服装设计的技能
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇服装设计的技能范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
服装设计的技能范文第1篇
关键词：益智功能；婴幼儿服装设计；内容
目前，市场上婴幼儿益智玩具比较多且销售情况良好，主要在于这些益智玩具与儿童的生理和心理需求相符，与消费者的需求相符，能够很好地促进婴幼儿智力的发展。婴幼儿服装也是生活必需品之一，因而考虑将益智因素融入其中，更好地促进婴幼儿的智力开发。
1益智婴幼儿服装的功能
益智型婴幼儿服装指的是“利用服装促进婴幼儿身心各方面的健康发展，促进其在认知世界、开发想象力、艺术素质等方面的提高”[1]。拥有益智功能的婴幼儿服装在功能上有着下面几点表现。
1.1与婴幼儿身体发展相适应
婴幼儿的身体发展包括了很多方面，有感官、身体动作、体格以及体能的发展。为了与婴幼儿身体发育相适应，就要着重设计好婴幼儿服装的款式造型。婴幼儿的衣服不能太紧身，应该有更大的放松量，这样才能为婴幼儿的肢体动作学习提供便利。
1.2有助于知识和技能的增加以及学习兴趣的培养
将一些知识信息融入到设计的服装中，以便孩子获取自然、社会方面的知识，促使其某些方面的技能或是观察等能力得到锻炼。在穿衣的同时经过婴幼儿的观察，就潜移默化地获得了这些知识或技能，这就在无意中逐渐培养了孩子的学习兴趣。
1.3发展思维能力
将很多元素融入服装中，都是有助于发展婴幼儿的注意力的，而且面料图案还有助于发展孩子的形象思维能力，诸如空间思维力和想象力，以及形象记忆力等[2]。
1.4提高审美能力
培养婴幼儿的审美能力可以通过色彩搭配、面料图案等方面的服装设计来实现。值得注意的是:益智教育功能绝不仅仅是以上几种，其具有开放性，伴随时代的发展，其功能也会逐步得以丰富、完善。
2益智婴幼儿服装的设计
设计益智婴幼儿服装具有其自身特点，可运用仿生设计法，不仅可以丰富婴幼儿服装的内容，且对于发展婴幼儿的智力很有帮助，所以接下来就仿生设计的角度进行进行论述。
2.1仿生设计的益智功能
仿生设计顾名思义就是对自然界事物仿照，可以是事物某一方面的特征或内涵，据此来设计婴幼儿服装。这样的设计不但能促使婴幼儿的知识得到丰富，也能促使其认知、思维和审美等方面的能力得到培养和提高。概括来说，也就是具有审美教育和科学认知的功能。
2.2仿生设计的内容
2.2.1造型设计
对于未知的自然界与社会生活，婴幼儿总是饱含了幻想。他们往往会通过自己的想象来理解未知的或不熟悉的事物。所以，在设计婴幼儿服装的时候，还是要以自然元素或卡通形象为依托，同时将现代知识、信息等融入其中，并为孩子留下一些想象空间，以便有助于发展其创造性思维，例如有些是局部仿生的服装设计，像孔雀裙、蝙蝠衫、蝴蝶结以及灯笼裤等等；还可以在服装设计中加入某些小动物造型或受欢迎的卡通角色形象，从而使得婴幼儿服装饱满生趣。
2.2.2色彩设计
婴幼儿没有稳定的心理，外界因素很容易对其产生影响，所以，一定的感官刺激有助于对大脑神经通路形成刺激，这对婴幼儿的感知、记忆方面的能力都能形成很好地刺激作用。而婴儿和幼儿在视觉发展方面存在很大的差异性，所以二者在进行服装色彩设计方面需要分别进行考虑。首先是婴儿服，婴儿期（出生～1岁），有心理学研究显示，看到感兴趣或喜爱的事物会使婴儿的心情更加愉悦，有助于促进大脑发育。其中色彩对婴儿视觉的刺激是可以应用到婴儿服的设计当中的。所以在服装设计中搭配组合的时候，选择色谱中暖色系为佳。其次是幼儿服，2～3岁的幼儿视觉神经得到进一步发育，此时已经能够一定程度上分辨颜色，对于鲜亮的色彩比较擅长捕捉，所以服装设计时可以融入一些原色进行点缀，然而需要注意，对刺激对比强烈的色彩组合不能大面积运用。随着年龄的增长，幼儿会逐渐识别混合色，继而对浑浊色中具有较大辨别明度的色彩进行判别，最终直至识别光普中的全部颜色，服装设计可作出相应的调整，运用色彩、组合搭配好色块，从大自然中选择设计素材，从而促进孩子的想象和创造力得到培养。
2.2.3面料设计
