体照明，关闭聚光灯指示、增大背景音乐，大屏幕同时播放总体介绍的视频片段。这一系列动作可以由讲解员或操作人员通过便携的手持无线触摸屏进行一键操作，方便快捷并且大大节约了操作成本。另外，有一些小型的展板，在上方安装红外感应器，通过对人流量的检测，中控主机对当前状况进行判断，即有人经过还是驻足停留，行人经过时仅开启展板的照明灯光，当观众在前面停留参观时开启大屏幕开始播放介绍短片。当观众离开，所有的设备经过预定的时间以后又会自动关闭，仅保持基本的照明灯光。有了这样的效果，整个展览馆才能真正的体现出我们的城市向现代化发展大步迈进的信号。

新一代中控系统（JCJK-2012U型）在展览馆中的完美应用

我公司有着多种大型展览馆的多媒体中控系统的设计和施工经验，通过新一代中控系统（JCJK-2012U型）中央控制主机和无线Wi-Fi ipad或安卓系统平板电脑，有效地克服了多媒体展厅中空间大、区域多、形状不规则而引起的控制信号不稳定等无线射频中控系统经常出现的问题，通过编程，全新的JCJK-2012U型中控可以达到跨楼层、跨主机超远程控制的效果，另外其双向信号反馈功能可以让操作人员在人性化的触摸界面上对所有设备的开启和关闭的状态一目了然，这大大减轻了操作人员工作的劳动强度，在很大程度上提高了工作效率，另外所有设备可通过预设的程序来开关，避免了人工手动操作的不规范性，某种程度上也延长了展厅内多媒体设备的使用寿命，对环保对节能更是一大贡献。无线双向的Wi-Fi触摸屏还可以通过密码的设置来防止无意的误操作，也可以有效地设置使用和操作权限，做到专人专管，对设备的使用和日常维护都是非常有好处的。

JCJK-2012U型中控系统所有硬件和软件均为自主开发，我们会根据每一个现场的实际情况来设计整体方案、控制电路PCB和软件，所有电脑全部联网，以下介绍的所有各项功能均可网络主控电脑操作，同时主控电脑可配置为WEB服务器，在任意一台联网的电脑上都可以做对任意其它电脑的任意操作。

一、电脑开机控制器

1、功能简介：使用独立的硬件控制器，可以唯一确定性的控制电脑的开机、关机、重启动，并且知道电脑的开机状态，关机状态，开机过程中，关机过程中，知道电脑的开机时间和关机时间，并且这些状态都做数据库记录，当开机时间过长或者关机时间过长时提示工作人员检查相应的电脑。这种唯一确定状态的控制功能和简单的只是把电脑开机键引出到继电器端口相比，具有稳定可靠操作简单的优点。

2、硬件结构，控制器通过用网线做的485总线或RS232和主控电脑想连,通过串口和被控电脑相连，同时把电脑开机线并出一根接到控制器的开关机接口上。

二、软件控制影机开关机

1、功能简介：将投影机和对应的电脑通过串口连接，软件可以实现电脑开机后自动打开投影机，电脑关机时自动关闭投影机，本软件通过交换机网络和主控电脑相连,一般情况投影机和他相连的视频电脑同步自动开关机就可以了。视频电脑开机后中控系统软件可控制每台投影机的任意开关机。

三、电视开关机控制硬件

1、功能简介：使用独立的硬件控制器控制电视的220V电源，利用电视上电时自动开机，断电后自动关机的特性实现中控系统可控制开关机,同时可通过红外学习对电视进行更深入的操作。

四、中控软件订制

配合电脑开机控制器，利用该软件可以实现对所有终端设备及联网电脑的开关机重启等操作，并可以自定义时间轴，按照时间轴节点来自动控制任意多台机器在任意时间的开关机操作。同时具体状态监视和异常情况报警的功能。比如当某台电脑开机时间过长时则自动报警，提示工作人员检查相应的电脑。

五、IPAD终端全程控制

为了工作人员方便，可以在IPAD系统上通过WIFI无线遥控中控软件来控制所有电脑和投影机的开关机，视频播放，自动演示，手动控制等操作。

六、主控电脑开关机定时器

功能简介：控制器内部具有电池和万年历时钟电路，通过电脑上的中控软件可以设置成每天几点开机，关机，可以设置周六，周日不同的开关机时间。

七、中控软件其它控制

本软件主要针对大型展馆中的多台电脑多个视频多路灯光的复杂控制需求，1、本软支持在一台电脑上同时播放4个高清视频，其中一个高清视频的文件长度可以大8G。

2、本软件支持普通灯光和摇头灯的实时控制。

3、支持调用外部EXE程序接口

4、支持接收本站的电脑遥控器，开关量信号，激光笔等设备。

5、支持FLASH做显示界面（VB和FLASH完善结合传传递参数，不是传统的低速调用方法，利用此方法FLASH控制灯光的速度可以达到每秒100次以上，而普通的传统调用方法只能达到每秒2次）

