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动力技术论文范文

时间:2023-03-20 16:19:00

序论:在您撰写动力技术论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。

动力技术论文

第1篇

定桨距空气动力制动的控制

对于定桨距机组,空气动力制动装置安装在叶片上。它通过叶片形状的改变使风轮的阻力加大。如叶片的叶尖部分旋转80°~90°以产生阻力。叶尖的旋转部分称为叶尖扰流器,使叶尖扰流器复位的动力是风力机组中的液压系统,液压系统提供的压力油通过旋转接头进入叶片根部的液压缸。叶尖的扰流器通过不锈钢丝绳(图中未画出)与液压缸的活塞杆相联接。当机组处于正常运行状态时,在液压系统的作用下,叶尖扰流器与叶片主体部分精密地合为一体,组成完整的叶片,起着吸收风能的作用;当风力机需要制动时,液压系统按控制指令将扰流器释放,该叶尖部分旋转,形成阻尼板。由于叶尖部分(约为叶片半径的15%)在风轮产生功率时出力最大,所以作为扰流器时,叶尖产生的气动阻力也相当高,足以使风力机很快减速。一种定桨距机组液压系统。

变桨距、偏航驱动与制动

液压变桨距系统风电机组变桨距的目的主要是功率调节。液压变桨距系统的组成如图7所示。从图7可见,液压变桨距系统是一个自动控制系统。由桨距控制器、数码转换器、液压控制单元、执行机构、位移传感器等组成。在液压变距型机组中根据驱动形式的差异可分为叶片单独变距和统一变距两种类型,单独变距用的三个液压缸布置在轮毂内,以曲柄滑块的运动方式分别给三个叶片提供变距驱动力(图略)。统一变距类型通过一个液压缸驱动三个叶片同步变桨距,液压缸放置在机舱里,活塞杆穿过主轴与轮毂内部的同步盘连接,动力部分由电动机7、液压泵5、油箱1及其附件组成。变距机构的控制风力机叶片的“开桨”和“顺桨”,在机组运行和暂停的工作状态实现位置控制。在机组关机和紧急关机时实现速度控制。还有一种电液结合的变桨距系统。电-液变桨距机构原理图。由图可见,本系统用交流伺服电动机驱动可双向转动的定量泵,定量泵直接驱动液压缸。通过改变电动机的旋转方向、速度和运行时间来控制液压缸的运动。偏航的驱动与制动液压系统还可以用于偏航的驱动与制动。由于风向经常改变,如果风轮扫掠面和风向不垂直,不但功率输出减少,而且承受的载荷更加恶劣。偏航系统的功能就是跟踪风向的变化,驱动机舱围绕塔架中心线旋转,使风轮扫掠面与风向保持垂直。机舱在反复调整方向的过程中,有可能发生沿着同一方向累计转了许多圈,造成机舱与塔底之间的电缆扭绞,因此偏航系统应具备解缆功能。也有的风力发电机组利用偏航进行功率调节。偏航驱动系统与变桨距驱动系统类似,是一个自动控制系统,其组成和工作原理。由图可见偏航系统由控制器、功率放大器、执行机构、偏航计数器、传感器等部分组成。偏航系统的执行机构一般由偏航轴承、偏航驱动装置、偏航制动器、偏航液压回路等部分组成。偏航制动控制的功能是控制偏航制动器松开或锁紧;为避免风力发电机组在偏航过程中产生过大的振动而造成整机的共振,偏航系统在机组偏航时必须具有合适的阻尼力矩。阻尼力矩的大小要根据机舱和风轮质量总和的惯性力矩来确定。此阻尼力矩由液压系统提供。

第2篇

因控制超温的方式不同,目前主要分为高水气比、低水气比、中低水气比变换工艺[3]。其中高水气比变换工艺又分为全高水气比、高水气比分股变换工艺。对于SE-东方炉粉煤气化制甲醇,经计算,变换水气比0.5左右即可满足制甲醇的部分变换需求,其粗合成气自身所带水气是过剩的。因此,试图通过提高粗合成气的水气比来控制变换反应温度的工艺显然非常不经济。目前运行的高浓度CO高水气变换流程存在如下问题:①初期开车由于负荷低,第一变换炉超温到500℃,为降低床层温度,水气比要高于1.6,甚至达到1.8,造成了能量巨大的浪费;②由于湿气空速大,变换反应深度增加,因此单炉催化剂用量多;③催化剂使用寿命短,目前运行的Shell和GSP气化高水气比装置,第一变换炉催化剂使用寿命都不超过1a。对于高浓度CO粗合成气,现有高水气比变换纷纷进行技术改造,降低其水气比,节约能耗。Shell粉煤气化在国内应用较为成熟,与之相配套的变换工艺有全高水气比、全低水气比、低串中水气比工艺[4]。全高水气比工艺为预变换炉前一次性补足水蒸气,如SE-东方炉粉煤气化采用全高水气比变换来控制炉温,需要添加大量的高压蒸汽,由于合成甲醇不需要过高的变换率,这些添加的蒸汽最终并未参与变换反应,并且需要通过换热将其冷凝成水,能耗较高。属于改进型的高水气比分股变换工艺,仍需将一股配加蒸汽至高水气比,虽然达到相对节省蒸汽的目的,但造成蒸汽和热量浪费的同时,仍然增加了后续工段管线设备的投资和冷凝液处理的负担。而全低水气比、低串中水气比工艺则需先降低SE-东方炉粉煤气化粗合成气中的水气比,后续又补充蒸汽或水。显然以上与Shell粉煤气化配套的变换工艺均不适用于SE-东方炉粉煤气化制甲醇。因此,SE-东方炉粉煤气化制甲醇变换工艺技术选择思路为降低其水气比控制变换反应温度,并且在后续变换炉前不补充蒸汽或水。目前有两种与之配套且先进的变换工艺:动力学控制变换工艺和热力学控制变换工艺。以某年产180万吨甲醇装置为例,该装置生产规模日投煤量7500t,生产的粗合成气有效气量为516000m3/h,粗合成气中CO(干基)体积含量70%,水气比0.92,要求变换装置出口变换气中H2/CO为2.26±0.02。因装置规模大,变换设置两系列。以下针对单系列对两种工艺进行比较。

