第一篇：火電廠循環(huán)水系統(tǒng)冷卻特性優(yōu)化--熱力系統(tǒng)優(yōu)化大論文

火電廠循環(huán)水系統(tǒng)冷卻特性優(yōu)化 課題背景

在全球化的視野下，能源問(wèn)題已經(jīng)成為國(guó)際政治、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域的中心議題，甚至成為國(guó)際政治的中心。國(guó)家“十二五"規(guī)劃提出要優(yōu)化發(fā)展能源結(jié)構(gòu)，火力發(fā)電仍作為我國(guó)電力結(jié)構(gòu)的核心，2010年其裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量的73.4％、發(fā)電量占到全國(guó)總發(fā)電量的80.8%。我國(guó)火電廠的煤耗量十分驚人，2010年全國(guó)火電機(jī)組平均供電煤耗為333 g/(kW?h)，比世界先進(jìn)水平高出20～30g/(kW?h)，為此全國(guó)一年發(fā)電要多消耗標(biāo)準(zhǔn)煤約1億t，按照2010年社會(huì)用電量和供電煤耗333g/(kW?h)計(jì)算，燃煤發(fā)電廠供電煤耗每降低1 g/(kW?h)，每年就可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤3.4×106t，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益。由此可見(jiàn)，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，不僅要積極優(yōu)化資源利用方式，也應(yīng)該大力提高能源利用效率。

人們竭盡挖掘電廠節(jié)能潛能，節(jié)能降耗主要集中在三大主機(jī)設(shè)備及其復(fù)雜系統(tǒng)，通過(guò)理論研究和廣泛應(yīng)用，已取得很大的經(jīng)濟(jì)效益。但長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)中冷卻塔缺乏足夠的重視，認(rèn)為冷卻塔的維護(hù)較為繁重復(fù)雜。由于缺乏對(duì)冷卻塔節(jié)能潛力的認(rèn)識(shí)，很多電廠忽略冷卻塔維護(hù)和監(jiān)督，對(duì)冷卻塔改造的投入不足，導(dǎo)致冷卻塔的冷卻能力降低，出塔水溫偏高，凝汽器真空下降，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性降低。在一定循環(huán)水流量下，冷卻塔出塔水溫每降低1℃，200 MW機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)熱效率提高0.328％左右，煤耗率降低1.107g/(kW?h)，300 MW機(jī)組熱效率則提高0.23％左右，煤耗率降低0.798 g/(kW?h)。目前我國(guó)火電廠的鍋爐效率和汽輪機(jī)效率都已經(jīng)達(dá)到90%以上，節(jié)能優(yōu)化的空間已經(jīng)不是很大，火電廠冷卻塔冷卻性能的好壞在很大程度上會(huì)直接影響電廠的經(jīng)濟(jì)性，如果能從對(duì)冷卻塔冷卻性能進(jìn)行研究并對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造，必將會(huì)帶來(lái)比較明顯的節(jié)能效果。

2電廠循環(huán)水系統(tǒng)和冷卻塔概述

發(fā)電廠循環(huán)水系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備主要包括汽輪機(jī)低壓缸末級(jí)組、凝汽器、冷卻塔、循環(huán)水泵、循環(huán)供水系統(tǒng)、空氣抽出系統(tǒng)等組成。循環(huán)水系統(tǒng)是由凝汽器、冷卻塔、循環(huán)水泵及相關(guān)閥門和管道組成。汽輪機(jī)低壓缸末級(jí)組排出的乏汽在凝汽器中釋放出汽化潛熱，并將熱量傳遞給了循環(huán)冷卻水，使循環(huán)水溫升高，循環(huán)冷卻水在冷卻塔中將其熱量傳遞給了空氣，使空氣的溫度升高，最終將熱量釋放在大氣中。

凝汽器循環(huán)水入口水溫將直接影響凝汽器真空，從而影響機(jī)組的循環(huán)內(nèi)效 率。一般來(lái)說(shuō)，循環(huán)水溫越低，機(jī)組的內(nèi)效率越高。而凝汽器循環(huán)水入口水溫的高低與冷卻塔的冷卻性能關(guān)系密切。若冷卻塔的冷卻性能較差，凝汽器循環(huán)水的入口溫度就會(huì)升高，不僅會(huì)影響機(jī)組效率，甚至?xí)＜捌啓C(jī)運(yùn)行的安全性。因此，冷卻塔是汽輪發(fā)電機(jī)組重要的設(shè)備之一，其運(yùn)行性能好壞直接影響電廠運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

自從第一座冷卻塔建成，至今已有百年的歷史，由原始的開(kāi)放式冷卻塔到目前帶有通風(fēng)筒的冷卻塔，風(fēng)筒的形狀也從圓柱形、多邊錐形發(fā)展到當(dāng)前普遍采用的雙曲線型。冷卻塔按通風(fēng)方式分為：自然通風(fēng)冷卻塔、機(jī)械通風(fēng)冷卻塔、混合通風(fēng)冷卻塔；按熱水和空氣的接觸方式分為：濕式冷卻塔、干式冷卻塔、干濕式冷卻塔；按熱水和空氣的流動(dòng)方向分為：逆流式冷卻塔、橫流（交流）式冷卻塔、混流式冷卻塔；其他型式有噴流式冷卻塔和用轉(zhuǎn)盤提水冷卻的冷卻塔等。

空氣出口鋼筋混凝土塔筒收水器配水系統(tǒng)豎井人字柱空氣入口來(lái)自凝汽器的熱水接冷卻水泵空氣入口集水池填料

圖1火電廠自然通風(fēng)雙曲線逆流濕式冷卻塔結(jié)構(gòu)圖

自然通風(fēng)雙曲線逆流濕式冷卻塔是目前國(guó)內(nèi)火電廠的主流塔型，以這種冷卻塔為例，它主要由通風(fēng)筒、配水系統(tǒng)、淋水裝置（填料）、通風(fēng)設(shè)備、收水器和集水池六個(gè)部分組成（如圖1所示）。循環(huán)冷卻水由管道通過(guò)豎井送入配水系統(tǒng)，這種分配系統(tǒng)在平面上呈網(wǎng)狀布置，分槽式配水、管式配水或者槽管結(jié)合配水三種方式。通過(guò)噴濺設(shè)備將熱水灑到填料上，經(jīng)填料層后成雨?duì)盥淙爰?，冷卻后水被抽走重新使用。塔筒底部是進(jìn)風(fēng)口，用人字柱或交叉柱支承。冷空氣從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入塔內(nèi)，經(jīng)過(guò)填料下的雨區(qū)，流過(guò)填料和循環(huán)水進(jìn)行熱交換，通過(guò)收水器后從塔出口處排出。3電廠循環(huán)水系統(tǒng)各相關(guān)設(shè)備特性及其數(shù)學(xué)模型

凝汽器的真空對(duì)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性影響很大，其與環(huán)境溫度、凝汽器特性、汽輪機(jī)負(fù)荷、循環(huán)水系統(tǒng)的水力特性等因素構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。凝汽器內(nèi)的壓力降低，會(huì)使汽輪機(jī)中的可用焓降增大，從而增大汽輪發(fā)電機(jī)組的功率，但是循環(huán)冷卻水量會(huì)增加，從而增加了循環(huán)水泵的耗功。汽輪機(jī)功率的增加值與循環(huán)水泵多消耗電能的差額為最大值時(shí)的真空稱為機(jī)組的最佳真空。汽輪機(jī)組在最佳真空下運(yùn)行的發(fā)電量最大，因此從本質(zhì)上來(lái)講就是尋求機(jī)組的最佳真空。首先應(yīng)該建立優(yōu)化運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型，然后給出其約束條件，運(yùn)用優(yōu)化理論和算法最終求得系統(tǒng)的最佳運(yùn)行方式。

模型的優(yōu)化目標(biāo)是汽輪機(jī)的發(fā)電功率與循環(huán)水泵的耗電功率的差值為最大。

首先要對(duì)優(yōu)化運(yùn)行中所涉及到的汽輪機(jī)特性、凝汽器特性、循環(huán)水泵特性和管道阻力特性分別建立數(shù)學(xué)模型，得到優(yōu)化運(yùn)行的目標(biāo)函數(shù)；通過(guò)其約束條件，從而最終得到循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型。在發(fā)電廠運(yùn)行時(shí)，循環(huán)水系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行特性是相互影響、彼此耦合的。

3.1汽輪機(jī)特性

汽輪機(jī)特性可以表述為當(dāng)機(jī)組的其它設(shè)備運(yùn)行參數(shù)一定時(shí)，在某一新蒸汽參數(shù)和流量下汽輪機(jī)組輸出功率和排汽壓力之間的關(guān)系，通常稱之為汽輪機(jī)微增功率曲線。汽輪機(jī)的微增功率pt用下式表示:

pt?f(p0,t0,D0,pk)

