一、周期性任意波形电功率测量中采样次数研究（论文文献综述）
赵大凯[1]（2021）在《电力系统相量测量和频率估计算法研究》文中研究说明随着智能电网和新能源电力系统的不断发展,电力系统的结构日益复杂,对系统感知能力的要求也越来越高。相量测量装置（PMU）获得的同步相量被用于电力系统的实时监测、诊断、保护和控制。相量测量算法就是准确估计电力系统动态过程中的相量、频率和频率变化率（ROCOF）,对系统稳定运行具有重要意义。本文首先介绍了相量测量算法的背景和意义,通过对国内外研究现状分析,提出适合电力系统动态条件下的相量测量估计算法,提高了相量估计算法在动态条件下的测量精度和动态性能。最后,利用系统频率信息,对系统惯量进行估计。本文主要研究内容如下:（1）DFT算法存在非同步采样下估计精度不足的缺陷,当信号存在频率偏移时,DFT算法在进行相量测量时会出现频谱泄露,使得计算结果产生误差。针对这一问题,推导了DFT算法在非同步采样情况的相角误差方程,利用相角差公式对信号频率进行跟踪测量,得到精度较高的频率值;最后,研究了基于改进DFT的同步相量测量方法,利用跟踪所得频率调整DFT算法的数据窗,利用数据窗的整数部分和小数部分对相量参数进行估计。（2）针对幅值和相角发生突变的信号,本文首先通过对包含谐波、噪声等条件的电气信号进行泰勒级数展开,建立了适用于动态条件下的电气信号模型;最后,为了提高算法的动态性,使用双次优渐消因子强跟踪卡尔曼滤波算法（DSTKF）对相量进行跟踪和估计。（3）针对存在振荡分量的信号,本文为了提高动态相量测量精度,对电力系统振荡条件下的信号模型进行改进,同时考虑幅值调制和相角调制因素,通过泰勒展开对信号进行线性化;然后,为了增强最小二乘法的谐波抑制能力,文章使用加权最小二乘法（WLS）估计系统频率与频率变化率;最后,对算法所用的采样频率和数据窗种类以及长度进行分析选择。（4）系统的惯性常被认为是现代电力系统同步运行的重要依据之一。本文根据惯量响应时的能量关系,应用一种基于动能定理的电力系统惯量评估方法,该方法利用系统扰动前后的节点频率值和节点有功功率变化求得系统等效惯量;最后,为了分析系统惯量分布,定义一种惯量分布的指标,通过计算各节点惯量指标并绘制系统惯量分布图对系统的惯量分布进行可视化。
王增增[2]（2021）在《大尺寸红外热成像无损检测加热源系统设计与实现》文中认为主动式红外热成像无损检测技术需要外部热源对试件进行加热,获取试件表面的温度场分布,从中提取并定位缺陷信息。热激励源是检测系统的重要组成部分,均匀有效的热激励,可以降低背景噪声的干扰,获得高信噪比的红外热图,有助于提高缺陷检测的准确性。因此,加热源技术是主动式红外热成像无损检测技术的关键技术之一,是相关技术研究中的一个重要课题。本文针对大尺寸试件,自主设计了一套生热均匀、稳定有效的加热源系统。系统包括硬件设计和软件设计两个部分,它们协同工作能够对大尺寸试件进行有效均匀加热。整套装置由机械结构、热灯阵列、控制板、上位机软件、辐射照度采集板和可编程交流电源六个模块组成。除可编程交流电源之外,其余模块都是自主设计完成。机械结构由钢管焊接和螺纹连接组装而成,用于系统的支撑和固定,热灯阵列至试件之间设计为可调节的结构,通过调整它们之间的间距,有助于在试件表面形成相对均匀的温度场。热灯阵列由对称分布的25个红外热灯组成,增大了辐射面积,提高了加热功率,减小温度场的空间梯度。可编程交流电源对热灯阵列供电,通过上位机软件控制电源的输出模式,实现加热源系统的多模态输出。上位机软件基于Qt框架开发,提供了人机交互的窗口,实现3个功能:（1）远程设置可编程交流电源的运行参数,控制电压输出;（2）控制热灯阵列上每个热灯的开关状态;（3）接收辐射照度传感器回传的测量结果,构建闭环系统完成热波追踪。控制板是基于STM32 MCU设计的微控制器系统:（1）负责接收解析上位机发送的控制指令,通过控制继电器切换每个热灯的开关状态;（2）完成辐射照度传感器的采集配置、数据处理和结果回传。辐射照度采集板实时测量试件表面的辐射能量（光照度）,追踪试件表面的热波变化,为系统闭环控制提供了硬件基础。针对锁相热成像技术,设计了一种基于传感器反馈、Simulink参数计算和虚拟串口通信实现的闭环控制方案。上位机和Simulink运行在同一台计算机上,它们之间通过虚拟串口进行通信;传感器的测量数据送到Simulink,它与参考信号的误差作为PID控制器的输入信号;PID控制器的输出作为可编程交流电源的控制字控制电压输出,为热灯阵列供电。如此形成一个闭环,热灯阵列输出一个跟随参考信号变化的热波,这种方法相比于控制电功率实现正弦热波输出,提高了正弦热波的准确度和保真度。本文设计的加热源系统可以实现多模态输出,可为脉冲热成像（PT）、阶跃热成像（ST）和锁相热成像（LIT）提供热激励,并且具有操作方便,稳定高效,加热均匀等特点。通过实验验证,可以对100cm×100cm的大尺寸碳纤维蜂窝夹层材料进行均匀有效的热激励,借助红外热成像无损检测技术能够准确检测材料内部的缺陷信息。
王艳[3]（2021）在《滚动轴承故障特征快速提取方法及其应用研究》文中指出滚动轴承是机械系统运行过程中的关键零部件之一,其应用范围极其广泛,且工作环境非常复杂,同时也是一种故障高频发生的部件。滚动轴承故障一旦萌生便容易迅速发展并恶化,若不能对故障做出快速准确地判断,并及时采取补救措施,将会影响到其他零部件的正常运行,甚至导致整个系统的瘫痪。正因如此,在运行中对滚动轴承进行实时监测和在线诊断一直都是领域研究的热点问题。滚动轴承发生故障时会产生周期性的冲击振动,借助有效的信号处理技术可以从振动信号中快速提取出轴承的故障特征,这也是实现滚动轴承实时监测和在线诊断的关键所在。然而,由于滚动轴承实际运行工况复杂,传感器采集到的信号中往往会混入大量背景噪声和干扰成分,使得表征轴承故障的冲击信号被淹没而无法识别,这很大程度上影响了轴承实时监测和在线诊断的效果。针对以上问题,本论文在强噪声、大干扰的复杂背景下,对滚动轴承早期故障特征的快速提取方法进行了系统研究,在信号快速降噪、能量算子解调、特征频率提取等方面提出了以下三种解决方案。（1）针对滚动轴承运行环境噪声严重、故障信号解调和特征提取困难的问题,本文提出了一种基于快速非局部均值滤波（IFNLM）和对称高阶差分解析能量算子（SHOAEO）的解决方法。首先,通过对相似度衡量标准和核函数的优化,得到了一种改进的快速非局部均值滤波（IFNLM）算法,在其算法过程中,对于任意两个相似结构块距离的加权平均计算仅需进行一次。采用该方法对原始信号进行降噪预处理,可以在提高算法降噪准确性的同时降低计算的复杂度。其次,在解析能量算子（AEO）的基础上,借鉴高阶差分和对称差分思想,提出了对称高阶差分解析能量算子（SHO-AEO）,并用来对降噪后的信号进行解调处理,并从其能量谱中识别出轴承故障的特征频率。随后,采用仿真信号和实验数据验证了IFNLM-SHOAEO方法的可行性和优越性。（2）针对滚动轴承在工作环境噪声和振动干扰并存的复杂背景下故障特征提取困难的问题,引入了一种新的快速模态分解方法——硬阈值快速迭代滤波（HTFIF）,它将原始复合信号快速地分解成一组具有单一分量的本征模态函数（IMF）;然后开发了一种考虑到信号本身特点和统计特性的综合指标L-KCA,用以选择敏感IMF;并通过在信号中使用间隔为k的三个采样点来改进对称差分序列,得到了一种k值改进的对称差分解析能量算子（k-SDAEO）来对敏感IMF进行解调,进而从其能量谱中识别出轴承故障特征频率。同样,也利用仿真模拟和实验数据验证了HTFIF-k-SDAEO方法的优越性及可行性。（3）针对滚动轴承早期微弱故障提取问题,首先采用了上面的HTFIF算法将轴承振动信号分解为一系列IMF并根据L-KCA值进行加权重构,预先滤除了部分干扰;之后构建了SOSO＿IFNLM增强滤波结构,在去除大量噪声的同时保持了原始振动信号的平滑性,增强了故障冲击特征;最后将对称高阶思想融入到频率加权能量算子技术中,提出了对称高阶频率加权能量算子（SHFWEO）,它在对降噪后的信号解调处理的同时提高了信号的信干比（SIR）。仿真模拟和全寿命周期加速实验也验证了HTFIFSOSO＿IFNLM-SHFWEO方法对复杂工况下早期微弱故障的提取的有效性和可行性。最后,本文以SDM00型振动筛为例,将前文中所提出的三种故障特征提取方法在振动机械故障诊断中进行了应用研究,并以此振动筛为依托对以上三种方法和所提三种能量算子进行了比较和评价,指出了在实际应用中,“提纯”和解调步骤的方法,可以根据具体情况优化匹配,为滚动轴承故障诊断提供最佳方案。
