中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 陈伟山东大学 2010年硕士导师: 韩吉田共79页

摘要 : 随着全球经济的高速发展,人类正面临着日益严峻的能源危机和环境污染形势,开发环境友好的新能源利用技术已经成为新世纪世界各国必须解决的重大课题。质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为新一代的移动和固定电源技术,已经得到了世界范围内的高度关注。PEMF... 展开随着全球经济的高速发展,人类正面临着日益严峻的能源危机和环境污染形势,开发环境友好的新能源利用技术已经成为新世纪世界各国必须解决的重大课题。质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为新一代的移动和固定电源技术,已经得到了世界范围内的高度关注。PEMFC是一种将蕴含在燃料和氧化剂内的化学能直接转换成电能的电化学发电装置,因其工作温度低、装置轻便噪音低、发电效率高、无污染等优点而在车辆动力电源、移动电源及分布式电站等方面具有非常广阔的应用前景。为了给PEMFC的实际应用提供理论指导和技术支持,必须对它进行系统的建模仿真和模拟分析。由于数学模型的精确程度直接影响到仿真模拟结果的应用价值,因此建立更加精确的数学模型成为课题研究的关键之一。论文简述了燃料电池的特点、分类和各种燃料电池的发展应用现状:着重介绍了PEMFC的工作原理和各个重要组成部件的工作机理和功能;并以此为基础对燃料电池数学模型的研究进行了综述,确定了课题研究的方向。以PEMFC的整体为研究对象,通过经验建模的方法建立了稳态、集总参数的PEMFC单电池数学模型。通过仿真得到了PEMFC单电池的输出特性参数与工作温度、电流密度之间的三维关系图,并以此为依据进一步分析了工作温度,反应气压力和电流密度等对于PEMFC性能的影响。在稳态集总参数模型、电化学模型和水传输模型的基础上,根据传热、传质方程和质量、能量守恒等原理建立了一个考虑水传输的非稳态PEMFC模型。分析了在反应气压力和电池工作温度恒定的情况下,负载的突变对单独的PEMFC电压、功率和效率的影响,指出PEMFC运行在欧姆极化区域中所对应的输出功率范围内比较合适,此时的输出特性比较稳定,输出电压波动不大。考虑了电池的温度、反应气压力和流量等因素,在负载电阻阶跃变化的情况下,仿真了了电池电压、温度、反应气流量以及压力、功率等的动态响应,并重点分析各种因素对电池温度的影响。结果显示为了使PEMFC发挥其最佳性能并提高使用寿命,必须在合适的温度下运行,需要对PEMFC进行冷却。描述了在阶跃负载下水蒸气的压力、流量、膜内水传输速度、质量和相对湿度的动态响应,分析了响应产生的影响因素和响应变化趋势的原因。由于水传输模块的引入,本模型相对于只考虑反应气体传质、传热的非稳态模型来说,该模型进一步提高了仿真的细致性和精确度,为PEMFC系统的实时控制和优化设计提供了一个有力的工具。收起

