知识产权法利益平衡原理论纲
冯晓青中国政法大学教授
上传时间:2008-3-21
关键词: 知识产权/利益平衡/公平正义/专有性/公共利益
内容提要: 知识产权法可以被看成是在知识产权人的垄断利益与社会公共利益之间的一种利益分配、法律选择和整合,其本身具有利益平衡机制,无论是从法理上还是从财产权理论看,这一利益平衡机制具有充分的正当性。它是国家平衡知识产权人的专有利益与社会公众获得知识和信息的公众利益以及在此基础之上的更广泛的促进科技、文化和经济发展的公共利益的制度安排。
引言
知识产权是一种专有权。这种专有权的授予无论是从智力创造的劳动理论、人格理论还是经济学理论来说都具有充分的正当性[1]。在知识产权法中,知识产权人对知识产品的垄断和社会公众对其合法需求构成了矛盾的两个方面。这种矛盾始终存在,知识产权法从设计（立法）到实施都体现了该矛盾的彼此消长。为了实现知识产权法的宗旨、功能,确立利益平衡原则、建立利益平衡机制具有关键性的意义。否则,或者可能是知识产权人的权利过大,损害了公众接近和利用知识产品的利益,从而使知识产权法的根本目的———通过对知识产品提供充分的保护,激励对社会有益的创造性知识产品的生产,同时有利于广泛传播这种知识产品,从而促进社会文明进步———无从实现；或者可能是损害知识产权人利益,使知识产品生产原动力不足,这同样会使知识产权法目的不能实现。
利益平衡理论围绕知识产权的专有性与社会对知识产品的合法需求这对矛盾,探讨利益平衡原则在知识产权法中的正当性和合理性,以及通过剖析知识产权法中涉及的各种权利的配置和利益的分配,试图提出一个以利益平衡原则和机制为基础与核心的知识产权法的理论框架和体系。这一思路和理论建构在知识产权法理论意义上是值得充分重视的。
一、利益平衡的一般考察
（一）利益平衡的概念与内涵
利益平衡也可称之为利益均衡,它是在一定的利益格局和体系下出现的利益体系相对和平共处、相对均衡的状态。为进一步理解利益平衡的概念,需要对利益格局和利益体系有一定的了解。
一定的社会存在不同的利益主体,包括利益个体和利益群体。同时,一定的社会也存在一定的利益差别和反映不同的利益关系的利益体系。这些构成了一定社会的利益格局。一定的利益格局总是存在于一定的社会政治、经济和文化等环境中。在这个利益格局中,各利益个体和利益群体存在着一定的相对稳定的利益关系。相对稳定的利益体系也维护了一定的利益格局的平衡。在这种利益平衡中,各利益主体一方面在利益体系中都存在一定的各自的利益份额,另一方面则在他们之间也存在一定的相互依赖的利益关系。只是这种相互依赖的利益关系仍然存在着共同的利益基础,这也就是前面提到的利益的一致性方面。这种平衡对建立与相对稳定的利益格局相适应的利益制度和利益体制,协调各种利益主体之间的利益关系,具有重要作用。
（二）利益平衡的合理性
利益平衡涉及价值判断和利益分配问题,而利益平衡的观念与抽象的法律价值或利益相关。从法学研究方法论看,作为法律的一种重要解释方法,利益平衡方法具有重要意义。在学者赫克（PhilippHeck）的利益法学理论中,利益平衡就是其法学体系中的一个重要范畴。进一步说,18 世纪法国的爱尔维修、英国的功利主义法学家边沁、19 世纪德国的耶林、20 世
纪美国的法学家庞德等在法律的利益平衡目标上的研究成果,对后人有着重要的借鉴意义。对这些研究成果进行概括,我们可以看到法律要达到的平衡目标是,先满足最重要的和需要优先考虑的利益,然后使其他的利益最少牺牲[2]。他们留下的研究成果确实对利益平衡问题的探讨具有启发意义。
关于利益平衡的合理性,可以从协调与解决利益冲突的角度加以认识,即利益平衡是确立“利益—权利”调节机制、确保冲突性利益协调的保障。
在社会关系中,冲突是一种不可避免的社会现象。“法律建立在冲突的基础上”已经成为一种法学流派。其中利益冲突是冲突的实质所在。“利益就其本性来说是盲目的、无止境的、片面的。一句话,它具有不法的功能。”[3] 利益冲突是由一定的利益差别和矛盾引起的。它具体表现为利益主体由于追求的目标不同而产生的利益纠纷和利益争夺,是利益主体之间存在利益矛盾的激化形态。在人类社会中,存在着广泛的利益冲突。由于利益在本质上根源于一定的社会物质生产关系,而人们对利益的实现都是在有限的资源条件下出现的,利益冲突的根源也正是在于不同的社会利益主体对有限的社会资源满足的有限性和条件性。
社会的发展是在多元的利益冲突中前进的。人类之所以能够在这种充满冲突的利益关系中发展和进步,关键在于对不同的利益冲突进行利益协调。这种在冲突性利益基础上的多元的利益之所以能够协调,则在于存在一种“权利———利益”的调节机制。这种机制是通过法律来实现的,因为法律以权利和义务为规范的内容,法律调整的权利和义务关系本质上是一种利益关系。其实质是利益平衡机制———法律是为了协调现实的利益关系的。在这种平衡机制中,通过在法律制度上对一系列的权利义务的有效分配而使得法律所调整的利益关系中的不同主体所追求的利益相应地得到实现。法律制度的建构可以说就是对不同的主体的权利———利益调节机制的确认。权利———利益调节机制蕴涵的利益平衡无疑是解决广泛的利益冲突的有效手段。
确实,在实际的利益冲突案件中,利益平衡被作为解决冲突性利益的方法。在解决利益冲突的过程中,法律的平衡机制具有重要作用。不过,也应当指出:由于冲突的利益和价值所代表的平衡只是一个运动的过程,法律对利益冲突的解决不只是体现为平衡的一种状态。正如罗斯科·庞德所指出的:“如果妄称科学地平衡各方利益、努力使它们协调一致,从而以最小的牺牲来保证最大的利益实际上是决定审判和立法的唯一因素, 那将是徒劳无益的。”[4]正因为利益平衡方法不是唯一适用的方法,在透析法律与利益问题时还需要借助于其他的方法。不过,这并不影响利益平衡机制的合理性。
（三）利益平衡在知识产权法中的地位
知识产权法与利益存在着“天然”的联系。像很早以前美国总统林肯在谈到专利制度的理性时就指出,专利制度是天才之火添上了利益的柴薪。确实,在实施知识产权制度的知识产权法中,存在着不同的利益主体。这些利益主体有各自的利益。以专利法而论,专利法的利益可以分为国家的利益、专利权人的利益、发明者的利益、专利用户的利益等。专利用户的利益又可分为出于商业目的的竞争性利用的竞争者的利益、出于非商业目的的为了获取知识和信息而利用专利的普通用户的利益等。在著作权法中,则可分为国家利益、作者和其他著作权人的利益、社会公众的利益等。当然,如果从不同的角度,还可以做其他不同分类。例如,仅就著作权法律关系中涉及的利益而言,还存在作者的利益、作品传播者的利益和作品使用者的利益之分。在商标法中,存在商标权人的利益、消费者的利益、竞争厂商的利益、一般公众的利益等。在商业秘密法中则存在商业秘密权人的利益、竞争厂商的利益、用户的利益等。
知识产权法需要在上述利益之间进行协调。其实,在几个世纪以前,人们已注意到了知识产权的这种微妙的平衡机理。国外很多知识产权法方面的司法判例也都涉及利益平衡的核心观点。知识产权法确实是一种利益调节机制与利益平衡机制。利益平衡构成了知识产权法的
基石。
二、知识产权法中利益平衡的合理性
（一）法理学考察
利益平衡是知识产权法中的关键性原则和机制。知识产权法中利益平衡的必要性,可以从法理学的角度加以认识。
1. 知识产权法中利益冲突的协调与平衡
自人类社会以来,人们总是生活在一定的利益关系中。从经济学的角度看,人都是自利的产物。个人在追求自身利益时,难免与社会整体的公共利益发生矛盾。考察人类社会个人利益与公共利益的关系也可以看出,个人利益与公共利益之间在具有紧密联系和一致性的同时,也常常发生冲突。解决利益冲突、调整利益关系,使社会成员的个体利益与公共利益协调,在国家和法律问题出现后即成为一个重要的任务。
在现代社会,个人利益与公共利益在本质上是一致的,两者也构成了利益格局和利益体系的重要内容。没有公共利益的保护,个人利益的保护终将难以实现。同时,公共利益又是以个人利益为基础的,公共利益的确立和保障在最终的意义上反映和实现了个人利益。公共利益和个人利益构成了社会利益体系的两大基础,共同形成了社会的整体利益。同时,由于个人利益具有多样性和目的性,个人利益的实现在一些情况下会与公共利益相冲突。利益平衡是权利冲突及其背后反映的利益冲突的调整器,它作为解决冲突性利益的方法,在解决这两种利益冲突方面发挥着重要作用。
就知识产权法而言,利益冲突既可以表现为不同的知识产权人之间的利益冲突,也可以表现为知识产权人与使用、传播知识产品的使用者之间的利益冲突。但考虑到知识产权法的目的与性质,以及知识产权法中利益冲突的主要表现,可以认为知识产权法中利益关系和矛盾的主要方面仍然是知识产权人的专有权利和利益与社会公众对知识产品的合法需求的权利和利益,在实质上体现了知识产权人的个人利益和社会公共利益的关系。因此,知识产权法中的利益冲突也主要表现为知识产权人的个人利益与社会公共利益的冲突。
