考虑电感饱和的逆变器变开关频率控制仿真

不当操作会导致电感饱和状态下逆变器功率损耗严重,为了提升频率控制的稳定性,提出考虑电感饱和的逆变器变开关频率控制方法。根据逆变器的构成获取相关参数的矢量关系,利用基尔霍夫电压定律生成电感饱和状态的逆变器数学模型,通过旋转构建逆变器在dp坐标系下的数学模型,用于预测推导逆变器的电压值。设计开关控制的三大核心成分,分别为功率鉴定器、频率鉴定器和频率滞环比较器,利用电压定向矢量控制方法分别从三个核心成分中得出逆变器的损耗、功率控制结果以及频率状态量误差,完成逆变器变开关频率控制。实验结果表明,所提方法的电压控制效果较好,频率控制稳定性较高。

利用流体性质理解电磁学定律的教学探讨

电磁学是电气专业的基础学科,是电类学生必须深刻掌握、普通工科学生也要学习的科目。目前电磁学的教材都是从知识点本身出发进行讲解,虽然严谨,却显得抽象,不利于初学者理解。利用流体的特点,来类比电磁学中重要概念和定律(基尔霍夫电压电流定律和位移电流),通过将难以捉摸的“电”和“磁”具象化,拉近学生与知识点之间的距离,达到快速理解吸收的目的。

非厄密系统哈密顿量的本征值和本征态

利用扭结哈密顿算子构造了非厄密哈密顿量,探讨了非厄密哈密顿量本征值和本征态的性质.结果表明:非厄密哈密顿量的能量本征值为复数,且随着模型参数和角度的变化而变化,可能会出现奇异点;通过理论推导可确定本征值奇异点的位置和个数.非厄密哈密顿量本征矢量之间的正交归一性呈现与传统量子力学完全不同的特点;考虑基尔霍夫电流定律,用电阻、电感及电容构造电路,可获得非厄密哈密顿量.

基于基尔霍夫定律的虚拟仿真管网平差优化设计

为解决管网平差精度和可视化问题,基于基尔霍夫定律,构建“衔接矩阵”“环路矩阵”和“追溯矩阵”3个矩阵进行管网平差;以各环闭合差的绝对值之和最小为目标进行规划求解,从而得到高精度的平差结果,完成管网平差的优化设计.把平差的数学模型和约束条件在Labview的编程平台上进行可视化编程,开发出环状给水管网的水力计算的虚拟仿真软件,以直观地展示平差的结果和节点处的压力.仿真结果显示,管网平差的四环闭合差绝对值之和为2.041×10^(-10) m,表明闭合差控制在了精度范围内,而且远远小于管网平差精度要求.实际工况模拟显示,利用虚拟仿真技术模拟管网平差甚至事故校核等,均具有高效、高精度和直观的特点,可大大提高计算效率和准确性.

能量网络的传递规律与网络方程

为实现多种类型能源的综合利用,在深入探讨能量本质的基础上,建立了能量网络的基本理论。首先定义了由多条能量传递线(管)路相互连接形成的能量网络,传递不同形式能量的子网通过能量转换器(包括泵、换热器等)互相耦合。然后从能量在空间的普遍化传递方程出发,推导出能量在线(管)路中的普遍化传递方程,并深入分析了能量和火用在线(管)路中传递的变化规律。根据所提方法对电能、热能和压能实际传递过程的分析结果与传统方法相同,证明了其正确性。为建立能量网络方程,将电网络理论中的基尔霍夫定律推广至适合于能量网络建模的广义基尔霍夫定律,然后以能量(火用)在线(管)路中的传递特性方程为基础,推导出普遍化的集中参数等效传递方程,再将所得到的方程统一为能量网络方程组并论证了其可解性。通过对一个由电网络和流体网络组成的简单能量网络的实例计算结果表明,如果用户所需热量恒定不变,当电网络和流体网络分别向用户提供热量的比值不同时,该能量网络会有不同的能耗和火用损,而能耗与火用损并不成正比,因此需要寻求最优的比值,由此证明了所提模型和方法的有效性。比研究可为能量网络的建模、分析、运行与规划奠定了基础。

