人機(jī)界面設(shè)計(jì)論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇人機(jī)界面設(shè)計(jì)論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

關(guān)鍵詞：用戶研究 體驗(yàn) 界面設(shè)計(jì) 人機(jī)互動(dòng) 非物質(zhì)

此論文是用于湖北師范學(xué)院研究生科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目《生活型態(tài)設(shè)計(jì)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的運(yùn)用研究》的結(jié)題。

微電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、生物技術(shù)以及新材料、新能源技術(shù)，包括新的工藝技術(shù)的發(fā)展將人類帶入到了一個(gè)全新的、以信息化為標(biāo)志的體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)時(shí)代。人們對(duì)于產(chǎn)品的需求已經(jīng)不再是物質(zhì)層面上的使用要求，而是關(guān)注非物質(zhì)層面上的心理需求。作為產(chǎn)品和用戶之間的連接紐帶――界面，在這個(gè)“非物質(zhì)社會(huì)”下被提出了新的要求，即，產(chǎn)品的人機(jī)界面設(shè)計(jì)要面向用戶，成為用戶和產(chǎn)品之間的溝通、交流的媒介。

所謂界面也稱人機(jī)界面，指的是人與機(jī)之間的一個(gè)相互作用、相互影響的媒介平臺(tái)，人通過它以視覺和聽覺、觸覺等感官接受來自機(jī)器的信息，經(jīng)過人腦的識(shí)別、加工、決策，然后作出反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)人一機(jī)的信息傳遞。界面設(shè)計(jì)是對(duì)兩種不同物體之間交流手段、交流過程的整體設(shè)計(jì)，是系統(tǒng)的優(yōu)化人機(jī)互動(dòng)關(guān)系的過程。它以盡量簡(jiǎn)化人的操作、提高人機(jī)交流的效率為目的，所以也被稱之為UI（User Interface Design），從字面上看是用戶與界面兩個(gè)組成部分，但實(shí)際上它還包括了用戶與界面之間的交互關(guān)系。

界面可分為硬界面和軟界面。從設(shè)計(jì)角度來看，界面設(shè)計(jì)也可以看作是工業(yè)設(shè)計(jì)和視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)之間的交叉學(xué)科。硬界面也叫“實(shí)體用戶界面”（Solid User Interface，簡(jiǎn)稱SUI）,屬于硬件設(shè)計(jì)，即產(chǎn)品的界面與用戶的身體直接接觸部分的設(shè)計(jì)。硬界面其實(shí)就是傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的外觀提供的即是一種界面，其所欲達(dá)到的目的即是與使用者溝通，從外觀整體設(shè)計(jì)到操作按鍵的配置均是為了達(dá)成使用者目標(biāo)（或設(shè)計(jì)者的目標(biāo)）所建立的界面。而軟界面又稱為“圖形用戶界面”（Graphic User Interface，簡(jiǎn)稱GUI），屬于軟件設(shè)計(jì)，目的主要是為了方便用戶理解和應(yīng)用。

人機(jī)界面的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到人機(jī)關(guān)系的和諧，和人在工作中的主體地位，以及整個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)的可使用性和效率?，F(xiàn)在，界面設(shè)計(jì)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的運(yùn)用和重視已經(jīng)大大地提升了它的功能地位和作用。首先，它具有典型的人機(jī)互動(dòng)性，即用戶和設(shè)計(jì)密切關(guān)聯(lián)，用戶的反饋是設(shè)計(jì)的重要組成部分。其次，它與技術(shù)緊密相連，并隨著新技術(shù)的出現(xiàn)不斷完善。另外，其手段的多樣性是信息多樣化具體應(yīng)用的體現(xiàn)。從今天科技發(fā)展，數(shù)字技術(shù)的廣泛而深遠(yuǎn)的影響，以及對(duì)人性的關(guān)注方面來看，它也許比硬件和工作環(huán)境更為重要。

界面設(shè)計(jì)和優(yōu)化就是要?jiǎng)?chuàng)造一種人性化的人-機(jī)對(duì)話方式。因此界面設(shè)計(jì)必須掌握的知識(shí)，包含使用者、使用者欲實(shí)現(xiàn)的任務(wù)、使用環(huán)境及技術(shù)與邏輯上的可行性。那么，“用戶研究” 或“用戶體驗(yàn)”就是為了幫助設(shè)計(jì)能夠更好的了解使用者在心理及生理上的能力，對(duì)任務(wù)特性有充分的理解，包含頻率、時(shí)間考慮、是否協(xié)同他人、需要何種知識(shí)或技術(shù)等細(xì)節(jié)，并根據(jù)情境找尋使用者的真實(shí)需求-人與產(chǎn)品的互動(dòng)會(huì)因情境而產(chǎn)生不同的狀態(tài)或變化，藉由現(xiàn)實(shí)可行的互動(dòng)技術(shù)將概念化的設(shè)計(jì)落實(shí)。也是得到用戶需求和反饋的途徑，同時(shí)檢驗(yàn)人機(jī)界面設(shè)計(jì)和人與產(chǎn)品交流互動(dòng)是否合理的重要標(biāo)準(zhǔn)。

“用戶研究”包含兩個(gè)方面：一是可用性工程學(xué)（usability Engineering），研究如何提高產(chǎn)品的可用性，使得系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更容易被人使用、學(xué)習(xí)和記憶；二是通過可用性工程學(xué)的研究，發(fā)掘用戶的潛在需求，為技術(shù)創(chuàng)新提供另外一條思路和方法（consumer insight）。

“用戶研究”是一種有別與單純的“市場(chǎng)研究”性質(zhì)的考察方法。在研究前期可以對(duì)應(yīng)到iNPD程序中的“模糊前期”。它注重的是對(duì)現(xiàn)象的收集與洞察，并給予定性分析，形成多個(gè)粗略的設(shè)計(jì)概念；當(dāng)要進(jìn)一步完善概念，并進(jìn)入“新產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目確定”階段時(shí)，才需要一定的市場(chǎng)數(shù)據(jù)的支持，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候的決定關(guān)系到新產(chǎn)品的市場(chǎng)大小估算，這個(gè)對(duì)于企業(yè)來說非?？傄?/p>

篇(2)

一、本科學(xué)生畢業(yè)論文的目的和內(nèi)容

二、管理信息系統(tǒng)開發(fā)的主要步驟

三、計(jì)算機(jī)專業(yè)所選開發(fā)工具和注意事項(xiàng)

四、計(jì)算機(jī)畢業(yè)論文撰寫格式

五、畢業(yè)論文中正文的寫法和注意事項(xiàng)

六、結(jié)束語的寫法

七、參考文獻(xiàn) 列出畢業(yè)論文設(shè)計(jì)中主要參考書籍

八、附錄的寫法

九、論文評(píng)分的能用標(biāo)準(zhǔn)

一、本科學(xué)生畢業(yè)論文的目的和內(nèi)容

本科學(xué)生在畢業(yè)之前必須做畢業(yè)論文，其目的是通過畢業(yè)論文，讓學(xué)生獨(dú)立開發(fā)一個(gè)具體的計(jì)算機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目，系統(tǒng)地進(jìn)行分析總結(jié)和運(yùn)用學(xué)過的書本知識(shí)，以鞏固本科階段所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)，并給予一個(gè)理論聯(lián)系實(shí)際的機(jī)會(huì)。

為了便于實(shí)施和管理，規(guī)定網(wǎng)絡(luò)學(xué)院計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)本科學(xué)生畢業(yè)論文主要以開發(fā)一個(gè)管理信息系統(tǒng)為畢業(yè)實(shí)踐的課題，每個(gè)畢業(yè)生通過獨(dú)立開發(fā)一個(gè)具體的管理信息系統(tǒng)，掌握開發(fā)一個(gè)比整完整的管理信息系統(tǒng)的主要步驟，并從中獲得一定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

二、管理信息系統(tǒng)開發(fā)的主要步驟

管理信息系統(tǒng)開發(fā)的主要步驟及各步驟的基本內(nèi)容如下：

1、 系統(tǒng)分析

主要工作內(nèi)容有以下幾項(xiàng)：確定系統(tǒng)目標(biāo)，系統(tǒng)可行性分析

2、 系統(tǒng)調(diào)查

系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)、職能結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流程分析。其中系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)圖應(yīng)畫成樹狀結(jié)構(gòu)。

系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程分析、業(yè)務(wù)流程圖

3、 數(shù)據(jù)流程分析

數(shù)據(jù)流程圖（系統(tǒng)關(guān)聯(lián)圖、頂層圖、一層數(shù)據(jù)流圖、二層數(shù)據(jù)流圖）、數(shù)據(jù)詞典、代碼設(shè)計(jì)

4、 管理信息系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖，每個(gè)功能模塊的主要工作內(nèi)容、輸入輸出要求等。

系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖

5、 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

概念模型設(shè)計(jì)：實(shí)體、實(shí)體間的聯(lián)系、E-R圖

關(guān)系模式設(shè)計(jì)：E—R圖->關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換規(guī)則

關(guān)系模式

數(shù)據(jù)庫表設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)

6、 系統(tǒng)物理配置方案

7、 人機(jī)界面設(shè)計(jì)

8、 模塊處理概述

9、 系統(tǒng)測(cè)試和調(diào)試：測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試用例、測(cè)試結(jié)果

三、開發(fā)工具和注意事項(xiàng)

1、開發(fā)工具

開發(fā)工具可由學(xué)生任選。如Delphi、FoxPro、VB、Access等，這些工具的使用全由學(xué)生自學(xué)。

2、注意事項(xiàng)

（1）項(xiàng)目開發(fā)步驟的完整性（系統(tǒng)需求分析、概念設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)、系統(tǒng)環(huán)境和配置、系統(tǒng)實(shí)施以及系統(tǒng)測(cè)試和調(diào)試等）

（2）每個(gè)開發(fā)步驟所得結(jié)果的正確性（業(yè)務(wù)流程圖、數(shù)據(jù)流程圖、數(shù)據(jù)詞典、HIPO圖、E-R圖、關(guān)系模式、人機(jī)界面設(shè)計(jì)及模塊處理等的詳細(xì)分析和說明）

（3）論文整體結(jié)構(gòu)的完整性（前言、各個(gè)具體步驟的敘述和分析、結(jié)語、參考文獻(xiàn)和有關(guān)附錄）

（4）提供軟件系統(tǒng)的可執(zhí)行盤片及操作說明書

（5）參考資料（列出必要的參考資料）

四、畢業(yè)論文撰寫格式

注意： 1．每個(gè)步驟都要有文字說明和論述 2．各個(gè)步驟必須是有機(jī)的組合，不可以支離破碎不成一體。

一、封面

二、摘要 用約200-400字簡(jiǎn)要介紹一下論文中闡述的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)

三、主題詞 用一、二個(gè)詞點(diǎn)明論文所述內(nèi)容的性質(zhì)。（二和三要在同一頁面上）

四、目錄 一般采用三級(jí)目錄結(jié)構(gòu)。 例如第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)概念結(jié)構(gòu) 3.1.1概念模型

五、正文

第一章 前言

簡(jiǎn)要介紹： 組織機(jī)構(gòu)概況、項(xiàng)目開發(fā)背景、信息系統(tǒng)目標(biāo)、開發(fā)方法概述、項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃等。

