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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] 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] 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] 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] 潘毅
机械制造及其自动化 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:不久的将来,家用电器和它们的制造过程将更加注重低碳、环保这一方向,该方向是全球家电技术进步的研究热点。目前,绿色制造技术在家电行业的覆盖领域非常广范,家电技术本身的节能环保问题更是企业和研究单位关注的焦点,但是其制造过程中的节能环保问题还未引起充分重视。而冰箱内胆制造过程中,由于预加热、加热工位加热参数设置不合理,保温措施不充分,生产线工艺流程安排不合理,生产线节拍不匹配等都会导致能量损耗大。因此,迫切需要通过对生产线生产工艺流程进行合理设计与优化以及生产装置的改进等,来提高生产制造过程中的能量利用率,从而降低能耗,减少碳排放。
  本文针对国内多工位冰箱内胆制造生产线中存在如下问题:
  (1)对预加热工位和加热工位的温度场能量损耗大,保温措施不充分;
  (2)传统的冰箱内胆吸塑成型工位中下模具台、上真空箱升降主要依靠液压传动来驱动,在工位反复的工作后容易出现液压泵、油缸漏油以及机械结构运动不平稳等问题。
  现基于传热学基础理论,热传导、热辐射、热对流等基本方法,结合计算机辅助设计、有限元法、优化设计等现代设计方法进行研究,建立了预加热、加热工位中聚合物板材加热的能耗模型,并且运用MATLAB仿真技术验证了模型的正确性,最后进行试验验证了聚合物板材的加热规律,优化出了一组加热参数。同时,对冰箱内胆生产线中加热装置进行优化,对成型工位中冷却系统和驱动机构提出改进方案,最后对各个工位间节拍的匹配进行相应研究,从而减少了生产线电能的损耗,提高该生产线的工作效率,大大减少了原材料的浪费,实现冰箱内胆制造工位高能效低碳制造。
[硕士论文] 杨羊
机械设计及理论 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:未来家电产品及其制造过程将更加注重“低碳、环保”,绿色制造技术将是全球家电技术进步的新方向。制造冰箱内胆的原材料一般为聚合物片材,加热过程消耗的功率接近整个冰箱内胆吸塑机功率的80%,冰箱内胆的质量主要取决于再加热过程的加热温度和加热温度场分布,因此有必要对再加热过程进行研究开发,提高生产制造过程中的能量利用率。
  冰箱内胆制造过程中,由于聚合物片材的成型温度受到环境温度的波动而波动,导致成品的稳定性差、良品率低等问题。为了分析环境温度对冰箱内胆成型温度的影响,根据冰箱内胆热成型工艺特点,分析了聚合物片材再加热过程中最主要的3种传热方式:热辐射、热传导和热对流,通过研究热电相似性理论、热辐射和热传导的电路等效模型,创建了考虑环境温度因素的等效热源。
  根据量纲分析理论,证明了聚合物片材的热成型过程可以和电路进行等效处理,以此建立了基于热电模型的聚合物片材温度响应预测模型。利用Electronics Workbench(简称EWB)软件进行了仿真实验,结果表明:在聚合物片材再加热过程中,不考虑环境温度影响对比考虑环境温度(25℃)影响时,ABS片材最终成型温度大约高3℃;通过4组实验结果和预测结果对比分析,最大绝对误差为6.32%。该模型对聚合物片材再加热过程中的温度响应预测效果较好,为确定不同环境温度下的加热瓦温度设定值提供了理论依据。
