电容测压器改进型模拟电路测试方法研究

目前压力测试系统普遍采用压电式传感器,但其庞大体积与小口径火炮炮膛的初衷相违背,为此本文设计出一种基于电容充放电变化的压力测试系统-电容测压器。系统基于充放电原理的电容测压器,采用一片msp430芯片作为数字部分控制芯片,对模拟部分进行重新设计。通过实验验证,该方案采样频率高,动态响应好,稳定性好,满足测试要求。     

基于f/V转换的瞬变微小电容测量电路的研究与应用

针对目前微小电容测量电路脉动噪声大,需要使用滤波器及考虑相位补偿。研究设计了一种基于电容充放电特性的瞬变微小电容测量电路,对待测电容两端的电压进行实时测量;并将该电路用于电容式压力测试仪中,对火炮膛压进行试验测试,通过对数据的分析与处理可知,该电路的设计是合理可行的。与目前使用的微小电容测量电路相比,该电路具有结构简单易于集成,稳定性好,数据采集速度高等特点。     

一种基于电容测量的放入式电子测压器设计

设计一种新型的放入式电子测压器。它是直接利用测压器的壳体来作为电容器的一个极板，而在测压器的壳体内腔固定一封闭圆桶使其外壁为电容器另一极板，共同构成一个电容器，利用测压器的壳体受压后产生变形使电容器两极板间的距离变化将导致电容器电容量变化的原理测量测压器的壳体所受到的压力。本文分析了测压器的壳体受到的压强与其产生形变的关系并给出了这种传感器的灵敏度和动态响应频率。通过分析，这种基于电容测量的放入式测压器具有响应迅速、结构紧凑、成本低的优点。     

井下压力测试系统的低功耗设计

测取射孔瞬间的动态参数对评价射孔过程具有十分重要的意义,是研究、勘测油田不可缺少的技术。为获得射孔过程中井下的动态压力数据,研制了一种油井测压器。该测压器采用存储测试技术,实时记录射孔及压裂时井下环空压力的变化。测试系统依靠自带电源来保证整个测试过程供电,由于测试系统受到体积的限制,电池体积和容量也较小。针对实测环境对石油井下测试系统进行了低功耗设计,其总体功耗计算和实测结果表明,该测试系统满足井下压力测试方法的要求,从而验证了低功耗设计的有效性。     

一种400W太阳能逆变电源系统设计

为了节约矿物资源,更好地使用可再生能源,笔者设计了一个普通家庭照明供电的太阳能逆变电源系统,在充放电控制部分采用了近似最大功率跟踪技术;在逆变部分采用了SG3525芯片利用SPWM调制技术,实现220 V/50 Hz的正弦稳定输出;在控制部分采用了PI调节和电压环馈控制方式,实现了最大功率跟踪和充放电控制.经测试结果表明,该系统可以实现对光伏发电系统进行一些异常情况下的保护,如蓄电池反接、输入欠压、过压、输出短路等。     

基于单片机的高精度电容电感测量仪

本文介绍了一种基于单片机的高精度电容和电感测量仪器的设计.本设计采用DDS芯片AD9850产生高精度的正弦波信号流经待测的电容或者电感和标准电阻的串连电路,通过测量电容或者电感和标准电阻各自的电压,利用电压比例计算的方法推算出电容值或者电感值.本设计利用51单片机控制测量和计算结果,运用自校准电路提高测量精度,采用1602液晶模块实时显示数值.实验测试结果表明,本设计性能稳定,测量精度高.     

基于超级电容与燃料电池的双向DC-DC电源设计

采用LM5170-Q1多相双向电流控制器芯片,在燃料电池-锂离子电池构成的混合动力汽车电控系统中,完成了基于超级电容与燃料电池的双向DC-DC变换器电源的软硬件设计,根据燃料电池和电机驱动单元的实时工况,利用超级电容快速充放电特性,实现了超级电容与燃料电池之间能量优化分配的控制功能.     

