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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
薛雪 刘晓文 刘成磊
在研究了谐振原理和特点的基础上,结合互感耦合原理和赫姆霍兹线圈设计了一个无线电能传输实验。通过实验操作和Matlab仿真,验证了利用谐振进行无线电能传输的合理性和有效性,从而加深学生对谐振的认识,提高学生的应用能力,取得了良好的教学效果。
关键词：
无线电能传输 实验设计 谐振原理
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
蔡军 左俊伟 潘峰
为了进行磁耦合谐振式无线电能传输系统分析,开发了具有信号生成、无线电能传输、数据采集、数据处理、数据保存、数据图形化显示等功能的实验教学系统。该实验系统由硬件和软件两部分组成,硬件部分实现了无线电能传输功能,软件部分基于LabVIEW实现了信号生成和数据采集等功能。基于该实验系统的实验教学,验证了无线电能传输原理,有助于学生加深对相关知识的理解,培养实践应用能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘洋 逄海萍
以E类逆变器为基础,结合磁耦合谐振式无线电能传输原理,设计了一个创新性仿真实验平台。首先分析E类逆变器的工作原理,并研究电路参数对E类逆变器效率的影响;然后系统地给出基于E类逆变器的高效MCR-WPT系统的设计方法和步骤,并在Simulink下构建了一套系统仿真实验平台。在该平台上可以进行系统运行状态的观察和分析、传输效率的计算以及各类因素对传输性能影响研究,从而激发学生的创新性思维,提高分析问题和解决问题的能力。
关键词：
无线电能传输 E类逆变器 创新实验
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
疏许健 张雪琪 江彦伟
近年来，无线电能传输技术无论是机理研究还是产业化，都取得了长足的发展。其中基于量子力学中宇称-时间（parity-time,PT）对称机理的无线电能传输系统，因其固有的恒定传输特性，具有非常广阔的应用前景和重要的研究价值。该文结合当下开展的电力电子技术和无线电能传输课程，基于PSIM仿真软件，设计了一种PT对称无线电能传输系统仿真实验平台。首先根据PT对称机理，得出无线电能传输系统的PT对称条件，并据此分析PT对称无线电能传输系统的基本特性；然后系统地给出PT对称无线电能传输系统的设计方法和步骤，并由此确定系统的电气参数；最后在PSIM仿真软件中搭建一套系统的仿真实验平台，验证PT对称无线电能传输系统的恒定输出功率和传输效率特性。该仿真实验平台设计实现了电力电子技术和无线电能传输课程的交叉融合，有利于激发学生的创新性思维，培养学生的综合素质，进一步提高了无线电能传输课程的教学质量。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王春芳 卢心雨 郑建芬
目前的无线电能传输系统一般为多级功率变换结构,存在可靠性低、成本高、传输效率低、功率密度低等问题,极大地影响了这一技术的应用普及。该文提出一种基于Boost全桥AC-AC变换器的单级式全桥无线电能传输供电方案,并通过建立实验平台进行了验证。文章介绍了该单级式无线电能传输供电方案的电路结构、工作原理、相应的调制方式及具有恒压输出特性的S-LCC补偿网络,对系统主电路参数及磁耦合器进行了设计,搭建了系统仿真模型,借助仿真结果建立了实验平台,最后通过实验验证了所提方案的正确性。该综合实验平台包含的硬件和多种软件,可用于电力电子教学。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
向峰 张汶卓 马建波 陈柳宁 张飞扬
在无线电能传输系统中，互感作为评估收发线圈间耦合程度的指标，其大小直接影响到系统的传输功率。通过探究系统中互感、接收线圈内径和传输距离的关系，提出了截顶型螺旋线圈的优化结构，用于改善系统的传输性能。首先通过对基于LCC补偿方式的电路建模分析，证明了互感对系统输出功率的影响；其次推导了两线圈间的互感表达式；再次探究了互感与系统各参数之间的关系，完成了对截顶型接收线圈的优化设计；最后经过有限元仿真验证，截顶型线圈系统具有更高的互感，较柱形线圈系统提高了10.74%，较圆形线圈系统提高了31.77%，且对于小幅度的轴向偏移，截顶型线圈系统表现出更优的抗偏移能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李艳 靳彪 杨福铃
将测控技术与仪器专业基础课程“传感技术及应用”中谐振式传感器的优化设计与实际应用相结合，以谐振式加速度计为例，提出基于ANSYS的谐振式加速度计优化设计仿真与实验方案。实验内容包括：利用有限元分析软件对谐振式加速度计进行建模，分析结构参数对加速度计性能的影响，利用不同结构参数的模态仿真帮助学生直观理解优化设计过程。实验还对加速度计样件进行了实验测试，验证了优化设计方法的有效性。该优化设计方法还可应用于对其他类型传感器的优化。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
林康 化小会