[硕士论文] 徐治户
模式识别与智能系统 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:随着LED产业的发展,LED在照明领域的应用也越来越多,人们对LED灯的要求已经从照亮变为舒适、健康。由于单颗LED不能满足场景照明的需求,所以,需要采用多颗LED组成阵列的方式来照明,而且LED的光强分布近似郎伯分布,光照区域光强分布不均匀,会产生眩光或阴影,人眼长时间在这种不均匀的光照环境下,会产生视觉疲劳甚至近视。本文采用改进的粒子群算法优化LED的灯具位置,使光照均匀性得到改善,并通过仿真及实验验证了此方法的有效性。
  本文的主要研究内容如下:
  1、LED基本理论及等效热阻模型。介绍了LED的发光原理及常见的光度学基本概念,基于热传导理论,构建了单颗LED及LED阵列的热阻模型,并通过仿真及实验得到了LED间距与LED结温之间、LED输入电流与输出光通量的关系,为下文光照均匀性优化和灯具设计提供了依据。
  2、基于照度约束的LED光照均匀性粒子群优化算法设计。由单颗LED光源的理论模型,推导出LED阵列的光照模型,进而得出LED阵列在目标平面上的总辐射照度的表达式;以目标平面上照度的标准差作为评价函数,以平均照度为约束条件,采用改进的粒子群优化算法对LED位置进行优化,并给出另外两种常见位置分布,对以上三种位置分布进行MATLAB仿真,验证了此方法的可行性。
  3、基于HSI色彩空间的光照均匀性判定方法。给出了由RGB向HSI色彩空间转换的方法,设计了基于HSI色彩空间亮度分量的,LED光照均匀性判定方法,通过仿真及实验验证了该方法的可行性。
  4、LED照明光源设计实例。结合上文LED输入电流与输出光通量及发光效率的关系,设计一种高光效灯具;根据改进的粒子群算法优化的LED灯的空间位置分布,给出了一套光照均匀性高的照明系统空间位置布局设计方法,最后,通过实验验证了设计的有效性。
  本文通过实验测试及统计分析,得出了LED的光热特性曲线,由单颗LED光源的理论模型,推导出LED阵列的光照模型,采用改进的粒子群优化算法对LED位置进行优化,提出了使用HSI色彩空间中亮度分量反映光照均匀性的方法,设计出了一套高光效、高光照均匀性的室内照明系统,通过实验验证了此方法的有效性,本文的方法为室内照明系统的设计提供了参考。
[硕士论文] 李士爱
机械制造及其自动化 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:振动和噪声是评价洗衣机性能的重要指标之一。洗衣机在脱水阶段产生的严重振动对人们的生活和洗衣机行业的发展具有不利影响。本文以某型号波轮式脱水机为研究对象,围绕减小悬吊系统振动这一目标,对波轮式脱水机的箱体和悬吊系统两大部件进行了研究。
  箱体是波轮式脱水机转子系统的框架,是脱水机动态性能好坏的关键部件。本文结合有限元模态分析和试验模态测试,对波轮式脱水机的箱体进行模态分析。根据分析结果与脱水机工作频率的对比,得到稳态脱水阶段不会由于箱体产生共振。
  悬吊系统参数对波轮式脱水机振动水平具有重要的影响。本文首先对波轮式脱水机悬吊系统进行了动力学方程的建模、验证和求解,在此基础上基于灵敏度分析方法分析了悬吊元件刚度参数、阻尼参数、安装位置的变化对悬吊系统振幅的灵敏度。其次基于ADAMS建立了波轮式脱水机的虚拟样机模型,并利用实验数据对模型进行验证,验证结果表明虚拟样机模型具有一定可靠性。