张照辉[4]（2020）在《基于光纤传感技术的风力发电机结构状态评估方法》文中进行了进一步梳理风力发电机作为人类利用风能最主要的方式,其自身结构的安全稳定至关重要。大多数的风电场位于荒漠、山区、牧场、滩涂或近海等地域,严酷的自然环境致使大量服役的发电机所受的载荷复杂多样,难免会造成风机结构的疲劳累积损伤或突然破坏。传统的风机结构损伤识别方法多是采用人工地面观察、电阻式传感系统等检测风机故障。此类方法观测效率低,无法满足现阶段大功率风力发电机监测需求。本文以高性能光纤传感技术为基础,充分利用其分布式高密度测量、准分布式动态测量的特点,获取风力发电机结构的真实应变响应分布,研究风力发电机结构状态监测与评估新方法。主要内容具体如下:提出了基于DPP-BOTDA分布式光纤传感技术的海上风力发电机桩基础全长应变响应的监测方法。将此方法应用于一台5 MW海上风力发电机钢管桩基础承载能力试验中,得到钢管桩沿标高的分布式应变值,通过载荷-应变最大值曲线判断桩基的极限承载力,计算得到的桩顶位移值与实测值平均绝对百分比误差为0.03548,桩顶位移与荷载的比值系数为0.9136 mm/k N。提出了一种基于测量风力发电机叶片表面温度的覆冰预估方法。采用DPPBOTDA分布式光纤传感技术在低温实验室中进行5 k W风力发电机叶片模型低温试验,通过获得的温度数据能够检测到结冰的开始时间、持续时间、结束时间,采用温度稳定阶段的持续时间作为估算冰层厚度的直接指标,得到了不同工况下冰厚度与持续时间的特征关系。提出了一种基于准分布式光纤光栅传感数据的大型风力发电机叶片覆冰识别方法。针对1.5 MW的大型试验风力发电机设计并安装布设光纤光栅传感监测系统,分析试验风机的基本运行特征信息,通过叶片挥舞方向和摆振方向不同月份的应变比值,结合冬季期间叶片实际运营信息,判断出叶片覆冰。提出了基于LSTM神经网络的风力发电机叶片应变预测方法。采用1.5 MW大型风力发电机叶片实测数据集,建立以风速大小、风机转速、发电功率、偏航位置、对风角度以及环境温度为参量的应变预测神经网络。采用实测数据集对网络进行训练,通过对比预测应变值和实测应变值验证了模型的有效性,并通过预测应变与实测应变的比值对叶片服役状态进行评估。
温勇兵[5]（2020）在《原子力显微镜快速扫描成像方法研究》文中认为原子力显微镜（Atomic Force Microscopy,AFM）在各相环境中对不同材料成像时具有的高分辨率、非破坏性、灵活性以及多功能性,使其成为纳米级表征和测量的最流行的科学仪器之一,广泛应用于物理、化学、材料、生物、医学、纳米科学等领域,并服务于半导体、航天、制造、能源等行业。尽管AFM具有广泛的适用性,但传统AFM的高分辨率成像通常需要花费几分钟的时间,严重制约了AFM的成像效率。本文针对传统AFM在扫描速度、图像质量以及全方位表征等方面的局限性,从建立AFM成像系统模型入手,优化设计了高速Z向定位器,构建了高速数据采集与处理单元,开发了快速AFM扫描方法与控制策略,提高了AFM的成像速度。首先,建立了典型AFM成像模式的探针动力学模型,通过接触模式下悬臂对硬基底阶跃响应的仿真分析,确立了探针-样品相互作用力的简化模型。基于AFM成像系统核心组件的输入输出实验数据,完成了参数的标定和数学模型的构建,并通过典型轨迹的跟踪测试结果,验证了模型的可靠性和准确性,该建模过程为基于模型的控制器设计提供了理论基础。然后,传统AFM扫描通常缺失感兴趣目标的先验位置信息,难以直接对目标区域进行高分辨率成像,且图像往往包含大部分无效区域,极大限制了AFM的成像效率。针对上述问题,提出了目标边界快速跟踪与局部扫描方法。边界跟踪算法可快速定位目标并记录其边界点;基于所感知的目标边缘信息,局部扫描方法可实现仅对目标覆盖区域的快速成像。不同AFM成像模式的实验验证了方法的有效性。随后,针对常规纳米定位台在传统光栅扫描模式下成像速度受限的问题,提出通过设计高性能控制器和数据后处理方法来提高AFM扫描速度和成像质量。采用正弦波驱动的光栅扫描模式,避免了常规三角波的高次谐波引起扫描器的机械共振。开发了迭代学习控制器,有效抑制了XY向压电扫描器快轴的迟滞误差;进一步开发了前馈-反馈控制器,削减了响应延迟并提高了跟踪性能。研制了双致动高速Z向纳米定位器,并设计了基于混合灵敏度框架的H∞控制器,提高了反馈控制带宽和成像质量。提出了基于卡尔曼滤波器迭代融合的样品形貌最优估计的数据后处理方法,改善了AFM的图像质量。构建了基于现场可编程门阵列平台的高吞吐量数据采集与实时数字信号处理系统,并通过结合快速扫描方法和控制策略,将常规纳米定位台的扫描速度从几赫兹提高到几十赫兹,实现了快速、高质量的AFM扫描成像。最后,针对现有的三维AFM成像技术无法实现三维结构全方位快速成像的问题,提出了回转体结构快速旋转定位扫描方法。构建了基于光学显微系统的高精密旋转换位微平台,补偿了样品旋转过程的位置偏差,实现了样品快速原位定位与扫描成像。开发了基于图像拼接的三维重构方法,完成了样品形貌和纳米力学特性三维分布图的构建。
潘安[6]（2020）在《高分辨率大视场快速傅里叶叠层显微成像方法研究》文中研究表明傅里叶叠层显微成像术（Fourier ptychographic microscopy,FPM）是新一代计算成像技术和定量相位成像技术。兼具了相位恢复和相干合成孔径的思想,它可以解决传统显微成像中分辨率与视场相互制约的问题,无需机械扫描能获得十亿像素级图像,近年来已被成功应用于数字病理学等领域。本论文系统地介绍了FPM显微成像技术在光学显微成像技术发展历程上的重要地位,介绍了FPM的基本理论和发展方向,针对目前尚存的系统误差、分辨率极限不明确、图像采集效率低等若干关键问题提出解决方案,提高了测量精度、成像分辨率和成像效率,实现了毫米级成像视场、亚波长量级成像分辨率和单次曝光的时间反演成像。论文主要工作和创新点如下:1.搭建了一套基于平板R/G/B LED阵列照明的FPM成像系统,验证了FPM技术的诸多功能如高分辨率、大视场、像差恢复、景深延拓、定量相位成像等。解决了LED强度不均匀问题,提出了一系列的数据预处理方法,能够有效地抑制噪声并消除杂散光的影响。针对实际中多种误差的混合,提出了无需先验信息的混合系统误差矫正算法（SC-FPM）,显着提升了原始FPM重建算法对系统误差的鲁棒性,研究了渐晕效应的影响并提出了对应的两个解决策略。最终总结出了一套完整的无伪影的FPM成像方法。2.在高分辨率FPM成像方面,搭建了基于半球形数字聚光镜实现亚波长分辨率的FPM成像系统（SRFPM）。该技术最终实现了基于4×/0.1NA物镜合成至1.05NA,视场14.6 mm2,使用465 nm光波实现分辨率达到244 nm,景深0.3 mm,对应空间带宽积（Space-bandwidth product,SBP）为24500万像素。该平台具有亚波长分辨率、大视场、高能量利用率等诸多优势,相比于传统基于4×/0.1NA物镜的明场成像,SRFPM扩宽了65倍的SBP。与基于平板LED照明的传统FPM相比,SBP也从原先9700万像素提升至2亿4500万像素,提升到约2.5倍。与基于40×/0.6NA物镜科勒照明下的非相干成像相比,SRFPM同时恢复出了强度和相位图像,SBP提升了245倍。3.在快速FPM成像方面,提出了基于离焦图像快速FPM成像方法（s FPM）,可以实现动态的时间反演成像。针对稀疏样品只需采集单幅环形光照明的离焦图像,针对稠密样品也只需要采集两幅非对称的环形光照明图像,通过双相机共光路的方式仍可以实现两倍分辨率的单次曝光实时成像。尽管该工作牺牲了暗场图像的采集,分辨率只提升两倍,但是由于采用20×/0.4NA物镜,有效NA仍然有0.8,可以满足大多数生物应用需求。4.在具体应用方面,参与搭建了基于并行FPM的96通道高通量生物细胞培养成像系统（96Eyes）。该系统主要存在三个方面的工程和技术难点:如何实现低成本的物镜设计、不同培养板的离焦程度和同一培养板不同通道的离焦问题以及由半月形培养液引起的失真、场曲和波矢失配问题。详细分析和阐述了失真、场曲和波矢失配问题及解决方法,提出了自适应波矢校正算法（AWC-FPM算法）,该算法能够自适应地校正波矢失配问题,解决了低冗余信息下剧烈像差的稳定恢复和栅格噪声问题,配合数字重聚焦校正场曲实现了无伪影的高成像质量,未来该系统具有广阔的市场前景。
