口經驗交流口據較充分的集鎮中心區宜采用空問負荷預測法、曲線法、彈性系數法、GM(1,1灰色模型和組合預測模型等。4計算結果及分析4.1功能小區負荷預測以蒸湘五區為例,分別采用回歸分析法、負荷密度法、灰色模型、logistic模型以及組合預測法進行預測。(1回歸分析法通過繪制蒸湘五區歷史負荷數據的散點圖,可以得知,該小區的負荷發展呈指數形態,經最dx--乘法估計參數a、b?？傻迷摴δ苄^的回歸模型為:,,。=power(10,1.3207+0.0189}t(1式中,兒表示第t年的負荷值;t表示時間序列。(2負荷密度法蒸湘五區為商業、居住用地,由于這兩類用地的負荷密度相差較大,所以在用負荷密度法進行預測時,將蒸湘五區進一步劃分成更小的蒸湘五A區和蒸湘五B區。其中,蒸湘五A區僅包含商業用地;蒸湘五B區僅居住用地,以保證每個小區內用地功能性質的相同。(3灰色模型通過灰色CM(1,1模型進行預測,累加數列算¨’的灰色預測模型為:∥’(K+1=exp(0.058XkX329.3855—309.966后=0,1,2……(2式中,玉表示數列下標。(4logistic模型預測模型為:1茗;=—二百(c>0,吐>0,b<0(3C十ne(5組合預測法采用協方差優選組合預測法(即MV法。經式(1—3計算可得,回歸分析,負荷密度法,灰色模型、logistic模型的權重分別為0.1006、0.0247、0.0138、0.8609。則組合預測模型為:f=4∑伽zi=l(4式中:留依次表示回歸分析,負荷密度法,灰色模型、logistic模型的權重Z依次表示回歸分析、負荷密度法、灰色模型、logistic模型的預測值。即可得到蒸湘五區2007年~2010年的負荷預測結果見表1。根據各功能小區的用地性質的不同,選擇不同的預測方法,對城南區其余功能小區進行預測,其預測結果見表2。堡墨堡塞旦座.表1蒸湘五區2007年一2010年的負荷預測結果功能小區預測方法2007正2008正2009年2010矩回歸分析22.829723.845224.905826.0136負荷密度23.020323.351124.110925.822l蒸湘五區灰色模型23.407524.805326.286527.8562S曲線模型23.012l23.897225。137626.8597組合預測22.985723.876725.089826.747表2城南區其余功能小區預測結果小區名稱2007正2008正2(Y09薤2010蒸湘五區22.9823.872.0926.74中心二區43.4343.6644.145.82蒸湘六區7.027.548.649.48鋼管區8.2112.0417.320.59中心一區37.1737.3838.2l39.1l4.2預測結果分析從表2中可以看出,2007—2010年,所屬城南區的5個功能小區中,鋼管區的負荷有大幅度的增長,因為鋼管區內將新建鋼管深加工工業園,大量的員工家屬將搬遷至園區內,使得鋼管區成為新的負荷增長點;中心一區商業繁華,負荷高、負荷密度大,但由于這兩個功能區的負荷已趨于飽和,所以,近幾年將不會有太大的漲落。以上分析充分說明了功能小區負荷預測是與衡陽市城區發展的實際情況相符合?！?結論功能小區中長期負荷預測不僅可以預測負荷總量,還可以預測負荷的空間分布,是今后城市配電網規劃中必不可少的環節,具有重要的現實意義和廣泛的發展前景。預測中應結合各分塊的用地性質、數據情況和預測方法本身的特點來選擇合適的預測方法?？趨⒖嘉墨I[1]楊期余.配電網絡[M].北京:中國電力出版社,1998。[2]方向暉.中低壓配電網規劃與設計基礎[M].北京:中國水利水電出版社,2004.[3]劉思峰,郭慶榜等.灰色系統理論及其應用[M].北京:科學出版社,1999.[4]RanaweeraD.K,KaradyG.G.FannaerR.G.Economicimpacta—nalysisofloadforecasting.IEEE.TransactionsonPowerSystem.1997,12(3P:1388—1392.作者簡介:粟慶(1976一.男.湖南長沙人,主要從事電力市場及電力系統自動化方面的研究工作。收稿日期:2007—11—14(7793文章編號:1671—1041(200803—0090—03基于FPGA的增量式光電編碼器計數電路設計何勇1…。