控制设计论文范文

2022-05-09

以下是小编精心整理的《控制设计论文范文(精选3篇)》，供大家阅读，更多内容可以运用本站顶部的搜索功能。摘要：工程项目的造价控制，需要从设计阶段做起，这是目前工程造价控制领域普遍关注的问题之一，而限额设计则是设计阶段一个重要的造价控制方法。文章通过分析施工图设计阶段的限额设计对造价控制的影响和重要意义，提出了若干通过限额设计对造价控制进行完善的方法。

第一篇：控制设计论文范文

工程机械电子节能控制技术研究电器控制设计要诀

摘要：环保、节能是我国当前提倡的口号，为了坚持可持续发展道路，我们应该不断研究出各种先进的节能技术。本文主要探讨了工程机械的典型功能流图，并且引出了电子节能控制理念以及广义节能的相关概念，最后提出了一种科学、合理的工程机械电子节能控制系统。

关键词：电子节能控制技术;工程机械;电器控制设计

随着科学技术的不断发展，工程机械在操作舒适性、节能以及作业性能等各方面提出了更高的要求。当前，我国国内工程机械可以利用控制系统在一定程度上可以局部优化动力传动链中的节能控制，但是我国现阶段的整体优化作业效率以及节能和世界先进水平仍然存在较大差距。为此，笔者提出了一种全新的全局节能控制理念，希望能够采用电子技术建立一套工程机械整体节能控制系统，使该系统可以根据实际的工程实施状况动态匹配传动参数，从而达到更好的节能控制效果。

1 广义节能的基本概念

1.1 工程机械的典型功率流图

根据能量角度分析，工程机械工作的过程实际上也是转换、传递能量以及对外做功的一个过程。想要研究分析工程机械节能技术，首先应该分析工程机械的功率流程情况，工程机械较为典型的工程机械功率流程图如下图1所示：

图1 工程机械典型的工程机械功率流程图

就以柴油机为动力的工程机械为例进行分析，柴油化学能是所有动力的主要来源，柴油机把燃油过程中产生的化学能通过转化输出可以转变成机械能，具体体现在转矩以及转速方面。当前主要采用电控喷油技术或者全程调速控制技术等调节、优化柴油机的能耗特性以及动力特性。通过压力以及流量可以使液压泵吸收到的柴油机机械能转变成液压能，当前通常会通过正流量控制、切断压力、控制恒功率等方式改善、优化液压泵的能耗特性以及动力特性。

如果用供需关系来比喻液压泵和柴油机的话，液压泵是需求方，而柴油机是提供方，为了能够协调这种供求关系，通常会采用功率极限载荷或者转速感应控制液压泵以及发动机，这样也可以很好的协调柴油机和液压泵联合工作过程中的能耗特性以及动力特性。液压阀将液压泵输出的液压能充分吸收后，调节整个液压系统的方向、流量以及压力后，给相应的执行机构提供输出压力以及输出流量，很多个执行机构的话，可以采用可变流量进行控制使他们可以协同动作，或者也可以采用LUDV技术尽可能避免并联回路中的负载差异会干扰流量分配。通常对于阀控系统而言，主要由操作者控制液压阀，通常液压阀的状态可以体现流量需求以及操作意图，因此液压阀和液压泵属于供需关系。为了使供求关系可以可以更好的匹配，通常可以通过负荷传感控制或者负流量控制。马达或者油缸可以吸收液压阀输出液压，而且也可以输出机械能，主要是力和位移或者转矩以及转速。执行元件输出的机械能可以将外负载做功部分吸收或者全部吸收，而且执行元件对于外负载的有效做功可以组成其有效功率。通过分析工程机械功率流的控制层以及执行层可知，当前的子系统功率控制、部件功率控制技术以及元件效率控制技术等都只可以使局部达到最佳控制，并不能站在整机作业系统高度分析、控制节能情况。

1.2 广义节能以及节能理念的基本概念

工程机械全部能量的转换以及传递的主要目的是为了对外负载做有效功，实际上也就是输出有效功率。因为通常工程机械都是多个执行机构进行协同作业，不同功率支流间的有效配合和功率的有效传递是决定输出有效功率的两大重要因素。现阶段，节能控制主要强调的是供需双方的动态匹配，并没有注重不同功率之间的有效协调配合。工程机械的单位时间作业量就是指作业效率，但是节能和作业效率通常都是相互矛盾的，如果仅仅提高一方性能的话，就会降低另一方性能。只有作业效率相同的情况下，其能耗数据才会有可比性。