基于益智功能的婴幼儿仿生法服装设计，通常针对的是面料图案和肌理。如此便有助于婴幼儿更好地认识自然界，且融入卡通或抽象的图案将有助于婴幼儿的审美和想象能力得到培养。1）图案设计。很多的图案都是源自于自然界的诸多生物体，这对如今的服装和纺织品设计启示很大，对婴幼儿的认知发展而言，这些仿生图案意义重大。构成生物个体的图形基本上可以视为点、线、面的结合，然而不同的组合呈现的形态也不同：趋向于点的图形构成，并且点也呈现出的形态也不同，可抽象化图形抽象，通过提取绘制达到一定的平面效果，进而应用到婴幼儿服装中；趋向于线的生物个体花纹，呈现出的表现形式也很多样化，可以是直线、曲线、交叉线等[3]；趋向于面的图案，其构成是不同形状和面积的色块。婴幼儿服装设计师在具体应用图形的时候，还应当立足于幼儿的心理特点，依据儿童喜好来绘制图案，勾画出婴幼儿天真的内心世界。2）质感设计。婴幼儿的仿生设计可以着眼于面料的肌理角度来进行考虑，生物体肌理与面料质地是设计者们的灵感来源。婴幼儿服装设计师可运用滴色法、水色法、叶脉法等方法将有着仿生效果的肌理纹路制作出来，从而使得图案看起来千变万化，这将有助于婴幼儿想象力的培养。
3结语
0～6岁的婴幼儿在大脑发育方面还有着极大的可塑性，充满了智力的潜能，因而很有必要借助脑的发育和活动规律来开发其智力。针对婴幼儿服装和智力开发相结合的这一设计理念，我们有必要深入地践行，在遵循婴幼儿智力开发规律的基础上，在服装设计中融入益智元素，以便于更好地促进婴幼儿的智力开发。
作者:卢向飞 单位:漯河职业技术学院
参考文献：
[1]董奇,陶沙.脑与行为——21世纪的科学前沿[M].北京:北京师范大学出版社,2000:35-36.
服装设计的技能范文第2篇
关键词：高职教育 服装艺术设计 智能培养 行业结构 升级 行业转型
我国的服装行业发展很快，以成为我国主要的经济支柱性产业之一，现在正处于从加工型向创造型转型的关键时期。许多的拥有服装专业的高职院校都是强调如何培养技能型人才，对于人才的智能培养却提及甚少。其实在我国服装行业结构优化升级的进程中，目前处于结构转换的关键时期，就业结构要和行业结构的调整相适应。因此在目前形势下,既要加强对于技能型人才的培养，也要强调人才的智能培养,只有这样才能为服装产业的发展和服装行业结构的调整提供更有力的人才支持，智能培养也必将成为服装专业在高职教育中的重要课题。
一、智能的内涵
关于智能的内涵有过诸多的阐述。亚里士多德就曾在《形而上学》中提到过知识、技术和智慧的分类问题。他认为知识注重的是解决思想问题，为统治者提供理论上的依据和来源；技术则侧重动手操作，是劳动者完成具体工作任务的手段；在知识与技术之间，还有一种，是通过思维的分析和判断，利用头脑来解决问题和完成任务的智慧，这里的智慧一词和我们提的智能的作用很接近。
事实也是如此，在服装专业中，一个服装款式的设计与结构设计需要的能力，完全来源于人脑的思维分析能力和对知识的运用能力，最后通过服装效果图和服装样板表现出来,人的视觉观察到的是效果图和样板的绘制技术的表现,而往往忽略了它们内容呈现的依据,现实工作中,基本上没有在学习中学过的现成款式,解决服装设计工作所需要的能力主要是智能,总的说来，服装设计的能力，应属于智能范畴。
智能，它是与技能相对的一个概念。简单的说智能，是将各方面的知识及所积累的各种经验综合运用的能力和可以把这种综合能力转化为实践规划及实践行为的能力。动手做某事的技能，则是智能实践化的具体操作。
能力又分为两种，一种是训练人身体的肌肉协调来完成某种任务的能力；一种是训练人的意识控制，依靠某种规则或操作程序来完成任务实现目的的能力。前者通过反复的演练可以形成行为模式，达到自动操作的效果，甚至不需要意识控制即可完成；而后者的培养则不同，它离不开人的智慧，人的思维运作，这种能力也需要反复的演练，但即使是具有丰富经验的人所操作的每一步也必须是在意识的监控之下，不可能产生自动化的效果。如：创意、设计等，它是通过特定的意识规则或操作程序的训练而形成的，它的成果是在智慧运作中实现的。
二、智能培养的必要性
现阶段加强服装设计专业高职教育的智能培养，是服装产业发展，服装行业结构的升级及其所带来的就业结构的转换的必然要求。
1、智能培养是服装行业结构升级的必然要求。
经济越发展，生活越富足，人们消费需求的层次就越高，服装产业发展的结构层次也就越高，而服装行业结构的发展变化必然带来岗位分工和就业结构的转换。目前我国服装行业已经进入加工阶段的中后期并向创造阶段转移，岗位分工与就业结构的转换的必然带来对智能型人才的需求。
