導(dǎo)語：如何才能寫好一篇能量管理策略，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：輕度混合動力汽車；再生制動能量；管理策略

前言

輕度混合動力汽車之所以能夠如此受歡迎，主要是因為其節(jié)能環(huán)保，同時動力也十分的充足，而且既能夠燃燒汽油產(chǎn)生動力同時又能夠依靠電能來產(chǎn)生動能，并且混合動力汽車最大的優(yōu)勢就在于其能夠?qū)崿F(xiàn)再生制動，在車輛減速或者是制動的過程中，能夠在充分保證車輛制動性能的前提之下把車輛的動能或者是位能來進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其變成電能，并且儲存在汽車的電池之中，從而實現(xiàn)能量的回收。

1 混合動力汽車概述

1.1 混合動力汽車的研究價值

隨著當(dāng)前環(huán)境壓力的不斷增大，我們所面臨的環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，所以在汽車行業(yè)之中，對于低排量的新型汽車加以開發(fā)也成為了一個非常重要的任務(wù)，雖然通過對于汽油機(jī)和柴油機(jī)的處理能夠在一定程度上使得汽車的排量以及油耗得以降低，但是仍然無法徹底解決環(huán)境污染問題，所以在此背景之下，對于新型的混合動力汽車加以開發(fā)就顯得非常有價值?；旌蟿恿ζ嚱Y(jié)合了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車優(yōu)良的動力性、續(xù)航里程和純電動汽車低排放和高效率等優(yōu)勢，所以對于混合動力汽車加以研制不僅僅能夠有效地滿足人們對于汽車的需求，同時也避免了對于環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

1.2 混合動力汽車再生制動系統(tǒng)的研究概況

混合動力汽車有幾個十分突出的優(yōu)勢，那就是怠速起停、電動助力、電動驅(qū)動和再生制動，正是由于有這些方面的功能，才能使得使得整車的油耗和排放量得以降低。而再生制動是混合動力汽車一個非常重要的功能，正是由于混合動力汽車具備了這一功能，才能夠?qū)崿F(xiàn)對于制動能量的有效回收，使得整車的能量利用率得到了有效的提高。再生制動，實質(zhì)上就是汽車減速或者是制動的過程之中，在保證車輛制動性能的基礎(chǔ)之上，通過一定的設(shè)備將車輛的動能或者是位能轉(zhuǎn)換成為其它形式的能量并且加以儲存，還能夠產(chǎn)生車輛所需要的制動力，既能夠滿足車輛減速和制動的要求，通過對于能量的儲存和利用來減少對于燃油的消耗，而且還能夠減少污染物的排放。而絕大部分的混合動力汽車往往都是通過過電機(jī)和發(fā)電機(jī)來對于能量進(jìn)行回收的，混合動力汽車再生制動是其實現(xiàn)低油耗以及低排放的一個非常重要的措施。

1.3 輕度混合動力汽車的基本組成及參數(shù)

對于輕度混合動力汽車而言，其所選用的是功率較小的驅(qū)動電機(jī)，在其運行的過程中，主要是依靠的內(nèi)燃機(jī)和電動機(jī)運行來提供動力的，而且輔助動力的范圍也較為有限，所以所需要的電池的能量也較低，所有的混合恿ζ車之中，輕度混合方式的價格是最為廉價的，同時也能夠適當(dāng)?shù)靥岣呷加徒?jīng)濟(jì)性。輕度混合動力汽車的系統(tǒng)配置以及相關(guān)參數(shù)如表1所示。

在輕度混合動力汽車進(jìn)行制動或者是減速的過程中，其制動的方式主要有兩種，既包括了傳統(tǒng)的摩擦制動，同時也有電機(jī)再生制動，所以能夠為其提供充足的制動力。所以輕度混合動力汽車的制動系統(tǒng)實質(zhì)上是一個復(fù)合系統(tǒng)，由摩擦制動系統(tǒng)和再生制動系統(tǒng)所構(gòu)成。在汽車制動或者是減速的過程中，液壓制動系統(tǒng)、電機(jī)、蓄電池以及整車動力傳動系統(tǒng)都要參與到這一個過程之中。

2 輕度混合動力汽車再生制動能量管理策略

2.1 混合動力汽車與傳統(tǒng)汽車制動對比

混合動力汽車的制動系統(tǒng)在傳統(tǒng)汽車制動系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上增加了一個電機(jī)再生制動系統(tǒng)，通過電機(jī)再生制動系統(tǒng)所產(chǎn)生的再生制動力能夠使得整車的制動能力得以提升。一般在城市之中，汽車的車速往往都較低，所以對于大部分的汽車而言，其制動強(qiáng)度z一般都是小于0.3的，所以絕大部分的混合動力汽車都是在保證制動力分配以及制動感覺的條件之下通過產(chǎn)生電機(jī)制動力來使得汽車前輪制動油缸的壓力得到有效的修正，從而有效地進(jìn)行減壓控制，使得整車更好地安全制動，同時對于能量進(jìn)行有效的回收。

2.2 再生制動能量管理策略

輕度混合動力汽車在滿足制動安全性的基礎(chǔ)之上，應(yīng)該對于整車前后輪的制動力進(jìn)行重新的分配，而且在城市驅(qū)動循環(huán)下，一般汽車是在比較小的制動強(qiáng)度下減速的，在城市驅(qū)動循環(huán)下，由于平均車速以及最高車速往往都較低，而且由于受到交通狀況的影響，往往常常需要制動減速，所以制動強(qiáng)度z

一般在城市驅(qū)動循環(huán)下，很多時候汽車都是處在較低檔位行駛的，所以說相應(yīng)的制動強(qiáng)度也就較低，所以對于輕度混合動力汽車而言，在制動力分配方面，主要就應(yīng)該多對于電機(jī)制動力加以利用，從而有效地實現(xiàn)對于制動能量的回收。具體分配情況可以按照以下來進(jìn)行：首先如果制動強(qiáng)度z

3 結(jié)束語

通過對于再生制動能量的有效管理，在汽車的制動過程中，既能夠有效地保證汽車制動的效果，同時又能夠更好地實現(xiàn)對于制動能量的回收。而且通過對于再生制動能量的有效管理和利用，還能夠有效地減少污染物的排放，節(jié)約更多的燃油，所以無論是從環(huán)保的角度還是經(jīng)濟(jì)性的角度來看，進(jìn)行輕度混合動力汽車再生制動能量的管理都有著非常重要的意義。

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關(guān)鍵詞：提升;電能計量;資產(chǎn)管理水平;策略

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）35-0153-02

電力企業(yè)為資產(chǎn)密集型企業(yè)，其計量資產(chǎn)管理工作包括電流互感器、電壓互感器、計量自動化終端以及電能表等裝置，特點表現(xiàn)為單個設(shè)備的價格相對較低，設(shè)備數(shù)量相對較多的特點。但是目前電力企業(yè)電能計量資產(chǎn)管理還存在一些問題，明顯著的影響了電能計量資產(chǎn)的管理水平，制約了電力企業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。因此，采取有效的措施提升電能計量資產(chǎn)管理水平勢在必行。

1 電能計量資產(chǎn)管理存在的問題分析

1.1 購置計量資產(chǎn)設(shè)備前缺乏合理的分析

電力企業(yè)的業(yè)務(wù)管理部門或者其他部門在購買計量資產(chǎn)時，沒有和相應(yīng)的單位進(jìn)行合理的溝通，并且也沒有經(jīng)過仔細(xì)、全面的調(diào)查就盲目購買，導(dǎo)致購置的計量資產(chǎn)設(shè)備技術(shù)含量非常低，并不能夠滿足生產(chǎn)的實際需求，很快被其他的電能計量資產(chǎn)設(shè)備所取代，形成閑置計量資產(chǎn)，不僅造成資源的浪費，還占用了大量的空間。

1.2 電能計量資產(chǎn)管理存在的問題

目前，電能計量資產(chǎn)管理存在以下幾個方面的問題：

①缺乏整體管理目標(biāo)，電能計量管理手段以應(yīng)對具體問題為主，需要進(jìn)行進(jìn)一步的系統(tǒng)化與規(guī)范化。

②管理策略方面并不重視資產(chǎn)管理的考核要求好反饋機(jī)制，并沒有形成全生命周期的計量資產(chǎn)閉環(huán)管理模式。

③電能作為市場營銷工作的重要組成部分，計量資產(chǎn)管理需要多項營銷工作的支持，但是目前并沒有形成明確的總體管理目標(biāo)。

④計量裝置、器具等計量資產(chǎn)管理對象不統(tǒng)一，并且業(yè)務(wù)語言還存在一定的差異，容易造成誤解。

1.3 計量資產(chǎn)管理人員水平相對較低

目前，電能計量資產(chǎn)管理人員的學(xué)歷水平偏低、專業(yè)技術(shù)水平有待加強(qiáng)、職業(yè)道德素養(yǎng)有待提高，計量資產(chǎn)管理人員的綜合素質(zhì)相對較低，很難保證其能夠正確的理解業(yè)務(wù)原理，并有效的完整電能計量資產(chǎn)管理工作，對電能計量資產(chǎn)管理工作水平的提高具有一定的影響。

1.4 報廢或者閑置計量資產(chǎn)的處置存在的問題

報廢或者閑置計量資產(chǎn)的處置問題主要包括兩個方面：

①由于沒有按照規(guī)定途徑形成的閑置計量資產(chǎn)，主要指的是通過各種逃避監(jiān)管的手段，購買電力企業(yè)計量次產(chǎn)之外，并且沒有實際生產(chǎn)效益的資產(chǎn)。

②由于計量資產(chǎn)設(shè)備的更新?lián)Q代形成的閑置計量資產(chǎn)，主要指的是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，原來的電能計量資產(chǎn)已經(jīng)不能滿足實際生產(chǎn)的需求，即設(shè)備的更新?lián)Q代形成的資產(chǎn)。閑置資產(chǎn)不僅占用了大量的資金，還占用很大面積，如果不能進(jìn)行妥善的處理，將會造成資產(chǎn)的流失。

2 提升電能計量資產(chǎn)管理水平的有效措施

2.1 創(chuàng)建完善的計量資產(chǎn)管理制度

電能計量資產(chǎn)的管理水平直接影響電能計量資產(chǎn)結(jié)算的公正性與準(zhǔn)確性。供電企業(yè)應(yīng)該充分的認(rèn)識到電能計量資產(chǎn)管理的重要性，并高度重視電能計量資產(chǎn)管理的地位和作用，創(chuàng)建統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、分級管理以及責(zé)任到人的管理原則，認(rèn)真貫徹和落實電能計量管理的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和制度，同時制定相應(yīng)配套的實施計劃以及管理措施，創(chuàng)建電能計量資產(chǎn)管理監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)，完善管理制度以及相關(guān)的工作流程，做到電能計量資產(chǎn)管理工作“有章可循、有章必循、違章必究”，以此保證電能計量資產(chǎn)管理工作的公正性與準(zhǔn)確性。

2.2 實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管理

實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管理是地哪里企業(yè)進(jìn)行計量資產(chǎn)管理的基礎(chǔ)，電力企業(yè)在進(jìn)行計量資產(chǎn)管理的工作中，應(yīng)該以新型的法律法規(guī)為依據(jù)，用計量資產(chǎn)管理和企業(yè)管理的法律來保證電能計量資產(chǎn)管理工作的合法性與有效性，這也是電能計量資產(chǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)化的前提。通過創(chuàng)建以領(lǐng)導(dǎo)來進(jìn)行直接管理的組織形式，增大領(lǐng)導(dǎo)對計量資產(chǎn)管理的重視程度，針對每一個計量資產(chǎn)管理的所有環(huán)節(jié)制定標(biāo)準(zhǔn)化的計量資產(chǎn)管理制度，并針對具體的計量資產(chǎn)管理制度創(chuàng)建相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，以此保證電能計量資產(chǎn)管理工作的準(zhǔn)確性。同時，電力企業(yè)應(yīng)該制定責(zé)任管理制度，將電能計量資產(chǎn)管理工作責(zé)任到人，強(qiáng)化各個部門之間的協(xié)調(diào)與配合，通過共同的努力實現(xiàn)電力計量資產(chǎn)管理的有效、合理、標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范化管理。

2.3 提升電能計量資產(chǎn)管理的技術(shù)水平

目前，許多電力企業(yè)存在計量資產(chǎn)管理裝備水平落后的問題，并且計量資產(chǎn)管理工作人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)相對較低，為了有效的解決這種問題，電力企業(yè)應(yīng)該定期或者不定期的對計量資產(chǎn)管理工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，通過多種途徑學(xué)習(xí)和了解國內(nèi)外的先進(jìn)計量資產(chǎn)管理技術(shù)，進(jìn)而提高電能計量資產(chǎn)管理人員的業(yè)務(wù)水平，再通過提升電能計量資產(chǎn)管理的技術(shù)水平，能夠強(qiáng)化對計量資產(chǎn)的管理水平。

