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機械手(機器人)是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的現代制造業重要的自動化裝備[1]。機器人的誕生能夠顯著提高生產率以及改善工作環境等。因此對機械手的研究具有重大的意義。國內外許多學者已對機械手建模、優化設計、控制、運動學及動力學仿真等方面做了大量的研究工作[2-6]。其中,張明輝等人[2]對并聯機械手動力學仿真進行了研究并通過運動學和動力學仿真模型,為進一步對機械手的設計與分析奠定了基礎。文獻[3]針對五自由度機械手,通過UG建立實體仿真模型,然后將模型導入ADAMS中建立了虛擬樣機,并且進行了動力學仿真,分析了末端機械手速度對各關節力矩、角速度和角加速度的影響,這對提高機械手的設計性能及機械手的控制分析等打下了基礎。總體來說,對機器人相關的研究方面取得了一些進展,但對機械手(機器人)的研究還有待進一步深入下去。文章的研究正是基于某企業鍛造流水線對機械手的功能需求而進行開展的,首先對裝配機械手的總體功能進行了分析。然后對各個部分進行了三維建模及虛擬裝配,并對部分關鍵零件進行強度校核。最后,運用ADAMS進行仿真分析,結果表明所建立模型正確性與合理性,為下一步研究機械手的智能控制提供了設計參數。
1 應用背景及功能分析
根據某鍛造企業的需求,鍛造時,鍛件按特定的位置放在鍛造爐中進行加熱;鍛造爐門通過PLC控制其開放和關閉狀態。當機械手臂靠近爐門時,通過PLC控制其打開,待機械手臂抓取鍛件取出后,爐門被再次被控制而關閉。取出后的鍛件被機械手臂夾取而放在鍛臺固定位置后進行鍛造的第一個沖壓工序。同樣的道理對爐中的鍛件逐一進行工序一的加工過程;待工序一完成后,再次通過PLC對機械手臂進行控制使其進行抓取以滿足工序一過程后進行的工序二的模具要求,直至鍛件被加工完成。
2 裝配機械手的三維建模
鍛造機械手的結構設計要考慮到傳動件的定位、零件之間的空間位置等等,同時還要考慮到裝配和加工工藝的可行性。基于以上的功能要求等,對各個部分結構設計及建模分別如圖1-圖5所示。最終建立鍛造機械的三維裝配模型如圖6所示。
圖1 底座 圖2 轉動軸 圖3 轉向臺
圖4 轉動臂 圖5 傳動軸 圖6 鍛造機械手
另外,對關鍵零部件進行了校核,包括內部傳動直齒錐齒輪的齒面接觸疲勞強度、齒根彎曲疲勞強度、圓柱蝸桿傳動的齒面接觸疲勞強度、蝸輪齒根彎曲疲勞強度、蝸桿的剛度等都滿足強度或剛度的要求。
3 基于ADAMS的鍛造機械手的仿真
利用UG軟件強大的建模功能對所設計的鍛造機械手進行三維實體建模,然后通過UG和ADAMS良好的數據接口將模型數據直接導人ADAMS,根據實際設計要求添加相關約束,在此基礎上進行運動仿真,研究機械手各機構關節的運動,測量各個關節的角位移、角速度和角加速度的變化情況,以驗證設計的合理性。
在保證鍛造機械實現功能的前提下,首先對其三維實體模型進行了簡化,如圖7所示。
注:1、工件輸入帶;2、鍛造臺1;3、機械手;4、鍛造臺2;5、工件輸出帶
圖7 基于UG軟件的機械手簡化三維模型
然后,將三維模型導入到ADAMS中,添加相應的運動副約束和驅動約束,如圖8所示。
圖8 ADAMS環境下的鍛造機械手仿真模型
最后得出各個關節的角位移、角速度和角加速度的變化曲線分別如圖9,圖10和圖11所示。
通過觀察各個關節的角位移、角速度和角加速度的變化曲線可以看出,各關節的角位移、角加速度、角加速度平穩,驗證了所設計的五自由度送料機械手的合理性。
4 結束語
結合對自動化工業鍛造流水線的應用對象,選定了機械手所要實現的功能。首先,對該鍛造機械手具體結構進行了建模、虛擬裝配,并對部分關鍵零件進行強度校核。然后利用ADAMS軟件對機械手模型進行運動學仿真,并生成各角位移、角速度、角加速度的變化曲線,通過觀察各曲線,驗證了機械手的合理性。為下一步機械手的智能控制提供了一定的參考。
參考文獻
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關鍵詞:虛擬設計及仿真;CATIA;ANSYS;有限元分析;數值分析
1 引言
虛擬現實技術又稱靈境技術,涉及圖像分析技術、人機交互技術、傳感技術等。通過計算機對復雜數據的可視化操作,將人“投射”到虛擬環境之中。美國于上世紀80年代將虛擬現實技術應用在“虛擬行星探索”試驗計劃之中。我國雖然起步較晚,但是隨著各學科的快速發展,我國的虛擬現實技術也取得了長遠的進步。[1]
隨著計算機的發展,虛擬現實技術在各領域得到廣泛應用,國內外虛擬現實技術主要涉及到通過計算機圖形技術建立三維仿真的視覺效果,在電影領域,《阿凡達》動畫渲染需要的硬盤存儲空間就超過1PB,要由500塊2TB的硬盤搭建這套存儲系統。我們可以看到世博會的中國館眉到流動的清明上河圖,可以看到最先進的虛擬現實技術。[2]
2 齒輪三維模型的建立與分析
2.1 VB對CATIA的二次開發
建立齒輪的三維實體模型的方法有很多,如通過UG、Pro/E等三維軟件直接建立三維模型,或者通過利用CAXA電子圖板的繪制高級曲線中的功能,形成齒輪的端面廓形,然后將其導入有限元分析軟件ANSYS中,再利用ANSYS的前處理器的建模功能,由齒輪的漸開齒廓線生成三維的齒輪實體模型。本文是應用CATIA的強大三維實體模型功能以及VB(Visual Basic)友好的人機交互界面,Visual Basic是一種由微軟公司開發的包含協助開發環境的事件驅動編程語言。從任何標準來說,VB都是世界上使用人數最多的語言――不僅是盛贊VB的開發者還是抱怨VB的開發者的數量。它源自于BASIC編程語言。VB擁有圖形用戶界面(GUI)和快速應用程序開發(RAD)系統,可以輕易的使用DAO、RDO、ADO連接數據庫,或者輕松的創建ActiveX控件。程序員可以輕松的使用VB提供的組件快速建立一個應用程序。本文通過VB對CATIA進行二次開發,建立齒輪傳動的三維模型,然后將建立的齒輪三維模型導入ANSYS中。
