導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇電子系統論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

煤礦井下供電系統的運行受到多種因素的影響，對煤礦安全生產造成不良影響。主要表現為：變壓器的容量不足以及對備用電源的設計不滿足規范。變壓器容量不足的原因是在進行電氣設計時，沒有為供電系統留有充足余量，系統經過長時間的運行，處于超負荷狀態，供電系統的母線長期處于發熱狀態且用電超載，降低了電氣設備和電纜的使用年限。此外，由于電氣設備短路、雷擊、大型設備啟動等原因，會造成電網電壓波動，降低了供電系統的可靠性、穩定性和安全性。

1.2地面中性點直接接地的變壓器向井下供電

在實際安全考察中發現，大多數煤礦企業沒有按照規定安裝使用接入井下電源或非直接接地變壓器中性點，而是采用單個煤礦專用或多家煤礦共用接地中性點變壓器連接供電系統，通過三芯電纜線與三相火線的連接接入井下，使用保護接地與工作接地結合的中性線與單根相線接入辦公區域和生活區，以供生活用電。

1.3沒有采用雙回路供電系統

我國的規定要求礦井生產使用雙回路供電系統，年產量在6萬噸以下的煤礦可以使用單回路供電，但必須滿足備用電源的要求。但是，一些礦井仍采取單回路供電，雖然有些煤礦單位配置了柴油或汽油發電機，也僅僅為了應付檢查或停電時緊急照明。而且雙回路供電系統發電機容量限制情況下保證關鍵電氣設備即使停電也可正常運行，為礦井工作人員的安全撤離提供了機會，防止透水事故和通風機停轉導致粉塵、瓦斯聚集。此外，礦井周圍存在靜電和電火花，如果靜電接地不良，會造成放電火花甚至爆炸。接觸器和繼電器可能因質量不佳，在開合時無法分斷電流也會形成電火花；電纜長期在外力或超負荷狀態下工作，也可能產生電火花，從而引發短路，導致瓦斯爆炸。

1.4地面引入的供電線路沒有設置相關保護裝置

煤礦井下的規定要求供電線路、通訊線路、入井軌道、電機車架線在入井處必須安裝防雷裝置；井下使用的電器必須具備漏電、過流和接地等保護功能。井下電氣設備還要滿足防爆要求。但是檢查時卻發現有些煤礦并沒有按照規定將保護措施做到位，僅僅是將架空線接入井口，再由電纜線引入井下或者直接接入變壓器，如果遇到雷電襲擊，雷電會沿著導線侵入井下工作面，引起瓦斯爆炸或人員傷亡，設備遭受雷擊也會被嚴重損壞，存在巨大安全隱患。而且，煤礦井下工作環境較為潮濕，影響設備絕緣，漏電保護器能夠避免因漏電造成引發爆炸或明火，減少井下安全事故。

2煤礦井下供電系統的運行方式

2.1煤礦井下雙回路供電系統的運行方式

雙回路供電系統包括分列和并列兩種運行方式。分列運行指的是兩條線路同時運行，兩段母線間的聯絡開關斷開。分列運行適用于擁有較大負荷的變電和配電所，具有電纜線路的電流小、壓降小、線路距離長、停電面積小的優點；缺點是由于兩個回路具有不同負荷，對其總配電開關的保護整定也有所不同，如果一個回路停電，另一個回路的總配電開關也要重新進行整定，不利于兩回路之間快速切換。并列運行指的是當一條回路運行時，另一回路帶電備用，兩段母線的聯絡開關相連接。并列運行適用于擁有較小負荷的變電和配電所，優點是兩個回路擁有相同負荷，其總配電開關具有相同的保護整定，切換迅速；缺點是通過電纜線路的電流較大、壓降大、運行線路間的距離短，如果短路會造成大面積停電。

2.2煤礦井下供電系統的運行方式技術要求

我國頒布的煤礦生產的安全條例明確規定必須將雙回路供電運行技術應用到井下采礦區域的配電所、變電所中，為供電系統安全穩定運行提供可靠的保障。同時，井下變電所向部分通風機供電時，應采取分列運行方式，保障通風系統的安全可靠運行。此外，綜合考慮井下作業的機電設備的規格和負荷，制定科學的供電方案，提高礦區生產的安全性和效率，保證井下作業的高效穩定、節能經濟。

3煤礦井下供電系統的優化措施

一方面，井下供電系統的電源經地面變電所通過兩臺主變壓器設備接入井下作業面實施供電。位于地面的主變壓器采用一臺運行、一臺備用的運行方式，利用雙電源向井下所有電氣、動力、照明設備提供安全穩定供電。井下變電所的饋電盤柜為通風系統、給排水系統經過雙回路電源實施供電。根據機電設備的容量和功率，按照1140V、660V進行電壓的優化設置，按照127V對通信、照明和其他電氣設備實施供電，按照36V對交流控制回路進行供電。另一方面，對井下供電系統要采取積極有效的漏電保護措施，建立匹配完善的保護體系。所有電氣設備的保護接地裝置和局部接地裝置都應同井下主接地極連接成一個總接地網。嚴格要求井下電工按規范接線，確保電纜頭密封，防止進入潮氣引起漏電事故。對井下電纜懸掛到一定高度，防止出現“擠、壓、砸、淋”等現象，減少漏電事故的發生。及時對饋電開關進行檢漏保護試驗和遠方檢漏試跳試驗，確保漏電保護功能有效，及時切斷漏電回路。

篇2

利用數據聯合視圖和交換接口，將分布式的異構數據轉化為邏輯上集中的數據，以實現數據的同步與實時集成。該模型的主要組成包括統一查詢接口、數據聯合視圖、資源目錄、訪問接口、數據標準化模塊等。起關鍵作用的是數據聯合視圖，它提供了有效聯接和處理異構數據的解決方案，對外屏蔽了數據源的多樣性。在業務活動和電子政務門戶信息服務中，需求方以不同形式和格式提出查詢請求;統一查詢接口負責接收定向到集成視圖的查詢，并使用優化算法進行查詢轉換，將其拆分為一系列子操作;數據聯合視圖根據資源目錄體系，對已分解的子查詢進行資源匹配;由數據交換接口從各數據源收集結果，進行數據標準化和組裝，最后將集成結果返回到原始查詢界面。上述處理序列以同步的方式實時完成，因此數據聯合模式適用于業務需求靈活多變、對實時性要求較高的電子政務業務協同。

