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节能控制论文赏析八篇

时间:2022-07-03 01:15:08

节能控制论文

节能控制论文第1篇

据资料统计,在有空调设备的民用建筑内,照明能耗达到30%,如果民用建筑内没有空调设备,则照明能耗高达70%。照明系统的能耗主要来源于电光源及控制,同时受到环境反射系数以及灯具光效比的影响,照明系统的能耗更大。

供配电、变配电、照明各系统分别运用从以下几种节能方法,实施节能控制措施:合理设计供配电系统、正确选择变压器、改善功率因数。

供配电系统节能方法及控制措施

选择合理的线路。截面较大的导电线缆可以节能,但同时也增大了投资,然而,截面较小的导线电缆使用寿命较短、可靠性低、存在安全隐患,并也潜在巨大的经济损失。所以在设计线路时要以降低线缆损耗为基本原则。电流在线路输送过程中不可避免的要产生功率损耗,当线路本身电阻R在输电电流不变时,输送线路越长则线路本身阻值会越大,从而产生的能耗也就越大。为了降低线路带来的电能损耗,要选用电阻率小的导线,这样可以最大程度上降低线路本身电阻值带来的影响。同时也要尽量减少传输线路的导线长度,线路要尽可能地走直线而非弯路,尽量不走或者少走回头路。

选择合理的供电电压等级。一般来说,输电线路的输电容量及距离和输电线路所能承载的电压强度成正比,电压越高,输送电量越大,输送距离也越远。在一定的电压强度下,如果远距离输送的话,只能输送较少的容量,同理,要输送大容量的电能只能近距离输送。根据供电距离、负荷容量和用电设备等来选择合适的供电电压等级,并合理地设计供配电系统。供电电压强度越大,线路电流则越小,这样一来,输送线路上的电能损耗就越低。变配电所要尽可能地接近负荷中心,通过这样方法来降低线路损失和缩短供电的半径。在一定的供电电压范围内,一般来说提高供电电压等级便可以实现节能,但与此同时要承担更大的投资风险,因此基于多方面的考虑,要选择合理的供电电压等级[1]。

以高速公路隧道供配电系统为例,高速公路隧道不同的设计者对隧道供配电系统的设计方案存在不同,但较多的设计方案在供配电系统方面做得不到位。比如,一些设计人员为避免高速公路隧道内环境污染严重,常将隧道变电所设置在隧道洞口外面,这不可避免地会造成隧道内配电电缆长距离供电而产生功率损耗。而且隧道内使用的变压器存在“大马拉小车”的现象,致使变压器负载在10%至30%左右,加之,高速公路隧道内专门的供配电技术研究较少,这都造成了高速公路存在大量的能耗。

变配电系统的节能方法及控制措施

合理地选择变压器。变压器参数能直接反应其运行状态和空载中的损耗大小,因此在选择变压器的时候要合理选择变压器各项参数,以保证使用低损耗的变压器实现节能。一般来说,低损耗的变压器首选高导磁优质冷轧晶粒取向硅钢片制造,这类变压器质量轻、抗冲击、低能耗且效率高,在降低运行费用和节电方面具有显著的效果。民用常用的变压器是D,yn11接线变压器,但这类变压器在使用过程要注意:提高单相短路电流,确保低压单相接地保护装置动作灵敏度高;限制三次谐波的含量等。

合理地选择电动机。降低电动机能耗的主要方法是提高电动机功率因数和工作效率。一般工业电动机中常见异步电动机,异步电动机的功率因数和工作效率是其最重要的两个经济指标,两者有着密切的关系,因此在改善功率因数的同时也改善了电动机的工作效率。异步电动机的无功功率一般占工厂去也总无功率70%以上,在其空载或者轻载的时候,其功率因数极低,仅有0.2~0.3,而满载的情况下功率因数则很高,高达0.85~0.89。因此,要选用合适的异步电动机,确保其容量不过大,尽量使其满负荷运行。

加大供配电系统功率因数

综合供配电和变配电系统的能耗情况,可以得出改善系统功率因数可以有效实现系统节能。文章前面提到输电线路损耗包括线路无功功率引起的损耗及有功功率引起的损耗两部分。线路传输有功功率是必须的,在供配电的系统中一些设备,比如变压器、电动机以及灯具的镇流器等因其具有的电感性从而会产生一些滞后无功电流,无功电流在高低压线路传输中,无形之中会加大线路功率损耗[2],因此而产生的损耗可以通过以下两种方法避免:

降低用电设备的无功损耗,提高设备的功率因数。精良选用功率因数较高的用电设备,比如同步电动机,电感性的用电设备则可以选择使用带有补偿电容器的用电设备等。

采用静电电容器进行无功补偿。电容器产生的超前无功电流可以抵消用电设备产生的之后无功电流,从而可以有效地提高功率因数,与此同时,在设计过程中选用低压分散补偿、高压集中补偿或者低压成组补偿等方法降低线路整体的无功电流,具体补偿方法要根据具体情况进行选用。

照明系统的节能方法及控制措施

节能控制论文第2篇

关键词:纺织空调,自动控制系统,定露点调节方案,变露点调节方案

 

纺织空调自动空调控制系统通常采用PLC/DDC控制单元。通过对车间空气的温度、湿度、焓值等参数测量和比较,对新回风比例、一次加热量、喷水温度、再热量、送回风机的风量进行调节,从而达到稳定车间温湿度参数、实现最大限度节能的目的。根据纺织厂特点,空调自动控制系统通常采用定露点调节和变露点调节方案,介绍如下。

一、定露点调节方案

1、定露点调节方案简介

定露点调节方案是指通过PLC/DDC控制系统,通过保持恒定的送风露点,来控制车间的温湿度。这种调节方案是一种应用较多的方法。

纺织车间由于余热量变化较大、余湿量基本不变,室内热湿比接近无穷大。,变露点调节方案。空调室送入车间的空气状态变化过程接近等湿线变化,这就为定露点送风控制提供了条件。在某一个特定的时期内,只要送风机器露点保持稳定,就可利用改变送风和二次回风比的方法,控制室内温湿度。

2、定露点调节方案中机器露点的控制

(1)利用改变喷水温度控制送风露点

由于负荷的变化引起送风露点变化时,调节器按一定的调节方案输出控制信号,控制电动调节阀,调节循环水的开度,利用改变冷(热)水和循环水的混合比,将露点温度控制在给定的范围内。

(2)利用改变新回风的混合比、喷淋循环水的露点控制方法

当采用调节新回风比,并在喷水室内喷淋循环水进行露点控制时,利用空调室露点温度计检测机器露点。根据露点温度测量值和调节器的设定值进行比较,根据露点温度的偏差,调节器按一定的规律输出控制信号,由电动风阀调节新回风比,使新回风混合点在某一时期内稳定在某一等焓线上,利用喷淋循环水等焓加湿的方法稳定机器露点。