蔡亚君[7]（2020）在《小型化飞秒光纤光频梳及波长变换关键技术研究》文中进行了进一步梳理飞秒光频梳凭借着其宽光谱及高频率稳定特性,被广泛应用于光学频率测量、绝对距离测量、精密光谱测量、原子钟网络、低噪声微波信号产生等重要研究领域。与其它类型飞秒光频梳相比,基于全保偏光纤及器件的掺铒光纤光频梳因为具有结构紧凑、易于维护、工作波长位于光通信波段、环境适应性强等优点,成为近年来研究和应用的热点。本论文针对飞秒光频梳工程化应用需求,通过实验研究基于全保偏掺铒光纤的飞秒锁模脉冲产生和放大技术、飞秒光频梳的频率探测以及控制锁定技术、飞秒光频梳输出激光非线性波长变换等关键技术,探索获得结构紧凑、性能优异、环境适应性强的应用型飞秒光纤光频梳。本论文主要工作和创新点概括如下:1.设计并实验搭建了一套重频为200 MHz的全保偏飞秒掺铒光纤光学频率梳系统。飞秒振荡器采用线形腔结构,基于SESAM锁模机制,实现了中心波长1560.7 nm,平均功率3.9 m W的飞秒脉冲序列输出。通过利用脉冲宽度为53 fs,峰值功率为12.5 k W的飞秒脉冲泵浦高非线性光纤,实验产生光谱范围覆盖1000 nm2050 nm的倍频程宽带超连续谱。进一步,通过自参考共线“f-2f”干涉技术,获得了信噪比为40 d B的fceo信号。最终,通过反馈调节振荡器腔长和泵浦电流的方式,实现重复频率和载波包络偏移频率的同时锁定。以氢原子钟为参考源,秒稳情况下,7200 s的频率计数时间内重复频率的相对稳定度为1.65′10-12,残余积分时间抖动达到418 fs[3 Hz-1 MHz]。在5 h的频率计数时间内,载波包络偏移频率相对稳定度为3.22′10-11/s,积分相位噪声为0.216 rad[100 Hz-1 MHz]。2.设计并实验搭建了基于1.5mm全保偏锁模激光器的双色可见光梳光源。通过优化放大器和高非线性光纤（零色散点、色散斜率和长度）的参数,使得输出光谱在1086 nm和1266 nm处强度达到最大。之后,采用长度为4 cm,不同极化周期的掺Mg O周期性极化铌酸锂晶体,在112℃和59℃下分别实现543 nm和633 nm倍频激光产生,相应的光谱宽度为0.157 nm和0.174 nm,单梳齿平均功率分别达到1.23mW和1.336mW。这种光谱带宽窄、单梳齿平均功率高的双色可见光梳光源有助于提高光频率测量中拍频信号的信噪比。3.优化设计并研制成功一种新型的兼具高控制带宽和大调节范围的光纤频率促动器用于重复频率的锁定。相比于传统的腔长调节装置,所研制的新型频率促动器是一种基于单一压电陶瓷驱动和精密机械结构相配合的光纤拉伸装置,对光纤无损伤。在使用该频率促动器对振荡器腔长进行调节的情况下,我们对重复频率的动静态响应特性进行了系统的实验研究。静态响应结果表明,该频率促动器对重复频率的调节范围高达106 k Hz。动态响应结果表明,该频率促动器的控制带宽约为1 k Hz。这种兼具高控制带宽和大调节范围的频率促动器可显着降低光频梳功耗及体积。4.探索并开展了小型化、高集成度、高环境适应性的光频梳工程化样机研制工作。自主设计并成功实现了基于自聚焦透镜的微型“f-2f”自参考干涉仪（直径4 mm,长度20 mm）。相比于传统的多透镜组空间干涉仪结构,研制的微型干涉仪具有体积小巧和低成本优势。针对光频梳在室外高精度测距领域应用,我们采用自行研制的光纤频率促动器,结合数字化的可编程门阵列频率稳定技术,国内首次研制成功锁定后重复频率为200 MHz整的全保偏稳频飞秒光纤激光器工程样机（功耗为11 W,体积小于0.0015 m3,重量为1.3kg）。该激光器可承受峰值加速度为1.97 g的振动冲击,在15℃和33℃的环境温度下,频率稳定度均优于2.0?10-11/s。这种高集成度、可靠稳定的稳频光频梳对于户外甚至外太空环境下的高精度绝对距离测量具有重要意义。
张鹏[8]（2020）在《模拟光电式电流互感器频率特性分析》文中认为电力互感器作为连接电力网络一次设备和二次设备的关键纽带,在电力系统中被广泛应用,其传变性能对电力系统的稳定安全运行有着重要影响。随着电网的不断发展,电网的电压等级和容量不断增加,电磁式电流互感器已难以满足新一代电力系统自动化、数字化发展的需要。数字电子式互感器受制于采样率,其截止频率并不高,适应不了高频信号的测量工作。模拟光电式电流互感器通过将测量到的模拟电信号就地转换为模拟光信号进行传输,具有动态范围大、频带宽、抗干扰能力强、无需时间同步的独特优势。由于目前对模拟光电式电流互感器的频率特性缺乏系统的研究,其宽频优势没有得到充分显现。因此,建立模拟光电式电流互感器的模型,对其展开频率特性分析及应用研究具有重大的理论意义和实际应用价值。本文从模拟光电式电流互感器的组成和实现原理出发,对传感头和光路传输系统分别进行了建模,推导了相应单元的传递函数。通过仿真电路模型发现,模拟光电式电流互感器的截止频带可达到1MHz,即使对1MHz的高频行波信号也具有小于1μs的上升响应时间,该互感器对稳态及暂态信号都具有良好的传变特性,尤其在高频信号的传变上,其相较于数字光电式电流互感器具有独特优势。为了验证建模和仿真的准确性,试制了模拟光电式电流互感器实物样机,并对该样机的稳态信号和暂态信号传变情况分别进行了测试。通过分析实测数据,得出了模拟光电式电流互感器确有1MHz的带宽,幅值误差和相角误差均满足电子式互感器的要求,尤其在高频信号测量方面表现较高的精准度,验证了建模的准确性。最后,将该互感器用在小电流单相接地故障选线上,根据该互感器所测信号进行选线表现出较高的准确度,证明了该类互感器的工程应用价值。
郭伟[9]（2020）在《混合储能阵列系统协调控制策略研究》文中提出当前智能电网的发展方向是绿色低碳和稳定高效,前者目标的实现势必需要大力推广可再生能源的发展和应用,而无论是可再生能源的大规模集中式接入,还是小规模分布式接入,都需要储能技术提供强有力的功能性支撑,以实现清洁能源体系下的稳定高效运行。制约储能技术规模化应用的主要问题是经济性,混合储能技术的出现提供了一种高性价比的储能应用解决方案。论文通过对混合储能阵列系统（Hybrid Energy Storage Array System,HESAS）控制技术的研究,旨在探索混合储能技术的大容量、高功率应用控制问题,提高电力系统对间歇性新能源的接纳能力。论文以电池储能、超级电容储能以及所组成的HESAS为研究对象,遵循从局部到整体的研究思路,从单一储能介质的电池储能阵列系统控制问题出发,扩展至不同储能介质的HESAS协调控制问题,由浅及深的开展了 一系列较为详细的研究工作,所研究成果对于混合储能系统（Hybrid Energy Storage System,HESS）的推广具有一定的理论参考价值。论文的主要研究内容归纳如下:以模块化电池储能系统为研究对象,针对同种储能介质间的协调控制问题展开研究,提出了一种适合于电池储能阵列系统的分组控制策略。通过在经典一致性模型中添加虚拟控制项,得到了一种基于模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）的改进一致性算法,其具有更优的动态性和稳定性。根据不同电池单元的荷电状态（State of Charge,SOC）可以实现功率指令的快速自适应分配。此外,通过将电池储能阵列系统分成充电组和放电组,并根据所制定的充/放电控制策略,可以有效减少电池单元的充/放电转换次数,延缓其寿命衰减进程。最后,以分组与不分组两种储能结构进行仿真对比,验证了所提分组控制策略的可行性和优越性。以电池储能阵列系统控制策略的研究为基础,继续围绕同种储能介质间的功率分配问题进行研究,并延伸至不同储能介质间的协调控制问题,继而提出了一种适用于模块化HESAS的双时间尺度分层协调控制方法。HESAS为分层分布式控制结构,协调控制层采用基于MPC的双时间尺度优化模型,长时间尺度优化模型为短时间尺度优化模型提供功率参考值,用以实现两种储能介质间高频与低频功率的合理分配,并始终将电池储能和超级电容储能的SOC约束在安全运行区间。针对同种储能介质功率指令的分布式控制,分布式控制层采用一种基于分布式MPC的加权离散一致性算法,将协调控制层下发的功率指令快速分解为各储能单元的功率目标值。相较于经典一致性算法,该算法具有更少的迭代次数和更大的步长上限,且分布式MPC控制器部分或全部失效不会影响算法的最终收敛结果,因此具有较好的稳定性和鲁棒性。最后,仿真结果表明混合储能技术在延长电池储能寿命方面具有极大的优势。在上述研究过程中发现,实现多个储能单元的分布式控制仍然需要占用较多的局部通信资源,为此通过引入事件触发理论,以缓解多HESS分布式控制时存在通信过于频繁的问题。首先,详细介绍了事件触发理论的原理和优势,并论述了其在应用时存在的难点。其次,针对含有多HESS的直流微网的分布式控制问题,提出了一种两级电压控制结构。每个HESS本地控制采用自适应下垂控制方法,根据HESS中蓄电池和超级电容SOC的变化实时调整下垂系数,并通过在电压控制环后串联一阶低通滤波器实现对HESS内部参考电流的高/低频解耦,以实现电池储能承担稳态功率和超级电容储能承担暂态功率的协调控制目标。上层控制为分布式控制层,通过稀疏通信网络实现对多组HESS平均电压和比例电流的有效调节,缓解因虚拟电阻和线路电阻存在而导致的直流母线电压偏差较大和各HESS功率分配精度较差的问题。最后,在上述两级控制结构的基础上引入事件触发控制器,随后提出了两种不同的分布式事件触发控制方法。第一种方法建立在非周期采样方式之上,并通过详细的推导过程,证明了该方法不存在Zeno现象。第二种方法则建立在周期采样方式之上,其更易兼容现有时间触发控制方式,通过对事件触发函数周期性的计算,从根本上避免了 Zeno现象的发生。两种事件触发控制方法均仅利用本地HESS的状态偏差量和相邻HESS上次触发时刻的最新状态量进行事件触发检测,并通过设定事件触发的预判阈值以进一步减少系统稳态时的事件触发次数。通过在Matlab/Simulink环境下搭建相应直流微网仿真模型,验证了上述两种方法以及两级电压控制结构的可行性和有效性。