论拉格朗日方程与基尔霍夫定律相互演绎

概述拉格朗日方程在电路理论中的研究现状。论述拉格朗日方程与基尔霍夫定律的相互演绎关系。在用拉格朗日方程演绎KVL时,提出选择独立广义坐标的专用树法;指出电路中拉格朗日方程的若干特点;在用KVL演绎拉格朗日方程时,无需写出能量函数。用网络图论原理证明了电路中的拉格朗日方程是一组独立的KVL。在用基尔霍夫定律演绎拉格朗日方程时,无须计算能量函数及其偏导数。这种相互演绎关系说明,拉氏方程包含了基尔霍夫定律,电路的动态行为同样遵循其他能量系统的动态行为,电路与其他能系统在拉氏方程层面上是统一的。通过这种相互演绎,可以提高对电路与其他能量系统共同规律的认识。文中的电路例子,可以为相关应用背景提供参考。

周转轮系系统化的数学模型

在分析轮系结构特征及状态特征的基础上,完善包涵两类特征的拓扑图;认识到轮系是一个物理系统,提出网络问题是解决轮系物理特征的系统化图论模型,并发现轮系拓扑图满足基尔霍夫定律;在分析拓扑图物理特征的基础上,结合拓扑图几何特征,提出支路特性矩阵、切割特性矩阵用于构建系统化研究的数学模型,即回路方程组、切割方程组,为系统地研究周转轮系结构特性、状态特性提供新的理论基础。以实例论述这一理论的具体应用。

光双缝衍射的量子理论

通过求解光的相对论波动方程,得到光在缝中的波函数,再由基尔霍夫定律得到光的衍射波函数,从而得到光的双缝衍射强度表达式,结果表明,理论结果与光的双缝衍射实验数据符合较好.

一种改进的电力系统静态安全预防控制方法

针对传统的电力系统静态安全预防控制计算复杂、求解有效性低的问题,提出一种简单、有效的优化求解方法。首先,以机组出力调整量最小为目标,建立预防控制的优化模型;为减小模型规模及计算量,基于主导事件剔除其中的无效约束;为加速搜索最优解,利用基尔霍夫电流定律缩小可行域范围;最后利用基于加权惩罚因子的改进外点法对模型进行求解。IEEE-39节点标准系统及其修改系统算例结果验证了所提方法的有效性。

分户水平式供暖系统减轻竖向失调的水力计算方法

分析了分户水平式供暖系统的特点 ,提出了在室内供暖系统中运用基尔霍夫定律的新的水力计算方法 ,从理论上对所提出的方法和传统方法进行了比较 ,并通过实例验证其优越性。编制了可用于工程设计的计算软件。该方法有利于减轻系统的竖向失调 。

扫描电子显微镜图像荷电现象的研究

扫描电子显微镜在观察材料样品表面形貌领域应用广泛。在日常的实验过程中经常会遇到导电性能不佳的样品,这会产生不同程度的荷电现象,对图像质量以及样品的形貌表征都产生了极大的影响,时刻困扰着操作人员。为了克服这一问题,通过调整仪器参数设置、选择探测器以及辅助导电等手段,经过实验比对、理论验证,提出了7种方法,这些方法可以减轻或消除荷电效应对图像质量的影响,适用于当今主流的场发射扫描电子显微镜,应用广泛、适用性强。

一种实用化实时测温系统的测温灵敏度

基于基尔霍夫定律 ,利用半导体激光器InGaAs/I及钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的实时测温系统。基于该系统A/D转换器件的分辨率、V(T) T曲线的温度灵敏度及其与测温范围间的制约关系 ,确定了系统应选用 16位的芯片为其A/D转换器件 ;基于该系统的测温精度、V(T) T曲线的相对温度灵敏度及其与波长间的关系 ,对其工作波长的优化选择进行了进一步的讨论 ;基于探头的温度分辨力、A/D转换器件的分辨率以及与V(T) T曲线的温度灵敏度间的制约关系 ,对其波长带宽的优化设计进行了进一步的分析 ,并给出了系统在 6 73K～14 73K内的测温灵敏度。对系统进行优化设计后 ,在测温范围的低温段 ,其灵敏度不低于 0 .5K ;在测温范围的高温段 ,则不低于 0 .1K。在 6 73K～ 14 73K内 ,其测温不确定度不低于 0 .3%。