在知识产权法中,个人利益与公共利益的对立和统一正是知识产权法中的一对主要矛盾。该法中公共利益和私人利益在整体上与本质上的一致性,是知识产权法中利益平衡机制中存在的客观基础。但由于知识产权直接表现为一种专有权,知识产权人在实现自己的私人利益时可能与公共利益目标相违背,这样就表现为一种利益冲突和对抗。也正是因为有这种冲突才需要平衡,而存在知识产权人的私人利益与公共利益的一致性也才可能平衡。
2. 知识产权法追求的平等和正义价值的实现
知识产权法是一种利益分配机制,在精神财富分享中需要利益平衡,以实现知识产权法的平等和正义价值。知识产权法中的平等和正义,是通过知识产权的一些具体制度和原则加以保障和体现的,这些制度和原则体现了利益平衡思想。
（1）体现于从事知识创造自由选择的知识产权法的平等正义精神
知识产权法的社会效用和目标是基于个人自由。从事创作、发明等知识创造活动是宪法规定的一种公民的自由权利。这种权利和自由在知识产权法中得到了充分保障。具体体现为在知识产权的专门法律中确立了知识创造者在知识产权法中的合法地位。任何人只要进行了知识产权意义上的知识创造活动,都可以依照知识产权法规定的条件和程序取得相应的知识产权。也就是说,在通过知识创造取得知识产权这一点上,知识产权法对任何人给予了均等机会。当然,机会均等不能理解为实际中的均等。从机会平等和权利的角度看,知识产权法对知识创造给予了充分平等的考虑,并且这种创造行为是一种事实行为,而不是一般的民事法律行为,因为只要进行了发明、智力创作等知识创造活动,就可以依法成为知识产权的权利主体。
（2）确保对社会知识财富公平、合理分享的知识产权法平等正义精神
从实现利益平衡的目标来看,需要通过立法对利益的分配进行价值选择。就知识产权而
言,利益分配与价值选择必须贯彻平等与正义的原则。知识产权法中的平等和正义,是知识产权中当事人之间的权利和义务的对等以及权利义务的分配符合正义原则,并且是对于社会知识财富的公平和合理的分享。在平等与正义的范围内,可以使多元化的知识产权利益的结构实现有序化。知识产权法需要在各种利益之间特别是知识产权人的利益和社会公众利益之间求得平衡,需要引入平等和正义原则,以平等正义确定知识产权法中各种利益的归属,使利益主体的利益各得其所,也就是使利益的分配实现各方都能够接受的程度。
第一,知识产权中当事人之间权利和义务对等以实现知识财富的公平和合理分享
从前面的分析可以看到,知识产权法中存在不同的利益主体与利益关系。这些不同的利益关系中利益主体利益的实现在知识产权法中具体是通过设定当事人之间的权利和义务得以实现的。知识产权法中当事人之间的权利和义务既可以包含知识产权人的权利义务、知识产品使用者的权利和义务,也可以包括知识产权人与知识产品使用者之间的权利和义务。知识产权法中对当事人之间权利和义务对等的确认主要还是关于知识产权人的权利义务与关于知识产品使用者的权利义务关系的对等。从知识产权制度的宗旨出发,知识产权法是鼓励知识创新和促进知识扩散的重要法律制度,知识产权法授予专利权人、著作权人等知识产权人以专有权,具有充分的正当性,并且,随着社会的发展知识产权的主体和保护范围有不断扩大趋势,这是在新环境下知识产权保护所必须的。
另一方面,社会公众在知识产权法中也存在合法的权利和利益。在知识产权诸制度中,使用者都能通过该法律制度享有一定的权益。如果使用者的权益得不到保障,从更广泛的意义来说,知识产权人的利益也将无法得到保障,因为任何知识产权人在一个环境下是作为所有人,在另外一个环境下本身也是使用者的一员。在不同知识产权制度中,各种利益主体的地位都是独立的,他们依知识产权的专门法律分别享有独占使用、授权使用、法定许可使用、强制许可使用、合理使用等利益。从社会知识财富利用角度来说,知识产权制度的很多设计就是为了确认、保障和促进知识资源公平分配,以实现社会分配正义。
可以说,知识产权法对知识资源的社会分配正义的实现,是通过设定知识产权法上的权利和义务来实现的,即知识产权法是通过确定知识产权人和知识产权法中其他主体的权利义务以分配立法者所追求的正义的。在设定权利和义务方面,实现知识产权人和使用者之间的利益平衡,始终是一个带有根本性的指导性原则。利益平衡既反映了知识产权立法的政策目标,也是激励创新、促进知识的生产、扩散和使用的重要保障。
知识产权法中权利的配置和权利义务关系的设定,确实反映了知识产权法的利益平衡思想。虽然在不同的知识产权中,利益平衡的表现和程度不一,实现对社会知识资源进行权威的公正分配、促进社会分配正义的利益平衡机制在知识产权制度中却始终是存在的。知识产权法中的很多权利代表了在创造者的私人利益和在一般的社会公众利益基础之上的更广泛的公共利益之间的平衡。
第二,知识产权法通过分配权利和义务确立了知识产品资源分配的正义标准、正义模式和正义秩序
如前所述,知识产权各项制度确立、保障和促进社会分配正义是通过将分配原则具体化为知识产权法上的权利和义务来实现的。知识产权法在调整知识产权关系时,将知识产权人和其他利用、传播知识产品的利益主体的权利和义务法律化。知识产权法分配权利和义务的原则体现了知识产权法的正义状况。知识产权法对知识产权人和其他有关利益主体的权利义务的分配原则反映和代表了国家在调整知识产权法律关系方面的正义观念和正义准则。同时,知识产权法是规定知识产权人和其他利益主体的权利和义务关系的。知识产权法不仅规定了权利和义务的内容,而且规定了权利与义务的性质、范围、适用条件和实现方式。知识产权各项权利只有在符合知识产权法确立的标准和范围内行使时,它才是正义的。如果知识产权权人滥用权利或者行使权利不符合知识产权法的规定,即构成不正义。同时,知识产权的权利
保障也是以相应的义务的履行为前提的。如果义务没有得到履行,权利就无法得到保障。也就是说,不履行义务会导致不正义的出现。知识产权法正是通过规定知识产权人、使用人等利益主体的权利义务确定正义与否的标准的。知识产权法通过对知识产权人、使用人等利益主体的权利、义务的分配确立了知识产权法上的正义模式。再有,知识产权法通过分配权利和义务还具有确立知识产权制度的正义秩序的重要作用。知识产权法通过使知识产权主体的权利、义务的法定化、具体化而有效地建立了知识产品的创造、流转和使用的秩序,从而也确立了知识产权法分配权利义务的正义秩序。
第三,知识产权法中的平等与正义体现于专有与公有领域的划分及权利限制与反限制知识产权的专有领域是知识产权人的专有权所直接能够控制的范围。在专有领域内,知识产权人能够充分地行使自己的权利,他人未经许可或者没有法律特别规定而进入该范围,将构成对知识产权人专有权的侵犯。知识产权的专有领域在不同的知识产权的制度中的表现不同。如著作权的专有领域表现为在作品的专有领域,作者或其他著作权人对作品的利用具有独占性地使用和获得利益的权利。专利权的专有领域是由专利的权利要求所确定的。商标权的专有领域一般限于禁止他人在相同或者类似的商品上使用相同或者近似的商标。专有领域是有效保障知识产权人利益的“防线”。
与此同时,知识产权法中还存在不同的“公有领域”。公有领域的设立,在不同的知识产权法中都可以见到。这种公有领域可以被理解为不受知识产权保护的、可以自由利用的领域。像保护期届满后对知识产品的利用,就是属于公有领域的范畴。但在严格的意义上,知识产权的公有领域限于受保护的知识产权中的不受保护的、可以被自由使用的方面。知识产权法中公有领域的确立,是均衡知识产权人和其他利用、传播知识产品的利益主体的利益关系,实现精神财富的有效的公正分配的重要体现。
知识产权法在赋予知识产权人以专有权的同时,也对这种专有权的行使和范围做了一定的限制。知识产权的独占性特征和有限性特征是同时具备的,这可以说是知识产权法的一个非常重要的特点。一方面,基于知识产权客体知识产品的公共商品的特性而有必要赋予知识产权人对知识产品以独占性的专有权,以禁止或限制不劳而获的搭便车的行为,维系对知识创造活动的激励与促进。另一方面,知识产品的生产具有相当的社会性,知识产品的生产离不开对人类已有的“知识共有物”的借鉴和利用。基于此,考虑到知识产权法的社会政策目标———促进社会经济、科技和文化事业的发展与进步,知识产权法授予的知识产权这一专有权不是一种绝对的权利,而是一种相对的权利。这种相对性表现在对知识产权本身的限制上。知识产权限制尽管在知识产权的不同制度中的表现和程度不一,它们的功能和目标却是相同的,即通过权利限制,平衡知识产权人和社会公众的利益关系,实现知识资源的分配正义。
知识产权法还有一个有趣的方面是,知识产权本身在任何时候都受到限制的同时,它的发展则有不断扩张的趋势,而权利限制也有受到限制的趋向。其实,这正是为了使知识产权法维持协调和平衡知识产权人和社会公众之间的利益关系的举措。因为随着社会的发展,特别是技术的进步,原有的利益平衡状况将被打破,如果不在新的环境下对知识产权中的权利义务关系进行重新分配,知识产权法将由正义走向不正义,由公平分配走向不公平分配。于是,为应对随着社会发展知识产权被利用的形式急剧增加的形势,扩展知识产权势所必然。相应地,对知识产权的权利限制也表现出严格的趋向,其中一个突出的表现就是对权利限制的反限制。例如出租权的设立就是对权利穷竭这种著作权限制的反限制。可以预料,权利扩张与反限制的存在,将会在当代信息技术发展的环境下变得更加必要。不过,在这种新的环境下,一些新的权利限制可能会出现,以维持在整体上知识产权人与社会公众之间的利益平衡,以及在知识产权法发展中始终体现对平等和正义的追求精神。
