超声波电机（Utrasonic Motor简称USM）是一种新型的微特电机，有别于传统的电磁电机。在本文引言中，说明了USM与传统电磁电机相比的主要优点、基本组成及应用前景，同时说明了开展专用USM的驱动电路研究工作的背景及主要工作内容，作者要完成设计、样品加工及应用三部分工作等，此论文就是这三部分研究工作的总结。首先，根据对驱动电路的要求，结合国内外传统压电马达驱动电路的系统方案，设计出专用超声波电机的驱动电路的系统方案。在本方案中增加了位置检测与归零单元，去掉了频率跟踪单元，采用DSP作为控制单元，整合了电机驱动信号产生、电机选择与启动、位置检测信号处理和特殊信号译码等功能，有利于电路小型化和稳定性。方案具有新颖和独特性。其次，详细介绍了利用仿真与实际调试相结合的方法，完成了推挽逆变电路及升压脉冲变压器的工程设计和调试，着重解决了浪涌及功率开关管保护等问题，注意了变压器绕制工艺与漏感的关系。采用DSP芯片实现了多种控制和软、硬件结合，给出了用C语言编写的程序，重点解决了程序的调试与抗干扰问题。采用独特的数字编码方法，实现了位置检测的结构设计，完成了性能初步调试以及与DSP组成闭环系统，消除电机不断步进引起的空间位置上的积累误差，实现了电机步进误差归零的技术要求。设计了电路工程板图，完成了样机两台的加工和调试工作，与超声波电机进行了匹配调试实验，重点解决了阻抗匹配问题，达到了驱动电路的设计指标，实现了设计、加工、匹配调试三解工作的基本，aCn.coinal最后，根据前一段工作，提出了一些今后工作的意见，特别是工程应用化与集成化方面的研究想法。关键词：超声波电机，驱动电路，DSP，脉冲变压器，位置检测与归等
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双足步行机器人（Biped Walking Robot）是一种仿人机器人，是移动式机器人领域中一类重要的仿生系统。双足步行机器人作为一种移动式机器人，它与轮式，履带式机器人相比有许多优点与优越性。由于双足步行机器人的行走具有独特的适应性和拟人性，其行走控制成为当今研究的热点。步行运动模式与运动控制是影响双足步行机器人技术进步的重要问题，也是双足步行机器人成功而有效地实现稳定步行的理论基础和技术关键。本文针对双足步行机器人步行模式生成与步行控制相关问题进行了研究，并在虚拟现实的实验环境中实现了机器人以给定步行模式的行走。取得的主要科研成果有：第一：基于平面倒立摆线性模型的双足步行机器人步行运动模式生成。本文对双足步行机器人的动力学模型进行了简化，采用平面倒立摆的线性化模型作为双足步行机器人步行模式生成的简化模型。设计了基于倒立摆线性化模型步行模式生成算法，对双足步行机器人前向行走，侧向行走与拐弯行走的腰部重心位置轨迹与速度轨迹进行了规划。对于双足步行具有双脚作支撑期的特点，本文采用了七次多项式插值，分两阶段对具有双脚支撑期的步行运动的腰部运动轨迹进行规划，实现了期望的运动模式。第二：基于小脑模型控制器的双足步行机器人逆运动学控制系统。本文针对双足步行机器人腿部逆模型求解问题，提出一种基于小脑模型连接控制网络CMAC（Cerebellar Model Articulation Controller）的机器人逆运动学控制方法。机器人腿部正运动学模型采用Denavit-Hartenberg方法进行建模，在建立双足步行机器人正运动学模型基础上，设计了基于CMAC的控制系统。系统采用两个CMAC直接控制机器人的腿部运动。两个CMAC逆模型控制器分别逼近步行机器人支撑腿与摆动腿的逆模型，实现了对腰部运动轨迹的跟踪控制。第三：基于虚拟现实环境的双足步行机器人行走控制实验。
上传时间： 2022-06-19