由此可见，不仅仅由功率供需双方动态匹配以及功率传递效率决定节能效果，不同功率间的有效配合、作业效率也非常重要。广义节能概念主要包括不同功率间的有效配合、动态匹配、效率和作业效率等四点要求。

1.3 工程机械整体节能控制系统

为了在广义节能意义下进行节能控制，应该将负载以及整机的作业系统作为主要研究对象，把作业效率、多执行机构协同控制以及传统节能控制技术统一的节能目标里，进而在广义节能意义下实现最优的节能控制。为了对节能效果进行定量分析，可以对整体节能指标的计算公式是：全局节能指标=对外有效功/(作业时间×油耗)=有效功率/油耗。

全局节能指标主要是指机械在单位油耗、单位时间内对外输出的有效功，这实际也是油耗和有效功率之间的比值，考虑传统节能控制、多执行机构协同作业以及作业效率等内容，这个指标可以对工程机械的节能特性进行全面评价和比较。

将全局节能指标作为整体总目标，建立一个全方位、多层次的工程机械节能控制体系，具体见图2：

图2中可以将整体节能控制目标分为传统节能目标、协同作业目标以及作业效率等三个维度，每个维度也可具体细分为元件级、部件级、系统级目标。这种整体节能控制体系的优点包括以下几点：各部件以及各层次保持统一的节能控制目标;从全局的高度进行控制，确保整体达到最佳的控制效果;有机统一结合经济性和作业快速性;实现更加科学、合理的节能评价，使节能效果具有可比性。

图2 工程机械整体节能控制体系

2 全电控系统的柔性匹配节能控制技术

虽然传统的节能控制可以在一定程度上进行局部控制，但是只有突破传统节能控制的话才可以达到更佳的节能成果。全电控系统的柔性匹配节能控制技术体系相对于传统节能控制系统而言，主要具有以下几个优点：①打破固定参数功率匹配，可以根据工程分工况柔性参数进行功率的动态匹配。②在作业模式识别技术的基础上构建一套立足于作业模式的动态功率分配系统。

2.1 全电控功率系统

通过电比例液压马达、电比例控制阀、电比例液压泵以及电控喷油柴油机等建立一个科学合理的全电控传动系统。因为选择了全电控转换元件以及功率传递，使硬件功能达到最小程度，这样可有效提高硬件通用程度，进而更深入的感知，智能控制范围也会更加广泛。通常，主要由软件承担系统的专用功能以及控制功能，工程机械实际工作的过程中，可以结合实际的工作情况以及操作情况在线实时调节控制参数，这样就可以使参数进行柔性化匹配，最终达到更好的节能效果。

2.2 立足于总线的分布式控制体系

构建全电控功能系统后，相关控制程度应该处理液压系统的压力信号，这对控制系统的响应速度要求非常高，但是就当前工程机械控制器技术条件来看，很难充分满足及时处理压力信号的要求。为了尽可能满足处理数据以及各项信号的速度要求，可以专门开发基于总线的发动机控制器、液压阀控制器以及液压泵控制器，每一个控制器都可以高速连接总线，进而建立一个总线分布控制系统，具体见下图3。

图3 总线分布控制系统结构图

总线分布控制系统可大大提高信息处理以及信息传输速度，更好的满足实时控制全电控功率系统的需求。

综上所述，传统工程机械电子节能控制技术仍然具有很多缺陷，从全局思想建立一套全电控功率系统以及总线分布式控制系统，可以根据工程实际情况对柔性参数进行动态功率匹配，提高整个系统的作业效率，达到更佳的节能效果。

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作者：杨文刚

第二篇：浅析设计阶段工程造价控制与限额设计

摘要：工程项目的造价控制，需要从设计阶段做起，这是目前工程造价控制领域普遍关注的问题之一，而限额设计则是设计阶段一个重要的造价控制方法。文章通过分析施工图设计阶段的限额设计对造价控制的影响和重要意义，提出了若干通过限额设计对造价控制进行完善的方法。

关键词：工程造价;设计阶段;限额设计

一、设计阶段的工程造价控制

对建设工程进行造价控制，可以按照工程项目阶段划分为投资阶段、设计阶段和施工阶段的造价管理。长期以来，我国的工程项目管理人员习惯采取事后补救的态度来进行造价控制。过分依赖施工中的施工预算和竣工结算对工程造价进行控制，这样虽然有一定效果，但是比起设计阶段的概算和估算来讲，效果不够明显。工程设计是具体实现技术与经济对立统一的过程。拟建项目一经决策确定后，设计就成了工程建设和控制工程造价的关键。初步设计基本上决定了工程建设的规模、产品方案、结构形式和建筑标准及使用功能，形成了设计概算，确定了投资的最高限额。施工图设计完成后，编制出了施工图预算，准确地计算出工程造价。可见，工程设计是影响和控制工程造价的关键环节。