2.2 齒輪傳動模型的建立與分析
二十世紀七十年代以前人們用經典的彈性力學方法求解接觸問題[3]。隨著計算機的技術的發展,各種數值方法得到廣泛的應用。接觸問題的數值方法又稱為非經典彈性力學方法,包括有限元法,邊界元法和數學規劃法,邊界元與有限元的偶合法,邊界元或有限元與數學規劃法的結合[4]。數學規劃法是將連續條件、非嵌入條件,引入接觸體的能量泛函中,求解能量最小化序列問題。這種方法有時得不到最優解。
有限元法發展早,有普及廣、功能強的大型標準程序,如:SAP、ADINA、ANSYS等,用的較多。所做的研究有:有大連鐵道學院[5]做的根據接觸問題的有限元二次規劃解法,定量分析了影響強度的幾個因素。本文所分析的齒輪傳動的主要數據為齒數51、厚度28mm、分度圓直徑102mm、模數2mm,運行VB開發的齒輪工具箱,生成齒輪模型,然后建立完整分析齒輪模型。
將建立好的三維模型導入ANSYS中,按劃分網格、施加載荷和約束及后處理的步驟對齒輪進行分析,分析結果如圖1、圖2。要對齒輪進行接觸分析的有限元計算,劃分網格的質量是很關鍵的。若直接利用ANSYS提供的自由網格劃分功能,對整個齒輪劃分網格,劃分出單元是四面體形狀,輪齒上的網格劃分的很細,輪體上的網格劃分很粗,致使輪齒和輪體上的單元大小相差很大,在計算時易形成病態的剛度矩陣。由于體掃掠網格劃分方法,劃分出的單元形狀是六面體單元,易于控制實體各部分的網格的大小,故對兩個齒輪的三維實體采用體掃掠網格劃分方法。為能進行體掃掠網格劃分,對兩個齒輪實體模型進行了合理的分塊,每塊是只包含一個源面和一個目標面的小實體,這些小實體是相互粘接的以保證劃分網格也是相聯接的。對每個小實體進行網格劃分控制,著重對齒輪上的輪齒進行較細劃分,使兩個齒輪在嚙合時有足夠的單元參與接觸并使輪體與輪齒上的網格劃分盡量均勻。這樣劃分的網格計算比較精確。同時要對齒輪上的軸向上的線和齒輪端面輪廓上的線劃分的單元數要進行適當的控制,使輪齒和輪體的網格劃分盡量均勻,必須使用網格劃分工具的功能對齒輪進行網格劃分的控制。
從應力云圖和受力圖可以看出,齒根應力最大,最大變形量為位于齒輪頂端,這與理論相符。但是,由于在做齒輪分析時沒考慮:齒向載荷分布系數、齒廓齒輪的應力、修正系數、齒形系數、重合度系數等修正因素,所以與實際有一定的差距,如果綜合考慮以上因素,結果應該更加準確。由于直接在ANSYS中精確建立齒輪的齒廓很困難,可利用CATIA的強大三維建模功能與VB友好的界面及強大的二次開發功能,建立齒輪的三維模型。并將此三維模型導入ANSYS中,在ANSYS軟件中進行分析及處理。
3 結論
CAD/CAM技術在機械設計制造行業的廣泛應用使得其效率得到提高,而虛擬現實技術則作為它們的擴展,使在平面的顯示得到了向空間的發展,并且人機交互得到大幅提高,機械設計制造流程變得更加形象簡單。隨著技術的發展,未來很可能會產生像科幻電影《鋼鐵俠》里那樣的設計系統:全息投影,直接用手操作,并且數據實時智能化存儲,人機甚至可以用語音直接對話而不是采用呆板的鍵盤輸入,設計制造智能控制。屆時,因其強大的互動性和及其簡單的操作,機械設計制造將不是少部分人的專利,而是全民都可以參與其中,整個制造業將發生翻天覆地的變化。
參考文獻
[1] 陳澤等.基于虛擬現實的移動械臂控制系統分析[J],山東建筑大學學報,2013,2(1):68-72
[2] 郭朝霞.虛擬現實技術實現機械產品的優勢分析[J],教育教學論壇,2014,5(20):197-200
[3] 杜慶華,于壽文.彈性理論[M],北京:科學出版社,1992
關鍵詞:虛擬現實;起重機械;仿真實驗平臺;設計
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.153
0 前言
隨著城市化的進展,工程數量顯著增加,起重機械的應用頻率隨之提高。起重機械的性能,在很大程度上決定著工程施工效率,且對工程成本等影響較大,對其性能進行評估十分重要。鑒于起重機械龐大的體積,實際展開性能評估難度較大,在應用虛擬現實技術的基礎上,建立相應仿真實驗平臺,使性能評估,能夠在網絡上進行,對于評估效率以及準確度的提高,具有重要價值。
1 虛擬現實
虛擬現實技術,又稱VR技術,是信息化時代下的產物,目前已經被應用到了各領域當中,并取得了顯著成果[1]。虛擬現實技術所能夠提供的服務較多,不僅具有計算機圖形學功能,同時還能夠支持系統仿真以及通信等的實現,人機交互水平高。通過對該技術的應用,用戶能夠與虛擬世界間的聯系逐漸增強,用戶甚至能夠產生身臨其境的感覺,體驗效果極佳。
目前,虛擬現實基礎主要應用到航空航天以及工程建模等領域。起重機械作為工作機械的一種,其設計以及性能評估,同樣可以采用虛擬現實技術來實現,以該技術為基礎,建立相應仿真實驗平臺,對于傳統起重機械性能評估所面臨的難度大的問題的解決,具有重要價值[2]。
2 基于虛擬現實的起重機械仿真實驗平臺的設計
2.1 實驗準備
實驗需做好如下準備[3]:(1)準備起重機械,作為實驗平臺的設計原型。在實際工程中,起重機械的類型包括很多種,為確保仿真實驗平臺具有更加廣泛的適應性以及使用性,應選擇應用范圍較廣的起重機械作為原型展開設計。考慮上述問題,將平頭塔吊作為了平臺設計原型。(2)建立平頭塔吊三維模型:平頭塔吊三維模型的建立,應同時考慮機械結構的運行原理,以及機械具體使用場景兩方面問題,應確保模型能夠與機械有關原理相符,同時,還需模擬工程施工的實際情況,完成三維建模過程。(3)虛擬現實軟件的選擇:選擇unity 3D作為虛擬現實軟件,采用Solidworks完成起重機械駕駛室的設計,將其導入到虛擬現實軟件當中,做好實驗準備。
2.2 三模模型與虛擬現實技術的結合
