同步技術論文范文
時間：2023-03-15 09:13:02
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篇1
摘要：
網絡同步和時鐘產生是高速傳輸系統設計的重要方面。為了通過降低發射和接收錯誤來提高網絡效率，必須使系統的各個階段都要使用的時鐘的質量保持特定的等級。網絡標準定義同步網絡的體系結構及其在標準接口上的預期性能，以保證傳輸質量和傳輸設備的無縫集成。有大量的同步問題，系統設計人員在建立系統體系結構時必須十分清楚。本文論述了時鐘惡化的各種來源，如抖動和漂移。本文還討論了傳輸系統中時鐘惡化的原因和影響，并分析了標準要求，提出了各種實現技巧。
基本概念：抖動和漂移
抖動的一般定義可以是“一個事件對其理想出現的短暫偏離”。在數字傳輸系統中，抖動被定義為數字信號的重要時刻在時間上偏離其理想位置的短暫變動。重要時刻可以是一個周期為T1的位流的最佳采樣時刻。雖然希望各個位在T的整數倍位置出現，但實際上會有所不同。這種脈沖位置調制被認為是一種抖動。這也被稱為數字信號的相位噪聲。在下圖中，實際信號邊沿在理想信號邊沿附近作周期性移動，演示了周期性抖動的概念。
圖1.抖動示意
抖動，不同于相位噪聲，它以單位間隔(UI)為單位來表示。一個單位間隔相當于一個信號周期(T)，等于360度。假設事件為E，第n次出現表示為tE[n]。則瞬時抖動可以表示為：
一組包括N個抖動測量的峰到峰抖動值使用最小和最大瞬時抖動測量計算如下：
漂移是低頻抖動。兩者之間的典型劃分點為10Hz。抖動和漂移所導致的影響會顯現在傳輸系統的不同但特定的區域。
抖動類型
根據產生原因，抖動可分成兩種主要類型：隨機抖動和確定性抖動。隨機抖動，正如其名，是不可預測的，由隨機的噪聲影響如熱噪聲等引起。隨機抖動通常發生在數字信號的邊沿轉換期間，造成隨機的區間交叉。毫無疑問，隨機抖動具有高斯概率密度函數(PDF)，由其均值(μ)和均方根值(rms)(σ)決定。由于高斯函數的尾在均值的兩側無限延伸，瞬時抖動和峰到峰抖動可以是無限值。因此隨機抖動通常采用其均方根值來表示和測量。
圖2.以高斯概率密度函數表示的隨機抖動
對抖動余量來講，峰到峰抖動比均方根抖動更為有用，因此需要把隨機抖動的均方根值轉換成峰到峰值。為將均方根抖動轉換成峰到峰抖動，定義了隨機抖動高斯函數的任意極限(arbitrarylimit)。誤碼率(BER)是這種轉換中的一個有用參數，其假設高斯函數中的瞬時抖動一旦落在其強制極限之外即出現誤碼。通過下面兩個公式，就可以得到均方根抖動到峰到峰抖動的換算。3
由公式可得到下表，表中峰到峰抖動對應不同的BER值。
確定性抖動是有界的，因此可以預測，且具有確定的幅度極限。考慮集成電路(IC)系統，有大量的工藝、器件和系統級因素將會影響確定性抖動。占空比失真(DCD)和脈沖寬度失真(PWD)會造成數字信號的失真，使過零區間偏離理想位置，向上或向下移動。這些失真通常是由信號的上升沿和下降沿之間時序不同而造成。如果非平衡系統中存在地電位漂移、差分輸入之間存在電壓偏移、信號的上升和下降時間出現變化等，也可能造成這種失真。
圖3，總抖動的雙模表示
數據相關抖動(DDJ)和符號間干擾(ISI)致使信號具有不同的過零區間電平，導致每種唯一的位型出現不同的信號轉換。這也稱為模式相關抖動(PDJ)。信號路徑的低頻截止點和高頻帶寬將影響DDJ。當信號路徑的帶寬可與信號的帶寬進行比較時，位就會延伸到相鄰位時間內，造成符號間干擾(ISI)。低頻截止點會使低頻器件的信號出現失真，而系統的高頻帶寬限制將使高頻器件性能下降。7
正弦抖動以正弦模式調制信號邊沿。這可能是由于供給整個系統的電源或者甚至系統中的其他振蕩造成。接地反彈和其他電源變動也可能造成正弦抖動。正弦抖動廣泛用于抖動環境的測試和仿真。不相關抖動可能由電源噪聲或串擾和其他電磁干擾造成。
考慮抖動對數字信號的影響時，需要將整個確定性抖動和隨機抖動考慮在內。確定性抖動和隨機抖動的總計結果將產生另外一種概率分布4：雙模響應，其中部表示確定性抖動，尾部為高斯響應，表示隨機抖動分量。
抖動測量—TIE、MITE和TEDV
時間間隔誤差(TIE)是通過對實際時鐘間隔的測量和對理想參考時鐘同一間隔的測量得到的。在給定時間t，以一個稱為觀測間隔的時間間隔產生時間T(t)的時鐘，其相對于時鐘Tref(t)的TIE可通過下面公式表示。（x(t)稱為誤差函數。）
TIE表示信號中的高頻相位噪聲，提供了實際時鐘的每個周期偏離理想情況的直接信息。TIE用于計算大量統計派生函數如MTIE、TDEV等。
最大時間間隔誤差(MTIE)定義為，在一個觀測時間(t=nt0)內，一個給定時鐘信號相對于一個理想時鐘信號的最大峰到峰延遲變化，其中該長度的所有觀測時間均在測量周期(T)之內。使用下面公式進行估計：
MTIE是針對時間的緩變或漂移而定義的。當需要分析時鐘的長期特性時，就需要對MTIE進行測量。MTIE值是對一個時鐘信號的長期穩定性的一種衡量。
圖4.TIE的圖形表示
TDEV是另外一個統計參數，作為集成時間的函數對一個信號的預期時間變化的測量。DEV也能提供有關信號相位（時間）噪聲頻譜分量的信息。TIE圖中每個點的標準偏差是對一個觀測間隔計算的，該觀測間隔滑過整個測量時間。該值在整個上述測量時間內進行平均以得到該特定間隔的TDEV值。增大觀測間隔，重復測量過程。TDEV是對短期穩定性的一種衡量，在評估時鐘振蕩器性能時有用。TDEV屬于時間單位。
高速傳輸系統中抖動和漂移的原因
最常用的一種時鐘體系結構是，在備板上運行一個低頻時鐘，在每個傳輸卡上產生同步的高頻時鐘。低頻時鐘在集成電路內或通過分立PLL實現進行倍頻以產生高頻時鐘。通過典型的PLL倍頻，倍頻后時鐘上的相位噪聲增大為原來時鐘相位噪聲的20*log(N)次方，其中N為倍頻系數。此外，PLL參考時鐘輸入上的抖動將延長鎖定時間，且當輸入抖動過大時高速PLL甚至無法實現鎖定。在備板上采用一種更高速的差分時鐘將比采用低速單端時鐘具有更好的抖動性能。
由于VCO對輸入電壓變化較為敏感，因此電源噪聲是增大時鐘抖動的一個主要因素。輸出時鐘抖動幅度與電源噪聲幅度、VCO增益成正比，與噪聲頻率成反比。因導線電阻形成的電阻下降和因導線電感形成的電感噪聲而造成的電源或接地反彈，會對上述輸出時鐘抖動產生相似的影響。在系統板上對電源進行充分過濾，靠近集成電路電源引腳提供去耦電容，可以確保PLL獲得更高的抖動性能。
在系統板內，時鐘和數據相互獨立，發射和接收端在啟動、保持和延遲時間方面的變化對高速率非常關鍵。因數據和時鐘路徑中存在不同有源元件而使數據和時鐘路徑之間出現傳播延遲差異，時鐘路徑之間的接線延遲差異，數據位之間的接線延遲差異，數據和時鐘路徑之間不同的負載情況，分組長度差異等等，均可能造成上述變化。在規劃系統抖動余量時，必須將不同信號路徑的變化考慮在內。
當在一段距離上進行傳輸時，在發射機和接收機中的很多點上存在抖動累積。在發射機物理層實現中，DAC非線性或激光非線性等非線性特性會加重信號失真。在傳輸介質和接收機中，除了外部亂真源（大多在銅導線中）之外，因不同頻率和調制效應而導致的光纖失真、因接收機實現（主要與帶寬有關）和時鐘提取電路實現而導致的信號相關相位偏離，會加重信號流的抖動。
圖5.來自TIE圖的MTIE偏差
具體到SDH（同步數字系列）傳輸，有大量的系統級事件會導致抖動。在將PDH（準同步數字系列）支路映射為SDH幀并通過SDHNE（網絡組件）進行傳輸的典型傳輸系統中，在PDH支路于SDH的終端多路分配器解映射之前，將在每個中間節點處出現VC（虛擬容器）的重新同步。有間隙的時鐘用于將各個支路映射到STM-N幀和從STM-N幀解映射，發出與開銷、固定填充和調整位相應的脈沖，因而造成映射抖動。采用調整機會位補償PDF支路中頻率偏移的方法會造成等待時間抖動。還有指針調整機制，用于對來自初始NE的輸入VC與本地產生的輸出STM-N幀之間的相位波動進行補償。根據頻率偏離，VC在STM-N幀中前后移動。這將使VC提取點看到位流中的突然變化，導致稱為指針抖動的類型抖動。所有上述系統級抖動都將加重總的確定性抖動。
盡管所有上述因素都會加重從源到目的地之間信號傳播的抖動，標準要求仍然規定在傳輸點需具有比理論值更低的抖動數值。這樣，考慮到時鐘倍頻、電源變化、電-光-電轉換、發射和接收影響以及其他致使實際信號惡化的失真信號的影響，在源處驅動信號的時鐘將具有一個相對很低的抖動數值。
