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关键词： 车载电池   电动汽车   驱动汽车   三维打印技术   道路安全   技术革命   电磁场   世界经济论坛   应对气候变化   核废料   分子层面   制造业  

摘要： 世界经济论坛全球新兴技术议程理事会确定了10项将在2013年取得决定性进展的新技术,这些技术将使医药、能源、制造业、道路安全、应对气候变化等领域取得10年前无法想象的进步。1."在线"电动汽车无线技术可以为汽车供电。下一代电动汽车可以通过在公路下方铺设的电缆发射的电磁场获得电能,并为车载电池充电,以便在脱离电磁场时驱动汽车。由于是外部供

关键词： 佳拉洁雅型磁约束装置   电磁场   数值计算   磁场位形   遗传算法  

摘要： 佳拉洁雅型磁约束装置作为受控热核聚变等离子体捕获器的初级研究装置，与托卡马克、仿星器等磁约束装置相比，具有结构简单、体积小、可控性好、能自动抑制等离子体的互换不稳定性等优点，在国外已开展广泛的实验研究，国内正在计划对其加以引进。但关于它的核心部分—磁系统的电磁场分析、计算和设计的描述未见文献报道。因此，本文从电磁场数值计算和优化设计两方面入手，给出了磁系统各组成部分的磁场分布及电动力的解析解、磁场空间结构、相应物理参数对磁场空间分布的影响，完善了磁系统的部分物理参数的设计，这对现有佳拉洁雅型磁约束装置的利用及改进具有重要意义。 本文首先分析了几种常用的电磁场数值计算方法，如数值积分法、有限差分法和有限元法，并给出了各自的使用方法及优缺点;研究了遗传算法的原理及实现过程，为磁系统的电磁场分析、计算和物理参数的设计奠定了基础。 其次，分析了佳拉洁雅型磁约束装置的具体结构及工作原理，给出了磁系统的组成部分及各部分物理参数设计的关键。研究了等离子体电流、压强、互换不稳定性与磁场空间分布的关系，给出了理想磁场位形应满足的条件。以此为出发点，对磁阱线圈的物理参数进行设计。将磁阱线圈的空间位置参数作为已知量，采用数值积分的方法计算了磁阱线圈的磁场分布、电动力。使用有限元软件分析了磁阱线圈安匝数的变化对磁场位形的影响。基于以上两点，建立了遗传算法的目标函数，经迭代寻优，得到了理想的磁场位形。 再次，给出了全等离子体通道线圈的磁场分布特点，研究了线圈间距与轴线上匀强磁场区的关系，采用遗传算法对全等离子体通道线圈进行优化设计，确定了全等离子体通道的线圈间距、电流等参数。 最后，采用有限元软件分析了溜槽线圈的位置、电流对障壁磁场的影响，设计出了合理的溜槽线圈参数，使其能够将障壁磁场打开一个“缺口”。

关键词： 磁阀式可控电抗器   正交磁化   电磁场数值计算   有限元   ANSYS  

摘要： 本文研究了磁阀式可控电抗器的基本结构、工作原理、建立了数学模型,并对其工作特性进行了全面的分析。使用有限元软件(?)NSYS先对磁阀式可控电抗器模型进行了仿真分析,然后使用软件MAGNET进行了仿真对比。确定了磁阀式可控电抗器在交、直流励磁共同作用下的磁场分布,计算得到了在不同工况下电抗器工作绕组的电感,将仿真结果与其工作特性的实验结果做了对比分析。 在此基础上,对一种新型结构的正交磁化可控电抗器进行了分析和研究。通过分析其磁畴运动,对相互正交的两个激励源建立了正交磁化的能量表达式,在这个能量模型的基础上进行数学分析。根据正交磁化原理制作了此种新型可控电抗器的样机,对其工作特性进行了测试。考虑外接电路与有限元方程的耦合,在使用ANSYS进行仿真计算时建立了电抗器的场路耦合模型。使用三维非线性瞬态电磁场求解方法计算得到了正交磁化可控电抗器在交流激励和直流激励共同作用下的磁场分布。对铁心被线圈包围和拐角处等磁通密度变化较大的位置做了重点分析。

关键词： 超声波   电磁场   协同   防除垢   DSP   级联多电平逆变   动态匹配  

摘要： 注水开发作为提高石油采收率和保持地层压力的重要手段，已被国内外油田广泛采用。近年来，随着注水开发的持续进行，注水地层、采油井和地面集输系统的结垢问题变得越来越严重，引起了越来越多的关注。本文采用了一种基于超声-电磁混合场的新型防除垢技术，该方法将超声波防除垢技术和电磁场防除垢技术相结合，具有物理法防除垢费用低、适用范围广、不会造成环境污染等优点，同时解决了单一物理场对水的物理化学性质影响较小，防除垢效果不明显的问题。 本文首先对超声波和电磁场防除垢机理进行了研究，分析了影响超声波和电磁场防除垢效果的因素，使用MATLAB和ANSYS进行了模拟和仿真，得到了超声波和电磁场防除垢的最佳参数和条件，在此基础上分析了超声-电磁混合防除垢的机理。 电源系统是超声-电磁防除垢装置的核心，本文采用TMS320LF2407DSP为控制芯片，根据超声-电磁防除垢电源的工作原理和负载特性，完成了电源的设计： （1）主电路的整流部分采用了斩波式整流结构，高频逆变部分采用了级联多电平结构，通过控制级联单元的开关角度，实现了在消除低频谐波的同时总谐波含量最小，搭建了仿真模型，证明了该方法的正确性； （2）频率跟踪采用了变步长数字锁相环方法，通过改变逆变器工作频率来实现； （3）功率控制采用了增量式PI调节方法，通过调整斩波开关管的占空比来实现； （4）设计了相关的采样电路、有效值转换电路、驱动电路和保护电路等； （5）在CCS环境下，完成了PWM驱动、频率跟踪、PI调节等相关程序的编写。 通过分析超声波换能器的阻抗特性，设计了基于磁通控制可控电抗器的动态匹配方案，仿真实验结果表明：通过改变注入电抗器二次侧的电流值能够实现换能器的动态匹配，在锁相环的配合之下便可实现负载网络谐振频率与换能器串联谐振频率的一致，减小了负载电流的谐波含量。 最后，完成了三级联单元的七电平逆变器模拟装置的制作，输出的电压波形质量良好，适合高频大功率场合的使用。进行了超声波、电磁场和超声-电磁混合场的防除垢实验，实验结果表明，超声波和电磁场的协同大大提高了防除垢率，效果优于单一场。