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基于Mat lab的光伏电池建模及MPPT方法研究摘要：自工业化以来的近三百年间，世界能源工业飞速发展，有力支撑了全球经济与社会发展。在这个发展的过程中，传统化石能源的大量开发及使用导致了资源紧张、环境污染、气候变化等问题日益突出，严重的威胁了人类生存和可持续发展。近年来，太阳能作为一种高效无污染的新能源，逐渐受到各国乃至全球的广泛关注。本文首先简要介绍了光伏发电的背景及意义，对光伏发电历史以及国内外光伏发电发展现状进行了综述，然后阐述了光伏并网发电系统及其基本工作原理，并详细描述了运用Matlab/Simulink建立光伏阵列仿真模型的过程，最后对光伏发电系统最大功率点跟踪的理论依据以及工作原理进行了分析，介绍了常见的MPPT方法及仿真分析，并根据文献[6]详细描述了一种改进的基于最优梯度的滞环比较法的原理并对改进的基于最优梯度的扰动观察法与传统的扰动观察法做了仿真对比，验证了改进算法的优越性。关键词：太阳能光伏发电光伏阵列最大功率点跟踪1.1.1研究背景全球能源发展经历了从薪柴时代到煤炭时代，再到汽油时代、电气时代的演变过程。目前，世界能源供应以化石为主，有力的支撑了经济社会的快速发展。长期以来，世界能源的发展有些过度的依赖化石能源，导致环境污染、气候变化、资源紧张等问题日益突出，严重的威胁了人类社会的生存与发展，我们面临着十分严峻的形式。应对挑战，需要统筹把握环境影响全球化、资源配置全球化和经济发展全球化的新特征，推动世界能源走上清洁、高效、安全、可持续发展的道路。全球化石能源资源虽然储量大，但随着工业革命以来数百年的大规模开发利用，正面临资源枯竭、污染排放严重等现实问题，截至2014年，全球煤炭、石油、天然气剩余探明可采储量分别为8915亿吨、2382亿吨和186万亿米3，折合标准煤共计1.2万亿吨，其组成结构为煤炭占52.0%、石油占27.8%、天然气占20.2%按照目前世界平均开采强度，全球煤炭、石油和天然气分别可以开采113年、53年和55年。
上传时间： 2022-06-19
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人工电磁材料由于其特殊的电磁特性，一直是近几年的研究热点。美国Science杂志更将这种材料评为2003年世界十大突破之一。随着科技和生产技术的提高，电磁材料被应用于各式各样的电磁器件当中，推动了电磁器件的发展。本文主要运用现有的有限元仿真软件Comsol，成功设计和仿真了多种电磁器件，讨论了电磁材料的电磁特性参数对其性能的影响，并论证了所设计出的电磁器件的有效性和正确性。论文主要内容有以下五部分：首先，对整体的坐标变换理论进行概括，大致介绍了几种能够获取某些电磁材料的坐标变换的方法。随后介绍了Comsol仿真软件优势，及其在电磁器件上的应用。接着，根据不同的坐标变换理论，设计并仿真出了各类电磁器件：包括在一般直角坐标系下的波束分束器，在折叠变换下的外斗篷电磁隐身，和在共形变换下的共形透镜。论述了这些器件的应用价值。最后，根据倏逝波和金属表面的等离子共振效应，设计出了镀金膜锥形光纤传感，对其传感性能进行研究，为设计高灵敏度传感器提供了理论依据。关键词：电磁材料：Comsol：坐标变换；电磁器件区J
上传时间： 2022-06-19
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摘要：在光伏发电系统优化的研究中，为了有效提高太阳能利用率，建立了光伏电池等效电路和数学模型，在MATLAB/Simulink仿真环境下搭建光伏电池通用工程模型，光伏电池通过串并联方式组合成光伏阵列，并利用电导增量法原理通过控制Boost电路占空比实现光伏阵列最大功率点跟踪（MPPT），仿真结果表明：改进模型可仿真任意光照强度、环境温度下，不同型号光伏电池及其串并联组合成光伏阵列的1-V特性，并能较好控制并实现MPPT，模型动态性能好，具有较强的实用性。关键词：光伏电池；串并联组合；最大功率点跟踪
上传时间： 2022-06-19
