上海海事大学15篇讲座

上海海事大学讲座笔记

姓名：张瑞文班级：机械122学号：201210210066

第一篇港口机械发展趋势

讲座题目：港口机械发展趋势 讲座专家：王悦民物流工程学院

讲座时间：2015年12月23日下午1.30分 讲座地点：物流楼506室 讲座内容：

一、港口设备发展现状

（一）港口起吊专业化设备水平进一步提高

我国的万吨级码头现在主要形式是专业化码头，效率高、可自动化管理。我国的万吨级专业化码头泊位近千个，通用泊位（包括散货泊位和杂货泊位）近700个。我国港口使用大吨位货船趋势还在继续，这样做可以降低货船运输的成本。为了配合大吨位货船的装卸，港口配套装卸设备的吨位在不断提高。例如岸边集装箱起重机的额定吨位已经提高了近一倍，现在国内已研制出额定起重量120吨位的港口岸边集装箱起重机。我国很多研究院都已投入大吨位港口起重机的研制，因此，我国港口起吊设备水平的提高指日可待。 （二）产品质量有待提高

国产港口机械在使用中曾多次发生结构开裂、液压系统漏油、配套件损坏、制动力不足等故障，国产港口机械自重也普遍存在偏大的问题。尤其是通用型流动机械，往往是故障率偏高，耐用程度不足。 （三）技术发展不平衡

国产港口机械目前的状况是在数量上占少数的具有国际先进水平的大型机械，如岸边集装箱起重机、大型桥式抓斗卸船机、连续散货卸船机等，与在数量上占多数的常规通用机械并存，而这些常规通用机械大多技术水平不高。

（四）港口集装箱的铁路与水路联合运输的应用 我国集装箱的铁路与水路联合运输发展的较为缓慢。我国现在环境污染较为严重，相对于铁路于水路联合运输的形式，公路运输对大气污染比较严总。铁路与水路联合运输可以有效地减少对环境的污染，这也是我国未来运输的主要形式。随着我国内河航道和港口的发展，铁路于水路联合运输将成为主要运输形式。 （五）技术的系统化开发研究有待加强

具备独立自动运转的国产港口机械为数不少，但能将单机与整个码头系统、甚至整个港航系统的自动运转结合在一起者尚不多见。 二、港口机械设备的发展前景 （一）港口机械向节能环保型发展

我国的节约能源法明确提出限制发展高耗能、高污染行业，发展节能环保型产业。必然推动港口进行调整产业结构和能源消费结构，推动企业降低单位产值能耗和单位产品能耗，淘汰落后的生产能力，改进能源的开发、加工、转换、输送、储存和供应，提高能源利用效

率。新能源的开发和利用必将得到政府的大力推广。现阶段，港口设备正在进行改造。例如，电力驱动的轮胎式集装箱门式起重机的使用，可以减少污染排放、改善工作环境、降低运营成本，具有显著的经济与社会效益。港口流动机械类设备多数采用燃油驱动，港内牵引车消耗的燃油一般占到装卸设备总油耗的三分之一左右，是港区燃油消耗和排放的主要因素，使用流动机械，可以有效地节能减排。船舶靠港期间利用燃油辅机发电以满足船舶用电需求，其发动机的排放是港区排放的主要来源，使用靠港船舶使用岸电技术可以有效节能减排。 （二）品种扩充与国产化

尽管国产港口机械的机型品种已经比较多了，但有个别机型如集装箱牵引车、集装箱牵引列车、大起重量流动起重机等，基本上是国外产品的一统天下；另有一类流动机械如集装箱正面吊运机、清舱推耙机、滑动转向装载机等，尽管国内也有系列产品，但无论在品种上，还是在质量上都不足以形成与国外产品的竞争能力，还需国内下大力气研制。我国在改革开放以后引进的一些性能先进的散货装卸机械，如翻车机、双带式卸船机、螺旋卸船机、波状挡边胶带(装)卸船机、大型斗轮堆取料机等，今后将逐步进入主要部件乃至整机的更新换代时期，国产化的工作将十分艰巨。 （三）大型化与高效化

提高装卸速度一直是港口追求的目标。对大宗散货装卸机械和流动机械，一般来说可以通过提高运行速度和扩大机械规模来实现，而对岸边集装箱起重机则受到限制。作业超巴拿马型集装箱船的岸边集装箱起重机机型规模庞大，运行速度的提高在很大程度上被机构位移量的增加所抵消，装卸效率提高有限，因此国外提出了多种提高集装箱装卸速度的新机型，如带移动吊篮的双起升式、基础高架式、桥架可升降式、增设提升机式等，我国学者也提出了双小车式岸边集装箱起重机的新设想。我国集装箱运输发展迅速，很快就会提出对新型高效岸边集装箱起重机的需求。