抖動對收發器的影響
理想情況下，數字信號是在兩個相鄰電平轉換點的中點進行采樣的。抖動之所以會造成誤碼，是由于相對于理想中點，它改變了信號的邊沿轉換點。誤碼可能由于信號流邊沿變化太晚（在時間上比理想中點晚0.5UI（單位間隔相當于信號的一個周期））或太早（在時間上比理想中點早0.5UI）所致。當時鐘采樣邊沿在信號流的任何一側錯過0.5UI時，將出現50%的誤碼概率，假設平均轉換密度為0.5。7如果分別知道確定性抖動和隨機抖動，可通過上述兩個數字和將峰到峰抖動值與均方根抖動值聯系在一起的表，來估計誤碼率。校準抖動，定義為數字信號的最佳采樣時刻與從其提取出來的采樣時鐘之間的短期變化，可以造成上述誤碼。對于商業應用，源時鐘和源發射接口抖動規范將遠遠低于1UI。
發射接口抖動規范通常與接收端的輸入抖動容限相匹配。對于抖動測量回路濾波器截止頻率，尤其如此。例如，在SDH系統中，有兩種抖動測量帶寬，分別規定：一個用于寬帶測量濾波器（f1到f4），一個用于高頻帶測量濾波器（f3到f4）。數值f1指可在線路系統的PLL中使用的輸出時鐘信號的最窄時鐘截止頻率。低于此帶寬的頻率的抖動將通過系統，而較高頻率的抖動則被部分吸收。數值f3表示輸入時鐘捕獲電路的帶寬。高于此頻率的抖動將導致校準抖動。校準抖動造成光功率損失，需要額外光功率以防各種惡化。因此限制發射機端高頻帶頻譜的抖動十分重要。
漂移對收發器的影響
市場上銷售的大多數電信接收機都使用了一個緩沖器，以適應線路信號中存在的隨機波動。下面框圖6詳細表示出這一概念。恢復時鐘將數據送入富有彈性的緩沖器，而系統時鐘則將數據送出到設備的核心部位。
在準同步傳輸系統中，發射機和接收機工作在相互獨立而又極為接近的頻率上，fL和Fs分別表示發射機和接收機的頻率。當兩者之間存在相位或頻率差異時，彈性存儲會將其消除，否則緩沖器將出現欠載或溢出（取決于差異的幅度和彈性緩沖器的大小），造成一次可控的幀滑動（基本速率傳輸）或一次位調整（高階異步多路復用器）。
在準同步應用中，根據可接受的緩沖滑動對頻率變化和緩沖器深度進行了標準化。最初的網絡主要用于語音傳輸，在一定的頻率門限之下不會造成語音質量下降。ITU-T規范規定該變化為+/-50ppm。但是隨著網絡開始傳送壓縮語音、傳真格式的數據、視頻以及其他種類的媒體應用，對于差錯和重傳以及剛剛興起的同步網絡，滑動使效率嚴重下降。
在同步傳輸系統中，系統時鐘通常同步到用于接收更高時鐘等級信號的接口的恢復時鐘上。恢復時鐘和系統時鐘之間相位和頻率的瞬時和累積差異將被彈性緩沖器吸收，否則將導致彈性存儲器溢出/欠載（取決于緩沖器大小和變化的幅度），造成指針調整而延遲或提前幀傳輸、幀滑動或系統中某處出現位調整。
在同步系統中，所有網絡組件工作在同一平均頻率，可以通過指針機制消除幀惡化。這些指針機制將提前或延遲有效載荷在傳輸幀中的位置，從而調整接收和系統時鐘中存在的頻率和相位變化。SDH收發器中的緩沖器比PDH收發器中的要小，而且對于SDH系統中可能導致的指針移動等不規則性有限制。因此，與PDH系統相比，同步系統的要求更為嚴格。由于網絡發展的歷史和不同網絡之間的互操作連接，在某些階段或其他階段，這些同步網絡會通過準同步網絡來連接。因此PDH網絡的時鐘體系結構也要考慮在內。
MTIE提供了時鐘相對于已知理想參考時鐘的峰值時間變化。在同步傳輸和交換設備的彈性緩沖器的設計中將用到MTIE值。在彈性存儲中，緩沖器填充水平與輸入數字信號和本地系統時鐘之間的TIE成正比。確保時鐘符合有關MTIE的時鐘規范，將保證不會超過一定的緩沖器門限。因此，在緩沖器設計中，其大小取決于MTIE的規定極限。
圖6，典型傳輸系統的接收機接口
系統時鐘輸出相位擾動對收發器的影響
一個時鐘的輸出相位變化可以通過分析其MTIE信息獲得。漂移產生（在自由振蕩模式和同步模式中）主要指系統中所用時鐘振蕩器的長期穩定性，在自由振蕩模式中系統的穩定性僅受振蕩器的穩定性影響。除了漂移產生之外，輸出時鐘相位還受到大量系統不規則特性的影響。
特別是對一個系統同步器而言，將參考源從一個不良或惡化參考時鐘轉換到一個正常參考時鐘可能會導致輸出相位擾動。傳輸用高速PLL中使用的傳統VCO（壓控振蕩器）在改變參考時鐘時采用了切換電容器組的方法。這種切換轉換會對輸出時鐘造成暫時的相位偏移。采用超低抖動時鐘倍頻器電路可以解決這個問題。
高性能網絡時鐘在系統的所有參考時鐘都失去時采用一種稱為“保持”的機制。這是通過記憶存儲技術產生系統最后一個已知良好參考時鐘來實現的。進入和退出保持模式可能會對輸出造成相位擾動。當處于保持模式中時，由于準確頻率的再生不夠精確，因此會繼續產生輸出相位誤差。集成電路技術的進步已使保持精度達到了0.01ppb。輸入參考時鐘惡化和對系統的維護測試（不會導致參考時鐘切換）過少，也會造成輸出相位擾動。
系統輸出擾動是有限的，取決于系統在較低層次可以接受的輸入容限。例如，符合G.813選項1的時鐘，其相位擾動中所允許的相位斜率和最大相位誤差被限制為1μS，最大相位斜率為7.5ppm，兩個120ns相位誤差段，其余部分的相位斜率為0.05ppm。這些數字對應于G.825標準規定的輸入抖動容限，該標準描述了在SDH網絡內對抖動和漂移的控制。
當輸出相位被擾動時，將相位誤差的幅度和速率保持在標準組織所建議的極限之內，可確保在端到端系統中對信號惡化進行妥善處理，從而避免數據損壞或丟失。例如，當系統同步器進行參考時鐘切換時，如果輸出相位誤差位于規范要求之內，同步器就可實現“無間斷”參考時鐘切換，指示存在緩沖器溢出或欠載，造成指針移動、位調整或滑動。
篇2
關鍵詞：網絡技術布線系統
由于綜合布線系統和網絡技術息息相關，在設計綜合布線系統的同時必須考慮到使用的網絡技術，也就是布線設計要和網絡技術相結合，盡量做到兩者技術性能上的統一，避免硬件資源冗余和浪費，才能充分發揮綜合布線系統的優點。目前網絡上經常使用的主要技術有以下三種：
1：FDDI/CDDI（光纖/銅線分布式數據接口）
2：ATM（異步傳輸模式）
3：FASTETHERNET（快速以太網）
下面分析一下這三種技術：
1：FDDI/CDDI（光纖/銅線分布式數據接口）
這是一種成熟的、非載波偵聽的、100M帶寬共享的網絡技術。采用了令牌傳遞服務策略，網絡設備之間有主環和副環相聯，在網絡線路或網絡設備出現故障時，有很強的自重構能力。同時其站管理（SMT）功能十分強大，適合于作主干網絡。但其技術難度高、價格昂貴、擴展性較差，呈環行布線，與ATM不太兼容。
2：ATM（異步傳輸模式）
這是一種基于光纖傳輸系統、應用了統計復用技術、采用了短信元交換技術的先進異步模式。它直接支持數據、視頻、音頻等多媒體傳輸。速率相當快（達成155M，622M），由于采用了異步模式，共效率相當高，比較適合于作主干網格。但它仍然是一項有爭議的技術，許多標準尚待完善，不同廠家產品之間的互操作及通用性有待于進一步改善。
3：FASTETHERNET（快速以太網）
現在的高速以太網技術一般包括兩種：100MVG-ANYLAN和100M-T。這里主要談是后者--快速交換式以太網。100MAG-ANYLAN雖然提供了多媒體功能，但它的兼容性差、價格高、復雜度高，這里不作考慮。100BASE-T是10BASE-T的改良變種，它在原來的基礎上采用將網格分割為若干網段，分割沖突域，并采有了緩沖交換，使網格上傳輸速率和傳輸效率大大提高。
快速以太網具有實用（兼容了原以太網，軟件、硬件豐富），先進（速度快--100MBPS），升級方便（向ATM或更快的網格轉換方便），擴展性好（通過互連設備，交換機，路由器容易擴展），開放性好（軟硬件協議開放），價格便宜（相比于ATM、FDDI），支持的廠家多（得到Intel、Sun、3com、Bay、Accton等大公司的支持）等特點。對于多媒體網格應用，快速以太網也能很好的滿足要求。
雖然以太網的網格設備之間的有效距離較短（100米），適合于部門級的小局域網，但可采用心光纖電轉換器和光纖來延長傳輸距離。
快速以太網具有極好的擴充性，使用交換式集線器和普通集線器，用戶數的擴展對網格沒有影響（正在使用時可以擴展），方便將來子網接入。
基于以上分析，結合綜合布線系統和網格技術的要點，這里向讀者提供三種綜合布線方案。
一：采用全雙絞線結構布線方案（快速以太網技術）
這種方案是整個布線系統（垂直子系統、水平子系統、工作區子系統、設備間子系統、配線間子系統）全部采用五類雙絞線，網絡技術是采用快速以太網技術（見設計示圖一）。