第一 品牌化进程的不断推进，需要更多智能型人才。现代服装企业载体特征是由劳动密集型企业向资源资本依赖型企业再向技术知识密集型企业逐渐转变的过程，这个过程越往后，对技术知识的依赖程度就越高，产品和工艺中的智能成分就越高。之所以是智能而不是技能，是因为在工业化后期，产品要迎合人更高层次的精神需求和心理满足，需要更富于个性化的创新意识，要通过精彩的创意、设计和精心的策划、包装才能实现。而技能是靠规范、重复的设备或仪器操作来生产模式化的产品，用来满足人们较低层次的需要，所对应的只能是工业化中前期阶段的产品，因此随着品牌化进程的推进，设计化程度越高，就越需要智能型人才。这一点在目前的国际竞争中也得到了验证，即一方面我国的服装产品在国际市场上显示出越来越强的竞争力，而另一方面我国的产品档次不高，创新能力不强，没有个性，没有思想，产品的附加值低，产品的劳动生产率低下等表现也越来越突出，其矛盾的根源也正是产品的智能成分不高所造成的。
第二 现代服装文化的不断发展，需要大量智能型人才。现代服装已经成为了文化的一种载体，服装在社会上的表现都是以社会文化和个体文化为背景的，作为服务主体的人就必然成为这种文化的载体，而智能运作的服装产品是为了满足更高层次的享受型、发展型的需求而设计的，是更富于个性和创造性的。社会越发展，经济越发展，人的需求就会越发展和提升，就越需要以现代服装业为主的时尚业发展，那么智能型人才的需求也就会越有发展。因此说服装产业发展需要大量的智能型人才。
2、智能培养是实现基础课教学服务于专业课教学的必然途径。
第一、 区别于美术专业的基础课教学是实现转化的前提。长期以来，服装设计专业的专业基础课教学与美术专业的基础课教学没有太大的区别，学生是为了画而画，在美术基础训练的过程中，由于脱离了本专业的教学目标和教学任务，没有培养学生通过训练达到一定专业课所要求的效果。只有通过教师在素描等基础课上的引导，而改变学生的训练意识，才能达到基础课为专业课服务的目的。
第二、文化基础课的教学是智能培养的基础。事实证明，文化水平的高低直接影响的设计水平的强弱。文化课的学习可以培养人的综合素质，提高人的想象力和抽象思维的能力，并可以增强人对事物的情感体会。更可以将文化课的学习融入在专业课的教学当中。
三、智能培养的可操作性及思路分析
服装设计的技能范文第3篇
【关键词】职业能力 课程体系 教学模式
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682（2012）12-0014-02
课程建设与改革是提高教学质量的核心，也是教学改革的重点。我院服装设计与工程专业在课程建设与改革方面进行了有益的探索，积极构建课程，改革课程体系和教学内容。本文从我院服装设计与工程专业以职业岗位需求为核心的课程构建与实施过程进行阐述。
一、“以职业岗位需求为核心”课程体系的构建
1.社会需求调查与职业岗位分析
2.构建专业课程体系
通过广泛的服装行业企业调研，构建了以能力为本位、注重职业素养的工作过程系统化的专业课程体系，并以课程改革与建设为核心，统筹配置师资队伍和实践教学条件，专业围绕工作过程系统化构建了专业核心领域课程体系，主要由《时装画技法》、《服装设计》、《服装平面结构设计》、《服装工艺》、《服装打板与推板》、《立体裁剪》、《服装CAD》作为工作过程体系化的课程，培养主要专业能力，同时将培养社会能力和职业素养贯穿于教学的全过程。（见图2）
通过对岗位及岗位群的职业能力分析我们发现，“服装款式设计、服装板型设计、服装工艺设计”三大岗位群的能力具有连贯一体性的特点，兼顾学生就业情况，我们将“款式设计、板型设计、工艺设计”三大基本技能，作为一个完整的工作流程，贯穿到第二、三学期的《服装设计基础》《服装画技法》《服装平面结构设计》《服装工艺》的课程与学习情境中。以服装种类（典型种类）作为主要载体，以每个服装种类的工作流程作为学习内容，每个学习情境都包含了“款式设计、板型设计、工艺设计”三个基本技能。在重复的过程中学习不同服装种类所需的知识和技能。
3.基于职业能力分析，完成从行动领域到课程的转化。
二、“以职业岗位需求为核心”的课程实施
为了适应岗位的要求，缩短毕业生就业后的适应期并增加稳定期，解决用人企业反映毕业生就业存在的问题，使教学服务生产。服装设计与工程专业的专业主干课程应进行以工作任务为导向的学习领域课程模式改革，采用行动导向的教学方法，培养学生的动手能力、适应能力和良好的职业素养。
1.实施的基本思路
实施的基本思路主要有以下五个方面：以目标岗位的工作环境为模板，创设学习情境；以主要岗位的工作内容和任务为载体，分角色分模块组织教学；以培养适应岗位需要的具有综合全面的专业素养和能力的毕业生为目标；以特色教材为核心，构建立体化教学资源；以学生为中心，着重培养学生的职业能力。
2.教学模式设计