1.1动力学控制变换工艺动力学控制变换工艺流程见图2。粗合成气全量进入1#低压蒸汽发生器副产低压蒸汽,同时调整水气比至约0.55后,经气气换热器升温进入第一变换炉进行变换反应,出口气体经换热后,进入1#中压蒸汽发生器副产中压蒸汽,降温后进入第二变换炉继续变换反应,出第二变换炉变换气进入2#中压蒸汽发生器副产中压蒸汽后,与第一变换炉出口跨线变换气混合,调整出装置工艺气H2/CO,混合工艺气依次进入2#低压蒸汽发生器、锅炉给水预热器、脱盐水预热器回收热量。动力学控制变换工艺通过适当减少第一变换炉中的催化剂,即控制催化剂装填量的办法,能达到控制床层热点温度从而达到控制反应深度的目的[6]。但是,由于CO浓度和水气比都高,反应的推动力太大,催化剂的装填量只要有少量的变化,就会明显影响床层的热点温度,因此催化剂的用量必须准确,否则会因为反应深度的增加而造成床层“飞温”的不良结果。如果催化剂的装填量固定不变,则在装置开车初期,负荷小或气量波动时,催化剂装填量势必富余,导致粗合成气反应深度加大而超温。运用一种新开发的分层进气变换反应器技术,当生产装置运行负荷低时,气体只经过下层进行变换反应,可以避免因为催化剂装填富余,CO过度反应使床层超温;当生产装置运行正常时,气体可以全部从上段进入或者上段和下段同时进入,以此来满足生产要求。该工艺主要缺点是:变换反应温度控制的影响因素较多,催化剂的装填量、原料气负荷、水气比的波动均影响反应温度,操作控制系统设计较复杂。

1.2热力学控制变换工艺热力学控制变换工艺流程见图3。粗合成气首先分为两路,一路进入1#低压蒸汽发生器副产低压蒸汽,同时调整水气比至约0.25后,经气气换热器升温进入第一变换炉进行变换反应,出口气体经换热后,进入1#中压蒸汽发生器副产中压蒸汽,降温后与另一路粗合成气汇合后经脱毒槽进入第二变换炉继续变换反应,出第二变换炉变换气依次进入中压蒸汽过热器、2#中压蒸汽发生器、2#低压蒸汽发生器、锅炉给水预热器、脱盐水预热器回收热量。热力学控制变换工艺在粗合成气主路设置非变换旁路跨越第一变换炉,再与另一路经第一变换炉的低含水量变换气混合后进入第二变换炉反应,可稳定调控水气比,且无需补充蒸汽调整水气比,节约能耗效果显著。第一、二变换炉催化剂装填量均为足量,都按照接近反应平衡控制变换深度进行设计,结合粗合成气旁路、主路流量比值控制及第一变换炉之前设置蒸汽发生器,运行负荷变化时不需要调整;且由于反应平衡控制的特点,在不同运行负荷下第一变换炉发生甲烷化反应的风险很小。该流程应注意的是,运行过程特别是开工导气初期,由于操作或调整不当出现水气比过低而容易导致甲烷化超温发生。此时可根据床层温度适当调整第一变换炉水气比,控制床层热点温度不高于380℃,避免甲烷化的发生。在运行末期,可以通过适当减小进入第一变换炉的气量或者适当提高第一变换炉反应器入口的水气比,来维持较高的CO转化率,使装置仍能够稳定运行。此工艺操作过程简单,兼顾了第一、二变换炉反应器的温度控制和水气比要求,既很好地控制了第一变换炉反应器的热点温度,又使第二变换炉反应器入口气体在降温的同时提高了水气比。

2分析比较

两种工艺有相似之处,即均采用了降低原料粗合成气中水气比的方法。究其原因,一方面制甲醇其水气比是过剩的,节能效果显著;另一方面可以降低变换反应的剧烈程度,增强了装置的稳定性和可操作性。不同的是第一变换炉变换反应控温方式的差异,动力学控制变换工艺是减少催化剂装填量,使变换未反应完全即送出第一变换炉,而热力学控制变换工艺是变换反应达到平衡后送出第一变换炉。

2.1技术参数表1是两种工艺的主要技术参数对比,从表1中可知,两种工艺均能满足生产要求。两种工艺经废热锅炉后,降低第一变换炉进口的水气比,因各自控温方式的不同而产生较大差异。且2个变换炉进口温度、床层热点温度呈现出不同的高低分布。动力学控制变换工艺2个炉进口温度均较高,床层热点温度前高后低。热力学控制变换工艺2个炉进口温度均较低,床层热点温度前低后高。比较而言,较低的进口温度有利于催化剂的升温还原操作和使用寿命的延长,也便于换热流程的组建,而且变换工艺的控温关键是第一变换炉,第一变换炉较低的床层热点温度可以更有效避免甲烷化的发生。由于两种工艺变换炉热点温度的差异,换热流程从热量有效利用的角度考虑,中压蒸汽过热器设置位置不同,动力学控制变换工艺中,中压蒸汽过热器直接设置在了第一变换炉出口,而热力学控制变换工艺则设置在了第二变换炉出口。

2.2能耗表2是两种工艺的主要消耗对比。当生产规模一定时,不同变换工艺的能耗主要体现在蒸汽和工艺余热上。由表2可知,两种工艺副产的蒸汽基本相当,低温位工艺余热、冷凝液总量、循环冷却水水量,热力学控制变换工艺略多,此结果是由于热力学控制工艺进入变换系统的总水气比略高于动力学控制工艺。两种工艺均采用了前置废热锅炉,并且后续不补充蒸汽或水,变换深度相当,变换产生的整体热量和冷凝液基本相同,只是热量及冷凝液的分配有所不同,故由表2可看出两方案能耗相当。

2.3投资两种工艺主要设备投资费用见表3。可以看出,变换炉费用因两种工艺催化剂装量的不同存在较大差异;各换热设备因两种工艺换热流程、参与换热工艺气气量、平均传热温差等因素存在明显差异。虽然热力学控制变换工艺多设置一台脱毒槽,但动力学控制变换工艺主要设备投资费用比热力学控制变换工艺多。两种变换工艺中,第一变换炉催化剂设计使用寿命均为2a,第二变换炉催化剂设计寿命为4a,脱毒槽吸附剂设计使用寿命为4a。综合以上几方面的分析比较,两种变换工艺均能满足生产要求,能耗相当,在操作稳定性和主要设备投资方面,热力学控制变换工艺优于动力学控制变换工艺。