5、支持网络通信控制其它电脑的视频播放和灯光控制等所有操作。

6、支持在主控电脑上远程关机或者重启其它电脑。

7、支持本站的终端电源管理模块，可以实现对其它电脑，投影机，电视的电源开关。

8、支持本站的红外遥控器，可以通过遥控来控制所有红外遥控类电气设备。

9、完全兼容歌词秀格式，可以象歌词秀一样实现在任意时间点对上述任意一项功能指令的发送。

11、网络播放器增加测试功能，点击标签视频0~9可以用于视频播放测试

12、支持系统音量调节功能。

13、支持网络播放器增加外部EXE调用功能，用于暴风高清播放。

14、支持WEB远程操作。

八、视频显示终端控制监视器

1、具有一路继电器接口，可以控制投影机或电视的220V电源。

2、具有一个控制串口可以通过串口来控制投影机的开关机。

3、具有红外学习接口，可以学习投影机或者电视机的遥控器信号。

4、具有红外发射口，可将学习到的遥控器信号发送给投影机或者电视，实现对投影机或者电视的自动控制。

5、具有两路温度检测功能，可以检测环境温度和投影机或者电视的机体温度。

6、具有VGA信号检测功能，可以检测出VGA信号是否正常，本功能是连续检测的，在任意时候VGA信号出现异常都可以检测到并且反馈给主控电脑。

7、具有显示画面检测功能，通过自主研发的光学检测模块可以检测出显示画面是否正常，此功能需要和主控软件配置工作，在电脑开机后，运行本功能，当画面检测成功后，开始播放正常的视频文件。

十、来人感应自动播放控制硬件和软件

1、以实现观众走进某一区域就自动播放相应视频。可以设置一段时间内有人活动一直播放，超过设置的时间后无人活动则播放待机视频。

2、具体选择来人感应自动播放还是讲解员通过遥控器触发播放可以收讲解员遥控设置。

九、中央空调开关机及温度大小与模式控制

通过红外学习或电路改造而通过ipad对中央空调进行控制，十、显示器键盘鼠标远程切换设备

给每台电脑增加一个键盘鼠标显示控制器，该控制器通过AV信号总线与主控电脑联网，可以在主控电脑上直接查看所有电脑的显示画面，（画面质量较差，但可看清操作）同时也可以将主控电脑的键盘鼠标操作都通过总线发送给被控电脑，这样就实现了，虽然是在主控电脑上的操作，但实际是完全操作被控电脑了。

第二篇：毕业综合实践报告(多功能会议室中央控制系统)

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毕业综合实践报告

毕业综合实践题目:__多功能会议室中央控制系统

专 业:___应用电子技术_____ 班 级:___电子0706班______ 学生姓名:____X X X___________ 指导教师:____XXX_____________

上交时间:2011年 6 月10日

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目录

摘要...........................................................2 关键词.........................................................2 前言...........................................................2 1.广州瀛溢电子有限公司的简介与岗位要求.........................2 2．工作总结....................................................3 3.多功能会议室中央控制系统.....................................4 3.1、多功能会议室中央控制系统功能要求........................4 3.1.1 系统组成...............................................5 3.1.2多功能会议室中控系统说明..................................6 3.1.3 系统功能...............................................8 3.2 多功能会议室中央控制系统框图分析.........................8 3.2.1多媒体中央控制系统的结构原理..............................9 3.2.2中央控制系统的系统软件软件组成............................9 3.2.3中央控制系统编程以及案例分析.............................13 3.3多功能会议室中央控制系统的现状及发展趋势.................15 结束语........................................................16 参考文献......................................................16

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多个机关教学单位，取得了良好的社会效益和经济效益。公司已与国内外多家知名厂家建立了密切合作的关系，逐渐形成了以“方案技术支持、产品增值分销、AV系统集成”为主体的公司营销体系。公司已在广州、北京、上海、沈阳、成都、西安等地设有办事处，能够全方位的为用户提供优质的服务。

我在广州赢溢电子有限公司担任技术工程师一职，主要从事多功能会议室中央控制系统编程工作，包括无线触摸屏和中央控制主机的程序编程。在日常工作中，由公司安排出差到外地去上门为客户服务，帮助客户通过无线触摸屏和中央控制主机来控制会议室的各种设备（如矩阵、投影机、摄像机和电子桌牌等），从而实现会议室远程控制。

2．工作总结。

在任职期间，我曾出差到中山市第二人民检察院、韶关市乐昌人民政府、海南省海口市秀英区人民检察院、山东临沂市临沭公安局和湖南张家界烟草局等地方，为客户提供上门现场按需编程服务。在实践期间，还积极地参与公司组织的各种职业技能培训，包括各种产品的相关参数、设备之间的连线和设备维护，以及VGA线和RGB线等各种线头的焊接方法。

