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[硕士论文] 马晓露
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:LED照明的发展催生了LED电源巨大的市场需求,而LED驱动电源的质量是决定LED灯具寿命的关键问题。LED驱动照明电源由于应用广泛,特别是在未来家用照明普及的时候,为了防止谐波对电网的污染和符合相关照明谐波标准,应保证输入端较高的功率因数,LED驱动电源需要有较高的功率因数校正功能。另外随着电力电子技术及其控制技术的不断发展,模拟控制的局限性已经越来越明显,因而对LED驱动电源进行数字化实现是非常必要而且重要的。在此背景下本文进行了具有PFC功能的LED驱动电源的研究与设计。
  首先对功率因数校正电路的拓扑结构、控制方式进行比较,确定采用BoostPFC电路结构和平均电流控制方式,采用反激式变换电路作为DC-DC变换电路。文中分析了采用平均电流控制方式的Boost PFC电路和反激变换电路的工作原理,建立了两种电路的状态空间数学模型和传递函数,通过Boost PFC电路和反激式变换电路的传递函数,结合不同环路的PI调节器对其幅频特性进行了分析,进而选择出合适的PI调节器参数对电路进行控制。通过MATLAB软件对PI调节器的控制特性进行了分析,达到了对理论分析进行验证的目的。
  其次对LED驱动电源的硬件和软件进行设计,选择了数字信号处理器DSP(TMS320F28027)作为主控制芯片,硬件部分对Boost PFC电路、反激变换电路、信号采样调理电路和DSP外围电路等进行了选择与设计。软件部分对系统主程序、EPWM子程序、A/D转换子程序和过流保护子程序等进行了设计。最后利用MATLAB软件对LED驱动电源进行了仿真分析,完成了LED驱动电源的整体设计。
[硕士论文] 刘同国
控制理论与控制工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:洗衣机作为人们生活中不可缺少的工具,正朝着低噪音、多功能、低能耗的方向发展。滚筒洗衣机脱水运行时,洗衣机内衣物分布不均匀会引起剧烈振动,不仅会产生噪音,还会大大减少其使用寿命。因此,研究快速识别洗衣机脱水偏心并及时减小振动的控制技术有着非常重要的意义。
  为减小滚筒洗衣机脱水时由于负载不平衡引起的振动和噪音,本文研究了基于三轴加速度传感器的脱水时负载不平衡的快速识别技术,并根据偏心量的大小控制电机转速,从而减小洗衣机的振动和噪音。首先对检测滚筒洗衣机振动信号的原理进行分析,然后分别对信号检测系统的硬件和软件进行设计,并在理论分析的基础上建立了实验平台。其次,采用三轴加速度传感器实时采集洗衣机脱水时滚筒的加速度信号,采用MATLAB对采集到的滚筒洗衣机的加速度信号数据使用快速傅里叶算法在频域进行了滤波和积分处理,得到了精度较高的速度和位移指标参数,并在上位机软件实现滚筒洗衣机的加速度和位移数据的实时监测功能。通过对采集到的不同偏心状态下的数据进行分析,得到加速度、位移与偏心负载大小之间的关系。基于分析的X轴、Y轴、Z轴加速度数据和平衡负载的数据,通过模糊神经网络确定偏心负载大小,并将偏心负载大小分为四个等级,并根据偏心负载的大小控制电机转速,从而减小因偏心过大而引起的滚筒洗衣机剧烈振动。
  最后在MATLAB/Simulink上进行了仿真模拟,仿真结果表明可以根据偏心负载的等级控制电机转速的等级,减小由偏心负载过大而引起的滚筒洗衣机的剧烈振动,实现滚筒洗衣机的稳定运行。
[硕士论文] 王红
机械工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:波轮洗衣机在工作时,箱体受到到内部旋转部件的振动激励作用,承受载荷比较复杂的载荷,会发生强烈振动,从而会引发洗衣机的机身移位,还有可能会发生撞箱问题。因此,箱体振动特性是洗衣机振动控制的重要环节。而在运输过程中,跌落也是导致洗衣机箱体损坏的主要原因。因而箱体的动态特性直接影响着洗衣机振动大小和使用性能。本文以波轮洗衣机箱体为研究对象,针对洗衣运行阶段出现的振动及跌落进行了仿真实验研究。
  首先采用有限元分析法对波轮洗衣机箱体进行了振动分析。通过模型的固有频率及振型云图等相关信息,得出洗衣机箱体受力变形情况,对原有箱体模态试验分析对比验证了模态分析正确性,得出改进结构5固有频率幅度提高最快。相比原有结构,固有频率由14.078Hz提高到22.421Hz,提高幅度为59.3%,为优化设计提供方法指导,从而实现设计方案的优化。
  其次在洗衣机脱水阶段,衣物在高转速下产生的偏心力引起整机的振动,增加了洗衣机机身移位的可能性。针对波轮洗衣机整机系统进行脱水工况下的振动位移分析,得出不同底脚振动位移值。通过底脚的作用特点,设计弹性底脚结构,得出ABS+PU底脚结构比丁腈底脚结构振动位移值减少0.23mm,降低幅度为50%,为洗衣机机身移位问题提供了有效的改进措施。
