砂泵电动机变频调速系统的数字仿真

阐述了系统结构与工作原理；建立了变频器输出频率与输入电压之间、电动机转速与输入频率之间、砂泵负载转矩与转速之间和砂泵流量与转速之间的动态数学模型；完成了系统的数字仿真；讨论了仿真结果的实际应用。     

脉冲频率控制的开关电容型DC/DC转换器的设计以及性能优化

设计了一个脉冲频率控制(PFM)的开关电容型直流转换器,并用0.25μm 2.5/5 V工艺进行了仿真.系统控制模式简单,采用输入限流使输出电压纹波控制在50 mV以内,采用多种模式的开关电容阵列以及增益跳变提高传输效率,得到60%以上的平均效率,85%以上的峰值效率.系统对输入电压和负载变化的动态响应特性良好.输入电压范围为2.8~5 V,输出电压为1.8 V,负载电流最大为200 mA.     

无线电能传输效率优化

基于无线电能传输系统模型,通过系统一次侧和二次侧的电压回路方程及引入的系统一次侧和二次侧频率漂移因子,给出了电源输入侧的系统阻抗表达式及系统总电能传输效率表达式。针对系统频率漂移影响电能传输效率的问题,设计了一种系统电能传输效率的优化方案。在系统负载范围内,计算出了系统的最优谐振频率及不同负载水平下的最佳电能传输效率。系统频率漂移时,通过调节相关参数使系统工作在最优电能传输效率状态。系统仿真结果表明,系统频率漂移时,根据本文提出的方法能够有效提升电能传输效率。     

铣削功率信号低通滤波特性的仿真与试验分析

通过仿真和试验分析了铣削功率信号波形,解释了切削点至功率信号测量点之间中间环节对负载变化的滤波作用．仿真和试验揭示,当铣削负载发生突变时,在电动机输入功率信号的波形中会产生阶跃响应波动;由功率负载突变引起的阶跃响应波动,其周期对一定的主电动机功率测量系统（包括主传动系统和功率变送器）为常数τ（本试验系统的τ≈０．０８ｓ）;当齿切削周期（等于铣削频率的倒数）小于阶跃响应波动周期的１／２时,铣削功率信号时域波形中的主峰值会发生粘连现象,表现为对负载波动频率的低通滤波效应（低通滤波截止频率为２／τ）,从而造成功率信号中的负载波动特征减弱甚至消失．     

宽带ADC低抖动时钟驱动电路的分析与设计

提出采用小信号模型对时钟驱动电路中由热噪声引起的时钟抖动进行分析,并提出采用多级准无穷负载差分放大器结构以有效地实现低抖动.通过Cadence Spectre RF的瞬态噪声仿真,可以得到时钟抖动值,在输入频率变化时将仿真结果与手工推导的结果相比较,推导的公式能较好地预测时钟驱动电路的时钟抖动.设计的时钟驱动电路达到了输入频率100 MHz、幅度为480 mV下时钟抖动仅为193 fs,可以应用于高性能模数转换器.     

极短期负载预测模型建置研究

在短期负载预测的应用上,常使用温度、湿度、风速、寒冷指数等与气候相关的因素为输入参数,然而在极短期负载预测的领域中,气候因素的变迁幅度相较于预测区间的负载变动程度而言,相对为小,并且在既有的预测模型输入参数中,已经纳入气候因素信息,因此,极短期负载预测模型将仅使用负载量信息为输入参数.极短期电力负载预测器,其特色为输入变量的选用系取决于供电系统的型态及架构,与许多文献中提供的输入参数选取方法相较下,更显简易与实用.     

高速低功耗CMOS动态锁存比较器的设计

提出一种高速低功耗动态锁存比较器,电路包含预放大器、锁存比较器和SR锁存器3部分.采用一种新的锁存比较器复位电路,该电路仅由一个P沟道金属氧化物半导体(PMOS)管构成,实现电荷的再利用,减小了延迟,降低了功耗.SR锁存器输入端口的寄生电容为锁存比较器的负载电容,对SR锁存器的输入端口进行改进,避免由于锁存比较器的负载电容失配导致的输入失调电压偏移的问题.电路采用TSMC 0.18μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺实现.结果表明:电源电压为1.8V,时钟频率为1GHz时,比较器精度达0.3mV;最大输入失调电压为8mV,功耗为0.2mW;该比较器具有电路简单易实现、功耗低的特点.     