3. 知识产权法公共利益目标的实现与保障
公共利益体现了人们对社会共同福利的追求。公共利益的存在要求作为社会成员的个人
在追求自己的个人利益时应当受到一定的限制。私法上的诚实信用原则和禁止权利滥用原则就是为了确保公共利益,建构个人权利和公共利益的平衡状态的表现。公共利益作为法的普遍的要求,对于维护法的正义性具有特别重要的意义。美国法理学家博登海默从“公共福利”、“社会福利”的角度论证了公共利益原则与法的正义的关系,对于维护法的正义价值具有重要的启发意义。他指出:共同福利这一术语是一个无处不用的概念,它是用来表明外部界限的,而在分配和行使个人权利时决不能超越这一界限,以免全体国民遭受这一损害。他认为从社会正义的角度看,应当在个人权利和社会福利之间创设一种适当的平衡。虽然个人权利对于实现个人的人格具有重要意义,而为了实现公共利益,对个人权利的限制也是值得的。因为在这些情况下,正义要求赋予人类的自由、平等和安全应当在最大的程度上与公共福利一致[5]。
知识产权是一种私权,私权保护是知识产权法的基本考量。但是,这种私权又具有很强的公共利益性质。换言之,知识产权是一种具有很强的公共利益性质的私权,知识产权法具有公共利益目标。为此,需要在知识产权法中的个人利益特别是知识产权人利益和社会整体利益之间维持平衡和协调的关系。
公共利益与私权利益一样,都是知识产权法中的重要的利益。实现公共利益也是知识产权法的一个十分重要的政策目标。前面提到的美国《宪法》的知识产权条款实际上反映了知识产权的立法作为制定法的创造,是要实现一个具体的公共利益的政策目标。正如1961 年的美国著作权登记报告所说的一样,问题是作者的个人权利必须针对社会目标达成平衡。知识产权法公共利益目标的实现即要求在知识产权人的利益和公共利益之间达成平衡。在这个意义上,对公共利益的确保体现了知识产权法的利益平衡理性。
（二）财产权理论考察
知识产权是一种无形财产权,公平与效率的需要要求实行利益平衡原则。根据前面关于平衡的观点,知识产权法利益平衡体现为在利益各异甚至发生冲突的利益主体之间的一致性和秩序———质方面的相互统一性和量方面的相互适应性。这种一致性和秩序表明利益平衡是对公平和效率的确保。下面将从知识产权的财产权性质出发,从公平与效率对财产权要求看待知识产权法利益平衡的必要性。
1. 财产权与知识产权
知识产权法,顾名思义,是一种“产权”制度。因此,从产权制度的角度认识财产权和知识产权是有益的。产权制度属于制度经济学的范畴。制度经济学认为,制度可以充分地调动人的积极性,充分地利用社会的各种资源并使资源达到优化配置的目的。产权制度的核心是产权的设立和界定。根据被西方广泛引用的登姆塞次（H. Demsetz）对产权的定义,产权是一种社会工具,它的重要性在于事实上它能够帮助一个人形成与其他人进行交易的合理预期。产权揭示了人们对物的使用所引起的相互认可的行为关系。产权经济学主张私人产权的确立可以在最大的程度上提升对生产的整体价值,以使商品的生产达到理想的水平。产权和我国法律概念中的“财产所有权”的概念是一种交叉的关系。财产所有权是产权的核心,但产权除了财产所有权外,还包括与财产所有权相关的财产权。就知识产权来说,它是一种重要的产权形式,但其核心仍然是财产所有权。知识产权制度也是一种十分重要的产权制度。特别是在知识经济时代,知识产权将成为最重要的财产权之一。
财产权的核心内容是排除他人使用的权利。根据兰德斯和波斯纳的分析,财产权赋予了两种不同类型的经济利益:静态的和动态的。前者可以通过“公有的悲剧”的例子加以说明。公有的悲剧是一个古典的经济学模式:每一个人都趋向于从资源的使用中获得最大限度的经济利益,而最低限度地承担成本。向公众开放的湖可能会被过度地捕捞,而不会考虑未来对公众的不良后果；公有的土地则会出现过度的垦荒,出现类似的不幸后果。财产权的动态效果则是,由于对在一定时间内创造的财富,不会被他人占有,这样可以激发相关的投资。
与财产权的静态和动态效果相关的一个概念是外部性问题。“外部性”是一个典型的经
济学上的概念。它涉及经济学上的一种状况,在这种状况中,个人追求私人利益对于他人的效用或者福利有外溢性影响。根据社会效用的有益还是有害,外部性可以分为积极的外部性和消极的外部性。由于消极的外部性采取损害他人利益的方法来实现自己的目标,这不符合经济学的效用原则。
经济行为的外部性影响到法律与经济制度的选择。外部性在运作私人市场时会产生“失败”。所有权的一个重要的功能是纠正由外部性产生的市场失败问题。当内在的收获比内在的成本大得多时,财产权发展了外部性。通过这种手段,财产权矫正了源于外部性的不够理想的生产水平。作为一种无形财产权,知识产权也存在外部性、市场失败等问题。知识产权在经济上的一个目标是使无形财产的生产数量到达理想化的水平,而最终目标则是使有形商品和服务的生产在质量上的改进和数量上的提高。这种制度要被赋予正当性,在这种生产方面必须提供充分的激励。与采用其他形式的制度或者方式相比,如果知识产权制度的设立不能为知识创造者提供足够的生产知识产品的激励,它在经济上的目标就无从实现。庆幸的是,知识产权法通过实现积极的外部性确保了上述目标的实现。
2. 财产权、知识产权的公平和效益价值取向与利益平衡原则的功能
前面讨论了赋予财产权获得的两种利益及对消极外部性的克服。从财产权的角度出发,还可以进一步认识到知识产权法的效益价值取向以及利益平衡原则对知识产权制度的效益价值的保障。
所谓效益,一般是指减去投入后的有效的产出。表现为以最少的资源（包括自然资源和人力资源）消耗取得同样的效果,或用同样的资源消耗取得较大的效果。经济学上在讨论效益问题时,涉及成本和收益问题。其中成本是人们为了获得一定效益而付出的必要代价。效益既是经济学上的一个核心问题,也是法律的重要价值。在以效益作为社会的基本价值取向的市场经济条件下,效率优先、兼顾公平的原则已经获得普遍认同。法应当以效益作为分配权利和义务的标准也逐渐得到认可。有效益的法律制度能有效地分配社会资源,取得最佳社会效果。
效益是一种重要的法律价值。换言之,法的效益价值在法律制度中具有重要作用。法的效益价值是法促进社会发展和文明进步所必须的。法在现代社会作为由国家强制力保障实施的行为规范,离不开一定的效益追求。目前法学界逐渐重视法的效益价值研究,这体现人们对法的效益价值的逐渐重视。
法具有效益价值取向,但在实际中法要实现公平和效益价值取向的完全统一却存在一定困难。这主要是因为,法的效益的实现有时与法的公平相冲突,以牺牲一定的公平为代价。这涉及所谓“效率优先、兼顾公平”的问题。就法的效益和公平价值来说,恐怕不是一个简单的效率优先,并在效率的基础上考虑公平的问题,而是一个追求公平与效率均衡的问题,即两者的最佳结合以及达到的可行性路径。法实现公平与效益价值需要在公平与效率之间均衡,以使法律既能够满足社会公平的要求,又能够实现法律的效益价值。应当说,法律的公平与效益价值的均衡存在必然性,因为在法律中公平与效益存在共同的起点和目的———法调整社会资源的分配,而社会资源在一定环境下都是有限的。稀缺性就成为公平和效益的起点,最终目的都是要满足人们的需要。再从法的效益价值的本身的内容来看,法的效益价值包括资源利用上的效益价值和资源分配上的效益价值。法通过调整人行为,促进了资源的有效的利用和资源的有效的分配。然而,这种有效利用和分配是以法的公平价值准则的贯彻为前提的。特别是就资源的有效分配来说,它同时意味着社会资源的平等分配。资源的平等分配,是在法的指导下进行的,因为法通过分配当事人之间的权利和义务,确立了资源分配的秩序；“法律必须以提高效率的方式分配资源,并以权利和义务的规定保障资源的优化配置和使用。”[6] 法追求资源分配公正与效率的均衡,是通过确立分配规则、行为规范、利益协调和平衡机制以及制度保障来实现的。法的公平价值与效益价值目标有很大的趋同性,因为公正不必然排斥
效益,反之亦然。即效率与公正具有统一的基础,在实现法的效益过程中有时虽然存在牺牲一定的公正的问题,两者在总的方面是一致的。在相当程度上,法的公平是效益的基础和前提。在两者发生冲突时,实现公平和效率的均衡则是必要的保障。
就知识产权法来说,它除了具有公平的价值取向外,同样具有效益价值取向。换言之,实现知识产权法的效益价值,也是知识产权制度的重要目标。例如,我国专利法的根本目的是,通过鼓励发明创造活动,促进国际国内科学技术情报交流和技术的有偿转让,推动我国科学技术的进步和社会生产力的提高。显然,专利法要实现提高社会生产力的目的,它必须是一种能够产生效益的制度,并且,知识产权法效益价值目标的实现和公平与效率均衡的达到,利益平衡机制起了关键的作用。
