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Abstract: This paper designed three kinds of structural scheme which applies to small vehicle information acquisition system, providing reliable basis for achieving effective control of the scene of the emergency and enhancing emergency response capabilities for emergencies.
关键词: 信息采集车;结构方案设计
Key words: information acquisition vehicles;structural scheme design
中图分类号:TH12;TH16 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)33-0023-02
0 引言
目前市场上对小型信息采集车的需求正处在上升期,但目前市场上的信息采集系统产品基本都是功能简单的堆砌,车顶设备凌乱、线缆纵横外露;车内设备拥挤、多个控制器操作不方便等问题。同时随着国内汽车品种和数量不断攀升,车辆技术也日益更新;急需探讨一种适用各种车载平台的结构设计方案,来满足基层实际和实战要求,为信息采集系统装备现代化提供支撑,为维护社会和谐稳定发展发挥了重要作用。
1 小型信息采集车结构总体技术要求
信息采集车主要功能是:接到调度指令或紧急救援时,对救援现场进行实时音视频采集,并将采集的信息实时上传至省应急指挥中心,同时现场通过车载LED信息屏对现场救援人员相关诱导信息,指挥调度各救援部门进行现场施救,有效维持救援现场秩序。
其结构主体要求:车载设备采取加固和固定措施,并具备快速拆装、整车美观的特点。车载设安装不破坏原车车体及设备结构,同时车辆改装后需符合有关车辆的安全技术标准,确保车辆的车速、转弯半径、爬坡度、制动距离、越壕宽度、接近角、离去角、涉水深度等技术指标应与原载车的相应指标相同或接近。保证车辆行驶的安全性和稳定性。
1.1 A型结构总体方案设计
信息采集车的载车平台采用东风本田CRV车型,整个车载系统装备包含车外、车内两部分方案设计。
1.1.1 车外结构设计 车外设备主要放置于车顶的设备平台内,利用车载专用横向行李架安装于车顶:
①设备平台最前侧为整体、美观的高亮度的LED警灯;
②设备平台中间上部为车载遥控红外一体摄像机和摄像机下侧的车载专用全向拾音器;
③设备平台中间内部为主题设备箱体,所有硬件设备安装于箱体内部;
④设备平台中间底部内侧为设备平台散热的轴流风机,外侧安装车载警报器;
⑤设备平台后部从上而下依次是:后部高亮度LED专用警灯和车载LED信息一体化屏;
⑥设备平台后部的外侧均布内置设备的吸盘类通信天线。
1.1.2 车内结构设计
①主、副驾驶座之间的储物箱放置无线警报控制器的手柄;
②副驾驶座前储物盒内放置无线触摸电脑监视器;
③车内后备箱沿车头前进方向的右侧的侧壁上安装逆变电源,以便便携笔记本和打印机,应急补光灯等设备的取电;
④在后备箱内合适位置放置便携式应急补光灯、三角支架。同时平台上放置打印机设备箱。
此方案的特点:所有设备全部集成于车顶,不占用车体内部空间,保证了原车内部空间的实用功能。且车载平台、车顶设备平台、设备箱体三物可分离,便于设备的检测与维护;但是此方案仅限于车顶具有承载能力和可安装行李架的越野型载车平台。
1.2 B型结构总体方案设计
信息采集车的载车平台采用奥迪Q5越野型车型,整个车载系统装备包含车外、车内两部分方案设计。
1.2.1 车外结构设计 车顶从前到后依次安装长排警灯,吸盘类通信天线。具体安装方式如下:
①长排警灯通过专用车顶安装支架固定于车顶;
②吸盘天线根据需要吸附在车顶即可。车顶所有设备的线缆由车顶沿车门的密封条向下延伸,由车门底部进入车体内,所有改动及安装不需在原车身上打孔,不破坏原车涂镀,不破坏原车的结构。
1.2.2 车内结构设计
①为保证车内部有足够的空间提供给指挥人员使用,对车内内部空间尽量保持原车设计。对车体内部的改造主要有以下事项:
②主、副驾驶座之间横向放置人防专用警报控制器及手柄;
③主、副驾驶员头枕后部加装一个7寸液晶显示器;
④在主副驾驶座椅后部装有可翻转操作台。
此方案的特点:所有设备全部集成于车内后备箱,不影响原车外观,保证车辆日常办公等多用途使用功能。同时车载平台、车内设备安装平台、设备箱体三物可快速拆装,便于设备的检测与维护;但是此方案仅限于车内后备箱具有足够空间及一定的承载能力的载车平台。
1.3 C型结构总体方案设计
信息采集车的载车平台采用丰田霸道车型,整个车载系统装备包含车外、车内两部分方案设计。
1.3.1 车外结构设计
车外设备放置于原车车顶的行李架上方。通过在原车车顶纵向行李架上增加一组车载专用横向行李架及设备安装平台,以方便便携式设备主机的安装。
1.3.2 车内结构设计
车内内部空间尽量保持原车设计。在原车后备箱内合适位置放置便携设备主机和附件箱体、设备箱体、数码发电机、线缆盘等。
此方案的特点:原车车载平台、车载专用横向行李架及设备安装平台、便携式设备主机等三物可分离,便于在紧急状态下便携式设备站的搭建与撤收。同时方便设备平台及便携式设备主机设备的检测与维修;满足日常工作和战时应急的需求。但是此方案仅限于车顶具有承载能力和可安装行李架、车内后备箱具有足够空间及一定的承载能力的越野型载车平台。
2 结论
方案A由于所有设备全部集成于车顶,保留了原车内部空间,适用于执法人员携带大量的勘测工具的行业,如:路政、运政、交警、公安等部门。
方案B由于所有设备全部集成于车内,保留了原车内部空间,适用于执行特殊任务和应急救援的行业,如:人防、应急等部门。
方案C由于设备较多,且集成于车内和车顶,不易快速的拆装,需长期处于备战状态,故多适用于执行日常巡逻与新闻采访等行业,如:广播电视、通讯社等部门。
以上三种方案设计虽然其应用环境不同,但是均有效的解决了小型信息采集车的设备凌乱、拥挤问题,降低了系统功耗;同时一体化流线型设计,集中控制系统软硬件无缝集成技术解决了多个控制器操作不便等问题,对于促进小型应急指挥通信车的推广应用具有重要的意义。
参考文献:
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[2]黄凡,刘建伟,李荣锋.基于电力用户用电信息采集系统中显示的特殊负荷曲线的错误接线方式的判定和分析[J].价值工
关键词: 飞行器设计; 协同设计仿真管理平台; SIMULIA SLM; 二次开发
中图分类号: V414.41; TB115.1文献标志码: B
0引言
企业竞争力主要体现在创新设计能力方面,企业效益则直接受到产品的质量、周期和成本等要素的影响.设计是一项创造性的活动,主要是根据用户的需求对产品进行定义.总体设计承担整个设计过程的组织和协调任务,因此总体能力强弱直接影响产品开发的成败.飞行器总体设计就是对飞行器系统工程进行科学的技术管理,即创造产品概念、形成总体方案、实施技术协调;建模与仿真技术是保障系统方案的整体优化、协调系统功能设计和实现的关键手段.