（四）轨道式集装箱门式起重机标准化

轨道式集装箱门式起重机(RMG)是一种技术成熟的机型，运行稳定性好，维护费用低，作业可靠性高；采用电力驱动，环保节能；动作单一，易于实现集装箱装卸的自动化。但是和轮胎式集装箱门式起重机(RTG)相比，RMG的标准化程度相对低。各集装箱码头大多根据各自情况进行参数确定，造成RMG的参数多种多样，如轨距参数从25m到60m不利于RMG的全面推广和使用。轨道式集装箱门式起重机的标准化，需要突破传统观念，逐步形成规范的RMG堆场装卸工艺，特别是形成比较统一的轨距参数。其标准化应用有利于提高堆场和设备的利用率和码头作业效率，降低制造、使用和维护成本，推动港口节能减排工作的开展。从装卸工艺、装卸效率以及能耗3个方面进行优化研究，可以得出轨距、外伸距、起升高度、运行速度等的优化参数。推荐采用32m(8排箱+2车道或9排箱+1车道)或35m(9排箱+2车道或10排箱+1车道)轨距。

（五）对产品生产环节上的改进 根据产品设计图纸，首先对产品下料进行优化分析，最大化利用主材；其次，对外协件、零部件供应商以及电气配套件采购提高质量管理，在保障采购质量的同时，更多的考虑产品的生产工期，以缩短采购件的供应周期，减少产品的生产工期，降低产品的生产成本；最后，根据产品生产计划，制定详细的进度安排，并制定成本标准。以分解的产品目标成本为标准，根据每一个产品的实际加工工艺再将目标成本进行分解，制定出每道工序的材料、燃料动力、工装、质量成本、活劳动、折旧的定额成本，以定额成本作为成本控制的依据。并将实际发生成本与定额成本进行对比，对产品生产过程进行控制，消除生产过程中的不增值环节，降低产品生产成本。

（六）建立内部结算体系

产品制造的成本本身是可以用货币量化的财务指标,既然产品制造过程每个环节都将发

生成本,则必须具有相应的成本考核类别与手段,通过建立企业内部的产品成本结算体系,定期定时完成主机产品在各个环节的成本结算,获得产品的综合成本信息。完善的企业内部结算体系的建立,尤其对于港机大型生产制造企业而言,是其成本管理工作的首要基础。企业内部合理的结算价格的制定,需要企业以大量的基础性成本管理工作为前提条件,企业必须为此获得充分的基础成本信息,以建立完善的成本管理系统。

第二篇天线设计

讲座时间：2015年11月25日（周三） 13：00－14：15 讲座地点：3D106

主讲人：吴秉横博士/讲师（上海海事大学电子系） 讲座内容：

天线（antenna)是一种变换器，它把传输线上传播的导行波变换成在无介媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。本论文重点论述了使用和设计天线所必备的最基本原理和方法，不过多罗列个别天线的设计细节，重点论述各原理、方法的核心思想，主要结论，指出其局限性及发展动向。

一、天线在无线电工程中的作用

1、 能量转换 对于发射天线，天线应将电路中的高频电流能量或传输线上的导行波能量尽可能多地转换为空间的电磁波能量辐射出去。对于接收天线，天线应将接收的电磁波能量最大限度地转换为电路中的高频电流能量输送到接收机。这就要求天线与发射机源或与接收机负载尽可能好的匹配。一副好的天线，就是一个好的能量转换器。 2、 定向辐射或接收 对于发射天线，辐射的电磁波能量应尽可能集中在指定的方向上，而在其它方向不辐射或辐射很弱。对于接收天线，只接收来自指定方向上的的电磁波，在其它方向接收能力很弱或不接收。

例如，就雷达而言，它的任务是搜索和跟踪特定的目标。如果雷达天线不具有尖锐的方向性，就无法辨别和测定目标的位置。而且如果天线没有方向性，或方向性弱，则对发射天线来说，它所辐射的能量中只有一少部分到达指定方向，大部分能量浪费在不需要的方向上。对接收天线来说，在接收到所需要信号的同时，还将接收到来自其它方向的干扰信号或噪声信号，致使所需信号完全淹没在干扰和噪声中。因此，一副好的天线应该具有完成某种任务而要求的方向性。 如果我们要接收卫星电视等信号，由于距离远，则必须采用定向性好，增益很高的一类天线，如旋转抛物面天线、卡塞格仑天线、阵列天线等。 一副天线的收和发是互易的。根据电磁学中的互易原理可以证明，只要天线和馈电网络中不含非线性器件(如铁氧体器件)，则同一副天线用作发射和接收时，其基本特性保持不变。因此，在分析接收天线的特性时，可以采用分析发射天线的方法。