专业核心课程可采用按主要岗位生产过程情境组织理实一体化的教学模式。首先，由教师深入企业进行生产实践，收集企业真实资料，再根据校内实训条件的实际情况进行筛选整理并改编成可应用于教学的各项模拟任务教学资料，教师要通过指导学生完成这些模拟工作任务完成教学任务。学生在一定的学习情境中，完成各项改编自企业真实操作资料的仿真模拟任务，学习专业知识和专业技能，养成良好的专业素养，因此，以任务为载体将“教、学、练、做”融为一体。
其次，为充分调动学生的学习积极性，可利用自主学习的网络课程平台充分来发挥现代教育手段的优势，如精品课网站课
程、学习网络论坛以及多媒体课件等的优势，将网络技术与教学有机结合，最大程度地实现师生互动，让学生能够在轻松愉快的氛围中参与到课程学习中来，同时便于教师了解学生在学习中遇到的问题和想法，从而根据学生的情况尽快在教学中进行调整教学节奏和重难点。
再次，在教师引导下，学生在任务驱动下和探究讨论中逐步学会自主学习培养专业能力的同时，还培养了方法能力，使其具有终身学习的能力。通过课外自主学习，掌握从科技文献的检索阅读思维能力、组织能力、计算机办公软件的应用、口头表达能力和反应能力创新精神等方面的综合能力。
3.实施环境建设思路
根据学校实际条件，尽可能真实地创造一个企业化工作环境，即来源于实际的仿真职业环境和仿真的学习资源。企业化的学习过程通过模拟企业真实工作任务进行训练，更好地进行工学结合。实训过程中，将传统的学生和教师关系转换为员工与部门经理的角色，在学生中设初级管理者角色，按企业的竞聘规则选出表现出色组织能力协调能力较好的学生担任组长，三级负责，让学生有在企业工作的真实情景感。
4.实践教学条件建设
要紧密联系行业企业，广泛进行调研，不断改善实训、实习基地条件，使实训、实习条件更加适合于“生产性实训”的要求，使校内生产性实训、校外顶岗实习比例逐步加大，提高学生的实际动手能力。专业课程在校内和校外实训基地进行，采用项目引导、任务驱动的理论实践一体化教学模式，部分课程聘请企业的工程师担任兼职教师进行授课。
在校内的实训基地营造职场氛围，利用实训室先进的设备，进行系统的服装专业教学内容的设计，重点培养学生的服装款式设计、板型设计、工艺设计能力。每学期末设置综合性的应用实训项目，给学生分组布置任务，让学生独立或合作完成。培养学生的专业综合职业能力和团队合作精神。
参考文献
服装设计的技能范文第4篇
关键词：婴幼儿服装；功能性设计；发展前景
中图分类号：J523 文献标识码：A
文章编号：1005-5312（2012）24-0184-01
婴幼儿服装是指年龄在36个月以内或身高在104cm及以下的婴幼儿使用的服装。中国是人口大国，近几年随着新一轮人口出生潮的来临，中国婴幼儿服装需求逐年上升，全国每年童装销售量在6-8亿件，并在近几年内每年保持8%的速度增加。婴幼儿服装成为继女装之后新的服装消费热点。
如何使生产出来的婴幼儿服装不仅美观，而且能够承担相应的功能性作用，在进行婴幼儿服装设计时，就不仅应该注重服装的外在美观性，还应该加入婴幼儿服装的功能性设计。
一、婴幼儿服装功能性的内容
（一）服装的气候调节功能
婴幼儿的皮肤相对成年人来讲，皮肤壁更薄，不像成年人那么汗腺发达，因此不能主动排汗，免疫力差，抵抗力弱。婴幼儿的服装要求在能够调节人体体温，在穿着时针对环境的冷热条件，不仅能够保温保暖，还要透气吸汗，排湿。在这一点上，就比成年人对服装的要求更加高。
（二）服装对皮肤的保护功能
婴幼儿的皮肤相对成年人来说，更加细嫩，更容易受到外界细菌及有害物质的侵害。服装的pH值在微酸和中性区域有利于人体保护，如果服装酸碱不当，将导致皮肤表层的天然屏障遭到破坏，刺激皮肤，滋生细菌，引起疾病。婴幼儿用品（A类产品）和直接接触皮肤的产品（B类产品）的pH值要求为4.0～7.5。甲醛、重金属残留、可分解芳香胺等有害物质会损害婴幼儿的身体健康，在婴幼儿服装也被禁止使用。
（三）服装的安全防护功能
婴幼儿服装本身应该柔软亲肤，防止过硬的面料划伤婴幼儿的肌肤。同时，婴幼儿的服装设计应考虑小孩子多动、好玩的特性，经常会练习爬行，以及身体扭动，婴幼儿服装的造型设计应该为孩子的成长、活动留出空间。
二、婴幼儿服装功能性设计
（一）针对气候调节的设计
婴幼儿服装保温保暖功能要求尽可能采用天然纤维面料，而不使用化纤面料。天然纤维包括棉、麻、羊毛、蚕丝等纤维，化学纤维包括涤纶、腈纶、醋酯纤维等。棉纤维具有吸湿性强、透气性好的特点，可以作为婴幼儿贴身服装生产采用的面料。婴幼儿的头顶、手心、后背都爱出汗，专为婴幼儿设计的帽子、手套等服饰配件可以起到保暖吸汗的作用，还可以防止婴幼儿不小心抓伤自己。
（二）针对皮肤保护的设计