在工程设计阶段正确处理技术与经济的对立统一关系，是控制工程造价的关键环节。据统计，在同样能满足功能要求的前期下，技术经济合理的设计，可以降低工程造价5%-10%，有的甚至可达10%-20%。在工程设计中，既要反对片面说明强调节约，忽视技术上的合理要求，使建设项目达不到使用功能的现象，又要反对重技术、轻经济，使得设计保守浪费。工程造价管理人员在实际设计过程中需要及时地对工程造价进行分析对比，反馈造价信息，能动地影响设计、优化设计，确保造价的有效控制。做好技术经济分析，提高设计方案的技术经济效果，应当成为建设项目设计阶段造价控制的重要措施。

凡能进行定量分析的设计内容，均应通过计算，用数据说明其技术经济的合理性。在设计时就应当考虑施工的可能性和经济性。要特别注意占工程造价60%-70%的建筑材料及设备选用的经济性，尽量不采用那些采购困难、制造不便、运费昂贵、刚刚试制试用，施工复杂、依赖进口(有合同规定采用外国进口物资的外资工程除外)的材料和设备。建设上的需要应和材料设备价格的高低、加工难易、使用效果、维护的要求、耐久性等相关因素协调起来，要尽量采用标准化和系列化的设计，因为这些设计已被证明对节约资金、节约资源，保证质量和提高建筑工业化水平，最终达到控制投资的目的是十分有效的。目前，设计阶段控制工程造价的主要方法有：实行工程设计招标和设计方案竞选，应用价值工程优化设计，积极推广标准化设计及限额设计等，而根据多年经验，限额设计是其中相对简便而有效的方法。

二、限额设计的原理和意义

所谓限额设计就是按照批准的可行性研究报告及投资估算控制初步设计，按照批准的初步设计总概算控制技术设计和施工图设计，同时各专业在保证达到使用功能的前提下，按分配的投资限额控制设计，严格控制不合理变更，保证总投资额不被突破。限额设计的控制对象是影响工程设计的静态投资(或基础价)的项目。

投资分解和工程量控制是实行限额设计的有效途径和主要办法。限额设计是将上阶段设计审定的投资额和工程量分解到各专业，然后再分解到各单位和各分部工程而得到的，限额设计体现了设计标准、规模、原则的合理确定及有关概预算基础资料的合理取定，通过层层限额设计，实现了对投资限额的控制与管理，也就同时实现了对设计规范、设计标准、工程数量与概预算指标等各方面的控制。

推行限额设计的主要阶段，是施工图设计阶段。施工图设计是设计单位的最终产品，是指导工程建设的重要文件，是施工企业实施施工的依据。设计单位发出的施工图及其预算造价要严格控制在批准的概算内，并有所节约。首先，施工图设计必须严格按照批准的初步设计所确定的原则、范围、内容、项目和投资额进行。施工图阶段限额设计的重点应放在工程量控制上，控制的工程量是经审定的初步设计工程量，并作为施工图设计工程量的最高限额，不得突破。其次，施工图设计阶段的限额设计在专业设计、总图设计阶段下达任务书，并附上审定的概算书、工程量和设备单价表等，供设计人员在限额设计中参考使用。再次，施工图设计阶段的投资分解和工程量控制的项目划分应在与概算书相一致的前提下，由设计和技术人员协商并经总设计师审定，条件具备时，主要项目也可按施工图分册进行投资分解与工程量控制。为便于设计人员掌握投资情况并及时实施控制，在进行单位工程投资分解时，只分解到基本直接费。其他直接费、现场经费、间接费、计划利润和税金等由技经人员扣减，不纳入限额设计任务书，施工图设计与初步设计间的年份价差影响。在投资分解时也不予考虑，均以初步设计时的价格水平为准。最后，限额设计应贯穿于设计工作全过程。在施工阶段，造价工程师应参加项目实施的全过程，并做到严格把关。由设计变更产生的新增投资额不得超过基本预备费的1/3。限额设计范围内工程发生的总投资不超过限额设计的总投资额为原则。