3结束语

第3篇

[关键词]中小企业;技术创新动力;市场结构

一、企业规模与技术创新动力

随着技术的发展进步,企业规模存在着扩大与分散两种趋势,对于到底什么样的规模能使企业更有技术创新的动力,学者们有不同的理解和认识。

熊彼特(J.A.Schumpeter)的创新理论认为垄断利润是技术创新活动的基本目标,垄断的存在是企业家愿意投资于创新的前提。美国制度经济学家加尔布雷思进一步论述了大企业最适合于技术创新的观点:首先,垄断或大企业能够承担创新风险,而且对垄断利润的预期可以成为创新的激励机制;其次,技术创新是竞争的一个要素,大厂商的引进技术创新并不消除竞争,反而因厂商追求创新而增强了竞争;第三,完全竞争下的小厂商不可能为R&D支付最佳费用,而大企业却可以开发和利用R&D成果。

谢勒(Scherer.F.M.)等人的观点完全相反,他们认为小企业在推动技术进步方面的作用最大,理由是:首先,大企业在试图形成垄断力量的过程中确实会从事技术进步活动,但是垄断地位一旦形成,技术创新的动力和行为就会逐渐消失,市场支配能力反而成为限制技术创新的障碍,因此竞争才是技术进步的原动力;其次,大企业所拥有的大规模在技术进步的过程中也会成为劣势,如决策过程的低效率、技术开发人员之间的相互掣肘、管理层对某些独特的创新活动的忽略和不支持;最后,实践表明,在许多产业中,小企业能对技术进步做出重要的贡献。

德姆塞茨论证:创新前垄断企业限制产量对于竞争市场条件下的创新动力会更大。德姆塞茨通过经济学证明得出如下结论:市场规模较大的垄断企业进行技术创新的动力要大于市场规模较小的竞争企业进行技术创新的动力。卡尔松(B.Carlson)在研究新技术引入对产业结构、企业规模影响时认为,技术进步降低了生产的最小有效规模。这表明在中小企业中出现规模经济的可能性大大增加了。克鲁格曼(P.R.Krugman)提出,技术创新或开发型技术进步可以在专业化程度的提高中出现。

二、市场结构对中小企业技术创新动力的影响

市场结构是指“构成市场的卖者相互之间、买者相互之间以及卖者和买者集团之间等诸关系及特征,是影响竞争和垄断的性质和程度的市场性”,它反映着企业在市场上的交易地位和相互关系,体现了企业之间垄断和竞争的基本关系。在现代西方产业组织理论中,根据市场竞争和垄断程度,市场结构包括完全竞争的市场结构、完全垄断的市场结构和垄断竞争的市场结构3种类型。

1.完全竞争的市场结构与中小企业技术创新动力。完全竞争的市场结构对中小企业技术创新动力有两方面的影响:一方面,市场竞争是市场运行发展和技术进步的外部动力,连续性的企业技术创新和赶超,推动着产业生产技术向更高效率的方向发展。市场竞争关系到企业的生存命运和发展前途,它迫使企业不断进行技术创新,以提高企业劳动生产率,降低个别劳动消耗,从而推动整个社会的技术迅速发展。另一方面,完全竞争市场结构对企业技术创新会带来竞争的无序性,这种无序的竞争主要表现为:无偿模仿受到专利制度保护的技术,侵害发明者或所有者的利益;利用虚假标识,损害其他竞争者的商业信誉;窃取技术秘密和商业秘密,以低于成本水平的价格销售商品等,其结果会使技术创新者的利益受到侵害,降低创新活动的期望价值,从而导致创新者减少研究与开发的投入,有碍于企业技术创新。

2.完全垄断的市场结构与中小企业技术创新动力。从有利的方面看,完全垄断的市场结构形态具有刺激技术创新的作用。专利是形成垄断的一种原因,企业只要创造了一种新产品、劳务或新的加工技术并获得了专利,就会形成对这种产品、劳务或加工技术的垄断;同时,只有对创新进行专利保护,授予创新者以垄断权力,才能促进创新。这是因为完全垄断的市场结构通过专利形式给予创新者以垄断排他性的权利,使创新者在一定时期内享有创新所带来的经济利益。然而,在完全垄断的市场条件下,一个厂商控制着全部的市场供给,并直接决定着价格,没有别的厂商与之竞争,因而垄断厂商没有丝毫动力与压力去进行技术创新;在完全竞争的市场结构条件下,技术创新也并不活跃,因为众多的竞争者中,没有哪一家厂商更占优势,可以控制更多的市场份额,因而其技术创新的可能收益不大,但却面临极大的风险,企业技术创新的内在动力不足。

3.垄断竞争的市场结构与中小企业技术创新动力。技术创新可分为竞争推动型和垄断推动型两种。如果只存在竞争推动的技术创新,没有超额垄断利润的诱惑,那么创新活动就很难出现,因为人们都想做风险小和成本低的模仿者,而不愿意做风险大和成本高的技术创新者;反之,如果只存在垄断推动的技术创新,缺乏竞争的压力,那么创新活动到一定的阶段就会消失,因为企业已经独占了垄断利润。所以,在垄断竞争的市场结构中,既有竞争对手的威胁,又有能维持技术创新的持久收益,才可以有效地把竞争推动的技术创新和垄断推动的技术创新综合起来,共存共荣,积极地推动企业技术创新向深度和广度发展。因此垄断竞争的市场结构形态是中小企业最能产生技术创新动力的最佳市场结构。在这种市场结构下,相对垄断者之间激烈的竞争迫使他们不得不进行持续的技术创新,以防其市场份额的丢失;垄断者相对众多小型竞争者的优势,以及其对市场的相对控制使其从技术创新中获得垄断利润成为可能。

三、改善市场结构,增强中小企业技术创新动力

作为一个发展中国家,中国还处于经济转型期,在制定产业组织政策过程中,要更加重视规范企业行为,培育良好的市场竞争环境,以及完善各种相关制度,增强中小企业技术创新的动力。

