基于大功率LED灯网的四热阻自动测量仪

结温是表征LED性能的重要指标,与热阻有着密切关系,直接影响LED寿命。利用LED半导体器件结电压与结温的良好线性关系,测量大功率LED灯网工作时的电压、电流、热沉温度等参数,基于电学参数法,提出一种LED的四热阻模型,在该模型基础上,设计并制作了大功率LED灯网热阻自动测量仪。该仪器能快速准确地实现大功率LED灯网热阻的自动测量。     

采用全阶状态观测器的IGBT模块结温预测

为解决控制器功率器件过温失效问题,需要对IGBT的PN结温度进行实时精确估计。设计全阶状态观测器对IGBT的结温进行实时估计,并综合考虑电、热参数的相互影响,采用闭环控制实现结温的估计修正;根据双脉冲测试原理搭建IGBT动态特性离线测试平台,研究导通电流、母线电压、结温对IGBT损耗的影响,采用线性插值法推导IGBT损耗的数学模型;根据热-电比拟理论建立热网络模型,搭建热阻测试平台获得温度与瞬态热阻变化曲线;基于IGBT热网络模型推导各温度节点的状态方程,针对开环估计方法估计精度差的问题,设计全阶状态观测器,利用观测器输出壳温和实测的壳温之间的误差对结温估计值进行实时修正。搭建基于Matlab\\Simulink的仿真平台,验证了IGBT结温估计的有效性和准确性;搭建结温预测实验平台,采用热敏参数法对结温状态观测器进行验证。仿真和实验结果表明,估计的结温能够很好地跟踪实际值,验证了提出方法的准确性。     

电学实验中的系统误差分析

在电学实验中总是存在着误差，本文分析了产生误差的各种原因，以及排除、限制和修正误差的一些方法，以便使测量结果尽可能准确。     

非球面非零位拼接测量的对准误差模型

为消除非零位拼接检测非球面中对准误差对拼接结果的影响,建立了基于对准误差修正的优化拼接模型;在非零位检测非球面对准误差模型的基础上,分析对准误差各误差分量的表现形式及影响规律,并建立了基于对准误差补偿的拼接检测非球面的数学模型,实现子孔径的高精度拼接合成。实验表明,该方法可以有效地提高拼接测量精度,经过对准误差校正的拼接测量结果的PV值精度可达0.03λ。     

双螺旋法切削准双曲面齿轮的齿面误差修正

本文研究了双重螺旋法同步切削准双曲面齿轮凹凸两面的齿面误差修正问题.首先,建立了双重螺旋法切削准双曲面齿轮的数学模型;其次,通过测量中心得到齿面离散点的坐标,计算离散点的法向误差;第三,建立了齿面误差修正模型,并采用含信赖域策略的Levenberg-Marquard算法和最小二乘法对齿面误差进行修正;最后,利用对齿面误...     

含1,1,1,2-四氟乙烷混合气体体系Lw-H-V相平衡实验研究

利用恒温压力搜索法在277．15～295．49K温度范围内测量了3组含R-134a混合气体生成水合物的相平衡条件，结果表明在实验温度范圊内R-134a显著降低甲烷和氢气形成水合物的压力；对其中一组数据采用Parrish-Prausnitz模型进行了相平衡预测计算，并修正了该奈件下的Langmuir经验常数，修正前后模型计算的最大压力误差分别为25．6％和4．11％，表明经验参数的修正改进了预测结果。     

峰值渡越时间法测气固两相流流量

提出了一种测量气固两相流流量的方法－峰值渡越时间法，即利用一流团流过上下游两个传感器时所引起的输出时间差来测流速，并利用8098单片机予以实现，同时给出了噪声发生器对比试验结果。结果表明，用峰值渡越时间法测量柱塞状流体测量，响应时间不超过1s,精度可达1％。     

基于TinyOS的TDOA测距误差修正方法

为进一步提高传感器节点间距离的测量精度,分析了基于TinyOS的TDOA测距方法的误差来源,提出了路径平均温度补偿、时间因子补偿和位同步补偿等误差修正方法,建立了以最小二乘法为基础的误差修正数学模型. 实验结果表明,修正算法及所建立的数学模型能有效抑制测量误差,提高测量精度.     

