直流系统技术总结报告（推荐8篇）
直流系统在变电站中主要为控制信号、继电保护、自动装臵等提供可靠的直流电源，当发生交流电源消失事故情况下为事故照明和继电保护装臵等提供直流电源。所以说直流系统可靠与否对变电站的安全运行起着至关重要的作用，也是安全运行的保证。
为了进一步提高设备的安全稳定运行，在直流系统的运行维护方面我风电厂做出如下技术措施来改善和优化设备的利用率与使用周期。
直流系统接地： 故障现象：
a)音响报警，“直流母线故障”信号出。b)绝缘监察仪上有报警信号。
c)测量直流母线正、负极对地电压不平衡。处理方法： a)复归音响。
b)测量对地绝缘，判别接地极性及接地性质。
c)询问是否有人在直流回路上工作，造成人为接地,接地时禁止在二次回路上工作。
d)询问是否有启、停设备的操作，如有则应重点检查。e)对存在缺陷的设备和环境条件差的设备首先进行检查。
f)使用绝缘监测仪检查出是哪一路接地，对故障支路瞬时停电检查接地信号是否消失，必要时对直流各路负荷采用倒负荷或瞬时停电的方法查找故障支路。
g)倒直流负荷时,应遵行先室外,后室内;先动力,后控制;先环状,后馈线的原则,并汇报值长。
h)若经上述操作后接地信号仍未消失，则接地点可能在整流器、蓄电池组。将两组直流母线并列运行，退出一组整流器蓄电池组运行，若接地信号消失，则接地点在该组整流器或蓄电池上。
i)查找和处理必须由两人以上进行，处理时不得造成直流短路和另一点接地。
j)直流系统查找接地要在值长的统一指挥下进行，如涉及到调度管辖的设备，应得到值班调度的允许才能进行。
k)找到接地点所在范围或回路后，由检修人员进一步查找、隔离并消除
防范措施：
加强设备监视，着重对直流系统的绝缘状态、电压及电流、信号报警、自动装臵等相应指标项目进行定点巡视。并且针对电压及电流监视方面，对于交流输入电压值、充电装臵输出的电压值和电流值，蓄电池组电压值、直流母线电压值、浮充流值及绝缘电压值进行相应的巡视；同时对于直流系统的各种信号灯、报警装臵；检查自动调压装臵、微机监控装臵工作状态也进行相应检查。
在由于恶劣天气导致的接地方面，变电站运行人员主要采取定期除尘、除潮等措施。从而避免和降低了由于恶劣天气导致的直流系统接地的故障出现。
在控制柜布线检查与梳理方面，定期对继电保护装臵后柜布线进行检查；对于在检查中发现的导线裸露及绝缘层破损等情况，及时发现及时采取修复措施；对于外露与破损部分及时进行绝缘处理。从而避免直流系统接地故障的发生。
查找直流接地的操作步骤和注意事项有哪些? 根据运行方式、操作情况、气候影响判断可能接地的处所，采取寻找、分段处理的方法，以先信号和照明部分后操作部分，先室外部分后室内部分的原则。在切断各专用直流回路时，切断时间不超过3秒，不论回路接地与否均应合上。当发现某一专用直流回路有接地时，应该及时查找接地点，尽快消除。查找直流接地的注意事项如下：
⑵ 查找接地点禁止使用灯泡寻找的方法。
⑵ 用仪表检查时，所用仪表的内阻不低于2000Ω/V。⑶ 当直流发生接地时，禁止在二次回路上工作。⑷ 处理时不得造成直流短路和另一点接地。⑸ 查找和处理必须由两人同时进行。
蓄电池也是电力电源系统中直流供电系统的重要组成部分，它作为直流供电电源，主要担负着为电力系统中二次系统负载提供安全、稳定、可靠的电力保障，确保继电保护、通信设备的正常运行。因此，蓄电池的稳定性和在放电过程中能提供给负载的实际容量对确保电力设备的安全运行具有十分重要的意义。
故障现象：
1、蓄电池组容量不足故障
正常运行时，在进行核对性放电试验，蓄电池组容量均达不到额定容量的80%以上，并在控制柜内发出报警声。
2、单个蓄电池电压过高或过低
当监控系统报蓄电池电压过高或过低时，应用万用表实际测量告警蓄电池端电压，若测量值在正常范围内属误报信息，测量值异常，应检查整个蓄电池组的运行情况。
处理方法：
蓄电池组容量不足：为进一步提高和确保蓄电池组安全稳定运行，我风电厂每年作一次核对性放电试验。从而确保在试验过程中蓄电池组容量均达到额定容量的80%以上，保证设备的安全运行。
蓄电池电压低：定期开展蓄电池测试工作，对于在测试中发现的电压低的电池及时记录并采取相应措施对于电压低的蓄电池采取均衡充电工作，确保设备安全稳定运行。
防范措施：
伴随着石化能源的日益枯竭, 风电、光伏等可再生能源、储能系统以及电动汽车等新能源技术逐渐的得到人们的重视。越来越多的分布式发电、清洁能源等接入配电系统, 必然会在提高系统效率、改善供电的可靠性和电能质量、实现分布式电源的有效安全的接入等方面面临着挑战, 其主要具体表现在以下几个方面。
(1) 在配电网电源方面, 可再生能源与储能系统的应用越来越受到广泛的关注, 其显著特征是能更好地改善能源结构、提升能源利用效率, 同时减少环境污染。但其接入电网所涉及的直流电源、变频交流电源以及与传统的工频交流电网之间的高效、可靠、安全地接入互联问题, 对现有的配电网结构来说, 是一个新的挑战。
(2) 在用电负荷方面, 家用电器用电模式的改变、越来越多的电动汽车快速推广和普及, 使得越来越多的直流负载和含有直流环节的负载直接或者间接地接入配电网, 使用传统的交流配电网给这些直流负载供电时, 需要AC/DC变换, 大大降低了系统效率。
(3) 在配电网网架结构方面, 随着城镇化建设推进, 更大的城市规模和人口对城市配电网的容量和供电范围提出了更高的要求, 需要在已有的配电网基础上进行扩建与拓展, 有限的供电走廊以及越来越长的供电线路走廊势必会对配电网的安全性和可靠性带来新的挑战。
(4) 在配电网运行控制方面, 大量的电力电子控制设备出现在配电系统中, 如DSTATCOM、定制电力等, 一方面这些设备优化和改进了用户配网供电性能, 另一方面, 带来了新的电能质量问题, 这与用户对电能质量要求的提高之间的矛盾凸显。
伴随着智能电网的发展, 以及电力电子技术发展日益成熟的今天, 尝试探讨以直流配电方式解决现有配电网面临的一些问题, 将成为解决目前问题的新思路。本文通过描述分析国内外关于直流配电网的研究现状, 总结了关于直流配电网的技术特点, 并从直流配电网协调控制的角度阐述了相关关键技术及其可行性。
1 直流配电网研究现状
相比交流配电网, 直流配电网以其强大的节能优势具有巨大的发展前景。目前, 一些国家已经纷纷开展了直流配电网的研究, 提出了各自的直流配电网概念和发展目标。文献[1]已就国外研究现状进行了总结归纳, 最具典型的直流配电网体现在以下三个方面。
1.1 纯直流的用电网络结构模式
这种直流供电模式, 最早始于美国弗吉尼亚理工大学。在2007年, 美国弗吉尼亚理工大学CPES中心提出了“Sustainable Building Initiative (SBI) ”研究计划, 主要为未来住宅和楼宇提供电力。随着研究的深入, CPES于2010年将SBI发展为SBN (Sustainable Building and Nanogrids) , 其典型结构如图1所示[2]。严格来说, CPES提出的直流供电网仅仅涉及直流用电供电结构, 但是, 其结构体现出了直流配电网的雏形。整个系统具有2个电压等级的直流母线DC 380 V和DC 48 V, 分别给不同电压等级的负载供电。DC 380 V母线主要是为了匹配工业标准的直流电压, 它依靠前端整流器和功率因数校正 (power factor correction, PFC) 电路接入主电网。DC48 V母线主要是为了匹配通信设备的直流供电电源的电压等级, 它通过DC/DC变换器与DC380 V母线连接。
1.2 交直流混联的直流供电网络结构模式
这种直流供电网架, 以日本东京工业大学[3]、日本大阪大学于2006年提出的一种双极结构的直流微电网系统[4,5]为代表, 如图2所示。230 V交流电由降压变压器从6.6 k V配电网直接获得, 然后通过双向整流器变换为170 V直流电压。一个燃气轮机通过背靠背变换器直接连接到230 V交流电, 蓄电池和超级电容等储能设备以及光伏电池等分布式电源均通过DC-DC变换器连接到直流母线。基于直流母线, 可以通过电力电子变换器得到多种电力供应, 如单向AC 100 V、三相AC 200 V和DC 100 V等。
1.3 多电源注入的交直流混联的直流供电网络结构模式
这种直流供电模式以意大利的米兰理工大学、罗马尼亚的布加勒斯特理工大学为代表, 于2007年提出了一种带有交替供电电源的直流配电系统结构[6], 如图3所示。该系统不仅可以利用光伏发电和风力发电产生的电能, 还可以由沼气等产生生物能供电。
2014年国家863研究课题设置了一种新型的直流配电网网架结构, 代表了国内在直流配电网领域中新的研究动向, 主要结构体系为:未来直流配电网将会以交直流混联方式存在。直流配电网将会与直流输电网进行对接, 在直流配电网系统中将会以直流微网与交流微网同时存在。电压等级也会以多层电压等级存在, 目前较为合适的电压等级为DC500V以及DC 250V。
2 直流配电系统技术特点和优势
相比于交流配电网, 直流配电系统拥有着其自身的潜在技术特点与优势[7]。
2.1 直流配网有利于分布式电源接入和有效利用
随着城市范围内越来越多的分布式电源就近接入配电网, 采用直流微网可以实现分布式电源就地并网, 节省投资费用。例如, 光伏电池发出的是一种随机波动的直流电, 且电池出口电压较低。现采用光伏电池并网模式一般先需要通过DC/DC升压器升压, 再通过DC/AC变流器, 并通过滤波器才能和交流系统相连接。未来的配电网应更好接纳光伏电池、燃料电池、小型风电场和电动汽车充放电站等分布式电源的并网。
