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[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]
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]
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]
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]
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]
李晓辉 李毅 刘乃安 刘晋东
设计和实现了一种基于LabVIEW和USRP的IEEE 802.11无线局域网虚拟仿真平台。阐述了IEEE 802.11的关键特征和基于NI USRP的IEEE 802.11系统架构设计,包括FPGA部分和上位机部分。给出仿真平台的测试结果与分析。该平台是一个灵活的演示、开发、验证平台,有助于对该领域新技术的认识和探讨。基于该虚拟仿真实验平台,可开发更多形式的IEEE 802.11原型系统或进行关键技术验证。
[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]
李丞 卢燕飞 赖威 王凯冬 段胜贵
立足实验室实际需求,以提升实验设备使用率、切实培养学生创新与解决复杂工程问题能力为目标,通过集成软件无线电、无线通信、计算机网络等领域的技术,解决了传统实验室局域网内软件无线电实验平台大规模远程开放的难题,实现远程访问实验室的软件无线电设备(NI LabVIEW和NI USRP),从下载资料、远程编程、运行调试、到效果验证的实验全过程开放。探索了基于远程平台的集实验教学、创新项目、毕业设计一体化的创新实践教学模式。该成果与方法同样适用于其他远程实验、远程教育、远程科研、远程测控等。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李辉勇 牛建伟 豆渊博 符宗恺
为解决嵌入式系统在线仿真实验教学平台系统操作复杂性和实验板状态可视化问题,提出优化编译功能,设计"一键式"远程在线编译的方法。该方法屏蔽了嵌入式交叉编译细节,支持学生通过浏览器操作完成代码编译。融合虚拟现实技术,设计并实现基于Unity 3D的可视化模块,通过实时监控部署在远程服务器端的实验板的输出端口,采用3D渲染的实验板模型进行可视化显示输出。教学实践表明,89.72%的学生认为实验平台操作便捷、实验显示效果好。该方法有效降低了实验入门难度,提高了学生的实验效率和体验度。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
丁艳 李佳明 高铄涵 袁隆基
在高校实验教学中引入虚拟仿真技术,对于强化教学内容、提高教学质量有着非常重要的意义。为此,该文搭建了基于Proteus仿真软件的低成本光伏系统最大功率点跟踪(MPPT)算法仿真实验平台,在该平台中建立了光伏阵列SPICE模型,分析了扰动观察法和电导增量法的原理,通过嵌入式ArduinoUNO微控制器对两种MPPT算法进行了仿真对比分析。结果表明:扰动观察算法简单、跟踪速度较快,但跟踪过程中震荡较大;而电导增量法却具有平稳计算最大功率点的特点。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
晁涛 杨明 马萍 李伟 王松艳
设计开发了集教学、效果评价与师生互动于一体的综合实验教学软件平台。在平台的教学模块设计中引入"基于问题学习"和翻转课堂教学思想,建立了多角度、多层次的实验问题库,可进行知识巩固实验、自主设计实验、竞赛题目求解实验和实际问题设计实验,适应本科生、研究生以及竞赛预备生的实验需求。在教学效果评价模块设计中引入系统综合评价方法,建立合理的教学效果评价指标,从多维度考查教学效果。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孙彦景 陈岩 芦楠楠 李松 王艳芬 张晓光
为培养学生系统性、工程性思维,采用NS3中的WiFi模块设计了MAC协议性能分析仿真实验,围绕一个整体的电子信息系统、通信系统与计算机网络系统,构建了科学、系统和相对独立的系统性教学实验体系,完成自底层的器件到高层网络和系统的逐步递增模式的全过程工程实践环节。通过实验说明系统性软件在无线通信与网络课程群实验设置中的意义。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
崔勇 袁志鸿 迟清凯 董韶鹏 姚楠 郑建英 胡庆雷
基于智能车的实验及竞赛培养了学生的实践能力和多学科综合能力，是高校培养新型人才的良好载体。为了解决相关线下实验周期长、设备不足、空间受限等问题，该文搭建了基于运动学仿真模型Coppeliasim和数学建模软件MATLAB的智能车虚拟仿真平台。该平台在高度还原线下课程实验场景的同时，其赛道的设计具有一定自由度，可同时满足不同能力学生的需求。此外，基于该平台开发的仿真实验激发了学生对智能车的兴趣爱好，提升了学生参与度，提高了学生操作能力与创新思维能力，获得了良好的教学效果。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张程宾 韩群 陈永平
基于有限差分法和MATLAB图形用户界面(GUI),开发了传热学课程虚拟实验教学平台。用户可以通过图形界面对传热学中常见的一、二维传热问题进行数值模拟,并分析不同的导热类型和热边界条件的影响。模拟结果与经典解析解相符,验证了实验平台的可靠性。将该虚拟实验平台充分发挥了MATLAB在可视化教学上的优势,可灵活安排授课时间,有助于对传热问题数值求解过程的理解,提高教学质量。
[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。
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