推行限额设计具有重要意义：第一，限额设计是控制工程造价的重要手段。由上述含义可知，限额设计按上一阶段批准的投资(或造价)控制下一阶段的设计，而且在设计中以控制工程量为主要内容，抓住了控制工程造价的核心，从而克服了“三超”。第二，限额设计有利于处理好技术与经济的对立统一关系，提高设计质量。限额设计是包含了尊重科学、尊重实际、实事求是、精心设计和保证科学性的实际内容。可促使设计单位加强技术与经济的对立统一，克服长期以来重技术、轻经济的思想，树立设计人员的高度责任感。第三，限额设计，有利于强化设计人员的工程造价意识，增强设计人员实事求是地编好概预算的自觉性。第四，限额设计能扭转设计概预算本身的失控现象。限额设计可促使设计院内部设计与概预算形成有机的整体，克服相互脱节现象。设计人员自觉地增强了经济观念，在整个设计过程中，各自检查本专业的工程费用，切实做好造价控制工作，改变了设计过程不算账，设计完了见分晓的现象。

三、限额设计的不足和完善

(一)限额设计的不足

1、价值工程中，适当提高造价、得到功能大提高和造价不变、功能提高这两条提高价值的途径在限额设计中不能得到充分地运用，尤其是前者，在限额设计中不能得到充分地运用。

2、可能出现限额设计完成了，但对项目的全寿命费用考虑较少，会出现全寿命费用不一定的经济现象。

3、可能出现当设计完成后，才发现超投资估算或概算时进行设计变更，如果为满足限额设计要求，给予变更则会使投资控制处于被动;如不满足投资限额要求，不予变更，会出现降低设计的合理性。而往往以考虑投资限额为主，这是限额设计的本质特征所决定的。

(二)限额设计的完善

1、正确理解限额设计的含义。

2、合理确定和正确理解设计限额。为合理确定设计限额，要在各设计阶段运用价值工程原理进行设计，尤其在限额设计目标值(限额额度)确定之前的可行性研究、方案设计时，加强价值工程活动分析，认真选择出工程造价与功能最佳匹配的设计方案，包括适当提高造价、功能大提高和造价不变、功能提高两种情况、这正是前面已述的开展限额设计应首先加深可行性研究深度，提高投资估算的合理性和准确性的理由所在。如确实在投资限额确定之后，才发现有更好的设计方案，包括适当增加投资，可获得功能大改善的设计方案，经认真、全面、科学可靠的方案论证，技术经济评价，并报请主管部门批准之后，允许调整或重新限额。这就是对“限额”的理解和认识上需求得共识、研究和完善之处。

3、合理分解和使用投资限额。现行限额设计的投资限额(限额设计目标)大多以可行性研究投资估算造价为最高限额，按直接工程费的90%下达分解，留下10%作为调节使用。为了克服上述限额的不足，可以根据项目的具体情况适当增加调节使用比例，如留15%-20%作调节使用，按80%-85%下达分解。这样对设计过程中出现的具有创造性、确有成效地设计方案脱颖而出创造了有利条件，也为好的设计变更提供了方便。

(作者单位：阳兵，宁波市鄞州区城市建设投资发展有限公司;郭洋，浙江名域房产集团)

作者：阳　兵　郭　洋

第三篇：基于城市设计的建筑设计管理控制研究

摘要：

在城市化进程不断加快的今天，我国城市建设已从增量规划向存量规划转变，这进一步提升了城市土地的空间利用效率，同时打造成高品质、精细化城市空间。基于城市设计理念，人们越来越重视建筑设计管理控制。本文在全面了解城市设计和建筑管理控制相关概述的前提下，阐述了城市设计理念下建筑设计管理的控制要素，并在此基础上，通过具体案例，对建筑设计管理控制要点进行了分析与探讨，以期不断提升我国城市建设管理水平。

关键词：

城市设计;建筑设计;管理控制;工程概况

1城市设计及建筑管理控制概述

1.1城市设计

城市设计由来已久，不同专家学者对其定义各不相同。在《中国大百科全书》中，认为城市设计是指城市形体环境设计。即在城市化总体规划指导下，对近期开发地段的建设项目进行的具体设计或详细规划。本文，笔者将城市设计看做是一门综合学科，因此其具有较为广泛的研究对象，如建筑、道路等。本文将公共空间领域作为关注重点，公共空间作为打造城市特色空间的一种设计手法，通过城市设计，可以进一步提升城市发展活力[1]。

1.2建筑管理控制

基于城市设计理念，建筑设计管理控制是指建筑设计过程中，利用形成的设计条件、提出设计意见对整个设计进行引导和合理化控制，通过管理控制，可达到预期城市设计目标[2]。

城市设计是对城市的设计，而非建筑设计，但通过城市设计，可以对建筑进行有限控制。市场经济环境下，为保证城市设计的合理性，必须重视建筑设计的管理控制，做好建筑设计工作，做好设计管理控制工作，保证设计的合理性。