直流配网的引入有利于分布式电源的接入与有效利用。同时, 相对于传统交流配网, 含有直流电源的分布式电源接入直流配网, 只需要DC/DC变换器, 节省了DC/AC变流器和滤波器的投资。
2.2 直流配网更方便于直流负荷接入
现今大量的工业负荷釆用变频技术以提高电能利用效率, 并且众多办公与家用电器设备采用直流供电实际上更为方便、节能。多数家电可以采用直流供电, 产生的电压电流的纹波较少, 电能损耗比交流减少15%以上。所以, 一方面可以简化相关设备结构, 降低成本, 另一方面可以避免换流器对交流系统的影响。
2.3 直流配网可提供更大的供电容量和更好的电能传输效率
当配电网线路绝缘水平相同、线路建造费用和输电走廊宽度相同时, 若三相交流线路 (功率因数0.9) 与直流微网双极直流线路的传输功率大致相同时, 就单条线路而言, 直流的传输功率约为交流的1.5倍。所以直流微网具有更大的供电容量。直流配网还不需要无功补偿设备和滤波设备, 减少了固定设备的投资, 节约了土地资本, 降低了新建输电线路的费用。
2.4 直流配网能保障高可靠性和高品质供电
一方面, 随着科技的进步, 城镇化进程的推进, 其中具有代表性的信息产业和城市居民需要较高的电能可靠性和优质的电能质量。另一方面, 城市冲击负荷和负荷容量也迅速增加。另外, 由于城市负荷中心往往电源支撑较弱, 无功补偿能力不足, 当系统发生扰动时, 很有可能造成常容易失去同步稳定和电压崩溃, 从而发生大范围停电现象。因此, 直流配电网不但控制简单, 供电能力强, 同时还更有利于电力优化调度, 实现资源的优化配置, 符合人们对高品质供电的要求。
3 直流配电网协调控制技术
直流配电网日益受到关注的同时, 也应该清楚的认识到, 完全实现以直流为主导的配电方式还需要很长的一段时间, 特别是一些关键的控制技术与装备技术需要解决。本文将从直流配电网协调控制的角度来分析相关关键技术及可行性。
3.1 直流配电网网架结构及电压等级选择
由于采用直流电源作为配送电后, 其配送网络与传统的交流配送网络将会有根本的不同。从配电系统来讲, 直流配电网也将分级配送, 相互配合。未来也会出现中压直流配电、低压直流配电、以及超低压直流配电网架。需要根据各个电压等级所适应的直流负载, 相互配合, 相互补充。同时, 输电网络转入到配电网络, 也会出现不同的接入形式, 存在直流输电网对接直流配电网、交流输电网对接直流配电网的形式, 这涉及到多端直流输电以及控制等关键技术。
从网络接线方式来讲, 直流配电网的网络架构也可设计成辐射状、网状或环状。不同的形式其可靠性、经济性、复杂程度不尽相同。因此, 直流配电网网架结构的研究是一个系统性以及全局性的问题。未来想要重新建立直流配电网在其成本造价和可行性上还有待商榷, 最有可能的将会是交流配网与直流配网混联存在。
直流配电网同样将会拥有多个电压等级, 以适应不同直流负荷的需求。文献[8-9]提出了可分为两个电压等级;文献[10]则认为为适应目前400 V交流电压等级, 500 V的直流电压等级更为合适与有效。总的来说, 直流配电网的电压等级目前并未有统一的标准, 这是未来直流配电网系统需要重点考虑的问题, 因此, 需要从以下三个方面考虑电压的选取问题:1) 直流配网的供电范围与供电容量;2) 直流配网的成本造价;3) 直流配网的绝缘与开关设备选取。
3.2 直流配电网稳定控制技术
对于直流配电系统而言, 直流配电系统的电压控制与电流控制是最基本的控制目标。文献[11]通过对系统建模仿真, 并在此基础上对直流微电网进行小扰动稳定性分析, 从而得出了功率变换器的控制参数对系统稳定性的影响。文献[12]则针对直流微网中功率变换器阻抗特性, 通过分析变换器在下垂控制方式下的阻抗特性, 得到对直流微电网稳定性的分析。
目前, 大多文献还是集中在变换器本身的控制技术的研究与分析, 并未从系统的角度对直流配网稳定性控制进行系统分析。而对于未来配电网很有可能是交流配网与直流配网混合存在, 因此, 对于直流配电系统的稳定控制研究可以在以下三个方面进行研究:1) 发生交流侧故障时及保护动作后, 保证交流侧频率稳定、电压稳定, 直流侧电压稳定等双重控制目标的稳定控制技术;2) 受到分布式发电出力波动及负荷波动的扰动后, 直流配电网电压稳定控制技术;3) 受到外部大电网或配电网交换功率波动等影响后, 直流电压稳定控制技术。未来直流配电网中势必会通过电力电子变换装置完成电压控制及电流控制, 其可靠性以及快速性也将决定直流配网稳定控制的可行性。
3.3 直流配电网能量管理技术
直流配网主要能够有效地解决分布式发电及直流负荷, 但分布式发电 (目前主要包含光伏发电及风力发电) 往往存在波动性与随机性, 势必会对系统的稳定性和能量的有效管理带来挑战, 因此在未来直流配网系统中, 能量管理系统也将是关键技术之一。文献[13]就提出了一种基于直流总线电压信息的能量变换与管理方法, 系统由三个模块与四种工作模态组成, 能够有效地控制直流微网中的功率平衡和系统稳定。文献[14]提出了一种基于智能多代理技术的能量协调控制方法, 用于直流微网的能量管理与电压控制。
未来其研究方向可以在以下三点:1) 多时间尺度的分布式发电源发电预测与负荷预测技术;2) 直流配电网经济优化调度模型建模;3) 直流配电网双向潮流最优控制技术。目前大多有关能量管理系统的研究还是集中在交直流混合微电网以及直流微电网, 有关直流配电网如何进行能量管理系统相关研究较少。
3.4 直流配电网电能质量治理技术
电能质量的问题在交流配电网中较为突出, 主要表现在电压的波动以及闪变、谐波的治理以及三相不平衡的问题。在直流配电网中, 电能质量的问题主要体现在电压的波动及闪变。文献[15]分析了超级电容、燃料电池、蓄电池等各种储能模块, 通过下垂法, 协调控制各个储能单元, 从而达到稳定直流母线电压的目的。文献[16]针对直流微电网电能质量综合评估进行了研究, 提出了直流微电网电能质量综合评估的概念, 建立其有别于交流系统的直流电能质量评价指标。
目前文献并未针对直流配电网中的电能质量问题展开分析, 基于未来交直流混合配网的状态下, 电能质量治理技术可以在以下几点考虑:1) 分布式发电DC/AC变流器的谐波抑制优化设计分析;2) 基于多组快速储能装置下垂算法的直流稳压技术;3) 分散储能与集中储能协调控制直流电压调节技术。储能技术的应用在未来直流配电网中也将越来越重要。
3.5 直流配电网继电保护技术
由于直流配电网采用以直流为主导, 在电气特性及其测量方式等根本性问题上跟传统的交流配电网完全不同, 因此直流配电网继电保护技术将会是一个新的挑战。文献[17]则是针对城镇轨道交通牵引系统中的直流供电系统, 提出了一种新型的直流保护装置, 特别是对直流系统中电压与电流的监测与保护。文献[18]针对逆变型分布式电源的微电网不同于传统电源的控制方式、短路故障以及双向潮流等特点, 讨论了微电网保护与传统电网保护的区别及分布式电源的接入对配电网的影响。有关直流配电网的保护技术研究仍处于开始阶段。
未来有关直流配电网可以通过以下技术路线进行研究:1) 基于广域测量数据的直流配网快速故障定位技术;2) 常规传感元件和光线通讯技术相结合的直流测量技术;3) 基于微秒级高速采样的SV采样值和GOOSE报文传输机制的直流配网保护通讯技术;4) 直流配网保护系统的组成方案和保护配置。
3.6 直流配电网关键设备技术
直流配电网的构建离不开关键设备的支撑与保障。直流配电网协调控制的基础是要在设备层能够实现监测与管控。因此, 关键设备的开发与应用也是直流配电网发展的关键所在。
1) 直流固态断路器
近年来, 出现的基于半导体器件的直流固态断路器, 具有损耗低、动作快等优点, 收到了学术界以及工业界的广泛关注[19,20]。1987年, 美国Texas大学采用GTO作为开关器件对200V/15A的直流断路器进行了研究。2005年, 美国CPES采用ETO作为开关器件对1.5 k V/1.5 k A的直流固态断路器进行了研究。总的来说, 目前400 V以下的低压断路器已经逐步实现工业化, 而中高压直流断路器的研发已经逐步提上日程。比如2012年11月, ABB公司就宣称开发了世界上第一台高压直流断路器, 其主要是将机械动力学与电力电子设备结合的固态型断路器。今后, 直流固态断路器将会是直流配电网发展的基础。
2) 用于直流配网与交流微电网节点的双向DC/AC三电平变换器
随着电力电子技术及其控制技术发展, 三电平变换器的研究越来越多的得到关注[21,22,23]。相对于两电平的变换器, 三电平变换器拥有输出谐波含量更少、电能质量更好、耐压系数更高的特点。在微电网应用中, 已经有许多文献在风力发电应用[24], 光伏发电应用[25]中采用了三电平变换器。在未来直流配电网的应用中, 用于交流微电网与直流配网的接口中也可采用DC/AC三电平变换器。并且, 其还可以配合潮流控制、系统稳定控制以及保护等协调控制技术的要求, 成为智能一体化的双向DC/AC三电平变换器。
4 结语
直流配电网可以有效地解决分布式发电以及直流负荷对传统交流配网带来的挑战, 但同时又面临新的挑战。本文系统性地总结了直流配电网的研究现状以及直流配网的技术特点。重点从直流配电网协调控制的角度提出了未来直流配网发展的关键技术;加紧研究确定直流配电网的网架结构和电压等级是前提和基础;研究直流配电网的稳定控制和能量管理系统是解决直流配电网稳定、可靠、高效运行的保证;研究直流配电网谐波治理技术是为客户提供更好的供电质量, 符合客户的迫切需求;研究直流配网继电保护技术将会是全新的挑战;直流配电网关键设备的研制既是直流配网发展的助推器, 也是早日实现直流配网的根本基础。随着直流配网越来越得到关注, 更深层次的研究会陆续展开。