由于纺织空调的特点,利用定露点进行送风调节是一种应用较多的方法,介绍如下。,变露点调节方案。

3. 定露点调节方案

定露点调节方案可分为定风量调节和变风量调节。定风量调节是指向车间送风量保持一定的情况下,送风露点保持恒定;变风量调节是指向车间输送风量发生改变,但送风露点仍然保持恒定。

(1)定风量调节

机器露点确定以后,若采用定风量调节方法,这时可以采用调节二次回风比的方法,调节向车间送风的状态点,达到控制车间温度和相对湿度的要求,如车间温度升高,相对湿度下降,则减少二次回风比;反之应增大二次回风比。

(2)变风量调节

机器露点一定,若采用变风量调节方法,这时空调室可以根据车间负荷引起的车间温湿度变化,输送同一露点的空气,采用不同的风量,达到温度车间温湿度的要求。

当车间温度升高,相对湿度降低时,则增加送风量。,变露点调节方案。反之,当车间温度降低,相对湿度升高时,则降低送风量。

纺织车间由于某一时期喷淋水的温度一定,而且大多数企业感到冷量不足,因此机器露点在某一时期一般稳定在一个温度范围之内,这时采用定露点变风量的控制方法可较好地稳定车间的温湿度,由于送风量的变化有较好的节能效果,因此定露点变风量的控制方法在多数纺织企业得到了应用。

二、变露点调节方案

1、变露点调节方案简介

变露点调节方案是指通过PLC/DDC控制系统,通过保持变化的送风露点,来控制车间的温湿度。,变露点调节方案。这种调节方案是一种逐步得到推广应用的控制方法。

对于室内相对湿度要求较严格、室内产湿量变化较大的场所,可以在车间直接设置温湿度传感器,利用车间温湿度直接和控制器的设定参数相比较,给出控制信号,控制相应的调节结构。这种直接根据室内温湿度偏差进行调节,采用浮动机器露点、并辅以送风量调节的方法,来平衡车间扰动因素的影响,称为变露点控制方法,或称为直接控制法。它与定露点相比,具有调节质量好、适应性强、节能环保的优点,目前已逐渐得到广泛的应用。

2、变露点调节方案调节原理

变露点控制的工作原理如图1所示。假定室内余热量恒定而余湿量变化,则热湿比将发生变化。当热湿比为时,送风露点为;如果余湿减少,热湿比增加为,则送风应增加含湿量,相应的送风露点应升至;如果余湿增加,热湿比减少为,则送风应减少含湿量,相应的露点应降至。这时可以采用改变送风量,或二次回风比的方法控制车间温湿度。可以看出,当余湿变化时,只要改变送风状态露点温度就能满足被调对象相对湿度不变的要求,这就是变露点控制方法的调节原理。,变露点调节方案。

在冬季,若车间需要加热时,车间热湿比线为εD,可以采用二次加热的方法达到室内热湿比εD需要的送风状态点。

随着自动控制技术的发展和计算机技术的应用,空调自动控制已成为纺织空调节能控制的重要手段之一,采用计算机强大的处理能力,可同时实现新回风比调节、喷水温度控制、变风量调节等内容,并可逐时根据空气调节室外气候分区和车间温湿度控制范围确定最节能运行方案,实现大幅度节能。,变露点调节方案。

三、结论

本文总结了纺织空调中两种调节方案:定露点调节方案和变露点调节方案。定露点调节方案是指通过PLC/DDC控制系统,通过保持恒定的送风露点,来控制车间的温湿度,这种调节方案目前应用较多。变露点调节方案的送风露点则可以变化,它的调节质量好、适应性强、节能环保,目前已逐渐得到广泛的应用。

节能控制论文第3篇

关键词:VVVF,变频控制,自动扶梯,节能

 

一、扶梯控制的三种主要方式

1、自动运行:在扶梯上下口处安装传感器(传感器可用光电、压力等),当传感器检测有乘客进入(距梳齿板1.3米左右),扶梯启动运行,如乘客继续进入,一直以额定速度正常运行。如在预先设定的时间内没再检测到有乘客进入或扶梯出口侧传感器检测到最后一个乘客离开扶梯后,扶梯将自动停。待有乘客进入时,扶梯再投入运行。,节能。。

2、Y-Δ运行(E C O方式):利用Y-Δ启动装置,扶梯投入运行后,如处于空载或轻载时,控制系统将驱动电机从Δ型自动切换到Y型运行以节约能耗。当扶梯负载增加后,再自动转成Δ型运行。

3、变频运行(V V V F方式):在扶梯出入口踏板下安装传感器与变频器。扶梯通过启动变频器开始运行,当达到1 0 0%(0.5m/s)额定速度运行后,如无乘客,扶梯由100%额定速度自动降为20%(0.1m/s)速度爬行(可自行设定扶梯在20%速度下运行一段时间仍无人乘梯,扶梯自动平缓地停梯)。如扶梯入口处传感器检测到有乘客,就给变频器一个信号,扶梯平缓地升至100%额定速度运行,如乘客继续进入,扶梯一直以额定速度正常运行。如在预先设定的时间内传感器没再检测到有乘客,传感器就不再给变频器信号,扶梯将自动转至节能的爬行速度运行,从而达到节能的目的。

比较3种节能运行方式,自动运行节能效果突出,控制方式简单可靠,但扶梯频繁启停,严重影响寿命;Y-Δ运行有节能效果(理论上可节电30%左右),但扶梯启动后,一直以额定速度连续运行,增加了扶梯的耗损;V V V F运行节电效果明显(理论上可节电60%左右,尖峰电流比无变频器扶梯减小可达8 0%左右),与自动运行相比没有频繁启动问题,扶梯磨损小,并且爬行速度运行时可提示乘梯方向。下面是两台同型号自动扶梯(H=4.5m;V=0.5m/s;θ=30°;W=1000mm),分别采用Y-Δ和V V V F运行方式的对比情况。

Y型空载额定速度运行,功率为:1.95Kw+1.61Kw+1.88Kw=5.44Kw

全年的耗电量(kwh)为:5.44Kw×3.2min/6min×20hr×365day=21180(kwh)

V V V F型空载2 0%额定速度运行,功率为:0.35Kw+0.5Kw+0.3Kw=1.15Kw

全年的耗电量(kwh)为:1.15Kw×3.2min/6min×20hr×365day=4477(kwh)

如上述V V V F与Y-Δ运行相比,节能效果十分明显,理论上一年节能:21180-4477=16703(kwh),一年节约电费:16703(kwh)×0.52元/(kwh)=8686元(以0.5 2元/k w h计算),所以自动扶梯采用变频控制运行,具有良好的节能和经济效益。

