操作系統優化的案例
基于AMESim的純電動汽車熱管理系統的優化設計 附AMESim優化過程基礎操作及DOE&遺傳算法G
4．3爬坡工況下熱管理系統的優化
在上文研究的基礎上，選擇具有一定坡度的路況進行仿真．在NEDC循環工況下，環境溫度為40℃，道路坡度在3%～4%，部分路段達到5%左右，考察電動汽車的動力性能和冷卻效果．在外界環境溫度為40℃條件下，冷卻水全部經過散熱器散熱．在此工況下，散熱器進出口的冷卻水溫度如圖13所示。
從上圖可以看出，在高溫環境下，車輛在爬坡道路時，散熱器的最大溫差約為5℃左右．散熱器進口溫度低于65℃，能滿足熱管理的要求．電池包內部的平均溫度變化如圖14所示．由圖14可知，在外界環境為40℃時，車輛運行NEDC工況并有爬坡道路時，電池包內部的平均溫度約升高10℃，最高溫度接近50℃．此時對電池的性能有較大的影響，長時間運行在高溫狀態下，會對鋰離子電池的壽命產生嚴重影響，并存在安全隱患．這說明高溫爬坡工況下，風冷系統已不太適合電池包的熱管理，不能很好地冷卻電池包，應該采用水冷方式或者其他冷卻方式來設計電池包的熱管理系統。
5總結
本文基于AMESim軟件，建立了完整的純電動汽車的熱管理系統模型，并通過整車實驗采集溫度數據對仿真結果進行驗證，結果證實實驗結果與仿真結果基本一致，表明該仿真模型對于整車的仿真和冷卻系統的熱量管理具有較高的精度．其次，在此模型的基礎上，分別對水冷系統、高溫環境下熱管理系統及爬坡工況下熱管理系統進行了優化設計．與此同時，本文對熱管理系統的控制策略也進行了優化，使得熱管理系統能適應不同的運行工況和環境溫度．本文基于AMSim軟件對純電動汽車的熱管理系統進行優化設計的方法為研究和開發純電動汽車的熱管理系統提供了思路和參考。
下載地址：AMESim優化過程基礎操作及DOE&遺傳算法GA應用
展開 最優化理論及CAESES優化案例操作培訓
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影響吸收穩定系統因素及系統操作技術詳解
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 互聯網整理
關鍵詞 | 吸收穩定系統 操作
共 3922 字 | 建議閱讀時間 18 分鐘
影響吸收穩定系統操作的因素
01
吸收操作影響因素
影響吸收的因素很多，主要有：油氣比，操作溫度、操作壓力、吸收塔結構、吸收劑和溶質氣體的性質等。對具體裝置來講，吸收塔的結構、吸收劑和氣體性質等因索都已確定，吸收效果主要靠適宜的操作條件來保證。
①油氣比
油氣比是指吸收油用量（粗汽油與穩定汽油）與進塔的壓縮富氣量之比。當催化裂化裝置的處理量與操作條件一定時，吸收塔的進氣量也基本保持不變，油氣比大小取決于吸收劑用量的多少。增加吸收油用量，可增加吸收推動力。從而提高吸收速率，即加大油氣比，利于吸收完全。但油氣比過大，會降低富吸收油中溶質濃度，不利于解吸；會使解吸塔和穩定塔的液體負荷增加，塔底重沸器熱負荷加大回循環輸送吸收油的動力消耗也要加大；同時，補充吸收油用量越大，被吸收塔頂貧氣帶出的汽油量也越多，因而再吸收塔吸收柴油用量也要增加，又加大了再吸收塔與分餾塔負荷。從而導致操作費用增加。另一方面，油氣比也不可過小，它受到最小油氣比限制。當油氣比減小時，吸收油用量減小，吸收推動力下降，富吸收油濃度增加。當吸收油用量減小到使富吸油操作濃度等于平衡濃度時，吸收推動力為零，是吸收油用量的極限狀況，稱為最小吸收油用量，其對應的油氣比即為最小油氣比．實際操作中采用的油氣比應為最小油氣比的1.1～2.0倍。一般吸收油與壓縮富氣的重量比大約為2。