基于Simulink的IGBT模块的结温计算

为探究绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块在长时间疲劳损伤累积下造成的失效问题,采用电-热模拟法测量IGBT模块的结温。以三相桥式逆变器为例,应用开关周期方法计算IGBT和续流二极管(FWD)的功率损耗。基于MATLAB/Simulink搭建IGBT模块结温计算模型及热网络模型,对IGBT模块结温进行仿真,采用IPOSIM软件验证搭建模型的准确性。研究表明,IGBT模块平均结温随输出频率增加有所降低,随器件开关频率的增加而增加,模块结温与环境温度变化趋势相一致。该方法不需要直接接触功率器件,而且计算量小,结果准确。     

椭圆偏振仪测量误差的修正

为了消除单波长消光椭圆偏振仪测量薄膜光学参数的测量误差,从椭圆偏振仪的测量原理和方法分析了椭圆偏振法测量薄膜折射率和厚度可能的误差来源.表明对测量结果影响比较大的是起偏器P的零点误差δp和1/4波片偏离45°的数值误差δ2,给出了消除误差的方法.用椭圆偏振仪进行了测量实验,对测量结果进行了系统误差修正,修正比可达到1.7%.     

慢走丝线切割机床丝架的热误差建模

慢走丝线切割机床上下丝架的误差受环境温度影响变化较大,且其相对位置的改变直接造成电极丝的位姿发生变化,从而使加工精度降低.针对某大型慢走丝线切割机床,用旋量理论建立其理论热误差模型,采用有限元的方法计算在环境温度改变时上下丝架在x、y、z方向上的变形量,并用MATLAB处理得出电极丝位姿在笛卡儿坐标系中的变化情况.构建实验平台实测不同环境温度下线切割机床上下丝架的热变形,基于径向基函数(radical basis function,RBF)神经网络的M-RAN算法建立热误差模型.结果表明:该误差模型残差小于1μm,可以良好地反映出热误差分布及变化的规律.     

电液复合制动ECU热仿真分析

为了对汽车电液复合制动控制器（BECU）进行了完整的热仿真分析和可靠性验证．提出了一种方便准确计算控制电路模块功耗的方法，并对BECU的关键器件进行热建模，最后对实验室台架环境下的BECU进行热仿真分析，得出BECU的元器件节温都低于相应的极限节温．而且经过对比，发现布线对BECU的散热有较大的影响．     

基于传热反问题的绝缘栅双极型晶体管模块温度计算方法

在分析绝缘栅双极型晶体管(Insulated grid bipolar transistor,IGBT)模块内部传热机理的基础上,建立了集总参数的温度计算模型。采用边界元法对传热反问题的解空间进行离散。采用共轭梯度法求解传热反问题,得到较准确的等效热阻和等效热容值。该方法通过与制造商提供的IGBT模块结温实验数据和有限元方法计算的结果相比较,计算误差小于5%。     

考虑工件热变形的大型结构件误差建模与补偿

为减少大型结构件的加工误差,基于热特性分析建立了考虑工件热变形的综合误差模型及其补偿方法.分析光栅尺温度变化产生热变形的机理,并通过热流研究光栅尺局部的非线性温度变化规律,对龙门加工中心几何误差和热误差分别建模,并叠加生成复合误差模型.建立工件热变形与温度变化量之间的线性模型,并分析加工过程中复合误差与工件热变形之间的相互关系,建立考虑工件热变形的综合误差模型.利用数控系统外部机械原点偏移功能,应用自主研制的误差实时补偿系统,并依据考虑工件热变形的综合误差模型,实现对龙门加工中心的误差补偿.结果表明:只考虑机床误差时,复合误差模型有很高的预测精度,但并不能应用到有较大工件热变形的大型结构件加工中;而考虑工件热变形的综合误差模型在大型扭力臂的实际加工中效果良好,其加工定位精度至少提高了52%.     