范永坤1,王濤1…。王仁杰1?2(1.中國科學院光電技術研究所,四川,成都,610209;2.中國科學院研究生院,北京。100039摘要:本文介紹了一種基于現場可編程門陣列(FPGA的光電編碼器數據采集系統。提出了測速算法一變M/T法。講述了鑒相、四倍細分及測速的原理。并給出了硬件設計電路。關鍵詞:光電編碼器;鑒相;四倍細分;測遽中圖分類號:TN6文獻標示碼:B90ElCVol。152008No,3DesignofthecircuitofcountingforincrementalencoderbasedonFPGAHEYong‘。。,FANYong.kunl,WANGTao‘”,WANGRen-jiel?2(1.TheInstituteofOpticsandElectronics。theChinese歡迎光臨本刊網站萬方數據儀器儀表用戶AcademyofSciences,Chengdu610209,China;2.GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences,Beijing100039。China,Abst曙ct:AkindofdatacollectionsVstemofincrementaIerw,odersiSintroducedbasedonFPGA。proposedawayofmeasurevelocIty-themethodofalterableM/T。anddescribedthepnncipleofthefourfoId-frequencysubdivision,thedirection-judgmentandthemethodofmeasurevelocity.Andthehardwarecircuitdesignwasalsogiven.KeyWOrds:incrementalencoders:direction-judgment;fourfold—f睜quencysubdivision;measurevelocity光電編碼器作為一種高精度的測角、測速傳感器已普遍應用于伺服跟蹤系統中,它具有精度高、響應快、性能穩定可靠等顯著的優點。根據角度代碼形成方法的不同,可將編碼器分為增量式和絕對式兩大類。絕對式光電編碼器的缺點是制造工藝復雜,不易實現小型化。增量式光電碼器的缺點是無記憶能力,斷電后要重新計數。但由于增量式光電編碼器成本低、測角和測速精度高,我們工程中選擇了使用增量式光電編碼器,故本文主要研究增量式光電編碼器。增量式光電編碼器的輸出信號為方波信號A相、B相信號及z相基準定位信號。A相與B相的相位相差90。。1鑒相原理!n門幾門廠!幾r]廠1nn——豢—]塑圖1編碼器輸出波形脈沖鑒相的方法比較多,既可以用軟件實現,也可以用一個D觸發器實現。圖1是編碼器正反轉時輸出脈沖的相位關系。由圖1中編碼器輸出波形可以看出,編碼器正轉時A相超前B相900,在A相脈沖的下降沿處,B相為高電平;而在編碼器反轉時,A相滯后B相90。,在A相脈沖的下降沿處,B相輸出為低電平。這樣,編碼器旋轉時通過判斷B相電平的高低就可以判斷編碼器的旋轉方向。光電編碼器每旋轉一圈,輸出一個基準脈沖(即z相,基準脈沖的波形中心對準通道A輸出的波形中心。2硬件四倍細分原理由增量式光電編碼器的輸出可知,在一個輸出周期內,A相和B相兩路輸出信號共產生4個跳變沿,如果能捕獲跳變沿并進行計數就能夠實現提高4倍的編碼器分辨力。具體的硬件實現電路如圖2所示,A2、B2分別滯后Al、B1一個時鐘周期,同時B1、B2相位分別延遲A1、A2相位90度,經過2個異或門和1個或門后,信號P的頻率就變為A相(或B相信號的4倍,可見只要保證CLK時鐘頻率大于A相(或B相信號頻率的4倍以上就能實現4倍細分。3測速原理常用的測速方法有三種:M法、T法和M/T法。(1M法測速(又叫定時測角法:即在規定的時問問隔T。內,測量所產生的脈沖數m。來獲得被測速度值,這種方法稱為M法測速。該方法的問題是計時準確計數不準確。因為此方法榆測的起始時問和終止時間都具有隨機性,測量過程在極端情況下會產生士1個轉速脈沖的檢測誤差,914相對誤差為1/m.。