  最后在洗衣机运输的过程中,洗衣机跌落是其损坏的主要原因。通过有限元法进行跌落仿真,得到应力分布变化以及速度-时间曲线和加速度-时间曲线。分析各种情况下的洗衣机受损特点,对1000mm高度下进行跌落试验测试,验证了模拟的正确性。根据受力情况设计底部缓冲垫,再对洗衣机进行跌落测试,发现洗衣机整机完整无损。针对应用需求,对不同高度进行洗衣机跌落仿真,对接下来包装材料的设计提供一定得帮助。
  本文结合有限元仿真模拟技术及试验研究对波轮洗衣机的减振及跌落系统进行了结构优化,有效地减轻了洗衣机的振动,缓解洗衣机的跌落损坏情况,对波轮洗衣机的设计制造具有一定的指导意义。
[硕士论文] Azeem Mustafa
热能工程 哈尔滨理工大学 2018(学位年度)
摘要:轴流风扇在许多工业应用中占有重要的地位,其主要目的是为传热和传质提供大量与旋转轴平行的气流,不同容量的轴流风扇广泛用于各种工业设备和工艺,如纺织厂、化肥工业、化工、制药以及发电等主要行业。然而,轴流风扇在大容量电动机的行业中强化传热的效果更为明显,得到广泛应用。
  本文介绍了空冷电机轴流风扇的计算流体动力学(CFD)模型。利用Solidworks软件建立包括风扇叶片、风扇箱、风扇轴、护罩、轮毂和旋转壁面在内的计算域物理模型并采用GAMBIT软件进行网格划分。采用ANSYS FLUENT16软件进行数值模拟,研究了安装角度、出口压力变化以及叶片数量对轴流风扇运行性能的影响。此外,还研究了湍流模型和叶片厚度对风扇吸入的空气体积流量的影响。本文还研究了风扇出口前方不同位置处湍流强度的变化特征,试图探索风扇湍流强度变化对电机冷却效果的影响,找到风扇在电机前方轴上的最佳位置。为了保证计算结果的准确性,对完整模型和简化模型的体积流量进行了对比。本文采用有限体积法对三维湍流方程进行数值求解。
  结果表明,体积流量随着出口压力的增加而减小。当安装角度增加时,轴流风扇的体积流量和效率值更高,在角度为30°、风扇叶片数为19个时最高。标准SST k-ω模型和标准k-ε模型的模拟结果基本相似,但SST k-ω模型的计算精度略好于标准k-ε模型。当减小叶片厚度时,体积流量显著下降。湍流强度分析表明,风扇附近的紊流强度值较高,但线性减小到第五个监测面,然后开始增加。
  该研究可为轴流风扇的优化设计提供相关参考,有助于风扇的改进以提高系统的整体冷却性能。
[硕士论文] 吴倩
电子与通信工程 华北电力大学;华北电力大学(北京) 2018(学位年度)
摘要:传统的电力网与信息网相互孤立,难以深入分析需求侧用电信息对供电侧的影响,不利于电力供需互动业务的开展。信息物理融合系统(CPS)利用先进的感知、计算、分析、决策技术,将信息世界与物理世界紧密相连。将此概念引入电力系统,有利于实现需求侧负荷资源优化及用户间的友好互动。温控型居民用户负荷作为调控资源之一,通过参与需求响应可减少电网波动,实现需求侧资源优化的目标。本文基于CPS理论设计了支撑居民电热水器与电网互动的CPS架构及模型,并研究了该模型决策单元层面的优化控制策略。
  首先,搭建了基于CPS的电力供需互动友好平台架构,并以此作为实现负荷优化控制的基础。选取电热水器为研究对象,研究了居民用户电热水器CPS模型,分析了通过该模型实现互动的具体功能,搭建了支撑居民电热水器优化控制的分级互动架构。
  其次,针对CPS模型的决策单元,结合居民用户的用水行为习惯和分时电价,制定了基于云模型理论的电热水器优化控制策略。为验证所提策略的有效性,对比采用优化策略前后用户用电成本和不同时段负荷量,验证了所提策略在节约用电开支和平滑负荷曲线中起到较好的效果。
  最后,依托CPS模型从物理系统中获取必要信息,以用户用电成本最小化为目标,用户舒适度为约束条件,制定了基于BPSO算法的电热水器优化控制策略。通过对集群电热水器的优化控制仿真,验证了该策略能够有效平缓负荷曲线。
[硕士论文] 薄强
电力电子与电力传动 冶金自动化研究设计院 2018(学位年度)
摘要:静电除尘器作为工业除尘的重要工具,为了保证静电除尘器能够产生足够数量的荷电粒子,同时又避免闪络、电弧、反电晕现象的产生,必须采用适当拓扑结构的高压静电除尘电源。基于此,本文对高压静电除尘电源系统的关键技术进行了研究,所得成果可以为设备研制和工程运行提供理论依据。
  提出一种适用于DC-DC开关电源的变频轮换导通PWM控制方法,相比传统PWM控制方法,该变频轮换导通PWM控制方法不但可以使每只IGBT模块的功耗相同、结温均匀,而且当开关频率6kHz时,在输出相同功率的情况下可以减小约47%的开关功耗,电源系统总体损耗下降约32%,这不仅便于散热器的设计和选取,而且提高了静电除尘电源的变换效率;交替工作频率可以使静电除尘电源适应不同工作频率的变压器,在提高变压器效率的同时降低工业现场更新换代的成本。