  最后,结合箱体有限元模型和ADAMS虚拟样机模型建立了波轮式脱水机的刚-柔耦合模型。并基于该模型采用提出的切比雪夫区间分析方法对波轮式脱水机进行稳健型优化设计,优化结果表明脱水机的振动情况得到明显改善。
[硕士论文] 苏雨
机械设计及理论 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:随着人们对生活工作环境品质的追求变高,家用空调器成为了人们最常见的家用电器之一,随之而来的家用空调器室内机噪声问题也越来越受到重视。利用被动降噪可以消除大部分的中高频噪声,但却对更影响人们身心健康的低频噪声束手无策。而主动降噪则对低频噪声消噪有着较优的效果,并且可以在一定的窄带频段上自适应消噪而不是单一频率上进行消噪。故本文对主动降噪应用于家用空调器室内柜机降噪进行了研究。
  本文首先对自适应滤波算法的性能进行仿真分析,分析了不同的滤波器长度、收敛系数、次级通道传递函数预测准确度对自适应滤波算法的收敛速度和降噪性能的影响。其次,设计试验方案对家用空调器室内柜机噪声进行了试验测试,分析了其噪声特点及噪声分布。并通过硬件选型、设计、匹配、配置等搭建主动降噪硬件系统,根据声场特性和理论计算进行布置。最后对比了线性滤波器和非线性滤波器反馈系统自适应算法的性能,以及对比了自适应滤波算法和单纯形法在次级通道辨识的性能,并加载至硬件系统进行降噪验证和实例应用。
[硕士论文] 秦振振
机械制造及其自动化 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:当前,变频空调器已成为空调器市场的主流产品,但配管疲劳可靠性设计技术积累相对滞后,不能有效满足产品研发的技术需求。相对于定频空调器,变频空调器运行工况较为复杂,其配管动力学响应品质的改善与提升是行业中亟待解决的问题。因此,本文以某家用变频空调器室外机管路作为研究对象,就配管可靠性设计涉及的压缩机载荷激励识别、管路振动疲劳寿命预估以及加速寿命试验方法等方面进行了讨论。
  准确辨识压缩机载荷激励是对空调器配管进行动力学分析的基础。本文分别对稳定运行工况与非稳定运行工况下的变频空调器进行振动测试,获取排回气管口测点的加速度响应。利用虚拟迭代技术原理构建试验样机压缩机-配管系统的传递函数矩阵,结合上述实测信号反求出压缩机载荷时间历程,同时,应用迭代、正则化等方法来修正分析结果,保证了反求载荷激励的准确性,并通过试验验证了结果的一致性。
  基于识别的压缩机载荷时间历程与配管材料S-N曲线,结合疲劳累积损伤理论计算分析配管在复杂运行工况下的疲劳损伤率,进而对配管的疲劳寿命进行预估分析,并通过试验验证了该方法的准确性。基于对时变工况下管路疲劳损伤率的计算结果,本文制定了变频空调器配管加速寿命试验大纲,能为变频空调器配管疲劳可靠性验证提供一个更为高效的测试验证平台。
[硕士论文] 孙开贺
控制工程 扬州大学 2017(学位年度)
摘要:随着LED(Light-Emitting Diode)驱动技术的不断发展,大功率LED驱动电源越来越受到了人们的重视。常用于中、大功率LED驱动电路的半桥LLC(L-电感,C-电容)谐振式变换器,可以在一定程度上实现主开关管的零电压软开关,整流二极管的零电流关断,从而具有效率高且电磁干扰小等优点,故在LED照明电路中得到了越来越多的应用。
  为了适应LED负载特性,解决传统PID(比例,积分,微分)控制动态响应慢及控制参数动态性能差的缺点,论文研究了一种高可靠性、高效率的自适应调光驱动电源,这种驱动电源不但可以提高LED的寿命,还可以减少污染,节约能源,且对LED的应用和推广有着重要意义。
