系留气球压力调节系统的建模和设计论文五篇

第一篇：系留气球压力调节系统的建模和设计论文

0引言

系留气球作为一种浮空平台,其基本工作原理是利用气球囊体内的填充气体在空气中产生的浮力搭载有效载荷,并通过系留缆绳的拖曳实现在空中的长时间驻留,其在通信、公共安全、地质勘探、军事用途和商业活动等多种场合有着广阔的应用前景。系留气球系统是一项复杂的系统工程,涉及到气动、通讯、计算机、传感器、材料和有效载荷等多个学科。

压力调节系统是系留气球系统中一个重要的分系统,它的主要功能是根据气球系统的不同工作模式和外部条件,通过控制各个囊室充气的风机和放气的阀门来调节各部分的内外压力差,使气球保持既定的气动外形,以期达到平稳带载浮空的目的。压力调节系统的正常运行是系留气球平稳浮空的前提和保障,执行器(主要包括风机、阀门、撕裂幅等)的错误动作有可能致使气球因外形变化而导致姿态失衡,以及因内外压差过大而导致气球囊体爆裂,甚至球皮被错误撕裂等严重故障,这对于整个气球任务系统而言都是致命的。因此在进行压力调节系统的软、硬件设计时,既需要严格保证各执行机构在既定模式下动作的准确性和有效性,又需要最大限度地提高自身运行的可靠性。

1压力调节系统建模

根据系留气球的气动外形,通常需要设计成若干个囊室,一般包括主气囊、副气囊、整流罩和尾翼气囊等。其中,副气囊、整流罩和尾翼气囊的内部都填充空气,主要用于调节各个囊室的压差,进而维持系留气球的气动外形,因此每个囊室都配有可控的充气风机和放气阀门。考虑到安全因素,主气囊一般填充密度较小的惰性气体———氦气,主要用于产生浮力,因此只配有可控的放气阀门,但该阀门只有在主气囊压力过大,危及囊体安全时才允许打开。同时考虑到缆绳断裂且球上球下通讯中断等极端情况,在主气囊处装有囊体撕裂装置,在气球脱系且遥控失效后球上系统会自动打开撕裂幅,以迅速放掉氦气,使气球尽快下落至地面。

一般而言,系留气球压力调节系统的执行机构包括:主气囊阀门、副气囊风机和阀门、整流罩风机和阀门、尾翼气囊风机和阀门、撕裂幅电机等,而影响这些执行机构动作的输入变量包括:压力调节系统工作模式Mi,球体处风速WB,主气囊与外界大气压差ΔP1,整流罩气囊与外界大气的压差ΔP2,尾翼气囊与外界大气的压差ΔP3等。输入变量中很多相关项直接或间接来自外部放置的各种传感器,如GPS、风速风向仪、差压仪、姿态传感器、温湿度传感器、通讯设备链路等。其中,压力调节系统工作模式Mi根据需要和实际情况又可分为图1所示的子模式。

压力调节系统在上述工作模式时,对各个执行机构所需的控制输入项和控制准则不尽相同,而且还要考虑到针对各执行机构的控制,气动总体设计师可能在系统设计初期无法给出完整而准确的输入条件,从而带来调试过程中的种种改动,所以必须对系留气球压力调节系统进行建模分析,以期找到一种安全、有效、可靠且可扩充的控制策略,否则难以保证系统设计能完全满足要求。

建模时,首先要把压力调节系统中所有工作模式Mi下所有可能影响执行机构动作的输入条件D归类,并将输入条件类之间的关系解耦合,把输入条件类之间变得相互独立。此时,对于任意的输入条件类Di和Dj从概率学角度描述应该满足:

P(DiDj)=P(Di)P(Dj)(1)

然后将同一类的输入条件Di全部分解为若干个互斥的Di1,Di2,…,Dik,且为遍历分解,即把每个类的各种情况都归纳到此条件中,此时从概率学角度描述应该满足:

P(∑mk=1Dik)=∑mk=1P(Dik)=1(2)

至此把可能影响执行机构动作的所有输入条件D全部分解为“类间独立,类内互斥”的子条件Dik,为控制传递函数的建立,创造了可使用的输入变量。

针对任何一个执行机构Q(k),如果决定其动作的输入条件有D1,D2,…,Dm,则对于不同的工作模式Mi,其传递函数总可以表示为:

Q(k)=∑ni=1{Mi∑[∏(D1,D2,…,Dm)]}(3)

式中:Mi代表控制模式中的第i种,当系统工作在第i种工作模式时,对应的Mi为TRUE,否则为FALSE;∏(D1,D2,…,Dm)代表对应输入条件的逻辑最小乘积项。

根据该模型建立的压力调节系统,将任务书中不同模式下各执行机构的各种复杂控制条件变成了一个个易于表述的逻辑函数表达式。这样,在工程实施时该建模就有以下几个方面的优势:

(1)该模型把所有的输入条件进行了分类、归整,利用逻辑函数化简方法(如代数法、卡诺图法、系统化简法等),易于发现其中的遗漏条件、不合理条件、自相矛盾条件,甚至是错误条件,特别是对于调试过程中临时改动或增加的输入条件。

(2)该模型把众多可枚举的工作模式和输入条件进行一一对应,把复杂的系统任务分解为若干个模块级独立小任务的组合,易于工程化的实现,降低了各功能模块之间的耦合,减少了软件出错的概率。

(3)基于该模型设计的控制系统,逻辑清晰,流程顺畅,易于实现软、硬件的扩充设计。特别是模型逻辑最小项中任意项(或称约束项)的巧妙使用,对于实现诸如滞环控制等功能将带来极大方便。

2压力调节系统设计

下面结合某型系留气球的实际工程设计,简要介绍一个压力调节系统的设计实例。

2.1硬件设计

由于系留气球压力调节系统是一个多传感器输入、多执行机构输出的复杂系统,硬件设计时,既要考虑系统运行平台、传感器选型、输入/输出接口设计等电性能指标,更重要的是必须考虑安全性设计、可靠性设计、电磁兼容性设计等方面,同时还要兼顾考虑远程下载程序的设计、有效载荷系统等多方面因素的影响。系留气球压力调节系统的硬件设备分布在球上和球下两部分。两部分设备通过系留缆绳中的光纤和无线通讯设备进行数据交换。

首先要确定的是压力调节系统运行平台的选择。由于球上有大量的传感器设备和执行机构,接口众多,而且考虑到远程更新程序的需要,故选择基于PC104总线架构、网络通讯机制和VxWorks实时操作系统的双冗余计算机作为球上信息处理平台。该平台具有方便集成开发,可靠性高,体积重量小,支持远程下载程序等特点,非常适合作为球上设备平台使用。相对球上而言,球下的设备相对单一,仅为一台6U结构的CPCI计算机提供气球测控系统的人机界面。

传感器是压力调节系统中输入信息的重要来源,其中可能使用到差压传感器、风速风向仪、三维姿态传感器、GPS/北斗机、缆绳拉力传感器、温湿度传感器等不同类型的传感器。在传感器设计选型时,应从以下几个方面权衡考虑:

(1)各传感器的量程、分辨率、响应速度等指标要符合系统对被测量参数的要求;

(2)各传感器的环境适应性(包括温湿度、海拔高度、气压、电磁环境等);

(3)各传感器的输出量优选数字信号,且通讯接口优选抗干扰能力强的RS422或RS485接口;

(4)各传感器的供电、尺寸、体积、重量等指标要合理。

即使对于使用系留缆绳内光纤通讯的系统而言,无线通讯设备也是应急时球上球下通信的重要保障。根据需要,其间传输的既有一般的控制命令和回馈命令,也可能包括视频监控图像,因此在选择无线通讯设备时要综合考虑通讯距离、频段、带宽、与负载设备的电磁兼容性等因素。同时还要根据气动总体输入的气球最大姿态偏移和位置飘移确定球上球下通讯天线的覆盖范围,以保证在极限情况下两处通讯的正常进行。通讯设备的天线一般遵循“球上全向,球下定向”的原则,保证通讯信号的有效重叠覆盖。