综上述,变频运行因用变频启动,避免了Y-Δ启动产生很大的启动电流,保证扶梯启动的平滑、舒适。而且无人乘梯扶梯以爬行速度运行时,即节约电能,减小扶梯损耗;也为即将进入扶梯的乘客提示运行方向,对客流早晚高峰和低峰变化较为明显,且长时间连续使用扶梯的场合较为适用。自动运行因控制方式简单,需增设软启动装置,适合老扶梯的节能改造。

二、V V V F型电梯基本控制原理

随着经济的发展,变频调速器以其优越的性能被应用于众多领域,特别是节能效果越来越被人们重视。V V V F型电梯因具有变频调速控制运行性能已开始取代继电器控制、交流调速电梯。V V V F型电梯基本控制原理如下:

根据电机学理论,交流电动机的转速公式为:n=60×f×(1-s)/p(式中:f为定子的电源频率;p为极对数;s为转差率;n为转速)。交流双速梯的调速方法是改变p以改变电机转速;交流调速梯的调速方法是调定子绕组电压大小以改变s;改变定子电源频率f也可达到调速目的,但f最大不能超过电机额定频率,电梯作为恒转距负载,调速时为保持最大转距不变,根据转距公式:M=C mφI c o sφ(式中:C m为电机常数;I为转子电流;φ为电机气隙磁通;c o sφ为转子功率因数),必须保持φ恒定。又根据电压公式:U=4.4 4f Wkφ(式中:U为定子电压;f为定子电压频率;W为定子绕组匝数;k为电机常数),必须保持U/f为常数,即:变频器必须兼备变压、变频两种功能,简称为VVVF(Vary Voltage Vary Frequency)型变频器。,节能。。,节能。。

三、扶梯的应用和发展

当今扶梯进一步向着高科技、节能、智能化的方向发展,变频器在扶梯领域的应用更广泛。以迅达公司自动扶梯为例,自动变速驱动有如下三种方式。

相控调速:具有软启动、正常运行和检修运行速度(以50%额定速度运行)功能。,节能。。但检修运行速度使用有一定限制(每运行5分钟,须停1 0分钟)。

标准变频器:仅在扶梯负载60%额定功率以下时工作,具有相控调速功能、爬行运行(2 0%额定速度运行)、检修运行速度功能,检修运行无限制。

变频器加:扶梯开始运行,该装置一直工作,具有标准变频器功能和附加运行速度(高峰时,扶梯以最大速度运行)功能,但需附加控制屏。

多数情况下,扶梯运行于2/3额定载客量以下,如以1 0 0%电机功率配置变频器,当扶梯100%负载运行时,变频器处于短路状态不起作用。此时可将变频电路设计成旁路变频,按6 0%电机额定功率配置变频器。如电机额定功率为1 1 K w,则变频器的功率为7.5 K w。当扶梯运行于负载的6 0%额定功率以下时,电机通过变频器工作;当负载增加至100%时,控制系统就将电机切换至工频电网供电。可大大降低变频器的初期投资成本,而且具有较好的性能价格比。

自动扶梯安装标准G F U变频系统后的工作原理如下:扶梯开启后,在变频器驱动下平缓启动加速到额定运行速度0.5m/s。当乘客不断增加达到负载的6 0%额定功率时,扶梯切入至电网直接供电,以额定速度运行,当扶梯负载下降至负载的6 0%额定功率以下时,则扶梯切换到变频器供电。如在预先设定时间内扶梯入口处的扫描传感器未检测到有乘客进入,则扶梯平缓地转入爬行速度0.1 m/s运行。当检测有乘客进入时,扶梯加速到0.5m/s运行,扶梯处于上行状态,随着乘客不断增加致负载达到60%额定功率时,驱动电机切入至电网直接供电,此时电机不受变频器驱动;扶梯处于下行状态随着乘客不断增加,负载增加到一定程度时,电机进入发电状态被连接到电网电源,此时电机不受变频器控制。如乘客继续进入,则扶梯将以0.5 m/s的速度稳定运行且始终不受变频器控制。如在预先设定的时间段内没再检测有乘客,那么扶梯转到变频器驱动,减速到爬行速度运行。,节能。。

四、结束语

本文通过对自动扶梯几种运行方式比较,介绍了变频调速控制运行方式的工作原理及实际应用和发展。自动扶梯采用变频调速方式控制运行,具有启动平稳、节能和检修运行功能。,节能。。扶梯启动时,避免产生很大的启动电流;无人乘梯时,由额定速度转为低速运行,即节约能源、减小机械磨损,也为乘客提示运行方向;扶梯检修时,检修运行功能保证了扶梯检修精度。

参考文献:

1、OTIS、506型扶梯参考质料.

2、王延才、王伟《变频器原理及应用》机械工业出版社.

节能控制论文第4篇

论文关键词:MATLAB,BP神经网络,污水处理,溶解氧

 

0、引言

近年来,环境污染日益严重,淡水资源日益匮乏,如何将污水处理后排放或加以利用,已经成为世界各国政府关注的大事。活性污泥法是目前大多数城市污水生活处理厂广泛采用的污水处理工艺,其基本流程包括粗格栅及提升泵房、细格栅及沉砂池、配水计量井、CASS反应池、计量井、接触消毒池等,处理工艺图如图1所示。在曝气作用下机电一体化论文,CASS反应池中的污水得到足够的溶解氧并使存活在活性污泥上的微生物分解可溶性有机物,经过一系列的生化反应,使污水得到净化[1]。

图1 污水处理工艺图

1、控制策略分析与控制器设计

1.1 控制策略分析

CASS反应池中溶解氧浓度的高低直接影响着有机物的去除效率,也就相应的影响了出水水质。如果溶解氧浓度过低,供氧不足,会使微生物代谢活动受影响,微生物净化功能降低,使生化反应不够充分,出水水质达不到标准;如果溶解氧浓度过高,氧的转移效率降低,动力费用增加。曝气池中影响溶解氧浓度的因素众多,主要有进水水质化验值(BOD,COD,TP,TN机电一体化论文,SS)和进水流量等免费论文。所以,在污水处理过程中不同工况下都能够对溶解氧浓度进行快速有效的控制,对整个污水处理过程具有重大的现实意义[2]。

由于对溶解氧浓度的控制是一个大时滞、非线性、多变量的系统,溶解氧浓度数学模型难以建立,所以对溶解氧浓度的传统控制方式存在着控制精度不够高,实时性不够好等缺点。基于规则的传统模糊控制虽取得了比传统PID控制方法好的控制效果,但是,由于缺乏自学习能力,不能在线调整控制规则,自适应能力差,使系统的鲁棒性受到限制。神经网络控制是将神经网络在相应的控制系统结构中作为控制器或辨识器,由于神经网络是从微观结构与功能上通过对人脑神经系统的模拟而建立起来的一类模型,具有模拟人的部分智能的特性,使神经控制能对变化的环境具有自适应性,且成为基本上不依赖于数学模型的一类控制机电一体化论文,所以它在控制系统中的应用具有多样性和灵活性。