  论文以应用于LED照明驱动电源的半桥LLC谐振变换器为研究对象,研究了LLC电路的工作原理及其控制方法。通过扩展描述函数方法,推导了LLC谐振变换器的大信号模型,在此基础上,利用LLC谐振变换器大信号模型,可以把非线性系统有效的转化为线性系统。论文对比了传统PID控制方法、模糊PID控制方法和固定开关频率的滑模控制策略,着重设计了滑模面和分析了稳定性。为了解决采用固定开关频率切换下的滑模控制LLC电路在调光时所存在的较大输出电压纹波问题,本文在固定开关频率滑模控制的基础上,提出了一种模糊选频滑模控制调光策略,从而提高了调光的动态响应速度,也确保了半桥LLC谐振变换器输出电压的低纹波。
  论文中给出了半桥LLC电路主要参数的设计方法,包括谐振元件参数设计以及高频磁件的设计方法,并对功率器件进行了选型。在软件设计中,主要设计了主程序以及中断服务子程序。为了获得恒流特性,将满载工作频率设计在谐振频率点,故调光时电路的开关频率会工作在谐振频率点以上,为了提高电源效率,半桥LLC谐振电路的副边采用了同步整流技术以减小电路损耗。本文结合具体240W LED驱动电源,也给出了半桥LLC谐振变换器的损耗分析方法。
  论文采用PSIM(Power Simulation)仿真软件,对半桥LLC谐振变换器主电路及上述控制方法进行了仿真,并在此基础上搭建了240W全数字调光电源实验样机平台。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和模糊选频滑模控制方案的可行性。
[硕士论文] 巩媛
控制工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:高强度气体放电灯(HID)作为新型电光源的典型代表,因其具有发光效率高、使用寿命长、光显性好等优势广泛应用于各种照明场合。但高频工作的HID灯极易发生声谐振现象,主要表现为电弧不稳、灯光闪烁,严重时会导致电弧熄灭或者灯管炸裂,因此声谐振现象成为HID灯推广道路上的一大障碍。近年来许多研究者们致力于声谐振的理论推导和实验研究,虽然能有效地抑制声谐振现象,但是不能彻底地抑制声谐振现象的发生。论文从仿真角度,通过利用COMSOL软件建立HID灯的多物理场模型并求解,相关结果对于HID灯声谐振现象的理论研究具有一定的参考价值。
  首先详细介绍了HID灯的结构特点、工作原理、放电特性以及相关的电子镇流技术,接着阐述了声谐振现象的特征以及目前已有的声谐振检测方法、抑制方法。
  其次介绍了COMSOL软件的有限元思想和应用领域,通过分析HID灯内部的多物理场过程,可以得到其内部物理过程包含电、热、流等多个物理场的耦合作用。接着详细介绍了采用COMSOL建立HID灯多物理场模型的具体步骤,通过COMSOL软件计算求解可以得到HID灯内部的温度分布图。
  最后将建立的多物理场模型应用到HID灯电极优化设计中,通过与实验测量得到的电极温度分布数据进行对比,从而验证了多物理场模型的正确性。同时分析了电极结构与温度分布的关系,得到了电极的温度随电极长度的增加而升高,而随电极半径的增大而降低。
[硕士论文] 田玖婷
电气工程 兰州交通大学 2017(学位年度)
摘要:随着社会进步和经济发展,城市轨道交通作为城市交通客流运输的重要途径,一定程度上解决了城市交通拥堵问题,在全世界呈现良好的发展态势。等效24脉波整流机组作为直流牵引供电系统的主流,逐渐代替12脉波整流。直流牵引供电系统的核心设备-多脉波整流器是谐波的主要来源,会造成谐波污染,同时多脉波整流不能实现能量回馈,因此在目前牵引供电系统的相关研究中,三相电压型PWM整流器以其单位功率因数整流、能量双向流动特性的巨大优势,得到国内外学者的广泛关注。