  采用电流滞环控制方法实现了变频轮换导通PWM控制,搭建模拟系统研究并分析了静电除尘电源中电流滞环控制系统的关键技术问题,如逆变器在电流滞环控制下的工作状态、三种典型工况下的调压分析等;探讨并推导了参与电流滞环控制的各参数如IGBT开关频率f、滞环环宽2h、电感L等之间的数学关系;计算并对比了电流滞环控制下不同除尘器端电压时电源系统的功耗和结温,在电流滞环控制下,若输出电压从70kV升到90kV,电源系统的平均开关功耗降低了约30%。所得数据验证了电流滞环控制方法是一种自适应电流的控制方法,这种自适应的控制方法不但可以使系统更加稳定而且使得当电流增大时滞环环宽增大,IGBT模块开关频率降低,开关功耗也就减少,这就降低了硬开关型高压电源在输出功率增大时开关功耗严重的问题,可以为未来设备运行提供理论依据。
  针对变压器分布参数对静电除尘电源系统可能产生的电流过冲和振铃问题,建立了考虑变压器分布参数的静电除尘电源模拟系统;提出一种变压器三电容分布参数模型并运用两端口网络法进行参数提取;采用谐振法测量并计算了变压器的分布参数值;最后利用变压器三电容分布参数模型分析了电流过冲问题并给出了降低变压器分布参数对电源影响的可行方案。所做工作可以为变压器的优化设计提供借鉴。
  本论文工作参与了容量为200kVA的高压静电除尘电源系统的研制和应用,论文中理论和方法均经过模拟验证和工程实践并在国内某静电除尘现场得到应用。所测数据证明采用该静电除尘电源的静电除尘器可以充分增强粉尘粒子的荷电能力,显著提高静电除尘系统极端工况下的反应能力,明显提升静电除尘系统的平均电晕功率和除尘效率,取得预期效果。
[硕士论文] 韩玉娇
机械工程 成都理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着城市亮化工程的发展速度加快,路灯产品也越来越多的引起人们的关注。文化积淀的加深,夜间活动频繁,使得城市居民对路灯造型有了更高的要求,同时也反映出城市路灯造型单一、设计风格趋同化、不同建筑环境的城区安置路灯风格混淆等现实问题。同时在国家大力倡导发展文化产业的背景下,各个地区开始追求能够展示本地区文化特色的路灯产品,希望路灯产品在不仅仅能够满足照明功能的前提下,也保证美观性,起到宣传城市文化的作用。本文就如何将地域文化和路灯产品设计有机融合进行了系统研究。
  课题前期对国内外文化路灯产品进行了系统的调研,归纳出现有文化路灯在实践中所存在的各种问题,如路灯造型与周围建筑物风格不匹配、文化符号提炼不到位等,在此基础上分析并归纳出文化路灯设计的四项原则。并依据符号学理论,在对地域文化精心解析的基础上,探索出地域文化符号路灯的设计方法和流程,即:首先对地域文化因子进行选择、提取,然后根据符号学原理抽象出图像型符号、指示型符号、象征型符号等设计符号,再根据材料与工艺情况优化产品的成本结构。论文最后选择了成都地区的代表性文化元素-太阳神鸟图案,进行了具有典型成都特色的文化路灯设计,设计出四款文化特色和美学兼具的路灯,同时实现了制造成本的优化。
[硕士论文] 侯磊
机械工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:注塑成型是目前最重要的塑料成型方法之一,在注塑成型过程中,各个因素相互影响,所以很难预测模具成型后的缺陷,需要经过多次修改参数、反复修模和试模,以此来推测出大致的成型参数和适合的纤维含量,费时费力,这显然不能满足当下快速敏捷的生产需求。需要对参数的选择和纤维含量的选择进行有效的优化。
  本文以风扇注塑成型中所出现的翘曲变形现象作为研究对象,分析了产生翘曲的主要原因。使用数值模拟以及优化设计相结合的方法优化注塑时的工艺参数,达到降低塑件翘曲变形的目的。首先,利用有限元分析软件Moldflow对风扇进行注塑结构的设计,以及冷却水路的设计,对风扇叶片的翘曲变形进行了数值模拟,确定了导致塑件翘曲变形的主要因素。其次,推导了响应面系数求解的方法和步骤,同时,运用数据分析软件Design-expert设计响应面试验,以模具温度、熔体温度、充填时间、保压压力、纤维含量作为实验因素,翘曲变形作为目标变量。建立了工艺参数的翘曲变形响应面方程,得到了翘曲变形的最小值以及最佳工艺参数序列。然后,运用有限元软件对试验设计所优化得到的结果进行验证。最后,对注塑中纤维取向进行理论推导,并分析注塑风扇的纤维取向,以此来预测风扇的力学性能。可以极大提高材料使用价值,增加风扇的强度,减少翘曲程度。
  本文通过有限元模拟,有效减少了注塑品出现翘曲的问题。通过响应面法优化工艺参数,将优化后的注塑参数带入到注塑过程中,得到了预测中最小翘曲变形量的优化结果,并将优化结果进行了有限元验证,证明了有限元分析与现代优化设计相结合的方法能够有效地完成注塑等多个工艺参数的优化。本文的研究设计可有效地降低注塑过程中的翘曲变形,对实际生产具有一定的指导意义。
[硕士论文] 秦敏
机械工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:直冷冰箱一直存在内壁结霜、制冷不均匀等问题,逐渐被无霜冰箱取代。无霜冰箱采用风冷系统制冷,无霜干净、制冷均匀,越来越受到消费者青睐,但其耗能高、噪声大等问题一直困扰生产商,严重影响消费者的生活质量。