應將三維模型,導入到虛擬現實軟件當中,具體方法如下[4]:(1)塔吊分解:將平頭塔吊的各組成部分進行解構,提高塔吊的簡化性水平。考慮塔吊各部分的功能,以及虛擬現實軟件的要求,將塔吊分解成為了駕駛室、塔身以及載重等不同部分。(2)數據采集:分別采集塔吊不同部分的有關數據。數據采集可以通過對獲取塔吊設計最初的CAD圖紙的參考來實現。(3)數據整理與建模:整理出有效數據,展開建模。采用Solidworks軟件,完成駕駛室的建模,同時,采用其他件,完成對塔身等部分的建模。(4)格式轉換:采用3DS MAX軟件,對三維模型的格式進行轉換,使之成為虛擬現實軟件所支持的格式,并將其導入到Unity3D當中。
2.3 作業場景設計
(1)駕駛室設計:設計駕駛室大體的結構框架。分別設計駕駛室內的物品,包括操作臺等,設計時,應在保證設計成果的理論功能與其顯示功能相符的情況下,盡可能的將設計簡潔化。操作臺功能較多,因此設計較為困難,應將其作為重點加以考慮。計算駕駛室內各個部門的長度寬度等參數,提高其精確度。設計駕駛室窗戶。安裝零件,駕駛室設計完成。(2)塔身與塔臂設計:可以采用Pro/E軟件,對塔身與塔臂進行設計。在起重機械中,塔身與塔臂的結夠相對復雜,采用Solidworks軟件無法完成設計。Pro/E軟件具有較強的適應性,能夠確保復雜設計有效完成。需注意的是,Pro/E軟件與虛擬現實軟件的格式不匹配,設計完成的塔身與塔臂的模型,無法直接導入到虛擬現實軟件中,因此需采用3DS MAX進行格式轉換,使所建立好的模型,能夠完整的導入到虛擬現實系統當中,避免失真等問題的發生。
2.4 仿真場景
(1)將模型導入到虛擬現實軟件中,對起重機械的實際工作場景進行模擬以及布局。(2)采用JavaScript、C#,對虛擬現實軟件的引擎腳本進行設計,確保軟件的功能能夠有效實現。
3 討論與展望
采用虛擬現實軟件設計起重機械仿真實驗平臺,設計效率高,仿真效果好,具有較高的應用價值。仿真實驗平臺的設計,能夠代替實際實驗,實現對起重機械性能的評估,能夠有效節約實驗成本,對起重機設計成本的降低,具有積極意義。需要注意的是,與仿真實驗相比,真實作業過程中,起重機械所面臨的風險必定較大,因此,仿真實驗平臺設計過程中,必須充分考慮到起重機械在實際工程中應用所需面臨的風險,以最大程度提高仿真實驗平臺的建設水平。
在未來,應將以虛擬現實技術為基礎的起重機械仿真實驗平臺,應用到機械性能評估過程中,在研究中,不斷縮小誤差,促使起重機械整體使用性能得到進一步的提升。
4 結論
基于虛擬現實的起重機械仿真實驗平臺的設計,能夠有效解決傳統實驗中存在的執行難度大的問題,具有較高的應用價值,相關人員應加強重視,提高虛擬現實技術的應用水平,為起重機械性能的提升,以及工程施工的順利開展提供保證。
參考文獻:
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【關鍵詞】大型搗固機械 仿真平臺 多媒體教學
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)26-0097-01
大型搗固主要用于鐵路新建和維修。為了更加形象地讓學生了解大型搗固機械的工作原理,我們設計了大型搗固機械仿真平臺。
此教學仿真平臺主要是在吸取以往多媒體教學中的不足和缺陷的基礎上,利用現代計算機網絡技術和模擬技術相結合的方式來開發的,科技含量高,具有實用性、直觀性的特點,方便了師生,提高了現代化教學水平。
一 構建仿真平臺系統
為了讓學生更加詳細地了解此設備和開展工作,我們按照大型養路機械的系統原理和多媒體教學技術來設計仿真平臺。在早期的大型搗固機械的仿真平臺模擬中,由于技術的缺乏及環境的限制,設計存在缺陷,經過綜合考慮為了達到更好的教學目的,仿真平臺的系統構建分為硬件和軟件兩大部分。硬件部分有控制操作、信號收集、信號轉換、顯示結果四大部分。軟件部分主要用于教學,包括文本內容靜態和操作流程動態的顯示。
二 系統功能
1.硬件功能
第一,控制操作。控制操作主要由以下五部分組成:端子柜、操縱臺、電源柜、控制臺、模擬臺,主要用于模擬操作臺,模擬真實操作。各個操作柜都安裝了大型搗固車械設備,都是可見的實物,保證安裝和真實搗固裝置一致。當老師教學時,可以直觀地給學生講解操作步驟和流程。為了真實再現搗固裝備,還配置了總電源控制和模擬信號功能,通過控制電源來顯示信號燈,能直觀地看到當時電器的狀態。
第二,信號收集。信號收集的核心配置是信號采集柜,主要是通過信號采集柜來采集操作控制的輸入信號。原理是將操作控制的高電壓轉換成可識別的低壓信號,采集各電器接點或線圈的電壓變化,從而來檢測操作控制的狀態。
第三,信號轉換。信號轉換主要由PC機來完成,就是把信號采集柜采集的信息輸入到PC機,由PC機來處理完成,結果通過相應線路顏色變化來顯示。假如某一個電器設備狀態發生變化,可以明顯地看出電路圖也相應變化。也可以實現對電路圖放大、縮小、翻頁等功能。
第四,顯示結果。由投影儀、視頻展臺、電動銀幕、音頻系統等來完成結果顯示。由PC機處理的結果連接上投影儀,然后顯示到視頻展臺、電動銀幕、音頻系統等。
2.軟件功能
軟件部分主要指的是教學方式,分為靜態和動態教學方式。靜態教學指的是把搗固機械的線圖或教程內容通過課件或者視頻的方式顯示出來。動態教學指的是通過仿真平臺真實地顯示搗固機械的接點電位變化狀況及監測設備的變化狀態等。
3.系統測試
搭建完成硬件和軟件設備以后,為方便教學和遠程教學,需對系統進行測試,查看每個硬件設備是否完好以及能否正確地完成操作,測試軟件設備是否更加清晰及操作流暢等。系統測試時,主要是檢測教師端和學生端的PC機是否存在問題,動畫是否及時、準時地顯示教學內容等。
三 仿真平臺的教學特點
1.教學結合
仿真平臺使用動態和靜態教學方式相結合,多媒體教學一般講的是文本內容和圖像及視頻相結合,使教學更加形象和直觀。仿真平臺充分利用計算機的信息化空間及可控性和交互性等特點,讓教學內容以多種方式顯示出來。這種大型機械仿真平臺,能真實模擬實物的各方面功能。通過對模擬平臺的操作動態地顯示操作的各個步驟和流程,使學員清楚和明了地看到與真實機械一致的操作動作。
2.教學多樣化