摘要：针对提高运行效率、改善供电可靠性和电能质量、实现分布式电源有效安全接入等配电系统面临的问题和挑战, 提出了以直流为主导的配电方式, 用于解决上述问题的可行性研究和探讨。结合直流配电技术的研究现状, 总结了直流配电系统的技术特点和潜在优势, 系统地探讨并分析了直流配电系统发展的若干关键技术及其可行性。
关键词：直流系统 环网 故障 查找 处理
中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）04（c）-0047-02
在变电站电力系统中，为提高直流电源系统供电可靠性，广州地区110 kV及以上电压等级的变电站均采用双充双蓄（即两组蓄电池及充电设备）的直流供电方式，将负荷大致平均分配给两套独立供电的直流系统。对于重要负荷，则分别从两套直流系统经空气开关引出馈线，分别选择一组直流系统进行供电。南方电网公司直流系统规范严格规定两套直流系统须独立运行，但实在际运行中，由于设计、施工、运行过程中倒负荷操作、直流系统绝缘降低等原因，均可能造成环网故障现象（即两套直流系统存在一点或多点电气连接），这样给变电站电力系统的安全运行带来严重的影响。
1 环网故障形式与危害
根据两套直流系统电气连接的性质不同，可将环网故障分为：双极环网、正极环网、负极环网、异极性环网4种类型。
（1）当双极环网故障时，当两套蓄电池并列运行时，因由于制造工艺等原因，既使是同一厂家，同一批次的蓄电池，其容量和自放电率都存在差异。在相同浮充电压情况下，必将导致一组蓄电池欠充电，另一组蓄电池过欠电。无论欠充电还是过充电，都将会大大缩短蓄电池的使用寿命。且因两套直流系统的参数差异，可能产生很大的环网电流，当该环网电流通过较小供电电缆线径环网时，将会引起电缆长期过载发热，严重时引起火灾，造成非常严重的后果。因两套直流系统并列运行，其中一组发生直流接地时，另一组也会发生接地故障。
（2）当正极环网、负极环网故障时，两套直流系统并列运行即出现环网故障，则直流系统拥有2个平衡桥电阻，根据电路原理可知：这样会降低接地的实际电阻值，使直流系统接地电阻值必实际接地值要小，会大大降低了接地告警灵敏度，因不能及时告警，可能使直流系统长期带有接地故障运行。
（3）当异极性环网故障时，如某继电器的电源线跨接I段母线的正极与II段母线负极之间，当存在寄生回路或联络线时，该继电器能够正确动作。但当断开某些联络线或拆除了寄生回路，此时需要该继电器动作，由于该继电器已经没有工作电源，将产生拒动，并在动作瞬间造成I段母线正极接地与II段母线负极接地。
2 判断直流环网故障方法
在变电站运行的直流系统中判断是否存在环网故障的常规方法有以下3种：
2.1 负荷电流法
变电站一般运行情况下，直流系统负荷是大致均匀的分配到2段直流母线供电，充电机处在浮充状态时，提供本段负荷电流，从几安培至十几安培。如果发现其中一段母线充电机正常负荷电流偏小或为零，则可以判断为有环网故障，且是正负极同时直接环网，即电阻为零的环网故障。该环网故障大多由两套直流系统同时合上空开向同一负载供电的导致的。
2.2 电压调节法
可以在安全的情况下，任意调高其中一套直流系统充电机输出电压，如果另一套直流系统电压随之升高，并出现充电机输出电流减少，则可判断存在有两极环网故障。如果被调高电压的直流系统，正极电压升高，而负极电压基本不变，说明有正极环网；反之，负极电压升高，而正极电压基本不变，有正极环网。
2.3 直流接地法
当直流系统发生接地故障告警时，如果两套直流总是同时出现接地故障，则可说明存在环网故障。如接地极性相同，表明是同极性环网（包括单极和两极环网），如两段母线接地极性相反，表明为异极性环网故障。在变电站直流系统没有发生直流接地的情况下，也可以采取人为接地方法，即在任意段母线的负极与大地之间，接入100 kΩ以上的电阻，此时，如果另外一段母线的负极对地电压同时降低，则说明存在环网故障。
2.4 实时告警法
现在已有公司开发了专门针对环网故障的检测设备，现场只需将两段母线及大地接入该装置，当两套直流系统任何地点发生电气连接现象，都能及时检测并告警，具有正极环网、负极环网、两极环网及异极性环网检测和告警功能。可大大减少环网故障运行时间，及环网故障查找的难度，对预防直流系统的故障引起的电力系统事故发生，具有十分重要的作用。
以上前3种方法均需运行运行维护人员到现场观察，甚至要调节直流系统电压和模拟接地故障，不但要求运行维护人员具备一定的经验，并且难以保证判断所有的环网故障。即使按规定对直流系统定期检查，也无法及时发现直流系统出现的环网故障，环网故障的危害可能依然存在。因此，方法4为最好，能够实时检测环网故障，及时发现直流系统环网故障。
3 环网故障的查找方法
3.1 回路查找法
对可能产生环网的直流支路核对标识及图纸回路走向等逐一排查，找出引起两段直流环网的二次回路进行查找，拉开电源后，通过通路法和摇测绝缘便可找出环網点。该方法要求检修人员有较强的回路查找能力及经验，较难快速查找故障。
3.2 拉路法
根据负荷的重要性，依次短时拉开直流屏所供直流负荷各回路。当切除某一回路时环网故障消失，则说明故障就在该回路之内。继续运用拉路法，就可以进一步确定故障在此回路的哪一支路当中。该方法比较直接，但是可能存在直流回路标识不清晰而误拉空开，造成保护或测控装置失电的危险。
3.3 便携式仪器查找法
应用某公司生产的“直流系统环网故障带电查找仪”产品进行查找。将“直流系统环网故障带电查找仪”信号源（如图1所示）接入任系统的一段母线，装置检测完系统状况后，将在所有的环网回路加入一个特征信号，在使用手持器检测两段母线的所有馈线支路，并记录下环网故障馈线支路，确定环网支路后再分级查找。该方法具有可以快速定位故障，有效避免上述两种方法的缺点，现场可操作性强等优点，值得推广使用。
4 直流环网处理故障方法
（1）对于两段母线中，给同一负载供电的环网支路，直接断开其中一个空开，即可解除该环网。
（2）对于两段母线中，给不同负载供电的环网支路，从接信号源的母线中的环网支路开始向负载方向查找环网点，当环网信号流向另一段母线时，即为环网故障点。对照图纸该负荷属于那段母线就将其接回所属母线。
（3）对于查出是寄生回路，将其拆除即可。
5 结语
综上所述，变电运行维护部门必须要充分的认识到直流系统环网故障存在对直流系统带来的影响及危害，在日常运行和检修工作中要严格执行南方电网公司的运行管理规范，严把审图及验收关，杜绝在新建、扩建或技术改造的施工过程造成直流系统环网的情况出现，一旦在维护或消缺中发现直流系统环网应及时查找并解除，建议在直流系统安装环网告警装置做到直流系统环网故障产生时及时发现，以便快速处理。
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技
术
报
告
2007年12月25日 贵州青鹏天目科技有限公司1 / 17
一、现状
1、背景
随着市场全球化以及全球性竞争格局的形成，企业要谋求更大的发展，必须不断进行技术创新、管理创新和体制创新，并借助先进的计算机技术、信息技术和管理技术等，实现企业的信息化，增强企业的市场快速响应能力，提高工作效率，缩短产品的开发生产周期和降低产品成本，最终提高企业的市场竞争能力，适应市场竞争全球化的要求。
我国加入WTO后，每个企业在国内市场就直接面临着国际竞争，企业在获得了许多新的发展机遇的同时，也面临着许多的困难和挑战，要在激烈的市场竞争中生存和发展，必须与国际接轨，适应全球化的市场竞争。因此如何应对加入WTO后的国际国内市场竞争，提高我国制造业的市场竞争力，已成为我国政府和企业急需探索的一个问题。在分析和研究国外制造业发展历程的基础上，经过多年的实践和研究，我国政府确立了以信息化带动工业化的方针，党的十六大明确指出“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，发挥后发优势，实现跨越式发展”的信息化战略，提出了加快国民经济信息化进程、逐步实现整个经济由粗放型经营向集约型经营转变的思路，同时国务院信息化领导小组对我国信息化也提出了“以市场为导向，以管理为核心，以效益为驱动，以集成为原则，以信息技术为基础，提高企业核心竞争力”的指导原则，目前制造业信息化工作已成为各级政府和
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企业的重要工作内容，在我国一个在企业推进信息化工程实施的运动正在向全社会蓬勃开展。
企业信息化包括产品设计信息化、生产过程信息化、产品销售与服务信息化、经营管理与决策信息化等多个方面。各企业要在国际国内这样的大环境里求得生存和发展，必须借助先进的管理理念与高科技的管理工具有机融合，对信息准确、及时的高效处理，使企业内的资金流、物流和信息流集成，实现资源共享，提升综合绩效，从而有效解决企业的诸多困扰，提高企业的技术创新能力、企业管理水平、企业的生产效率和缩短产品的开发时间，实现“扩大国内市场，开拓国际市场”的战略目标。
2、项目的目的及意义