  对城轨系统整流器控制方法的不断改进和创新会很大程度上抑制谐波,降低工程造价。无源控制是从能量的角度出发,对无源性系统进行实时控制的策略,其理论基础是系统稳定性理论。本文以PBC(Passivity Based Control,无源控制)理论为基础,提出了将三相电压型PWM整流器应用于城轨牵引供电系统的构想,设计三相电压型PWM整流器无源功率控制器,达到整流器系统全局稳定,无奇异点的目标。
  首先,本文详细介绍了城市轨道交通的现状,PWM整流器各种控制策略的相关研究,对国内外城市轨道交通普遍采用的12和等效24脉波整流器进行了仿真验证,可以得出多脉波整流含有的谐波次数。多脉波整流能量单向流动性使列车制动产生的能量不能回馈到电网,造成了能量的浪费。
  其次,详细论述了无源控制理论的相关内容,推导了三相电压型PWM整流器的数学模型,通过坐标变换求出整流器在两相同步旋转dq坐标系下的整流器的EL(Euler-Lagrange,欧拉-拉格朗日)模型,通过无源性的判定依据对三相电压型PWM整流器的无源性进行验证。
  然后,根据整流器的EL模型对无源功率控制规律进行了推导,确定出整流器的期望平衡点,通过注入阻尼来提高系统的响应速度,设计出系统的误差存储函数。通过EL模型以及期望误差得到相应的控制规律,对整流器控制进行了仿真验证,仿真分析了机车在负载扰动、机车制动、电网不平衡条件下整流器的性能。
  最后,将无源功率控制器与双闭环控制器对城轨整流器的控制效果进行仿真比较分析,包括各工况对网侧电压、电流、谐波、功率因数的影响,表明无源性功率控制具有更好的控制效果。
[硕士论文] 徐春雪
集成电路工程 东南大学 2017(学位年度)
摘要:发光二极管(Light-Emitting-Diode,LED)因其效率高、寿命长、体积小、环保等优点而成为最具前景的新一代绿色光源。LED驱动芯片是LED照明系统的关键部分,直接影响了LED照明系统的整体性能。提高驱动电源的可靠性和寿命,必须去掉电路中的电解电容。因此,研究出具有长寿命的LED驱动电源已成为重要的研究方向。
  在减小LED驱动电源的储能电容,提高LED驱动电源的寿命方面,本文设计了一种无频闪无电解电容的AC/DC LED驱动电路。即采用Boost-Buck级联型的拓扑结构,在一个工频周期内,通过调制导通时间Ton,使输入电流的波形发生变化,以减小瞬时输入输出功率差,从而可以采用薄膜电容取代电解电容,提高了LED驱动电源的寿命。该控制电路同时实现PFC和输出电压转换的功能,简化了电路结构,降低了设计成本。驱动电路中Buck变换器工作在电感电流临界连续模式下,通过控制Buck变换器的峰值电流恒定来实现输出恒流。电路还采用了内置的线电压补偿技术,通过采样CS引脚的电压,产生一个和输入电压成正比的补偿电流,间接的保持峰值电压的恒定,避免了功率管关断延迟带来的峰值电流过冲问题,从而保证了高精度的恒流输出。
  本文设计的控制芯片采用TSMC0.35μm5V/650V CMOS/LDMOS工艺流片,并通过72V/150mA的电路原型进行测试验证。测试结果表明:当输入电压的范围为175~264Vac时,系统的效率在83%以上,线性调整率为±1%,负载调整率为±0.5%,且在满足功率因数高于0.7的条件下,采用470nF的CBB电容取代了电解电容。因此,本文设计的控制芯片在LED照明中具有很好的应用前景。
[硕士论文] 王付兵
控制科学与工程 安徽理工大学 2017(学位年度)
摘要:随着科技的发展和制造工业水平的提升,稀上永磁直流无刷电机得到发展和应用。直流无刷电机以其具有的机械结构简单、运行高效率低噪声以及高可靠性等优点,正逐渐成为洗衣机的首选机型,并且直流无刷电机最大的特点就是改变了以往电机采用的机械换相,采用电子换相,克服了传统电机机械摩擦产生的一系类问题,提高了电机的使用寿命。
  本文在分析直流无刷电机自身的机械特性和相应的数学模型基础上,结合一定的控制算法,设计一种安全可靠,完全符合市面上洗衣机应用功能需求的驱动系统。