使用仿真平臺使教學更加多樣化和形象化:硬件顯示的是操作流程,有了軟件的支持,按照實物機械的操作,就能通過系統顯示出來;系統將搗固車械按照裝置組成分為白色,有電為紅色,把開關的合閉等設定為標志符號,詳細及形象地向學生講解和展現原理圖;每個零件的位置、用途、操作方式等通過仿真平臺形象地顯示到屏幕上,而且圖像或視頻可以放大或縮小,以便仔細地觀看。
學生既可以通過仿真平臺形象地判斷故障位置及排除故障,也可以通過屏幕多方位地觀看故障點。隨著科技的發展,我們還可以更加方便地更新系統或增添新的功能。
四 總結
大型搗固車械仿真平臺的建設為教學和設計提供了一個基礎平臺,形象地完成了搗固機械的工作過程,并且虛擬動態顯示,可以直觀地進行三維視圖分析,進一步滿足了教學中的使用要求。
1概念
1)機械設備狀態監測與診斷技術是識別機械設備運行狀態的一門新的科學技術,它主要研究機械設備在運行中狀態的變化,以及在診斷信息中的反應。
2)機械設備狀態監測與診斷技術包括了對機械設備的診斷、預測及運行時的監測3個方面。
3)機械設備狀態監測與診斷技術是通過監測狀態信號,對它所監測出來的信號進行分析處理,從而診斷和識別機械設備的運行狀態,進一步預測機械設備將來的狀態,確定需要控制機械設備措施的一門新技術。
2控制機械設備狀態監測工作的幾個措施
1)定時監測。定期定時的為使用中的機械設備進行監測。
2)跟蹤監測。跟蹤監測數據異常的機械設備,了解機械設備生產工作狀態的變化,如果發現機械設備狀態有變化的趨勢,就應該馬上組織維修。
3)驗收監測。監測維修后的機械設備,通過監測的數據進行分析判斷已經維修后的機械設備的使用狀態,與專業的維修人員一起商討維修后的機械設備是不是還能夠正常使用或者淘汰。
4)其他監測。在平常對機械設備進行檢查時,一些不太主要的機械設備如果也監測出來問題,可以對機械設備進行檢測,并且分析判斷,解決小問題,避免將來促成大問題。
3機械狀態監測與診斷技術的發展路程
1)監測出機械設備運行時的狀態,結合多位專業人員進行分析,通過縝密研究后,最終確定出可能存在的機械設備的故障或者隱患。
2)測量儀器的出現,為機械設備狀態監測及診斷技術的發展起到了一定的推進作用,用測量儀器測量出機械設備運行時的參數數據,通過計算比較,最后確定出故障的原因,或者通過對一些參數進行多次的測量比較,根據機械設備工作的狀態確定出是否會出現故障或者隱患。
3)計算機硬件、軟件的快速發展與開發。計算機機械設備管理模式已經逐漸的代替了原來老式的管理,機械狀態監測與診斷技術也逐漸的發展到了計算機時代。有些專業的機械設備狀態監測儀器不僅僅只具有測量、記錄參數的功能,甚至還能夠對監測出來的信號數據進行簡單的分析處理。只要將機械設備監測出來的參數輸入計算機內,電腦就能對這些監測出的數據作出簡單分析,還能夠顯示出相關的一些圖譜,甚至還可以通過計算機的專業系統對檢測儀器所測出來的數據參數進行綜合的評價。
4)計算機網絡技術的普及,使機械設備狀態監測及診斷技術方面的研究進入到更深更專業的階段,研究工作從機械設備監測診斷系統的開發研制進入到診斷方法的研究;監測診斷手段由震動工藝參數的監測擴大到能量損耗的監測診斷;研究對象由旋轉機械擴展到發動機、工程施工機械以及生產線;時空范圍由當地監測診斷擴大到異地監測,即監測診斷網絡。
4發展趨勢
4.1不斷引入機械設備監測與診斷_的新技術
1)硬件方面:功能強化—便攜式數采增加整周期采樣、雙通道;提高機械設備監測與診斷技術的可靠性;性能提高——高速多通道并行,DSP器件。
2)軟件方面:功能更加豐富完善、準確有效;信號數據分析處理技術的成果逐漸轉為實際化;計算技術中對分布式方法的運用。
4.2計算機系統中對機械設備的診斷功能不斷完善
1)診斷分析數據的確定系統:針對有關的機械設備及參數,給出若干可能故障的說明和分析依據,最后由操作者或分析人員來確定結論。
2)診斷技術的輔助系統:在給出分析處理結果和故障特征提示的情況下,利用人機集合的方式進行故障分析與判斷。
3)診斷技術中的專家系統:利用知識庫和推理機,由計算機自主(配合一定的人機交互)完成故障分析與診斷,并提出相應的處理措施。
4.3機械設備的管理功能占據了非常重要地位
機械設備中的遠程監測是診斷技術、計算機網絡與信息、決策支持技術與數據庫相結合的產物,它也是建立在分布式或集中式機械設備監測系統之上的。它所應用的技術主要有:獲取機械設備的故障信息、互聯網和數據傳輸技術。而想要使信號采集、信號分析處理和診斷技術在網絡上遠程控制操作,就一定要解決下面的問題:網絡環境下運行的遠程機械設備信號采集;分析信號處理軟件的設計;現場對機械設備監測的數據處理;網絡的測試數據、診斷分析方法和共享軟件。由此看出,機械設備監測與診斷技術中遠程協作診斷已經過試驗實現,但是,因為在機械設備監測與診斷技術領域中的信息還沒有統一,協作手段和機制還不夠完善,離建設機械設備監測與診斷醫院的目標還有著很大的距離。在不久的將來,我們也應該吸取國外同行的一些實踐經驗和教訓,學習機械設備監測與診斷技術領域的最前沿的科學研究技術。通過我們自己的努力,在機械設備監測與診斷技術領域中做出一些成績,讓這門新理念技術有更加寬闊的前景。
5機械設備狀態監測與診斷技術的應用意義
5.1有利于提高人們機械設備的管理水平
把機械設備管理好,不僅是保證企業機械設備再生產的必要條件,而且還能夠提高企業經濟效益,推動國民經濟持續、穩定、協調的發展。因此,通過機械設備狀態監測與診斷技術的應用,實現對機械設備的狀態維修,是提高我們對機械設備管理水平的重要條件。
5.2減少機械設備的事故危害性,避免重大機械設備事故的發生
現代機械設備的結構很是復雜,自動化的程度也越來越高,功能也越來越完善。機械設備出現重大故障或者發生安全事故所帶來的影響程度,有時不僅會給企業造成經濟損失,甚至還會出現重大的安全事故。
5.3可以間接產生社會效益和經濟效益
生產停機、停工帶來的單位損失越來越大。實施機械設備監測與診斷技術不僅減低了機械設備的周期費用,也間接地提高了以生產經濟型為目標的設備管理水平。機械設備監測與診斷技術是現代機械設備管理的一個主要組成部分,機械設備狀態監測和診斷技術是機械設備管理與維修不可缺少的技術思想。尤其當今社會的市場競爭日益激烈,機械設備維修成本的控制和成本降低是企業應該挖掘的途徑之一。所以,機械設備應用狀態監測與診斷技術,讓預知維修取代傳統落后的定期維修和定期預防是歷史進步的必然。