1.打破自然垄断性行业完全垄断的市场结构。近年来,我国已经开始在一些自然垄断性行业中放松了管制,并取得了积极的成果。然而应该看到,我国自然垄断性行业的开放还远远不够,即使引入了竞争,竞争机制也不可能有效地发挥作用。要从根本上促进我国自然垄断性行业的技术创新,必须首先在政府管理体制上做出重大变革,改变政企合一的体制,打破管制机构与被管制企业之间的利益关系;其次,鼓励多家公司进入并开展竞争,充分发挥竞争机制的作用,促进产业技术创新和经济效益的提高;第三,对于仍需管制的领域,应引入激励性管制方式,以刺激垄断企业提高效率。

2.规范和控制非垄断行业的竞争。中国加入WTO后,民族工业面临的竞争更加激烈,因此,要建立一个开放、统一、有序的市场环境进行公平竞争,而不是一个完全自由竞争的市场结构形态。我国目前还处于市场经济发展初期,政府在强化行政管理的同时,应大力推进市场竞争的法律规范工作,防止因为无序竞争而阻碍企业的技术创新,导致市场和社会的混乱。

3.实施专利制度,激励企业技术创新。从长远看,专利垄断的有限性必将推进整个经济的发展。在实践中,正是靠专有权这种垄断性的存在,延迟了模仿者进入市场的时间,为技术拥有者进一步创新提供了动力,因此,必须对技术创新予以知识产权保护,严厉打击假冒行为和地方保护主义。

4.鼓励企业合作、合并与兼并,实现科研开发规模经济。针对我国工业企业95%以上规模小、自有资金有限、无力搞大的突破性开发项目的特点,政府应鼓励企业合并,组织同行业的企业通过多种形式扩大规模、多方合作搞技术创新,鼓励高校、科研院所等以技术股的形式,与企业联合开发应用新技术,充分发挥各自在人才、设备和资金上的优势,促进科研成果转化为现实的生产力,并实现科研与开发的规模经济。在维护自由公平竞争与利用规模经济间寻找最佳的结合点,既不能因反垄断过度而伤及规模经济效益,又要防止因合并的失度而妨碍自由公平的竞争,以达到优化企业技术创新的市场结构的目的。

主要参考文献

[1]肯尼斯·W·克拉克森,罗杰·勒奋瓦·米勒。产业组织:理论、证据和公共政策[M].上海:上海三联书店,1989.

[2]Scherer,FM,Roses,D.Industrialmarketstructureandeconomicperformance[M].Houghton,1990.MifflinCompany,Boston.

[3]Demsetz,H.IndustryStructure,MarketRivalryandPublicPolicy[J].JournalofLawandEconomics,Vol.1973.

第4篇

一、集体活动的设计

数学集体活动的主要任务是帮助幼儿理解重点和难点,了解并掌握活动的规则和方法。为此,应该特别重视以下两个方面。

(一)提供适宜的教具

数学活动的教具应该在形象美观的基础上,特别注意具体化和明朗化。一般来说,教具要有利于突出重点,分散难点,排除不必要的干扰因素,具有可操作性。

例如,大班“交集分类”活动的重点是让幼儿理解两个集合相交部分的含义。我们设计了两个纸圈,它们各代表一个集合。先将这两个纸圈分开摆放,让幼儿结合已有的学习经验——按特征标记分类——在这两个纸圈中摆放相应的图形片,然后移动一个纸圈使之与另一个纸圈相交,引导幼儿发现两圈相交部分的图形片同时具有两个集合的特征。用这样的教具来演示,可以使幼儿循着较为清晰的思路来理解、接受:第一步,对两个集合各自的特征进行确认,从而产生一种清晰明了、确信不疑的心态;第二步,通过移动相交的过程,幼儿“发现”了相交部分,并理解其中的图形片既具有各自集合的特征,又在某一方面具有另一个集合的特征。在这个过程中,幼儿顺利地接受了交集分类的知识,体验到了“发现”的成功感。显然,如果我们只是在图上画出两个相交圆,并在其中摆放相应的图形片,幼儿就很难从两个静止不动的圆形中理解交集分类的含义。

(二)设计清晰简练的教学语言

在数学活动中,教师的教学语言起着十分重要的作用。教师必须事先精心设计教学语言,不能临阵磨枪,更不能凭感觉临时发挥。

1.讲解

教师的讲解是帮助幼儿理解数学知识,掌握活动规则所必需的。我们在设计讲解语时,一般注意以下四个要求。

①清楚明确。教师的讲解语应该很明确,让幼儿一听就知道要做什么,怎么去做。例如,我们为“看数拍手”活动设计的讲解语——下面,我们玩“看数拍手”的游戏。老师拿出的数学是几,你就拍几下手。拍完后就说:几,我拍了几下。这段讲解语只有三句话,第一句介绍游戏名称,第二句交代游戏方法,第三句教幼儿正确表达自己的操作结果。

②要言不烦。在设计讲解语时,教师必须清楚地知道哪些应该先说,哪些应该后说;哪些应该详细地说,哪些应该简略地说。例如,“认识数字5”这一活动的重点是认识数字5及其所代表的量。为此,教师应该首先引导幼儿确定数量,再引导幼儿仔细辨认字形并理解这一数字所代表的量。至于贴绒板上有哪些小动物,它们有什么不同则无需多说,因为这都不是这一活动的重点。

③有条有理。教师应从操作的实际顺序和幼儿的思维(或者行动)习惯这两者的结合上作综合考虑,使语言具有条理性。例如,在“按数串木珠”的活动中,教师应有条不紊地交代:理出同色木珠——认清木棒上标示的数字——把与木棒上数字一样多的木珠串在木棒上。如果教师只是笼统地交代:数字是几,就串几颗木珠,而且所串木珠的颜色要一样。那么,幼儿很可能只考虑数量的要求,而忽略所串木珠在颜色上的要求。

④科学严谨。我们有时会为了便于幼儿理解而忽视数学概念的科学性,这是很不严谨的。教师在示范讲解时的语言既要便于幼儿理解又要准确。例如,在比较数量时,应说“哪个多,哪个少”,不能说“哪个大,哪个小”。再如,在比较圆形和三角形时,有些教师往往说“三角形有角,圆形没有角”,这是错误的,因为圆有圆周角。

