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精度的边缘检测方法与本地信息在speckled意象juliana嘉碧尼•马尔塔e. mejail •胡里奥jacobo - berlles •亚历杭长frery 收到日期： 2006年8月17日/接受： 2007年7月19日/在线出版： 2007年9月11日©施普林格科学+商业媒体， LLC公司2007年摘要我们比较的准确性5方法轮廓检测在speckled意象。一些这些方法利用统计特性speckled 数据，他们都聘请主动轮廓用B样条曲线。图像获得与相干照明受影响由噪音所谓的散斑，这是固有的向成像过程。这些数据已统计模型由一个乘法模型使用g0分布，下其中区域与不同程度的粗糙度可特点是价值的一个参数。我们使用此信息找到之间的边界地区与不同纹理。我们建议，并比较5战略边界检测： 3的基础上，数据（最高间断对原始数据，分形维数和最大似然） 和2的基础上估算的粗糙度参数（最多不连续性和各向异性平滑粗糙度估计） 。在以比较这些策略，一蒙特卡罗的经验，表现评估的准确性拟合曲线的一个地区。概率找到j.嘉碧尼•米e. mejail • j. jacobo - berlles 法学院德ciencias exactas y自然资源，大学布宜诺斯艾利斯布宜诺斯艾利斯城Universitaria的， pabellón ，我c1428ega布宜诺斯艾利斯Aires ，阿根廷j.嘉碧尼电子邮箱： 米e. mejail 电子邮箱： j. jacobo - berlles 电子邮箱： 答：长frery （ _ ） 研究所computação ，联邦大学德阿拉戈斯州， 溴104公里，北97 ， 57072-970 maceió ，铝，巴西电子邮箱： 正确的边缘少于指定的错误估计并用来比较的技巧。最好的两个程序然后，比较而言，其计算成本和，最后，我们表明，最大似然的方法对原始数据的使用g0法是最好的技术。 关键词主动轮廓• B样条曲线拟合•形象分析• • SAR图像斑点噪声
理论力学多媒体教材，吉林科学技术出版社，2002年，ISBN 7-900305-47-5李永强,刘杰,刘宇. 碰摩转子弯扭摆耦合振动非线性动力学特性研究, 机械工程学报2007, 43(2). (EI检索)李永强,刘杰.分形维数在大型旋转机械故障诊断中的应用, 应用力学学报,2007,(2) (EI检索)李永强，王铁光. 关于恢复因数e取值范围的讨论,力学与实践. 2006,28(1)李永强，郭星辉，李健. 科氏力对旋转叶片动频的影响,振动与冲击.2006,25(1) (EI检索)李永强，刘杰. 非线性刚度不平衡转子径向碰摩动力学研究，应用力学学报.2005,22(3) (EI检索)李永强，郭星辉. 气轮机叶片振动响应的数值分析, 东北大学学报：自然科学版.2005,26(2) (EI检索)李永强，朱亮，刘宇，刘杰. 用整体传递矩阵法计算旋转机械整机固有频率特性, 东北大学学报：自然科学版.2005,26(12). (EI检索)李永强，刘杰，侯祥林，李允公，人工神经网络的混合算法及其工程应用，机械工程学报.2004,40(1). (EI检索)李永强，刘杰，侯祥林，代数迭代映射分支值的优化算法，东北大学学报：自然科学版.2003,24(5) (EI检索)李永强，刘杰，郭星辉，闻邦椿，大型压力容器波动时效机理的动力学，东北大学学报：自然科学版.2003,24(8) (EI检索)
数学专业毕业论文选题方向
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1. 浅谈奥数竟赛的利与弊
2. 浅谈中学数学中数形结合的思想
3. 浅谈中学数学中不等式的教学
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5. XXX课程网上教学系统分析与设计
6. 数学CAI课件开发研究
7. 中等职业学校数学教学改革研究与探讨
8. 中等职业学校数学教学设计研究
9. 中等职业学校中外数学教学的比较研究
10. 中等职业学校数学教材研究
11. 关于数学学科案例教学法的探讨
12. 中外著名数学家学术思想探讨
13. 试论数学美
14. 数学中的研究性学习
15. 数字危机
16. 中学数学中的化归方法
17. 高斯分布的启示
数学作为一门工具性的学科，是高中数学最基础的课程。相应的，数学课程的教学也是教育界一直在关注的重点内容。下文是我为大家搜集整理的关于数学毕业论文参考范文下载的内容，欢迎大家阅读参考! 数学毕业论文参考范文下载篇1 浅析高中数学二次函数的教学方法 摘要：二次函数的学习是高中数学学习的重点，也是难点。师生要一起研究学习二次函数的基本方法，掌握其学习思路和规律，这样才能学好二次函数。 关键词：高中数学;二次函数;教学方法 在高中数学教学过程中，二次函数是非常重要的教学内容。随着教学改革的不断推进，初中阶段的二次函数因为是理解内容，没有纳入到考试内容中去，使高中学生在学习二次函数时有难度。因此，教师在教学这部分内容时，必须注重巩固和复习初中二次函数的内容和知识点，同时采取有效的方法合理地进行二次函数教学，确保获得较高的效率和质量，达到提高高中生数学成绩的目的。 一、加强对二次函数定义的认识和理解 高中数学的二次函数教学主要建立在初中二次函数的知识和定义基础上。在定义和解释二次函数的内容和知识过程中，教师主要利用集合之间相互对应的关系来解释二次函数的定义。因此，高中数学的二次函数教学与初中二次函数教学之间存在本质区别，这就造成了在二次函数教学过程中，学生很难适应和接受二次函数的定义。在高中数学的二次函数教学过程中，教师要根据初中二次函数的内容和定义，引导学生全面透彻地理解二次函数的定义和相关知识，这样才能确保学生学习和掌握更多的函数知识。在二次函数教学的过程中，教师要注重引导学生复习和回顾初中阶段掌握的二次函数知识点以及相关定义，并且与高中数学的二次函数内容相比较，这样学生就能对二次函数的定义、定义域、对应关系以及值域等有更深入的认识和理解。例如，在讲解例题：f(x)=x2+1，求解f(2)、f(a)、f(x+1)的过程中，若学生对于二次函数的定义以及概念有比较清晰的认识和理解，学生就可以看出该题是一个比较简单的代换问题，学生只需要将自变量进行替换，就能求解出问题的答案。但是，在解答这类问题的过程中，教师需要正确引导学生对二次函数的定义和概念加以认识和理解，如在f(x+1)=x2+2x+2中，学生需要认识到该函数值的自变量是x+1，而不是x=x+1。 二、采用数形结合的方式进行二次函数教学 在高中数学的二次函数教学过程中，一种常见的教学方法就是数形结合教学法。在二次函数教学过程中，采用数形结合的教学方法，不仅能够帮助学生更好地理解和掌握二次函数的性质以及图象，同时还有利于解决各种各样的二次函数问题，从而达到培养学生的思维能力以及提高二次函数教学效率的目的。采用数形结合的方式进行二次函数教学，所运用到的图像既能将二次函数的性质变化、奇偶性、对称性、最值问题以及变化趋势很好地反映出来，同时也是学习二次函数解题方法以及有效开展教学的重要载体。所以，教师在二次函数的教学过程中，需采用由浅至深的方式进行教学，合理把握和控制教学的难易程度，在学生了解和熟悉二次函数图像的前提下，帮助学生总结和认识其性质变化，从而达到顺利开展二次函数教学的目的。例如，教师在引导学生绘制二次函数图像的过程中，可以采用循序渐进的方式，通过绘制简单的二次函数图像，帮助学生学习和理解图像性质。如采用描点法绘制二次函数图像f(x)=-x2、f(x)=x2、f(x)=x2+2x+1等。在学习绘制函数图像的过程中，教师还可以设置一些例题，如“假设函数f(x)=x2-2x-1，在区间[a，+∞]中，呈单调递增的变化，求解实数a的取值范围”，或者“已知函数f(x)=2x2-4x+1，且-2 三、采用开发式的教学方式，培养学生的思维能力 在高中数学的二次函数教学过程中，涉及的内容范围广，所占的比例也相对较大。因此，教师在开展二次函数教学的过程中，其涉及的教学方法以及教学思路也非常多，教师需要合理选用教学思路和方法，这样才能有效培养和提升学生的数学能力以及思维能力。例如，在二次函数教学过程中，教师可以通过引导学生求解下列例题，让学生进一步理解和掌握二次函数的定义以及外延，并思考和总结出求解二次函数的思路和方法，以培养和提升学生的数学思维能力。如已知函数y=mx2+nx+c，其中a>0，且f(x)-x=0的两个根，x1与x2满足0 参考文献： [1]高红霞.高中数学二次函数教学方法的探讨[J].数理化解题研究，2015(11). [2]郗红梅.例析求二次函数解析式的方法[J].甘肃教育，2015(19). 数学毕业论文参考范文下载篇2 浅谈高中数学教学对信息技术的应用 摘要：为了提高高中数学的教学质量与丰富数学教学内容，将原有的知识点进行整合，使得学生更容易接受相关知识，文章提出了信息技术在高中数学教学中的应用策略：以信息技术为基础，丰富课堂教学内容;以信息技术为支点，优化教学过程;利用信息技术，让学生养成探索的习惯。 关键词：信息技术;高中数学;教学 信息技术在当下社会的发展给教学带来了许多改变，不仅使得教学变得更为高效，同时还令教学的内容变得丰富多彩。因此，随着信息技术在教学中的应用越来越广泛，教师就要对于这种教学模式进行探究，让教材与信息技术可以在进行授课的时候有效结合。只要是做好了以上的内容，就可以将高中数学与信息技术有机地结合到一起，以此推动数学教学的全面发展。从另一方面来说，信息技术也从另一个角度丰富了课堂内容，让学生可以从更多的方面来接触并了解数学中相关的知识与内容。从而使得学生可以养成多方面思考的习惯，让创新精神在他们的心底萌芽。 一、以信息技术为基础，丰富课堂教学内容 学习是一件非常枯燥的事情，驱使学生进行学习的动力是对于未知事物探索的兴趣。高中数学尤为如此，因为数学是一门理论性的学科，因此在学习的过程中，肯定会涉及到一些比较抽象的知识。对于这些抽象的知识，学生在学习起来多少都会有点困难，并且会影响学生的学习积极性。那么面对高中数学的学习，教师如何缓解并改变这一现状呢?目前比较好的办法就是将数学教学与信息技术进行结合，利用信息技术的多样化以及对丰富内容的获取能力，来为学生提供更多、更好的信息内容，供学生理解与学习。多媒体可以将声音、图片、甚至是视频都集中整合起来，立体直观地将数学中的抽象知识展现给学生。并且以此来激发学生的学习兴趣，除此之外，教师利用信息技术可以让课程变得更有层次感，让学生在学习的过程中减少疲劳的感觉。比如，教师在讲解各种函数曲线及其特性的时候，就可以利用多媒体动画的方式，向学生展现相关的函数知识。通过直观的表现，学生可以轻松地理解各种函数对应的图像以及相关的变化，在今后的学习过程中，会更为熟练地运用这些知识。 二、以信息技术为支点，优化教学过程 数学是一门自然科学，它的理论都是源自我们身边的生活。因此，在教学的过程中，教师要根据知识不断地引入实例，让学生可以更好地了解所学的知识。在高中的教材中，对于知识来说，理论知识已经非常丰富，但是对于实例的列举就显得不足。那么学生在学习的时候，理解起这些枯燥的定理与公式就显得非常吃力。这就是因为教材忽略学生的学习能力，编写得太过于理论化，因此就需要教师利用多媒体的优势，来为学生搜集一些关于实际应用数学知识的例子，来让学生了解并掌握其中的规律。这样有利于培养学生的思维与抽象能力，有助于他们今后解决问题时具有明确的思路。比如，在学习概率这一部分的知识时，学生很难联想到生活中相关的事情，教师可以搜集一些类似于老虎机、彩票甚至是其他的一些生活中博彩类性质的事情让学生进行了解。然后带领学生根据其规则进行计算，让学生了解到概率知识在生活中的运用，使学生认识到赌博的坏处。 三、利用信息技术，让学生养成探索的习惯 学习对于学生来说，不是教师的任务，而是每个人自己的事情。学生作为学习的主人，应当对学习具有一定的主导性。在日常的学习中，由于枯燥的内容以及过于逻辑性的思考，会使得学生丧失对于学习的乐趣与动力。正确的教学应当是教师进行适当的引导，让学生可以在他们的好奇心以及兴趣的驱使下自由地进行学习，充分地满足他们的爱好。只有这样，才能最大程度地发挥他们的主观能动性。而将信息技术应用于高中数学，正是给学生搭建了一个这样的平台，让学生可以更好地接触到大量的数学知识以及数学理念。同时，在网络上，各种优质的教学录像比比皆是，学生如果对于某个知识点有疑问，可以随时在网络上进行查看。这对于知识的探索与掌握有着很大的帮助。此外，利用信息技术与网络的优势，还可以让学生在进行资料与问题查询的过程中，养成良好的动手与动脑习惯，不再单单地依靠教师来进行解答，而是学会尝试用自己的方式来找到答案，这对学生的自主探究能力产生了一种提升作用。同时，由于结论是学生自己得到的，那么印象自然非常深刻。总之，信息技术在高中数学教学中的应用，是一件一举多得的事情，不仅可以改变高中数学枯燥的教学环境，而且能充分调动学生的学习积极性，让学生在学习的同时还能了解到更为广泛的信息与其他知识，并且可以激励学生对于疑难问题进行自主探索，提高了他们动手动脑的能力，并且也提高了教学质量。 参考文献： [1]唐冬梅,陈志伟.信息技术在高中数学学科教学中的应用研究文献综述[J].电脑知识与技术,2016(18):106-108. [2]傅焕霞,张鑫.浅议信息技术与高中数学教学有效整合的必要性[J].科技创新导报,2011(35):163. [3]王继春.跨越时空整合资源:信息技术与高中数学教学的有效整合[J].中国教育技术装备,2011(31):135-136. [4]崔志.浅析新课程标准的背景下信息技术在高中数学教学中的应用[J].中国校外教育,2014(10):93. 猜你喜欢： 1. 关于数学的论文范文免费下载 2. 数学系毕业论文范文 3. 数学本科毕业论文范文 4. 数学文化的论文免费下载 5. 大学数学毕业论文范文
《简爱》主要人物形象分析
1、简·爱
简·爱是个孤女，出生于一个穷牧师家庭，父母早逝。小时候被舅母收养，后被送进孤儿院。离开孤儿院后到桑菲尔德庄园成为一名家庭教师，开始新生活。
性格特征：自尊自主、叛逆反抗、重视自我；追求精神上的自由、平等；感情炽烈，敢于追求真正意义上、完整的爱情；意志坚强、智慧过人。
2、罗切斯特
桑菲尔德庄园主人，拥有财富和强健的体魄。年轻时他娶了疯女人伯莎·梅森。后来认识了家庭女教师简·爱，爱上了她，并向她求婚，但已婚的事实被揭发，简·爱离开了他。由于疯子妻子的纵火，罗切斯特眼睛失明，最后仍与简·爱有情人终成眷属。
性格特征：性格阴郁、喜怒无常、正直、责任心强。
3、里德太太（简·爱的舅母）
曾违心答应丈夫收养简·爱，对简·爱并不疼爱。儿子自杀使她中风，临死前良心发现，告诉简·爱她还有亲属在世的真相。
4、伊丽莎·里德（里德太太的大女儿，简·爱的表姐）
精明有心计，习惯把自己的一天安排得井井有条，日常生活规律如钟表般精准，因弟弟的行为和家庭的败落而痛苦，决心隐居，后当了修女，后来成为修道院院长，将所有财产都捐献给她的修道院。
5、乔治娜·里德（里德太太的女儿，简·爱的表姐）
貌美如花，向往上流社会的社交圈，常常沉溺在她曾在伦敦度过的那个出尽风头的冬季的回忆里，后来嫁给了一个年老力衰的富豪。
6、约翰·里德（里德太太的儿子，简·爱的表兄）
暴躁、惹是生非，小时候经常欺负简·爱，长大后将家中财产挥霍一空后自杀。
7、贝希（里德家的女仆）
贝希是里德家唯一对简·爱好的人，她可怜简·爱，告诉简·爱要努力学得能干和讨人喜欢，才能适应环境并生存下去。
8、海伦·彭斯（简·爱的好朋友）
简·爱在孤儿院最好的朋友，是个宽容的女孩，她撇弃了自己的尊严而纯粹地去在乎他人。她教会简·爱学会忍耐，从书中让读者感受到她的善良与友好。海伦告诉简·爱：“生命太短促，不能用来记仇蓄恨。”最终因一次肺病去世。
9、圣约翰·里弗斯（简·爱的表兄）
他是个虔诚的传教士，觉得传教是自己与生俱来的使命，在临去印度传教之前，曾向简·爱求婚，但不是出于对简·爱的爱，而是出于传教需要一位合适的助手的考虑。
10、戴安娜和玛丽（简·爱的表姐）
对奄奄一息的简·爱毫不迟疑地救助。戴安娜更加热情，玛丽更冷静，她们和简·爱相见恨晚，立即成了交心的朋友，而且还教简·爱德语，在学识上指导她。
11、阿黛尔（简·爱的学生、罗切斯特旧情人的女儿）
一开始沉溺于奢华的生活风，喜欢漂亮的衣服和饰物。在学校英国式教育下慢慢改变，变成了一个讨人喜欢、懂礼貌、和气、听话，很讲原则的人，她与简·爱关系很好，对简·爱很感恩。
12、罗莎蒙德·奥利弗小姐（圣约翰的爱人）
活泼美丽善良的贵族小姐，圣约翰教区内富人奥利弗先生的女儿，她帮助圣约翰创办学校救济穷人，他们相爱却都不表达，圣约翰以她不适合成为传教士的妻子为由拒绝简·爱撮合他们的好意。她最后嫁给了格兰比爵士。
13、爱丽丝·费尔法克斯（罗切斯特的女管家）
当简·爱长途跋涉来到桑菲尔德，费尔法克斯夫人对她礼貌、热情；无微不至地照顾以及亲切的话语，使简·爱感觉来到了梦寐以求的安全港，对此她心中充满了感激。
14、布罗克·赫斯特（罗沃德慈善学校总管）
冷酷的伪君子，他用种种办法从精神和肉体上摧残孤儿。
15、谭波尔小姐（罗沃德学校教师，简·爱的良师益友）
她温柔、善良，曾帮简·爱洗刷她被诬陷为说谎的坏孩子的冤屈，对简·爱产生了很大的影响。她最后和她的新婚丈夫内史密斯牧师搬到了远方。
《简·爱》创作背景
作者创作《简·爱》时的英国已是世界上的头号工业大国，但英国妇女的地位并没有改变，依然处于从属、依附的地位，女子的生存目标就是要嫁入豪门，即便不能生在富贵人家，也要努力通过婚姻获得财富和地位，女性职业的唯一选择是当个好妻子、好母亲。
以作家为职业的女性会被认为是违背了正当女性气质，会受到男性的激烈攻击，从夏洛蒂姐妹的作品当初都假托男性化的笔名一事，可以想见当时的女性作家面临着怎样的困境。而《简·爱》就是在这一被动的背景下写成的。
摘要：《简爱》是19世纪英国批判现实主义文学作家夏洛蒂勃朗特的代表作。它成功地塑造了新型的小资产阶级女性简爱的生动形象，集中描写她为谋求妇女经济独立和爱情平等权利而进行的斗争。本文主要从心理、语言、思想、行为等方面分析简爱的性格特点。 关键词：人格、意志、精神、虐待、摧残、反抗、自由、平等 1．引言 《简爱》是一部带有作者自传性的作品，采用第一人称的自叙写法，让女主人公倾诉自己的喜怒哀乐和人生理想，爱情友谊，具有娓娓动听，亲切感人的艺术魅力。它写一个孤女个人的奋斗故事，作者本人生活中的悲哀、忧患、紧张和勇气在小说中得到了强烈的反映。襁褓中父母双亡的简爱被舅舅收养，舅舅死后，舅母一家人百般虐待她，最后将她送入慈善学校，在那里备受凌辱摧残。成年后，她被聘往桑费尔德庄园当家庭教师，与主人真诚相爱；及行婚礼，发生不测，主人被证明早已结婚，其妻因疯病被私关密室。简爱不愿作人情妇，只身远离，流浪途中昏倒在风雨之夜，被一青年牧师圣约翰救回家，在其两个妹妹的照顾下恢复健康。牧师准备去印度传教，他认为简爱坚强而耐苦，可以作个好帮手，就向其求婚，但遭拒绝，因为简爱情有所钟。爱情又使她返回桑费尔德庄。这时女人已将庄园烧毁，自己也被烧死，主人抢救她时还弄成了残废，两人终于幸福地结合。此外，简爱意外地得浪迹海外的叔父一笔遗产，同时被证明她圣约翰原是姑表兄妹。 2． 简爱的性格特点及其具体表现 2．1．自尊自主、叛逆反抗 简爱，在寄居的舅妈家里，和骄横残暴的表哥约翰发生冲突，瘦小的她敢于和表哥扭打，并怒斥他："你这男孩真是又恶毒又残酷，你像个杀人犯----你像个虐待奴隶的人，----你像罗马皇帝。" 他还敢于指责冷酷护短的舅妈："你以为你是好人，可是你坏，你狠心。"简爱的童年的生活让读者初步了解她的反抗性格和捍卫独立人格的精神起点。 从下面的几段描述中可以看到简爱的内心是多么的叛逆反抗。 "我被他打倒，头还在痛，血还在流；约翰粗暴地打了我，没有人责备他；而我，为了叫他以后不再干出这种荒唐的暴行，却受到了众人的许多责难。 "不公平！----不公平啊！"我理智的说。令人痛苦的刺激逼得我的理智一时早熟地发挥了威力；"决心"也同样被鼓舞起来，催促着我采取什么奇妙的方法，从这难以忍受的压迫下逃跑----譬如出走，或者，万一走不了的话，就永远不再吃不再喝，听任自己饿死。在那一个悲惨的下午，我的灵魂是多么惶恐不安啊，我整个脑海里是多么混乱啊，我的心有多么的反抗啊，然而，这一精神上的搏斗，是在怎么样的黑暗，怎么样的愚昧中进行的啊，我无法回答内心的这个不断提出的问题：为什么我这样受苦；而如今，隔了----我不愿说隔了多少年----我却看的明明白白了。" 简爱非常的重视自我，她说："我是自己的主人"，当一对恋人的结婚计划被粉碎时，罗彻斯特提议到法国去过同居生活，尽管这个方案对于热恋中的人来说具有无可争辩的诱惑力，但是她拒绝了----"我关心我自己。越孤独，越没有朋友，越没有人帮助，我越要自重。"因此她逃离了。 2．2．追求精神上的自由、平等 当简爱发觉她深深地爱上了主人后，在地位如此悬殊的情况下，她却敢于去爱，因为她坚信人在精神上都是平等的。一个穷教师斗胆爱上一个上流人物，在等级深严的社会观念看来，无异于乞丐万奢望国王，所以这本身就是向社会及偏见的大胆挑战。惟其如此，它也就意味着遭受嘲笑或侮辱，只有像简爱这样并不把权贵放在心上的人才能去坦坦荡荡地爱。当罗切斯特为了试探她而假意要娶某贵族小姐时，她愤怒地说："你以为，因为我穷，低贱，不美，矮小，我就没有灵魂没有心吗？你想错了！-----我的灵魂跟你一样，我的心也跟你的完全一样！......。就如我们站在上帝跟前是平等的----因为我们是平等的！"基于此，她表达爱情的方式才不是甜腻的赞美，温柔的絮语，更不是祈求，诱惑或勾引，归根结底，她追求的是两颗心的平等结合。 "你为什么和我讲这些？她和你与我有什么关系？你以为我贫穷，相貌平平就没有情感吗？我向你起誓，如果上帝赋予我财富和美貌，我会让你难以离开我，就像我现在难以离开你一样。可上帝没有这样安排。但我们的精神是平等的。就如你我走过的坟墓，平等地站在上帝面前。"这是简爱发内心的为精神平等观念的辩护。 2．3．感情炽烈，敢于追求真正意义上、完整的爱情 简爱对罗彻斯特情感非常的追求非常的真诚和专一，这主要表现在对她对罗彻斯特执着而强烈的爱情上。当圣约翰向她提出求婚，要她作为他的助手一起去印度传教时，简爱虽然认为"他是个好人"，但还是拒绝了他的求婚。因为在简爱看来，他爱的并不是自己，他更爱的是上帝。更重要的是，无论他对她如何，她心里爱的仍是罗彻斯特。因为牧师对他的爱是不完整的。可是在得知罗彻斯特还有疯了的合法妻子，她还是拒绝了他的爱，她不愿作人情妇，她要的还是一份真正意义的完整爱情。然而，当简爱离开了罗彻斯特后，并没有在感情上抛弃他；相反，她的爱情像殉道一般，专一到打算为其作永远的牺牲，贫困时是这样，富有后仍是这样，更不会因为罗彻斯特身体上的残缺而弃之不顾。以下是罗彻斯特在庄园被烧毁，眼睛瞎了后，向简爱求爱的一独白。 "简，你肯嫁给我吗？ "肯的，先生" "一个比你大20岁的瘸子，你得伺侯他的人。" "是的，先生" "当真，简？" "完全当真，先生。" 从中可看到简爱所追求的爱情不是物质财富，而是真正意义上的纯洁爱情，不含半点虚假造作。 2．4．意志坚强，智慧过人 在盖茨海德府，简爱是童话里的"灰姑娘"、弱小、丑陋、怪僻、胆小、任人摆布，是个没有明确地位和身份的"小家伙"，是个"外来人"，是个"异种人"，是个"比不上佣人"的小姐。一切力量都压迫她，残害她的天性，扼杀她的成长，但简爱的心却并没有被丑恶的现实所摧毁，她的精神却因粗砺的生活而锤炼得顽强，她的意志被磨砺得坚决，非凡的处境培植了她非凡的勇气和洞察力，十岁的孩子似乎具备了成人的智力，而这种超绝的智力促使她无所谓惧地去反抗压迫者。 "你没有权利拿我的书。妈妈说你是个靠别人养活的人；你没有钱。" "我的里德舅舅在天上，你做的一切和和想的一切，他都看得见，我爸爸妈妈也都看得见；他们知道你整天把我关起来，还巴不得我死掉。" 在劳渥学校的悲惨体验，更表现了简爱的坚强和惊人的意志力。简爱刚刚摆脱舅妈的虐待，就被送到寄宿学校读书，和其他孩子们一起，经常挨饿受冻，挨打罚站。学校里传染病夺取了好多孤儿的生命，简爱却凭借顽强的生命力在这种艰苦的条件下呆了10年。 " 当我们无缘无故挨打的时候，我们应该狠狠地回击；我肯定我们应该回击----狠狠地回击，教训教训打我们的那个人，叫他永远不敢在这样打人。"这是简爱在言语上对打他的人有力回击，也是在精神上维护自己受伤的心灵。 在下面主人疵疵逼人的问话中，无所畏惧自卑，更表现其头脑精灵的一面罗彻斯特："你很沉着。像你这样身份低微的孤儿，哪来的这种沉着？" 简："它来自我的头脑，先生。" 罗彻斯特："是我看到的，你肩膀上的那个？" 简："是的，先生。" 罗彻斯特："你头脑中还有没有其他类似的东西？" 简："我想它样样具备，先生。" 她所受过的教育和经历使她拥有一个富有智慧、善良敏感、坚强独立的高贵灵魂，在这一点上，她与主人相比毫不逊色，甚至使其有时感到惭愧。 3． 结语 从上文的分析可见，简爱是一个贫苦低微、其貌不扬、性格倔强、感情丰富、独立自尊、勇敢执着、聪慧过人的女孩，她对自己的命运、价值、地位的思考和努力把握，对自己的思想和人格有着理性的认识，对自己的幸福和情感有着坚定的追求。从简爱身上，我们看到了当今新女性的形象：自尊、自重、自立、自强，对于自己的人格、情感、生活、判断、选择的坚定理想和执着追求。这是简爱人格魅力的启示，也是本文的写作目的所在。
在文学史上，有许多的经典名著将要永垂不朽，但能够像《简爱》这样深深地进入人们的灵魂，它以一种不可抗拒的美感吸引了成千上万的读者，影响着人们的精神世界，甚至对某些人来讲，影响了他们一生的作品并不很多。 《简爱》是一部带有自转色彩的长篇小说，它阐释了这样一个主题：人的价值＝尊严＋爱。 《简爱》的作者夏洛蒂.勃朗特和《呼啸山庄》的作者艾米莉是姐妹。虽然两人生活在同一社会，家庭环境中，性格却大不相同，夏洛蒂.勃朗特显得更加的温柔，更加的清纯，更加的喜欢追求一些美好的东西，尽管她家境贫穷，从小失去了母爱，父爱也很少，再加上她身材矮小，容貌不美，但也许就是这样一种灵魂深处的很深的自卑，反映在她的性格上就是一种非常敏感的自尊，以自尊作为她内心深处的自卑的补偿。她描写的简。爱也是一个不美的，矮小的女人，但是她有着极其强烈的自尊心。她坚定不移地去追求一种光明的，圣洁的，美好的生活。 简.爱生存在一个父母双亡，寄人篱下的环境，从小就承受着与同龄人不一样的待遇，姨妈的嫌弃，表姐的蔑视，表哥的侮辱和毒打......这是对一个孩子的尊严的无情践踏,但也许正是因为这一切,换回了简.爱无限的信心和坚强不屈的精神,一种可战胜的内在人格力量. 在罗切斯特的面前,她从不因为自己是一个地位低贱的家庭教师而感到自卑,反而认为他们是平等的.不应该因为她是仆人,而不能受到别人的尊重.也正因为她的正直,高尚，纯洁，心灵没有受到世俗社会的污染，使得罗切斯特为之震撼,并把她看做了一个可以和自己在精神上平等交谈的人，并且慢慢地深深爱上了她。他的真心,让她感动,她接受了他.而当他们结婚的那一天，简.爱知道了罗切斯特已有妻子时,她觉得自己必须要离开，她这样讲，“我要遵从上帝颁发世人认可的法律，我要坚守住我在清醒时而不是像现在这样疯狂时所接受的原则”，“我要牢牢守住这个立场”。这是简爱告诉罗切斯特她必须离开的理由，但是从内心讲，更深一层的东西是简爱意识到自己受到了欺，她的自尊心受到了戏弄，因为她深爱着罗切斯特,试问哪个女人能够承受得住被自己最信任,最亲密的人所欺呢?简爱承受住了,而且还做出了一个非常理性的决定.在这样一种非常强大的爱情力量包围之下，在美好，富裕的生活诱惑之下，她依然要坚持自己作为个人的尊严，这是简爱最具有精神魅力的地方。 小说设计了一个很光明的结尾－－虽然罗切斯特的庄园毁了，他自己也成了一个残废，但我们看到，正是这样一个条件，使简爱不再在尊严与爱之间矛盾，而同时获得满足－－她在和罗切斯特结婚的时候是有尊严的，同时也是有爱的。 小说告诉我们，人的最美好的生活是人的尊严加爱，小说的结局给女主人公安排的就是这样一种生活。虽然我觉得这样的结局过于完美，甚至这种圆满本身标志着浮浅，但是我依然尊重作者对这种美好生活的理想－－就是尊严加爱，毕竟在当今社会，要将人的价值＝尊严＋爱这道公式付之实现常常离不开金钱的帮助。人们都疯狂地似乎为了金钱和地位而淹没爱情。在穷与富之间选择富，在爱与不爱之间选择不爱。很少有人会像简这样为爱情为人格抛弃所有，而且义无反顾。《简爱》所展现给我们的正是一种化繁为简，是一种返朴归真，是一种追求全心付出的感觉，是一种不计得失的简化的感情，它犹如一杯冰水，净化每一个读者的心灵，同时引起读者，特别是女性读者的共鸣。
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本科数学毕业论文范文：高等数学教学中体现数学建模思想的方法
生产计划是对生产全过程进行合理规划的有效手段，是一个十分繁复的过程，以下是我搜集整理的一篇探究高等数学教学中体现数学建模思想的方法的范文，欢迎阅读参考。
1数学建模在煤矿安全生产中的意义
在瓦斯系统的研究过程中，应用数学建模的手段为矿井瓦斯构建数学模型，可以为采煤方案的设计和通风系统的建设提供很大的帮助;尤其是对于我国众多的中小型煤矿而言，因为资金有限而导致安全设施不完善，有的更是没有安全项目的投入，仅仅建设了极为少量的给风设备，通风系统并不完善。这些煤矿试图依靠通风量来对瓦斯体积分数进行调控，这是十分困难的，对瓦斯体积分数进行预测更是不可能的。很多小煤矿使用的仍旧是十分原始的采煤方法，没有相关的规划;当瓦斯等有害气体体积分数升高之后就停止挖掘，体积分数下降之后又继续进行开采。这种开采方式的工作效率十分低下。
只要设计一个充分合理的通风系统的通风量，与采煤速度处于一个动态的平衡状态，就可以在不延误煤炭开采的同时将矿井内的瓦斯气体体积分数控制在一个安全的范围之内。这样不仅可以保障工人的安全，还可以保证煤炭的开采效率，每个矿井都会存在着这样的一个平衡点，这就对矿井瓦斯涌出量判断的准确性提出更高的要求。
2煤矿生产计划的优化方法
生产计划是对生产全过程进行合理规划的有效手段，是一个十分繁复的过程，涉及到的约束因素很多，条理性很差。为了成功解决这个复杂的问题，现将常用的生产计划分为两个大类。
基于数学模型的方法
(1)数学规划方法这个规划方法设计了很多种各具特点的手段，根据生产计划做出一个虚拟的模型，在这里主要讨论的是处于静止状态下所产生的问题。从目前取得的效果来看，研究的方向正在逐渐从小系统向大系统推进，从过去的单个层次转换到多个层次。
(2)最优控制方法这种方式应用理论上的控制方法对生产计划进行了研究，而在这里主要是针对其在动态情况下的问题进行探讨。
基于人工智能方法
(1)专家系统方法专家系统是一种将知识作为基础的为计算机编程的系统，对于某个领域的繁复问题给出一个专家级别的解决方案。而建立一个专家系统的关键之处在于，要预先将相关专家的知识等组成一个资料库。其由专家系统知识库、数据库和推理机制构成。
(2)专家系统与数学模型相结合的方法常见的有以下几种类型：①根据不同情况建立不同的数学模型，而后由专家系统来进行求解;②将复杂的问题拆分为多个简单的子问题，而后针对建模的子问题进行建模，对于难以进行建模的问题则使用专家系统来进行处理。在整体系统中两者可以进行串行工作。
3煤矿安全生产中数学模型的优化建立
根据相关数据资料来进行模拟，而后再使用系统分析来得出适合建立哪种数学模型。取几个具有明显特征的采矿点进行研究。在煤矿挖掘的过程中瓦斯体积分数每时每刻都在变化，可以通过通风量以及煤炭采集速度来保证矿中瓦斯体积分数处在一个安全的范围之内。假设矿井分为地面、地下一层与地下二层工作面，取地下一层两个矿井分别为矿井A、矿井B,地下二层分别为矿井C、矿井D.然后对其进行分析。
建立简化模型
模型构建表达工作面A瓦斯体积分数x·1=a1x1+b1u1-c1w1-d1w2(1)式中x1---A工作面瓦斯体积分数;u1---A工作面采煤进度;w1---A矿井所对应的空气流速;w2---相邻B工作面的空气流速;a1、b1、c1、d1---未知量系数。
很明显A工作面的通风量对自身瓦斯体积分数所产生的影响要显着大于B工作面的风量，从数学模型上反映出来就是要求c1>d1.同样的B工作面(x·2)和工作面A所在的位置很相似，也就应该具有与之接近的数学关系式
式中x2---B工作面瓦斯体积分数;
u2---B工作面采煤进度;
w1---B矿井所对应的空气流速;
w2---相邻A工作面的空气流速;
a2、b2、c2、d2---未知量系数。
CD工作面(x·3、x·4)都位于B2层的位置，其工作面瓦斯体积分数不只受到自身开采进度情况的影响，还受到上层AB通风口开阔度的影响。在这里，C、D工作面瓦斯体积分数就应该和各个通风口的通风量有着密不可分的联系;于是C、D工作面瓦斯体积分数可以表示为【3】
式中x3、x4---C、D工作面的瓦斯体积分数;
e1、e2---A、B工作面的瓦斯体积分数;
a3、b3、c3、d3---未知量系数：
f1、f2---A、B工作面的瓦斯绝对涌出量。
系统简化模型的辨识这个简化模型其实就是对于参数的最为初步的求解，也就是在一段时间内的实际测量所得数据作为流通量，对上面方程组进行求解操作。而后得到数学模型，将实际数据和预测数据进行多次较量，再加入相关人员的长期经验(经验公式)。修正之后的模型依旧使用上述的方法来进行求解，因为A、B工作面基本不会受C、D工作面的影响。
模型的转型及其离散化
因为这个项目是一个矿井安全模拟系统，要对数学模型进行离散型研究，这是使用随机数字进行试数求解的关键步骤。离散化之后的模型为【1】
在使用原始数据来对数学模型进行辨识的过程中，ui表示开采进度，以t/d为单位，相关风速单位是m/s,k为工作面固定系数，h为4个工作面平均深度。为了便于将该系统转化为计算机语言，把开采进度ui从初始的0~1000t/d范围，转变为0~1,那么在数字化采煤中进度单位1即表示1000t/d,如果ui=就表示每日产煤量500t.诸如此类，工作面空气流通速度wi的原始取值范围是0~4m/s,对其进行数字化，其新数值依旧是0~1,也就表示这wi取1时表示风速为4m/s,若表示通风口的开通程度是,也就是通风口打开一半(2m/s)，wi如果取1则表示通风口开到最大。
依照上述分析来进行数字化转换，数据都会产生变化，经过计算之后可以得到新的参数数据，在计算的过程之中使用0~1的数据是为了方便和计算机语言的转换，在进行仿真录入时在0~1之间的一个有效数字就会方便很多。开采进度ui的取值范围0~1表示的是每日产煤数量区间是0~1000t,而风速wi取值0~1所表示的是风速取值在0~4m/s这个区间之内。
模型的应用效果及降低瓦斯体积分数的措施
以上对煤矿生产中的常见问题进行了相关分析，发现伴随着时间的不断增长瓦斯涌体积分数等都会逐渐衰减，一段时间后就会变得微乎其微，这就表明这类资料存在着一个衰减周期，经过长期观测发现衰减周期T≈18h.而后，又研究了会对瓦斯涌出量产生影响的其他因素，发现在使用炮采这种方式时瓦斯体积分数会以几何数字的速度衰减，使用割煤手段进行采矿时瓦斯会大量涌出，其余工艺在采煤时并不会导致瓦斯体积分数产生剧烈波动。瓦斯的涌出量伴随着挖掘进度而提升，近乎于成正比，而又和通风量成反比关系。因为新矿的瓦斯体积分数比较大，所以要及时将煤运出，尽量缩短在煤矿中滞留的时间，从而减小瓦斯涌出总量。
综上所述，降低工作面瓦斯体积分数常用手段有以下几种：①将采得的煤快速运出，使其在井中停留的时间最短;②增大工作面的通风量;③控制采煤进度，同时也可以控制瓦斯的涌出量。
4结语
应用数学建模的手段对矿井在采矿过程中涌出的瓦斯体积分数进行了模拟及预测，为精确预测矿井瓦斯体积分数提供了一个新的思路，对煤矿安全高效生产提供了帮助，有着重要的现实意义。
参考文献:
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[3]李莉娜,胡新颜,刘春峰.煤矿电网谐波分析与治理研究[J].煤矿机械，2011,32(6)：235-237.
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毕业论文（graduation study），按一门课程计，是普通中等专业学校、高等专科学校、本科院校、高等教育自学考试本科及研究生学历专业教育学业的最后一个环节，为对本专业学生集中进行科学研究训练而要求学生在毕业前总结性独立作业、撰写的论文。
中学数学中的数形结合比较明显的地方当然是函数这一块了，函数中的值域，最值，单调性以及函数的工具导数这几方面比较具体，你可以找些具体的题目，在高三总复习资料上对应的部分一定有的。希望可以帮到你。
数控技术专业毕业论文选题 1.复杂零件加工工艺设计及数控编制 2.新型数控车床的主传动系统的设计及控制 3.新型数控车床的进给传动系统的设计及控制 4.新型数控车床电气控制设计 5.数控车床故障诊断及排除的研究与应用 6.电火花线切割在模具产品加工中的实际应用 7.数控车床刀架装置的设计 8.数控机床调速系统的设计 9.基于数控机床的PLC技术的研究 10.数控技术专业实践环节的教学设计 【参考论文】范文 在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。 为完成此任务，首先必须确立符合中国国情的发展道路。为此，本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨了新世纪的发展途径。 1 总体战略 制定符合中国国情的总体发展战略，对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。通过对数控技术和产业发展趋势的分析和对我国数控领域存在问题的研究，我们认为以科技创新为先导，以商品化为主干，以管理和营销为重点，以技术支持和服务为后盾，坚持可持续发展道路将是一种符合我国国情的发展数控技术和产业的总体战略。 以科技创新为先导 中国数控技术和产业经过40多年的发展，从无到有，从引进消化到拥有自己独立的自主版权，取得了相当大的进步。但回顾这几十年的发展，可以看到我们在数控领域的进步主要还是按国外一些模式，按部就班地发展，真正创新的成分不多。这种局面在发展初期的起步阶段，是无可非议的。但到了世界数控强手如林的今天和知识经济即将登上舞台的新世纪，这一常规途径就很难行通了。例如，在国外模拟伺服快过时时，我们开始搞模拟伺服，还没等我们占稳市场，技术上就已经落后了；在国外将脉冲驱动的数字式伺服打入我国市场时，我们就跟着搞这类所谓的数字伺服，但至今没形成大的市场规模；近来国外将数字式伺服发展到用网络（通过光缆等）与数控装置连接时，我们又跟着发展此类系统，前途仍不乐观。这种老是跟在别人后面走，按国外已有控制和驱动模式来开发国产数控系统，在技术上难免要滞后，再加上国外公司在我国境内设立研究所和生产厂，实行就地开发、就地生产和就地销售，使我们的产品在性能价格比上已越来越无多大优势，因此要进一步扩大市场占有率，难度自然就很大了。 为改变这种现状，我们必须深刻理解和认真落实“科学技术是第一生产力”的伟大论断，大力加强数控领域的科技创新，努力研究具有中国特色的实用的先进数控技术，逐步建立自己独立的、先进的技术体系。在此基础上大力发展符合中国国情的数控产品，从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。这样，才不会被国外牵着鼻子，永远受别人的制约，才有可能用先进、实用的数控产品去收复国内市场，打开国际市场，使中国的数控技术和数控产业在21世纪走在世界的前列。 在商品化上狠下工夫 近几年我国数控产品虽然发展很快，但真正在市场上站住脚的却不多。就数控系统而言，国产货仍未真正被广大机床厂所接受，因此出现国产数控系统用于旧机床改造的例子较多，而装备新机床的却很少，机床厂出产的国产数控机床大多数用的都是国外的系统。这当然不是说旧机床的数控化改造不重要，而是说明从商品的角度看，我们的数控系统与国外相比还存在相当大的差距。 影响数控系统和数控机床商品化的主要因素除技术性能和功能外，更重要的就是可靠性、稳定性和实用性。以往，一些数控技术和产品的研究、开发部门，所追求的往往是一些体现技术水平的指标（如多少通道、多少轴联动、每分钟多少米的进给速度等等），而对影响实用性的一些指标和一些小问题却不太重视，在产品的稳定性、鲁棒性、可靠性、实用性方面花的精力相对较少。从而出现某些产品鉴定时的水平都很高，甚至也获各种大奖。但这些高指标、高性能的产品到用户哪儿却由于一些小问题而表现不尽人意，最后丧失了信誉，打不开市场。这说明，高指标、高性能的样机型的产品离用户真正需要的实用、可靠的商品是有相当大的距离的，将一个高指标、高性能的产品变为一个有市场的商品还需作出大量艰苦的努力。 另一方面，数控系统和数控机床不像家电类产品那样易于大批量生产，应用环境也不那么简单。数控产品是在生产环境中使用，面临的是五花八门的工艺问题。如果开发部门对这些问题掌握得不透，就难以将产品设计得很完善。而且数控产品的某些问题在开发、试用，甚至鉴定时都难以发现。这就造成，同样型号的数控机床在有的用户那儿运行得很好，而在别的用户那儿却表现欠佳。或者同样型号的数控机床用于加工某些零件工作得很好，但用于加工其他零件时却不尽人意。出现这种情况，有时是用户操作人员的水平问题，但有时就是数控产品本身潜在问题的暴露。为解决这一问题，国外一些公司设立了专门机构来测试考验自己的产品，如为考验新开发的数控系统，厂家自己设计和从生产实际中收集了大量零件程序，让数控系统运行各种各样的程序，一旦发现问题，即立即反馈给开发部门予以解决。经过这样的测试考验过程后，数控系统的潜在问题就大为减少。以往，我们的产品就很少进行这样严格的全面的自我测试考验。好些问题要等到用户去给我们挑出来。这样，即使一个小问题也将严重影响国产数控产品的声誉。 因此，我们应充分重视上述问题，在商品化上切实狠下工夫，将其作为数控产业的主干来抓，贯穿于技术研究、产品开发、试制、生产等的全过程中，从而将我们已有的技术水平较高的数控产品变成真正有市场的好商品。 将管理和营销作为产业发展重点 经过20来年市场风雨的冲击，国人已越来越认识到，技术固然重要，但在市场经济的环境下，要在激烈的全球竞争中获胜，管理和营销就显得更为重要。例如，我国台湾生产的数控机床不但占领了大陆市场的相当大的份额，而且还打进了美国市场。是台湾数控机床的技术和质量超过美国了吗？显然不是。那他们靠的是什么？重要的一条就是在企业管理和产品营销上下了工夫。而我们长期以来把主要精力放在开发技术和提高水平上，忽视了经营管理、市场开拓、产品营销等方面的工作，结果在新技术、新产品开发出来以后，在产品质量提高以后，企业仍然处于产品销售不畅的困境〔1〕。国内外的经验说明，数控产品的竞争力不仅取决于技术，更取决于经营管理能力和营销能力。 因此，从现在起我们应将管理和营销作为产业发展重点，真正摆脱计划经济时代所遗留下来的思维方式和工作习惯的束缚，建立适应市场的高效、灵敏的运行机制和有效的激励机制。通过这种机制，一方面切实加强企业管理，激发企业负责人和广大职工的负责精神、创造精神和献身精神，努力提高产品的竞争能力；另一方面充分调动企业内外、行业内外一切积极因素，大力加强市场开拓力度，奋力打通营销渠道。可以坚信，有过硬竞争力的产品，再加上北京开关厂那样的“找、挣、钻、抢”精神，我们就一定能在市场竞争中取得胜利。 大力加强技术支持和服务 数控系统和数控机床作为典型的高技术产品，对用户的技术支持和服务是相当重要的。以前国产数控产品丧失信誉的原因，除可靠性问题外，另一大问题就是缺乏有力的技术支持和服务。用户花了很多钱买的数控机床或数控系统，一旦出现问题却叫天天不应，叫地地不灵，以后谁还敢买我们的产品。因此，应将对用户的技术支持和服务当成重要的日常工作来抓，使我们在市场上向纵深挺进时，有一个强大后方。因此，为了取得数控产品市场竞争的全面胜利，必须建立以技术支持和服务为核心的强大后方。当然，为赢得主动，后方也须主动出击。目前，利用先进的信息技术手段（如网络和多媒体），将为建立新一代立体化的技术支持和服务体系开辟新的途径。 坚持可持续发展道路 可持续发展是下一世纪企业发展的重要战略，我国数控产业要有大的发展也必须坚持走可持续发展的道路。绿色是实现可持续发展的重要途径，其主要思想是清洁和节约。为此应大力加强绿色数控产品的开发，加速促进数控产品、数控产业以及整个制造业的绿色化，主要战略措施应考虑以下几方面：①有效减少产品制造及使用过程中的环境污染。如减少数控机床的铸件结构，消除铸造对环境的污染；将数控机床主轴的润滑以油气润滑、喷油润滑等取代油雾润滑，减少对生产环境的污染；在精密数控机床及其运行环境的温度控制中取消氟利昂制冷的恒温技术；以电传动代替机械传动，减少噪声污染。②大幅度降低资源消耗和能源消耗。如以软件代替硬件，从而减少硬件制造的资源和能源消耗及污染，并减少产品寿命结束后硬件装置的拆卸回收问题；以永磁驱动代替感应驱动，提高效率和功率因数，节约能源；以电传动代替机械传动，提高效率，减少能源消耗。③加强用数控技术改造传统机床。这既符合运用信息技术和自动化技术改造传统产业，使传统产业生产技术和装备现代化这一产业可持续发展的目标得以实现，又可取得巨大的经济效益。我国拥有普通机床数百万台，加强用数控技术改造传统机床将成为下世纪我国数控领域的重要发展方向。④大力发展绿色数控机床。绿色数控机床应是材料消耗少、能耗低、无污染，寿命长且便于拆卸回收的新型机床。例如，以并联结构代替串联结构就是开发绿色数控机床的一条途径，这是因为并联结构机床消耗的金属材料仅为常规串联结构机床的几分之一，其加工量也比常规机床大幅度减少，特别是消除了大型结构件的铸造，这将显著降低机床制造过程中的能源消耗和对环境的污染。此外，并联结构机床有利于采用电传动，效率高，可有效降低使用中的能源消耗。 国际标准化组织制定了ISO14000环境管理标准，全球环境问题“法律化”的趋势正在进一步发展，可持续发展将成为企业通向国际市场的通行证〔2〕。因此，我们的数控产品要在下一世纪走向国际市场，我们的企业就必须“从我做起，从现在做起”。 2 技术途径 发展具有中国特色的新一代PC数控系统 数控系统是各类数控装备的核心，因此通过科技创新首先发展具有中国特色的新型数控系统，将是推动数控产业化进程的有效技术途径。 实践证明，10年来我们所走的PC数控道路是完全正确的。PC机（包括工业PC）产量大、价格便宜，技术进步和性能提高很快，且可靠性高（工业PC主机的MTBF已达30年〔3〕）。因此，以其作为数控系统的软硬件平台不但可以大幅度提高数控系统的性能价格比，而且还可充分利用通用微机已有软硬件资源和分享计算机领域的最新成果，如大容量存储器、高分辨率彩色显示器、多媒体信息交换、联网通讯等。此外，以通用微机作为数控平台还可获得快速的技术进步，当PC机升级换代时，数控系统也可相应升级换代，从而长期保持技术上的优势，在竞争中立于不败之地。 目前，PC数控系统的体系结构有2种主要形式：（1）专用数控加PC前端的复合式结构；（2）通用PC加位控卡的递阶式结构。另外还有一种正在发展的数字化分布式结构。其方案是将由DSP等组成的数字式伺服通过以光缆等为介质的网络与数控装置连接起来，组成一完整的数控系统。这种系统虽然性能很好，但由于开发和生产成本太高，近期难以被国内广大用户所接受。我们认为，上述结构并不是符合中国国情的最好方案，适合中国国情的应是将所有数控功能全软件化的集成式结构，因为这种结构的硬件规模最小，不但有利于降低系统成本，而且更重要的是可以有效提高系统的可靠性。 几十年的经验表明，可靠性好坏是国产数控系统能否发展的关键。虽然影响数控系统可靠性的因素很多，但过大的硬件规模和较低的硬件制造工艺水平往往对可靠性造成最大的威胁。以往，国产数控系统在总体设计时由于种种原因的限制，不得不选用技术指标不太高的普通CPU，这样，为完成数控的复杂功能往往需要由多个CPU来组成系统，有时还需另加一些专用或通用硬件电路来实现数控系统的一些高实时性功能（如细插补、位置伺服控制等），从而造成系统硬件规模庞大。对于数控系统这种批量不大的产品，在国内现有工艺条件下，很难从硬件制造的角度保证系统的可靠性，因而使得国产数控系统在生产现场的表现不佳，对国产数控系统的形象和声誉造成严重影响，使得不少用户现在还心有余悸。 因此，我们在开发新型数控系统时，应优先选用新型高性能CPU（如高主频的Pentium II、Pentium III等）作为系统的运算和控制核心，并尽量用软件来实现数控的所有功能。这样，可大幅度减小系统硬件的规模。此外，还应在软件设计、电源设计、接插件设计与选用、接地与屏蔽设计和施工等方面采用强抗扰高可靠性设计与制造技术，从而全面提高系统的可靠性。 由于一个新型高性能CPU可以代替数十个普通CPU（如80286、80386等），因此，在基于高性能CPU的PC平台上不仅可以完成数控系统的基本功能（如信息处理、刀补计算、插补计算、加减速控制等）和开关量控制功能（内装PLC），而且还可以完成伺服控制功能。这样，以前由DSP完成的数字化伺服控制功能（如位置控制、速度控制、矢量变换控制等）均可由PC中的CPU完成，从而实现内装式伺服控制，这不仅有效缩小了数控部分的硬件规模，而且还大幅度缩小了伺服控制部分硬件规模。 这种具有内装PLC和内装伺服控制的全软件化集成式数控系统，其硬件规模将达到最小化，整个数控系统除一个PC平台外，剩下的只有驱动机床运动的功率接口和反馈接口。这既有效提高了系统可靠性，又消除了信息传递瓶颈，提高了系统性能，同时还可显著降低系统成本，使系统（包括电机）售价将可降至现有数控系统的一半左右。显然，这种高性能、高可靠性、低成本的新型数控系统将具有极强的竞争力，有望为开创中国数控的新局面作出贡献。 此外，集成化PC数控系统还有一大优点，就是容易实现开放式结构。这是因为，这种系统的硬件本身已经是完全开放的，构成开放式数控系统的工作完全在软件上，只要制定好标准和协议，从信息处理、轨迹插补、加减速控制、开关量控制到伺服控制都可以实现开放，从而可大大方便用户的使用。 推进数控功能部件的专业化生产 解决数控系统问题后，如何实现数控机床的模块化设计与制造便是我国机床制造企业快速响应市场需求，在竞争中获胜的另一关键。要实现数控机床的模块化设计制造，必须解决数控机床功能部件的专业化生产问题。目前我国在这方面离实际需求还有相当大的差距。因此，在今后的若干年内，我们必须大力促进数控机床功能部件的开发和专业化生产。其要点如下： (1)新型永磁电主轴单元 电主轴已成为国际市场上最热门的数控机床功能部件。但目前这类产品几乎都为感应异步型，存在以下突出问题：①转子上存在绕组，有大电流流过，因此转子发热严重，直接影响主轴精度；②低速出力小且转矩脉动大，难以满足宽范围切削要求；③效率和功率因素低，不仅电机体积和重量大而且要求逆变器容量大、耗能多；④控制系统复杂、成本高。 因此，利用我国稀土永磁材料的优势，开发新型大功率、高效率、宽调速范围永磁同步型交流电主轴单元，将可有效解决现有电主轴存在的问题，形成具有中国特色的新一代电主轴产品。由于永磁电主轴的机械结构和控制系统都较感应异步型电主轴简单，因此易于进行专业化大规模生产。当然，这还要攻克主轴支承（陶瓷轴承、流体动静压轴承、磁悬浮轴承）技术、高精度高速动平衡技术、高速驱动、检测与控制技术、高可靠性安全保证技术等关键技术。 (2)廉价的高性能伺服系统 目前，一套进给交流伺服系统（驱动器+电机）的价格一般都在万元以上，主轴伺服系统的价格高达数万元，已成为降低国产数控机床成本的一大障碍。因此，应配合新型集成化国产数控系统的发展，大力开发廉价的高性能内装式伺服系统。由于内装式伺服的硬件部分只有电机和功率接口，充分利用我国的永磁资源优势，通过专业化生产可以把电机的造价降下来，而采用智能化的IPM模块作为功率接口也很便宜，因此将内装式进给伺服的价格控制在数千元以内，将内装式主轴伺服的价格控制在2万元以内，将是完全可能的。 (3)直线交流伺服系统 直线交流伺服系统是下一世纪数控机床不可缺少的功能部件，目前我国还没有成熟产品，因此应加强研究、开发和推广应用。考虑到常规机床的防磁问题较难解决，而并联机床的防磁相对容易，因此可为常规结构机床开发感应异步型直线电机，为并联结构机床开发永磁同步型直线电机，从而扬长避短，构成符合实际应用要求的新型高速高精度进给系统。在此基础上，可进一步开发将驱动与支承合二为一的磁悬浮工作台。 (4)零传动数控转台与摆头 数控转台与摆头是多坐标数控机床的关键部件，传统的采用高精度蜗杆蜗轮等传动的转台与摆头不仅制造难度大、成本高，而且难以达到高速加工所需的速度和精度，因而必须另辟蹊径开发新型零传动（无机械传动链）数控转台和摆头，以促进我国高速高精度多坐标数控机床的发展。 (5)高速高精度检测装置 高速高精度是下世纪数控机床发展的主题，这不但需要高性能的控制和驱动，同时还需要高品质的检测环节，因此应在现有技术基础上，进一步开发 μm以上精度的高速(60 m/min以上)线位移传感器和100万脉冲/r的角位移传感器，此类技术国外对我国是封锁的。 加速数控机床的全国产化，打好市场翻身仗 数控产业化的最终成功将体现在数控机床的全国产化和市场占有率上。在上述总体战略指导下，采取抓两头（低价位数控机床和高速高效数控机床）、带中间（普通数控机床）、促重型（重型关键装备）的方针，将是在国内市场上快速收复失地，在国际市场上稳步进军，最终打赢国产数控机床市场翻身仗的一种有效战术和策略。关于普通数控机床的发展已有许多文章作了专门论述，因此下面仅就低价位数控机床、高速高效数控机床和重型数控机床的发展问题作一讨论。 (1)大力发展低价位数控机床 低价位机床是功能满足用户要求(无功能浪费)、技术指标适中、可靠性好、价格便宜的普及型数控机床。这类机床已成为国际市场上数控机床的发展趋势之一，也是国内众多用户渴求的产品，其市场前景相当广阔。然而，如果采用国外数控系统（包括伺服）按照传统思路来发展低价位机床，是很难将价格降至广大用户所能接受的水平的。因此，采用本文提出的新型集成化国产数控系统来发展高性能的低价位数控机床，将是一条最有希望成功的道路。只要有一定批量，由此构成的全国产普及型数控车床的售价完全可以控制在10万元以内，三坐标数控铣床可控制在15万元左右，加工中心可控制在20万元左右。此价位的国产数控机床将是具有较强竞争力的。 (2)加速开发高速高效数控机床 高速高效是数控机床发展的另一大潮流。发展高速高效数控机床的技术途径可有以下几条：①通过提高切削速度和进给速度，从而达到成倍提高生产效率，有效提高零件的表面加工质量和加工精度并解决常规加工难以解决的某些特殊材料（如铝钛合金、模具钢、淬硬钢）和特殊形状零件（如复杂薄壁零件）的高效加工问题。②通过工艺复合，减少工件的安装次数，有效缩短搬运和装夹时间。例如，将五面五轴加工中心与立车复合构成万能加工中心，可实现一次装卡完成零件的大部分（或全部）加工。③采用高速高精度圆周铣加工孔和以螺旋轨迹插补实现不钻底孔的直接攻丝等新加工方法，大幅度减少换刀次数，提高加工效率。④为数控机床开发智能寻位加工功能，消除对精密夹具和人工找正的依赖，有效缩短单件小批加工的准备时间。 在我国现实条件下如果沿用传统思路是难以实现上述途径的，因此，必须立足国情，结合实际勇于创新，大胆探索新的道路。 考虑到常规数控机床在总体结构上基本上采用工件和刀具沿各自导轨共同运动的方案，一方面由于机床传动环节刚性不足和导轨中的摩擦阻力较大，使运动部件难以获得高的进给速度；另一方面由于工件、夹具和工作台的总质量比较大，使之难以获得高的加速度。此外，传统机床结构是一种串联开链结构，组成环节多、结构复杂，并且由于存在悬臂部件和环节间的联接间隙，不容易获得高的总体刚度，因此难以适应高速高效加工的特殊要求。为此，开发国产高速高效数控机床时，可采用工件固定，以直线电机组成并联短链直接驱动主轴和刀具运动、将高速高精度传动与高刚度支撑合二为一的适合于高速高效加工中心的新型结构。采用该结构的高速高效数控机床不但速度高、刚度高，如果在传动与控制上处理得当，可以达到比常规机床更高的加工精度和加工质量，而且具有机械结构简单，零部件通用化、标准化程度高，制造成本低，易于经济化批量生产等显著优点。因此，沿此思路发展高速高效数控机床将是一条符合国情、易于取得成功的道路。 (3)突破重型数控机床的设计制造技术 重型数控机床（特别是多坐标重型数控机床）是国民经济和国防生产中的重大关键设备，属于战略物资，真正先进的重型数控机床国外是不可能卖给我们的，因此，在我国下世纪数控产品的发展中必须依靠自己的力量进行解决。发展重型数控机床必须有过硬的基础，我们在数控机床国产化的进程中应不断总结经验，加强基础技术和关键技术研究，充分发挥我国产学研相结合的优势，各部门通力合作、共同努力，争取在下世纪初取得突破性进展。 目前，在发展重型数控机床中除需加强基础理论研究外，还应加强其关键技术研究。例如，重型机床的控制就是需要加以特殊解决的关键问题。因重型机床加工的工件特别昂贵不允许报废，为了确保机床工作可靠，在数控系统中可采用双（或多）CPU冗余工作方案，以确保运算和控制的绝对正确，并在出现故障时自动诊断、自动修复或自动替补，确保加工不出问题。此外，在电源上可采取双蓄电池供电的全隔离供电方案，即一组电池在给系统供电时，可对另一组电池进行充电，电网与控制系统是完全隔离的。这就彻底消除了重型车间中电网电压波动厉害、干扰严重对数控系统造成的影响，从而有效保证系统的可靠性。又如，重型数控机床的驱动也是一大关键问题。当行程长度超过5 m，普通滚珠丝杆就难以胜任大负荷的传动，因此目前一般采用预加负载的双齿轮-齿条机构、静压蜗杆-蜗母条机构、四足（或双足）爬行进给机构等来实现长行程传动。但这些方案存在结构复杂、速度和加速度低、动态性能差、难以达到高精度、维护保养复杂等问题。为此可发展阵列式高效直线电机直接驱动技术和空间并联机构驱动技术，以新的途径来解决重型数控机床的高速、高精度驱动问题。除此之外，机床结构的优化设计、长行程精密检测、重力变形补偿、切削力变形补偿、热变形补偿等也是重型数控机床中必须解决的关键问题，必须予以充分重视。 3 结语 制定符合中国国情的总体发展战略，确立与国际接轨的发展道路，对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。本文在对数控技术和产业发展趋势的分析，对我国数控领域存在的问题进行研究的基础上，对21世纪我国数控技术和产业的发展途径进行了探讨，提出了以科技创新为先导，以商品化为主干，以管理和营销为重点，以技术支持和服务为后盾，坚持可持续发展道路的总体发展战略。在此基础上，研究了发展新型数控系统、数控功能部件、数控机床整机等的具体技术途径。 我们衷心希望，我国科技界、产业界和教育界通力合作，把握好知识经济给我们带来的难得机遇，迎接竞争全球化带来的严峻挑战，为在21世纪使我国数控技术和产业走向世界的前列，使我国经济继续保持强劲的发展势头而共同努力奋斗！ 作者简介 周凯男，1954年生。清华大学（北京市 100084）精密仪器与机械学系副教授、工学博士。主要从事数控技术、机电控制工程、制造科学与制造系统等方面的研究工作。取得科研成果15项。发表论文70余篇。 参考文献 1 杨皖苏，严鸿和.机械科学与技术,1997，26(4):1～6 2 陈玉祥.中国机械工程, 1998，9(5):1～4 3 周延佑.中国机械工程,1998，9(5): 5～24
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数控机床可维修性设计及其关键技术研究摘要]故障作为随机事件是不可避免的,而可靠性设计从某种意义上讲又是靠大量的可靠性测量分析与储备。为此人们在设计中,在对关键的零部件进行适当的可靠性储备的同时,应更多地注重于产品的可维修性设计,可维修性设计虽然会使成本有所增加,但较之在产品开始产生之后,再对设计进行修改而带来的经济损失和声誉损失,仍然是相当经济的。本文重点从设计措施入手研究提高数控设备维修性的新途径,使数控产品的故障诊断和维修既方便又快捷,并在此基础分析冗余设计的维修性设计技术。[关键词]数控机床;可维修性设计;设计准则;技术分析;冗余设计设计质量对于产品而言至关重要,而以最少的成本获得高质量的产品已经成为当今产品设计的主要追求。可维修性设计就是其中一个非常重要的内容,可维修性设计就是把维修性纳入产品设计过程,通过设计与验证实现维修性要求,这不仅是提高产品质量水平的客观需要,也是用户的迫切需求。因为一件产品的维修工作越简单,那么它对顾客的吸引力也就越大。随着数控技术的发展,设计人员在产品设计中引入了大量的电子技术元件,这一方面改善了数控产品的性能,而另一方面给产品的可靠性设计也带来了新问题。因为故障作为随机事件是不可避免的,而可靠性设计从某种意义上讲又是靠大量的可靠性测量分析与储备。为此人们在设计中,在对关键的零部件进行适当的可靠性储备的同时,应更多地注重于产品的可维修性设计,使产品的故障诊断和维修既方便又快捷。1维修性方案人们现在所关心的已不仅仅是产品的初始性能,而是产品在整个生命周期中的性能变化。而产品的使用性能受到其使用方法的影响。因此一方面,我们需要知道产品是如何被使用的,这些信息可以从它的前代产品中得到。另一方面,设计者在设计时可以采取一定措施来改变产品将来被使用以及维修的方式。例如,设计者需要判断那种零件更加耐磨,以及零件的替换方式等等,这些都将直接关系到产品的拆卸性能、维修性能。因此我们需要做的不仅仅是预测产品或部件的故障发生率,则是要求以最少的操作和成本完成一件产品或一个系统的维修工作。现在,制造商们已经意识在产品设计和制造过程中考虑产品的可维修性。现代设计的数控设备不仅要功能佳,而且也要使用、维修方便,这样整台设备的综合效率才高。在产品论证、方案设计时,设计者要有现代设计意识,采用并行工程的原理,考虑到从产品概念到投入使用过程中的整个寿命周期中所有的因素,包括设计、制造、安装、调试、使用、维修等阶段。因此,设计者在产品设计建模时,就应当考虑到产品拆卸的可能性及修理的结构工艺性,整台设备不能有不可到达的死角,所有部件尽量采用快速解脱装置,以便拆装。2维修性设计与分析2. 1可达性设计可达性就是在进行设备维修、更换时,能够方便地接近维修部位和进行维修作业,是一种设计布局与装配特性。可达性又分为:安装场所可达性;设备外部可达性;内部可达性三类。良好的可达性,能减少维修牵连和差错,使维修作业方便舒适。在进行可达性设计过程中,可以重点从以下几个方面去把握:(1)所有的零部件都应在不拆卸其他零部件的情况下也能直接看到或碰到; (2)更换零部件时间:为了缩短更换零部件的时间,从布局观点应考虑,把故障出现频数多的零部件、更换时间长的零部件,放在可达性好的部位; (3)零部件的尺寸与质量:对于大的、重的零部件等,在布局时应考虑尽可能放置在开口部分近旁;并且在更换时不致损坏其他零部件的部位; (4)诊断的难易:机器内零部件配置应多考虑进行诊断的程序,即维修人员一边直接检查零部件,一边判定故障位置。一般来说,零部件的配置方法可分为下面四类:A标准配置:配置零部件时,要考虑其重量、热分布、工作性能等方面,也要考虑其强度、耐久性和制造工艺性,但对下述方法不作考虑; B零部件的分类配置:把同类的结构单元、零部件(例如继电器)等安装在一起,这种方法对定期的预防维修(定期检果、定期更换等)是方便的; C电路的分类配置:这是电子设备中常用的一种方法,它是把由多个零部件组成的结构单元(用途不同也可以)集中在一处。这样,有利于实现元部件的标准化,并可简化测试程序和缩短测试时间;D逻辑式配置:按照功能方框图的各方框来进行配置。维修人员在理解了工作原理之后,就能很容易地对照框图来寻求故障位置。(5)设整检查的难易:最现想的零部件配置是,不用打开机器就能检查或设整机器。即使机器内有调整处,也必须使其不停机就能进行调整; (6)零部件周围的空间:在更换零部件时,如无适当的空间,就会严重妨碍作业。(7)目视:在配置零部件时为了能用目视,应考虑以下几点:A、拆下盖板时,要能以正常的视角看到所有的零部件; B、取放零部件时,要能从开口部分看到零部件; C、配置零部件时,要使零部件上的金属件、螺丝等能看到清而不受其他零部件遮蔽,也不受工作人员的手和工具的遮蔽; D、为了能识别,要在机体上和零部件上作出标记; E、需要调整的零部件,既要看得见调整外,又要在机体上或对应的显示器上显示其调整范围。2. 2模快化设计在整体式结构中,失效的零部件或元器件是分立而离散分布的,判明故障点比较困难,在维修中往往需大拆大卸,并受工具、测试设备、操作空间等维修条件的限制,不仅修复和更换速度慢,而且易影响维修后的质量,并且对维修人员的技术和技能要求比较高。模块是将一个单元体、组件、部件或零部件,设计成一个可以单独处理的单元,使其便于供应和安装、使用、维修。由于整机中的模块便于拆装、测试,所以模块化对维修有特别重大的意义,它使维修工作产生了革命性的变化,或者说,模块化带来了维修工作的革命。(1)简化维修,缩短维修时间:从维修着眼,模块是以从整机上整个地拆下来的设计部件,维修是以模块为单位进行的。由于模块易于从整机中拆卸和组装,简化了维修工作,缩短了维修时间。(2)易于测试诊断:模块间有明确的功能分割,能单独调试,且常有故障指示,出现故障后易于判断,并迅速找到有故障模块,缩短了故障诊断、定位时间。(3)降低对维修人员水平的要求:由于维修方式和维修条件和改善,可大大降低对维修人员的技术水平和技能的要求,并易于保证维修质量。如有备用模块、甚至设备的操作者就可及时进行快速更换。(4)减少预防性维修工作量:由于模块易于与产品剥离,许多模块可以拆下来,拿回到维修室进行维修,维修环境良好,维修工具齐全,可减少或避免现场维修;有时由于机器已装上备用模块而正常运转,对损坏的模块可从容不迫地进行维修,有助于保证修复性维修的质量。(5)有助于实施改进性维修:由于模块是“黑箱”型部件,有确定的功能和输入、输出接口,新技术模块只要功能与接口能相兼容,就可方便地用于改造老产品。(6)有助于售后服务(维修):现代企业都有一支数量不小的售后服务队伍,以便让用户满意。模块化产品不仅易于测试、诊断,并且由于模块通用性大、寿命长、生产批量大,大多数备件都是新产品上还在使用的零部件,易于取得,甚至可在市场上购得。(7)模块化设计对维修除有上述的技术性好处外,还可大大简化维修管理。2. 3测试诊断设计最基本的要求就是,测试诊断应准确、迅速、简捷。(1)对测试点配置的要求:A、测试点的种类与数量应适应各维修级别的需求,并考虑到测试技术不断发展的要求。B、测试点的布局要便于检测,并尽可能集中或分区集中,且可达性良好。其排列应有利于进行顺序的检测与诊断。C、测试点的选配应尽量适应原位检测的需要。产品内部及需修复的可更换单元还应配备适应数量供修理使用的测试点。D、测试点和测试基准不应设置在易损坏的部位。(2)对测试方式和设备的要求:A、应尽量采取原位(在线,实时与非实时的)测试方式。重要部位应尽量采用性能监测(视)和故障报警装置。对危险的征兆应能自动显示,自动报警。B、对复杂的设备系统,应采用机内测试(BIT),外部自动测试设备,测试软件,人工测试等,形成高的综合诊断能力,保证能迅速,准确地判明故障部位。要注意被测单元与测试设备的接口匹配。C、在机内测试、外部自动测试与人工测试之间要进行费用、效能的综合权衡,使系统诊断能力与费用达到最优化。D、测试设备应与主装备同时进行选配或研制、试验、交付使用。研制时应优先选用现行系统中适用的或通用的测试设备;必要时考虑测试技术的发展,研制新的测试设备。E、测试设备要求体积和质量小、在各种环境条件下可靠性高、操作方便、维修简单和通用化、多功能化。(3)故障诊断的一般要求:对于一个系统来说,故障诊断应该满足以下要求:A、对系统在各种方式和状态下均能可靠地进行检测,并能指出系统在各种方式下处于正常工作、发生故障、抑或性能退化的状态。B、能检测显示95%的系统故障,并能把其中90%的故障定位到更换单元。C、避免或尽量少使用外部测试仪器。D、故障检测和定位电路的失效率,不超过系统总失效率的5%。E、错误告警概率应小于1%。错误告警包括: a虚警:监控电路指示有故障,而实际上并不存在功能性故障; b故障没有被发现:发生了故障,但未显示出来; c故障识别错误:故障部位或性质显示的错误。(4)测试性设计一般准则:测试性是指产品(系统、子系统、设备或模块)能及时准确地确定其状态(可工作、不可工作、性能下降)和隔离其内部故障的一种设计特性。也就是须在产品设计时就考虑测试要素,使产品方便测试和(或)产品本身就能完成某些测试功能。测试性设计的一般要求如下: A、合理划分功能单元:只要有可能,应根据结构表示物理和电气的划分。因为实际维修单元是结构分解所得的模块。B、应为诊断对象配置内部和外部测试装置,并应确保BITE(内部测试装置)性能的修复和校准。C、测试过程(程序)和外部激励源,对部件本身及有关设备或整个系统不产生有害效果。尤其需注意检查会否构成影响安全的潜在通路。D、所有的总线系统对各种测量应都是可访问的。E、对于通用功能,应设计和编写诊断应用软件,以便维修人员可以迅速进行检测。F、应考虑维修中所需使用的外部设备及其测量过程,应考虑与外部设备的兼容性和配备必要的测试点。G、诊断系统应能通过相应的测量,对产品的使用功能、设计单元的状态和输出特性作出评价。H、测试方式的转换:每个诊断系统都不可能是完美无缺的,有时会造成对被测件(UUT)的测试不准;此时,可应用常规的、功能定位的测试方法,在可替换模块级确定故障位置,这些维修接口(测试点)也可用来检测模块的运行数据。2. 4防差错的设计防差错设计的一般要求如下: (1)设计时,应避免或消除在使用操作和维修时造成人失误的可能,即使发生失误也应不危机人机安全,并能立即发觉和纠正。(2)外形相近而功能不同的零部件,重要连接部位和安装时容易发生差错的零部件,应从构造上采取防差错措施或有明显的防止差错识别标志。(3)产品上应有必要的为防止差错和提高维修效率的标志。(4)测试点和与其他有关设备的连接点处,均应标明名称或用途以及必要的数据等,也可标明编号或代号。(5)需要进行注油保养的部位应设置永久性标志,必要时应设置标牌。(6)对可能发生操作差错的装置应有操作顺序号码和方向的标志。(7)对间隙较小,周围产品较多且安装定位困难的组合件、零部件等应有定位销、槽或安装位置的标志。(8)标志应根据产品的特点、使用、维修的需要,按照有关标准的规定采用规范化的文字,数字,颜色或光,图案或符号等表示。标志的大小和位置要适当,鲜明醒目,容易看到和辨认。(9)标牌和标志在装备使用、存放和运输条件下都必须是经久耐用的。3冗余设计容错技术的关键是冗余技术,即采用备用的硬件或软件参与系统的运行或处于准备状态,一旦系统出现故障,能自动切换,保持系统不间断地正常工作。冗余控制的概念,严格来讲是采用一定或成倍量的设备或元器件的方式组成控制系统来参加控制。当某一设备或元器件发生故障而损坏时,它可以通过硬件、软件或人为方式,相互切换作为后备设备或元器件,替代因故障而损坏的设备或元器件,保持系统正常工作,使控制设备因意外而导致的停机损失降到最低。提到冗余,这里还有一个概念———同步(synchroniza-tion)。它是指冗余系统的两个或多个处理器之间要经常比较各自的状态,根据一定的规则以决定系统是否工作在正常的状态。这种状态比较和系统可靠性的判定被称作同步。冗余控制的方式在工控领域根据不同的产品和客户不同的需求有多种多样,采用的方式也不尽相同。一般根据产品应用和客户需求的不同,冗余控制可分为: (1)处理器冗余(CPU冗余); (2)通信冗余(网络冗余); (3)I/O冗余; (4)电源冗余。按冗余的实现方式来分大致可分为: (1)硬冗余(hard-redundancy),即采用特殊的硬件模块或PLC中固化的程序来实现PLC同步、故障切换的冗余方式。(2)软冗余(soft-redundancy),即采用编程的方式来实现PLC同步、故障切换的冗余方式。按冗余的切换方式来分大致可分为: (1)热冗余(热备hot-back),即硬冗余方式,当主设备故障时,通过特定硬件判别、备份方式无间隙地自动切换到备用设备上,保持系统正常运行。(2)暖冗余(暖备或温备warm-back),即软冗余方式,主要通过编程方式来实现冗余。由于软冗余的实现受多方因素制约,系统切换的时间较硬冗余稍长,因此部分软冗余可能会使主设备在发生切换时有间隙或需要人为简单干预或预置才得以完善。(3)冷冗余(冷备cold-back),即一套或部分冗余的设备(如: CPU)不通电、不工作,准备待命(人为预置好)。当主设备故障时需要人工恢复系统运行。按照现在的严格定义,这种方式,并不算是冗余,只作备件理解。这种冗余一般应用于实时性不强、工艺连续性要求不高的场合。I/O冗余、电源冗余大多数属于硬冗余范畴,而处理器冗余、通信冗余(网络冗余)既可采用硬冗余实现也可以采用软冗余实现。一般硬冗余与软冗余相比,硬冗余投入较大,冗余实现和系统维护相对简单,系统性能较可靠,系统的切换速度会较快。适合于生产工艺要求较高、反应速度较快的装置和生产线。软冗余投入的成本比硬冗余小,软冗余不需要特殊的冗余模块或软件支持,但在冗余实现和系统维护方面比较繁琐并且一般的软冗余切换的速度稍慢,系统性能主要取决于编程者的编程水平和所选硬件的品质,这类冗余方式比较适用于生产工艺流程要求不太高、反应速度较慢、开停要求不严的装置和生产线。为了提高设备的可靠性,降低故障率,在设计时,对关键的部件或分系统,可采取额外附加部件或采取其他手段。其优点在于设备的一部分发生故障时,整个系统仍能正常工作,改变传统的一坏就修的弊端。冗余性设计有以下3种形式: (1)工作储备设计:对某一关键部件,采用2个以上与其相同的单元,共同完成某一功能的设计,并联、并串联、串并联等就是其常见的形式(2)表决储备设计: n个相同的单元中,只要有k个以上的单元不发生故障,系统就能正常工作,又称“n中取k”储备设计。(3)非工作储备设计:当设备的一个单元(或分系统)发生故障时,另一个未工作的单元(或分系统)通过故障监测装置及转换进入工作状态的设计。这样设计的优点是系统的可靠性高,缺点是增加了转换装置,若采用手动转换,可能会造成暂短的停机损失;若采用自动转换,则会增加设备的制造成本,因此,采用这种设计时,要在设备的高性能与其生产成本之间求得平衡。4结束语在生产过程开始之后再对设计进行修改必将会带来成本的增加,因此设计者如果在设计的初始阶段就考虑到产品的可维修性,那么此时更改设计所带来的损失相对较小。可维修性设计所带来的收益包括:降低操作成本和生命周期费用。实行可维修性设计的着眼点在于用户产品使用中(上接第52页)的维修经济性,目的是获取潜在的、长期的经济和社会效益。可维修性设计虽然会使成本有所增加,但较之在产品开始产生之后,甚至在用户使用过程中发现维修性问题,再对设计进行修改而来经济损失和声誉损失,仍然是相当经济的。[参考文献][1]甘茂治.维修性设计与验证[M].北京:国防工业出版社, 1995.[2]童时中.模块化原理、设计方法及应用[M].北京:中国标准出版社, 2000.[3]陈璐,蔡建国.可维修性设计及其技术方法研究[J].机械设计与研究, 2002, (2).[4]范永海,齐铁力.液压系统可维修性设计研究[J].液压与气动, 2003, (8).[5]赵中敏.容错技术在数控机床中的应用研究[J].组合机床与自动化加工技术, 2003, (10).[6]张会奇,陈春良,高连华.维修性对装备维修工作量的影响分析[J].装甲兵工程学院学报, 2005, (2).[7]赵中敏. 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