一种新的电弧炉电弧时域模型

由于电弧的非线性,炼钢电弧炉在生产过程中会产生大量的高次谐波,并导致供电网络的电压波动和闪变,为解决这一问题,建立了一个新的电弧炉电弧时域模型.新的电弧模型从电弧物理机理出发,选择电弧电导作为状态变量,用非线性微分方程描述,并且给出了模型参数的计算方法.通过调整模型中的参数,可以模拟电弧炉电气系统参数变化时的电弧特性.仿真结果表明,模型输出的电弧电压、电流与现场实测数据基本一致,验证了模型的正确性.     

基于光锥结构的红外厚度传感器研究

提出一种基于光锥结构的红外厚度传感器,用于样品厚度的检测.给出输出功率与样品厚度、供电电流及供电频率的理论模型,采用生物地理学优化算法对参数进行多参量系统优化,找出最佳参量条件,与实验数据获得的最佳参量基本吻合.根据面型设计理论及高、低折射率交替镀膜技术制作顶角为20°、长45 mm、内表面反射率高达99％的光锥,实现了红外厚度检测中光线的聚集与准直,提高了光电探测器单位面积上接收的光能量,减少了在传统红外厚度检测中光学镜片结构复杂且成本高的不足.结果表明,实验结果与该模型边界条件基本吻合,通过高、低折射率交替镀膜技术实现了一次曲面光锥内表面反射率达99.45％,防止基底缓慢氧化引起的反射率衰减从而影响测量精度.     

交错控制双输入Buck变换器的工作模式及输出纹波电压分析

针对两路输入电压大小不等而导致交错控制双输入Buck变换器工作模式复杂、参数设计困难的问题,将变换器的两路输入电压分3种情况进行分析和讨论,并且建立了变换器工作于连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)的临界负载、电感电流和输出纹波电压数学模型。研究发现,变换器的临界负载随两路输入电压压差的减小而增大,电感电流纹波及输出纹波电压随两路输入电压压差的减小而减小;当两路输入电压相等时,变换器的临界负载达到最大,电感电流纹波及输出纹波电压达到最小。最后搭建了双输入Buck变换器实验平台,并通过给定的3组输入电压进行实验分析,实验结果验证了变换器的工作模式以及输出纹波电压数学模型的正确性。研究结果可为交错控制方式的双输入Buck变换器的参数设计提供理论依据。     

单相光伏并网逆变器滞环电流跟踪控制的研究

研究了3 kW.单相光伏发电并网系统的逆变器滞环电流跟踪控制的控制方法.根据滞环电流跟踪控制的原理,利用MATLAB/SMUUNK,建立光伏发电并网系统的控制模型.通过调整系统参数对并网系统进行仿真,得到并网电流和电网电压波形,使得输出功率因数近似为1,并对波形总谐波畸变率进行了分析,使其满足设计要求.最后,对单相光伏并网逆变器的滞环电流跟踪控制系统进行相关实验测试,所测得的实验数据与仿真结果基本符合.     

基于非定常机电转换系数的超磁致伸缩换能器输出振幅模型

为实现对超磁致伸缩超声换能器输出振幅的准确预测,由换能器的等效电路推导得到输出振幅模型,并通过阻抗分析辨识出模型中的等效参数。为提高模型的准确性,研究了激励信号的频率和电压幅值对机电转换系数的影响。通过实验建立机电转换系数与激励频率的关系曲线,插值得到不同频率激励下换能器的机电转换系数,由振幅模型得到换能器输出振幅与激励电流幅值的关系曲线。结果表明:基于阻抗分析结果建立的振幅模型能够较准确地预测换能器在谐振状态下的输出振幅,验证了振幅模型的正确性。基于插值法得到的振幅-电流幅值曲线与实验结果一致,验证了所建立的机电转换系数与激励频率之间关系的正确性,提高了振幅模型在不同频率下的准确性。     

超声波无线能量传输系统建模

通过压电器件进行能量传输在植入式生物医学领域具有良好的应用前景.植入深度是超声波无线能量传输系统的关键参数.为了研究植入深度对传输效率的影响,设计了一套水下超声波无线能量传输系统,通过调整发射器和接收器之间的相离来模拟不同植入深度,采集了接收器的输出电压数据;利用SPSS和Matlab软件,运用统计学方法对实验数据进行分析,建立了线性回归模型,并对模型进行了校验.实验结果表明:超声波能量传输效率与发射器和接收器之间的距离有关,接收器输出电压随距离的增大而减小;所建模型的拟合度达95%,预测误差小于10%,具有较好的预测效果.     