李杨[10]（2020）在《基于压电效应的车辆振动能量回收关键技术研究》文中研究表明在化石能源日益紧张的当下,车辆节能的发展越来越受到重视。尽可能地在车辆的行驶中进行能量的回收,对提高车辆行驶里程、节能减排具有重要价值。而将车辆在行驶中损失的振动能量进行回收是车辆能量回收的重要组成部分。本文利用压电效应进行车辆振动能量的回收,着力解决回收过程中存在的关键技术问题,包括对馈能系统进行建模与优化,在提出非有效激励位移滤波（VDF）算法的基础上推导平均功率算法,以及研究影响回收功率的因素并提出高效且稳定可靠的回收方法。主要研究内容及成果如下:对车辆振动能量压电回收馈能系统建模和优化,提出了齿轮机构激励多组压电悬臂的车辆振动能量压电回收方法,进行了馈能系统整体设计。通过建立单片压电弯曲元的数学模型,以及对一阶和三阶振型、固有频率以及谐振频率进行研究,讨论了弯曲元合理的尺寸参数。对弯曲元的串并联拓扑结构模型进行了推导,得出了合理的拓扑结构。将机械机构分解建模并综合各结构建立了馈能系统整体模型,利用车辆动力学模型分析了馈能系统应用的可行性,并通过仿真验证了系统的电压模型具有较高的准确度。提出了基于齿轮分段激励下振动能量压电回收功率校准的VDF算法,解决了压电回收平均功率计算的准确性问题。利用位移分段模型,对压电弯曲元的一阶和三阶振型激励方式进行分析。通过滤除车辆振动位移中不能有效激励压电弯曲元的“虚假位移”成分,消除了计算偏差的主要来源,实现了平均回收功率计算准确性的提高。并通过推导两种振型的功率计算公式和平均功率仿真实验,说明了不同激励方式、滤波方法和齿距对平均回收功率的影响。为了使压电回收系统既实现功率最大化,又具有良好的鲁棒性,搭建了路面与车辆振动位移仿真平台,实现了各种路面平整度等级下道路的构建和车辆振动位移的模拟;通过分别研究路面平整度等级、车速对平均功率的影响和对激励齿轮齿距取值的影响,提出了基于双齿轮激励馈能机构实现压电回收功率最大化的齿距选取方法和切换标准。利用仿真得出了双激励齿轮合理的齿距取值,经过对实验结果进行分析,验证了双齿轮激励方式提高功率和系统鲁棒性的有效性。在上述理论研究的基础上,搭建了车辆振动能量压电回收测试台架,设计了平均功率测量实验、振动能量回收功率测试实验、双齿轮切换回收测试和扰动测试实验,通过对实验结果的分析验证了理论方法与仿真的有效性。
二、周期性任意波形电功率测量中采样次数研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、周期性任意波形电功率测量中采样次数研究（论文提纲范文）
（1）电力系统相量测量和频率估计算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 同步相量测量算法研究现状 |
| 1.2.2 相量测量技术应用现状 |
| 1.3 算法的性能指标 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 第二章 基于DFT的相量测量算法及其改进算法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 DFT算法 |
| 2.2.1 DFT算法原理 |
| 2.2.2 DFT算法的不足 |
| 2.3 改进的DFT算法 |
| 2.3.1 频率跟踪算法 |
| 2.3.2 改进的DFT算法 |
| 2.3.3 算法流程图 |
| 2.4 算法仿真 |
| 2.4.1 频率偏移信号测量结果分析 |
| 2.4.2 谐波信号测量结果分析 |
| 2.4.3 动态信号测量结果分析 |
| 2.4.4 故障信号测量结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于DSTKF的动态相量幅值相角测量算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 算法原理 |
| 3.2.1 卡尔曼滤波算法 |
| 3.2.2 自适应Kalman算法 |
| 3.2.3 双次优渐消因子强跟踪卡尔曼滤波算法 |
| 3.3 动态相量模型 |
| 3.3.1 动态相量模型建立 |
| 3.3.2 相量估计 |
| 3.4 算法仿真 |
| 3.4.1 稳态信号测量结果分析 |
| 3.4.2 突变信号测量结果分析 |
| 3.4.3 调制信号测量结果分析 |
| 3.4.4 故障信号测量结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 电力系统振荡条件下的动态相量和频率精确估计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 算法原理 |
| 4.2.1 PM信号模型 |
| 4.2.2 HM信号模型 |
| 4.2.3 算法流程 |
| 4.3 参数选择 |
| 4.3.1 采样频率选择 |
| 4.3.2 数据窗长度选择 |
| 4.3.3 数据窗种类选择 |
| 4.4 算法仿真 |
| 4.4.1 低频振荡信号测试 |
| 4.4.2 噪声测试 |
| 4.4.3 频率线性变化信号测试 |
| 4.4.4 故障信号测试结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 电力系统惯量分布及评估方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 惯量理论 |
| 5.2.1 惯量响应 |
| 5.2.2 电力系统惯量组成 |
| 5.3 惯量估计方法 |
| 5.3.1 基于动能定理的惯量评估方法 |
| 5.3.2 基于小波模极大值法的故障时间定位 |
| 5.3.3 惯量分布 |
| 5.4 仿真实验 |
| 5.4.1 故障时间定位 |
| 5.4.2 惯量评估方法验证 |
| 5.4.3 惯量分布可视化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文主要成果 |
| 6.2 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（2）大尺寸红外热成像无损检测加热源系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 本文结构与安排 |
| 第二章 红外热成像无损检测的技术原理 |
| 2.1 红外热成像无损检测的理论基础 |
| 2.1.1 红外热辐射理论 |
| 2.1.2 热传导理论 |
| 2.2 红外热成像无损检测技术介绍 |
| 2.2.1 主动式和被动式 |
| 2.2.2 热激励源 |
| 2.2.3 主动热成像技术 |
| 2.3 主动式红外热成像无损检测系统 |
| 2.3.1 系统构成 |
| 2.3.2 检测流程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 加热源系统的硬件设计 |
| 3.1 机械结构设计 |
| 3.2 热灯阵列设计 |
| 3.2.1 热灯选择 |
| 3.2.2 热均匀性研究 |
| 3.2.3 实施方案 |
| 3.3 控制板设计 |
| 3.3.1 设计方案总体概述 |
| 3.3.2 硬件电路分析与设计 |
| 3.4 辐射照度采集板设计 |
| 3.4.1 传感器选择 |
| 3.4.2 应用电路设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 加热源系统的软件设计 |