关键词 : PEMFC 仿真动态水传输 SIMULINK

2. 单元串联多电平PWM电压源型高压变频器的仿真研究

[学位论文] 赵文承东北大学 2004年硕士导师: 满永奎;边春元共73页

摘要 : 论文阐述了单元串联多电平高压变频器的结构、工作原理、控制策略、设计思想.在此基础上,介绍了一个用Simulink软件包建立的单元串联高压变频器VVVF控制的调速系统仿真模型.利用具有强大数值分析能力的Matlab软件,尤其是它所含的Simulink工具箱,能使用... 展开论文阐述了单元串联多电平高压变频器的结构、工作原理、控制策略、设计思想.在此基础上,介绍了一个用Simulink软件包建立的单元串联高压变频器VVVF控制的调速系统仿真模型.利用具有强大数值分析能力的Matlab软件,尤其是它所含的Simulink工具箱,能使用户在一个集成环境下以图示方式实现单元串联多电平高压变频器系统的仿真研究和分析,为产品的开发和推广应用提供理论依据和技术支持.在仿真基础上,完成了单元串联多电平高压变频器每个功率单元直流侧滤波电容的参数设计,研究了滤波电容在变频器内部的作用,介绍了滤波电容的计算方法,并分别通过单个功率单元和整个变频器的仿真,从仿真波形上分析了滤波电容的平波作用.利用6KV高压变频器仿真模型,对6KV高压变频器带电动机负载的启动过程和稳态运行的情况进行了仿真,对单元串联多电平高压变频器运行的动态和稳态性能以及变频器输出电压、电流和电动机的转矩脉动进行了研究和分析.通过对其波形进行分析,从中可以发现,单元串联多电平PWM电压源型高压变频器由于其结构的特点,采用VVVF控制方式、600Hz的较低载波频率,就能够实现输出波形6000Hz的很高等效开关频率,使输出谐波主要集中在6000Hz左右的高频范围内,利用电动机对高频谐波感抗很大的特点,在很宽的调速范围内,保持输出电压、电流的谐波和电动机转矩脉动都很小.依据该文仿真研究得出的结论,在实际开发这种变频器的过程中,就可以对变频器的控制方式、载波频率以及输入变压器的各项参数进行合理的设计和选择,能够完成通过实验手段很难达到的效果,充分地满足单元串联多电平PWM电压源型变频器的各项优越性能的要求,可以大大地缩短变频器的开发周期、降低系统的开发成本. 收起

关键词 : 单元串联仿真 Simulink 谐波多电平

3. 速闭闸液压控制系统的设计与仿真

[学位论文] 向冬梅武汉理工大学 2004年硕士导师: 肖佩共57页

摘要 : 根据企业需求,结合现状,该文设计了速闭闸液压控制系统以满足水处理厂远程控制闸门及在断电时快速切断进厂水源的迫切需要,有利于保证水处理厂的安全、正常运行;利用Matlab提供的Simulink软件包对速闭闸控制系统的动态特性进行仿真,来达到优化参数、元... 展开

关键词 : 速闭闸数学建模 Simulink 仿真

4. 电力系统自动化教学用仿真及综合实验装置的研究

[学位论文] 刘兴杰华北电力大学(保定) 2003年硕士导师: 田建设共46页

摘要 : 该文是以电力系统自动化课程教学需要为基础,将工程计算软件MATLAB引入到教学中并设计了新的教学实验用集成电路型的励磁调节器.首先在MATLAB环境下编制了一个可视化的分析控制系统性能的程序,其界面友好、操作简便.又利用MATLAB提供的仿真平台SIMULI... 展开

关键词 : MATLAB SIMULINK 电力系统仿真

5. 矿车运行状态及跑车捕捉过程的仿真研究

[学位论文] 贺文海西安科技大学 2004年硕士导师: 任中全共79页

摘要 : 矿井轨道运输是煤矿生产的重要组成部分,高效的运输系统对于煤矿安全生产具有重要意义.据统计运输事故是仅次于顶板事故的第二大事故,其中跑车事故占运输事故的22.1%,冈此对煤矿斜井跑车事故进行有效地预防十分必要,所以必须对矿车的运行状态及跑车捕... 展开矿井轨道运输是煤矿生产的重要组成部分,高效的运输系统对于煤矿安全生产具有重要意义.据统计运输事故是仅次于顶板事故的第二大事故,其中跑车事故占运输事故的22.1%,冈此对煤矿斜井跑车事故进行有效地预防十分必要,所以必须对矿车的运行状态及跑车捕捉过程进行深入系统地分析.该文以实际工况为依据,建立了矿车及跑车防护装置的力学及数学模型,以MATLAB的组件Simulink为工具,对矿车的运行状态及跑车捕捉过程进行动态模拟.该文以煤矿生产中应用的矿车为对象,以两自由度弹簧—质量系统为矿车力学模型,以伯努利—欧拉梁为轨道力学模型,对矿车在轨道上运行过程中竖直方向的振动特性进行了仿真分析,由仿真得到了矿车在轨道上运行过程中车体及车轮的振动规律及此过程中轨道振幅变化规律.该文以梁—质体系统、两自由度弹簧—质量系统及一自由度弹簧—质量系统为力学模型,通过建立相应的数学模型及Simulink仿真模型,对跑车与刚性车挡的碰撞过程进行动态模拟,从而得到了碰撞力与碰撞时间的变化规律及最大碰撞力与跑车质量、跑车速度之间的关系.以上述三种力学系统为模型对跑车与刚性车挡的碰撞过程进行动态模拟所得到的仿真结果接近.该文对跑车与吸能制动器联动的刚性车挡及柔性车挡的碰撞过程进行了仿真分析,通过上述动态模拟,分析了碰撞过程中跑车受力及速度变化的规律,分析了吸能器制动距离与矿车质量、矿车速度及制动力之间的关系.由仿真可以得到,跑车防护装置中安装吸能制动器可以提高车挡系统的柔度,增大跑车与车挡的碰撞时间,减小碰撞力从而可以有效地保护矿车及跑车防护装置.利用LabVIEW测试系统对跑车速度进行了测试,从而得到跑车速度变化的规律. 收起