展開 基于uC/OS-II操作系統的無人機飛控系統軟件設計
基于uC/OS-II操作系統的無人機飛控系統軟件設計
史峰，何立明，馬曉峰，史中正
摘要：針對以往飛控系統軟件中代碼多，可靠性、實時性差，不具通用性等缺點，采用uC/OS-II操作系統設計無人機飛控軟件，利用操作系統來進行軟件中各任務的實時調度和通信。通過地面測試和空中試驗表明：該軟件系統具有可靠性高、實時性強等優點， 滿足飛控系統軟件設計要求。
關鍵詞：飛控系統; uC/OS-II；優先級劃分；調度與通信
0、引言
無人機飛行控制系統是一個復雜的多任務系統, 要求不僅能夠與地面控制站雙向通信、采集傳感器數據、進行飛控/導航計算、驅動執行機構等, 還要求可靠性高、實時性強。傳統的飛控系統軟件大多按預先設定的順序循環執行, 具有代碼多，可靠性、實時性差， 不具備通用性等缺點。
針對以上缺點，本文采用uC/OS-II操作系統開發無人機飛控軟件, 將復雜的處理任務交給操作系統進行實時調度，滿足無人機飛控系統實時、多任務的要求。
展開 
ECS系統仿真——在系統設計的早期階段進行結構與性能優化
飛機熱設計目前的趨勢是電子系統集成需要更高的熱密度和主要結構中更頻繁地使用復合材料。所有這些因素都需要用熱管理和架構設計來達到一個合適的魯棒性，即使是在早期的設計階段。熱結構應該能預防熱敏設備損壞的風險，防止飛機的系統設計過于昂貴。
“優化平臺幫助我們把壓力損失和噪音水平降到最低?！?Gaetano Mirra（Alenia Aermacchi的CTO，通用系統及ECS、結冰防護專家）
挑戰
Alenia Aermacchi在ECS設計中考慮的系統之一是空調溫度控制和分配系統。來自壓氣機的空氣，經空調溫控系統處理后被分配到機身機廂。提高熱結構的效率意味著與標準規定和安全性法規有關的若干限制和要求。設計人員必須堅持A/C配置，并在客艙和駕駛艙都保持合適的熱聲阻斷及溫度水平。
解決方案
首先，Alenia Aermacchi公司的工程師使用TPM方法來比較兩種備選結構的性能，結果更傾向于平行布局，由地板和混合室反饋低壓空氣線組成，氣流通過一組立管被平行分配。其次，在LMS AMESIM中建好選定結構及其子系統的模型后，在modeFRONTIER中建立空氣噴嘴形狀優化的工作流?！?em>優化平臺幫助我們將壓力損失和噪聲水平降到最低，” Gaetano Mirra（Alenia Aermacchi的CTO，通用系統及ECS、結冰防護專家）說。
“我們找到了噴嘴形狀可能的最佳結構，完善了熱結構設計，進一步提高乘客的在客艙熱環境方面的舒適性。”
展開 焦爐系統停電應急操作
一、焦爐加熱系統應急操作：
1、平時在焦爐煤氣主管上靠近交換機端接好U型管，遇停電時及時觀察u型管壓力情況，如壓力為零或微正壓，確定鼓風機跳停。
2、按行程指示器指向，將相應電磁閥的手動按鈕按住，搖動手搖泵，使煤氣行程指示指向中間位置，將交換旋塞交換至全關位置，同時關嚴地下室煤氣主管閥門，按停煤氣保溫處理。
二、爐頂上升管應急操作
1、打開部分新裝入爐的上升管大蓋，等放散管打開后逐一關閉上升管大蓋。
2、及時關閉著火的上升管和放散管，待火焰熄滅后再打開，以防爐頂大面積著火。
三、裝煤車應急操作
1、關閉裝煤車電源后，將主令器控制器打回零位。