  本文利用理论分析、噪声源测试、流场和声场仿真分析相结合的方法,对无霜冰箱风冷系统噪声的产生与控制进行研究。首先,阐述了无霜冰箱风冷系统结构和工作原理,对其进行模态分析发现振动噪声较小,因此只考虑风冷系统产生的气动噪声;确定气动声学模型和流场模型,对风机和风冷系统的噪声机理进行分析。其次,在理论分析的基础上,利用LMS测试系统,依据分解测试原理,采用四点法对无霜冰箱整机、压缩机单独运行以及风机单独运行分别进行了测试,对测试数据后处理得到:风冷系统是冰箱的主要噪声源之一,风机噪声主要分布在80~100Hz和160~2500Hz频段。然后,在理论分析和噪声源测试的基础上,利用FLUENT对冷冻风道进行流场分析;选择宽频声学模块进行近场声学计算、FW-H声学模块进行远场声学计算,并结合冷冻风道单独运行测试数据对比分析,仿真与实验数据走势一致,结果表明:利用该方法对冷冻风道进行数值模拟可行。最后,在噪声理论分析、噪声源测试以及仿真分析的基础上,对冷冻风道进行仿真优化,对比优化结果得到最优方案:上出风口角度35°、中出风口角度90°、下出风口角度135°;风机叶片数11片、出风口叶片安装角度36°、叶轮内径68mm,此外还优化了风道板曲面弧度,建立新风道并对其进行流场和声场数值模拟,优化后风道最大声功率51.4dB,风量53.8CFM(1CFM≈1.7m3/h),通过与原风道对比分析,结果表明:噪声降低2.1dB,风量增加了4.64CFM,优化方案可行。
[硕士论文] 刘培源
机械制造及其自动化 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:振动和噪声是评价波轮洗衣机品质的重要指标,振动是噪声的主要来源。波轮洗衣机运行过程中的振动噪声问题突出,亟待解决。液体平衡环和吊杆是波轮洗衣机的主要减振系统,本课题运用理论分析、数值模拟和实验室试验相结合的方法,深入研究了某型号波轮洗衣机的液体平衡环结构和吊杆参数对其振动特性的影响规律,并进行参数优化改善了其振动特性。
  首先通过建立液体平衡环的数学模型,得出环道数增加有助于提高其减振性能,为液体平衡环的设计提供了理论基础,而后建立了悬挂系统的振动模型,为模拟仿真奠定了基础。
  其次对FLUENT软件做了程序二次开发,使用FLUENT软件研究液体平衡环结构参数对减振性能的影响规律可知,增加凸筋数量会提高平衡环启动阶段的减振性能,但是稳定阶段反之;凸筋外孔有助于提高平衡环的减振性能和运行稳定性,内孔有利于提高其减振性能和使用寿命;双环道平衡环的最佳宽度比为50%;平衡环的最优容积比为55%。根据理论分析和模拟结果设计了一种改进型液体平衡环,模拟和试验结果显示,改进型液体平衡较传统型液体平衡环的减振性能好、使用寿命长。借助悬挂系统多体动力学测试平台对液体平衡环进行了参数试验研究,试验结果与模拟结果一致。
  然后,对ADAMS软件进行了程序二次开发,利用ADAMS软件研究悬挂系统关键参数对筒体振幅和箱体受力的影响规律可知,阻尼系数对优化目标的影响最大,配重块影响次之,弹簧刚度系数影响最小,经参数优化之后的悬挂系统振幅降低了13%左右,振动特性得到了明显改善。同时进行了悬挂系统的参数试验研究。
  最后,对搭载改进减振系统的550型号波轮洗衣机进行了性能测试。550型号波轮洗衣机振幅比搭载原减振系统的波轮洗衣机振幅降低了30%,减振降噪效果显著,推广应用后获得了用户好评。
  本课题优化了液体平衡环结构和悬挂系统的关键参数,提高了减振系统性能,降低了洗衣机运行过程中的振动和噪声,对波轮洗衣机的设计开发具有重要的理论和实践意义。
[硕士论文] 韩天亮
控制理论与控制工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:矿用电机车是矿山地面与井下巷道重要的运输工具,运行工况复杂、环境恶劣。国内矿山牵引电机车的牵引电机基本采用直流串励电动机。但是伴随着电力电子技术、智能控制等相关学科的发展,异步牵引电动机的调速控制方法越来越变的成熟。交流异步电动机取代传统直流电机作为牵引设备是最好的选择。在矿用牵引电机控制系统中,牵引控制系统的静态及动态性能是由转速控制器的调速性能而决定。近年来,将分数阶滑模控制应用于电机控制领域逐渐受到广大学者的重视,针对矿用牵引电机车运行工况对调速控制的要求,采用FOSMC控制策略设计转速控制器以及对弱磁区域控制性能进行改进,以达到提高系统调速性能的目的。论文围绕分数阶微积分理论、滑模变结构控制、转速控制器的设计、负载观测器的设计、FOSMC转速控制器、弱磁控制器在矿用牵引电机控制系统中的应用进行研究。本文主要内容包括:
  (1)首先,对分数阶微积分理论的定义及其基本性质进行介绍,对分数阶的单位阶跃响应特性和数字实现进行研究。其次,对滑模变结构控制原理、设计目标、动态品质及其抖振进行介绍。
  (2)针对矿用牵引电机车的不同工况、恶劣的运行条件,设计FOPI、整数阶SMC、FOSMC转速控制器、负载扰动观测器并将观测值融入到转速控制器中,以达到提高异步牵引电机调速性能的目的。