电磁兼容设计是保证系统正常工作的重要前提,特别是球上设备中的整流/逆变电源,以及压力调节系统中的机电设备、无线通讯设备、有效负载系统、空间电磁辐射和接地电阻大(甚至浮地)等诸多因素交织在一起,导致球上设备工作的电磁环境异常复杂,所以必须在系统设计初期就把电磁兼容设计作为一项系统工程,从干扰源、干扰对象和干扰路径三个方面分析入手,广泛采用屏蔽、加装磁环、地线单点等电位技术手段。

2.2软件设计

考虑到通讯中断等极端情况,除了系统工作在人工控制模式时,压力调节系统的绝大部分控制策略都是由球上计算机编制软件完成的,所以球上压力调节控制软件既能进行自主压力调节控制,又能根据球下操纵台的命令进行控制。

控制软件首先根据外部输入的信息判断当前的工作模式。比如判断缆绳断裂必须同时满足以下五个条件,否则不判定为缆绳断裂:

(1)光缆通讯中断时间大于某值(如:大于10s);

(2)缆绳拉力持续小于某值(如:持续10s拉力小于100kg);

(3)球上降压变压器输入端线电压过低(如:三相电压皆小于100V);

(4)主气囊与外界大气压力差大于某值(如:100mmH2O);

(5)在GPS正常的前提下,球体高度大于某值一定时间(如:超过10s高于4000m);

此时若判定缆绳正常,再根据当前的通讯状态判断是进入Ma1模式(缆绳正常、通讯正常),还是进入Ma2模式(缆绳正常、通讯中断)。

当准确判定了压力调节系统当前的工作模式Mi后,控制软件会根据当前模式所需要的输入条件逐一按照既定的逻辑函数表达式控制各个执行件动作。

3结语

本文介绍的压力调节系统建模方案能有效地将系留气球压力调节系统中使用到的复杂的输入变量归纳分类,并通过明晰的函数表达式对应到各个执行器的控制中去,降低了软件编制的复杂度,减少了错误的发生。同时,文中描述的建模方法能够方便地拓展到其他控制系统中,对控制系统的软件编制具有有益的参考作用。硬件系统的搭建考虑了工程设计和实施的各个方面,具有较高的可靠性和良好的扩展性。基于这种控制模型设计的某系留气球压力调节系统,长期以来系统功能正常,运行稳定可靠。

第二篇：人事管理系统论文：基于SSH的人事管理系统的设计和实现

人事管理系统论文：基于SSH的人事管理系统的设计和实现

【中文摘要】企业人事管理是企业管理的一项重要内容.在整个企业的管理中具有重要地位。随着计算机技术的飞速发展和企业信息化的发展趋势,人事管理系统已经成为企业管理内不可缺少的一部分,是适应现代企业制度要求、推动企业劳动人事管理走向科学化、规范化的必要条件。一直以来人们使用传统人工的方式管理文件档案,这种管理方式存在着许多缺点,如效率低、保密性差。另外,时间一长将产生大量的文件和数据,这对于查找、更新和维护都带来了不少的困难。随着计算机技术的飞速发展。计算机在企业管理中应用的普及.利用计算机实现企业人事管理势在必行。合理的利用有助于企业发展的管理系统是企业改革的一种优越的体现。不仅保证了核算准确度。还成倍的提高了工作效率.而且便于查询。随着Internet技术的不断发展,很多应用系统的体系结构从C/S结构向更加灵活的B/S体系结构转变。在原来的C/S结构当中,几乎所有的应用逻辑都在客户端实现,使得应用程序的维护、移植和互操作变得相当的复杂和困难。对于B/S模式而言,开发、维护等几乎所有工作都集中在服务器端,当企业对网络应用进行升级时,只需要更新服务器端的软件即可,这样减轻了系统维护与升级的成本。因此,C/S正逐渐退出舞台,取而代之的是B/S结构,即3层次(3-tier)或者层(n-tier)企业计算框架。J2EE下的B/S应用系统通常由运行在客户端的Web浏览器(用户界面)、Web容器中的Web组件(Web层)和运行在EJB(企业JavaBean)容器中的处