| 4.1 上位机设计 |
| 4.1.1 上位机设计方案 |
| 4.1.2 上位机的通信机制 |
| 4.1.3 上位机的界面设计 |
| 4.2 MCU程序设计 |
| 4.2.1 热灯阵列控制程序设计 |
| 4.2.2 传感器数据采集程序设计 |
| 4.3 闭环系统的设计 |
| 4.3.1 电功率控制技术研究 |
| 4.3.2 热波追踪的新方案研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 加热源系统的测试与验证 |
| 5.1 实验平台搭建 |
| 5.2 可控性测试 |
| 5.2.1 热灯单独控制测试 |
| 5.2.2 电源可控输出测试 |
| 5.2.3 闭环控制测试 |
| 5.3 红外热成像实验 |
| 5.3.1 试件制设计与制作 |
| 5.3.2 加热均匀性实验 |
| 5.3.3 缺陷检测实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的成果 |
（3）滚动轴承故障特征快速提取方法及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 滚动轴承振动特性分析基础 |
| 1.2.1 滚动轴承振动源及信号特征 |
| 1.2.2 滚动轴承故障振动信号特点 |
| 1.3 滚动轴承故障诊断中几个关键问题的硏究现状 |
| 1.3.1 信号降噪方法的研究现状 |
| 1.3.2 解调方法的研究现状 |
| 1.3.3 早期微弱故障诊断的研究现状 |
| 1.4 主要研究内容与章节安排 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 论文章节安排 |
| 第二章 基于IFNLM和 SHO-AEO的轴承故障特征快速提取 |
| 2.1 NLM降噪算法 |
| 2.2 改进的快速NLM降噪算法 |
| 2.2.1 相似性度量标准的优化 |
| 2.2.2 改进的核函数 |
| 2.2.3 IFNLM基本参数设置 |
| 2.2.4 IFNLM算法的性能分析 |
| 2.3 基本能量算子回顾 |
| 2.3.1 Teager能量算子 |
| 2.3.2 对称差分能量算子 |
| 2.3.3 解析能量算子 |
| 2.4 对称高阶差分解析能量算子 |
| 2.4.1 SHO-AEO的理论推导 |
| 2.4.2 SHO-AEO阶次m的确定 |
| 2.4.3 SHO-AEO解调性能 |
| 2.5 IFNLM-SHOAEO方法的技术路线 |
| 2.6 仿真验证和分析 |
| 2.6.1 低噪声水平的轴承故障特征提取 |
| 2.6.2 中等噪声水平的轴承故障特征提取 |
| 2.6.3 高噪声水平的轴承故障特征提取 |
| 2.7 实验验证和分析 |
| 2.7.1 内圈故障特征提取 |
| 2.7.2 外圈故障特征提取 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 基于HTFIF和 k-SDAEO的轴承故障特征快提取 |
| 3.1 硬阈值快速迭代滤波HTFIF |
| 3.1.1 HTFIF基本理论 |
| 3.1.2 性能比较 |
| 3.2 敏感IMF选择的L-KCA指标 |
| 3.2.1 L-KCA基本理论 |
| 3.2.2 性质讨论 |
| 3.3 k值改进的对称差分解析能量算子 |
| 3.3.1 k-SDAEO的基本原理 |
| 3.3.2 k-SDAEO的信噪比增强 |
| 3.4 所提HTFIF-k-SDAEO方法的步骤 |
| 3.5 仿真验证和分析 |
| 3.5.1 故障轴承的模拟信号 |
| 3.5.2 低噪声水平的轴承故障特征提取 |
| 3.5.3 高噪声水平的轴承故障特征提取 |
| 3.5.4 高噪声水平和谐波干扰并存的故障特征提取 |
| 3.6 实验验证和分析 |
| 3.6.1 实验装置 |
| 3.6.2 外圈故障特征提取 |
| 3.6.3 内圈故障特征提取 |
| 3.6.4 滚动体故障特征提取 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于SOSO增强技术的滚动轴承微弱故障特征提取 |
| 4.1 增强算法的技术背景 |
| 4.2 IFNLM去噪算法的SOSO增强 |
| 4.2.1 SOSO_IFNLM增强算法的实现 |
| 4.2.2 SOSO增强算法的性能 |
| 4.3 对称高阶频率加权能量算子 |
| 4.3.1 SHFWEO理论推导 |
| 4.3.2 SHFWEO性质讨论 |
| 4.4 HTFIF-SOSO_IFNLM-SHFWEO的技术路线 |
| 4.5 仿真验证和分析 |
| 4.6 实验验证和分析 |
| 4.6.1 实验一 |
| 4.6.2 实验二 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 所提方法在振动机械故障诊断中的应用研究 |
| 5.1 振动筛试验平台 |
| 5.1.1 振动筛的结构和工作原理 |
| 5.1.2 直线振动筛轴承受力分析 |
| 5.1.3 振动信号采集系统 |
| 5.2 激振器轴承故障诊断试验 |
| 5.2.1 试验内容 |
| 5.2.2 数据采集 |
| 5.2.3 试验结果分析 |
| 5.3 基于激振器故障轴承的算法比较 |
| 5.3.1 三种诊断方法的比较 |
| 5.3.2 三种能量算子的比较 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）基于光纤传感技术的风力发电机结构状态评估方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 光纤传感技术研究现状 |
| 1.2.1 准分布式光纤光栅传感 |
| 1.2.2 分布式光纤传感 |
| 1.3 风力发电机监测技术研究现状 |
| 1.3.1 基于声发射的风力发电机监测 |
| 1.3.2 基于热成像的风力发电机监测 |
| 1.3.3 基于超声导波的风力发电机监测 |
| 1.3.4 基于振动模态识别的风力发电机监测 |
| 1.3.5 基于光纤传感的风力发电机监测 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 基于分布式光纤传感的海上风力发电机桩基础承载能力研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于分布式应变数据的海上风机桩基础承载能力判定方法 |
| 2.2.1 海上风机桩基竖向抗力判定方法 |
| 2.2.2 海上风机桩基水平抗力判定方法 |
| 2.3 海上风机桩基础分布式光纤检测试验系统的建立 |
| 2.3.1 桩基础分布式光纤布设 |
| 2.3.2 桩基础分布式光纤试验数据采集系统 |
| 2.3.3 桩基础分布式光纤试验载荷加载系统 |
| 2.4 海上风机桩基础竖向承载力试验数据分析 |
| 2.4.1 桩基竖向承载力试验分布式应变数据 |
| 2.4.2 桩基竖向承载力试验分布式土体侧摩阻力数据 |
| 2.5 海上风机桩基础水平抗力试验数据分析 |
| 2.5.1 桩基水平推力试验分布式应变数据 |
| 2.5.2 桩基水平推力试验分布式位移数据 |
| 2.5.3 桩基水平推力试验分布式弯矩数据 |
| 2.5.4 桩基水平推力试验载荷位移曲线 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 风力发电机叶片覆冰分布式光纤监测方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 风力发电机叶片表面热传导模型 |
| 3.3 风力发电机叶片覆冰模型试验 |
| 3.3.1 试验系统的建立 |
| 3.3.2 试验数据采集系统以及试验工况的设置 |
| 3.4 风力发电机叶片覆冰试验结果与数据分析 |
| 3.4.1 叶片分布式温度时程数据 |
| 3.4.2 叶片结冰时间及区域的判断 |
| 3.4.3 结冰厚度与结冰时间的关系 |
| 3.5 叶片结冰数值模拟 |
| 3.5.1 叶片表面结冰数值模拟模型的建立 |
