优化控制软件

2024-08-13

优化控制软件（精选九篇）

优化控制软件篇1

配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)是一种用于动态补偿无功，抑制谐波和三相不平衡的新型电力电子装置，是目前电能质量控制领域内的研究热点[1,2,3,4]。D-SATATCOM普遍采用数字控制方式，数控方式具有抗干扰能力强、控制方法改变灵活等优点。但是数字控制需要使用软件对信号进行计算、处理，这导致了控制滞后[5,6,7]。在D-STATCOM的控制过程中，滞后时间约为一个采样周期，该滞后来自A/D采样、补偿计算和D/A输出等环节[8]。滞后时间导致本次采样周期形成的控制指令要到下一采样周期才起作用。滞后时间长不仅导致D-STATCOM无功补偿不彻底，严重时还会对高次谐波的补偿产生正反馈。因此，减少补偿滞后是提高D-STATCOM补偿性能的关键问题。

一些学者针对这个问题提出了相应的处理策略，文献[9]提出了一种利用上一采样周期的采样数据来预测本次周期补偿指令的方法。这种方法在稳态情况下能较好地减少滞后，但当负载电流变化较快时会导致较大误差。文献[10,11]指出基于理想系统模型的开环电流观测器无法使电流观测误差收敛到零，提出了采用闭环电流观测器减小滞后的影响，但其计算量大，算法复杂。文献[12]是在滞后产生后，在紧随其后的时间间隔对补偿指令进行修正，但修正后的指令从产生到作用之间的滞后时间仍然较大。

本文基于瞬时无功功率理论[13,14]的ip-iq法，通过分析传统控制方法的软件流程，提出一种基于软件优化的控制策略，使补偿滞后大大减少，谐波和无功补偿的精度得到提高。给出了三相四线制D-STATCOM的仿真分析和容量为10 kVA的样机实验结果，证明了该策略的正确性和可行性。

1 传统D-STATCOM软件处理流程

传统基于瞬时无功功率理论ip-iq法的D-STATCOM控制原理如图1所示。

式中，为电网基波角频率。

传统控制策略的基本思想是在本次采样周期采样负荷电流后，计算出基波正序有功电流，之后用负荷电流减去基波正序有功电流得到补偿指令电流，最后将补偿指令D/A输出至电流跟踪控制部分产生驱动脉冲进行控制。

以研制的容量10 kVA的D-STATCOM样机为例，采样周期78s，给出传统控制策略的软件流程和时间分布图如图2所示。可以看出，基波正序有功电流的计算占用了绝大部分时间，导致补偿指令的产生时刻滞后于A/D采样时刻74s，补偿滞后较大，由文献[15]可知，补偿滞后导致补偿后的电网电流产生畸变和相位滞后，补偿滞后时间越长，谐波抑制和无功补偿的效果越差。

2 基于软件优化的新型控制策略

补偿指令电流是通过负载电流减去基波正序有功电流得到，所以，减少基波正序有功电流的计算时间是减少补偿滞后的关键。显然，采用高运算速度的处理器可以减少计算时间，但带来了高成本的缺点。

如果在上一采样周期能确定本次采样周期的基波正序有功电流，那么在本次采样周期到来时就能快速地得到补偿指令电流，从而减少补偿滞后。由于相邻采样周期的基波正序有功电流的幅值变化很小，因此为提前得到基波正序有功电流，只需对反映其相位信息的矩阵C进行相应修改。

上一采样周期的电流A/D采样至本次采样周期的补偿指令D/A输出之间的时间由采样周期、A/D采样时间、补偿指令计算和D/A转换时间组成，定义为(35)T。对矩阵C进行相位补偿得

这样就可以利用上一采样周期的数据计算出本次采样周期的基波正序有功电流。当本次采样周期到来时，采样得到负载电流，直接减去基波正序有功电流便可快速得到补偿指令，之后补偿指令经D/A输出进行控制。新型控制策略的软件流程如图3所示，其基本思想是将补偿指令计算和DA输出提前至基波正序有功电流计算之前。通过软件优化后，新型控制策略的滞后时间缩短为电流采样、补偿指令计算和D/A转换时间之和，补偿滞后时间仅为16s，明显小于传统策略。

3 仿真与实验结果

本文在Matlab/Simulink仿真环境中搭建D-STATCOM模型，对传统策略和新型策略进行仿真对比，仿真原理图如图4所示。

仿真参数：电网三相电压有效值220 V，频率50 Hz，非线性负载为桥式整流负载并联感性负载，负载功率50 kVA，其中无功功率15 kvar。

为便于分析，以A相为例对仿真结果进行说明，ua为A相系统电压，iL为A相负荷电流，is为A相系统电流。图5是负载电流及其频谱，负荷电流与系统电压相位差和畸变程度很大，含量最大的谐波为5次和7次，幅值分别为基波幅值的18.87%和12.25%。图6为按照传统控制方法的D-STATCOM补偿结果，可以看出，补偿后系统电流与系统电压相位接近一致，畸变程度明显降低，含量最大的5次和7次谐波，分别为基波幅值的1.22%和1.94%。图7为按照新型控制策略的补偿结果，补偿后系统电流接近于正弦波，畸变程度较传统策略进一步降低，5次和7次谐波的幅值分别为基波幅值的0.71%和0.84%。

对两种策略的补偿效果进行计算，结果如表1所示。可以看出，新型控制策略的补偿滞后时间仅为16s，远小于传统控制策略的74s;谐波抑制方面，传统控制策略补偿后电流总谐波畸变率(THD为2.96%，而新型控制策略的THD仅为1.84%;无功补偿方面，经理论分析可知无功残留与补偿滞后时间在小范围内成线性关系，补偿滞后时间越长，补偿后电流和电压的相位差越大，无功残留也越大。仿真计算出的传统控制策略的无功残留为1 400 var，而新型控制策略的无功残留为290 var，近似与补偿滞后时间成线性关系，仿真计算与理论分析一致。所以，新型控制策略明显地减少了补偿滞后时间，谐波和无功补偿精度得到了提高，证明了该策略的正确性和可行性。

为进一步验证所提控制策略，研制了一台容量为10 kVA的D-STATCOM样机。样机的拓扑结构与仿真模型相同。实验条件为：电网电压有效值220V，频率50 Hz，负载为三相桥式整流负载并联三相感性负载，功率为10 kVA。D-STATCOM样机参数为：连接电感5 mH，直流电容5 000F，直流电容电压750 V，开关元件采用绝缘栅双极晶体管(Insulated gate bipolar transistor,IGBT)，主控DSP芯片为TMS320F2812,A/D转换芯片采用AD7656，采样频率12.8 kHz,D/A输出芯片采用DAC7744，精度具有积极意义。控制方式为滞环控制[16]，滞环宽度0.02 A，采用参考文献

TDS2014示波器捕获实验波形。

图8给出了实验结果。图8(b)为采用传统控制策略的D-STATCOM实验结果，可见相较于图8(a)补偿前的波形有了很大程度的改善，但是补偿后的电流波形有“毛刺”现象，特别是在负荷电流变化较大的情况下尤为明显，这是由于本次采样周期的补偿指令要到下一次采样周期才会起作用，即采样时刻与补偿时刻之间滞后时间过大所致。图8(c)是新型控制策略的实验结果，可见，补偿后电流波形与系统电压波形的相位相同，而且“毛刺”现象得到了改善。实验结果进一步证明了所提控制策略的正确性和有效性。