（3-1）

式中：p0,t0,D0和pk分別表示為主蒸汽的壓力（kPa）、溫度（℃）、流量（kg/s）和凝汽器壓力（kPa）;汽輪機(jī)微增功率隨凝汽器壓力變化曲線是機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，并判定機(jī)組是否運(yùn)行狀況好的重要依據(jù)。

3.2凝汽器特性

凝汽器特性可表述為凝汽器壓力與循環(huán)水入口溫、循環(huán)水流量及汽輪機(jī)排汽量之間的關(guān)系，即：

pk?f(tw1,Dw,Dc)

（3-2）

式中：tw1,Dw和Dc分別表示為循環(huán)水入口水溫、循環(huán)水流量和汽輪機(jī)低壓缸排氣量。

凝汽器內(nèi)的蒸汽壓力可由與之相對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽溫度ts來(lái)確定，一般用pk表示，根據(jù)凝汽器熱平衡及換熱條件可知，蒸汽凝結(jié)溫度ts為：

ts?tw1??t??t

（3-3）式中: tw1、?t和?t分別表示循環(huán)水入口水溫、循環(huán)水溫升和凝汽器端差（℃）；

假設(shè)不考慮凝汽器與外界空氣之間的換熱，則排汽凝結(jié)放出的熱量就等于循環(huán)冷卻水帶走的熱量，由熱平衡方程式:

DC(hc?hc?)?Dwcp(tw2?tw1)

（3-4）

DC(hc?hc?)520DC可得：?t?tw2?tw1?

（3-5）

?DwcpDw?t?根據(jù)傳熱方程可得：

?tekAc/(cpDw)?1 其中：k為凝汽器總體傳熱系數(shù)，Ac為凝汽器的冷卻面積，cp為循環(huán)水的定壓比熱，hc為汽輪機(jī)排汽的焓值，hc?為凝結(jié)水焓值。

求出ts后，可根據(jù)下面經(jīng)驗(yàn)公式求出凝汽器壓力：

ts?1007.46pk?0.00981?()

（3-6）

57.66由此可見(jiàn)，凝汽器壓力pk可以說(shuō)是飽和蒸汽溫度ts的函數(shù)，也可以說(shuō)是循環(huán)水入口溫度tw1和循環(huán)水流量Dw的函數(shù)，因此在不同的tw1和Dw下可以求出一系列pk值。

3.3循環(huán)水泵特性

循環(huán)水泵作為提供循環(huán)冷卻水的重要?jiǎng)恿C(jī)械，循環(huán)水泵本身的運(yùn)行方式?jīng)Q定著循環(huán)水流量的大小，循環(huán)水泵耗電功率越大，循環(huán)水量也就越大。循環(huán)水泵特性可以表示為循環(huán)水泵耗電功率與循環(huán)水量之間的關(guān)系，即：

pp?f(Dw)

（3-7）

3.4冷卻塔特性

冷卻塔是實(shí)現(xiàn)低溫放熱的最終設(shè)備，它能否將循環(huán)水熱量及時(shí)釋放到大氣中，是保證排汽壓力穩(wěn)定的重要環(huán)節(jié)，它通過(guò)出塔水溫(即循環(huán)水入口溫度)影響凝汽器壓力，進(jìn)而影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。冷卻塔運(yùn)行性能的優(yōu)劣直接體現(xiàn)于冷卻塔出口水溫tw1(即凝汽器循環(huán)水入口溫度)。目前，冷卻塔熱力計(jì)算比較普遍的計(jì)算方法是焓差法，利用焓差法可以計(jì)算出冷卻塔出口水溫。

其基本公式為:

N(tN?()

（3-8）w1)?

?tw2cph???htw1dt??Am

（3-9）

其中，N(?)為冷卻塔所具有的冷卻能力，表示在一定淋水填料及塔型下冷卻塔所具有的冷卻能力，它與淋水填料的特性、構(gòu)造幾何尺寸、冷卻水量等有關(guān)。表示冷卻塔的冷卻能力越大；N(tw1)冷卻數(shù)越大，N(tw1)為冷卻塔的冷卻任務(wù)數(shù)，它與氣象條件等因素有關(guān)，與冷卻塔的幾何構(gòu)造無(wú)關(guān)，N(tw1)越大，說(shuō)明冷卻塔的冷卻任務(wù)越重。tw2和tw1分別為冷卻塔進(jìn)出口水溫；h??為飽和空氣的焓；h為濕空氣的焓；cp為循環(huán)水的比熱；?是空氣與水的質(zhì)量比；A與m由試驗(yàn)確定。

根據(jù)工程實(shí)際與經(jīng)驗(yàn)，?可由下式求得：

??3.6vmAm?mDW

（3-10）

式中vm為塔內(nèi)氣流的平均速度，m/s；Am為淋水面積；?m塔內(nèi)氣流的平均密度，kg/m3；DW為循環(huán)水流量。（3-8）式左邊為：

N(tw1)??tw2tw1cpdt

（3-11）h???h（3-11）式采用辛普遜積分法來(lái)計(jì)算可以簡(jiǎn)化為：

N(tw1)?cp?t6[141??]

（3-12）???h2?h1hm?hmh1?h2h1，hm，h2分別表示進(jìn)塔空氣、平均狀態(tài)空氣及出塔空氣的比焓，kj/kg；h1??、hm?和h2??表示空氣溫度分別為進(jìn)塔水溫、平均水溫及出塔水溫時(shí)飽和空氣比焓，kj/kg。?t?tw2?tw1。

進(jìn)而可得出冷卻塔出塔水溫（即循環(huán)水入口溫度）tw1即：

6?A??mtw1?tw2?

（3-13）

141cp(??)???h2?h1hm?hmh1?h23.5循環(huán)水冷卻系統(tǒng)冷卻特性對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響

根據(jù)電廠循環(huán)水系統(tǒng)各相關(guān)設(shè)備特性及其數(shù)學(xué)模型，可以建立汽輪機(jī)的發(fā)電功率與循環(huán)水泵的耗電功率的差值為最大值的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)模型。其數(shù)學(xué)模型如下：

Max?pt?pp

Max?f(p0,t0,D0,pk)?f(Dw)

（3-14）

如果主蒸汽壓力p0、溫度t0和蒸汽流量D0不變的情況，同時(shí)不考慮環(huán)境溫度的變化，那么機(jī)組的效率只與凝汽器背壓pk有關(guān)，對(duì)于電廠發(fā)電效率來(lái)說(shuō)，還與循環(huán)水泵耗電率有關(guān)，而循環(huán)水泵耗電率與循環(huán)水量有關(guān)，如果循環(huán)水量也不變，那么整個(gè)電廠效率只與凝汽器背壓pk有關(guān)，而凝汽器背壓pk是循環(huán)水入口溫度tw1和循環(huán)水流量Dw的函數(shù)。

520Dc520Dc??100kAc/(cpDw)DwDw(e?1)pk?0.00981?()7.46

（3-15）

57.66由3-14式和3-15式可知，初參數(shù)一定時(shí)，影響機(jī)組發(fā)電效率只與循環(huán)水流

tw1?量和出塔水溫有關(guān)。循環(huán)水冷卻系統(tǒng)冷卻特性發(fā)生改變時(shí)，機(jī)組效率會(huì)與設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)生偏離，產(chǎn)生一定的損失。單位質(zhì)量蒸汽在汽輪機(jī)里少做的功為：

（3-16）

式中：ps,ts分別為設(shè)計(jì)時(shí)背壓和背壓時(shí)工況下的飽和溫度，pk,tks分別為偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)的背壓壓力和相對(duì)應(yīng)的飽和溫度。循環(huán)水冷卻系統(tǒng)影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的因素為循環(huán)水流量和出塔水溫。

當(dāng)循環(huán)水量增加，有利于凝汽器側(cè)熱交換，提高汽輪機(jī)的效率，但是會(huì)增加循環(huán)水泵耗功率，對(duì)于循環(huán)水冷卻系統(tǒng)冷卻塔來(lái)說(shuō)，當(dāng)出塔口處空氣的相對(duì)濕度未達(dá)到飽和時(shí)，循環(huán)水量增加會(huì)使出塔空氣逐漸趨于飽和，此時(shí)繼續(xù)增加循環(huán)水量，過(guò)量的熱水放出的熱量就無(wú)法被空氣吸收，出塔水溫反而會(huì)升高，降低機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

