航空航天電源技術精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇航空航天電源技術，期待它們能激發您的靈感。

篇1

【關鍵詞】電子機柜；布線板；線束

1.概述

隨著我國航空航天事業的快速發展，電子設備內部各功能模塊之間需要相互通信，所敷設的電纜（線扎）電壓不同、電流不同、頻率不同，這些電纜的相互位置，以及走向都將對設備整體的電磁兼容性能產生影響。所以，必須對電纜進行合理的分類布局，使之更適合于機載機柜的布線要求。

2.當前機載電子設備布線分析

我所常用的機載電子設備中的電子電路裝配設計，通常只有一份接線圖和接線表，不能體現電子設備電纜和線扎的電氣性能和機械特征。接線圖和接線表在生產操作人員布線過程中容易出現一些情況：

（1）沒有明確電路圖中的電纜是由哪些導線組成的，沒有對電纜進行交流電纜、直流電纜、數字信號電纜、模擬信號電纜、高頻電纜和高壓電纜等進行分類。

（2）沒有明確電子設備中電纜布線的空間位置，也沒有對電纜之間容易出現信號干擾等問題進行明確注明。

由于這些傳統的設計缺陷，因此機載電路布線過程中沒有明確的電氣設計，根本不可能進行電纜布線設計。此外機載設備較小，集成度高，控制機柜和驅動機柜合而為一，趨于采用標準的一體化控制機柜。這種控制機柜通常采用抽屜推拉的結構，如圖1所示。機載方艙空間有限，各機柜并列緊密排在一起，背靠機體，側面、后面被封死，裝配、維修困難。機載方艙機柜由于機體空間而限制了機柜的數量，機體高度的限制又使得機柜高度變低，為了不減少控制單元的功能數量，只有加長抽屜的長度，而抽屜容量的增大，使得機柜的縱深加長。如圖1所示，H尺寸變小，L尺寸變大。機柜數量的壓縮使得單個機柜的電器單元容量增加，電器之間的互聯性增多，導線數量隨之加大；抽屜長度的加長，使得抽屜后面的線束隨之加長，線束過長給抽屜的推拉增加了不小的困難。

3.機載電子設備布線改進

從以上兩種布線上所需的硬件分析，我們可以看出由于電纜和線扎是屬于機械電氣類的產品，在處理設計問題時，必須兼有電氣技術與機械技術兩個專業的特點。電纜布線設計需要將電氣技術、機械技術、制造技術的有關內容結合起來，綜合考慮。

3.1 改進機柜走線

針對機載裝備系統中方艙空間窄小、機柜結構復雜、導線數量較多的具體情況，克服傳統走線的缺點，從工藝角度考慮設計了一種新的機柜走線方案。

(1)增大機柜抽屜之間的空間，用于布線抽屜面板尺寸不動，抽屜高度縮小，抽屜底板向上抬高30mm，與抽屜上部原有10mm高度合在一起，在兩抽屜之間留出40mm的空間，用于布線。

(2)去掉跟線裝置，加裝布線板去掉抽屜后面的跟線裝置，改變走線路徑，在抽屜之間留出的布線空間內加裝金屬布線板；在布線板上走線、布線。圖2。

3.2 布線設計優點

(1)布線板上線束固定有依托，不會隨飛機的起飛、降落、顛簸、振動、加速、制動而晃蕩，始終不受力，插頭也不受力，保證整機設備的電氣性能。

(2)可滿足電氣方面的要求。每個抽屜內有強、弱信號控制線，有電源線、有大電流線，信號線與電源線可從機柜兩側分開分別走線，在布線板上可分開一定距離布線，避免電源線干擾信號線。而跟線架是無法滿足這一電氣要求的。

(3)抽屜后面的線束不需要留過多的余量，縮短了導線長度，降低了信號損耗，節約了線材，且不會再有線束下垂、絞纏的現象。

(4)各抽屜之間線束互不影響，徹底分離，上面抽屜的線束不會影響下面抽屜。

(5)布線板上各插頭線束各自分開，條理分明，不會絞在一起，裝卸抽屜，人為操作都在機柜前面，能看見，易操作，各插頭、插座不易插亂，減少人為誤插。

(6)布線板上開有許多長條孔，可用于固定線束，同時利于機柜通風，并減輕重量。

3.3 布線過程應注意的問題

(1)金屬布線板一定要把毛刺打磨掉，并對所有棱邊打磨，避免毛刺、棱邊劃傷導線。

(2)線束拐彎不能打死彎，彎曲半徑要比線束直徑大兩倍以上。

(3)插頭線束較多可編成辮子形狀，以減輕線束彎曲張力。

4.結語

新的機載電子設備機柜布線方法解決了機柜傳統的布線弊端，有效地改善了機柜電氣設備的電氣性能，使之更適合機載機柜的布線要求。同時也使機柜的走線從外觀上條理清晰，整齊美觀，便于裝聯、調試和日后的維護、維修。

參考文獻

[1]龔維蒸.無線電設備結構設計與工藝[M].天津:天津科學技術出版社,1983.

[2]吳漢森.電子設備結構與工藝[M].北京:北京理工大學出版社,1995.