4 结论

优化也不省心慎用系统优化软件篇2

来自厂家的一些技术人员认为，微软Windows系统的用户根本没有必要安装第三方优化软件。

据了解，优化软件的工作是修改系统设备，大多是通过修改Windows的注册表来完成的。联想工程师韦昭认为，使用优化软件有好有坏。好处是可以提高机器运行速度等，坏处是Windows的默认设置是兼顾到计算机应用的各个方面的，而优化软件所修改的设置可能会偏向某一方面，致使另一方面的应用性能更差。个别用户如果使用优化软件不当，错误修改注册表，就会造成其他软件对注册表的修改与之产生冲突。

另一位工程师顾城表示，他一般不建议用户使用优化软件，他建议用户每隔3个月到半年就应重装系统，重装时间在2个小时，优化效果比使用软件明显多了。

优化技巧好习惯也是优化

用户如果在平时使用电脑时能养成良好的习惯，也能起到优化效果。

例如用户不要将应用软件安装在系统盘下;将“我的文档”文件夹都转到其他分区，做法是在桌面的“我的文档”图标上右击鼠标，选择“属性”->“移动”。

有一定电脑基础的用户可以通过关闭系统还原优化系统，因为系统还原功能使用的时间一长，就会占用大量的硬盘空间。方法是打开“系统属性”对话框，选择“系统还原”选项，选择“在所有驱动器上关闭系统还原”复选框以关闭系统还原。也可仅对系统所在的磁盘或分区设置还原。

另外，休眠功能会占用不少的硬盘空间，如果使用得少不妨将其关闭，

用户上网、打开文件等都会产生很多临时文件，用户需定期清除以节省硬盘空间。具体做法是，先清除系统临时文件。系统的临时文件一般存放在两个位置中：一个是Windows安装目录下的Temp文件夹;另一个是x:DocumentsandSettings“用户名”LocalSettingsTemp文件夹(x：系统所在的分区)，这两个位置的文件均可以直接删除，然后清除Internet临时文件。

手动优化电脑两招

可是如果不使用优化软件，不懂技术的用户怎么优化系统呢?专家建议用户最好学习几种修改系统的设置方法，以及一些关于修改注册表的技巧和Windows的使用技巧。

这里提供两种手动优化方法供用户参考。第一种是修改禁止一些开机的启动项目。首先，“点击开始选项，然后进入运行，输入regedit，回车。”打开注册表后，依次打开HKEY_LOCAL_MACHINESOFTWAREMicrosoftWindowsCurrentVersionRun，删除右边的项或是在其值前加上“;”就可以禁止该项在系统启动的时候自动运行。

第二种方法，打开“我的电脑”-右键点系统盘-“属性”-“磁盘清理”-“其他选项”-单击系统还原一栏里的“清理”-选择“是”。

另外对于一些不用的程序用户也可将其清理。

例如，系统会自动备份硬件的驱动程序，但因为一般变动硬件的可能性不大，所以安装完成后也可以考虑将备份删除。另外一些不用的输入法、升级后留下的无用目录都应该删掉。

一种ZSP软件的优化方法篇3

关键词：ZSP；软件；优化方法

中图分类号：TP311.11 文献标识码：A文章编号：1007-9599(2011)07-0000-02

Optimization Methods for ZSP Software

Song Xiaodong，Rong Mengtian

(Shanghai Jiao Tong University Electronic Engineering,Shanghai200240,China)

Abstract:This article shows an optimization method,which consists of optimizing key cycle,modifying coding style and compacting constant array, for the software of ZSP.This method is verified at a MP3 decoder’s software,and the result is certificated.The result shows that it decreased 11.7% the occupation of code memory and 6.8% of the data memory.

Keywords:ZSP;Software;Optimization methods

ZSP是芯原（Verisilicon）公司提供的一种可授权的DSP核。ZSP®以其性能优越，设计经济等特点；备受设计厂商的欢迎，被广泛应用到音视频处理、无线信号处理等领域。在网络电话中，在数字电视中，在手机中，都可以找到嵌入的ZSP 可授权核。在对ZSP应用开发和支持中，经常会遇到提高系统的性能或者降低成本需求。因此，提出了一种针对ZSP软件的优化方法。并通过一个优化实例，来检验方法有效性。

一、ZSP可授权核及实例简介

芯原公司ZSP产品线包括了ZSP Neo、ZSP200，ZSP400， ZSP500和ZSP800等一系列的产品。芯原公司还提供了一款基于GCC的编译器和一系列的开发支持包。

实例是基于的ZSP Neo处理器一款MP3播放器。这个播放器，采用的软件解码的方式，ZSP Neo既做解码又做系统的主控。程序是用C语言来撰写的，优化也是针对C语言的程序。这个例子，将说明优化的方法。

二、软件优化方法：

这个软件优化方法，大概分为3个部分。下面将按照操作的先后顺序，依次做介绍。

（一）分析程序，寻找关键流程，保证路径最优

下面来分析这个MP3播放程序中一个关键路径，并对其做优化。为方便说明问题，举播放采样率为44.1KHz采样率的MP3文件为例，一帧播放的时间约为26ms。也就是说，在26ms内播放器至少完成一帧解码，才能保证不会出现播放中断。26ms时间还包括了从存储设备中读取数据并送给解码器的时间。这个时间通常比较长，因为设备的读取速度往往较慢。

这个程序的关键就是26ms必须完成一帧的解码，关键路径就是26ms内程序的操作流程。图1为该关键路径的工作流程，a为优化前的程序路径，b为优化后的程序路径。

对图1，先设T=26ms，设解码器解码所需的时间为T1，逻辑判断时间为T2，从设备更新数据的时间为 T3，更新设备指针时间为T4，系统空闲等待的时间Tw。那么要解码不中断，必须有：

T1 + T2 + T3 + T4 + Tw≤T；（式1）

图1.关键路径流程图

分析图1中的a和b两个执行流程，可以得到结果如下表所示：

表1.流程优化前后流程时延分析

未优化前的软件最大循环时延为Tnop.3=T1+T2+T3+T4+Tw；

优化后的软件最大循环时延为Top.2= T1+T2+T3+Tw；

因为T4>0，所以Top.2< Tnop.3，同时还必须保证Top.2 < Tnop.3 < 26ms。也就是说a比b需要执行命令要多。设Ma和Mb分别为a和b在一次循环中需要执行的指令数，V为处理器每秒可执行的指令数，则M=VT，可以推出：Ma>Mb（式2）。

设Va和Vb分别为处理器在a系统和b系统中处理器的速度。若要满足解码的需要，一次循环中所有的指令都应该在26ms内完成，则可以得到下式：

Va=Ma/26ms；Vb=Mb/26ms;（式3）

再根据式2中结论，即可以推出：Va>Vb。

也就是两个工作流程对于相同的处理器，提出了不同速度的要求，且为Va>Vb。也就是说执行相同的操作，优化后（b）的程序，对处理器速度的要求降低，也就说明b的效率提高了。另一方面，速度降低，对功耗要求也会降低。从而，说明了采用保证关键路径最优的方法，可以提高系统的效率。

（二）针对处理器和编译器的特点，修改代码风格；

1.ZSP是16位位宽的DSP，对16位操作最有效率；推荐系统中使用16位变量。

unsigned int Vlaue; Value++;程序1；

unsigned long int Vlaue;Value++;程序2；

程序1中Value为16位的无符号整型数，而程序2中则为32位无符号整型数，都是做的自增操作。经过编译后，查看到程序2有8条汇编指令，而程序1只需要6条汇编指令，程序1要少2条指令。结果说明，在不必要的32位的操作时，16位的加法操作在ZSP系统中有25%效率的优势。16位的乘法，就要比32位乘法，效率的优势也更大。因此，在代码阶段注意操作数的位宽，将非常有助于提高系统的效率。