2、迅速拆開導套拉桿銷，使導套在配重作用下自動提起，若托媒板剛好停在碳化室內，應立即組織人員用手搖裝置和柴油發動機把托煤板從碳化室，同時打開該爐號上升管與觀察孔，以防火焰從機側竄出燒壞車輛及護爐鐵件。
3、手動盤車，兩人撬起抱閘，同時用撬棍撬走行輪，將裝煤車推離火源。
四、推焦車應急操作
1、關閉推焦車電源，將主令控制器打回零位。
2、將推焦桿傳動裝置轉到手動狀態，松開抱閘，將推焦車推焦桿用柴油機拖出碳化室，及時對好爐門。
五、攔焦車應急操作
1、關閉攔焦車電源，將主令控制器打回零位，扒出導焦柵內及爐柱附近焦炭。
2、按住導焦柵鎖閉解除手動按鈕，將鎖閉退出，按住導焦柵電磁閥手動按鈕，將導焦柵退出。
3、將攔焦車推離火源，并及時對好爐門。
六、熄焦車應急操作
1、關閉熄焦車電源，將主令控制器打回零位。
2、若熄焦車內有紅焦。組織人員將車輛推至臨時放焦池邊啟動開門扳把，并開啟水源熄焦。
3、來電后及時將除塵水封內水位，補充到正常液位。
七、停電后，各車輛運轉設備的轉換開關全部歸零位。
展開 焦爐系統停電應急操作
一、焦爐加熱系統應急操作：
1、平時在焦爐煤氣主管上靠近交換機端接好U型管，遇停電時及時觀察u型管壓力情況，如壓力為零或微正壓，確定鼓風機跳停。
2、按行程指示器指向，將相應電磁閥的手動按鈕按住，搖動手搖泵，使煤氣行程指示指向中間位置，將交換旋塞交換至全關位置，同時關嚴地下室煤氣主管閥門，按停煤氣保溫處理。
二、爐頂上升管應急操作
1、打開部分新裝入爐的上升管大蓋，等放散管打開后逐一關閉上升管大蓋。
2、及時關閉著火的上升管和放散管，待火焰熄滅后再打開，以防爐頂大面積著火。
三、裝煤車應急操作
1、關閉裝煤車電源后，將主令器控制器打回零位。
2、迅速拆開導套拉桿銷，使導套在配重作用下自動提起，若托媒板剛好停在碳化室內，應立即組織人員用手搖裝置和柴油發動機把托煤板從碳化室，同時打開該爐號上升管與觀察孔，以防火焰從機側竄出燒壞車輛及護爐鐵件。
3、手動盤車，兩人撬起抱閘，同時用撬棍撬走行輪，將裝煤車推離火源。
四、推焦車應急操作
1、關閉推焦車電源，將主令控制器打回零位。
2、將推焦桿傳動裝置轉到手動狀態，松開抱閘，將推焦車推焦桿用柴油機拖出碳化室，及時對好爐門。
五、攔焦車應急操作
1、關閉攔焦車電源，將主令控制器打回零位，扒出導焦柵內及爐柱附近焦炭。
2、按住導焦柵鎖閉解除手動按鈕，將鎖閉退出，按住導焦柵電磁閥手動按鈕，將導焦柵退出。
3、將攔焦車推離火源，并及時對好爐門。
六、熄焦車應急操作
1、關閉熄焦車電源，將主令控制器打回零位。
2、若熄焦車內有紅焦。
展開 什么是實時操作系統（RTOS）？
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汽車ECU開發
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在維基百科上，實時操作系統（RTOS）的定義如下：
實時操作系統（Real-time operating system, RTOS），又稱即時操作系統，它會按照排序運行、管理系統資源，并為開發應用程序提供一致的基礎。
實時操作系統與一般的操作系統相比，最大的特色就是“實時性”，如果有一個任務需要執行，實時操作系統會馬上（在較短時間內）執行該任務，不會有較長的延時。這種特性保證了各個任務的及時執行。
經常跟實時操作系統一起講的，還有嵌入式操作系統這個概念，但實際上這是完全不同的兩種東西，雖然大多數實時操作系統都是嵌入式操作系統，但嵌入式操作系統并不全都是實時的。
