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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] 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] 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] 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] 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] 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] 张坤
光学工程 电子科技大学 2017(学位年度)
摘要:为了解决未来人口的粮食问题,植物工厂应运而生。而光照作为植物生长发育的重要因素,开发高效、无污染并且适宜植物生长的光源则成为重中之重。随着发光二极管(Light Emitting Diode, LED)的迅速发展,LED以其节能、环保、冷光源并且光谱可调逐渐成为植物工厂的主流光源。由于近些年红色荧光粉种类增多和稳定性不断提高,不同于传统将红蓝光LED芯片组合实现红蓝光的方式,本文提出一种新型红蓝光的实现方式:将红色荧光粉混合硅胶涂覆在蓝光LED芯片上,即荧光粉转化LED(phosphor converted LED, pc-LEDs),即可在单颗芯片实现植物所需红蓝光。
  (一)为了得到理想的植物照明效果pc-LEDs器件,本文分别采用传统荧光粉点胶技术、自适应涂层技术实现红蓝光,并对器件进行结温测试、脉冲宽度调制(Pulse-Width Modulation, PWM)调光测试、以及老化性能测试,结果显示:传统球形涂层结温为90℃,而自适应涂层结构结温在80℃左右;PWM调光下器件红蓝光量子数比基本不变;而随着时间的推移,红蓝光量子比从5.3衰减,在2000h后稳定于5.0。当粉胶比大于1:13时,传统球形荧光粉结构在空间红蓝光子比分布上呈现不均匀性,中心红蓝光子比偏小,边缘偏大;自适应涂层结构在-60~60°内呈现出比较高的均匀性,但由于杯碗的反射作用以及杯碗粘附的荧光粉,边缘区域呈现出不均匀性。为了改善传统球形结构的空间红蓝光子比分布均匀性,采用改进的双冠型荧光粉涂层技术,在一定程度上提高了中心红蓝光子比,但效果不明显,边缘红蓝光子比依旧很高。
  (二)为了得到空间红蓝光子比分布均匀的荧光粉层结构,本文采用蒙特卡洛思想借助matlab模拟该LED的光子传输过程:包括LED发光模型、吸收和散射模型、随机步长和随机波长的获得算法、荧光粉层离散化处理和出界判断算法。通过仿真和实验对比确立仿真各项参数,其中散射系数为2.0mm-1,吸收系数为1.0mm-1,并在仿真模型上验证了球形结构的缺陷。
  本文提出一种类似正态分布的新型红色荧光粉层结构,对于小角度前向散射机制的蓝光光子进行全反射和增加光程处理,对于边缘区域光子进行减少光程处理。将这种新型结构同与传统球形结构置于红蓝光子比为6.0区间对比,通过模拟确定该结构最大厚度为2.2mm以及该结构σ2值为0.25。相比于传统球形结构,该结构下不同角度对应红蓝光子比方差从0.445减少到0.0429,下降了90%。该结构下空间红蓝光分布具有非常高的均匀性。
  (三)为了验证pc-LEDs用于植物照明的可行性,本文采用自制不同红蓝光子比的pc-LEDs灯具照射豌豆苗,各组光量子通量密度(Photosynthetic Photon Flux Density, PPFD)均为70μmol·m-2·s-1。收获后,测量结果表明:当红蓝光子比为9.3时,豌豆苗的干重和茎长都达到最大值;红蓝光子比为7.2时,叶绿素的含量最高。
[硕士论文] 马永述
动力工程 华北电力大学;华北电力大学(北京) 2017(学位年度)
摘要:本文主要针对采用H桥功率单元串联的高压变频器开展了内部功率单元以整机的散热问题研究。
  首先,本文根据传热学和流体力学理论,结合实际情况,通过多种冷却方式的比较研究选定高压变频器的散热方式;利用热电模拟原理,分析了绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)模块和散热器的热阻串并联等效图,给出了散热器的选用、选材原则,详细计算了散热器的热阻和风阻,根据整机的发热和系统阻力选定风机,并给出风机工作点。
  然后,本文介绍了热仿真原理和Icepak热仿真软件,利用Icepak对高压变频器整机建立了简化的仿真模型,进行了流体运动仿真,验证风机选型的合理性,同时得到流速最低的功率单元位置,以便进行进一步的热仿真;在此基础上,针对流速最低的功率单元建立详细的仿真模型,进行热仿真,得到IGBT的结温,验证热设计是否合理。
  最后,本文通过热测试测量高压变频器样机的各个功率单元的散热器进风口风速、风机出口风速和IGBT结温,计算得到风机工作点,检查热计算和热仿真与实测的偏差,验证热计算和热仿真的准确性。
  本文系统性的给出了H桥功率单元高压变频器的热设计方法,为今后其它电力电子设备的热设计奠定基础。
[硕士论文] 王晓卿
电气工程 哈尔滨理工大学 2017(学位年度)
摘要:在交联聚乙烯生产过程中,紫外光交联具有生产速度快、连续生产时间长和生产原料成本低等优点。因此紫外光交联得到了广泛的关注,其中,交联用的光源称为研究的重中之重。目前,在紫外交联聚乙烯生产技术上,广泛使用的光源有中压汞灯和微波无极汞灯。其中中压汞灯光谱能量集中,但是使用寿命短;而微波汞灯的使用寿命长,却发热严重,可能导致能量的浪费。现在新型的一种紫外光源为紫外反光二极管,这种光源光谱能量集中,可根据需要设计光源的排列方式,使用方便。
  本论文对中压汞灯、微波汞灯和新兴的LED进行了理论分析,研究了这三种典型紫外光源的发光机理等等。依靠微波能量激励发光的无极汞灯,具有紫外辐射效率高、寿命长和热辐射功率低等优点,能够避免目前光交联系统中所使用的变压器驱动的中压汞灯辐照系统造成的材料交联不均匀和局部过热等问题,因此本文研究了微波紫外光源装置中波导的尺寸对输入反射系数的影响,通过仿真过程中改变波导的尺寸,得到在特定的规格下,满足输入端对反射系数的要求,并且通过比较波导表面电流的大小,最后确定了波导的尺寸。
  谐振腔上屏蔽网到谐振腔截面椭圆中心的距离对谐振腔能否实现对2.45GHz的微波的谐振有很大影响,本文通过仿真确定了这个距离,实现了微波2.45GHz的谐振。
  波导和谐振腔之间的开口,即耦合孔的位置对谐振腔内电场的大小有很大的影响,本文通过改变波导边缘到谐振腔边缘的距离使得谐振腔内的电场最大,实现了电场值的提高。根据谐振腔上耦合孔的尺寸对频率为2.45GHz的微波馈入深度的影响,设计出了最优尺寸的方形耦合孔。
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