理事务的EJB组件(业务层)组成,其中Web层的设计是否易于管理和扩展,将直接影响到应用程序整体性能。本文所阐述的人事管理系统是采用B/S模式,运用Eclipse开发平台,Struts,Spring,Hibernate框架,MVC开发模式和Java,Jsp等相关技术开发的。本系统依据实际需求设计数据库结构,并实现了人事管理系统的基本功能,如职工档案信息,劳动合同信息等数据的查询,添加,统计等功能,从而提升了企业的效率和竞争力,满足了现代企业管理的需求。

【英文摘要】The business enterprise personal management in enterprise management is an important content in the enterprise management.Has the important position.Along with the rapid development of computer technology and development trend of enterprise informatization, the personnel management system has become an enterprise management inside, is an indispensable part of modern enterprise system, promote enterprise labor personnel management to scientific and standardization of the necessary conditions.Since people use traditional artificial waymanagement document files, this mode of administration has many shortcomings, such as low efficiency, secrecy.In addition, a long time, will produce the massive documents and the data, for the search, the renewal and the maintenance has brought about a lot of difficulties.Along with the rapid development of computer technology.The computer application in enterprise

management, the popularization.By using computer to realize enterprise personnel management is imperative.Reasonable use helps the development of the enterprise management system is a kind of superior enterprise reform.Not only guarantee the accuracy of accounting.Still have multiplied to improve the work efficiency.And easy to search.With the constant development of the Internet technology, the system structure of many applications from C/S structure to more flexible B/S structure transformation.In the original C/S structure, almost all the application logic in client applications, make the maintenance and transplantation and interoperability become quite complex and difficult.For B/S model, development and maintenance work almost all focus on the server, when the enterprise of network application upgraded, only need to update server software can be reduced, so the cost of maintenance and update.Therefore, C/S is gradually withdraw stage, instead of B/S structure, namely 3 levels(3tier)enterprise computing framework.The B/S under J2EE application system is usually run in the client Web browser(user interface), Web containers module(Web)and operation in Web layer(EJB JavaBean)in the container handling affairs EJB components(business), which is easy to design of Web layer

management and expansion, will directly affect the application performance.This paper expounds the personnel management system is adopted B/S model, using the Eclipse development platform, Struts are Hibernate framework, and development mode and Java, MVC, related technology development of Jsp tags.This system based on the actual demand design database structure, and realize the basic function of the personnel management system, such as worker archives information, labor contract information, data, add, statistical, and other functions, so as to enhance the efficiency of the enterprise competitiveness, and meet the needs of modern enterprise management.【关键词】人事管理系统 Struts Spring Hibernate 【英文关键词】Personnel management system Struts Spring Hibernate 【目录】基于SSH的人事管理系统的设计和实现4-5ABSTRACT5-6

第一章 引言10-141.2 课题研究现状11-121.4 论文章节安排12-1414-20

2.1 SSH 框架14-18

2.1.3 摘要1.1 课题1.3 第二章 2.1.1 研究背景和意义10-11论文的主要工作12系统开发关键技术Struts 简介14

2.1.2 Spring 简介14Hibernate 简介14-1515-18

2.1.4 SSH 框架的整合2.3 JAVA 技术2.2 MVC 模式18

18-192.4 JSP 技术192.5 本章小结19-203.1 需求分析20-22

第3.1.1 三章 系统需求分析20-33数据需求20-2122-3222-30息管理31章小结32-33系图33-34计管理33-34信息表实体34-3535-36设计36-38功能描述37-38