在工作过程中我体会到每个部门、每个专业都不是独立存在的，大家都是在为一个共同的目标进行着各自的工作，互相的配合，我了解了合作以及协调工作的重要性。在进行每项工作的过程中每个人都有自己的方式、方法，我一直在尽力做到充分利用人员的时间以及最大程度的发挥他们的才能，尽量使工作效率达到最高。使各项工作可以在我们预计的情况下完成。我们的管理分工很明确，管理体系也很完善，这样的体系可以使我们减少发生错误的概率。

经过这一学年的实习后，我在三大方面有很大的提高。

一、职业技能。

二、人际交流能力。

三、学习态度。在职业技能方面，我应该积极地去了解并熟悉公司产品的功能，学会如何操作与调试。在出现故障问题的时候，要懂得用正确的操作方法去判断和排除故障。在硬件和软件两方面都要懂一点点相关的知识。在人际交流方面，要学会如何跟客户沟通，积极地联系客户，了解客户的需求。为了更好更快地完成任务，要事先和客户做好相关的准备工作。比如，设备之间的连线和布线，相关型号的摄像机代码和投影机代码等。遇到不懂的地方，要及时地问清楚。遇到问题，要及时反映给公司并且解决，不能一拖再拖。在工地上，有些事情理应避讳，不该说的不要说。在学习态度方面，要

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充分的发挥和利用，丰富了教学手段，扩充了教学资源，减轻了教师讲课的劳动 强度。此外声像并茂的教学形式，使学生更易于领会接受授课内容，从而促进了 教学质量的提高。该系统普遍适用于常规多媒体教学、大型观摩教学、大型报告 会以及大型演示会等。如果系统登录互联网或校园网，还可共享丰富的网络资源 并实现大屏幕投影。

（1）多媒体教学要求系统集成录像机、影碟机、计算机、视频展示台等多媒 体视听设备，其应用极大丰富了教师的授课内容，使教学形式更加灵活直观。（2）立体化教学要求声像并茂的授课内容、极具震撼力的大屏幕投影演示。高保真音响效果，形成了全方位、立体化的教学氛围，促使了听课学生深入领会、理解教学内容，大大提高了学生听课效率。

（3）实物展示投放要求实物展示台能将任何图片、底版、文稿、实物投放于 大屏幕。

（4）中央控制系统统一协调控制计算机、影碟机、录像机、视频展示台等现 代化视听设备以及电动窗帘、灯光、幕布等外围设备，使教师以简易的操作即可 综合运用各种媒体设备，协调环境声光背景，轻松实现立体化多媒体教学。（5）要求主控台可将被选中的设备图像自动切换到投影仪上，与此同步，主 控台实现对该设备功能的控制。如对放像设备的播放、暂停、快进、快退、停止 等功能的控制，对实物展示台的聚焦、变倍、光圈，音效、音量等功能的控制。此外还可实现对电动窗帘、室内灯光、电动升降银幕等外围设备功能的控制。（6）要求多媒体教室操作界面简单、直观，即学即会。智能化的多媒体会议室是近年来兴起的新趋势，它不是赶时髦的豪华装饰，也不是各种昂贵设备的简单堆砌，而是充分利用高科技的手段和技术满足用户的各种不同需求。

3.1.1系统组成：多功能会议室是一个按业主要求配置先进的高级综合厅，它的视听系统由下列几个部分组成：

A.高保真音响扩声系统 B.数字式会议拾音系统 C.高亮度大屏幕投影放映系统 D.升降式液晶显示屏系统 E.无线遥控中央控制系统

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本系统的实施可以通过上一节的数字式发言讨论系统的扩展功能来实现，也可采用基于集中控制平台的软件系统，在集控的触摸屏上实现对摄像机的控制和联动等操作。

通常会场会设计2一3台高速一体化球机，保证在开视频会议的时候，一台能够拍摄会场的全景，其它摄像机与数字式发言讨论系统作联动，通过话筒自动激活球机。

（3）集中控制系统。

集中控制系统的出现极大地方便了视音频会议系统的控制和管理，将大量的控制按纽和繁琐的操作步骤简化成为触摸屏上的几个图标。集中控制系统可将会议室内所有电气设备的控制功能集中到触摸屏上或控制面板上，操作界面直观，可按用户要求编写文字或图标，使系统控制变得简单易行，避免误操作。控制系统是整个智能会议室的心脏，它用来管理控制整个会议室中的所有电子设备，使得原来的十分繁杂的设备控制变得简单易用，不需要专门的学习就可以掌握，可以自如的去控制任何复杂的智能设备。