| 3.5.2 模拟数据结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于准分布式光纤光栅应变监测数据的大型风力发电机叶片覆冰识别方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 大型风力发电机叶片覆冰识别方法 |
| 4.2.1 叶片剖面几何特性 |
| 4.2.2 叶片应变比值覆冰识别方法 |
| 4.2.3 叶片应变比值覆冰识别方法模型试验验证 |
| 4.3 风机叶片准分布式光纤光栅监测系统设计与布设 |
| 4.3.1 监测系统及数据传输方案设计 |
| 4.3.2 光纤光栅传感器选型 |
| 4.3.3 光纤光栅传感器布设方法 |
| 4.4 大型风机叶片表面覆冰状态评估 |
| 4.4.1 风机叶片应变数据 |
| 4.4.2 风机不同运行状态下的应变数据特征 |
| 4.4.3 风机叶片表面覆冰状态评估 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于应变监测数据的大型风力发电机叶片状态评估方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于长短期记忆神经网络的风机叶片应变预测方法 |
| 5.3 大型风机叶片应变预测数据结果与分析 |
| 5.3.1 叶片应变与各参数相关性分析 |
| 5.3.2 基于LSTM神经网络模型预测风机叶片应变结果分析 |
| 5.4 大型风机叶片疲劳寿命计算 |
| 5.4.1 应力谱的编制 |
| 5.4.2 叶片疲劳寿命计算 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）原子力显微镜快速扫描成像方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 原子力显微镜快速扫描方法 |
| 1.2.1 高速AFM探针 |
| 1.2.2 高带宽纳米定位器 |
| 1.2.3 局部扫描方法 |
| 1.2.4 扫描控制策略 |
| 1.2.5 快速扫描方法研究现状简析 |
| 1.3 原子力显微镜高精度形貌估计方法 |
| 1.4 原子力显微镜三维扫描方法 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 原子力显微镜成像系统建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 原子力显微镜成像模式模型 |
| 2.2.1 接触模式 |
| 2.2.2 轻敲模式 |
| 2.2.3 峰值力调制模式 |
| 2.3 XY向压电扫描器模型 |
| 2.3.1 XY向压电扫描器快轴的静态迟滞逆模型 |
| 2.3.2 XY向压电扫描器快轴的静态迟滞逆模型验证 |
| 2.3.3 XY向压电扫描器动态模型 |
| 2.3.4 XY向压电扫描器动态逆模型 |
| 2.4 原子力显微镜Z向控制系统模型 |
| 2.4.1 激光检测模块灵敏度系数标定 |
| 2.4.2 Z向控制系统灵敏度系数标定 |
| 2.4.3 Z向控制系统动态模型 |
| 2.4.4 Z向压电定位器静态迟滞模型 |
| 2.4.5 Z向压电定位器静态迟滞模型验证 |
| 2.4.6 Z向压电定位器动态模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 目标边界快速跟踪与局部扫描方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 目标边界快速跟踪与局部扫描方法工作原理 |
| 3.3 目标边界快速跟踪与局部扫描方法 |
| 3.3.1 样品扫描和探针扫描模式的转换 |
| 3.3.2 边界点的确定准则 |
| 3.3.3 方位角预测 |
| 3.3.4 基于边界跟踪的局部扫描方法 |
| 3.4 目标边界快速跟踪与局部扫描实验 |
| 3.4.1 微孔阵列的边界跟踪 |
| 3.4.2 石墨烯的局部扫描 |
| 3.4.3 纳米线的局部扫描 |
| 3.4.4 大肠杆菌的局部多参数扫描 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于纳米定位台的快速扫描方法与控制策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 传统原子力显微镜快速扫描的挑战 |
| 4.3 XY向压电扫描器快速扫描方法与控制策略 |
| 4.3.1 迭代学习控制器 |
| 4.3.2 前馈-反馈控制器 |
| 4.4 基于H_∞控制器的Z向高速形貌跟踪 |
| 4.4.1 H_∞控制器的原理 |
| 4.4.2 H_∞控制器的设计 |
| 4.5 基于Kalman滤波器的形貌估计器 |
| 4.6 基于FPGA平台的快速扫描实验 |
| 4.6.1 基于Compact RIO FPGA平台的快速扫描实验 |
| 4.6.2 基于PXI FPGA平台的快速扫描实验 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 回转体结构快速旋转定位扫描方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 回转体结构快速旋转定位扫描方法工作原理 |
| 5.3 回转体结构快速旋转定位扫描方法 |
| 5.3.1 探针针尖定位方法 |
| 5.3.2 样品原位定位方法 |
| 5.3.3 原子力显微镜多参数三维重构 |
| 5.4 回转体结构快速旋转定位扫描实验 |
| 5.4.1 三维结构快速旋转定位扫描 |
| 5.4.2 人发的多参数快速旋转定位扫描 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）高分辨率大视场快速傅里叶叠层显微成像方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 专业词语英文缩写对照表 |
| 主要符号对照表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光学显微镜发展简史 |
| 1.2 现代远场光学显微成像技术的局限 |
| 1.2.1 分辨率受限制于物镜数值孔径 |
| 1.2.2 视场与分辨率的权衡关系 |
| 1.2.3 像差 |
| 1.2.4 景深狭小 |
| 1.2.5 相位丢失 |
| 1.3 现代远场光学显微成像技术发展路线图 |
| 1.4 傅里叶叠层显微成像术与叠层衍射成像术的联系与区别 |
| 1.5 傅里叶叠层显微成像术的国内外研究现状和进展 |
| 1.5.1 三维成像 |
| 1.5.2 混合态解耦合 |
| 1.5.3 成像系统设计 |
| 1.6 本论文研究目的、意义和主要创新点 |
| 1.7 主要工作和章节安排 |
| 第2章 傅里叶叠层显微成像术的理论和实现 |
| 2.1 傅里叶叠层显微成像术的基本原理 |
| 2.1.1 傅里叶叠层显微成像术的采集过程 |
| 2.1.2 傅里叶叠层显微成像术的重建过程 |
| 2.2 傅里叶叠层显微成像术的重构细节 |
| 2.2.1 分块处理缘由及方法 |
| 2.2.2 更新顺序 |
| 2.2.3 频域提取补偿 |
| 2.2.4 空域采样率和频域交叠率 |
| 2.2.5 初始猜测 |
| 2.2.6 分辨率板或生物切片玻璃衬底补偿 |
| 2.2.7 光电数字探测器的选择 |
| 2.3 傅里叶叠层显微成像术的成像性能分析和实验验证 |
| 2.3.1 开源数据算法交叉验证 |
| 2.3.2 基于发光二极管平板照明的傅里叶叠层显微成像实验系统搭建和标定 |
| 2.3.3 成像分辨率和空间带宽积提升验证 |
| 2.3.4 像差恢复正确性间接验证 |
| 2.3.5 数字病理切片高分辨率全彩色成像验证 |
| 2.3.6 景深延拓性能验证 |
| 2.4 傅里叶叠层显微成像术与结构光照明显微术的联系与区别 |
| 2.5 傅里叶叠层显微成像术与相干合成孔径成像的联系与区别 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 傅里叶叠层显微成像系统误差校正方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光源亮度不均匀校正方法 |
| 3.3 噪声抑制方法 |
| 3.3.1 噪声抑制求解算法总结与分类 |
| 3.3.2 数据预处理算法 |
| 3.4 混合系统误差校正方法 |