2.4 提升電能計量資產(chǎn)日常管理水平

由于電力企業(yè)的計量資產(chǎn)管理的種類多、數(shù)量大，為了做好計量資產(chǎn)管理，應(yīng)該做好日常管理工作，創(chuàng)建設(shè)備檔案，做好集中發(fā)放管理計劃，能夠?qū)崿F(xiàn)快速、準(zhǔn)確的收貨和發(fā)貨，做好領(lǐng)表管理工作，并根據(jù)當(dāng)月的庫房存儲數(shù)量，制定下一個月的領(lǐng)表工作計劃，以此保證電能計量資產(chǎn)的賬務(wù)和領(lǐng)用相吻合。同時，電力企業(yè)還應(yīng)該創(chuàng)建計量資產(chǎn)報廢制度，明確規(guī)定設(shè)備報廢的標(biāo)準(zhǔn)，只有達(dá)到了相應(yīng)的報廢標(biāo)準(zhǔn)之后才允許報廢，同時還應(yīng)該做好報廢設(shè)備的處理工作，盡可能做到物盡其用。

2.5 實施全生命周期管理措施

電能計量資產(chǎn)管理工作涉及的范圍非常廣，其中包括了電流和電壓互感器、自動化終端、集中控制器、智能電表等，為了提供電能計量資產(chǎn)管理的水平，應(yīng)該實施全生命周期管理措施，可以利用GPRS技術(shù)創(chuàng)建計量資產(chǎn)管理工作的全周期管理系統(tǒng)，通過GPRS技術(shù)獲得計量資產(chǎn)管理所需的所有數(shù)據(jù)，并以實時、可視的定位信息管理計量資產(chǎn)，提升電能計量資產(chǎn)管理工作的運行維護(hù)、供貨管理、預(yù)算編制、資金管理以及資產(chǎn)需求等工作的準(zhǔn)確性，顯著的提升電能計量資產(chǎn)管理水平。

2.6 改進(jìn)計量資產(chǎn)管理績效標(biāo)準(zhǔn)

電能計量資產(chǎn)管理績效標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)主要從兩個方面入手：一方面，對計量資產(chǎn)報表的優(yōu)化與應(yīng)用，通過梳理與審視計量資產(chǎn)報表，保證其能夠覆蓋計量資產(chǎn)管理的各項內(nèi)容，為計量資產(chǎn)管理工作提供可靠的參考;另一方面，制定合理、完善的計量資產(chǎn)管理的績效指標(biāo)體系，對計量資產(chǎn)管理工作的水平以及效果進(jìn)行全面、科學(xué)的評價，并及時、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)管理工作的薄弱環(huán)節(jié)以及不足，然后采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，提升電能計量資產(chǎn)的管理水平。

3 結(jié) 語

總而言之，電能計量資產(chǎn)管理工作是計量管理工作的核心內(nèi)容，只有正確的認(rèn)識到當(dāng)前電能計量資產(chǎn)管理工作中存在的問題，針對導(dǎo)致這些問題的原因進(jìn)行分析，并采取有效的措施進(jìn)行處理，顯著提升電能計量資產(chǎn)管理的水平和效率，進(jìn)而促進(jìn)電力企業(yè)能夠健康、穩(wěn)定、可持續(xù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞:城市公交；串聯(lián)式；策略

中圖分類號： TN144 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

1、混合動力城市客車驅(qū)動形式的選擇

在決定混合動力城市客車選用串聯(lián)還是并聯(lián)驅(qū)動方式時，必須充分結(jié)合混合動力城市客車的運行工況的特點和需要達(dá)到的側(cè)重目標(biāo)一一降低排放還是提高燃油經(jīng)濟(jì)性。重點從以下幾個方面考慮。

(l)并聯(lián)驅(qū)動的燃油經(jīng)濟(jì)性比串聯(lián)好，而串聯(lián)方案的排放更佳。目前各國開發(fā)混合動力城市客車的直接目的是改善公交客車的排放。根據(jù)資料統(tǒng)計，歐美前一階段所生產(chǎn)和研制的混合動力城市客車多采用串聯(lián)布置方案。

(2)串聯(lián)驅(qū)動方案只有電機(jī)直接驅(qū)動這一驅(qū)動形式。電動機(jī)在低速時候很好的扭矩特性使串聯(lián)布置混合動力客車具有很好的加速性能，這對城市客車尤為重要。

(3)對于混合動力公交客車而言，在行駛過程會頻繁的出現(xiàn)減速和停車等運行工況，相對而言，采用串聯(lián)布置更利于制動能量的回收。

(4)串聯(lián)方案特點決定了其對電池的依賴程度更高，但公交客車都是很規(guī)律的運行工況使其具有對電池組進(jìn)行定期維護(hù)的條件。

(5)串聯(lián)方案與并聯(lián)方案相比較的劣勢之一，是電池、電動機(jī)、發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)的功率較大，從而使整車的質(zhì)量和成本上升幅度較大，但這種上升幅度對大客車的影響相對較小。

(6)串聯(lián)方案具有“零排放”特性，這使它具有更適合于在排放要求極為嚴(yán)格的中心市區(qū)內(nèi)運行。

(7)各自的技術(shù)特點決定了串聯(lián)式混合動力汽車特別適合于在市內(nèi)低速運行、頻繁的加速、減速、停車的復(fù)雜工況;而并聯(lián)混合動力汽車更適于路況簡單的城市間公路及高速行駛的車輛。

2、串聯(lián)式混合動力公交車控制策略研究

控制策略是混合動力汽車的核心，是混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)揮最佳性能的關(guān)鍵，它根據(jù)汽車行駛過程中對動力系統(tǒng)的能量需求，動態(tài)分配發(fā)動機(jī)與電機(jī)系統(tǒng)的輸出功率，使發(fā)動機(jī)盡量工作在最優(yōu)工作區(qū)，當(dāng)車輛的需求功率較小時，發(fā)動機(jī)必須將多余的能量輸入蓄電池儲存起來;在車輛的需求功率較大時，再將蓄電池的電能釋放出來。在目前的技術(shù)條件下，蓄電池的充放電效率都不高，特別是這樣頻繁的充放電過程必將造成了很多不必要的能量的損失。所以合理的控制策略和控制邏輯就顯得特別重要，其不但可以優(yōu)化能量流動，而且能夠在很大程度上改善SHEV的動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、排放性以及續(xù)駛里程。

串聯(lián)式HEV控制策略按性質(zhì)可分為被動性和主動型兩大類，被動型能量管理策略是在保證蓄電池和發(fā)動機(jī)各自工作于其最佳工作區(qū)域的條件下被動地滿足車輛功率需求的一種控制模式，這種控制模式以提高能量流動效率為主要目的。而主動型能量管理策略在注重提高汽車系統(tǒng)內(nèi)部能量流動效率的同時，可根據(jù)行車環(huán)境主動減小車輛功率需求。

2.1被動能且管理策略

(l)恒溫器型(開關(guān)型)控制策略恒溫器型(Thermostat)控制策略特征為:發(fā)動機(jī)開機(jī)后即恒定地工作于效率最高點，為使蓄電池組工作于充放電性能良好的工作區(qū)，預(yù)先設(shè)定了其充電狀態(tài)SOC的最大值SOCmax、與最小值SOCmin。當(dāng)蓄電池SOC≤SOCmin時，發(fā)動機(jī)啟動并進(jìn)入設(shè)定的工作點(最低油耗或最低排放)工作，輸出功率的一部分滿足車輛驅(qū)動功率需求，另一部分功率向蓄電池充電。而當(dāng)蓄電池SOC≥SOCmax:時，發(fā)動機(jī)關(guān)閉，由蓄電池單獨向電機(jī)供電驅(qū)動車輛。

恒溫器型控制策略的優(yōu)點是發(fā)動機(jī)的燃燒充分，排放低。缺點是動力蓄電池必須滿足驅(qū)動電機(jī)瞬時功率的需要，其放電電流波動較大，經(jīng)常出現(xiàn)大電流放電的情況，且蓄電池充放電頻繁，對蓄電池使用壽命均有不利影響。其次，雖然APU可以在最優(yōu)效率點工作，但由于多了能量轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)，加上發(fā)動機(jī)開關(guān)時的動態(tài)損耗，因而有可能抵消由發(fā)動機(jī)運行時工作效率最高所帶來的好處，使得系統(tǒng)總體的損失功率變大，能量轉(zhuǎn)換效率趨低。這種能量管理策略對發(fā)動機(jī)有利而對動力電池?zé)o利。

(2)功率跟隨型控制策略功率跟隨型(Power-Follower)控制策略由APU全程跟蹤車輛功率需求，發(fā)動機(jī)總保持運轉(zhuǎn)，這與傳統(tǒng)汽車的行駛相似。

功率跟隨型能量管理策略的優(yōu)點是蓄電池容量被減小到最小程度，因而蓄電池重量相對恒溫器型策略來說減輕了許多，從而在很大程度上減小了汽車行駛阻力，此外由于蓄電池充放電次數(shù)減少而使得系統(tǒng)內(nèi)部功率損失相應(yīng)減少。缺點是APU必須滿足續(xù)駛里程內(nèi)的所有功率要求且要做出快速響應(yīng)，發(fā)動機(jī)必須在從低到高的整個負(fù)荷區(qū)范圍內(nèi)運行，這些都損害了發(fā)動機(jī)的效率和排放性能(尤其在低負(fù)荷區(qū))。因此，該控制策略對蓄電池有利而對發(fā)動機(jī)不利。

(3)恒溫器十功率跟隨型控制策略恒溫器十功率跟隨型控制策略基本思路為:當(dāng)發(fā)動機(jī)在SOC較低或負(fù)載功率較大時均會啟動，當(dāng)負(fù)載功率較小且SOC高于預(yù)設(shè)的上限值時，發(fā)動機(jī)被關(guān)閉，在發(fā)動機(jī)關(guān)停之間設(shè)定了一定范圍的狀態(tài)保持區(qū)域，這樣可以避免頻繁關(guān)停。發(fā)動機(jī)一旦啟動便在相對經(jīng)濟(jì)的區(qū)域內(nèi)對電動機(jī)的負(fù)載功率進(jìn)行跟蹤，當(dāng)負(fù)載功率大于或小于發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)區(qū)域所能輸出的功率時，電池組可以通過充放電對該功率差額進(jìn)行緩沖和補(bǔ)償。例如，當(dāng)汽車加速或爬坡時，為了滿足車輪驅(qū)動功率要求，降低對蓄電池峰值功率要求，延長其工作壽命，可采用功率跟隨模式，當(dāng)汽車車率要求較低時，為了避免發(fā)動機(jī)低效率工況的發(fā)生，可以采用恒溫器模式，以提高整車系統(tǒng)的效率。恒溫器+功率跟隨型控制策略可以減少電能的循環(huán)損耗，避免蓄電池大電流放電和發(fā)動機(jī)的頻繁啟動，降低了油耗，提高了排放性能。

2.2主動型能且管理策略

(l)路線適應(yīng)型控制策略

路線適應(yīng)型控制策略基于城市公交車加減速頻繁、路線固定，站點、站距、停車時間均己知的特點，在恒溫器型或功率跟隨器型控制策略的基礎(chǔ)上增加兩個子控制策略:一個叫Adviser子控制策略，另一個叫Adapter子控制策略。Advise:根據(jù)行車路線數(shù)據(jù)(整個路線速度曲線、站點位置、實際車速等)幫助駕駛員發(fā)出當(dāng)前工況下的最佳加速踏板請求;Adapter僅根據(jù)車輛停靠站點信息控制車輛進(jìn)站前的速度，以使再生制動能量回收增加。路線適應(yīng)性控制策略挖掘了混合動力車在城市公交中使用的潛力，但沒考慮交通干擾、意外停車等因素。路線適應(yīng)型控制策略特別適合城市公交車。

(2)動態(tài)規(guī)劃優(yōu)化控制策略

動態(tài)規(guī)劃優(yōu)化控制策略以汽車在給定的駕駛循環(huán)工況下最小油耗為優(yōu)化目標(biāo)，根據(jù)串聯(lián)式HEV的能量流動特點建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，按照時間順序把整個循環(huán)工況下的功率與效率以一定的時間間隔分成若干個時間片段，然后從最后一段狀態(tài)開始逆向遞推到初始段狀態(tài)為止，最后求出整個循環(huán)工況下發(fā)動機(jī)最優(yōu)輸出功率序列。該方法只能用于特定的駕駛循環(huán)，必須預(yù)先精確知道車輛的需求功率，因而不能用于在線控制，常用于離線優(yōu)化，以幫助總結(jié)和提煉出能用于在線控制的能量管理策略。