課程設計是對課程內容的應用性訓練環節,是學生應用所學知識進行階段性的專業訓練過程,也是對理論教學效果的檢驗。通過這一環節使學生在查閱資料、理論計算、數據處理等方面得到基本訓練,培養學生綜合運用理論知識分析、解決實際問題的能力和嚴謹的工作作風,樹立正確的規劃、設計思想。
課程設計論文準備
(1)課程設計(論文)開始前應準備好教學大綱、任務書和指導書等必要
的教學文件,以及教學參考資料、范例等。
(2)在滿足教學大綱和教學基本要求的前提下,課程設計選題應使學生得
到較全面的能力訓練,達到培養學生實踐技能的目的。題目的深度、廣度和難度要適當,使學生能在規定時間內完成任務。必須明確每個學生獨立完成的部分,做到參數、指標或側重點不同,避免因工作任務雷同而出現抄襲現象。
2、課程設計(論文)指導教師的配備和職責
(1)指導教師應在課程設計(論文)開始時向學生下達任務書并公布具體
考核方式。
(2)指導教師應檢查和監督學生的出勤、工作進度,保證足夠的指導時間,
對學生遇到的問題要及時指導,注重啟發、引導、鼓勵學生提出獨立見解,適當組織討論,充分發揮學生的主體作用,發掘學生的創新潛能。
(3)指導教師應認真審查學生完成的設計論文,客觀公正地評價學生成績;
將課程設計論文資料整理齊全,按要求存檔,并填寫有關報表。
3、課程設計論文的任務書和指導書
(1)課程設計(論文)任務書和指導書由指導教師擬訂、撰寫,經系主任
審查后,在布置課程設計(論文)任務時印發給學生。
(2)課程設計(論文)任務書的內容應包括:設計(論文)題目、已知技
術參數(題目背景)、設計(論證、調研)要求、設計(分析)方法、指導教師與系主任簽字。
(3)課程設計(論文)指導書應包括設計步驟、設計要點、主要技術步驟
和關鍵分析、方案比較內容等。
4、成績評定與資料歸檔
(1)學生課程設計論文完成后,由學生按要求裝訂成冊,指導教師應組織
評審。課程設計論文成績根據學生的考勤、課程設計論文完成質量綜合評定,其權重由教學基層單位確定。成績采用五級分制評定。
(2)指導教師在課程設計論文工作結束后填寫《內蒙古科技大學課程設計
(課程論文)工作總結表》。
(3)課程設計(論文)成果及相關材料由學院保留四年。對于優秀課程設
計(論文),保管期限可適當延長或移交學校檔案室存檔。
課程設計論文要求
課程設計論文的內容應包括:
1.封面
2.任務書
3.目錄
4.正文
(1).論文題目;
(2).技術參數、設計步驟;
(3).設計理論分析方法
(4).設計結論及其分析
5.參考文獻
注意:絕不允許課程設計論文雷同,一經發現全部計為零分! (即便課程設計的內容相同或相近,在文字敘述中也要有自己獨有的文字表達出 來,所有的圖都要自己畫,一旦發現報告中出現網絡下載的圖片取消成績) 課程設計論文的格式要求:
論文使用A4紙打印,中文字符一律使用宋體,西文字符一律使用Times New Roman字體
一級標題采用小三號字加粗,兩端對齊,段后空一行;二級標題采用四號字加粗,兩端對齊;三級標題采用小四號字加粗,兩端對齊;正文采用小四號字,兩端對齊,1.5倍行距,首行縮進2字符。題目、目錄、附錄、參考文獻等標題采用小三號字加粗,居中對齊,段后空一行。
圖標題應在一級編號下順序編號,如圖1.1、圖1.2、圖2.1、圖2.2??,居中置于圖的正下方,段后空一行。
表標題應在一級編號下順序編號,如表1.1、表1.2、表2.1、表2.2??,居中置于表的正上方,段前空一行。
頁眉采用五號字居中注明“內蒙古科技大學課程設計論文”字樣,頁腳采用五號字居中標注頁碼(摘要和目錄采用羅馬數字,其它采用阿拉伯數字)。
(1)篇幅
課程設計論文的篇幅為3--4千字左右。
(2)裝訂
論文按封面、任務書、目錄、正文、附錄、參考文獻的順序裝訂成冊。
題目:
關鍵詞:諧波平衡法; 射頻功率放大器; 非線性分析; ADS仿真
中圖分類號:TN911 文獻標識碼:A
文章編號:1004-373X(2010)09-0063-04
Analysis and Simulation of RF Power Amplifier Based on Harmonic Balance Method
YAN Bo, LIU Xi-shun, LIU An-zhi
(National University of Defense Technology, Changsha 410073, China)
Abstract: In view of the continuous improvement of radio frequency band, nonlinear phenomena of power amplifier is more and more serious. Analysis and simulation method of RF power amplifier named harmonic balance method is introduced for achieving the analysis and design of RF circuit in a high power. In ADS2002 simulation environment, a non-linear parameter of LDMOS device is simulated in the mono and two-tone frequency with a harmonic balance method. Through the analysis of simulation results, the harmonic balance method has advantages in the design and development of RF circuit in a high-power.