采用峰值电感电流控制的直流-直流电压转换器

针对可穿戴设备需要小型化和适应各种应用场景要求的问题,提出了一种单电感多输入多输出的升压-降压型DC-DC转换器,以采集多种能量为可穿戴设备供电。由于转换器既需要高的效率,又需要稳定的负载电压,提出了结合峰值电感电流控制策略和基于阈值变频策略的峰值电感电流脉冲频率调制技术。峰值电感电流脉冲频率调制技术根据各输入输出端口状态来改变能量传输频率,从而实现各能量源最大功率点追踪和负载端电压的调制;同时,通过控制每次能量传递时流过电感的峰值电流大小,提高转换效率并降低输出电压纹波。此外,采用两种低功耗控制策略以降低控制电路功耗:使用低供电电压为控制电路供电;令部分控制电路断续工作。采用华润上华CMOS 0.18μm工艺完成了转换器电路及版图设计,并进行了仿真验证。后仿真结果表明,在0.2～3V输入电压范围和0.001～3mW负载范围内,转换器效率能够保持在73.8%以上,控制电路功耗小于300nW。     

负载横移扰动下人体步态频率变化特性

为了研究人体行走时适应负载横向动态干扰的机制,从而设计可靠的穿戴式机器人辅助策略,提出采用基于双自由度受迫振动模型构建人-负载耦合系统。基于机械振动原理分析人-负载耦合系统特性,给出不同行走频率对人和负载位移的影响,提出人体通过调节行走频率适应负载横移扰动影响的假设;搭建负载横向动态干扰人体行走实验平台,获得实验对象无负重行走以及负载横向扰动下的肌肉协同特征及腿部激励频率,并与仿真结果进行对比分析。实验结果表明：负载横移扰动下人体行走是一个适应性调整并最后进入动态稳定的过程。其中,在负重情况下的人体上肢躯干摆动幅度比无负重情况下摆动增幅大60%,人体通过调整行走频率以及相关肌群肌肉协同策略来减少负载横向动态干扰带来的上肢躯干摆动影响。在负重情况下,不同行走速度的步态频率均趋向于人-负载耦合系统的固有频率,设定常速频率与固有频率相同,慢速下行走到达稳态时腿部激励频率上升4.30%,快速下腿部激励频率下降2.71%,负重下的行走控制策略与无负重下的行走控制策略相比发生了改变,以适应负载横移扰动带来的影响。     

准谐振变换器的建模与性能分析

以Boost式零电流开关准谐振变换器(ZCS—QRCs)为例，论述了准谐振变换器的工作原理．利用基于电路拓扑的简化分析技术建立了非线性动态电路模型，并对其电压转换比在不同负载下与开关频率的关系曲线进行了分析．结果表明，要在不同负载和不同输入电压下得到符合要求的输出电压，需采用全波模式下的脉冲频率调制策略．另外，对输出电压的阶跃响应曲线进行仿真分析，该模型易于利用MATLAB软件仿真，结果具有大信号瞬态响应曲线．     

直线型和推进器型负载变频异步电动机的转差率

利用异步电动机机械特性曲线,分析了变频调速异步电动机在拖动直线型负载和推进器型负载时转差率随频率的变化规律.结果表明:变频调速异步电动机拖动直线型负载时,频率改变而转差率不变;拖动推进器型负载时,转差率的改变不仅与频率有关,还与电机的额定转差率有关.在近似计算时,可以认为变频后的转差率与额定转差率之比,等于变频后的频率与额定频率之比的平方.     

有载超声换能器的Mbius变换分析

本文证明了压电陶瓷夹心式换能器的机械输入端和输出端的阻抗关系可表为Mbius 变换.讨论了 Mbius 变换分析方法对有载换能器的应用,并用谐振参数方程计算了有不同纯抗负载时换能器谐振频率的变化.实验结果与理论计算符合较好.     

变幅杆共振频率与力抗负载关系数值分析

应用数值计算方法，分析了力抗负载对变幅杆谐振频率的影响．基于变截面杆纵向振动波动方程，推导出了变幅杆在力抗负载情况下的共振频率方程，通过对方程中相对阻抗比的不同赋值，得到了变幅杆相应的共振频率，从而得到共振频率随力抗负载的变化关系．结果表明，随着力抗负载的增大，即从容性负载增大到感性负载，变幅杆谐振频率逐渐下降，感性负载的频率调节范围大于容性负载，共振频率随力抗负载的变化趋于两个不同的极限值.     