1.2 BP网络控制器设计

BP网络是一种多层前馈神经网络,由输入层、隐含层和输出层组成。层与层之间采用全互连方式,同一层之间不存在相互连接,隐含层可以有一个或多个[3]。构造一个BP网络需要确定其处理单元――神经元的特性和网络拓扑结构。神经元是神经网络最基本的处理单元,隐含层中的神经元采用S型变换函数,输出层的神经元可采用S型或线性变换函数。图2所示即为一个典型的三层BP网络结构。

图2 典型三层BP网络结构

设上图BP网络输入层有M个节点,输出层有L个节点,而且隐含层只有一层,具有N个节点。一般情况下N>M>L。设输入层神经节点的输出为ai(i=1,2,……,M);隐含层节点的输出为aj(j=1,2,……,N);输出层神经节点的输出为yk(k=1机电一体化论文,2,……,L);神经网络的输出向量为ym;期望输出向量为yp免费论文。则:

(1)输入层第i个节点的输入为

式中xi(i=1,2,……,M)为网络的输入,θi为第i个节点的阈值。

(2)隐含层的第j个节点输入为

式中wij和θj分别为隐含层的权值和第j个节点的阈值。

(3)输出层第k个节点的输入为

1.3 BP网络学习算法的步骤

(1)初始化:置所有的加权系数为最小的随机数。

(2)提供训练集:给出顺序赋值的输入向量和期望的输出向量。

(3)基数按实际输出:计算隐含层和输出层各神经元的输出。

(4)计算期望值与实际输出的误差。

(5)调整输出层的加权系数。

(6)调整隐含层的加权系数。

(7)返回步骤(3),直到误差满足要求为止。

2、BP网络控制器的MATLAB实现

2.1 BP网络模型的建立与训练

由于待处理的污水组成成分复杂,对溶解氧浓度的影响并不是一两个因素,根据污水的主要污染物组成的特点,我们选取了最具代表性和普遍意义,具有关键控制作用的几个进水参数,即选取进水的BOD5、COD、SS、TN、TP以及进水流量作为输入层的输入节点,输出节点即为溶解氧浓度。

通常隐含层的数目及隐含层神经元数目决定着神经网络的运算速度、存储空间和收敛性质。太多或太少的隐含层都会导致神经网络的收敛性变差,这是因为过少的隐含层处理单元数目不足以反映输入变量间的交互作用,因而误差较大机电一体化论文,而数目过多,虽然可以达到更小的误差值,但因网络较复杂,从而收敛较慢[6]免费论文。有研究表明,当隐含层为1―2层时,网络的收敛性最佳。本系统采用1层隐含层。

首先确定BP网络训练的样本数据,本文对BP神经网络控制器进行训练和检验的数据,是采用某污水处理厂一个月中每天中午十二点的采样数据,其中5号、10号、15号、20号、25号、30号这6天的数据进行验证网络的输出,其它24天的数据进行对神经网络的训练。

其次建立网络并对网络进行训练。首先将训练数据和检测数据导入到工作空间,生成p1和t向量用来训练网络;生成p2向量和test_target向量,用来通过仿真检测网络的性能。然后通过命令生成一个隐含层包含5个神经元,输出层包含1个神经元的BP网络;第一层传递函数是tansig(),第二层传递函数是线性的,训练函数选取为traingd()。设置好训练次数、误差精度、学习率等参数机电一体化论文,开始训练网络。MATLAB中部分程序代码如下所示:

net = newff(minmax(p1),[5,1],{‘tansig’,’purelin’},’traingd’);%生成一个BP网络

net.trainParam.show= 20; %每隔20次显示一次

net.trainParam.lr= 0.01; %学习率设为0.01

net.trainParam.mc= 0.9; %动量因子设为0.9

net.trainParam.epochs= 100; %最大训练次数设为100

net.trainParam.goal= 1e-2; %训练要求精度设为0.01

[net,tr] = train(net,p1,t); %开始训练网络

网络训练过程如图3所示,从图中可以看到,网络训练在20个步长之后就将误差训练到小于0.01了。

图3 网络的训练过程

2.2 仿真结果分析

网络训练完毕,然后通过仿真验证,验证之后得出的实际值、网络输出值和误差的数据对比如图4所示。从图中我们可以看到,网络的仿真检测输出和实际输出之间的误差很小,说明设计的BP网络控制器性能稳定,能够满足实际应用的性能要求,对溶解氧浓度的控制能够起到比较精确的控制效果。

图4 实际值、网络输出值和误差值的对比

3、控制系统实现

3.1 硬件系统设计

根据工艺要求,甘肃靖远污水处理厂采用三个控制站,针对CASS池部分的控制站使用的PLC是AB系列的Logix 5561;模拟量输入模块为1756-IF16,采集现场BOD5、COD、SS、TN、TP以及进水流量等传感器数据;模拟量输出模块为1756-OF8,输出给定鼓风机变频器的频率大小。

3.2 软件系统设计

一般的污水处理控制系统都是采用PLC和上位组态软件来进行控制的,而PLC和上位组态软件编程方式的局限性,使得它们不能进行神经网络控制算法的编写机电一体化论文,只能实现一些简单的控制方法;MATLAB能很容易的实现神经网络的算法编写,但是不能够进行组态免费论文。如何将MATLAB和PLC结合起来实现BP神经网络对溶解氧浓度的控制是本系统的关键所在,这就要用到OPC协议来实现上位机中的MATLAB与下位机PLC之间的数据交换,才能将MATLAB中设计好的BP神经网络控制器用到系统中。在本系统中,我们将PLC采集来的BOD5、COD、SS、TN、TP以及进水流量等现场数据,通过OPC协议送入到MATLAB工作空间,经过MATLAB中的BP神经网络控制器处理,得出鼓风机变频器需要的频率大小,然后将结果再通过OPC协议送回到PLC,经过模拟量输出给到变频器,通过调节鼓风机频率的大小来调节鼓风量的大小,最终调节CASS池中溶解氧浓度的大小。PLC与MATLAB通过OPC协议进行数据交换的部分m程序如下所示:

da = opcda (‘localhost’,‘RSLinx OPC Server’); %建立OPC数据访问对象模型

connect(da); %连接到服务器

grp = addgroup (da); %建立组对象模型

item1 = additem (grp,‘[plc]temp1’); %建立数据项模型

r = read (item1); %读item1数据结构,并把值赋给data

data = r.value;

item2 = additem (grp,’[plc]temp2’);

write (item2,0); %向item2中写入数据0

disconnect (da); %断开OPC连接

delet (da); %删除OPC数据访问对象

3.3 上位组态监控设计

本控制系统上位组态软件采用组态王。在组态王设计的监控操作画面中,可以实现手动/自动切换、给定值输入、参数输入、数据显示、画面切换等功能,使操作人员很容易的对控制系统进行操作和管理。另外,利用组态王还可以完成监视器显示所需的现场设备监控画面机电一体化论文,如系统状态图、硬件报警、工艺报警、模拟量趋势、对比趋势、操作日志、报表输出等,可直观、动态地显示出现场各部位重要参数的变化。图5所示为CASS池监控画面:

图5CASS池组态监控画面

4、结束语

本文通过对污水处理CASS池中溶解氧浓度控制要求的深入分析,对比阐述了传统控制方法的局限性以及BP神经网络的优越性,通过在MATLAB环境下设计BP神经网络控制器,并对其进行训练仿真,得出合理的BP网络控制器。最后通过OPC协议进行MATLAB与PLC之间的数据交换,将MATLAB环境下的BP神经网络运用到实际的污水处理控制系统中,通过实际运行观察,控制效果非常理想,降低了成本,提高了效率。

参考文献:

[1]胡玉玲,曹建国,乔俊飞.活性污泥污水处理系统的模糊神经网络控制[J].系统仿真学报,

2005,17(10):2541-2544.