由3-15式可以看出循環(huán)水入口溫度越高流量越小，凝汽器壓力就越高，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性就越差，如果其它條件不變的情況下，冷卻塔出口水溫升高1℃對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響如表3-1所示。

表1 出塔水溫升高1℃對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響

機(jī)組容量/MW 機(jī)組負(fù)荷/MW 效率降低/% 煤耗率增加/（g/(kwh)）熱耗率增加/(kJ/(kwh))煤耗量增加（t/年）

904

1550

1676

1808

1940

30.28

32.44

23.39

21.63

13.54

125 0.31 1.033

200 200 0.328 1.107

300 300 0.23 0.794

350 350 0.242 0.738

600 600 0.21 0.462

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)，出塔水溫每升高1℃，對(duì)于300MW機(jī)組而言，每年多消耗標(biāo)準(zhǔn)煤1676噸，按照標(biāo)煤平均價(jià)格為1000元／噸計(jì)算，每年運(yùn)行費(fèi)用增加160多萬(wàn)元人民幣。截至到2011年底，全國(guó)總發(fā)電裝機(jī)容量已經(jīng)超過(guò)9億kW，如果按9億kW計(jì)算，出塔水溫每升高l℃，如按300MW機(jī)組計(jì)算，可導(dǎo)致每年運(yùn)行費(fèi)用增加20.8億元人民幣，可見(jiàn)出塔水溫的升高，造成的經(jīng)濟(jì)損失是相當(dāng)可觀的。

4結(jié)論

本文基于火電廠循環(huán)水系統(tǒng)各相關(guān)設(shè)備特性理論分析，建立了汽輪機(jī)的發(fā)電功率與循環(huán)水泵的耗電功率的差值為最大值的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)數(shù)學(xué)模型，算出了冷卻塔出口水溫升高1℃對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響。分析了冷卻塔出口水溫升高1℃，造成的經(jīng)濟(jì)損失是相當(dāng)可觀的，并指出了冷卻塔的性能好壞會(huì)直接影響火電機(jī)組運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

第二篇：燃燒系統(tǒng)論文：火電廠鍋爐燃燒優(yōu)化方法分析與研究

燃燒系統(tǒng)論文：火電廠鍋爐燃燒優(yōu)化方法分析與研究

【中文摘要】目前我國(guó)仍以火電為主,火電在電力裝機(jī)比重分別高達(dá)70%多,發(fā)電量比重分別高達(dá)80%多,火電廠耗煤占全國(guó)煤炭消耗量的50%以上,這就直接導(dǎo)致火電企業(yè)排放二氧化硫占全國(guó)排放量45%,排放的二氧化碳占全國(guó)碳排放量的40%。因此,火電企業(yè),在低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展中面臨著嚴(yán)峻的節(jié)能減排壓力。鍋爐燃燒過(guò)程,是一個(gè)極其復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。在火力發(fā)電廠的運(yùn)行中,由于電網(wǎng)負(fù)荷、燃料成分含量等各種實(shí)際因素的影響,所以鍋爐和機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)在不斷的進(jìn)行調(diào)整。在確保鍋爐蒸汽的品質(zhì)、產(chǎn)量和安全運(yùn)行的同時(shí),實(shí)現(xiàn)鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,就必須要對(duì)鍋爐的送煤、給水、給風(fēng)等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的優(yōu)化調(diào)整和控制。目前國(guó)內(nèi)一些電廠所采用的調(diào)節(jié)控制大多無(wú)法根據(jù)鍋爐燃燒的特點(diǎn)達(dá)到最佳的運(yùn)行工況。而且隨著機(jī)組負(fù)荷變化,運(yùn)行效率變化也非常大,很難保持機(jī)組運(yùn)行在最佳運(yùn)行狀態(tài)。隨機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行,如果還是按原來(lái)運(yùn)行控制基準(zhǔn),運(yùn)行人員也會(huì)表現(xiàn)出不適應(yīng)機(jī)組變化。基于種情況,鍋爐的燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)備受研究人員的關(guān)注。而火力發(fā)電廠要實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,減少污染排放,加強(qiáng)鍋爐燃燒側(cè)的優(yōu)化控制則是最行之有效的方法之一。本文研究了鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù):模型預(yù)測(cè)技術(shù)和最優(yōu)搜索技術(shù)。并且參照一些國(guó)外的先進(jìn)鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng),討論實(shí)時(shí)閉環(huán)控制的鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)及其技術(shù)特點(diǎn)。

【英文摘要】At present,China is still dominated by thermal

power.,and is about 75% of the total of Generation.But thermal power consumption accounts for more than 50% of national coal consumption.Led to emissions of sulfur dioxide is about 45% of the country’s total.While the emissions of carbon dioxide accounts for about 40% of the total.Therefore, thermal powers are facing greater pressure of energy saving in the low-carbon economy.Combustion process is a very complex physical and chemical reactions.The actual state of the boiler and crew is in the constant adjustment because of the change of grid load and so on when power plant is in operation.Therefore, to ensure that the steam quality, production and safe operation, and achieve the boilers and other equipment in the economic operation at the same time, we must optimize and adjust the operating parameters of the boiler which is in operation.Currently used by the regulation control are often not fully control for the characteristics of boiler operating the best conditions.Moreover, with the unit load changing , the change in efficiency operating is also very large, which can not keep unit operating in the best running curve.Over time, the original operational control basis will change ,and the experience of operating personnel will not meet the unit changes.In this case, optimization control system of the

boiler combustion has been more and more attented.In order to achieve saving energy, reducing pollution of thermal power , enhancing optimal control of combustion side of unit is one of the most direct and effective method.In this paper,we desguss two key technologies boiler combustion Optimization System: prediction model technology and optimal search technology.And reference to overseas advanced combustion optimization system discuss the software architecture and technical characteristics of the real-time closed-loop control of the boiler combustion optimization system.【關(guān)鍵詞】燃燒系統(tǒng) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 遺傳算法 目標(biāo)函數(shù) 【英文關(guān)鍵詞】combustion control system neural networks genetic algorithm objective function 【目錄】火電廠鍋爐燃燒優(yōu)化方法分析與研究5-6紹9-10Abstract6

第1章 緒論9-15

摘要1.1 背景介1.3 燃燒優(yōu)化閉1.2 鍋爐燃燒優(yōu)化現(xiàn)狀10-11環(huán)控制技術(shù)11-13鍵點(diǎn)13

1.4 成功實(shí)施燃燒優(yōu)化閉環(huán)控制軟件的關(guān)

第2章 鍋爐燃燒特性的2.2 電站鍋爐燃燒過(guò)1.5 本章小結(jié)13-15

2.1 概述15神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型15-30程建模的要求15-1717-19

2.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理

2.3.2 2.3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型17-18人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)18-192.4 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計(jì)

19-242.4.1 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型19-22

2.4.3 模型的層數(shù)22-232.4.5 代價(jià)函數(shù)和激勵(lì)函數(shù)232.5 BP 算法的改進(jìn)24-25

2.4.2 模型的輸2.4.4 模型的拓2.4.6 學(xué)習(xí)2.6 BP 網(wǎng)絡(luò)的泛

2.8 入與輸出22撲結(jié)構(gòu)23速率23-24化能力25-26本章小結(jié)29-30術(shù)30-43簡(jiǎn)介31-3233-34驟35-36

2.7 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練過(guò)程26-29

第3章 基于預(yù)測(cè)模型的鍋爐燃燒最優(yōu)搜索技

3.2 遺傳算法3.3.1 編碼3.1 最優(yōu)搜索技術(shù)綜述30-313.3 遺傳算法的步驟32-363.3.2 適應(yīng)度34-35

3.3.3 遺傳算法的基本步

3.4 遺傳算法在3.3.4 遺傳算法的收斂性36鍋爐燃燒優(yōu)化中的應(yīng)用36-4236-37小結(jié)42-4343-48

3.4.1 鍋爐燃燒優(yōu)化模型

3.5 本章3.4.2 遺傳算法的設(shè)計(jì)和應(yīng)用37-42

第4章 鍋爐燃燒閉環(huán)優(yōu)化系統(tǒng)探討4.1 鍋爐燃燒優(yōu)化軟件結(jié)構(gòu)43

4.2 國(guó)外先進(jìn)鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)現(xiàn)狀43-47優(yōu)化控制系統(tǒng)44-45最優(yōu)化技術(shù)45-464646-4748-5048-49