旁路耦合电弧MIG焊数据采集系统的设计与实现

建立一套用于旁路耦合电弧MIG焊接的实验系统,运用LabVIEW编写旁路电弧MIG焊多路电流电压、电弧图像的采集程序,实现焊接电流、电压高速采集,实时显示及存储功能.根据采集得到的实验数据,分析在不同焊接旁路电流输出下,焊接电弧图像、电流电压同步采集过程中电流与电压数值关系及电弧形态.同步过程电流电压数值关系和电弧形态.研究结果表明,旁路电弧MIG焊接过程电流电压信号稳定,焊缝成型质量好,符合旁路耦合电弧理论关系.     

油气悬挂缸的力学特性数学模型构建方法

研究单气室油气接触式悬挂系统的输出力学特性,讨论其数学模型的建立方法。通过建立3个子系统的数学模型,包括气体部分状态模型、油液流经缝隙及小孔的节流方程模型、摩擦力模型,建立较完整的数学模型。以实验数据为基础,分析油气混合过程对气体压力的影响,建立考虑油液弹性的油液压力计算模型。采用参数识别的方式研究摩擦力模型。研究结果表明:在持续激励条件下,气体在油液中的溶解和析出过程对气体状态影响并不显著;考虑油液弹性的模型,能够更准确地反映悬挂缸在较高频率激励条件下油液压力变化过程;摩擦力模型是构成悬挂缸输出力模型的重要组成部分。由所建立的力学输出模型获得的结果与实验结果相吻合,说明所建立的力学输出模型能够正确表征此类悬挂缸的力学特性。     

硅太阳电池解析模型分析与参数修正

通过对硅太阳电池的数学模型的分析,文章给出了一种利用硅太阳电池的开路电压、短路电流以及最大输出功率点处的电压、电流确定模型参数的方法,并提出不同光强下硅太阳电池的模型参数修正方法;对硅太阳电池进行了仿真及实验测量;数据分析结果表明,该方法确定的模型在低倍光强下能够反映硅太阳电池的特性.     

BUCK型变换器的不同工作模式分析与仿真

针对BUCK变换器的基本原理研究,分析BUCK型变换器CCM、DCM、BCM在三种不同模式下电路参数及特点,推导出不同模式下稳态电压增益和连续模式下纹波电压等电源参数公式,利用Simulink搭建BUCK变换器模型,在仿真模型中,设计不同电感、电容、开关频率等电路参数输入,输出电流及电压仿真波形,且与理论值进行比较,基本一致。实验结果表明,该仿真模型便于了解不同模式下BUCK变换器的工作特性、电路参数及对无源器件的选择。     

变压器式低频测振传感器的研究

介绍了变压器式传感器构成的新型惯性测振系统及系统参数配置,研究了影响系统测量精度的因素.建立系统力学、互感数学模型,分析了其传递函数的频域特性,优化配置了传感器系统参数,确定了传感器不失真测量的最佳激励频率,显著提高了传感器测量精度.研究了传感器零点残余电压产生的原因,并提出了零点电位调节、相位调节和电流负反馈补偿方案...     

LED闪光灯电源的研究与设计

本设计以STC12LE5201AD单片机作为闪光灯电源的控制核心.采用电流斩波电路将3 V输入电压升高给控制器供电.通过电阻反馈电流、单片机输出PWM、场效应管开关控制电路、电流恒流源控制等方式有效的恒定输出电流.实验表明,该变换器能将电池电能转化为恒流输出、同时实现连续和脉冲两种输出模式、电流档位的选择、输出电压限压保护和过载报警功能.系统输出相对误差小于2%,效率达到91.8%,能够满足恒流稳压电源的要求.     

钛合金微弧氧化工艺参数与陶瓷膜〖KH*2〗数学模型的建立及实验研究

 建立钙磷电解液体系下微弧氧化工艺参数与陶瓷膜特性相关的数学模型,微弧氧化工艺参数（电源电压U_m、电流密度J、占空比η、溶液电导率、阳极氧化膜气体介电常数等）与陶瓷膜表面形貌、厚度、电流响应有一定关系.在钙磷电解液体系下,通过实验考察电解液强电解质NaOH浓度对陶瓷膜特性的影响,测试电压模式下电流响应曲线.实验表明:电压模型下,陶瓷膜在40s左右成膜;膜表面形貌受NaOH浓度影响较大;低浓度下模型模拟电流响应曲线与实验结果吻合性较好,可为钙磷电解液体系下确定适宜的NaOH浓度提供参考依据.     