  (3)分析矿用异步牵引电动机矢量控制策略,在Matlab/Simulink仿真软件上搭建异步牵引电机矢量控制系统模型,将FOSMC转速控制器、负载观测器应用于控制系统中,并对仿真结果进行比较分析。
  (4)研究弱磁控制基本理论及电压、电流限制条件,针对矿用牵引电机高速运行的调速问题,对弱磁控制器进行改进,将仿真结果与传统PI弱磁控制策略进行分析比较。
  通过对矿用牵引电机不同运行工况的仿真实验表明:滑模负载观测器能够准确、快速的观测负载转矩;而带负载观测的分数阶滑模(FOSMC)转速控制器提高了牵引电机在负载变化时的转速控制性能和系统的可靠性,基于分数阶的电压闭环弱磁控制系统可以有效的减小定子电流的波动,扩宽了异步牵引电机的调速范围。
[硕士论文] 徐迪
物理学 延边大学 2018(学位年度)
摘要:近几年,随着农业科技的快速发展其生产技术也在快速的进步,植物生长照明LED受到各界的很多关注。植物照明灯的照射波长需要符合植物的光合作用谱(Photosynthetic action spectrum: PAS)。植物的光合作用谱表明,叶绿素的特征吸收是蓝光发射(450-500 nm)和红光发射(650-700 nm)。众所周知,Mn4+离子掺杂的荧光粉发射波长在650 nm-700 nm间,满足植物照明所需红光荧光粉要求。
  本文采用高温固相法制备了BaAl2Ge2O8∶Mn4+深红色荧光粉和BaAl2Ge2O8∶Tb3+,Bi3+共掺杂绿色荧光粉以及NaCaTiNbO6∶ Pr3+,Bi3+红色荧光粉。为了进一步的研究样品的结构与发光性质,我们利用X射线衍射图谱表征晶格结构;利用对样品进行激发光谱和发射光谱测试,表征样品的发光性质;利用样品的变温光谱,表征样品的热稳定性。
  X射线衍射分析结果表明,掺入其他离子并没有改变其结构。BaAl2Ge2O8∶Mn4+样品的激发光谱覆盖从220 nm-500 nm的宽光谱区域在288 nm和435 nm处有两个吸收带,属于Mn4+-O2-电荷转移带和Mn4+离子的4A2→4T1和4T2跃迁。在600 nm-750 nm范围内可以看到658 nm和668 nm处两个发射带归因于Mn4+离子的2E→4A2跃迁和晶格振动。
  BaAl2Ge2O8∶Tb3+,Bi3+共掺荧光粉,随着Bi3+离子的掺入,Tb3+的发射谱带明显的增强,其中一部分是因为Bi3+自身的发射,另一部分由Bi3+离子到Tb3+离子的3P1→5D4能级跃迁,由于交叉驰豫现象不会转移到Tb3+离子的5D3能级最后增强了5D4→7FJ的发射。
  在NaCaTiNbO6∶ Pr3+,Bi3+样品中,基质中的NbO67-和TiO68-基团的电荷迁移与Bi3+离子的1 S0→3P1和1 S0→1P1的能级跃迁以及Pr3+离子的1 S0→1I6,3 P0→3 H4和1 D2→3 H4的能级跃迁会产生的能量发生叠加,因此共掺Bi3+离子后的NaCaTiNbO6∶ Pr3+样品的发光强度增强。Bi3+离子在不同的基质样品中,起着不同的作用其发光特性也不尽相同。Bi3+离子共掺NaCaTiNbO6∶ Pr3+的样品中,Bi3+离子并不发光,起到敏化剂的作用。Bi3+离子共掺BaAl2Ge2O8∶Tb3+的样品中,Bi3+离子与Tb3+之间存在能量转移,从而增强了样品的发光强度。
[硕士论文] 于潘龙
物理学 延边大学 2018(学位年度)
摘要:作为新一代照明光源,白光发光二极管(W-LED)因其寿命长、效率高、污染小等优点,在照明显示领域有着很大的发展空间。目前,通过紫外-近紫外激发三基色荧光粉获得白光的制备手段成为了W-LED领域的重点研究方向。但这种方法需要多相荧光粉混合才能实现白光。而多相荧光粉的调控配比等问题严重的影响了其发光的色彩还原性。而且其制备工艺复杂,成本较高等因素限制了这种荧光粉的发展及应用。因此,制备一种新型高效的单相白光发光材料成为了目前固体发光领域的热门课题。
  本文采用高温固相法制备了两组颜色可调控的NaTaOGeO4荧光粉,分别为NaTaOGeO4∶Mn2+,Pr3+和NaTaOGeO4∶Mn2+,Tb3+。通过测试X射线衍射仪分析物相以及测试样品的激发、发射光谱等测试样品的发光性质,通过样品的变温光谱测试样品的热稳定性以及通过样品的荧光衰减寿命测试样品的能量传递机制。
  X射线衍射分析结果表明,NaTaOGeO4的晶体结构没有因为Pr3+,Tb3+和Mn2+的掺杂发生改变。对于NaTaOGeO4∶Mn2+荧光粉,其激发光谱由两个吸收带组成,分别属于基质激发(228 nm)和Mn2+→O2-电荷迁移跃迁(248 nm)。在248 nm波长激发下,NaTaOGeO4∶Mn2+的发射光谱主要由Mn2+离子的4T1→6A1能级跃迁发射(576 nm)和属于基质的宽带发射(350-500 nm)组成。对于NaTaOGeO4∶Pr3+荧光粉,其激发光谱在277 nm附近出现了属于Pr3+离子典型的4f5d激发跃迁。在277 nm激发下,其发射光谱主要包含位于492 nm和498 nm附近的蓝绿光发射,属于Pr3+离子的3P0→3H4能级跃迁。通过将Pr3+离子掺入NaTaOGeO4∶Mn2+荧光粉,可以同时观察到Mn2+离子和Pr3+离子的发射特征峰,通过改变浓度掺杂比,从而获得线性颜色可调控的白光荧光粉。通过荧光光谱证实了Mn2+离子到Pr3+离子之间存在能量传递。
