控制软件设计论文范文

导语：如何才能写好一篇控制软件设计论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

系统上电后，风门处于关闭状态，系统周期检测传感器信号，人车运动过程中会触发微波传感器输出信号，系统则根据传感器信号执行开关风门和风门互锁。人车接近风门时，两侧风门的微波传感器检测到有效运动速度信号，首先进行信号竞争，根据竞争结果开启某一风门。2个风门入口信号4选1采取竞争方法进行选择，即微波移动传感器输出信号A1、A4、B1、B4处于竞争状态，一个检测周期内，只有一个信号有效。2个风门各2个方向。

（2）控制策略

控制系统风门互锁的控制要求并不复杂，关键是有效判断风门区域人员车辆的状态，并根据状态进行开闭风门。人员在巷道内行进过程是随意的，系统需要根据人员在微波传感器检测区域内的最终状态，对人员行进完成状态估计。如图3所示，根据人员的位置和传感器有效信号可以把人员行进的状态和风门控制策略分成9种，如表1所示。风门控制策略是控制系统的核心，策略制定的优劣直接影响着风门控制的可靠性。表1中根据人员行进的最终位置分为不同的状态估计，结合定时器对人员状态进行状态估计和制定控制策略。

（3）实现方法

有限状态机（FSM）理论是本风门自动控制系统状态转换和控制策略的理论基础。FSM包含有限的状态，但在任一给定时刻必须而且只能处于其中的一个状态，系统的状态变化受事件的驱动，事件是系统的活动或外部输入信号，它受当前状态约束。因此，研究有限状态机的关键就是在其状态空间中找到状态转换的轨迹，这要求在每个状态下全面分析驱动状态转换的事件（包括系统的活动和输入信号）和转换的目的地（即转换后的状态）。每个状态都有其特定的输出（系统的各项功能和性能指标），即系统状态转换伴随着系统的性能指标随时间的变化。风门自动控制系统的动态特性就是通过状态转换表现出来，巷道风门检测区域内人员行进过程中的每个有效位置都相当于一个状态，在任何时刻风门只能处于一个工况状态，工况间的转换受传感器信号即事件的驱动。当传感器信号满足进入某一工况的条件时，风门立即进入该工况下运行，一旦外部事件不受该工况下条件的约束时，风门立即离开该工况寻找另一个工况。每个风门区域可以作为一个对象，该对象有微波传感器和定时器属性，属性取值为开或关。2个操作开门和关门。根据人车通行过程和风门对象属性值的不同组合，可以把工作流程划分为5个状态:初始态，状态1，状态2，状态3，状态4。用统一建模语言中的状态机视图表达，如图4所示。图门状态转移示意图该视图中对不同区域设置不同传感器配合定时器对人车运动状态进行分类。从初始状态开始，当人车运动速度满足最低传感器1阈值接近区域入口时，风门开启，进入状态1，此时开启定时器1；若在定时时间到后区域检测不到信号则判断为人车退出风门区域，返回初始状态；若传感器2信号有效则进入状态2，同时开启定时器2，此时判断人车进入风门，人车的行走不会影响状态的改变，直到传感器3信号有效。状态2和状态3的人员已经进入风门，系统处于等待人车通过风门区域。传感器4有效时进入状态4，此时人车前端已经通过风门，系统等待其他部分通过风门区域。此时如果传感器没有信号则进行短暂延时后关闭风门。下一步就是根据状态机视图为PLC编写梯形图程序了。程序中使用了置位指令SET和复位指令RSET进行状态的切换，有些型号的PLC没有提供置位和复位指令，但都有实现置位和复位指令功能的变通方法，可以根据常开常闭寄存器切换，因此利用该状态机视图编程序具有很好的通用性。

（4）结语

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关键词：毛巾剑杆织机；Cortex-M3；嵌入式实时操作系统

引言

剑杆毛巾织机以其灵活多变、适应性广、技术发展成熟而深受毛巾生产企业的青睐。当前剑杆毛巾织机逐步替代了老旧的有梭织机，成为了毛巾织造行业的主流设备。近年来，国产剑杆毛巾织机在市场需求的推动下得到了巨大的发展，但是遍布江浙地区的中小型剑杆毛巾织机生产企业的自主研发能力普遍还很弱，现有的剑杆毛巾织机产品大多数是在测绘国外中低档产品的基础上进行改进，高性能与新机型的研发能力以及自动控制系统的研发能力普遍不足，而市场竞争越来越激烈，需要不断更新和开发产品。因此，在完成机械部件设计的基础上，开发具有自主知识产权的高性能控制系统，逐渐成为国内中小型剑杆毛巾织机生产厂家关注的重点。

文章以剑杆毛巾织机样机（如图1所示）为控制对象，在分析毛巾织造工艺的基础上，提出了一套以ARM技术为核心的新型毛巾剑杆织机控制系统设计方案，并制作样机。文章的研究成果将在合作单位首先试用并进行产业化推广，有利于推动绍兴以及浙江地区中小型剑杆毛巾织机生产企业产品的升级换代，提高其市场竞争力。

图1 剑杆毛巾织机样机

1 硬件设计方案

设计的毛巾剑杆织机控制系统以ARM技术为核心，采用的主控芯片为LPC1766。硬件电路设计过程为：首先，根据控制系统的详细设计方案，完成电路原理图设计，并计算相关电路参数，采购电路元器件。其次，对关键电路模块进行功能仿真或制作实物电路论证电路设计的合理性与可靠性。最后，绘制电路PCB板图，重点考虑电路布局与电路板抗干扰性能。在拿到PCB样板后，焊接控制系统电路板。其核心电路如下所述：

1.1 主控制板硬件电路设计

主控制板硬件电路设计包括：LPC1766芯片供电模块、电源电路、数据存储模块、时钟电路、USB输入输出接口、19264液晶显示屏控制电路、掉电复位保护电路、剑杆毛巾织机运行状态信号量输入模块、起毛伺服控制器接口、键盘接口电路以及电子多臂龙头控制板、伺服电机连接控制板与8色选纬控制板的接口等电路模块的设计、验证与制作调试工作。其中液晶显示电路如图2所示。

1.2 卷取伺服电机连接控制板设计

卷取伺服电机连接控制板主要解决主控制板与卷取系统的伺服电机控制器之间的通信问题，具有独立的控制芯片STCF1104。该连接控制板与主控制板之间的通信采用RS232实现。卷取伺服电机连接控制板与伺服控制器之间需要实现伺服使能信号、伺服硬件异常报警信号、伺服系统定位完成、伺服电机旋转方向与脉冲数等信息的读取与设置。