篇2

1.完善實驗教學體系，建立多層次實驗平臺

為了實現培養學生實驗能力、實踐能力和創新能力的目標，我校電氣工程與自動化國家級實驗示范中心經過多年的發展和建設，不斷積累經驗，提出了“三層次、六類別”實踐教學體系1,培養學生實踐能力“以基本實驗技能為基礎，以獨立設計能力為中心，以研究創新能力為目標”。實驗教學由基本型、提高型和研究創新型實驗組成。第一層次為基本型實驗，由各課程的實驗課或單獨設立的實驗課組成，每門實驗課包含若干基本和選做實驗。第二層次為提高型實驗，包含課程設計、實習及綜合設計實驗。第三層次為研究創新型，學生根據自己的愛好進入實驗中心的各開放實驗室、創新實驗室、學生科研實踐基地，研究自己擬定的課題和學生創新基金項目，或參加教師的科研項目。在三個層次中，基本型教學實驗約占55%,提高型實驗占35%,研究創新型實驗占10%。

根據“三層次、六類別”實踐教學總體建設思路，電氣工程與自動化中心建立并完善了實驗教學體系。

1.1 基本型實驗

基本型實驗與課堂理論教學同步進行，基本型實驗教學注重實驗基礎技能培養，主要包括基礎性原理知識與驗證性實驗。

以“電力電子技術”基本型實驗為例，堅持外購與自制相結合，自主研制并生產實驗設備，改善實驗條件，充分體現我校電力電子技術專業教學特色和先進性。實驗設備的基礎平臺選用方圓公司的通用平臺，實驗掛箱為我校自主開發，這些掛箱觀測點多、實驗內容豐富，既可以進行器件實驗、又可以進行電路實驗;既可以進行電路開環實驗、也可以進行電路閉環工作特性的測試。通過自行研制、開發、生產實驗教學儀器，一方面可滿足實驗教學的需要，及時更新實驗內容，同時也為學生的第二課堂提供了豐富的課題。在自制儀器的研制過程中，我們積極吸收優秀本科生參加，讓他們在教師指導下直接參與收集資料、方案論證、電路設計及制作調試的全過程，實驗教學成效反饋證明了這種方式非常有利于鍛煉和培養學生的科研能力和協作精神。

1.2 提高型實驗

在基本型實驗的基礎上，給學生提供了更高層次的綜合性、開放性實驗。提高型實驗教學注重獨立設計能力的培養，打破了傳統實驗教學思維方式，按照課程群的類別設置綜合設計型實驗。包括電力電子與電力傳動開放性實驗、電機開放性實驗、飛行控制實驗、過程控制實驗等。提高型實驗注重學生的研究創新能力培養。實驗室實行開放式教學，學生可以申請實驗器材，自行設計實驗，進行研究型實驗。

以電力電子與電力傳動開放實驗室為例，采用積木式結構的實驗平臺，可以開放至底層元件級別，靈活性好，可擴展能力強。學生既可以選用基本模塊單元完成一些基本型實驗項目，也可以自行設計電路。本實驗可以不針對具體課程，綜合應用“電力電子技術’、“電機學’、“自動控制原理’、“現代調速技術”、“開關電源技術”等課程的知識。結合教師科研課題和學科發展前沿“二次開發”部分核心部件，可將最新的科研成果及時轉化為教學實驗。從而增加了學生自己動手的機會，培養他們獨立分析思考問題的能力。電機學課程設計是學生在完成電機學課程和課程實驗的基礎上開展的綜合設計工作，學生完成電機參數計算、繞組設計分析、定子、轉子設計分析等工作，主要培養學生的設計和分析能力。電機學實習是緊跟在電機學課程設計之后，學生設計好電機后，動手進行電機的加工和裝配、測試工作。主要內容有拆解電機、拆解繞組、清理電機、繞制線圈、嵌裝繞組、端部整形及綁扎、繞組絕緣強度測試、電機裝配、電機運行、電機參數測試、合格電機驗收，以及到企業參觀。該課程設計可以有效促進教學與生產相結合，加強學生工程技術能力的訓練和培養。

1.3 研究創新型實驗

以航空航天應用、新能源發電等為核心，建立創新實驗研究平臺，提供學生創新實踐的環境。利用創新實驗室的條件，開展多種形式的科技創新制作活動，包括：創新實驗室的開放項目；學生在學習過程中自己提出的創新項目；從教師的科研課題中分解出來的小課題;校大學生科技創新基金等。

航空航天應用是我校電氣類學科研究的重要應用，為了讓學生了解先進航空電氣技術、提高實踐創新能力，學校建有航空電源航空科技重點實驗室和航空航天電源工程中心。該實驗室由航空主電源發電系統、二次電能變換裝置、配電系統及負載管理系統等實驗創新平臺構成。新能源發電技術是目前電力電子技術發展和研究熱點之為了讓學生了解學科前沿技術、提高學生的創新能力，學校投入大量資金建設了新能源發電技術創新實驗室。該實驗室由小型風力發電實驗平臺、太陽能發電實驗平臺和燃料電池發電實驗平臺構成。基于上述平臺，學生可以進行創新性的發電機、電力電子功率變換等研究。

部分優秀學生通過參與老師的科研工作，通過對-個項目的“設計、加工、實驗、分析”的全過程實踐，可以系統學到專業知識和科研方法，提高科研工作能力、培養創新精神、積累創新方法。