在婴幼儿服装的生产与消费上，更应该注重安全因素。在《婴幼儿服装标准》中就明确规定了服装中砷、铜、甲醛等物质含量的具体标准，就是为了保护婴幼儿的皮肤不会受到外界物质的侵害。许多童装企业表示，婴幼儿服装面料的选用要严格参照《婴幼儿服装标准》执行，尽量避免金属配件、吊饰、亮片小珠子的使用，尽量不用印花工艺而采用绣花工艺替代。对于婴幼儿面料的选用，也会与上游纺织面料行业沟通，在婴幼儿服装的面料中禁用可分解芳香胺染料，pH值夜必须限定在4.0至7.5之间。尽量采用新工艺、新技术，生产绿色环保的婴幼儿服装产品。贴身服装可以采取以下措施：减少衣片数量，缝份放在服装外侧，洗涤说明、商标、号型标志可以缝在服装外侧或者粘贴的服装上。
（三）针对安全防护的设计
0～1岁（婴儿期）的体型特征是胸、腰、臀围度差异不大，下肢占总的身长比例较短，身体前凸后凹。为了减轻婴幼儿腹部压力，保护内脏器官发育，应该多采用“背带式”或“睡袋式”结构，设计时注重服装腹部保暖性能，保证小孩不会着凉。1～3岁（幼儿期）的体型特征是小孩的运动机能开始明显发育，凸肚状态逐渐消失，腹部逐渐平坦，腰身逐渐形成，四肢的增长也比以前快，臀围略大于胸围。婴幼儿的头较大、手脚段、骨骼柔软，应该穿着袖子宽大的衣服，领、肩部多采用无领设计，避免穿脱时候摩擦颈部皮肤，减少或尽量不采用系绳的设计，避免抽拉时用力过猛造成婴幼儿肢体的损伤。小孩子多喜欢用嘴咬衣服的袖口、领口周围，因此要保证婴幼儿服装面料的无毒、环保、安全。同时，服装上尽量不要使用金属配件和坚硬的装饰小物件。
三、婴幼儿服装功能性设计发展前景
婴幼儿服装作为近年来蓬勃发展的服装门类，近年来，越来越受到人们的关注和重视，这样的现状首先与我国建国以来第四次婴儿潮的到来有关，其次更主要的是现在的家长们健康环保意识的提高，对婴幼儿服装的安全性能更加重视。这就要求婴幼儿服装的生产和设计者们要了解和研究婴幼儿的生理特征和行为特性，找出婴幼儿服装功能性的需求所在，满足日益提升的婴幼儿服装功能性需求。
服装设计的技能范文第5篇
关键词： 塔式太阳能发电； 定日镜； 遗传算法； 控制系统结构； 电路设计
中图分类号： TP 27文献标志码： A
文章编号： 1008-8857（2016）03-0125-06
Abstract： With the problems of low tracking accuracy and high construction cost of the heliostat tracker in the solar thermal power tower，the combination of the selection mechanism of genetic algorithm and the feedback mechanism of energy changes in the heat absorption tower was proposed to improve the tracking controller.Optoelectronic sensors were equipped in a few of heliostats.Based on these heliostat control angles，the angles of the other heliostats were adjusted.The communication framework and the circuit of tracking controller were designed using DSP as the control core.Experimental results showed that the proposed solar tracking controller could reduce the number of optoelectronic sensor and the construction cost of solar thermal power plant without reducing the overall control precision of the solar thermal power tower.At the same time，the control system had the ability of automatic adjustment when its tracking control depended on the trajectory of the sun.