  对于NaTaOGeO4∶Tb3+荧光粉,在244nm激发下NaTaOGeO4∶Tb3+的发射光谱由位于380,413,436,492以及544 nm的发射峰组成,分别属于Tb3+离子的5D3→7FJ和5D4→7FJ(J=6,5,4)能级跃迁。在277 nm长激发下,位于492 nm和544 nm处有较强的绿光发射,分别属于Tb3+离子的5D4→7F6,5D4→7F5能级跃迁。当将Tb3+离子掺杂在NaTaOGeO4∶Mn2+荧光粉中时,发射光谱中同时出现了Mn2+离子和Tb3+离子的发射特征峰,通过改变Mn2+离子和Tb3+离子的浓度掺杂比,即控制红橙光和蓝绿光的强度比,可以得到颜色可调控的荧光粉。通过荧光寿命衰减图谱,发现Tb3+离子到Mn2+离子之间存在能量传递,同时,根据无辐射跃迁定则证实Mn2+离子之间存在能量传递,属于电多极相互作用。
[硕士论文] 罗艳
计算机技术 延边大学 2018(学位年度)
摘要:LED作为具有广阔发展前景的绿色光源之一,由于其高光效、长寿命、环保、节能等特点,引领照明行业发生第四次飞跃,受到了照明行业的广泛关注。由于LED独特的半导体特性,导致市电不能直接为LED供电,需要为LED设计专门的驱动电源。本文以LED驱动电路为研究对象,提出数据关联性的分析方法,分析LED驱动电路的非线性动力学特性。
  首先,对LED灯的特征参数、电气特性、连接方式进行介绍;对现有的不同种类LED驱动电路进行简单归纳分析;对目前非线性特性研究手段概括总结。
  其次,将数据关联性理论应用于LED升压驱动电路的非线性特性分析中,验证该方法使用在非线性电路系统中的正确性。对电压模式Boost变换器进行离散建模,并进行simulink建模,将电路的离散迭代映射模型同利用微分方程建立的Simulink模型的仿真结果进行比较,并对电路进行数据关联性分析,得出数据关联性理论虽与传统的非线性动力学特性分析方法不同,但其作用异曲同工,而且相比于传统的分析方法,数据关联性理论所包含的非线性动力学特性更加细致,实验结果更为客观。
  再次,对电流模式Boost变换器进行离散建模和Simulink建模,对不同参数下的电路特性进行分析,并作出不同参数条件下的波形图、相图以及庞加莱映射,运用相邻数据关联性对电路进行非线性动力学特性分析。通过仿真实验可得,数据关联性理论可以细致而精确区分系统工作状态,而且可以衡量系统进入混沌状态的强弱程度。
  最后,在Boost变换器的基础上,分别分析放大系数、参考电流、电阻对输出电压、电感电流的影响。放大系数和电阻对输出电压的影响基本呈正相关关系;而参考电流除了影响输出电压之外,很大程度上影响了纹波电压的大小,与电路的输出稳定性密切相关。研究升压驱动电路的性能与各参数之间的关系,为LED升压驱动电路参数选则提供理论依据。实际电路实验中,改变电路的放大系数,由于反馈作用,负载端的LED可以稳定工作并达到恒流的目的。
[硕士论文] 程校
机械工程 武汉科技大学 2018(学位年度)
摘要:由于电液伺服系统的输出力大、时间常数低、反应快、精度高和容易控制等优点,电液伺服力加载系统越来越多在实验室的环境下提供各种所需大功率的加载力。如在飞机舵机的控制中被用来模拟空气流动产生的负载力。在力加载系统的施力对象中,存在弹性刚度为负值的情形,如大型阀门流量控制和高速飞行器转向控制等应用领域。而目前对于力加载系统的研究集中在正刚度,因此研究负值弹性刚度下电液力加载系统的稳定性和工作特性影响具有重要意义。本文以负载中含负值弹性刚度的被动式电液力加载系统为研究对象,针对被加载对象的位置扰动造成的多余力和负值弹性刚度下系统稳定性问题,采用一些补偿与校正措施,以减小多余力,并提高系统的稳定性和加载性能。
  经过对大量文献资料的研读,在文中对目前国内外学者在力控制系统及其多余力的抑制等方面的研究成果进行了介绍,在总结前人经验基础上,对被动式力加载系统的进行了如下工作。
  首先,系统地阐述了被动式加载系统的工作原理并建立其精确的物理模型。对其运行工况进行深入分析,确定了被动式力加载装置的多余力产生原因。结合基本的运动方程,建立了被动式力加载系统的数学模型。
  其次,通过频域里分离出的多余力表达式,对多余力进行分析,得出多余力变化规律,发现了扰动速度是影响多余力的主要因素。根据分析出的原因,采用前置负反馈补偿器来补偿多余力,并且通过压力传感器采集到的压力参数实时修正补偿器流量增益。建立被动式力加载系统的整体的控制框图。根据负载匹配的原理选取了系统所需的主要元件,计算并确定各元件基本参数。
  最后,通过加入双惯性环节和负载压力修正的补偿器校正,改善力系统在负载刚度大范围变化和刚度为负值下的稳定性。借助Simulink软件建立被动式加载系统的仿真模型。