(3)負(fù)荷預(yù)測型控制策略

負(fù)荷預(yù)測型控制策略基于APU輸出功率要比車輛驅(qū)動功率隨時間變化平穩(wěn)得多這一事實，在恒溫器型或功率跟隨型策略的基礎(chǔ)上添加一個車輛負(fù)荷預(yù)測器。預(yù)測器根據(jù)車輛運行工況預(yù)測車輛需要的驅(qū)動功率，通過車輛已耗功率的記錄測算出驅(qū)動功率的一些平均值和它的波動范圍，再利用路面坡度、交通情況等信息，來預(yù)測出車輛下一個時刻的負(fù)荷。利用該預(yù)測值、蓄電池的SOC狀態(tài)決定采用哪一種工作模式。

負(fù)荷預(yù)測性控制策略的最大特征是:提供了一種根據(jù)在線所預(yù)測的驅(qū)動功率參與系統(tǒng)能量管理。達(dá)到油耗最低、排放最低的目的，可操作性強(qiáng)。缺點是所預(yù)測的驅(qū)動功率由于是由已耗功率推測得出

的，與車輛功率的即時需求值有差異。

2.3串聯(lián)式HEV能最管理策略的發(fā)展趨勢

由于恒溫器+功率跟隨型控制方式更有利避免電池大電流放電和發(fā)動機(jī)的頻繁啟動，降低油耗提高排放性能，因此較為常用，其技術(shù)也逐漸趨于成熟。

被動性能量管理策略在深化控制規(guī)則的基礎(chǔ)上將向著與多種優(yōu)化算法和理論相結(jié)合的精細(xì)控制方向發(fā)展，以進(jìn)一步減小車內(nèi)系統(tǒng)能量內(nèi)耗、提高能量流動效率為主要目的。

而主動型能量管理向著以人、車、路組成的大系統(tǒng)內(nèi)的能量綜合控制的方向發(fā)展，以減少整個大系統(tǒng)的能量損耗為目的。其研究的最大困難在于需預(yù)先確定車輛的行駛路線、路面狀況與交通信號等情況，目前尚處于仿真與試驗階段。

篇4

【關(guān)鍵詞】混合動力汽車控制策略

前言

為了解決汽車所帶來的C02排放問題以及油價攀升問題，全球汽車公司紛紛轉(zhuǎn)向混合動力和電動系列汽車的研究和開發(fā)。與傳統(tǒng)能源動力汽車相比，混合動力汽車在環(huán)保和節(jié)能等方面表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢；與電動汽車相比，混合動力汽車的生產(chǎn)成本較低。因此，混合動力汽車異軍突起，成為新一代汽車的研究開發(fā)的熱點。

1.混合動力汽車結(jié)構(gòu)及其特點

近些年來，由于蓄電池技術(shù)的發(fā)展，由發(fā)電機(jī)和電動機(jī)組成的混合動力系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展出串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式這三種組成方式。它們因為有著不同的組合形式而各自有各自的優(yōu)缺點，串聯(lián)和并聯(lián)是以前就有的傳統(tǒng)的HEV動力系統(tǒng)組成方式，而混聯(lián)式是后來發(fā)展起來的，它的特點是有更多的工作模式可供選擇，既具有串聯(lián)式混合動力電動汽車的特征。又具有并聯(lián)式混合動力電動汽車的特征。

1.1串聯(lián)式混合動力汽車(SHEV)

串聯(lián)式混合動力電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)是由發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動電動機(jī)依次串聯(lián)組成的。SHEV通過發(fā)動機(jī)起動，然后發(fā)電機(jī)組將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，用來驅(qū)動電動機(jī)或者給電池組充電，這樣可以延長串聯(lián)式混合動力動汽車的行駛里程。串聯(lián)式混合動力汽車發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在一定的范圍之內(nèi)，運行工況對它沒有任何影響，所以SHEV能夠保證它的運轉(zhuǎn)狀態(tài)在任何時候都是高效率的，同時能量消耗和排放也非常低。串聯(lián)式混合動力汽車主要有一種電動機(jī)驅(qū)動模式，所以它的控制系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)都非常簡單，三大動力總能夠很自由地在底盤上布置，它的動力特性跟純電動汽車的更接近。SHEV三大動力總功率要求與它的最大驅(qū)動功率相近。

串聯(lián)式結(jié)構(gòu)適用于頻繁起步和低速行駛工況，可以將發(fā)動機(jī)調(diào)整在最佳工況點附近穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。通過調(diào)整電池和電動機(jī)的輸出來調(diào)整車速的目的。使發(fā)動機(jī)避免怠速和低速運轉(zhuǎn)的工況，從而提高發(fā)動機(jī)的效率，減少廢氣排放。缺點是能量幾經(jīng)轉(zhuǎn)換，機(jī)械效率較低。故主要應(yīng)用于大型客車。

1.2并聯(lián)式混合動力汽車(PHEV)

并聯(lián)式混合動力汽車是由發(fā)動機(jī)、電動發(fā)電機(jī)或驅(qū)動電動機(jī)兩大動力總成組成。PHEV的驅(qū)動系統(tǒng)由它們并聯(lián)組成。此時電動汽車可由發(fā)動機(jī)或電動機(jī)單獨驅(qū)動，也可以由它們共同驅(qū)動。所以，可以降低對電機(jī)、發(fā)動機(jī)功率的要求，而且電池的容量也可以適當(dāng)?shù)臏p小一點，從而降低制造汽車的成本。在PHEV中，沒有像串聯(lián)式混合動力汽車那樣在能量轉(zhuǎn)化中的損失，而是采用高效率的機(jī)械傳動系統(tǒng)，由發(fā)動機(jī)直接帶動PHEV的驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動PHEV行駛，發(fā)動機(jī)始終穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)在低油耗、高效率和低排放的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。并聯(lián)式混合動力汽車的驅(qū)動裝置是發(fā)動機(jī)和電動機(jī)，由于PHEV的結(jié)構(gòu)特點，它有三種驅(qū)動模式，分別是由發(fā)動機(jī)單獨驅(qū)動、由電動機(jī)單獨驅(qū)動和發(fā)動機(jī)與電動機(jī)聯(lián)合驅(qū)動。但是一般情況下，PHEV主要由發(fā)動機(jī)單獨驅(qū)動，在這種驅(qū)動模式下它的動力特性跟內(nèi)燃機(jī)汽車更接近。由于兩大動力總成是并聯(lián)的，功率可以疊加起來，發(fā)動機(jī)和電動機(jī)也不需要像串聯(lián)式那樣采用大功率的。只要是并聯(lián)式混合動力電動汽車最大驅(qū)動功率的1／2到1之間。

并聯(lián)式結(jié)構(gòu)最適合在城市間公路和高速公路上穩(wěn)定行駛的工況。由于并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)受汽車行駛工況點影響，因此不適合汽車行駛工況較多，較大；相比于串聯(lián)結(jié)構(gòu)式，需要變速裝置和動力復(fù)合裝置，傳動結(jié)構(gòu)復(fù)雜。由于它的尺寸比較小，主要在中小型汽車上應(yīng)用。

1.3混聯(lián)式混合動力汽車(PSHEV)

PSHEV既具有串聯(lián)式混合動力汽車的結(jié)構(gòu)形式與功能特性，又具有并聯(lián)式混合動力汽車的結(jié)構(gòu)形式與功能特性?；炻?lián)式混合電動車的動力總成系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)、電動／發(fā)電機(jī)以及驅(qū)動電動機(jī)。PSHEV的動力驅(qū)動系統(tǒng)在車輛的行駛速度比較低時運行狀態(tài)與SHEV相似；PSHEV的動力驅(qū)動系統(tǒng)在車輛的行駛速度比較高時運行狀態(tài)則與PHEV相似。當(dāng)混聯(lián)式混合動力汽車起動時。發(fā)動機(jī)發(fā)動產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，其中有一些由傳動裝置傳送給汽車車輪，而剩下的就用來給發(fā)電機(jī)發(fā)電。這些電能用來驅(qū)動電動機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩用來驅(qū)動車輪或者給蓄電池充電。

混聯(lián)式混合動力汽車的驅(qū)動系統(tǒng)具有SHEV和PHEV的驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)點，所以它能夠在不同的路況下選擇不同的工作模式，實現(xiàn)低油耗和低排放的控制目的?；炻?lián)式混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)特點。三大動力總成各自的功率均能夠取混聯(lián)式混合電動車最大驅(qū)動功率的1／3到1之間，而且能夠接近甚至超過傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的動力性能水平，但是對發(fā)動機(jī)電動機(jī)的技術(shù)要求較高，對蓄電池技術(shù)要求較高。

2.混合動力汽車控制策略研究

為了達(dá)到使HEV獲得諸如車輛尾氣排放量小、燃油經(jīng)濟(jì)性好、車輛動力驅(qū)動性好以及系統(tǒng)造價低等性能，本文研究了幾種控制策略。依據(jù)這些控制策略的性質(zhì)將其分成兩大類，被動型能量控制策略和主動型能量控制策略。在確保發(fā)動機(jī)和電池始終在它們的最佳工作區(qū)范圍內(nèi)運行的條件下，被動型能量控制策略的控制方法是被動地滿足保證汽車正常行駛的功率需求。被動型能量控制策略的核心目標(biāo)是盡量提高車輛在行駛過程中能量在整車流動時的利用率，主要有基本規(guī)則型控制策略、功率跟隨型控制策略、開關(guān)型控制策略。在提高系統(tǒng)內(nèi)部能量流動效率的同時，主動型能量控制策略根據(jù)行駛環(huán)境的差異，主動擴(kuò)大再生制動能量、調(diào)整車輛功率需求的控制模式，主動型能量控制策略包括負(fù)荷預(yù)測型控制策略、路線適應(yīng)型控制策略、動態(tài)規(guī)劃法能量優(yōu)化控制策略。

2.1被動型控制策略

(1)基本規(guī)則型控制

基本規(guī)則型控制策略設(shè)定電池荷電狀態(tài)SOC在什么范圍內(nèi)能夠提高電池的工作效率是由電池的充放電特性來決定的，設(shè)定發(fā)動機(jī)工作的高效率區(qū)是由它的負(fù)荷特性圖來確定的。這種控制策略的優(yōu)點是它既具有功率跟隨型控制策略的特點，同時又兼具開關(guān)型控制策略的好處。需要預(yù)報車輛需求功率是它唯一的缺點。

(2)功率跟隨型控制

發(fā)動機(jī)在功率跟隨型控制策略中始終保持對運行中的車輛提供行駛所需驅(qū)動功率，并且僅僅當(dāng)電池的荷電狀態(tài)SOC≥SOC的時候，而電池提供的功率己經(jīng)完全足夠驅(qū)動混合電動車工作，只有此時才讓發(fā)動機(jī)怠速運行或發(fā)動機(jī)關(guān)閉。功率跟隨型控制策略的優(yōu)點是，電池質(zhì)量較小，蓄電池組的容量被降低到了最小程度，因此汽車行駛所受的阻力也在一定程度上減小。除此以外，系統(tǒng)內(nèi)耗也因為電池充放電次數(shù)的降低而降低。功率跟隨型控制的缺點是它的排放以及發(fā)動機(jī)的工作效率沒有開關(guān)型控制下的好，這是因為在這種控制策略下必須保證發(fā)動機(jī)工作在一定的范圍內(nèi)。

(3)開關(guān)型控制

發(fā)動機(jī)一旦開始工作了以后就被控制始終工作在高效率區(qū)是開關(guān)型控制策略的主要特點。設(shè)定電池的荷電狀態(tài)SOC的最小值

SOC和最大值SOC是為了達(dá)到使電池始終在充放電性能比較好的區(qū)域內(nèi)工作這個目的。開關(guān)型控制的控制邏輯主要有以下三點：

1.電池的荷電狀態(tài)SOC≥SOC此時由電池單獨向電動機(jī)供電，而發(fā)動機(jī)關(guān)閉，不在工作狀態(tài)下。

2.電池的荷電狀態(tài)SOC≤SOC≤SOC此時發(fā)電機(jī)在高效率區(qū)運轉(zhuǎn)，通過電池和電機(jī)來調(diào)節(jié)它的行駛需求以及輸出功率的盈虧。

3.電池的荷電狀態(tài)SOC≤SOC此時發(fā)動機(jī)工作于設(shè)定的工作區(qū)(低排放或者低油耗)，一部分輸出功率向電池充電，另一部分提供車輛行駛所用。

發(fā)動機(jī)的排放較低是開關(guān)型控制策略的優(yōu)點，但是這種控制策略也有缺點，電池需要頻繁地進(jìn)行充放電，另外還有發(fā)動機(jī)的開和關(guān)切換時的動態(tài)損耗功率，就會降低系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率，加大系統(tǒng)總體的損失功率，所以發(fā)動機(jī)運行在高效率區(qū)所帶來的好處也許會在一定程度上被這些缺點所抵消。