通過“三層次、六類別”實踐教學體系的細化，形成了電機、電力電子、自動控制3個實驗教學課程群，共103個實驗項目。包括：電機學（23個）、特種電機（4個）、電機與控制元件（18個）、電器原理及應用（4個）、電氣測試技術（8個）、現代調速技術（8個）、電工學（2個）、電力電子技術（7個）、航空航天供電系統（4個）、自動控制原理（6個）、現代控制理論（7個）、控制系統工程（8個）、控制系統設計和實踐（4個）。因篇幅限制，文中未列出實驗中心詳細的實驗條目。

2.建立多層次實驗教學隊伍

針對示范中心多層次實踐教學的需要，實驗中心進一步加強了實踐教學隊伍建設。

基本型實驗主要由年青教師和專職實驗員聯合授課，實驗員側重于具體操作的演示和講解，年青老師側重于實驗結果分析和引申討論，從而彌補了實驗員單獨指導的不足。

提高型實驗由相關課程的資深教師負責，由實驗老師配合，加強實驗過程中的指導，通過手把手教學生，給予必要的過程輔導，解答學生疑惑以及對實驗過程中出現的現象進行深入討論，啟發學生進行探究性實驗，并掌握從現象中進一步挖掘更深層次的研究性問題的方法。

創新型實驗主要由教授和部分副教授指導，通過創新論壇、創新示范區，以及每周創新研討例會等形式加強對學生的指導，啟發學生創新思維。

通過多層次實踐教學師資隊伍的建設，避免了過去的實驗員單一帶學生做實驗的弊端，極大的提高了實踐教學效果，培養了大量富有創新精神的高質量人才，在全國電子競賽、數模競賽、挑戰杯、以及全球IEEE未來能源競賽中多次獲獎。

3.結語

篇3

關鍵字： DC/DC變換器； 有限元法； 熱設計； 熱分析

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）18?0035?04

根據相關統計表明，在所有實效的電子設備中，其中由溫度過高導致實效的比例占到了55%，在電子設備使用過程中，過熱引起的損壞是最主要的故障形式[1]。隨著溫度的升高，電子設備的失效率也會不斷提高，有的元器件失效率甚至會隨著溫度提高10 ℃就提升一倍，所以被人們稱為十度法則[2]。針對電子設備的溫度加以設計，從而有效控制其熱損壞故障是提高電子設備使用穩定性的重要途徑。尤其是對于航天電子系統而言，要求極高的穩定性，因此必須進行熱控制。隨著人們對電子設備熱控制的日益重視，熱設計在電子設備整體設計中的地位也越來越重要。通過對電子設備進行可靠的熱分析能夠降低設計成本，提高產品的穩定性，并極大的縮短電子產品的設計周期。

1 熱分析基本理論

2 熱源分布及其損耗分析

2.1 功率器件的損耗

通常來看，功率器件的損耗主要有開關、導通及柵極驅動損耗。在表征功率器件中，熱阻和結溫是主要的熱能力參數。要想確保功率器件的穩定運行，增強器件的可靠性能，就應該確保其半導體組件工作于額定結溫條件下。

半導體組件的額定最高結溫大小是由器件的芯片、封裝等材料決定的。熱阻是表達功率器件散熱能力的主要指標。通常情況下，熱阻越大則表示其散熱能力越差。熱阻可以分為兩個部分，即內熱阻和外熱阻。內熱組是功率器件本身的熱阻；外熱阻是與管殼封裝形式相關的。一般外熱阻與管殼的表面積成反比。在對功率器件的熱控制進行設計過程中，主要分為以下幾個設計環節：內部芯片熱設計、封裝、管殼及實用熱設計。設計人員在設計中，主要是針對器件進行實用熱設計，通過對功率器件的熱損耗進行計算，從而設定科學的散熱布局和電路布局，以有效的增強功率器件的散熱，確保器件能夠安全穩定的運行。

2.2 變壓器及電感的損耗

眾所周知，變壓器和電感結構大致是一樣的，本文中主要針對電感損耗進行研究。

一般情況下，電感損耗主要來自磁芯損耗，也就是鐵損；還有就是來自電感繞組的損耗，也就是銅損。開關電源中的高頻交流電，會產生電流的趨膚效應，隨著電感繞組頻率的增加，其電阻也會逐漸增大[5]。所以，在對銅損耗進行計算時就會包含兩個部分損耗，即直流電阻與交流電阻損害。要想切實提高變壓器及電感的功率密度及熱性能，以防止熱失效，應對其封裝技術、散熱技術、熱模型以及溫度設計準則等熱設計技術進行深入的研究。

3 印制板及關鍵元器件的散熱設計

熱設計的目的是控制電子設備內部所有電子元器件的溫度，使其在設備所處的工作環境條件下不超過規定的最高允許溫度。高溫對大多數電子元器件將產生嚴重的影響，它會導致電子元器件的失效，進而引起整個設備的失效。重視航天電子產品的熱設計工作，能夠通過對電子產品的熱設計，達到消除可靠患，提高產品可靠性的效果。