据资料显示，各种信息产品在我国的发展已有20多年，国家对信息化建设投了巨额资金，仅对ERP投资就超过80亿元。我国目前拥有15000家大中型企业和1000万家中小型企业，到2008年将有60%～90%左右的企业实现现代化管理。
ERP是先进的管理思想和管理工具，在发达国家的成功应用为企业带来了丰厚的回报。然而ERP的实施是一项复杂的工程，如何实施需要对企业内部的需求进行周密细致的研究论证，如可行性分析，论证技术经济上是否可行，明确要达到的具体目标。许多企业在进行ERP的投资决策时，对自身的需求缺乏深入的研究，对与企业经营目标是否相适应的问题考虑不周，更有一些企业管理观念尚停留在计划
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经济模式中，对企业如何参与竞争及如何在市场中定位等问题尚无成熟的思路，这就大大降低ERP系统实施的目标。有的企业缺乏前期全面准确的需求分析，具体操作起来带有一定的盲目性，所选择的软件往往不完全适合本企业的实际需要，增大了投资风险。
现今的ERP软件还不完善，目前市场上流行的各种ERP软件，虽然也有销售、库存、生产、供应等应用模块，但这些模块大都是按照ERP的理念，针对各类企业的共性进行开发的，进行的是一种粗旷管理，往往不能满足企业的个性化需求，没有切实做到计算机管理与企业的具体情况相一致，实现精细化管理。例如：在制药企业，按照GMP生产管理的要求，要求在库存管理方面必须具有寄库、转库等功能，销售管理要有资信审查、退货处理、换货等管理，生产管理必须要有中间站管理等，而目前的ERP软件大多缺乏这些功能。另外现有ERP软件的生产调度模块和制造资源计划模块通常也没能适时地以现有的资源响应客户的需求，因而难以对现实企业的供应链管理提供决策支持。麦肯锡咨询公司有专家曾做过统计分析，在全球每100个破产倒闭的大公司中，破产原因主要是公司决策失误的比例高达85%。在我国，随着市场经济体制逐步建立和国民经济日益融入世界经济大潮，国有企业正在成为自主经营、自负盈亏的市场竞争主体，直接面对国内外经营环境和市场波动带来的各种风险，并主要由企业自身承担经营活动的后果，经营不善、资不抵债的企业面临关停并转、职工下岗的危险。在这种情况下，企业决策的重要性及其风险性也更加凸显，重大决策失误成为企业最大的失误，一项错误的决策导致一个原
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来红红火火企业破产倒闭的实例已有所闻。特别对在国民经济中具有重要作用的大公司、大集团来说，由于所处外部环境复杂多变，内部结构繁复，专业领域宽广，不确定因素导致的风险更多，管理和控制的难度更大，因而对企业决策科学性的要求更高、更迫切。但是现在大部分企业所实施的ERP（包括国外ERP实施方案），并企业的个性特点进行开发，这也是导致ERP实施了二十多年，但成功案例却寥寥无几的原因之一。
由贵州青鹏天目科技有限公司开发的《企业资源计划（ERP）智能决策支持系统软件》，能帮助企业大幅提高工作效率、降低运营成本、把握新的商业机会，也可以帮助企业进行生产、财务、产品质量、办公自动化等方面的管理，乃至帮助企业进行快速正确地决策。
我们如能针对自身的具体情况，成功实施制造业信息化工程，借助先进的信息技术和管理技术，使企业内的资金流、物流和信息流集成，解决信息“孤岛”现象，实现信息流、物流与资金流的一体化，使企业业务流程、管理流程更具精细化、规范化和制度化，做到决策靠数据，调研论证有依据，减少决策的简单化、盲目化和失误，使决策更具科学化、规范化。这样必将大大提高企业的生产效率，降低成本，提高企业的市场适应和市场竞争能力，从而实现“扩大国内市场，开拓国际市场”的战略目标。
同时，还能在贵州省的企业形成一种示范效应，促进贵州企业的信息化改造进程，有利于整个企业和体制创新和管理创新，达到“以信息化带动产业化，实现生产力的跨越式发展”。
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二、整体设计策略
企业资源计划（ERP）智能决策支持系统软件是一个与企业管理、企业文化、企业发展状况、企业环境紧密相关的管理系统，它不是一个纯计算机技术的问题，它是一个集成管理学、经济学和计算机科学于一身软件系统工程。为此我们不仅在计算机技术上应用先进的计算机技术解决系统的具体实现问题，更重要的是了解和分析企业的真实需求，所以整体设计策略如下： 1．集成性
为了实现销售、生产、供应、库存等过程的信息共享，必须按照信息集成和功能集成的思路规划和开发系统。集成主要体现在：销售、生产、供应、库存等部门的信息集成。做到原始数据来源唯一，数据充分共享，消除信息孤岛，避免数据的重复录入和不一致。2．先进性与实用性相结合
系统规划时必须考虑到引入先进的管理思想和技术手段，提升公司的管理水平和生产水平，缩短研发周期，整合企业业务流程，降低成本，提高效益。力求方案的先进、灵活、高效。作为一种大型、复杂的计算机软件系统，其体系结构、开发技术的先进性非常重要的。采用先进的软件规划与设计方法，软件开发工具，在系统中融入先进的项目管理、协同工作、知识共享等管理思想，并结合神奇药业有限公司的实际需求进行规划和开发。
强调系统的实用性，注重实用和成效。系统始终以用户需求为导
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向，功能全面，切合实际。实用并产生效益是判断系统成功与否的重要标准。强调系统能够解决神奇药业有限公司实际工作中的问题，并能真正为使用人员接受。
系统的设计与开发人员要深入现场，与各职能部门的业务和专业人员合作，充分听取用户意见，细致了解业务，研究管理模式，使双方对新系统的理解不断加深并逐步趋于一致，使建立的新系统更富有实用性。
一个软件不但要看它的理论设计水平高不高，算法先进不先进，更重要的是看它是否适用于本企业。软件功能应以满足企业当前和今后的发展需求为准。多余的功能只会造成使用和维护的复杂性。如果有些功能要在软件版本升级后才能实现，必须认清升级的可能性、时间及条件等能否满足企业的实施进度。软件的可用比率，取决于企业深化改革的程度及软件功能对用户适用程度，而不是进口的或国产的。
3．基于成熟、先进的产品和技术
为降低信息化工程应用实施的风险，必须基于已有的成熟、先进、适用的产品与技术构建系统。在此基础上，有针对性的进行集成开发和二次开发。可以集成拼装国内外已有的产品和技术，集成拼装的原则是：成熟（已经在相关的行业得到了应用）、先进（技术上和管理思想上具有先进性）、适用（能够切实满足神奇药业有限公司的信息化工程的需求）。
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4．易于管理和操作
在系统设计时，充分考虑神奇药业有限公司的现有人员状况和传统习惯，使系统界面友好、易于理解、易于管理、易于操作、易于验证。结合扎实的培训工作，让系统真正地正常运行，发挥作用，创造实际效益。如果系统难以使用而被束之高阁，再好的系统也没用。
由于我国业务人员普遍缺乏计算机应用经验，应用软件是否容易操作直接影响使用效果。特别是考虑了中国人操作习惯针对性的设计，对提高可操作性非常有用。5．开放性与可扩展性
采用开放的软件体系结构以及面向对象的分析、设计技术，基于组件的开发技术，使系统具有良好的开放性和可扩展性。既考虑到神奇药业有限公司目前的需求和应用，还要考虑到神奇药业有限公司将来发展的需要，有利于将来的应用升级和二次开发，以适应内部和外部环境的变化（如体制的变动、企业需求的变化、技术进步和设备更新等），使系统具有可持续发展的能力。6．可维护性
系统在用户界面上要做到直观清晰，并提供详尽完善的技术手册和维护手册，方便系统维护。
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7．安全性和可靠性
本方案所设计的网络系统应具有很好的安全性能，通过防火墙、病毒防患、灾难处理等手段，保证各种在网数据安全、完整。系统在硬件、软件上能防止非法入侵和破坏，系统能抑制广播风暴和地址过滤。整个网络要便于统一管理、监控和维护，并能跟踪、诊断和排除故障。
设计提供的系统是能保持持续运作的高可靠性、高通量的网络系统。通过采用先进的开发平台和一套先进的开发管理体系，保证网络系统能安全、可靠的运作。充分考虑冗余、容错能力，万一出现局部故障时做到不影响网络其它部分的正常运行，并且做到故障便于诊断和排除，充分体现计算机网络的高可靠性。8．重视实施和服务
信息化工程成功与否不仅取决于有很好的规划和软件产品，后续的实施、二次开发、服务同等重要。在系统规划时，必须考虑到系统的实施、服务、二次开发的可行性。
三、关键技术实现及应用
1、建立数据模型
企业之间的具体情况千差万别，没有任何成熟的理论可以直接套用。因此在实施本项目时，在分析和研究多家企业业务流程的基础上，采用运筹学、人工智能等方法，建立了符合企业标准的业务模型，包括：生产计划、销售预测、库存模拟等模型。如生产计划模型应根据
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市场需求计划、生产能力、库存情况，供应商信誉等情况进行制定，生产是直接对物料的使用，它决定物料的最终库存；销售预测模型，对市场时时的把握，以最快的速度最大限度的满足市场不断变化的要求，销售要以生产为基础，生产受生产能力所控制，只有准确的预测市场的变化情况，合理的安排生产，才能有效的控制库存，控制产品质量，合理的分配资金；销售预测和销售计划模型：企业的最大追求是零库存，减少资金的占用率，提高产品质量，但受生产能力的限制，供应商供应是否及时的控制，产品合格率的限制和人为因数的各种关系，所以合理的库存是必须的，要时时管理控制库房库存情况，需要及时对产品盘点，整理，尽量的适应市场的需求，同时减少不必要的产品积压等各种模型。