優點是：布線造價便宜、網格設備便宜、管理方便，快速以太網技術相當成熟，它的交換是在第二層進行，無需人工干預。
缺點是：如果樓層較高，這就有可能導致某些住處點的接線長度超過100米，眾所周知，根據布線原則，雙絞線一般不允許超過100米，這樣會造成信號衰減以至畸變。
其次由于所有的接線都從中心機房通過垂直子系統向其他樓層輻射，對豎井要求較高。
再其次是全雙絞線結構難于升級為ATM技術或千兆位以太網技術，ATM技術和千兆位以太網技術需要使用單模/多模光纖來連接構成主干。
方案一支持的硬件設備見下表：
設備名稱規格
SwitchHUB24*10M
2*100M
12*10M
2*100M
HUB16*10M
二、采用以光纖構成垂直主干、雙絞線為邊緣的布線方案（ATM技術）
這種方案的垂直子系統采用光纖結構，其他子系統采用五類雙絞線布線，網絡技術是ATM技術（見設計視圖二）。
優點是：首先布線造價較便宜（與方案一相比，只略高一點）。
其次垂直子系統大大簡化，只需從中心機房向其他樓層輻射光纖，每個樓層分配一條光纖（最好加備份線），在每樓層中再采用五類雙絞線布線，布線的時間復雜度和空間復雜度大大下降，而且100米長度限制的問題不復存在，因為光纖不受短距離限制（單模15公里，多模1.5-2公里）。
再其次是一步到位，直接使用先進的ATM交換技術，會使網絡響應速度大大提高。
缺點：主要是網絡設備和主機設備相當昂貴。由于采用了ATM先進的交換技術，必須配置相應的ATM交換機、ATM仿真橋、ATM適配器，這些設備是極為昂貴的。而且ATM交換機需要專人管理，基于現在的技術，ATM的交換功能尚不能達到完全自動，而要根據人們的設置參數進行工作，管理上受一定的限制。
方案二支持的硬件設備見下表：
設備名稱規格
CB70008*100MSC
SS100012*10M
2*100M
HUB16*10M
綜合方案一和方案二的優缺點，這里提出第三方案。
三：采用以光纖構成垂直主干、雙絞線為邊緣的布線方案（快速以太網技術）
即采用方案一的網絡技術和方案二的布線方式。在垂直子系統采用光纖，其他子系統用五類雙絞線構成。網絡技術使用快速交換式以太網（見設計圖示三）。
優點：布線造價便宜；網絡設備造價合理；主機設備也無需特殊配置；易于升級。而且以太網交換技術無須人工干預。實行全自動交換，管理方便。而且當需要升級到ATM或千兆位以太網技術時，只需要更換網絡設備，無須更換布線設備，真正達到"一次布線，終身受用"的目標。但是系統需要升級時，還須更換部分網絡設備。
方案三支持的硬件設備見下表：
設備名稱規格
CB35002*6*100FX
2*6*10/100TX
SwitchHUB12*10M
2*100M
篇3
關鍵詞：FPGA；原理；硬件設計；應用技術
1 FPGA的簡介
當前使用硬件的描述語言完成電路設計，都可以通過簡單的匯總和合理的布局，然后快速燒錄到FPGA器件上進行基本的測試，這也是當代數字系統設計進行檢驗的主流技術。這些可編程器件可以用來實現基本邏輯門的電路，也可以實現一些更復雜的組合功能例如數學的方程式、解碼器等等。大多數的FPGA器件里，包含著一些記憶性元件，如觸發器，或者一些其它的更為完整、性能更為優越的記憶塊。
設計師可以根據自己的需要按照可編輯的鏈接將FPGA器件內部的邏輯模塊連接在一起，仿佛一整個電路的實驗板被裝在一個電子芯片內，這些出廠后的FPGA器件的連接方式以及邏輯塊的使用都可以根據設計者不同的設計而進行改變，從而能完成不同的邏輯功能。
當你在進行的電子設計使用到FPGA器件時，你不得不需要努力地解決好電源管理、器件配置、IP集成、完整信號輸出等硬件系統的設計問題。在進行硬件設計時，你需要注意以下幾個問題：
1.1合理分配I/O信號
無論是哪種情況，在進行I/O信號分配時，都必須牢記以下共同的步驟：
1）用表格列出所有需要分配的I/O信號，并按照他們的重要性依次進行排列，比如電壓、端接方法、I/O標準、相關時鐘等；
2）檢查校驗模塊之間的兼容性；
3）利用以上的表格和兼容準則，先把受限制最大的信號分配到引腳上，最后分配那些受限最小的信號。因為受限制大的信號往往只能分配到特定的引腳上；
4）將剩余的信號分配到較為合適的地方。
1.2注意靜態功耗的降低
雖然靜態電流所帶來的功耗和動態功耗相比可以忽略不計，但對一些供電設備卻十分重要。引發靜態電流因素眾多，比如沒有完全接通或關斷的I/O 端口、三態電的驅動器的下拉或上拉電阻，除此之外，保持編程信息也會需要一定靜態功率。
2 FPGA應用技術的設計原則
從上文中對FPGA內部的硬件結構分析可看出，FPGA器件的時序邏輯非常豐富，不同于其他的可編程器件。因而對于FPGA來說，應該有一整套能夠有效利用其內部豐富的時序邏輯功能的技術，而不同于其他一般的可編程器件的設計技術。由于其獨特的優越性，FPGA被越來越多的設計人員所使用，其設計技術被許多的設計者所掌握。在FPGA的實際應用中，使用最合理的設計方法，能很大程度的改善FPGA在應用中出現的漏洞和問題，進而全面提高設計性能。
2.1使用層次化的設計技術
使用層次化的設計的系統一般分成若干頂層模塊，而每一個頂層的模塊下又有若干個小模塊，并以此類推。層次化的設計模塊，可以是描述原理圖的結構圖，也可以是經過邏輯語言所描述、表現的實體。
使用層次化的設計對于系統的模塊劃分非常的重要，模塊劃分的不合理，將會導致整個系統的設計不合理，從而使系統的性能下降，這樣層次化的系統甚至要比沒有經過層次化設計的系統效果更差。
使用層次化設計的主要優點有以下兩個方面：增強設計可讀性，增加設計重復使用的可能性。
2.2使用同步系統設計技術
所有時序電路具有同一個性質――如果要使所設計的電路正常工作，必須嚴格的執行事先定義好的邏輯順序。如果不按照此順序執行，將會把錯誤數據寫進存儲單元，從而導致錯誤的操作。同步系統的設計方法，也就是使用全分布周期性的同步信號使系統中所有的存儲單元進行同時更新，這是執行這一時序有效進行的普遍的設計方法。電路的設計功能是通過產生時鐘信號并按照時序嚴格執行來實現的。
對于靜態的同步設計，必須滿足下面的兩個條件：
1.每一個邊緣敏感的部件其時鐘的輸入應該是一次輸入時鐘的某一個函數；并仍和一次時鐘輸入的時鐘信號。
2.所有的存儲單元都應該是具有邊緣敏感特性，在該系統中不存在電平敏感的存儲單元。
我們對于FPGA器件的同步設計的理解就是全部狀態的改變都是由主時鐘所觸發，同一個系統不同的功能模塊可以是部分異步的，但是模塊與模塊之間必須是同步的。正如CPU的設計一樣，所有的電路都和系統的主時鐘是同步的。相比于異步設計，同步設計具有很多的優點，但進行同步設計時仍然需要考慮很多方面的因素。例如，在選取時鐘時，需要考慮以下幾點：首先，由于大部分的器件都是由時鐘的上跳沿觸發，這要求時鐘信號的延差要很小；其次，時鐘信號的頻率通常很高；第三，時鐘信號一般是負載較重的信號，因此合理地進行負載分配是很重要的。除此之外，在進行FPGA器件的應用時，還要考慮模塊的復位電路、時序同步電路等實際問題。
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篇4
這樣的一個上行/下行非對等分配的方式正符合目前In2ternet服務使用者的行為模式。在這個基礎上,數字內容能夠以IP層為核心進行匯聚,媒體服務可以以非線性化方式呈現,與觀眾的直接互動變得可能。一個基本的DVB-IPDC標準體系結構如圖1所示。事實上,DVB-IPDC標準是一系列應用規范的集合,定義了所有的在IP層之上的功能組件,主要包括有:ESG(ElectronicServiceGuide,電子服務指南)、CDP(ContentDeliveryProtocol,內容投遞協議)、SPP(Ser2vicePurchaseandProtection,服務購買與保護),以及NotificationFramew本論文由整理提供ork(通知業務框架)[2,3]。
ESG標準定義了一整套數據模型,用以描述在DVB-H廣播網絡中,透過CDP所能夠傳送的各種應用服務以及傳輸的細節。終端上的ESG處理程序負責輔助用戶瀏覽收到ESG數據和選取在DVB-H廣播網絡上所傳送的服務。