1．2數據整合模式

利用相應的數據預處理技術將異構數據整合為物理上集中的數據資源。該模型與數據聯合模型的主要區別是它形成了一個現實存在的數據倉儲。該模型中起關鍵作用的是ETL(Extrac-tion，Transformation，Load)處理模塊，它在各系統間數據交換和共享的基礎上，面向預設的業務邏輯完成數據抽取、轉換和裝載，從而屏蔽資源的異構性，最大程度地提高現有資源的利用率。這種“預處理”方式，使其更適用于業務處理較為固定、業務流程較為復雜的電子政務業務協同。

2電子政務跨系統協同中的技術融合模型

電子政務建設需要將已有技術手段納入整體考慮，以有效地支持不斷變化的業務形態。在初期建設中，不同部門、地區的技術基礎和建設模式存在差異，導致各系統間技術兼容性較差。因此，系統間的技術融合是電子政務協同的難點，也是當前研究的熱點之一。現有研究通常依托于特定的技術架構，較為主流的有SOA架構、網格架構、云計算架構等。例如，王紅霞等人提出了基于中間件的電子政務系統集成模型;琚春華等人提出了基于多Agent的電子政務技術協同模型;熊曙初等人提出了基于Webservice與工作流的技術集成框架;林穎賢等人提出了基于云計算的電子政務系統協同模型。復雜系統的技術融合中，通常需要將系統間的協同關聯劃分為多個層次。因此，盡管上述多種模型受所依托的架構影響而形式各異，但它們都可以從層次結構的視角歸一為相近的邏輯模型，即跨系統技術融合包括傳輸層、數據層、功能層、過程層和表示層共5個層次。從這一共性的層次模型出發，建立統一的技術融合標準規范是重點。實踐中，需要采用具有良好可擴展性的通用技術標準，以便將互不兼容的電子政務系統進行技術對接，進而將具體技術融合到各業務環節中，推動資源共享和服務協作。基于這一思路，筆者對電子政務跨系統技術融合的層次與規范進行了系統梳理，結果如表1所示。傳輸層位于最底層，主要解決多個系統間通過網絡互用信息資源和服務功能的問題;傳輸層的技術融合規范主要保障異構系統間的無障礙通訊互聯。數據層除了要解決數據轉化、交換和整合等基本功能，還需解決系統間的有效訪問問題，其實現可以考慮從語法、語義角度進行。功能層依托于業務邏輯，針對電子政務實體的業務關系、資源共享關系進行層次化的功能構建，以解決面向用戶的服務問題。過程層根據業務活動和工作流來組織服務功能，其技術融合以服務協同和數據協同為基礎，綜合運用低層支持協議和相關的集成技術來實現流程化的服務組合。表示層主要為用戶提供統一的調用界面，其技術融合的要求在于保證用戶從統一的渠道訪問其所需的信息，滿足用戶通過界面方式訪問不同系統的應用功能;因此需要提供可兼容多種應用程序的統一界面，以將相對分散獨立的電子政務服務組成一個整體。

3電子政務跨系統協同中的服務協作模型

當前電子政務系統服務交互功能急需大力提升，特別是需要將多個系統中的服務功能按用戶需求和業務邏輯進行優化組合，以形成新的標準化服務。因此，跨系統服務協作是當前電子政務發展的重要問題。現有實踐中，諸如“網上并聯審批”“一站式辦公”等服務形式都是以跨系統的服務協作為基礎。電子政務中，一項業務活動往往包括多個子業務，這些子業務來源于不同協作機構，但都存在一定的時序約束和業務邏輯關系，可組合為“服務鏈”。因此，有研究者指出，基于“服務鏈”的動態服務協作是現階段電子政務協同研究中亟待深入的。相應地，電子政務業務的服務分解、子服務匹配和優化組合是服務協作的關鍵。另外，在具體實踐中，由于電子政務業務活動的多樣性和動態性，其服務協作體系需要有靈活性，以實現“可變流程”業務的配置。因此，電子政務的跨系統服務協作模型需要充分考慮業務需求的個性化配置問題。需求方(用戶、業務人員)通過客戶端或者協同門戶提交業務配置請求，協作管理系統按照指定的業務邏輯解析其服務需求，服務需求由協作系統進行分配，由參與服務的協同機構來滿足，且資源與服務對用戶透明。綜上所述，可將電子政務跨系統服務協作模型歸納如圖4所示。該模型可分為服務資源層、元服務層、業務層和服務層。服務資源層中，參與協同的各系統將自身服務功能分解為粒度最小的子功能;在元服務層中，按統一的標準描述各子功能的基本信息(包括服務功能描述、約束條件、輸入、輸出參數等)，并將其注冊成為元服務，注冊信息匯總為元服務目錄，元服務可通過統一的安全接口進行調用。用戶在服務層產生業務需求后，系統根據業務邏輯將其分解為一系列相互約束的子任務，構成任務流，完成業務過程建模。相應的業務流轉至元服務層，由元服務匹配模塊查詢元服務目錄，以最優化和最大化為原則進行元服務匹配。最優化原則要求服務的匹配綜合質量、能力、資源、職責、時間響應等維度考慮;最大化原則優先考慮某一系統可命中多個單元的“服務組合”情況。相應地，元服務調用模塊通過安全接口調配元服務，通過流程化的服務組合實現用戶需求與服務資源的映射。服務鏈的優化組合在滿足業務邏輯約束關系(包括元服務間的順序、并行、分支3種基本時序約束)的前提下，對存在前置關系的元服務實行串聯響應，否則實行并聯響應，以提高服務響應速度。

4電子政務跨系統要素協同中的管理協調模型

電子政務跨系統要素協同中，管理協調的重要性不言而喻。我國電子政務“十二五”規劃指出，政府零散孤立的管理職能體系導致電子政務效率降低，管理體制問題對電子政務發展的阻礙日益明顯。吳建南等人通過實證分析指出，信息技術只有改變政府內部流程的分工協調，才能顯著提升政府績效。多個國家的實踐表明，建立強有力的領導與組織架構以協調跨部門橫向合作，是實現電子政務目標的重要保障。在電子政務發展初期階段，跨系統要素協同的管理以主管部門統籌方式為主，以協調不同部門利益沖突和緩解協作阻力;而在成熟階段，應轉向持久型管理協調策略，其核心是建立業務標準、管理制度和績效考核體系。各國政府電子政務頂層設計的共性是通過明確目標和建立標準，以結構化方式進行管理協調。相應地，美國聯邦政府在電子政務管理協調中采用了FEA架構，自頂向下分別包括績效、業務、服務構建、數據、技術五層參考模型。英國在電子政務管理協調中建立了以標準化為核心的互操作框架，包括如圖5所示的六個層面，自頂向下進行組織協調，自底向上開展變化管理。這一模型具有較好的通用性，可為我國電子政務跨系統協同的管理協調提供參考。