  首先确定了以滚筒式的机械结构洗衣机作为本文的研究对象,并介绍了滚筒洗衣机用直流无刷电机在国内外的发展及其控制系统的研究现状。采用模糊自适应整定PID为主的算法控制DSP发出供给三相全桥电路的PWM波的周期和占空比,普通PID为辅,以电机绕组电流为控制对象,补偿对DSP输出PWM波的周期和占空比,整个系统形成对电机转速的双闭环控制。
  其次对直流无刷电机及其控制系统在MATLAB/Simulink中建立系统仿真模型,并根据实际控制系统的要求选择合适的各项参数,来验证该系统对无刷直流电机运行状态是否良好以及转矩的输出稳定性能。
  最后采用DSP芯片为控制核心,对直流无刷电机控制系统及滚筒洗衣机人机交互装置进行硬件设计,并在该系统硬件的基础上编写、调试相应软件、优化相应程序语句,满足相关应用功能需求,再进行实验来验证该研究设计可行性及滚筒洗衣机控制系统的可靠性。
[硕士论文] 于国康
电力系统及其自动化 兰州理工大学 2017(学位年度)
摘要:随着电力电子技术的发展,感应加热在工业领域得到了广泛应用。同时,对感应加热电源的可靠性和效率要求也在不断提高,数字化控制是提高感应加热电源性能的重要手段。本文以dsPIC为控制核心,对串联谐振式中频感应加热电源的数字化控制进行了研究。
  本文介绍了感应加热的基本原理、应用及其优点、发展现状及趋势,在分析和比较了几种常用感应加热电源主电路结构和控制方案的基础上,确定了串联谐振式中频感应加热电源的系统结构,其中整流电路采用三相不控整流方式,逆变电路采用单相全桥逆变结构。研究了串联谐振负载工作特性、移相PWM调功特性及逆变电路工作方式和过程,对频率跟踪技术中的锁相环工作原理和相位差测量方法进行了说明,分析了电源启动的常用实现方法。
  分析了常规的数字PID控制在感应加热电源系统中的应用缺陷,基于模糊控制原理,采用了FUZZY-DPLL和FUZZY-PI两种复合控制策略。在实现频率跟踪时,依据所测相位差并利用FUZZY-DPLL分段复合控制进行频率修正和相位修正,其中相位差通过dsPIC的输入捕捉模块配合快速傅里叶变换得到。在实现功率调节时,依据移相PWM调功原理,利用FUZZY-PI分段复合控制进行移相角计算,并在数字PI控制中使用模糊自适应PID整定控制来调节控制参数。另外,依据负载电流检测值和DDS技术,采用扫频程序解决了电源启动问题。
  最后,基于dsPIC33EP32MC202对所研究的串联谐振式中频感应加热电源进行了硬件设计和软件设计,并依据设计内容搭建了仿真模型和实验平台,对实现系统频率跟踪和功率调节等关键问题的控制策略进行了调试和分析。仿真与实验结果证明了控制系统设计的合理性与可行性,为今后感应加热电源进一步的数字化研究奠定了良好基础。
[硕士论文] 高超
机械工程 东南大学 2017(学位年度)
摘要:为了满足现代公共场所的照明需求,升降式高杆灯应运而生。与其他照明设施相比,升降式高杆灯具有许多优点:造型时尚美观,照明效果好,维护方便安全等,这些优点使其成为高杆照明领域的主流照明设施。但目前所使用的升降式高杆灯仍然存在一些问题:灯具采用线缆直接供电,在灯盘升降过程中极易发生线缆与钢缆的缠绕,存在重大的安全隐患;挂接技术仍采用纯机械的挂接方式,在挂接过程中容易受到组装误差和高空气流的影响,灯盘很难保持水平,三根挂钩很难同时顺利地挂接与脱卸;升降式高杆灯安装高度较高,灯盘升降位置的指示信息不明确,操作人员很难看清挂接是否到位等。