2.减少使用无必要的有符号操作数；因为对于有符号操作数的操作，编译器在编译时，会先对其做位扩展，然后再操作。若这个有符号数不是必要的，就会降低效率。

Int Value; If(Value>0x435) Value+=0x435;程序3

Unsigned int Value; If(Value>0x435) Value+=0x435;程序4

程序3和程序4都执行相同的加法操作。只是Value在程序3中为有符号数，而在程序4中为无符号数。同样，来比较汇编后产生的代码，发现程序3对应的有13指令；而程序4则只有10指令，程序4比程序3要少3条指令。结论是，同样的加法操作，采用无符号数会带来30%的效率优势。这就是说明了，在不是必须的情况下，减少有符号数的使用可以提高效率，并且降低代码空间占用。

3.了解ZSP处理器和编译器特点，修改代码的风格，提高执行效率；

ZSP Neo内部为5级流水线，一次取指操作取4条指令；ZSP Neo内部包括1个乘法器和2个加法器，可以同时做1个乘法运算和2个加法运算。若编写的c的代码适合ZSP结构的特点，就可以大大的提高执行的效率。

for(I=0;i

{ b=A[i]*3+A[i+1]+A[i+2]; }{ b=A[i]*3; a=A[i+1]+A[i+2]; b+=a;}

程序 5程序6

程序5和程序6又是执行相同的功能。为得到结论，仍然是对比汇编代码，发现程序6的效率更高。因为在程序6中，编译器会根据当前的代码风格，可以让处理器同时做加法和乘法的操作，不必等待乘法完成后，再去做加法。而程序5中则因为每次操作都必须依赖上次操作的结果，所以必须等待上一次计算结束。就是加法操作，要在乘法操作之后，这样ZSP的同时做加法和乘法的操作就没有发挥出来。结论，了解了ZSP及其编译器的特点，通过让代码风格更适合ZSP的结构的方法，可以提高效率。

（三）压缩存储数组，降低程序占用空间；

软件中应该避免大的数组的存在，数组的存在会大大降低软件的代码密度。若系统必须要使用到一些数组的时候。应当首先寻找数组的规律，将数组做适当的变换或压缩，然后再存储。

在该MP3系统中，需要对一个外设做配置。配置过程就是依次将配置信息写入外设。原配置信息采用下图2中数组a[]来顺序存储，操作时依次从数组中取两个值，偶数下标位置为外设内地址，奇数下标位置的是要写入外设的值。可以看到数组a[]中的值有很多重复的数值，应该是可以精简的。若将数组a分成下图3中b1[],b2[]两个数组，就可以降低信息的冗余了，降低了重复出现的数占用的大小。b1[]数组中存放数组a中出现的不同的数值，b2[]数组按顺序存放a数组中数值在b1中对应的编号。因为b1中存放的值是不重复的，b2只存编号，编号占用的空间为原空间的一半，也就是b2中一个数组成员对应a[]中2个成员。经过计算，发现结果满足下式：

数组长度b1 + 数组长度b2 < 数组a长度（式4）

（注：例子中存放形式对于不同的数值不超过256个的数组，都是有效的。）

图2. 数组变换前后对比

通过图2中这种方法，将原配置的数组的占用由原来的146 Words，降低到了68 Words，也就是减少了78 Words的空间占用，降低了53%的空间占用。不同的数组，可以根据其大小和内部数据的特点，选择各自适合的方法，如使用稀疏矩阵，对数组进行变换存储。通过变换和压缩方法，将可以减少数组占用空间。

三、优化前后的性能对比：

MP3播放器的软件，在采用了上述优化方法后，得到一个新的资源使用表格。现在将这个表格与未优化之前的资源使用表格做一个对比，如下表：

表2.优化前后资源对比表格

表2中Code一项包括两个内容：.UVT是中断向量表，ZSP的中断向量表长度是固定的，为136Words；.TEXT标识的为所有程序占用的空间。表2中Data一项则指示的是已经使用的数据空间长度。（两者都是以word为单位的）就得到了表2中优化率一项，说明优化方法产生了多大的优化效果。

四、结论

通过对比MP3播放器软件优化前后结果，可以说明上述软件优化方法的确起到了提高效率和降低成本的效果。

参考文献：

[1]ISO. "ISO/IEC 11172-3:1993 - Information technology -- Coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1,5 Mbit/s -- Part 3: Audio". Retrieved 2010-07-18.

[2]Verisilicon Co,ltd.EB402_User_Guide.pdf 2003.2

[3]Verisilicon Co,Ltd. Generating Efficient “C” Code for the ZSP™ Family of DSPs .pdf 2006.9

[4]Jeffrey Scott Vitter. Algorithms and Data Structures for External Memory. Foundations and Trends in Theoretical Computer ScienceVol. 2, No. 4 (2006) 305–474

[5]Clinton F. Goss (June 1986). “Machine Code Optimization – Improving Executable Object Code”. Pp. 112. Retrieved 24-Mar-2011

[6]Donald E. Knuth. Art of Computer Programming, Volume 1: Fundamental Algorithms (3rd Edition) (Hardcover - Jul 17, 1997)

教学软件开发流程优化篇4

1 教学软件开发流程优化的必要性

计算机的出现与信息技术的进步使得教学软件的开发尤为火热。但是教学软件的质量却往往被人们忽视。数量庞大的教学软件并不一定全都是高质量的产品, 开发者应当在建立可持续发展的这种大体模式下, 即研究科学严谨的教学软件的开发过程中, 更应该注意教学软件开发流程的优化。

2 教学软件开发流程的优化措施

2.1 Flash的优化

在教学软件开发过程中, 常常利用flash制作设计交互和矢量动画, 所以对flash进行优化十分有意义。

2.1.1 优化制作flash电影所需要的素材

图形的描绘: 尽可能多的使用“实线”, 而“虚线”和“点线”这种变化型的线条应尽量少用。

位图的压缩:在flash里面, 位图的压缩应该保证内定值以JPEG的形式来压缩, 保证所有位图既能选择个别位图进行压缩设定, 又可以一次性统一进行压缩设定, 做到根据不同的需要而进行不同的压缩设定。

电影文件字体的处理:减少使用字体类型, 选择一两种为最佳, 如果需要改变字体的风貌, 则可以通过对字体进行加粗、改变大小、改变颜色或者变形等等方式实现。

为了降低动画播放时CPU的计算压力, 对所需要用的向量图进行构图的时候, 要遵循简单原则, 对一些不是很重要的构图节点, 可以忽略。

对于Flash内定的基础字体可以多运用:在电影里面使用大量中文文字的时候, 一些特别花俏的字体尽量少用, 目的是为了压缩文件的大小。此外, 如果文字显现在文字栏位里的话, 记住在对话框里勾选“不要包含字体外框”选项, 这样也是可以缩减文件。

为了避免字体由于被打散而以图形的形式储存, 增大文件大小, 在设置的时候不要选“修改/ 打散”选项。图形也不要打散, 甚至应该先将图形群租起来。

2.1.2 交互设计的优化

(1) 要把重复利用的图形设定成“符号”。

(2) 呈现动画的时候, 多使用“移动渐变”少使用“逐帧渐变”。

(3) 为了不影响Flash动画的处理过程, 在同一时间内做的动作要少一些, 安排对象产生的动作在时间上要尽量错开。

(4) 做好电影下载传输速度的检测, 查看是否存在影帧过大的情况, 凡是超过红线的就表示电影播放到此处时会有停顿。

(5) 对没有运行的元件要及时清理, 单击图库右上角的“Option”, 执行“选项/ 选取未使用的项目”清除用不到的元件。

(6) 对于交互程序, 能用则多使用, Flash里提供的Action可以实现动漫功能, 利用它完成与制作渐变动漫类似的功能, 那么使用Action会减小软件大小。