2.提问

提问的目的是为了帮助幼儿思考,让他们运用已有的知识、经验去探索新问题,解决新问题。为此,有以下三个方面应特别注意。

①围绕目标,紧扣主题。教师要善于抓住每个活动的目标,清晰有序地设计提问。例如,在中班的“哪个多哪个少”活动中,我们确定该活动的目标是比较物体数量的多少。教师首先问:这里有什么?它们哪个多,哪个少?当幼儿受物体大小以及排列形式的影响,不能正确地分析、比较时,教师再问,你怎么会觉得这个多,那个少呢?幼儿往往会认为:这个占的地方大,排的队伍长,所以这个多。此时,教师应进一步设问:我问的是“哪个多哪个少”,而不是问“哪个占的地方大,排的队伍长”。经过这样的启发诱导,幼儿就能够排除干扰因素,理清自己的思路了。

②由浅入深,分出层次。循序渐进地设问,可以分散教学难点,减少思维障碍,保持幼儿的学习积极性。例如,在“用一个数字表示相等量”的活动中,我们提供4张动物卡片,其中3张卡片上的动物数量相等。如果教师直接提问:用哪个数字来表示卡片上一样多的动物?和这一数字不一样多的动物怎么办?幼儿就会难以回答,束手无策,从而使自信心和积极性大受挫伤。我们可以将上述问题分解成由浅到深的一系列小问题逐个提出,比如:卡片上有什么?它们每样各有多少?哪些动物一样多?它们各是多少只?用哪个数字来表示一样多的动物?哪种动物同这几种动物的数量不一样?它可以用什么符号来表示?这样的提问就会大大降低问题的难度,使幼儿进入顺畅的思维轨道。

③正逆设问,拓展思维广度。数学活动中,教师应该有意识地培养幼儿思维的灵活性。例如,在“使两组物体数量相等”的活动中,我们在贴绒板上出示5只小猫,6只小狗。首先提问:用什么方法让小猫和小狗一样多?当幼儿回答出用添加的方法时,我们再进一步启发幼儿还可以用什么方法,从而引导幼儿从不同的角度去思考问题,培养他们思维的灵活性,拓宽他们的思维广度。

二、分组活动的设计

集体活动之后,我们往往安排一些分组活动。在这段时间里,我们提供几种材料,让每组幼儿轮流操作。在分组活动中,我们比较注意以下几个问题。

(一)提供多元化的操作材料

1.紧扣目标,提供多样化的材料

为分组活动提供的材料既要紧扣教育目标,又要丰富多样。例如,在“认识梯形”的活动中,活动的目标是感知梯形的基本特征。根据这一目标,我们提供了以下几种材料:①火柴棍(用来拼梯形,帮助幼儿体验梯形的外形特征);②三角形、长方形、正方形的纸和剪刀(用来变梯形,帮助幼儿进一步感知梯形的基本特征,并体验变梯形的多种途径);③由各种几何图形组成的形象(给其中的梯形涂色,帮助幼儿感知梯形的多种变化)。

虽然这三种材料各不相同,操作方法及作用也不完全一样,但都是紧紧扣住活动目标的。这种丰富多彩的材料,既可以引起幼儿的学习兴趣,又可以用不同的形式来巩固幼儿的习得。

2.因人而异,提供不同难度的材料

幼儿的个体差异是客观存在着的,因此,要根据幼儿的不同发展水平来提供不同难度的材料,例如,在“按颜色分类”的活动中,我们提供了3组图形片和颜色标记:①颜色不同,大小、形状均相同;②颜色、大小均不同,形状相同;③颜色、大小、形状均不同。这三组材料中,后一组均比前一组难一些,这对不同发展水平的幼儿来说,是适宜而有益的。

(二)注重观察幼儿的操作活动

1.观察新的活动内容

我们组织的分组活动经常采用新旧内容结合的做法。对于新的内容,幼儿往往会有陌生感,因此,教师对此要特别关注,以便及时发现幼儿在操作时的问题,给予有效的帮助和指导。

2.观察幼儿解决问题的方法

分组活动时,教师应注意观察幼儿在操作过程中采用什么方法来解决问题。当发现幼儿采用了好的方法,要及时向全班幼儿介绍,让大家来学习。例如,在“给棍子排队”的活动中,我们发现有的幼儿先将所有的棍子拿在手中,然后依次抽出最长的棍子来排列。我们及时将这一方法介绍了给全体幼儿,使许多幼儿都学会了这种又快捷又准确的方法。

(三)重视活动的评价

对分组活动进行评价的内容应包括幼儿对所学知识的掌握情况和学习兴趣、习惯等有关方面。在评价时应注意以下两点。

第5篇

关键词:动态电源管理静态预知方法动态预知方法

引言

电子系统可视为是种类不同的元件集合,有些元件有着固定的性能指标和耗能,这些元件被称为非电源管理元件;上反,有些元件可以在不同时间工作,并且有多种耗能状态,相应地消耗着不同的系统电能,这些元件称为可电源管理元件。可电源管理元件的有效使用成为节省系统耗能,使整个系统在有限电能下长时间工作的关键所在。

系统元件从一种耗能状态到另一种耗能状态往往需要一段时间,并且在这段时间内会消耗更多的额外能量。状态的改变会影响系统的性能,所以设计者需要在系统节能和系统性能之间找到恰当的折衷切入点。本文介绍了动态电源管理中的一些方法。这些方法将决定元件是否改变耗能状态和何时改变。

1动态电源管理技术

“动态电源管理”是动态地分配系统资源,以最少的元件或元件最小工作量的低耗能状态,来完成系统任务的一种降低功耗的设计方法。对于电源管理实施时间的判断,要用到多种预测方法,根据历史的工作量预测即将到来的工作量,决定是否转换工作状态和何时转换。这就是动态电源管理技术的核心所在——动态电源管理方法。

动态电源管理技术适用的基本前提是,系统元件在工作时间内有着不相同的工作量。大多数的系统都具有此种情况。另一个前提是,可以在一定程度上确信能够预知系统、元件的工作量的波动性。这样才有转换耗能状态的可能,并且在对工作量的观察和预知的时间内,系统不可以消耗过多的能量。