| 3.4.1 算法参数对噪声抑制的鲁棒性影响 |
| 3.4.2 像差恢复与亮度不均匀校正算法的矛盾及解决办法 |
| 3.4.3 照明阵列位置误差与噪声抑制算法的矛盾及解决办法 |
| 3.4.4 无先验的多样混合误差及解决办法 |
| 3.5 渐晕效应校正方法 |
| 3.5.1 渐晕效应对成像质量的影响 |
| 3.5.2 基于严格波动理论的线性空变的渐晕模型 |
| 3.5.3 两个应对策略及实验结果 |
| 3.6 光源相干性影响 |
| 3.7 大视场下的光源位置误差 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 基于半球形聚光镜的傅里叶叠层显微成像系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统搭建 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.4 多种成像方式通量对比与评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于离焦图像快速傅里叶叠层显微成像方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统搭建及其原理 |
| 5.3 基于单幅离焦图像的单次曝光成像方法 |
| 5.4 基于双幅离焦图像的快速成像方法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 高通量细胞培养成像系统半月形液面影响的原位矫正 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 系统介绍 |
| 6.3 半月形培养液造成的失真、场曲和波矢失配 |
| 6.4 自适应波矢失配校正算法和场曲校正方法 |
| 6.5 实验结果与讨论 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 论文总结和展望 |
| 7.1 本文主要工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）小型化飞秒光纤光频梳及波长变换关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 光学频率梳概述 |
| 1.2 光频梳的产生原理 |
| 1.3 光学频率梳的应用 |
| 1.4 掺铒光纤光频梳的研究现状 |
| 1.5 本论文的选题意义与结构安排 |
| 第2章 全保偏掺铒光纤飞秒脉冲的产生与放大技术研究 |
| 2.1 全保偏飞秒锁模光纤激光的产生技术 |
| 2.1.1 飞秒光纤激光的产生原理 |
| 2.1.2 被动锁模光纤激光技术 |
| 2.1.3 基于SESAM锁模机制的全保偏飞秒光纤激光实验研究 |
| 2.2 飞秒脉冲光纤激光的非线性放大及压缩实验研究 |
| 2.2.1 飞秒脉冲光纤激光的非线性放大原理 |
| 2.2.2 飞秒脉冲光纤激光的非线性放大及压缩实验研究 |
| 2.3 小结 |
| 第3章 全保偏掺铒光纤光频梳频率探测及精密控制技术研究 |
| 3.1 重复频率及载波包络偏移频率的产生和探测 |
| 3.1.1 重复频率的产生及探测 |
| 3.1.2 基于非线性波长变换技术的自参考载波包络偏移频率的探测 |
| 3.1.3 全光纤结构的集成f-2f干涉仪设计及实现 |
| 3.2 光频梳频率反馈机制与不动点模型 |
| 3.3 频率控制促动器 |
| 3.4 锁相环原理及技术简介 |
| 3.5 光频梳频率静态调节及动态响应特性实验研究 |
| 3.5.1 重复频率与载波包络偏移频率的静态调节特性 |
| 3.5.2 光频梳频率动态响应特性 |
| 3.6 光频梳频率锁定技术实验研究 |
| 3.6.1 重复频率锁定的实验研究 |
| 3.6.2 载波包络偏移频率锁定的实验研究 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 全保偏双色可见光频梳产生的实验研究 |
| 4.1 光频梳波长变换技术研究概述 |
| 4.2 543nm和633nm可见光光梳光谱产生实验研究 |
| 4.2.1 三支路全保偏光纤基础的可见光梳系统结构 |
| 4.2.2 超连续谱的产生过程及结果 |
| 4.2.3 非线性频率转换原理 |
| 4.2.4 543nm和633nm激光的产生 |
| 4.3 小结 |
| 第5章 全保偏掺铒光纤稳频光频梳小型化及环境适应性研究 |
| 5.1 小型化、高集成、全保偏掺铒光纤稳频光频梳的设计与实现 |
| 5.2 冲击振动适应性研究 |
| 5.2.1 冲击振动实验及结果 |
| 5.2.2 冲击振动结果分析 |
| 5.3 环境温度变化适应性研究 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 缩略词 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）模拟光电式电流互感器频率特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 模拟光电式ECT工作原理 |
| 1.4 本文的主要贡献与创新 |
| 1.5 论文内容及章节安排 |
| 第二章 传感头原理及频率特性分析 |
| 2.1 有源电子式电流互感器传感头介绍 |
| 2.1.1 LPCT传感头 |
| 2.1.2 罗氏线圈传感头 |
| 2.2 罗氏线圈建模 |
| 2.2.1 罗氏线圈集中参数建模 |
| 2.2.2 罗氏线圈分布参数建模 |
| 2.2.3 罗氏线圈参数模型对比 |
| 2.3 罗氏线圈参数计算及工作状态 |
| 2.3.1 电气参数计算 |
| 2.3.2 罗氏线圈工作状态 |
| 2.4 预处理单元建模及仿真 |
| 2.4.1 放大电路 |
| 2.4.2 积分电路 |
| 2.4.3 滤波电路 |
| 2.5 传感头整体频率特性 |
| 2.5.1 稳态信号传变 |
| 2.5.2 暂态信号传变 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 传输光路频率特性分析 |
| 3.1 电光转换 |
| 3.1.1 运放频带限制分析 |
| 3.1.2 LED频率响应分析 |
| 3.2 光纤传输 |
| 3.2.1 吸收损耗 |
| 3.2.2 色散损耗 |
| 3.2.3 光纤整体损耗 |
| 3.2.4 相位延迟 |
| 3.3 光电转换 |
| 3.3.1 光电二极管频率特性分析 |
| 3.3.2 运放频带限制分析 |
| 3.3.3 寄生电容频率限制分析 |
| 3.3.4 相位补偿的频率限制分析 |
| 3.4 光路传输系统的传变特性测试 |
| 3.4.1 稳态信号传变测试 |
| 3.4.2 暂态信号传变测试 |
| 3.4.3 误差分析 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 模拟光电式电流互感器的频率特性分析及应用 |
| 4.1 取能电源设计 |
| 4.1.1 自适应取能电源控制原理 |
| 4.1.2 电路实现及性能测试 |
| 4.2 试验平台搭建 |
| 4.2.1 硬件部分 |
| 4.2.2 软件部分 |
| 4.3 模拟光电式ECT频率特性分析 |
| 4.3.1 整体特性分析 |
| 4.3.2 稳态信号传变 |
| 4.3.3 暂态信号传变 |
| 4.3.4 测试数据分析 |
| 4.4 模拟光电式ECT在小电流单相接地故障选线中的应用 |
| 4.4.1 小电流接地故障选线原理 |
| 4.4.2 小电流接地故障选线应用与分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 在读期间发表的论文和专利情况 |
| 在读期间参与的科研项目情况 |
| 致谢 |
（9）混合储能阵列系统协调控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 储能技术的研究进展 |
| 1.2.1 储能技术研究文献检索分析 |
| 1.2.2 典型储能技术的研究现状 |
| 1.2.3 混合储能系统的研究现状 |
| 1.3 论文的主要工作 |
| 第2章 基于MPC-一致性算法的电池储能阵列系统分组控制策略 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 预备知识及相关基本概念 |