第二章 系統(tǒng)需求分析

本章應(yīng)包含：

（1）現(xiàn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)描述

包括業(yè)務(wù)流程分析，給出業(yè)務(wù)流程圖。

具體要求：業(yè)務(wù)流程圖必須有文字說明，圖要完整、一定要有業(yè)務(wù)傳遞的流程。

（2）現(xiàn)行系統(tǒng)存在的主要問題分析

指出薄弱環(huán)節(jié)、指出要解決的問題的實(shí)質(zhì)，確保新系統(tǒng)更好，指出關(guān)鍵的成功因素。

（3）提出可能的解決方案

（4）可行性分析和抉擇

包括技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)可行性、營(yíng)運(yùn)可行性分析和抉擇。

第三章 新系統(tǒng)邏輯方案

針對(duì)用戶需求，全面、系統(tǒng)、準(zhǔn)確、詳細(xì)地描述新系統(tǒng)應(yīng)具備的功能。

（1）數(shù)據(jù)流程分析

最主要的是給出數(shù)據(jù)流程圖，要求滿足以下條件：

A．?dāng)?shù)據(jù)流程圖必須包括系統(tǒng)關(guān)聯(lián)圖、系統(tǒng)頂層圖、第一層分解圖和第二層分解圖組成。B．系統(tǒng)關(guān)聯(lián)圖確定了從外部項(xiàng)到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流和從系統(tǒng)向外部項(xiàng)的數(shù)據(jù)流，這些數(shù)據(jù)流在其它層次的數(shù)據(jù)流中不允許減少，也不允許增加。各層次內(nèi)部的數(shù)據(jù)流不受關(guān)聯(lián)圖的限制。 C. 數(shù)據(jù)流應(yīng)有名字。 D. 外部項(xiàng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之間不得出現(xiàn)未經(jīng)加工的數(shù)據(jù)流。 E. 數(shù)據(jù)流程圖的分解中，必須保持每個(gè)分層同其上層加工中的外部項(xiàng)和輸入輸出流相一致。 F. 各加工之間一般不應(yīng)出現(xiàn)未經(jīng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)流。 G. 數(shù)

據(jù)存儲(chǔ)之間不得出現(xiàn)未經(jīng)加工的數(shù)據(jù)流。 H. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可以分解。 I. 若有查詢處理，應(yīng)在數(shù)據(jù)流程圖中表達(dá)。 J. 統(tǒng)計(jì)和打印報(bào)表不在數(shù)據(jù)流圖中表達(dá)。

(2) 數(shù)據(jù)詞典描述

可采用圖表格式或較緊湊的記錄格式描述 A、若采用圖表格式，可只寫出數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)元素、加工、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和外部項(xiàng)各一個(gè)表。 B、若采用緊湊的記錄格式，則應(yīng)列出全部成分。如數(shù)據(jù)元素： 編號(hào) 名稱 存在于 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 備注 E1 入庫數(shù)

據(jù) F1/F3/F11/F15 入庫單號(hào) 日期 貨號(hào) 數(shù)量 E2 出庫數(shù)據(jù) F1/F3/F11/F15 出庫單號(hào) 日期 貨號(hào) 數(shù)量 C、據(jù)流程圖中系統(tǒng)頂層圖的數(shù)據(jù)加工都必須詳盡寫出。

(3) 基本加工小說明

可采用結(jié)構(gòu)化語言、數(shù)學(xué)公式等描述各個(gè)基本加工。

第四章 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1） 軟件模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) A、系統(tǒng)軟件模塊結(jié)構(gòu)圖，并由此導(dǎo)出功能分解圖及層次式菜單結(jié)構(gòu)。 B、系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)應(yīng)與數(shù)據(jù)流程圖的頂層圖的加工一致。

（2）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) A、應(yīng)按下列次序闡述各個(gè)元素：實(shí)體、實(shí)體的屬性、實(shí)體間聯(lián)系、E-R圖、轉(zhuǎn)換規(guī)則、關(guān)系模式。 B、在介紹實(shí)體的屬性時(shí)，不應(yīng)包括聯(lián)系屬性，聯(lián)系屬性直至關(guān)系模式中才出現(xiàn)。 C、數(shù)據(jù)流程圖中的每個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可隱含于E-R圖中的多個(gè)實(shí)體。 D、 E-R圖中的實(shí)體要與數(shù)據(jù)流程圖中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)相對(duì)應(yīng)。每個(gè)實(shí)體要指出實(shí)體的標(biāo)識(shí)碼（主碼）。對(duì)每個(gè)實(shí)體或聯(lián)系應(yīng)列出其應(yīng)有的屬性（用列舉的方法）。 E、E-R圖中至少要有一個(gè)多對(duì)多的聯(lián)系。 F、必須嚴(yán)格按照轉(zhuǎn)換規(guī)則從E-R圖產(chǎn)生數(shù)據(jù)關(guān)系模式集，需要時(shí)作必要的優(yōu)化，并說明理由。 G、對(duì)于一對(duì)一的聯(lián)系，只應(yīng)把任一個(gè)實(shí)體的主碼放在另一個(gè)實(shí)體中作為外碼。 H、一對(duì)多聯(lián)系也可以產(chǎn)生新的關(guān)系模式，如要這樣做，必須說明理由。 I、多對(duì)多聯(lián)系，或三元聯(lián)系必須產(chǎn)生新的關(guān)系模式。 J、關(guān)系模式的個(gè)數(shù)和名字要與E-R圖中的實(shí)體和聯(lián)系相一致。 K.、每個(gè)關(guān)系模式中要用下橫線標(biāo)出主碼，后隨的符號(hào)“#”標(biāo)出外碼。 L、若有代碼對(duì)照表可在最后列出，需另加說明。

(3) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置方案的選擇和設(shè)計(jì)

給出硬件配置，系統(tǒng)軟件配置，網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)配置（可選）等內(nèi)容。

(4) 系統(tǒng)總體安全性、可靠性方案與措施。

第五章 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

（1）代碼設(shè)計(jì) 基本數(shù)據(jù)項(xiàng)的代碼格式。

（2）人機(jī)界面設(shè)計(jì) 給出人機(jī)界面視圖（輸入輸出接口，屏幕格式設(shè)計(jì)等）

（3）模塊處理過程 根據(jù)軟件環(huán)境做不同處理。 可采用腳本、程序流程圖、結(jié)構(gòu)化的PDL語言等。

第六章 實(shí)施概況

（1）實(shí)施環(huán)境和工具的比較選擇

（2）編程環(huán)境、工具、實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)準(zhǔn)備概況

（3）系統(tǒng)測(cè)試概況 主要包括測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試用例、測(cè)試記錄。

（4）系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方案及實(shí)現(xiàn)概況

（5）系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)概況

六、結(jié)束語

（1）系統(tǒng)特色、局限與展望

（2）實(shí)施中遇到的挫折、創(chuàng)新、體會(huì)與致謝

七、參考文獻(xiàn) 列出畢業(yè)論文設(shè)計(jì)中主要參考書籍

序號(hào)、書名或文章名、作者名、出版社或雜志名、出版日期或雜志期號(hào)。

八、附錄

（1） 列出部分有一定代表性的程序代碼段

（2） 操作說明書

九、論文評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1、A等

系統(tǒng)正確無誤，系統(tǒng)功能完善，設(shè)計(jì)步驟完整正確，實(shí)用性強(qiáng)，有一定的創(chuàng)新性，論文結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，表述流暢。

2、B等

系統(tǒng)基本正確，系統(tǒng)功能基本完善，設(shè)計(jì)步驟基本完整正確，有一定的實(shí)用性，論文結(jié)構(gòu)良好，表述基本流暢。

3、C等

系統(tǒng)有少量錯(cuò)誤，系統(tǒng)功能不夠完善，設(shè)計(jì)步驟欠完整，基本上沒有實(shí)用性，論文結(jié)構(gòu)一般，表述基本清楚。

4、不及格

篇(3)

關(guān)鍵詞:變電站；綜合自動(dòng)化；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，使得變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在發(fā)供電企業(yè)被廣泛的利用。且變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)比傳統(tǒng)繼電器具有更強(qiáng)的功能。發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置作為電力系統(tǒng)安全保障的重要部分，對(duì)于發(fā)揮整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和系統(tǒng)裝置具有重要的意義。但是目前由于自然和人為方面的原因使得發(fā)電廠故障的發(fā)生率比較高，而繼電保護(hù)裝置能對(duì)系統(tǒng)故障起到很到切除和保護(hù)作用。研究變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)于更好的解決電力系統(tǒng)的安全問題具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)性。

1.設(shè)計(jì)原則

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施，主要是為了滿足電廠改造的現(xiàn)實(shí)需求，且盡可能的減少停電等電力故障的發(fā)生。因此在系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡可能的滿足設(shè)計(jì)的原則。其中主要的一些原則有：（1）實(shí)用性原則。該原則是系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則中的首要原則，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中該原則主要是通過系統(tǒng)中的系統(tǒng)操作應(yīng)該盡可能的滿足簡(jiǎn)單、易懂且根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況出發(fā)，在充分利用已有資源的前提下進(jìn)行的。（2）可靠性原則。該原則是為了保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行而設(shè)立的。目的是在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中充分保證系統(tǒng)的硬件設(shè)備的可靠性、軟件系統(tǒng)的可靠性、系統(tǒng)集成的可靠性等。（3）先進(jìn)性原則。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)該引入先進(jìn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和理念。保證設(shè)備的先進(jìn)性和設(shè)計(jì)思想的先進(jìn)性。（4）可擴(kuò)充性原則。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可擴(kuò)充性原則是指系統(tǒng)容量的可擴(kuò)充性和系統(tǒng)功能的擴(kuò)充性。（5）開放性原則。主要是指系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該是一個(gè)便于系統(tǒng)集成和信息共享的靈活、開放系統(tǒng)。（6）此外，系統(tǒng)配置和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)原則和電信號(hào)及告警信號(hào)接入原則。主要是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以站控層、網(wǎng)絡(luò)層、間隔層為主，信號(hào)以遙信信號(hào)、遙測(cè)信號(hào)、遙控信號(hào)、事故信號(hào)等為主。

2.變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由集中式結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)、分布分散（層）式結(jié)構(gòu)所組成的。

2.1集中式結(jié)構(gòu)

集中式結(jié)構(gòu)是指機(jī)集中式系統(tǒng)采用功能較強(qiáng)的具有擴(kuò)展輸入/輸出功能的計(jì)算機(jī)，并以模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的集中采集為主，對(duì)信息進(jìn)行相關(guān)的處理和計(jì)算，并實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的自動(dòng)控制、微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)等功能。在該結(jié)構(gòu)中最主要的特點(diǎn)是集中式結(jié)構(gòu)具有實(shí)用性好、造價(jià)低、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、能保護(hù)變電站的設(shè)備和線路、同時(shí)可采集變電站的數(shù)據(jù)信息和模擬量信號(hào)等。該結(jié)構(gòu)同時(shí)也存在著很多的缺陷，例如：該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜繁瑣、工作量大，對(duì)不同規(guī)模的變電站軟硬件的系統(tǒng)設(shè)計(jì)不同，計(jì)算機(jī)的功能較集中不便于計(jì)算機(jī)的管理，該保護(hù)與常規(guī)的相比而言，缺乏直觀性、程序設(shè)計(jì)和調(diào)試維護(hù)都比較麻煩等等。這些缺陷嚴(yán)重的阻礙了集中式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