Key words:harmonic balance method; RF power amplifier; nonlinear analysis; ADS simulation
0 引 言
近年來,隨著無線通信業務的快速發展,通信頻段已經越來越擁擠。為了在有限的頻率范圍內容納更多的通信信道,出現了多種通信體制。頻分多址、時分多址、碼分多址已用于現代數字通信,多載波碼分多址和正交頻分多址體制相繼出現。這些系統都具有共同的特點,多載波、大動態范圍,對射頻輸出功率放大器(PA)的線性度要求非常苛刻。功率放大器總是應用在大信號狀態,或工作在1 dB壓縮點附近,此時非線性變得非常嚴重。功率放大器的AM-AM/AM-PM失真會導致已調信號的幅度和相位出現偏差,交調失真會導致頻譜擴展對多載波通信系統的鄰道信號產生干擾,最終都會導致通信誤碼率的惡化,影響通信質量。因此,在放大器模型的基礎上,如何定量地描述和分析其非線性及其對通信系統的影響具有相當的工程參考意義。
目前,對于功率放大器的非線性分析主要有冪級數法、Volterra級數法、諧波平衡法和神經網絡法。冪級數分析和Volterra級數分析對多個小信號激勵的弱非線性電路分析是十分有用的,并可用于解決各種各樣的實際問題,但對多頻率大信號激勵下強非線性電路的大功率放大器卻無能為力。神經網絡法目前還屬于非線性電路研究領域中的前沿課題。諧波平衡法是分析單一頻率信號激勵強或弱非線性電路的最有用方法,可用于PA的非線性分析。本文主要用諧波平衡法來分析功率放大器的非線性特性,并在ADS2002仿真環境下,用諧波平衡法對功率放大器進行了仿真分析。
1 諧波平衡法的基本原理[1]
諧波平衡法的基本思想是找一組端口電壓波形(或諧波電壓分量),它應能使線性子網絡方程和非線性子網絡方程得到的電流相同。實質上就是建立諧波平衡方程,然后采用適當的方法求解。它建立方程簡單,但計算比較復雜,如圖1所示。
線性子電路部分采用多端口網絡處理,采用Y或S矩陣表示。非線性子電路采用非線性元件的I/V或Q/V的時域特性描述,為了表示源和負載阻抗,在線性部分加入兩個電壓源,把整個電路簡化為N+2個端口的網絡。把端口各頻率的電流分量用向量表示,這里INK表示線性子電路中第N端口的第K階諧波分量的向量;NK表示非線性部分向量,由各端口電壓和非線性元件決定。
圖1 一個非線性射頻電路被分成線性和非線性子電路
線性部分采用線性方法求解為:
NK+NK=0(1)
(N+2)×1=(N+2)×(N+2)•(N+2)×1(2)
In=[In,0In,1…In,k]T(3)
Vn=[Vn,0Vn,1…Vn,k]T(4)
式中:In,Vn向量為第n個端口上的諧波電流和電壓┫蛄俊
在式(2)中導納矩陣Y的元素多是對角矩陣。Ym,n=diag[Ym,n(kωP)],k=0,1,2,…,K;ωP為基波激勵頻率,激勵電壓向量分別為端口N+1,N+2的直流偏壓,VN+1,VN+2的形式為:
VN+1VN+2=[Vb1VS00…Vb20…0]T(5)
當第N+1端口激勵時,此端口有一直流偏壓和┮桓齷波偏壓,N+2端口只有一個直流偏壓,這正對于FET放大器的情況,把Y矩陣分開,可得端口1~N的電流向量I的表達式,即:
I1I2IN=Y1,N+1Y1,N+2Y2,N+1Y2,N+2螃YN,N+1YN,N+2VN+1VN+2+
Y11Y12…Y1NY21Y22…Y2N螃螵鰳YN1YN2…YNN•V1V2VN(6)
I=IS+YN×NV(7)
相當于把線性部分等效成N個電流源,N+1,N+2端口不存在了。
非線性部分可以是非線性電容或非線性電阻、電導等。采用傅里葉反變換就可以得到每個端口的時域電導:
R-1{Vn}Vn(t)(8)
對一個非線性電容,電荷與電壓的關系為:
qn(t)=fqn[v1(t),v2(t),…,vN(t)](9)
用傅里葉變換,有:
IC=jΩQ(10)
式中:
Q=[Q1,0Q1,1…Q1,KQ2,0…Q2,K…QN,K]T
Ω=diag[0 ωP 2ωP … kωP 0 ωP … kωP]
IC=[IC,1 IC,2 … IC,N]T
把式(7),式(10)代入式(1)有:
F(V)=IS+YN×NV+jΩQ=0(11)
式(11)稱為諧波平衡方程,當F(V)=0時,說明求解的這組電壓就是正確解。通過這個解可以求出任何元件上的電壓、電流,因為結果是多諧波的,對電路的非線性現象就可以利用結果來很好的描述。求解諧波平衡方程有多種算法,如:優化法、分裂法、牛頓法和反射算法等,算法的優劣程度決定了計算的時間,實際應用時根據具體情況選擇[2]。
2 諧波平衡法仿真原理
諧波平衡法仿真著眼于信號頻域特征,擅長處理對非線性電路的分析。如果調制的周期性信息可以用簡單的幾個單載波及其諧波表示出來,或者說如果其傅里葉級數展開式很簡單的話,諧波平衡法仿真是一個有效的分析工具。
諧波平衡法仿真允許對電路進行多頻聲仿真,可以展示包括諧波間頻率轉換的交調頻率轉換。從數學方法上來講,諧波平衡法是一種迭代法,假定對于一個給定的正弦激勵有一個可以被逼近到滿意精度的穩態解,則采用諧波平衡仿真器可以確定電流或電壓的頻譜成分、計算參數(如:三階截取點、總諧波失真及交調失真分量)、執行電源放大器負載激勵回路分析、執行非線性噪聲分析等功能。
3 ADS仿真[3]
本文仿真了一個輸出為0.25 W的射頻功率放大器,晶體管選用Motorola的LDMOS功放管(為一款測試功放管,類似MRF9742),該模型的構造是利用導入數據文件“Motorola-mosfet-h”實現的。本仿真利用諧波平衡仿真法來分析該功放管的非線性表現。1 dB壓縮點的輸入功率為14 dBm,仿真時用到的雙音頻中心頻率為850 MHz,頻率掃描間隔從10 kHz~10 MHz。在ADS中設計的仿真電路圖如圖2所示,圖中的MotorolaPA是一個封裝模塊的示意圖,如圖3所示。┩4為放大器的增益特性曲線,圖中的標識m2為其1 dB壓縮點,圖5為單音諧波仿真的放大器AM/AM,AM/PM特性曲線圖,可以看到輸人為14 dBm時,輸出信號的功率為27 dBm,輸出相位發生了122.46°的相移。圖6為其在850 MHz附近的輸出頻譜圖,m2為其輸出三階交調點[4-5]。
圖2 用于諧波平衡法的仿真電路圖
圖3 MotorolaPA電路符號的子電路
圖4 電路增益與輸入功率的關系曲線
如圖7(虛線代表增益),圖8,圖9所示。當該款功放管的輸入功率為14 dBm時,當輸入頻率增加到1 GHz時,它的轉換功率增益,轉換效率都會明顯下降,而且三階交調分量在900 MHz以上時也會明顯增大,因此頻率增大會影響其非線性參數,要嚴格控制,以免影響通信質量。
圖5 功率放大器AM/AM,AM/PM特性圖
圖6 Vout在850 MHz附近的頻譜圖
圖7 輸出功率和增益隨頻率變化曲線
圖8 轉換效率隨頻率變化特性曲線
圖9 IMD3隨頻率的變化曲線
4 結 語
通過查找Freescale提供的有關Motorola-Mosfet晶體管的特性曲線和實驗室的測量結果,并結合以上的分析和仿真實例可知,仿真結果基本上與廠家的測量結果一致,但也有一些微小的差別,這主要是因為實際的器件和仿真模型不完全相同,另外仿真電路有某些理想的元件。在電路仿真中,可以通過優化電路參數達到放大器的性能要求,但通過實際選用器件并制版后,由于各種原因可能不能達到性能要求,這時需要根據測試的結果調整所選用的器件,最后達到性能要求。