對于實時操作系統有一些常見的誤區，比如：速度快，吞吐量大，代碼精簡，代碼規模小等等。其實這些都不算是實時操作系統的特性，別的操作系統也可以做到。
只有“實時性”才是RTOS的最大特征，其它的都不算是。
維基百科上關于實時性的定義：
實時運算（Real-time computing）是計算機科學中對受到“實時約束”的計算機硬件和計算機軟件系統的研究，實時約束像是從事件發生到系統回應之間的最長時間限制。實時程序必須保證在嚴格的時間限制內響應。
展開 汽車操作系統最新研究
百度Apollo的主要特點有：
? 為網聯云控（V2X）進行軟硬件端到端的開發
? 很好地融入了云服務，其中包括眾多百度自家的其他產品，如：基礎百度云服務、在線仿真產品、高精度地圖、小度助手（Duer OS），各產品間彼此受益
? 由于開源，核心的算法模塊在Github進行長時間優化后已充分產品化
? 主要側重系統軟件的開發，包含定制優化的操作系統、系統中間件及算法功能模塊，大部分硬件則采用第三方方案
? 產品沒有涉及到AUTOSAR架構的額外開發適配，也無需對車輛現有的ECU/MCU進行改變。
3、汽車操作系統現狀
① 安全車載操作系統
安全車載操作系統國外發展較早，目前已經開展了一系列的標準化工作，國內目前主要處于跟隨狀態。
歐洲在 20 世紀 90 年代發展出用于汽車電子上分布式實時控制系統的開放式系統標準 OSEK/VDX，主要包括四部分標準：操作系統規范、通信規范、網絡管理規范、OSEK 實現語言。但隨著技術、產品、客戶需求等的升級，OSEK 標準逐漸不能支持新的硬件平臺。
2003年，寶馬、博世、大陸、戴姆勒、通用、福特、標志雪鐵龍、豐田、大眾9家企業作為核心成員，成立了一個汽車開放系統架構組織（簡稱AUTOSAR組織），致力于建立一個標準化平臺，獨立于硬件的分層軟件架構，制定各種車輛應用接口規范和集成標準。為應用開發提供方法論層面的指導，以減少汽車軟件設計的復雜度，提高汽車軟件的靈活性和開發效率，以及在不同汽車平臺的復用性。AUTOSAR以OSEK/VDX為基礎，但涉及的范圍更廣。
展開 汽車操作系統最新研究
NVIDIA Drive系統軟件層融合了第三方RTOS+AUTOSAR，設有Hypervisor層，第三方量產RTOS方案通過了ASIL D認證。
⑤ 百度Apollo開放平臺架構
百度Apollo是一套軟件平臺，其依賴的計算平臺硬件需要采用第三方的IPC，Apollo開放平臺架構如上圖所示。百度自行研發了兩款輔助性硬件ASU（Apollo傳感器單元）和AXU（Apollo擴展單元）。其中，ASU用于收集各傳感器的數據，通過PCIe傳輸至IPC，此外，IPC對車輛的控制指令也需通過ASU向CAN發送；AXU用于滿足額外算力、存儲的需求，以GPU、FPGA形式接入已有硬件平臺。
百度Apollo的主要特點有：
? 為網聯云控（V2X）進行軟硬件端到端的開發
? 很好地融入了云服務，其中包括眾多百度自家的其他產品，如：基礎百度云服務、在線仿真產品、高精度地圖、小度助手（Duer OS），各產品間彼此受益
? 由于開源，核心的算法模塊在Github進行長時間優化后已充分產品化
? 主要側重系統軟件的開發，包含定制優化的操作系統、系統中間件及算法功能模塊，大部分硬件則采用第三方方案
? 產品沒有涉及到AUTOSAR架構的額外開發適配，也無需對車輛現有的ECU/MCU進行改變。
3、汽車操作系統現狀
① 安全車載操作系統
安全車載操作系統國外發展較早，目前已經開展了一系列的標準化工作，國內目前主要處于跟隨狀態。