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COMSOL Multiphysics是一款大型的高级数值仿真软件，由瑞典的COMSOL公司开发，广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，被当今世界科学家誉为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”，适用于模拟科学和工程领域的各种物理过程。作为一款大型的高级数值仿真软件，COMSOL Multiphysics以有限元法为基础，通过求解偏微分方程（单场）或偏微分方程组（多场）来实现真实物理现象的仿真。COMSOL Mutiphysics以高效的计算性能和杰出的多场直接耦合分析能力实现了任意多物理场的高度精确的数值仿真，在全球领先的数值仿真领域里广泛应用于声学、生物科学、化学反应、电磁学、流体动力学、燃料电池、地球科学、热传导、微系统、微波工程、光学、光子学、多孔介质、量子力学、射频、半导体、结构力学、传动现象、波的传播等领域得到了广泛的应用。在全球各著名高校，COMSOL Multiphysics已经成为讲授有限元方法以及多物理场耦合分析的标准工具；在全球500强企业中，COMSOL Multiphysics被视作提升核心竞争力，增强创新能力，加速研发的重要工具。COMSOLMultiphysics多次被NASA技术杂志选为“本年度最佳上榜产品”，NASA技术杂志主编点评到，“当选为NASA科学家所选出的年度最佳CAE产品的优胜者，表明COMSOL Multiphysics是对工程领域最有价值和意义的产品"。
标签： 高级数值仿真软件 COMSOL Multiphysics
上传时间： 2022-06-19
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本文对家用太阳能光伏发电系统进行了研究和设计。首先在太阳能电池工作原理的基础上对其输出特性进行了仿真。根据其输出的非线性关系，阐述了最大功率点跟踪（MPPT）的原理，并结合DC-DC变换器对常用的MPPT算法进行了仿真。通过对比几种方法的优缺点，给出了一种新型MPPT算法。接着对储能蓄电池的充放电特性进行了研究，然后根据负载的要求计算了蓄电池的容量，并采用Boost变换器对其进行充电控制。其次，考虑到蓄电池组的电压等级较低，为使输出220V的交流电，通过分析几种拓扑结构，最终采用“推挽升压电路+全桥逆变”的电源设计方案以提高整个系统的效率，设计包括硬件和软件两部分。在推挽电路中介绍了各元器件参数的选择、高频变压器的设计及其控制电路等，其中PWM驱动电路输出采用图腾柱的方式以增强其驱动能力；逆变电路同样给出了功率开关管、滤波器的选取方法，并设计了过流保护和电压采样调理电路，对滤波器传递函数的仿真验证了设计的合理性。在软件设计中，基于DSP实现了MPPT控制、SPWM驱动信号的生成和P1闭环反馈控制。最后，论文给出了相关实验电路的调试结果，从中可以看出，所设计的电路实现了各部分的功能，并验证了设计的合理性。关键词：太阳能电池；最大功率点跟踪；推挽电路：SPWM：DSP
上传时间： 2022-06-19
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本文跟踪了国内国际上各研究组织关于5G需求与关键技术最新研究进展。高能效将是5G从设计之初就不得不考虑的几个重要问题之。研究如何在不损失或者微损失网络性能的前提下，极大地降低系统的能量消耗是一项很有研究价值的工作。本文通过分析现有无线网络基站能量消耗的各个组成部分，参考目前5G研究趋势，选择网络能效模型与基站能耗模型，用于后续网络能效评估。小站密集化部署技术（Small Cell）是目前业内普遍认同的实现未来5G系统各项性能指标与效率指标的有效策略之一。随着小站的密集化部署，网络整体能效成为衡量异构无线通信系统长期经济效益的一项重要指标。网络运营前，需要以高能效为目标进行Small Cell密集化网络部署。本文利用上述的能效模型，建立并推导出了Small Cell最佳部客位置与数量的高能效网络部署方案目标函数，进一步通过数值仿真方法获得了具体网络场景下的高能效Small Cell 络部署位置与数量，最后通过对大量的仿真结果进行分析，得出了高能效Small Cell集化署方案的一般性规律。