4.2.1 Power Perfecter 鍋爐燃燒

4.2.2 ULTRAMAX 生產(chǎn)過(guò)程的在線辨識(shí)與4.2.3 GNOCIS PLUS 燃燒優(yōu)化系統(tǒng)4.2.4 NeuSIGHT 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)燃燒優(yōu)化閉環(huán)控制系統(tǒng)4.3 本章小結(jié)47-485.1 研究工作總結(jié)485.3 展望49-50

第5章 總結(jié)5.2 今后研究的重點(diǎn)

攻讀碩

參考文獻(xiàn)50-52

致謝士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果52-53

53-54詳細(xì)摘要54-62

第三篇：液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)論文

1液壓泵站的液壓原理

新的系統(tǒng)選用2臺(tái)37kW電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)一臺(tái)A10VSO100的恒壓變量泵作為動(dòng)力源，系統(tǒng)采用一用一備的工作方式。恒壓變量泵變量壓力設(shè)為16MPa，在未達(dá)到泵上調(diào)壓閥設(shè)定壓力之前，變量泵斜盤處于最大偏角，泵排量最大且排量恒定，在達(dá)到調(diào)壓閥設(shè)定壓力之后，控制油進(jìn)入變量液壓缸推動(dòng)斜盤減小泵排量，實(shí)現(xiàn)流量在0～Qmax之間隨意變化，從而保證系統(tǒng)在沒(méi)有溢流損失的情況下正常工作，大大減輕系統(tǒng)發(fā)熱，節(jié)省能源消耗。在泵出口接一個(gè)先導(dǎo)式溢流閥作為系統(tǒng)安全閥限定安全壓力，為保證泵在調(diào)壓閥設(shè)定壓力穩(wěn)定可靠工作，將系統(tǒng)安全閥調(diào)定壓力17MPa。每臺(tái)泵的供油側(cè)各安裝一個(gè)單向閥，以避免備用泵被系統(tǒng)壓力“推動(dòng)”。為保證比例閥工作的可靠性，每臺(tái)泵的出口都設(shè)置了一臺(tái)高壓過(guò)濾器，用于對(duì)工作油液的過(guò)濾。為適當(dāng)減小裝機(jī)容量，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工作頻率進(jìn)行蓄能器工作狀態(tài)模擬，最終采用四臺(tái)32L的蓄能器7作為輔助動(dòng)力源，當(dāng)?shù)退龠\(yùn)動(dòng)時(shí)載荷需要的流量小于液壓泵流量，液壓泵多余的流量?jī)?chǔ)入蓄能器，當(dāng)載荷要求流量大于液壓泵流量時(shí)，液體從蓄能器放出，以補(bǔ)液壓泵流量。經(jīng)計(jì)算，系統(tǒng)最低壓力為14．2MPa，實(shí)際使用過(guò)程中監(jiān)控系統(tǒng)最低壓力為14．5MPa，完全滿足使用要求。頂升機(jī)液壓系統(tǒng)在泵站閥塊上，由于系統(tǒng)工作壓力低于系統(tǒng)壓力，故設(shè)計(jì)了減壓閥以調(diào)定頂升機(jī)系統(tǒng)工作壓力，該系統(tǒng)方向控制回路采用三位四通電磁換向閥，以實(shí)現(xiàn)液壓缸的運(yùn)動(dòng)方向控制，當(dāng)液壓缸停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，依靠雙液控單向閥錐面密封的反向密封性，能鎖緊運(yùn)動(dòng)部件，防止自行下滑，在回油回路上設(shè)置雙單向節(jié)流閥，雙方向均可實(shí)現(xiàn)回油節(jié)流以實(shí)現(xiàn)速度的設(shè)定，為便于在故障狀態(tài)下能單獨(dú)檢修頂升機(jī)液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)在進(jìn)油回路上設(shè)置了高壓球閥9，在回油回路上設(shè)置了單向閥14。該液壓站采用了單獨(dú)的油液循環(huán)、過(guò)濾、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，此外還設(shè)置有油壓過(guò)載報(bào)警、濾芯堵塞報(bào)警、油位報(bào)警、油溫報(bào)警等。

2機(jī)械手機(jī)體閥臺(tái)的液壓原理

對(duì)于每臺(tái)機(jī)械手都單獨(dú)配置一套機(jī)體閥臺(tái)，機(jī)體閥臺(tái)采用集成閥塊設(shè)計(jì)，通過(guò)整合優(yōu)化液壓控制系統(tǒng)，將各相關(guān)液壓元件采用集約布置方式，使全部液壓元件集中安裝在集成閥塊上，元件間的連接通過(guò)閥塊內(nèi)部油道溝通，從而最大限度地減少外部連接，基本消除外泄漏。機(jī)體閥臺(tái)的四個(gè)出入油口(P－壓力油口，P2－補(bǔ)油油口，T－回油油口，L－泄漏油口)分別與液壓泵站的對(duì)應(yīng)油口相連接。壓力油由P口進(jìn)入機(jī)體閥臺(tái)后，經(jīng)高壓球閥1及單向閥2．1后，一路經(jīng)單向閥4給蓄能器6供油以作為系統(tǒng)緊急狀態(tài)供油，一路經(jīng)插裝閥3給系統(tǒng)正常工作供油。為保證每個(gè)回路產(chǎn)生的瞬間高壓不影響別的工作回路，在每個(gè)回路的進(jìn)出口都設(shè)置了單向閥，對(duì)于夾鉗工作回路因設(shè)置了減壓閥16進(jìn)行減壓后供油，無(wú)需設(shè)置單向閥。對(duì)于小車行走系統(tǒng)，由比例閥12．1控制液壓馬達(dá)21的運(yùn)動(dòng)方向，液壓馬達(dá)設(shè)置了旋轉(zhuǎn)編碼器，對(duì)于馬達(dá)行走采用閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起制動(dòng)以及小車的精準(zhǔn)定位。為避免制動(dòng)時(shí)換向閥切換到中位，液壓馬達(dá)靠慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的液壓沖擊，設(shè)置了雙向溢流閥11分別用來(lái)限制液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)和正轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的最大沖擊壓力，以起到制動(dòng)緩沖作用，考慮到液壓馬達(dá)制動(dòng)過(guò)程中的泄漏，為避免馬達(dá)在換向制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生吸油腔吸空現(xiàn)象，用單向閥9．1和9．2從補(bǔ)油管路P2向該回路補(bǔ)油，為實(shí)現(xiàn)單臺(tái)機(jī)械手的故障檢修，在補(bǔ)油管路P2上設(shè)置了高壓球閥8，為實(shí)現(xiàn)檢修時(shí)，可以將小車手動(dòng)推動(dòng)到任意檢修位置，系統(tǒng)設(shè)置了高壓球閥5．2。對(duì)于雙垂直液壓缸回路，由比例閥12．2控制液壓缸22的運(yùn)動(dòng)方向，液壓缸安裝了位移傳感器，對(duì)于液壓缸位置采用閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)液壓缸行程的精準(zhǔn)定位，液壓缸驅(qū)動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)來(lái)完成夾鉗系統(tǒng)的垂直方向運(yùn)動(dòng);為防止液壓缸停止運(yùn)動(dòng)時(shí)自行下滑，回路設(shè)置了雙液控單向閥13．1，其為錐面密封結(jié)構(gòu)，閉鎖性能好，能夠保證活塞較長(zhǎng)時(shí)間停止在某位置處不動(dòng);為防止垂直液壓缸22因夾鉗系統(tǒng)及工件自重而自由下落，在有桿腔回路上設(shè)置了單向順序閥14，使液壓缸22下部始終保持一定的背壓力，用來(lái)平衡執(zhí)行機(jī)構(gòu)重力負(fù)載對(duì)液壓執(zhí)行元件的作用力，使之不會(huì)因自重作用而自行下滑，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)動(dòng)作的平穩(wěn)、可靠控制;為防止夾鉗夾持超過(guò)設(shè)計(jì)重量的車輪，在有桿腔設(shè)置了溢流閥15．1作為安全閥對(duì)于夾鉗液壓缸回路，工作壓力經(jīng)減壓閥16調(diào)定工作壓力后由比例閥17控制帶位置監(jiān)測(cè)的液壓缸23的運(yùn)動(dòng)，來(lái)驅(qū)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)完成夾鉗的夾持動(dòng)作，回路設(shè)置了雙液控單向閥13．2，來(lái)保證活塞較長(zhǎng)時(shí)間停止固定位置，考慮到夾鉗開(kāi)啟壓力原小于關(guān)閉壓力(液壓缸向無(wú)桿腔方向運(yùn)動(dòng)夾鉗關(guān)閉)，在液壓缸無(wú)桿腔回路上設(shè)置了溢流閥15．3，調(diào)定無(wú)桿腔工作壓力，當(dāng)比例換向閥17右位工作時(shí)，壓力油經(jīng)液控單向閥13．2后，一路向有桿腔供油，一路經(jīng)電磁球閥18向蓄能器19供油，當(dāng)夾鉗夾住車輪，有桿腔建立壓力達(dá)到壓力繼電器20設(shè)定值后，比例換向閥17回中位，蓄能器19壓力油與有桿腔始終連通，確保夾持動(dòng)作有效，當(dāng)比例換向閥17左位工作時(shí)，蓄能器19壓力油經(jīng)電磁球閥18與有桿腔回油共同經(jīng)過(guò)比例換向閥17回回油口。緊急情況下，電磁換向閥7得電(與系統(tǒng)控制電源采用不同路電源)，將蓄能器6儲(chǔ)存的壓力油，一路經(jīng)單向閥9．11供給夾鉗液壓缸23，使夾鉗打開(kāi)，同時(shí)有桿腔回油經(jīng)電磁球閥18，單向閥9．9回回油T口;一路壓力油經(jīng)節(jié)流閥10，單向閥9．3使液壓馬達(dá)21帶動(dòng)小車向爐外方向運(yùn)動(dòng)，液壓馬達(dá)回油經(jīng)比例換向閥12．1，單向閥9．5回回油T口。以確保設(shè)備能放下待取車輪，退出加熱爐內(nèi)部，保護(hù)設(shè)備安全。