  为了解决上述问题,笔者查阅国内外相关文献资料,通过对市面上已有升降式高杆灯进行调研与分析,旨在设计出一款安全对接取电、简单挂接脱卸、明确指示信息、美化线路外观、稳定通信控制的BAGG01型升降式高杆灯。笔者运用CAD/CAE软件,对升降式高杆灯的机械结构进行创新设计并做了详细叙述;依据建筑结构载荷规范,对升降式高杆灯进行了风载荷的分析与计算,同时利用ANSYS软件对关键零件进行理论分析与强度校核;制作了基于OMRON PLC的升降式高杆灯控制系统,同时设计合理的信息指示方式,根据相应功能要求,设计控制通信电路,编写程序并调试。
  经过上述研究、分析、设计之后,笔者加工安装了升降式高杆灯原理样机并调试成功。通过进行电极局部取电实验、电极弹簧额定压力实验、高杆灯整体挂接实验及高杆灯整体取电实验等一系列研究,实验结果达到了稳定取电、简单挂接及明确指示等预期功能要求,证明了笔者所设计的新型升降式高杆灯方案是合理可行的,这为以后新型升降式高杆灯的产品化奠定了坚实的基础,同时也促进了高杆照明的发展。
[硕士论文] 汪怀忠
管理科学与工程 南昌航空大学 2017(学位年度)
摘要:可持续发展是本世纪人类面临的重大课题,而能源问题是实现可持续发展迫切需要解决的问题。开发新能源、提高能源利用效率是解决能源短缺的最有效方法。太阳能作为一种清洁无污染的绿色能源,已经得到越来越普遍的应用。近年来,太阳能LED照明产品因为其节能环保、光源寿命长而得到广泛使用。随着太阳能LED照明系统技术的不断完善和应用的日益普及,质保期、寿命等涉及产品可靠性的属性也逐渐受到关注,并日益成为衡量系统质量优劣的关键指标。因此,系统开展太阳能LED照明系统的可靠性研究工作,既可丰富其设计理论,也有助于从源头提升其可靠性水平。
  针对太阳能LED照明系统中存在的可靠性问题,论文在分析太阳能 LED照明系统工作原理的基础上,假设太阳能照明系统部件的工作时间和控制开关的工作寿命均服从指数分布、各随机变量均相互独立且各子系统内部元器件为可靠性串联结构的条件下,根据市电互补太阳能LED照明系统的工作原理及其可靠性功能结构,应用三支路自动调配系统以及马尔科夫过程的相关知识,系统研究LED照明系统的可靠性:一是在分析控制子系统对整个系统两种不同的影响情况下,建立了太阳能照明系统的冷温贮备可靠性模型,并分别得出了系统在冷温贮备下的可靠性指标,如首次平均故障时间等;其次是引入维修等外部条件,建立系统的维修性模型,并得出其可靠性指标;三是在冷温贮备模型的基础之上分析了系统各支路故障的概率分布;最后将模型应用于某品牌太阳能LED照明产品,根据中国大陆地区日照时长以及工作设置时长为因素的区域聚类分析结果,估计其模型时间运行比参数,并通过对太阳能LED照明子系统内部关键元器件可靠性数据的收集,预计子系统一级的可靠性数据,最终根据模型得出其在不同地区的可靠性指标,验证了模型的正确性与适用性。
  太阳能LED照明系统可靠性与维修性模型建立了普遍适用于太阳能LED照明产品的子系统、单元、零部件与系统可靠性之间的函数关系,同时对太阳能LED照明系统故障的概率分布作出了初步探讨,使得在产品的研制过程中开展可靠度的预计与分配成为可能,也适用于预测产品安装使用后可靠度的变化趋势并为制定科学的售后维修策略提供了理论基础。论文研究工作对太阳能空调等具有类似工作原理的产品的系统可靠性研究也具有很好的借鉴价值。
[硕士论文] 冉雪峰
凝聚态物理 电子科技大学 2017(学位年度)
摘要:六十多年前,微波加热原理被发现,应运而生的各种微波炉逐渐让人们看到了这种加热方式所具有的巨大潜力。而到现在微波加热的应用早已不单单局限于厨房电器的使用,在工、农、化、医等行业里面也正在大放异彩。随着应用的深入、交叉学科的发展以及各种各样具有优良性能器件的产生,都极大地推动着微波加热课题的研究并对其提出着更高的要求。