CDP標準定義了在DVB-H廣播網絡和移動通信網絡上,以IP數據包傳送音視頻媒體流以及數據文件所需的通信協議集,包括FLUTE(FiledeLiv2eryoverUnidirectionalTransport,單向文件傳輸協議)、RTP(Real-timeTransportProtocol,實時傳輸協議)和HTTP(HyperTextTransferProtocol,超文本傳輸協議)。SPP標準則是實現收費服務的基礎,定義了保護前述的音視頻媒體流廣播服務及數據文件廣播服務所需的CA(ConditionalAccess,條件接取)與DRM(DigitalRightManagement,數字版權管理)技術。而正在制訂中的NotificationFramework標準則被用來作為交互應用服務的基礎框架,應用服務的數據內容都能以通知消息的形式傳輸,并通過通知應用服務(NotificationService)的方式提供給終端應用程序使用。在這個通知業務框架中,通知消息被用來作為向終端或者用戶提供即將到達的或不可預知的服務事件或者信息。一條通知消息可能觸發一系列隨之而本論文由整理提供來的交互應用操作[3]。
在DVB-IPDC的框架下,現有網絡中IP層之上的各種多媒體應用服務,都可以彈性地跨平臺應用。從服務的角度來看,以提供數字媒體內容為主的流媒體服務,無疑是目前的主流業務。通知應用服務則可以作為媒體服務的附屬增值業務或者獨立的應用服務業務,提供增強型的多媒體交互應用。
而ESG服務則提供了訪問由上述兩種基本服務組合的各種不同應用服務的用戶界面和訪問指南,是與用戶交互的接口。DVB-IPDC標準體系結構下文將主要探討一個基于該框架的,實現上述服務應用處理的移動多媒體終端原型系統的設計與具體實現方案。
2系統設計與實現
2.1本論文由整理提供總體架構服務端采用實驗室開發的DVB-IPDC多媒體綜合服務系統提供各種應用服務,本終端的設計目標是在DVB-本論文由整理提供IPDC的框架內,能夠接收服務端用各種協議會話傳輸過來的數據信息,實現流媒體服務應用、ESG服務應用、通知服務應用的處理及用戶配置與注冊等管理功能。整個系統以Java作為基礎平臺進行開發,根據功能需求,采用分層設計的方案,如圖2所示。1)傳輸層:向上層應用提供指定會話協議的通信功能。
其中RTP模塊主要負責接收音視頻流媒體以及具有時間同步、服務相關性要求的通知應用服務數據。FLUTE模塊用來接收絕大部分通過DVB-H網絡傳輸的通知應用服務數據。HTTP模塊則提供了一個雙向通道,使終端可以完成服務注冊或者向服務端請求個性的通知應用服務信息,提供了點對點的交互功能。2)功能層:在傳輸層提供通信服務的基礎上,該層負責相關應用服務的數據處理以及終端系統的管理。會話管理模塊負責其他功能模塊調用下層協議通信模塊創建服務接收會話。媒體處理模塊負責提供音視頻流媒體的解碼以及同步處理。ESG處理模塊主要負責ESG分片的維護、聚合以及解析,實現DVB-IPDC標準定義的ESG數據模型處理。
通知消息管理模塊負責終端接收到的通知消息的解析、過濾、生命周期管理以及服務應用投遞。訂閱管理模塊負責終端的服務申請與注冊功能。
配置管理模塊負責處理用戶對終端的系統參數設置管理。存儲管理模塊負責終端的用戶參數、ESG應用服務數據以及通知應用服務的相關信息本論文由整理提供數據的存儲。應用管理模塊則向各種應用服務提供了一個公共的應用框架,用戶通過獲取或者訂閱啟動使用的應用服務都集成于該框架之內,通過公用的接口調用其他模塊的功能,使得終端能夠動態加載各種應用服務,而具體的應用服務的功能邏輯實現與平臺無關。3)應用層:媒體播放器負責播放經解碼和同步處理后的音視頻媒體流。
ESG瀏覽器能夠顯示終端得到的ESG數據信息并支持與用戶交互。用戶配置使得用戶能夠設置終端的用戶應用參數。通知應用界面容器是用來裝載各種通知應用的用戶界面接口,提供終端用戶與通知應用服務的交互。終端架構2.2ESG數據的處理與顯示。
ESG用XMLSchema來定義其數據結構[4]。分片(Fragment)是ESG內容的最小組成單位。根據分片攜帶信息數據的屬性的不同,可以分為3大類共7種類型的分片:①服務信息相關分片:Service、Sched2uleEvent、Content,提供有關服務類型、時間安排、服務內容等應用服務的業務信息;②訂閱購買信息相關分片:ServiceBundle、Purchase、PurchaseChannel,提供有關購買組合、價格等相關信息;③獲得信息分片:Ac2quisition,提供應用服務的訪問途徑和參數,對于用戶不可見,但卻是終端訪問業務應用的入口。通過分片機制,終端可以獨立地接收和更新不同分片,而不管其發送順序,并且可以在接收部分的分片后就根據各分片之間的關系進行聚合(Aggregate),通過ESG瀏覽器展現內容給用戶,不需要等待全部分片到達。
目前以XMLDOM樹形式來組織本論文由整理提供管理ESG分片信息。符合ESG數據模型定義的分片到達終端后,通過遍歷該DOM樹,可以作為新節點加入或者更新相應位置的節點信息,同時檢查是否有失效的分片信息,進行刪減維護。ESG顯示處理采用MVC模式[5],后臺DOM樹數據對象發生的變化,可以實時地反映到ESG瀏覽器。
2)流媒體服務與特定通知應用服務的關聯與信息同步問題。基于DVB-IPDC框架的多媒體服務相對于傳統多媒體服務的最大優勢就在于支持用戶實時交互。流媒體服務不再是單純的數字媒體收視,而是可以與通知應用服務進行綁定,提供交互應用,并且通知消息與流媒體服務的媒體內容可以進行緊密的時間同步[6]。
前者通過在應用服務ESG數據的Service分片描述中指出了服務關聯。而對于通知消息與媒體內容的時間同步,可基于RTP/RTCP傳輸協議進行。RTP/RTCP協議中的同步采用時間戳方法,不同媒體之間依靠RTCP報文中包含的參考時鐘信息和相關的RTP時間戳信息來進行同步[7,8]。
終端系統在RTP協議會話上接收到音視頻媒體流和通知消息數據流后,依據同步的各方共享的遠端參考時鐘,建立一個虛擬的時間軸來決定媒體的下一幀表現時間和通知消息的應用時間。需要指出的是,通知消息并不像媒體數據那樣具有持續時間(Duration)的概念[9],目前采取的處理方法是,用每條消息的首包中的RTP時間戳來對齊參考時間軸,在完整地接收到一條通知消息后,用得到的應用時間值設置一個計時器綁定該通知消息,然后提交給通知消息管理本論文由整理提供模塊,由計時器來觸發后續的應用處理動作。
3)通知消息管理。在終端的通知應用中,雖然通知消息的處理是由承載的數據內容和通知應用程序決定,但終端系統處于動態變化的移動環境下,行為并不具有可預測性,尤其是在通知消息丟失后,可能會導致終端異常。為此DVB組織提出了一種管理通知消息在特定狀態下的潛在應用動作的生命周期參考模型[3]本論文由整理提供
。
根據消息本身的時間特性和數據內容的接收情況,通知消息可能處于3種穩定狀態和1種過渡狀態中的某一狀態中,狀態之間的變遷具有確定的處理動作。具體如圖3所示:通知消息的默認初始狀態為Absent,這同時也是通知消息從系統中刪除后的最終狀態。該狀態下無計時器與通知消息關聯,從該狀態向其他狀態變遷意味著加載該通知消息。Loaded狀態表示該通知消息已經下載完畢,但是沒有后續的被啟動媒體播放器,通知應用程序啟動自己的應用界面)。
然后該應用服務程序通過會話管理模塊調用底層協議通信模塊,根據應用服務的訪問信息創建對應的服務會話接收應用服務數據。如果是流媒體服務,則將媒體數據信息交由媒體處理模塊處理后在媒體播放器展現;如果是特定的通知應用,則經通知本論文由整理提供消息處理后分發給該通知應用程序使用。如果該通知應用存在交互動作,用戶能夠通過HTTP模塊同服務端進行交互操作(如圖6所示)。圖6ESG交互與應用服務啟動3結束語隨著DVB-IPDC的推廣,基于該框架的移動多媒體業務應用必將得到廣泛發展。筆者在DVB-IPDC技術框架的基礎上,提出了一個移動多媒體終端的設計與實現方案,并對實現過程中的關鍵問題和相關技術方法作了一定探討,目前已經初步完成了一個基于上述方案的原型系統。下一步的工作是在該原型系統的基礎上,進一步優化業務流程處理,進行平臺移植測試。
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篇5
論文摘要：風能是一種清潔，安全，可再生的綠色能源，利用風能對環境無污染，對生態無破壞，環保效益和生態效益良好，對于人類社會可持續發展具有重要意義。進入20世紀70年代，在世界范圍內爆發的能源危機告誡人們，要生存就要尋找開發新能源，此后各國政府紛紛制定能源政策支持新能源的開發利用。現今調整能源結構、減少溫室氣體排放、緩解環境污染、加強能源安全已成為國內外關注的熱點。國家對可再生能源的利用,特別是風能開發利用給予了高度重視。