2.2分布式結(jié)構(gòu)

分布式結(jié)構(gòu)是指通過變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的單個(gè)功能分散給多臺(tái)計(jì)算機(jī)而得以實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是以功能設(shè)計(jì)為主，目的是解決CPU的運(yùn)算處理問題，采用主從CPU系統(tǒng)工作方式，多CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力。一般在多個(gè)CPU之間選用優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并采用串行通信方式或者網(wǎng)絡(luò)傳輸以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，從而很好的解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題，同時(shí)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性也得到了提高。分布式結(jié)構(gòu)的最大的優(yōu)點(diǎn)是能便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和維護(hù)，同時(shí)局部故障的發(fā)生對(duì)其它模塊正常運(yùn)行不產(chǎn)生影響。因此該結(jié)構(gòu)可以適合應(yīng)用于中、低壓變電站，并可通過分層組屏和集中組屏進(jìn)行安裝。

2.3分布分散（層）式結(jié)構(gòu)

按邏輯分布分散（層）式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)把變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)分為變電站層(站級(jí)測(cè)控單元)和間隔層(間隔單元)兩層或者分為間隔層、通信層、變電站層三層。該結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是設(shè)計(jì)思路是依據(jù)變電站的斷路器間隔所設(shè)計(jì)。該結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)可靠性高、變電站二次系統(tǒng)的配置比較簡(jiǎn)單，系統(tǒng)由于受標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化的間隔級(jí)控制單元控制使適用率更高。此外，具有靈活的組態(tài)和軟件邏輯設(shè)計(jì)也是一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)。

3.綜合自動(dòng)化系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

綜合自動(dòng)化系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)是指在既能夠滿足實(shí)時(shí)性要求同時(shí)又保證數(shù)據(jù)的可靠性、開放性和安全性的前提下的設(shè)計(jì)的系統(tǒng)軟件。它包括的模塊主要有：系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)軟件配置、微機(jī)保護(hù)主程序、采樣中斷服務(wù)程序、故障處理程序、微機(jī)保護(hù)通訊設(shè)計(jì)等部分。其中系統(tǒng)軟件配置主要是通過接口軟件和保護(hù)軟件兩部分的配置構(gòu)成。在微機(jī)保護(hù)主程序中主要包括初始化、自檢、開放中段與等待中斷、自檢循環(huán)四個(gè)部分。

4.數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程。他主要包括：數(shù)據(jù)變化類型、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)處理、表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等組成。其中數(shù)據(jù)變化類型中就包含了靜態(tài)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、供電運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫中包含了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫主要是完成靜態(tài)數(shù)據(jù)的管理，其中主要包括基本信息庫和網(wǎng)絡(luò)信息管理庫、實(shí)時(shí)信息庫、設(shè)備及其參數(shù)信息庫等，為分布式內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，采用的是通過磁盤完成的持久性存儲(chǔ)。而歷史數(shù)據(jù)庫主要是通過SQL、SERVER.實(shí)現(xiàn)的。在數(shù)據(jù)類型方面，主要包括基本的數(shù)據(jù)類型、特殊數(shù)據(jù)類型和缺省值構(gòu)成。并通過數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、表表生成、系統(tǒng)校時(shí)等功能對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對(duì)于表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，表是SQL SERVER的重中之重，是存放所有數(shù)據(jù)庫文件、系統(tǒng)配置文件的場(chǎng)所。對(duì)于數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)意義重大。

5.人機(jī)界面設(shè)計(jì)

人機(jī)界面設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)及參數(shù)的查詢、實(shí)時(shí)告警、事故追憶、保護(hù)信息四個(gè)部分。其中界面主要顯示的內(nèi)容有：當(dāng)?shù)?遠(yuǎn)方控制的選擇、信號(hào)復(fù)歸；保護(hù)裝置的投入和退出；設(shè)備運(yùn)行/檢修的設(shè)置；變壓器分接位置的控制；控制閉鎖的設(shè)定；報(bào)警的界限、設(shè)置與退斷路器及隔離開關(guān)的操作；手動(dòng)/自動(dòng)設(shè)置；保護(hù)類型的選擇及定值的更改；運(yùn)行操作人員密碼的更改；幫助值班人員妥善處理事故；各種報(bào)表和負(fù)荷曲線；值班記錄；退出運(yùn)行的設(shè)備和裝置的保護(hù)配置；保護(hù)整定值；變電站內(nèi)一次設(shè)備的運(yùn)行情況；事件的順序記錄；系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)；系統(tǒng)的主接線；事故記錄；報(bào)警畫面與提示信息；控制系統(tǒng)的配置等。人機(jī)界面的最大優(yōu)勢(shì)是值班人員可以隨時(shí)、全面地了解供電系統(tǒng)及變電站的運(yùn)行情況。其次，數(shù)據(jù)及參數(shù)的查詢包括告警信息的查詢、數(shù)據(jù)的查詢、實(shí)時(shí)曲線的查詢、歷史曲線的查詢、設(shè)備參數(shù)的查詢五個(gè)方面且對(duì)每個(gè)方面都在該設(shè)計(jì)系統(tǒng)中有較為詳細(xì)的說明和操作步驟。再次，實(shí)時(shí)告警是分析告誡時(shí)間的同時(shí)，并對(duì)告誡事件的結(jié)果進(jìn)行處理并給用戶提供相應(yīng)的處理系統(tǒng)情況的事件信息。同時(shí)記錄事故發(fā)生前后的運(yùn)行情況，對(duì)事故的原因進(jìn)行分析追憶。最后，對(duì)保護(hù)信息的操作和瀏覽進(jìn)行保護(hù)信息的管理。

6.結(jié)語

在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中變電站本來就承擔(dān)著變換電壓、輸送電能的角色，除此以外變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)還包括一個(gè)控制系統(tǒng)的功能作用，他對(duì)電力系統(tǒng)的二次回路即保護(hù)回路、控制回路、測(cè)量回路等出現(xiàn)的接線復(fù)雜、元件多、可靠性低等特點(diǎn)提出了新的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，本文重點(diǎn)完通過設(shè)計(jì)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的軟件程序，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和人機(jī)界面設(shè)計(jì)旨在日益完善計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張宇輝.電力系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)繼電保護(hù).北京:中國(guó)電力出版社,2000，201-215

篇(4)

關(guān)鍵詞計(jì)量；數(shù)據(jù)采集；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

1引言

安鋼計(jì)量信息平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括硬件及軟件兩部分，主要描述的是該系統(tǒng)的組成與運(yùn)行過程。按照計(jì)量信息需求及的實(shí)際情況，系統(tǒng)采用瀏覽器/Web/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器三層分布式結(jié)構(gòu)。計(jì)量信息共享平臺(tái)是一個(gè)人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)，從物理機(jī)構(gòu)上看，它主要是由計(jì)算機(jī)、硬件設(shè)備、軟件、數(shù)據(jù)和用戶組成。

為達(dá)到本系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)，在設(shè)計(jì)中遵循以下幾個(gè)原則：實(shí)用性，可用性，先進(jìn)性，易用性，人機(jī)分工合理性幾個(gè)方面。根據(jù)信息平臺(tái)的實(shí)際情況，對(duì)各個(gè)具體功能和細(xì)節(jié)進(jìn)行分析和系統(tǒng)開發(fā)，根據(jù)用戶需求，在Windows環(huán)境下，采用當(dāng)前最為流行的開發(fā)工具進(jìn)行開發(fā)，建立人機(jī)友好，可視化的用戶界面，輸入方便快捷，輸出信息易讀易懂。

2體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本信息共享平臺(tái)采用三層B/S結(jié)構(gòu)，B/S結(jié)構(gòu)中只安裝一個(gè)服務(wù)器，而客戶端采用瀏覽器運(yùn)行軟件。在數(shù)據(jù)管理層和用戶界面增加了一層結(jié)構(gòu)，稱為中間件，使整個(gè)體系結(jié)構(gòu)分為三層。中間件主要提供以下功能：負(fù)責(zé)客戶機(jī)與服務(wù)器、服務(wù)器與服務(wù)器間的連接與通訊，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用與數(shù)據(jù)庫的高效連接。這種三層結(jié)構(gòu)在層與層之間相互獨(dú)立，任何一層的改變不會(huì)影響其它層的功能。

3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

圖1系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)系統(tǒng)的要求，在建立計(jì)量信息共享平臺(tái)之前，首先做好數(shù)據(jù)的采集工作。統(tǒng)一數(shù)據(jù)是建立信息共享平臺(tái)的基礎(chǔ)。在計(jì)量信息共享平臺(tái)上，數(shù)據(jù)層是基礎(chǔ)，通過數(shù)據(jù)的共享和交換處理形成信息，然后利用技術(shù)手段把信息總結(jié)、分類和歸納形成知識(shí)層，在此之上提供管理與決策支撐。根據(jù)系統(tǒng)的需求分析，確定系統(tǒng)的功能如下：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、電能計(jì)量、動(dòng)力量數(shù)據(jù)處理、軌道衡數(shù)據(jù)處理、工作計(jì)劃、供應(yīng)處數(shù)據(jù)、管理查詢、權(quán)限管理、設(shè)備維護(hù)、設(shè)備信息、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)維護(hù)、采集數(shù)據(jù)上傳、原始數(shù)據(jù)查詢、組織機(jī)構(gòu)等功能。整個(gè)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

4整體網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計(jì)

安鋼計(jì)量信息共享平臺(tái)的建設(shè)，首先是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)，整體網(wǎng)絡(luò)采用千兆義太網(wǎng)技術(shù)，在硬件網(wǎng)絡(luò)布線設(shè)計(jì)上采用了分層的結(jié)構(gòu)，分為：核心層、匯聚層、接入層。

網(wǎng)絡(luò)核心層采用2臺(tái)高性能萬兆路由交換機(jī)ExtremeAspen8810交換機(jī)組成，放置在數(shù)據(jù)中心機(jī)房作為核心設(shè)備，提供與四個(gè)匯聚交換機(jī)的互連和服務(wù)器的連接。網(wǎng)絡(luò)匯聚層設(shè)置四個(gè)節(jié)點(diǎn)(網(wǎng)絡(luò)交換中心)，分別放置在回皮軌道衡、計(jì)控部、熱送稱、黑河路，每個(gè)匯聚層節(jié)點(diǎn)配置一臺(tái)高性能的Extreme的SummitX450匯聚交換機(jī)。對(duì)于接入層，有的地方使用已有的DlinkDES系列交換機(jī)，有的地方節(jié)點(diǎn)數(shù)較少，甚至只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)，就直接連到匯聚層交換機(jī)上。接交換機(jī)的地方有：回皮軌道衡交換中心在計(jì)控倉庫、焦粉稱、西站配置三臺(tái)接入層交換機(jī)；計(jì)控部交換中心在250t/300t稱配置一臺(tái)接入層交換機(jī)；熱送稱交換中心在進(jìn)廠稱配置一臺(tái)接入層交換機(jī)；黑河路交換中心在三煉軌道衡配置一臺(tái)接入層交換機(jī)。四個(gè)交換中心共配置6臺(tái)接入層交換機(jī)。其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2安鋼計(jì)量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

5軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)

5.1軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)