篇3

ERP系統最大的特點就是對整個企業信息系統的整合，將原先分散在企業各角落的數據整合起來，使數據得以統一，并在一定程度上提升數據的精確性。同時，整合的環境也為企業任一地方取得與應用企業內部所產生的信息提供了可能。這使其比傳統單一的系統要更具功能性。

1.2實用性

ERP系統很好地將先進的管理思想于電腦相結合，達成企業的管理目標。

1.3實時性

ERP系統強調不同部門的“實時動態配合”，ERP管理具有實時動態的管理手段和管理能力，能很好地解決部門協調與崗位配合的問題。

1.4彈性

ERP系統本身可以因企業需要而有所不同，可新增模塊來支持并整合，從而提升企業的應變能力。

1.5影響互動關系

ERP系統能有效增強企業與原物料供貨商之間的聯系，增加其市場變動的能力；同時也能使企業充分掌握市場需要的取向。這說明ERP系統對促進企業與上下游的互動發展關系方面有極其重要的意義。

1.6及時性

考慮到人只有有限的精力和能力，當面對難以承受的過于繁雜的現實事務，人就會在所難免地出錯。ERP管理的信息化體系將工作內容與工作方式信息化，使企業擁有可靠的信息化管理工具。

2ERP系統對電子商務的影響

2.1ERP系統的重要性

對于企業來說，電子商務和ERP系統就像戰場上的前線與后方，關系極為緊密。比如，企業的網上商城獲取用戶訂單后，如果能夠立刻將訂單信息傳遞到ERP系統，使各部門組織協調，工作效率一定大大提高，給企業帶來巨大的經濟效益。

2.2ERP系統的必要性

如果企業的商城系統與ERP系統脫節，電子商務平臺獲得的訂單信息、市場信息將無法傳遞至ERP系統，企業的信息流、資金流、物流將無法有機統一，數據的一致性、完整性和準確性將不能得到保證，導致工作效率下降，運營成本上升。所以，企業的電子商務和ERP系統的整合時我不待。

3電子商務網上商城和ERP系統的整合

電子商務平臺與ERP系統的整合，可以降低運營成本、提高工作效率，有效提高企業的競爭力。目前，很多企業使用366EC的網店賬務協同系統——管家婆全程通實現兩者的整合，其主要包括以下幾個方面的整合：

3.1商品信息的整合

管家婆全程通簡化了上傳商品的過程，如果已經錄入好了商品信息，只需點擊“上傳商品”，商品就可以瞬間出現在網店前臺，供顧客挑選。

3.2庫存信息的整合

管家婆全程通使人們不用再勞神費力地清點倉庫，也不用手動更改庫存信息。全程通的“一鍵同步”商品庫存功能，將出售過程中出現的商品變化與庫存信息統一起來，實現真正的商品與信息的同步。

3.3會員信息的整合

全程通可將管家婆軟件的會員信息同步導入網店，便于對其進行電子商務管理，使網上購物對于老客戶的黏著度更高。

3.4訂單信息的整合

管家婆全程通考慮到網店訂單有時不能被及時處理而出現漏單的情況，設計了訂單同步下載和提醒功能，即在會員下訂單后一分鐘內通知用戶到管家婆軟件進行訂單過賬，同步處理訂單，在一定程度上避免了漏單的現象。

篇4

一個完善的電子商務系統應該包括哪些部分，目前還沒有權威的論述。從我們的實踐來看，由于電子商務覆蓋的范圍十分廣泛，因此必須針對具體的應用才能描述清楚系統架構。從總體上來看，電子商務系統是三層框架結構，底層是網絡平臺，是信息傳送的載體和用戶接入的手段，它包括各種各樣的物理傳送平臺和傳送方式；中間是電子商務基礎平臺，包括CA（CertificateAuthority）認證、支付網關（PaymentGateway）和客戶服務中心三個部分，其真正的核心是CA認證；而第三層就是各種各樣的電子商務應用系統，電子商務基礎平臺是各種電子商務應用系統的基礎。

由于電子商務是用電子方式和網絡進行商務活動，通常參與各方是互不見面的，因此身份的確認與安全通信變得非常重要，解決方案就是建立中立的、權威的、公正的電子商務認證中心--CA認證中心，它所承擔的角色類似于網絡上的"公安局"和"工商局"，給個人、企事業單位和政府機構簽發數字證書--"網上身份證"，用來確認電子商務活動中各自的身份，并通過加解密方法實現網上安全的信息交換與安全交易。

但是，需要強調的是，由于國情的特殊性，CA認證中心似乎需要政府的授權，但實際上，CA認證中心只是根據政府機構已簽發的身份、資質證明文件進行審核，而并沒有增加新的內容，實際上是一種更為安全的會員制，因此CA認證中心的商業運作性質要大過政府行為，除非以后真正由CA認證中心來發放電子身份證、電子營業執照等等。

支付網關的角色是信息網與金融網的連接的中介，它承擔雙方的支付信息轉換的工作，所解決的關鍵問題是讓傳統的封閉的金融網絡能夠通過網關面向因特網的廣大用戶，提供安全方便的網上支付功能。

客戶服務中心也稱為呼叫中心，與傳統的呼叫中心的分別在于不但支持電話接入的方式，也能夠支持Web、E-mail、電話和傳真等多種接入方式，使得用戶的任何疑問都能很快地獲得響應與幫助。客戶服務中心不是以往每個企業獨立建設和運作的概念，而是統一建設再將席位出租，從而大大簡化和方便中小型企業進行電子商務，提供客戶咨詢和幫助。