近年來，世界風力發電事業蓬勃發展，截至2006年年底，全世界風力發電裝機容量已達7422萬千瓦，預計到2010年全世界風力發電裝機容量將達到149．5吉瓦。
我國風能資源豐富。據中國氣象科學研究院的初步測算,我國陸地10m高度處可開發儲量為2.53億kW,海上可開發儲量為7.5億kW,總計約10億kW,風能利用潛力巨大。2005年以來我國每年的風電新增裝機容量連年翻番，2005年裝機容量126萬KW，2006年裝機容量260萬KW，2007年裝機容量590萬KW，至2008年底風電裝機容量已超過1000萬KW。國家規劃,到2020年中國風電裝機規模將達3000萬kW。在國家政策和資源優勢的推動下,中國風能開發利用取得了長足進步。
風力發電在并網時由于沖擊電流的存在，會對電網電壓產生影響。由于風力發電是一種間歇性能源，風電場的功率輸出具有很強的隨機性，所以為了保證風電并網以后系統運行的可靠性，需要額外安排一定容量的旋轉備用以響應風電場的隨機波動。各種形式的風力發電機組運行時對無功功率的需求不同，依靠電容補償來解決無功功率平衡問題，發電機的無功功率與出力有關，由此也影響電網的電壓。
大型風力發電機組的投入運行，使大規模風力發電場的建設成為可能，風電事業正逐步向產業化邁進。在某些地方，風力發電已經在電網中占有了相當的比重，它的運行狀況直接關系到整個電網的安全性和可靠性。為了更加安全、充分的利用風力資源，迫切需要深入研究大規模風電場并網運行的相關技術問題，是保證并入大規模風電場后電力系統仍然可以正常穩定運行的重要前提。
國內外研究現狀
過去很長一段時期以來，由于結構簡單、運行可靠，風力發電系統主要采用恒速恒頻發電方式，但采用恒速恒頻方式的風力發電機組發電效率較低，而且機械承受的應力較大，相應的裝置成本較高。近年來，隨著大規模電力電子技術的日趨成熟，同時為實現不同風速下實現最大風能捕獲從而高效發電，國內外正在采用變速恒頻發電方式，變速恒頻發電方式可以大范圍內調節運行轉速,來適應因風速變化而引起的風力機功率的變化,可以最大限度的吸收風能,因而效率較高；控制系統采取的控制手段可以較好的調節系統的有功功率、無功功率,但控制系統較為復雜；低風速下風機轉速相應下降，從而大大降低了系統的機械應力和裝置成本，近年來變速恒頻風力發電機組成了大容量風力發電設備的主要選擇方向。
恒速恒頻風力發電機組的并網包括同步發電機的并網和異步發電機的并網。同步發電機在重載情況下并網，若不進行有效的控制，常會發生嚴重的無功振蕩和失步，對系統造成嚴重的影響。用于風力發電的同步發電機與電網并聯運行時，常采用自動準同步并網和自同步并網方式。前者由于風速的不確定性，通過該方法并網比較困難；后者的并網操作相對簡單，使并網在短時間內完成，但要克服合閘時有沖擊電流的缺點。異步風力發電機控制裝置簡單，而且并網后不會產生振蕩和失步，運行比較穩定。然而，異步發電機直接并網時會產生發電機額定電流5-7倍的沖擊電流，不僅對電網造成沖擊而且影響機組壽命；另外異步發電機本身不發無功功率，需要進行無功補償。[
變速恒頻風力發電系統有多種，例如同步發電機交/直/交系統的并網運行和雙饋發電機系統的并網運行。在變速恒頻風力發電的眾多種方案中,最具優勢的方案是采用雙饋感應發電機的并網型交流勵磁變速恒頻風力發電機組。
同步發電機交/直/交系統并網運行時，由于采用頻率變換裝置進行輸出控制,因此并網時沒有電流沖擊,對系統幾乎沒有影響。由于同步發電機組工作頻率與電網頻率是彼此獨立的,風輪及發電機的轉速可以變化,不必擔心發生同步發電機直接并網運行可能出現的失步問題。在風電系統中使用阻抗匹配和功率跟蹤反饋來調節輸出負荷,可使風力發電機組按最佳效率運行,向電網輸送更多的電能。
雙饋發電機系統并網運行時，風力機起動后帶動發電機至接近同步轉速時電網,并網時基本上無電流沖擊。風力發電機的轉速可隨風負載的變化及時做出相應的調整,產生最大的電能輸出。而且通過調節雙饋發電機勵磁電流的頻率、幅值和相位，可以保證發電機在變速運行的情況下發出恒定頻率的電力,并可以調節無功功率和有功功率。
交流勵磁變速恒頻風力發電系統中，發電機和電網之間是一種柔性連接，尤其對無刷雙饋電機而言，對發電機轉子側交流勵磁電流的調節與控制，就可在變速運行的任何轉速下滿足并網條件，實現變速恒頻無沖擊電流的高效并網。其勵磁繞組與電網間的雙向變頻器功率，僅為發電機系統的一小部分功率。可以預見，在未來幾年內，無刷雙饋電機在變速恒頻發電系統中將會獲得廣泛的應用，對全國的風力發電等機電產品的更新換代起推動作用，產生顯著的經濟和社會效益。
研究(設計)內容
對主要風力發電機組類型進行對比研究，不同機型的發電機原理、結構、運行特性和對電力系統的影響不盡相同，有必要進行研究。
對風力發電機組并網方式進行比較分析研究，主要是同步發電機的并網方式和異步發電機的并網方式進行比較分析，并對目前主流的變速恒頻風力發電機組中的雙饋感應發電機進行重點探討。
電壓水平是電力系統穩定運行的重要指標，研究了風力發電并網運行后電力系統的電壓特性。
從風電場接入地區的中樞點電壓水平、風電系統負荷的輕重、風電場的無功補償容量大小等各個方面分析探討影響風電機組最大注入功率的各種因素。
綜合分析幾種常用風力發電機的并網控制技術，分析比較它們各自應用于風力發電上的優缺點。并提出風力發電技術今后的發展趨勢。
研究(設計)方法及技術路線
首先建立幾種常用風力發電機的數學模型，建立風速、風力機模型，并利用已建立的數學模型對發電機原理進行探討，研究各風力發電機的運行特性，并就各種發電機并網時對電網的影響進行理論探討，特別是與電網有功、無功交換功率及對電網電壓的影響進行探討，找出合適的并網運行控制方案。
本課題研究的難點有：1）風力發電機數學模型的建立；由于風力發電機類型較多，不同電機的數學模型不一樣，不能建立統一的、適應各種機型的數學模型。2）該課題的探討主要停留在理論上，并進行適當的仿真計算，難以進行實驗驗證時間安排
第九周
詳細地了解設計題目、設計任務、設計要求、預期效果。本周內主要完成：①明確設計任務的具體內容。②完成開題報告。③編制初步設計方案
第十周
通過分析設計任務，提出各自的問題。
第十一周、第十二周
①將設計任務再次細化，提出更加具體的問題。②開始設計預期目標的整體方案，包括相關硬件、軟件方案，提出可行性。
第十三周、第十四周
①設計方案更加具體化，使之更加清晰，明確提出可達到的預期效果。②再次論證方案的可行性。③對設計方案各部分進行系統的分析計算，解決設計中出現的具體問題。
第十六周
總結前兩個階段的工作成果，編寫設計說明書。
第十七周
①妥善保存設計系統。②修改畢業論文，并完成打印。③準備答辯
預期成果
預期成果為幾種常見風力發電機組的并網運行控制方案，并以論文論文的形式表達出來。可能的創新點為：考慮充分利用電力存儲或者能量存儲技術，降低風能資源的隨機性對電網造成的不利影響，改善風能資源的利用條件，盡可能達到可控的目的。
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[關鍵詞]工學結合 創新 設計模式
為了培養適應企業需求的高技能應用性人才，必須加快高等職業教育的改革和發展，以就業為導向，大力推進工學結合、勤工儉學。從2008年起，湖南化工職業技術學院自動化系不斷進行教學改革，在工學結合人才培養模式方面不斷實踐和探索，尤其在電氣專業學生的畢業論文設計環節采取工學結合的方式進行了大膽創新與嘗試。以這幾年的實踐來看，不但取得了不錯的教學效果，而且為合作企業創造了良好的經濟效益。
一、畢業論文設計環節的創新模式
具體做法就是與株洲電氣控制設備廠合作，在一個月的時間內，由系里專業教師和企業技術員負責對電氣專業的學生進行GGD1-13進線柜、GGD1-06饋電柜、GGJ1-01C低壓無功功率補償柜的部分設計與制作安裝三個課題的技術指導，學生通過在“學中做、做中學”來制作出實實在在的低壓電氣柜產品，并經性能測試達到合格要求。學生再把設計、制作的過程用論文的形式表述出來，通過答辯才算完成畢業論文設計環節。
二、創新模式的特色
該模式一實施就很受學生和企業的歡迎，為什么會出現這種情況呢?通過這幾年的運作，發現該模式具有以下鮮明特色。