展開 Ansys Zemax｜如何自定義優化操作數
雖然Zemax OpticStudio有300多個內建優化操作數，但是還是會有一些特殊情況是這300多個操作數無法涵蓋的。這就要求使用者根據要求計算出某些特定的數值，將這些數值返回到某個操作數，再對此操作數進行優化。
Zemax OpticStudio支持用戶編程，計算出特定的數據，再通過Merit Function Editor(MFE)中的操作數來定義該數據。這些數據可以是獨立于Zemax OpticStudio計算的，也可以是由Zemax OpticStudio計算的但是沒有具體的優化操作數表達的。當然，不管是上述哪種情況，使用者都可以用以下兩種方法計算此數值:
使用ZPL宏語言
使用外部定義和匯編程序
ZPL宏具有容易編寫、執行快速、以及和Zemax OpticStudio集成較好的特點。只要使用者具備一點點的編程經驗就可以編程計算。
另外ZPLM優化操作數可以用于從評價函數中調用ZPL宏，這樣使用者就可以直接使用宏計算出結果并返回到評價函數編輯器中從而實現優化。
本文我們將介紹如何使用宏計算并通過操作數ZPLM將數值返回給評價函數。
附件下載
聯系工作人員獲取附件
使用操作數ZPLM返回宏計算的數值
如果您不熟悉如何創建、編輯、保存和執行宏，推薦閱讀“編程語言 (ZPL) 簡介”，然后再繼續本練習。
現在，假設我們需要計算并優化Working F/#。當然Zemax OpticStudio中操作數WFNO已經可以解決此問題，本文只是舉一個例子。所以我們可以先假設操作數WFNO不存在，我們需要用宏計算該數值并返回到評價函數中進行優化。Working F/#的定義如下：
其中n為像方空間的折射率， θ為實際邊緣光線（Real Marginal Ray）在像空間的角度。
展開 
乙烯裝置“三機”穩定運行與操作優化
三機優化控制之改善真空度
三機隨著運行時間的增加，透平表面冷凝器的真空度逐漸降低，在夏季排汽壓力僅能維持-50kPa(設計值：-83kPa)，排汽壓力越高，透平效率降低，尤其在提高壓縮機負荷時，透平輸出功率僅能達到一定值，無法滿足壓縮機要求，造成壓縮機轉速提不上去。
對E-GT-201表面冷凝器進行第一次半肺切出清洗的嘗試，取得了成功并效果明顯。半肺器切出清洗，主要是通過降低裝置負荷，對循環水和蒸汽系統進行調整，將一組半肺器逐漸切出。在切出過程中透平表面冷凝器的真空度會逐漸下降，當一組半肺器切出后，表面冷凝器的真空度可以維持在一個容許的真空度下保持穩定運行，說明此組半肺器可以切出。借鑒此次成功的經驗，技術人員決定如果壓縮機透平表面冷凝器真空度較低，影響壓縮機運行效果，可在每年的2、3月份，在氣溫較低的情況下，輪流對三機表面冷凝器進行半肺清洗。
半肺清洗取得了明顯的效果，消除了E-GT-201表面冷凝器真空度較低和排汽溫度較高的制約裝置正常運行的瓶頸。
展開 高防護戶外儲能柜散熱系統優化設計
儲能設備散熱系統的合理化設計，仍是結構設計的核心技術難題。本文運用熱仿真軟件分析對比了散熱系統的3種送、回風方式的散熱效果，并通過
高溫箱模擬高、低溫進行熱測試，熱仿真
與熱測試相結合，以最快的速度、最低的成本實現散熱系統的優化設計。
1 高防護戶外儲能柜散熱系統優化設計及對比