2 控制系统软件设计

剑杆毛巾织机控制系统的软件将以实时嵌入式系统μC/OS-II与FAT32文件管理系统为平台进行开发。其设计流程如下：

（1）在控制系统方案设计：首先，进性详细的市场调研，分析市场上主流的剑杆织机控制系统（包括平布与毛巾织机）的功能特点，借鉴其好的设计思想，使其为我所用，并设法改进其不足之处，确保设计的剑杆毛巾织机控制系统符合当前的技术潮流，并具有自己的特色。其次，与合作单位的机械部件设计人员进行充分的交流，在深刻领会其整机设计思想、织机控制要求与控制系统制造成本要求后撰写剑杆毛巾织机控制系统用户需求分析报告与总体方案设计报告，并提交合作单位审核通过。确保项目研究成果能在合作单位使用推广，并被市场接受。

（2）控制系统详细设计：首先，详细分析毛巾织造工艺流程，理清剑杆毛巾织机控制信息点、研究织机动作时序，确立控制时间节点与控制信息间的逻辑关系。其次，根据用户需求分析报告，对总体方案进行细化，提出各个控制模块与相关控制算法的具体实现方案，并完成关键芯片与外购部件的选型工作。

（3）控制系统软件编写：首先，选择合适的软件开发工具，建立嵌入式系统开发环境，并完成嵌入式实时操作系统μC/OS-II与FAT32文件系统在LPC1766芯片上的移植工作。其次，理清控制系统所有控制信息之间的逻辑关系，编写控制系统软件流程图与状态向量图。再次，对控制系统软件进行模块划分，编写各个子函数的输入输出接口，并设计控制信息数据结构模型与控制算法。最后，项目组软件编写人员通过分工合作完成软件代码编写与调试。

（4）剑杆毛巾织机控制系统调试：在完成控制系统硬件电路制作与控制软件设计后进行系统软硬件联合调试，验证各项控制功能是否完备、织机动作流程控制是否合理、各个控制模块工作是否稳定。通过软硬件联合调试，发现并修正控制方案、硬件电路、控制系统参数、软件设计中的缺陷与错误。

（5）剑杆毛巾织机整机调试：在完成控制系统软硬件调试后，将剑杆毛巾织机控制系统安装到合作单位提供的样机上进行整机调试，验证剑杆毛巾织机的整机功能是否达到设计标准、能否正确合理完成毛巾布料制造全部工艺流程与安全性要求。通过整机调试，发现并修正控制方案、硬件电路、控制系统参数、软件设计中的缺陷与错误，使得设计开发的控制系统达到设计要求。

控制系统软件具体的开发流程如图3所示。

图3 控制系统软件设计开发流程图

3 结束语

设计完成的毛巾剑杆织机控制系统具有以下特点：（1）设计了电子送经、伺服卷取功能模块。由变频器、交流电机与接近式张力传感器组成的电子送经机构实现了毛巾织造过程中相对稳定的经纱张力控制，简化了机械结构，又具有成本优势。伺服卷取机构实现了变纬密织造、毛巾须长停车自走、定位停车后自动补偿消除停车挡等功能，并简化了机械零部件设计，如取消纬密齿等。（2）在不增加硬件设备情况下，设计了软件自动寻纬算法，能提高布面拼挡效果，而且将减轻挡车工的劳动强度与操作技能要求。（3）在起毛高度控制中，采用伺服电机控制起毛凸轮的转动角度，实现了毛巾织物起毛高度在设计范围内任意变化，能够实现波浪型花纹编织。（4）剑杆毛巾织机控制系统软件基于嵌入式实时操作系统μC/OS-II构建，改变了传统织机控制系统软件普遍采用的前后台模式，提高了控制系统的实时性，也有利于提高剑杆毛巾织造工艺。

参考文献

[1]代金友.剑杆织机的发展趋势与品种适应性[J].科技信息，2012（14）.

[2]陈明.新型剑杆织机的工作原理及设备性能分析[A].2009中国国际纤维纱线科技发展高层论坛暨第29届全国毛纺年会论文集[C].2009.

[3]朱海民，张森林.基于uC/OS和ARM的经纱张力嵌入式智能控制系统设计阴[J].机电工程，2006（4）.

[4]Goktepe，Bozkan.Study on reduction of air consumpfion on air-jet weaving machines[J].Textile Research Journal，2008（9）.

篇3

关键词：实时以太网； EtherCAT；DSP；MPC5200；主站软件

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）16-3678-04

将以太网技术应用于现场总线技术是分布式控制系统发展的必然趋势，与传统的现场总线相比，以太网现场总线具有刷新周期短，数据传输容量大，数据传输效率高，同步性能高等优点。目前常用的实时工业以太网技术有EtherCAT技术、EtherNet/IPIP技术、Ethernet Powerlink技术、Modbus/TCP技术等[1-3]。

EtherCAT是由德国Beckhoff 自动化公司开发，该总线具有高速和高数据有效率的特点，在硬件实现上具有网络拓扑结构灵活、接线简单、性价比高等优点，为今后实时工业以太网的发展趋势，更是今后实时分布式控制系统的首选[4]。

1 Ethercat总线的工作原理与相关协议[5-6]

1.1 Ethercat总线的工作原理

2 主站的硬件设计

2.1 DSP单元

核心器件采用TMS320C6455[9]，该器件TI公司推出的高速信号处理器，最高工作频率为1.2GHz，该模块主要电路包括时钟、复位、JTAG调试接口、存储器、通信电路、模拟量接收电路等组成。DSP主要用于复杂的实时信号处理（如：数控系统多轴的运动轨迹规划、实时的插补算法、误差补偿、伺服滤波算法），并将运算结果通过FPGA传送到PowerPC控制的EtherCAT总线上。存储器电路主要包括DDR2存储器以及FLASH存储器和DSP的接口，DDR2存储器用于存放数据，FLASH存储器用于存储运行程序和系统重要参数。模拟量接收电路在FPGA控制下，将外部输入的模拟信号数字化后送入DSP，用于数据信号处理。通信电路主要为千兆以太网接口电路，DSP内部集成了100/1000Mb/s的MAC控制器，通过外部扩展PHY芯片实现网络功能，千兆网主要用于系统参数设置和调试使用。