2.2 VB在CAI教学软件开发中的优化技术

VB是基于windows的面向对象可视化开发工具, 利用VB开发CAI教学软件具有开发效率高, 设计灵活, 生成的软件界面好看, 还可以将声音, 文字, 图像, 动画等多媒体很好的结合在一起, 但还可以从速度上以及它的大小进行优化。

2.2.1 真实速度的优化

(1) 不要运用Variant变量, Variant变量是VB的缺省变量类型, 它是一种没有加上类型说明的变量, 为了使应用程序的实际速度加快, 应当不要使用这种类型的变量。因为在运行的时候Variant变量会转化成为其他更加适当的数据类型, 在转化的过程中消耗了一定时间, 降低了运行的速度, 因此应当避免使用。

(2) 选择使用最好的数据类型。在应用程序当中, 要减少使用Currebcy Single和Double变量, 更多的使用Long整型变量。

2.2.2 显示速度的优化

(1) 将容器的Clip Contrls属性设置为False。设置好后, 在重画控件本身之前, VB不会用背景覆盖控件, 当窗体包含大量控件的时候, 就可以提高显示的速度。

(2) 合理的使用, Auto Redraw。把它设置为true的VB就可以使用, 位图重画这个窗体或者控件, 如此一来可以大大的提高显示速度, 但是这个方法也有不足, 在提高重画速度的同时, 会降低图形方法的, 因此要合理使用。

2.2.3 感觉速度的优化

(1) 隐藏暂时不需要使用的窗体。对于那些暂时不用到的窗体, 可以把它隐藏起来, 这样可以提高显示的速度, 还有感觉速度, 当再次打开使用的时候, 只需要简单的使用Show方法就可以了, 节省加载的时间。

(2) 运用进度显示器和等待光标。这是针对一些时间延迟而使用的, 通过给用户提示, 让用户明白这个应用程序并没有悬挂起来。

2.2.4 大小的优化

通过缩小用程序的大小, 减少加载时间, 提高速度。

(1) 减少控件的数目。在设计程序的时候, 适当减少控件使用, 也可以将许多控件设计成控件数组, 这样也可以减少加载时间, 提高速度。

(2) 合理使用标签控件取代文本框。因为标签控件占用资源少, 文本框占用Windows的资源比较多。

(3) 清理无用的代码和无用的变量。对于那些残留的死代码和无用的变量要及时的清理, 避免过多的无用代码占用资源, 降低运行速度。

3 总结

在信息发展迅速的时代, 教学软件开发者必须紧跟时代步伐, 在注重数量与效率的同时更应该着重于产品的质量。质量过硬才有更大的消费市场, 也有更大的发展空间。相关部门也要加强管理力度, 力求各个方面共同进步。

摘要：在信息化的时代, 各种教学软件层出不穷, 但是质量参差不齐。本文将针对现如今教学软件开发的必要性进行分析, 找到问题并提出一些建设性的意见, 以确保教学软件能够有效地在科学求真的基础上结合软件工程、教学规划等相关理论进一步优化。

关键词：教学软件,优化措施

参考文献

[1]钟名扬.教学软件开发流程的优化研究[D].北京师范大学, 2006.

[2]钟名扬, 刘美凤, 杜媛等.教学软件开发流程优化研究初探[J].中国远程教育 (综合版) , 2007, (5) :70-73.

基于TS201的软件优化设计篇5

1 优化设计方法

软件的优化设计通常包括如下两部分：

(1）对软件算法的优化，即通过寻找最适合硬件实现的算法，提高软件运行效率；

(2）对代码的优化，即通过优化代码的组合及顺序，提高代码执行效率。当实现算法确定后，软件的优化主要是代码的优化。

为了提高软件执行效率需采用汇编语言进行编程，通过充分利用CPU资源，使其在最少的时间完成最多的指令。ADSP TS201是ADI的一款支持浮点数运算的高性能数字信号处理芯片，其内部包含两个运算模块（X、Y模块）及2个整数运算寄存器组（J、K寄存器组），双运算模块及双整数运算寄存器组支持并行操作。4条相互独立的128位宽度的内部数据总线分别连接6个4 Mb内部存储器块中的一个，提供4字的数据、指令及I/O访问。内部静态超标量结构使得DSP每周期可执行多达4条指令，24个16位定点运算和6个浮点运算[3,4,5]。

结合ADSP TS201的硬件结构，对软件的优化主要可从如下几个方面进行考虑：充分利用双运算模块和双整型ALU，进行并行操作；使用自增的指针寻址方式，减小寻址时间；充分利用单周期多指令操作。

2 软件优化实例

通常雷达信号处理包括脉冲压缩、MTI、MTD、恒虚警等一系列处理[6,7,8]。这些处理包含大量的乘法、加法等运算，计算处理较为复杂，不可能将处理中间结果直接存储在寄存器中用于后续处理，因此需要将各算法处理结果及时存储在DSP内存中，这样就要对数据进行反复地读取和存储[9,10]。数据读取和存储操作的优化设计就成为软件优化中的重要部分。本文就以包含数据读取和存储的数据转存操作为例，介绍软件的优化设计方法。数据转存操作要求将数组Source中的200项数据转移到数组Destination中。该功能可使用C语言实现，也可以使用汇编语言编写。

2.1 方案1:C语言for循环实现数据转移

采用C语言编程，最简单的方法是用for循环语句进行数据的循环读取和存储，如下所示：

该段代码经编译器编译后产生的汇编代码如表1所示。

注：表中的黑体字表示插入了等待周期。

表1汇编代码中，第2～16行循环执行200次，实现200项数据的转移。一个数据的转移需15行指令，若无等待周期需消耗15个指令周期，则转存200项数据总共需要1+15×200=3 001个指令周期。实际运行中，有时会由于数据不稳定，DSP自动插入等待周期；部分跳转指令会打断流水的执行，也会插入等待周期，导致实际消耗指令周期大于理论值。表1中给出了实际的指令周期消耗数，表中的黑体字表示插入了等待周期，其中第3行、第4行、第8行、第11行的插入是因为指令中用了立即数，此指令在执行时需从程序存储块中取出数据，导致指令执行时间增加。总指令周期计算时最后加10是因为循环结束时，PC预测错误，指令流水被打断，系统插入10个等待周期，该段代码总共消耗4 823个指令周期。

2.2 方案2：汇编语言双字转移

第2种方案是用汇编语言编写实现数据转移，编写代码如下：

与方案1相比，该方案使用TS201的零开销循环计数器lc0减少循环开销；通过j9和j10地址自增寻址减小寻址时间；并行运行双寄存器减少存取次数；利用DSP宽数据总线进行数据双字访问，减少循环次数，理论上总共需要107个指令周期。实际运行时，第9行、第11行的在前两次执行时由于数据不稳定会插入等待周期，当Source与Destination处于相同存储块时，由于第9行和第11行中读数和写数是对同一存储块进行的，而DSP对同一存储块分配的数据总线不能同时进行读和写，因此第9行和第11行执行时插入等待周期，各消耗2个指令周期，总共消耗246个周期；当Source与Destination处于不同存储块时，DSP的不同数据总线可以同时访问两个存储块，第9行和第11行的执行不需额外等待，共消耗116个指令周期。