| 2.2.1 MPC基本原理 |
| 2.2.2 图论相关知识 |
| 2.2.3 经典一致性算法 |
| 2.2.4 雨流计数法 |
| 2.3 电池储能阵列系统结构 |
| 2.4 电池储能阵列分布式控制 |
| 2.4.1 基于MPC-一致性算法 |
| 2.4.2 电池单元分组协调控制策略 |
| 2.4.3 分布式算法的实现 |
| 2.5 算例分析 |
| 2.5.1 控制效果 |
| 2.5.2 收敛速度 |
| 2.5.3 寿命衰减 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 混合储能阵列系统分层协调控制方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 大容量混合储能阵列系统结构 |
| 3.3 HESAS协调控制层优化模型 |
| 3.3.1 长时间尺度优化模型 |
| 3.3.2 短时间尺度优化模型 |
| 3.4 HESAS分布式控制层一致性算法 |
| 3.4.1 基于DMPC的加权离散一致性算法 |
| 3.4.2 算法性能分析 |
| 3.5 算例分析 |
| 3.5.1 协调控制层效果 |
| 3.5.2 分布式控制层效果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于分布式事件触发机制的多混合储能系统协调控制方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 事件触发控制 |
| 4.2.1 事件触发控制的特点 |
| 4.2.2 输入-状态稳定 |
| 4.2.3 Zeno现象 |
| 4.3 含多混合储能系统的直流微网构成 |
| 4.4 混合储能系统分层协调控制 |
| 4.4.1 HESS下垂控制层 |
| 4.4.2 HESS分布式控制层 |
| 4.5 基于非周期采样的多混合储能系统事件触发控制 |
| 4.5.1 分布式事件触发函数设计 |
| 4.5.2 排除Zeno现象 |
| 4.5.3 事件触发控制的实现 |
| 4.5.4 算例分析 |
| 4.6 基于周期采样的多混合储能系统事件触发控制 |
| 4.6.1 分布式事件触发函数设计 |
| 4.6.2 算例分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）基于压电效应的车辆振动能量回收关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 振动能量压电回收技术研究现状分析 |
| 1.2.2 压电回收平均功率算法研究现状分析 |
| 1.2.3 车辆振动压电回收功率最大化研究现状分析 |
| 1.2.4 存在的问题 |
| 1.3 主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 车辆振动能量压电回收馈能系统建模与优化 |
| 2.1 车辆振动能量压电回收馈能系统整体设计 |
| 2.2 单片压电弯曲元建模与性能优化 |
| 2.2.1 单片压电弯曲元建模 |
| 2.2.2 单片压电弯曲元性能优化 |
| 2.3 多片压电弯曲元拓扑结构建模与优化 |
| 2.3.1 压电弯曲元串联模型 |
| 2.3.2 压电弯曲元并联模型 |
| 2.3.3 压电弯曲元串并联拓扑结构优化 |
| 2.4 机械结构建模与设计 |
| 2.4.1 振动传递结构 |
| 2.4.2 压电悬臂激励结构 |
| 2.4.3 压电悬臂分布结构 |
| 2.4.4 双齿轮切换及自锁结构 |
| 2.5 车辆动力学建模 |
| 2.5.1 等效刚度建模 |
| 2.5.2 等效阻尼建模 |
| 2.5.3 安装馈能系统的1/4 车辆模型 |
| 2.6 馈能系统输出电压建模与验证 |
| 2.6.1 系统输出电压模型 |
| 2.6.2 系统输出电压模型验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于位移滤波的平均功率算法研究 |
| 3.1 齿轮激励的位移分段研究 |
| 3.2 压电弯曲元激励方式研究 |
| 3.2.1 弯曲元一阶振型激励方式 |
| 3.2.2 弯曲元三阶振型激励方式 |
| 3.2.3 初始电压计算 |
| 3.3 压电回收位移滤波算法研究 |
| 3.3.1 调整的限幅滤波 |
| 3.3.2 带有阶数设定的平滑滤波 |
| 3.3.3 非有效激励位移滤波(VDF) |
| 3.3.4 滤波效果比较 |
| 3.4 压电回收平均功率算法研究 |
| 3.4.1 一阶振型激励平均功率算法 |
| 3.4.2 三阶振型激励平均功率算法 |
| 3.5 仿真结果与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于激励齿距的压电回收功率最大化研究 |
| 4.1 路面与车辆振动位移仿真平台 |
| 4.2 基于路面平整度等级的单齿轮回收功率最大化研究 |
| 4.2.1 路面平整度等级识别 |
| 4.2.2 路面平整度等级对回收功率的影响 |
| 4.2.3 路面平整度等级对激励齿轮齿距取值的影响 |
| 4.3 基于车速的单齿轮回收功率最大化研究 |
| 4.3.1 车速对回收功率的影响 |
| 4.3.2 车速对激励齿轮齿距取值的影响 |
| 4.4 基于综合工况的双齿轮最大回收功率齿距取值研究 |
| 4.4.1 综合工况下双齿轮激励方式 |
| 4.4.2 综合工况下双齿轮齿距取值方法 |
| 4.5 基于综合工况的双齿轮最大回收功率切换标准研究 |
| 4.5.1 直接阈值法与移动平均优化 |
| 4.5.2 平均阈值法与指数平滑优化 |
| 4.5.3 最小二乘法与平滑优化 |
| 4.5.4 神经网络法 |
| 4.6 仿真结果与分析 |
| 4.6.1 双齿轮齿距取值仿真 |
| 4.6.2 双齿轮切换仿真 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 振动能量压电回收测试台架与实验 |
| 5.1 馈能机构安装分布 |
| 5.2 压电回收平均功率测试台架与实验 |
| 5.2.1 平均功率测量平台 |
| 5.2.2 实验与结果分析 |
| 5.3 综合工况下回收功率测试台架与实验 |
| 5.3.1 振动能量回收测量平台 |
| 5.3.2 实验和结果分析 |
| 5.4 双齿轮切换标准测试与实验 |
| 5.4.1 功率测试与馈能比较 |
| 5.4.2 扰动测试与鲁棒性比较 |
| 5.5 车辆振动能量压电回收系统体量估计 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间相关成果 |
四、周期性任意波形电功率测量中采样次数研究（论文参考文献）
- [1]电力系统相量测量和频率估计算法研究[D]. 赵大凯. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]大尺寸红外热成像无损检测加热源系统设计与实现[D]. 王增增. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]滚动轴承故障特征快速提取方法及其应用研究[D]. 王艳. 长安大学, 2021(02)
- [4]基于光纤传感技术的风力发电机结构状态评估方法[D]. 张照辉. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [5]原子力显微镜快速扫描成像方法研究[D]. 温勇兵. 哈尔滨工业大学, 2020
- [6]高分辨率大视场快速傅里叶叠层显微成像方法研究[D]. 潘安. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2020
- [7]小型化飞秒光纤光频梳及波长变换关键技术研究[D]. 蔡亚君. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2020(06)
- [8]模拟光电式电流互感器频率特性分析[D]. 张鹏. 山东理工大学, 2020(02)
- [9]混合储能阵列系统协调控制策略研究[D]. 郭伟. 华北电力大学(北京), 2020
- [10]基于压电效应的车辆振动能量回收关键技术研究[D]. 李杨. 武汉理工大学, 2020(01)