Keywords： solar power tower； heliostat； genetic algorithm； structure of control system； circuit design
在光热发电领域中采用太阳能跟踪控制方式是提高定日镜接收率的最有效途径之一[1].目前采用的太阳能跟踪控制有多种控制方式，如气动式、压差式、电控式等[2].在如何提高单个定日镜跟踪精度方面已取得很多成果[3]，但是对于大规模光热电站中数目众多的定日镜的整体控制还没有成熟的方案[4].若仅采用光电检测式跟踪控制，虽然具有较高的精度，但高昂的成本使其离商业化运行还有差距[5]；而属于开环控制的视日轨迹跟踪控制虽然有着很好的跟踪稳定性[6]，但其缺乏自动调整能力[7]，使得其整体跟踪精度不高，导致太阳能的整体利用率较低.
为了不增加定日镜数目并保证光热电站定日镜的整体控制精度，采用遗传算法对太阳能跟踪控制策略进行改进.文献[8-9]基于单片机技术，研究了满足复合控制功能要求的太阳能跟踪控制装置.在此基础上，本文对控制系统的结构进行了优化设计，并完成了高精度控制器的硬件电路设计.在保证光热电站整体发电效率的同时，大大减少了光电检测元件的安装数量，使复合控制与大规模光热电站定日镜跟踪控制能更好地结合.
1 控制系统结构设计
本文采用基于遗传算法改进的复合控制方案[10].光热电站中设置光电基准型和受控型两种类型定日镜.光电基准型定日镜通过光电检测跟踪和视日轨迹跟踪确定定日镜最佳接收角度，受控型定日镜根据光电基准型定日镜的最佳角度形成域值范围，并在此范围内采用遗传算法进行调整.光热电站中光热基准型定日镜数量记为n，受控型定日镜数量记为m.在控制系统的通信框架中，以n台光电基准型定日镜为主站，在分站1、2、3内设置多台PC机从站，光电基准型定日镜与分站通信方式为多主对多从，采用CAN总线的通信模式完成数据交换.分站1、2、3负责将光电基准型定日镜调整的最佳角度实时传递给总站，总站根据光电基准型定日镜最佳角度形成的域值并经遗传算法运算形成随机角度，并将其传递给分站4、5、6、7，分站再将角度分配给每一个受控型定日镜.控制系统的通信框架图如图1所示.
2 光电基准型定日镜控制器电路框架设计
光电基准型定日镜控制系统主要包括5个模块：电源电路、检测电路、主控电路、通信电路、伺服电机及其驱动器.电源电路主要为系统提供稳定的工作电压.检测电路中配备有四象限光电检测装置及信号处理电路，通过四象限光强变化采集太阳方位信息，并将其转化为电信号传递给主控电路.主控电路是整个控制系统的核心模块，负责计算太阳方位、接收采集信息、控制伺服电机运转等重要功能，主要由DSP控制电路、AD采样电路、PWM输出电路、复位电路、JTAG电路、时钟电路、EEPROM构成.通信电路负责PC机与光电检测元件的数据传递，本文采用CAN总线通信电路和RS232串口通信电路.采用直流无刷伺服电机及其配套的直流伺服驱动器.光电基准型定日镜控制系统示意图如图2所示.
3 电源电路设计概要
硬件电路系统均需电源电路.在光电基准型定日镜跟踪控制系统电路中，各模块所需的额定电压不同，对电压稳定性的要求也不同.因此，需要针对特定的模块设计相应的电源电路.
3.1 开关电源选型220 V24 V
系统采用供电电压为24 V的直流电.考虑到各个模块工作时额定功率、电压、电流等的要求，尤其要保证伺服电机能够正常驱动，本文选择型号为YXW24 V10 A240 W的220 V24 V、AC转DC开关电源，其各项参数满足硬件系统的性能要求.