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現代EDA技術的基本特征是采用高級語言描述，具有系統級仿真和綜合能力。EDA技術研究的對象是電子設計的全過程，有系統級、電路級和物理級各個層次的設計。EDA技術研究的范疇相當廣泛，從ASIC開發與應用角度看，包含以下子模塊：設計輸入子模塊、設計數據庫子模塊、分析驗證子模塊、綜合仿真子模塊和布局布線子模塊等。EDA主要采用并行工程和“自頂向下”的設計方法，然后從系統設計入手，在頂層進行功能方框圖的劃分和結構設計，在方框圖一級進行仿真、糾錯，并用VHDL等硬件描述語言對高層次的系統行為進行描述，在系統一級進行驗證，最后再用邏輯綜合優化工具生成具體的門級邏輯電路的網表，其對應的物理實現級可以是印刷電路板或專用集成電路。

二、EDA技術的發展

EDA技術的發展至今經歷了三個階段：電子線路的CAD是EDA發展的初級階段，是高級EDA系統的重要組成部分。它利用計算機的圖形編輯、分析和存儲等能力，協助工程師設計電子系統的電路圖、印制電路板和集成電路板圖。它可以減少設計人員的繁瑣重復勞動，但自動化程度低，需要人工干預整個設計過程。

EDA技術中級階段已具備了設計自動化的功能。其主要特征是具備了自動布局布線和電路的計算機仿真、分析和驗證功能。其作用已不僅僅是輔助設計，而且可以代替人進行某種思維。

高級EDA階段，又稱為ESDA(電子系統設計自動化)系統。過去傳統的電子系統電子產品的設計方法是采用自底而上(Bottom-UP)的程式，設計者先對系統結構分塊，直接進行電路級的設計。EDA技術高級階段采用一種新的設計概念：自頂而下(TOP-Down)的設計程式和并行工程(ConcurrentEngineering)的設計方法，設計者的精力主要集中在所設計電子產品的準確定義上，EDA系統去完成電子產品的系統級至物理級的設計。此階段EDA技術的主要特征是支持高級語言對系統進行描述。可進行系統級的仿真和綜合。

三、基于EDA技術的電子系統設計方法

1.電子系統電路級設計

首先確定設計方案，同時要選擇能實現該方案的合適元器件，然后根據具體的元器件設計電路原理圖。接著進行第一次仿真，包括數字電路的邏輯模擬、故障分析、模擬電路的交直流分析和瞬態分析。系統在進行仿真時，必須要有元件模型庫的支持，計算機上模擬的輸入輸出波形代替了實際電路調試中的信號源和示波器。這一次仿真主要是檢驗設計方案在功能方面的正確性。仿真通過后，根據原理圖產生的電氣連接網絡表進行PCB板的自動布局布線。在制作PCB板之前還可以進行后分析，包括熱分析、噪聲及竄擾分析、電磁兼容分析和可靠性分析等，并且可以將分析后的結果參數反標回電路圖，進行第二次仿真，也稱為后仿真，這一次仿真主要是檢驗PCB板在實際工作環境中的可行性。

可見，電路級的EDA技術使電子工程師在實際的電子系統產生之前，就可以全面了解系統的功能特性和物理特性，從而將開發過程中出現的缺陷消滅在設計階段，不僅縮短了開發時間，也降低了開發成本。2.系統級設計

系統級設計是一種“概念驅動式”設計，設計人員無須通過門級原理圖描述電路，而是針對設計目標進行功能描述。由于擺脫了電路細節的束縛，設計人員可以把精力集中于創造性概念構思與方案上，一旦這些概念構思以高層次描述的形式輸入計算機后，EDA系統就能以規則驅動的方式自動完成整個設計。

系統級設計的步驟如下：

第一步：按照“自頂向下”的設計方法進行系統劃分。

第二步：輸入VHDL代碼，這是系統級設計中最為普遍的輸入方式。此外，還可以采用圖形輸入方式(框圖、狀態圖等)，這種輸入方式具有直觀、容易理解的優點。

第三步：將以上的設計輸入編譯成標準的VHDL文件。對于大型設計，還要進行代碼級的功能仿真，主要是檢驗系統功能設計的正確性，因為對于大型設計，綜合、適配要花費數小時，在綜合前對源代碼仿真，就可以大大減少設計重復的次數和時間，一般情況下，可略去這一仿真步驟。

第四步：利用綜合器對VHDL源代碼進行綜合優化處理，生成門級描述的網表文件，這是將高層次描述轉化為硬件電路的關鍵步驟。綜合優化是針對ASIC芯片供應商的某一產品系列進行的，所以綜合的過程要在相應的廠家綜合庫支持下才能完成。綜合后，可利用產生的網表文件進行適配前的時序仿真，仿真過程不涉及具體器件的硬件特性，較為粗略。一般設計，這一仿真步驟也可略去。

第五步：利用適配器將綜合后的網表文件針對某一具體的目標器件進行邏輯映射操作，包括底層器件配置、邏輯分割、邏輯優化和布局布線。

第六步：將適配器產生的器件編程文件通過編程器或下載電纜載入到目標芯片FPGA或CPLD中。如果是大批量產品開發，通過更換相應的廠家綜合庫，可以很容易轉由ASIC形式實現。

四、前景展望

21世紀將是EDA技術的高速發展時期，EDA技術是現代電子設計技術的發展方向，并著眼于數字邏輯向模擬電路和數模混合電路的方向發展。EDA將會超越電子設計的范疇進入其他領域隨著集成電路技術的高速發展，數字系統正朝著更高集成度、超小型化、高性能、高可靠性和低功耗的系統級芯片(SoC，SystemonChip)方向發展，借助于硬件描述語言的國際標準VHDL和強大的EDA工具，可減少設計風險并縮短周期，隨著VHDL語言使用范圍的日益擴大，必將給硬件設計領域帶來巨大的變革。

［摘要］本文從EDA技術的定義及構成出發，系統介紹了EDA技術的發展概況，以及基于EDA技術的電子系統設計的方法和步驟，快速實現系統數字集成，具有深刻的理論意義和實際應用價值。

［關鍵詞］EDA技術電子系統仿真

二十世紀后半期，隨著集成電路和計算機的不斷發展，電子技術面臨著嚴峻的挑戰。由于電子技術發展周期不斷縮短，專用集成電路(ASIC)的設計面臨著難度不斷提高與設計周期不斷縮短的矛盾。為了解決這個問題，要求我們必須采用新的設計方法和使用高層次的設計工具。在此情況下，EDA(ElectronicDesignAutomation即電子設計自動化)技術應運而生。隨著電子技術的發展及縮短電子系統設計周期的要求，EDA技術得到了迅猛發展。