节能控制论文第5篇

关键词:伺服系统设计过程仿真和性能评估控制理论

中图分类号:TN95 文献标识码:A

伺服系统设计

伺服系统的设计方法通常有时间响应分析方法、根轨迹法和频率响应分析法三种。伺服系统设计的主要技术指标有:工作范围、稳定性、过渡过程品质、系统精度、动态响应能力等。我们在实际应用过程中,可以分静态设计和动态设计两步进行,这里主要阐述动态设计。

伺服系统动态性能指标

伺服系统的动态设计的目的是通过选择适当的控制算法,以使系统的闭环特性满足伺服系统的主要性能指标:

稳定裕量。

伺服带宽和过渡过程品质、系统截至频率

跟踪误差。

结构谐振特性。

机械传动间隙。

在实际雷达伺服系统中,采用最优控制尽可能的缩短伺服系统的过渡时间,由于最优控制基于的被控对象模型不准确,对框架角速度估计又存在误差,而PID控制对于稳态控制更占优势,因此,实际天线伺服控制中需要采用集成控制策略将最优控制器与经典PID控制器有机结合起来。

控制器交接策略:当小范围稳定时采用PID控制;大角度范围转移时采用了最优控制。

伺服系统固有环节

伺服系统的固有环节主要是指执行元件及其负载,当执行元件及其负载的传递函数的输入是功率放大器的输入电压,输出是天线轴上的转角。

通常我们用动态分析仪来测试伺服系统固有环节的频率特性,通过Matlab对测得的数据进行频率特性分析。

得到系统固有环节传递函数:

其中:为开环增益;为转折时间,为自然频率;为阻尼比

经典PID控制设计

系统模型建立

伺服系统固有环节为“积分+一阶惯性+二阶振荡”形式,为保证系统的指令跟踪精度,控制器采用“一阶滞后超前+PI”形式。典型校正传递函数为:

其中,为校正环节的传递函数,为系统固有环节的传递函数。

选择系统开环截止频率

截止频率的选择是经典PID设计的关键。它的大小影响系统的稳定裕量、跟踪精度和过渡过程品质要求。其选择标准受到伺服带宽的限制:

,其中,

确定系统的开环特性

系统开环传递函数: ,系统固有环节的传递函数通过仿真得到,见式(2.9)。首先,根据“伺服系统动态性能指标”预估,然后通过MATLAB下的sisotool工具详细设计,得到系统开环频率特性,G.M.表示幅值裕度为,P.M.表示相位裕度为。校正传递函数采用双线性离散化方法:,实现在离散系统进行数字控制。

最优控制设计

最优控制理论的基本思想:根据已建立的被控对象的数学模型,选择一个容许的控制律,使得被控对象按预定要求运行,并使给定的某一性能指标达到极小值(或极大值)。从数学观点来看,最优控制理论是求解一类带有约束条件的泛函极值问题。

系统状态方程和初始条件

忽略系统的二阶环节,传递函数(2.9)简化为:

(2.12)

状态变量: 状态方程:,

其中:,,,,, 令,则系统状态方程为 (2.13)

对,控制量满足约束条件

设系统的初始状态为:,;末值状态为:,;性能指标(积分型:最小时间控制):。

最优控制的任务就是对所有,寻找一条最优控制规律

它满足条件,并能将系统由初始状态转移到末值状态,同时使性能指标即为极小。

最优控制设计思路

函数取极小值,得到最优控制

哈密顿函数:

由于,可以得到使函数的必为:

相轨迹图分析

采用控制规律时,由方程(2.13)解得

相轨迹为两族抛物线,相轨迹的最终收敛线:

,其中 (2.17)

根据状态点在相轨迹上位置的不同讨论最优控制轨迹

当系统控制量为或时,分别得到状态点、,在相轨迹上以这两个状态点为最优控制的起始状态,以控制规律,控制最终回到收敛线到达坐标原点。状态点在相轨迹图上有可能出现在以下不同区域,如图2.10所示:

图2.10 最优控制设计图

图2.10中和为收敛线,、为控制量为时可能出现的曲线, 、为控制量为时可能出现的曲线。为当前控制不跨过收敛线的区域,为当前控制跨过收敛线的区域。

状态点在区域时,由或全加速拉回收敛线;

状态点在收敛线上时,按照收敛轨迹控制。

状态点在区域时,通过双点割线法求取适当的使状态点落在收敛线上.

伺服系统控制器仿真

由于伺服系统控制是由数字计算机实现,因此经典PID控制和最优控制集成控制器是由C语言手工代码实现,在Simulink环境下采用S函数对C程序进行封装,嵌入到Simulink环境下进行仿真。

我们以方位通道为例,指令角为的阶跃,实测结果为只采用经典PID控制的响应曲线:超调,过渡过程时间,稳态误差为。

采用集成控制的阶跃响应曲线:超调,过渡过程时间,稳态误差

可见在大角度跳变时,PID控制器为了减小超调采用了限速处理,但是在过渡过程时间上达不到快速性,采用了集成控制以后,系统过渡过程品质满足了快速性和小超调量。

在实际伺服系统中,由于受到机械传动等结构因素的影响,得到的波形可能没有数字仿真理想化,在地面试验过程中,我们还加入了一些限制和保护,使伺服系统控制更加完善。

节能控制论文第6篇

关键词 智能控制系统;CAN总线;智能节点

中图分类号TM56 文献标识码A 文章编号 1674—6708(2012)76—0163—02

0 引言

智能控制系统中,各单元和部件的运行情况复杂,涉及大量的数据交换和实时处理。CAN控制器局域网络为智能控制系统中的各部件、各单元稳定、高效、协调的运行提供了有力的通讯支撑。基于CAN总线的通讯网络在分布式控制或实时控制方面具有优势,主要体现在无论基于高速网络还是多线路网络,多主站可依据优先权进行总线访问、通过接收滤波的多地址帧传送,以及中心控制器可基于优先权进行仲裁等;同时CAN总线具备全系统数据相容性,错误检测和出错信令,暂时错误或者永久性故障节点的判别以及故障节点的自动脱离等优点。很好的满足了现代控制理论对智能控制系统对象分散,处理高速,策略多样的潮流。