當被測轉速較高時,m,才會較大,相對誤差才會較歡迎訂閱歡迎撰稿歡迎發布產品廣告信息口經驗交流口小,這說明M法適用于高速測量場合。(2T法測速(又叫定角測時法:即測量相鄰兩個脈沖的時間間隔來確定被測速度的方法。該方法的問題是計數準確計時不準確。在極端情況下,時間的檢測會產生士1個高頻脈沖周期誤差。且隨著轉速的升高,檢測時I.日】將減小,誤差的影響就會更顯著。該方法只有在被測轉速較低(相鄰兩個轉速脈沖信號時問較大時,才有較高的測量精度。(3M/T法測速(圖3:同時測量檢測時聞和在此檢測時間內脈沖發生器發送的脈沖數來確定被測轉速。它是用規定時間間隔T。以后的第一個測速脈沖去終止時鐘脈沖計數器,并由此計數器值m,來確定檢測時間T。檢測時間為:T=T。+△T。由于轉速脈沖的頻率遠小于高頻脈沖的頻率,因此如果用轉速脈沖信號的上升沿/下降沿來同步計數器的起止,在預定的測速時間內,轉速脈沖信號的計數值將為整數(無誤差,只有高頻時鐘脈沖會產生士1個周期的誤差,因其很小,影響可以忽略,所以M/T法可適用于測量高、低速的場合,且具有較高的測速精度,但檢測時間不宜過長。雖然M/T法測速可滿足一些快速性要求不高的速度伺服控制的要求,它具有寬的調速范圍、高精度和高分辨率的特點,但對于快速響應的伺服系統,M/T法在低速運行時,會使檢測時間過分加長,這是速度閉環所不能忍受的。為了解決檢測時間過長問題,我們采用了可以稱為變M/T法的測速方法,其測速原理圖如圖4所示。脈沖多址h_————罌L—一.謄眚恥些型些持篇蘭碧}——————￡———一被測信號黧矗礎ii【|L====::刪K:茹脈沖?！?、,i西——。時基計數F52≮1。吲r]廣]n廠]n門r]山I叫叫山剛刪uj刪瑚劌山剛山山山圖4變M/T法澍迷原理豳測速公式為:V:竺坐翟L型,其中,m;轉速脈沖計數值,m2羊Pm:是高頻時鐘計數值,f是高頻時鐘頻率,P是光電碼盤每轉一圈發出的脈沖數。由公式可見,要想高精度測得速度,m。和m:一定要精確得到。m。精確相當于轉過的角度準確,m:精確相當于計時準確。參考閘門上升沿到來時,并不立刻開始對被測信號計數,而是等被測信號上升沿到來時才開始計數,這就保證了計數起始時刻的準確性;同樣當參考閘門下降沿到來時也不立刻停止計數,而是等被測信號的上升沿到來足才停止計數,這就保證了計數停止時刻的準確性。這樣計得的被測信號一定是整數個周期,認為是精準的。但對標準時鐘的計數就不那么精準了,因為其開始和截至時刻沒有手段保證和被測信號的起始和截至時刻嚴格對齊,極端情況會差士1個時鐘周期,但標準時鐘是高頻時鐘(一般都是nS級,對速度測量的精度影響相對較小。用該方法可實現高精度測速。4工程應用(I方案分析工作系統要求的調速范圍是0.004~100度/S;速度環的頻率為500Hz,即每2ms取得一次速度信息。所用編碼器足RESR增量式光電編碼器,旋轉一周輸出的脈沖數為25949555個,經4倍細分后實際的脈沖數P=103798220個。參考閘門取500Hz的高電平階段,即0.001S時間?！,、理論上可測得的最低轉速大約為:而霸甄夏DO而U麗巧麗2o?0035度/s,滿足工作系統提出的最低轉速要求。以最高轉速100度/s旋轉時,1ms內最大編碼器輸出脈沖數:0.001×103798220×100/360=28833個,所以選用16位計EICV01.152008No.391萬方數據口經驗交流口數器(可計數65536作為轉速脈沖計數器可滿足要求。高頻計時基準時鐘可以選擇30MHz,這樣高頻時鐘計數器也可以選擇16位寬。(2設計實現具體設計的實現是采用Xilinx公司的SPARTANII系列XC2S50—6PQ208。設計中不加任何約束的情況下最高可工作到76MHz。