基于混杂系统DC-DC变换器的永磁风电并网系统直流母线电压稳定控制

为了提高基于固态变压器的永磁风电并网系统中直流母线电压的稳定性,在低压直流侧,通过双向DC-DC加入超级电容器。文章基于Boost电路建立混杂系统模型,引入类滑模控制策略,利用超级电容器的快速充放电特性,提高直流电压的稳定性。仿真研究表明,在风速改变和电网电压跌落两种工况下,直流侧电压波动、超级电容器充放电电压和充放电电流均变小。该方案可以快速准确地抑制直流母线电压波动,改善并网风力发电机组的电能质量和稳定性。     

采用模糊控制的链式无功补偿器均压策略

为了平衡链式无功补偿器(STATCOM)各H桥模块的电容电压,可采用硬件和软件均压2种方法,由于前者增加了装置的成本和设计难度,因此提出一种采用模糊控制的链式无功补偿器均压软件策略。通过分析链式STATCOM的基本工作原理,给出直流侧电容电压的整体控制;之后利用调制波与子模块电容电压充放电之间的关系,设计一种基于模糊方法的调制波直接控制策略。仿真和实验结果进一步验证了所设计方法的可行性及优越性。     

混合电动汽车辅助储能系统的研究

针对混合电动汽车在城市交通中频繁加速减速的特点,设计了基于超级电容储能的电动汽车辅助储能系统,选择两相交错式半桥拓扑双向DC/DC变换器作为超级电容的充放电电路.重点设计双向DC/DC变换器对超级电容的充放电控制,采用平均电流控制的两个电感电流内环和一个电压外环的控制策略,并对电动汽车辅助储能系统进行了Simulink仿真,从而有效验证了超级电容在电动汽车中应用的优势.     

车棚棚顶太阳能发电系统研究

为合理有效利用太阳能资源,研究实现了车棚棚顶太阳能发电系统。提出采用光电单轴追踪及超级电容—蓄电池混合电源系统的设计,克服了传统独立光伏系统的缺点,通过在超级电容与蓄电池之间加入boost-buck变换器保证蓄电池充放电的平稳性。结合车棚使用特点,利用储能蓄电池直接对电动自行车进行充电的DC-DC方案来减少因整流逆变造成的损耗。设计了一种基于光电传感器的新型光强追踪结构,采用双推杆进行光强追踪控制。系统的实际测试效果表明,该系统能够准确、有效运行,并具有较大的节能潜力。     

三相四线制有源电力滤波器均压环优化设计

在三相四线制电容分裂式有源电力滤波器应用中,受限于硬件参数以及控制策略的影响,电容中点电位易发生偏移,使得上、下电容电压失衡,严重影响系统运行的安全性以及有源电力滤波器的补偿性能。为改善传统均压环设计的不足,基于Butterworth二阶陷波器对均压环输出值进行陷波,通过输出反馈提高系统动态响应能力的方式对传统均压环设计进行改进,从而降低传统均压环输出电压脉动对滤波器补偿性能的影响,并在保证直流侧电容电压稳态精度的同时加快均压响应速度。在MATLAB仿真中验证了改进型均压环设计的有效性,并搭建以DSP为控制芯片的实验平台验证了改进型均压环设计的可行性。     

基于超级电容的后备式UPS系统设计

采用高性能数字信号控制器ds PIC33FJ16GS504和新型的电源管理芯片XL4501,完成了基于超级电容的后备式UPS系统软硬件设计,给出了超级电容充电管理电路和UPS逆变控制电路设计方法,讨论了基于数字信号控制器芯片的算法程序流程,并且用样机验证了设计。     

一种基于超级电容的输电线路在线监测系统电源设计

所设计的系统使用电流互感器取电,利用超级电容的大容量储能和快速充放电特性,经储能超级电容和放电超级电容输出给监测系统供电.电源根据负载端电压变化,通过控制储能电容与放电电容的通断,利用储能电容为放电电容充电,最后通过放电电容对外供电.针对母线电流不稳定,过压保护部分特别设计了能量再利用电路.仿真分析表明互感器输出功率在临界点波动时电源输出稳定,并可满足GPRS/GSM装置传输数据时的功率需求.经样机实测,装置运行效果良好.     