当前阶段,数字化设计技术已在飞行器设计过程中得到众多应用,但在传统研发模式下,数字仿真技术还没有成为核心技术手段和研制流程的标准环节.数字化技术已经加快飞行器设计进程,但许多设计师个人积累的研制经验、模型和数据尚未得到有效管理,设计知识的传承还没有找到有效途径.数字仿真技术是一项复杂的技术活动,在仿真建模、仿真模型确认和仿真结果评估等环节需要进行严格的过程管理,才能得到高质量仿真结果,支持产品设计.飞行器总体设计能力提升、知识积累和复用需要数字仿真技术,实施数字仿真技术需要在技术和资源保障等方面突破具体困难.
数字化设计技术代表当前先进的设计理念,国外在数字化设计技术方面取得很大进展,主要应用领域涉及航天、航空和兵器等.相关研究工作如美国沃特公司建立导弹综合设计系统[1],美国军方建立IHAT系统,集成几何、气动、推进、弹道、热、结构、稳定性与控制和费用指标等 [2],美国NASA针对新一代运载技术建立AEE设计集成环境[3].
国内亦高度重视数字化设计技术发展,国内诸多企业和研究部门正着手建立一批有代表性的导弹集成设计平台,如国防科技大学航天与材料学院采用J2EE架构建立导弹系统集成设计通用平台[45],西北工业大学航天学院建立导弹总体方案设计系统[67]等.
本文针对复杂环境下高超声速飞行器总体设计集成度高、结构复杂、开发周期长和试验成本巨大等特点,通过二次开发,应用SIMULIA SLM系统构建飞行器协同设计仿真管理平台,基本实现飞行器总体方案数字化设计仿真、设计知识的积累和复用,为飞行器总体设计人员提供专业化设计、仿真分析和数据管理工具,研究成果对企业协同设计仿真管理平台的构建具有一定的参考价值.
1平台架构
高超声速飞行器协同设计仿真管理平台的架构见图1,分为基础资源层、平台服务层、仿真应用层、设计应用层和平台门户层等5层.
2平台实现
为实现平台框架中提到的各项功能,需要基于成熟的仿真数据管理平台框架软件进行二次开发,本文选择SIMULIA SLM系统作为基础框架软件进行二次开发.
图 1平台架构
2.1平台门户层
各专业设计师与仿真工程师可通过统一的门户界面登录,在统一平台网络环境中完成从预研论证、方案设计到工程设计等业务所需的飞行器全研制周期数字化设计仿真工作.系统客户端包括总体、制导控制系统、结构和气动等能力单元的人机交互操作界面.具体讲,根据型号研制现状,通过定制开发方式,平台门户层提供IE风格的、支持插件的满足不同设计阶段、不同设计人员的人机交互界面.
平台登录界面见图2.
图 2平台登录界面
2.2设计应用层
设计应用层主要由总体、制导控制系统、结构和气动等能力单元的专业快速设计系统组成.设计能力单元是按照飞行器研制流程工作需求组织的小规模多专业协同设计环境.专业快速设计系统是按照型号作业需求、利用作业流程组织的单专业数字化设计系统.专业的通用分析流程是专业设计经验积累、抽取、分解、标准化、组合配置串接出的复杂设计过程,数据、工具、过程与人员相互独立,通过接口定制形成设计数据流,用标准过程形式封装各类分析软件(商业软件和自编程序)形成技术支撑能力;通过计算过程自动化降低人员数量需求、人机交互补充系统智能处理水平,形成能力驱动型的研发模式.具体讲,根据型号研制现状,通过定制开发,设计师在人机交互界面上完成设计数据输入、查看设计结果输出、反馈设计决策和获得设计帮助支持等.
2.3仿真应用层
仿真应用层主要由总体、制导控制系统、结构和气动等能力单元的仿真系统组成,主要工作有:(1)将标准的自动化程度高的有精度保障的仿真流程添加界面,封装成设计流程,供型号设计师使用.(2)将标准的有一定技术成熟度的仿真流程作为分析模版,供专业仿真工程师使用.(3)将企业共享的仿真工具、经验参数、专业模型和分析模版作为技术资源,供平台上的专业研究师使用,创建作业分析流程.
仿真应用层作为能力培养单位,具有仿真项目管理、专业知识管理、IT技术支持、仿真业务审核和仿真共享空间等交互工作界面.具体讲,根据企业技术积累现状和专业发展能力水平,通过二次开发定制,仿真应用层能建立满足产品研发所需的数字化仿真环境.
2.4平台服务层
平台服务层将实现对企业现有的知识数据、专业模型、分析流程、专业工具和IT工具等进行有效的配置管理,通过IT技术能力有效实施系统工程思想的管理方法,在数据集成管理、工具集成及过程自动化、系统协同仿真和稳健性优化等信息处理能力方面通过大幅提高数据交互效率和质量、仿真计算效率和数据处理能力、丰富决策手段和其科学性,最终实现设计人员的工作效率提高、研发周期缩短、设计质量提升的目的.平台服务层是数字仿真管理平台建设的核心基础条件,需要专业仿真数据管理平台框架软件的支持.
2.5基础资源层
基础资源层将产品研发中积累、总结、归纳所形成的产品设计经验,软件分析工具,硬件计算设备等进行有效的共享管理;分类存储和积累产品设计数据有利于设计信息的汇总、设计知识的提炼和设计帮助的实时支持;共享软硬件技术资源并通过与资源管理和调度系统的集成,能为全体设计人员提供高性能计算资源,提高设计效率和可靠性,提高投资的效益.基础资源层中的技术元素需要专业数据库系统等资源支持,接受平台管理层的调度和管理.
3应用实例
以方案阶段导弹典型设计参数的优化和仿真验证为目标,将总体、弹道、气动和结构等专业的仿真过程集成于数字仿真管理平台,初步实现各专业的设计仿真工作的流程化.通过流程的运行考核数字仿真管理平台的数据管理、任务管理和流程管理功能.相关应用成果见图3~5.
图 3飞行器总体参数初步设计图 4气动设计仿真
图 5结构设计仿真
通过某型号方案设计仿真在平台中的应用,实现导弹方案阶段设计仿真工作的流程化,形成6大业务流程和21个仿真流程,实现设计方法的灵活调用、积累、复用和更新;通过平台化的数据流转和管理实现专业间数据流转、过程数据版本的规范化管理和数据引用的可追溯性;通过4个专业应用验证数字仿真管理平台的基本功能;验证知识积累和复用机制的可行性;验证业务流程模型的提炼和仿真过程的组织符合型号研制的工作实际.
4结束语
将SIMULIA SLM系统作为基础框架软件进行二次开发,构建飞行器总体协同设计仿真管理平台的雏形,并得到初步应用.研究成果对企业仿真数据管理平台的构建具有一定的参考价值.
虽然数字化仿真技术已经应用于产品全生命周期的各阶段,并取得显著效果,很多企业越来越认识到仿真数据管理的重要性和必要性,但是构建企业级的仿真数据管理平台仍面临着许多挑战.