2电源管理

各个系统设备当接到请求时,设备忙;而没有请求时,就进入了空闲状态。设置进入空闲时,可以关闭设备,进入低耗能的休眠状态;当再次接到请求后,设备被唤起。这就是所谓的“电源管理”。然而,耗能状态的改变是需要时间的,也就是关闭时延和唤起时延。唤起休眠状态中的设备需要额外的能量开销,如图1所示。如果没有这项开销,也就用不着电源管理技术了,完全可以只要设备空闲就关闭设备、这种时延和能量开销确定存在,所以必须考虑,只有当设备在休眠状态所节省的能量至少可以抵得上状态转换耗能的情况时,才可以进入休眠状态。

电源管理技术是一个预知性问题。应寻求预知空闲时间是否足够长,以及于能否抵得上状态转换的耗能开销。空闲时间过短时,采用电源管理的方案就得不偿失了。所以事先估计出空闲时间的长短是电源管理技术中的首要问题。定义“恰当的停止时间段”(tBE):能达到系统节能的最短空闲时间段。此时间与设备元件本身有关,与系统发出的请求无关。假设状态转换延时t0(包括关闭和唤起延时)耗能为E0;工作状态功率Pw,休眠状态功率Ps,可由以下式求出tBE。

Pw×tBE=E0+Ps×(tBE-T0)

等式左边为“适合暂停时间段”内的耗能,也就是系统在这段用于节能的最短空闲时间内继续工作所需能量;右边是状态转换耗能和休眠时间内的系统耗能。tBE换和这段休眠时间内的系统耗能。电源管理技术就是要预知将要发生的休眠时间是否能够大于tBE,只有大于它,设备才有休眠的必要。

3基于先验预知的动态电源管理技术

对于大多数真实系统,即将输入的信号是难以确定的。动态电源管理的决策是基于对未来的不确定预知的基础之上的。所有的基于预知的动态电源管理技术的基本原理是探过去工作量的历史和即将发生的工作量之间的相互关系,来对未来事件进行可靠的预知。对于动态电源管理,我们关心怎样预知足够长的空闲时间进入休眠状态,表达如下:

p={tIDLE>tBE}

我们称预知空闲时间比实际的空闲时间长(短)为“预知过度”(“预知不足”)。预知过度增加了对性能的影响;预知不足虽对性能无影响却造成了能量的浪费。要是能既无预知过度又无预知不足,那就是一个理想的预知。预知的质量取决于对观察样本的选择和对工作量的统计。

3.1静态预知方法

固定超时法:最普遍的电源管理预知法,用过去的空闲时间作为观察校本对象来预知当前空闲时段的总持续时间。此方法总结如下:空闲时钟开始,计时器开始计时,超过固定超时时间tTO系统仍处于空闲,则电源管理使得系统休眠,直到接收到外界请求,标志着空闲状态的结束。能够合理地选择tTO显然是这种方法的关键。通常在要求不高的情况下取tTO=tBE。

固定超时法优点有二:①普遍适用(应用范围仅限决于工作量);②增加固定超时值可以减少“过度预知”(即预知时间比实际空闲时间长)的可能性。但是其缺点也明显:固定超时过大则将引起预知不足,结果不能有效的节省能量,相当多的能量浪费在等待超时上。

预知关闭法:此方法可以解决固定超时法中等待固定超时而耗费过多能量的问题,即预知到系统的空闲可能性就立即关闭系统,无需等到空闲时间超过超时值。预知方法是对历史工作量的统计上做的有肯定性估计。

Srivastave提出了两种先验关闭的方案。

①非线性衰减方程(φ)。此方程可由过去的历史中得到。

t的上标表示过去空闲和工作时期的序号,n表示当前的空闲时期(其长度有待于预知估计)和最近的工作时段。此方程表明了要估计将发生的空闲时期,要考虑到过去的空闲和工作时期。

如果tpred>tBE,那么系统一空闲就立即关闭。观察样本是

此方法的局限:

*无法自主决定衰减方程的类型;

*要根据收集和分析的分散数据建立衰减模型,并且这些数据适合此衰减模型。

这些数据适合此衰减模型。

②极限方案。此方案基于一个极限。观察样本为紧挨着当前空闲时期之前的工作时期,如果便认为空闲时期比前一个工作时期长,则系统关闭。

注意:统计研究表明,短时间的工作时期后是长时间的空闲期;长时间的工作期后是短时间的空闲期。这样的系统可以用极限法,如图2所示。而短时期的工作期后是短时期的空闲期这种情况下就不能用些极限法。总之,对tthr的选择尤为重要。

预知唤起法:可以解决固定超时方法中唤起时的性能损耗。当预知空闲时间超时后则系统唤起,即使此时没有接收收到任何系统请求。使用此方法应注意的是,如果tidle被“预知不足”,则这种方法增加了能量的消耗,但同时也减少了等待接收第一个系统请求的时间,还是在一定程度上节省了能量,提高了系统性能。

3.2动态预知方法

由于动态电源管理方法的最优化取决于对工作量的统计,当工作量既未知又非静态时,静态预知方法就不是十分有效。因此,就有了动态预知方法。对非静态工作量有几种动态的预知方法。

①设定一套超时值,每个值与一个参数相关。此参数表明超时值选择的准确性。此方法是在每一个空闲时间内,选择这些超时值中最有效的一个值。

②此方法同样有一些供选择的超时值,分配给每个值一个“权”。此“权”是对过去相同要求下,采取此超时值带来的满意度为衡量对象抽象出的参数。实际采用的超时值是取所有被选超时值的权的平均。

③只采用一个超时值,当选择此超时值后会引起许多不尽如人意的“系统关闭”后,再适当增加此值。当更多的“系统关闭”可以被接受了,则适当降低此值。

4总结

动态电源管理是降低电子系统耗能的有效设计方法。在电源管理系统中,不同元件的工作状态要动态地适应不同程度的性能要求,只有这样才能最小化空闲时间浪费的能量或者无用元件浪费的能量。