參考文獻：

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硬件系統是該控制系統中的一個重要組成部分，且其也能夠對整個控制系統的運行過程產生直接性的影響。因此，技術人員在對該控制系統的硬件系統進行構建的過程當中，就必須要嚴格依照國家的有關規定去進行。另外，為了提高硬件系統的運行效率，技術人員還必須要充分考慮到以下三個方面：（1）估算硬件的內存時要保證估計值的科學性與可靠性由于技術人員對硬件內存容量的需求會隨著各種原因而不斷改變，比如：技術人員自身的編程水平、技術人員對內存進行利用的效率以及模擬量的點數等。因此，技術人員在對硬件內存的容量進行估算時，就要站在整個系統的角度上，對系統的方方面面都進行一番全面的考量，然后再依據內存計算公式，對當前系統所需的硬件內存進行合理的估算，以確保估算值的科學性與可靠性。式中：C代表的是硬件內存的估算值；P1和P2分別代表的是開關量輸入/輸出時的點數；M代表模擬量的點數。（2）響應時間的計算要符合規范一般來說，因可編程控制器具有一種特殊的運行方式，所以它不會在連續很長的一段時間之內，都接受某種小于其自身運行周期的輸入信號。另外，由于響應時間的計算公式為：式中：T代表的是響應時間；T輸入濾波代表的是濾波輸入的時間；T輸出濾波代表的是濾波輸出的時間；T運行周期代表的是可編程控制器的運行周期。因此，結合上述兩個方面，并在對可編程控制器進行一番仔細的考量之后，得出最適用于該控制系統的可編程控制器的型號為：西門子系列的CPU226，該型號的可編程控制器的組成結構包括：電源、CPU以及輸入/輸出點。電源：為整個可編程控制器提供可安全、穩定的電力；CPU：執行控制系統發出的要求，并對控制系統中的所有數據信息進行有效的儲存；輸入/輸出點：輸入點可以從系統中的各種設備中采集可用信號，而輸出點則負責對系統中的電機或者是其他設備進行有效的控制。（3）輸入/輸出點數的估算要符合系統要求輸入/輸出點數的估算值，對于整個控制系統來說，是非常重要的。其次，技術人員也可以通過輸入/輸出點數的估算值，來選擇最有利于該控制系統的可編程控制器。所以，技術人員就必須要對輸入/輸出點數進行合理并符合規范的估算，并在獲取到估算值之后，按照估算值的大小，選擇一種適用于當前控制系統的可編程控制器。這樣一來，也就可以在很大程度上提高可編程控制器的運行效率。依據估算值選擇可編程控制器時，要預留出15%左右的輸入/輸出點數。結合鉆探設備的應用特性來看，輸入/輸出點數的估算數據如表1所示。

1.2數據通信系統

該控制系統中的“數據通信”指的是：數據在同級或不同級之間實現傳輸或者是接收的一個過程，而該控制系統中的數據通信，也主要是依靠可編程控制器和上位計算機來實現的。其中，可編程控制器和上位計算機進行數據通信時所使用的端口號是RS485和RS232，且它們進行數據交互的模式是字符串模式。另外，它們實現數據交互的原理是：由可編程控制器把控制系統中的所有數據信息以及運行狀態傳輸到上位計算機中，上位計算機一旦接收到這些數據信息和運行狀態之時，就會立即對它們進行合理并有效的分析和處理。

1.3軟件系統

搭建該控制系統軟件系統的依據是控制系統流程圖以及控制系統功能預設圖；采用的編程軟件V3.1STEPMicro/WIN；編程平臺為計算機平臺；輔助技術為計算機技術與通信技術。另外，技術人員在為該控制系統搭建軟件系統的前一階段，還應當對帶式傳送機的實際運行情況進行更深入的了解，然后再依據了解到的情況，對該控制系統的各個控制進程進行合理的設計。其中，該控制系統中所必備的控制進程包括以下幾個：（1）把定時器作為控制系統軟啟動以及軟停車操作的主要控制器，讓操作人員通過對定時器進行時間預設的操作，使控制系統依照預定的速度規則，自動的實現軟啟動和軟停車過程。（2）如果有停車要求時，控制系統可自動進行順序斷電操作。若遇突況導致的停車，控制系統也可直接切斷系統中的所有電源，保證系統不會因此受到任何影響。其中，順序斷電需要借助定時器，其實現原理是：依據操作人員預先設置好的時間，進行斷電操作。（3）利用“系統自檢”功能，對整個控制系統的運行狀態進行實時的監測與控制。倘若在監測與控制的過程當中，發現了系統中存在著的錯誤，那么該功能就會自動觸發系統警報器，提示操作人員系統出現了問題。如果，控制系統中不存在任何錯誤，那么該功能就會執行下一個任務，從而讓其繼續對系統的運行狀態進行檢測與控制。（4）把定時器合理的運用到軟件系統中，可以讓可編程控制器在定時器的作用之下，實現自動起動或者是停止的操作。其具體表現在：當達到操作人員對定時器預置的時間之時，控制系統中的電機會在可編程控制器的作用下，開始實現運行，并在預置的某一時間段之內，達到相應的預置轉速。另外，可編程控制器也可以依據其自身的輸出頻率，對控制系統中調速電機的運行速度進行合理的控制。

2機械電子式軟啟動裝置控制系統研發的作用

機械電子式軟啟動裝置控制系統的研發，不僅可以提高系統中負載的運行效率，還可以讓整個控制系統實現無極調速的這一運行過程。由此可見，機械電子式軟啟動裝置控制系統的研發，對我國各行各業來說，都有著一定的實質性應用價值。現對機械電子式軟啟動裝置控制系統研發的作用進行簡單的分析，并將其概括為以下幾點：（1）有利于提高施工鉆進的生產效率；（2）有利于企業對現場施工進行實施監測與控制，以防止錯誤操作給整個生產線造成的影響；（3）有利于降低鉆井過程的生產成本；（4）有利于促進我國鉆探行業的進一步發展；（5）有利于我國機械電子式軟啟動裝置控制系統的創新；（6）有利于提升我國鉆井施工行業的整體水平。