2.2主動型能量控制

(1)負(fù)荷預(yù)測型控制策略

在基本控制策略(功率跟隨型或開關(guān)型控制策略)的基礎(chǔ)上，負(fù)荷預(yù)測型控制策略增加了一個車輛負(fù)荷預(yù)測器。負(fù)荷預(yù)測型控制策略基于車輛驅(qū)動功率隨時間變化沒有發(fā)動機(jī)發(fā)電機(jī)輸出功率平穩(wěn)的事實。根據(jù)HEV在行駛過程中所使用的驅(qū)動功率的歷史值來預(yù)測出它的平均值以及變化范圍，然后根據(jù)行駛路況以及所在道路的坡度變化等相關(guān)信息，預(yù)測出HEV接下來所要承受的負(fù)荷情況。負(fù)荷預(yù)測型控制策略跟其他控制方法相比一個最大的好處是通過在線預(yù)測得到一個車輛正常行駛所需動力驅(qū)動功率，然后依據(jù)這個得到的車輛行駛所需功率來協(xié)助管理系統(tǒng)能量。這種控制策略的實際操作性強(qiáng)，可以滿足最小化車輛尾氣排放量以及燃油經(jīng)濟(jì)性最佳；但是這種控制策略也是有缺點，它所預(yù)測的驅(qū)動功率與車輛功率的即時需求值有差距，因為驅(qū)動功率是由已耗功率推測得出。

(2)路線適應(yīng)型控制策略

因為在每個城市中，各個公交車的行走線路都是一成不變的，而且在市中心的道路狀況下，車輛必須頻繁地加減速甚至停車，每個公交站點都是確定的，并且它們之間的距離也是己知的，路線適應(yīng)型控制策略在SHEV的基本控制策略(功率跟隨型或開關(guān)型控制策略)基礎(chǔ)上另外添加兩個控制子策略：Adapter子控制策略和Adviser子控制策略。為了提高車輛制動時的能量回收率，Adapter對公交車到達(dá)站點之前的速度大小進(jìn)行控制，這是通過已知的公交車站點信息來實現(xiàn)的：根據(jù)各個公交站點的具置情況、車輛在整個線路的行駛過程中各路段應(yīng)分別采用何種速度以及車輛的實際運行速度等行車線路數(shù)據(jù)，Adviser能夠協(xié)助駕駛員準(zhǔn)確判斷在當(dāng)前路況下應(yīng)提交多大的最佳加速踏板請求。

(3)動態(tài)規(guī)劃法能量優(yōu)化控制策略

這種控制策略根據(jù)SHEV功率流動特點來建立合適的數(shù)學(xué)模型。優(yōu)化目標(biāo)是使混合動力汽車在已知的行駛工況下燃油經(jīng)濟(jì)性最佳。它將整個行駛工況下的效率以及整車功率按照某一個合理的時間間隔依據(jù)先后順序?qū)⒄麄€時間分為若干個片斷，根據(jù)時間的倒序由末狀態(tài)逆向遞推直至初始狀態(tài)，然后計算出發(fā)動機(jī)在整個行駛工況下的最佳輸出功率序列。此種方法只可以用于必須預(yù)先精確知道車輛的需求功率的特定駕駛循環(huán)，常用于離線優(yōu)化，而不能用于在線控制。

本文對現(xiàn)有具有不同聯(lián)接形式的混合動力汽車結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，從控制策略性質(zhì)出發(fā)提出擬解決方案，擬在為進(jìn)一步優(yōu)化控制策略提供依據(jù)，從而大力發(fā)展混合動力汽車，以便針對目前我國在汽車領(lǐng)域存在的技術(shù)相對落后的現(xiàn)狀。更好的解決傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)汽車長期存在的燃油經(jīng)濟(jì)性低、城市環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。

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篇5

[關(guān)鍵詞]暖通空調(diào)；系統(tǒng)優(yōu)化；能量管理；發(fā)展趨勢

中圖分類號：TU831.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）45-0106-01

1、國內(nèi)暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化控制與能量管理現(xiàn)狀

1.1 系統(tǒng)優(yōu)化控制

在系統(tǒng)設(shè)定點優(yōu)化控制方面，羅啟軍等人通過動態(tài)優(yōu)化技術(shù)，在某一具體期間內(nèi)，繪制出了峰值能耗或運行成本最小的房間溫度曲線，并通過計算得出了暖通空調(diào)設(shè)備的最佳開/關(guān)時間。S.W.Wang基于整個系統(tǒng)環(huán)境的預(yù)測響應(yīng)及能量運行，采用自適應(yīng)性控制理論優(yōu)化控制某海水冷卻空調(diào)系統(tǒng)，提出優(yōu)化多個設(shè)定點達(dá)到降低系統(tǒng)能耗和改善系統(tǒng)響應(yīng)時間的目的，

在整個空調(diào)系統(tǒng)的控制方面，更多的學(xué)者根據(jù)暖通空調(diào)系統(tǒng)中每個設(shè)備的非線性特性，更加注重人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用；此外，部分研究者們在暖通空調(diào)的優(yōu)化控制應(yīng)用先進(jìn)的智能優(yōu)化方法和建模方法，注重變工況點的在線優(yōu)化控制，取得了顯著效果。

總之，國內(nèi)對于暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化控制的研究還處的初級階段，相比實踐成果，仿真研究較多。

1.2 能量管理

江億等人通過啟/停中央控制管理機(jī)器，實現(xiàn)了參數(shù)設(shè)定值的修改；曹秋聲充分應(yīng)用變頻技術(shù)，結(jié)合模糊控制和最優(yōu)控制方法，研制出了具有負(fù)荷隨動跟蹤特性的專用管理系統(tǒng)軟件；翁史俊根據(jù)冷水機(jī)組的冷水供回水溫度和溫差等基本信息，通過控制現(xiàn)場智能操作臺，實現(xiàn)對風(fēng)機(jī)、水泵和制冷熱泵機(jī)組的聯(lián)鎖、邏輯、順序啟停和節(jié)能控制，并得出了暖通空調(diào)系統(tǒng)運行的最佳的設(shè)備數(shù)量和組合方式；晉欣橋根據(jù)ASHRAE通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)對新風(fēng)量的要求，在分析研究多區(qū)域變風(fēng)量空調(diào)及其控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過仿真分析的方法，得出了VAV末端再熱控制并結(jié)合AHU送風(fēng)溫度優(yōu)化的控制方案是最佳的方案，不僅有效降低系統(tǒng)的能耗，而且解決了多區(qū)域VAV空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)分配問題。

總之，隨著計算機(jī)的全面普及，暖通空調(diào)系統(tǒng)的和管理設(shè)備逐步取代常規(guī)儀表，并在系統(tǒng)能量管理方面主要體現(xiàn)在工作時序優(yōu)化、設(shè)備組合優(yōu)化以及各種能量指標(biāo)的考核、計量和統(tǒng)計方面。

2 國外暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化控制與能量管理現(xiàn)狀

2.1 系統(tǒng)優(yōu)化控制

L.L u等人通過對空調(diào)主要設(shè)備進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，進(jìn)行全局最優(yōu)控制取得了一定的成績。但由于未能考慮水溫是分布參數(shù)以及每個設(shè)備是一致的假設(shè)致使結(jié)論存在缺陷；N.Nassif等人在溫度優(yōu)化設(shè)定中應(yīng)用多目標(biāo)遺傳算法，獲得了令人舒適的溫度和最佳的能量利用效率，并采用雙對象進(jìn)化算法，優(yōu)化了暖通空調(diào)預(yù)測控制策略的設(shè)定點，節(jié)能效果提升了19.5 %；W.J.Cai基于能量平衡和換熱原理，建立了一種簡單精確的空氣處理單元工程模型，通過最小二乘法和非線性規(guī)劃測算出了模型的三個參數(shù)，但這種方法是在整個工作范圍內(nèi)和實際性能更加匹配的情況下進(jìn)行的，具有很強(qiáng)的魯棒性；Q.Song等人結(jié)合定位比例控制算法的優(yōu)勢，應(yīng)用魯棒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，有效滿足了參數(shù)不斷變化以及空調(diào)系統(tǒng)中負(fù)荷擾動范圍大的特點，但缺點是魯棒性較強(qiáng)。

此外，暖通空調(diào)系統(tǒng)中單個或多個局部子系統(tǒng)控制的設(shè)定點問題一直是研究的難點和焦點問題，國外一些研究者通過應(yīng)用二次函數(shù)和模型進(jìn)行優(yōu)化方法研究。

2.2 能量管理

J.B.Rishel在變熱量和變冷量負(fù)荷的冷熱水系統(tǒng)中，應(yīng)用先進(jìn)的變頻泵和數(shù)字控制，減少了熱水和冷水分配系統(tǒng)對設(shè)備的需求；F.Engdahl等人研究出了最優(yōu)的供風(fēng)溫度，相比恒定供風(fēng)溫度運行方式，減少了暖通空調(diào)系統(tǒng)的能量消耗；S.C.Sekhar等人對室內(nèi)空氣質(zhì)量和濕度在舒適度條件下設(shè)定期望值，提出了一種新的空調(diào)空氣質(zhì)量和能量消耗的控制方法，但是，該種方法未能考慮在不同條件下同種空調(diào)系統(tǒng)的整體能量優(yōu)化效果；J.Xu等人應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、拉格朗日松弛法、動態(tài)規(guī)劃等方法，得出了暖通空調(diào)系統(tǒng)的日常能量管理公式。并通過控制暖通空調(diào)每個單元的能量消耗，最大限度地降低整個系統(tǒng)的能耗；M.Zaheeruddin從暖通空調(diào)系統(tǒng)時間調(diào)度操作方面提出優(yōu)化控制策略，即在給定的空氣狀態(tài)情況下，考慮夜間啟停、應(yīng)用模式和能量核算等建筑物的運行調(diào)度，計算出了區(qū)域質(zhì)量流量的最優(yōu)值、供水溫度值和供風(fēng)溫度。

3、暖通空調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)發(fā)展方向

3.1 單元控制器方面

當(dāng)前暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)控制單元器是設(shè)備順序、邏輯控制開關(guān)量和傳統(tǒng)PID為控制策略的回路控制，CPU主要采用8位單片機(jī)。隨著智能控制理論的不斷發(fā)展和嵌入式系統(tǒng)的成熟，在多工況、變負(fù)荷等條件下，實現(xiàn)控制對象能夠逐步學(xué)習(xí)、每個環(huán)節(jié)自適應(yīng)的單元控制器必然成為暖通空調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)發(fā)展方向。

3.2 管理功能方面

監(jiān)控功能是暖通空調(diào)系統(tǒng)管理的主要功能，具體表現(xiàn)為對基礎(chǔ)控制單元的信息進(jìn)行集中報告、管理、報警、狀態(tài)監(jiān)測等，隨著能量消耗最小化的基本要求，如何在現(xiàn)有基礎(chǔ)功能是增加能量管理功能，實時監(jiān)測暖通空調(diào)每個環(huán)節(jié)末端用戶能量使用情況必然成為研究的重點。

3.3 每個設(shè)備最佳參數(shù)值設(shè)定方面

以定工作點的方式實現(xiàn)每個設(shè)備的溫度、壓力、流量等參數(shù)的控制是當(dāng)前暖通空調(diào)系統(tǒng)的主要方式，在某一條件下每個設(shè)備都具有最佳的設(shè)定點。但是，在整個暖通空調(diào)系統(tǒng)中，如何在各個負(fù)荷下，設(shè)定每個設(shè)備最佳參數(shù)值仍然是系統(tǒng)優(yōu)化控制研究的一個重要方面。

3.4 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面

隨著企業(yè)信息化程度的不斷提高，系統(tǒng)的設(shè)備運行和能量管理信息也將納入到以Intranet和Internet構(gòu)成的企業(yè)信息管理系統(tǒng)中。由于當(dāng)前暖通空調(diào)控制系統(tǒng)在開發(fā)環(huán)境、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及控制協(xié)議等方面各不相同，因此，在不同的計算機(jī)系統(tǒng)中如何實現(xiàn)信息的交換和數(shù)據(jù)的共享，是暖通空調(diào)能量管理與優(yōu)化控制的又一個發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]何世達(dá).試論暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計[J].江西建材，2015（04）.