基于法拉电容的智能仪器仪表掉电保护方案

针对智能仪器仪表高稳定性、高可靠性的需求和恶劣工业运行环境的矛盾,设计了一种基于法拉电容的掉电保护方案。采用法拉电容作为后备电源在系统失电时为系统供电,并针对法拉电容快速充放电的特性,设计了相应的外围电路,并采用BOOST电路提高电容能效;软件完成触发信号检测、保存数据、关闭系统配合硬件有效的实现智能仪器仪表的掉电保护。通过实验验证了方案,并得到成功的应用。     

基于分时电价的电力负荷自动调度系统

针对传统电力负荷调度系统存在可靠性差、调度过程电力数据易失效的问题,设计一种新的电力自动调度系统。系统分为硬件设计与算法设计两部分。系统的硬件部分主要由电力数据采集器、负荷控制器以及调度器组成,分别采用芯片对其进行控制。对于系统的软件部分,基于分时电价制度,采用交叉遗传粒子群算法求取电力自动调度的最优解。为了验证所设计系统的有效性,进行一次仿真实验,实验结果表明,所设计的基于分时电价的电力自动调度系统具有良好的可靠性,并且系统在完成电力负荷调度的过程中电力数据失活时间更长。     

基于超级电容的双向DC-DC变换器控制研究

针对轨道交通1 500 V系统再生制动能量利用,研究了基于超级电容储能的输入串联多相并联双向DCDC变换器的控制及其系统能量管理策略。采用输入串联、多支路并联的拓扑结构降低了功率器件电压应力和电流应力及减小了无源滤波器件的体积,同时降低了1 500 V系统对储能元件超级电容的耐压及模组均压控制的要求,使得系统的可靠性更高。针对该拓扑结构的特点,结合工程实际应用,考虑超级电容容值参数差异性及大内阻的特点,以超级电容的能量利用最大化为优化目标,对其充放电过程中超级电容电荷状态误判及系统输入输出侧均压控制策略进行了优化设计。最后通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。     

基于AD8302的X波段瞬时频率测量系统设计

介绍了几种瞬时频率测量技术,为了测量某系统接收到的瞬时信号频率,给出了基于相位检测芯片AD8302配合低噪声放大器、混频器、单片机等设计制作的X波段瞬时频率测量系统.依照方案设计了实物,并对系统整体性能进行了测试,测试结果表明,该系统可以有效的测量X波段信号的频率,测频精度优于10 MHz.     

基于光纤的膛内多点压力同步测试

为了准确测量火炮发射时膛内不同位置的压力,在现有测压器和已取得的火炮膛内单点压力的基础上,结合新概念动态测试理论,提出了基于光纤的火炮膛内多点压力同步触发测试技术。论述了同步测试技术的原理和方案,分析了这种测试技术面临和要解决的难题。该方法可全面获取膛内不同点的压力数据,从而更全面完整地反映膛内压力场的分布规律,对于身管武器的原理探索、设计、定型、验收和性能改进具有十分重要的意义。     

基于MSP430单片机的膛压测试系统设计

介绍了一种基于MSP430单片机的小型膛压测试系统的设计。该测试系统体积小、能够承受600MPa的压力、功耗低、可以用电池供电,不需要外部引线,适用于中小口径火炮的膛压测试。可以在现场实时实况的记录被测弹体的相关动态参数,并能够在系统掉电的情况下保持测试所得的数据,以便于回收后准确的回放所记录的数据以供分析。同时介绍了此测试系统的硬件软件设计,并对整个系统的状态转换进行了详细的分析,给出了该测试系统的典型应用。