二、天线的分类

天线的形式很多。为了便于讨论，可根据不同情况分类： 1. 按工作性质分类

可分为发射天线、接收天线和收发共用天线。

2. 按用途分类

有通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线、导航天线、测向天线等。 3. 按天线特性分类

从方向性分：有强方向性天线、弱方向性天线、定向天线、全向天线、针状 波束天线、扇形波束天线等。

从极化特性分：有线极化天线、圆极化天线和椭圆极化天线。线极化天线又分为垂直极化和水平极化天线。

从频带特性分：有窄频带天线、宽频带天线和超宽频带天线。 4. 按天线上电流分布分类 有行波天线、驻波天线。 5. 按使用波段分类

有长波、超长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线。 6. 按载体分 有车载天线、机载天线、星载天线，弹载天线等。 7. 按天线外形分类

有鞭状天线、T形天线、Γ形天线、V形天线、菱形天线、环天线、螺旋天线、波导口天线、波导缝隙天线、喇叭天线、反射面天线等。

另外，还有八木天线，对数周期天线、阵列天线。阵列天线又有直线阵天线、平面阵天线、附在某些载体表面的共形阵列天线等。

从便于分析和研究天线的性能出发，可以将大部分天线按其结构形式分为两大类：一类是由金属导线构成的线天线，一类是由尺寸远大于波长的金属面或口径面构成的面状天线，简称口面天线，此外还有介质天线。

三、天线的基本参数

3.1 天线的方向图

天线方向图是指天线辐射特性与空间坐标之间的函数图形，因此，分析天线的方向图就可分析天线的辐射特性。大多情况下，天线方向图是在远场区确定的，所以又叫做远场方向图。而辐射特性包括辐射场强、辐射功率、相位和极化。因此，天线方向图又分为场强方向图、功率方向图、相位方向图和极化方向图。这里主要涉及场强和功率方向图，相位和极化方向图在特殊应用中采用。例如，在天线近场测量中，既要测量场强方向图，也要测量其相位方向图。

3.2 辐射功率和辐射强度

天线可将载有信息的无线电波从一个地方传送到另一个地方。因此天线的辐射功率和能量与辐射电磁场联系在一起很自然的。描述功率与电磁场的关系往往采用坡印亭矢量。坡印亭矢量是功率密度矢量。取坡印亭矢量W与一个面积元矢量d的标积就是通过该面积元的辐射功率，沿包围天线的整个表面s的积分就可得到天线的辐射总功率。在给定方向上的辐射强度定义为天线在单位立体角内所辐射的功率。它是一个远场参数。 3.3 方向性系数

方向图函数表示了天线在各个方向上辐射场的相对大小，它不能明确表示天线辐射能量在某个特定方向上集中的程度，因而必须引进方向性系数这一指标参数。方向性系数是用来表征天线辐射能量集中程度的一个参数。 3.4 效率与增益

增益是天线的另一个重要参量，它与方向性系数密切相关，它既考虑了天线的定向能力又计及了天线的效率。 3.5 天线的极化

电磁波的极化方向通常是以其电场矢量的空间指向来描述的。电磁波的极化是指在空间某位置上，沿电磁波的传播方向看去，其电场矢量在空间的取向随时间变化所描绘出的轨迹。如果这个轨迹是一条直线，则称为线极化；如果是一个圆，则称为圆极化；如果是一个椭圆，则称为椭圆极化。 3.6 天线的输入阻抗

指天线输入端的阻抗，天线的输入阻抗一般为复数，包含电阻和电抗两部分。而又包含两个分量，如果不计热损耗电阻，则天线的输入电阻就是其辐射电阻，只有半波振子的输入电阻才等于其辐射电阻。实际应用中的对称振子一般都是半波振子。 3.7 天线的有效长度、有效面积和口径效率 ■定义方法1：天线的有效长度等于其物理长度乘以天线上用输入端电流来归一化的平均电流。

■定义方法2：在天线最大辐射方向上产生相同电场的条件下，用一个长为的假想基本振子来代替该天线(基本振子上的均匀电流幅度等于该天线输入端电流，则这个基本振子的长度就为该天线的有效长度。 3.8波束效率

波束效率是一个用于评价发射和接收天线质量的常用参数。在反射面天线中，该参数又表示为反射面截获馈源辐射能量多少的截获效率。 3.9天线的频带宽度

天线带宽的表示方法通常有三种：

(1) 绝对带宽：指天线能实际工作的频率范围。

(2) 相对带宽：它由上下限频率之差与中心频率之比来表示。 (3) 比值带宽：指上下限频率之比。

绝对带宽不具保密性，对外界一般不用。一般多采用后两种带宽表示。对中等及以下带宽的天线，可采用相对带宽表示；对超带宽天线则可采用比值带宽。

第三篇嵌入式系统设计

讲座时间：2015年11月25日（周三） 14：15－15：30 讲座地点：3D206

主讲人：陈元林博士/讲师（上海海事大学电子系） 讲座内容：

通常来说，一个嵌入式系统的开发过程如下： 确定嵌入式系统的需求；

设计系统的体系结构：选择处理器和相关外部设备，操作系统，开发平台以及软硬件的分割和总体系统集成；

详细的软硬件设计和RTL代码、软件代码开发； 软硬件的联调和集成； 1. 系统的测试。

一、步骤1：确定系统的需求：

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