2.3 方案3：汇编语言四字转移

由于200是8的整数倍，因此还可以考虑采用128位数据总线进行4字访问，此时代码如下：

与方案2相比，该方案将双字访问变为4字访问，进一步减少了读取次数，理论消耗57个指令周期。实际执行时由于第7行到第9行、第9行到第11行以及第11行到第9行2个连续的指令行中都有对xr1:0和yr1:0寄存器的操作，当数据未稳定时，会插入等待周期。当Source与Destination处于相同存储块时，总共消耗132个周期。当Source与Destination处于不同存储块时，总共消耗66个指令周期。

从3种方案的执行结果可以看到，通过充分利用指令并行、宽数据总线以及零开销循环计数器，并将源数据区和目的数据区分配到不同的存储块中，对汇编代码进行一步步的优化，方案2可以在116个周期内完成方案1中需用4 823个指令周期才能完成的任务，效率提高了约40倍；方案3可以在66个指令周期内完成，相对方案1效率提高了约70倍。

需要说明的是，此时统计的指令周期数包含了循环运行前的准备计算，这些计算与循环次数无关，此处仅以200个数据为例，当转存数据越大时，实际的效率差异越大。方案3要求使用存储区是双字对齐的，方案要求存储区都是4字对齐的，这要求在数组定义时使用关键字align进行设置。

3 结语

新时期会计软件的选择与优化篇6

从整体上看, 会计软件在我国各级企业已经得到广泛的应用, 根据2014年用友、金蝶、管家婆等会计软件公司的销售统计, 会计软件已经基本覆盖了大中型企业, 其覆盖率已经高达95.4%, 从数量上看我国已经成为会计软件的第一大国。会计软件的应用带来了诸多的好处, 企业会计工作的质量和效率得到保障, 会计信息的安全得以维护, 特别是在处理海量会计信息上, 会计数据深层次价值的挖掘和利用成为可能。但是, 在会计软件的应用环节上, 存在会计软件选择范围狭窄, 会计软件开发不足等实际问题, 严重影响了会计软件的价值发挥, 也制约着企业会计工作的信息化、高效化的进程。

2 新时期企业会计软件选择的方法

企业会计工作具有管理复杂、覆盖面广、专业众多的特点, 因此对财务软件要求也很高。软件功能除通常的账务、报表、工资、固定资产等模块以外, 还要有预算和管理会计、成本分析模块。如果再加上对实施周期、语言版本、价格和运行平台的要求, 就更使得选择软件千头万绪, 顾此失彼。在企业选择财务软件的过程中, 应该将软件的功能列为主要参考目标。此外, 新时期会计软件选择过程中, 还应该将软件的通用性和扩展性列为重要的参考目标, 优先选择通用性好的软件, 以提升企业会计信息的应用范围和加深会计信息的应用深度。同时要优先选择扩展性好的会计软件, 做到对企业会计工作持续发展的保证。

3 新时期会计软件的优化措施

3.1 新时期会计软件优化的组成

从会计软件的优化过程上划分, 对会计软件的优化可以划分为开发者优化和应用者优化, 新时期会计软件开发者应该通过市场调查和研究, 发现会计软件市场的需求和会计软件的漏洞, 进而对会计软件进行不断升级和完善, 做到对会计软件通用性、精确性、便捷性的提升和保证。会计软件应用者可以在自身专业知识的基础上, 对会计软件进行二次开发和不断优化, 在立足于企业会计软件应用实际需要的前提下, 挖掘会计软件的潜力, 使会计软件更加适合企业财务工作的需要, 提升会计软件的应用质量和水平。

3.2 更新企业会计硬件体系

会计软件需要硬件体系的支撑才能得以运行, 因此, 企业在应用会计软件过程中要加大对会计体系硬件系统的投入, 要结合计算机和硬件设备的服务年限、技术性能, 主动进行计算机、服务器、网络的升级和换代, 给会计软件的运行最佳的硬件空间, 做到对会计软件功能的有益强化和优化。

3.3 提升企业会计软件管理水平

会计软件在企业应用过程中, 应该遵循严格管理和科学管理的原则, 这是发挥会计软件优势的基础, 也是维护会计软件功能稳定的前提, 还是优化会计软件的重要保障。要制定会计软件应用和管理的规范与目标, 科学进行会计软件的管理工作, 发现会计软件应用过程中的问题, 通过专业手段进行会计软件的技术管理和维护, 使会计软件的性能得到保障, 让会计软件应用得到更新的基础, 为会计软件的优化提供技术、管理和结构平台。

3.4 培养会计软件的应用和优化人才

企业应该重视会计软件人才的培养, 将高素质计算机人才和会计软件操作者培养列为企业核心战略目标, 通过理论学习、经验研讨、技巧培训, 扩大会计软件操作者的素质和能力, 发展和建立会计软件应用与优化的专业人才队伍, 在挖掘会计软件潜力的同时, 使个人的才智和学识得到进一步发挥, 做到对会计软件应用水平的基本保障, 为会计软件的不断优化创造人才和智力基础。

4 结语

会计软件是企业展开市场化、信息化会计工作的基本平台, 尤其是在信息时代的大环境中, 会计软件的应用更是成为企业会计工作质量和水平的根本标志。要结合企业会计的实际和发展趋势, 确定会计软件选择的策略, 建立企业会计工作优化会计软件的方法和措施, 使会计软件的设计功能和潜在能力得到有效保障, 做到对企业会计工作效率、质量、准确等目标的有效维护, 为企业会计工作向信息化、网络化、高效化的发展探寻新的路径与策略。

摘要：本研究以新时期会计工作中会计软件的应用为平台, 在分析会计软件应用于企业会计工作实际的前提下, 提出了新时期会计软件选择的策略和方法, 提出了从会计软件优化环节, 更新会计软件硬件体系、提升会计软件管理水平、提高会计软件人才素质等措施。

关键词：会计软件,选择,优化

参考文献

[1]柯明, 邱红.关于会计软件测评标准的思考[J].中国乡镇企业会计, 2009, (02) :34-35.

[2]杨涛.浅析我国会计软件发展的制约因素[J].市场周刊 (理论研究) , 2009, (03) :187.

应用软件人机界面优化的研究篇7

随着硬件技术的迅猛发展,存储容量、运行速度和可靠性等指标有了显著的提高,硬件的生产成本大幅度下跌,计算速度与存储容量不再成为设计者所担心的问题。新一代的用户,在应用软件的可操作性以及操作的舒适性等方面提出了越来越高的要求,期望应用软件能尽可能提供一个轻松、愉快、感觉良好的操作环境。也就是说,软件用户的关注点转向了易用性,而易用性的好坏又主要取决于软件界面的优劣。如果一个软件的界面很糟糕,那么不管内部代码书写得如何精巧,只要用户不愿意使用,它的优越性就无从发挥,它也就一钱不值。这表明,软件界面的质量是一个大问题,友好的界面设计已成为软件开发中的重要组成部分。

1 软件界面的发展历程

软件界面的发展历经了批处理、命令行、图形界面三个阶段。在计算机发展的初期,用户通过批处理方式使用计算机,将穿孔卡片作为输入设备,使用行式打印机作为输出设备。20世纪60年代中期,交互终端和分时系统出现了,它们提供了问答式对话、文本菜单、命令语言方式,使得人们可以灵活高效地操纵计算机,这个时期的界面称为命令行界面。20世纪60年代以后,由于超大规模集成电路的发展、高分辨率显示器和鼠标的出现,人机界面进入了图形用户界面的时代。