篇6

關(guān)鍵詞：機(jī)電系統(tǒng)；綜合；控制技術(shù)

機(jī)電系統(tǒng)綜合控制技術(shù)的實踐性強(qiáng)，發(fā)展速度非常快，常用機(jī)、機(jī)電等行業(yè)中，提供綜合的控制手段，機(jī)電系統(tǒng)中，各項功能都是獨立的，運用綜合控制技術(shù)，才能實現(xiàn)各項技術(shù)的相互融合，促使機(jī)電系統(tǒng)綜合控制成為統(tǒng)一的整體，逐步提高機(jī)電系統(tǒng)綜合控制的性能，體現(xiàn)此項技術(shù)的可靠性及科學(xué)性。

1 機(jī)電綜合控制系統(tǒng)分析

機(jī)電綜合控制系統(tǒng)，是指將被控對象的機(jī)電系統(tǒng)連接起來，特別是在功能、物理量以及能量方面，實現(xiàn)了綜合化的運行，把服務(wù)對象中的所有機(jī)電控制項目，綜合的融入到控制系y內(nèi)，保障機(jī)電綜合控制系統(tǒng)的最優(yōu)化。機(jī)電綜合控制系統(tǒng)技術(shù)，是機(jī)電行業(yè)重點發(fā)展的項目，根據(jù)機(jī)電系統(tǒng)的實際情況，積極整合綜合的功能，以此來提高機(jī)電綜合控制系統(tǒng)的服務(wù)性能，簡化操作模式。

2 機(jī)電綜合控制系統(tǒng)仿真

機(jī)電綜合控制技術(shù)內(nèi)，仿真操作是一項核心的項目，需在仿真的平臺下，研究機(jī)電綜合控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用。機(jī)電綜合控制系統(tǒng)仿真時，采用分布式、多任務(wù)的環(huán)境，以純數(shù)字路徑為主，其可根據(jù)服務(wù)對象，提前實行機(jī)電綜合控制系統(tǒng)的仿真研究。本文以飛機(jī)的機(jī)電綜合控制系統(tǒng)為研究案例，探討仿真的相關(guān)內(nèi)容。

首先根據(jù)飛機(jī)案例中，對機(jī)電綜合控制系統(tǒng)的需求，利用互聯(lián)的計算機(jī)系統(tǒng)以及相關(guān)的操作設(shè)備，布置仿真的試驗環(huán)境，將機(jī)電綜合控制系統(tǒng)內(nèi)，連接仿真模塊以及飛機(jī)的座艙顯示模塊，構(gòu)成開發(fā)平臺，在以太網(wǎng)環(huán)境中，提供實時仿真系統(tǒng)以及實時仿真網(wǎng)，兩者相連后，模擬機(jī)電綜合控制系統(tǒng)在飛機(jī)中的應(yīng)用，還可以實行多個習(xí)俗的綜合仿真，得出最終的方案結(jié)論。

然后是機(jī)電綜合控制技術(shù)在上位機(jī)開發(fā)平臺中的仿真，綜合利用計算機(jī)管理的方法，仿真模擬飛機(jī)的座艙顯示模塊，提供實時仿真系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，連接計算機(jī)，直接模擬實時的活動，利用計算機(jī)，在仿真環(huán)境中，為機(jī)電綜合控制技術(shù)提供圖形化的操作界面，完成實時和非實時狀態(tài)下的數(shù)據(jù)交換，確定上位機(jī)的工作方式。

最后飛機(jī)案例，根據(jù)仿真研究，配置真實的機(jī)電設(shè)備，所有的機(jī)電設(shè)備，都要支持物理仿真試驗，以此來確保機(jī)電設(shè)備的可靠性，而且機(jī)電設(shè)備要經(jīng)過仿真研究后，才能應(yīng)用到飛機(jī)實踐中，以免影響飛機(jī)運營的效果及安全性。

3 機(jī)電綜合控制系統(tǒng)技術(shù)

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

機(jī)電綜合控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，包含多個子控制系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)之間，相互配合，經(jīng)過協(xié)調(diào)后應(yīng)用到機(jī)電的綜合控制系統(tǒng)內(nèi)。機(jī)電綜合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了傳統(tǒng)，提供了動力與經(jīng)濟(jì)的指標(biāo)[1]。例如：雙模式機(jī)電復(fù)合綜合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在多能源條件下，設(shè)計能量管理和子系統(tǒng)控制，進(jìn)而運用綜合控制器，協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各個部分的工作，保障機(jī)電綜合控制系統(tǒng)技術(shù)達(dá)到平穩(wěn)的運行狀態(tài)，而且能夠靈活的切換綜合控制系統(tǒng)中的機(jī)電供，簡化了系統(tǒng)工作的流程，雙模式機(jī)電復(fù)合綜合控制系統(tǒng)，為了降低系統(tǒng)的困難度，明確了傳動系統(tǒng)的邏輯方式，提高了機(jī)電系統(tǒng)的運行效率。機(jī)電綜合控制系統(tǒng)在功能結(jié)構(gòu)上，可以分為3個部分，分別是：（1）系統(tǒng)層，其可執(zhí)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的機(jī)電綜合控制策略，按照系統(tǒng)的需求，分配好所需的功率，同時在瞬態(tài)的狀態(tài)下，控制機(jī)電目標(biāo)，滿足功率上的需求；（2）中間層，按照系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的信息要求，制定相應(yīng)的控制目標(biāo)，轉(zhuǎn)化不同系統(tǒng)模塊的功率，分配好功率后，才能保障各模塊功率的穩(wěn)定性；（3）部件層，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)機(jī)電綜合控制的邏輯關(guān)系，構(gòu)建穩(wěn)態(tài)控制目標(biāo)，瞬時控制目標(biāo)的行為，而且將各項控制信息，準(zhǔn)確的發(fā)送給不同的部件。

3.2 綜合控制模式

機(jī)電綜合控制系統(tǒng)技術(shù)的模式，需要準(zhǔn)確的分析運行方案和特性，進(jìn)而確定出具體的機(jī)電工作模式[2]。機(jī)電綜合控制的模式，可以分為五類，分別是：純電驅(qū)動、發(fā)動機(jī)驅(qū)動、EVT1模式、EVT2模式、制動能量回收。本文以上文中的雙模式機(jī)電復(fù)合傳動系統(tǒng)的工作模式為研究對象，坍臺機(jī)電綜合制動中5類模式的應(yīng)用。分析如：（1）純電驅(qū)動，發(fā)動機(jī)停止，電機(jī)A停止，電機(jī)B電動，CL0分離，CL11分離，B1接合；（2）發(fā)動機(jī)啟動，發(fā)動機(jī)停止/工作，電機(jī)A停止/電動，電機(jī)B電動，CL0接合，CL11分離，B1接合；（3）EVT1模式，發(fā)動機(jī)工作，電機(jī)A發(fā)動，電機(jī)B電動，CL0接合，CL11分離，B1接合；（4）EVT2模式，發(fā)動機(jī)工作，電機(jī)A電動，電機(jī)B發(fā)電，CL0接合，CL11接合，B1分離；（5）制動能量回收，發(fā)動機(jī)停止，電機(jī)A發(fā)電，電機(jī)B發(fā)電，CL0接合，CL11接合/分離，B1分離/接合。

3.3 能量管理策略

機(jī)電綜合控制系統(tǒng)在運行中，需要能量管理的支持，調(diào)整好系統(tǒng)中的各個部件[3]。例如：機(jī)電綜合控制系統(tǒng)在汽車案例中，能量管理策略用于調(diào)整最佳的燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)，維持電池組的荷電狀態(tài)，促使燃油的參數(shù)、條件，能夠保持在規(guī)范的狀態(tài)。能量管理策略在機(jī)電綜合控制系統(tǒng)中，具體的流程為驅(qū)動功率計算電池組需求功率計算發(fā)動機(jī)需求功率計算發(fā)動機(jī)工作點確定電機(jī)A/B，保障汽車在運行過程中，系統(tǒng)的功率需求能夠響應(yīng)加速、減速或制動的指令，一般情況下，汽車可采用混合驅(qū)動的方式，按照功率中電池、發(fā)動機(jī)的需求，確定功率的運行模式，保障電池電量的平衡狀態(tài)，進(jìn)而完善汽車機(jī)電系統(tǒng)綜合控制的環(huán)境。

3.4 機(jī)電模式切換

機(jī)電綜合控制系統(tǒng)技術(shù)參與運行時，需要完成機(jī)電模式的切換，保障機(jī)電工況的準(zhǔn)確性[4]。綜合控制系統(tǒng)在執(zhí)行切換模式時，需考慮到系統(tǒng)運行的效率、工作模式等，由此才能確定出所需要的切換模式，一方面保證機(jī)電模式切換的準(zhǔn)確性，另一方面提高機(jī)電綜合控制系統(tǒng)的工作效率，避免引起機(jī)電錯誤的問題。模式切換的過程中，要根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的指令進(jìn)行，不能隨意更改機(jī)電綜合控制系統(tǒng)的模式運行，以免對機(jī)電系統(tǒng)造成不同程度的破壞。機(jī)電系統(tǒng)綜合控制的模式切換時，也要注重調(diào)速算法的應(yīng)用，維護(hù)各個元件的可靠性。

4 結(jié)束語

機(jī)電綜合控制系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢明顯，經(jīng)過系統(tǒng)分析、仿真和技術(shù)的應(yīng)用，滿足機(jī)電綜合控制系統(tǒng)的需求，避免引起安全性能問題，以此來發(fā)揮機(jī)電綜合控制系統(tǒng)技術(shù)的合理性，促使機(jī)電綜合控制系統(tǒng)能夠達(dá)到規(guī)范、可靠的標(biāo)準(zhǔn)，滿足行業(yè)的基礎(chǔ)需求，保障機(jī)電綜合控制系統(tǒng)的技術(shù)性能。

參考文獻(xiàn)

[1]何成東.民機(jī)機(jī)電系統(tǒng)綜合控制技術(shù)研究[D].南京航空航天大學(xué)，2010.

[2]黃暉，張磊，邵惠明.一種機(jī)電綜合控制技術(shù)仿真平臺原理方案[J].科技信息，2012，29：43-44.

篇7

關(guān)鍵詞:太陽能電池-蓄電池;混合動力;能量分配;SOC;仿真分析

中圖分類號:U463文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2009)10-0136-02

在人類為汽車尋求動力的歷程中,發(fā)現(xiàn)太陽能作為新型能源的優(yōu)勢。太陽能汽車采用太陽能電池陣列收集太陽能并轉(zhuǎn)化為電能,提供汽車行使所需的能源。但單純用太陽能也有很多限制條件,比如陽光不足、夜間行使等。而采用太陽能電池―蓄電池組合作為汽車發(fā)展的主流方向,在太陽能汽車中配有蓄電池,以儲藏多余的能量,備陽光不足時使用。

一、太陽能電池-蓄電池混合動力電動汽車結(jié)構(gòu)

太陽能電池-蓄電池雙能源混合動力電動車結(jié)構(gòu)及驅(qū)動模式如圖1所示,它表示了電動機(jī)、蓄電池及太陽能電池之間的功率輸入輸出關(guān)系。

其中,P1表示太陽能電池輸出給電機(jī)的功率,它只能單向傳遞給驅(qū)動系統(tǒng)。P2表示太陽能電池輸出給蓄電池的功率,它只能單向傳遞給蓄電池。P3表示電動機(jī)的輸入/輸出功率,它是雙向的,當(dāng)向汽車傳動系傳遞時為正值,當(dāng)再生制動情況下驅(qū)動電動機(jī)當(dāng)作發(fā)電機(jī)使用時向蓄電池充電,為負(fù)值。P4表示蓄電池的充放電功率,它也是雙向的,當(dāng)向功率總線放電,并與太陽能電池組發(fā)出的功率一起對驅(qū)動電動機(jī)進(jìn)行放電時為正值,充電時為負(fù)值。

二、雙能源電動汽車能量控制策略

太陽能電池-蓄電池雙能源電動汽車中能量管理策略的中心在于實時合理地分配太陽能電池和蓄電池的功率輸出,提高汽車動力系統(tǒng)的效率。即:P3=P1+P4,其中P3的值由汽車驅(qū)動功率決定,工況一定時為定值。P4和P1之間的分配是雙能源電動汽車能量系統(tǒng)控制策略研究的主要內(nèi)容。目前關(guān)于二者值分配的控制策略主要有功率跟隨式和開關(guān)式兩種。采用功率跟隨控制模式對太陽能電池-蓄電池雙能源電動汽車進(jìn)行能量控制策略研究。

(一)純蓄電池驅(qū)動模式

當(dāng)蓄電池的SOC大于cs_hi_soc(即電池充電量的高狀態(tài)設(shè)定值)時,有蓄電池來單獨驅(qū)動汽車,直到電池的SOC小于cs_lo_soc(即電池充電量的低狀態(tài)設(shè)定值)為止,此時根據(jù)功率跟隨式的控制策略決定太陽能電池停止給電機(jī)傳遞功率,開始向蓄電池充電。此工作模式下功率流向如圖1(a)所示,且有:P1=0;P3=P5/η1?η2;P4=P3。

式中:P5――汽車行駛負(fù)載功率;η1――機(jī)械傳動系的傳動效率;η2――電動機(jī)及控制器效率。

(二)純太陽能電池驅(qū)動模式

當(dāng)蓄電池組SOC低于期望值時,控制太陽能電池輸出功率不僅要求滿足路面功率,同時要對蓄電池充電,使蓄電池的電量回到期望值。對蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充充電功率的大小由當(dāng)前SOC值與期望值大小決定,此工作模式下功率流向如圖1(b)所示。即:

P3=P5/η1?η2;P2=-β(SOC*-SOC)=β(SOCCSOC*);P1=P3;P4=0

cs_pwr_min

式中:β――表示充/放電功率系數(shù);SOC*――表示電池期望荷電量狀態(tài);cs_pwr_min,cs_pwr_max表示太陽能電池工作區(qū)間。