諧波平衡法在分析和仿真射頻功率放大器方面有很大優勢,可以看到它能有效地補充純電路仿真法的不足,并能得到與實際更接近的仿真結果,從而有利于進行實際電路的設計與調試。這項工作對耗時長并難以預計結果的大功率射頻功率放大器的研發具有特別的益處,雖然仿真不能完全取代實際調試,但對實際工作具有指導意義[6]。
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【關鍵詞】非地震振動;房屋結構;危害;特征;措施
交通系統的公路路政部門作為公路一線的執法隊伍,其職能發揮對公路維護意義重大。路政基層業務用房因其緊鄰公路邊緣因地而建,所以必須解決公路沿線車輛交通振動等非地震振動的不利影響。
一、 振動傳播方式和產生破壞的規律
要減少車輛交通引發的振動波危害就要先理解振動的傳播方式。考慮到振動和地震作用在實質上的相似性可借鑒結構抗震方法進行振動分析。我們知道振動的傳播由徑向、切向和垂直等3個方向分量組成,根據實際工程經驗,振動波在多層建筑中自下而上傳播時,切向和垂直振動分量在第2層起就出現較顯著的衰減現象,而徑向分量在第2層以上卻有一定程度的增加,而徑向分量由于持續時間長、主頻與建筑主頻相近的特點使其在結構破壞中起主導作用,因此通常上部樓層結構的振動破壞一般先于下部樓層出現。對于多層以上的建筑物,底層的建筑物的水平振幅,大體接近于地面的水平振幅;而上部隨層數增加,其振幅會逐漸增加。由于建筑結構主要承受豎向荷載,在豎向比水平具有更強的抗振能力, 加之水平振動對建筑物有著較大響應,因此通常把水平向的最大速度值、最大加速度值作為評價非地震振動強度的物理標準。而通常振幅增加即意味著速度增加,因為彈性模型中角速度不變時,線速度和幅度隨半徑增加而變大。所以房屋結構破壞首先來自建筑物頂層。
二、振動造成的房屋破壞裂縫的特征。
(1)在樓面板與墻壁交界處,以及在頂層門窗過梁的灰縫處出現水平向張拉裂縫。這是由于在靠近振源處的建筑物,豎向響應振動的加速度和振速,要大于水平方向的,所以振動引發的屋面板向上最大拉應力大于其自身重力和材料的抗拉應力時,就可能產生水平張拉裂縫和斜向裂縫。此種裂縫主要發生在樓面板與墻壁連接處,或門窗過梁位置,并在等結構強度薄弱處有擴大趨勢。(2)頂層抹灰、吊燈等非結構裝飾物松脫、開裂。這是因為頂層屋面板向下的最大加速度也引起的裝飾物的慣性力導致的。(3)框架結構的柱梁節點交匯處則易產生斜向裂縫,磚混結構底層窗間外墻處較易產生45°交叉斜裂縫。這是因為水平振動引底部最大剪力;以及因豎向振動引起的房屋底部大豎向拉壓力,結構內部在拉壓力和剪切力共同作用下,會在構件剛度最強處首先破壞,如窗間、墻梁柱節點處等。因為剛度大的構件,構件間的相互位移就越小,也就更不利于能量的散耗,對振動作用就更加敏感。
三、振動危害的防治措施
(1)在規劃選址上,盡量遠離震源。振動在地基中傳播時,一般隨距離增大發生逐漸衰減。所以在保證建筑物正常使用的前提下,盡可能讓其遠離震源。(2)在結構設計上:一是采用合理的上部結構形式,目前國內建筑物常用結構形式有磚混結構、鋼筋混凝土框架結構、鋼結構等。鋼筋混凝土本身具有柔性,因而這種結構的建筑物變形能力好,承載能力高,一般的抗震能力較強。從抗震角度來說,結構的側向位移程度是選擇結構體系時要考慮的重要因素,這點在高層建筑中尤為重要。建筑物沿著高度增加,結構在振動作用以及其他水平荷載作用下產生的水平位迅速擴大,要求結構的抗側移剛度必須隨之增大。鋼筋混凝土結構體系,由于構件及其組成方式的不同,以及受力特點不同,產生出不同類型。其抗側移剛度能力千差萬別,使其具有各自不同的合理使用高度。因此,為了滿足結構的抗側移剛度要求,避免不合理的設計,應對不同類型的鋼筋混凝土結構體系的建筑物總高度進行不同的限制,這是設計選擇結構的一個重要前提。在選擇多層磚混結構體系時,應優先選用橫墻承重或縱橫墻共同承重的方案。二是采用輕質材料,減少結構自重。在同等條件下,建筑物的重量越大,受到振動力也越大,因此減小結構自重不僅可以節省材料,而且有利于減少振動影響。三是采取構造措施,在構造上多采用抗震縫、圈梁和構造柱等構造措施,提高結構整體性。減少振動作用因結構局部應力過大產生破壞。四是采用合理的基礎形式。對地基基礎的振動影響,為避免因地基液化出現的基礎嚴重不均勻沉降現象,而導致上部結構破壞,應減少柱下條形基礎、筏形基礎、箱形基礎等淺基礎的使用。有條件宜采用樁基礎甚至是端承樁基礎作為基礎結構形式。此外還需要保證施工質量,對房屋振動受損進行評估檢測。及時對損傷進行加固修繕。
參 考 文 獻
[1]林中龍.《非地震振動下房屋結構檢測技術探討》.廣東土木與
[關鍵詞] 代謝綜合征;病因;護理方法
[中圖分類號] R47 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721(2016)05(c)-0191-03
Study on the causes and nursing methods of metabolic syndromes among community residents in Shenzhen
SUN Xiao-ling SUN Shi-hua LUO Xia
Dongyuan Community Center,Futian People′s Hospital of Shenzhen City,Shenzhen 518033,China
[Abstract] Objective To investigate the risk factors of metabolic syndromes (MS) in community residents in Shenzhen,and to explore the nursing methods accordingly. Methods With adoption of the sampling method,2000 residents in Futian community over the age of 30 from March 2014 to June 2015 were involved as the research object and divided into Healthy Group and MS Group according to the Metabolic Syndrome Diagnostic Criteria.Then,the single factor and multi-factor were utilized to analyze the general factors of patients and explore the pathogenes is factors of MS.Based on the risk factors,relevant nursing measures were discussed. Results Among 2000 samples involved in this study,386 patients were diagnosed as MS,and the incidence rate was 19.30%.The single-factor analysis result showed that male with increasing ages,low educational background,high labor intensity,high psychological pressure,bad living habits and related genetic genes had higher incidence of MS (P