图形界面的主要特点是桌面隐喻、WIMP技术、直接操纵和所见即所得。界面隐喻是指用现实世界中已经存在的事物为蓝本,对界面组织和交互方式进行比拟,将人们对这些事物的知识运用到人机界面中来,减少用户必需的认知努力。它采用办公的桌面作为蓝本,把图标放置在屏幕上,用户只需要用鼠标选择图标就能调出一个菜单并选择想要的选项。WIMP技术蕴含了语言和文化无关性,提高了视觉搜索效率,通过菜单、小装饰等提供了更丰富的表现形式。直接操纵的特点是对象可视化、语法极小化和快速语义反馈。在直接操纵形式下,用户是动作的指挥者,处于控制地位,从而在人机交互过程中获得完全掌握和控制权,同时系统对于用户操作的响应也是可预见的。所见即所得也称为可视化操作,使人们可以在屏幕上直接正确地得到即将打印到纸张上的效果。所见即所得向用户提供了无差异的屏幕显示和打印结果。

2 软件界面的优化原则

2.1 一致性原则

一致性是软件人机界面的一个基本要求,主要是指在不同的系统之间及应用系统内部具有相似的界面外观、布局、人机交互方式及信息显示格式等。一致的人机界面不致增加用户的负担,让用户始终用同一种方式思考,有助于用户学习操作,快速熟悉软件的操作环境,避免对相关软件操作发生理解歧义,减少使用时的出错率。最忌讳的是每换一个屏幕用户就要换一套操作命令与操作方法。Windows下的应用软件之所以倍受青睐,与其界面的一致性不无关系。例如,以问号图标表示帮助,以磁盘图标表示存盘,以打印机图标表示打印等。

2.2 以用户为中心

在设计系统的过程中,设计人员要分析用户的思路,发掘用户的需求;在开发过程中要不断征求用户的意见,了解用户的期望,理解用户的要求。为了让界面更加成功,最好是让用户参与设计。

尽量减少用户工作量,对于一些相对固定的输入数据,不应让用户频频输入,而应让用户通过鼠标轻松选择。例如,人事系统中“文化程度”是相对固定的数据,其值一般取大本、硕研、博研等。在录入这些数据时,软件应于相应位置自动弹出一个列表框,待用户以鼠标点击选择,而不是手动输入。汉字输入与西文输入状态的切换虽说是举手之劳,但频繁的切换会令人厌烦,如果能够实现自动切换,将会深受用户欢迎。在使用中,设计人员往往希望用户能记录软件的出错情况,这其实是强人所难。针对于此,设计人员应编写一个实时错误记录模块,自动记录错误信息,以减少用户的负担。

提供帮助系统,把帮助说明放在醒目、随手可得的位置,最好是提供在线帮助,甚至提供使用向导。在多媒体环境下,使用超链接技术和语音提示作为操作向导将会锦上添花。

2.3 反馈信息

反馈信息是指对用户的操作作出反应,它可以表明用户的操作是否被接受、是否正确,以及操作的效果怎样,反馈方式可以是文本、图形和声音等。软件应该能够及时反馈信息给用户,特别是在需要较长时间等待时,必须让用户了解工作进展情况,切不可让其面对一个类似于死机的屏幕。

2.4 容错

程序的容错处理需要做得尽可能完美。在真实运行中,如果经常由操作系统弹出令人讨厌的错误提示,将会使用户失去耐心。在设计时,需要尽可能周全地考虑到用户的错误操作、底层模块或者计算机硬件出现的异常,并针对具体情况由程序自行处理,而不要让用户感觉程序有bug。为避免误操作、按键连击等导致错误的输入,需要巧妙地设计,确保有足够的输入检查功能。例如,录入考试成绩时,可以对其进行限定,使用户无法输入0-100以外的数据;录入年龄时,可以根据实际情况设定一个限制范围。

2.5 布局的艺术性

越来越多的研究表明:如果界面布局不合理,就会影响操作的功效,进而导致人的出错率升高。界面设计要有比例与尺度、均衡与稳定、统一与变化、节奏与韵律等多种形式的协调搭配。与界面交互的是人,它的布局要符合人的生理特性,形状和大小要符合视觉范围。在界面功能造型设计中,不同大小、距离、方位的点会使人感到远近、节奏和空间层次的变化,不同的线条可以表示不同的性格和表情。面给人的的信号感强,能集中刺激视觉,立体具有轮廓明朗、肯定的特点,能给人以刚劲、结实、饱满、流畅的动态感。

2.6 色彩的艺术性

界面上使用的各种颜色可以发挥提醒作用,同时还能缓解用户的视觉疲劳。色彩是界面设计的一个重要组成部份,它直接对人产生强烈的感觉,有时比形状具有更积极的作用。色彩设计得当,使得操作者心情愉快舒畅、有安全感,带来的结果是用户操作准确可靠,工作效率高,不容易产生疲劳,并能维护身心健康。例如,色彩设计要考虑到人眼的生理特点,不要用大面积高纯度的色相,因为那易使人眼产生疲劳。色彩应采用流行色,以符合时代要求。流行色格调新颖,具有强烈的时代气息和新奇性,能适应人爱好变化的心理,能激发人们对它的追求。

3 具体案例

3.1 外观设计

在外观上需注意:提示、菜单、帮助的格式是否一致,它们所用的术语是否一致;在同一种场合,文字的大小、字体、颜色、对齐方式是否一致;输入界面和输出界面在外观布局、交互方式上是否一致;存在同一产品族的时候,与其他产品在外观布局、交互方式上是否一致;功能类似的相关界面在在外观布局、交互方式上是否一致;多个连续界面依次出现的情况下,其外观布局、交互方式是否一致;界面从一个状态到另一个状态转换时,是否与人的逻辑思维一致。还需要注意:界面上控件之间的间隔是否恰当,它们是否在垂直和水平方向上对齐,是否按照功能分组摆放,是否存在冗余,控件本身是否需要通过滑动条的滑动来显示数据;菜单深度是否控制在三层以内,工具栏上的按钮是否从视觉效果上吸引用户,其上的图像能否形象地表示出对应的功能。在色彩方面需注意:前景色与背景色是否采用较为清淡的色调,它们的搭配是否反差过大;系统界面采用的基本色是否太多(超过三种)。

3.2 操作使用

在操作使用上,需注意:是否实现了常用的快捷键操作;是否采用相关控件或者关键字检索的方式替代用户手工键盘输入;用户输入数据后才能执行的操作是否被适时禁止;是否提供“所见即所得”或“下一步提示”的功能;是否在完成操作时给出操作成功的提示;是否为特殊群体或是特殊应用提供相应的操作机制;是否有效地设计了Redo、Undo功能;是否对用户有记忆,是否存在更便捷、直观的方式来取代当前显示方式;是否提供模糊查询机制和关键字提示机制减少用户的记忆负担;是否对可能造成长时间等待的操作提供取消功能;是否支持对错误操作采取返回原有状态的处理;是否存在系统出错时的恢复机制;是否提供了任何时候都易于调阅的帮助系统。

3.3 性能优化

缩短响应时间,减少用户等待。根据实际情况,设计软件系统时采用多进程多线程的模式,突出并行化、简单有序、互不干扰、事务化的特点,最大限度的提高程序的并行性或者系统的吞吐量。在具体的数据处理模块中,运用高效的算法,减小时间复杂度和空间复杂度,并且结合计算机存储系统的特点,使用Merging Arrays、Loop Interchange、Loop Fusion等各种技术调整循环代码,避免编译器编译时未优化到,以减小cache不命中率、cpu等待时间,最终提高应用软件的性能。

4 展望

目前,人机交互技术是制约计算机应用和发展最关键的因素,软件界面作为它的重要组成部分,将直接影响到效率和可用性。要最大限度地利用机器、充分发挥人的作业能力,必须充分考虑软件界面的友好程度,它的优劣已成为衡量软件质量的重要标准之一。软件界面的标准化是未来的发展方向,它应体现简单易懂、实用好用的特点,应充分表达以人为本的设计理念。

摘要：该文概述了软件界面的重要性及其历史发展,详细说明了在设计过程中对于软件界面的优化原则,并举例描述如何实现友好的软件界面,最后,对软件界面设计的发展趋势作出了大胆的预测。

关键词：界面,优化原则,反馈信息,艺术,性能

参考文献

[1]罗仕鉴.人机界面设计[M].北京:机械工业出版社,2008.