操作系統(tǒng)：選用MSWindows2000高級(jí)服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：選用MSSQL2000；系統(tǒng)采用三層B/S的邏輯體系結(jié)構(gòu)，前端用戶界面為瀏覽器。在數(shù)據(jù)庫和前端業(yè)務(wù)界面之間為業(yè)務(wù)邏輯層。采用微軟.NET框架開發(fā)。對(duì)外的服務(wù)功能以Web服務(wù)的形式提供。

5.2信息共享平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

從邏輯功能角度分析，把該系統(tǒng)分為應(yīng)用系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)兩大部分。支撐系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)繼承的物質(zhì)基礎(chǔ)，包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和工具層。應(yīng)用系統(tǒng)是建立在支撐系統(tǒng)之上，根據(jù)在子系統(tǒng)中的作用領(lǐng)域又分為計(jì)量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集兩個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)，兩者之間通過支撐系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物理集成，通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息集成。系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

5.3數(shù)據(jù)采集層系統(tǒng)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)采集層完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集，包括能源量采集系統(tǒng)的升級(jí)，物資量采集軟件的編制與更新，它是信息共享平臺(tái)的數(shù)據(jù)來源。

能源量采集網(wǎng)絡(luò)采用”893”單總線結(jié)構(gòu)。硬件上把所有能源量計(jì)量網(wǎng)絡(luò)劃分為四個(gè)小的子網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)一個(gè)數(shù)據(jù)采集子站，由子站完成各子網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集，子站就近通過光纖在義太網(wǎng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和網(wǎng)絡(luò)控制，同時(shí)設(shè)立一個(gè)中心站完成數(shù)據(jù)的匯總、分析和網(wǎng)絡(luò)傳輸。軟件使用北京亞控公司的組態(tài)王軟件對(duì)能源量采集系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。對(duì)電量采集數(shù)據(jù)，使用自編的數(shù)據(jù)采集軟件把全部電站的結(jié)算電表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫，并進(jìn)入數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)平臺(tái)，由數(shù)據(jù)中心按不同用戶的需要對(duì)授權(quán)用戶提供數(shù)據(jù)查詢與監(jiān)控。物資量采集程序開發(fā)工具使用Delphi6.0+MSDE數(shù)據(jù)庫進(jìn)行開發(fā)，完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)，并存入本地采集站的數(shù)據(jù)庫中，由遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過“存儲(chǔ)過程”完成將本地的數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，經(jīng)過加工、處理后提供和授權(quán)用戶查詢。

系統(tǒng)采用上傳模型：(采集上傳的數(shù)據(jù)主要包括：能源量數(shù)據(jù)、軌道衡計(jì)量數(shù)據(jù)、汽車衡計(jì)量數(shù)據(jù)、皮帶稱計(jì)量數(shù)據(jù)、在線稱計(jì)量數(shù)據(jù)、電量計(jì)量數(shù)據(jù)。)

圖3系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖

5.4管理層系統(tǒng)設(shè)計(jì)

管理層完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量數(shù)據(jù)的采集和管理、分析與應(yīng)用等功能，整個(gè)系統(tǒng)采用三層B/S模式結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分由SQLServer2000完成，業(yè)務(wù)邏輯層使用開發(fā)完成，表示層使用完成開發(fā)。系統(tǒng)主要完成系統(tǒng)中提供的能源量及物資量數(shù)據(jù)的歸類、處理、及相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)，是信息共享平臺(tái)的主要部分。

5.5支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)

被分為四個(gè)層次：計(jì)算機(jī)層、通訊網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)庫層、工具層。

工具層介于應(yīng)用系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)/數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之間的軟件工具的集合。包括開發(fā)工具和集成工具。數(shù)據(jù)庫層是計(jì)量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中所使用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，處于通訊網(wǎng)絡(luò)層之上，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的支持下，為應(yīng)用系統(tǒng)提供信息存儲(chǔ)、管理、共享和集成的手段。本系統(tǒng)涉及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的本地?cái)?shù)據(jù)庫及管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。計(jì)量信息共享平臺(tái)均采用關(guān)系模型。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是表的設(shè)計(jì)，信息共享平臺(tái)應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫表有兩種：本地?cái)?shù)據(jù)庫表；管理層數(shù)據(jù)庫表。通訊網(wǎng)絡(luò)層是計(jì)量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通訊的載體和樞紐，計(jì)量信息共享平臺(tái)通過完落系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)與計(jì)量設(shè)備之間連接，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)集成，支持和保障了計(jì)量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的信息集成。采用混合型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，TCP/IP協(xié)議。計(jì)算機(jī)層是支撐系統(tǒng)的底層。本系統(tǒng)要求客戶端計(jì)算機(jī)為PⅢ以上，安裝Windows2000Professionnal；服務(wù)器設(shè)計(jì)為雙冗余、群集方式，運(yùn)行MicrosoftWindows2000AdvanceServer。

5.6人機(jī)監(jiān)控界面設(shè)計(jì)

監(jiān)控畫面是人機(jī)交互的界面，一個(gè)軟件系統(tǒng)是否成功，最終的檢查標(biāo)準(zhǔn)是它能否使用戶感到滿意。本系統(tǒng)人機(jī)交互包括兩個(gè)方面：一方面是人對(duì)系統(tǒng)的輸入，包括向系統(tǒng)下達(dá)的命令，提供的命令參數(shù)和系統(tǒng)所需要的其它輸入信息；另一方面是系統(tǒng)向人提供信息，即輸出。輸出信息一般有三種：提示信息；系統(tǒng)向人報(bào)告的計(jì)算或處理結(jié)果；系統(tǒng)對(duì)輸入操作的反饋信息。本著使用簡(jiǎn)便、界面一致、及時(shí)反饋與美觀的原則，結(jié)合計(jì)量信息共享平臺(tái)的功能需求，應(yīng)用面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行系統(tǒng)的人機(jī)界面設(shè)計(jì)。

6結(jié)束語

以上詳細(xì)論述了安鋼計(jì)量信息平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，將整個(gè)系統(tǒng)按照橫向和縱向分層介紹，采用具體的方案設(shè)計(jì)了安鋼信息計(jì)量平臺(tái)。該系統(tǒng)在實(shí)際中得以很好的應(yīng)用。

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篇(5)

[關(guān)鍵詞]平衡機(jī)器人 系統(tǒng)控制界面設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）18-0018-03

正文：

平衡康復(fù)機(jī)器人融合了機(jī)器人技術(shù)、康復(fù)醫(yī)療理論，人體平衡理論，壓力傳感器技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)等，是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。平衡康復(fù)機(jī)器人通過分析作用于壓力板的足底壓力數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地測(cè)量平衡能力，通過壓力板的生物反饋訓(xùn)練來訓(xùn)練平衡能力以達(dá)到康復(fù)治療的效果。平衡康復(fù)機(jī)器人是平衡能力患者的一大福音，是醫(yī)療人員的得力助手，有著廣闊的前景和需求。

1.研究現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外康復(fù)機(jī)器人起步早，投入資金充足，目前已經(jīng)形成了產(chǎn)業(yè)鏈，歐洲早在2000年就取得了康復(fù)訓(xùn)練器的進(jìn)展。

現(xiàn)在國(guó)外市面上已經(jīng)有著幾款不俗的平衡康復(fù)機(jī)器人可供選購，下面就對(duì)他們進(jìn)行介紹：

①意大利Tecnobody公司研發(fā)的Tecnobody PK254P：

Tecnobody PK254P是一款集平衡測(cè)試盒平衡訓(xùn)練于一體的康復(fù)機(jī)器人。Tecnobody PK254P提供了不同姿勢(shì)下的平衡測(cè)量和平衡訓(xùn)練，主要分為動(dòng)態(tài)測(cè)量和測(cè)試、靜態(tài)平衡和測(cè)試、軸向平衡和測(cè)試、坐姿下測(cè)量和測(cè)試。其控制系統(tǒng)軟件也圍繞著其功能有評(píng)估、訓(xùn)練和反饋幾大模塊，軟件還提供了病人資料管理以供數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取。機(jī)器人主要是用于評(píng)定/訓(xùn)練受試者運(yùn)動(dòng)控制能力、平衡能力（含軀干平衡能力），提高本體感覺功能。當(dāng)患者與斜板進(jìn)行相互運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，平板上獲得的數(shù)據(jù)是根據(jù)每個(gè)單一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為電脈沖而得到，并且把所得數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)诫娔X。軟件將對(duì)這些電脈沖進(jìn)行詳細(xì)分析，之后便在電腦控制端將顯示出一個(gè)描跡，這與斜板上的成角運(yùn)動(dòng)或在其上施加的力是一致的。

②德國(guó)的Zebris公司研制的平衡訓(xùn)練器POSTUROMED（如圖1）：

POSTUROMED是一種神經(jīng)矯形治療裝置。是利用其不穩(wěn)定性和可調(diào)節(jié)性，用以治療和訓(xùn)練病理性身體姿勢(shì)改變的設(shè)備，尤其是側(cè)重對(duì)身體承重關(guān)節(jié)的功能性不穩(wěn)定的訓(xùn)練。POSTUROMED可應(yīng)用于神經(jīng)康復(fù)，疼痛的治療，平衡能力及感覺運(yùn)動(dòng)的訓(xùn)練，達(dá)到以下目的：（1）身體承重關(guān)節(jié)的功能穩(wěn)定性。（2）部分的疼痛治療，尤其是影響到運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的慢性背部和姿勢(shì)性的疼痛。（3）預(yù)防性的協(xié)調(diào)功能訓(xùn)練。

系統(tǒng)通過交互式訓(xùn)練與姿勢(shì)本體感覺的治療緊密結(jié)合在一起，有嚴(yán)格的姿勢(shì)訓(xùn)練原則。通過從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的七個(gè)治療與階段，使治療效果達(dá)到最大化?？梢哉{(diào)節(jié)的不穩(wěn)定表面治療對(duì)于治療病理性的姿勢(shì)反應(yīng)度和關(guān)節(jié)活動(dòng)功能的不穩(wěn)定性有著良好的效果。

1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

近幾年國(guó)內(nèi)的一些大學(xué)也開始相關(guān)研發(fā)然而國(guó)內(nèi)研究還與國(guó)外有著較大差距，尚沒有類似國(guó)外biodex balance_sd集平衡測(cè)試、平衡訓(xùn)練與一體的，人機(jī)交互較好的平衡康復(fù)機(jī)器人的出現(xiàn)，在平衡測(cè)試和訓(xùn)練的理論研究方面也略顯不足，國(guó)內(nèi)大多還停留在針對(duì)國(guó)外現(xiàn)有平衡測(cè)試儀信度和效度的研究上，在平衡測(cè)試方法上也沒有形成統(tǒng)一的平衡測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

①Sway 機(jī)器人

Sway 機(jī)器人是哈爾濱工程大學(xué)制作的雙輪移動(dòng)機(jī)器人的實(shí)物，如圖2所示：Sway 機(jī)器人由上位機(jī)和機(jī)器人車體兩個(gè)主要部分構(gòu)成，兩者是分開的，通過無線通訊交換數(shù)據(jù)。