1.改革了傳統的教學管理模式，使之更加貼近現代高職教育理念。畢業論文設計從傳統的在教室內由教師指導學生做課題，變成了在企業生產現場由學生親自做具體電氣產品的設計和制作，主要是通過實踐磨練來培養學生的各種技能，不僅能增強實踐能力，而且有利于學生學習書本上、課堂上學不到的“隱性知識”，實現了從傳授理論知識為主向傳授技能為主的轉變;從追求學科的完整性向注重知識的實踐性的轉變;從介紹理論研究成果向介紹實踐技術和經驗為主的轉變。
2.有利于實施個性化教學模式，方便對學生進行因材施教。由于高職學生生源分布廣，水平參差不齊，如果仍然沿用傳統自然分班制的齊步走教學方式，就會遇到學生“一頭吃不飽，而另一頭吃不了”的教學難題，而個性化的分級教學正是化解這種兩難問題的有效方法，它吸收了激勵、競爭、動態管理等積極因素，充分調動學生的主動性，為他們提供了更大的個性發展空間，激發了其積極性和自覺性，改變了齊步走的教學方式，從而根除了“優等生吃不飽，差生吃不了”的現象，提高了教學效率和學習效果。創新的這一模式就方便實施個性化分級教學，因為這一模式有三個難易程度不同的電氣柜的設計和制作，底子差的學生可選擇一個容易的電氣柜進行設計和制作，能力強的學生可選擇難一點的一個或兩個電氣柜進行設計和制作，一個產品的設計和制作由3到5個學生組成一組來完成，每個成員都能根據能力和喜愛選擇能夠完成的任務，若有困難也能請教指導教師和能力強的學生來協助自己，直至完成畢業論文設計工作。
3.激化了學生的學習熱情，增強了學習興趣，改變了學習觀念，變讓我學為我要學。讓學生對具體的電氣產品根據所學理論知識和國家標準做設計，并親自動手制作，使學生產生了極強的新奇感和挑戰感，愿意不斷主動學習、琢磨、鉆研想方設法完成它。這一模式改變了傳統的教學過程，從以往的學科知識和動作技能導向的教學過程轉向為現代的職業活動和智力技能行動導向的教學過程，且采用行動導向的項目教學法，注重學生過程學習方法和學習績效評價，給他們更多自學、動手、應用、表達、創作和合作的機會，真正體現了以學生為主體的教學理念。
4.有利于增強學生的自心，勇敢面對就業。許多企業或公司招聘員工時，都要求必須具有實際工作經驗，這正是高職院校畢業學生所缺乏的，因而就業競爭力不強。而該模式彌補這種不足，增長了學生的實際工作經驗。學生通過一個月的努力，看到親手制作的嶄新、漂亮的電氣柜，并得到教師和同學的認可時不僅心情激動，而且對自己擁有這樣的實際能力和經歷感到自豪。面對企業招聘時，就能心有底氣從容應對，順利被用人單位錄用。
5.校企合作形成了良性循環，具有持續性。課堂設在企業里，企業建在學校中，以畢業論文設計為紐帶，學校將課堂延伸到合作企業，選擇企業產品的設計與制作為課題，專兼職教師和學生以雙員身份共同完成設計和制作企業產品的全過程，在“做中教、教中產、做中學”實現教學、學習、生產與人才培養同步，師資質量與實訓基地內涵建設跟畢業論文設計教學改革同步。這幾年由學生制作的電氣柜，很大一部分已經銷售出去，從買方企業反饋的信息來看，電氣柜性能優良運行正常，為合作企業創造了幾萬元的經濟利潤，在校企之間形成了互利互惠、合作愉快的良好氛圍，為校企的持續合作打下了堅實基礎。
總之，通過工學結合創新畢業論文設計環節的改革，真正形成了“專業+生產實訓車間+師生員工”的專業建設特色，成功構建了電氣專業以畢業論文設計為切入點的工學結合人才培養新模式，實現了校企合作雙贏。
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篇7
1.1 研究背景
目前，縱觀全國各地高校，學位論文管理系統得以廣泛實現應用，有一些學院依舊用手工錄入的方式進行管理；經過仔細對比，很多高校使用WEB方式進行論文管理時的相關操作，在功能上及相應的業務流程比較相似；都使用較簡單的方式，如都使用論文提交、審核，及搜索模塊，基本上來說都沒有題目選擇或者導師互動等模塊。在本課題在這些基礎上，加入前期論文題目及導師的互動選擇功能，從而使得論文的各個過程都能在網上進行，從而方便了審核人員，導師和學生。在線的論文指導（站內短信）功能可以導師和學生進行方便地進行溝通和交流，另外在線修改功能也能避免線下修改造成的紙張和時間的浪費。
1.2 研究內容
做為一個涉及多個權限用戶的系統，這就需要對用戶信息數據進行處理，再加載不同的用界面。根據該論文系統需求特點，要求平臺建立在網絡的基礎上，盡可能地使論文的整個過程方便，簡單，界面更加友好。整個過程首先由有相應論文指導權限的教師上傳可供學生選擇的標題，教師所在的單位審查通過后，便開始了基于該網絡平臺的互動論文選擇過程，學生以志愿的方式選擇相應的論文標題進行申請，然后相應教師對申請學生進行選擇，系統接著對結果進行處理。處理完成后，落選雙方進行第二次雙向選擇，最終完成選題的過程。然后教師與學生論文寫作過程，進行開題報告，正文寫作等過程，最后教師對論文進行評分。就是基于上面這一個論文過程，進行仔細分析，最后開發出這個系統。
1.3論文綜合管理系統的開發環境
1.3.1 LAMP（LINUX+APACH+MYSQL+PHP）
網站主體采用執行效率極高的PHP開發，使用AJAX技術輔助，數據庫方面采用與PHP之最佳組合MYSQL，web服務器和操作系統則采用apache和linux，這就是所謂的LAMP建站方案。
2 相關技術綜述
2.1 PHP編程技術介紹
PHP是一種公開源代碼！運行在服務器端的嵌入式腳本語言，允許程序員將語言嵌入HTML文件當中，并且PHP對不同的技術提供了編程環境與接口，利用它可以方便地開發各種功能完備！交互性強的動態頁面，為網站建設提供了簡單！實用的解決方案：
2.2 MySQL數據庫技術介紹
MySQL是一個精巧的SQL數據庫管理系統，雖然它不是開放源代碼的產品，但在某些情況下你可以自由使用。由于它的強大功能、靈活性、豐富的應用編程接口（API）以及精巧的系統結構，受到了廣大自由軟件愛好者甚至是商業軟件用戶的青睞。
2.3 開發環境
LAMP即操作系統： LINUX，web服務器： APACHE，數據庫：MYSQL，服務器端腳本PHP的第一個字母組合。LAMP通過多年的發展，迅速由草根階層走出來，在世界范圍的層面，一旦談及WEB服務器標準，人們就會自然談到LAMP。也正是因為LAMP都是開源的組件，不斷完善其兼容性，它們的應該場合越來越廣泛，普遍。并成為一個相當強大的WEB平臺。
2.4 B/S體系與三層配置模式
B/S結構從邏輯上講分為四個層次：客戶機、Web服務器、應用服務器、數據服務器。客戶機主要負責人機交互，Web服務器主要負責對客戶端應用程序的集中管理，應用服務器主要負責應用邏輯的集中管理，它也可以根據其處理的具體業務不同而分為多個；數據服務器則主要負責數據的存儲和組織、數據庫的分布式管理、數據庫的備份和同步等等。
2.5開發方法：原型法開發
3 系統設計與實現
3.1系統需求分析
本系統作為一套論文綜合管理系統，在使用過程中主要呈現出了以下幾個特點：
1）系統是根據具有本學院特色的論文管理模式進行編寫的，具有通用性，同時也更具有個性化的特點，以方便學院師生論文操作和提高論文效率為核心，采用以管理與先進的計算機網絡技術相結合。
2）規范的軟件結構搭配先進的軟件開發技術。該文管理系統基于B/S結構，并根據軟件設計的思想，運用了標準化，模塊化，網絡化等技術，使得整個系統可靠性，適應性，維護性及安全性得到了很好的保障。
3）方便友好的用戶界面。系統采用的瀏覽界面更加的友好，更加的清晰，布局也更加的合理，無論是那一種角色用戶得能方便地操作，提高了他們使用系統完成任務的效率，最大化地使用戶得到好的用戶體驗。
3.2系統設計目標
本系統設計的根本就是為了使得整個論文過程網絡化，提高過程的完成效率，減少人工成本，提高論文信息的查詢、紀錄等工作的速度，使得論文的整個流程更加地完善。以便更加方便、直接、快捷地為我院師生提供服務。
3.3設計方案
3.5系統描述
該文系統的核心任務是論文的過程管理，它包含了系統管理的多個方面，內容上比較復雜、廣泛，必須使得系統核心任務十分穩定，并且與系統其它模塊的協作也要十分穩定，流暢。論文系統功能主要包括：論文，人員，以往論文，新聞，系統內短信等功能模塊；及能根據系統賦予的角色權限對相應的信息進行相應的查詢、統計、修改等操作的功能。
其中核心的論文管理行為包括：
1）本系統的院系管理員負責管理系統各種信息。管理教師和學生用戶的論文操作權限；