基于铜损等于铁损的异步电动机最佳效率控制

提出了一种异步电动机最佳效率的控制方法，该方法从电机的损耗模型出发，直接检测电机的铜损和铁损，调整电机子端的输入电压，从而得到在一定频率，不同负载时电机运行于最佳效率的输入电压值，使电机保持最佳效率运行。并用MATLAB的SIMULINK仿真工具进行了仿真实验，结果表明，该控制方法直接，简单，能够达到很好的节能效果。     

选用步进电机负载频率的计算方法

要正确选择使用步进电机,必须详细、准确计算步进电机齿轮的减速比、工作台、输出的总力矩、负载起动频率、运行的最高频率与升速时间、负载力矩和最大静力矩,以保证步进电机的输出功率大于负载所需功率,步距角和机械系统相匹配;机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率与步进电机的惯性特性相匹配,且有一定余量。     

低电压全摆幅恒跨导CMOS运算放大器的设计

给出了一种常用两级低电压CMOS运算放大器的输入级、中间增益级及输出级的原理电路图,并阐述其主要工作特性.输入级采用了NMOS管和PMOS管并联的互补差分输入对结构,使输入共模电压范围达到全摆幅（rail-to-rail）,并采用了成比例的电流镜技术以实现输入级跨导的恒定;中间增益级采用了适合低电压工作的低压宽摆幅共源共栅结构的电流镜负载,提高了输出电阻,进而提高了增益,同时更好的实现了全摆幅特性;输出级采用了高效率的推挽共源极功率放大器,使输出电压摆幅基本上可以达到全摆幅;为了保证运放的稳定性与精确性,其基准电流源采用一个带电流镜负载的差分放大器;为防止运放产生振荡,采用了带调零电阻的密勒补偿技术对运放进行频率补偿.     

外接电感对轻负载阶梯型换能器频率的影响规律

现功率超声技术已被大范围应用,在实际加工中,其振动实现器件换能器的工况取决于外接负载阻抗的大小变化以及加工过程中换能器的温度变化;随着负载变化,换能器的谐振频率也将发生改变,导致与发生器输出频率不匹配,从而对换能器的输出振幅及加工效率产生负面影响。为得到规律,分别使用换能器的理论设计、仿真以及试验方法研究了轻负载下外接电感对换能器谐振频率的影响。结果表明：随着换能器变幅杆伸入水中长度的增加,换能器的谐振频率呈上升态势;通过外接调谐电感,换能器谐振频率会得到一定量的补偿,使其重新回到预先设定的频率值;随着外接电感值的增大,换能器的谐振频率会下降。可见使用电感负载可以有效解决换能器外接负载导致的频率漂移问题。     

负载特性对地震模拟振动台控制性能影响分析

一般试验时将试件与台面视为整体与实际存在较大的差异,严重影响波形的再现精度.针对这一问题,对地震模拟振动台系统与试件依照弹簧-阻尼模型进行建模,并分析了负载质量、频率、阻尼等因素对地震模拟振动台控制性能的影响.仿真分析表明:无论是负载质量、负载频率和负载阻尼在各阶频率处均出现峰值,并且均以第一阶影响为主,与单自由度负载...     

超声波电机的LLCC驱动电路分析

由于超声波电机运转时自身参数会发生变化,使用LLCC驱动电路可以有效克服由电机运转时自身参数变化引起的输入电压变化,使电机的输入电压稳定为某一数值,基于此,对超声波电机的LLCC驱动电路进行了初步的探讨。文中描述了超声波电机的单相等效模型,分析了超声波电机LLCC驱动电路的特性,并在此基础上建立其数学模型,并证明了LLCC驱动电路不受频率、品质因数和负载变化的影响,通过仿真计算LLCC驱动电路的幅频特性和相频特性,以及参数变化时LLCC驱动电路的幅频特性和相频特性。实验结果证明在不同驱动频率下驱动电路的输     

悬臂梁双晶压电能量采集装置的实验探究

为提高双晶压电振子的发电能力,探究了一种悬臂梁式双晶压电能量采集装置的发电性能。实验研究了振动台频率、激励位移、负载阻值和悬臂梁自由端质量块对悬臂梁式双晶压电能量采集装置输出电压和负载功率的影响,将两片双晶压电振子并联,探究了它们的发电性能。实验表明,存在谐振频率,使得输出电压最大;输出电压随着激励位移和负载阻值的增大而增大,并与激励位移呈一次函数关系;双晶压电振子外接匹配负载时,负载功率最大;随着质量块的质量在一定程度上的增加,输出电压随频率变化的曲线左移,峰值电压对应的频率变小;两片双晶压电振子并联且带匹配负载时,能有效提高负载功率。