3.1 印制板的散熱設計

印制板是電子設備中一個極其重要的組成部分，其熱設計是否科學，對電路性能有著嚴重的影響，也是引發電子設備失效的重要因素之一。

首先，印制板的設計應該注意結構和布局的合理，以多層PCB板結構為最佳。采用散熱印制板能夠提升其導熱能力，在多層結構印制板中間加入金屬夾芯板，能夠提高多層板到散熱件的散熱性能。采用較大的焊盤置于板上的接地安裝孔，能夠使表面以及安裝螺栓的散熱性能提高。最大限度增加金屬化過孔來輔助散熱。

3.2 關鍵元器件的散熱設計

印制板上的元器件如何布置對于散熱來說有很大的作用。應該最大限度地在PCB板上均勻分布功率器件，避免板上熱點集中，確保板表面的溫度性能均勻。在進行實用設計時，要想實現分布的均勻存在較大的困難，但一定要避免熱量集中或某區域功率密度較高。對于功耗較高發熱量較大的器件，采用有效的散熱措施，通過有效的散熱途徑導出其熱量，降低工作溫度，進而滿足溫度降額要求。

對于放置在PCB板下方的功率元器件，可在機殼底板對應的位置增銑凸臺，使發熱器件與機殼間的距離減少到0.3 mm以內，在兩者的接觸面之間填充0.38 mm導熱墊和導熱硅脂，使熱量以熱傳導方式導出。其散熱路徑示意圖見圖1。

4 ANSYS熱仿真軟件

ANSYS軟件是建立在FEM基礎之上的大型計算軟件，其應用遍布國內外諸多領域的工程中。采用該軟件計算出的結果相對可靠，圖表更加簡單。現階段，該軟件是應用最為廣泛的工具軟件，它能夠針對不同領域的不同問題加以統計和分析，除了具備十分強大的結構分析功能之外，還能夠為其他領域的計算提供專業的分析和計算方法[6]。

ANSYS的熱分析是建立在能量守恒基礎之上的熱平衡方程，通過對各網格節點的溫度分布進行計算和采用有限元法進行分析之后，推導出相關的物理參數。

5 實例分析

5.1 DC/DC變換器建模

DC/DC變換器采用六面體結構，外形尺寸為：130 mm×110 mm×3 mm。DC/DC變換器殼體材料為2A12硬鋁合金，具有強度高、重量輕、導熱好、加工性能好等優點。根據設計要求，考慮到主要發熱元器件的散熱問題，將這些器件均安裝在電源底部和電源殼體側壁，以便更好的散熱。由于計算是針對模塊建立計算物理模型，考慮到計算的可行性對模型進行一定的簡化。建立計算物理模型時，做如下假設和簡化：

（1）印制電路板認為正交同性材料，導熱系數按等效導熱系數計算；

（2）功率管襯底為長方體，芯片置于襯底上，兩者間填充絕緣層；

（3）磁性件外形為圓筒形，內徑為不計環氧樹脂固封時的內徑、外經為包括環氧樹脂固封層厚的直徑，高為安裝高度；

（4）機架上圓弧過渡，半圓面認為是直角及平面。

5.2 仿真的主要參數

（1）環境參數：電路外部環境溫度為20 ℃；熱傳遞只考慮熱傳導。

（2）材料參數：該模塊涉及的各部分材料參數如表1所示。

（3）功耗參數：本例DC/DC變換器產品的額定功率為50 W，根據估算效率為80%，計算得到熱耗為12 W，現取其中5個元器件，其功耗值見表2。

5.3 熱仿真結果與紅外成像儀測試結果對比分析

使用ANSYS有限元分析軟件，取熱條件最惡劣的情況即功率器件工作，真空條件，忽略輻射。該DC/DC變換器產品工作達到穩態時溫度分布云圖見圖3。圖中可以清晰地看出，變壓器的熱量最高，溫度為36.5 ℃。

紅外攝像法是通過紅外攝像機進行物體照片拍攝，進而分析照片，將各種紅外輻射加以轉換，通過光學信號表示出來，從而使人明確物體表面的溫度分布和相關參數。采用熱輻射原理進行溫度的測量，不僅需要測量元件與介質的接觸，不會對被測介質的溫度場形成影響，而且具有較快的反應速度；但這種方法會受到物體表面的測量距離、發射頻率及環境等因素的影響。

在本實驗中采用的紅外測試儀器IR913A型紅外熱成像儀。它是利用對物體表面微紅外輻射強度的測量，間接地計算得到定量的溫度分布值，并用彩色圖像來表達穩態溫度場的分布。紅外測試實驗的實測數據見表3。圖4是在產品通電工作時拍攝得到的紅外圖像，拍攝時的環境溫度為20 ℃。將紅外測試結果與熱仿真結果進行比較，見表4。

對比結果，得出測試結果與仿真結果的誤差沒有超過10%。這是由于在仿真建模的過程中，在此對相關參數進行了簡單的處理，將其與熱邊界條件進行了近似處理，其準確度與實際參數必定會有所差異。但從整體上看，仿真結果具有一定的熱設計意義，與相關要求相符。這也充分表明，采用建模的方式，能夠近似的模擬出既定條件下的測試結果。尤其是在某些區域，不僅需要明確熱點所在位置，而且必須明確其規模大小，這樣，就能夠使熱仿真結果具有更強的參考意義。

6 結 論

為解決DC?DC變換器的熱可靠性問題，本文結合實際例子，利用仿真軟件，模擬了電路內部的溫度場分布特性。仿真結果為電路的初期熱設計或后期散熱性能的進一步改善提供了依據，可為熱設計提供指導，推動設計進程，提高工作效率。

參考文獻

[1] 于慈遠.計算機輔助電子設備熱分析、熱設計及熱測量技術的研究[D].北京：北京航空航天大學，2000.