研究成果对未来5G系统中SmallCell的部署具有重要参考意义在网络运营中，由于网络负载存在天然的不均衡性与动态被动性，需要在Small Cell密集化部署的未来移动通信系统中进行高能效网络拓扑控制，以便在网络运营中维持实时的网络能效最优化的网络拓扑结构。本论文分析了目前业界关于Small Cell 休眠/唤醒性能增益的最新研究成果，并针对其现有休眠唤醒方案中以单小区固定负载为门限的休眠顺醒机制的不足，提出了一种高能效Small Cell联合休眼唤醒控制机制，实现了对网络拓扑的高能效动态控制。Small Cell密集化部署使网络编码在未来无线网络环境中得到了新的应用契机，本文最后结合几种未来5G新场景对网络编码应用方案进行了初步探讨。初步仿真结果表明，网络编码方案可有效提升能效。
上传时间： 2022-06-20
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研究了视线环境下毫米波降雨衰减和信号起伏效应，为分析多径环境对雨衰和雨致信号起伏效应的影响提供了“比较标准”。基于粒子散射吸收理论，简述了雨衰机理，并通过仿真分析了现有雨哀工程模型的局限性，进而提出了一种修正特征衰减模型参数的方法，基于ITU-R给出的35GHz模型参数对该修正方法进行了验证：根据随机介质波传播理论，研究了雨粒子散射引起的信号起伏效应。基于自主搭建的Ka波段信道哀落特性和降雨物理特征测量系统，分别在视线环境和多径环境下，开展了关于雨哀和雨致信号起伏特性的测量实验，根据仪器的测量原理，优化了实测雨滴谱的提取方法，并提出了基于实测雨滴谱修正weibul模型参数的方法，建立了适用于西安地区精确的南滴尺寸分布模型，进而结合等效介电常数理论修正了指数雨衰模型参数，比较了视线环境下修正模型的雨哀计算结果与实验测量结果，以验证所提出的模型参数修正方法的正确性和可行性。然而，将多径环境下降雨特征代入修正模型中，其计算和实验结果表明地形地物多径环境会“放大”雨衰和信号起伏深度。基于电波传播理论和等效均匀介质理论，建立了复合环境下的电波传播模型；在该模型基础上，推导出了地形地物多径传播环境影响下的降雨衰减模型和信号起伏统计特性模型：仿真和讨论了在典型地形地物多径环境下，典型降雨时间序列下的衰减和信号起伏效应，揭示了多径环境“放大”大气传输效应的机理，并与实验结果进行了比较，验证了该模型的有效性。本文研究方法对降雪、沙尘暴等恶劣天气环境和地形地物多径传播环境综合作用下毫米波传播特性的研究具有重要的指导意义，同时其研究成果对5G应用场景下亳米被信道建模，以及提高5G毫米波移动通信系统性能具有重要的应用价值。
上传时间： 2022-06-20
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论文的主要工作和研究成果可以概括为以下几个方面：1，分析了微波射频滤波器的基本原理，频率变换规则。阐述了微波滤波器的新技术及其应用.2，研究分析了螺旋滤波器的基本理论，设计了一种工作在VHF/UHF波段的螺旋腔体带阻滤波器。论文以传统的带状线带阻滤波器作为着手点，采用电容耦合短截线谐振结构，将同轴线谐振器变换成螺旋线结构，有效地缩小了滤波器的体积。3，提出了一种结构新额的微带平面结构滤波器，采用双模谐振器结构形式。V/在辐射贴片上开十字交叉槽线来降低谐振频率。滤波器的输入输出请振臂使用L形开路结构，带外抑制非常好，高达-33dB，二次谐波被推移到基波的3倍频以外。论文采用理论分析与计算机辅助设计相结合的设计理念。对螺旋腔体带阻滤波器和双模微带带通滤波器进行了实物加工，实测结果与仿真结果相吻合.关键词：射频；滤波器；螺旋谐振器：双模谐振器
标签： 射频滤波器
上传时间： 2022-06-20
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