2、建立数据仓库解决方案
采用B/S和C/S混合计算模式，基于面向对象和数据仓库技术设计系统，系统结构分为表示层、逻辑层、数据层三层结构。三层（客户机<->中间层（应用服务器)<->服务器(数据库服务器)）方式中的“中间层”就是将两层中客户机中的“逻辑运算”等事务处理工作移出来的。从而减少客户机和服务器的压力。三层结构将界面与业务逻辑分开,而两层结构中界面与业务逻辑是不分的,这样的好处是今后的维护方便,便于功能的扩充。三层好比是第一层画图，第二层写代码，第三层处理数据。由于一般的数据库技术只能以面向对象的连机事务处理为核心，它支持业务操作的环境和平台，但不能提供数据的合成、分析和结合等功能，不能提供有效的提供决策制定过程的信
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息，这样数据仓库技术就出现了，数据仓库使人们从一个全新的角度认识数据之间的关系，数据不仅用于检索，还用于分析未来的发展趋势，为决策和管理提供支持。数据仓库的建立不是一次性可以完成的项目，而是随着业务发展平滑地不断进行丰富、充实和维护过程。我们收集了大量的数据源，并结合企业的实际需要完成了数据流图的设计，数据字典的核定，及数据仓库模型的建立等。
3、数据挖掘技术
借助数据库产品提供的联机分析处理（OLAP）工具，研究数据挖掘技术，对企业积累的大量的市场、销售、生产、设备、人力资源、原辅料供应及消耗、财务数据构建数据仓库，并进行知识挖掘，提炼、总结出人工手段、常规编程不易发现的具有一定指导意义的结论性的信息，将所蕴含的市场、销售、生产、供应等趋势、事实，通过报表、图形、视频、音频等方式直观、概括地表现出来，提供决策基础。数据挖掘技术是结合大量的数据进行分析归纳，找出有价值的商业规律的技术，它的算法的探索不是一次性可以完成的，数据挖掘的需要总是随着企业发展的变化和数据量的变化而变化的。目前我们利用数据挖掘技术已经实现了客户资信分析、生产能力计划安排、销售预测等方面。
4、推理技术
由于实际管理过程具有许多随机的、不确定的、不确知的因素，因此分析和处理数据的工作非常复杂，处理效率可能会很低，且数据处理的结果与实际情况差异也可能很大，而企业生产、经营、销售和
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供应计划的制定通常希望能快速、准确地完成，以适应市场快速的变化，在这样的情况下，采用传统的基于案例的推理方法和基于规则的推理方法，进行案例匹配或规则推理，可能达不到及时提供决策支持信息的要求，为此需要研究和探索新的决策方法，建立相应的推理机制，对各种数据或信息进行综合处理。神经元算法和遗传算法研究的发展，为决策方法提供了新的手段，在传统决策方法的基础上，引入人工智能的思想，通过神经元算法和遗传算法的综合应用，可以优化数据分析和推理的过程，提高数据处理和数据优化的能力，但是目前在此方面的研究目前国内在理论上已有一些研究成果，取得了许多可喜的结果，但在应用方面还不是十分成熟，在这一方面还有大量的工作需要探索和研究。
本项目中目前成功地应用了推理技术到项目实际系统中，其中较为典型是生产能力资源计划系统，在本系统的生产能力安排时，系统先根据定单情况、基本能力资源、能力现状、计划要求、以往历史生产情况、完成情况、产品质量难度系数等复合因素推导出一个计划安排结果，然后根据此结果自动进行安排生产计划。当当天计划完成后，会把当天的实际完成情况记录入数据仓库中，然后根据实际计划安排的情况对计划进行比较修正，从而为新的计划生成修正比例数据，这样可以预期新的计划会更加靠近企业生产线真实能力。
如果对此进一步深入，甚至可以为企业深入到机台、生产线、固定员工、班组、车间、时段进行复合的能力分析和推理，这为企业进一步精细化管理和完善生产计划专家系统提供更充实、更可靠、更真
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实的推导结果，对企业实际生产安排具有极为有效而实际的作用。
四、检测与质量保证
1、检测目的
通过测试验证该软件是否达到设计指标与要求，是否执行了软件开发与工程管理标准。
2、检测环境
客户端硬件环境：CPU：Pentium III 800以上，RAM：128M，硬盘：60M空余空间，CD-ROM 客户端软件环境：Windows NT 4.0/2000/XP/2003操作系统 服务器端硬件环境：CPU：Pentium IV 2.4以上，RAM：1G，硬盘：5GB以上，CD-ROM 服务器端软件环境：Windows NT 4.0/2000/XP/2003操作系统、SQL Server 2000
3、测试方案及质量保证
在软件开发团队中，由于质量被视为软件产品的生命，而始终被人们所高度关注。然而在现实生活中，许多软件产品却时常陷入质量低下的旋涡，总是不尽人意。究其根源，在于这些软件产品对其质量内涵的把握，仅仅停留在减少软件运行错误、加强软件测试、避免软件缺陷的一般性层面，而对整个软件开发生命周期的全过程质量管理，缺乏总体架构。因此，在《企业资源计划（ERP）智能决策支持系统软件》的开发与设计中，始终贯彻全过程质量管理思想。
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3.1 质量定义
满足或超出认定的一组需求，并使用经过认可的评测方法和标准来评估，还使用认定的流程来生产。由此可见，质量不仅是我们孜孜以求的结果，它更体现在软件开发的整个过程。3.2质量保证思想
1)质量保证思想之一：全过程质量保证思想
《企业资源计划（ERP）智能决策支持系统软件》的开发过程分解成：业务建模、需求管理、分析设计、实施、测试、部署、配置与变更管理、项目管理和环境等九个核心工作规程。每个核心工作规程由多个详细工作流程组成。基于人类对软件工作过程最原始的感受，使用角色、活动和作为输入输出的工件来组织每个详细工作流程，实现软件开发组织内部人、资源和流程的融合。通过建立完整的软件开发过程，使得产品的质量由项目团队的每个成员共同负责,具体体现在：
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◆ 每个角色承担相应的质量任务
◆ 每个活动产生合格的工件
◆ 为每个工件建立指南、模板和检查点
◆ 每个工作流程设定相应的工作指南和检查点
在《企业资源计划（ERP）智能决策支持系统软件》中，整个软件开发过程如上图所示，它以指定的工件为输入，通过软件开发角色和标准化的软件开发活动，生产出满足质量要求的输出工件。为确保每个工作环节的有效执行和每个工作环节产生的工件质量，为主要工作流程提供了对应的工作指南和检查点，为每个工件建立指南、模板和检查点，从而保证了软件开发的过程质量。
2)质量保证思想之二：软件工程成功经验共同铸就软件质量的思想
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激烈的市场竞争催生高质量的软件。同时，软件行业经过几十年的发展，软件生产工艺、软件开发方法和工具都大大进步、日趋成熟，这一切使软件开发质量越来越好。《企业资源计划（ERP）智能决策支持系统软件》以迭代式软件开发、架构为核心的软件开发、用例驱动的软件开发和风险驱动的软件开发为特色，集中体现了以下六个软件工程成功经验，通过它们共同铸就了高品质软件：
迭代式软件开发：能够有效控制项目风险、增加对项目控制能力、减少需求变更对项目的影响，实现持续的质量验证；
有效管理需求：能够做到质量保证从头作起，在软件开发一开始，就把好需求质量关，实现需求的可追踪性和需求变更的有效管理；
基于构件和面向服务的软件架构：采用可视化建模技术来构建以构件为基础、面向服务的系统框架，可以有效地管理系统的复杂度，增强系统的灵活性和可扩展性；
可视化建模：能够有效解决团队沟通、管理系统复杂度、提高软件重用；
持续的质量验证：借助迭代式软件开发方法，可以大大提前软件集成测试和系统测试在整个开发生命周期中的时间，实现持续地软件质量验证，做到尽早测试、尽早反馈，从而确保产品满足客户的需求；
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管理变更：能够为整个软件开发团队提供基本协作平台，使企业管理好自己的软件资产，通过有效管理所有的变更请求，使开发团队能够很好的控制开发进度、及时了解项目状况，同时为项目的量化管理提供帮助。
3、检测项目与结果
我们投入大量的人力物力，进行大量自动测试和人工测试，得到了较好的测试效果，并且通过用户的实际应用验证。
五、存在的问题及下一步工作 １、存在的问题
由于软件系统开发完成不久，用户数还比较少，还有大量的企业个性没有兼顾到，需要在不断客户增长的情况进行不断完善。２、下一步工作
企业在发展，市场在拓展，计算机技术不断的更新，我们下一步的工作不断满足用户不断发展增加的需要，和应用新的计算机技术提高产品的性能和友好性。
六、总结