3結(jié)論

全液壓裝出料系統(tǒng)經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的裝機(jī)容量由100kW下降到37kW，大大降低能源消耗，適應(yīng)了當(dāng)今綠色發(fā)展的要求。由于系統(tǒng)采用備用泵設(shè)計(jì)，確保了系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行;蓄能器的大量使用，保證了系統(tǒng)的流量和壓力滿足生產(chǎn)實(shí)際的要求;集成閥塊的設(shè)計(jì)方式，減少了系統(tǒng)下泄漏的幾率，降低了油液消耗，保護(hù)了環(huán)境;緊急回路的設(shè)計(jì)，可以有效保護(hù)設(shè)備的使用安全。該技術(shù)成果具有向同類加熱爐裝出料機(jī)構(gòu)推廣應(yīng)用經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

第四篇：農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)優(yōu)化論文(李德舉)

農(nóng) 業(yè) 裝 備 系 統(tǒng) 優(yōu) 化

學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院

班級(jí)：06農(nóng)機(jī)（1）班 姓名：李德舉 學(xué)號(hào)：0604107006

淺談農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)

摘要：農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)通過(guò)合理的配置農(nóng)業(yè)機(jī)器來(lái)降低作業(yè)成本，給農(nóng)民帶來(lái)了大量的經(jīng)濟(jì)利益。同時(shí)，優(yōu)化農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)，使得效益得以最大化，也是新階段農(nóng)業(yè)技術(shù)人員面臨的一項(xiàng)重大任務(wù)。本人對(duì)農(nóng)業(yè)裝備帶來(lái)的成果以及今后的發(fā)展方向做了簡(jiǎn)要闡述。關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)裝備，農(nóng)業(yè)裝備科技，優(yōu)化，創(chuàng)新

農(nóng)業(yè)機(jī)械化農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)優(yōu)化程度是衡量一個(gè)國(guó)家和地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。只有發(fā)展農(nóng)業(yè)裝備實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化，提高農(nóng)村勞動(dòng)生產(chǎn)力，才能有效的推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化和現(xiàn)代化建設(shè)。農(nóng)業(yè)裝備是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移的根本保證。

今年，各地政府高度重視農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，提出了農(nóng)業(yè)機(jī)械化要實(shí)現(xiàn)追趕跨越式發(fā)展，各地農(nóng)業(yè)局提出了，發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化必須緊緊抓住中央“購(gòu)置補(bǔ)貼”政策這一歷史機(jī)遇，加大裝備力度實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，全國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化事業(yè)獲得了很大的發(fā)展，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力迅速發(fā)展和農(nóng)民增產(chǎn)增收。全國(guó)部分縣實(shí)現(xiàn)了村村有農(nóng)機(jī)。通過(guò)農(nóng)業(yè)購(gòu)置補(bǔ)貼的項(xiàng)目，農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展空白鄉(xiāng)大中型拖拉機(jī)、微耕機(jī)、手扶拖拉機(jī)、起壟機(jī)等各型耕耙作業(yè)機(jī)械。農(nóng)業(yè)機(jī)械化跨越式發(fā)展迅速提升了農(nóng)機(jī)裝備水平，極大地提高全市農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)力，新增的農(nóng)機(jī)裝備、農(nóng)機(jī)具需要大量的農(nóng)機(jī)操作手，農(nóng)機(jī)化的發(fā)展將轉(zhuǎn)移出大量農(nóng)村勞動(dòng)力，我國(guó)許多地區(qū)致力于不斷拓展勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移等技能培訓(xùn)，保證農(nóng)民能科學(xué)、規(guī)范操作使用農(nóng)機(jī)具，提高農(nóng)機(jī)具的作業(yè)效率，使農(nóng)村人力資源通過(guò)技術(shù)技能培訓(xùn)成為全市技術(shù)技能型勞動(dòng)力產(chǎn)業(yè)。

建立現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備優(yōu)化體系有利于合理配置產(chǎn)業(yè)發(fā)展各個(gè)環(huán)節(jié)的科技資源和研發(fā)力量，形成完善的產(chǎn)業(yè)鏈，提高資金使用效益。

農(nóng)業(yè)裝備科技進(jìn)步是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的決定性力量，農(nóng)業(yè)發(fā)展的根本出路在科技，最大的潛力也在科技。今后要深入推進(jìn)農(nóng)業(yè)裝備科技體制機(jī)制創(chuàng)新，強(qiáng)化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)體系建設(shè)，加快農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新與應(yīng)用，促進(jìn)農(nóng)業(yè)裝備科技成果加快向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化。加強(qiáng)農(nóng)業(yè)裝備科技自主創(chuàng)新，強(qiáng)化技術(shù)集成配套，力爭(zhēng)在農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、專用等品種培育方面取得突破。

農(nóng)業(yè)裝備是為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展服務(wù)的，農(nóng)業(yè)不僅具有食品保障功能，而且具有就業(yè)增收、生態(tài)保護(hù)、觀光休閑、文化傳承等功能。發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備，必須把發(fā)展糧食生產(chǎn)放在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)建設(shè)的首位，同時(shí)注重開(kāi)發(fā)農(nóng)業(yè)裝備的多種功能，積極發(fā)展農(nóng)業(yè)特色經(jīng)濟(jì)，向農(nóng)業(yè)的廣度和深度進(jìn)軍，促進(jìn)農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)不斷優(yōu)化升級(jí)，構(gòu)建現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收。與此同時(shí)，要鼓勵(lì)農(nóng)民和社會(huì)力量投資現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備，充分發(fā)揮農(nóng)民在建設(shè)新農(nóng)村和發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的主體作用，引導(dǎo)農(nóng)民發(fā)揚(yáng)自力更生精神，增加生產(chǎn)投入和智力投入，提高科學(xué)種田和集約經(jīng)營(yíng)水平。要綜合運(yùn)用稅收、補(bǔ)助、參股、貼息、擔(dān)保等手段，為社會(huì)力量投資建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)創(chuàng)造良好環(huán)境。

另外，加快農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)創(chuàng)新，大力提高農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)創(chuàng)新與推廣水平，也是新時(shí)期的一項(xiàng)新任務(wù)?？萍紕?chuàng)新是突破資源和市場(chǎng)對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)雙重制約的根本出路。必須著眼增強(qiáng)農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)自主創(chuàng)新能力，加快農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，提高科技對(duì)農(nóng)業(yè)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)集約生產(chǎn)、清潔生產(chǎn)、安全生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。要順應(yīng)世界科技發(fā)展潮流，著眼于建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)科技自主創(chuàng)新，加強(qiáng)原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新，不斷促進(jìn)農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)集成化、勞動(dòng)過(guò)程機(jī)械化、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)信息化。要加大農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)科技投入，建立農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)科技創(chuàng)新基金，支持農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)性、前沿性科學(xué)研究，力爭(zhēng)在關(guān)鍵領(lǐng)域和核心技術(shù)上實(shí)現(xiàn)重大突破。大力普及節(jié)水灌溉技術(shù)，擴(kuò)大測(cè)土配方施肥的實(shí)施范圍和補(bǔ)貼規(guī)模，提高農(nóng)業(yè)資源和投入品使用效率。要適應(yīng)農(nóng)業(yè)規(guī)?；?、精準(zhǔn)化、設(shè)施化等