引入微纳光纤、采用绝缘硅(SOI)波导材料,设计了一种多耦合点的谐振腔滤波器。该滤波器工作方式:当光从入射端输入,经过耦合区时一部分光会因为倏逝波的存在发生耦合,耦合进入环形腔的光在满足谐振条件时在环形腔内发生谐振,光在环形腔中传播一周后,再次从耦合区从环形腔耦合到微纳光纤直至输出。性能分析表明:自耦合系数的变化不会对光强最大峰值产生影响,可以通过改变传输系数的大小从而实现耦合效率的调整,品质因数能达到10 000以上,衰减能够有效控制;通过SOI材料热膨胀现象实现设计滤波器的性能控制和光开关性能。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
任宏亮 徐鹏盛 卢瑾 陈浩 彭宏 周守利 张江鑫
为实现高精度测温，该文搭建了基于GaN微环谐振腔光芯片的温度测量实验装置，该装置通过可调谐DFB激光器结合光电探测器采集透射光谱传感信号，检测谐振波长变化实现温度测量。为确保测量精度，在DFB激光器上加载直流偏置电压，同时外加一定幅度的交流电压实现其波长调谐，并通过温度反馈控制模块保持激光器温度恒定，以避免温度引起激光器波长漂移。为精确验证温度测量效果，实验中通过温度控制模块精确调控芯片的温度。结果表明在20.0～24.5℃时测温灵敏度为37.29 pm/℃，该方法可降低微腔传感系统造价，促进微环谐振腔测温的实际应用。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孙彦景 陈岩 李松 张晓光 芦楠楠 王艳芬
针对未来教学与深入研究的需要,采用NS2仿真软件进行链式多跳网络仿真实验设计。实验主要针对TDMA、STDMA接入机制的端到端时延进行仿真,同时针对多跳网络的视频监控应用场景,结合myEvalvid软件进行多跳视频传输实验,可以用于实验教学。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
魏建军 刘乃安 黑永强 唐军 韦娟 幸新鹏
无线通信中信道环境复杂,存在多径效应,使传输信号受到符号间干扰,引起失真,严重影响通信系统的性能。为了模拟多径信道,分析了射频电路里的传输线。传输线与无线信道的特征阻抗都恒定不变,信号路径数量可变,传播的信号相位都呈现周期性变化,传播延迟与距离呈线性关系。在每条传输线中增加可变电阻模拟信号在自由空间的衰减,采用微波电路实现无线通信实验中的多径模块,模拟无线信道的多径效应。多径模块可与发射机和接收机构成一个完整的无线通信系统实验平台。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
毛会琼 王军 陈世海 牛小玲
针对串联谐振电路中,当改变电容C来改变电路的品质因数Q时电流谐振曲线的尖锐程度不发生改变的问题,通过对串联谐振电路电流谐振曲线分析,研究在相同偏谐程度下的各谐振电路对失谐信号的抑制能力,提出不能用品质因数Q值的大小来衡量任意串联谐振电路选择性的好坏,并明确电路元件参数对串联谐振电路选择性的具体影响。最后通过Multisim仿真实验验证了该结论的正确性。
关键词：
串联谐振电路 品质因数Q 电路元件参数
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
宋明亮 周斌 张嵘
参量激励是一种时变的谐振子振动激励方法,在微机电(MEMS)传感器中有着重要的应用。该文针对基于参量激励的谐振子闭环振动控制系统,通过理论推导得到了谐振子及控制环的数学模型,并对控制系统稳定性进行了分析,得到了控制系统参数选取的准则。通过数值仿真对理论研究的结论进行了验证,并研究了控制环参数对系统性能的影响。基于上述分析实验实现了基于参量激励的谐振子振动控制,谐振子起振过程的稳定时间小于0.2s,稳定后振动幅度的方差为0.04mV。该研究对基于参量激励的谐振子振动控制系统的设计具有参考意义。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
卢瑾 张昱路 任宏亮 覃亚丽
为提高微纳光学传感器的测温精度,基于多模微环谐振腔光芯片,搭建了高精度温度测量装置。装置通过采集微环谐振腔多模温度传感数据,利用人工神经网络算法有效融合多模传感信息,提高传感灵敏度。实验结果表明,多模传感方法在24.9～32.0℃的温度范围内,测量精度为±0.074℃,与单模微环谐振腔传感方法相比降低了温度探测极限。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
刘志强 梁琨 沈明霞 陆明洲 孙玉文 刘龙申
为了获取温室中植物生长图像信息,设计了一款能够监测温室内植物生长信息的无线智能图像采集节点,引入了休眠-唤醒机制大幅降低节点能耗。节点采用STM32ZET6芯片作为微控制器,CC1101为射频模块,扩展了OV7670图像传感器。将SimpliciTI射频网络协议移植到STM32处理器中,将采集的图像信息经过JPEG2000压缩后,分包多跳无线传输至服务器,服务器接收图像,利用改进型LoG算子实现图像分割,得到图像分割结果。结果表明:在温室环境中最大通信距离110 m,节点丢包率较低。一帧JPEG2000格式的温室内植物生长信息图像大小约18 kB,传输时间较短,节点在3.6 V锂电池供电下能工...
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