機(jī)器人的車體系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示：該機(jī)器人采用Cygnal公司推出的C8051F005單片機(jī)作為人機(jī)交互上位機(jī)的控制核心。車體的傾斜角度檢測(cè)儀采用AD公司推出的雙軸加速度傳感器ADXL202以及反射式的紅外線距離傳感器。利用PWM技術(shù)控制兩臺(tái)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。上位機(jī)與機(jī)器人之間的數(shù)據(jù)通信采用迅通生產(chǎn)的PTR2000超小型、超低功耗高速無線收發(fā)數(shù)傳MODEM。人機(jī)交互界面則采用240×128圖形液晶點(diǎn)陣、方向搖桿及按鍵。基于這些完備而又可靠的硬件設(shè)計(jì)，此機(jī)器人也使用了一套獨(dú)特的軟件算法，實(shí)現(xiàn)了Sway的平衡控制與數(shù)據(jù)交換功能，如圖3所示。

1.3 目前的發(fā)展現(xiàn)狀總結(jié)

平衡機(jī)器人的研究經(jīng)歷了二十多年的不斷發(fā)展，不僅結(jié)構(gòu)、形式與功能上有很大改善，訓(xùn)練方法也隨著社會(huì)的進(jìn)步逐步增多。作為幫助人訓(xùn)練平衡能力的機(jī)器，機(jī)械結(jié)構(gòu)的合理性，智能控制的有效性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，人機(jī)交互的輔等等決定了它的研究還有待提高。當(dāng)前，國(guó)外人體平衡功能測(cè)試評(píng)估和訓(xùn)練系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)過多年的發(fā)展，但其操作復(fù)雜，價(jià)格高昂；國(guó)內(nèi)對(duì)平衡機(jī)器人的研究水平還仍然處于初級(jí)階段，雖然也出現(xiàn)了不少研究成果，但還未生產(chǎn)出真正投入使用的產(chǎn)品，研究方面還存在著以下問題：

（1）康復(fù)訓(xùn)練較為被動(dòng)，模式單調(diào)枯燥。

（2）測(cè)試、訓(xùn)練模式單一，過分依賴醫(yī)師。

（3）缺乏康復(fù)理論的指導(dǎo)。

而我國(guó)的平衡康復(fù)機(jī)器人較國(guó)外還有一定的差距，雖然已經(jīng)有相當(dāng)一部分國(guó)產(chǎn)康復(fù)機(jī)器人投入市場(chǎng)且性價(jià)比較高，但是在功能和結(jié)構(gòu)上還有如下缺陷：

（1）平衡訓(xùn)練模塊薄弱

（2）動(dòng)態(tài)平衡功能不足

2.平衡訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則

（1）安全性原則：因?yàn)榛颊哌M(jìn)行平衡訓(xùn)練時(shí)要站在平衡訓(xùn)練系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)上，所以必須優(yōu)先考慮在使用時(shí)患者是否康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人產(chǎn)生干涉，平衡訓(xùn)練系統(tǒng)本身不會(huì)對(duì)患者造成傷害，并且保證患者在運(yùn)動(dòng)中不會(huì)因?yàn)檎玖⒉环€(wěn)跌倒而受到傷害。

（2）有效性原則：這里所指的有效性是指平衡測(cè)試評(píng)估和訓(xùn)練系統(tǒng)能夠完成規(guī)定的動(dòng)作，如按照一定軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)患者進(jìn)行有效的平衡訓(xùn)練，同時(shí)，在檢測(cè)患者的平衡能力時(shí)，儀器受系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的影響較小，從而有效的測(cè)得所需的數(shù)據(jù)。這也是對(duì)平衡訓(xùn)練機(jī)器人的基本要求。

（3）經(jīng)濟(jì)性原則：所設(shè)計(jì)的平衡功能測(cè)試評(píng)估和訓(xùn)練系統(tǒng)能否廣泛的推廣很大程度上取決于下平衡功能測(cè)試評(píng)估和訓(xùn)練系統(tǒng)是否有較為適合的經(jīng)濟(jì)成本。目前很多國(guó)外生產(chǎn)的平衡功能測(cè)試評(píng)估和訓(xùn)練系統(tǒng)由于造價(jià)成本過高導(dǎo)致其應(yīng)用范圍只局限于大型的醫(yī)療機(jī)構(gòu)，而限制了平衡訓(xùn)練系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的進(jìn)一步推廣。因而從降低成本的角度上來說，設(shè)計(jì)該平衡訓(xùn)練系統(tǒng)時(shí)，在保證有效性的基礎(chǔ)上，應(yīng)該盡可能的簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，并且使用合適的材料。

（4）創(chuàng)造性原則：創(chuàng)造是人類的本領(lǐng)。人類如果不發(fā)揮自己的創(chuàng)造性，生產(chǎn)就不能發(fā)展，科技就不會(huì)進(jìn)步，也就沒有人類的今天。設(shè)計(jì)只有作為一種創(chuàng)造性活動(dòng)才具有強(qiáng)大的生命力。因循守舊，不敢創(chuàng)新，只能永遠(yuǎn)落在別人后面。特別是在當(dāng)今世界科技飛速發(fā)展的情況下，在機(jī)械設(shè)計(jì)中貫徹創(chuàng)造性原則尤為重要。

（5）以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向的原則：機(jī)械設(shè)計(jì)作為一種生產(chǎn)活動(dòng)，與市場(chǎng)是緊密聯(lián)系在一起的。從確定設(shè)計(jì)課題，使用要求，技術(shù)指標(biāo)，設(shè)計(jì)與制造工期到拿出總體方案，進(jìn)行可行性論證，綜合效用分析（著眼于實(shí)際使用效果的綜合分析），盈虧分析直至具體設(shè)計(jì)，試制，鑒定，產(chǎn)品投放市場(chǎng)后的信息反饋等都是緊緊圍繞市場(chǎng)需求來運(yùn)作的。設(shè)計(jì)人員要時(shí)時(shí)刻刻想著如何設(shè)計(jì)才能使產(chǎn)品具有競(jìng)爭(zhēng)力，能夠占領(lǐng)市場(chǎng)，受到用戶青睞。

（6）標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化原則：標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，通用化簡(jiǎn)稱為“三化”。“三化”是我國(guó)現(xiàn)行的一項(xiàng)很重要的技術(shù)政策，在機(jī)械設(shè)計(jì)中要認(rèn)真貫徹執(zhí)行。標(biāo)準(zhǔn)化是指將產(chǎn)品（特別是零部件）的質(zhì)量，規(guī)格，性能，結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)指標(biāo)加以統(tǒng)一規(guī)定并作為標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行。貫徹“三化”的好處主要是：減輕了設(shè)計(jì)開發(fā)的工作量，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，同時(shí)也縮短生產(chǎn)周期；減少了刀具和量具的規(guī)格，更有利于設(shè)計(jì)與制造，也降低了生產(chǎn)成本；便于組織標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)?；?，專門化，易于保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約材料，降低成本；提高互換性，便于維修；便于國(guó)家的宏觀管理與調(diào)控以及內(nèi)，外貿(mào)易；便于評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量，解決經(jīng)濟(jì)糾紛。

（7）整體優(yōu)化原則：設(shè)計(jì)要貫徹“系統(tǒng)化”和優(yōu)化的思想。性能最好的機(jī)器其內(nèi)部零件不一定是最好的；性能最好的機(jī)器也不一定是效益最好的機(jī)器；只要是有利于整體優(yōu)化，機(jī)械部件也可以考慮用電子或其他元器件替代?？傊?，設(shè)計(jì)人員要將設(shè)計(jì)方案放在大系統(tǒng)中去考慮，尋求最優(yōu)，要從經(jīng)濟(jì)，技術(shù)，社會(huì)效益等各方面去分析，計(jì)算，權(quán)衡利弊，盡量使設(shè)計(jì)效果達(dá)到最佳。

（8）人機(jī)工程原則：機(jī)器是為人服務(wù)的，但也是需要人去操作使用的。如何使機(jī)器適應(yīng)人的操作要求，人機(jī)合一后，投入產(chǎn)出比率高，整體效果最好，這是擺在設(shè)計(jì)人員面前的一個(gè)課題。好的設(shè)計(jì)一定要符合人機(jī)工程學(xué)原理。

3.機(jī)器人控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

3.1 平衡機(jī)器人的工作原理

該傳動(dòng)系統(tǒng)主要是由電機(jī)，鏈傳動(dòng)系統(tǒng)，絲桿螺母副，彈簧及彈簧導(dǎo)向管組成的，如圖4所示。根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)圖容易看出，該機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)與電機(jī)軸相連的鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鏈條將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到三根不同直徑的螺母絲桿運(yùn)動(dòng)副上，由于三根絲桿的直徑不相同，造成了絲桿的軸向運(yùn)動(dòng)距離不同，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了不同方向上的傾斜運(yùn)動(dòng)，通過彈簧導(dǎo)向管實(shí)現(xiàn)變阻尼的傾斜運(yùn)動(dòng)。絲桿盤上均勻分布有8根彈簧導(dǎo)管，彈簧將絲桿板與訓(xùn)練板連接在一起，從而將絲桿板兩個(gè)方向上的傾斜運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)移到訓(xùn)練板，拉動(dòng)訓(xùn)練板兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)。

4.機(jī)器人控制系統(tǒng)總體方案---基于labview的控制軟件設(shè)計(jì)

Labview擁有強(qiáng)大的界面控制編程功能。平衡機(jī)器人需要進(jìn)行的一系列訓(xùn)練與測(cè)試，都可以用Labview軟件進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，為使用者提供簡(jiǎn)約易懂的畫面指導(dǎo)，使機(jī)器人在操作上和心理上都更易讓人接受。

4.1 平衡系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)

根據(jù)平衡機(jī)器人的功能要求以及平衡問題出現(xiàn)的不同原因，人機(jī)界面進(jìn)行編程設(shè)計(jì)時(shí)，需實(shí)現(xiàn)多種模式要求，如圖5所示。

（1）迷宮控制

迷宮控制訓(xùn)練模式能夠讓病患在靜態(tài)環(huán)境和動(dòng)態(tài)環(huán)境迷宮中隨著一可重復(fù)生成的型態(tài)移動(dòng)，如圖6所示?；菊{(diào)節(jié)模式與穩(wěn)定度極限相似。使用者可根據(jù)自身的情況，隨意調(diào)整迷宮等級(jí)以創(chuàng)造簡(jiǎn)單或復(fù)雜的環(huán)境來操縱。由靜態(tài)模式改變至動(dòng)態(tài)模式會(huì)加速其康復(fù)進(jìn)程。打分是以百分比為基礎(chǔ)且等于所有擊中目標(biāo)數(shù)/總的設(shè)定目標(biāo)數(shù)。

（7）隨機(jī)控制

為了加強(qiáng)病患的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)控制與內(nèi)耳前庭的訓(xùn)練，平衡機(jī)器人需要設(shè)置隨機(jī)控制訓(xùn)練，如圖7所示。這種訓(xùn)練在靜態(tài)模式和動(dòng)態(tài)模式下都可以進(jìn)行。在靜態(tài)模式中，病患可在其傾斜蓋運(yùn)動(dòng)，移動(dòng)光標(biāo)讓其始終保持在移動(dòng)目標(biāo)中。在動(dòng)態(tài)模式中，病患必須同時(shí)使用臀部、膝蓋與腳踝以在隨機(jī)移動(dòng)目標(biāo)內(nèi)操縱平臺(tái)光標(biāo)。