（4）大屏幕投影显示系统。

本系统可以逼真地还原DVD、录像机、有线电视和摄像机的视频信号，可以准确地放大显示电脑的全系统信号，使网上一些相关信息或者演示幻灯片清晰的显示在大屏幕上，为·领导层的决策提供高效的服务:并可在多种画面之间互相切换，为会议的重大讨论、重要决策提供直观方便的服务，快速直观的为会议提供所需材料.（5）音响扩声系统。

扩声系统用于将与会议有关的音频资料清晰地播放给与会者，扩音系统的设备主要根据会议室面积大小，形状，及功能要求来进行配置，该系统需要根据现场情况，进行特别处理。该系统与装演密切相关，装演的建声效果、吸音效果以及会场的形状会直接影响本系统的建设效果。因此，音响扩声系统需要在装演设计基础之上来完成。

本系统 包含主、副音箱，主、副功放机和均衡器、反馈抑制器、调音台等设备。可以将人声、DVD、录像机、有线电视、卡座以及微机的音频逼真地还原出来。近年来流行的多媒体音频矩阵，其功能涵盖了均衡器、反馈抑制器、调音台等众多设备，可以 编程，极大地简化了扩声系统的操作。

（6）视频会议系统。

随着全球步人信息化时代，人们对了解事物、交换信息的要求已经从纸、笔、书本、话音等发展到通过声光电信号等各种方式更准确、更快捷、更丰富地表达出来。在需求 的推动下，多媒体计算机技术与通信技术相结合，逐渐发展成为一种新的边缘技术— 多

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3.2.1多媒体中央控制系统的结构原理。

多媒体中央控制系统硬件主要由用户操作界面(UI)设备、中央控制设备、通讯网络三大部分组成。如下图：

对于多媒体中央控制系统来说，用户操作界面设备主要应用触摸屏技术，分为单向屏和双向屏两类。单向屏(One way)只发出命令，没有信号的反馈，主要有红外线（IR）、射频线（RF）、有线（Wired）；双向屏（Two way）可接收回馈，有输出功能，主要有射频线（RF）和有线（Wired）。

3.2.2中央控制系统的系统软件软件组成。

（1）触摸屏人机界面程序的开发。

触摸屏人机界面程序的开发工具是一种给予面向对象的Web浏览器页面的用户界

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TouchBuilder人机界面

WIFI TouchPanel人机界面

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指令信号先是经过无线接收器或者无线路由，然后进入到中控主机，调用音量调节模块Smooth Regulator(其中可以设置声音从最小加到最大或从最大减到最小所需要的时间。)，在直接送到音量盒终端模块CR-VOL。另外，Bistable Trigger模块是用于静音控制的，可以把所有的音频信号输出置0。这里的OR模块是用于消除静音，起到跳跃功能，即当有其中一路音频控制信号输入时，直接消除静音，并音量增加或减小。当选中了某个模块后，按F1键可以查询该模块的功能用途及其调用方法。

3.2.3中央控制系统编程以及案例分析。

下面是张家界烟草局工程案例的WIFI触摸屏人机界面主菜单(图1)和中控主机程序界面（图2）。

图1 以上界面是WIFI TouchPanel人机界面的主界面中的电视机控制。它与DVD控制一样都是用红外信号来控制的。每个按钮对应一个ID，而每个ID对应一个主机程序控制指令。

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3.3多功能会议室中央控制系统的现状及发展趋势。

自20世纪90年代以来，信息技术正在深刻地改变着传统信息传送手段和体系，会议电视技术的出现和发展，逐渐改变了人类的社会活动方式，视频通信是人类社会经济生活中不可缺少的一部分。有关的研究表明，有效的信息55%—60%依赖与面对面（face to face）的视觉颜色果，33%—38%依赖于说话者的语音，而只有7%依赖于内容。传统的通信工具，如电话、传真机等都无法达到面对面或一群人聚集在一起的沟通效果。对企事业单位来说，外出开会，已成为另人苦恼，望而却步的事情。采用会议电视的方法既达到了召开会议的目的，又避免了出差到外地。随着信息技术的发展，社会的进步以及我国的入世，大力发展和使用会议电视这一先进通信工具，将产生不可估量和社会效益和经济效益。

现代社会已进人了电子信息时代,视听设备、网络、计算机等多媒体工具，以及自动 化环境设施与日俱增，各种设备的遥控器具更是层出不穷。随着功能增多而带来的众多的控制键钮，令用户时常陷入无所适从的尴尬境界。

一个 现 代 化的多煤体会议室不仅是开会、培训工作的场所，而且，体现着智能化形象。因此把会议室建成现代化的多功能场所不仅是领导会议工作的需要，也是创建一流企业(单位)、提高现代化管理水平，符合国际趋势的需要。