关键词 : 矿井轨道运输矿车振动仿真 Simulink

6. 燃气蒸汽联合循环及其模糊控制的研究

[学位论文] 支小牧清华大学 1999年硕士导师: 叶大均;姜桐共74页

摘要 : 该文在建立联合循环模型进行了一些有益的尝试,讨论了燃气轮机模型和联合循环系统模型的各个模块,对各个模块进行了分析,并在MatLab/Simulink软件环境下加以实现, 建立了完整的燃气轮机电站和联合循环电站的系统模型.

关键词 : 联合循环仿真模糊控制 Simulink

7. 高精度的自动应变片调阻机研究与设计

[学位论文] 王淮重庆邮电大学 2020年硕士导师: 罗志勇共84页

摘要 : 调阻机的加工精度直接影响电阻应变片的阻值精度，因此在应变片的生产中，对调阻机的机械结构精度和控制系统性能要求越来越高。针对上述的问题，本文研究设计了一种高精度的自动应变片调阻机。首先，对调阻机中涉及到的自动化功能和高精度加工... 展开调阻机的加工精度直接影响电阻应变片的阻值精度，因此在应变片的生产中，对调阻机的机械结构精度和控制系统性能要求越来越高。针对上述的问题，本文研究设计了一种高精度的自动应变片调阻机。首先，对调阻机中涉及到的自动化功能和高精度加工设计了实现的方法；然后对调阻机进行机械结构设计与控制系统设计，并提出了改进粒子群的控制算法；最后，在simulink中进行仿真验证，并进行了调阻机电阻应变片的调阻实验。本论文主要从以下几个方面进行： (1)研究实现调阻机自动化和高精度调阻的设计方法：通过测量应变片调阻前的阻值，反馈给开发板，设置期望阻值，让调阻机根据期望值决定调阻情况，实现调阻机自动调阻功能；研究调阻机热变形、导轨的设计验证和爬行、步进电机控制原理，让调阻机能高精度调阻。 (2)控制系统性能仿真验证。研究步进电机的数学模型，设计它的simulink控制模型，主要包括了步进电机的simulink模型、细分驱动模块、增量式PID控制器模块，将这些模块连接好后，得到步进电机的控制模型，设置好运行参数，得到仿真结果，通过对结果的分析，发现该系统存在收敛速度慢、超调量大等问题，因此需要对控制系统进行优化。 (3)控制系统优化。首先对粒子群算法进行优化，借鉴遗传算法的杂交机制，提高了粒子的寻优能力；采用惯性因子的非线性递减策略，提高算法求解效率；同时为了避免粒子在寻优过程中，越过解空间，引入边界缝合机制，即粒子超出边界时，对粒子进行缝合处理，这样就能得到一个改进的粒子群算法(BSPSO)，将BSPSO算法应用在设计好的步进电机simulink控制模型中，对比未改进系统的simulink仿真，得到两个系统的仿真结果，验证了BSPSO算法优化了控制系统。 (4)调阻机实验验证。对已完成的系统进行调试和验证，系统调试主要包括硬件控制系统调试、软件调试以及联合调试。然后对完成调试的调阻机进行实验验证，通过对比有无BSPSO算法的调阻实验，分析实验数据，结果表明设计的调阻机达到了设计精度、改进的BSPSO算法增加了调阻机的调阻精度。收起