[2] 張祺，蔣和全.開關電源熱仿真模型研究[J].微電子學，2010（6）：884?889.

[3] 余建祖，高紅霞，謝永奇.電子設備熱設計及分析技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2008.

[4] LOSTETTER A B，BARLOW F，ELSHABINI A. An overview to integrated power module design for high power electronics packaging [J]. Microelec Reliab， 2000， 40（3）： 106?379.

篇4

資源稅改革對陜西煤炭企業的主要影響表現在：第一，資源稅稅負增加必然提高煤炭開采企業的生產成本，進而迫使高耗能、低效率的開采企業競爭力下降，直至退出市場。銅川、渭南等老礦區煤質較差，開采手段落后，成本高，銷價低，歷史包袱沉重，企業效益差。長期來看，煤炭資源稅稅負提高必然對關中地區的部分中小煤炭企業形成較大沖擊，推進煤炭資源開采企業的市場退出和兼并重組，從而提高行業競爭力和可持續發展。第二，促使煤炭企業改變發展方式，提高資源的回采率和利用率，進而推動煤炭產業轉型，促進整個行業的可持續發展。神華集團、陜西煤業集團等大型煤炭企業可率先通過研發和采用新型技術和先進設備，提高煤炭資源回采率，延長煤炭產業鏈，增加產品品種數量，進行多元化發展；同時大力采用潔凈煤技術和發展煤化工產業，達到煤炭資源的節約化和減量化利用，降低對生態環境的破壞程度，形成低開采、高利用、低污染的新型生產模式，最終達到企業經濟效益、社會效益和生態效益的“多贏”，實現企業和地區的全面、協調和可持續的發展。2、石油和天然氣企業。陜西石油和天然氣采掘企業有中石油長慶分公司和延長石油集團，在油氣資源稅稅負提高而油氣資源價格基本不變的情況下，必然增加企業的生產成本，壓縮企業的獲利空間，進而激勵企業為降低生產成本而提高開采效率。因此，資源稅改革對油氣企業的影響表現在：第一，資源稅稅負增加擠壓油氣企業的利潤空間，以此倒逼壟斷企業通過改進工藝、提高開采效率，相應承擔部分稅改成本。石油天然氣產業是資本、技術密集型產業。油氣勘探開發、煉油化工產業的復雜性，使油氣生產對科學技術及相應的裝備、工具、手段等依賴性很強。依靠技術創新和技術進步可以大幅度地降低勘探開發成本和風險，大幅度地提高煉制和化工生產效率及產品附加價值。因此，資源稅改革將促使陜西油氣資源企業加大科技研究投入力度，不斷提升自主開發和創新水平，引進和開發世界先進的油氣勘探開采技術，從而增加石油天然氣開采量和提升石油天然氣資源探明率，增強陜西石油天然氣開采業的競爭力。第二，資源稅改革促進油氣企業整合產業鏈，進而提高企業生產經營規模和盈利能力、抗風險能力等。陜西省油氣資源企業，以延長石油集團為例，上游生產和投資規模突出，但中下游煉化加工業和銷售規模偏小，縱向一體化程度相對較低。因此，陜西油氣資源企業應當以資源稅改革為契機，優化油氣勘探開發、煉油和銷售，化工等環節的結構，適度增加中游、下游規模，優化一體化產業結構，實現油氣上中下游產業鏈一體化。第三，鼓勵油氣企業將清潔生產貫穿整個生產過程。油氣產業是污染大戶，其“三廢”問題一直伴隨產業發展。陜西油氣產業應將清潔生產貫穿整個生產過程，加強環保管理，淘汰不符合環保要求的生產工藝，限制或制止生產有毒、污染重的油氣產品，節約用能，減少污染物的排放，鼓勵開發綠色產品，實現以最小的環境代價換取最大的經濟效益，實現油氣產業可持續發展。資源稅稅負提高對資源消耗企業的影響分析1、電力企業。電力開發依賴能源、資源的特性，決定了電力行業的發展要建立于資源能源的有效配置的基礎上。從我國電源結構上看，火力發電占總發電量的80%左右。而我國煤炭消費的50%用于火力發電。全國電力生產與消費受電煤的產量、價格影響極大。因此，處于上游的煤炭資源企業，可以通過調高發電用煤（簡稱“電煤”）的價格，將增加的資源稅額轉嫁給下游的電力企業。