第6篇

摘要:三维动画技术应用广泛。在课件中引入三维动画,可进一步提高学生兴趣,降低知识点难度,增强教学效果。

多媒体教学技术在中学教学中越来越普及,教育工作者制作出了各种类型的丰富多彩的课件。其中就动画内容而言,平面动画较多,三维动画还比较少见。笔者对三维动画方面的问题很感兴趣,就其在中学化学中的引入及初步应用谈谈自己的体会。

我使用的是3DStudioMAX(简称3DSMAX)三维动画制作软件。它集建模、材质编辑、修改、渲染、动画制作等功能于统一的Windows界面中,是一种大型、复杂的三维制作软件。

3DSMAX对硬件环境的要求:使用相当于Pentium300MH或以上主频的CPUl28M内存,板载4M显存的3D加速显卡以及支持1024x768分辨率的17英寸显示器。这种硬件要求今天已比较普遍。操作系统最好采用WindowsNT。对于Windows98的用户,也可使用3DSMAX,但是会遇到一些问题。首先是数值输入问题,安装完成后,建立造型时,不能输入造型的几何参数,这时将S12sys.ron字体文件拷入操作系统的字体文件夹中,即可解决。其次,可能遇到内存不足的问题,解决办法是购买内存或安装一些第三方内存管理软件。

3DSMAX的窗口界面根据实际的功能大致可分为8个区域,分别是:视图显示区,下拉菜单区、工具栏、命令面板,信息状态栏、动画控制区、视图控制区、对象捕捉区。各种工具、命令名目繁多,并且都是英文专业词汇,熟悉、掌握需要较长的时间。

作为一名基层化学教师,我曾经建立了一些化学三维动画模型。

例:建立数个在空间以各种角度旋转的乙烯分子球棍模型,其中一个渐至满屏,其余隐至最远处。

1、制作碳原子模型。打开“Create”命令面板,单击“Sphere”球体按纽;在透视图“Perspective”中拉出球体,3DSMAX自动命名球体为“Sphere01”,作为C原子;打开“Modify”命令面板,在“Parameters”参数栏输入数据,修改球体半径为所需。

2、制作两个氢原子模型。同上,建立另一个球体“Sphere02”,作为H原子,两球半径比为r(C)/r(H)=30/23:选中Sphere02,按下空格键锁定选择,单击工具栏上的“Pan”按纽,按下键盘的Shift键同时用鼠标拖动球体,在弹出的“CloneOptions”对话框中选择“COPY”复选框单击“OK”确认,复制出一个与“Sphere02”完全一样的的球体。

3、制作两个连杠。按下“Geometry”命令面板上的“Cylinder''''’按钮,在透视图中制作一个圆柱体;设高、半径为所需。

同上,复制一个连杠。

4、将各部分组成一个整体。前面建立的各部分均为独立的整体,必须将它们组合为一个整体。

首先单击“SelectcandLink”按钮,在大球上按下左键,将该球拖到一个连杠上,放开鼠标键;对其余各球、连杠同样操作;

其次,按住Ctrl键用鼠标占取各物体,将五个物体全部选中,单击“Croup”菜单上的“Group”命令,在弹出的对话框中输入“乙烯片段”,单击“OK''''’,关闭对话框,这样五个物体组合为一个整体。完成乙烯分子球棍模型的一半。在场景中移动任何一个物体,组中物体都随着移动。最后使用“Attach”命令将各部分真正结合成一个实体。

5、复制乙烯分子球棍模型另一半。

6、制作一根较长连杠,将两部分连接起来。

7、将三部分连接为一个整体,即得到一个完整的乙烯分子球棍模型。

8、复制6至7个乙烯分子模型。

9、制作动画。按下动画控制区“Anim”动画记录按钮(变为红色),移动时间滑块到50帧,将处于同等位置的数个乙烯分子边从XY平面、XZ平面、YZ平面旋转,边移至渐远,同时将一个乙烯分子各角度旋转至渐近;移动时间滑块到100帧,同样将渐近的一个乙烯分子移至满屏,并以正面呈现,其余分子移至屏幕最远;关闭动画记录。

10、单击动画控制区“Play”按钮,即可看到制作好单一个乙烯分子球模从一群分子中以各个角度飞出至满屏,其余退至最远。

第7篇

一、现代基本设计课程与传统教学艺术设计教学的区别

电脑艺术设计课程是现代设计艺术的重要组成部分,是视觉传达的重要手段。其教学内容包括编排设计原则、编排设计原理、编排的视觉流程、编排设计的形式法则、编排的基本类型、文字的编排构成、图形的编排构成及现代编排设计的发展趋势等。通过在版面上对空间层次、主从关系、视觉秩序及彼此间的逻辑条理性的把握与运用,将有限的视觉元素进行有机的排列组合,将理性思维个性化地表现出来,使版面编排获得良好的诱导力,更好地突出主题,在传达信息的同时,产生感官上的美感,达成最佳的诉求效果。

1.教学内容外在形式的变化

传统的编排设计教学的最大弊病在于信息传递媒体单一,教师靠口述和板书及有限的范围在一定时间内,往往只能传授给学生知识的结论,难以让学生直观感知、欣赏国内外众多的优秀设计作品,更无法从多角度、多环境立体而全面地分析其创意形成的过程。学生经自己观察、思考、抽象后形成的知识少,实际上不自觉地扼杀了学生全面探索以及创造性思维的能力,从而限制了学生素质的全面提高和能力的培养。多媒体技术的介入,无疑为电脑艺术设计教学注入了新的内容,在同样的时间内,课件以文字、图像、声音等有机结合的方式运用于教学,为学生创造了良好的知识情境,引导学生自己去探索、发现、归纳、总结知识的结论,从而有利于学生把握知识的整体和各个侧面,增强了教学的系统性、深入性。