本文所提及的產品是容量為100kW·h的高防護戶外儲能柜，其防護等級可達IP55。該柜創新地采用組合式散熱系統，其中對溫度和環境敏感度高的電池艙采用空調散熱系統，對溫度和環境敏感度低的配電艙采用風冷散熱系統。由于風冷散熱系統的設計較為成熟，且成本已壓縮到極限，因此此次組合式散熱系統的優化設計只針對電池艙的空調散熱系統進行。電池艙優化共設計出3種方案，通過熱仿真軟件Flotherm進行分析對比，擇優選用。
3種方案中電池艙的結構形式均相同，其中空調散熱系統所需制冷總量C的理論計算公式為:
式中:Ch為元器件發熱功耗，W；Cs為環境滲入(出)熱量，W；Cr為太陽輻射熱量，W。將Cs=117.2W、Cr=277.5W、Ch=1000W代入式(1)，得C=1394.7W，因此電池艙空調需選擇制冷量為1.5kW的工業空調。
方案一為電池艙空調的出風和回風均為自由進出風；方案二在電池艙空調的出風口加裝專用風道；方案三是在方案二的基礎上，局部加上風機輔助出風，可實現遠離空調的柜體能夠均分空調吹出的冷風。3種方案的示意圖如圖1所示。
展開 ZEMAX | 使用 ZPL 宏進行優化：ZPLM 操作數
本文介紹了如何通過使用 ZPLM 優化操作數在
評價
函數編輯器
(
Merit Function Editor
)中使用 ZPL 宏定義復雜的優化目標。本文介紹了如何使用 ZPLM 約束系統的質心，以確保其能正確地平衡。
（聯系我們獲取文章附件）
簡介
OpticStudio 中有將近400個操作數，幾乎可以將任何感興趣的值作為目標，包括SINE，PROD，SQRT 等數學操作數，可以定義詳盡的評價函數。有時所需的值需要進行復雜的計算，但是無法在評價函數編輯器中執行。在這種情況下，可以使用優化操作數 ZPLM 執行宏來確定操作數的值。運行宏，并使用 OPTRETURN 關鍵字將值返回給評價函數。
ZPLM 操作數
ZPLM 操作數包含六個參數: Mac#, Data, Hx, Hy, Px, Py
Mac# 是 OpticStudio 應該執行的宏的編號。應將與 ZPLM 操作數一起使用的宏另存為 ZPLnn.zpl，其中，00 ≤ nn ≤ 99。
例如，ZPLM 調用宏 ZPL03.zpl 時，Mac# 應該為3。
Data 是由宏計算出來的數據值。單個宏中最多可以計算51個數據值 (0 ≤ Data ≤ 50)。為了提高效率，僅當 Data = 0 時才執行宏；否則，將使用來自先前宏調用的數據（即 Data = 0，至少需要調用一次）。
Hx, Hy, Px, 和 Py 是可以傳遞給宏以用于計算的值，它們不一定必須是歸一化的視場/光瞳坐標：
下面的示例將說明與 ZPLM 優化操作數一起使用的宏的定義。
展開 SolidWorks Simulation 拓撲優化 | 操作視頻
拓撲優化
尋求結構最佳結構形狀
? 目標和約束：最小化質量、最大化強度、最小化最大位移。指定許用應力、低階模態頻率、最小安全系數。
? 制造控制：確保優化零件可制造、功能區域保留、脫模方向、構件厚度限制或對稱基準面。
1、最佳剛度重量比：這個目標的目的是盡量減少結構的符合性，同時減少一定的重量。如果沒有定義其他目標，則使用最佳剛度重量比，質量減少30%；
2、最小化最大位移：最小化最大位移目標的工作原理是首先在要最小化位移的模型上選擇一個頂點，然后添加一個約束來減少模型的質量；
3、最小化質量與位移約束：有了這個目標，位移被假定為從原來的設計空間減少了一個用戶指定的數量，然后盡可能減少質量，同時保持位移限制。
拓撲優化的流程
視頻案例：拓撲優化的應用
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