2.2 FPGA单元

在设计中FPGA采用是Altera 公司的EP3C40F484-C8N，器件内部有39600个LE 资源，有1兆位的RAM，可提供三百多个输入输出 引脚，芯片内部集成了一百多个个乘法器和4 个PLL 锁相环，满足硬件设计需求。FPGA用于实现DSP和PowerPC的双向数据交换，PowerPC将接收到的EtherCAT总线上各控制单元的信息通过FPGA传送到DSP内部，DSP通过FPGA可以将相应的数据传到EtherCAT总线上各单元。另外，FPGA还用于逻辑控制，实现模拟量输入输出信息、开关量输入输出信息与DSP、PowerPC的无缝连接。

2.3 PowerPC （MPC5200B）单元

主站PowerPC采用MPC5200B[7 8]，该器件为Freescale 公司推出的32位高性能处理器，器件主频工作频率为400MHz，为了提高程序运算速度，器件内核分别带有16K字节的程序、数据高速缓存，带有一个双精度浮点处理单元。对于外部关键信号，片内带有标准中断管理单元。为了实现器件与外部通信，MPC5200B片内集成一路100M的以太网控制器，两路CAN总线控制器，多路串行口控制器。该单元由MPC5200B、时钟电路、复位电路、JTAG 调试接口、通信接口电路、存储器接口电路以及对外扩展接口电路等组成。该模块主要用于实现用于实现EtherCAT的物理接口以及主站协议的软件实现，并提供相应的控制软件。

2.4 电源单元

2.5 通信单元

在设计中为了考虑硬件的兼容性，采用了多种通信接口，在DSP上挂接一路1000M的以太网，用于DSP系统调试参数设置，在PowerPC上挂接一路100M以太网接口，六路串行接口（分别为2个RS232口、两个RS485口、2个CAN接口）。1000M的以太网用于实现EtherCAT总线物理接口，RS232口用于实现与PC通信，RS485口和CAN接口可以实现与其他设备接口，满足系统通用性要求。

3 主站软件设计

EtherCAT主站程序包括DSP和PowerPC两个运行程序，DSP程序主要功能是实现复杂控制算法，PowerPC程序功能为实现EtherCAT协议的通信和设备的控制。DSP运行的软件主要为算法研究，由于篇幅所限，文章着重详述在PowerPC硬件平台下，EtherCAT协议和控制软件在Linux操作系统中的实现。

3.1 PowerPC（MPC5200B）下主站软件功能

在PowerPC下运行的EtherCAT 主站软件主要包含如下功能：首先，完成系统主站硬件的初始化，软件能够对系统运行时间进行计数，对系统运行状态进行监控；其次，主站软件通过发送命令要对EtherCAT 系统以及各个从站进行初始化，实现主站与各从站之间的数据实时交换，实现相关协议解析和转发；再次，主站软件可支持在线下载、实时更新。软件结构采用模块化编程，底层软件提供硬件驱动，中间层软件为上层应用软件和底层软件提供接口，实现上层应用软件与驱动软件隔离。

3.2 基于Linux的 EtherCAT主站下主站软件具体实现

EtherCAT初始化完成后，在Linux内新建两个内核定时器，一个用于完成周期性数据通信，另一个用于轮询非周期性任务，也就是状态机处理任务。周期性数据通信定时器的优先级最高，定时器运行周期通过配置软件设置，非周期任务查询定时器的优先级较低，周期可定为50毫秒。

初始化和配置完成后，启动定时器开始发送周期性数据帧，并检查返回的数据帧，对返回的数据帧进行解析，获取从站的数据交给DSP处理，DSP对数据进行处理后，将新的输出命令发给PowerPC，PowerPC继续发送周期性数据帧。

4 结论

采用基于DSP和PowerPC的硬件平台实现了EtherCAT总线主站相关协议，通过测试可知， 主站周期性的向各从站（测试时，从站数量为3）发送EtherCAT 数据包（数据包数量为1518字节），各从站接收到自己的数据包，再向主站返回相应信息，EtherCAT总线延时时间为3.02μS，可以看出主站设计满足实时性要求。

参考文献：

[1] 杜品圣.工业以太网技术的介绍和比较[J].仪器仪表标准化与计量，2005，5：16-19.

[2] 缪学勤.论六种实时以太网的通信协议[J].自动化仪表，2005，26（4）：1-6.

[3] 刘艳春.工业以太网现场总线EtherCAT驱动程序设计及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2010.

[4] EtherCAT Technology Group.EtherCAT Technical Introduction and Overview. December 2004.

[5] 周千翔.基于实时以太网的分布式电子控制器设计[D].南京：南京航空航天大学硕士论文，2008.

[6] EtherCAT Communication Principles[R].EtherCAT Technology Group，2007.

[7] Freescale Semiconductor.MPC5200B Data Sheet， Rev.1，1/2006.

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可编程序控制器简称PLC，是一种数字运算操作的控制系统，专门用于工业环境设计。它的主要特点是可靠性高、使用方便、体积小、重量轻、编程简单易学，在工业控制领域得到广泛的应用。目前，利用PLC技术可以方便地实现对电机速度和位置的控制，方便地进行各种步进电机的操作，完成各种复杂的工作。它代表了先进的工业自动化革命，加速了机电一体化的实现。

本论文以项目教学法的方式探索步进电机的PLC控制转速方法。本设计控制要求如下：按下启动按钮，步进电机以100Hz的基准频率正转。按一次加速按钮，频率以50Hz递增，最多加速5次；按一次减速按钮，频率以25Hz递减，最多减速4次。加速时为正转，减速时为反转。按下停止按钮，步进电机立即停止运行。步进电机驱动器的细分设置为1，电流设置为1.5A。

1 控制系统的硬件设计

1.1 控制系统的结构。本设计中，系统硬件部分由上位机、PLC、步进电机驱动器、步进电机、负载等组成。上位机是计算机，作为控制面板、人机交互界面和控制软件编制环境，通过与PLC的通信，实现操作监控功能；PLC发出脉冲信号、方向信号，通过步进电机驱动器控制步进电机的运行状态。

1.2 控制系统的硬件。

1.2.1 PLC。使用PLC控制步进电机时，应该保证PLC具有高速脉冲输出功能。通过选择具有高速脉冲输出功能或专用运动控制功能的模块来实现。在本设计中，采用的是三菱系列FX2N-32MT型的晶体管输出型PLC。在PLC的选型上，必须采用晶体管输出型PLC，若使用继电器型的PLC，则高速脉冲的输出很难达到控制要求。

1.2.2 步进电机。步进电机有步距角（涉及到相数）、静力矩、电流三大要素组成。根据负载的控制精度要求选择步距角大小，根据负载的大小确定静力矩，静力矩一经确定，根据电机矩频特性曲线来判断电机的电流。一旦三大要素确定，步进电机的型号便确定下来了。