近期國家發展改革委為緩解煤電矛盾，提出在全國范圍內對“電煤”實施臨時價格干預措施，同時適當調整電力價格，試行階梯電價制度。這是“煤電聯動”政策、2011年限制合同電煤政策的延續。然而，這一“電煤”限價政策對市場交易“電煤”的約束基本無效。從2004年和2008年煤炭限價政策來看，供需才是決定煤炭價格的核心因素，現貨煤價往往脫離政策目標。從資源稅改革的長期取向來看，資源稅稅負提高必然對煤炭開采企業生產成本帶來更大壓力。作為下游行業的電力部門來講，只有兩種選擇：一是提高管理效率、推廣使用提高效能或節能的生產技術，淘汰落后，降低能耗，以增強自身消耗一次能源價格上漲的因素，來提高自己的市場競爭力；二是優化電源結構，加大核能、風能、生物能和太陽能等新能源的開發和利用，逐步實施以煤為主的多元化的清潔能源戰略。此外，工業企業作為終端電力用戶，將承擔更多的煤炭上漲價格，促使工業部門的整體效率提高，部分高耗能、低效率企業將退出市場，這對于我國調整產業結構，走新型工業化道路無疑是有益的。2、煤化工企業。目前煤化工主要分為四大類：潔凈煤技術、煉焦、煤制甲醇、多聯產。陜西自2003年6月明確提出陜北能源化工基地建設堅持煤向電力轉化、煤電向載電工業品轉化、煤油氣鹽向化工產品轉化的發展方向，至2010年陜北煤化工產業布局初步形成。統計數據顯示：2010年焦炭產量達200萬噸、蘭炭產量1100萬噸、電石產量105萬噸、聚氨乙烯產量20萬噸、化肥（合成氨）產量122萬噸、煤制甲醇149萬噸。資源稅改革對陜西煤化工產業的影響表現在：第一，由于煤化工產品需求彈性較大且行業本身競爭性強，單個企業難以通過提價把資源稅稅負轉嫁給消費者。在此情況下企業仍有兩種選擇：一是保持現有技術水平和對資源的剛性需求，通過加強經營管理包括降低其他要素成本（如工資）來自行消化稅負，顯然這種選擇并不利于實現資源稅改革的政策目標；二是通過自主創新，采用新技術、提高勞動生產率等方式對上游資源產品生產者轉嫁的稅負進行消化，以保證其利潤水平。第二，資源稅的改革取向是將水資源納入征稅范圍。煤化工產業發展對水資源有很強的依賴性，陜北地區水資源相對匾乏，煤化工用水十分緊張。因此，政府應該積極投入資金并且聯合企業共同出資建設節水改造工程。同時政府應該統籌各地水資源，進行合理分配，將水資源從周邊較豐富地區調往較缺乏地區，或者將耗水量較大的產品生產企業建立在水資源較豐富地區，實現水資源配給的合理性。第三，由于陜西能源化工產業內部各分支產業都會在短期內受到資源稅改革的不利影響，各產業必然加強管理，深入開發資源價值，盡量延長產業鏈條，提升資源循環利用效率，提高企業技術含量，提升利潤空間和核心競爭力，從而使陜西礦產資源優勢得到更好地利用。第四，煤化工產業環境污染嚴重，而陜北生態比較脆弱，煤化工生產過程中會排放大量的有害氣體，如二氧化硫、NOX等，而不少企業缺乏有效的廢棄物處理裝置，導致污染物大量排放，污染環境。為此，煤化工產業發展過程中應積極推進多聯產系統，加強煤化工固體廢渣粉類灰和廢氣、余熱等的利用水平。3、鋼鐵企業。新一輪資源稅的調整對焦煤企業影響最直接，煤炭開采成本升高勢必將成本的增加轉移到焦炭價格上。而焦炭是鋼鐵生產不可或缺的原料，在原材料成本中占有很大比重，加之煤炭企業較強的議價能力，極容易將增加的稅額轉嫁到下游鋼材產業。對于鋼鐵企業而言無疑是增加企業的生產成本，這對當前不銹鋼產業而言，可能短期影響不會迅速體現，但長期而言很可能還是要實際的消費需求來消化。資源稅改革對于鋼鐵企業影響主要體現在以下兩個方面：一方面，資源稅稅制的改革將給煤炭、礦石等資源類生產企業帶來經營壓力，提高其營運成本；對于資源、能源消耗大戶的鋼鐵企業，由于生產成本上升，利潤也將受到擠壓。另一方面有助于抑制鋼鐵這種高耗能行業的過快增長，有利于促進鋼鐵工業由依靠資源能源消耗的粗放型經濟發展方式向依靠科技進步的集約型經濟發展方式轉變，徹底從“高投入、高能耗、高污染、低效益”的發展模式轉變到“低投入、低消耗、低排放、高效率”的可持續發展模式上來。4、有色金屬企業。長期來看，我國有色金屬的稅率水平會不斷提高，這對有色金屬產業的影響表現在以下兩個方面：第一，通過調整資源稅、出口退稅率等一系列政策措施的實行，有色金屬行業的集中度不斷升高，再通過今年下半年的行業準入管理，存活下來的企業的定價權靈活度將會更大，企業還可以借此機會，通過集中度的進一步加強，向行業的上游推進，進而完善產業鏈。第二，加快淘汰落后產能。