从知识产权的效益价值取向看,知识产权法的效益价值体现于知识产权法的制度运行、利益协调和平衡机制以及制度保障上。特别是,知识产权法的效益与公平———知识产权制度中的公平和效率的均衡,是通过相互制衡的利益之间的平衡来加以实现的。知识产权法对知识产权有关当事人之间的权利和义务的公正分配,既是保障社会知识资源的公正分配和实现社会正义秩序的良性机制,也是以有效率的方式分配社会知识资源的手段,具体体现为以权利和义务的制度性规定保障知识资源的有效的配置。这种以提高效益的方式分配知识资源,反映了知识产权法的效益价值取向。易言之,知识产权法产生的效益是通过建构利益平衡机制来实现的。知识产权法追求公平和效益价值目标,其中公平作为一种分配方式,该方式的正当性能使知识产权中参与分配的利益主体各得其所,通过这种分配实现利益平衡状态。权利义务的均衡分配能够既使知识产权人有足够的动力从事知识创造和实现自己的利益,同时也能满足社会公众对知识产品合法需求,实现知识产品的社会效用。
三、知识产权法中利益平衡的结构
（一）知识产权法中利益平衡的总体框架
知识产权法中的利益平衡包括知识产权法上权利和义务的总体平衡、知识产权人的利益与社会公众利益的平衡、知识产权人之间的权利义务的平衡,以及效率与公正之间的平衡等。其中知识产权法中的权利和义务平衡是利益平衡关系突出的法律表现。就知识产权法所需要协调的主要矛盾而言,知识产权法的权利义务关系是知识产权人的私人利益和该制度所要实现的公共利益关系的法律形式。另外,从知识产权法与相关制度协调的关系看,知识产权法的利益平衡还包括知识产权法本身和其他相关制度的平衡,其中特别相关的是知识产权与公民接近知识和信息的宪法性权利的平衡,以及与竞争、反垄断利益的平衡。就知识产权法本身来看,还存在国内层面的平衡和国际层面的平衡关系,其中特别重要的是南北国家之间知识产权的利益平衡关系。
不过在这些利益平衡的层次中,主要的依然是知识产权人的利益和社会公众利益之间的平衡。这是因为,知识产权法直接表现为一种授予知识产权人对知识产品的专有的控制权的法律制度。该专有权与知识产品的社会属性和自然流动性相对抗,与社会公众对知识产品的合法需求也是相对抗的。这种对抗是知识产权法中矛盾的主要方面。通过控制知识产权人的专有权而实现权利和义务总体平衡,也就是等于对社会公众利益提供公正的保护。因为知识产权人的专有权被控制意味着对社会公众接近知识产品的基本保障,这正好体现了知识产权法的精髓。
（二）知识产权法中利益平衡的结构
应当指出,在知识产权法的利益平衡框架中,利益平衡既是一种状态,也是一个过程。从作为一种状态的利益平衡来看,它体现为在知识产权法律制度中权利义务总体上的协调,知识产权人和使用、传播知识产品者之间的和谐和平等,是知识产权人和利用知识产品的各种使用者的权利与利益相互抗衡的状态。从根本上讲,只有平衡围绕知识产品的生产、利用和传播而产生的各种利益关系,协调他们之间的利益冲突,才能实现知识产权法的目的。但在现实中,
知识产权法的利益平衡机制还永远没有完善。换言之,知识产权法中利益不平衡的状态是经常存在的。这种不平衡状态主要表现为知识产权人与社会公众之间无法以各自拥有的权利和利益与对方抗衡的状态。知识产权法的利益不平衡状态是由多种因素造成的,并且在不同的时期和在同一时期的不同国家的知识产权制度中表现不同。例如,总体上知识产权制度的立法设计体现了社会发展的总体要求和总体目标,需要正确地界定在知识产权中的利益选择的主次关系。在不同时期,这种主次关系会存在不同的表现。这使得在一个时期知识产权的平衡状态在另一个时期会出现失衡的状况。
具体地说,知识产权法的利益不平衡或者说利益失衡状态主要体现为两种情况:一是知识产权人拥有较少的专有权,而社会公众能相当宽松地利用知识产品。从权利义务的关系来看,这种状况实际上是让知识产权人承担了较多的社会义务,而赋予了社会公众较多的使用作品、发明等知识产品的权利。这种状况出现于知识产权的弱保护环境下。它的出现有多种原因,并且在发展中国家表现更为明显。知识产权的这种弱保护甚至还与对知识产品保护的观念有关。例如,在受“国家所有权”观念较深的国家,在知识产权立法的制度天平上很可能是偏向于使用者,而对知识产权人的权利予以过多的限制。知识产权法的利益失衡的第二种状态则与前面正好相反,即知识产权人被赋予较多的权利而社会公众对知识产品的使用受到较多的限制,以至社会公众无法在分享知识产品的利益上与知识产权人相抗衡。这种利益失衡状态常见于知识产权强保护环境下。考察知识产权法的历史,无论是专利法、著作权法还是商标法,可以发现知识产权法的总的发展趋势是权利的不断扩张,是所谓高度保护主义应对低度保护主义的胜利。这种不平衡状态在近一二十年变得更加明显,特别是在知识产权的国际保护领域,南北国家之间知识产权保护上的利益失衡相当明显。对该不平衡状态的克服需要通过建立和完善相应的平衡机制来实现。
无须指出,知识产权法中的这种利益不平衡或者说利益失衡的状态是和利益平衡状态相对的。通过考察知识产权法中的不平衡状态,也有助于认识和了解知识产权法的利益平衡机制。
知识产权法是科学技术和商品经济发展的产物,这种制度与社会的发展、技术的进步,以及一定时期国家的经济、科技和文化政策息息相关。作为一个过程的利益平衡,则体现为知识产权法的发展是随着技术和社会的进步而不断地打破平衡关系而出现的动态平衡的过程,对平衡的追求是知识产权法的主旋律。也就是说,平衡既是静态的也是动态的。作为一种动态的平衡,知识产权法使得在其发展的各个阶段上由不平衡逐步趋向于平衡。同时,理想的利益平衡是一个永无止境的过程。对这一状况的不懈追求就是知识产权法不断发展和完善的过程。从这个意义上讲,知识产权法的利益平衡更主要是一种作为过程的平衡。这主要表现为通过知识产权法的一系列制度和机制来实现,其中特别重要的是知识产权权利限制制度。
从知识产权法利益平衡结构看,除了以上两种类型的平衡外,认识到知识产权法的结构性均衡也是重要的。知识产权法的结构性均衡涉及知识产权人与知识产品使用者形成的权利义务对峙的均势,或者说是知识产权法律关系主体的权利义务之间的平衡。从内容上看,知识产权法作为规范体系由权利和义务两大要素构成。知识产权法的结构上的均衡即是知识产权法所规范的权利与义务在整体分布与组合上的平衡。其中最重要的是知识产权法律关系中最基本的主体即知识产权人和知识产品的使用者即一般的社会公众之间的权利和义务之间的平衡,以及他们自身权利和义务之间的平衡。
就知识产权法的权利格局来说,在知识产权法的均衡性结构中,知识产权人的权利与知识产品使用者的权利、社会公众的权利的范围、强度保持均衡对峙。知识产权法中的权利义务的合理性直接取决于社会需求的程度,包括社会对知识产品生产的需求和社会公众对知识产品使用和传播的合法需求。如果知识产权人的专有权过小,导致对知识生产的激励不足,或者社会公众使用知识产品的合法需求受到过多的限制,都将难以满足社会的需求,从而会导致知
识产权法律制度的结构性失衡。这里实际上涉及利益层次上的平衡的问题,即私益与公益的平衡,或者说私人利益与公共利益的平衡问题。在知识产权法中,私人权利是私益在知识产权法律上的体现,它与知识产权法所追求的公益目标具有一致性,该一致性正是知识产权利益平衡建构的基础。但是,这两种利益也经常发生冲突。为协调这两种利益关系,就需要平衡。也只有在利益平衡状态下,两者才会互相促进,获得相对于不平衡的情况时的更多利益。
就知识产权法的权利结构内部要素配置效率来说,知识产权法的结构性均衡意味着知识产权立法预期的社会效益达到了最大化,知识产权法配置的其他社会资源也实现了最优配置,知识产权法对公平与效率的追求、公平与效率的均衡也出现了最优状态。知识产权法的结构性均衡,受制于公平与效率的价值目标。它应当在充分保障知识产权人利益的基础之上实现对知识产品被充分有效地利用和传播,从而使知识产权法产生的社会利益达到最大化。从功能上看,知识产权法的利益平衡即包括这样的价值目标的平衡。
知识产权法的发展也正是在利益平衡与不平衡的矛盾中发展的,而总体上是趋向于平衡的。特别是知识产权法与技术的发展、社会的进步有极大的关系。随着技术的发展和社会的进步,作为知识产权法的基石的利益平衡状态会产生相应的变化。这种变化的一个趋向就是原来的知识产权法的利益格局被打破,致使原有的平衡状态走向失衡状态。为了使知识产权法在新的环境下继续协调知识产权人和社会公众利益关系,以产生理想的社会效用,这就需要对保护知识产权的法律制度进行调整,重新规制知识产权人的权利义务。也只有这样才能使之继续成为鼓励知识创造和扩散,促进文化进步和经济发展的制度。这里所说的调整和重新规制,一般体现为知识产权立法的修改和完善。从这里也可以理解到,为何与其他的法律制度相比,知识产权法的修改比较频繁。当然,法律包括知识产权法律的修改有很多的原因。只是需要指出,维持新的利益平衡是关键性的因素。
注释:
[1]冯晓青. 知识产权法哲学[M] . 北京:中国人民公安大学出版社. 2003.
[2]袁咏. 数字版权[ A] . 知识产权文丛（第2 卷）[C] . 北京:中国政法大学出版社,1999.