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微電子機械系統主要結構有微型傳感器、制動器以及處理電路。其是一種微電子電路與微機械制動器結合的尺寸微型的裝置，其在電路信息的指示下可以進行機械操作，并且還能夠通過裝置中的傳感器來獲取外部的數據信息，將其進行轉化處理放大，進而通過制動器來實現各種機械操作。而微電子機械系統技術是以微電子機械系統的理論、材料、工藝為研究對象的技術。微電子系統并不只是單純的將傳統的機電產品微型化，其制作材料、工藝、原理、應用等各個方面都突破了傳統的技術限制，達到了一個微電子、微機械技術結合的全新高度。微電子機械系統是一種全新的高新科學技術，其在航天、軍事、生物、醫療等領域都有著重要的作用。

1.2微電子機械系統技術的特點

1.2.1尺寸微型化

傳統機械加工技術的最小單位一般是cm，而微電子機械系統技術下的機械加工往往最小單位已經涉及到了微米甚至納米。這以尺寸的巨大變化使得微電子機械系統技術下的原件具有微型化的特點，其攜帶方便，應用領域更加廣闊。

1.2.2集成化

微電子機械系統技術下的原件實現了微型化為器件集成化提供了有力的基礎。微型化的器件在集成上具有無可比擬的優勢，其能夠隨意組合排列，組成更加復雜的系統。

1.2.3硅基材料

微電子機械系統技術下的器件都是使用硅為基加工原料。地面表面有接近30%的硅，經濟優勢十分明顯。硅的使用成本低廉這就使得微電子機械系統技術的下的器件成本大大縮減。硅的密度、強度等于鐵相近，密度與鋁相近，熱傳導率與鎢相近。

1.2.4綜合學科英語

微電子機械系統技術幾乎涉及到所有學科，電子、物理、化學、醫學、農業等多個學科的頂尖科技成果都是微電子機械系統技術的基礎。眾多學科的最新成果組合成了全新的系統和器件，創造了一個全新的技術領域。

2微電子機械系統的技術類別

2.1體微機械加工技術

體微機械加工技術主要將單晶硅基片加工為微機械機構的工藝，其最大的優勢就是可以制作出尺寸較大的器件，最大的弊端是難以制造出精細化的靈敏系統。并且使用體微加工工藝難以優化器件的平面化布局，制作出來的器件難以與微電子線路直接兼容。體微機械加工工藝一般在壓力傳感器和加速度傳感器的制造中普遍應用。

2.2表面微機械加工技術

表面微機械加工技術就是通過集成電路中的平面化技術來實現微機械裝置的制造。其主要優勢表現在充分利用了已有的IC工藝，能夠靈活掌握機械器件的尺寸，因此表面為微機械加工技術與IC之間是兼容的。表面微機械加工技術與集成電路的良好兼容性使得其在應用領域實現了快速普及。

2.3復合微機械加工技術

復合微機械加工技術就是體微機械技工技術與表面微機械加工技術的結合，其結合了兩者的優點，但又同時避免了相應缺點。

3微電子機械技術的應用

3.1環境科學領域

微電子機械系統技術下的微型設備可以在環境監測和數據處理分析上發揮巨大的作用。由化學傳感器、生物傳感器以及數據處理系統所集合的測量與處理設備。該微型裝置可以用來監測空氣和液體的成分，其獨特優勢在于尺寸微小，便于攜帶。

3.2軍事領域

納米器件所構成的裝置先要對半導體器件運行速度高，攜帶方便，信息輸出和處理快捷，在軍事領域其能夠用來制作各種微型設備，例如“蚊子導彈”、“麻雀衛星”等。

3.3醫療領域

在臨床化驗分析、介入治療領域其也能夠實現巨大的價值。近幾年獲得發展的介入治療技術與傳統治療技術相比臨床治療效果優越，能夠有效緩解患者痛苦。但是當前介入治療儀器價格高，體積巨大，準確性難以保證，尤其是在治療重要器官時風險較大。微電子機械系統技術的微型與智能特性可以顯著降低介入治療的風險。

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    隨著電子通信技術的發展,它同時在很大程度上改變著人們的生活和方式。人們也能很好地運用電子通信技術突破時間和空間的局限來學習和工作。電子通信技術不僅改變著人們,它還在改變著社會和國家,使得國家不斷發展,特別表現在衛星通信技術上。當然我國的電子通信技術還存在一些關鍵技術的問題,有待人們改善和加強。

    一、電子通信系統概述

    電子通信技術屬于現代通信技術中的一大部分。電子通信技術還是信息社會的主要支柱,是現代高新技術的重要組成部分,甚至是國家國民經濟的神經系統和命脈。在現代化信息社會,電子通信技術無處不在,它涉及的范圍也很廣,包括移動電信、廣播電視、雷達、聲納、導航、遙控與遙測以及遙感等領域,還有軍事和國民經濟各部門的各種信息系統都要運用到電子通信技術。

    電子通信系統中最具代表性也最常見的就是移動通信和衛星通信。其中移動通信就包括了衛星通信,此外還有蜂窩系統、集群系統、分組無線網、無繩電話系統、無線電傳呼系統等多個領域。

    二、電子通信系統關鍵技術問題

    近幾年來,電子通信技術應用十分廣泛,就其最具代表性的移動通信和衛星通信來看,就存在很多關鍵性的技術問題,有待加強和改善。移動通信技術在電子通信技術中發展范圍最大最迅速,傳統的蜂窩通信因為可用無線頻譜資源的增加和無線信號的衰弱而變得越來越受局限。不斷縮小的小區半徑代表著基站的密度也在不斷增加。除此之外,頻繁的越區切換導致空中資源的浪費和頻譜效率降低,這也使得網絡建設的成本也是越來越高。從以上各種因素可以看出,要想獲得更高的頻譜效率和更大更充足的系統容量,就應該突破傳統蜂窩體制,應用新的移動通信技術。

    1、移動通信系統關鍵技術問題

    在移動通信系統中采用分布式天線是很有效也很成功的一種方式,每個小區內都有很多個無線信號處理單元,這些單元距離都比載波波長要遠得多,并且它們都能進行功放變頻和信號預處理。要在核心處理單元實現信號處理的功能,首先就要完成信號的收發功能和一些簡單的信號預處理,然后就要與核心處理單元連接,通過光纖和同軸電纜或微波無線信道來實現。有兩種方式可以實現分布式移動通信,第一種就是在所有的無線信號處理單元上所有相同的下行鏈路信號同時發射,然后小區內的無線信號處理單元接收到上行鏈路信號之后直接傳送到中心處理單元。這種方案優點是簡單,缺點則是會不斷干擾系統,阻礙了系統容量的擴大。第二種方式則是在整個業務區域內完成無線覆蓋的分布式天線結構,通過用大量的無線信號處理單元來實現,從而突破傳統蜂窩小區的理念。這種方式也可稱之為“受控天線子系統”,即“僅與移動臺相近的信號處理單元負責與移動臺進行通信”的方式。第二種較之第一種更理想,但同時它也更復雜。