現階段情況下，陜西有色金屬企業一方面應通過各種手段努力降低生產成本；另一方面提高技術、淘汰落后產能，提高能效。目前有色金屬企業利潤豐厚，對引進先進技術和提高能效的技術改造要求不夠迫切，政府應出臺一系列的鼓勵和限制措施，促使其加大技術改造，淘汰落后產能。5、水泥企業。一方面，由于煤炭企業有較強的議價能力，資源稅改革可能成為企業提高煤價的推動因素。今年全國大范圍的電荒已讓水泥行業的生產受到嚴重影響，如果煤價上調，加之“市場煤、計劃電”的定價機制，電荒或許會更加肆虐；此外，煤價的上漲直接可能引發火電企業的生產規模下降，如果電價順勢上調，對處于電力資源下游的水泥行業而言，無疑會大幅壓縮贏利空間。另一方，此次煤炭資源稅的上調會加速水泥產業結構調整。利用大企業的規模優勢，超強競爭力替代落后生產能力，優化生產布局，推進企業重組；推廣節能、利廢技術，創建綠色水泥產業資源稅稅負提高對非資源型企業的影響分析資源稅改革后，隨著石油、天然氣、煤炭等礦產資源價格的上漲，水、電等價格也將隨之上漲，非資源型企業的運營成本將會大幅增加，所生產的產品價格也將會上漲。這樣，非資源型企業所處的行業競爭就會加劇，無法降低運營成本的企業，將會倒閉、破產、重組和兼并，所釋放出來的資本、勞動力等資源將會流向利潤較高的行業或企業。1、裝備制造企業。陜西裝備制造業主要涵蓋以下主要門類：汽車制造產業、輸變電裝備產業、航空裝備產業、航天裝備產業、機床工具產業、工程機械產業、重型礦山裝備產業、新能源裝備產業、電子通信設備及元器件制造產業等。2011年前三季度，全省規模以上裝備制造工業實現工業增加值493.93億元，增長15.3%。陜西裝備制造企業生產過程中要投入大量的有色金屬礦產、黑色金屬礦產、貴重金屬礦產、稀有金屬礦產和稀土金屬礦產等原材料。資源稅改革的取向是提高金屬礦產資源的稅負水平，這必然增加裝備制造企業的生產成本，壓縮企業的利潤空間。裝備制造企業生產的產品需求特性各不相同。對于富有彈性的產品，生產者可以通過提高產品價格來轉嫁資源稅賦，只會獲得更少的利潤；對于缺乏彈性的產品或服務，生產者可以通過提高產品價格，來抵消所增加的資源稅賦。因而，由于裝備制造企業所生產的產品需求彈性不同，資源稅改革后，利潤受到的影響也不同。2、航空航天企業。西安國家航空產業基地以航空工業整合和大飛機項目為契機，對其產業鏈進行了完善，初步形成了飛機整機、航空新材料、航空零部件加工、航空裝備及專用設備等4個產業集群共同發展的局面。西安國家民用航天基地以國民經濟發展重大裝備需求為導向，以產業平臺為依托，以產業鏈延伸為方向，以資本運作為主要手段，著力推進衛星應用、航天特種技術應用、航天電子信息等民用航天產業規模、競爭力雙提升。資源稅改革對航空航天企業的影響主要有：一方面是企業生產過程中要投入的稀土礦等原材料稅負水平上升，會提高企業的生產成本，對企業利潤構成不利影響；另一方面，資源稅政策改革的目標之一是解決工業發展高度依賴能源原材料型重化工業，單純依賴廉價勞動力和廉價物質要素的投入，自主創新能力不強等問題，而航空航天技術作為國家鼓勵發展的高新技術產業獲得難得的發展機遇。3、新能源新材料企業。資源稅改革之后，企業資源使用成本必將增加，促使企業盡量提高使用資源的效率，實現產業發展的環保節能，從產業發展來看，資源稅的改革將會會鼓勵企業發展新材料、新能源產業，以替代傳統的資源，而且對于新能源汽車產業也將得到較大的發展；從長遠角度看，有利于我國經濟增長模式的真正轉型，實現從傳統產業向新興產業的轉變，從粗放型的出口方式向集約型的出口方式轉變，從低端產品出口向高端產品出口的轉變，使我國的競爭優勢得以持續。因此，資源稅改革為陜西裝備制造業中的新能源汽車、風電等新能源裝備、光伏產業、半導體照明產業以及新材料產業等發展帶來歷史性機遇。

篇5

關鍵詞：PC104 一體化 分布測試

中圖分類號：TP336 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）05-0000-00

運載火箭地面測試作為點火發射的必要條件，通過箭地接口檢測箭上各部件的工作狀態。電磁閥信號作為箭上姿控發動機和動力發動機的重要檢測指標，在系統測試中需要實時監測電磁閥的動作情況。采用通用的采集設備存在信號接口處理復雜，體積龐大、操作不便等問題。

隨著計算機技術的迅速發展，PC104系統作為一種新型的嵌入式計算機測控平臺，在軟件與硬件上與標準的臺式PC（PC/XT）體系結構完全兼容。它具有如下優點：體積小、高可靠性、長壽命、編程調試方便，并采用模塊化結構，緊固堆疊方式安裝，用戶自定義方案余量更大。在航空航天電子系統中基于PC104的專用測控方案得到了廣泛應用。本文利用PC104處理器外置專用采集板卡構建模擬量采集系統，完成了某型運載火箭電磁閥信號波形的采集處理。