要求，加快開(kāi)發(fā)多功能、智能化、經(jīng)濟(jì)型農(nóng)業(yè)裝備設(shè)施，重點(diǎn)在田間作業(yè)、設(shè)施栽培、健康養(yǎng)殖、精深加工、儲(chǔ)運(yùn)保鮮等環(huán)節(jié)取得新進(jìn)展。要依托重大農(nóng)業(yè)科研項(xiàng)目、重點(diǎn)學(xué)科、科研基地，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)，培育農(nóng)業(yè)科技高層次人才特別是領(lǐng)軍人才。要穩(wěn)定和壯大農(nóng)業(yè)科技人才隊(duì)伍，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣普及，開(kāi)展農(nóng)民技術(shù)培訓(xùn)，積極探索農(nóng)業(yè)裝備科技成果進(jìn)村入戶的有效機(jī)制和辦法，形成以技術(shù)指導(dǎo)員為紐帶，以示范戶為核心，連接周邊農(nóng)戶的技術(shù)傳播網(wǎng)絡(luò)。要加快農(nóng)業(yè)裝備科技成果轉(zhuǎn)化，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研、農(nóng)科教結(jié)合，支持高等學(xué)校、科研院所同農(nóng)民專業(yè)合作社、龍頭企業(yè)、農(nóng)戶開(kāi)展多種形式技術(shù)合作。優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械化區(qū)域布局，促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備結(jié)構(gòu)優(yōu)化。根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況，以地貌形態(tài)、農(nóng)業(yè)氣候、土地利用結(jié)構(gòu)、區(qū)域生產(chǎn)專業(yè)化為主要指標(biāo)，依據(jù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的自然經(jīng)濟(jì)條件的相對(duì)類似性、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展方向的相對(duì)一致性，堅(jiān)持農(nóng)業(yè)區(qū)劃原則，按照因地制宜、分類指導(dǎo)、經(jīng)濟(jì)有效、保護(hù)環(huán)境的原則，進(jìn)一步優(yōu)化區(qū)域布局，促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展，進(jìn)一步優(yōu)化農(nóng)機(jī)裝備結(jié)構(gòu)，積極轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)機(jī)械增長(zhǎng)方式，堅(jiān)持農(nóng)機(jī)裝備結(jié)構(gòu)調(diào)整與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整相適應(yīng)，以增量調(diào)整帶動(dòng)存量?jī)?yōu)化，以存量?jī)?yōu)化促進(jìn)結(jié)構(gòu)升級(jí)，走數(shù)量、質(zhì)量和效益并重、協(xié)調(diào)發(fā)展的道路。堅(jiān)持在發(fā)展中調(diào)整優(yōu)化結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)調(diào)整中保持快速發(fā)展。在確保農(nóng)業(yè)機(jī)械總量穩(wěn)步增長(zhǎng)的前提下，著力調(diào)整大中型機(jī)械與小型機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械與配套機(jī)械、種植業(yè)機(jī)械與農(nóng)村其他各業(yè)所需機(jī)械的比例。這樣才能更好的發(fā)揮農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)最大的效能，促進(jìn)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，針對(duì)糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物和飼料作物的區(qū)域種植特點(diǎn)，所提供的先進(jìn)適用的耕作、種植、植保、管理和收獲加工的機(jī)械與裝備；促進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展畜牧、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，所提供的先進(jìn)適用的飼養(yǎng)加工成套技術(shù)裝備；為促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)，所提供的先進(jìn)適用的成套技術(shù)裝備；為促進(jìn)農(nóng)村勞動(dòng)力就業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、推進(jìn)高新技術(shù)與勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)相結(jié)合的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展和提高我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，所提供的果蔬、花木等種養(yǎng)、加工、保鮮、儲(chǔ)運(yùn)等設(shè)施與設(shè)備；為促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)和推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械專業(yè)化服務(wù)所提供的先進(jìn)適用的技術(shù)裝備。

世界上先進(jìn)的現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)裝備為世界各地的糧食供應(yīng)做出了突出貢獻(xiàn)，農(nóng)機(jī)裝備的作用是有目共睹的。黑龍江墾區(qū)建立健全的以深松為主，壟、平、卡相配套，松、旋、耙相結(jié)合的蓄水保墑的現(xiàn)代耕作制度取代了傳統(tǒng)的連年平翻。按照現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，近年來(lái)，全墾區(qū)重點(diǎn)推廣應(yīng)用了與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備相適應(yīng)的土壤深松、精密播種、秸稈還田、水稻插秧、側(cè)深施肥、航化作業(yè)，以及節(jié)油、節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)種、節(jié)藥等20多類100多項(xiàng)農(nóng)機(jī)新技術(shù)和新機(jī)具，徹底變革了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。

北大荒最大的紅星現(xiàn)代農(nóng)機(jī)服務(wù)中心為我們又一次呈現(xiàn)了農(nóng)業(yè)裝備優(yōu)化的豐碩成果。這里以“立足精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)機(jī)”為理念，通過(guò)采用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、GIS全球地理信息系統(tǒng)和RS衛(wèi)星遙感系統(tǒng)，利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)所屬全部機(jī)車統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一計(jì)劃，統(tǒng)一調(diào)度，統(tǒng)一核算，使農(nóng)機(jī)管理由原來(lái)的分散式、粗放式管理轉(zhuǎn)變到現(xiàn)在的“集中化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化”管理。網(wǎng)絡(luò)成為種植戶、有機(jī)戶、管理人員三方共享的信息源，在第一時(shí)間將當(dāng)日農(nóng)業(yè)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、信息以手機(jī)短信的方式傳遞給每一個(gè)駕駛員。

農(nóng)業(yè)裝備為增產(chǎn)增收立下了汗馬功勞，而對(duì)農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)優(yōu)化這個(gè)復(fù)雜的工程問(wèn)題進(jìn)行研究的工作人員，更是在幕后做出了卓越的努力。但是放眼我國(guó)，農(nóng)業(yè)裝備的程度與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比還較低，農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)優(yōu)化的道路還很長(zhǎng)。作為一名即將走出校門的大學(xué)生，積極參與農(nóng)業(yè)裝備的研究與開(kāi)發(fā)，形成新的農(nóng)業(yè)裝備系統(tǒng)的優(yōu)化方案，也是我們農(nóng)機(jī)專業(yè)的學(xué)生的責(zé)任。

第五篇：系統(tǒng)優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)

組員：2014級(jí)4班 羅世淋201409140428 羅智 201409140429

一、教材內(nèi)容分析

1．教材的地位和作用

系統(tǒng)優(yōu)化是系統(tǒng)分析的深入，也是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)分析的綜合，又是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，更是系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，它是是本書的重要內(nèi)容之一。本內(nèi)容是讓學(xué)生“理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義，能結(jié)合實(shí)例分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素”。2．教學(xué)重點(diǎn)：系統(tǒng)優(yōu)化的方法和一般步驟。

二、學(xué)情分析

進(jìn)入系統(tǒng)的內(nèi)容，學(xué)生的興趣明顯比前期活躍，顯然系統(tǒng)分析的深入符合高二學(xué)生的智力發(fā)展需求。但是，學(xué)生在對(duì)某個(gè)系統(tǒng)的分析容易陷入原有的邏輯思維，而不能很好地應(yīng)用系統(tǒng)的思想和方法分析和解決問(wèn)題，不能很好理解系統(tǒng)優(yōu)化的約束條件和影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。因此，系統(tǒng)優(yōu)化的約束條件和影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素成了本節(jié)教學(xué)內(nèi)容上的難點(diǎn)。

三、教學(xué)目標(biāo)

能結(jié)合生產(chǎn)生活中的實(shí)例，理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義，并能結(jié)合實(shí)例分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。

四、教學(xué)資源準(zhǔn)備

“技術(shù)與設(shè)計(jì)2”配套教具旋轉(zhuǎn)木馬30套（江蘇南京寶高公司提供）、多媒體

五、教學(xué)流程

六、教學(xué)過(guò)程：

（一）引入新課（系統(tǒng)分析，承上啟下）

情景設(shè)置：有一個(gè)農(nóng)夫帶一條狼、一只羊和一筐白菜過(guò)河。如果沒(méi)有農(nóng)夫看管，則狼要吃羊，羊要吃白菜。但是船很小，只夠農(nóng)夫帶一樣?xùn)|西過(guò)河。請(qǐng)你幫農(nóng)夫解決難題？