12.
[3]马克思恩格斯全集（第1 卷）[M] . 北京:人民出版社,1978. 179.
[4]马克思恩格斯全集（第1 卷）[M] . 北京:人民出版社,1978. 179.
[5]博登海默. 法理学———法哲学及其方法[M] . 北京:华夏出版社,1987. 297.
[6]张文显. 法学基本范畴研究[M] . 北京:中国政法大学出版社,1993. 275.
出处:《河南省政法管理干部学院学报》2004 年第5 期
等效平衡原理及练习 一、等效平衡概念 等效平衡是指在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达平衡后，任何相同组分的体积分数或物质的量分数均相等的平衡。 在等效平衡中，有一类特殊的平衡，不仅任何相同组分X的含量（体积分数、物质的量分数）均相同，而且相同组分的物质的量均相同，这类等效平衡又称为同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。 如，常温常压下，可逆反应： 2SO2 + O2 2SO2 ①2mol 1mol 0mol ②0mol 0mol 2mol ③0.5mol 0.25mol 1.5mol ①从正反应开始，②从逆反应开始，③从正逆反应同时开始，由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①)，因此三者为等效平衡 二、等效平衡规律 判断是否建立等效平衡，根据不同的特点和外部条件，有以下几种情况： ①在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，通过化学计量数计算，把投料量换算成与原投料量同一则物质的物质的量，若保持其数值相等，则两平衡等效。此时，各组分的浓度、反应速率等分别与原平衡相同，亦称为同一平衡。 ②在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，通过化学计量数计算，把投料量换算成与原投料量同一则物质的物质的量，只要物质的量的比值与原平衡相同则两平衡等效。此时，各配料量不同，只导致其各组分的浓度反应速率等分别不同于原平衡，而各组分的百分含量相同。 ③在恒温、恒压下，不论反应前后气体分子数是否发生改变，改变起始时加入物质的物质的量，根据化学方程式的化学计量数换算
等效平衡原理及规律 一、等效平衡原理 在一定条件(定温、定压或定温、定容)下，对于同一可逆应，只要起始时加入物质的物质的量不同，而达到平衡时，同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同，这样的平衡称为等效平衡。 如，常温常压下，可逆反应： 2SO2 + O2 2SO2 ①2mol 1mol 0mol ②0mol 0mol 2mol ③ ①从正反应开始，②从逆反应开始，③从正逆反应同时开始，由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①)，因此三者为等效平衡 二、等效平衡规律 根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等)，可将等效平衡问题分成三类： I.在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。 例1．在一固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B发生反应 2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，达到平衡，c的浓度为w mol/L。若维持容器体积和温度不变，下列四种配比作为起始物质，达平衡后，c的浓度仍为w mol/L的是 A. 4 mol A +2 mol B B. 1 mol A+ mol B+ mol C+ mol D C. 3 mol C+1 mol D +1 mol B D. 3 mol C+1 mol D 解析：根据题意: 2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应1)<==> 2A(g)+B(g)==3C(g)+ D(g)(反应2) 2mol 1mol 0 0 0 0 3mol 1mol
等效平衡知识总结 一、等效平衡原理的建立 化学平衡理论指出：同一可逆反应，当外界条件相同时，反应不论是从正方应开始，还是从逆反应开始，或者从正、逆反应同时开始，最后都能达到平衡状态。化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因此，我们把： 在一定条件（恒温、恒压或怛温、恒容）下，只是起始物质加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，反应混合物中各组分的百分数（体积、物质的量、质量）均对应相等，这样的化学平衡互称等效平衡。 切记的是：组分的百分数相同，包括体积分数、物质的量分数或质量百分数，而不仅仅是指浓度相同，因为同一组分百分数相同时其浓度不一定相等。 概念的理解： （1）外界条件相同：通常可以是①恒温、恒容; ②恒温、恒压。 （2）“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同：“完全相同的平衡状态”是指在达到平衡状态时，任何组分的物质的量分数（或体积分数）对应相等，并且反应的速率等也相同，但各组分的物质的量、浓度可能不同。而“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数（或体积分数）对应相同，反应的速率、压强等可以不同。 （3）平衡状态只与终态有关，而与途径无关，（如：①无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③反应容器经过扩大—缩小或缩小—扩大的过程，）只要起始浓度相当，就达到相同的平衡状态。 判断“等效平衡”的方法 （1）使用极限转化的方法将体系转化成同一方向的反应物或生成物。 （2）观察有关物质的量是否相等或成比例。 等温等容：A、m+n≠p+q 相同起始物质的物质的量相等 B、m+n = p+q 相同起始物质的物质的量之比相等 等温等压：相同起始物质的物质的量之比相等。等压比相等，等容量相等。但若系不变，可为比相等。 a.气态物质反应前后体积变化的可逆反应 Ⅰ：恒温恒容时 1.建立等效平衡的条件是：反应物的投料相当即“等量”加入 2.判断方法：“一边倒”的极限转换法 即将不同的投料方式根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时，如果反应物（或生成物）中同一组分的物质的量完全相同，则互为等效平衡。 2、恒温恒容时，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,若一边倒后的比例关系与原平衡相同，则二平衡等效(平衡时相同物质的含量相同，n、C都成倍数关系） a.气态物质反应前后体积变化的可逆反应 Ⅱ：恒温恒压时 1.建立等效平衡的条件是：反应物的投料比相等即“等比”加入 2.判断方法：“一边倒”的极限转换法 即将不同的投料方式根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时，只要反应物（或生成物）中各组分的物质的量的比例相同，则互为等效平衡。 二、化学反应速率化学平衡图像 图像题是化学平衡中的常见题型，这类题目是考查自变量（如时间、温度、压强等）与因变量（如物质的量、浓度、百分含量、转化率）之间的定量或定性关系。
kalman滤波器 分类：CV相关2012-03-19 00:26 178人阅读评论(2) 收藏举报 卡尔曼是匈牙利当代著名数学家，Kalman滤波器源自于他的博士毕业论文和1960年发表的论文《A New Approach to Linear Filtering and Prediction Problems》（线性滤波与预测问题的新方法）。 卡尔曼滤波器是一个最优化自回归数据处理方法，它是一个时域滤波器，是通过对时域上包含噪声的有限测量数据，计算出最接近实际值的方法。这里说它是一种递归的估计，是指只要获得上一时刻的状态值以及当前的状态观测值就可以计算出当前状态的估计值，因此不需要记录观测或者估计的历史信息。既然是一个时域滤波器，也就无需像低通滤波器那样，需要在频域进行滤波器设计而需要再转换到时域来实现。卡尔曼滤波器的典型应用是从一组包含噪声的对无物体位置的观察序列中预测出物体的位置坐标和 速度，它的核心内容是5个计算公式，然而，仅仅给出5个计算公式显得过于抽象，不便于理解。这里，为了更加形象、更容易地理解卡尔曼滤波器，我给出网上摘取的一个例子来一步一步探索卡尔曼滤波器的原理。 一、举例说明卡尔曼滤波器的原理（该例子转载自网络） 假设被研究对象是某个房间内的温度（当然，这里假设该房间内各处的温度是相等的，房间内不存在空调、风扇、暖气等局部发热或散热的设备）。根据生活经验，你认为这个房间内的温度是恒定的。即，下一时刻的温度等于当前时刻的温度。但是，你的生活经验并不是绝对的准确，所以，你确信自己对房间内温度的估计存在上下几度的偏差。这个偏差在这里假设是高斯白噪声的，即：偏差跟时间没有关系而且是服从高斯分布的。另外，在房间内放置一个温度计，用于测量房间内的温度。但是，由于制造工艺等因素，温度计的测量值也不是绝对准确的，即：温度计的测量值与真实值之间也存在一定的偏差，这个偏差也假设是高斯白噪声的。那么，对于任意时刻，我们可以得到该房间的两个温度值：你根据生活经验得到的估计值（系统的预测值）和温度计的测量值（系统的测量值）。下面我们用这两个值结合他们各自的噪声来估算出房间的实际温度值。假如我们要估算k时刻的实际温度值。首先你要根据k-1时刻的温度值，来预测k时刻的温度。 （1）因为你相信温度是恒定的，所以你会得到k时刻的温度预测值是跟k-1时刻一样的，假设是23度，同时该值的高斯噪声的偏差是5度。（5是这样得到的：如果k-1
化学平衡知识归纳总结 一、化学平衡 化学平衡的涵义 1、可逆反应：在同一条件下同时向正方向又向逆反应方向进行的反应。 注意：“同一条件”“同时进行”。同一体系中不能进行到底。 2、化学平衡状态 在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相同时，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态叫化学平衡状态。要注意理解以下几方面的问题：（1）研究对象：一定条件下的可逆反应 （2）平衡实质：V 正=V 逆 ≠0 （动态平衡） （3）平衡标志：反应混合物各组分的含量保持不变，可用六个字概括——逆、等、定、动、变、同。 3、化学平衡状态的特征： （1）逆：化学平衡状态只对可逆反应而言。 （2）等：正反应速率和逆反应速率相等，即同一物质的消耗速率与生成速率相等。 （3）定：在平衡混合物中，各组分的浓度保持一定，不在随时间的变化而变化。（4）动：化学平衡从表面上、宏观上看好像是反应停止了，但从本质上、微观 上看反应并非停止，只不过正反应速率于逆反应速率相等罢了，即V 正=V 逆 ≠0， 所以化学平衡是一种动态平衡。 （5）变：化学平衡实在一定条件下建立的平衡。是相对的，当影响化学平衡的外界条件发生变化时，化学平衡就会发生移动。