智能化的多媒体会议室是近年来兴起的新趋势，它不是赶时髦的豪华装饰，也不是

第三篇：控制系统综合实验撰写规范

控制系统综合实验撰写规范

（1）正文

宋体小四号，行间距1.3倍行距。并且有页眉和页脚，页眉统一为“控制系统综合实验”，页眉字体为宋体小五，页脚用阿拉伯数字居中表示。分章来写：每一章规范：第1章，第2章….居中

（2）图表

图表一定要有图表的说明性文字：图1-1。。，表2-2。。等，图的说明性文字在图的下面，表的说明性文字在表的上面，尽量采用三线表的方式。字体为黑体五号。

（3）标题

一级标题：宋体四号加粗，二级标题：宋体小四加粗；

三级标题：宋体小四不加粗，尽量不要用三级标题。

（4）目录和参考文献

目录：自动生成，字体与正文字体相同。即宋体小四。只显示到二级标题。参考文献：至少应该有5篇以上的参考文献。格式与正文相同。

格式：[序号] 主要责任者.文献题目[文献类型标识，书籍为M,期刊为J].出版地: 出版者, 出版年.在目录，任务书和最后的考核表中不设置页眉，页脚。

（5）任务书最新格式下载网址

任务书和课程设计封面请到东北石油大学--->管理部门--->教务处--->实践教学--->相关表格--->课程设计下去下载

任务书上完成期限为：2014.7.7---2014.7.18，指导教师和专业负责人空白。下面的日期统一填写为：2014年7月20日。

封面日期填写为：2014.7.20

（6）章节安排

课程设计报告撰写顺序：（每一部分严格按照撰写要求来书写）

1、任务书

2、目录

第1章 …….控制系统工艺分析

1.1…

1.2…

…

第2章 …….控制系统设计

2.1…仪表的选择

2.2传感器的选型

2.3控制方案分析

…（顺序控制、PID控制等等）

第3章 基于….的系统监控程序设计

3.1…（主控界面）

3.2…（趋势界面）

3.3…（仪表界面）…

第4章 结论与体会 参考文献

第四篇：开题报告-开关磁阻电机数字控制系统设计

开题报告

电气工程及自动化

开关磁阻电机数字控制系统设计

一、前言

开关磁阻电机结构简单、成本低、容错性高、功率密度高能够高速运行，并且它能方便地实现起动和发电双功能，因此，目前越来越广泛的应用于航空和汽车上的起动／发电系统。开关磁阻电机具有很大的发展潜力。

二、主题

（一）、开关磁阻电机的发展概述

“开关磁阻电机”一词源于美国学者S.A.Nasar

1969年所撰论文，它描述了这种电机的两个基本特征：开关性和磁阻性。20世纪80年代以来，越来越多的学者开始关注开关磁阻电机，并对此进行了大量的研究。美国空军和GE公司联合开发了航空发动机用SRD电机系统，有30KW、270V、最大转速为52000r/min和250KW、270V最大转速为23000r/min两种规格。加拿大、前南斯拉夫在SR电机的运行理论电磁场分析上做了大量研究工作。一些学者还研究了盘式SRM/外转子式SRM、直线式SRM和无位置传感器SRM等新型结构的电机。

1984年开始，我国许多单位先后开展了SR

电机的研究工作且SRM被列入中小型电机“七五”科研规划项目。在借鉴国外经验技术的基础上，我国的SR电机研究技术进展很快。近年来，中国在开关磁阻电机的研发方面取得了很大的进步例如南京航空航天大学开发了

3KW、6KW

及

7.5KW

三套原理样机，电机采用的是风冷形式。但在大功率方面的研究还很少，仅有原理样机方面的仿真。

（二）、开关磁阻电机的优缺点

开关磁阻电机结构简单，性能优越，可靠性高，覆盖功率范围10W~5MW的各种高低速驱动调速系统。使得开关磁阻电机在各种需要调速和高效率的场合均能得到广泛使用（电动车驱动、通用工业、家用电器、纺织机械、电力传动系统等各个领域）。

其结构简单，价格便宜，电机的转子没有绕阻和磁铁。

（1）转矩方向与电流方向无关，只需单方相绕阻电流，每相一个功率开关，功率电路简单可靠，可降低系统成本。

（2）易于实现各种再生制动能力。

（3）定子线圈嵌装容易，热耗大部分在定子，易于冷却，效率高，损耗小，允许有较大的温升。

（4）转子上没有电刷，结构坚固，适用于危险环境，控制灵活。

（5）调速范围宽，控制灵活并且输出效率很高。

（6）电机的绕组电流方向为单方向，控制电路简单，具有较高的经济性和可靠性，转子的转动惯量小，有较高转矩惯量比。

其主要缺点为转矩脉动大、需要根据转子与定子相对位置投励、必须与控制器一同使用才能稳速运行、主接线数随着相数的增多而大量增多。

（三）、基本内容

功率变化器在SRD中占的比重非常的大，因此合理的设计功率变换器是提高SRD性能跟价格的关键之一。从功率变换器与电动机结构匹配、效率高，控制方便，结构简单、成本低的要求出发，一个理想的功率变换器应该具备如下条件：