电压扰动下单相光伏并网系统建模和逆变输出分析

为了研究电压扰动现象对光伏发电系统逆变输出电能质量的影响,文中提出了在光伏系统中直流侧电压扰动的定义,并基于状态空间平均法建立了单相电压型脉宽调制(PWM)逆变器的数学模型,在Matlab/Simulink环境下进行了直流侧电压扰动仿真测试。仿真结果表明:在考虑电压扰动这一因素的情况下,系统输出电压总谐波失真和输出电流总谐波失真最大值分别为4.52%和2.15%,并通过曲线拟合得出谐波失真与电压扰动的数学关系式,可为寻求有效的波形控制策略提供仿真实验依据和数据支撑。     

磁耦合谐振式无线电能传输系统特性研究

在设计磁耦合谐振式无线电能传输系统时,其参数选择对系统传输性能至关重要.对发射与接收端都采用串联电路模型来分析其传输特性,得出系统频率、传输距离和负载电阻与传输功率及传输效率的关系方程.通过仿真发现系统频率的改变对传输功率的作用更为显著,不同的负载电阻对应一个最佳传输距离使得传输功率最大.基于NE555多谐振荡器设计了一套频率可调的无线电能传输装置,通过实验验证了仿真分析的合理性,研究结果可指导磁耦合谐振式无线电能传输系统选择合适的频率、传输距离及负载电阻,使得传输性能较优.     

基于电流-电压四端法的无线土壤电导率传感器研究

土壤电导率高低包含土壤物理化学性质的丰富信息.为实现土壤电导率的实时自动检测与无线传输,设计利用电流-电压四端法对土壤电导率实时监测,利用Zigbee技术构建无线传感网络实现数据实时传输,利用太阳能电池收集太阳能并存储于锂电池中,实现对系统供电.实验结果表明,当土壤含水率大于15%时,土壤电导率与传感器输出电压呈良好的指数函数关系,系统测量误差小,性能稳定.利用Zigbee模块及MiWi(TM)协议栈构建的星形网络实现数据无线传输,在无阻挡条件下数据可靠传输距离为90m,有阻挡条件下可靠传输距离为50m.在正常天气条件下,系统能自动持续工作,在连续阴雨天气条件下,系统能正常工作10~15d.     

单相光伏并网逆变器控制策略的仿真

本文针对小型光伏并网装置,提出了一种新的控制策略.对单相太阳能光伏并网系统的工作原理进行了分析,建立了光伏并网系统的数学模型,由于锁相环技术可以使逆变器输出的电流与电网电压基本同频同相,电网电压前馈可以抵消电网对光伏并网系统的影响,从而提出了基于锁相环技术和电压前馈控制相结合的复合控制策略.在Matlab/Simulink环境下建立了系统仿真模型,并分别采取了不同的控制策略进行仿真.结果表明,文中提出的控制策略可以使光伏并网系统输出更好的并网电流波形,降低总谐波畸变率.     

基于状态空间法的三相VSR组合建模策略研究

一般模型对整流器动态响应分析不够精确,针对这个不足,根据开关函数及状态空间理论建立了三相电压型整流器的数学模型,并利用傅里叶分解将数学模型分解为高频和低频。对高频模型,通过公式推导分析了输入电流谐波与输出电压纹波跟系统参数之间的动态特性关系。对于低频模型,利用坐标旋转将模型变换到两相静止坐标系,简化了模型的分析和控制。为了实现高功率因数整流,控制策略采用双闭环控制。电流内环采用滞环控制,使得电流变化快速跟踪指令值。电压外环采用PI控制,以稳定直流侧电压。在MATLAB/Simulink中进行了仿真,验证了模型的正确性。     

三相电压型PWM逆变器在EPS电源系统中应用研究

针对EPS电源系统要求输出高质量电压波形的特点,提出了三相电压型PWM逆变器的一种电压电流双闭环控制方法,通过建立三相电压型PWM逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型,利用电压外环实现对输出电压的稳定控制,电流内环实现对输出电流的控制,仿真证明该方法有效地改善了应急电源系统的动态响应及抗扰能力.     

高效率、低功耗直流电压转换器芯片的设计与实现

提出了一种基于脉冲宽度调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM)模式的高效率、低功耗直流电压转换器的设计方法.电路在负载电流大于60 mA时采用开关频率1 MHz的PWM工作模式,在负载电流小于60 mA时采用开关频率降低的PFM工作模式,实现了在0~250 mA负载电流变化范围内的高转换效率.当输出电压达到预计输出电压的102%时,电路自动进入待机状态,使得静态工作电流降低.芯片采用CSMC公司的0.5μm CMOS混合信号模型设计和流片.测试结果表明:该电路可实现PWM和PFM模式供电以及两种模式之间的平稳过渡,具有较好的负载和线路电压调整,其输出电压的误差小于±2%,最大静态工作电流小于15μA,最大转换效率达92.6%.