1數據采集系統硬件設計方案

1.1系統功能及結構

本系統實現箭上電磁閥信號的實時采集及存儲，該類信號幅值小，最高不超過0.8V，要求采集精度高，至少不低于12bit，采樣頻率達到8KHz，能精確反映出電磁閥通斷過程，以測試箭上電磁閥的工作狀態，箭上共有多路電磁閥信號，需要考慮到通道之間需要完全隔離，被測信號與測試設備之間完全隔離等特殊要求。

本系統的基本框架如圖1所示，主處理器采用104-1814CLDNA系列嵌入式PCI/104結構主板，BIOS固化在CPU板上的閃存存儲器中，主要功能包括：初始化系統硬件，設置各系統部件的工作狀態，調整各系統部件的工作參數，診斷系統各部件的功能并報告故障給上層用戶。

軟件系統提供硬件操作控制接口，引導操作系統等。選擇組合電源并利用外設接口連接硬盤、顯示、鍵盤鼠標等設備組成一個完整的信號處理系統。

1.2 模擬量信號采集設計

本系統模擬量信號的采集主要采用PC/104接口的采集卡，該板卡可以同時完成24路信號的采集，模擬量采集卡基本框架如圖2所示。

單路輸入信號通過精密低功耗儀用放大器INA128的差分輸入接口接入，做消噪處理，INA128的輸入阻抗高達1010歐姆，輸出信號進入運算放大器TL082，調整輸入信號范圍，滿足線性光耦HCPL7520的輸入范圍，在該范圍內進行正常隔離變換，由于每路信號都單獨采用一電源芯片供電，實現24路信號的完全相互隔離。線性光耦輸出將返回值傳輸至AD采集芯片ADS1178進行模數轉換，本設計使用3片AD串聯的工作方式來滿足對24路信號的轉換，第三片AD的DOUT腳連接到DSP的McBSP口，DSP進行信號采集及實時跳變檢測處理。DSP芯片選用TI公司的TMS320VC5416。DSP芯片與接口PCI9030聯接，通過PC104接口與上位機進行信號交互通訊，完成模擬量信號的采集存儲與實時跳變檢測功能。

考慮到部分信號時序和兼容性的問題，系統中增加了CPLD芯片，使用了Xilinx公司的XC9572XL。CPLD實現了AD和DSP之間的串口數據時序的轉換及PCI9030和DSP的HPI接口之間的時序轉換和前端電路的控制。

2 軟件設計

按照本系統的設計目標，主要完成多路模擬量信號的實時采集存儲和跳變監測判定。軟件開始執行后，首先對整個系統的硬件配置進行初始化，主要包括PLL配置，中斷配置，串口輸出配置等功能。然后進入軟件初始化流程，主要對系統的緩沖區等進行初始化。系統進入命令字匹配流程，根據用戶給出的命令字進入響應的模擬信號處理流程。

模擬信號采集處理的主流程如圖3所示，當進入模擬信號主流程時，此時必然接收到Start命令字。Start命令字不僅撳動模擬信號采集主流程，而且開始進行信號的采集與跳變檢測，是否通知驅動讀取采集的信號或跳變信息由Det和Cap兩個命令字。僅當Det命令字有效時，當檢測到上跳或下跳信息時才將信息寫入跳變信息輸出緩沖區，并向驅動發跳變發生的通知中斷。當Cap命令字有效時，軟件會將采集的信號數據寫入信號數據輸出緩沖區，并通知驅動來讀取數據。用5個WORDs標識跳變信息，其前兩個Words用于計數時間，單位0.125ms（8Khz采樣），而后三個Words存儲跳變信息，即每2bit代表一路跳變信息，通道編號從高Bit到低Bit依次為1路到24路，01標識上跳，10標識下跳。

24路信號的每次采樣值一起構成一個數據塊，按采樣次序該數據塊依次排列。因此，若要獲取第1路數據，應先取第1個數據，然后每隔24個Words取一個數據，從而構成第1路采樣數據。

3實驗結果

利用本系統對某型火箭電磁閥信號進行波形采集，采集到的波形如圖4所示，該波形有效的反映了箭上電磁閥門的動作過程。

4結語

本設計實現了采樣頻率為8KHz，采集精度達12bit的多路模擬量信實時采集存儲功能，在系統應用中，采用便攜分布式結構與箭地接口連接，減少中間處理環節，體積小，測試方便，可靠性高，有效檢測出了電磁閥動作的變化過程。

本設計采集模擬量信號的同時還具有跳變監測功能，信號開始采集之前，設定跳變閾值，當輸入信號大于設定閾值，系統顯示上跳信息，反之顯示下跳信息。本系統還具有遠端判讀功能，在系統應用中，本地存儲模擬量信號采集數據，測試結束后，利用網絡接口，將本地數據傳輸至后端，進行模擬量信號的判讀處理。

參考文獻

[1]PC104總線在測試設備中的應用[J]，測控技術，2014，33（4）：107-109.

[2]基于PC104的數據采集系統設計[J]，微計算機信息，2007，23（11-2）：23-26.

[3]基于PC104+總線的多通道數據采集系統的設計[D] 2008.