    分布式移動通信較傳統的移動通信技術有幾點優勢,第一是小區間干擾低、SIR高且系統容量大,第二是它內部的分集能力不僅能用來抵抗陰影效應,還能夠保證不衰落和擴大系統的容量。第三是它能全面提高其自身切換性能和接受信號的功率,還能降低其切換次數。第四是它對其他通信系統的干擾小并且在相同發射功率下覆蓋的區域更大,反之其發射功率更低。第五是它不僅能更方便快捷地實現任意形狀的無線業務服務區,還能核心處理單元集中處理信號。更能有效利用無線資源。

    子通信系統分為5層:應用層、驅動層、傳輸層、數據鏈路層和物理層。這5層之間功能劃分應明確,接口應簡單,從而為硬軟件的設計實現奠定良好的基礎:應用層是通信系統的最高層次,它實現通信系統管理功能(如初始化、維護、重構等)和解釋功能(如描述數據交換的含義、有效性、范圍、格式等)。驅動層是應用層與底層的軟件接口。為實現應用層的管理功能,驅動層應能控制子系統內多路傳輸總線接口(簡稱MBI)的初始化、啟動、停止、連接、斷開、啟動其自測試,監控其工作狀態,控制其和子系統主機的數據交換。傳輸層控制多路傳輸總線上的數據傳輸,傳輸層的任務包括信息處理、通道切換、同步管理等。數據鏈路層按照MIL—STD一1553B規定。控制總線上各條消息的傳輸序列。物理層按照MIL—STD一1553B規定,處理1553B總線物理介質上的位流傳輸。應用層、驅動層在各個子系統主機上實現,傳輸層、數據鏈路層、物理層在MBI上實現。

    2、衛星通信系統關鍵技術問題

    衛星通信在電子通信技術中最為先進,它也有很大的優勢,包括通信距離遠并且容量大,通信線路質量穩定可靠以及機動性能優越和靈活地組網等這些都是別的技術沒有的特點。但隨著不斷快速發展的全球信息化產業,人們對信息的需求也越來越復雜多樣,電子通信技術已進入高速、多媒體、業務多樣化和可移動的個性化時代。

    目前的衛星通信的一些關鍵技術也存在一些問題,它包括高速數據的業務需求。以及衛星通信應用寬帶IP的難點。現代衛星通信技術采用一些關鍵技術來解決問題,一個就是數據壓縮技術,它能讓靜態和動態的數據壓縮都能有效提高通信系統在時間、頻帶、能量上的工作效率;第二個就是智能衛星天線系統;第三個就是寬帶IP衛星通信技術的研究;第四個就是新型高效的數字調制及信道編碼技術;第五個就是多址連接技術的改進和發展;第六個就是衛星激光通信技術。

    未來的衛星通信數據率會通過激光通信來實現,激光的優勢會在互聯衛星網中得到充分發揮,因為在那里經常會應用到激光通信技術,它在外層空間進行,所以不會受到大氣層的影響。還可以利用“星際激光鏈路”技術來縮短全球衛星通信中的“雙跳”法的信號時長。有專家提出“在衛星激光通信在比微波通信數據速率高一個數量級的理想情況下,天線孔徑尺寸會比微波通信衛星減小一個數量級”的觀點。那么如果在空間無線電通信中以激光作為載體來進行工作和運行未來的衛星之間進行激光通信是很有前途的。

    總而言之,電子通信系統在這個信息化時代無處不在。在電子通信系統中范圍最廣最常見的就是移動通信技術和衛星通信技術,移動通信技術體現在日常的電視廣播網絡等各種電子傳輸工具上,而衛星通信系統則運用在比較大型的工程上。電子通信系統的發達和完善與否直接決定了一個國家和社會的強弱,所以對其關鍵技術問題的分析和研究是很有必要的,掌握了其關鍵技術就能很好地運用和完善它。

    參考文獻

    [1]劉旭東,衛星通信技術[M].北京:國防工業出版社,2000

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2.電子節氣門控制系統

驅動模塊完整的電子節氣門控制系統包括驅動模塊、節氣門總成、加速踏板位置傳感器、驅動電機控制器等。而電子節氣門控制的關鍵是控制節氣門驅動電機的運動。驅動模塊用于提供適當的控制電壓驅動節氣門伺服電機，使電機輸出需求的轉矩，以驅動節氣門達到要求的開度位置。對于小型直流電機調壓調速系統，有兩種常用方案：

（1）采用一個12V直流電源及一個可變電阻控制驅動電機電壓；

（2）采用WM(Pulse-Width-Modulation)脈寬調制直流可調電源和H橋式晶閘管電路控制電機電壓。

2.1直流電源驅動方式

此驅動方式的設計很簡單,只需要與電機串連一個可變電阻即可。改變可變電阻的阻值可以調節電機繞組電流，以控制電機的輸出扭矩。這種方式通過控制滑動電阻的阻值，而改變流過電機的電流，從而達到控制電機扭矩的目的。一電動機轉矩系數電機轉矩與電流成正比，變化，驅動電機輸出轉矩相應變化，從而實現對電機的控制。該方案雖然原理簡單，但由于采用了可變電阻，對可變電阻的阻值控制成為問題，使問題更加復雜化。另外，從功率分配的角度考慮，在控制電機的過程中，變阻器會消耗很大一部分功率，僅有部分的能量用于驅動電機的工作：當電機電阻等于可變電阻時，只有一半的能量被電機利用，另一半能量被可變電阻消耗，大部分功率用于產生熱量，效率和散熱性問題嚴重。因此，這種控制方式只用于微小功率直流電動機的驅動。更重要的一點是節氣門根據不同的工況需要實現節氣門既能正轉又能快速反轉，即電機電流的方向需正反方向的變化，該方案顯然無法實現這一要求。