1.2.2.1 步距角的选择。步进电机的步距角取决于负载精度的要求，将负载的最小分辨率（当量）换算到电机轴上，每个当量电机应走多少角度（包括减速）。电机的步距角应等于或小于此角度。目前市场上步进电机的步距角一般有0.36度/0.72度（五相电机）、0.9度/1.8度（二、四相电机）、1.5度/3度（三相电机）等。

1.2.2.2 静力矩的选择。步进电机的动态力矩一下子很难确定，我们往往先确定电机的静力矩。静力矩选择的依据是电机工作的负载，而负载可分为惯性负载和摩擦负载两种。单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。直接起动时（一般由低速）两种负载均要考虑，加速起动时主要考虑惯性负载，恒速运行进只要考虑摩擦负载。一般情况下，静力矩应为摩擦负载的2～3倍内好，静力矩一旦选定，电机的机座及长度便能确定下来（几何尺寸）。

1.2.2.3 电流的选择。静力矩一样的电机，由于电流参数不同，其运行特性差别很大，可依据矩频特性曲线图，判断电机的电流（参考驱动电源、及驱动电压）。

1.2.3 步进电机驱动器。遵循先选电机后选驱动的原则。电机的相数、电流的大小是驱动器选择的决定性因素。在选型中，还要根据PLC输出信号的极性来决定驱动器输入信号是共阳极或共阴极。为了改善步进电机的运行性能和提高控制精度，通常通过选择带细分功能的驱动器来实现。目前驱动器的细分等级有2倍、4倍、8倍、16倍、32倍、64倍等，最高可达256倍细分。在实际应用中，应根据控制要求和步进电机的特性选择合适的细分倍数，以达到更高的速度和更大的高速转矩，使步进电机运转精度更高，振动更小。如图2所示。公共端：采用共阳极接线方式。将输入信号的电源5V正极连接到该端子上。控制信号低电平有效。脉冲：共阳极时该脉冲下降沿被驱动器解释为一个有效脉冲，并驱动电机运行一步。方向：该段信号的高电平和低电平控制步进电机的两个转向。共阳极时该端悬空被等效认为输入高电平。脱机：该端接受控制机输出的高/低电平信号，共阳极低电平时电机相电流被切断，转子处于自由状态。A+/A-，B+/B-：该端接两相混合式步进电机。DC+/DC-：该端接10V-40V间的直流电源。

1.3 控制系统的连接。本设计的相关硬件连接如图3所示。

2 控制系统的软件设计

2.1 PLC的I/O地址分配。

2.2 步进电机驱动器的设置。在驱动步进电机运转的PLSY指令中，脉冲的个数=360°/步距角，工作的频率=脉冲个数/运行时间。不指定脉冲个数，则默认为65535个脉冲。在方向信号输入为0时，默认为反转。根据控制要求，步进电机驱动器的细分设置为1，SW1-SW3的设置为000，步进电机的步距角为1.8°；电流设置为1.5A，SW5-SW7的设置为101。

2.3 梯形图和指令表。

3 步进电机控制系统的调试

3.1 初始化程序。程序开始运行时，D0初始值为K100，指定的频率为100Hz。

3.2 步进电动机正转。按下启动按钮X0，PLC的Y0脉冲输出，Y2高电平输出，步进电机正传运行。

3.3 正传加速调整。X2为正传加速按钮。当按下一次X2时，在步进电机运行的当前频率的基础上，以20Hz递增，于是步进电机转速增加。最多加速5次。

3.4 反转减速调整。X3为反转减速按钮。当按下一次X3时，在步进电机运行的当前频率的基础上，以20Hz递减，于是步进电机转速增加。最多减速4次。

本论文采用了PLC控制两相混合式步进电机的加减速，方法简单，控制方便，可靠性高。本论文中的程序通过现场实物调试，验证了方法的正确性和可行性。用软件完成脉冲分配功能，可以减少硬件资源，降低成本，控制的参数改变方法灵活，提高了控制系统的可靠性和灵活性。本文着重探索了步进电机的PLC控制的调速方法，详细介绍了步进电机调速的具体控制过程。文中有不妥之处，恳请斧正。

参考文献

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采用数字仿真系统考核和调试空调控制装置，较之在现场进行，可大幅度缩短调试周期、降低能耗和成本，并易于完成装置处理意外事故的功能调试。本文以实例作了仿真结果与实测结果的对比，指出实时性好的空调数字仿真装置可以获得很好的仿真效果。

1前言

随着能源问题重要性的日益增加，改革和完善空调控制系统以降低能耗、提高调节品质，日益成为空调领域的重要课题。近年来许多复杂的空调控制装置陆续开发，尤其微型计算机的广泛应用，使各种采用微型计算机的控制装置的开发调试更成为迫切的任务。但是，控制装置越复杂，控制系统智能程度越高，这种系统的开发调试越困难，原因在于：

（1）空调系统的主要扰动源是一年四季以不同规律随机变化的室外气象条件和室内人员及设备的散热、散温。可靠的智能化控制系统应能自如地应付各种室内外随机扰动，使被控对象维持在理想状态，这在现场至少需有一年以上的运转时间方可完成一个调试周期，致使研制周期过长，难以应付市场的变化与需要。若建立专门人工气候室进行此项工作，投资大、能耗高、研制成本剧增，而且还有局限性。

（2）可靠的智能控制系统应能妥善处理各种意外事故，诸如停电、停水、火灾和设备损坏等，而这类事故常常不便人为地在现场或实验室实现，这就给调试现场控制机处理意外事故功能带来困难。

鉴于上述原因，控制装置的考核与调试已成为突出的矛盾，本文通过实例介绍空调数字仿真系统在考核与调试控制装置上的应用。

关于建筑与空调系统数字仿真装置及其实时性的探讨，文献[1]～[3]有详细论述。装置包括硬件和软件两部分，用户可以方便地输入所要研究的系统，并进行输入、输出接口定义，然后将被调试的控制装置像实际现场那样接入相应接口端子，就可进行调试考核工作。

2被调对象

2．1现场控制机及其功能

被考核调试的控制装置为DCU-UP-6242型现场控制机，该机具有24路数字量输入，8路模拟量输入，16路数字量输出和8路模拟量输出。编程语言为MCS-51单片机语言，其功能包括：