2）非管理員用戶只能檢索、查看系統相關資料信息。
4 總結
論文綜合管理系統的開發不僅僅是一個網站制作的過程，更重要的是在系統分析和設計階段所做的工作。在這過程中，我充分利用了網站開發上的靈活和效率高的特點，應用PHP和MYSQL數據庫以LAMP架構開發本系統。
在系統的設計過程中，本對系統的設計的過程越來越清晰，也更加熟悉PHP的程序應用，對系統整體的架構設計，模塊劃，頁面的整體布局設計也有了更深的認識，為更好地學習，工作打下更加堅實的基礎。
參考文獻：
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2010年7月27-31日在土耳其的安卡拉舉行了第3屆非線性科學和復雜性的學術會議，本書是這次會議的論文集。前兩屆會議分別于2006年和2008年在中國的北京和葡萄牙的波爾圖舉行。
全書分為4部分，含25篇論文。第1部分 分數階控制，含1-7篇論文：1.受一般初始條件的圓柱結構分數階優化控制的公式化和數值方法；2.神經網絡輔助的分數階控制；3.分數階動態系統在反推控制技術中的應用；4.應用積分時間絕對誤差準則的分數階控制器的參數調整；5.分數階系統的分數階模型預測控制；6.從控制的觀點和理論來說明連續線性分數階動力系統；7.通過線性狀態反饋控制器的分數階統一混沌系統的穩定性。第2部分 分數階變分原理和分數階微分方程，含8-12篇論文：8.不可微函數的分數階變分法；9.分數階歐拉-拉格朗日微分方程；10.根據雙測度的分數階攝動系統的嚴格穩定性；11.分數階動態系統的初始時間微分差的嚴格穩定性；12.用于高功率微波系統問題的分數階動態軌跡優化方法。第3部分 在數學和物理學中的分數階微積分，含13-19篇論文：13.Hadamard類型的分數階微分系統；14.一個統一的分數階混沌系統的魯棒同步和參數識別；15.有界域上的分數階柯西問題：概述最近的結果；16.力學和引力理論中的分數階相似模式；17.分數階空間中的薛定諤方程；18.分數維空間中的波方程解；19.在重力中的分數階精確解和孤立子。第4部分 分數階序列的建模，含20-25篇論文：20.自催化反應次擴散系統中的前傳播；21.二維反常擴散問題的數值解；22.用分布速率常數分析核磁共振中的反常擴散；23.用分數階導數推導HodgkinHuxley模型；24.分數階微積分用于介電弛豫過程；25.有HavriliakNegami響應的絕緣介質的分數階波動方程。
本書匯集了非線性動力學、非線性振動與控制的最近進展。書中提供了分數階控制的最近發現，深入研究了分數階變分原理和微分方程，并運用分數階微積分來解決復雜的數學和物理問題。最后，本書還討論了分數階模型可以在復雜的系統科學與工程中發揮的作用。
本書適合應用數學、物理學、計算數學和力學等相關領域的研究人員、工程師、教師和研究生參考和閱讀。
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關鍵詞：電梯，動態特性，現狀
一、概述
電梯(elevator，lift)是服務于固定樓層的固定升降設備。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的傾斜角小于150的剛性導軌之間。它適用于裝置在兩層以上的建筑內，是輸送人員或貨物的垂直提升設備的交通工具。電梯是隨著高層建筑的興建而發展起來的一種運輸工具，其地位相當于“垂直運動的汽車”。據統計，美國每天乘電梯的人次多于乘載其它交通工具的人數。。當今世界，電梯的使用量已成為衡量現代化程度的標志之一。
二、電梯分類
電梯的分類方法有多種，常見的有按電梯用途分類、按拖動方式分類、按驅動系統分類、按曳引機有無減速箱分類、按電梯額定速度分類等。按用途分類，電梯可分為客梯、貨梯、觀光、自動扶梯、自動人行道、無機房電梯、醫用電梯、液壓電梯、汽車電梯、雜物梯等;若按運行速度又可分為低速電梯、快速電梯、高速電梯、超高速電梯;按拖動方式分有直流電梯、交流電梯、液壓電梯和直線電機驅動電梯。現以兩種典型的分類進行說明。
（一）有齒輪電梯與無齒輪電梯
電梯按曳引系統有無減速箱，可以分為有齒輪電梯和無齒輪電梯兩類。有齒輪電梯曳引輪的轉速與電動機的轉速不相等(電動機轉速>曳引輪轉速)，中間有蝸輪蝸桿減速箱或齒輪減速箱(行星齒輪、斜齒輪)。一般是用在電梯額定速度v≤2m/s的場合。無齒輪電梯曳引輪轉速與電動機轉速相等，中間無蝸輪蝸桿減速箱或齒輪減速箱。對于這類電梯，要求電動機具有低轉速、大轉矩特性等。。一般是用在電梯額定速度v≤2m/s。近年來，隨著永磁材料和永磁電機技術的進步以及電子技術和控制技術的發展，開發和生產永磁同步無齒曳引電梯越來越受到國內外電梯行業的普遍重視。永磁同步無齒輪曳引電梯同傳統的有齒輪曳引電梯相比，具有以下特點:(l)結構簡單緊湊;(2)節省能量、效率高;(3)噪聲低;(4)性能價格比高;(5)安全可靠性高。因此有理由相信，永磁同步電機驅動無齒輪電梯將成為電梯發展的主流。本文研究對象正是針對永磁同步電機驅動的無齒輪曳引電梯。
(二)中低速電梯與(超)高速電梯
電梯按速度分類可以分為低速電梯、快速電梯(中速電梯)、高速電梯、超高速電梯四類:(1)低速電梯:電梯的運行速度v<lm/s，貨梯的運行速度多在這個速度區間內。
(2)快速電梯:電梯運行速度lm/s≤v≤2m/s，多層(15層以內)客梯及住宅電梯運行度多在此速度區間內。
(3)高速電梯:電梯運行速度2m/s≤v≤4m/s，一般高層寫字樓中，又分單、雙層或高、低區的電梯運行速度大多在此區域內。
(4)超高速電梯:電梯運行速度v≥4m/s，如果電梯提升高度大于50m以上，對大廈內的電梯又進行了分區控制，如從首層直達巧層甚至20層以上者，只有這樣，才可以充分發揮超高速電梯的作用。
電梯的運行速度選擇與電梯在大樓內的提升高度密切相關，電梯速度與樓層高度參考數據如表1所示。本論文研究的電梯速度為1.75m/s、2m/s。
表1 電梯速度與樓層高度的選擇關系
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一、應時性
當前,隨著音樂教育改革的不斷推進,國家新制定的《音樂課程標準》和《藝術課程標準》非常強調音樂課的創新性、人文精神,關注音樂與相關文化的聯系,同時在評價標準、教材編寫方面變革了傳統的教與學的關系,鼓勵學生互動式、交流式、探究式學習。這些都對音樂師資提出了更高的要求:社會需要復合型、研究型的一線音樂教師。研究型教師需要能夠掌握嚴格的哲學思辨、嚴密的邏輯推演、規范的學術語言、嚴謹的研究方法、善于按照自己選擇構筑的問題域和確定的研究目的解決本學科當中的學術問題。然而,傳統的音樂院校師生中普遍存在“重技輕藝”,即只強調技能技巧的學習而輕視人文素養和研究能力培養的問題。正如金鐵霖老師在本書序言中所說:“由于多方面的原因,音樂院校的學生(除音樂學或有關理論專業外)向來有注重演唱演奏技能、技巧訓練的傳統,這是一個很好的傳統。但是由于他們的人文學科理論根基還不夠深厚和堅實,再加上缺乏自覺的文字功力的訓練,使其在論文寫作上常常難以駕馭,尤其是對學術層面上的研究。我認為,這是我們音樂院校學生中的一個弱點,它限制了我們在音樂研究與論文寫作中前進的步伐,使我們難以超越自己而進入一個新的、更高的學術境界。音樂不是技術而是一種文化,音樂院校的學生不應將技術與理論對立,要使理論與技術之間統一起來。”
所以,在這樣的音樂教育學科發展的背景潮流下,各個音樂院校的領導師生對培養科研創新能力這一問題日益重視。學校層面加強了對師生科研創新成果的認定評價與激勵,如采取科研成果與教師晉升、學生保研畢業等直接掛鉤的方法等。師生們普遍認識到了提高科研創新能力與論文寫作水平對于個人實現與發展的重要性與必要性。此時,他們迫切需要音樂論文寫作方面的全面指導。傅利民老師的《音樂論文寫作基礎》恰在此時及時出版推出,迎合了時代與社會的強烈需求。
二、全面系統性