（6）同：化学平衡状态可以从正逆两个方向达到，如果外界条件不变时，不论采取何种途径，即反应是由反应物开始或由生成物开始，是一次投料或多次投料，最后所处的化学平衡是相同的。即化学平衡状态只与条件有关而与反应途径无关。可逆反应达到平衡的标志 1、同一种物质V 正=V 逆 ≠0 2、各组分的物质的量、浓度（包括物质的量的浓度、质量分数等）、含量保持不变。
等效平衡原理及规律 Prepared on 22 November 2020
等效平衡原理及规律 一、等效平衡原理 在一定条件(定温、定压或定温、定容)下，对于同一可逆应，只要起始时加入物质的物质的量不同，而达到平衡时，同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同，这样的平衡称为等效平衡。 如，常温常压下，可逆反应：2SO2 + O2 2SO3 SO2、O2、SO2的物质的量分别为①2mol 1mol 0mol②0mol 0mol 2mol③ ①从正反应开始，②从逆反应开始，③从正逆反应同时开始，由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①)，因此三者为等效平衡 二、等效平衡规律 根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等)，可将等效平衡问题分成三类： I.在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。 例1．在一固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B发生反应 2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，达到平衡，c的浓度为w mol/L。若维持容器体积和温度不变，下列四种配比作为起始物质，达平衡后，c的浓度仍为w mol/L的是 A. 4 mol A +2 mol B B. 1 mol A+ mol B+ mol C+ mol D C. 3 mol C+1 mol D +1 mol B D. 3 mol C+1 mol D 解析：根据题意:
1 等效平衡原理及规律 一、等效平衡原理 在一定条件(定温、定压或定温、定容)下，对于同一可逆应，只要起始时加入物质的物 质的量不同，而达到平衡时，同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同， 这样的平衡称为等效平衡。 如，常温常压下，可逆反应：2SO 2 + O 2 2SO 3 SO 2、O 2、SO 2的物质的量分别为①2mol 1mol 0mol②0mol 0mol 2mol ③0.5mol 0.25mol 1.5mol ①从正反应开始，②从逆反应开始，③从正逆反应同时开始，由于①、②、③三种情况 如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等(如将 ②、③折算为①)，因此三者为等效平衡 二、等效平衡规律 根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否 相等)，可将等效平衡问题分成三类： I.在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时加入物 质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原 平衡相同，则两平衡等效。 例1．在一固定体积的密闭容器中，加入2 mol A 和1 mol B 发生反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，达到平衡，c 的浓度为w mol/L 。若维持容器体积和温度不变，下列四种配 比作为起始物质，达平衡后，c 的浓度仍为w mol/L 的是 A. 4 mol A +2 mol B B. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol D C. 3 mol C+1 mol D +1 mol B D. 3 mol C+1 mol D 解析：根据题意: 2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应1)<==> 2A(g)+B(g)==3C(g)+ D(g)(反应2) 2mol 1mol 0 0 0 0 3mol 1mol 2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应3)<==> 2A(g)+B(g)== 3C(g) + D(g)(反应4) 1mol 0.5mol 0 0 0 0 1.5mol 0.5mol 所以，以3 mol C+1 mol D 或以1mol A+0.5 mol B+1.5mol C+0.5 mol D 作为起始物质 均可形成与反应（1）等效的平衡。答案：BD 解题规律：此种条件下，只要改变起始加入物质的物质的量，若通过可逆反应的 化学计量数之比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效(此种情 况下又称等同平衡，此法又称极限法)。 II.在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物(或生 成物)的物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。 例2．恒温恒容下，可逆反应2HI H 2+I 2（气）达平衡。下列四种投料量均能达到同一 平衡，请填写：
等效平衡原理及规律技巧 归纳 Prepared on 22 November 2020
等效平衡原理及规律技巧归纳 人教版教材对等效平衡概念是这样表述的：“实验证明,如果不是从CO和 H2O(g)开始反应,而是各取和,以相同的条件进行反应,生成CO和H2O(g),当达到化学平衡状态时，反应混合物里CO、H2O(g)、CO2、H2各为,其组成与前者完全相同（人教版教材第二册(必修加选修)第38页第四段）。”这段文字说明了，化学平衡状态的达到与化学反应途径无关。即在相同的条件下,可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始，还是从既有反应物又有生成物开始，达到的化学平衡状态是相同的，平衡混合物中各组成物质的百分含量保持不变，也就是等效平衡。(其实这个例子属于等效平衡中的特例,也称完全等效) 等效平衡的内涵是，在一定条件下（等温等容或等温等压），只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的质量分数（或体积分数）都相同，这样的平衡互为等效平衡。 等效平衡的外延是它的分类，即不同类型的等效平衡以及其前提条件，类型大致可分为三种.面对繁多的等效平衡类型,我们要掌握一定的方法,方法指导:解等效平衡的题，有一种基本的解题方法——极限转换法(也称一边倒)。由于等效平衡的建立与途径无关，不论反应时如何投料，都可以考虑成只加入反应物的“等效”情况。所以在解题时，可以将所加的物质“一边倒”为起始物质时，只要满足其浓度与开始时起始物质时的浓度相同或成比例，即为等效平衡。但是，要区分“浓度相同”或“浓度成比例”的情况，必须事先判断等效平衡的类型。分类如下: ①在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，通过化学计量数计算，把投料量换算成与原投料量同一则物质的物质的量，若保持其数值相等，则两平衡等效。此时，各组分的浓度、反应速率等分别与原平衡相同，亦称为同一平衡。
一、复习预习 1、化学平衡移动原理的内容是什么 2、影响平衡移动的外界因素有哪些 二、知识讲解 考点1等效平衡定义 对同一可逆反应，在一定条件下（常见的为恒温恒容或恒温恒压），起始投料方式不同（从正、逆或中间等方向开始），若达到的化学平衡同种物质的百分含量均相同，这样的平衡状态互称为等效平衡。 考点2等效平衡的常见分类和状态 以如下反应为例：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) （1）如果m+n≠p+q ①恒温恒容：使用极限转化分析法，一边倒后相同起始物质的物质的量相等。达到平衡后各物质浓度相等，百分含量相等，体积没变化，压强没有变化，达到平衡后正逆反应速率相同。唯一不同的是根据投料方式的不同会导致反应热不同。
②恒温恒压：一边倒后相同起始物质的物质的量之比相等。达到平衡后各物质浓度相等，百分含量相等，体积可有变化，压强没有变化，达到平衡后正逆反应速率相同。根据投料的量和方式的不同会导致反应热不同。 （2）如果m+n = p+q ③一边倒后相同起始物质的物质的量之比相等。恒温恒压的话，达到平衡后体积未必相等；恒温恒容的话，除了体积相等，达到平衡后各物质浓度、压强、正逆反应速率都可能不同。两种情况下反应热根据投料的量和方式的不同而不同。比较见下表1. 等效平衡解题建模过程 对于反应N 2(g)＋3H 2(g) 2NH 3(g)，按照①、②、③的投料方式进行反应， （1）恒温恒容下，则所能达到等效平衡的状态为：①=②≠③。 ③为①或②、④进行加压后的情况，对于这种△vg<0的情况,压强增大,平衡向正方向 移动, N 2转化率升高。 （2③。 2(g) （3基于上面几种类型的建模过程，对照表1 三、例题精析 【例题1】 3和2PCl 1.0molP Cl 3和0.4mol 【答案】C 【解析】此题属于恒温恒容，△Vg ﹤0。移走后，相当于一开始就是1.0mol PCl 3和0.5mol Cl 2在反应。若平衡不移动，PCl 5为0.2 mol 。若用虚拟隔板将体积压缩为一半，则移走前后互
实验十八 电桥法测电阻 电桥是一种用电位比较法进行测量的仪器，被广泛用来精确测量许多电学量和非电量。在自动控制测量中也是常用的仪器之一。电桥按其用途可分为平衡电桥和非平衡电桥；按其使用的电源又可分为直流电桥和交流电桥;按其结构可分为单臂电桥和双臂电桥。本实验介绍的是直流电桥测量电阻。电阻按阻值的大小大致可分为三类：待测电阻值在１Ｍ?以上的为高阻；在1?至1M ?之间时称为中值电阻，可用单臂（惠斯登）电桥测；阻值在1?以下的为低值电阻，则必须使用双臂电桥（又称开尔文电桥）来进行测量。 一 实 验 目 的 （1）掌握直流电桥测电阻的原理和方法。 （2）学习并掌握双臂电桥测低值电阻的方法。 二 实 验 原 理 用伏安法测电阻时，由于电表精度的制约和电表内阻的影响，测量结果准确度较低。于是人们设计了电桥，它是通过平衡比较的测量方法，而表征电桥是否平衡，用的是检流计示零法。只要检流计的灵敏度足够高，其示零误差即可忽略。 用电桥测电阻的误差主要来自于比较，而比较是在待测电阻和标准电阻间进行的，标准电阻越准确，电桥法测电阻的精度就越高。 1．单臂（惠斯登）电桥的工作原理 单臂电桥线路如图1所示，被测电阻R X (即图中 R 3)与三个已知电阻R 1、R 2、R N 、连成电桥的四个臂。四边形的一个对角线接有检流计，称为“桥”，另一个对角线上接电源E ，称为电桥的电源对角线。电源接通，电桥线路中各支路均有电流通过。 A C 当 B 、D 两点之间的电位相等时，“桥”路中的电流，检流计指针指零，这时电桥处于平衡状态。此时 V 0=g I D B V =于是 2 R R N 1R R X = 根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂的电阻，因此，电桥测电阻的计算式为： N X R R R R 2 1= （1） 电阻2 1R R 为电桥的比率臂，称为倍率k ，为 比较臂。以QJ-23型箱式电桥为例，它构造精细，测量范围大(1～),精确度高(在 10～范围内精确度为)，QJ-23型惠斯登电桥面板外形如图2：1-待测电阻接线柱； 2-检流计按钮开关G ； 3-电源按钮开关B ； 4-检流计； 5-检流计调零旋钮；6-左侧3个接线柱是检流计连接端，当连接片接通“外接”时，内附检流计被接入桥路，当连接片连通“内接”时，检流计被短路； 7-外接电源接线柱，箱内为3节2号干电池，约4.5V ，使用时应注意外接电源接线柱是否应短路； 8-比率臂，即上述电桥电路中N R 610ΩΩ5 10%2.0±X R 21R R N R 的比值，直接刻在转盘上； 9-比较臂，即上述电桥电路中电阻箱(本处 为四个转盘)。 2．双臂电桥测低值电阻的原理 用图1所示的单臂电桥测电阻时,其中比例臂电阻R 1、R 3可用较高的电阻, 因此, 与R 1、R 3 相连的导线 7 图2 QJ-23型电桥面板图