(三)混合驅(qū)動模式

當(dāng)電池組SOC高于期望值時,為了使蓄電池的電量始終在理想值附近,蓄電池對外放電,不足功率由太陽能電池輸出,并且要落在太陽能電池有效工作范圍之內(nèi)。此時功率流向如圖1(c)所示,即:P3=P5/η1?η2;P4=β(SOC-SOC*);P1=P3-P4;P2=0。

其中:cs_pwr_min

(四)再生制動模式

當(dāng)汽車減速或下坡行駛時,太陽能電池停止對電動機(jī)傳遞功率,開始對蓄電池充電。同時電動機(jī)工作于再生制動狀態(tài),功率流向如圖1(d)所示,即:

P1=0;P3=αP5/η1?η2;P4=-P3。

式中:P3――電動機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài)時輸出的功率;α――車輛再生制動百分比。

三、功率跟隨模式能量控制策略在ADUISOR中的仿真分析

ADVISOR2002是由美國可再生能源實驗室開發(fā)的混合動力電動汽車仿真軟件,可以用它進(jìn)行純電動汽車、混合動力電動汽車和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車動力性、經(jīng)濟(jì)性等特性的仿真分析。

功率跟隨模式在ADVISOR中的實現(xiàn)是根據(jù)路面需求功率的輸入,確定太陽能電池是否應(yīng)該工作;功率跟隨模式在ADVISOR中的實現(xiàn)包括控制太陽能電池開/關(guān)模塊、均衡功率模塊、確定太陽能電池工作點模塊等,仿真模塊的結(jié)構(gòu)如圖2所示。電動汽車的相關(guān)參數(shù)見表1。按實驗要求,循環(huán)路程總長10.93km,用時1225s,汽車最高速度為120km/h。根據(jù)整車車速隨時間的變化曲線,該電動汽車從0～96.6km/h的加速時間14.5s,從64.4～96.6km/h加速時間7.1s,最高車速134.9km/h,以30km/h車速的爬坡度為41.3%。而原Focus電動汽車在ADVISOR中的仿真結(jié)果為:從0～96.6km/h的加速時間20.5s,從64.4～96.6km/h的加速時間11.5s,最高車速134.1km/h,以30km/h的車速爬坡度為28.6%。

蓄電池的荷電狀態(tài)、蓄電池的輸出功率、太陽能電池的輸出功率隨時間的變化曲線,可以看出,蓄電池的初始荷電狀態(tài)為0.7,在汽車啟動時刻,荷電狀態(tài)降低,以提供汽車啟動所需的功率。隨后按照功率跟隨模式的控制策略,太陽能電池的剩余功率給蓄電池充電以保持蓄電池荷電狀態(tài)在某一范圍之內(nèi),以延長蓄電池的使用壽命;當(dāng)汽車以某一較高車速繼續(xù)加速時,則蓄電池開始放電(大約在950s開始)。電動機(jī)的功率輸出曲線中,負(fù)值表示電動機(jī)在進(jìn)行再生制動給蓄電池充電。

通過仿真可知,該車的最高速為134.9km/h,比設(shè)計時的140km/h小了5.1km/h,誤差為3.6%,可以接受。而以30km/h的車速爬破度為41.3%,比設(shè)計時的30%要高出11.3%,說明蓄電池的數(shù)量選擇的較大,這是因為蓄電池的功率較高,對電動汽車的爬破性能有利。

四、結(jié)語

1.太陽能電池/蓄電池混合動力電動汽車動力源之間的能量控制策略是混合動力電動汽車研究中的關(guān)鍵問題,其核心問題是功率分配策略的要求。

2.通過仿真表明所建立的模型是正確的,完全滿足該動力系統(tǒng)功率分配的要求。

3.采用功率跟隨模式控制策略能使蓄電池SOC和太陽能電池始終處于一個最佳工作狀態(tài),并可以延長其使用壽命。

參考文獻(xiàn)

[1]曹之明.燃料電池/蓄電池雙能源電動汽車動力匹配的研究[D].重慶:重慶大學(xué),2004.

[2]陳全世,仇斌,謝起成.燃料電池電動汽車[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.

[3]朱元,韓曉東.電動汽車動力電池SOS預(yù)測技術(shù)研究[J].電源技術(shù),2000.

篇8

關(guān)鍵詞：積極心理學(xué)；大學(xué)生；情緒管理；策略

目前國內(nèi)外關(guān)于積極心理學(xué)的研究，主要有三大研究內(nèi)容：積極情緒和體驗、積極人格特質(zhì)以及積極組織系統(tǒng)的研究。其中，積極情緒和體驗是積極心理學(xué)研究中的重要組成部分，并且是心理學(xué)研究的核心內(nèi)容。健康情緒作為人類情緒中很有適應(yīng)意義的一類情緒，心理健康的重要組成部分，在激發(fā)人類生命活力，改變不合理認(rèn)知，化消極情緒為積極情緒，調(diào)整心態(tài)，促進(jìn)身心健康具有廣泛的功能與意義。當(dāng)今高校大學(xué)生由于情緒管理問題而導(dǎo)致的身心受到傷害，成長成才中的阻礙等相關(guān)問題的不斷發(fā)生，是擺在當(dāng)今高校如何有效開展大學(xué)生心理健康教育過程中的關(guān)鍵問題。積極探索，深入研究解決高校大學(xué)生情緒管理問題的有效方法策略，充分發(fā)揮積極情緒管理在解決大學(xué)生情緒問題中的指導(dǎo)作用，不僅是適應(yīng)當(dāng)前高校做好心理健康教育工作的客觀要求，更是滿足提高大學(xué)身身心健康，促進(jìn)大學(xué)生成長成才的現(xiàn)實需要。

一、發(fā)揮積極心理學(xué)功能作用，提高高校心理健康教育教學(xué)工作的針對性和實效性

隨著積極心理學(xué)的不斷興起，積極心理學(xué)的研究領(lǐng)域和研究視角不斷拓展延伸，積極心理學(xué)的研究重點也從以往對消極情緒、對人類的疾病和弱點的對比分析中轉(zhuǎn)向更加關(guān)注人的健康情緒體驗，關(guān)注人對社會的積極態(tài)度，關(guān)注人類的優(yōu)秀品質(zhì)培養(yǎng)與美好心靈的挖掘。

1.積極情緒作為大學(xué)生心理健康的具體表現(xiàn)，在大學(xué)生成長成才過程中的地位和作用。針對高校大學(xué)生心理健康教育中存在的問題和不足，以及由于缺乏情緒管理教育指導(dǎo)而導(dǎo)致大學(xué)生中出現(xiàn)的人格問題、道德問題、情感問題、生活問題、就業(yè)問題等嚴(yán)重影響大學(xué)生的身心健康和成長成才現(xiàn)象的不斷頻發(fā)，積極開展以積極心理學(xué)視角下的大學(xué)生積極情緒管理的策略研究，可以進(jìn)一步發(fā)揮積極心理學(xué)引領(lǐng)下的大學(xué)生情緒管理教育促進(jìn)高校大學(xué)生健康成長的重要作用。通過探尋解決高校大學(xué)生心理健康問題的新方法、新途徑，更好地發(fā)揮積極情緒管理在解決大學(xué)生情緒問題中的主導(dǎo)作用，科學(xué)利用積極情緒會匯聚的正能量效用，助推大學(xué)生心理健康教育有效開展，更好地發(fā)揮大學(xué)生情緒管理教育的引領(lǐng)、指導(dǎo)、激勵和升華的心理功能作用，充分體現(xiàn)高校大學(xué)生情緒管理教育工作的針對性和實效性。

2.積極心理學(xué)的研究的價值在于充分發(fā)揮積極心理學(xué)在促進(jìn)大學(xué)生為引領(lǐng)，以大學(xué)生情緒管理中存在的問題為依托，以積極情緒匯聚的正能量為載體，以有效發(fā)揮積極心理學(xué)重要的功能作用為目標(biāo)，從積極心理學(xué)的角度審視大學(xué)生心理健康教育是高校心理健康教育健康發(fā)展的必然要求。積極心理學(xué)的價值取向賦予心理健康教育新內(nèi)容和制高點。大學(xué)生心理健康教育的目標(biāo)應(yīng)該是預(yù)防和矯正心理問題和關(guān)注發(fā)展和幸福并存，因此，必須把積極心理學(xué)融入到心理健康教育，建立科學(xué)有效地心理健康模式，科學(xué)利用積極情緒會匯聚的正能量效用，助推大學(xué)生心理健康教育有效開展，更好地實現(xiàn)高校大學(xué)生情緒管理教育的引領(lǐng)、指導(dǎo)、激勵和升華的心理功能作用，對于進(jìn)一步提高高校大學(xué)生心理健康教育的針對性和有效性，激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)潛能，促進(jìn)大學(xué)生身心健康，成長成才具有現(xiàn)實而深遠(yuǎn)的意義。

二、明確目標(biāo)任務(wù)，激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)潛能，促進(jìn)大學(xué)生健康成長

積極心理學(xué)的取向賦予心理健康教育新內(nèi)容和更高目標(biāo)。從積極心理學(xué)的視角研究大學(xué)生情緒管理問題，其目的就是為心理健康教育注入積極因素。

1.發(fā)揮積極情緒管理匯聚正能量的積極作用，為心理健康教育注入積極心理學(xué)因素。積極心理學(xué)的價值取向賦予心理健康教育新內(nèi)容和更高目標(biāo)；積極情緒管理對于心理健康教育模式提出了新要求。為高校有效開展心理健康教育教學(xué)工作明確而目標(biāo)任務(wù)。它以全新的視角改變了以往心理健康教育關(guān)注的重點，將關(guān)注心理問題消極方面產(chǎn)生的不良影響，轉(zhuǎn)向關(guān)心大學(xué)生優(yōu)秀品質(zhì)和美好心靈的塑造，關(guān)注大學(xué)生的積極認(rèn)知加工、積極的情緒體驗和積極的社會行為，并將如何培養(yǎng)積極健康的快樂的人才作為未了高校人才培養(yǎng)的最高目標(biāo)提出，為深入開展大學(xué)生心理健康教育提出了新的思考。充分發(fā)揮積極情緒管理匯聚正能量的積極作用，讓積極情緒管理在大學(xué)生成長成才中的助力正是本文開展研究的亮點所在。

2.培養(yǎng)大學(xué)生個體發(fā)掘自身的潛能與力量，激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)，培養(yǎng)大學(xué)生好學(xué)、樂學(xué)、勤學(xué)與積極樂觀向上。運用保護(hù)性因素促進(jìn)心理彈性的形成，增強(qiáng)大學(xué)生社會適應(yīng)性，以充滿快樂的希望和散發(fā)著青春活力的心靈狀態(tài)，運用科學(xué)有效利用積極情緒管理策略對于大學(xué)生身心健康，不斷增強(qiáng)大學(xué)生積極情緒的感受力，提高大學(xué)生情緒智力，挖掘潛力、培養(yǎng)調(diào)控情緒的能力，提升幸福指數(shù)具有一定的實用價值。發(fā)揮積極情緒管理作用，提高大學(xué)生情緒智商，讓積極情緒在情緒管理中發(fā)揮重要作用，進(jìn)一步發(fā)揮積極情緒在情緒管理中的重要作用勢在必行。

3.開發(fā)大學(xué)生情緒智力，自覺養(yǎng)成積極的品質(zhì)，塑造積極的自我，追求積極的改變，營造積極的關(guān)系。調(diào)節(jié)情緒健康應(yīng)重在關(guān)注人的積極面，調(diào)動人的積極性。積極心理學(xué)的力量，是幫助人們發(fā)現(xiàn)并利用自己的內(nèi)在資源，進(jìn)而提升個人的素質(zhì)和生活的品質(zhì)。每個人的內(nèi)心深處都需要自我實現(xiàn)。自我實現(xiàn)的需要會激發(fā)人內(nèi)在的積極力量和優(yōu)秀品質(zhì)， 積極心理學(xué)利用這些資源來幫助一般人或具有一定天賦的人最大限度地發(fā)掘自己的潛力，并以此努力獲得美好的生活?？茖W(xué)有效利用積極情緒管理的方法策略，就要學(xué)會積極認(rèn)識情緒，積極表達(dá)情緒，積極地調(diào)整情緒。從認(rèn)知、情境、平衡、社會支持等角度全面調(diào)節(jié)情緒，達(dá)到情緒健康。調(diào)節(jié)情緒、在積極心理學(xué)視角下，大學(xué)生應(yīng)做自己情緒的主人，學(xué)會管理自己的情緒，為擁有健康快樂的人生加油。