我们公司将坚持不懈地推进《企业资源计划（ERP）职能决策支持系统》应用和完善，这与公司领导的积极参与、员工的配合、政府的大力支持和引导分不开，虽然我们在开发上遇到了很多困难，但我们始终以坚定的信念不断地研究企业的信息化建设，以推动企业的发展，从而为推动贵州经济的发展尽自己最大的努力。
一、实验目的 （1）了解单电桥测量电阻的原理，利用此原理测量电阻以及铜丝电阻的温度系数。
（2）通过处理实验所得数据，学习作图法与直线拟合法。
（3）利用电阻与温度关系，构造非平衡互易桥组装数字温度计，并学习其应用分析设计方法。
二、实验原理 （1）惠斯通电桥测量电阻（1-1）电桥原理：
当桥路检流计中无电流通过时，表示电桥已经达到平衡，此时有 Rx/R2 = R/R1，即 Rx =(R2/R1)*R。其中将(R2/R1)记为比率臂 C，则被测电阻可表示为 Rx=C*R。
（1-2）实际单电桥电路
在实际操作中，通过调节开关 c 位置，改变比率臂 C；通过调节 R 中的滑动变阻器，改变 R。调节二者至桥路检流计中无电流通过，已获得被测电阻阻值。
（2）双电桥测低电阻（2-1）当单电桥测量电阻阻值较低时，由于侧臂引线和接点处存在电阻，约为 10^-2~10^-4Ω量级，故当被测电阻很小时，会产生较大误差。故对单电桥电路进行改进，被测电阻与测
量盘均使用四段接法：，同时增设两个臂 R1“和 R2”。
（2-2）电路分析：
由电路图知：
① I3*Rx + I2*R2’ = I1*R2 ② I3*R + I2*R1’ = I1*R1 ③ I2*(R2’+R1’)=(I3=I2)*r 综合上式可知：
“ 1” 212“ 2 ” 1“* 121RRRRRr R Rr RRRRx 利用电桥结构设计，可满足 ” 1“ 212RRRR，同时减小 r，可是 Rx 仍满足 Rx =(R2/R1)*R，即Rx=C*R。
（3）铜丝的电阻温度特性及数字温度计设计（3-1）铜丝的电阻温度特性 ∵一般金属电阻均有：Rt = R0(1+αR*t)，且纯铜αR 变化小 ∴αR =(Rt-R0)/(R0*t)（3-2）数字温度计设计（3-2-1）非平衡电桥
将检流计 G 换为对其两端电压的测量，满足：
Rt RRtR RREt2 1U。
（3-2-2）互易桥 在非平衡电桥基础上，将电源与检流计位置互换，同时将 G 换为 mV，满足：(1):Rt RRR RREt2 11U。
（3-2-3）线性化设计（目标：(0):Ut = 1/10 *t mV）
[1]设，t=0℃时，U0 = 0mV，且 R = R0/C，Rt = R0(1+αR*t)，将以上条件带入(1)式并化简，满足：(2):tCR CCRt CE Ut*111*)1(2 [2]由于 C=0.01 << 1，αR ~ 10^-3℃-1，对(2)式泰勒展开得：(3): UCRt CE Ut t *)1(2，其中32)1()t(-ECR CU 为非线性误差项。
[3]忽略误差项后，使(0)与(3)完全相等，可得(4):R CCE 10)1(2
[4]根据上式调节参数 C、R、E，即可达到线性化目的：Ut = 1/10 *t +ΔU mV。
三、实验仪器 （1）惠斯通电桥：比率臂，测量臂，端钮（X1、X2、B+、B-），检流计，按键。
（2）铜丝电阻温度系数：铂电阻温度计，控制仪，环形电加热器，搅拌磁子，惠斯通电桥，直流稳压电源 DC5V。
（3）数字温度计：工作电源（数字调压器，直流稳压电源 DC5V）。
四、实验任务及实验步骤 1、惠斯通电桥测电阻（1）熟悉电桥结构，调整检流计零位（2）测量被测电阻标称值（3）选定比率 C 并预设测量盘 R（4）调整电桥至平衡，读数 C、R（5）改变 R 值 R ，记录检流计指针偏转值 d
（6）根据公式计算 Rx，电桥灵敏度，并估计实验误差 2、单电桥测铜丝的温度系数（1）测量起始水温及铜丝电阻值（2）提升温度，测量该温度下的电阻值，记录数据（3）进行直线拟合 3、铜电阻数字温度计的设计组装及校验（1）将电路改装为单电桥（2）设置参数 C、R、E（3）间隔 4~5 摄氏度测量 Ut 与 t 五至六次（4）进行直线拟合五、数据处理
1、惠斯通电桥测电阻 （1）实验数据处理及其计算：
标称值 200Ω 1KΩ 11KΩ 120Ω 360KΩ 万用表粗测值
197.06Ω 955.5Ω 10.914KΩ 118.64Ω 360.6KΩ 比率臂读数 C
0.1 0.1 10 0.1 100 准确度等级指数α
0.2 0.2 0.5 0.2 0.5
平衡时测量盘读数 R
1979 9875 1098 1192 3606平衡后将检流计调偏Δd2 2 2 2 与Δd 对应的测量盘的示值变化ΔR/Ω50 5 3 300 测量值 CR（Ω）
197.9 987.5 1.098*10^4 119.2 3.606*10^5 |Elim|=(α%)(CR+500C)（Ω）
0.4958 2.075 79.9 0.3384 2053 Δs=0.2C ΔR / Δd（Ω）
0.05 0.5 5 0.03 3000 ΔRx=s2 2lim E（Ω）
0.5 2.1 0.008*10^4 0.3 0.036*10^5 Rx=CR±ΔRx（Ω）
197.9±0.5 987.5±2.1 1.098*10^4±0.008*10^4 119.2±0.3 3.606*10^5±0.036*10^5
（2）误差分析：
在使用惠斯通电桥进行测量时，由于电桥测量盘只有四位有效数字，其所能改变的最小阻值为 CΩ。其所能改变的最小阻值占总阻值之比为：C/Rx = C/CR = 1/R（R：平衡时测量盘读数），故当 R 较小时，会出现无论如何调整表盘，检流计指针均会出现偏转的现象。此时，只能取偏转的现象最微弱时的读数，故会出现误差。
2、单电桥测铜丝的温度系数（1）实验数据 温度 22.59 28.85 34.15 38.95 43.94 48.95 53.91 58.66 64.72 70.57 74.06 比率臂 C 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 R 读数 1690 1734 1770 1803 1835 1868 1899 1934 1974 2016 2040 测量值Rt（Ω）
16.90 17.34 17.70 18.03 18.35 18.68 18.99 19.34 19.74 20.16 20.40
（2）直线拟合结果
05101520250 10 20 30 40 50 60 70 80测量值RT（Ω）
温度（℃）
铜丝电阻-温度变化图像
其中：R=0.067778t + 15.36542，斜率 a = 0.067778，截距 b = 15.36542，相关系数 r = 0.999865，得αR = 0.00441.℃-1
（3）作图法计算αR 及分析
3、铜电阻数字温度计的设计组装及校验（0）电路参数的计算与设置 C=0.01，αR = 0.00441.℃-1
=》 R = R0/C = 截距 b/C = 1536Ω，2.313V =10)1(2R CCE
（1）实验数据 电压 Ut（mV）
4.25 4.68 4.96 5.36 5.70 5.93 温度 t（℃）
42.22 46.49 49.42 53.42 56.5 58.88
（2）直线拟合结果：
其中：
斜率 0.101042749 截距-0.022175142 相关系数 0.999848262
Ut = 0.101t-0.022，基本符合数字温度计的设计要求。
（3）误差分析 [1] 在线性化设计时，非线性误差项32)1()t(-ECR CU ，实验中温度的测量范围为 40℃~60℃，故取 t = 50℃，计算得ΔU =-1.09*10^-5。而最小二乘法拟合数据可知，ΔU =-0.022，大于理论值。
[2] 在实验中，我的操作一直是先观察温度计至温度较为稳定时，再进行电压测量。由于调整测量档位以及等待电压示数稳定需要时间，在此过程中，电阻仍在缓慢加热，实际测量到的电压所对应的温度略高于先前记录的温度。故而电压的测量值整体偏高，使得|ΔU|、斜率 a 变大，才能使所得数据拟合。
[3] 在进行实验（2）与实验（3）时，中途需要换水。这会使烧杯中加热铜丝的水的体积不同，进而使铜丝浸泡在水中的比例不同。这会造成一下两点影响：①若铜丝未完全浸泡在水中，其升温时接收到了水和空气两方面的热量，当其到达某一数值时，铜丝水中部分已达到该温度，但暴露在空气中的部分可能未能及时到达，使温度的测量造成误差。②水量不同，0123456740 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60电压Ut（mV）
温度t（℃）
铜丝电压-温度变化图像
加热时需要的热量不同，加热时间不同，水量多时会造成浪费。所以，综上①②，烧杯中的水应当两次体积基本相同，且均没过铜丝。
六、实验小结 （1）实验出现问题时应注意，从最基本的参数设置方面进行调错。在进行实验（3）时，由于 C 值的错选，一直未能测量出理想实验结果。但是，我没有及时检查电桥的参数设置，而是将输入电源反复重启，进行重复测量。最后才核对了电桥的参数，进行调整，但同时浪费了实验时间。
（2）在测量多组数据求直线拟合关系时，应适当多测量数据，以减少测量误差的影响。但是在此过程中，应该注意测量范围，如本次实验的铜丝温度，不可过高，超过其线性变化的区域。
（3）在分析实验误差时，可从实验的操作步骤或顺序中考虑，在分析实验（3）线性拟合的误差时，我考虑了我做实验时记录数据的顺序，发现其可能影响后续直线拟合的结果。