學(xué)生 ：

1、農(nóng)夫帶著羊首先過(guò)河，農(nóng)夫回來(lái)；

2、農(nóng)夫與狼過(guò)河，農(nóng)夫與羊回來(lái)；

3、農(nóng)夫搬白菜過(guò)河，農(nóng)夫回來(lái)；

4、農(nóng)夫與羊一起過(guò)河。

教師提問(wèn)：說(shuō)說(shuō)你們對(duì)該系統(tǒng)分析的過(guò)程？

學(xué)生：?jiǎn)栴}的突破口在——狼與白菜能夠共存！農(nóng)夫、狼、羊、白菜和船組成了這個(gè)系統(tǒng)。系統(tǒng)中各要素是一個(gè)整體，都依賴農(nóng)夫過(guò)河；最大的問(wèn)題是“船很小，只夠農(nóng)夫帶一樣?xùn)|西過(guò)河”和“沒(méi)有農(nóng)夫看管，則狼要吃羊，羊要吃白菜”的沖突。我們聯(lián)系已知條件，做了一系列的分析實(shí)驗(yàn)，但是比較其他方案不能實(shí)現(xiàn)所有要素都安全過(guò)河。最后得出以上方案。

教師：你們的思維過(guò)程很有價(jià)值，很清晰。而且在系統(tǒng)分析的過(guò)程中抓住了系統(tǒng)分析的三大原則——整體性、科學(xué)性、綜合性。

現(xiàn)實(shí)生活中，有很多產(chǎn)品在不斷更新，系統(tǒng)在不斷的升級(jí)。做任何事情我們都追求更好，希望投入盡可能少，回報(bào)越多越好。為了使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)的目標(biāo)所提出的各種解決方法，稱為最優(yōu)方法。但是有很多復(fù)雜系統(tǒng)，實(shí)施方案五花八門、干擾因素四面八方，我們不可能的逐個(gè)比較權(quán)衡，或者漫無(wú)目的瞎蒙。因此我們有必要進(jìn)行定性定量的科學(xué)分析，尋找系統(tǒng)最優(yōu)值。

（二）新課教學(xué)

1．案例分析：

案例一 ：“農(nóng)作物種植系統(tǒng)的優(yōu)化——農(nóng)作物間作套種”

檳榔林套種香草蘭收益高

香草蘭——香料之王，是藤本植物，需要有支柱攀緣，并要求適度的蔭蔽。測(cè)定結(jié)果表明50%的蔭蔽度有利于香草蘭的生長(zhǎng)發(fā)育。蔭蔽有兩種，一種是死蔭蔽，通過(guò)修建人工蔭棚的辦法(用遮光網(wǎng)）達(dá)到控制蔭蔽度的目的。這種方式需要水泥柱或石柱作為香草蘭棚架或攀緣的支柱。另一種是活蔭蔽：可選擇天然樹(shù)木或人工種植的椰子、檳榔等作物為活支柱，以控制活支柱樹(shù)冠來(lái)調(diào)節(jié)種植園的蔭蔽度。園地的選擇要選擇近水源且排水良好、有機(jī)質(zhì)含量高、比較肥沃疏松的微酸性土壤；臺(tái)風(fēng)主風(fēng)方向有良好屏障比較靜風(fēng)的向陽(yáng)緩坡地或平地。

2002年，符良接受了中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所專家的建議，在檳榔林下套種了20畝香草蘭種苗，通過(guò)對(duì)香草蘭的水肥管理，使檳榔的產(chǎn)量較純檳榔林提高15-20%。經(jīng)過(guò)精心培育，現(xiàn)在棵棵香草蘭上掛滿了沉甸甸的豆莢。預(yù)計(jì)20畝香草蘭到11月份總收入可達(dá)285000元?，F(xiàn)場(chǎng)一位管理人員給記者算了一筆帳，40畝檳榔園年收入72萬(wàn)元左右，間種可使檳榔增收8萬(wàn)，再加上香草蘭的收入，每畝土地較單純種檳榔增收約9000元！經(jīng)發(fā)酵生香的商品香草蘭豆莢含有250多種發(fā)揮性芳香族成分及有機(jī)酸、糖、樹(shù)脂、礦物質(zhì)等豐富成分，香氣獨(dú)特，留香時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2～3年，被廣泛用于高檔食品和飲料的配香原料，在發(fā)酵業(yè)、化妝及醫(yī)藥等領(lǐng)域均有應(yīng)用，具有用途廣、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的特點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)售價(jià)為1000～1200元人民幣/千克。

教師提問(wèn)：符良為什么選擇活蔭蔽種植，而不采納傳統(tǒng)的死隱蔽種植？

學(xué)生A：一塊地種檳榔又種香草蘭，提高了土地利用率；

學(xué)生B：對(duì)香草蘭的水肥管理，使檳榔的產(chǎn)量較純檳榔林提高；

學(xué)生C：檳榔可作為活支柱供香草蘭攀爬，節(jié)省了石柱的費(fèi)用；

學(xué)生D：檳榔葉子還可以遮光，節(jié)省遮光網(wǎng)的費(fèi)用；

??

教師總結(jié)：活蔭蔽的改良不僅增產(chǎn)、增收還提高了土地利用率，可見(jiàn)活蔭蔽系統(tǒng)比死蔭蔽系統(tǒng)，功能更強(qiáng)大，效果更優(yōu)。

教師提問(wèn)：香草蘭套種的收益如此誘人，我們?yōu)楹尾话严悴萏m套種到稻田里、麥田里，甚至套種到沙漠中與楊樹(shù)為友呢？

討論交流，小組匯報(bào)??

X組：香草蘭與水稻的生長(zhǎng)土壤環(huán)境不同，不能套種；小麥的生長(zhǎng)氣候要求又有差異也不能套種；沙漠風(fēng)沙大且土壤也不適合香草蘭生長(zhǎng)。香草蘭種植受生長(zhǎng)特性、地理環(huán)境、氣候和天氣等條件的約束，并不適宜隨處種植，而且與矮個(gè)植物種植也沒(méi)有體現(xiàn)出遮陽(yáng)的優(yōu)勢(shì)或者節(jié)約石柱費(fèi)用等優(yōu)勢(shì)，另外由于營(yíng)養(yǎng)需求的差異，即使能共存在一塊地如果沒(méi)有實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)目的，套種的系統(tǒng)優(yōu)化沒(méi)也就沒(méi)有太大的意義??

教師總結(jié)：系統(tǒng)優(yōu)化的效果是理想的，但是不同情況的系統(tǒng)優(yōu)化會(huì)遇到不同的約束條件，應(yīng)該采取不同的手段和方法應(yīng)對(duì)，使系統(tǒng)的目標(biāo)在一定的條件中達(dá)到最大值。系統(tǒng)的優(yōu)化都是為了發(fā)掘有限資源的無(wú)限潛能，使資源獲得充分的利用，體現(xiàn)更高的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)投入最小，效果最佳的目的。

又例如：云南一些山區(qū)農(nóng)民的甘蔗生長(zhǎng)緩慢,減產(chǎn)已成定局.為了減少旱災(zāi)損失,乘雨水來(lái)臨之際,在甘蔗田套種玉米。

例如：建筑材料的改進(jìn)也是一項(xiàng)優(yōu)化技術(shù)，以往建筑物的墻體多采用實(shí)心磚，現(xiàn)在采用了空心磚，在保證強(qiáng)度、隔熱隔音效果的同時(shí)，節(jié)省了材料。

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教師：案例中，目標(biāo)與土地的單位面積農(nóng)作物收益和之間的關(guān)系在技術(shù)中我們稱為——目標(biāo)函數(shù)；農(nóng)作物的生長(zhǎng)特性、條件、氣候等因素對(duì)作物套種起著限制作用，并且是不能人為解決的，稱為——約束條件；套種的技術(shù)水平、田間管理、病蟲(chóng)防治等對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)值有直接影響，即影響因素，可見(jiàn)影響因素是可以人為調(diào)節(jié)的。最優(yōu)方法通常是在一定人力、物力、財(cái)力資源條件下，使經(jīng)濟(jì)效果（如產(chǎn)值、利潤(rùn)等）達(dá)到最大，并使投入的人力、物力達(dá)到最小的方法。

教師：在生活中，我們經(jīng)常會(huì)遇到一些復(fù)雜的數(shù)字問(wèn)題，純定量分析是不夠的，我們常常是借助數(shù)學(xué)手段定量與定性結(jié)合的分析比較，尋求最優(yōu)方案。這種用數(shù)學(xué)公式、圖表等描述客觀事物的特征模型的思想就是建模思想，建立的模型就叫數(shù)學(xué)模型。它是真實(shí)系統(tǒng)的一種抽象。