2基于城市设计的建筑设计管理控制要素

2.1土地利用

城市設计包含开发控制等项目，在土地利用方面，城市设计包括合理利用土地等方面的内容，从地块控制层面来讲，主要内容包括用地开发、环境容量等内容。其中用地边界、用地性质等均属于用地开发内容，地块容积率、建筑密度、建筑限高等则属于环境容量内容。通常在控制内容方面以强制性要求可形成一个系统化、完整性的指标体系[3]。

2.2建筑体量

通过合理控制建筑物体量和高度等内容，可创建一个和谐的建筑关系，树立良好的城市形象。在设计时，应尽可能的采用较小体量的建筑，减少对街道空间的挤压，保持良好的街道日照环境。目前，我国很多城市对街墙面进行有效控制，这种控制方法，有利于围合街道空间，塑造合理的街道尺寸。如广州琶洲西区城市设计，针对建筑街墙面选用了“强制界面”要求[4]。

2.3建筑立面

城市设计理念同样对建筑立面、造型风格有一定引导作用。例如采用何种立面装饰线、如何设置檐口线，如何设置立面进退位置、距离等。由此可增强建筑的统一性、美观性[5]。

2.4建筑照明

于营造区域环境景观而言，建筑照明是最重要的要素之一，照明方式不同，将带给人不同的视觉感受，于居民夜间漫步来讲，良好的建筑夜间照明，将会愉悦心情。因此，在城市设计中，如何设置建筑照明位置、选用何种照明方式、灯光色彩等均需进行有效控制。

2.5绿化与节能

在“节能减排”基本国策影响下，我国绿色建筑、节能建筑越来越多，已成为现代化建筑发展的新方向。在城市设计中大量融入越来越多的建筑节能、环保项目，。将节能、环保等理念、材料、工艺融入建筑设计控制，有利于实现立体绿化建筑设计，保障节能型建筑的有效实施。常见的绿化设计除了室外绿化以外，还包括屋顶绿化、阳台绿化等，以此实现立体绿化，提高建筑绿化率的目的[6]。

3工程概况

3.1案例分析

某工程共分为南北两个地块，具体情况如表1所示。根据图则空间形态指引可知，南北两个地块均采用组合方法，即大小塔楼形式，小塔楼均与街道一侧相近。第一，北地块南、北两侧均设有建筑强制界面，建筑首层南侧需进行8 m净宽骑楼设置，东侧设4.5 m净宽骑楼，北侧设6 m净宽骑楼。第二，南地块南、北两侧同样存在建筑强制界面，建筑首层北测设8 m净宽骑楼，东侧沿广场界面设4.5 m净宽骑楼。在两个地块之间，均设计有建筑通廊。

3.2设计要点

设计中，均采用方形简洁体量作为南北两地块建筑体量类型，建筑立面通过优美、简洁的线条合理划分体块，以玻璃、金属横竖肋条作为幕墙材料，形成富有肌理的外部建筑形象。

在建筑首层，其主要功能为商业区，首层西侧设计为沿街商铺。餐饮区域集中于建筑二层，三层则为办公区域，增加建筑绿化面积，在屋顶设有绿化平台。并于东侧退让出了两个大广场，面积均达1 000 m2左右，在地下空间连通部位设计下沉广场。图1为屋顶绿化及连廊，图2为首层骑楼空间。在建筑中部位置，设计了三层架空建筑通廊，用于2、3层空间连接。

3.3控制要求和方案设计对比分析

基于上述設计分析，根据控制要求，在具体设计中，图则方案与地块设计存有一定差异，两地块体量调整前后具体情况如图3所示，图则调整前后情况如图4所示。

在设计中，提出了降低小塔楼建筑高度，扩大小大塔楼建筑平面的诉求。此外，还提出了南北两个地块，各退让出一个1 000 m2的地面广场，用于群众活动。总之，虽然在建筑设计中，针对城市设计图则规定进行了修改，但通过增设空中连廊、塑造多种立体绿化、退让两个城市广场等方式，在营造区域环境方面发挥了积极作用，因此，本设计可满足城市设计规定[7]。

4结语

综上所述，城市在经济社会发展中占据着至关重要的地位，在城市设计中加强建筑设计管理控制，可以有效提升设计的合理性、可行性。因此，必须始终坚持城市设计理念，合理运用设计原则，在建筑设计中充分发挥城市设计的指引作用，保证设计管理控制到位，提高管控水平。

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收稿日期：2020-03-09

作者简介：宗思锋（1983—），男，河南杞县人，本科，[1]研究方向：建筑设计。