关键词 : 应变片调阻机 simulink仿真粒子群算法优化 simulink验证调阻机实验验证

8. 三电平逆变的SVPWM算法研究

[学位论文] 赵江峰河北大学 2018年硕士导师: 陆原共99页

摘要 : 三电平逆变器以其适合应用于中高压大功率场合，电磁干扰小，谐波含量低等优点逐渐取代两电平在生活中的应用。同时，三电平相对于更高电平来说，它的拓扑结构简单，控制算法容易实现，更加适合于学校的研究和生活中的实际应用。所以说研究三电平是十... 展开三电平逆变器以其适合应用于中高压大功率场合，电磁干扰小，谐波含量低等优点逐渐取代两电平在生活中的应用。同时，三电平相对于更高电平来说，它的拓扑结构简单，控制算法容易实现，更加适合于学校的研究和生活中的实际应用。所以说研究三电平是十分之必要的。传统三电平SVPWM算法需要对小扇区和大扇区分别进行判断，中点电压不容易控制，在直流侧电压发生改变时，输出波形容易发生畸变，甚至退化到两电平波形，这种不稳定的现象容易造成开关管的同时导通或者同时关断，不利于实际应用。文中具体研究了常用的三电平SVPWM调制算法如四小扇区和六小扇区等。文章总结了三电平的发展历程，主要研究内容如下：改进了一种三电平SVPWM调制算法——直接矢量型SVPWM调制算法。这种新方法直接将矢量区域分成12个扇区，通过对参考矢量求规则采样，直接生成含有调制深度的时间状态比，采用频率跟输入信号成倍率的锯齿波与之比较，可以生成含有调制信息的PWM波，采用这种控制方法阶梯波形明显，谐波含量小，直流侧电压由低压到高压的变化中，阶梯波仍然完好。给出了该直接型SVPWM算法的简化算法。该方法在形式上得到了进一步的简化，但存在阶梯波分段不明显的问题。为此，文章给出了两个假设原因。针对两个假设原因，通过采取从负短矢量作为起始矢量的模式，将原先的11段式的直接型SVPWM算法过渡为九段式直接型SVPWM算法，这种改进不仅修正了前面提到的阶梯波不明显问题，还使得算法进一步得到精简。最终证明直接型SVPWM算法是一种可以成熟使用的调制算法。文章所有仿真都是在Matlab/Simulink环境中搭建，同时设计了基于DSP+CPLD的三电平逆变器硬件电路以及在CCSV6.0平台上完成了软件编写。收起

关键词 : 三电平逆变器 SVPWM算法 Simulink仿真

9. 船舶横摇运动的实时预报与控制研究

[学位论文] 杨荣武上海交通大学 2011年硕士导师: 许劲松共77页

摘要 : 由于受海浪、海风等环境因素的影响，船舶在航行过程中不可避免地会受到随机的环境外力并产生随机的横摇，尤其在恶劣海况下对船舶的海上作业造成了很大的隐患。而实时预报船舶的运动趋势，对于有效的船舶减摇控制具有重要意义。船舶在海浪中运... 展开

关键词 : 船舶横摇运动实时预报 Simulink仿真

10. 模糊PID控制在锅炉再热蒸汽温度调节系统中的应用研究

[学位论文] 张雯清安徽理工大学 2021年硕士导师: 欧阳名三共69页

摘要 : 现阶段火电厂中，对于主蒸汽的控制调节自动化水平较高，虽然再热蒸汽也设定有PID控制，但是不能适应实际多变的情况，调控方式对经济指标的优化性不够，大多还是依赖于工程技术人员用丰富的经验去手动调节烟气挡板的开度以及手动控制喷水减温器来调节... 展开

关键词 : 锅炉再热器温度模糊PID控制 SIMULINK仿真