基于导线径向温度和蠕变的导线弧垂计算方法

输电线路弧垂是线路安全运行的重要指标,针对输电导线温度非均匀分布和蠕变带来的弧垂计算偏差,本文开展了径向温度和蠕变对弧垂计算模型影响程度的研究。首先,基于导线的物理构成和结构特征建立了导线的有限元模型,对不同运行状态下的输电导线进行有限元仿真,分析了不同运行状态下的导线径向温度分布规律;其次,建立了考虑径向温差的导线应力、导线径向热膨胀和蠕变的弧垂计算模型,基于力平衡原理研究了考虑径向温差的导线径向热膨胀、导线应力与伸长量的关系,分析了蠕变与伸长量的关系,并通过伸长量与弧垂的关系函数得到导线弧垂;最后,为了验证该弧垂计算模型的准确性和实用性,本文基于陕西某110 kV实际输电线路进行了验证。结果表明：对于本现场实际运行的导线来说,蠕变对弧垂计算的准确性影响最大,其次是导线径向温差,最后是径向热膨胀;在忽略导线径向温差、径向热膨胀和蠕变时,弧垂计算的误差范围为-45.2%~-30%,最大误差高达45.2%,而本文的优化模型计算误差小于1.1%;当忽略导线径向温差和径向热膨胀时,导线弧垂计算存在误差,且随着径向温差的增大,忽略导线径向温差和径向热膨胀带来的弧垂计算误差也逐渐增大。     

磨齿机电主轴热特性及热误差建模

针对磨齿机在磨削加工时,电主轴存在热致误差等问题,提出基于模糊神经网络（FNN）建立电主轴热误差模型的方法.分析电主轴内部的热生成和热传递机理,得到内部的传热规律.通过计算热载荷和边界条件,利用有限元分析（FEA）软件对电主轴系统的温度场和热变形进行数值模拟,得到电主轴系统中温升和热变形最大的部位.通过电主轴热误差实验获得温度和热变形数据,分别训练模糊神经网络和BP神经网络,建立温度场和热变形之间的热误差模型,对主轴热误差进行预测.结果显示：在电主轴径向热误差预测模型中,模糊神经网络模型和BP模型的建模精度分别为96.74%和89.77%.这表明模糊神经网络模型建立的热误差模型,在拟合和预测精度上优于BP神经网络模型.     

基于新陈代谢原理的机床热误差伪滞后建模

为了建立预测精度高、泛化性能强的热误差预测模型,提出了一种基于新陈代谢原理的热误差伪滞后预测模型.通过实验研究发现了机床的伪滞后现象,并假设热误差是前一时刻关键点的温升及热误差共同作用的结果,求解出了机床的热关键点及典型工况下的热误差平均滞后时间.并利用遗传算法优化了最小二乘支持向量机的结构参数,基于新陈代谢原理对热误差进行迭代求解,从而建立了机床的热误差伪滞后预测模型.通过对比不同预测模型的预测结果,证明了假设的正确性,并且考虑伪滞后效应的预测模型的预测精度更高、泛化性能更好,能将不同转速的热误差降低90%以上.     

三轴加工中心热误差推定的建模方法

数控加工中心热误差的预测,可以通过机床内部的电流和速度参数,建立多元线性回归模型来实现。这与传统的热误差建模方法相比,其优点为测量方式更为直接,所需测量的对象也相应的减少。     

并联IGBT的散热有限元计算分析及试验研究

为了了解并验证在恶劣工作环境下IGBT的结温,对并联运行的IGBT的散热系统进行了适当的模型简化,基于有限元软件ANSYS的模拟计算,求解其散热系统的温度场分布.通过与试验结果进行对比研究,表明计算结果满足工程运用所需的精度要求,可应用于复杂分布功率半导体器件的热分析中.