上转换太阳电池的数值模拟

采用细致平衡原理,将太阳,环境作为辐射体,只考虑电池辐射复合,建立了太阳电池的模型。通过模拟,得出单结太阳电池的极限效率为31%,当使用上转换器时,单结电池的极限效率增至47.3%;对于双结电池,当顶电池带隙宽度为1.7 eV,底电池带隙宽度从1.1 eV变化到1.5 eV,模拟的最大效率为39.9%,有上转换器最大时效率提高到了47.4%。

电涌保护器级间退耦元件的选型分析

针对电涌保护器(SPD)级间能量配合试验中配合失效的问题,主要利用波的传输理论与基尔霍夫定律进行分析,结合JB/T 10618—2006(组合式电涌保护器)的规定假设一套组合型SPD,通过基础理论分析与精确计算得出:当被保护装置属于低频(直流)设备时,在不影响信号强度的情况下,退耦元件采用电感或电阻型元件均可;当被保护装置属于高频设备时,退耦元件只能选用低电感量的电阻型退耦元件.退耦元件的参数值均可按照波的传输理论与基尔霍夫定律进行理论计算.这在组合型SPD退耦元件的选型过程中,具有重要的指导意义.

一种实用化实时测温系统测温精度的进一步分析

基于Kirchhoff定律,利用半导体激光器InGaAs/I及钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的实时测温系统。基于反射辐射对系统测温精度影响的分析,确定了水冷遮蔽板的尺寸(即H/R之值);通过对A/D转换器件的分辨率对系统测温精度的影响及对V(T)-T曲线温度灵敏度制约的研究,确定了系统应选用16位的A/D转换器件;依照光路中的外界干扰(选择性吸收气体、烟尘等微粒)对系统测温精度影响的讨论,提出了其相应的抑制措施;总结出了影响系统测温精度的5种因素,并对其中的2种进行了简要的分析。该系统的测温不确定度优于0.3%。

多级并联负反馈放大器上限截止频率的解析式推导

根据等效电路,应用基尔霍夫定律,导出了多级并联负反馈放大器上限截止频率fhf的解析表达式.新关系式能直观、较准确地描述fhf与电路中各元件参数间的关系.证明了原表达式存在缺陷.

多功能n阶蜂巢型电阻网络的等效电阻公式

研究了一类多功能n阶蜂巢型电阻网络模型,这是一个之前一直没有解决的问题.该网络模型含有6个任意电阻参数使得该网络包含了多个不同的网络类型.解决该问题包括四个步骤:首先建立一个简化的等效模型,其次应用基尔霍夫定律建立一个非线性差分方程模型,再次采用变换的方法给出非线性差分方程的解,最后创造了一个负电阻元素概念,得到了理想的研究结果.作为应用文章给出了数个有趣的特殊结论.本文建立的方法和得到的结论也适用于复阻抗网络的研究.

工程车辆油气悬架工作过程热力学分析

油液和气体是油气悬架重要的工作介质,也是重要的弹性元件,在反复压缩和伸张过程中产生较多的热量。油液流经阻尼孔和单向阀产生阻尼,并且气体、油液、缸体之间直接接触,在三者之间以及与空气之间存在热量交换过程,使得油气悬架的热力学过程比较复杂。针对油气悬架工作过程中的热力学状态进行深入分析,类比基尔霍夫定律,建立油气悬架工作过程中各介质热量产生、传递过程的数学模型,并通过特定的试验装置对油气悬架工作过程中油液和气体的热量产生及传递进行研究,对比分析验证热力学数学模型的准确性。结果表明所建立的数学模型较好的描述了油气悬架内部油液和气体的热力学状态和传热过程,为此类设计研究提供参考。

基于场论谈基尔霍夫定律新的表达式推导

基尔霍夫定律是电路基本定律,而麦克斯韦方程组则是电磁场基本定律。为了研究传输线所要用到的理论基础,采用场论思想(又称电网络理论),通过推导和研究得到了基尔霍夫电流定律和电压定律的新表示式,该新表示式对探讨基尔霍夫定律与场论(电网络理论)之间的关系,进一步研究传输线理论、信号在PCB的传播、反射及应用有一定的借鉴作用。

基尔霍夫定律的电磁场理论新探

对基尔霍夫定律路论与场论之间的关系进行了探讨.用电磁场理论推导出电路理论中的基尔霍夫定律,得出基尔霍夫定律的实质是电磁场基本规律的简化,是"场"的特殊情形.进一步证明了场论是路论的理论基础.