4.以積極情緒心理學(xué)“培養(yǎng)個體積極心態(tài)”理念為指導(dǎo)，促進(jìn)大學(xué)生自我教育。積極心理學(xué)這種關(guān)注人的優(yōu)秀品質(zhì)和美好心靈的心理學(xué)，從關(guān)注人類的疾病和弱點轉(zhuǎn)向關(guān)注人類的優(yōu)秀品質(zhì)，從關(guān)注負(fù)性情緒轉(zhuǎn)向關(guān)注積極情緒。本課題的研究目的是培養(yǎng)大學(xué)生積極心態(tài)，通過自我教育實現(xiàn)積極的認(rèn)知加工，積極地看待世界的方法，如樂觀、希望、自我接納、自尊、寬容、逆境中的心理彈性、審美體驗、智慧靈性等；人的積極的情緒體驗，包括人類的幸福感、滿意感、流暢感、快樂感等；人對社會的積極態(tài)度，包括社會凝聚力、利他行為、社會責(zé)任感、寬恕、仁慈、愛的能力等，為大學(xué)生擁有陽光心態(tài)，閃亮青春給力。

三、發(fā)揮積極情緒管理策略效用，提高高校大學(xué)生心理品質(zhì)，促進(jìn)大學(xué)生成長成才

積極心理學(xué)作為心理學(xué)研究的一種全新研究價值取向，為進(jìn)一步研究大學(xué)生情緒管理問題以新的啟示。隨著當(dāng)今由于大學(xué)生心理問題造成的傷害事件不斷頻發(fā)，加強(qiáng)高校大學(xué)生積極人格塑造，進(jìn)一步發(fā)揮積極情緒對于大學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活以及成長成才都有著重要意義。

1.積極心理學(xué)視角下的大學(xué)生情緒管理策略研究需考慮性別、年級、生源以及產(chǎn)生情緒障礙原因等差異。大學(xué)階段是人生發(fā)展的重要時期，是個體逐步由依賴走向獨立，進(jìn)入成人社會的關(guān)鍵時期。許多大學(xué)生缺乏必要的心理和思想準(zhǔn)備，因而出現(xiàn)不適應(yīng)現(xiàn)象，包括奮斗目標(biāo)的失落、理想與現(xiàn)實的反差、學(xué)習(xí)適應(yīng)的不良、交往的困難等。相應(yīng)地采取的對策就應(yīng)該不僅包括樹立牢固的科學(xué)人生觀、在學(xué)習(xí)中探索“適應(yīng)期”規(guī)律、進(jìn)行“適應(yīng)期”的心理調(diào)整、參與校園文化建設(shè)活動等，更應(yīng)該考慮大學(xué)生情緒管理中的性別差異、年級差異、生源差異、產(chǎn)生情緒障礙的原因差異，充分利用策略去引導(dǎo)大學(xué)生在學(xué)習(xí)中的專注、快樂、興趣、挑戰(zhàn)性，干預(yù)的關(guān)注點在學(xué)生體驗主觀幸福感受、成功感和學(xué)習(xí)樂趣，建構(gòu)學(xué)生的積極的自我概念、希望和生活滿意度，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性和戰(zhàn)勝挫折的心理彈性，而不是單純的克服消極情緒，這樣才能通過積極心理學(xué)更有針對性地發(fā)揮大學(xué)生人性中的積極情緒的功能。

2.發(fā)揮積極情緒效用，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動力。積極心理學(xué)的關(guān)注點在積極的情緒和動機(jī)。積極情緒具有更加持久的適應(yīng)功能。比如，失敗的反饋會造成對悲觀的夸張，夸大危險，令人焦慮；而成功的反饋造成人對成功的整體的“樂觀偏向”，使人積極克服困難，低估危險。研究發(fā)現(xiàn)，伴隨著正性情緒的積極狀態(tài)的認(rèn)知，產(chǎn)生了不同尋常的思考、靈活和創(chuàng)新的學(xué)習(xí)，對新知識的接納變得更加敏感。對大學(xué)生情緒問題的產(chǎn)生與影響的進(jìn)一步研究表明，積極的情緒比中性的和負(fù)性的情緒更能促進(jìn)大學(xué)生學(xué)習(xí)、提高智力，挖掘潛能，激發(fā)創(chuàng)造力。且積極的情緒還有助于消除負(fù)性情緒、擴(kuò)大人的心理資源，使人在逆境中具有容忍挫折的心理彈性。積極的情緒更能維持長久的行為動力，更加有利于人們發(fā)揮潛能，尤其是高級的學(xué)習(xí)、創(chuàng)造性智力。積極情緒使人變得更加穩(wěn)定，目標(biāo)明確，效率更高，目光更加深遠(yuǎn)，力量更加強(qiáng)大。這種積極性不是一時的熱情和沖動，而是永久的、可持續(xù)發(fā)展的、穩(wěn)定的，它能引導(dǎo)大學(xué)生在幸福感中學(xué)習(xí)，幸福快樂成長。

3.運用積極情緒管理的方法策略，客服消極情緒帶來的影響。在激烈競爭的社會，壓力會越來越大，挫折如影隨形，增強(qiáng)大學(xué)生情緒管理能力尤為重要。作為積極心理學(xué)視角下的積極情緒管理心理素質(zhì)。高校作為高等教育人才培養(yǎng)專門機(jī)構(gòu)，如何發(fā)揮情緒的主要作用，有效利用積極情緒解決各種心理問題，克服不良情緒帶來的影響，調(diào)動積極情緒匯聚的正能量，為促進(jìn)大學(xué)生健康提供必要的支持與幫助。情緒管理是指通過研究個體和群體對自身情緒和他人情緒的認(rèn)識、協(xié)調(diào)、引導(dǎo)、互動和控制，充分挖掘和培植個體和群體的情緒智商、培養(yǎng)駕馭情緒的能力，從而確保個體和群體保持良好的情緒狀態(tài)，并由此產(chǎn)生良好的效果。情緒管理隸屬管理心理學(xué)，是尋求激勵人心理和行為的各種途徑和方法，以最大限度地調(diào)動人的積極性、創(chuàng)造性，從而提高學(xué)習(xí)效率，生活質(zhì)量，幸福程度。

4.運用合理情緒療法，改變大學(xué)生不合理認(rèn)知。管理情緒要運用改變認(rèn)知是一種非常重要情緒管理策略。任何事物都有兩面，積極的認(rèn)知就是在看到事物不利面的同時，更能看到積極的一面，使人增強(qiáng)信心，情緒飽滿。 調(diào)節(jié)情緒要注意行為調(diào)節(jié)。不良情緒已經(jīng)發(fā)生時，可以通過一些行為上的改變而加以調(diào)節(jié)。也許這些行為是瑣碎的，但卻是獲得良好情緒的有效途徑。加強(qiáng)情緒智力的培養(yǎng)，積極的方法手段應(yīng)對不良情緒，調(diào)整解決副性情緒帶來不良影響，幫助大學(xué)生自覺養(yǎng)成積極的品質(zhì)，塑造積極的自我，追求積極的改變，營造積極的關(guān)系。開發(fā)大學(xué)生情緒智力，提高大學(xué)生心理素質(zhì)。關(guān)于積極的情緒和體驗。當(dāng)前，關(guān)于積極情緒的研究很多，主觀幸福感、快樂、愛等，都成了積極心理學(xué)研究的新的熱點。關(guān)于積極情緒與健康關(guān)系。積極的心理和情緒狀態(tài)對保持或促進(jìn)生理健康有很大的實際意義。

篇9

【關(guān)鍵字】 無線傳感器 網(wǎng)絡(luò) 節(jié)能

一、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其節(jié)點構(gòu)成的基本認(rèn)知

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量傳感器節(jié)點構(gòu)成，在其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，采取人工或飛行器埋設(shè)方式，按照實際需求將傳感器節(jié)點布置于監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，采取自組織形式進(jìn)行節(jié)點網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。節(jié)點在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中承擔(dān)著信息采集與傳輸任務(wù)，同時承擔(dān)著路由角色，節(jié)點作業(yè)所采取的數(shù)據(jù)信息則通過多條路由傳輸給匯聚節(jié)點。

匯聚節(jié)點屬于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特殊節(jié)點，其具備較強(qiáng)的信號發(fā)射能力，能夠通過移動網(wǎng)絡(luò)通信、Internet或衛(wèi)星等，將監(jiān)測區(qū)域范圍內(nèi)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸給管理中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集與處理任務(wù)。

傳感器節(jié)點屬于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)部分，其節(jié)點以電池為能源，一旦電池消耗殆盡，則節(jié)點無法進(jìn)行信息采集工作。

為確保網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點運行長期穩(wěn)定，則需要采取節(jié)能策略以提高節(jié)點工作壽命。典型傳感器節(jié)點主要包括四個部分，分別為感知子系統(tǒng)、處理子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)及功能單元系統(tǒng)。

傳感器節(jié)點在工作中其耗能存在著一定差異性，如通信子系統(tǒng)較之處理子系統(tǒng)能耗更多，通信子系統(tǒng)進(jìn)行一個比特數(shù)據(jù)的傳輸則相當(dāng)于處理子系統(tǒng)完成數(shù)千個指令處理所消耗能量。

在睡眠狀態(tài)下，通信子系統(tǒng)能耗水平較低。一般情況下感知子系統(tǒng)具備較低能耗，但如感知器精度要求較高，則其能耗水平增加。為確保無線傳感器網(wǎng)絡(luò)運行質(zhì)量，提出基于工作周期、基于移動性與基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的三種節(jié)能策略。

二、基于工作周期的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能策略

在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點狀態(tài)分為睡眠與活動兩種，其中活動狀態(tài)即屬于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的工作周期，建立于工作周期基礎(chǔ)之上的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能策略，主要以降低通信子系統(tǒng)能耗為目的，其節(jié)能策略分為能量控制策略與拓?fù)淇刂撇呗浴?/p>

2.1能量控制策略

依據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量運行狀況，進(jìn)行通信子系統(tǒng)周期性睡醒狀態(tài)切換，是實現(xiàn)能量控制策略的基本思路。能量控制策略，進(jìn)行通信子系統(tǒng)喚醒，其主要包括三種方式，分別為依據(jù)要求的睡醒協(xié)議喚醒、異步喚醒協(xié)議與依據(jù)約定的睡醒協(xié)議。

2.1.1依據(jù)要求的睡醒協(xié)議

其中依據(jù)要求的睡醒協(xié)議，要求通訊節(jié)點只有在執(zhí)行通信活動時方保持工作狀態(tài)，其他時間則進(jìn)入睡眠狀態(tài)。為有效解決睡眠可節(jié)點喚醒并保持與其節(jié)點通信，可以采取喚醒無線電形式來實現(xiàn)。

喚醒無線電多采取低能量與低速率無線電，進(jìn)行喚醒指令的有效傳達(dá)。當(dāng)無線電喚醒節(jié)點后，節(jié)點進(jìn)入工作狀態(tài)并保持通信，打開高能量與高速率無線電，執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸工作，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，節(jié)點重新進(jìn)入到睡眠狀態(tài)。這種節(jié)能策略在低工作周期環(huán)境中較為適用，如火災(zāi)探測與信息傳輸?shù)阮I(lǐng)域，具備代表性意義的協(xié)議包括STEM-B、PTW、STEM-T等。

以STEM-B協(xié)議為例，對其喚醒工作方式進(jìn)行探究。在源節(jié)點與附近目的節(jié)點需要進(jìn)行通信時，采取喚醒無線電方式進(jìn)行周期性喚醒信號發(fā)送，當(dāng)目標(biāo)節(jié)點接收到喚醒信號后，則會與系統(tǒng)進(jìn)行喚醒確認(rèn)，確認(rèn)后打開數(shù)據(jù)無線電。如在喚醒操作過程中，喚醒信道出現(xiàn)沖突，任何感知到喚醒信號的節(jié)點則都將其無線電打開，不進(jìn)行喚醒信號確認(rèn)；如系統(tǒng)沒有接收到喚醒確認(rèn)，源節(jié)點將在設(shè)置發(fā)送次數(shù)最高值以內(nèi)持續(xù)發(fā)送喚醒信號。

2.1.2異步喚醒協(xié)議

異步喚醒協(xié)議實現(xiàn)的基礎(chǔ)為：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)每個節(jié)點，均設(shè)置有相應(yīng)的睡醒調(diào)度函數(shù)，從而進(jìn)行睡醒時間表產(chǎn)生。不需要進(jìn)行時鐘考慮，相鄰節(jié)點如需進(jìn)行相應(yīng)通信，只需要進(jìn)行重疊喚醒時間表即可實現(xiàn)。其協(xié)議以異步算法設(shè)計為核心，異步算法則確保節(jié)點通信需求的基礎(chǔ)上，將節(jié)點活動時間進(jìn)行最小化處理，并確保節(jié)點滿足網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼芭鲎驳忍厥馇闆r，如RAW協(xié)議。

RAW協(xié)議，以睡眠調(diào)度函數(shù)為依托，對節(jié)點進(jìn)行周期性喚醒，節(jié)點喚醒后進(jìn)入工作狀態(tài)，在一定時間后重新進(jìn)入睡眠。當(dāng)節(jié)點被成功喚醒后，以鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制進(jìn)行活動鄰居尋找，如S節(jié)點需要向D節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)包發(fā)送作業(yè)，S節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)集中存在著m個鄰居可以進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，其中存在與節(jié)點S一起被喚醒的概率，用公式表達(dá)則為：

通過公式可以看出，當(dāng)m值越大時，P概率值越大，其在高密度感知網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用較為廣泛。

2.1.3依據(jù)約定的睡醒協(xié)議

依據(jù)約定的睡醒協(xié)議，其是將鄰居節(jié)點進(jìn)行同一時間設(shè)定被進(jìn)行喚醒，其時間設(shè)定同步，當(dāng)節(jié)點喚醒后進(jìn)行通信作業(yè)。采取這種協(xié)議方式，可實現(xiàn)鄰居廣播信息傳遞，較為典型的協(xié)議包括DMAC、SMAC、TMAC協(xié)議等。

2.2拓?fù)淇刂撇呗?/p>

應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點冗余，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點壽命延長是拓?fù)淇刂撇呗缘幕舅悸?。在其?jié)能策略中，要求選擇節(jié)點的一個子集，確保該子集通路正常并處于工作狀態(tài)，其他節(jié)點則保持睡眠狀態(tài)。

以GAF協(xié)議為例，將區(qū)域內(nèi)節(jié)點感知區(qū)域劃分為一定虛擬式方格，其節(jié)點路由等效，同一時間保持一個路由即可。GAF協(xié)議則對節(jié)點頭進(jìn)行周期性選擇，并讓其承擔(dān)一定的路由任務(wù)。剩余能量愈多節(jié)點，其被設(shè)定為節(jié)點頭的可能性越高，從而確保整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期與節(jié)點密度保持一致。

三、基于移動性的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能策略

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)依據(jù)移動物體特性，構(gòu)建移動性節(jié)能策略，其策略包括移動MS策略與移動中繼MR策略兩種形式。建立于移動性的無線傳感器節(jié)能策略，讓普通節(jié)點采取一跳或若干跳的方式，將數(shù)據(jù)傳輸給移動relay或移動sink，實現(xiàn)了靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)多跳數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐黄疲瑥亩诤艽蟪潭壬辖档土宿D(zhuǎn)發(fā)次數(shù)與連接錯誤，進(jìn)而實現(xiàn)節(jié)能操作。

3.1 MS策略

MS移動性節(jié)能策略在無線傳感器中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖如下所示：

圖1 應(yīng)用MS策略的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

由圖1可見，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分普通節(jié)點層與MS層，普通節(jié)點層進(jìn)行數(shù)據(jù)感知，MS層執(zhí)行數(shù)據(jù)收集。應(yīng)用該策略時，要求在其區(qū)域內(nèi)設(shè)定候選地點并選擇出哨兵節(jié)點，通過哨兵節(jié)點進(jìn)行附近節(jié)點能量信息的捕獲，在接收到MS詢問信號后將捕獲信息傳輸給MS，依據(jù)剩余能量信息MS選擇節(jié)點能量較多地點作下一次移動目的地。MS策略在應(yīng)用中其目的地停留時間經(jīng)過精確計算，在平衡能量消耗的同時可以實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)壽命最大化。

3.2 MR策略

在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用MR策略，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2。

該策略下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分三層，分別為普通節(jié)點層，執(zhí)行數(shù)據(jù)感知作業(yè)，第二層為MR層，承擔(dān)著數(shù)據(jù)收集與數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)工作，將獲取數(shù)據(jù)傳輸給AP，第三層屬AP層，承擔(dān)MR數(shù)據(jù)接收工作，并將所收集的數(shù)據(jù)信息與sink節(jié)點進(jìn)行同步。

圖2 應(yīng)用MR策略的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

四、基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的無線傳感器節(jié)能策略

基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的無線傳感器節(jié)能策略主要包括數(shù)據(jù)預(yù)測及高效能數(shù)據(jù)采集兩個模塊，其在降低感知子系統(tǒng)能耗方面應(yīng)用廣泛。

4.1數(shù)據(jù)預(yù)測

通過數(shù)據(jù)預(yù)測，可以將源節(jié)點發(fā)送給sink節(jié)點的數(shù)據(jù)量進(jìn)行有效降低，從而在很大程度上降低通信子系統(tǒng)能耗。在低階AR基礎(chǔ)上進(jìn)行PAQ數(shù)據(jù)預(yù)測模型構(gòu)建。在布置傳感器初期，感知節(jié)點執(zhí)行數(shù)據(jù)采樣，并將其采樣值進(jìn)行隊列存儲，當(dāng)隊列存儲滿之后，感知節(jié)點以時間序列進(jìn)行PAQ模型計算，并將該模型向sink節(jié)點發(fā)送。感知節(jié)點數(shù)據(jù)采集與模型預(yù)測數(shù)據(jù)執(zhí)行對比，如預(yù)測值符合標(biāo)準(zhǔn)要求則認(rèn)定模型有效，如預(yù)測值偏差較大，則應(yīng)更換模型。采取這種工作方式，只要求感知節(jié)點向sink節(jié)點傳遞PAQ模型，無需進(jìn)行采樣值傳輸，從而實現(xiàn)了無線傳感器節(jié)能。

4.2高效能數(shù)據(jù)采集策略

提高數(shù)據(jù)采集效率，能夠有效降低采樣數(shù)量并降低感知子系統(tǒng)能源消耗。較為典型的高能效數(shù)據(jù)采集策略如Backcasting，其策略應(yīng)用空間聯(lián)系進(jìn)行采樣數(shù)量控制。其策略要求在節(jié)點間采樣值差異偏大的區(qū)域范圍內(nèi)，將更多節(jié)點激活并進(jìn)行感知。因一定區(qū)域內(nèi)開始節(jié)點處于睡眠狀態(tài)，實現(xiàn)節(jié)點激活需經(jīng)過以下操作：第一，進(jìn)行部分節(jié)點激活，并將部分節(jié)點作為初始化節(jié)點子集，通過部分節(jié)點進(jìn)行環(huán)境感知并劃定子區(qū)域，子區(qū)域節(jié)點自組織成簇，由簇頭進(jìn)行節(jié)點激活評估并將評估結(jié)果發(fā)送給sink節(jié)點；第二，當(dāng)區(qū)域內(nèi)空間聯(lián)系降低時，sink節(jié)點發(fā)送激活信號給簇頭，按照信號要求簇頭將區(qū)域內(nèi)相應(yīng)節(jié)點進(jìn)行激活。

五、結(jié)語

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在搶險救災(zāi)、環(huán)境監(jiān)測、目標(biāo)跟蹤及工業(yè)控制等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，其是由大量微型傳感器節(jié)點構(gòu)成，節(jié)點以電池為基礎(chǔ)能耗，一旦能耗殆盡則無法實現(xiàn)其相應(yīng)功能。為此，進(jìn)行無線傳感器節(jié)能策略研究則具備著重要的現(xiàn)實意義。在分析無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其節(jié)點構(gòu)成的基礎(chǔ)上，提出基于工作周期、基于移動性與基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的三種節(jié)能策略，并對其策略工作模式及工作協(xié)議進(jìn)行探究。實踐證明，采取綜合的節(jié)能策略，能夠有效提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期，實現(xiàn)更好的現(xiàn)實效益。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]姚蘭，曾鋒.基于最大覆蓋集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能策略研究[J].計算機(jī)工程與科學(xué)，2013，35（4）：47-52.

[2]掌明，王經(jīng)卓，董自健等.基于分簇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC節(jié)能算法[J].計算機(jī)工程，2012，38（15）：70-73.

[3]廖翊丞.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)能數(shù)據(jù)收集技術(shù)研究[D].廣西大學(xué)，2014.

[4]王莘.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能策略分析[J].電子測試，2013，（14）：45-46.

[5]趙斌潔，陳光喜.一種基于移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集協(xié)議[J].桂林電子科技大學(xué)學(xué)報，2012，32（4）：316-319.

[6]王越，萬洪.一種節(jié)能的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多跳自適應(yīng)時間同步算法[J].傳感技術(shù)學(xué)報，2013，（11）：1557-1563.

篇10

隨著艦船綜合電力系統(tǒng)（integrated power system，IPS）的不斷發(fā)展，中壓直流（medium voltage direct current，MVDC）配電方式以其靈活高效的特點受到廣泛關(guān)注，相比中壓交流（medium voltage alternating current，MVAC）配電方式更具優(yōu)勢[1-2]。近年來提出的新型MVDC環(huán)網(wǎng)模型[3]可以極大地提高M(jìn)VDC系統(tǒng)的供電效率和可靠性。MVDC電力系統(tǒng)主要包括發(fā)電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、混合儲能系統(tǒng)、常規(guī)負(fù)載和脈沖負(fù)載等。

高功率脈沖負(fù)載的上艦應(yīng)用給MVDC的穩(wěn)定性帶來新的挑戰(zhàn)。文獻(xiàn)[4-5]詳細(xì)探討了艦船脈沖負(fù)載的工作特點，并列舉了幾種典型艦船脈沖負(fù)載，如電磁彈射裝置、電磁軌道炮、脈沖雷達(dá)等。由于發(fā)電機(jī)無法在短時間內(nèi)對大功率作出動態(tài)響應(yīng)，所以有必要引入混合儲能系統(tǒng)，由高功率密度的超級電容響應(yīng)暫態(tài)過程，高能量密度的鋰電池響應(yīng)穩(wěn)態(tài)過程，充分發(fā)揮它們的互補(bǔ)優(yōu)勢[6]。

儲能系統(tǒng)與直流電網(wǎng)之間能量流通的關(guān)鍵是雙向DC-DC變換器。隨著艦船裝備容量和電壓等級的提升，傳統(tǒng)雙向DC-DC變換器已難以滿足配電需求。雙有源橋（dual active bridge，DAB）變換器以其電氣隔離、電壓變比靈活、雙向傳輸、易實現(xiàn)軟開關(guān)、功率密度高、模塊化結(jié)構(gòu)等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于航空電源、電動汽車、分布式發(fā)電領(lǐng)域，在艦船MVDC電力系統(tǒng)中也受到重點關(guān)注[7-11]。

目前，針對DAB變換器的研究大多集中于拓?fù)鋵用妫饕袃蓚€方向：一是采用改進(jìn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和軟開關(guān)策略，但會損失DAB變換器的對稱性[12];二是改進(jìn)控制方法，通過多自由度移相控制算法來改善DAB變換器的環(huán)流特性，減小電流應(yīng)力，提高功率傳輸能力[13]。然而，對DAB變換器系統(tǒng)控制層面的研究較少。文獻(xiàn)[14]探討了DAB變換器的大、小信號建模，但未進(jìn)行閉環(huán)補(bǔ)償設(shè)計;文獻(xiàn)[15]提出了DAB變換器直接功率控制策略，具有優(yōu)越的動態(tài)響應(yīng)效果，但未結(jié)合具體應(yīng)用場景進(jìn)行討論;文獻(xiàn)[16]探討了一種應(yīng)用于交流電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)，采用了基于DAB變換器的AC-DC-DC雙向變換器，以保證DAB變換器電壓變比匹配。直流電網(wǎng)中基于DAB變換器的儲能系統(tǒng)研究，大多未關(guān)注DAB變換器的實際工作特性，有些采用了簡化模型，但與實際情況存在較大偏差。文獻(xiàn)[11]將DAB變換器作為電力電子配電變壓器應(yīng)用于船舶MVDC系統(tǒng)中，并給出了詳細(xì)的控制策略，但未結(jié)合儲能系統(tǒng)進(jìn)行討論。文獻(xiàn)[17]研究了基于DAB變換器的儲能系統(tǒng)在脈沖負(fù)載工況下的能量管理，采用超級電容平復(fù)母線波動，但未結(jié)合DAB變換器的實際工作特性;文獻(xiàn)[18]提出了一種基于DAB變換器的具有高度電壓變比靈活性的混合儲能系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)功率分配策略來應(yīng)對分布式發(fā)電中負(fù)載功率突升突降，但未涉及儲能系統(tǒng)端電壓變化的討論。

在混合儲能系統(tǒng)中，鋰電池與超級電容端電壓隨荷電狀態(tài)的變化存在巨大差異[19-20]，鋰電池具有充放電線性平臺，端電壓相對穩(wěn)定，而超級電容不具有線性平臺，端電壓變化范圍寬，對系統(tǒng)影響較大。

本文以基于DAB變換器的艦船MVDC混合儲能系統(tǒng)端電壓為優(yōu)化目標(biāo)，分析DAB變換器的工作特性以及閉環(huán)控制，針對超級電容端電壓變化范圍寬和在脈沖負(fù)載工況下傳統(tǒng)功率分配策略屬于開環(huán)分配的缺點，引入混合儲能系統(tǒng)功率比h，建立鋰電池與超級電容功率傳輸之間的聯(lián)系，提出一種新型動態(tài)補(bǔ)償功率分配策略。采用直接功率控制進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明該策略不僅能平復(fù)脈沖負(fù)載投切對系統(tǒng)的沖擊，還能實現(xiàn)閉環(huán)功率分配，主動限制超級電容端電壓。