（4）在数字温度计的设计过程中，利用了线性化的思想，且在适当条件下对小量进行放缩以便达到设计目的，这一思想在后续实验中很有参考意义。
七、思考题
预习思考题 1、（1）组成部分：电源，桥路检流计，三个标准电阻，一个被测电阻（2）平衡条件：
U1=U2 =》 E*Rt/(R+Rt)= E*R2/(R1+R2)=》 R1*Rt = R2*R 2、预先估计测量范围，便于选择合适的 C 值并将 CR 预先调整至接近Rx 的大小，防止因检流计示数过大，而造成损毁。
3、采用跃按方式使用。在将电桥的比率臂 C 和测量盘电阻 R 调至合适位置后，先按住 B 键，然后迅速点按 G 键，快速观察检流计指针，抬起 B、G 键。
4、选择合适的电桥比率臂，使得测量盘示数 R 的数值在合适的范围内，满足 1000<= R <= 9999。
选择测量臂时需满足：1000<= R 粗测值 /C <= 9999。
5、① ②
交换后的电路为：
当其平衡时：U1=U2，则 E*R/(R1+R)= E*Rt/(R2+Rt)，仍满足 R1*Rt = R2*R。理论上仍可以测量电阻，无影响。
课后思考题 1、①在使用单电桥进行电阻测量时，利用公式 Rt =(R2/R1)*R 进行计算，实验所得结果受比率臂和测量盘电阻准确度影响。
而伏安法测量电阻时，需要考虑电源电压以及电流表电压表内阻，而这些内阻数据均在实验过程中很难得到，所以甲乙何种电路连接方法，电压表分流或电流表分压的影响均无法忽略，且该方法测量时还会受到电源电压的限制。而单电桥中 C 与 R 的数值可直接读取，只要仪器本身无问题，所得数据基本不会产生过大误差，且电源电压对测量值无影响，减少了影响实验的因素。
②由于平衡桥测量时，只需将电路调整至平衡状态，即检流计不转动的状态，所以检流计的准确度对实验没有影响。
2、
微安表的内阻一般在几千欧姆的量级。假设其量程为 IμA（得到微安表时即可通过表盘读取），内阻为 RΩ（在后续估计选择电源电压和比率臂 C 过程中，可带入某一数值，便于计算），则其两端可承受的最大电压为 IR V。
设实验中选择的电源电压为 E V，则在需要比率臂 C 时，同时要考虑所串联的 R2 对微安表的分压。由电路图计算可知，C=1 时，R21 = 500.01Ω；C=10 时，R22 = 909.11Ω；C=100时，R23 = 990.12Ω；C=1000 时，R24 = 999.021Ω。实验时，由于需要通过观察检流计指针是否摆动来观察电桥是否平衡，故电源电压不可过小，所以可先选择 C=100（不选择 C=1000，是因为此时测量盘读数大概率只有一位，测量精度过于不准确）。通过 E*R/(R23+R)<= IR，估计电源电压数值，进行测量。之后根据所得微安表内阻值决定是否减小 C，以增加测量精度，继续测量。
② ①
3、将电感线圈接入电路或从电路中断开时会产生冲击电流。
所以在将线圈接入电路时，先打开 B 电源开关，待电路稳定后，再打开检流计 G。将线圈断开时，先断开检流计 G 再断开 B 电源开关。这样做保证当电路会产生冲击电流时，检流计未被接入电路，避免损伤电流计。
4、分析：
①当单电桥测量电阻时，由于侧臂引线和接点处存在电阻 r（约为 10^-2~10^-4Ω量级），实际所得结果为 Rx+r。对于单电桥，无论被测阻值多少，虽然绝对误差基本不变，但是当被测电阻阻值与 10^-2~10^-4Ω相当时，会产生较大相对误差。故对单电桥电路进行改进，在双电桥中被测电阻与测量盘均使用四段接法：，同时增设两个臂 R1”和R2“。
②电路分析：
由电路图知：
” 1“ 212” 2 “ 1”* 121RRRRRr R Rr RRRRx，在电桥设计时，使其 “ 1” 212RRRR，减小了 r 的影响。
通过以上的设计，虽然连接处电阻基本不变，但是降低了侧臂引线、接点处及导线电阻对被测电阻的影响，当 Rx 较小时，其所产生的相对误差不会过大。所以双电桥更适合测量低值电阻。
5、[1] 将电路断开，观察检流计指针是否指零，若有所偏离，则可调节检流计上的旋钮，使之指零。
[2] 如果检流计本身无问题：
实验一常用信号的观察
方波：
正弦波：
三角波：
在观测中，虚拟示波器完全充当实际示波器的作用，在工作台上连接AD1为示波器的输入，输入方波、正弦波、三角波信号时，可在电脑上利用软件观测到相应的波形，其纵轴为幅值可通过设置实现幅值自动调节以观测到最佳大小的波形，其横轴为时间，宜可通过设置实现时间自动调节以观测到最佳宽度的波形。实验四非正弦周期信号的分解与合成
方波DC信号：
DC信号几乎没有，与理论相符合，原信号没有添加偏移。
方波基波信号：
基波信号为与原方波50Hz信号相对应的频率为50Hz的正弦波信号，是方波分解的一次谐波信号。
方波二次谐波信号:
二次谐波信号频率为100Hz为原方波信号频率的两倍，幅值较一次谐波较为减少。
方波三次谐波信号：
三次谐波信号频率为150Hz为原方波信号的三倍。幅值较一二次谐波大为减少。
方波四次谐波信号:
四次谐波信号的频率为200Hz为原方波信号的四倍。幅值较三次谐波再次减小。
方波五次谐波信号：
五次谐波频率为250Hz为原方波信号的五倍。幅值减少到0.3以内，几乎可以忽略。
综上可知：50Hz方波可以分解为DC信号、基波信号、二次、三次、四次、五次谐波信号…，无偏移时即无DC信号，DC信号幅值为0。分解出来的基波信号即一次谐波信号频率与原方波信号频率相同，幅值接近方波信号的幅值。二次谐波、三次谐波、四次谐波、五次谐波依次频率分别为原方波信号的二、三、四、五倍，且幅值依次衰减，直至五次谐波信号时几乎可以忽略。可知，方波信号可分解为多个谐波。方波基波加三次谐波信号：
基波叠加上三次谐波信号时，幅值与方波信号接近，形状还有一定差异，但已基本可以看出叠加后逼近了方波信号。
方波基波加三次谐波信号加五次谐波信号：
基波信号、三次谐波信号、五次谐波信号叠加以后，比基波信号、三次谐波信号叠加后的波形更加接近方波信号。
综上所述：方波分解出来的各次谐波以及DC信号，叠加起来以后会逼近方波信号，且叠加的信号越多，越是接近方波信号。说明，方波信号可有多个谐波合成。
三角波DC信号：
三角波基波信号：
三角波二次谐波信号：
三角波三次谐波信号：
三角波四次谐波信号：
三角波五次谐波信号：
三角波基波加三次谐波信号：
三角波基波加三次谐波加五次谐波信号：
三角波信号的分析与方波信号的分析基本一致，可以看出三角波也可以分解为多个谐波，并且相应的多个多次谐波可以合成三角波信号，且参与合成的波形越多，合成波越是逼近三角波信号。
综合两个波形来看，可知任何周期性函数均可分解为相应的傅里叶展开式里所包含的直流分量和各次谐波项。且任何周期性函数均可由锁对应的直流分量和各次谐波项所合成，参与合成的信号越多，结果越逼近周期性函数的图形。
实验思考题
1．什么样的周期性函数没有直流分量和余弦项；
答：无偏移的周期性函数没有直流分量，当周期性函数为奇函数时没有直流分量和余弦项。
2．分析理论合成的波形与实验观测到的合成波形之间误差产生的原因。
答：理论合成的波形不能把所有无限个谐波合成起来，故必然产生误差，且实验设备、实验方法也存在一定的误差。
实验二 零输入、零状态级完全响应
零输入响应下降沿采样：
零输入响应上升沿采样：
关键词：直流系统,蓄电池,充电装置
目前大港油田电力系统110KV、35KV、10KV终端变电站, 以及厂用6KV配电系统, 广泛采用了阀控式铅酸蓄电池直流屏作为操作、控制以及保护的电源。近年来, 由于运行维护不当, 多个变电站直流屏出现问题, 严重影响油田电力系统安全可靠运行。如:2012年8月滨海35kv变电站由于直流系统故障造成越级跳闸事故, 造成大面积停电。因此加强直流系统运行与维护显得尤为重要。本文从以下几个方面阐述了如何提高变电站的安全性和可靠性。
1 直流电源系统概述
1.1 直流电源系统的重要作用
(1) 直流电源设备是电力系统发电厂、变 (配) 电站重要的控制、信号、动力电源, 它在电力系统的安全运行中起着重要的作用。
(2) 随着变电站自动化程度的不断提高, 许多重要的数据都要求即时安全可靠的处理和存储;各种用电设备 (包括继电保护及自动装置、断路器分合闸、载波通信、事故照明等) 的工作都离不开可靠的直流电源。在系统发生故障, 站用电中断的情况下, 如果直流电源系统不能可靠的为工作设备提供直流工作电源, 将会产生不可估计的损失。因此, 有人把直流设备比喻为变电站的心脏。
2 直流系统电压配置等级的选择
国内发电厂及变电站较广泛采用220V和110V两种电压等级。大中型变电站采用220V或110V, 而小型无人值守变电站多采用110V。220V和110V在技术、经济上各有优劣, 应根据具体情况通过比较确定。
2.1 110V系统
对于控制负荷, 一般电流较小, 宜采用110V。特别是中、小型变电所, 无电动机负荷, 加上目前断路器均采用液压或弹簧操动机构, 合闸电流只有约2A~5A, 供电距离较短, 主要是控制负荷, 更有条件采用110V。优点如下:
(1) 110V直流系统要求绝缘水平较低, 从而提高了运行的安全性。
(2) 110V系统直流网络较小, 接地几率相对220V的直流网络要小, 提高了控制系统的可靠性。
(3) 110V蓄电池个数少, 占地面积小, 比用220V的安装和维护工作简单。