[2]颜声远,许青.人机工程与产品设计[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2003.

[3]廖进华,文昌辞,王昭顺.数据结构[M].上海:上海交通大学出版社,2008:181-201.

电厂实时主蒸汽压力优化软件开发篇8

我国电力工业结构中,火电装机容量占总装机容量的80%左右,这种局面在相当长的一段时期内不会发生改变。降低机组的发电成本是每个发电企业的重要任务。降低发电成本的关键技术之一是发电厂监控和优化运行,提高电厂的生产运行水平[1]。

Delphi是由美国Borland公司推出的一个集成开发环境,其使用的核心是Object Pascal语言。Delphi不仅有强大的逻辑运算能力,而且提供了多种数据库的接口,拓宽了适用范围。Delphi方便、快捷,使用了微软视窗图形用户界面的设计思想,被应用于各行各业中。

在机组运行过程中,主蒸汽压力与机组其他参数之间相互耦合,关系极其复杂。为了准确地建立计算模型,文中采用Delphi编程,针对特定火电机组,进行了性能计算和状态重构,进而得到实时最优主汽压力,降低机组能耗水平。

1 电厂实时主蒸汽压力优化

燃料成本在发电成本中占主要地位。为了满足用电量的需求,越来越多的机组参与调峰,使得机组经常在变工况的条件下运行。在不同的参数边界条件下,合理地选择机组运行初压是实现机组节能优化运行的关键问题[2]。

机组运行参数的优化是一项十分艰巨的任务。运行参数优化的首要任务是建立准确的机组能耗计算平台;其次,对热力系统的各个子系统分别建模,进行性能评估;最后,以机组安全性、热经济性指标为依据,对机组的运行状态作出合理的评价,提出有利于提高热经济性的意见并采取相应的措施。机组运行参数优化的实质是在一定的不可改变的条件下,对可控参数作出合理的选择。机组运行参数最优目标值是在机组当前系统、设备状况以及运行工况确定的条件下,所能达到对应最低能耗的最佳运行参数[2,3,4,5,6,7,8]。

对于机组运行初压最优值的选取应着重关注如下问题:

1)定压运行或者汽机厂家提供的初压曲线并不一定能使机组处在最佳的运行转态。因为机组在设计时尽管考虑了多种限制条件,但是并不能预测到所有的工况条件。根据当前的运行条件,包括可控条件和不可控条件,动态地建立最优主蒸汽压力模型比采用静态模型更具有实际意义,能够获得更低的能耗。

2)机组的热力系统是一个整体,在运行过程中主蒸汽压力与多个参数之间相互耦合,构成了非常复杂的关系。如果将主蒸汽压力简化成只与某个参数有关,势必会造成模型准确性大幅度地降低。因此,在最优主蒸汽压力模型中,必须对各不可控参数进行考虑。

3)主蒸汽压力最优值的确定过程,其实是在环境温度、机组负荷、热力系统拓扑结构等一系列不可控参数确定的条件下,寻求使得机组煤耗最低的主蒸汽压力的过程。由于当前所面临着严峻的局势,因此对节能工作提出了要求:节能工作必须精细化;节能工作必须实时化。

因此,以弗留格尔公式为基础的变工况理论建立的最优主蒸汽压力计算模型由于考虑的条件简单,所以并不适用于该项目。基于统计模型的最优主蒸汽压力实质是机组运行过程中能够达到的最优初压,并不能真正地反映机组的节能潜力。因此,应以机理分析与统计模型作为一体的混合模型为基础寻求对应煤耗最小的机组的最优运行初压[9,10]。

文中项目采用以兼顾机理分析法和统计分析法各自特点的混合建模方法,对不同运行边界条件下的管道阻力特性、加热器特性、汽轮机通流特性以及效率特性建立了变工况计算模型。应用上述模型能够较为准确地描述各个运行参数内在的联系,为重构机组的运行状态打下了坚实的基础。引用系统分析的观点,建立了以热力系统矩阵能量平衡方程为基础的机组状态重构模型,准确地再现了机组的实际运行状态,为主蒸汽压力寻优提供了一种新的技术方法。

2 软件流程

系统流程如图1所示。

首先,离线建立机组重构模型。

1)获取海量机组运行数据。目前,绝大多数机组都保存有海量运行数据。这些数据异常宝贵,蕴含了丰富的设备状态信息,是进行机组整体状态重构的基础。

2)对各个时刻的历史运行状态计算其能耗特性,这是进行机组整体状态重构的重要步骤。

3)进行机组运行状态重构,建立机组整体重构模型。

然后进行在线计算,得到实时最优主汽压力。

1)取得当前实时运行数据。

2)计算得到当前时刻机组能耗指标。

3)通过遍历可行域内所有初压值,结合当前运行数据及能耗水平,得到当前工况下最低能耗对应的初压值,即最优初压。

3 软件实施

软件通过Delphi编程实现,数据库应用Mysql数据库。Mysql是一个非常优秀的关系型数据库管理系统,是目前在工程界最流行的数据库之一。由于Mysql采用关联数据库管理系统的思想,在数据库运行过程中根据客户的意愿将数据存放于不同的数据表中,这样就提高了数据存储速度。Mysql的操作可以通过常用的结构化查询语言。该项目中,将机组的运行数据存放于Mysql中,为最优主蒸汽压力计算模型提供原始数据;计算模型将重要结果也存放于Mysql中的其他表,供其他模块调用。

文中针对某电厂300MW机组,开发主蒸汽压力实时优化系统,主要代码如下:

4 软件应用

机组运行过程中,热耗率受多种因素的影响,因此汽轮机厂家给出的初压并不一定是最优初压。将该软件应用于某电厂320MW发电机组,软件给出实时最优初压,已达到节能降耗的目的。典型工况下的软件优化结果如表1所示。

由表1可见,100%负荷与80%负荷之间,汽轮机厂家提供的初压与最优初压几乎相等;80%负荷与55%负荷之间,汽轮机厂家提供的初压与最优初压存在较大的偏差。在不同负荷下的最优初压、热耗优化量如图2所示。

由图2可见,在100%负荷与80%负荷时,采用定压运行;在80%负荷以下采用滑压运行;热耗优化量随着负荷的升高逐渐减小。

5 结语

1)文中项目采用以兼顾机理分析法和统计分析法各自特点的混合建模方法,对不同运行边界条件下的管道阻力特性、加热器特性、汽轮机通流特性以及效率特性建立了变工况计算模型。应用上述模型能够较为准确地描述各个运行参数内在的联系,为重构机组的运行状态打下了坚实的基础。引用系统分析的观点,建立了以热力系统矩阵能量平衡方程为基础的机组状态重构模型,准确地再现了机组的实际运行状态,为主蒸汽压力寻优提供了一种新的技术方法。