惠斯通电桥 在实验中，测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。伏安法测量电阻的公式为R=U/I （测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流），除了电流表和电压表本身的精度外， 还有电表本身的电阻，不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流 I 和电阻 两端的电压U ，不可避免存在测量线路缺陷。电桥是用比较法测量电阻的仪器。电桥的 特点是灵敏、准确、使用方便，它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量 转化为电学量测量中。电桥可分为直流电桥、交流电桥，直流电桥可以用于测电阻，交 流电桥可用于测电容、电感。通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻 抗的变化进行测量。 惠斯通电桥属于直流电桥，主要用于测量中等数值的电阻（101 ~106 Q ）O 对于太小 的电阻 （10"6 ~101 Q 量级），要考虑接触电阻、导线电阻，可考虑使用双臂电桥；对于大 电阻（107Q 级），要考虑使用冲击检流计等方法。惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表， 而实验室用检流计属于 1惠斯通电桥测量原理 图1是惠斯通电桥的原理图。四个电阻 R o 、R i 、R 2、 R x 连成四边形，称为电桥的四个臂。四边形的一个对角线 连有检流计，称为“桥”；四边形的另一对角线接上电源， 称为电桥的“电源对角线” 。E 为线路中供电电源，学生 实验用双路直流稳压电源，电压可在 0-30V 之间调节。R 保护为较大的可变电阻，在电桥不平衡时取最大电阻作限流 作用以保护检流计；当电桥接近平衡时取最小值以提高检 流计的灵敏度。限流电阻用于限制电流的大小，主要目的 在于保护检流计和改变电桥灵敏度。 电源接通时，电桥线路中各支路均有电流通过。当C 、D 两点之间的电位不相等时， 桥路中的电流I g -0，检流计的指针发生偏转；当 C 、D 两点之间的电位相等时，桥路 中的电流I g =0，检流计指针指零（检流计的零点在刻度盘的中间），这时我们称电桥 处于平衡状态。因此电桥处于平衡状态时有： I g =0 U AC =U AD 于是空二邑即R x R 2二R 0R 1 R 0 R 2 此式说明，电桥平衡时，电桥相对臂电阻的乘积相等。这就是电桥的平衡条件。 根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂电阻， 因此，电桥测电阻的计算式为 R x 二邑凤二 KR 。 （1） R 2 电阻R 1、R 2为电桥的比率臂，R x 为待测臂，R 为比较臂，R 。作为比较的标准，实 A 表，电桥的灵敏度要受检流计的限制。 [1 U CB = U DB 1 Rx = 1 R0 I R1 = I R2 1 Rx R x = 1 R1 R 1 1 R0R 0 = 1 R2 R 2
读书报告：平衡车的原理及功能实现方法 载人平衡车是一种靠电能提供能源，能够载人直立平衡行走的交通工具。随着社会的发展，公共交通的拥堵也成为普片现象，越来越受到人们的关注。载人平衡车由于其体积小巧轻便，适用能力强，能够有效缓解交通压力。 两轮自平衡车是当今机器人研究领域的一个重要分支,它涵盖了电子、机械、自动控制与信号处理等多个学科。其结构类似于倒立摆,具有非线性、强耦合的特性。由电源、电动机构成其原动机模块；由机构件轮、轴构成其机械传动机模块；由控制芯片、陀螺仪构成其信息机模块。 平衡车模块简图 一．原动机模块 2个直流电动机安装在车体平台下面，驱动电机的H桥由4个N沟道功率MOS管AUIRFB4410组成[5j。采用IR公司的IR2184作为MOS的栅极驱动器,IR2184是一种双通道、高速高压型功率开关器件，具有自举浮动电源。在自举上作模式下，对自举电容和自举_极管的要求都较高。自举电容的耐压值仅为VCC的电压，但其容量由下列因素决定:驱动器电路的静态电流、电平转换器电流、MOSFET的栅源正向漏电流、MOSFET的栅极电容的大小、自举电容的漏电流的大小、以及上作的频率。 为了减少自举电容的漏电流，应尽量采用非电解电容，本系统中采用陶瓷电容。自举_极管必须能够承受干线上电压的反压，当开关频率较低时，要求电容保持电荷较民时间，一极管的高温反向漏电流尽量小。同样为了减少自举电容反馈进电源的电荷数量，_极管应选用超快恢复_极管。在本系统中自举_极管采用了快恢复一极管FR307，自举电容采用1 uF的陶瓷电容，完全满足本系统的需要。驱动电路中在栅极也串联了一个10 S2的小电阻，虽然这个电阻会影响一定的MOS开启速度，但可以减少栅极出现的振铃现象，减少EMI;为了加快MOS 管的关断速度，在设计电机驱动电路时在栅极电阻上反向并联了一个_极管;另外在栅极对地接了一个lOK的下拉电阻，这个电阻可以防比MOSFET被击穿;最后在电机的输出端对电源和地接了4个TVS管，一方而可以续流，另外还可以
交流电桥的原理和应用 交流电桥是一种比较式仪器，在电测技术中占有重要地位。它主要用于测量交流等效电阻及其时间常数；电容及其介质损耗；自感及其线圈品质因数和互感等电参数的精密测量，也可用于非电量变换为相应电量参数的精密测量。 常用的交流电桥分为阻抗比电桥和变压器电桥两大类。习惯上一般称阻抗比电桥为交流电桥。本实验中交流电桥指的是阻抗比电桥。交流电桥的线路虽然和直流单电桥线路具有同样的结构形式，但因为它的四个臂是阻抗，所以它的平衡条件、线路的组成以及实现平衡的调整过程都比直流电桥复杂。 【交流电桥的原理】 图1是交流电桥的原理线路。它与直流单电桥原理相似。在交流电桥中，四个桥臂一般是由交流电路元件如电阻、电感、电容组成；电桥的电源通常是正弦交流电源；交流平衡指示仪的种类很多，适用于不同频率范围。频率为200Hz 以下时可采用谐振式检流计；音频范围内可采用耳机作为平衡指示器；音频或更高的频率时也可采用电子指零仪器；也有用电子示波器或交流毫伏表作为平衡指示器的。本实验采用高灵敏度的电子放大式指零仪，有足够的灵敏度。指示器指零时，电桥达到平衡。 图1 交流电桥原理 一、交流电桥的平衡条件 我们在正弦稳态的条件下讨论交流电桥的基本原理。在交流电桥中，四个桥臂由阻抗元件组成，在电桥的一个对角线cd 上接入交流指零仪，另一对角线ab 上接入交流电源。 当调节电桥参数，使交流指零仪中无电流通过时（即I 0=0），cd 两点的电位相等，电桥达到平衡，这时有 U ac =U ad U cb =U db 即 I 1Z 1=I 4Z 4 I 2Z 2=I 3Z 3 两式相除有 3 34 4221Z I Z I Z I Z I 1 当电桥平衡时，I 0=0，由此可得 I 1=I 2，I 3=I 4 所以 Z 1Z 3=Z 2Z 4 （1） 上式就是交流电桥的平衡条件，它说明：当交流电桥达到平衡时，相对桥臂的阻抗的乘
等效平衡原理 一、等效平衡概念 等效平衡是指在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达平衡后，任何相同组分的体积分数或物质的量分数均相等的平衡。 在等效平衡中，有一类特殊的平衡，不仅任何相同组分X的含量（体积分数、物质的量分数）均相同，而且相同组分的物质的量均相同，这类等效平衡又称为同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。 如，常温常压下，可逆反应： 2SO 2 + O 2 2SO 2 ①2mol 1mol 0mol ②0mol 0mol 2mol ③0.5mol 0.25mol 1.5mol ①从正反应开始，②从逆反应开始，③从正逆反应同时开始，由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①)，因此三者为等效平衡 二、等效平衡规律 判断是否建立等效平衡，根据不同的特点和外部条件，有以下几种情况： ①在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，通过化学计量数计算，把投料量换算成与原投料量同一则物质的物质的量，若保持其数值相等，则两平衡等效。此时，各组分的浓度、反应速率等分别与原平衡相同，亦称为同一平衡。 ②在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，通过化学计量数计算，把投料量换算成与原投料量同一则物质的物质的量，只要物质的量的比值与原平衡相同则两平衡等效。此时，各配料量不同，只导致其各组分的浓度反应速率等分别不同于原平衡，而各组分的百分含量相同。 ③在恒温、恒压下，不论反应前后气体分子数是否发生改变，改变起始时加入物质的物质的量，根据化学方程式的化学计量数换算成同一则物质的物质的量只要物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。此时的情形与（2）相似。 例题、【2003年江苏高考试题】恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A（g）+B（g） C（g） （1）若开始时放入1 mol A和1 mol B，到达平衡后，生成a mol C，这时A的物质的量为 mol。 （2）若开始时放入3 mol A和3mol B ，到达平衡后，生成C的物质的量 为 mol。 （3）若开始时放入x molA，2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是y mol和3a mol，则x= mol，y= mol。 平衡时，B的物质的量（选填一个编号） （A）大于2 mol （B）等于2 mol
双轮自平衡车 学校：德州学院 学生：唐文涛焦方磊李尧 指导老师：孟俊焕 时间：二О一四年7 月10日～10 月 6 日共12 周