（1）测量程序。通过数字量输入通道和模拟量输入通道可测出来自各种变送器的温度、湿度、风量、水流量值以及风机、风阀运行状态。

（2）控制阀等被控设备控制量计算及输出程序。

（3）时钟处理程序。计时，以不同周期进行参数测量与控制。

（4）键盘显示程序。根据操作人员要求，按键显示相应测量参数、阀门开度，并可进行参数整定与设备操作。

（5）故障检查程序。对温湿度变送器、阀门调节失灵等状况进行检测，并给出故障信息。

（6）控制方案程序。实现用户控制思想，控制算法，给出控制方案号及各被控设备输出状态。

（7）主程序。负责上述程序的统一管理，见图1。

图1主程序流程图

2．2空调系统

被控制的空调系统为双风机定风量系统，负担两个湿湿度参数要求相同的房间，该空调系统的处理室有表面式空气冷却器、空气加热器和喷雾式蒸汽加湿器，可测量与调节设备为：

（1）室外、房间、混风点、表面式空气冷却器后，送风管等处设有温湿度测点，送风管还装有风量测点，它们均为数字量信号。

（2）表面式空气冷却器和空气加热器通过三通阀对冷热媒进行量调节，蒸汽加湿器用两通阀调节。

（3）新风、排风、一次回风、二次回风和送风管上设有气动调节风阀。

（4）两个房间的送风支路上设有电加热器可进行启停控制。

3考核调试

现场控制机的考核调式是对控制装置功能的全面检验。仿真考核调试就是利用仿真装置替代实际现场。对控制装置的功能进行检验，包括硬件、软件和功能实现的思想，并给出相应的报告。

考核调试方法采用分层推进法，即首先孤立地对各功能进行考核，然后进行综合性运转调试考核。

3．1系统描述

图2为整体组成示意图，首先将被控空调系统结构组成、设备数据等信息输入模型机，并进行相应的接口定义；然后将欲考核调试的控制装置接入仿真系统，并检查系统定义与接口的正确性。如果控制装置有通讯接口，可与实验接口连接，此接口机可采集、存储与显示控制装置的运行结果。

图2硬件组成

3．2功能考核调试

仿真系统进入功能仿真程序，调试人员可以定义各温、湿度以及风量等参数值，同时测量控制装置输出的设备状态，以便对各功能进行单项考核。

（1）测量功能。仿真系统给出一系列温度、湿度、风量等各种参数值，检查控制装置测量结果是否正确。给出测量硬件、软件是否正确，以及精度是否达到要求的考核报告。

（2）控制阀等设备的输出程序。控制装置给出被控设备状态信号，仿真系统对设备状态进行检测，考核此程序功能实现的准确性。

（3）键盘显示程序。检查键盘实现功能是否正确。

（4）故障检查程序。制造变送器与阀门调节的故障信息，检查控制装置对故障发现与处理的能力。

（5）控制方案程序。仿真系统制造一系列室内、室外以及设备状态的信息，检查控制思想及实现正确与否，检查设备动作正确与否，但此时不检查调节效果。

上述仅考核控制装置的基本功能，如均达到要求，可进入综合性仿真试验，否则进行修改、完善。

3．3综合性仿真试验

空调系统的控制装置应能应付作用到空调系统上的各种形式与变化的扰量，但日以不能进行逐日仿真试验，因此，必须确定试验工况。单纯从考核调控制装置来说，试验工况的选择应考虑三方面问题，即：气象条件，建筑物的热惯性；建筑物的使用情况，如人数、内部发热量和使用时间表等。如果为了考核调试用于某地区某建筑空调系统的控制装置，则应确定以下两方面的试验工况。

（1）为了考查全年运行特性，可按不同季节进行综合性仿真试验。一般可分为冬季严寒期、夏季炎热期、春季、夏初以及秋季。并确定各季节的气象条件。当然，为了考核空调工况分区及其控制方案的合理性，则应根据工况区先定气象条件。一天内室外空气温度的变化可视为正弦变化：每天的湿度可按恒定值考虑，不同季节取不同数值。

（2）对于建筑物特性及使用情况，应编制内部矛盾热湿负荷时间表，以便仿真模拟。

4应用示例

为了说明空调控制数字仿真能否用于控制装置的考核、调试，以本文第2节给出的被调对象为例，从过程控制特性和控制精度两方面，对比仿真结果与实际系统测试结果。

4．1过程控制特性

为了考核控制软件在跟踪控制过程上的效果，给定如图3所示的温度过程设定值曲线，并按此设定要求，在空调数字仿真系统中运行被控制的空调系统与被考核的现场控制装置，其结果如图4所示，与在实际空调系统按此设定曲线控制的结果（见图5）相比，可得：

图3温度过程设定值曲线

图4仿真温度过程曲线

图5实测温度过程曲线

（1）仿真结果与实测结果十分相近；

（2）基本可以符合温度过程设定曲线要求，便跟踪效果不理想，控制软件需进一步改进。

4．2控制精度

为了探索空调数字仿真系统在仿真空调控制精度上的效果，利用实际现场某日逐时室外气象数据，在仿真系统上仿真运行该空调控制系统。对比图6所示的仿真结果与图7所增实测结果可以看出：

图6某日仿真温度曲线

图7某日实测温度曲线

（1）仿真结果与实测结果十分相近

（2）温度控制精度为±0.5℃，满足原软件设计要求。

5结论

上述探讨说明，实时性好的空调数字仿真装置可以很好地模拟实际空调控制系统，为现场控制装置（包括硬件、软件）的开发与考核调试开辟一条经济、可靠的途径。当然，通过仿真试验考核控制装置的全面性取决于用户对控制装置功能的理解，试验越全面，在实际环境中出现的错误就越少，越节省人力、物力，应用效果越好。

本文的目的在于对比仿真调试与实际应用的效果，至于如何评估、评价一个控制装置，尚需进一步探讨。

6参考文献

1彦启森等，用于空调模拟分析的实时仿真装置.制冷学报，1987（2）.