3.2 24 V电源抗干扰电路
为保证硬件系统正常工作，需要电源电压工作稳定，并具有较强的抗干扰能力.因此，需对电源电压进行滤波、稳压处理，据此在抗干扰电路设计中增加防反接二极管、稳压二极管稳定电压，增加双向共模电感，以消除共模电磁干扰，增加电容起到滤波作用.
3.3 24 V10 V DCDC降压电路设计
本文选择以LM5008A型降压开关稳压芯片为核心处理单元来设计24 V10 V DCDC降压开关稳压器.该方案可确保短路控制，同时提供最低的折返，具有热关断、VCC欠压锁定、栅极驱动欠压锁定、最大占空比限制器和预充电开关等功能.
3.4 5 V、3.3 V、1.8 V电压电路设计
根据不同电路对电压的要求，可在获得10 V电压后经芯片进行转换.TLV70450DBV、TLV70436DBV芯片可以将10 V电压转换为5 V和3.3 V电压，而1.8 V电压可由5 V电压通过TI公司的PS767D301芯片进行转换.
4 检测电路设计
检测电路系统共有5个模块：四象限传感器模块、信号放大电路模块、精密有源绝对值电路模块、比较电路模块、有源滤波电路模块.其工作原理为四象限传感器模块将光信号转化为电信号，再通过信号放大模块将电压信号进行差动放大及去干扰，精密有源绝对值电路负责获取电信号的大小，比较电路模块则用来判断电压方向，最后通过有源滤波电路模块传给主控单元.
4.1 四象限传感器模块
光电检测四象限法中采用的核心元件为四象限光电传感器[11]，其原理为利用各象限光照不均产生压差来工作.四象限检测法就是将光电检测区域分为四部分，将四象限传感器安放其中，并根据传感器中的电流大小和方向判断各象限接收到的光照情况，从而做出相应的调整.
当太阳垂直对准定日镜时，太阳入射光斑位于光电检测元件的正中心，这样四个象限内光照一致，不会产生电压差.当太阳入射方向发生偏移时，入射光斑在四个象限中的位置会产生偏移，四象限因光照不均产生电压差形成电流回路，经计算可得出当前定日镜与最佳方位偏离的角度，从而对定日镜的转角位置重新进行调整，使其达到与太阳光照方向垂直的效果.
4.2 信号放大电路设计
四象限光电传感器的电压差是因太阳光在各象限内光强不均产生的，由光强信号改变而引起的电压差不足以为主控芯片提供变化的电压信号，而且微弱的信号易受到外界信号的干扰，需要对其进行放大、抗干扰处理.双端输入、单端输出的差动放大电路具有共模抑制比高、不易受外界信号干扰等优点.信号放大电路的前级采用同向放大电路，通过电路的高阻抗特性放大输入信号的电压差，然后在后级使用差分放大器消除前级同向电路采入信号的共模偏差，增强电路的抗干扰能力.
信号放大电路如图3所示，其中R1=R3，R4=R5，R6=R7；U1为输入电压；U2为输出电压；输入信号的放大倍数Ud可由式（1）得出，即
4.3 精密有源绝对值电路设计
为方便DSP（digital signal processing）的信号处理，在AD采样电路中加入可将负电压转化为正电压，并保持外界电压信号大小的精密有源绝对值电路.其工作原理为：当输入电压U3>0时，运算放大器oc1的输入小于0，运算放大器oc2的输入大于0，二极管D2导通，D1两端施加了方向电压而被强制关断，oc2则为电压跟随器，输出电压U4=U3；当U3
4.4 比较电路设计
精密有源放大电路只能传递信号的大小，需经比较电路判断输入信号的方向.传感器信号经过差动放大电路后从比较电路的3脚输入.若输入信号大于0，则3脚电压低于2脚接地电压0 V，6脚输出高电平3.3 V；若输入信号小于0，3脚电压高于2脚接地电压0 V，6脚输出电压为低电平0 V.通过比较电路可知四象限传感器产生的电流方向，从而得出光信号更强的传感器象限的相关信息，进而推断出太阳方位的变化.比较电路原理图如图5所示.
4.5 有源滤波电路设计
滤波电路的设计就是求解出通带放大系数Aup、截止频率fp和过渡带的斜率.有缘滤波器与无源滤波器相比，无源滤波器是由电阻、电容组成的滤波器，其截止频率受负载的变化而变化，较不稳定.而有源滤波器是在无源滤波器后接电压跟随器，由于电压跟随器的输入电压无穷大，即可以将负载与无源滤波器隔离，使负载对滤波器截止频率无影响.有源滤波器只适用于信号的处理，不适合高电压、大电流负载.而无源滤波器常用于整流后的滤波，高电压、大电流的滤波常采用LC电路.本文中传感器的传递频率为10～15 Hz，属于低频，所以设计为低通滤波器（LPF）.