（1）最少数量的主开关器件；

（2）基数相和偶数相的SR电机都适合用；

（3）所有的电源电压都可以加到相绕阻上；

（4）主开关器件的额定电压接近电动机额定电压；

（5）相绕阻电流变化速度快；

（6）通过主开关器件调制，能够有效的控制相电流；

（7）绕阻磁链减少的同时能够将能量回馈给电源。

具备以上条件的电路有很多。主要有每相只有一个主开关管的电路，据有最少数量主开关器件的功率变换电路。

3.1每相只有一个主开关管的电路

每相只有一个主开关管的电路包括双绕阻功率变换器、采用分裂式直流电源的功率变换器、带储存电容的功率变换器和再生式SR电动机功率变换器。

双绕阻功率变换器要求SR电动机每相有一个二次绕阻与一次绕阻完全耦合器主开关器件装置的额定电压至少是电机绕阻额定值的两倍，因此未能用足主开关器件的额定电压，另一缺点是铜线的利用率低。但是就逆变电路而言它是经济的。

采用分裂式直流电源的功率变换器这种功率变换器中电容量和电源电压的定额将显著增加。为了保证三线电源两侧的负载相等，使上下臂各相工作电压相等，采用这种功率变换器方案只适用于偶数相的SR电机，这种方案对蓄电池供电系统是十分合适的。

带储存电容的功率变换器根据能量回馈电源的方法不同可以有如下几种方案：1、利用谐振回收能量2、利用阻尼回收能量3、利用斩波器回收能量。其各有优缺点。

3.2具有最少数量主开关器件的功率变换器

它是在不对称半桥电路的基础上发展起来的一种新的少主开关器件的功率变换电路它保留了桥式电路的所有优点但所用的每相主开关可以少于两个。但是主开关的工作状态必须根据与其连接的所有相绕阻的电流来决定，所以必须提出对所有相电流独立控制的主开关器件策略，同时SR电机相绕阻接至功率变换器的方式必须加以限定。

电流检测电路用来检测定子绕组的电流大小，将其反馈到控制器中。四相电机可以采取A/C、B/D共用一套电流传感器，SRM功率变化器输出的相电流是单向的，可以用电阻采样，直流电流互感器，霍尔元件采样，磁敏电阻采样。

位置检测的目的是确定转子定子的的相对位置，即要用绝对位置传感器检测定子的相对位置，然后将信号反馈到逻辑控制电路，以确定对应相绕阻。通过电机四相绕阻的不同位置可以判断出转子的相对位子，从而达到检测转子相对位置的目的。

数字控制电路完成象限控制软起动等其他控制功能。通过单片机能实现非常多的控制功能，灵活性好、智能性好，但它也是有缺点的，就是系统响应速度受到单片机速度的影响。

（四）、开关磁阻电动机的数学模型

开关磁阻电动机控制参数多，数学模型十分复杂。为了降低难度，对开关磁阻电动机采用简化、线性化或准线性化的分析方法，以便建立比较准确的开关磁阻电动机的数学模型。考虑了电动机的磁路饱和、涡流、磁滞效应等非线性的所有因素，可以列出一个很精确的数学模型，但是计算复杂很难用于仿真分析。因此，在建立开关磁阻电动机数学模型的时候，要在理论性和实用性上加以折中考虑。为了简化分析，做出如下的假设:

(1)主电路电源的直流电压Us恒定不变；

(2)主开关器件为理想开关，即导通压降为零，关断时流过的电流为零；

(3)忽略所有的功率消耗；

(4)电动机各相参数对称，忽略相间互感；

(5)在一个电流脉动周期内，认为转速恒定。

（五）、开关磁阻电机的应用

作为一种新型调速驱动系统，开关磁阻电机愈来愈得到人们的认可和应用。目前已成功应用于在电动车用驱动系统、家用电器、工业应用、伺服系统、高速驱动、航空航天等众多领域中。下面介绍开关磁阻电机的一些应用实例。

5.1在电动车中的应用

电动车是解决世界能源危机，环境污染等重大难题的理想交通工具，是21世纪的高科技产品之一。目前电动摩托车和电动自行车的驱动电机主要有永磁有刷及永磁无刷两种，然而采用开关磁阻电机驱动有其独特的优势。矩脉动大，噪声大，相对永磁电机而言，功率密度和效率偏低；要使用位置传感器，增加了结构复杂性，降低了可靠性这些是MRD的缺点。