(4) 当采用微机保护和计算机监控系统时, 110V继电器或断路器辅助触点断开时的干扰电压幅值下降, 可提高设备工作的可靠性。通常220V中间继电器或断路器跳、合闸线圈的匝数多、导线细, 容易断线和出现较高的电流突变量、产生高频过电压或振荡, 这对计算机弱电回路是很危险的, 故采用110V系统较为有利。
2.2 220v动力负荷的功率一般较大, 供电距离较长, 采用110V电压时, 电缆截面较大, 投资增加, 通过技术经济比较, 采用220V较好
(1) 220V直流电源对中小容量发电厂及变电站的事故照明比较有利, 接线简单。因为通常我国照明电压采用220V, 如果使用110V直流系统事故照明备用电源时, 需要采用逆变装置或其它办法来解决事故照明的供电问题, 较为复杂。
(2) 110V控制回路电缆截面较220V大。特别在大型发电厂的变电站, 超高压配电装置面积大, 距离控制室又远, 采用110V直流时控制电缆截面大约是220V的4倍, 往往还不能满足要求。这使得选择8mm2以下控制电缆较困难, 有时要选用多根电缆芯并联, 给回路监视带来困难, 同时还要增加控制电缆投资。因此油田电力系统普遍采用220V系统。
3 直流电源系统运行维护中的重点及常见问题探讨
3.1 直流系统运行维护中应着重关注的几个点
3.1.1 直流设备运行中重点监视
(1) 各种电压、电流表计及一些重要运行参数的监视。如交流输入电压、蓄电池电压、直流母线电压、充电装置输出电压等等的数值, 应注意其是否正确。
(2) 各种信号报警指示灯的监视。查看各种设备的“运行”、“报警”等指示灯是否正常。
(3) 绝缘状态的监视。注意直流正负母线对地的绝缘状态, 如有接地应尽快查找处理。
3.1.2 蓄电池的运行中重点监视内容
(1) 蓄电池的单体电压值;
(2) 蓄电池组的端电压值;
(3) 浮充电流的大小及变化;
(4) 连接片有无松动、腐蚀现象;壳体有无变形和渗漏;极柱及安全阀周围有无酸雾及冒碱现象;
(5) 蓄电池室的温度。
3.1.3 热失控的预防措施
(1) 正确选择及时调整浮充电压;
(2) 注意检测蓄电池的温度
(3) 加强蓄电池室的通风管理, 最好装设空调。
3.1.4 热失控的发生 (参考数据)
(1) 如果采用2.35V/单体 (25℃) 浮充电压, 连续充电4个月, 就会出现热失控;
(2) 如果采用2.30V/单体 (25℃) 浮充电压, 连续充电6~8个月, 就会出现热失控;
(3) 如果采用2.28V/单体 (25℃) 浮充电压, 连续充电12~18个月, 容量会严重下降, 进而导致热失控。
4 结语
直流系统的运行维护重在预防和防微杜渐, 通过日常一丝不苟的巡视、检查和检验, 使小问题和缺陷得到及时有效的处理, 避免大事故发生, 保障变电站安全运行和提高供电的可靠性。
参考文献
关键词：PID控制；调速系统；模糊-PID混合控制；直流电机
中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 03-0000-02
Fuzzy-PID Hybrid Control Technique for DC Motor Speed Control System
Zhang Yufei
(Inner Mongolia Technical College of Mechanics and Electrics,Hohhot 010070,China)
Abstract: In order to improve the system performance of DC motor speed control by fuzzy PID control and MATLAB software tool-aided design of the DC motor speed control system.
Keywords: PID control; Speed control system; Fuzzy-PID hybrid control; DC motor
直流电机调速系统的应用于数控机床；工业生产；纺织、造纸、医疗、通讯等方面的加工生产设备；是工业化快速发展设备更新提速的关键环节之一。模糊PID控制能够随着直流电机的运行变化控制电动机的速度。比较常规的PID控制的参数不随控制对象的变化自行调整这一方面因素，具有更好的控制效果。
一、PID控制
PID的解释是比例-积分-微分，也就是说自动控制技术的三个方面，测量、比较、执行，通过误差纠正的方式调节控制系统使其做出正确的反映。
比例控制（P）：
比例控制是对控制器输入与输出的误差建立比例关系，找到稳态误差。
积分控制（I）：
积分控制是对控制器输入与输出的误差信号积分建立比例关系，并建立积分项，随着时间的增加，积分项越来越大，误差也就越来越大，这样就随着误差的增加进行控制器的调整达到稳态误差。
微分控制（D）：
微分控制是对控制器的输入与输出的误差变化规律建立比例关系，通过微分的控制可以提前预测误差的变化趋势，从而对误差进行预防控制。
通过比例控制、积分控制、微分控制（PID）对系统的调节方面可以起到动态处理的效果。
二、直流电动机的动态数学模型
电动机动态特征框架如图：
直流电动机动态方程式：
u=e+iaRa+La
e=Ce =Kt
Tem=TL+R+J
Tem=CT ia=Ktia
速度函数：
（s）=G1(s)·U(s)+G2(s)·TL(s)
G1(s)=
G2(s)=
La=绕线电感；Ra=绕组电阻；J=转子转动惯量；R =阻力系数；Kt=转矩系数；TL=负载转矩；Tem电磁转矩； e=电气时间常数；e=La/Ra； m=机械时间常数；m=J/R ； em为机电时间常数。
三、模糊PID控制系统
（一）模糊控制系统原理
模糊控制系统原理是针对传统PID调速系统的无法根据控制对象参数的变化而变化的问题而产生的。本文以二维模糊PID控制直流电动机调速系统，电流环采用PI控制，当直流电动机调速系统速度误差较大时，通过二维模糊PID控制器可以得到高稳态的精度，当误差较小时，采用PI控制可以减少结构的复杂程度，同样具有稳定的优点。
二维模糊PID控制框架图
Kp=比例系数；Ki=积分系数；Kd=微分系数；e=误差；△e=误差变化；u=系统控制值（输出量）。
（二）模糊控制设计
模糊PID控制可以提高直流电机调速系统的抗干扰能力，采用二维模糊控制器，对输入的变量（即给定速度值与反馈速度值的误差变化）进行模糊处理得到输出量，再将输出量作为电流环的给定值，进行控制。
模糊控制设计方法：
1.设语言变量与输入、输出变量模糊子集对应为：负大→NB，负中→NM，负小→MS，零→ZO，正小→PS，正中→PM，正大→PB，论域均为：-6至+6。
2.隶属函数选择正态型隶属函数，如图:
3.模糊决策利用Mamdani型推理算法，逆模糊采用中心平均法，模糊控制规则如表：
NBNMNSZOPSPMPB
NBNBNBNBNBNMZOZO
NMNBNBNBNBNMZOZO
NSNMNMNMNSZOPSPS
ZONMNMNSZOPSPMPM
PSNSNSZOPSPMPMPM
PMZOZOPMPBPBPBPB
PBZOZOPMPBPBPBPB
四、仿真结果
直流电机调速系统仿真是通过使用MATLAB软件的控制工具SIMULINK工具箱进行操作的。为转速环设置有限幅度，再为电流环设置有限幅度，这样对积分输出发散有这控制和防止的作用。对模糊-PID控制器封装、再对电流环PID控制器封装、最后为直流电机模型进行封装，它们组织电机调速系统。这三个封装系统分别作为电机调速系统的子系统，其结构如图：
模糊PID控制器封装子系统FUZZY PID controller、电流环PID控制器封装子系统ACR、直流电机的模型封装子系统BLDCM模块
电机参数：
UN=220V；IN=136A； N=1460r/min；Ce=0.132Vr min-1；电枢回路总电阻R=0.5 ；电枢电感L=0.015H；电流反馈系数 =0.05 ；转速反馈系数 =0.007
仿真结果:
5s加负载转速响应
电流曲线
当直流电机设备无工作条件下进行空载运行，在t=5s时加入负载，在t=8s时加入电网扰动，从而得到上图曲线，为仿真曲线。
通过上图分析，当直流电机调速系统加入负载和加入电网扰动后，直流电机调速系统设备可以正常的工作，实现平稳运行，无静差控制。所以模糊-PID混合控制技术在直流电机调速系统中的应用可以得到较好的仿真效果。
五、结束语
通过模糊-PID混合控制技术在直流电机调速系统的应用可以看出，模糊-PID混合控制技术对于直流电机调速的控制可以减小系统的误差，从而提高直流电机的工作性能，对于直流电机系统中的不确定因素，如：电机工作中的自感、阻尼、惯量等的变化，使用模糊控制与PID控制混合在一起进行高精度的控制，达到直流电机调速的准确性。
参考文献：
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[2]戚鹏等.基于模糊PID控制的永磁无刷直流电动机调速系统研究[J].黑龙江科技信息,2008（32）
[3]葛薇等.模糊PID控制及其进展[J].安徽职业技术学院学报,2007（4）
[4]陈德地等.自适应模糊PID控制在BLDCM调速系统中的应用[J].桂林电子科技大学学报,2008（5）
[5]董子文等.模糊PID控制在双闭环直流调速系统中的应用研究[J].电气自动化,2010（32）
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