[Key words] Metabolic syndrome;Causes of disease;Nursing method
代謝綜合征(MS)為糖脂代謝紊亂、胰島素抵抗、高血壓、肥胖等聚集的臨床綜合征,隨著生活水平提高和人們生活習慣的改變,發病率呈逐年上升趨勢[1]。統計指出,MS在西方人群中發病率為25%,而在我國城市地區20歲以上人群中發病率為14%~16%[2]。MS為心腦血管疾病、2型糖尿病發生獨立危險因素,危及人群健康,為目前備受關注公共衛生問題[3]。深圳市為經濟發達城市,MS發病較高,臨床中針對MS發病相關因素實施護理,對預防、治療MS有重要意義。為此,筆者隨機選取深圳市福田社區30歲以上居民2000例作為研究對象,分析影響MS發病因素,并探討護理方法。
1 資料與方法
1.1 一般資料
采用抽樣方法抽取2014年3月~2015年6月深圳市福田社區30歲以上2000例居民作為研究對象,其中男1123例,女977例;年齡30~82歲,平均(48.3±8.2)歲。所有研究對象均為深圳市福田社區常住居民,排除合并有嚴重心肺肝腎功能不全、惡性腫瘤、精神疾病患者。將符合MS診斷標準人群分為MS組(n=384),其余歸為正常組(n=1614),采用單因素和多因素研究兩組一般資料,包括性別、年齡、文化程度、經濟收入、勞動強度、心理壓力、生活習慣、遺傳等,探討影響深圳市居民MS發病危險因素,并針對發病危險因素提出針對性護理措施。
1.2 方法
檢測所有研究對象一般項目和血液學指標,包括身高、體重、腰圍、血壓、心率、體重指數(BMI)、空腹血糖(FPG)、總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、尿酸(UA)、γ-谷氨酸轉肽酶(GGT),參照《代謝綜合征診斷標準》(中華醫學會糖尿病學分會)[4],具備以下4項中的3項或全部。①肥胖或超重:BMI≥25 kg/m2;②血糖升高:FPG≥6.1 mmol/L及(或)2 h PG≥7.8 mmol/L及(或)已確診為糖尿病并治療者;③血壓升高:SBP/DBP≥140/90 mmHg及(或)已確認為高血壓并治療者;④血脂紊亂:空腹血TG≥1.7 mmol/L及(或)空腹血HDL-C
1.3 統計學方法
采用SPSS 19.0統計學軟件對數據進行分析,兩組研究對象一般臨床資料采用單因素分析(χ2檢驗)及多因素分析(Logistic回歸分析),以P
2 結果
2.1 單因素分析
本次研究選取2000例居民作為研究對象,386例患者明確診斷為MS,發病率為19.30%。單因素分析得出男性、年齡增加、文化程度低、勞動強度低、心理壓力大、生活習慣差及有遺傳人群MS發病率較高,差異有統計學意義(P
表1 單因素分析(n)
2.2 多因素分析
經Logistic回歸分析得出,性別、年齡、文化程度、勞動強度、心理壓力、生活習慣及遺傳均為深圳市居民MS發病危險因素(表2)。
表2 多因素分析
3 討論
本次研究得出,深圳市社區30歲以上居民MS發病率為19.30%,高于我國人群MS發病率,可能與本次研究對象年齡選擇及深圳市地區差異有關。同時分析得出,影響深圳市居民MS發病危險因素較多,包括性別、年齡、文化程度、勞動強度、心理壓力、生活習慣及遺傳。MS為代謝性疾病,其發生與多因素有關,男性人群代謝較女性有顯著差異,加之男性人群吸煙、酗酒比例大于女性,同時男性人群在心理壓力、生活習慣等方面較女性人群危險程度更高[5-7]。影響MS發生危險因素中,除遺傳和性別外均為可控制因素,臨床中通過危險因素控制可有效降低MS發生率,進而保障人群生活質量和健康。護理工作在健康教育方面有重要發揮價值,通過護理措施、健康教育協助患者養成良好生活習慣,避免危險因素可有效預防MS發生。學者研究指出,MS重點在于預防,通過社區、臨床中健康知識講解、生活習慣干預、飲食指導等多種方式干預可降低發病率[8-10]。臨床護理工作中針對影響MS發病危險因素實施護理,可獲得滿意的預防、治療效果。
針對本次研究影響深圳市社區居民MS發病危險因素提出相應的護理措施,具體如下。①加強健康知識宣傳:提高人群對MS相關知識了解、掌握,為提高人群自我預防、依從性,降低MS發病率做好基礎。以社區為單位,通過張貼宣傳海報、發放宣傳手冊、舉辦講座、一對一講解等多種形式向居民宣傳MS相關健康知識,提高社區居民對MS發病、發展及危險程度等健康知識掌握度,讓居民從自身健康出發進行自我預防,自覺養成良好生活習慣,避免危險因素,從而獲得良好預防效果,特別對于男性人群應加強管理和宣傳,評定患者發生MS危險程度,及時消除危險因素。建立管理檔案,將人群一般情況、合并疾病、用藥情況、體檢狀況進行登記,通過動態觀察和評定,便于系統管理人群。②養成良好生活習慣:指導社區居民科學、合理膳食,養成低鹽、低脂、高蛋白、高維生素,少食多餐的良好飲食習慣,根據不同人群合理搭配三餐飲食[11-12];根據運動喜好,指導居民進行體育鍛煉,每日應堅持鍛煉30 min以上,包括散步、跑步、游泳等有氧運動;對吸煙、酗酒人群應指導其盡早戒煙、戒酒,同時列入高危人群行列,鼓勵每年堅持體檢;對于肥胖、超重人群,應根據患者自身特點實施減肥計劃,控制體重。③減輕精神壓力:隨著經濟發展,人們生活節奏加快,精神壓力隨之增加[13-14]。本次研究得出,心理壓力同樣為MS發病危險因素,對于精神、心理壓力較大的應列入重點人群監測對象,通過組織娛樂項目、心理疏導等多種方式減輕心理、精神壓力。④高危人群管理:以社區為單位將符合MS發病高危人群建立檔案進行統一管理,定期進行電話、上門隨訪等形式了解高危人群生活習慣、飲食、運動等改變情況,對高危人群實施監督、管理。上述護理措施均根據影響MS發病危險因素制定和實施,將護理方法和措施有針對性地實施可有效避免患者接觸危險因素,從而更有效地降低MS發病率,保障患者健康和生活質量。學者研究指出,MS發病主要與日常生活方式有關,通過健康教育、宣教等方式提高人群健康知識掌握度,在生活中積極避免危險因素為降低MS發病,保障人群健康提供保障[15]。另有學者研究指出,MS發病呈逐年上升趨勢,不僅與生活水平提高、不良生活習慣有關,還與疾病健康知識在人群中推廣和講解有關,臨床中應加強健康知識宣講,為預防和降低MS發生提供保障[16]。
綜上所述,深圳市社區居民MS發病危險因素較多,包括性別、年齡、文化程度、勞動強度、心理壓力、生活習慣及遺傳等多因素,臨床中針對危險因素實施針對性護理,對避免影響MS發生危險因素,降低MS發生率,提高人群生活和健康有至關重要的意義。
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