ISBN: (纸本)9787030375865

ISBN: (纸本)9787517005926

关键词： 平面型   磁浮平台   电磁场   等效单自由度   解耦控制  

摘要： 微电子加工等超精密制造领域正朝着极小型、极精密型方向发展,要求一种超洁净的高速精密定位平台。磁浮平台综合运用了电磁悬浮技术与直线驱动技术,具有零摩擦、零传动环节等显著特点。 本文以磁悬浮系统为研究对象,设计一种平面型磁浮运动平台及电磁铁参数,主要进行系统的悬浮控制研究。具体的研究内容如下： 1.对磁浮平台进行电磁场与温度场特性分析。通过研究磁力线走向与电磁力特性关系,确定电磁铁的磁极布局方式,找到了平台控制中的薄弱环节；热分析结果表明电磁铁参数设计合理。 2.对磁悬浮系统进行分散控制研究。通过电磁力的优化设计,建立了系统等效单自由度模型,在研究刚度、阻尼与PID控制参数关系的基础上,得到了系统的动态控制参数,并进行仿真分析,最后设计了改进PID控制器。 3.针对磁悬浮系统的耦合特性,分别进行状态反馈解耦控制与坐标变换解耦控制研究。前者,根据约束条件将其中一个平动自由度设计为随动控制器,其余三个平动自由度设计为反馈解耦控制器；后者,通过推导一个动态的坐标变换矩阵对系统进行动态解耦,仿真结果表明后者系统的整体性能更好。 4.控制系统软硬件平台的搭建及实验研究。设计功率放大器与软件控制流程,单自由度悬浮实验结果表明,改进PID控制下系统的鲁棒性更强,验证了控制系统的有效性。

关键词： 长沙高新区   转变经济发展方式   高层次   企业   企业管理   海外高层次人才   留学生   留学人员   电磁场   磁场  

摘要： 潮涌湘江,百舸争流,人才蔚则事业兴。随着改革开放逐渐步入深水区,未来区域之间的竞争,归根到底还是体现在人才优势上。当前,长沙高新区正在加快转变经济发展方式和构建现代产业体系,对人才尤其是高层次人才的需求进入了前所未有的膨胀期。引才、选才、用才、留才是人才工作科学发展的四部曲,如何奏好这四部曲,成为当前区域经济社会发展的关注点。招才引智,政策先行。为了凝聚海内外人才,打造"人

关键词： 探地雷达   逆散射   玻恩近似   不适定问题   正则化   直接抽样法  

摘要： 探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)作为一种新型的目标检测和识别技术,具有快速检测、无损性、准确度高等优势,广泛应用于地下目标成像、桥梁隧道检测、考古研究、地质勘探以及地质灾害预防等领域。探地雷达地下目标成像是目标检测与识别的基础和关键,基于电磁逆散射的雷达成像方法成为近年来的热点,并在目标反演成像领域也得到深入研究。由于电磁逆散射成像存在非线性和不适定性,电磁逆散射是个非线性问题和反问题,虽然使用迭代成像算法可以对目标成像,但由于其运算复杂、计算代价高,难以满足实际工程应用的需要,因此研究线性电磁场逆成像算法在实际工程中具有较高价值。针对这些问题,本文主要研究了玻恩近似线性及直接抽样电磁场逆成像算法,工作主要包括以下内容： (1)玻恩近似线性电磁场逆成像算法研究。根据电磁波的地下传播理论,得到电磁逆散射的非线性积分方程,对于弱散射体介质,利用玻恩近似理论,将电磁逆散射非线性积分方程转化为线性积分方程。利用格林定理得到并矢格林函数的一般表达式,并对格林函数进行设计及数值化计算。通过矩阵构造,将求解积分方程转化为求解矩阵方程,利用截断奇异分解(Truncated Singular Value Decomposition, TSVD)优化方法和Tikhonov优化方法解决电磁逆散射成像中不适定问题。 (2)直接抽样电磁场逆成像算法研究。根据格林函数以及延时抽样理论,对直接抽样法进行分析及数值化计算,并首次将直接抽样法应用到探地雷达中实现对目标物体反演成像。 (3)根据有限时域差分理论,利用GPRmax模拟仿真软件获取地下目标的电磁散射数据,基于波恩近似线性电磁场逆成像算法和直接抽样电磁场逆成像算法对目标的电性参数进行重构。通过模拟仿真的实验结果可以看出,两种算法均能对地下目标成像,从而验证了两种算法的正确性。

ISBN: (纸本)9787030359148