(1)目前,市场上的商用仿真数据管理软件都还处于发展和完善阶段,并且仿真数据管理平台需要根据企业自身的需求进行大量的定制开发和实施工作;
(2)结合定制开发,企业自身业务流程、仿真流程的梳理是1个不断迭代的过程,需要专业级主任设计师长期不懈的努力;
(3)需要企业进行仿真数据、经验知识的积累,并使仿真应用规范化、标准化;
(4)仿真工具的开放性和易集成性对仿真数据管理平台的构建也有至关重要的影响.
因此,构建真正的能适应企业自身需求发展的数字仿真管理平台还需要整体规划、分布实施,本文所完成的工作只是万里迈出的第一步.参考文献:
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[4]陈敏, 张为华, 戴金海. 导弹系统集成设计通用平台及关键技术[J]. 弹箭与制导学报, 2008, 28(2): 15.
[5]李国正, 陈敏, 张为华. 动态可扩充的导弹集成设计平台及其关键技术研究[J]. 弹箭与制导学报, 2008, 28(5): 1418.
(1)设计题目、内容不规范,要求不统一。
由于每届或每班的指导教师不同,设计题目、内容、要求、难易程度偏离太大。如有数控机床改造设计、伺服系统控制设计、交通灯控制设计等,要求、工作量也不相同。有的设计任务偏难,有的设计任务又太简单。
(2)设计资料缺乏。
由于机电一体化是一门新兴的技术和专业,这方面的知识内容都在相关的杂志刊物登载,书籍相对少一些。要进行课程设计,收集这方面的资料较困难。没有现成的资料汇编及设计手册,学生要花费较多的时间找资料,往往是教师帮助寻找资料。而且没有像机械零件设计那样的系统完整的课程设计指导书。在设计中盲目性较大。
(3)师资不足。
最早几年机电专业方向只有一个班或两个班,指导教师有2~4人即可。一般由主讲或熟悉机电一体化控制系统课程的教师指导。近几年随着学生的扩招,机电专业扩展到4~5个班,指导教师需要8~10人,明显不够,因此有必要进行培养。
2机电一体化课程设计改进措施
(1)编写合适的机电一体化课程设计指导书,配齐设计资料。
到目前为止未见过公开出版的机电一体化课程设计指导书,所以有必要编写合适的机电一体化课程设计指导书,并收集较全的资料进行汇编,与指导书汇编成册。
(2)规范设计题目,统一要求。
规范设计题目不是整个设计都用同一个题目,而是在一个范围内选择题目,教师根据所选的题目按统一的要求下达任务书。设计题目一般以简易数控机床设计、数控机床改造设计、机器人及控制设计较为合适。在市场上可见的机电产品多得很,不是所有的机电产品都适合做题目,因其难易程度是不同的。机电专业的课程设置是以机床设计、机器人设计控制为典型产品的,在机电一体化课程设计中要反映课程设置的内容。机电专业方向课程有机电一体化系统设计、计算机控制技术、机械制造装备设计、机器人导论等课程。这些课程的内容在电的方面主要介绍了以计算机为核心的控制系统;机械方面介绍了机械运动、机械传动、机械结构及相关的标准部件,如滚动导轨、滚珠丝杠等。在选题及设计中要反映上述的内容。因此规范化的题目主要为数控车床(或铣床、钻床等)设计、车床(或铣床、钻床等)数控化改造设计、或是工业机器人及控制设计。这些都具有一定的机械部分内容,如数控机床进给轴传动部件,机器人的腰身、手臂运动部件及滚珠丝杠、导轨的应用等。电的方面包含数控系统电路设计,计算机控制系统设计及对机械部分的控制;从而实现了机电结合。对规范化的题目、要求及上述设计内容都已编入指导书中。
(3)指导教师的培养。
首先被培训的教师可以跟班听课,熟悉掌握相关的课程内容,然后在机电一体化课程设计进行中跟班辅导,以培养出合格的指导教师。
(4)加强督察。
当指导教师接到指导课程设计任务后,首先拿到机电一体化课程设计指导书,根据要求写出课程设计任务书;并由教研室主任或院教学指导委员会审查,合格才可向学生下达任务。指导中,教师要填写指导日志,随时记录指导中的难点、及出现的问题和解决方法,并进行小结,以便下一次指导时提高设计水平。
3机电一体化课程设计指导书主要内容
3.1设计题目确定及要求
3.2总体方案确定
(1)总体方案设计;
(2)绘制总体方案图。
3.3伺服系统机械传动部件设计
(1)切削力计算;
(2)滚动丝杠螺母副的计算与选型;
(3)伺服系统传动设计;
(4)步进电机当量扭矩计算及选型;
(5)机械传动结构设计(绘制一个轴的机械装配图)。
3.4控制系统硬件电路设计
(1)确定控制系统方案及绘制系统框图;
(2)单片机的选用;
(3)存储器的选用与扩展;
(4)译码电路设计;
(5)接口电路设计;
(6)绘制控制系统硬件电路原理图。
3.5基本的参考图表汇编。
4近一届学生机电一体化课程设计进行情况
4.1教师配备
近一届机电专业学生,每届有四个班进行机电一体化课程设计,共配备6名教师;其中有四名为独立指导教师,两名为辅导教师,为培养新的指导教师储备力量。
4.2指导书的使用及设计过程
设计学生和指导教师每人一份机电一体化课程设计指导书。教师按照要求写出机电一体化课程设计任务书,并经研究所长审查后发给学生。设计题目主要有CA6140普通车床数控化改造设计、C6132普通车床数控化改造设计。在同一个题目的学生中,要求设计进给轴部件时,一部分学生设计X轴进给部件,另一部分学生设计Z轴进给部件。整个过程根据设计任务书的题目、要求和机电一体化课程设计指导书给出的设计步骤、方法,先进行总体方案设计,再进行机械传动部件设计,最后进行CNC硬件电路设计。整个过程经过了机械、电子两方面的训练,实现了机电结合,达到预期效果。
4.3填写指导日志
教师在指导设计的过程中,及时填写指导日志,记录设计中的难点、问题,并进行小结。
5本文总结
在李义章看来,国内、外供应商的差别实际就在适航标准的符合性上。而为什么国外厂商能获得适航产品和能力资格证,而国内厂商不能,他说:“国内供应商的问题是产品研制重结果而不重过程。我们很多型号的产品研制提供的就是最终的一个产品,如果要问这个产品是怎样研制出来的?过程是不是科学?一步一步是怎么做的?我们是说不出来的。”李义章介绍,比如像飞机这种复杂的产品,研制周期非常长,需要五年、十年才能研制出来。比如说两年前设计师定的一个参数,为什么定这样一个参数,前因后果经常是没有记录的,最后的情况就是只有结果,而没有过程。这是我们国家制造企业与国外企业最大的差距所在。
以C919为例,这种差距最终就体现在适航标准的符合性上。而索为所做的事情就是在为改观这一局面而努力。李义章说,索为并不是一家软件公司,而是一家工程技术公司。“我们给商飞的是服务于其总体设计的软件工具。但实际上我们所做的不只是工具,有了这样的工具之后,你的每一个模型、每一个参数都有来龙去脉。如果你的研制过程通过索为的平台实现,第一是能保障你的研制过程是规范的,不管是老设计师还是新手,用的都是这套程序,可以降低人为的因素对设计过程的影响;第二是让研制过程是可追溯的,每一个参数、每一个模型都是有来龙去脉的。”
对于C919,索为主要做了三方面的工作:一是大型客机总体方案综合设计系统,二是基于知识库的结构数字化设计系统,三是提供复材结构设计和优化软件。
索为CIO王嵩先向记者介绍了基于SYSWARE平台所做的民用飞机通用的总体方案综合设计系统。王嵩介绍,总体方案设计是个流程化程度很高的工作,里面涉及到各种专业,比如总体布局、气动、布置、重量、性能、操稳、载荷、气弹等专业,采用SYSWARE平台可以把各种专业之间的数据流转方式记录下来,用不同组件把典型构型的设计、仿真、建模的操作过程做成模板,这样做的好处是提高了设计过程迭代速度,原来一套方案迭代的周期可能得2~3个月,而现在只需要2~3周。“我们把这种方法推行到C919的设计过程中去,通过工具层的互联互通提高设计效率,这也是知识自动化的一个实践。”
之后,索为又帮助商飞做结构设计系统。所谓结构就是机体的基础框架。该系统最大的特点是把结构建模和仿真过程自动化。“原来一套结构设计的迭代需要2~3个月,现在只需要1周,原因就是建模过程自动化,这个项目我们做了一两年,我们针对机翼的结构典型形式全都模块化、软件化了。另外还解决了一个关键性的结构问题,就是从设计模型到仿真模型的自动化建模。原来手工建模至少需要1周才能建一个模型,而现在只需要30分钟。”
第三方面,因为C919复合材料的使用比例较ARJ21大大提高,一些部段如尾翼已经采用了全复材结构。针对这对个情况,索为和商飞合作,共同为C919专门定制了复合材料结构设计软件,实现他们自己设计体系在软件中的落地。
“C919项目,我们在商飞做的实际上就是实现民用飞机设计的知识自动化的落地。”王嵩总结说。在王嵩看来,他们做的是设计体系的打造,他深深感觉到,这个工作一点也不比设计一架飞机简单,因为这是在把飞机设计出来的同时,把飞机设计过程的方法论提炼出来,之后还得使其变成能够用代码去执行和复用的软件,这个工作的挑战还是非常大的。
“我们现在做的民用飞机通用的总体方案综合设计系统,不仅适用于C919、A320这样的大飞机,也一样适用于商飞将来要做的宽体飞机C929等。” 索为事业部经理叶新苗补充介绍说。
对于C919的成功首飞,李义章感慨地说:“这对国家意义重大,通过这样的重大项目整体上提升我们的技术水平。但对商飞而言路还很长,适航、取证是商飞更大的挑战。索为是一家有着理想的企业,希望未来能为C919贡献更多的力量。”
李义章介绍,以波音为例,波音787的整个研制过程用了8000多个软件,其中只有1000多个是商业软件,像CAD、CAE等,还有7000多个是波音自己的、非商业化的软件。波音几十年积累下来的,包括飞机怎么设计、优化以及工艺的知识经验都在这7000多个软件里。这才是波音的核心,它把工业技术软件化在这7000多个软件里。
在李义章看来,商飞和波音的核心差距就差在这7000多个软件上,商飞要做出这7000多个软件是否需要三四十年时间。答案显然是否定的,因为商飞是后来者,所以可以选择先进的架构、统一的平台,降低那些软件的开发难度,同时开发出来之后又都是可以联通兼容的。另外,还有模式的问题,李义章介绍,波音这7000种软件都是传统模式开发的,有的自己开发有的提需求让别人开发,但都是传统模式,投入大、周期长;现在对于商飞来说有个最好的模式就是――众创模式。这些软件核心就是工程知识、工程技术,如果能把设计人员发动起来,把脑袋里面的知识变成软件变成APP,那么就可以在较短时间内达到波音的水平。
1制导总体方案概述
在巡航飞行器总体方案论证过程中,首先需要确定制导体制。巡航飞行器的基本制导方式为:飞行初中段为惯性制导;末段为惯导/GPS/主/被动雷达或者红外。新一代巡航导弹往往采用红外成像或主动雷达末制导提高精度。考虑到巡航飞行器的飞行环境为海面,不适合地形匹配及景象匹配制导,故此需要引入末制导导引头。考虑到导引头布放空间及天线可透波区限制,难以实现多模复合制导,故此考虑采用主动雷达导引头。经过多方案比较分析,确定采用“惯性+主动雷达末制导”的制导方案。飞行器末端飞行过程中要经历导引头开机,开机对飞行器姿态提出要求,同时考虑到开机过程的交班误差,对导引头开机时刻距目标的距离提出要求。捕获目标后考虑到突防需要又要转入低空巡航。众多因素需要综合考虑,其好坏直接影响末制导能力及性能好坏,需要结合制导能力及单机要求开展弹道设计。
2末制导交班误差分析
首先重点分析引起末制导交班误差的几大关键因素。当导引头捕获目标时,除了导引头自身的测量误差外,纵向上的主要误差为目标定位误差及目标机动误差。而横向上除了纵向的误差因素外,还有瞄准不准确所带来的横向误差。故此需要对以上3
3基于弹道、末制导能力及单机水平
的导引头开机方案分析图1中,以A点为圆心,OA为半径画圆,将交班区域划为2个区域:OBDC和OBEC。针对标准弹道射程,OBDC区域是可以覆盖的区域,OBEC区域是无法覆盖的区域(画斜线的区域)。其中覆盖区域指到导引头开机可以捕获目标的区域。因此,需针对标准瞄准点留有射程余量,考虑横向修正需要纵向具有更多的射程,同时考虑到一定设计余量,假设两项综合影响需要纵向射程余量为c(km),则总需a+c的射程。因此,弹道标准瞄准点O定为:最大射程减去(a+c)km。确定弹道标准瞄准点后需要分析导引头开机点。导引头开机需要考虑如下因素:1)受到作用距离研制水平限制,需要结合弹道特征、下压能力及修正能力综合考虑;2)由于导引头工作时伺服机构转动框架范围的限制和搜索捕获目标的需要,对开机时的弹头姿态提出严格要求;3)导引头开机工作时,需要考虑保证末制导修正能力,同时需要考虑弹道最大射程及攻击覆盖范围,从而确定最佳开机点。根据如上因素,在此参考图2进行末制导能力分析。头指标约束,可以得到方案弹道的关键点要求如图3所示。考虑最优比例导引过载变化特性及选取的有效导航比,低空巡航平均过载修正能力为nav。按过载修正能力nav计算,若修正最大b(km)的横向交班偏差,考虑低空巡航速度为Vlow时,则需要导引头至少有d(km)用于修正的航程。此时,导引头开机点A距O点为d(km),距最远射程点F为(a+c+d)km。对于交班椭圆的远端半椭圆区域,横向交班偏差小于b(km),航程大于f(km),因此修正能力足够。对于交班椭圆的近端半椭圆区域,考虑到其中任一点的弹目距离都大于所需修正距离,故此修正能力足够。因此,设定导引头距最远射程点F点为(a+c+d)km开机(最小距离开机点)。考虑导引头开机时的姿态要求,需要为姿控系统稳定留出一定时间,假设需要g(km),因此,需要弹道下压稳定时的G点距最远射程点F至少为(a+c+d+g)km。同时,为保证攻击精度,要求弹道下压到低空时,需稳定飞行e(km)航程然后到达目标点。目标点最近为D点,因此,弹道下压到低空时距最远射程点F至少要有(2a+c+e)km。
4末制导要求的确定
4.1弹道关键点要求根据上述分析结果,结合制导能力分析和导引
4.2从目前主动雷达导引头的研制水平来看,考虑雨衰影响,作用距离的极限为R(km),开机点距离最远射程点F为(a+c+d)km,需要保证(a+c+d)<R(km),才可以满足小雨情况下的工作距离要求。
5制导系统仿真验证
为了进一步验证制导对弹道要求的正确性保证末制导方案的可行性,考虑到各种产品、方法与单机工具误差建立各种误差干扰模型,并根据误差种类的不同分为各种不同弹道用例,详细分析各种误差干扰对命中精度的影响。考虑到制导系统与姿控系统的紧密耦合,结合姿控系统的实现能力及舵机模型,综合各种误差模型进行制导姿控联合六自由度数学仿真,充分验证制导姿控系统性能,并检验制导控制系统是否满足总体技术指标要求。在此考虑到各类偏差影响,得到总均方和误差如表1所示。从表1可以看出,在各种误差干扰影响下,在保证捕获目标的前提下,低空飞行的最大高度误差、马赫数误差及合成攻角都符合任务要求,同时最终的纵向脱靶量、横向脱靶量、速度偏差、弹道倾角与攻角也满足任务要求。在此考虑最大横向交班偏差条件下的仿真,如图3所示的B点,得到的仿真结果如图4~5及表2所示。从图5中可以看出对于B点可以实现横向修正,俯仰姿态角的姿态保持效果很好,姿态变化不超过0.3°。从表2也可以看出在此偏差条件下,低空飞行的最大高度误差、马赫数误差及合成攻角都符合指标要求,同时最终的纵向脱靶量、横向脱靶量速度偏差、弹道倾角与攻角也符合指标要求。
仿真就是模型实验。运动学仿真的目的是通过考察各部件的相对运动状态,检验部件之间是否发生干涉,以及校核数控加工程序是否正确。此外,还可以考察和评价系统的速变和加速度特性等。在如今数控加工仿真技术的应用越来越广泛,数控加工仿真的优点突出表现在以下方面:
(1)它缩短了企业的生产周期,提高了生产效率,降低了生产成本(减少了试切材料的损耗,延长了机床和刀具寿命)。
(2)它及时提供了错误信息的反馈,有效预测了数控加工程序和切削过程的可靠性和高效
(3)它可以仿真模拟加工现场,对各样情况进行综合的分析,避免意外情况的发生。
目前从切削环境模型的特点来划分数控加工仿真系统,按照是否有物理因素介入仿真系统分为几何仿真与物理仿真两个方面:
(1)几何仿真:侧重切削刀具与工件几何体的运动仿真,用来验证数控程序的正确性,而不考虑切削力、切削参数及其它一些物理因素的影响。几何仿真能够减少或者避免因加工程序出错而导致的机床夹具损坏、加工零件报废等情况发生;同时也缩短了产品从设计到制造的时间,节省了企业生产成本。力学仿真指的是借助于切削仿真过程的力学动态特性对刀具振动、控制切削参数、刀具破损来预测,目的是优化切削过程,切削过程的力学仿真,它属于物理仿真范畴。
(2)物理仿真:侧重如何提取切削层的几何参数,进而用于优化切削力参数与加工参数的计算,主要指的是加工过程的物理性质。在物理仿真中,我们首先应该构建出来切削力的仿真模型,以此为基础进行仿真切削加工,从而可以得到切削加工过程中刀具、夹具及工件三者之间的力学性能,换句话说物理仿真其实在几何仿真基础上的功能扩大与完善。在物理仿真中通过仿真切削的工作过程的动态力学特性可用于预测刀具的磨损和破损,夹具的振动,控制工作切削参数,从而达到优化切削过程的目的,有益于提高加工质量和效率。
运动功能设计是机床总体方案设计的一项重要内容,其目的是确定机床的运动自由度的性质(直线运动或回转运动)、数目(运动自由度数)、排列形式和顺序等,与所要加工的工件表面创成密切相关。运动功能方案的优劣将直接影响着机床的总体结构布局,是总体方案设计中的关键环节。
数控机床运动功能的创成式设计方法,突破了传统的依靠设计者经验或类比法确定机床的运动功能方案,可以为机床运动功能的创新设计,产品创新设计提供理论依据,本文作者依据数控车床加工方法、工件形状及刀具类型特点,建立了数控车床运动功能的创成方法。
机床的运动是由刀具和工件两端来完成的,也就是说,运动功能方案中的所有运动单元需要分配给刀具和工件两侧,某些运动单元可能还需要由刀具和工件共同完成,这就所谓的运动功能分配。当然,分配需要遵循一定的原则,如要简化机床的传动和结构、利于提高机床刚度、缩小占地面积、提高加工精度等。
数控铣床的零件都相对比较复杂,要完成这些零件的加工,根据上面叙述的,通过分析,属于车削加工的部分至少需要4个自由度,例如,沿Z轴移动、沿X轴移动及两个转动;要完成属于铣削加工的部分,根据第三章所叙述的,通过分析也至少需要4个自由度,例如,沿Z轴移动、沿Y轴移动及两个转动(分析过程从略)。因此,通过对车削、铣削的综合可知,要完成所有的零件的加工任务,至少需要5个自由度(未包含车削主运动),例如,选择沿X轴移动、沿Y轴移动、沿Z轴移动及绕X轴转动和绕Z轴转动为基本运动功能方案。通过对该方案进行检查,可以证明该方案是可以完成上面所罗列的典型零件的全部加工要求的。
一般来说,五轴五联动的机床就能进行各种复杂形状零件的加工,但有时为了适应特殊形状加工需要,或者为了适应新型加工方法的需要,或者为了提高加工效率,需要有六轴六联动的机床。因此,本文在前面设计的基础上,又研究设计了一种具有3个回转运动和3个直线运动的六轴六联动车铣复合数控。模块化设计就是以功能分析为基础,在某一基础产品的基础上将同一功能特性的模块互相选用或加上不同功能特性的模块及分模块,用以更好地满足用户需要的一种变型设计方法。
机构的位置分析是求解机构的输入与输出构件之间的位置关系,这是机构运动分析的基本的任务,也是机构速度、加速度、受力分析、误差分析、工作空间分析、动力分析和机构综合等的基础。由于并联机构结构复杂,对并联机构进行位置分析要比单环空间机构的位置分析复杂得多。并联机构在运动过程中其支撑腿之间及支撑腿与两个平台之间是相互牵制的,也就是说在运动到某些位置时可能会出现干涉,即所谓的“卡住”现象。出现干涉的情况概括起来有以下三种:
1.任意一条支撑腿与两平台中任意一个平台的相对摆角大于支撑腿与平台铰接处转动副、虎克铰或球铰所允许的最大摆角。
2.两条支撑腿之间可能相互干涉。
设计是人类改造自然的基本活动之一,设计是复杂的思维过程,设计过程蕴含着创新和发明的机会。设计的目的是将预定的目标,经过一系列规划与分析决策,产生一定的信息(文字、数据、图形) ,形成设计,并通过制造,使设计成为产品,造福人类。
设计过程是指明确设计任务到编制技术文件所进行的整个设计工作的流程。一般来说,整个设计过程可分为明确设计任务要求、原理方案设计、技术设计和施工设计四个主要阶段。
1.1产品设计的分类
开发性设计:在工作原理、结构等完全未知的情况下,应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术,设计出过去没有过的新型机械。这是一种完全创新的设计。
适应性设计:在原理方案基本保持不变的前提下,对产品做局部的变更或设计一个新部件,使产品在质和量方面更能满足使用要求。
变型设计:在工作原理和功能结构都不变的情况下,变更现有产品的结果配置和尺寸,使之适应更多的容量要求。这里的容量含义很广,如功率、转矩、加工对象的尺寸、速比范围等。
在产品设计中,开发性设计目前还占少数,为了充分发挥现有机械产品的潜力,适应性设计和变型设计就显得格外重要。但是作为一个设计人员,不论从事哪一类设计,都应该在创新上下功夫。创新可以使开发性设计、适应性设计和变型设计别具一格,耳目一新。市场竞争日益加剧,设计人员必须把新产品的开发放在重要位置上,使产品不断更新、技术储备不断增强,这样才能在市场竞争中立于不败之地。
1.2产品设计的一般进程
产品设计的一般进程可分为产品规划、方案设计、详细设计和改进设计四个阶段。下面介绍其各阶段的设计任务。
1. 产品规划阶段
在产品规划阶段的中心任务包括确定设计目的(需求分析、市场预测) 和设计思想、可行性分析,确定设计参数及制约条件,最后给出详细的设计任务书(或要求表) ,作为设计、评价和决策的依据。
产品开发是从需求识别开始的。优秀的设计人员应该具有敏锐的预感能力,在市场竞争形势中,分析出社会的需要,并抢在市场需要前完成产品的开发和试制工作。需求有两种:一种
为显需求,即人们都知道的需求; 另一种是隐需求,即人们还没有意识到的、但客观存在的那种需求。设计人员的任务,不仅仅是不断改进、提高那些满足人们显需求的产品,更重要的是要去开发那些满足人们隐需求的产品。
需求:发现现有产品中存在的问题(普遍性问题和难点性问题) ,包括产品功能、性能质量、数量等的具体要求; 竞争对手在技术、经济方面的优缺点; 现有产品的销售情况等。
对产品开发中的重大问题,经过技术、经济、社会各方面条件的详细分析和对开发可能性的综合研究,提出产品开发的可行性报告,报告一般包括以下内容。
产品开发的必要性,市场需求预测。
有关产品的国内外水平和发展趋势。
预期达到的最低目标和最高目标,包括设计水平、技术、经济、社会效益等。
提出设计、工艺等方面需要解决的关键问题。
在现有条件下开发的可能性论述及准备采取的措施。
预算投资费用及项目的进度、期限。
2. 方案设计阶段
市场需求的满足或适应,是以产品的功能来体现的。产品功能与产品设计是因果关系,但又不完全相同。体现同一功能的产品,可以多种多样。因此这一阶段就是在功能分析的基础上,通过创新构思、优化筛选,取得较理想的功能原理方案。对于机械产品来说,机械运动示意图(机械运动方案图) 和机械运动简图的设计就是方案设计阶段的主要内容。产品功能原理方案的好坏决定着产品性能和成本,关系到产品水平及竞争能力,是这一设计阶段的关键。
方案设计阶段要完成产品功能分析、功能原理求解和评价决策得到最佳功能原理方案,也就是初步完成机械运动方案的设计,为进一步进行机械运动简图设计打下基础。
3. 详细设计阶段
使表述功能原理的机械运动简图实现功能原理方案,要具体化,成为机器及其零部件的合理结构,这是详细设计阶段的任务。因此,要完成产品总体设计、部件和零件设计、全部生产图纸,并编制设计说明书等有关技术文件。在此阶段中,零部件的结构形状、装配关系、材料选择、尺寸大小、加工要求、表面处理、总体布置等设计合理与否,对产品的技术性能和经济指标都有着直接的影响。为此,设计人员应注意以下几点。
零部件设计必须满足其设计功能要求。
要考虑功能的合理分配和零件结构形状的合理设计。
从便于制造加工和降低成本考虑,力求零件结构形状简单,加工面少,材料利用率高。 常用零件尽可能标准化、通用化、组合化。
总体设计还应满足总功能、人机工程、造型美学、包装和运输等方面的要求。
详细设计的步骤一般由总装草图分拆成部件、零件草图,经审核无误后,再由零件工作图、部件图绘制出总装图。
最后还要编制技术文件,如设计说明书,标准件、外购件明细表,备件、专用工具明细表等。
4. 改进设计阶段
试制产品根据试验、使用、鉴定中所暴露的问题,进一步从设计上完善相应的技术和效能,以确保产品质量。这是改进设计阶段的主要任务,是整个设计过程中不可分割的一部分,决不允许可有可无。通过这一阶段的工作,产品的效能、可靠性和经济性提高之后,产品就更具有生命力。
总之,按上述一般进程有步骤地设计,对提高设计质量有较好的效果。
1.3产品设计的基本要求
一个产品,只有在技术性能、经济指标、整体造型、操作使用和可维修性等方面能够做到统筹兼顾、协调一致,这样的设计才是合理的,才会受到用户的欢迎。因此,如何拟定机械设计的要求,是产品设计中一个重要的前提。
1. 拟定设计要求的原则与方法
设计要求拟定的一般原则是:详细而明确,合理而先进。详细就是尽可能列出全部设计要求,编制出一份设计要求明细表; 明确就是对设计要求尽可能定量化。合理就是对设计要求的提出要适度、要实事求是; 先进就是与国内外同类产品相比,产品在功能或技术性能、经济指标方面具有一定的领先优势。
设计要求定量化方法,视具体产品的情况而定。有些产品可依据国际标准、国家标准或专业标准来确定; 有些可通过直接计算而得; 有些可通过统计法、类比法、估算法、试验法等来确定。
2. 设计要求
设计要求可分为主要要求和次要要求。主要要求是指直接关系到产品的功能、性能、技术经济指标的那些要求,次要要求是指间接关系到产品质量的那些要求。
(1)主要要求
功能要求:即产品的功用。可以从人机功能分配、价值工程原理和技术可行性等三方面来分析。
适应性要求:即对作业对象的特征、工作状况、环境条件等工况发生变化的适应程度。 性能要求:即指产品所具有的工作特征。
生产能力要求:是指产品在单位时间内所能完成工作量的多少。
可靠性要求:是指产品在规定使用条件下,在预期使用寿命内能完成规定功能的概率。 使用寿命:是指正常使用条件下,因磨损等原因引起产品技术性能、经济指标下降在允许范围内而无须大修的延续工作的期限。
效率要求:是指输入量的有效利用程度。
使用经济性要求:是指单位时间内生产的价值与同时间内使用费用的差值。
成本要求。
人机工程学要求。
安全防护、自动报警要求。
与环境适应的要求。
运输、包装的要求。
(2)其他设计要求(为了保证实现主要设计要求而提出的要求)
强度、刚度要求。
制造工艺要求。
零件加工技术要求。
各作业动作间的协调配合要求。
以上的各项设计要求对于各种产品设计都是适用的。但是,某一具体的产品设计,所涉及的设计要求的内容,其主次轻重是不同的。设计人员应做具体分析,以拟订出详细、明确、合理而又先进的设计要求。在拟定设计要求时,要着重考虑人、机、材料、成本,一般简称为四个M(Man,Machine ,Material ,Money) 。对于机械设计的可靠性、适用性与完善性的考虑,一般可以归结为:保证功能要求与适当使用寿命下不断降低成本。
1.4产品设计的基本原则
对于设计过程中普遍适用的基本原则,现简述如下。
需求原则:产品的功能要求来自于需求。产品要满足客观的需求,这是一切设计最基本的出发点。不考虑客观需要会造成产品的积压和浪费。客观需求是随着时间、地点的不同而发生变化的,这种变化了的需求是设计升级换代产品的依据。客观需求有显需求和隐需求之分,显需求的发展可导致产品的不断改进、升级、更新、换代; 隐需求的开发会导致创造发明,形成新颖的产品。
信息原则:设计过程中的信息主要有市场信息、科学技术信息、技术测试信息和加工工艺信息等。设计人员应全面、充分、正确和可靠地掌握与设计有关的各种信息。用这些信息来正确引导产品规划、方案设计与详细设计,并使设计不断改进提高。
创新原则:设计人员的大胆创新,有利于冲破各种传统观念和惯例的束缚,创造发明出各种各样原理独特、结构新颖的机械产品。
系统原则:每个机械产品都可以看做一个待定的技术系统,设计产品就是用系统论的方法来求出功能结构系统,通过分析、综合与评价决策,使产品达到综合最优。
收敛原则:为了寻求一个崭新的产品,在构思功能原理方案时,采用发散思维; 为了得到一个新型产品,则必须综合多种信息,实行收敛思维。在发散思维基础上进行收敛思维,通常都会取得很好的效果。
优化原则:这属于广义优化,包括方案择优、设计参数优化、总体方案优化。也就是高效、优质、经济地完成设计任务。
继承原则:将前人的成果,有批判地吸收,推陈出新,加以发扬,为我所用,这就是继承原则。设计人员悟性地掌握继承原则,可以事半功倍进行创新设计,可以集中主要精力去解决设计中的主要问题。
效益原则:设计中必须讲求效益,既要考虑技术经济效益,又要考虑社会效益。
时间原则:加快设计研制时间,以抢先占领市场。同时,在设计时,要预测产品研制阶段内同类产品可能发生的变化,保证设计的产品投入市场后不至于沦为过时货。
定量原则:在方案评选、造型技术美学、产品技术性能、经济效益等的评价,都尽量采用科学的定量方法。
简化原则:在确保产品功能前提下,应力求设计出的产品简化,以降低产品成本,并确保质量。在产品初步设计阶段和改进设计阶段,尤应突出运用这个基本原则。
【关键词】山区技校;电子技术教学;创业实践教育
为了适应社会发展,促进学生就业创业,在中等职业教育中,必须建立完整的创业教育体制,培养学生进行思维创新,树立学生良好的创业意识;多年来,我一直将创业教育融入到电子技术实习教学实践中。在这里,我想从以下几个方面来谈谈如何在电子专业实习教学中融入创业教育。
一、重视课程设计,培养创业能力
山区技校学生创业知识结构极不完善。这就要求在课程设计上提出一定的要求,着力培养学生的创业能力。在进行课程设计时,要考虑把总体方案设计、功能模块电路设计、元器件选型、总体项目框架设计、功能测试验证等知识体系合理地归纳到课程内容中。总体方案的设计,要着重培养学生对项目需求的综合设计能力,是根据项目的功能需要和性能指标要求,选取若干合乎性能指标的单元电路组成项目的整体方案,用以满足项目需求。由于方案多种多样,故应当针对项目需求和成本条件,广泛查阅资料,设计数个不同的方案,并根据方案的可行性、稳定性、成本方面的考虑进行择优选取。比如在对“音乐门铃电路”的设计中,就存在数种不同的方案可供选择:分类元件门电路方案、专用IC方案、可编程式MCU系统方案等。让学生进行设计时,学生便要综合系统稳定性、造价成本、系统复杂度等多方面的考虑,选取合适的方案进行设计。对于单元电路的设计,要着重培养学生们信息理解及项目执行的能力,项目具体实施时,必须参照选定方案的架构框图,确定对各单元电路的功能及性能指标,然后再实施设计。在单元电路设计中,若选用实用价值最高的专用IC音乐遥控门铃,则需要设定更详细的选型参数,如最大控制距离、音乐曲目大小、最大功耗等,并要培养学生通过网络途径搜索资料信息的能力,在网络中寻找类似案例帮助自己解决问题。在此过程中,不仅培养了学生们信息获取、问题分析、权衡利弊、以大局为重的决策能力,而且还促进了学生的自学能力。
二、运用多种教学模式,激发学生创业热情
在创业教育中,很重要的一点,便是如何激发学生创业热情;知识和技能固然重要,但对创业者来说,更重要的是进取精神和不断尝试、不断摸索的创业热情;因此,在教学过程中,运用多种教学模式,激发学生创业热情显得尤其重要。例如在彩电维修指导课中,为使学生更灵活掌握维修技巧,老师要经常设置不同的故障,让学生以小组为单位共同讨论解决方案。以长虹彩电为例,设置故障现象为:开机屏幕是水平一条亮线,显然故障设置在行扫描电路。学生集体讨论维修过程,并逐一尝试:查行输出级集电极电压正常,接着查行输出级基极电压为零不正常,说明故障在行扫描电路前级;查行推动级集电极电压很低,说明故障在其供电电路或行推动级三极管自身损坏,经查确实为行推动级三极管损坏,更换后,开机彩电恢复正常。在开机通电瞬间,学生个个圆睁双目,屏息注视,直至出现雪花,出现正常的声光图象,整个教室顿时雀跃欢呼,学生们的脸上洋溢着成功的喜悦,无形中增强了学生解决问题的能力,此时,我抓住这个机会用向学生讲到:同学们可以把这个技能帮别人维修电视机,可以将技能转化为财富。从而提高他们学习兴趣和激发创业激情。
三、搞好课外实践活动,增强学生创业意识
课外实践活动往往受到学生的青睐,结合不同学生群体的特点进行课外实践,具有很高的教育意义;我经常组织学生利用节假日在广场为市民提供家电维修服务,在学校帮其他同学修充电器、MP3等电器产品,还在电子专业里开展电子产品组装等竞赛活动。开展课外实践的优点在于,它能使学生能好的开阔自己的视野,并体验学习的乐趣,培养学生学习兴趣和实践能力;
四、深入实践顶岗实习,构建创业思维
在实习过程中,要注意维护好学生的实习积极性,使学生在实习过程中一直保持浓厚的兴趣,让他们在实习过程中锻炼实践能力和任务执行力,有助于找好自身定位,为后期投身创新创业打下坚实的基础。顶岗实习是院校中衔接实验教学与学生创业和就业的桥梁,可快速培养学生的职业素养、提高学生创新能力,在整个创业教育中至关重要。利用顶岗实习的机会,能让学生零距离地接触到真实的工作生产环境,参与实际的产线作业、项目管理和服务等为主。并且要利用顶岗实习的良好契机,鼓励学生展现自己的才能,寻找岗位中了解和熟悉生产流程;促进他们在实习过程中培养自己的实践能力,打下之后工作和创业的基础。
五、活化成功典例,提升创业动力
对于应届毕业生来说,自主创业并非易事,其涉及到社会生产环节的方方面面,不仅需要专业技术、初始资金、营销管理,还需要创业者在过程中的不断摸索和积累;因此,对学生创业观念和创业意识的培养不可或缺;在教学过程中,可以通过一些往届毕业生经过几年摸爬滚打后打拼出了自己一番事业的典型例子,为学生树立良好的榜样,树立良好的就业观念和培养学生创业热情。如我校2011级电子专业的刘文斌毕业后由学校推荐到创维公司售后服务部门工作,由于他基础扎实、诚实好学,经过3年实践,学到了一身的技能。然后在家乡圩镇上开了一个家电维修经营部,不但自已修家电,还销售家电产品,镇上的人民知道他技术精湛,售后服务好,都将自已的家电拿给他维修,还乐意买他的商品,生意做得很好,现在逐渐发展成为我市TCL、长虹等多家知名品牌家电产品农村市场的商,成为经营家电产品的小老板。通过这些身边真人真事的成功案例,学生们的创业动力一下子就提升了。创业教育不但是培养学生提高学习兴趣的有效方法,还是提高教学效果的有效手段,更是学生就业的有效途径,而且还能促进当地山区经济的发展。在电子专业教学中,只有添加更多关于创业教育的内容,才能使得学生能更快更好地熟悉专业知识技能,进而挖掘学生自身潜力,了解和适应工作环境,并逐步发掘自身创业潜能,为我国山区的经济建设和学生就业创造良好的环境。因此,实施创业教育是山区中等职业教育的重中之重!
参考文献
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[2]戴长林.浅谈如何调动非智力因素开展创业教育[J].江苏教师,2012,4(下半月).
[3]张波,丁金林.电力电子技术的教学体会与思考[J].2008(19):268.
关键词:多媒体;导航;Au1200
引言
多媒体导航系统集成了现今深受欢迎的PMP和GPS的双重功能,可以提供音视频播放、GPS智能路径指引、电子文档浏览、图片浏览等一系列服务。在多媒体播放方面,支持MPEG1、MPEG2、MPEG4、WMA V9等主流格式媒体。
当前,多媒体导航系统的研究热点之一为:从传统的车载使用向便携式方向发展,即实现多媒体导航系统的车载功能和便携式应用的完美结合,随时随地给消费者真正的现代科技成果享受。这也是本设计方案的特点之一。
基于Au1200的多媒体导航系统设计方案、
总体方案设计
专门为便携式播放器设计的低功耗、高性能微处理器AlchemyAu1200,采用了MIPS架构,具有显著优点:功耗极低:
经过对该芯片认真研究,在搜集并分析了大量相关资料的基础上,设计出了基于Au1200的多媒体导航系统方案,其系统架构如图1所示。
系统内存选用美光的DDR266SDRAM,型号为MT46V32M16TG,采用2片并联的形式,总容量128MB,数据位宽为32位,内存带宽为1066MB/s,与Au1200的内存控制器直接相连。
启动ROM为NOR型Flash存储器,型号为S29GL256N,容量为32MB,16位的数据位宽,由于Au1200只有15根地址总线,故需要一片锁存器74LVC16374,并配合ALE信号来锁存地址,以完成S29GL256N与Au1200的连接。
主存储器配置方面,考虑到价格因素,兼顾数据读取速度,采用Hitachi公司的HTC426020G7CE10,存储容量20GB。另外,可以通过SD卡座以及USB口存储数据,便于随身携带。
声卡芯片选用Wolfson公司的音频+触摸屏编译码器WM9712,不仅能处理声音,还带有触摸屏控制器,接口采用AC'97标准。声卡芯片输出音频信号至耳机,喇叭以及射频发送模块选用ROHM公司的无线音频传输芯片BH1417FV。其中,射频发送模块输出音频至汽车音响系统,可以大大改善音响效果。
两个USB接口分别配置成HOST和DEVICE模式,使得该系统既可以作为主机连接USB设备,又可以作为从设备连接到其他主机的USB口。
按键部分的设计,每个常开式按键的一端通过上拉电阻连接3.3V电源,另一端接至Au1200的GPIO口,由软件检测按键动作并执行相应的操作。
LCD触摸屏采用TOPSUN公司的TS40WD2B-02,4.0英寸,分辨率为480×272,工作电压为3.3V,接口类型为数字24位RGB,通过软排线与Au1200的LCD控制接口连接。
GPS模块设计
作为车载、便携两用产品,在满足性能的前提下,模块的体积必须要小。LEVAVE公司的GPS模块GPS-R37定位精度在10m以内,灵敏度高达-159dbm,而体积只有18×18mm,符合本方案设计要求。其与Au1200的连接方式如图2所示。
其中,GPS模块与Au1200微处理器之间的数据通信通过Au1200的串口进行。供电方式方面,GPS模块通过低压差线性稳压器MCP1726与电源连接,并由Au1200控制通断。这样,保证GPS模块工作时可以获得稳定的大电流,而在关断状态下则可以减少功耗。
由于GPS模块与Au1200间通过Au1200的串口进行数据通信,所以,软件部分由主处理器的串口读取GPS数据,采用GPS+地图匹配的组合方法进行GPS定位,再进行进一步的路径规划等操作,其流程如图3所示。
电源设计
考虑到车载、便携两用功能,本系统采用的供电方式为:有外部电源或车载过程中,通过电压适配器给系统供电;随身携带时由系统自带的一块锂电池供电,实现方案如图4所示。SC805为微型大电流锂离子电池充电器,可以对电池快速高精度地充电,并提供过充保护。LTC4411为低功耗电源路径控制器,当输入端电压大于输出端电压时,器件导通,反之器件停止工作。可以看出,当连接外部电源时,SC805对电池快速充电至充满为止,而LTC4411截止,系统由外部电源直接供电;当无外部电源连接时,SC805不工作,LTC4411导通,系统由锂离子电池供电。
另外,为降低系统功耗,便于外出携带,在系统电源配置上:将Au1200的内核供电电压1.2V与外部I/O口供电电压2.5V、3.3V进行隔离。其中,1.2V由高效降压控制器转换得到,2.5V、3.3V分别由用SC192构成的高效率降压型DC/DC芯片转换得到。