  仿真结果表明:本文所设计的被动式力加载装置,经校正具有较好的稳定性,能够较为准确的复现指令力,对多余力的抑制也有良好表现。引入经负载压力修正的的补偿器可以使多余力减小,减少量为96%,系统稳态跟踪误差不高于4%,系统跟踪响应时间滞后不大于0.03s。
[硕士论文] 韩京慧
计算机技术 延边大学 2018(学位年度)
摘要:警示装备方面的完备以及各行业领域的安全警示设置是实现社会现代化的重要途径,因此近年来各种小型特种信号灯倍受社会各界的欢迎,其具备良好警示效果,能避免各类安全事故的发生。
  现有的小型特种信号灯存在很多问题,为消费者的使用和产品的维护带来很大的不便,例如输入电压的范围窄,切换输入电压则需更换产品,导致产品的种类繁多;当输入电压较大,会产生很剧烈的浪涌电流,对电路安全造成危害;信号灯闪烁模式单一化,频闪功能少,易产生视觉疲劳削弱警示效果;电路板体积大,不利于产品小型化,且成本高、安全级别较低,不符合欧美市场的严格标准,无法拓展更广阔的国际市场。鉴于现有特种信号灯产品存在的上述问题,提出了一种基于自耦型电感和分段控制模式的特种信号灯的设计方案。
  首先,输入部分具有宽电压范围,同时具有过压保护功能,在输入部分设计软开关浪涌电流吸收电路,当输入电压范围在12~80V切换时,可将浪涌电流从11~55A降低到10~60mA,并保证信号灯的重复开启性能良好,0.5s内重新通电可正常工作。
  其次,利用HV9910进行Boost变换器部分设计,采用自耦型电感、基于浮地模式的方法,并对升压处理采用电感分段控制模式。由于电路的输入部分存在2V压降,因此输入电压为12~80V时,内部工作电压为10~78V。当内部工作电压为10~20V时,使用补偿电压变换器后使用浮地模式高压变换器升压;当内部工作电压为20~78V时,直接使用浮地模式高压变换器升压至270V,分段控制模式能够有效地增加输入电压范围,减小产品种类,便于维护和管理。
  最后,在控制及触发部分中,使用单片机MK7A23P对特种信号灯控制,使用2P-DIP开关对频闪模式进行设置,实现特种信号灯的多功能效果,并设计高压脉冲触发器进行信号触发,最终实现频闪灯组件的高强度闪烁。
  实验结果表明,在宽输入电压范围内,浪涌电流远低于设计要求的1A,重复开启间隔小于0.5s,多种闪烁模式下抗干扰性强、工作稳定,变换器平均工作效率超过90%,具有输入电压范围宽、重复性能良好、体积小、效率高、成本低、工作稳定、警示效果突出等优点,是对信号灯产业产品的丰富和发展,将为信号灯产品的创新提供参考。
[硕士论文] 郑宝剑
机械工程 武汉科技大学 2018(学位年度)
摘要:如今随着电液位置伺服系统在工业领域的普及、需求量越来越大,国内外学者对其进行的研究已愈加多样化和全面,但是针对负载中含负值弹性刚度的电液位置伺服系统的研究尚未展开,但是电液位置伺服系统在含负值弹性刚度负载的作用下,会出现开环系统本质不稳定等问题,且常规校正无法解决负值弹性刚度带来的不利影响,因此首要任务便是解决系统的稳定性,在系统稳定的前提下,进一步提高响应速度和精度。针对这些问题,经过大量文献资料的研究,结合国内外学者在此领域上的研究成果后,开展的研究工作如下:
  (1)建立了电液位置伺服系统的数学模型,并在含负值弹性刚度负载情形下对其进行因式分解,分析负值弹性刚度对系统特性的影响;然后根据负值弹性刚度绝对值与执行件液压刚度的比值大小分段讨论了不同负值弹性刚度大小下的系统特性。
  (2)探讨系统的补偿与校正:在负值弹性刚度绝对值较小的情形,可选用常规校正;负值弹性刚度绝对值与液压刚度相比较大的情形下,需采用二阶微分形式的反馈校正装置结构,以削弱负载对系统的影响;而当负值弹性刚度绝对值与液压刚度相当时,除了采用二阶微分形式的反馈校正装置外,还需加入动压反馈装置来增加系统阻尼,以减少外部干扰对系统的影响。
  (3)借助Simulink对系统模型进行数值仿真模拟,探讨上述结构补偿的适用性和可行性,并通过仿真和分析对系统的精度和响应速度进行校正。
  最后,对总结了本文的研究内容:电液位置伺服系统在含有负值弹性刚度负载作用时为本质不稳定,且负值弹性刚度绝对值越大,系统特性越差越。数值仿真的结果表明加入结构补偿和校正环节后,系统保持稳定,其稳态误差小于1%,上升时间小于0.2秒。
[硕士论文] 徐晓玉
电气工程 河北科技大学 2018(学位年度)
摘要:路灯光源的演变,从煤油灯、白炽灯到高压钠灯,从未停歇。如今低电压微电流的电子产品LED灯以其对环境无污染、低耗能以及寿命长等诸多显著优点成为当今推崇的路灯光源佳选。选LED灯作为路灯光源必将使得路灯的便利化、智能化、可持续化不断再上新台阶。但是就LED在路灯领域的应用来说,现阶段并没有真正实现其该有的节能环保的优势,主要原因是缺少优质的驱动电源和合理的控制方法。本文针对以上两个问题,对LED路灯的驱动电源和控制方法进行了研究,设计了相应的驱动电源和亮度测知模块,提出了相应的智能控制技术,为进一步推广LED路灯照明的应用做出了努力。本文的研究工作主要包括以下几个方面:
  1)针对驱动电源问题,本文对当前LED驱动器的主要拓扑结构进行分析比较,进而结合宽负载调光照明需求,对目前国内外相关技术进行学习总结,分析各自所固有的一些优缺点。以解决LED驱动器体型大、效率低为突破口,重点实现LED路灯优质多路均流,设计了一款不仅实现了多路均流而且还保持高功率因数和效率的基于可变电感的LED路灯驱动电源,用于步行街及照明要求稍低一些的区域,并且进行了仿真分析和样机实验。
  2)针对LED路灯控制方式问题,本文设计了包括人体红外热释电模块、环境照度检测电路和MCU电路的亮度测知模块。并且在亮度测知控制的基础上,引入了模糊控制技术,详细的介绍了模糊控制器的原理和设计过程,提出了一种基于模糊控制技术的LED路灯控制方法,同时设计了相应的基于亮度测知的模糊控制器,该控制器的控制策略是根据环境光照度和行人有无相应地实时调节路灯亮度,并且采用MATLAB对系统模型进行了模拟仿真。
  在对LED驱动器进行了软件仿真分析后,制作样机进行了实验分析,样机效率达到了92.1%,充分验证了其可行性,证明其在实现了结构简单和体积小的基础上还具有均流效果优秀,效率比较高,节能效果好的优势。另外,MATLAB对模糊控制器进行的模拟仿真结果显示利用模糊控制技术进行LED路灯的智能控制是可行的,能够实现根据环境光照条件和行人有无情况实时调节路灯亮度,并且具有一定的优势,能够进一步地提高LED路灯的节能效果。
[硕士论文] 赵栋
计算机科学与技术;计算机应用技术 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:根据国际供暖行业最新的发展趋势,石油衍生产品的价格正逐年上涨,且供需矛盾曰益突出,燃气、燃煤更是年年告急,同时化石燃料用于供暖给环境造成巨大的压力。电能属于二次资源,且具备可再生性和来源的多样性,已经在供暖行业引起了极大重视。越来越多的用户采用智能模块化电地暖供暖,然而对于智能模块化电地暖系统温度控制方法的研究还比较少,本文依托重庆智酷热能设备有限公司这个平台对智能模块化电地暖温度控制方法进行研究,提供了一定的理论依据和科学保障。
  全文研究以下三个方面的内容:
  (1)研究了智能模块化电地暖系统的多点控制。首先,提出了一种模块化电地暖多点控制系统,建立以最小的电能消耗为目标函数、以室内温度不高于设定温度为约束条件的优化模型。然后,当温度达到设定值时,求解维持当前温度所消耗电能最小的功率设定,并通过系统的温度传感器和无线通信模块实时调节电地暖的工作功率,从而保持室内温度的相对稳定。最后,结合仿真设计,得到了室内温度的时间变化曲线和电地暖工作功率的时间变化曲线。
  (2)研究了智能模块化电地暖系统的协同控制,分析使得系统温度保持稳定的条件并设计相应的温度控制器。从物理意义上划分整个电地暖系统,根据能量守恒定律建立温度变化的微分方程组。根据模型系数不确定性的特点,结合T-S模糊理论,设计了一种模糊控制器。同时对系统参数进行约束从而建立保证模型温度稳定的条件。最后,利用设计的控制器对系统的温度进行跟踪控制,验证了控制设计的合理性。
  (3)对智能模块化电地暖系统温度的无线远程控制进行硬件设计和软件设计。首先,选用合适的硬件组成智能模块化电地暖温度无线控制系统的主要功能模块。然后,根据系统的工作流程进行软件设计,进而实现系统的整体流程设计。最后通过实验验证了温度无线控制系统设计的合理性。
[硕士论文] 马正雷
电气工程 安徽大学 2018(学位年度)
摘要:电机驱动伺服系统是伺服转台、雷达、制导导弹等多个设备的重要组成部分,在航空、军事、通信等领域有广泛应用,电机驱动伺服系统的低速平稳性和高速跟踪能力受非线性扰动影响,电机驱动伺服系统比较常见的非线性扰动因素包括:风扰、齿隙、电机力矩波动以及摩擦。其中摩擦对于系统的低速性能影响尤为明显,会导致系统低速爬行、抖动,影响系统的稳定跟踪。因此考虑摩擦因素,建立系统准确的数学模型,对于减小电机驱动伺服系统的跟踪误差、提高低速区平稳性具有十分重要的理论价值和实际意义。本文的主要工作如下:
  首先,本文介绍了伺服系统的发展,分析了摩擦力的国内外研究现状,阐述了摩擦力的动静态特性以及现有摩擦模型,并使用LuGre摩擦模型来描述电机驱动伺服系统的摩擦特性。
  其次,分析了伺服系统的运动特性,提出了建立单输入单输出(single input single output,SISO)的伺服系统线性模型,根据建立的电机驱动伺服系统模型,设计并实施了系统线性模型参数辨识实验及摩擦辨识实验。
  最后,根据摩擦对伺服系统低速的影响,提出了基于LuGre模型的前馈补偿策略,用s函数搭建了LuGre模型和伺服系统线性模型,进行补偿方法仿真验证。仿真结果表明与普通PD补偿策略相比,本文提出的基于LuGre摩擦模型补偿策略可获得更低的稳态误差。
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