3.1.2 功能需求21-223.2 数据流图3.2.1 用户登录223.2.2 职工信息管理

3.2.4 用户信

3.3 本4.1 实体联3.2.3 职工信息统计管理30-313.2.5 代码表维护和权限管理31-32

第四章 概念结构设计33-364.1.1 职工信息管理33

4.1.2 职工信息统

4.2.1

4.2 实体及其所包含的属性34-35

4.2.2 代码表实体35

4.3 本章小结5.1 系统功能模块第五章 系统总体设计36-47

5.1.1 系统功能结构图

36-375.1.2 系统

5.2.1

5.2 系统数据库结构设计38-46

5.2.2 结构描述46系统数据库结构38-46结46-47

5.3 本章小6.1 选择第六章 系统详细设计及实现47-65

6.1.1 选择开发模式软件开发的平台47-5147-4950-516.1.2 选择开发工具49-506.1.3 选择数据库

6.2.1 用户

6.2.3 职6.2 主要模块的设计与实现51-59

6.2.2 职工信息管理模块51-54登录模块51工信息统计模块54-5757-58

6.2.4 用户信息管理模块

6.3 系统开发遇6.2.5 代码表维护模块58-59到的主要问题及解决方法59-646.3.1 中文乱码问题

59-60查询60-616.3.2 图片处理问题60

6.3.4 安全性问题61

6.3.3 HQL 语言的条件6.3.5 不能映射6.3.6 表之间的外action 或者服务器开启后自动关闭61-62键关联问题6262点64明65-73

6.3.7 服务器8080 端口被占用

62-64

6.4 本系统特6.3.8 Excel 数据的导入问题6.5 本章小结64-657.1 测试环境65

65-72

第七章 系统测试及使用说7.2 测试方案65

7.3 基本功能单元测试65-67

7.3.1 系统登陆界面

7.3.3 职工变7.3.2 职工基本信息管理67-69

7.3.4 职工合同信息管理动信息管理69-7070-7171-7273-7573-7476-797.3.5 代码表维护管理717.4 本章小结72-738.1 总结738.3 收获74-75附录