主要的VerilogHDL代碼如下://鑒相電路always@(posedgecode_Abeginif(!code_Bcode—dir<=1;//正轉(順時針elseif(code—Bcode_dir<=0:elsecode—dir<=code—dir;end//四倍頻計數電路always@(posedgeclkbegincode_A2<=code_A1:code_A1<=code_A:code—B2<=code_B1;code_B1<=code—B;code_AB<=(code_A1‘code—A2ll(code—B1“code—B2;endalways@(posedgecode—ABorposedgecode—zerobeginif(codezerocode_place_cnt4<=0;elseif(code_direode_place_cnt4<=code_place_cnt4+l:elseif(!code—dircode_place__cnt4<=code_place_ent4—1:elsecode_place_cnt4<=eode_plaee_cnt4;end//測速計數電路//獲得閘門always@(posedgecode_ABbeginif(fre500cnt_en<=l;elsecnt_en<=0:end//編碼器脈沖計數儀器儀表用戶always@(negedgeeode_ABbeginif(cnt_encode_AB—cnt<=code_AB__cnt+1;elsebegincode—AB—cnt<=0:endend//標準脈沖計數always@(posedgeelk—stdbeginif(cnt_enclk_std-cnt<=elk—std—cnt+1;elsebeginclk_std_cnt<=0:endend5結束語根據經緯儀實際控制系統中,系統的調速范圍寬、高低速速度精度要求高的特點,本文選定了變M/T法實現對力矩電機低速測量的實驗方案。并給出了用FPGA單芯片實現的電路,該電路簡單、實用、可靠性高,即克服了傳統硬件方法計數電路復雜的缺點,也避免了純軟件方法占用資源多,且計數速度較慢的不利之處。另外對該電路改進計數算法及擴展對信號的進一步處理都非常容易,有較大的升級空聞。口參考文獻[1]何勇,王生.光電傳感器及其應用[M].化學工業出版社.2004.[2]姜慶明等.一種基于光電編碼器的高精度測速和測加速度方法[J].微計算機信息,2004,20(6[3]吳廣濤.基于USB的直流電機控制系統設計實現.中國科學院研究生院碩士學位論文.2006,06.[4]Spartan一1I2.5VFPGAFamily:CompleteDataSheet.2004.08.[5]DataSheet,RESRAccuracyGuide.L一9517—4531—02一AIs—sue2一April.2004.作者簡介:何勇(1977一J,男,中國科學院研究生院碩士研究生,主要研究方向:信號與信息處理;范永坤,男,中國科學院光電技術研究所副研究員,主要研究方向:隨動控制計數。收稿日期:2007—11—12(7781文章編號:1671—1041(200803—0092-03快速定位條形碼條空轉變處的方法賀力。郝曉莉(北京交通大學電子信息工程學院,北京100044摘要:定位條形碼條空間轉變處的算法是影響獲取條形碼信息性能和速度的關鍵算法。本文論述了當前兩種定位算法的過于簡單或過于復雜的問題。提出了一種將閾值和低通濾波相結合的算法。該算法簡單且易于實現。能夠對條形碼條空間轉變處進行高速準確的定位。關鍵詞:條形碼:轉變處;定位中圖分類號:TP391.41文獻標識碼:BMethodforfastlocatingthetransitionbetweentheelementsofabarcodeHELi。HAoXiao?li92EICVOI.152008No.3fSchoolofElectronicsandInformationIBeijtngJlatongUniversity.Beijingl00044,ChinaAbstract:Locatingthetransitionbetweentheelementsofabarcodeisthekeyalgorithmwhichaffectsthespeedandperformanceofac-quiringbarcodeinformation.Nowadayslocatingalgorithmsareeithertoosimpleortoocomplex.Thisarticleprovideanalgorithmwhichin-tegratethresholdand!ow—passfilter.Thisalgorithmissimpleandeas