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【关键词】电动汽车；LPC2132；无刷直流电机；电子差速

1.概述

当今石油资源匮乏与环境保护的紧迫需求，对汽车工业的发展提出了新的要求，那就是：低噪声、零排放和节能等，电动汽车正是当今汽车工业籍以解决能源、环保等问题可持续发展的最重要途径，而以轮毂电机为驱动的电动车既可以消除传统传动中的机械磨损与损耗，提高了传动效率，又具有体积小和重量轻的优点，使得提高效率的同时，车轮空间也能得到有效利用，更有利于实现机电一体化和现代控制技术；ARM7系列微处理器，作为32位嵌入式处理器，以其极高性能、低功耗、丰富的片上资源、小体积等特性，已经被广泛应用于移动电话、手持式计算机、汽车等各领域，成为极具市场竞争和前景的处理器[1]。本设计方案基于PHILIPS公司的ARM7TDMI-STM处理器LPC2132，分别控制两个无刷直流电机，实现电动汽车两后轮独立驱动，对控制系统进行了可靠设计，保证系统的稳定性，并最终在实践中进行了验证。

2.无刷直流电机及驱动控制

无刷直流电动机是由转子位置传感器、电动机本体以及电子开关电路组成。其工作原理如下：由位置传感器（霍尔传感器）定时动态检测转子所处的位置，并根据此位置信号来控制开关管的导通或截止，从而控制定子绕组通电与断电，即实现了电子换向功能，并使电机连续运转。

图1是三相联结全桥驱动电路，其中，开关管Q1、Q3、Q5采用P沟道MOSFET功率管，栅极为低电平时MOSFET管导通，VD1、VD3、VD5为相应的保护二极管；开关管Q2、Q4、Q6采用N沟道MOSFET功率管，栅极为高电平时MOSFET管导通，VD2、VD4、VD6为相应的保护二极管。其中位置传感器的3个输出端通过特定的逻辑电路控制Q1-Q6开关管工作（导通或截至），其控制方式有两种：“三三导通方式[2]”与“二二导通方式”。全桥式

驱动下的绕组又分为星形联结和角形联结，其联结方式如图2所示。

三三导通方式”指的是每次使3个开关管同时导通，在图1中，各开关管的导通顺序为：Q1、Q2、Q3--Q2、Q3、Q4--Q3、Q4、Q5--Q4、Q5、Q6--Q5、Q6、Q1--Q6、Q1、Q2。“三三导通方式”在实际工作时又可以分为六种控制方式，每隔60°改变一次导通状态，每改变一次状态更换一个开关管，每个开关管导通180°。在每种状态下，其合成转矩的大小都是单相转矩的1.5倍[3]。

在本文中使用三相全桥星形联结，采用“三三导通方式”，驱动电路中MOSFET管的导通或截止由相应的软件来控制，即根据位置传感器的检测信号来提取相应的MOSFET管对应的控制字，并通过特定的逻辑电路控制MOSFET管，实现对MOSFET管导通或截止控制，

从而实现对无刷直流电机作出换相控制，使电机能连续运行。[4]电机方向的控制只是上述功率MOSFET管的导通顺序不同，也就是所提取的控制字不同。无刷直流电机的转速控制，可以采用PWM（脉宽调制）方法来控制电机的通电电流，在此不做详细描述。

3.双驱电动车控制系统硬件设计

本论文控制系统设计思想是利用一个CPU控制两个无刷直流电动机，是为实现电动汽车的后轮分别独立驱动而设计的。在电动汽车控制系统中，控制系统主要负责对两个无刷直流电机的电机速度调节、正反转控制，开始和停止控制等功能。这里采用PHILIPS公司LPC2100系列中的LPC2132[5]作为中央处理器。LPC2132是基于一个支持实时仿真和跟踪的32位ARM7TDMI-STMCPU的微控制器，内嵌高速64K字节Flash存储器，其宽范围的串行通信接口和丰富的片内资源（如32位定时器x4个、PWM通道x6个、10位8路ADC和10位DAC，另外具有47个通用I/O口以及9个边沿或电平触发的外部中断源）使其具有强大的处理功能，并具有很强的抗干扰能力，特别适用于工业控制。电动车智能控制系统总体框图如图3所示，下面给出几部分功能的硬件设计图。

3.1 电源设计

本控制系统的电源由4块12V大容量铅蓄电池串连后提供48V直流电，而系统中的工作电压还有+3.3V、+5V和+15V，因此采用常用的稳压电源芯片LM7824、LM7815、1117-3.3和1117-5产生所需各组电压，具有可靠、稳定、简单的特点。如图4所示。

3.2 全桥驱动电路的逻辑控制电路

换相控制逻辑包括根据当前转子的位置控制电桥上下桥臂，正确给出绕组通电；通过对绕组通电的时间比例控制速度；对电桥实施死区保护，防止烧毁MOSFET和驱动电路。所以设计的逻辑控制电路具有以下特点：采用逻辑门电路与RC延时电路，避免了控制时出现死区；另外增加了电机绕组续流功能，保护了控制管。两个电机的电桥逻辑控制电路一样，这里给出了其中一路，如图5所示。

3.3 霍尔位置传感器接口电路

无刷电机内置的三个位置传感器（霍尔）采用5V电源供电，由于电机内部电磁场的作用以及工作时的干扰，对霍尔位置传感器及其电路的电源要求非常高，[6]这里我们采用独立电源供电，此外对传感器脉冲检测电路进行了滤波处理（同时在软件中也做了相应的处理），以提高抗干扰能力，这里图6霍尔位置传感器接口电路仅画出其中一路，具体电路如图6所示。

3.4 电桥驱动电路设计

如图7所示，全桥驱动电路的每一相都由上、下臂组成，这里给出了其中一相的电原理图。

其中上桥的控制信号高电平有效，下桥的低控制信号电平有效。针对MOSFET的D-S导通时存在导通电阻Ron，同时考虑电机工作电流较大，这里采用专用驱动芯片IR2103[7]，可以解决死区保护等各种问题。

限于篇幅，其它接口包括串口通信、模拟采集、油门电路输入、转弯电压输入、过流采样、电池电压采样等原理图没有一一列出。

4.控制软件设计

为了实现对电动汽车的智能控制，本系统中软件包含以下功能模块：两个无刷直流电机位置检测模块、电机换相逻辑控制模块、速度调节模块（转速采样、PWM正转和反转、PID控制等）、安全管理模块、电子差速转弯模块、串口通信模块等功能。系统软件编程采用模块化结构，以增加调试的灵活性、修改的方便性、移植的通用性。软件包括主程序、中断程序和相应的功能子程序[8]。主程序流程图如图8所示，主程序主要完成对控制寄存器、数据信息单元的初始化以及对各模块的响应。程序启动后首先是进行初始化，然后对电机状态检测并进入启动模块以及速度管理模块，在出现异常时进入安全管理模块，并通过串口向外部发送车辆状态信息。下面简单介绍下几个主要模块。