（8）測(cè)試模式

為了可讓醫(yī)療人員量化病患在一靜態(tài)或者不穩(wěn)定的表面維持動(dòng)態(tài)單向或雙向姿勢(shì)穩(wěn)定度，以此來評(píng)估病患之神經(jīng)肌控制，所以平衡機(jī)器人需要讓病患進(jìn)行平衡系統(tǒng)測(cè)試，如圖8所示。

靜態(tài)測(cè)試是用來測(cè)病患的重力中心的角度偏離能力。身體重量會(huì)在靜態(tài)量測(cè)中發(fā)揮作用。人之重力中心大約為其體重的55%。當(dāng)選擇靜態(tài)模式時(shí)，軟件會(huì)提示選擇您的重量，根據(jù)使用者所選的重量可提供一個(gè)適當(dāng)?shù)撵o態(tài)量測(cè)刻度。此模式測(cè)試用于移動(dòng)障礙之基線測(cè)試，用在內(nèi)耳前庭失常和整形外科病患都是理想的情況。若靜態(tài)測(cè)試分?jǐn)?shù)良好，患者可進(jìn)步至動(dòng)態(tài)測(cè)試與訓(xùn)練。

在動(dòng)態(tài)測(cè)試模式中，病患的能力檢測(cè)可從控制該平臺(tái)角度的課程量化為鎖住位置的變化來反應(yīng)，也可計(jì)算為隨著時(shí)間偏斜的程度。較大之變化程度意味著比較遲緩的神經(jīng)肌反應(yīng)。進(jìn)一步神經(jīng)肌活力狀態(tài)可以從前/后與中間/側(cè)向平臺(tái)傾斜量化而獲得。預(yù)期數(shù)值與比較報(bào)告可用于繪制病患表現(xiàn)之圖表，雙向比較可快速地將每一下肢間的不同做出比較。

同樣根據(jù)平衡問題出現(xiàn)的幾個(gè)因素的不同，需要進(jìn)行的平衡測(cè)試有姿勢(shì)穩(wěn)定度，穩(wěn)定度極限，運(yùn)動(dòng)員單腳與跌倒風(fēng)險(xiǎn)四個(gè)模式。運(yùn)動(dòng)員單腳與跌倒風(fēng)險(xiǎn)的測(cè)試結(jié)果都可與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)做比較。姿勢(shì)穩(wěn)定度與穩(wěn)定度極限測(cè)試可在不同困難程度下得到。雙向報(bào)告（以一腳站立之姿勢(shì)穩(wěn)定度表現(xiàn)與另一只腳站立之比較）可在姿勢(shì)穩(wěn)定度測(cè)試下的更多選擇中得到。

5.結(jié)論

本文旨在設(shè)計(jì)一款能夠進(jìn)行訓(xùn)練與測(cè)試的平衡機(jī)器人，并實(shí)現(xiàn)對(duì)它的系統(tǒng)控制研究。在對(duì)國(guó)內(nèi)外平衡機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前平衡的一些原理及訓(xùn)練方法，提出了平衡機(jī)器人，并闡述了其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過程。主要完成的內(nèi)容如下：

（1）從力學(xué)角度和生理角度分析了平衡對(duì)于人體的重要性以及一些影響平衡能力的因素。分析比較了觀察法、量表評(píng)定法以及平衡儀評(píng)定法，最終選擇了平衡儀評(píng)定法來支持平衡機(jī)器人的評(píng)定。接著從安全性、經(jīng)濟(jì)性、有效性、創(chuàng)造性、整體性等方面強(qiáng)調(diào)了平衡訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要遵循的一些基本原則，最后比較了傳統(tǒng)靜態(tài)平衡訓(xùn)練法、Bobath平衡訓(xùn)練法以及平衡儀訓(xùn)練法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，最終選擇平衡儀訓(xùn)練法作為平衡機(jī)器人的訓(xùn)練方案。

（2）平衡機(jī)器人控制方案的設(shè)計(jì)。從保持穩(wěn)定性、實(shí)現(xiàn)不同的平衡訓(xùn)練模式、保持安全性、心理上易于接受四個(gè)方面提出了對(duì)平衡機(jī)器人的設(shè)計(jì)要求。明確了平衡機(jī)器人需要實(shí)現(xiàn)的一些功能，完成了機(jī)器人的建模，并介紹了平衡機(jī)器人的工作原理方式。對(duì)MATLAB、C#以及LabVIEW這些可以進(jìn)行界面控制的軟件進(jìn)行了分析，比較了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選擇LabVIEW作為的界面編程軟件。

（3）根據(jù)平衡機(jī)器人需要進(jìn)行的訓(xùn)練及測(cè)試任務(wù)，利用LabVIEW對(duì)它的人機(jī)互動(dòng)界面進(jìn)行了編程設(shè)計(jì)與仿真分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器人界面的控制。并對(duì)幾種訓(xùn)練及測(cè)試模式作出了詳細(xì)的分析說明，讓患者根據(jù)自身狀況選擇合適的康復(fù)訓(xùn)練。

參考文獻(xiàn)

篇(6)

關(guān)鍵詞：高校體育；體育教學(xué)；教學(xué)改革；網(wǎng)絡(luò)教育；網(wǎng)絡(luò)課程

中圖分類號(hào)：G807．04 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007―3612(2006)10－1416－02

網(wǎng)絡(luò)課程作為信息時(shí)代的產(chǎn)物，為高校體育教育的發(fā)展和質(zhì)量提高創(chuàng)造了極為有利的條件。面對(duì)新世紀(jì)的挑戰(zhàn)，教育部開始實(shí)施新世紀(jì)高等教育教學(xué)改革工程?；诖?，我們?cè)O(shè)計(jì)和開發(fā)了高校體育教育網(wǎng)絡(luò)課程，對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的高校體育網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式進(jìn)行探索與實(shí)踐，希冀給傳統(tǒng)的高校體育教學(xué)模式的改革帶來一些啟示與思考。

1 高校體育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)思想

1．1　設(shè)計(jì)高校體育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的基本指導(dǎo)思想

1．1．1　應(yīng)重視對(duì)課程的二次開發(fā) 網(wǎng)絡(luò)課程不應(yīng)是書本內(nèi)容、傳統(tǒng)課程的搬家，或者僅僅是傳統(tǒng)課程的多媒體化和網(wǎng)絡(luò)化，而應(yīng)成為能夠體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)優(yōu)勢(shì)的網(wǎng)絡(luò)課程。課程內(nèi)容的選擇應(yīng)該按照網(wǎng)絡(luò)課程的特點(diǎn)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行理解、消化和篩選。

1．1．2　交互性要強(qiáng)　注意通過多媒體和網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)師生交互、生生交互和人機(jī)交互，使網(wǎng)絡(luò)課程所表現(xiàn)出來的教材既生動(dòng)，又有很強(qiáng)的交互性，從而構(gòu)建一個(gè)豐富多彩的課程學(xué)習(xí)環(huán)境。

1．1．3　靈活多樣的學(xué)習(xí)模式 采用同步教學(xué)或分布式異步教學(xué)模式，學(xué)生可以隨時(shí)隨地選擇不同的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

1．1．4　教學(xué)資源庫的資源要豐富 在網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生和教師之間存在著時(shí)間和空間上的分離。這樣，教學(xué)資源庫便成為學(xué)生直接的和主要的學(xué)習(xí)途徑。因此，教學(xué)資源庫一定要豐富多彩，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

1．1．5　方便使用 網(wǎng)絡(luò)課程不應(yīng)該含有復(fù)雜的操作技巧，使得學(xué)生上網(wǎng)后就能夠方便地進(jìn)入任何內(nèi)容。這就要求網(wǎng)絡(luò)課程的人機(jī)界面設(shè)計(jì)要高度的人性化。

1．2　設(shè)計(jì)高校體育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的基本原則

1．2．1 以方便學(xué)生學(xué)習(xí)為根本原則 學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。建設(shè)體育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的目的就在于便于學(xué)生學(xué)習(xí)。因此，設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)課程時(shí)，必須根據(jù)大學(xué)生身心發(fā)展的特點(diǎn)和他們文化層次較高的優(yōu)勢(shì)，充分分析學(xué)生的各種需求，一切以最大程度地方便學(xué)生的學(xué)習(xí)作為根本的出發(fā)點(diǎn)。

1．2．2　突出體育運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 體育運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)在于它的運(yùn)動(dòng)性和實(shí)踐性。運(yùn)動(dòng)性指的是無論是那類項(xiàng)目的教學(xué)活動(dòng)，都牽涉到身體運(yùn)動(dòng)。這個(gè)特點(diǎn)就決定了體育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程不同于別的課程，要通過身體的運(yùn)動(dòng)使學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)，學(xué)會(huì)運(yùn)動(dòng)。實(shí)踐性指的是學(xué)生僅僅通過網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)并不能夠完全掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，尚需要通過親身的運(yùn)動(dòng)實(shí)踐去學(xué)習(xí)，去體會(huì)，不斷地發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，糾正錯(cuò)誤，才能完全掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容。這兩個(gè)特點(diǎn)決定了體育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的展示手段必須要多樣化，既要有相關(guān)知識(shí)的介紹，又要通過動(dòng)作錄象、動(dòng)畫和動(dòng)作分析和解析加深學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)技術(shù)的理解，同時(shí)要求教師通過相應(yīng)的交互手段加強(qiáng)對(duì)學(xué)生運(yùn)動(dòng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的指導(dǎo)。

2　體育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)和開發(fā)

2．1　分析與選題　從下述三個(gè)方面論證網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)的必要性，以確定網(wǎng)絡(luò)課程的選題和定位問題。

2．1．1　社會(huì)的需求　網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是最重要的現(xiàn)代教育手段，是時(shí)代和社會(huì)發(fā)展到今天的必然。而體育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程在國(guó)內(nèi)甚少。有必要對(duì)此進(jìn)行嘗試。

2．1．2　學(xué)生的需求　隨著大學(xué)生課程數(shù)量的不斷增多，各門課程的課時(shí)數(shù)不斷壓縮。因此，在更為有限的學(xué)時(shí)中要掌握更多的學(xué)習(xí)內(nèi)容，必須在課堂教學(xué)之外，輔助以先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段。同時(shí)，大學(xué)教育不僅僅讓學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)，更重要的是，要讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。開發(fā)體育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程正是順應(yīng)這個(gè)潮流。不僅可作為常規(guī)教學(xué)的重要輔助手段，更可以提供學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終生學(xué)習(xí)的場(chǎng)所。

2．1．3 可行性 我們申請(qǐng)到廣東省教育廳重點(diǎn)科研課題《高校公共體育多媒體教學(xué)開發(fā)與應(yīng)用》和暨南大學(xué)科研課題《暨南大學(xué)體育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源庫》建設(shè)。我們以此課題作為基礎(chǔ)，加之學(xué)校具有比較先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)教育設(shè)備，學(xué)科具有一支專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)并具有敬業(yè)精神的教師隊(duì)伍。這些都為建設(shè)高校體育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程提供了很好的平臺(tái)和強(qiáng)力保證。