2.教学内容内在结构的变化

教学内容的内在结构就是学科知识结构的组织设计。知识结构是学科知识间的逻辑关系,是学科内含智力因素的信息源。传统的编排设计教材都是以教为主,以线性结构来组织学科知识结构,学生利用它学习自由度不大,灵活性不强,而且难以促使学生已有的知识结构向新知识结构的有效迁移。多媒体是一种以接近人类认知特点的方式来组织、展示教学内容及构建知识结构的,它的信息组织方式是一种非线性结构——把信息的组织形式与信息内容呈现的多样性、复杂性结合起来,为学生提供一种动态的、开放的结构化认知空间,既注重学科的基本内容,又包括学科内容之间的逻辑关系;既注重知识的形成过程,又注重知识的结构,使教学内容的统一性与灵活性得到了完善的结合。这种采用网络化结构来组织的教学内容,把相互关联的知识点有层次的构成一种网络系统,系统由节点和链组成,节点表示教学内容的知识点,链是知识点之间的层级逻辑关系,教学内容在结构的变化使学习的知识着眼于不同的侧面,使学生对知识形成了多角度、丰富的理解,从而使他们在面对各种设计问题时,能更容易地激活这种知识,灵活地利用它们进行设计,形成解决问题的程序。

二、电脑艺术设计色彩构成教学

在电脑艺术设计色彩学习中,对呈现知识的框面艺术设计尽可能追求新颖独特。色彩对于人们的重要性,犹如阳光,空气和水一样必不可少,作为美术设计者,更应该自觉地认识色彩、创造色彩,一件设计作品的美感是综合了形态、色彩、质感而产生的。然而,看到作品的瞬间。首先诉诸于观者眼睛的是色彩的组合效果,也就是色彩美的问题。在设计中,不同的色彩搭配组合会给人的视觉和心理上形成诸如温暖、寒冷、华丽、朴素、强烈、柔弱、明亮、阴暗等不同的环境气氛,表现各种不同的感情效果。传统的课堂教学模式在讲授色彩原理时,教师往往以字代色,两种或多种色彩的对比及调和效果,学生只能通过联想加以比较,尤其对一些色彩感觉较弱,对色彩知识了解也较少的学生,这一点表现得尤为明显,学生在后期的实际应用中,很难把构成中的色彩知识自觉地应用于创作中,出现了临摹不成问题,创作却难上加难的情况,有的学生甚至要求在重新讲解相关的色彩知识,这些都说明前期的教学模式存在着一些问题。AdobePhotoshop软件作为影像处理软件,在色彩的使用及调控方面有着较强的优势,快捷的填充,灵活的色彩更换方式,每一项都简便易学,把Photoshop应用于色彩构成教学中,教师可以通过屏幕对色彩间的复杂关系进行形象地讲解,学生通过真实的色彩表现,轻松掌握色彩搭配规律,在作业的制作上,可免去学生手工操作过程中所出现的涂色不均等问题,并可衍生出多个方案,便于比较,扩大练习范围。作为设计专业的学生,除了教师的课堂讲授外,更多的需要借助大量深入而又系统的色彩作业练习去理解色彩原理,磨炼色彩感觉,精纯表现技巧,提高自身的色彩修养,为以后与色彩相关的设计课程打下良好的基础。

三、艺术设计过程的变化

我们曾以客观物质材料来塑模型,召集我们已逐渐步入虚拟实境的时代。计算机自身是一个复杂的信息处理系统,同时它又与周围的环境、开发商及使用者构成另一个系统。这样的系统环境下的工作带来设计者的思维及工作方法的一系列变化:传统的设计程序是被化分为几个阶段,即分析—构思—制作—选择—评价—再修改制作—再选择定案的过程,设计者必须亲历每个部分,参与每个过程,自身的角色也随之不断变化,设计者不但要有良好的设计思维,同时也要具备过硬的多种制作方法与手段;而运用计算机进行辅助设计时,情形就大有改观:设计人员只需作好满意的一个或几个供选择的构思或创意,剩下的工作就是运用适当的软件,通过指尖点击鼠标传递设计人的意旨,就可获得形象色彩俱佳的设计稿来。免去了作者许多亲身制作之苦,也往往获得更为满意的效果。

在平面设计中,通过计算机辅助设计,作者可得到多种质感的表现效果。设计者运用计算机材质库中所提供的材料肌理,使它与制作的图形或文字结合,通过视觉产生软硬、粗细、明暗、透明模型等对比的变化效果,来确定并有效地进行形体、模块的重组构造,方便地改变开头色彩等,还可利用计算机内多种摄影特技技巧,造成特有的动感效果,达到精细的设计作品,使其层次感、丰富性移样化更为突出;而在立体的设计中,设计者更能得心应手,运用自如地表现出物体的各个侧面及细部,计算机强大的计算机功能可以将每一条曲线,徒刑模数精确计算出并能虚拟实境表现出来,显示出模型的最终效果。设计者亦可以加入动画设计,使物体处于运动之中,观察设计物体在运动中的各部分关系,及时调整设计构思,这样的设计过程生动而直观。无论是二维设计或是三维设计,图像或图形通过数字化后的高速传递,一切都变得那么轻松自如。在这当中设计者能体会到无穷的乐趣,也贪图到变化多端的设计手法。新的设计造型语言和思维理念,更能贴近于生活,融入于时代之中。计算机辅助设计也给设计者提供了另一种巨大的新鲜设计空间:设计者一方面,既可以取材于身边的或其它地方的现成材料通过扫描仪、数码相机等工具的输入加入设计,又可加入音乐,声响等情景资料丰富设计内容;另一方面,可在虚拟的实境中建立三维模型进行多媒体展示等等,按自己意念显示出个性和多样化。此时的设计者已成为设计元素融入设计作品当中,将在传统的以设计作品的静态表述变成了如今动态空间的多维设计表述,形成人机互动的局面。

四、电脑艺术设计教学构想

现代的教学方法变传统的课程讲授式为启发引导式,追求教与学的合作化,实现“教”与“学”的良性互动。基于多媒体计算机的联网,协作讨论成为多媒体辅助教学中最有特点的教学方法——不但师生之间可以交流,而且学生之间实现了交互协作——协作形式有可能是文件、数据、也有可能是语言、图形、图像,为启发引导式教学创造了共同讨论交流的条件。我们把这一新的教学形式运用于教学活动中,并作了一定尝试-针对电脑编排创意设计课程课题的提出,首先让学生去思考宣传手册的整体形象设计,要求每个学生拿出整体设计方案一套,通过竞标,点评学生的作品,挑选出最佳设计方案,经集体讨论评估使方案得以完善,在此基础上进行自选课题的设计。