79-87

7.3.6 权限维护管理

第八章 结论

8.2 系统的不足之处及展望致谢75-76

参考文献

第三篇：酒店信息管理论文：基于GPRS网络和嵌入式系统的酒店信息管理平台的设计与实现

酒店信息管理论文：基于GPRS网络和嵌入式系统的酒店信

息管理平台的设计与实现

摘 要:基于GPRS网络的嵌入式系统平台具有低成本、高效率的特性,论文介绍了针对小规模酒店信息管理平台基于GPRS网络和嵌入式系统的软件、硬件的设计和实现。

关键词:GPRS;嵌入式系统;Qt Embedded;TCP/IP;sqlite 1 酒店信息化发展趋势以及本技术的应用场景随着全球经济一体化的深入发展,酒店业的客源结构更加丰富并呈现出多样化趋势,客源市场也变得更加广阔。同时,酒店业也将面临日趋激烈的竞争环境和不断提高的客户期望,这迫使酒店业内人士进一步寻求扩大酒店销售、改进服务质量、降低管理成本和提升客户满意度的新方法,以便增强酒店的核心竞争力。及时地共享客人的信息,给客人提供人性化的服务业已成为酒店管理的目标与方向,而酒店装潢、客房数量、房间设施等质量竞争和价格竞争将退居二线。可以预见的是,未来酒店的竞争将主要在智能化、信息化方面展开。小型旅馆或家庭酒店在智能化、信息化方面仍与星级酒店存在着明显弱势,这是由资金、人力、品牌等多方面的因素导致的。笔者提出的酒店信息管理平台主要针对规模较小的酒店提供信息化服务,解决酒店规模和信息化需求之间的矛盾。本技术基于嵌入式系统实现,利用可视化的操作方式轻松实现,并且通过GPRS网络,将客房信息发布到统一的信息平台以便查询预定。酒店信息管理平台框架设计总体来讲,本系统属于C/S模式,客户端指处理终端,用于处理酒店信息的本地管理,服务器端指Web服务器,用于系统内酒店的客房信息和其他酒店信息的发布,以及客户的远程查询和预定。此外,客户也可以通过电话网络直接与酒店终端联系完成业务流程。主要功能模块本系统基于嵌入式系统方式,所以它的特点是体积小、功耗小、全触摸屏操作、方便安装和移动,同时它涵盖了小型酒店管理的各个方面(见图2),主要功能模块包括:(1)系统设置:设置系统登录密码、屏幕保护、电源管理、系统时间等。(2)客户管理:记录和管理客户信息,包括姓名、性别、电话,以及自定义的客户信息,支持客户信息的快速查询、分组管理,并为其他模块提供客户信息支持。(3)职员管理:管理酒店职员信息,包括姓名、性别、职务、薪金、权限等。(4)短信服务:该模块主要用于客户的个性化服务,如预定确认、订单提醒、生日祝福、优惠信息等。(5)客房预定:支持本地预定和远程预定。本地预定即客户直接与酒店联系产生的订单,远程预定是客户通过网络信息平台产生的订单,通过GPRS同步到本地。(6)数据备份:系统可以根据设置,定期将终端数据备份到U盘等存储设备上,防止设,避免给酒店带来损失。(7)统计分析:对客户订单信息、职员业务信息等进行统计分析,生成业务报表。此外,该模块可以扩展为酒店管理的高级应用,随着客户和订单等信息数据的积累,可以引入数据挖掘技术,对酒店日常经营提供决策支持。(8)信息同步:利用GPRS技术,同步本地终端和Web平台的数据,包括客房情况、客户预定信息、酒店促销信息等,便于客户通过网络平台远程预定客房。通信模块采用展迅SM5100,它是专为数据传输设计的GSM/GPRS无线通信模块,集成了完善的协议栈及应用层软件,具有尺寸小、性能好、开发简便等优点。Intel pxa310通过RS232控制SM5100,完成GPRS网络数据传输和短信、通话等功能。终端采用64M SDRAM和128NAND Flash,用于保存操作图3 终端硬件设计图系统、上层应用、用户数据等,并提供足够的数据存取性能。为了方便用户操作,采用640×480分辨率的大尺寸触摸屏,使得所有操作通过触屏方式完成,同时进一步缩小了终端的物理尺寸。USB接口用于连接U盘等外部存储设备和打印设备,并可用于后期的软件升级等功能。在终端的软件设计方面,采用Linux操作系统控制整个系统的运行。Linux操作系统包含了完整的TCP/IP协议栈、PPP协议栈,所以不需要添加TCP/IP协议硬件转换芯片,有利于减少硬件体积和成本,SM5100作为Modem,用于连接设备和

网络。利用GPRS网络与分组数据网络互联互通的特性,实现了将设备接入最大的PDN网络Internet。设备与SM5100模块之间采用串行接口通讯,在SM5100连接上网络后,设备即可以通过其来实现与Internet上的主机进行数据通讯,SM5100透明收发数据。这种实现方法类似于使用家用PC做代理接入的方式,只是这里采用了无线方式,网关改为SM5100模块。上层应用软件基于Qt Embedded实现可视化界面操作风格,由于pxa310强大的处理能力,保证了界面操作非常流畅的操作速度。此外,我们集成了sqlite数据库,实现客户数据等的灵活存储和查询。结论

本系统将嵌入式操作系统、GRPS技术有机地结合在一起,利用sqlite数据库实现灵活的数据处理,并实现基于Qt Embedded的可视化操作界面,借助于嵌入式硬件平台的强大处理能力和Internet网络,实现了集本地酒店管理和远程客房预定于一身的嵌入式酒店管理平台,针对小规模酒店管理的信息化需求,有效地解决了信息化管理和资金投入的矛盾。

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