1 基于CAN总线的智能控制系统网络结构

整个智能控制系统的双层网络拓扑结构请参照图1,即将智能系统控制分为两层,其中底层为智能控制系统内部各子系统,顶层为智能系统的中心控制器,在底层控制系统中,任意一子系统都有一块微处理器管理该子系统中的各智能仪器,该子系统的微处理器与各智能仪器之间的数据通讯均基于CAN总线,在底层CAN总线网络中各设备的CAN通讯接口和子站控制器CAN通讯接口通过组网构成为底层的CAN总线网络,在顶层系统中,智能系统中心控制器基于CAN总线与各子系统的微处理器进行数据通讯,完成对整个智能控制系统的数据管理和指令控制。中心控制器的CAN总线通讯接口和各子站控制器的CAN总线通讯接口通过组网构成为顶层CAN总线网络。

2 CAN智能节点硬件设计

CAN的智能节点主要由四个部分组成,包括单片微处理器、总线通信控制器、总线收发器、电气隔离装置等。单片微处理器通过控制指令对总线通信控制器进行操作,单片微处理器通过并行端口与总线通信控制器的并行端口对接,将数据放入总线通信控制器的数据存储单元中或者从存储单元中取走数据,总线通信控制器通过其发数据端口与总线收发器数据端口相连,实现从收发器中接收或发送数据。CAN智能节点的硬件电路图请参照图2,总线控制器的A0~A7与单片微处理器的P0接口连接,片选信号CS连接到STC89C54的P2.7端口,当P2.7为0时STC89C54片外存储器地址可以选中SJA1000,SJA1000的WR,RD和ALE分别接STC89C54的对应WR,RD和ALE管脚,RST接STC89C54的P1.7管脚,STC89C54可以根据片外地址操作SJA1000,通过P1.7管脚复位SJA1000,SJA1000的INT管脚接STC89C54的中断0管脚,在系统中通过中断方式实现数据接收。在智能控制系统中,系统的稳定性是极为重要的系统指标,为了增强系统的抗干扰能力,系统从以下五个方面着手解决:第一,在选用微处理器芯片应选择高抗静电(ESD),抗快速脉冲干扰的处理器,同时微处理器内部的电源供电系统,时钟电路和复位电路均经过抗干扰的特殊处理;第二,总线控制器的接收和发送管脚需要通过光耦元件进行电气隔离,滤除CAN总线的干扰信号,在系统设计中,为实现电源隔离,光耦元件的VCC和VDD电源端口,分别采用小功率电源隔离模块。第三,高性能总线收发器总线管脚需进行限流作用,避免总线收发器受过流冲击。第四,总线收发器上有收发管脚上可串联电容实现高频干扰信号滤波。第五、对总线管脚进行过压保护,在总线接入端与地之间分别反接保护二极管,当总线上有较高的负电压时,二极管短路,电压拉低。通过采取上述措施,该智能系统能在电气环境比较恶劣的情况,实现可靠的数据通信。

在CAN智能节点中,82C250作为CAN总线与物理总线的接口,基于微弱的差动信号实现数据的接收和发送。

3 CAN总线通讯模式设计

在基于CAN总线的智能控制系统中,系统通讯分为顶层总线通讯和底层总线通讯两部分,两层网络中具有大量的通讯智能节点,为保证系统的通讯稳定性,系统中的各节点必须遵循一种通讯机制,在这种机制下,可以克服总线上的数据堵塞和冲突,在本文阐述的智能控制系统中,就是通过令牌环通讯的机制进行总线网络间的数据通信。

图3 内部通讯令牌环网络图

如图3所示,在CAN总线网络中,每个CAN智能节点在CAN总线网络中顺序进行编址,每个节点在网络中具有唯一的网络地址。在CAN总线网络上由子系统控制器首先发出令牌指令,令牌按网络地址在节点间高速传递,当某个节点需要数据通讯时,首先主动摘取令牌,摘到令牌成功后,该节点就具备了CAN网络的优先使用权,可以向该网络中任意节点发送数据;当该节点数据传输完毕后,该节点主动交出令牌,将令牌传输给下一网络地址的节点,如果该节点没有数据传输任务,则立刻将令牌传给下一网络地址的节点,当令牌在网络中循环一圈后又回到中心控制器。令牌环通讯流程如图4所示:

4 结论

基于CAN总线的智能控制系统,通过波特率的调整可以在通讯距离和传输速率方面得到优化,并且其具有稳定的通讯性能,较低的成本费用,以及接入总线方便等优点,在基于数据通讯的造纸工业控制领域具有广泛的应用前景,由于造纸工业中涉及大量的实时数据通讯,基于CAN总线的智能控制系统能有效的提高造纸工业过程控制的时效性。

参考文献

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[7]邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,1996.

节能控制论文第7篇

关键词:智能化;中央空调;节能控制;设计

中图分类号:TM08 文献标识码:A 文章编号:

一 前言

随着设备功率和数量的增加,其能耗也不断增大。据统计,我国建筑物能耗约占能源总消耗量的30%。在有中央空调的建筑物中,中央空调的能耗约占总能耗的 70%,而且呈逐年增长的趋势,因此,研究中央空调系统节能技术意义重大,除了强调使用功能完善外,还应重视节能因素,降低投资、运行费用。

二 中央空调节能理论分析

中央空调系统有制冷主机、冷却泵、冷冻泵、冷却塔风机、风机盘管等构成。构成示意图如图1

图一

其中制冷主机通过压缩机让制冷剂迅速冷冻循环水的温度快速降低(一般经过制冷主机制冷后的水温在7℃左右),是中央空调冷源提供的场所;冷冻水泵负责把冷冻水加压到空调系统末端系统;冷却水通过冷却水泵把制冷主机所产生的热量带走,再经过冷却塔把热量释放到空气中,然后回到冷水机组;冷却风机带动空气加速运动,通过空气带走冷却水的热量的同时加快蒸发,让水温降低。温度降低后的冷却水再次循环进入制冷主机,带走制冷主机产生的废热,如此循环。

在该系统中制冷主机往往具备自动调节出水温度的自动控制系统,这样只要合理调节冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机的运行频率、运行台数就可以达到高效节能的目的,其理论分析如下、

根据流体力学原理, 在相似工况下运行时的参数存在以下关系:(1)

其中: Q1、H1、N1、n1: 分别为转速改变前的流量、扬程、功率、转速;

Q2、H2、N2、n2: 分别为转速改变后的流量、扬程、功率、转速。

根据上面公式可以看出,当电机转速下降时,流量按线性关系变化,而电功率按立方关系方式变化,那么根据上面的公式分析,如果我们能根据负载情况实时改变电机的转速即可达到节能的目的。