2．2　腳本的撰寫

2．2．1　文字腳本的撰寫 文字的撰寫在內(nèi)容上不僅要考慮教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，還要將教師的講解過程用文字清晰地表達(dá)出來，尤其要注明技術(shù)動(dòng)作要點(diǎn)、難點(diǎn)、易反錯(cuò)誤與糾正方法，另外還要在引入圖形圖片、動(dòng)畫及視頻的文字處及超文本連接處作出標(biāo)記供后期的制作者使用。實(shí)際撰寫時(shí)，要求撰寫的教師以教學(xué)大綱作為基礎(chǔ)，并結(jié)合本專業(yè)的教學(xué)和學(xué)習(xí)特點(diǎn)。

2．2．2　制作腳本的撰寫 通過制作腳本，才能將各知識(shí)主題的超媒體結(jié)構(gòu)中的各種媒體表現(xiàn)形式、策略、情境變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境，變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的文本、音頻、視頻、動(dòng)畫、虛擬現(xiàn)實(shí)和多媒體應(yīng)用程序，集成于Web應(yīng)用程序之中。同時(shí)在這階段，開發(fā)出各種公用的認(rèn)知工具和教學(xué)管理工具。

2．3　體育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2．3．1　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)的重要工作，它包括功能設(shè)計(jì)和知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。功能設(shè)計(jì)的基本原則是滿足使用者的需求，使用方便。知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)以有利于體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的層次體系并有利于實(shí)現(xiàn)個(gè)別化學(xué)習(xí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散和創(chuàng)造性思維。

2．3．2　知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主要內(nèi)容以三級(jí)結(jié)構(gòu)形式反映。主頁面是一級(jí)結(jié)構(gòu)(一級(jí)頁面)，列有總目錄，包括田徑、籃球、排球、足球、乒乓球、網(wǎng)球、武術(shù)等一系列的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。從一級(jí)頁面的總目錄點(diǎn)擊各項(xiàng)目，進(jìn)入二級(jí)結(jié)構(gòu)，即各單項(xiàng)頁面。單項(xiàng)頁面列有本項(xiàng)目的細(xì)分章節(jié)內(nèi)容，由此點(diǎn)擊進(jìn)入三級(jí)結(jié)構(gòu)，該頁面是主要學(xué)習(xí)內(nèi)容細(xì)分的頁面，點(diǎn)擊進(jìn)入具體學(xué)習(xí)內(nèi)容。每級(jí)頁面都設(shè)有轉(zhuǎn)入其它頁面的導(dǎo)航鍵，以便于學(xué)生學(xué)習(xí)其它技術(shù)動(dòng)作及知識(shí)點(diǎn)的查詢。

2．3．3　功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 功能設(shè)計(jì)的總原則是滿足使用者的各種需求。鑒于體育課程學(xué)習(xí)的運(yùn)動(dòng)性特征，我們?cè)谥饕虒W(xué)內(nèi)容均以視頻教學(xué)為主，拍攝健將級(jí)專業(yè)人員的技術(shù)動(dòng)作，配合聲音解釋，尤其注意結(jié)合慢動(dòng)作解析，配音來講解該技術(shù)動(dòng)作方法、要點(diǎn)、難點(diǎn)、易反錯(cuò)誤與糾正方法、練習(xí)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在籃球、排球等技戰(zhàn)術(shù)教學(xué)時(shí)，運(yùn)用FLash等工具，并輔之配音解釋，顯示具體戰(zhàn)術(shù)的動(dòng)態(tài)變化。

2．4　導(dǎo)航設(shè)計(jì)　導(dǎo)航設(shè)計(jì)是網(wǎng)絡(luò)課程的重要部分，良好的導(dǎo)航可方便學(xué)習(xí)者進(jìn)入學(xué)習(xí)，減少其他信息的干擾，提高學(xué)習(xí)效率。簡(jiǎn)單明了的導(dǎo)航表現(xiàn)為信息服務(wù)分類的明晰、導(dǎo)航策略的簡(jiǎn)單易學(xué)，整個(gè)站點(diǎn)的頁面保持統(tǒng)一的導(dǎo)航策略，會(huì)使學(xué)習(xí)者迅速進(jìn)入到學(xué)習(xí)中去，減少信息迷航的可能。根據(jù)需要，可以采用多種導(dǎo)航方式如線索導(dǎo)航、瀏覽導(dǎo)航并輔之以聲音導(dǎo)

航的方式，這些導(dǎo)航方式的選擇主要依是否方便學(xué)生學(xué)習(xí)而定。網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)者是主動(dòng)的探索者，學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)過程由學(xué)習(xí)者自己掌握，如果學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中缺乏教師的指導(dǎo)，易發(fā)生迷航，因而，設(shè)計(jì)導(dǎo)航尤為重要。常用的導(dǎo)航方式有：演示導(dǎo)航、檢索導(dǎo)航、瀏覽導(dǎo)航、線索導(dǎo)航、書簽導(dǎo)航、菜單導(dǎo)航等。

本網(wǎng)絡(luò)程中主要通過導(dǎo)航條、導(dǎo)航圖、圖文鏈接等方式實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航。在每個(gè)頁面，都有前進(jìn)和后退的標(biāo)識(shí)圖標(biāo)并始終保持一致。而且，在任意頁面，均有隨時(shí)進(jìn)入主頁的圖標(biāo)和直接進(jìn)入其他項(xiàng)目的圖標(biāo)(各項(xiàng)目圖標(biāo)以該項(xiàng)目的代表性標(biāo)志表明，如籃球項(xiàng)目用籃球)，便于點(diǎn)擊后直接進(jìn)入該項(xiàng)目。

2．5　界面設(shè)計(jì)　界面是學(xué)習(xí)者與計(jì)算機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互的窗口，包括顯示界面和操作界面。在設(shè)計(jì)時(shí)注重界面友好，操作方面，交互性強(qiáng)可控性強(qiáng)。本網(wǎng)絡(luò)課程在設(shè)計(jì)時(shí)主要遵循以下原則：1)采用形象生動(dòng)的動(dòng)畫圖標(biāo)作功能菜單按鈕，其始終位于屏幕的上部，方便學(xué)習(xí)者隨時(shí)進(jìn)入任一功能模塊；2)選擇章節(jié)內(nèi)容進(jìn)入后，采用簡(jiǎn)明直觀的按鈕作為節(jié)內(nèi)容選擇，其始終位于學(xué)習(xí)內(nèi)容的左邊，方便學(xué)習(xí)者隨時(shí)進(jìn)入任一節(jié)學(xué)習(xí)。3)相關(guān)內(nèi)容采用新開窗口的形式呈現(xiàn)，兩窗口可任意切換，并可調(diào)整大小。

2．6　反饋設(shè)計(jì)　運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)有別于其他課程學(xué)習(xí)的最重要的特點(diǎn)之一，在于它不僅僅是知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握，而且要通過實(shí)際的運(yùn)動(dòng)實(shí)踐去理解和體會(huì)。所以，即或通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)對(duì)需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容建立基本概念后，學(xué)習(xí)者還需要通過在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地上進(jìn)行具體實(shí)踐來加深對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解。而且在學(xué)習(xí)的過程中，還會(huì)不斷遇到理論和實(shí)踐結(jié)合的問題。所以，在設(shè)計(jì)體育網(wǎng)絡(luò)課程時(shí)，注意人機(jī)、師生、生生之間的交互作用尤其重要。學(xué)習(xí)者在理論學(xué)習(xí)時(shí)遇到的問題要能夠通過反饋渠道及時(shí)反饋給有關(guān)的專業(yè)教師(或同學(xué))。因此，我們?cè)谥黜摵兔總€(gè)項(xiàng)目的次級(jí)頁面均設(shè)置了交互平臺(tái)，給出學(xué)習(xí)者請(qǐng)教的對(duì)象(負(fù)責(zé)的教師)的聯(lián)絡(luò)方式，通過BBS等進(jìn)行交互。

3　總結(jié)與展望

體育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)是基于互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)的重要組成部分，是實(shí)施現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程，形成開放式教育網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建終身教育和終生體育體系，建立全民教育教學(xué)資源的重要環(huán)節(jié)。我們通過組織高校體育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)，對(duì)體育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)積累了一些經(jīng)驗(yàn)，希冀拋磚引玉，吸引更多的專業(yè)人員投身到體育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)。

我們相信，隨著人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)課程認(rèn)識(shí)的不斷深化，以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，體育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程必將迎來它的高速發(fā)展時(shí)代。

投稿日期：2005－11－16

基金項(xiàng)目：廣東省“十五”規(guī)劃課題，全國(guó)高校論文報(bào)告會(huì)獲一等獎(jiǎng)。

篇(7)

1.課題名稱：

鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開發(fā)

2.項(xiàng)目研究背景：

所要編寫的結(jié)構(gòu)程序是混凝土的框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，建筑指各種房屋及其附屬的構(gòu)筑物。建筑結(jié)構(gòu)是在建筑中，由若干構(gòu)件，即組成結(jié)構(gòu)的單元如梁、板、柱等，連接而構(gòu)成的能承受作用(或稱荷載)的平面或空間體系。

編寫算例使用建設(shè)部最新出臺(tái)的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》gb50010-xx,該規(guī)范與原混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范gbj10-89相比，新增內(nèi)容約占15%，有重大修訂的內(nèi)容約占35%，保持和基本保持原規(guī)范內(nèi)容的部分約占50%，規(guī)范全面總結(jié)了原規(guī)范實(shí)施以來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，借鑒了國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。

3.項(xiàng)目研究意義：

建筑中，結(jié)構(gòu)是為建筑物提供安全可靠、經(jīng)久耐用、節(jié)能節(jié)材、滿足建筑功能的一個(gè)重要組成部分，它與建筑材料、制品、施工的工業(yè)化水平密切相關(guān)，對(duì)發(fā)展新技術(shù)。新材料，提高機(jī)械化、自動(dòng)化水平有著重要的促進(jìn)作用。

由于結(jié)構(gòu)計(jì)算牽扯的數(shù)學(xué)公式較多，并且所涉及的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)很零碎。并且計(jì)算量非常之大，近年來，隨著經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展，城市人口集中、用地緊張以及商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的激烈化，更加劇了房屋設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，許多多高層建筑不斷的被建造。這些建筑無論從時(shí)間上還是從勞動(dòng)量上，都客觀的需要計(jì)算機(jī)程序的輔助設(shè)計(jì)。這樣，結(jié)構(gòu)軟件開發(fā)就顯得尤為重要。

一棟建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，主要取決于結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件的截面尺寸、材料強(qiáng)度等級(jí)以及主要機(jī)構(gòu)構(gòu)造是否合理。這些問題已經(jīng)正確解決，結(jié)構(gòu)計(jì)算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設(shè)計(jì)工作了，因此原來在學(xué)校使用的手算方法，將被運(yùn)用到具體的程序代碼中去，精力就不僅集中在怎樣利用所學(xué)的結(jié)構(gòu)知識(shí)來設(shè)計(jì)出做法，還要想到如何把這些做法用代碼來實(shí)現(xiàn)，