2.2PWM電源驅動方式

PWM脈寬調制是近年來廣泛應用于直流電動機轉速調節系統中的一種調整直流電源電壓的方法。脈寬調制，其含義是將連續變化的控制電壓u變換為脈沖幅值與頻率固定、脈沖寬度與u瞬時值相關的脈沖電壓。通過對脈沖寬度的控制，即：占空比的控制，實現對直流電機電樞電壓的控制，從而控制電機的轉速。可控開關S以一定的時間間隔重復地接通和斷開,當S接通時,供電電源Us通過開關S施加到電機兩端,向電機提供能量,電機繞組儲能;當開關S斷開時,中斷了供電電源Us向電機提供能量,在開關S接通期間電樞電感所儲存的能量通過續流二極管VD使電機電流繼續流通。控制電路由恒頻率發生器、脈沖寬度調制電路、脈沖分配電路、基極驅動電路組成。當控制信號電壓ui增加時,經與恒頻率波形發生器UD比較，產生一個寬度與ui成比例的調制脈沖電壓，經脈沖變換分配使基極驅動電路激勵主電路大功率晶體管的正向導通時間增加，則電機兩端的平均電壓增加，電機轉速上升至控制信號電壓ui所要求的數值。

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一、故障診斷中的譜分析方法

在故障診斷中比較常用的信號處理方法是譜分析。常用傅里葉譜、沃爾什譜，另外還有濾波、相關分析等。譜分析的目的：信號中包含噪聲，為了提取特征；故障信號的時域波形不能清楚地反映故障的特征。而電力電子電路中包含故障信息的關鍵點信號通常具有周期性，因此可以用傅里葉變換將時域中的故障波形變換到頻域，以突出故障特征，實現故障診斷。

傅里葉變換是將某一周期函數分解成各種頻率的正弦分量，類似地，沃爾什變換是將某一函數分解成一組沃爾什函數分量。自適應濾波是一種數字信號的處理統計方法，它不需要知道信號一二階的先驗統計知識，直接利用觀測資料，通過運算改變濾波器的某些參數，而使自適應濾波器的輸出能自動跟蹤信號特性的變化。在電力電子系統故障診斷中，可以用自適應處理來實現噪聲抵消，譜線增強等功能，從噪聲背景下提取故障特征，從而實現準確的診斷。

二、參數模型與故障診斷

如果系統的數學模型是已知的，就可以通過測量，估計系統的狀態和參數，確定狀態變量和系統參量是否變化。采用基于系統數學模型的故障診斷方法，可以從較少的測量點去估計系統的多個狀態量或系統參數，從而實現故障診斷。

進一步又可以分為檢測濾波器方法、狀態估計法和參數辨識方法三種。

1、檢測濾波器方法

它將部件、執行機構和傳感器的故障的輸出方向分別固定在特定的方向或平面上。

2、狀態估計法

通過監測系統的狀態變化，也能反映由系統參數變化引起的故障，并對故障進行診斷。與一般的狀態估計不同，在進行故障診斷時，并不是去估計未知的狀態信息，而是借助觀測器或卡爾曼濾波器去重構系統的輸出，以便取得系統輸出的估計值。這個估計值與實際輸出值之差就叫量測殘差。殘差中含有大量的系統內部變化的信息，因此可以作為故障診斷的依據。狀態估計法的優點是在線計算量小，診斷速度快。

3、參數辨識方法

實時辨識出系統模型的參數，與正常時模型的參數比較，確定故障。常用的有最小二乘法。

三、模式識別在故障診斷中的應用

故障的模式識別就是從那些反映系統的信息中抽取出反映故障的特征，并根據這些特征的不同屬性，對故障進行分類。用模式識別方法進行故障診斷，是根據樣本的數學特征來進行的，因此它不需要精確的數學模型。對于一些被診斷對象數學模型過于復雜、不易求解的問題，模式識別方法也是適用的。另外，在對工業系統的故障診斷中應盡量利用非數學（包括物理和結構）方面的特征，設計出各種各樣的特征提取器，這樣將有利于利用對已有系統的知識，有利于減少計算工作量。由于特征的選擇和提取與待識別的模式緊密相關，故很難有某種泛泛的規律可循。目前常用的方法有：最小距離分類法，Bayes分類法，Fisher判別法，從參數模型求特征，用K-L變換提取特征等轉四、基于神經網絡的故障診斷方法

利用神經網絡的自學習、自歸納能力，經過一定的訓練，建立起故障信號與故障分類之間的映像關系。利用學習后的神經網絡，實現故障診斷。神經網絡是由大量的神經元廣泛互連而成的網絡，這里以BP網絡為例加以介紹。BP網絡是單向傳播的多層前向網絡，它由輸入層、中間層和輸出層組成，中間層可有若干層，每一層的神經元只接受前一層神經元的輸出。BP網絡中沒有反饋，同一層的節點之間沒有耦合，每一層的節點只影響下一層節點的輸入。

BP網絡一般采取的學習算法是：網絡的輸出和希望的輸出進行比較，然后根據兩者之間的差調整網絡的權值，最終使誤差變為最小。當電力電子電路發生故障時，如果能夠利用神經網絡的學習能力，使故障波形與故障原因之間的關系通過神經網絡的學習后保存在其結構和權中，然后將學習好的神經網絡用于故障診斷，神經網絡就可以通過對當前電壓或電流波形的分析，得出故障原因，從而實現故障的在線自動診斷。

五、專家系統

由于故障診斷是從被監測和診斷的對象表征去尋找故障的成因、部位，并確定故障的嚴重程度的，因此，如果把由已知故障去分析系統或設備的運行特性與表征叫做正問題，那么故障診斷就是逆問題了。這種逆問題的求解明顯不同于正問題的求解，而人工智能AI（ArtificialIntelligence）技術中的專家系統ES（ExpertSystem）正是解這種逆問題的有利工具。專家系統是人工智能研究的一個分支，它是通過模擬專家的經驗，實現故障診斷。專家系統的結構如下表所示：一個典型的診斷專家系統通過在線監測并進行數據采集、存貯，然后傳送到診斷運行中心，在這里由專家系統進行處理、分析和診斷，最后將診斷結果和處理建議自動地反饋回運行現場。因此，專家系統是診斷系統中最核心的部分。本文后面將介紹作者在實際中應用專家系統方法進行故障診斷的實例。

六、小波變換的方法