根据异步电动机原理:n=60f/p(1-s),式中n:转速,f:频率,p:电机磁极对数,s:转差率。

由上式可见,调节异步电机的转速有3种方法,改变电源频率、改变电机磁极对数、改变转差率。在以上调速方法中,变频调速性能最好,调速范围大,静态稳定性好,运行效率高,也最容易控制,所以变频调速也是目前应用最为成熟的。所以在该系统中采用变频调节,达到高效节能目的。

三 中央空调节能模糊控制系统设计

3.1中央空调节能控制系统主电路设计

通过上述理论分析,合理的调节冷冻泵、冷却泵、冷却塔风机的运行频率及运行台数就可以达到合理、高效的节能效果。但常用的变频器的工作模式通常为交-直-交模式,这样在变频器运行过程中就会产生电力谐波,产生的电力谐波不但使接入该电网的设备无法正常工作,甚至造成故障,而且还会使供电系统中性线承受的电流超载,影响供电系统的电力输送。因此谐波在设计过程中假若滤波器、电抗器等谐波吸收装置。通常的主电路(两用一备)为

本图为两台变频器控制三台风机(水泵)控制电路:风机(水泵)是两用一备,变频器1驱动M1或M2,变频器2驱动M2或M3,可以任意启动两台风机(水泵),使用M1时,闭合KM1、根据系统智能控制总柜的启停控制信号启停M1,M1转速根据风机(水泵)1转速控制模拟信号调节。使用M3时,闭合KM14、15,根据系统智能控制总柜的启停控制信号启停M3,M3转速根据风机(水泵)3转速控制模拟信号调节,M1或M3故障时可切换到M2,M2使用方法同M1、3。系统有故障报警指示。其中G.M为电量计量仪表,放表对用能情况进行统计。

3.2中央空调节能控制系统模糊控制软件设计

中央空调系统是一个多变量的、复杂的、时变的系统,其过程要素之间存在着严重的非线性、大滞后及强耦合关系。对这样的系统,无论用经典的PID控制理论或其他现代控制理论和控制模型,都很难实现较好的控制效果。

模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的计算机智能控制,尤其适合于中央空调这样复杂的、非线性的和时变性系统的控制。

基于模糊控制的变频调速技术可以实现中央空调水系统真正意义上的变温差、变压差、变流量运行,使控制系统具有高度的跟随性和应变能力,可根据对被控动态过程特征的识别,自适应地调整运行参数,以获得最佳的控制效果。显然,模糊控制适用于多变性的特点,但正是由于这种多因素的多变性,才构造了体现智能控制行为的输入输出间的复杂非线性关系,也正是凭借着这种复杂非线性,才使得模糊控制卓有成效地控制和克服了被控中央空调的非线性、时变性及不确定性等复杂性,从而达到很高的控制性能,实现中央空调系统的最优化运行。本控制器的硬件构成

其中1、工艺参数采集滤波处理模块,2、协调解析控制模块,3、中央空调寻优算法模块,4、逻辑信号输出模块,5、调节信号输出模块,6、反馈信号采集处理模块,7、冷温泵,8、冷却泵,9、风机,10、调节阀,11、主机,12、触摸屏,13、上位机,14、远程计算机

本装置采用了模糊控制算法对冷/热水系统进行控制。当环境温度、空调末端负荷发生变化时,各路冷/热水供回水温度、温差、压差和流量亦随之变化,温度传感器将检测到的参数送至模糊控制器,模糊控制器依据所采集的实时数据及系统的历史运行数据,实时计算出末端空调负荷所需的制冷量,以及各路冷/热水供回水温度、温差、压差和流量的最佳值,调节各变频器输出频率,控制冷/热水泵的转速,改变其流量使冷/热水系统的供回水温度、温差、压差和流量运行在模糊控制器给出的最优值。

由于冷/热水系统采用了输出能量的动态控制,实现空调主机冷媒流量跟随末端负荷的需求供应,使空调系统在各种负荷情况下,都能既保证末端用户的舒适性,又最大限度地节省了系统的能量消耗。工作流程为下图

系统对中央空调冷却水及冷却风系统采用最佳效率控制。当环境温度、空调末端负荷发生变化时,中央空调主机的负荷率将随之变化,主机冷凝器的最佳热转换温度

也随之变化。模糊控制器依据所采集的实时数据及系统的历史运行数据,计算出主机冷凝器的最佳热转换温度及冷却水最佳进、出水温度,并与检测到的实际温度进行比较,根据其偏差和偏差变化率,利用现代变频调速技术,动态调节冷却水的流量,使冷却水的进、出水温度逼近模糊控制器给定的最优值,从而保证中央空调主机随时处于最佳效率状态下运行。运行流程图为

四 结语

节能控制论文第8篇

中图分类号:G842.2文献标识码:A文章编号:1003-2738(2012)03-0298-02

摘要:现代排球扣球技术更加倾向于对节奏的控制,快节奏已经成了主流。本文运用数据记录和摄像等手段,结合传统教学方法对排球扣球的节奏控制方法进行教学研究。实验结果证明:传统教学法与节奏控制法各有可取之处,排球扣球技术教学中只有将二者很好的结合起来才能达到最好的效果,有了节奏控制法的结合有利于节省教学时间,提高教学效率和学生的积极性,优化教学效果,提高教学质量;从而更好地完成教学目标,为以后的学习打下坚实的基础。

关键词:扣球技术;传统教学法;节奏控制教学法;教学实验

一、引言

节奏贯穿于各项体育运动中,排球就是节奏感很强的运动项目,而排球运动中扣球技术又是最难、最重点而富有很强节奏感的环节,在现实教学中学生往往只是看球打而忽略了节奏的把握,扣球技术掌握的不太好;要学习好扣球技术就要从节奏训练入手,为此,实验结果证明加入节奏控制的教学实验,提高了学生学习的积极性,有利于提高教学效果;培养了学生学习的兴趣,扩大了学生的主动思维,提高了学生分析和解决问题的能力,从而更好的完成教学目标,提高学生的自主学习能力,为以后的学习打下坚实的基础。