案例二：利潤(rùn)問(wèn)題

某家具廠要安排一周的計(jì)劃，產(chǎn)品是桌子和椅子。制作一張桌子需4平方木板及20小時(shí)工時(shí)，制作一張椅子需6平方木板及18小時(shí)工時(shí)；每周擁有木材板料600平方，可用工時(shí)400小時(shí)；每張桌子利潤(rùn)50元，每只椅子利潤(rùn)60元。按合同每周至少要交付8張桌子和5張椅子。假定所有產(chǎn)品都能銷售，那么該每周生產(chǎn)桌子和椅子分別為多少時(shí)，利潤(rùn)最大？

教師提問(wèn)：這里，系統(tǒng)需要進(jìn)行最優(yōu)化的目標(biāo)是什么？

學(xué)生：獲得利潤(rùn)最大值。

教師提問(wèn)：利潤(rùn)受到哪些人為可調(diào)節(jié)的因素影響？

學(xué)生：每周生產(chǎn)桌子和椅子的數(shù)目。

教師提問(wèn)：在這個(gè)利潤(rùn)問(wèn)題的系統(tǒng)中，又存在哪些不能人為解決的約束條件呢？

學(xué)生：制作一張桌子需4平方木板及20小時(shí)工時(shí)，制作一張椅子需6平方木板及18小時(shí)工時(shí)；每張桌子利潤(rùn)50元，每只椅子利潤(rùn)60元。

教師：若把利潤(rùn)最大值用 表示，變量每周生產(chǎn)桌子數(shù)用 表示,每周生產(chǎn)椅子數(shù)用 表示，請(qǐng)你根據(jù)已知條件，列出求解最優(yōu)化問(wèn)題的有關(guān)數(shù)學(xué)式子。

其中(1)式體現(xiàn)了目標(biāo)與產(chǎn)量、利潤(rùn)總和之間的關(guān)系,也就是目標(biāo)函數(shù)。（2）（3）（4）（5）式則體現(xiàn)了約束條件。

教師：數(shù)學(xué)思維很清晰！下面就請(qǐng)大家算一算 的解，找出最大利潤(rùn)值。

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學(xué)生：算不出來(lái)！

教師引導(dǎo)：仔細(xì)觀察這四個(gè)約束條件的式子，找出數(shù)據(jù)中體現(xiàn)出受限最大的約束條件是哪個(gè)？

學(xué)生：工時(shí)！

教師：好，請(qǐng)你將最主要的約束條件（3）與目標(biāo)函數(shù)式（1）聯(lián)系起來(lái)，看看你能不能發(fā)現(xiàn)影響因素 與最優(yōu)值 的關(guān)系。

學(xué)生：生產(chǎn)椅子所需工時(shí)少利潤(rùn)大，生產(chǎn)桌子所需工時(shí)多利潤(rùn)反而?。∩a(chǎn)的椅子越多利潤(rùn)越大。

教師：那我們干脆不生產(chǎn)桌子了，專門生產(chǎn)椅子，可不可以？

學(xué)生：不行，至少要生產(chǎn)8張桌子！

教師：哦，原來(lái)還有約束條件（3）的限制。那好我們就生產(chǎn)8張桌子，算一算意義子最多可以生產(chǎn)多少?gòu)垼?/p>

學(xué)生：13張！

教師：8張桌子，13張椅子。把你們經(jīng)過(guò)一番分析計(jì)算選擇的這兩個(gè)變量的解代入約束條件看看是否超出了約束條件的限制范圍。

學(xué)生：都在約束條件范圍內(nèi)。

教師：再利用這兩個(gè)變量的解，算一算利潤(rùn)最大值是多少？

學(xué)生：1180元。

教師：我們?cè)匐S意找?guī)讓?duì)滿足約束條件的 的解帶入目標(biāo)函數(shù)檢驗(yàn)一下，1180是不是利潤(rùn)最大值。如：（每個(gè)小組分別用一對(duì)計(jì)算）

學(xué)生交流：

教師總結(jié)：以上計(jì)算表明，我們找到經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)方法求出的就是最優(yōu)值！回憶我們求解的過(guò)程，最優(yōu)化方法解決問(wèn)題的一般步驟：

（1）提出系統(tǒng)需要進(jìn)行最優(yōu)化的問(wèn)題，收集有關(guān)資料和數(shù)據(jù)；

（2）建立求解最優(yōu)化問(wèn)題的有關(guān)數(shù)學(xué)模型，確定變量，建立有關(guān)約束條件，分析模型；

（3）選擇合適的最優(yōu)化方法；

（4）求解方程；

（5）最優(yōu)解的驗(yàn)證和實(shí)施。

這種用數(shù)學(xué)公式、圖表等描述客觀事物的特征模型的思想就是建模思想，建立的模型就叫數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型是研究和掌握系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的有力工具，它是分析、設(shè)計(jì)、預(yù)報(bào)或預(yù)測(cè)、控制實(shí)際系統(tǒng)的基礎(chǔ)。是我們?cè)诮鉀Q問(wèn)題時(shí)，常用的一種方法。

2．應(yīng)用：學(xué)生探究（2人一個(gè)小組）

要求學(xué)生分組利用提供的大、中、小三個(gè)大小不同的齒輪將上節(jié)課完成的旋轉(zhuǎn)木馬進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，看誰(shuí)的木馬轉(zhuǎn)的又快又穩(wěn)。

學(xué)生進(jìn)行探究??

A組：將傳送帶傳送改為大齒輪帶動(dòng)，三個(gè)齒輪傳送；

B組：將傳送帶傳送改為中齒輪帶動(dòng)，三個(gè)齒輪傳送；

C組：將傳送帶傳送改為小齒輪傳送，三個(gè)齒輪傳送；

D組：齒輪與傳送帶一起贊成傳送系統(tǒng)??

小組比賽交流。

學(xué)生體會(huì)：皮帶傳送系統(tǒng)在木馬旋轉(zhuǎn)時(shí)，皮帶容易出軌，同時(shí)因?yàn)樗俣忍笫瓜到y(tǒng)容易散架。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，利用有限的資源，將皮帶傳送換成齒輪傳送后，發(fā)現(xiàn)齒輪傳送比皮帶傳送速度更快更牢固；再更換三種齒輪的帶動(dòng)比較，又發(fā)現(xiàn)大齒輪帶動(dòng)時(shí)，動(dòng)力更足速度加大了穩(wěn)固性能也增強(qiáng)了。

（三）小結(jié)

最優(yōu)方法通常是在一定人力、物力、財(cái)力資源條件下，使經(jīng)濟(jì)效果（如產(chǎn)值、利潤(rùn)等）達(dá)到最大，并使投入的人力、物力達(dá)到最小的方法。

最優(yōu)化方法解決問(wèn)題的一般步驟：

（1）提出系統(tǒng)需要進(jìn)行最優(yōu)化的問(wèn)題，收集有關(guān)資料和數(shù)據(jù)；

（2）建立求解最優(yōu)化問(wèn)題的有關(guān)數(shù)學(xué)模型，確定變量，建立有關(guān)約束條件，分析模型；

（3）選擇合適的最優(yōu)化方法；

（4）求解方程；

（5）最優(yōu)解的驗(yàn)證和實(shí)施。

（四）課后探究

假如學(xué)校有2個(gè)學(xué)生食堂，正常情況下每個(gè)食堂能容納500人就餐，近兩年，學(xué)校規(guī)模擴(kuò)大，就餐人數(shù)增加，每個(gè)食堂就餐人數(shù)達(dá)670人，每到就餐高峰期，學(xué)生就排著長(zhǎng)隊(duì)等待就餐。

如何減少學(xué)生就餐排隊(duì)時(shí)間？提出解決這一問(wèn)題的幾種途徑，并選擇最經(jīng)濟(jì)、最有效可行、最容易實(shí)現(xiàn)的方案。運(yùn)用系統(tǒng)分析方法，分步驟說(shuō)明你的思考過(guò)程。

七、教學(xué)反思

蘇教版教材的案例選擇切題，但是有部分案例離我們所處的實(shí)際甚遠(yuǎn)。在教學(xué)的過(guò)程中我選用了教材中技術(shù)類的案例，拓展了我們對(duì)技術(shù)的視野；但是生活案例我傾向于改用我們身邊的例子，大家熟悉，分析起來(lái)有親切感、簡(jiǎn)單易懂又激發(fā)了學(xué)生自主參與的樂(lè)趣，剛好我校種有香草蘭。故在本案例中將“麥、棉、瓜、玉米套種”案例換成“檳榔與香草蘭套種”，實(shí)踐證明效果很好，學(xué)生很感興趣。本節(jié)課內(nèi)容較多，學(xué)生探究活動(dòng)時(shí)間就比較緊