2)100%负荷与80%负荷之间,汽轮机厂家提供的初压与最优初压几乎相等,机组采用定压运行;80%负荷与55%负荷之间,汽轮机厂家提供的初压与最优初压存在较大的偏差,机组采用滑压运行。热耗优化量随着负荷的升高逐渐减小。

3)应用Delphi编程及Mysql数据库,在保证机组安全运行的前提下,实现了电厂机组主蒸汽压力实时优化。该软件对电厂的节能降耗工作具有一定的指导意义。

摘要：为了实现节能降耗的目的,针对300MW大型火力发电机组,开发了主蒸汽压力实时优化系统。提出以热力系统矩阵方程为基础的机组运行状态重构方法。采用机理分析法和统计法相结合的混合建模思想,在保证运行参数规律的基础上提高了模型的计算精度。应用Delphi编程及Mysql数据库,实现了电厂机组主蒸汽压力实时优化,对电厂运行进行指导。软件应用表明:在100%负荷与80%负荷时,采用定压运行;在80%负荷以下采用滑压运行;热耗优化量随着负荷的升高逐渐减小。

关键词：实时优化,火电机组,混合建模,主汽压力

参考文献

[1]王惠杰,张春发,宋之平.火电机组运行参数能耗敏感性分析[J].中国电机工程学报,2008,28(29):6-10.

[2]施延洲,焦林生,姚啸林,等.超(超)临界汽轮机组滑压运行优化试验[J].热力发电,2013,42(12):8-12.

[3]沈霞,张丽香,王晓伟.基于TDOF MD PID的循环流化床锅炉主蒸汽压力控制系统研究[J].热力发电,2014,5(5):94-97.

[4]冯玉昌,史冬琳,白佳文.主蒸汽压力的无模型自适应预测控制[J].热力发电,2012,41(8):38-40.

[5]彭灿.大型火力发电机组主蒸汽压力定值节能优化[D].北京:华北电力大学,2013.

[6]周兰欣,华敏,王统彬,等.主蒸汽压力与热耗修正曲线的变工况计算法[J].热能动力工程,2011,26(3):351-353.

[7]王晋权,李俊,吕宏凯.600MW空冷供热机组主蒸汽压力寻优试验[J].中国电力,2014,47(4):48-51.

[8]赵长煜,李际野.盘山电厂600 MW机组主蒸汽压力控制分析[J].电力设备,2006,(7):53-55.

[9]李建强.基于数据挖掘的电站运行优化理论研究与应用[D].北京:华北电力大学,2006.

优化控制软件篇9

1 Flexsim简介

Flexsim是一款离散事件商业化系统仿真软件。Flexsim可以用来对根据特定事件发生的结果在离散时间点改变系统状态的系统进行建模,建模快捷简单且仿真分析能力强大,可以解决服务、制造、物流等方面的问题,也可以按照操作人员的不同需求进行仿真分析。Flexsim具有的特点是,在仿真过程中可以直观的看到整个生产过程,例如暂存区的货物堆积情况、操作人员的工作状态等,而且能够统计出完整的工作状态报告。同时Flexsim的结果可以在其他软件上使用,并且可以从Excel表读取和输出资料,还可以从生产线上读取现时资料作为分析功能。Flexsim也允许用户建立自己的模拟对象来满足用户自己各种不同的实际要求。

2 Flexsim仿真模型的建立

Flexsim应用深层开发对象,这些对象代表着一定的活动和排序过程。要想利用模板里的某个对象,只需要用鼠标把该对象从库里拖出来放在模型视窗即可。每一个对象都有一个坐标(x,y,z)、速度(x,y,z),旋转以及一个动态行为(时间)。对象可以创建、删除,而且可以彼此嵌套移动,既有自己的功能,同时又能继承来自其他对象的功能。这些对象的参数可以把任何制造业、物料处理和业务流程的主要特征快速简单地描述出来。

基于Flexsim的生产线优化步骤一般如图1所示。其中具体步骤如下:

(1)调研系统,完成系统结构、系统流程和系统相关参数的采集;

(2)建立生产线物流模型,确定系统布局图表,即描述对系统仿真目的有关的实体和实体之间的联系;

(3)建立仿真模型,在物理模型的基础上,建立计算机可识别的模型,并输入相关参数;

(4)运行仿真模型,需要确定终止仿真的时间;

(5)分析仿真结果,采用统计学方法,对仿真结果的可信度和精度进行分析,并通过延长时间和增加次数来提高结果准确度;

(6)模型优化,根据输出的仿真结果,对系统方案进行优化。对系统的部分参数进行修改,形成不同的系统方案。对修改后的模型重复运行多次,对不同方案进行结果比较,达到优化的目的;

(7)总结,对模型仿真过程进行总结说明。

3 仿真实例

M企业是一家玩具生产企业。由于该企业产品很多,装配数量也不相同,故选取生产批量比较大的产品遥控汽车作为研究对象,对其装配生产线进行仿真优化。该产品的流程图如图2所示。

在生产线生产模式中,发现瓶颈工序是至为关键的。瓶颈是实际生产能力小于或等于生产负荷的资源,即生产线中生产节拍最慢的环节。对于生产线而言,因为单位产品的生产时间是由生产线上的瓶颈时间所决定,所以,降低瓶颈时间和各工位生产同期化是提高生产线平衡率的关键。由于此生产线每道工序均用时不多,这样一来,如果存在瓶颈工序,则会迅速影响整个生产线,进而影响生产效率。

3.1 建立生产线仿真模型

通过实际调查,研究对象在6道工序的加工时间分别如表1所示。

按照车间实际布置情况建立仿真模型,根据生产情况设定各个模型的参数。

首先在Flexsim软件环境中调入所需的模块,包括发生器、缓存区、处理器、吸收器;其次根据收集到的数据设置各模型参数;最后根据各工序间的顺序关系选择连接方式。经过上述处理该生产线立体模型如图3所示。

3.2 仿真结果与优化

在FLexsim中每个设备对象都能生成相应的对象运行状态统计表,即为FLexsim系统提供的某设备状态统计分布,利用系统功能自动采集如空闲时间、处理时间、装载时间、卸载时间、行走时间、堵塞时间、输送时间、等待时间等参数。

当模型运行80000s时,统计出各个设备的运行情况。Flexsim中各个模型的统计数据通过状态百分率饼图表示出来。通过仿真,得到各工序状态百分率饼图如图4所示。

由图4看出:除了A工序外,其他工序利用率都较低,其中C工序的利用率更是不足50%,出现了较为严重的生产空闲,导致浪费资源。由于A工序是后面工序的必要前置工序,其生产节奏直接影响到后续工序。因此,A工序是生产线瓶颈之处。

对本结果的优化可以采用两种方案:

(1)缩减后续工序的操作台数目,从而提高后续工序的利用率。但通过重新仿真模型发现,无论减少B、D、F任何工序的操作台数目,都会造成产品在缓冲区的大量积压。为缓解这一状况的方法只有减少进入生产线的产品数目,但因此会造成生产能力的下降,因此不可取。

(2)增加进入生产线的产品频率,同时增加A工序的操作台数目,通过增加进入后续工序的产品数目来保证后续工序的利用率。由于该产品在市场上仍然属于供稍微少于求的状态,因此,提高一定数目的产量可以保证不会出现成品积压问题,同时又可以提高工序的利用率。

在对工序的进一步仔细研究后发现,C工序由于操作简单,不需要特别的技能,因此可以将其并入B工序,这样可以节省一个操作人员,又可以提高B工序的利用率。综合以上几点,按方案(2)优化后的生产线仿真模型如图5所示。