二、研究对象与研究方法

1.研究对象。

体育专业2008级、2009级的在校大学生各10人。

2.研究方法。

(1)文献资料法。

本文通过文献检索的形式查询了相关文章十余篇,为文章的写作提供了理论支持。

(2) 数理统计法。

通过实验研究得出的数据来得出结论。

(3) 实验法。

通过传统教学法与节奏控制教学法,结合现在教学媒体设备对排球扣球助跑、起跳技术节奏控制进行教学研究。

(4) 比较法。

通过分组分别用传统教学法和节奏控制法进行教学,得出结论。

三、排球扣球助跑、起跳技术节奏控制的影响因素

1.心理素质对节奏控制的影响。

拥有良好的心理素质,是节奏控制的重要影响因素,人的心里想法往往会影响人的动作,能更好的控制心理就能更好的掌握节奏,提高技术水平。

2.身体素质对节奏控制的影响。

拥有良好的身体素质,是节奏控制的保障因素,合理的分配体力能更好的控制节奏,能更好的提高成绩。

3.意识素质对节奏控制的影响。

意识素质是节奏控制的先导因素,拥有好的意识,节奏的控制才能游刃有余。

4.技术素质对节奏控制的影响。

很好地运用技术动作能更好的融入节奏,也能更好的把握节奏。

四、排球扣球技术教学的实验与研究

1.教学实验。

(1)教学准备。

教学实验运用分组对比的方法进行,两组学生的排球扣球技术要保持基本无差异,在教学的过程中,各组的教学均由一人教学,上课时间、场地、学习进度、所用的器械、设备要均保持一致。一组用传统教学法进行教学,另一组用传统教学与节奏控制法相结合进行教学。

教学结束后再对两组学生的排球扣球技术进行评定,看是否出点显著性差异。教学实验前,对两组同学的身体各指标进行测定。记录数据得到结论两组的同学身高、体重等都相差不大,结果如下表:

08级学生运用传统教学法进行教学,09级学生运用传统教学法与节奏控制法相结合进行教学,两组在教学前均进行身体素质个指标的测试,教学结束后进行排球技术的进一步测试,最后进行评价。

(2)教学过程。

做好了准备部分的工作,下面开始正式教学,教学要素包括教师、学生、教学设施及现在技术设备等,教学中老师起到主导作用,在讲解中都采用少讲多练的方法,从分体现各组不同的教学理念。

08级学生采用传统教学法,采用讲解示范,反复练习的方法进行练习;09级学生采用传统教学法与节奏控制法相结合的方法,其教学结构如下表所示:准备部分同传统教学方法,基本部分为老师讲解示范、巡回个别示范,教师结合录像进行进一步的讲解认真反复的练习、动脑思考体会动作要领,仔细观看录像、认真听取老师的讲解。录制播放学生动作,学生认真观看录像找出不足,加强练习。结束部分同传统方法。

学生助跑的第一步是一脚离地到落地缓冲,第二步是另一只脚离地到两脚落地缓冲。教学实验中选定好固定的球场,录像时实施定点录像,让同学们轮流扣3次球,从中选出技术动作最好的一个,观察学生助跑第一步、第二步跟起跳节奏。

09级组运用两种教学方法结合的教学方法,运用基本的理论基础,借助现代设备,跟老师的讲解使抽象、呆板的教学内容转换成录像直观可以看到的画面,提高了学生的兴趣,提高了教学质量。

2.教学实验结果。

(1)教学实验结束两个组的比较。

08级运用的传统教学法在相同时间内进行的内容较慢,而09级两种教学法相结合的方式教学内容完成的较快,教学的质量也更高。统计结果可知:运用传统教学法与节奏控制法相结合的09级组的扣球成绩无论是技评还是测评成绩有优于只运用传统教学法的08级组,这说明借助现代设备,结合传统教学法并运用节奏控制教学法进行的排球扣球教学是具有可行性的。两个组的成绩如下表

表2 08、09级学生的测试成绩(分)

08级

学生 77 78 75 82 81 80 79 80 78 83

09级

学生 82 85 86 87 84 89 90 85 84 89

(2)教学实验后学生对教学效果的看法调查。

教学结束后,体会最深的自然是同学们,经过对学生的调查,学生的反馈认为传统教学法与节奏控制教学法相结合的教法还是很不错的.

3.教学实验的分析。

(1)对节奏控制的理解。

节奏控制法的教学不再局限于单一的讲解与枯燥的练习,提高了学生的兴趣跟积极性,更容易的掌握技术动作,提高教学质量,优化教学效果。

排球扣球技术教学质量的提高在于:在教学实验中,运用节拍器有节奏的敲打控制使学生的助跑、起跳更加的有节奏,扣球前助跑、起跳的意识也愈来愈强,有了节奏控制意识,通过传统教学法中老师的示范指导跟反复的练习,加上现代技术录像使同学更好的发现问题,在老师的再次指导之下更加全面的掌握技术动作的要领,缩短教学时间,提高教学质量;这种教学方法彻底改变了传统教学法的单一、枯燥的学习方式,使得教学更加的灵活,生动,更容易掌握技术要领。在教学当中录像的作用使教学中学生得到更多的反馈,通过看自己的动作与正确动作进行对比,更容易找出自身的不足,能够更好的改正,这样也很好的提高了学生的自主学习的能力。

(2)传统教学法与节奏控制法的比较。

传统教学法大多采用口讲解、学生反复的练习,学生的主体地位发挥不出来,大部分时候是处在被动学习中,学生的学习动力跟学习兴趣都会受到一定的影响。

节奏控制法的教学,注重学生自我体会,自主学习、自主解决问题的能力,这种教学方法充分的激发了学生的学习兴趣,使得教学更加的生动,课堂的气氛也比较的融洽,能使学生更好的融入到课堂的教学当中。节奏的控制在当今的大部分体育项目中都扮演着很重要的角色,拿排球的扣球即使来讲,扣球的助跑、起跳技术就是需要很好的节奏感,有了节奏的控制学生的扣球也越来越游刃有余,教师的讲课也更加的轻松愉快,理论与节奏控制教学的有机结合能很好的做到优化教学。节奏控制教学录像环节是非常重要的,录像不仅能使教书很好的掌握学生的动作不足之处,也能培养学生的自主发现问题、自主学习的能力,还能充分的活跃课堂气氛,为教学提供一个很好的氛围。

传统教学法过于单一的仿照教师的动作而看不到自己的动作,这给学生的学习造成不小的障碍,教师在教学示范时有时也很难做到标准的示范,只靠单纯的讲解又解决不了问题,这使得反复的训练成了传统教学的法宝,但是这种枯燥的方式很难使学生接受,短时间也很难提高学生的技术水平。

节奏控制法就有效的解决了这一问题,采用录像的形式对学生的动作进行反馈,使学生能够很好的看到自己动作的不足之处,再结合老师的讲解能够尽快的找出不足,解决问题,提高了学生的自主改正学习的能力,也缩短了教学时间和优化了教学效果。使同学们短时间内完成教学目标,提高教学的质量。

五、结论

通过对分别采用不同的教学方法的两个组进行教学实验,得出在排球扣球助跑、起跳技术中传统教学法与节奏控制法想结合的教学方法更适合,节奏控制法在教学中发挥着很重要的作用,助跑、起跳动作节奏控制的好扣球自然很容易完成,运用节奏控制法使得学生的学习更加轻松,学习的效率大大提高,优化了教学效果和教学质量,提高了学生自主学习、自主分析问题的能力,为以后的以后的学习也打下了坚实的基础。

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作者简介: