江南大学学报论文格式

对包装产品质量进行最后把关的包装测试技术,是包装这是我为大家整理的包装测试技术论文，仅供参考!

[摘要]以培养应用型人才为教学目的，本文首先分析了包装工程专业学生的基础素质和测试技术课程的特点，然后从教学目的、教学内容与教学方法和实践环节三个方面进行了教学改革探索，通过三年的教学实践，提出了本课程未来教学改革的发展方向。

[关键词]测试技术 包装工程 教学改革

[中图分类号]G 642 [文献标识码]A

《包装测试技术》是包装工程专业大学四年制学生的专业必修课程，随着包装产业的自动化程度越来越高、产品包装的标准化程度提高，掌握该课程的知识显得尤为重要，为取得教学效果，我们对本课程进行了教学改革的探索。本文首先分析包装工程专业学生的基础素质和测试技术课程的特点，然后在教学目的、教学内容与教学方法和实践环节三个层次上介绍了教学改革探索的进展和思考。

一、 学生素质和课程特点

包装工程专业的学生基本上来自中学阶段成绩中等的学生，学习的主动性、理解能力、动手能力较弱，但思想活跃、表现欲望较强;此外，女生较其他工科专业多，男女生比例接近于1：1，女生在学习的主动性与认真程度上高于男生。宽基础、厚专业是我校教学的主导教学方针，着力于培养学生宽广的知识、更多的专业积淀。《测试技术》在机械、能源、化工等专业均属于专业基础课程，内容涉及信号分析处理、系统的动态特性、传感器原理、工程量的测试、测试仪器的原理等等，知识面广，既有理论性很强的频谱分析知识，也有实践性很强的传感器与信号处理的应用知识。综合学生的基础素质和学校的教学指导方针，我校本课程的课堂教学减少到36学时，实验、实践环节仍维持为18学时。

二、 教学改革的探索

《测试技术》作为一门广泛开设的课程，广大教学工作者一直在进行教学教研的改革。郭建亮等[1]将虚拟仪器Labview为课程的突破口，结合测试的概念、测试的方法进行教学改进;朱春梅[2]对课程的教学进阶作了调整，强调了学习的实践性与生产应用的结合;王雪[3]采用了创新实验的方法，即学生自己构思实验、设计实验方案，进行实验数据的描述，并通过答辩评分，变“要我学”为“我要学”。徐巧玉等[4]通过让学生参加科研提高其实践动手能力;吴世雄等[5]采用应用型实验改善学生的主动性;化春键等[6]通过引入新传感器、新测试方法激发学生的学习热情。可见，所有的教学改革都以提高学生的学习主动性、培养实践动手能力为主要目的，下面介绍我们在本课程进行的教学改革探索。

(一)教学目的的改革

明确教学目的是首要的任务。包装工程专业面向包装机电装备、包装材料、印刷包装设计、运输物流等行业培养人才，行业跨度大，各专业课程的学习方法和思维特征差别大，若以有限的课时平均分配这些潜在就业岗位所对应的课程，则将面临教师教学无特色、学生无所适从的困境。我校的包装工程专业隶属于机电学院，在机械设计、机电一体化方面的师资配备与教学仪器上具备特色，结合学生的特点与社会的人才的需求，在办学过程中逐渐明确本专业的教学目的是培养包装机电装备的设计和包装材料的应用型研发人才，要求学生具备开发包装设备、设计包装材料测试方案并具有动手能力。

(二)教学内容与方法的改革

根据教学目的，首先制定教学内容的重点，即讲授传感器在包装工业中的应用方法，并以此为核心，介绍误差的处理、动态频率特性的概念和包装测试方法与标准。例如，电涡流式接近开关是包装设备中应用最多的一种传感器，其基本原理与内部的调制电路涉及复杂的线性放大、调制电路，学生较难理解，而且作为成熟的产品，已经全部封装到产品内部，就只介绍其原理，不作理解上的要求;而把其输出信号的采集作为重点，针对NPN集电极开路输出，讲授输出需接上拉电阻的原理，并在课堂上演示，用万用电表观察其输出电平的变化。

其次，从课堂内容的真实感和调动学生学习的主动性与积极性入手。现在学生每人一部手机，随时都想玩手机，除强调课堂纪律外，主要靠教师的课堂内容吸引其注意力。教学既要强调知识的系统性与理论性，也要强调实用性。如果纯粹为了知识的完整性，必定会比较枯燥乏味，课堂缺乏生动性，而应用性的视频、实物、实验、动手编程等都是吸引学生，变被动学习为主动操作，并能吸引全班同学的注意力。例如，在讲授测试系统的频率特性时，让学生回忆电工电子的知识，引出电容、电感的阻抗计算方法，采用板书的方法推导一阶阻容串联回路的频率特性，然后适当进行电路的变形，让学生上讲台现场解答，接着，拿出信号发生器和示波器，在阻容回路的输入端变化正弦信号的频率，用示波器观察输出信号的变化。

针对80后、90后学生表现欲望强烈的特点，在传感器的工程应用讲授完之后，让学生观察身边的事物、查阅文献资料，分小组攥写传感器应用的报告，教师评阅这些报告后，留出一堂课的时间，让优秀的报告获得上台讲述的机会，并进行名次的评比，评分与期末成绩挂钩，促进学生主动学习，掌握查阅文献的一般方法，培养学生表述专题知识的能力、幻灯片设计与团队合作能力。

再次，课程内容前后联系、理论与软件联系的方法，加深学生对理论知识的理解。例如传感器、滤波器与先前讲述的频率特性进行关联讲解;结合运用美国微芯公司提供的滤波器设计软件FilterLab，设计一阶、二级、三阶滤波器，让学生感受到滤波器的设计并不是那么高深莫测;再运用信号发生器和示波器，观察传感器和测试系统的频率特性，发现频率特性的测试目的;进一步运用Matlab的传递函数分析工具性，观察Bode图，顺便引入Matlab软件，让学生掌握一种新的数据分析软件，培养他们科学分析数据的能力。

最后，结合包装行业的特征，讲授包装物测试、包装容器测试、运输包装测试等应用性测试方法与相关的国家标准，引导学生把课程知识与专业应用结合。为避免讲述的枯燥性，通过观看视频、设计包装测试方案的作业，促进其对测试技术在生产应用中的了解，为今后工作中快速上手培养基础。 (三)实践环节的改革

实践是突出传感器应用为重点的课程设计思想的重要抓手。把课程实践分为两个层次，第一层次是实验环节，利用CSY-3000传感器实验台，让学生感受电阻应变片、电涡流传感器、光电传感器和电桥、滤波电路的特点，并培养误差数据的处理能力;利用包装测试实验室的瓦楞纸测试仪器和密封测试仪器，理解包装行业的测试项目和测试标准。通过这一层次的实践，初步把理论与实践进行了关联。第二层次是针对有学习自觉性强、求知欲强烈的学生，开设实践兴趣小组，进行项目教学。由学生上报感兴趣的测试项目，通过教师筛选，选择一个和专业联系紧密，但又能满足短期内可实现的项目进行知识应用能力的培养。指导学生设计项目的实现方案，然后开始传感器、电子元器件的采购、电路的焊接与调试，要求进行数据的测量，培养数据处理能力。

通过各个环节的教学改革，已经使学生初步具备了设计包装机械测试系统、自动检测传感单元的能力，并在随后的《包装机电控制》、《液压与气动》等课程中，坚持进行项目教学，通过持续的培养与努力，最终实现专业教学的目的。

三、 存在的问题与未来教学改革的方向

《测试技术》的教学方法已经通过了3年的实践，培养了一部分学生的学习兴趣与动手能力，测试的概念与方法在毕业设计环节获得了应用，但还存在一些问题，例如某些学生的学习兴趣还没有调动起来，项目教学的教学效果还不甚理想，原因是多方面的，例如我们中小学推行的压迫式的应试教学，挫伤了不少学生的学习主动性和创造性。我们认为教学改革是一项系统工程，需要多门课程协调推进。本课程未来本课程教学改革的方向包括：

1)创新教材体系，使之适应时代的发展;

2)统筹规划，不仅设计好实践环节，而且要在师资配备、师生的奖励环节进行改进;

3)开展全国性的学科竞赛，增进不同高校之间的交流。

[参考文献]

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[6]化春键，尤丽华，周一届.测试技术类课程的教学改革与创新研究[J].江南大学学报(教育科学版).2008，(01)：69-72

(作者单位：浙江大学宁波理工学院)

【摘 要】产品的包装在产品运输过程中起着重要的作用，为了保证运输过程的可靠性，包装件有很多测试标准。本文主要解读了联邦快递FEDEX包装测试标准，解析了该标准中包装件的分类以及超过和不超过150磅包装件的测试项目及方法，并且与ISTA包装测试标准中的一些异同点进行对比分析。

【关键词】包装 测试 标准 FEDEX ISTA

引言

在产品运输流通过程中，产品的包装有至关重要的意义[1]，它不仅起到方便运输的作用，而且还能起到保护产品的作用[2]。如果产品的包装在运输环境中失效，则产品就可能因为运输过程中受到的强烈冲击作用而发生异常甚至报废[3]。为了保证运输包装件产品在运输过程中的可靠性，需要在运输之前就提前对包装件进行运输包装测试[4]。目前包装测试标准很多，本文主要解读联邦快递FEDEX包装测试标准，并与ISTA包装测试标准中的一些异同点进行对比分析。

1 FEDEX包装测试标准中包装件的分类

FEDEX包装测试标准分为两部分，第一部分适用于大于150磅(68kg)的包装件，第二部分适用于不超过150磅的包装件，该标准中这类包装件又分为3种：扁平形包装件、长条形包装件、标准型包装件，不同类型包装件的测试要求有所不同。几种包装件具体区别如表1所示。

相比FEDEX包装测试标准中包装件的分类，ISTA包装测试标准中也规定了包装件的分类。但是ISTA除以上三种类别之外，还规定了一类为小型包装件。具体参数为：最长棱小于35cm(14in)，体积小于13110cm3(800in3)，质量不大于(10磅)。

2 FEDEX包装测试标准中大于150磅(68kg)的包装件的测试要求

FEDEX包装测试标准中，对于大于150磅的包装件，根据表2，不同类别包装件要进行各自需要的测试。

表2中具体测试项目的测试参数及流程如下。

(1)斜面冲击试验(Side impact test)：斜面冲击最慢速率为175cm/s( ft/s)，包装件的每个面都进行试验。

(2)底部冲击试验(Bottom impact test)：将试验样品底部升高到冲击面以上(8in)，然后释放样品进行跌落。

(3)22度角冲击试验(Tip test)：把试验样品底面沿一条棱倾斜，使底面与冲击面形成22°，然后释放回到最初角度。然后沿底面其他三条棱重复以上试验。

(4)卷边冲击试验(Raised edge impact test)：把试验样品底面沿一条棱倾斜，使底面相对棱高于冲击面(10in)，然后释放回到初始位置。然后沿底面其他三条棱重复以上试验。

(5)卷角冲击试验(Raised corner impact test)：将试验样品底面沿一角升高使样品由该角被冲击面支撑，使样品底面的对角线的边角距冲击面(10in)，接着释放使样品回到冲击面上。然后沿底面其他四个边角重复以上试验。

(6)抗压试验(compression test)：在动态压缩试验机上进行，压缩速率为()，当达到以下条件之一时结束试验：①达到停止载荷F(磅)=×(108-H)×L×W×F，其中H、L、W为高、长、宽，F为湿度、时间、堆叠因子;②屈服检测比例达到15%时;③偏差为(1in)时。

(7)正弦振动试验(Rotary vibration test)：①将试验样品放到竖直振动台上，竖直方向上不进行固定，水平方向可能安装防样品掉落装置，然后从要求最低频率开始振动，保持振动位移为(1in)，然后缓慢增加频率，直至试验样品有瞬间离开振动台的情况，停止试验记录该频率;②在该频率下对样品的某一方向进行正弦振动试验，固定位移为，试验时间t(min)=14200/(f×60);③对其他两个方向进行同样的正弦振动试验。对于长条型的包装件，则可只进行最长棱和最短棱的正弦振动试验。

(8)随机振动试验(Random vibration test)：在竖直振动台上对样品某方向进行随机振动试验。第一步先按卡车随机振动程序进行振动(Grms取)，第二步按飞行器随机振动程序(Grms取)进行振动，最后再按卡车随机振动程序进行振动。两种振动程序图如图1和图2所示。对于国内运货的货物，每步振动15min;对于国际运货的货物，每步振动30min。然后对其他两个方向进行同样的试验。

大于150磅(68kg)的包装件，FEDEX标准与ISTA标准有一定异同点。主要如下：ISTA标准中需要进行的测试包括：①固定位移振动试验;②底部冲击试验、斜面冲击、水平冲击试验任选其一;③若顶面不能冲击时还需选旋转棱跌落试验，测试项目没有FEDEX标准中测试项目多。ISTA标准中固定位移振动试验与FEDEX标准中正弦振动试验相同。底部冲击试验中，ISTA标准中样品被升高至离地面(6in)，这与FEDEX标准中(8in)不同。ISTA标准中旋转棱跌落试验与FEDEX标准中卷边冲击试验主要区别是，旋转棱跌落试验中底面一条棱被一个垫木支起，而卷边冲击试验中底面一条棱直接被冲击面支撑。

3 FEDEX包装测试标准中不超过150磅(68kg)的包装件的测试要求

FEDEX包装测试标准中，对于不超过150磅的包装件，根据表3，不同类别包装件要进行各自需要进行的测试。

(1)自由跌落试验(Free-fall drop test)：把包装件按以下次序依次进行自由跌落到钢质冲击面上，最易碎边角着地→该边角处最短棱着地→该边角处次短棱着地→该边角处最长棱着地→某一最小面着地→另一相对最小面着地→某中等面积面着地→另一相对中等面积面着地→某一最大面着地→另一相对最大面着地。跌落高度由包装件的质量决定，具体如下：不大于75磅(34kg)对应高度(30in)，75磅到100磅()对应高度为61cm(24in)，100磅到150磅(68kg)对应高度为(18in)。 (2)集中冲击试验(Concentrated impact test)：将一长宽高各为(12in)的木质箱子内装上沙袋，使其重21磅()，底部某棱上包裹角铁。将扁平形包装件平放在钢质面上。标出包装件正中心及木质盒子带角铁棱的中心，将木质箱沿底部角铁棱倾斜并升高到(30in)且箱子与包装件最长边平行，然后自然跌落使带角铁的棱跌落到包装件上，并且跌落后带角铁的棱中心与包装件正中心重合。具体冲击示意图如图3所示。

(3)桥架冲击试验(Bridge impact test)：将长条形包装件的两端垫在两个(4in)高的积木上，找出包装件的正中心。将一长宽高各为(12in)的木质箱子内装上沙袋，使其重21磅()，底部某棱上包裹角铁，并找出棱的中心。将木质箱子沿底部带角铁棱倾斜并升高到(30 in)且箱子与包装件最长边垂直，然后自然跌落使带角铁的棱跌落到包装件上，并且跌落后带角铁棱中心与包装件正中心重合。具体冲击示意图如图4所示。

(4)抗压试验：与超过150磅的包装件抗压试验相同。

(5)正弦振动试验：与超过150磅的包装件正弦振动试验相同。

(6)随机振动试验：与超过150磅的包装件随机振动试验相同。

(7)重复自由跌落试验(Second free-fall drop test)：对于国际运输的货物，在振动测试之后还要进行第二次自由跌落试验。

可见FEDEX包装测试标准中不超过150磅的包装件与超过150磅的包装件主要区别在于冲击测试的种类有所不同，超过150磅的包装件的冲击测试种类明显多于不超过150磅的包装件，这正说明了更重的包装件其冲击测试的严酷性。对于不超过150磅的包装件，FEDEX标准与ISTA标准也有一定异同点。主要如下：ISTA标准中，包装件的类型还包括小型包装件;两个标准中的冲击测试项目有所不同，FEDEX标准和ISTA标准的冲击测试对于长条形包装件都包括集中冲击试验，对于扁平形包装件都包括桥架冲击试验，但是两个标准中冲击的高度不同，FEDEX标准中高度为(30in)，而ISTA标准中高度为(16in)。此外，FEDEX标准中冲击测试还有两角两棱六面次序的自由跌落，而ISTA标准中冲击测试还有三棱两角两棱两面次序的自由跌落试验、倾翻试验、旋转跌落试验;ISTA标准中有温湿度试验的预处理，FEDEX标准中则没有该预处理;振动试验方面两个标准也差别较大，而且ISTA标准中还有低气压随机振动试验。

结语

本文主要解读了FEDEX包装测试标准，并与ISTA包装测试标准进行了对比。由以上解读分析可见，包装件的测试项目很多，不同标准的测试流程及参数也会有差异[5]。但是对于不同标准要求的包装件，相关测试完成后，该包装件就能达到所要求的运输环境的可靠性。

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数控机床旋转进给系统的状态空间模型及性能分析摘要：高性能多坐标数控机床的摆头、转台等旋转进给系统多采用永磁同步伺服电机进行直接驱动，其控制问题较常规进给系统更为复杂。因此建立更为科学的适用于直接驱动的永磁同步电机的数学模型对提高旋转进给系统的控制水平具有重要意义。本文提出在矢量控制的基础上建立直接驱动用永磁同步电机的状态空间模型的方法，并运用现代控制理论对系统的能控性、可观测性及稳定性等进行分析和计算以及对系统进行极点配置，并用Simulink进行了系统仿真，为数控机床旋转进给伺服系统的设计和分析提供了理论基础和分析方法。关键词：旋转进给；直接驱动；永磁同步电机；中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2007)08-0040-05State space model and performance analysis of numerical controlmachine rotary feed systemZHANG Ao, ZHOU Kai(Department of Precision Instrument and Mechanics,Tsinghua University,Beijing 100084,China)Abstract: Rotary feed system such as pendulum head and revolving table of high-powered multicoordinatesnumerical control machine adopts PMSM to drive directly. It's more complex tocontrol than the conventional feed system. So it's significative to set up mathematic modelof PMSM which is applicable for the direct drive more scientifically in order to improve thecontrol level of rotary feed system. Thus a modeling of PMSM method for state spaceequation modeling of PMSM based on vector control is proposed. The controllability,observability, stability and Pole assignment are analysed by modern control theory. And thesystem emulation is finished by Simulink. This method offers theoretical basic and analyticalmethod for rotary feed servo system designing of numerical control words: rotary feed; direct drive; PMSM; state space equation0 前言高性能数控机床的旋转进给伺服系统，特别是直接驱动伺服系统（即取消了从电动机到执行机构或负载之间的一切机械中间传动环节，把传动链的长度缩短为零。）广泛使用永磁同步电机(permanentmagnet synchronous motor, PMSM)作为控制对象。其优点是结构简单，运行可靠，通过在结构上采取措施，如采用高剩磁感应、高矫顽力和稀土类磁铁等，可比直流电动机的外形尺寸约减少1/2，重量轻60%，转子惯量可减小到直流电动机的1/5 。[2]还应该看到，传统驱动系统由于传动环节的存在，控制环节的受力较小，系统对扰动的敏感度相对较低，而直接驱动伺服系统，负载与控制环节之间几乎是直接相联，没有传动链的缓冲，因此控制环节受力较大，对扰动比较敏感，这可能会对系统的动态性能造成影响；同时，摆头与转台的特点是要承受低速大负载，因此其大负载条件下的低速平稳性也是系统设计中的一个重要问题。因此，对于此类数控机床转台、摆头等旋转进给直接驱动系统而言，其控制问题较常规进给系统更为复杂。在工程实际中多采用基于矢量变换控制的经典3 环控制方法进行系统控制，其建立控制模型的基础是经典控制理论，即对系统使用传递函数加以描述，将某个单变量（如转速等）作为输出，直接和输入（如电压等）联系起来。但实际上系统除了输出量外还包含其它相互独立的变量，而微分方程或传递函数对这些内部的中间变量是不便描述的，因而不能包含系统的所有信息，不能完全揭示系统的全部运动状态。而若应用现代控制理论的状态空间法分析系统，其动态特性是由状态变量构成的一阶微分方程组来描述的，它能反映系统全部独立变量的变化，确定系统全部内部运动状态，方便地处理初始条件。因此可以更为全面的表征系统以及系统内部变量的关系，尤其适合应用于非线性、多输入－多输出系统。[5]综上所述，旋转进给直接驱动伺服系统是一个强耦合、非线性的复杂系统，因此用状态空间法来进行建模是更为科学和有效的。本文在矢量控制的基础上通过状态空间法建立永磁同步电机状态空间模型，并应用现代控制理论的各种方法对模型进行全面的分析，为进一步应用先进的控制方法对系统进行控制打下坚实的基础。1 PMSM 的数学模型我们考虑的是正弦型永磁同步电动机系统。该电动机具有正弦形的反电动势波形，其定子电压、电流也为正弦波形。假设电动机是线性的，参数不随温度等变化，忽略磁滞、涡流损耗，转子无阻尼绕组。基于电动机统一理论的结论可以得到，转子坐标系（d－q轴系）中永磁同步电动机定子磁链方程为：（1）其中：——转子磁钢在定子上的耦合磁链；Ld、Lq——永磁同步电动机的直、交轴主电感；、 ——定子电流矢量的直、交轴分量。PMSM 定子电压方程为： （2）其中， 、——定子电压矢量us的d、q轴分量；w——转子电角频率。PMSM 的转矩方程为： （3）电动机转矩系数Kt 为：Kt ＝ pmyr此外，电动机系统还要满足基本运动方程：（ 4）其中，n ——电动机转速；wr ——转子机械角速度，w=pmwr ；Td、TL ——电动机的电磁转矩和负载转矩。采用现代控制理论的状态方程对永磁同步电机进行数学建模。若采取矢量控制，一般要求id=0，但是状态方程中不出现md和id是不合理的。因为在id=0的控制模式中，只是要求id的取值等于0，但id的实际值并不一定总是等于0（特别是在动态过程中）。同时，ud的实际数值也不会等于0。因此，必须将ia也作为状态变量，将md 也作为控制变量，由控制器根据所有状态变量（包括id）的取值进行控制。因此取状态变量 ，q 为转子位置角。将（1）式带入（2）式的第2 式，由（3）式和（4）式可得，则永磁同步电机的状态方程为( ) ：(5)由此可见，该系统是一个非线性时变系统，且在系数矩阵中含有wr，id，iq状态变量的交叉相乘项，因此需要进行系统解耦，令因此采取id=0的矢量控制方法，uq'=uq，TL'=TL，系统可化为线性系统。取ud，uq 为控制量，负载转矩TL 作为扰动处理，因此单独提出，则系统化为=AX+BU+B0TL 的形式，则原系统化为：(6)2 PMSM 系统的分析PMSM 的参数如下：则系统状态空间方程为： 多项式模型将状态空间模型转换为多项式模型，系统的传递矩阵为： 能控性与可观测性分析状态完全能控的充分必要条件是系统的能控矩阵的秩为n。状态完全能观测的充分必要条件是能观测矩阵的秩为n。计算可得，系统的能控矩阵秩为4，满秩，则系统状态是完全能控的。系统的能观测矩阵的秩为4，满秩，则系统状态是完全可观测的。 控制系统的稳定性分析对于由状态空间模型表示的系统，其系统稳定的充分必要条件是：系统矩阵A 的特征值全部具有负实部。eig(a)'= *[0 - + ]由于系统矩阵a 的特征值中有一个是零，因此该系统是临界稳定的。由于能控矩阵的秩为4，满秩，因此可以通过状态反馈配置极点使得系统稳定。 多输入控制系统的极点配置对于多输入系统的极点配置的基本思路是：首先求一状态反馈，使得其闭环系统对某一输入（例如第一个输入）是能控的，再按单输入系统配置极点的方法进行极点配置[5]。图1 极点配置的闭环系统框图期望极点为： *[ + ]（1）构造Q、S 矩阵。，由系统可得，n=4,m=2，u1+u2=4，a 为Q-1 的最后一行向量。（2）先按能控标准型进行极点配置。对 单输入系统进行极点配置。的特征多项式为，所期望的特征多项式为，则增益阵为:（3）求化为能控标准型的变换矩阵T，即则增益阵返回原坐标系为（4）使原系统（A，B）实现极点配置的状态反馈为: 系统仿真系统位置状态向量对阶跃信号的响应：图2 极点配置前位置状态向量的阶跃响应图3 极点配置后位置状态向量的阶跃响应系统位置状态向量对速度信号的响应（虚线为输入位置信号，实线为输出位置信号）：图4 极点配置前的速度信号跟踪曲线系统位置状态向量对正弦信号的响应（虚线为输入位置信号，实线为输出位置信号）图5 极点配置后的速度信号跟踪曲线图6 极点配置前的正弦信号跟踪曲线图7 极点配置后的正弦信号跟踪曲线由此可见，通过极点配置使系统稳定，且对各种输入信号的响应有很大改善，具有很好的跟踪性能，这对于随动系统来说是十分重要的。3 总结使用状态空间方程表征系统，可以把系统的状态与系统的输入和输出联系起来，并在系统的内部变量与外部输入和测量输出之间建立联系，保存系统内部特性的信息，因此模型更为精确和科学。本文即在矢量控制的基础上提出了一种建立完整的永磁同步电机状态空间模型的方法。根据此模型，运用现代控制理论的各种方法对系统性能进行了分析和计算，分析表明该系统具有完全能控性、完全可观测性以及临界稳定性，通过状态反馈配置极点的方法使得系统稳定，使状态变量对输入信号有很好的跟踪性能。为进一步分析和设计控制系统提供了有效的方法和思路。参考文献：[1] 欧阳黎明.MATLAB控制系统设计[M].北京:国防工业出版社,2001.[2] 张崇巍,李汉强.运动控制系统[M].武汉:武汉理工大学出版社,2002.[3] 李三东,薛花.基于Matlab永磁同步电机控制系统的仿真建模[J].江南大学学报,2004,(2):115-120.[4] 杨平,马瑞卿,张云安.基于Matlab永磁同步电机控制系统的建模仿真方法 [J].沈阳工业大学学报,2005,(4):195-199.[5] 侯媛彬,嵇启春,张建军,杜京义.现代控制理论基础[M].北京大学出版社,2006.[6] 孙亮. MATLAB语言与控制系统仿真[M].北京:北京工业大学出版社,2006国物流管理逐渐走向社会化和供应链化的形势下，必须接合具体企业的物流运作管理实际，根据精益物流的基本原则和企业信息化状况，通过理论与应用的研究，在精益供应链物流管理原型系统的基础上不断修改和完善，不断地进行研究和实践，以此来推动我国制造企业精益供应链物流管理信息系统的发展。参考文献：[1] 乌跃.论精益物流系统[J].中国流通经济,2001(5):11-13.[2] (美)詹姆斯·P. 沃麦克, (英)丹尼尔·T. 琼斯, 沈希瑾,张文杰,李京生.精益思想:消灭浪费,创造财富[M].北京:商务印书馆,1999．[3] RICHARD Wilding. Lean, Leaner, Leanest[J]. InternationalJournal of Physical Distribution & Logistics Management1996,25(3/4)20.[4] 王之泰. 物流工程研究[M].北京:首都经济贸易大学出版社,2004．[5] 田宇,朱道立.精益物流[J].物流技术,1999(6):19-21.[6] LIU X Q, MA S H. Supply chain logistics circulation quantityand response time calculation model[J].WSEAS Transactionson Systems, 2006,5(4): 在机床数控改造中的典型应用邵晓嵬, 任有志, 王燕丽(河北科技大学机械电子工程学院, 石家庄050054)摘要: 讨论了利用可编程控制器对机床进行数控改造的具体方案和一般步骤,并以锯片切割机的改造为例介绍了利用西门子公司S7 - 200 系列可编程控制器进行改造的具体过程,阐述了机床数控改造后的应用效果及其未来的社会和经济效益。关键词: 可编程控制器; 机床; 数控改造中图分类号: TG51 文献标志码: A 文章编号:100320794 (2007) 1120147202Typical Application of PLC in NC Transformation for Machine ToolSHAO Xiao - wei , REN You - zhi , WANGYan - li(College of Mechanical and Electronic Engineering ,Hebei University of Science & Technology , Shijiazhuang 050054 ,China)Abstract :Discussed how to use the programmable logical controller (PLC) to deal with the transformation inmachine tool , particularly introduced the whole process of transformation on incise machine based on SIEMENSS7 - 200 PLC. Finally expatiate the effect of NC transformation and its coming benefit .Key words :programmable logical controller (PLC) ; machine tool ; NC transformation0 前言在我国现有的机床中有一部分仍采用传统的继电器- 接触器控制方式,这些机床触点多、线路复杂,使用多年后,故障多、维修量大、维护不便、可靠性差,严重影响了正常的生产。还有一些旧机床虽然还能正常工作,但其精度、效率、自动化程度已不能满足当前生产工艺要求。对这些机床进行改造势在必行,改造既是企业资源的再利用,走持续化发展的需要,也是满足企业新生产工艺,提高经济效益的需要。1 解决方案利用PLC 对旧机床控制系统进行改造是一种行之有效的手段。采用PLC 进行控制后,机床控制电路的接线量大大减少,故障率大大降低,提高了设备运行的稳定性和使用率,增强了可靠性,减小了维修,维护工作强度。当机床加工程序发生变化时,只需要修改PLC的程序就可以进行新的加工,更改较方便,有助于提升机床的应用。由于具有通信功能,采用可编程控制器进行机床改造后,可以与其他智能设备联网通信,在今后的进一步技术改造升级中,可根据需要联入工厂自动化网络中。2 改造过程、步骤及应用实例(1) 深入了解原有机床的工作过程,分析整理其控制的基本方式、完成的动作时序和条件关系,以及相关的保护和联锁控制,尽可能地与实际操作人员充分交流,了解是否需要对现有机床的控制操作加以改进,提高精度、可操作性和安全性等;如有需要,在后续的设计中予以实现。(2) 根据分析整理的结果,确定所需要的用户输入P输出设备。由于是对旧机床的改造,在保证完成工艺要求的前提下,最大限度地使用原有机床的输入P输出设备,如: 按钮、行程开关、接触器、电磁阀等,以降低改造成本。(3) PLC 机型选择。根据输入P输出设备的数量与类型,确定所需的IPO 点数。确定IPO 点数时,应留有20 %左右的裕量,以适应今后的生产工艺变化,为系统改造留有余地。由IPO 点数,利用一条经验公式:总内存字数= (开关量输入点数+ 开关量输出点数) ×10 + 模拟量点数×150来估算内存容量。在估算出内存字数后,再留25 %的裕量。据此,选择合适的机型。(4) 设计并编制IPO 分配表,绘制IPO 接线图。应注意到:同类型的输入点或输出点应尽量集中在一起,连续分配。(5) 进行程序设计。可借鉴机床原有继电器控制电路图,加以修改和完善。完成程序设计后,应进行模拟调试。(6) 模拟调试后,进行现场系统调试。调试中出现的问题逐一排除,直至调试成功。最后还应进行技术资料整理、归档。图1 IPO 接线图下面是对某锯片切割机的数控改造过程,机床的各控制过程如下:(1) 主轴电机的控制。起动,停止;(2) 进给电机控制。工作台纵向进给到与锯片相切的位置,之后工作台横向快速进给锯片,完成后工作台慢速移动后退,其间锯片主工作台变速旋转一个锯齿的角度,两运动同时进行插补出一个锯齿圆弧;(3) 冷却泵电机的起动控制以及相关的保护、联锁控制,工作台的各运动方向的超程保护,各运动方向的联锁控制等。确定所需的用户输入P输出设备。根据设备的硬件条件分析出,面板上有6 个按钮需占6 个数字输入口,一个BCD 拨码开关占用4 个输入口,一条直线光栅尺占用3 个输入口,一个三位状态旋钮占2 个输入口,执行元件为3 个步进电机和2 个异步电机,其中3 个步进电机共需8 个数字输出口,砂轮主电机和冷却泵各需1 个输出口,报警指示灯和上电指示灯各需1 个输出口。为保证安全起见,热继电器不接入输入端,而直接接在PLC 的输出端;合计输入点数15 点,输出点数12 点。考虑到要留有20 %左右的裕量,所以IPO 点数要在30 个点以上。因此,选用西门子公司S7 - 200 系列226 型号的PLC ,其输入点数24 点,输出点数16 点, IPO 总点数40 点;编制IPO 分配表(见表1) ,绘制IPO 接线图(见图1) ;借助机床原有的继电器控制电路图,进行程序设计,编写STL 结构化程序语言;模拟调试及现场系统调试,完成技术资料的归档。表1 IPO 分配表输入输出I0. 0 BCD 拨码开关1 位Q0. 0 W轴CP 端I0. 1 BCD 拨码开关2 位Q0. 1 X轴PY轴CP 端I0. 2 BCD 拨码开关3 位Q0. 2 W轴DIR 端I0. 3 BCD 拨码开关4 位Q0. 3 W轴FREE 端I0. 4 启动Q0. 4 X轴DIR 端I0. 5 暂停Q0. 5 X轴FREE 端I0. 6 光栅尺A 相输入Q0. 6 Y轴DIR 端I0. 7 光栅尺B 相输入Q0. 7 Y轴FREE 端I1. 0 光栅尺Z相复位Q1. 0 主电机继电器I1. 1 锯片直径输入确定Q1. 1 冷却泵继电器I1. 2 砂轮直径输入确定Q1. 2 报警指示灯I1. 3 三位状态旋钮输入1 Q1. 3 上电指示灯I1. 4 三位状态旋钮输入2I1. 5 冷却泵启动I1. 6 急停3 改造后效果可实现加工的柔性自动化,效率比传统锯片机提高5～6 倍。加工的锯齿精度高,尺寸分散度小,提高了锯齿的强度。拥有自动报警、自动监控、补偿等多种自我调节功能,可实现长时间无人看管加工。由于锯片采用的是某新型合金钢,齿磨损后修补的成本很高,采用该锯片机以后,为工厂节省了可观的维修成本,真正提高了工厂的效益。4 结语利用PLC 对传统机床进行数控化改造,能够有效地解决复杂、精密和小批多变的零件加工问题,满足高质量、高效益和多品种、小批量的柔性生产方式的要求,适应各种机械产品迅速更新换代的需要,同时为企业节省了大量的设备改造成本,提高了企业的经济效益和社会效益,提升了企业的产品竞争力,使企业更容易在竞争激烈的市场环境里生存与发展。参考文献:[1 ]陈立定. 电气控制与可编程控制器[M] . 广州:华南理工大学出版社,2001.[2 ]张新义. 经济型数控机床系统设计[M] . 北京:机械工业出版社,1994.作者简介: 邵晓嵬(1981 - ) ,河北邯郸人,河北科技大学研究生,研究方向为机电一体化,电话:0310 - 5368092.基于网络的数控机床远程管理汪惠芬, 刘婷婷, 张友良(南京理工大学机械工程学院, 江苏南京210094)摘要: 网络化制造是21世纪的主要生产模式, 采用网络技术来管理数控机床也就成为必然。本文在分析数控机床联网及远程管理的需求基础上, 提出一种基于TCP / IP的、能够与企业其它信息管理系统实现无缝集成的数控机床联网及远程管理系统方案, 详细介绍该系统的结构和功能, 并给出了应用实例。关键词: 网络化制造; 数控机床; 远程管理中图分类号: TG659 文献标识码: A 文章编号: 1001 - 3881 (2007) 10 - 070 - 4RemoteManagemen t of NC Mach ine Tool Ba sed on NetworkWANG Huifen, L IU Tingting, ZHANG Youliang( School ofMechanical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China)Abstract: Networked manufacturing ismain manufacturing paradigm in 21 st century, so that it is necessary trend to manage NCmachine tool based on network. Based on the analysis of requirements for networking and remote management of NC machine tools,TCP / IP2based networking scheme and remote management system that can be integrated with other information management systems inenterp rise forNC machine toolswas put forward. Then architecture and main functions of this system was discussed. An examp le ofapp lication was : Networked manufacturing; NC machine tool; Remote management0 引言网络化制造是21 世纪制造业的主要生产模式,网络化设计制造系统是一种由多种、异构、分布式的制造资源, 以一定互联方式, 利用计算机网络组成的、开放式的、多平台的、相互协作的、能及时灵活地响应市场需求变化的系统。其特点是在组织上的动态联盟, 其目标是将现有的各种在地理位置上或逻辑上分布的制造系统连接到计算机网络中, 以提高各单位间的信息交流与合作能力, 进而实现各种资源的共享, 快速地设计和制造产品, 响应市场的需要。它是21世纪制造企业缩短产品开发周期、改善产品质量、降低产品成本, 增强企业的竞争能力的主要技术措施[ 1 - 3 ]。数控机床与计算机通信是实现制造设备集成控制和管理的基础和必要条件, 也是实现网络化制造的关键之一。随着数控技术使用的不断深入, 计算机技术、网络技术的不断发展, 企业数控机床的数量越来越多, 而传统的单机管理模式因技术手段落后、生产效率低、管理与维护费用高昂等弊端已不能适应企业发展的需要, 采用网络技术来管理数控机床也就成为必然[ 4 ]。数控机床网络DNC技术在我国经过二十多年的发展, 也经历了从纸带到单机, 再到简单网络,最后发展成为高级网络的艰难历程。纸带方式已经基本完全抛弃; 在机床数量较少时, 有些用户还在使用单机通讯模式; 当机床数量发展到一定数量时, 机床用户一般都采用了网络DNC的方式[ 5 ]。我国数控机床的网络DNC目前主要存在着两种结构: 一种是采用单台计算机对应单台机床的方式, 这些计算机再通过局域网联结; 另一种是采用单台计算机对应多台机床的方式, 其中大部分是基于RS2232串口通讯或基于国外的通讯软件产品[ 6 - 10 ] , 也有部分基于TCP / IP的国产软件[ 11 - 13 ]。但是, 随着市场经济和企业信息化的发展, 企业使用了多种信息管理系统, 如ERP、PDM、MES、CAD /CAPP /CAM 等, 各种系统之间还必须考虑信息共享, 以避免信息化孤岛, 因此, 使用集成式DNC技术对数控设备群进行管理势在必行。本文在分析数控机床联网及远程管理的需求基础上, 提出一种基于TCP / IP的、能够与企业其它信息管理系统实现无缝集成的数控机床联网及远程管理系统方案, 并详细介绍了该系统的实现技术及应用实例。1 数控机床远程管理系统结构111 系统需求分析目前, 在实施网络化制造的进程中, 越来越多的企业逐步实施了企业信息化工程, 单机作业的数控机床成为制约企业快速响应市场的瓶颈, 为了更好地满足生产发展的需求, 迫切需要将企业的数控机床进行联网改造, 实现信息系统对数控机床的远程管理以及车间生产任务的实时调度。数控机床远程管理系统的设计需要满足以下要求:(1) 开放性。随着新技术的发展, 系统应具有可扩展性和可裁剪性, 易于增加和更新系统的功能,系统的配置应具有良好的通用性、兼容性、可移植性和互操作性。(2) 灵活性。系统支持多操作系统(Windows98 /NT 410 /2000) , 应适应控制器类型、设备数量、任务

唉～～像你这样到这儿来找毕业论文的太多了 不知道，你是否选修过“文献检索”课， 学校图书馆（网上），那么多期刊论文数据库 可以参考的资料那么多，怎么不知道？ 你的导师也没提示你吗？