4.文獻(xiàn)研究概況

在不同類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有些內(nèi)容是一樣的，做框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)關(guān)鍵是要減少漏項(xiàng)、減少差錯(cuò)，計(jì)算機(jī)也是如此的。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(gbj68-84)該標(biāo)準(zhǔn)是為了合理地統(tǒng)一各類材料的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則，是制定工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、鋼結(jié)構(gòu)、薄壁型鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)規(guī)范以及地基基礎(chǔ)和建筑抗震等設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)遵守的準(zhǔn)則，這些規(guī)范均應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)的要求制定相應(yīng)的具體規(guī)定。制定其它土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí)，可參照此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的原則。本標(biāo)準(zhǔn)適用于建筑物(包括一般構(gòu)筑物)的整個(gè)結(jié)構(gòu)，以及組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和基礎(chǔ);適用于結(jié)構(gòu)的使用階段，以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作、運(yùn)輸與安裝等施工階段。本標(biāo)準(zhǔn)引進(jìn)了現(xiàn)代結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)理論，采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法分析確定，即將各種影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素都視為隨機(jī)變量，使設(shè)計(jì)的概念和方法都建立在統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上，并以主要根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析確定的失效概率來度量結(jié)構(gòu)的可靠性，屬于“概率設(shè)計(jì)法”，這是設(shè)計(jì)思想上的重要演進(jìn)。這也是當(dāng)代國(guó)際上工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法發(fā)展的總趨勢(shì)，而我國(guó)在設(shè)計(jì)規(guī)范(或標(biāo)準(zhǔn))中采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法是迄今為止采用最廣泛的國(guó)家。

結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)常見的作用效應(yīng)有：

1.內(nèi)力。

軸向力，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一正截面上的法向拉力或壓力;

剪力，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的切向力;

彎矩，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的內(nèi)力矩;

扭矩，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的剪力構(gòu)成的力偶矩。

2.應(yīng)力。如正應(yīng)力、剪應(yīng)力、主應(yīng)力等。

5.變形。作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中各點(diǎn)間的相對(duì)位移。變形分為彈性變形和塑性變形。

6.應(yīng)變：如線應(yīng)變、剪應(yīng)變和主應(yīng)變等。

極限狀態(tài)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)可分為兩類：

1.承載能力極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形的極限狀態(tài)：

(1)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡(如傾覆等);

(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因材料強(qiáng)度被超過而破壞(包括疲勞破壞)，或因過度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載;(3)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系;

(4)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定(如壓屈等)。

2.正常使用極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到使用功能上允許的某一限值的極限狀態(tài)。出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過了正常使用極限狀態(tài)：

(1)影響正常使用或外觀的變形;

(2)影響正常使用或耐久性能的局部損壞(包括裂縫);

(3)影響正常使用的振動(dòng);(4)影響正常使用的其它特定狀態(tài)。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)，是在結(jié)構(gòu)的可靠與經(jīng)濟(jì)之間選擇一種合理的平衡，力求以最低的代價(jià)，使所建造的結(jié)構(gòu)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的使用期限內(nèi)，能滿足預(yù)定的安全性、適用性和耐久性等功能要求。為達(dá)到這個(gè)目的，人們采用過多種設(shè)計(jì)方法。以現(xiàn)代觀點(diǎn)看，可劃分為定值設(shè)計(jì)法和概率設(shè)計(jì)法兩大類。

1.定值設(shè)計(jì)法。將影響結(jié)構(gòu)可靠度的主要因素(如荷載、材料強(qiáng)度、幾何參數(shù)、計(jì)算公式精度等)看作非隨機(jī)變量，而且采用以經(jīng)驗(yàn)為主確定的安全系數(shù)來度量結(jié)構(gòu)可靠性的設(shè)計(jì)方法，即確定性方法。此方法要求任何情況下結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)s(內(nèi)力、變形、裂縫寬度等)不應(yīng)大于結(jié)構(gòu)抗力r(強(qiáng)度、剛度、抗裂度等)，即s≤r。在20世紀(jì)70年代中期前，我國(guó)和國(guó)外主要都采用這種方法。2.概率設(shè)計(jì)法：將影響結(jié)構(gòu)可靠度的主要因素看作隨機(jī)變量，而且采用以統(tǒng)計(jì)為主確定的失效概率或可靠指標(biāo)來度量結(jié)構(gòu)可靠性的設(shè)計(jì)方法，即非確定性方法。此方法要求按概率觀念來設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，也就是出現(xiàn)結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)3大于結(jié)構(gòu)抗力r(s>r)的概率應(yīng)小于某個(gè)可以接受的規(guī)定值。這種方法是20世紀(jì)40年代提出來的，至70年代后期在國(guó)際上已進(jìn)入實(shí)用階段。我國(guó)自80年代中期，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法開始由定值法向概率法過渡。

面向?qū)ο缶幊?/p>

使創(chuàng)建windows程序較為容易的關(guān)鍵技術(shù)是面向?qū)ο缶幊?，或oop。這種技術(shù)可以創(chuàng)建可重用組建，它是程序的組成模塊。

幾個(gè)定義

控件提供程序可見界面的可重用對(duì)象。控件的示例有文本框、標(biāo)簽和命令按鈕。

事件由用戶或操作系統(tǒng)引發(fā)的動(dòng)作。事件的示例有擊鍵、單擊鼠標(biāo)、一段時(shí)間的限制，或從端口接收數(shù)據(jù)。

方法嵌入在對(duì)象定義中的程序代碼，它定義對(duì)象怎樣處理信息并響應(yīng)某事件。例如，數(shù)據(jù)庫對(duì)象有打開紀(jì)錄集并從一個(gè)記錄移動(dòng)到另一個(gè)記錄的方法。

對(duì)象程序的基本元素，它含有定義其特征的屬性，定義其任務(wù)和識(shí)別它可以響應(yīng)的事件的方法?？丶痛绑w是visualbasic中所有對(duì)象的示例。

過程為完成任務(wù)而編寫的代碼段。過程通常用于響應(yīng)特定的事件。

屬性對(duì)象的特征，如尺寸、位置、顏色或文本。屬性決定對(duì)象的外觀，有時(shí)也決定對(duì)象的行為。屬性也用于為對(duì)象提供數(shù)據(jù)和從對(duì)象取回信息。

5.設(shè)計(jì)主要內(nèi)容

本軟件適用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土多層、多跨的框架的設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)要完成的工作包括：

1.平面鋼架分析程序的改造

對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)教研室版平面鋼架分析程序進(jìn)行修改和補(bǔ)充。要求：

(1)編寫自動(dòng)生成節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)和單元節(jié)點(diǎn)編號(hào)的程序，或以圖形方式輸入計(jì)算簡(jiǎn)圖。

(2)修改程序，使之適合多工況內(nèi)力計(jì)算;(3)根據(jù)輸入、輸出數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)娜藱C(jī)界面。輸出應(yīng)可選的顯示各構(gòu)件端力和內(nèi)力圖。

2.編寫鋼筋混凝土多層多跨框架機(jī)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計(jì)程序

(1)根據(jù)有關(guān)的規(guī)范，應(yīng)明確計(jì)算的各種荷載(恒載、樓屋面活載、風(fēng)荷載和地震作用等)的計(jì)算方法，在次基礎(chǔ)上編寫自動(dòng)生成各種荷載作用下的結(jié)點(diǎn)荷載和單元荷載的程序。

地震作用按底部剪力法確定。自振周期用經(jīng)驗(yàn)公式確定。

(2)計(jì)算各種荷載單獨(dú)作用時(shí)框架各桿件的內(nèi)力。計(jì)算結(jié)構(gòu)存放在各自的桿端力(隨機(jī))文件中。

對(duì)豎向荷載下的梁端彎距進(jìn)行塑性調(diào)幅。

(3)在(2)中產(chǎn)生的桿端力文件基礎(chǔ)上，分別計(jì)算各種可能的荷載組合下，梁、柱控制截面的內(nèi)力。計(jì)算結(jié)果存放在適當(dāng)?shù)奈募小?/p>

(4)從(3)生成的文件中選出最不利組合，同時(shí)給出截面配筋。

梁、柱截面配筋的確定應(yīng)考慮抗震設(shè)計(jì)的要求。

3.位移。作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中某點(diǎn)位變(線位移)或某線段方向的改變(角位移)。

4.撓度。構(gòu)件軸線或中面上某點(diǎn)在彎短作用平面內(nèi)垂直于軸線或中面的線位移。

(5)部分編程較熟練的同學(xué)可根據(jù)計(jì)算結(jié)果和構(gòu)造規(guī)定，用auto-cadvba繪制梁、柱配筋圖。

5.成果形式

本畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果應(yīng)包括：

1.可運(yùn)行的、并能給出正確計(jì)算結(jié)果的源程序

在存放源程序的軟盤中，應(yīng)至少有一個(gè)算例的數(shù)據(jù)文件，可在基本不需另外鍵入數(shù)據(jù)的前提下，顯示正確地運(yùn)行結(jié)果。

2.軟件使用手冊(cè)

這是為用戶準(zhǔn)備的關(guān)于軟件使用方法、操作步驟和其他必要的文字材料。

3.軟件說明書

這是軟件作者的工作檔案，是軟件維護(hù)的基本資料。其中應(yīng)包括：

(1)軟件所依據(jù)的工作檔案、力學(xué)和工程結(jié)構(gòu)模型的較為詳細(xì)的描述，主要的計(jì)算公式及其使用的符號(hào)的含義，重要算法的文字說明：

(2)程序的結(jié)構(gòu)：模塊的劃分的情況、各模塊相互之間的關(guān)系及各模塊的功能;

(3)帶有較為詳細(xì)的注釋的源程序文本。其中應(yīng)注明各標(biāo)識(shí)符的含義(盡可能的采用通用公式中的符號(hào))。各程序段的功能、相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式和特殊算法的說明;(4)為使他人根據(jù)軟件說明書讀懂你的程序所必需的其他資料。

(5)部分編程較熟練的同學(xué)可遞交梁、柱配筋圖紙一張。

4.對(duì)自己所編程序的評(píng)價(jià)

(1)對(duì)算例計(jì)算結(jié)果的合理性進(jìn)行必要的分析;

(2)總結(jié)軟件設(shè)計(jì)過程中的經(jīng)驗(yàn)和及教訓(xùn)，提出設(shè)計(jì)改進(jìn)意見。

以上各項(xiàng)資料處源程序文本以軟盤形式提交外，其余均用計(jì)算機(jī)打印。

6.進(jìn)度計(jì)劃

第一周畢業(yè)實(shí)習(xí)，參觀工程，收集資料。

第二周需求分析：描述計(jì)算機(jī)模型，編些初步的軟件說明書。

第三周軟件設(shè)計(jì)：選擇模塊劃分的方案

第四周模塊設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)輸入界面設(shè)計(jì)(梁柱截面數(shù)據(jù))

或數(shù)據(jù)輸入界面設(shè)計(jì)(可視化圖形輸入)

第五周數(shù)據(jù)輸入界面設(shè)計(jì)(框架數(shù)據(jù)、附加荷載)

第六周模塊設(shè)計(jì)：荷載計(jì)算(恒載、活載)，相應(yīng)的內(nèi)力計(jì)算

第七周荷載計(jì)算(風(fēng)荷載、地震作用)，相應(yīng)的內(nèi)力計(jì)算

第八周模塊設(shè)計(jì)：梁配筋計(jì)算

第九周梁荷載組合，確定梁配筋

第十周梁荷載組合，確定梁配筋

第十一周模塊設(shè)計(jì)：柱配筋計(jì)算

第十二周柱荷載組合，確定柱配筋

第十三周柱荷載組合，確定柱配筋

第十四周軟件測(cè)試或用autocadvba繪制梁、柱配筋圖;

第十五周軟件測(cè)試

第十六周整理源程序，編寫軟件說明數(shù)和用戶手冊(cè)