5.2在食品加工机械中的应用

在食品加工机械中，开关磁阻电机显现出其独特的优势：体积小、不烧电机、没有或只有小的齿轮减速比、电机外形设计灵活，适应性好、能够安全停机、速度离散可选或者连续可调、易实现特殊要求的机械特性。开关磁阻电机结构、体积、特性上的优势非常明显，降低了电机成本，提高了产品的可靠性。

5.3在龙门刨床中的应用

龙门刨床是机械行业的一种重要加工机械，其主传动系统的作用是带动工作台实现往返运行。

实践证明，开关磁阻电机的特性特别适合于频繁起制动和换相运行，换相过程起动电流小，只有额定电流的0.5倍，起、制动转矩可调，因而工艺符合要求。轻型龙门刨床以往之所以取较低的速度是由于传动形式所限。当开关磁阻电机能满足提升速度的条件下，再加上主机也允许，提升速度和切削能力是绝对合理的。实验证明，将机床速度提高到40m/min以上，机床系统刚性满足，这样可以使刨床的生产效率提高一倍。

（六）、开关磁阻电机的发展趋势展望

1、数学模型的研究

数学模型是控制理论应用的基础。在以往的研过程中，人们已经提出了各种各样的开关磁阻电机的数学模。近年来，多维系统辨识、小波模型、神经网建模等各种建模理论发展迅速。SRM数学模型的研究也必定会得到快速发展。我们相信在不久的将来结合各种现代建模理论的SRM非线性数学模型将被提出。

2、非线性控制理论、智能控制理论的应用。近年来虽然些学者已将非线性控制理论和智能控制理论应用在SRM制系统中，由于控制理论所结合的控制策略还不完善，控制效果并不理想。可以预见，未来一段时间各非线性控制理论、智能控制理论，将与控制策略的究同步进行，它们将以更加有效的途径应用于SRM系统中。

3、高性能SRM驱动系统的研究

SRM具有体积小、重量轻、转矩/惯量比小等优点。但是，SRM的线性特性和转矩脉动难以抑制，使得以往SRM伺服驱动系统的研究进展较为缓慢。随着转矩脉动抑制研究的进一步发展以及人们对SRM非线性本质认识的加深SRM在伺服驱动系统中应用的研究必定会得到空前的发展。

三、小结

目前，人们已经提出线性、准线性、非线性等多SRM数学模型，在此基础上结合各种各样的消转矩脉动的控制策略，将线性控制理论、非线性控理论和智能控制理论应用于SRM的控制器设计，已经取得了丰硕的成果。但是，在SRM控制领域研究还远未到完善的程度，未来一段时间，SRM制技术将在数学模型、控制策略、控制理论应用以高性能驱动系统开发等方面，继续得到发展。

四、参考文献：

[1]唐小洁,邓智泉,曹鑫,王晓琳.开关磁阻起动／发电机数字控制系统设计[J].南京航空航天大学,1993.[2]詹琼华.开关磁阻电动机[M].武汉：华中理工大学出版社,1992.[3]王宏华.开关型磁阻电动机调速控制技术.北京：机械工业出版社,1999.7:27-28,65-75

[4]彭志谨.电气传动与调速系统[M].北京：北京理工大学出版社,1988.[5]陆道政等.自动控制原理及设计.上海：上海科学技术出版社,1978.[6]曹家勇,陈幼平,詹琼华,周祖德等[J].开关磁阻电动机控制技术的研究现状和发展趋势.湖北武汉:华中科技大学出版社,2005.[7]张全柱,郝荣泰.单片微机控制的开关磁阻电机调速系统[D],北方交通大学学报 ,2001.[8]李俊卿,李和明.开关阻电机发展综述[D].华北电力大学电力工程系,河北保定071003.[9]慈艳柯.MCS一51单片机芯片反向解剖以及正向设计的研究[D].厦门大学,2002.[10]章明明.开关磁阻电机起动/发电系统数字平台研发[D].京航空航天大学, 电力电子与电力传动, 2009.[11]王兆安,黄俊.电力电子技术,第四版[M].北京：机械工业出版社,2000.[12]吴建华.开关磁阻电机设计与应用[M].北京：机械工业出版社,2000.6.[13]郑治同.电机试验.第二版[M].北京：机械工业出版社,1992：23-40.[14]李强.半桥逆变弧焊电源系统建模和仿真技术研究[D].青岛大学,2007.[15]王志升.大功率电磁炉电控系统设计与实现[D].武汉理工大学,2008.