中文摘要 两轮自平衡车是动态平衡机器人的一种。2008年我国奥运会的时候安全保卫工作使用过它,到今年两轮平衡车已经发展的相对成熟。在国家节能、降耗、环保、低碳、经济的方针政策下，两轮平衡车进行了资源整合、技术升级，在原来的两轮单轴式自平衡的基础上采取两轴双轮可折叠设计，两轮自平衡车具有运动灵活、智能控制、操作简单、驾驶姿势多样、节省能源、绿色环保、转弯半径为0等优点。适用于在狭小空间内运行，能够在大型购物中心、国际性会议或展览场所、体育场馆、办公大楼、大型公园及广场、生态旅游风景区、大学校园、城市中的生活住宅小区等各种室内或室外场合中作为人们的中、短距离代步工具。也是集娱乐、代步、炫酷为一体的，主打形象是汽车伴侣解决停车后几公里内的代步问题。 两轮自平衡车主要由驱动电机、锂电池组、车轮、车身等组成。其工作原理：车体内置的精密固态陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，透过精密且高速的中央微处理器计算出适当的指令后，驱动马达来做到平衡的效果。 关键词：陀螺仪，动态稳定，折叠，驱动系统，平衡。 English abstract Two rounds of self-balancing vehicle is one of the dynamic balance of the robot. In 2008 the Olympic Games security work used it in our country, in the year to balance two rounds of car has developed relatively mature. In the national energy saving, consumption reduction, environmental protection, low carbon, economic policies and regulations, the two rounds of balance of resource integration, technology upgrades, in the original two rounds of single shaft type taken on the basis of self balancing two shaft double folding design, two rounds of self-balancing vehicle movement, flexible, intelligent control, simple operation and driving posture diversity, save energy, green environmental protection, the advantages of turning radius of 0. Apply to run in narrow space, can in a large shopping center, the international conference and exhibition venues, sports venues, office buildings, large parks and square, ecological tourism scenic spot, the university campus, city life in residential quarters and other indoor or outdoor situations as the medium and short distance transport of people. Is entertainment, walking, cool as a whole, the main image is car partner solve the problem of parking within a few kilometers after walking. Two rounds of self-balancing vehicle is mainly composed of drive motor, lithium battery pack, wheel, body, etc. Its working principle: the body's built-in precision solid-state gyroscope to judge the body's position, through sophisticated and high-speed central microprocessor
平衡车原理和扑街解释 摘要: 说到仆街的原因或者原理，必须从平衡车的原理说起。本文为 buaa_dingo 原创一、自平衡基本原理所有前后方向具有自平衡功能的车辆，双轮或者独轮，都是基于倒立摆原理。自平衡车实际上是一个比较 ... 说到仆街的原因或者原理，必须从平衡车的原理说起。本文为buaa_dingo原创 一、自平衡基本原理 所有前后方向具有自平衡功能的车辆，双轮或者独轮，都是基于倒立摆原理。自平衡车实际上是一个比较简单的单级倒立摆系统，只是由于有驾驶员的操纵，为这个简单的单级倒立摆系统引入了一些非线性因素，但是也并不复杂。 简单文字描述如下： 1）最简单的自平衡车系统，包括控制器、姿态传感器和执行器（电机），以及必要的电源（电池）和结构零件（让小车组合在一起具备功能）。其中，控制器能够测量姿态传感器输出的姿态信息，并比较精确地控制电机运转；姿态传感器可以每秒输出100-500次姿态数据（俯仰、滚转、方向）；执行器（电机）可以提供整车运动的动力。 2）当驾驶者向前倾斜身体时，会带动车子向前倾斜。此时控制器可通过姿态传感器感知到这个倾斜，并命令电机向前旋转。这样，驾驶者前倾的时候，车子也会往前走，从而“追上”打算往前倾倒的驾驶者，保持动态平衡。 3）当驾驶者身体向后仰时，会带动车子向后倾斜。此时控制器可通过姿态传感器感知到这个倾斜，并命令电机向后旋转。这样，驾驶者后仰的时候，车子也会往后走，从而“追上”打算向后倾倒的驾驶者，保持动态平衡。 4）控制器每秒钟执行100-500次2、3的过程，不停地测量车子姿态，不停地调整电机的转动方向和转速。这样就保持一个动态的平衡。不管驾驶者往前还是往后倾斜，车子都会自动“追上”驾驶者，保持平衡。 参考文献：
双轮自平衡车设计报告 学院………….......... 班级…………………… 姓名………………..手机号…………………..姓名………………..手机号…………………..姓名………………..手机号…………………..
目录 一、双轮自平衡车原理 二、总体方案 三、电路和程序设计 四、算法分析及参数确定过程
一.双轮自平衡车原理 1.控制小车平衡的直观经验来自于人们日常生活经验。一般的人通过简单练习就可以让一个直木棒在手 指尖上保持直立。这需要两个条件：一个是托着木棒的手掌可以移动；另一个是眼睛可以观察到木棒的倾斜角度和倾斜趋势（角速度）。通过手掌移动抵消木棒的倾斜角度和趋势，从而保持木棒的直立。这两个条 件缺一不可，让木棒保持平衡的过程实际上就是控制中的负反馈控制。 图1 木棒控制原理图 2.小车的平衡和上面保持木棒平衡相比，要简单一些。因为小车是在一维上面保持平衡的，理想状态下，小车只需沿着轮胎方向前后移动保持平衡即可。 图2 平衡小车的三种状态 3.根据图2所示的平衡小车的三种状态，我们把小车偏离平衡位置的角度作为偏差；我们的目标是通过 负反馈控制，让这个偏差接近于零。用比较通俗的话描述就是：小车往前倾时车轮要往前运动，小车往后倾时车轮要往后运动，让小车保持平衡。 4.下面我们分析一下单摆模型，如图4所示。在重力作用下，单摆受到和角度成正比，运动方向相反的回复力。而且在空气中运动的单摆，由于受到空气的阻尼力，单摆最终会停止在垂直平衡位置。空气的阻尼力与单摆运动速度成正比，方向相反。 图4 单摆及其运动曲线
类比到我们的平衡小车，为了让小车能静止在平衡位置附近，我们不仅需要在电机上施加和倾角成正比的回复力，还需要增加和角速度成正比的阻尼力，阻尼力与运动方向相反。 5 平衡小车直立控制原理图 5.根据上面的分析，我们还可以总结得到一些调试的技巧：比例控制是引入了回复力；微分控制是引入了阻尼力，微分系数与转动惯量有关。 在小车质量一定的情况下，重心位置增高，因为需要的回复力减小，所以比例控制系数下降；转动惯量变大，所以微分控制系数增大。在小车重心位置一定的情况下，质量增大，因为需要的回复力增大，比例控制系数增大；转动惯量变大，所以微分控制系数增大。 二.总体方案 ■小车总框图
第四讲等效平衡与转化率 一、等效平衡原理 在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），对于同一可逆反应，起始时投料方式不同，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，只要达到平衡状态时，各组分在混合物中的百分含量相同，这样的化学平衡就互称为等效平衡。 如：恒温恒压下，对可逆反应：2SO2+ O22SO3 ① 2mol 1mol 0mol ② 0mol 0mol 2mol ③ 0.5mol 0.25mol 1.5mol ①从正反应开始，②从逆反应开始，③从正逆反应同时开始，由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系换算成同边的物质，对应各组分的百分含量均相等，因此三者互为等效平衡。 二、等效平衡规律 根据反应条件(恒温恒容或恒温恒压)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等)，可将等效平衡问题分成三类： ①恒温恒容时，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，用“一边倒”的方法将各种投料方式换算为同一边的物质，若各物质的物质的量相等，则两平衡等效。 此种情况下，两等效平衡状态中，各组分的百分含量，物质的量，物质的量浓度。 【例1】恒温恒容时，判断哪些是等效平衡？（） N2 + 3H2 2NH3 (A) 2mol 6mol 0mol (B) 0mol 0mol 4mol (C) 0.5mol 1.5mol 1mol (D) 1mol 3mol 2mol 【例2】将2molSO2 (g)和2molSO3 (g)混合于某固定体积的容器中，在一定条件下达平衡，平衡时SO3(g)为w mol，同温下，分别按下列配比在相同体积的容器中反应，达平衡时SO3 (g)的物质的量仍为w mol 的是（） A．2molSO2(g)+1mol O2(g) B．4mol SO2(g)+ 1mol O2(g) C．2mol SO2(g)+ 1mol O2(g)+ 2mol SO3(g) D．3mol SO2(g)+1.5mol O2(g)+ 1mol SO3(g) 【例3】在一个固定容积的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B，发生反应2A(g)+B(g) ?3C(g)+D(g)，达到平衡时，C的浓度为w mol/L。若维持容器的容积和温度不变，按下列情况配比为开始浓度，达到平衡后C的浓度仍为w mol/L的是（） A．4molA+2molB B．2molA+1molB+3molC+1molD C．3molC+1molD+1molB D．3molC+1molD E．1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD 【例4】在一定温度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入固定容积的密闭容器里，发生如下反应： 2SO2＋O2?2SO3，当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量，如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白： （1）若a=0，b=0，则c = ___________。（2）若a=0.5，则b=_________，c= _________。