4.1 系统初始化

本系统采用11.0592MHz（Fosc）晶体振荡器，处理器工作频率为4倍主频即44.2368MHz；TIMER0的0通道中断实现霍尔位置信号查询以及软件定时，设置为IRQ中断，分配为最高中断优先级，以确保电机换相最快响应；AD转换器频率设置在1MHz，由软件定时启动转换，并采用查询标志位（AD完成标志位）方式确定转换结束并读取转换数据；在PWM通道0产生0.1ms（相当于10KHz）的PWM波，通道2和4在此基础上产生占空比可调的波分别控制两个电机转速；串口以57600的波特率定时向外发送电机相关信息，1个起始位，8位数据，无奇偶校验位，1个停止位。

4.2 模拟量采集

油门采样电压、驱动电机过流采样电压、转弯角度传感器采样电压和电池欠压采样电压通过模拟开关4051（8通道选1）切换后输入片内AD转换器（AD0.7通道），其中通道选择控制信号由CPU的P1.2～P1.0实现。由于采样电阻上的电压比较小，因此在采样输出端和模拟开关间加一级放大电路，对采样电压进行适当放大，并用跟随器隔离，保证系统灵敏、可靠、安全。

4.3 PID控制

PID控制算法比较普遍，这里直接给出离散PID表达式[9]：

5.实验及结论

本文基于LPC2132设计了电动汽车后两轮独立驱动控制系统，通过调节两组PWM占空比值，实现对两个轮毂电机的同时调速。通过智能控制系统软硬件设计，实现前进、转向、后退、自动巡航、转向灯指示、电子差速等功能。实验结果表明整车控制效果良好，已经达到实用指标。

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关键词：互联；历史；现状；方法；影响；见解aaaaa

中图分类号：G353文献标识码： A

1.引言

随着福建电网与华东电网、山东电网与华北电网、川渝电网与华中电网等的连接，以及交直流特高压的发展，全国电网互联工程在逐步推进。截止到2011年底，除台湾地区外，我国各省级电网实现交直流互联，全国互联格局基本形成。并形成了华北-华中、华东、东北、西北、南方5个同步电网。实现更大范围内资源优化配置、提高电网整体经济效益、推进跨省区之间的电力交易等电网互联的优势日益明显。

众所周知，电力系统中负荷在时刻发生着变化，导致系统中的频率和电压也在时刻发生着变化。在互联电网中，区域负荷的变化不仅影响本区域，而且还影响相邻区域内频率的变化以及联络线上的功率。电网互联加大了稳定破坏事故连锁反应的风险，系统静态稳定极限和暂态稳定极限等很容易受到破坏，也加大了系统频率、电压和潮流控制的难度。

综上所述，联络线控制策略的研究一方面而言有很强的理论意义，具有一定的科学研究价值。从另一方面而言有广泛的实践和社会意义，具有一定的可实施性。

课题研究内容主要包括：频率一、二、三次调节，AGC控制的基本原理，独立控制区的基本概念，互联电网多区域控制策略的应用与配合，电力系统调频与自动发电控制的控制策略及控制性能评价标准，机组组合、优化调度等。

本综述广泛选取了大量国内外相关领域内被EI 收录的优秀资料文献以及部分已出版的经典教材。文献主要包括近几年国内核心期刊（电力系统自动化、电机工程学报、电网技术等）学术论文，博士硕士学位论文，国外包括IEEE Transaction on Power Systems、IEEE Transaction on Energy Conversion、IEEE Transaction on Evolutionary Commutation等优秀期刊论文。同时还引用了一些成文的标准和电子公告等。

2.正文

2.1研究历史

电力系统负荷波动根据其周期长短和幅值大小可分为三类。A类，负荷的波动周期在10s以内，导致的频率变化在0.025Hz以下。B类，负荷波动周期在10s至2-3min，导致的频率变化在0.05-0.5Hz之间，主要由冲击负荷变动引起。C类，负荷波动周期在2-3min至10-20min之间，主要由生产、生活及气象变化引起。

区域控制误差（ACE）是根据电力系统当前的负荷、发电功率和频率等因素形成的偏差值，反映了区域内的发电与负荷的平衡情况。自动发电控制（AGC）是现代电网控制的一项基本和重要功能，是调节B类负荷的主要手段，其基本目标包括：1）发电功率与负荷平衡；2）保持系统频率为额定值；3）使净区域联络线功率与计划相等；4）最小化区域运行成本。

互联电网多区域控制策略的主要模式包括：定频率控制模式（FFC）,区域控制偏差计算公式，ACE=B×f，因此只要区域频率与额定值出现偏差，该区域内机组就参与调节；定交换功率控制模式（CNIC），此时ACE=Pt，联络线功率与计划值出现偏差，区域内机组就需要调节；联络线功率频率偏差控制（TBC），此时的ACE=Pt +B×f，该种区域控制偏差能够近似反应区域内的供需平衡。

AGC控制考核标准：A1/A2评价标准，A1标准要求在任何一个10min间隔内，ACE必须过零。A2标准规定了ACE的控制限制，即ACE的10min平均值要小于规定的Ld；CPS1/CPS2评价标准，CPS1标准是指控制区在一个长时间段内（如一年）内，其区域控制偏差应满足式（2-1）的要求。CPS2标准是指在一个时段内（如1h），控制区ACE的10min平均值，必须控制在特殊的限制L10内。

（2-1）

频率调节的方法大致分为比例、积分、微分三类。比例和微分的手段不能够实现频率的无差调节，积分调节可以实现频率无差调节。现在更多的机组采用比例积分的方法来完成调节。

2.2研究现状

联络线控制策略的目标就是使区域控制偏差恢复到零，实现这一目标的主要手段就是自动发电控制（Automatic Generation Control，AGC）。AGC是实现电网有功功率平衡、维持系统频率在额定值附近以及联络线交换计划的有效手段。

2.2.1国外研究现状

国外AGC研究工作起步较早，随着电力市场化的逐步深入，AGC研究工作趋于成熟。国外对于AGC控制策略的研究工作主要有以下几方面的特点：

1）NERC(The North American Electric Reliability Corporation)于年提出了A1\A2联络线控制标准。A1标准要求在任何一个10min间隔内，ACE必须过零。A2标准规定了ACE的控制限制，即ACE的10min平均值要小于规定的Ld。其合格指标为：A1≥100%，A2≥90%。

2）NERC(The North American Electric Reliability Corporation)于1996年提出了CPS1\CPS2联络线控制标准。CPS 标准引导各控制区以频率质量为控制目标, 鼓励各控制区之间的相互支援, 以发挥互联电网的优势。同时, CPS 标准不要求ACE 过0值, 减少了AGC 机组的不必要调节。