第五篇：大型风力发电机组控制系统的安全保护功能

大型风力发电机组控制系统的安全保护功能制动功能

制动系统是风力发电机组安全保障的重要环节，在硬件上主要由叶尖气动刹车和盘式高速刹车构成，由液压系统来支持工作。制动功能的设计一般按照失效保护的原则进行，即失电时处于制动保护状态。在风力发电机组发生故障或由于其他原因需要停机时，控制器根据机组发生的故障种类判断，分别发出控制指令进行正常停机、安全停机以及紧急停机等处理，叶尖气动刹车和盘式高速刹车先后投入使用，达到保护机组安全运行的目的。独立安全链

系统的安全链是独立于计算机系统的硬件保护措施，即使控制系统发生异常，也不会影响安全链的正常动作。安全链采用反逻辑设计，将可能对风力发电机造成致命伤害的超常故障串联成一个回路，当安全链动作后，将引起紧急停机，执行机构失电，机组瞬间脱网，从而最大限度地保证机组的安全。发生下列故障时将触发安全链：叶轮过速、看门狗、扭缆、24V电源失电、振动和紧急停机按钮动作。防雷保护

多数风机都安装在山谷的风口处或海岛的山顶上，易受雷击，安装在多雷雨区的风力发电机组受雷击的可能性更大，其控制系统最容易因雷电感应造成过电压损害，因此在600kW风力发电机组控制系统的设计中专门做了防雷处理。使用避雷器吸收雷电波时，各相避雷器的吸收差异容易被忽视，雷电的侵入波一般是同时加在各相上的，如果各相的吸收特性差异较大，在相间形成的突波会经过电源变压器对控制系统产生危害。因此，为了保障各相间平衡，我们在一级防雷的设计中使用了3个吸收容量相同的避雷器，二、三级防雷的处理方法与此类同。控制系统的主要防雷击保护：①主电路三相690V输入端（即供给偏航电机、液压泵等执行机构的前段）做了一级防雷保护；②对控制系统中用到的两相220V电压输出端（电磁阀、断路器、接触器和UPS电源等电子电路的输入端）采取二级防雷措施；③在电量采集通信线路上安装了通信避雷器加以保护；④在中心控制器的电源端口增加了三级防雷保护。硬件保护

硬件本身的保护措施主要采取了3种方法：硬件互锁电路、过电压以及过电流保护。

①风力发电机组中的左、右偏航电机和大、小发电机只有一个可以运行，我们通过接触器辅助触点的互联对其进行了互锁。例如：左右偏航电机接触器正常情况下处于断开状态，其各自的辅助触点处于闭合状态。我们将左偏航电机的辅助触点传接到右偏航电机回路里，右偏航电机的辅助触点串接到左偏航电机回路里；当机组需要左偏航时，左偏航接触器带电，而串在右偏航电机回路里的左偏航接触器辅助触点断开，从而保障了正确的偏航。当由于误动作引起左右偏航电机接触器都带电时，它们的辅助触点都断开，机组不进行偏航，从而达到了保护机组安全运行的目的。

②在设计时，对断路器、接触器等选件都进行了负荷计算。选择的原则：既留有裕量也不会使执行机构等受到冲击，当有瞬时冲击电流通过电缆传入控制柜时，控制系统具有自我保护的能力。

③通过将快速熔断器、速断保护的断路器（根据各自的负荷计算允许通过的电流）等串在执行机构的前端，防止了大电流流过回路，从而减少了不必要的损害。接地保护

在整个控制系统中用了以下5种接地方式，来达到安全保护的目的。①工作接地。变压器的中性点设置接地。

②保护接地。为了防止控制系统的金属外壳在绝缘被破坏时可能带电，以致危及人身安全而设置的接地。

③防雷接地。避雷器的一端与控制系统中被保护的设备相连，另一端连接到地下，能把雷电流引入大地。

④防静电接地。将控制系统中的金属可导电部分在工作过程中产生的静电电流引入大地。

⑤屏蔽接地。为防止外界磁场对流经电缆的信号产生影响，设计时选用了屏蔽电缆，并将电缆屏蔽层接地。电网掉电保护UPS电源

风力发电机组离开电网的支持是无法工作的，一旦有突发故障而停电时，控

制计算机由于失电会立即终止运行，并失去对风机的控制，控制叶尖气动刹车和机械刹车的电磁阀就会立即打开，液压系统会失去压力，制动系统动作，执行紧急停机。紧急停机意味着在极短的时间内，风机的制动系统将风机叶轮转数由运行时的额定转速变为零。大型的机组在极短的时间内完成制动过程，将会对机组的控制系统、齿轮箱、主轴和叶片以及塔架产生强烈的冲击。紧急停机的设置是为了在出现紧急情况时保护风电机组安全的。然而，电网故障无须紧急停机；突然停电往往出现在天气恶劣、风力较强时，紧急停机将会对风机的寿命造成一定影响；风机主控制计算机突然失电就无法将风机停机前的各项状态参数及时存储下来，这样就不利于迅速对风机发生的故障作出判断和处理。针对上述情况，对控制电路作了相应的改进。在控制系统电路中加设了一台1kVA的在线UPS后备电源，这样当电网突然停电时，UPS机及时投入，为风机的控制系统提供足够的动力，使风机制动系统按正常程序完成停机过程。