5 主控电路设计
主控电路以DSP为核心处理芯片，设置相关外设组成核心电路板，主要由DSP控制芯片、AD采样电路、PWM输出电路、复位电路、JTAG程序下载电路、时钟电路、EEPROM电路模块组成.以DSP为控制核心的跟踪系统具有可靠性强、跟踪反应速度快、稳定性好等特点，为装置实时准确地跟踪太阳光提供了平台[12].
5.1 DSP选型
为满足硬件系统对数据快速、高效的处理要求，本文选择TMS320F2812型DSP作为主控电路的核心处理芯片[13].其最高时钟频率达150 MHz，运行速度快，且本身自带SRAM、flash等储存空间，可方便地进行在线仿真.此外，本型号DSP还配备诸多外设，包含3路SCI、1路SPI、2套EV时间处理器、2路8位的ADC、1路eCAN总线通道，功能齐全.
5.2 AD采样电路
TMS320F2812型DSP的A/D端口是GPIO多路复用的形式，共有16路12位的A/D转换器.A/D端口的输入电压控制在0～3.3 V.为保证实际输入电压在输入信号范围内，在A/D采样端口处必须设置保护电路[14].
5.3 PWM输出电路及程序下载接口电路
DSP采用PWM输出波形控制伺服电机的转动方向和速率.TMS320F2812型DSP有12路PWM脉冲输出端口.为保证输出波形的真实性，采用74HC245型锁存器进行PWM输出波形的保持，以防止传递出的PWM波形衰减[15].
DSP进行程序调试时，需经JTAG程序下载接口将仿真器与DSP连接，并将PC机上的程序下载到DSP中才能让DSP运行.
5.4 时钟电路设计及EEPROM电路模块
对定日镜进行时钟控制时，要保证时钟不受系统失效的影响，采取单独时钟芯片构成时钟模块最为安全.本文采用Intersil公司生产的ISL1208型时钟芯片.该时钟芯片具有低功耗、高精度等优点，在系统电源失效时，可以通过后备电源供电，提供可靠的时钟信息.
为防止在主控电路发生故障突然掉电时数据丢失，添加EEPROM电路模块.
6 通信电路
定日镜需要与分站进行通信，以完成数据交换.定日镜与分站进行数据交换时属于多主多从模式.本文用eCAN总线通信模式完成定日镜与分站的数据交换.在硬件电路系统设计中，采用两种通信方式：eCAN总线通信方式和RS232串口通信方式.eCAN总线通信方式主要用于定日镜与分站的数据交换；RS232串口通信方式用于调试时主控模块与PC机的数据交换.
6.1 eCAN总线通信电路
选用SN65HVD232芯片作为eCAN总线通信电路的设计芯片.该芯片的应用扩展性好，功能强大，若要增加节点个数，只需在CAN总线上挂载有CAN模块的控制器即可[16].
6.2 RS232串口通信电路
在进行DSP主控板的通信程序调试时，采用PC机与主控板串口调试方式更为方便.由于DSP采用的是TTL电平，与PC机的电平不一致，所以需要借助Max232完成TTL电平与PC机电平之间的转换.
7 伺服电机及其驱动器选择
为满足定日镜调整特性，采用直流无刷伺服电机作为驱动电机，通过模糊PID控制对电机系统进行闭环控制调整，减小其误差，使其能达到定日镜转角精度的要求.主控电路根据所要调整的位置及伺服电机反馈情况向控制器提供相应PWM脉冲来调整定日镜转动.
因为定日镜需要根据太阳方位的变化进行实时调整，所以要求所采用的电机具有频繁启动、快速响应等特性.根据定日镜支架结构、重量、所需驱动转矩等实际情况，选择雷赛公司的DCM 50205型永磁直流无刷电机作为定日镜转动的驱动电机.根据DCM50205型直流电机特性，选择DCS810数字直流电机控制器作为该系统的伺服电机驱动器.
8 结 论
本文提出了基于遗传算法改进的复合控制方案，设计了太阳能光热电站控制系统的总体结构，采用以CAN总线协议为基础通讯协议的总站、分站相结合的结构模式.这种模式既减轻了总站控制多台定日镜的负担，又方便每台定日镜各项参数的实时采集和存储.设计完成了光电基准型定日镜跟踪控制装置的硬件电路，包括电源电路、检测电路、主控电路、通信电路和伺服电机及其驱动器模块.本方案在保证光热电站整体控制精度的基础上，减少了光电检测元件的安装数量，降低了电站的构建成本.本研究将促进太阳能光热发电的发展.
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