誠然,近年來音樂學界的與學位論文所暴露出的問題已經引起了學界的關注,也有一些專家學者撰文指出,這些論文散見于國內的一些音樂理論期刊。如:武漢音樂學院的蔡際洲從音樂編輯學的角度發表系列論文指出近年來在編輯審稿過程中發現投稿論文所存在的選題、重復研究、材料運用、學術規范等方面的問題。《音樂中國》學社的周勤如也以多年編輯工作中發現的問題為例,以音樂學術通信的形式發表系列論文與國內音樂專業研究生探討。這些論文都從某一角度提出了關于論文寫作的一些很有價值的參考與建議。而傅利民老師所著《音樂論文寫作基礎》是在教學實踐中不斷總結思考的一部全面系統、具有教材性質的編著。正如作者傅利民在本書后記中所說:“自2001年至今,我在中國音樂學院音樂教育系教授音樂論文寫作課已三屆了,在長期的音樂教學與科研中使我清楚地認識到音樂論文寫作課程在音樂院校學生中開設的重要性。然而,目前關于音樂論文寫作的教材還很少。為此,我在教學中一邊教學,一邊撰寫音樂論文寫作教材,以便于學生的學習。從而,我擬定了該書寫作的基本框架。”
從《音樂論文寫作基礎》的章節設計,我們可以看出本書是目前一部比較完整的研究與探討音樂學術論文寫作的論著。本書共分八章,第一章音樂論文的概念、類別及格式,作者分三節對之進行詳細論述。其中第二節音樂論文的類別,作者依據不同學科、選題和研究目的,將音樂論文進行分類。“按學科分類,音樂論文可分為音樂學論文和音樂表演研究論文。按寫作方法和文體屬性分類,音樂論文可分為科學論文、評論性論文、論述性論文、調研報告、實驗報告、教研論文、學位論文等基本類型。按科學研究的兩個組成部分分類,音樂論文可分為創造性研究論文和整理性研究論文兩大類。”每一種類別作者均給予清晰詳盡的說明,并列出范文與點評。論文分類這一節,筆者認為是本書論述較為精彩的一個部分,它內容豐富;信息量大;體現了作者對于當前音樂論文寫作現狀的分析與思考;適應不同音樂專業方向的師生進行選擇閱讀。第二章音樂論文的必備條件,作者分三節詳述了論文寫作的科學性、學術性和創新性。第三章選題,作者分三節論述了選題的意義與原則、選題的途徑與方法、課題申請書與開題報告的填寫。第四章資料的搜集與整理,作者分三節向讀者介紹了搜集資料的意義;搜集資料的方法與資料的梳理、篩選和使用等。第五章撰寫提綱,作者分兩節論述了撰寫提綱的意義;提綱的基本內容與形式。第六章論點和論據,作者向讀者詳述了論點確立的過程及思維方法;中心論點和分論點;論點的表達方式;論點句的推敲;確立論點常見的問題。論據部分作者則論述了論據的類型與要求等。第七章論證,作者向讀者介紹了五種常用的論證方法:道理論證,舉例論證,歸納論證,比較論證,分析論證。第八章論文答辯及評分標準,作者分兩節闡述了答辯的意義;答辯的程序與評分標準等。
通過作者的章節安排,我們可以清楚地看到本書詳盡論述了論文寫作從選題、資料搜集與梳理、提綱的建構、論點與論據、論證到答辯的全過程,并涉及到科研申報書填寫及開題報告的寫作等,足見作者這部教材性質的論文寫作指導論著的全面系統性。
三、實用性和可操作性
正如作者傅利民老師在本書后記中所說:“在寫作中,我力避空泛的理論漫談和枯燥性,注重實用性和可操作性。”在筆者看來,作者在本書中從頭至尾貫穿著一個理念即以解決讀者實際需求為寫作出發點,所以實用性和可操作性成為了本書另一個突出特點和優點。
首先,在本書中作者將平時科研工作學習的經驗體會轉化為實用指導性的論述表達,力求使讀者在實際的科研工作中少走彎路歧路。如在選題的原則一節中,作者告訴讀者:“選題時要根據自己的主客觀條件,選擇自己專業范圍的、難易適中、大小適宜的課題。選題時,只有考慮好主客觀條件,才能避己之短,用己所長,發揮自己聰明才智。比如,欲想對民族音樂進行研究,如果你從事過民族器樂的演奏,就可以從民族器樂理論的角度去研究定題;如果你演唱過民歌,就可以從民間歌曲的角度去研究,去定題;如果你曾經學過說唱音樂,就可從說唱音樂的角度去研究,去定題。只有揚長避短才能寫出稱心如意的音樂論文來。”而對于選題難易程度的把握問題,傅老師用籃球框的高度來進行類比。他說:“如果籃球框的高度設計太低,人人都能輕而易舉地投中,這就失去了籃球運動的意義;但如果把籃球框的高度設計過高,無論怎樣的高手,怎樣努力,也不可能投中,這樣也不行。論題的難易適中程度,正如目前籃球框設定的高度,讓一般人不易個個投中,又讓人經過努力訓練,有可能成功。這個比喻貼切地論證了選題應難易適中的道理。”又例如在答辯技巧的運用一節,傅老師將答辯技巧總結為四點:1.簡潔回答;2.領會主旨;3.平靜謙恭;4.巧妙應對,提醒答辯同學注意。在領會主旨這一問題上,傅老師說:“面對主辯教師的提問,答辯人首先要全神貫注,并且要邊聽邊記,防止遺漏,同時要沉著冷靜地思考,仔細推敲專家提出問題的要害,了解所提問題的實質,分析質疑的指向,看是針對論點的,還是針對論據的;是針對論證過程的,或還是針對結論的,等等,千萬不可弄錯題意,否則將出現答非所問的尷尬場面。只有專注地聽取主辯教師所提的問題,弄清問題的主旨,才能針對問題進行有效地回答。”書中這樣的實用并具有可操作性的論述還有很多,每當看到這些文字,就仿佛一位經驗豐富的學者老師在身邊諄諄教誨,令學生受益。
第二,本書的可操作性還體現在傅老師精心選擇的論文范例與切中肯綮的點評上,這些內容使書中大量晦澀難懂的學術創作理論變得易于理解。例如在音樂論文的分類一節中,作者將音樂實驗報告定義為圍繞某一音樂事項進行實驗方法的介紹,討論各種條件對實驗的影響,描述、記錄實驗過程和結果的一種文體。實驗報告通常由實驗過程、實驗結果、及分析構成。為了讓讀者更加直觀清晰地了解這一文體的寫作方法,作者全文引述了一個音樂實驗報告實例:《一種符合中國學校音樂教育實際的視唱教學法“四同步視唱教學法”的實驗報告》。文后作者附上點評:“本報告以實驗為依托,具體報告了用手風琴左手伴奏、右手指點板書、指揮、范唱的四同步視唱教學法的實施方法與過程。文中提供了相應的數據與典型事例,并以簡明的圖表顯示。尤其報告中運用相關理論分析,把實驗結果與同類研究結果進行了比較,分析出優劣與得失,用實驗結果回答了實驗目的。材料客觀,分析科學。”此范例與點評使讀者對于音樂實驗報告的寫作不再陌生,音樂實驗報告離基層教師的教學生活也并不遙遠,只要在平時的教學工作中勤于思考、探索,視唱教學的改革也可以寫出優秀的音樂實驗報告。又如在論點句的推敲一節,作者提出分論點句應放在文章顯眼的地方,語言清晰,句式明了。為了說明這一問題,作者把張學昕的論文《當代小說創作的寓言詩性特征》作為范例。該文的幾個分論點是:一、解構時間:實現主體對現實的超越。二、象征營構:民間敘述與審美寓意化。三、戲訪問本:寓言走向新的敘事空間。傅利民老師認為:“該文作者不僅追求行文的科學性和學術性,也全面地照顧了論文的形式美。該文的三個分論點,采用了相似的句式表達,字數相同,從視覺和聽覺上首先給人以均衡對稱的美,且表意準確,體現了學術論文的本質要求。”從這一范例不難看出,傅老師對音樂學術論文寫作的要求是非常高的,論文不但應有創新的學術價值,也應具備行文的形式美,所以,作為一名音樂學術論文的創作者應不斷提升寫作能力給讀者提供完美的學術成果。
四、鮮明的個性
傅老師作為音樂學界一位成果頗豐的學者,在本書的論述中也常常滲透著作者鮮明的個性,很多章節中的內容即是作者科研學習經歷的直接體現。
在本書第三章中課題申請書與開題報告的填寫一節,作者為了舉出實例便于讀者理解,更是無私地將自己2003年獲得全國藝術科學“十五”規劃立項的《課題申請書》全表與《齋醮科儀 天師神韻――龍虎山天師道科儀音樂研究》的開題報告全文引出,供讀者學習參考。近年來,申報社科基金項目日益受到各音樂院校的重視,但如何申報,怎樣才能填好課題申請書,并沒有相關指導教材推出,而且出于對自己知識產權的保護,學界知識分子一般都不會向同行展示自己的課題申報書。當筆者看到傅老師全文出版的課題申報書的時候,由衷地感受到了一個學者的無私與豁達。而本書所附開題報告《齋醮科儀 天師神韻――龍虎山天師道科儀音樂研究》更是作者用實例手把手地教授讀者如何寫作課題國內外研究現狀述評,課題研究的理論與實際意義;課題主要思想、觀點與內容,重點與難點分析;課題研究方法、論文框架及寫作進行計劃;本人準備情況及前期研究成果、主要參考文獻及有關資料等開題義項。
縱觀全書,這是一部通俗易懂的科研工作實用指南。在當前的音樂教育背景下,它所擁有的優點與特點,使之成為一部能夠給讀者實實在在幫助的音樂論文寫作教材。如果本書有機會修訂再版,筆者認為本版《音樂論文寫作基礎》由于篇幅所限,有些論述之后沒有例證,讀者的理解常會受到影響,所以,再版此書時,筆者希望書中例證能夠更為豐富典型,理論論述之后均能有恰切的例證與點評。另外,如能再版此書,筆者希望在音樂表演類論文的寫作指導方面能夠增加篇幅,畢竟在各個音樂專業方向中,他們的理論水平較為薄弱,是真正需要幫助而又渴望幫助的一個專業方向。
參考文獻