  微波炉作为最常见的微波加热设备,其核心技术的升级无疑推动着整个微波加热课题水平的进步,固无论是其微波性能还是其结构、生产工艺甚至是成本的改善都具有巨大的研究意义。传统的研究手段在于在旧一代的产品上更新迭代,通过实验改善某一组件的性能或是某一匹配的性能,或者是借助经验手段和电磁仿真软件HFSS等进行改样测试,例如调整外型构造、增加新型材料等等,直到达成或是基本达成某一性能指标,在仿真软件日益完善的功能下,也取得了一系列的成果。但是由于仿真水平的发展有限和其它因素,在加热均匀性及能效这些最直观的实际加热效果上,电磁仿真还未有较为成熟的理论和可靠的数据结果,这源自于复杂的微波源负载特性、具体食物的模型以及电磁热参数的量定等等因素难以确定。
  本文从微波加热原理及器件诉起,利用仿真软件HFSS、workbench的仿真计算及实验样品测试,利用已有的微波炉产品,通过探寻微波加热水、油及土豆泥的过程,得到具体的加热均匀性数据,同时研究此过程中微波源微波频率的变化,建立一种电磁热耦合仿真手段并对其改善,得到仿真数据。通过实测磁控管工作频谱并优化仿真模型之后仿真得到得五杯水微波加热均匀性为76.75%,与实测值71.88%接近,并在加热冷热点上很好对应。通过VSWR改善仿真频谱之后仿真得到得五杯油温均匀性为65%,位于实测数值范围内。同样的,通过VSWR改善仿真频率之后代入微波加热土豆泥仿真的仿真温度能与实测温度相对应,均匀性也相当。仿真数据接近实验数据,证实了这种微波加热均匀性的仿真方法的可行性。
[硕士论文] 秦阳
光学工程 电子科技大学 2017(学位年度)
摘要:照明在人们的生活中不可或缺。随着生活水平的提高,人们对照明的要求也随之提高。照明系统主要包括光源和控制系统两大部分,设计时不仅要考虑亮度要求,还需考虑节能环保、控制简捷、情景效果等要求。LED光源因其诸多优势成为新一代光源,其应用领域广泛,市场前景广阔。同时,自动控制技术、无线传感网络技术、互联网技术与照明技术相融合使得实现智能照明成为可能。因此围绕 LED智能照明的研究在世界范围内展开。本文结合无线传感网络技术,对基于无线网络的LED智能照明系统进行研究与设计。
  本文首先分析了 LED智能照明系统的功能需求,并提出系统总体结构框架,主要包括无线模块、网关模块、管理系统、数据中心四个部分。然后,本文针对系统中的无线模块和网关模块的硬件和软件进行了研究和设计。系统选择ZigBee协议作为无线通信协议,采用CC2530微控制器芯片以及Z-Stack协议栈构建无线网络,通过接入传感器及LED驱动器实现对环境数据的采集和LED调光。选择RGB三色LED作为光源,终端节点的微控制器通过输出PWM信号控制LED驱动器对LED进行调光。采用Arduino模块作为网关,其中ATmega328芯片为微控制器,执行数据接收和转发任务,ENC28J60芯片为以太网收发芯片,可实现串口数据与以太网数据之间的转换。系统按照数据采集、数据传输和数据处理三个环节设计各个模块的任务流程和模块间的接口通信。ZigBee无线模块软件设计上,采用Z-Stack协议栈中的操作系统抽象层 OSAL对事件进行轮转查询,定义协调器与终端之间的数据帧格式和事件的优先级,编写事件处理函数、包解析函数和传感器采集函数。网关模块软件设计利用Arduino开发板提供的丰富的函数库实现,通过调用库中相关的API函数,实现设备联网和串口/以太网数据的转换。最后,借助协议分析软件和串口助手软件,分析了网络建立和数据传输的过程,验证了系统的LED调光功能。
  综上所述,本文通过Arduino网关和ZigBee网络构建了基于无线网络的LED智能照明系统,实现了LED基本调光功能。该工作对LED智能照明系统的设计与应用具有一定的参考价值。
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