3）在传统的比例积分（PI）、比例积分微分（PID)控制器的基础上提出了多种新的控制方法。如FL（fuzzy logic controller）控制器、ANN(artificial neural network controller)控制器、FO（fractional order controller）控制器、GF(genetic fuzzy controller)控制器等。这些新的方法策略都在某种程度上提高了联络线的控制效果。

4）研究了多种新的储能调节手段对控制效果的影响。如BES（battery energy storage）技术、SMES(super magnetic energy storage)技术、CES(capacitive energy storage)技术、V2G(vehicle-to-grid)技术等。这些手段的运用很大程度上改善了联络线的控制效果。

5）研究提出了不同的比例积分系数对控制效果的影响。研究提出了了频率响应系数与系统自然频率响应系数大小关系给控制效果所带来的影响。研究对比了AGC不同计算、控制周期给控制效果所产生的影响。

6）研究出了多种仿真方法。如单个独立控制系统及两个联合系统和三个联合系统的负荷-频率调节过程的仿真方法、考虑机组出力上升下降速率约束的调节仿真方法、考虑不同机组类型（非再热型、再热型、水电机组）的仿真方法等。这些仿真方法清晰形象地战象了机组的调节过程和系统频率的恢复过程。

2.2.2国内研究现状

我国AGC工作起始于1957年，近几年来，随着华北与东北、华东与福建、华中与川渝的联合，我国逐步实现了以三峡电力系统为中心的统一联合电网。并且我国交直流特高压电网飞速发展，AGC的控制研究再次成为大电网研究的一个热点问题。国内对于AGC的控制策略研究方面主要有以下几方面的特点：

1）特高压联络线投入运行以后，提出了一套完整的、适应特高压联络线功率控制的自动发电控制(AGC)控制策略,简称T策略。这一控制策略以各省级电网有功功率的就地平衡为基础, 实现了互联电网各控制区在紧急情况下对特高压联络线功率恢复的相互支援，该种控制策略已应用到我国首条华北华高压联络线的控制上。

2）根据机组的性能差异，提出了机组协调控制、区域分层控制的控制策略。提出性能优良的机组参与ACE调解，并经过计算得出分层机组容量以及需要参与调节的机组数量，并提出AGC软件调整算法。通过具体实际物理电网证明该种策略的合理性和可行性。

3）根据我国电网采用统一调度、分级管理、分层控制的原则，结合自身电网的特殊性，研究出多种控制区分级、分区协调控制的策略。这些策略的实施很好地抑制了联络线的功率大幅度波动、提高了整个系统的稳定性和频率质量。更好地体现了联合电力系统的优越性。

4）综合考虑了备用跟踪的遗漏、机组配合和风力发电并网等因素的影响下，建立了AGC容量需求模型，从而在该模型下使得计算出的AGC容量需求更加符合客观实际。为AGC的调节控制提供了强有力的依据。

5）AGC分配的主要策略：按备用容量分配和按调节速率分配。按备用容量分配的方法可以有效地避免出现一部分机组调节已达到上下限，而另一部分机组还有调节容量。按调节速率分配的方法体现了不同性能机组之间的配合。

6）AGC软件设计：CC-2000电网调度自动化系统，是有中国电力科学研究院和原东北电业管理局联合开发的、具有我国自主知识产权和国际先进水平的软件系统。1996 年在东北电网正式投入运行，十年来广泛应用于国家电力调度中心、华北电网、东北电网、北京、天津、辽宁、黑龙江、贵州、甘肃、内蒙古等 70 多个省、自治区、直辖市和地市电力调度中心。

7）AGC控制策略仿真技术：传统意义上，一般用MATLAB/Simulink来完成联合系统区域调节控制过程的仿真。中国电力科学研究院系统所最近研究出PSD-FDS电力系统全过程仿真程序，该软件可以实现对联合系统AGC控制过程的仿真，通过合理性分析和一些简单的对比分析表明了仿真计算结果的合理性。

2.3研究存在的问题

虽然历经大半个世纪，相关从业者做出了大量的研究工作，并取得了很多的成果，电网运行地更加坚强、更加智能。但是，就“从人类实践活动中产生，又服务于改善人类的生存条件”而言，当前研究存在以下问题：

1）随着大规模新能源接入电网以及交直流特高压电网的发展，至今还没有一套合理的联络线控制考核标准体系。现有的考核标准要求各控制区就地平衡，由于新能源的波动性很强，所以各控制区就需要有足够的备用容量，否则就很难更大规模的接入新能源。

2）当前联络线控制策略的核心之一就是各控制区就地平衡原则，该种控制策略并没有很好的体现出区域电网互联的优势，不利于资源在整个控制区内的优化配置。未来的研究将会逐步打破分省、分区平衡控制的模式。

3）当前研究重点放在区域总调节功率的生成、AGC调节功率的分配上。下一步研究更需要侧重机组快慢组合协调、分级分区协调控制、区域控制性能安全约束以及市场因素协调控制方面。

4）AGC容量计算方法过于单一，大多是按负荷变化、运行经验等来确定。这种方法难以兼顾电力市场运行的经济性电力系统运行安全性要求，而且系统控制调节在很多时候都难以满足控制的基本要求。

5）超前负荷预测研究工作存在严重缺陷，致使当前AGC控制策略主要以滞后控制为主，超前控制应用较少。滞后控制会增大机组调节的频率和调节幅度，影响系统的稳定性。

6）对于稳态过程、机电暂态过程、电磁暂态过程的仿真，国内外已有相对成熟的程序，例如。但是，相对而言，当前缺乏专门针对互联电网频率调节、功率调节仿真软件的研究。

3.结论

纵观联络线控制策略的研究历史和现状，当前的理论和技术很好的保证了各独立控制区“自负盈亏、就地平衡”的原则，同时也确保了系统具有一定的稳定性。并且对互联电网之间的相互协调控制做了一些试探性的研究，做到“一方有难，八方支援”，并取得了一定研究成果，理论研究得到了很好的实际验证。但是，这些就并没有形成具体统一的理论，也不能任意的应用到任何一种互联电网。这在某些程度上影响了很多电网的运行效果。

机组的控制手段方面，虽然有大量的研究表明改进的方法可以提高机组的调节性能，但是每一种具体的方法都存在其局限性，一般会受到某些条件的制约。而且大部分是采用数字仿真的条件下验证理论研究的合理性，很少通过实际运行的机组来得以验证。

课题研究秉承继往开来的精神，在前人研究的基础上不断发现问题、勇于创新，为科学理论研究和经济社会的发展做出贡献。

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