AVR单片机中移植μC/OS-Ⅱ的研究

随着电子系统的复杂化和系统实时性需求的提高及应用软件朝着系统化方向发展的加速，在单片机系统设计中引入操作系统是必然的。μC／OS—Ⅱ操作系统已在多种微处理器中移植成功，在本文中以AVR单片机ATmega128为例详细介绍μC／OS—Ⅱ操作系统在ATmega128中移植的过程。     

倒岛膜凹槽电容式压力传感器设计与特性分析

结合岛膜结构电容式压力传感器高灵敏度和凹槽结构电容式压力传感器较好线性度的优点,设计了一种倒岛膜凹槽电容式压力传感器,并根据其结构特点建立了倒岛膜凹槽电容式压力传感器的理论模型,使用FEA（有限元分析）法分析了传感器的电容-压力特性。结果表明,设计的倒岛膜凹槽电容式压力传感器具有较好的测量特性,其测量灵敏度和线性度分别为0.00512 fF/Pa和0.98178。与相同设计参数的岛膜或凹槽电容式压力传感器相比,该传感器较好地缓解了测量灵敏度和线性度之间的矛盾问题。     

片上集成光伏微能源能量管理方案与系统设计

结合微机电系统(MEMS)无线传感器节点的功耗特点,介绍一种片上集成光伏微能源能量管理方案及系统。根据有无光照条件,能量管理方案由能量存储、混合供电、充电保护、并联供电和能量转存五个状态组成,实现能量的存储、传输和供电管理。另外,设计了片上集成光伏微能源系统,其采用固体薄膜锂离子电池为能量存储器,电容器作为辅助存储器,并利用旁路法进行能量存储器的过充电保护,在传感器激活状态利用混合供电模式为节点供电,设计系统具有较高的集成工艺兼容性和输出稳定性。     

温度对光伏电池转换特性影响的理论及实验研究

根据光伏电池的转换特性,详细分析温度对光伏电池开路电压、短路电流、填充因子及转换效率的影响。并设计测试平台,对多晶硅光伏电池实际输出转换效率的温度特性进行了实验研究。结果表明,硅光伏电池输出开路电压随温度升高的减少率约为-2.3mV/K,理想填充因子随温度升高的减少率约为-4.5×10-4/K,短路电流随温度增加而增大,其随温度升高的增加率约为1.21mA/K。总体而言,光伏电池转换效率随温度增加而减少。同时,实验结果也证明多晶硅光伏电池实际输出效率随其温度升高的减少约为-0.22%/K,实验结果与理论分析基本一致。研究结果为光伏系统的优化设计提供了理论及实验基础。     

基于模型分析的光伏/热（PV/T）太阳能系统设计方法及应用研究

根据聚光PV/T热水太阳能系统的结构特点,分析聚光PV/T热水太阳能系统的设计参数,结合聚光PV/T热水太阳能系统的能量转换、存储和传输特性及用户对系统输出电能、热能的需求,建立聚光PV/T热水太阳能系统光电、热能量转换效率、热水温度及输出电能的设计优化理论模型。并利用设计模型分析不同设计参数对系统输出热、电能量的影响,有效简化聚光PV/T热水太阳能系统的优化设计过程。另外,设计聚光PV/T热水太阳能系统样机,并对其特性进行实验分析。结果表明,系统输出能满足农村家庭对照明电能、热水的基本需要,具有较好的实用性。     

复合抛物面聚光器（CPC）在光伏/热太阳能系统中的应用及实验

为研究复合抛物面聚光器(compound parabolic concentrator,CPC)在光伏/热(PV/T)太阳能系统中的应用特性,分析CPC-PV/T集热器内部的热传输机理,建立CPC-PV/T太阳能系统的光热、光电能量转换理论。并对系统的光热、光电转换特性进行研究,结果表明,CPC型聚光器在PV/T系统中的应用,一定程度上会导致系统光热转换性能的降低,但能有效提高系统光电转换效率。另外,设计无聚光PV/T太阳能系统样机和CPC型聚光PV/T太阳能系统样机,并对2种样机的光热、光电特性进行测试及对比分析。其中,CPC-PV/T样机的热效率为39.6%、输出电效率5.4%,无聚光PV/T样机热效率为44%、输出电效率仅为4.1%,实验结果与理论分析结果一致。     

片上集成无线传感器节点光电微能源设计模型建立与分析

根据片上集成无线传感器节点光电微能源系统结构及传感器节点功耗,分析光电微能源系统各组成部分的能量参数和系统的能量转换、存储及传输机理,建立了片上集成光电微能源系统理论模型。另外,对能量存储、分配及无线传感器节点工作方式等对系统设计参数的影响进行了分析,同时,对能量存储式和能量暂存式两种能量存储模式对系统设计的影响进行了比较。结果表明,光电微能源不同的工作方式及能量管理模式直接影响微能源系统设计参数及工作特性。理论模型及分析结果为片上集成光电微能源优化设计奠定了理论基础及参考依据。     

有水气藏多相平衡结垢预测方法研究（Ⅰ）-模型的建立

在有水气藏的开采过程中往往存在地层流体的结垢问题,严重影响气井的正常生产。同油田结垢情况不同,气藏流体中各组分的相态变化对无机盐结垢的影响十分重要,特别是气组分在地层水中的溶解、析出及水自身的蒸发都严重影响着地层流体的结垢条件。本文在前人研究的基础上,进一步从热力学角度出发,提出了实际气藏流体中气-液(液烃)-液(电解质溶液)-固(无机盐垢)多相平衡的无机盐结垢预测模型;并针对存在化学反应的多相平衡体系直接求解复杂的问题,提出在物料守恒及组分物性统一的基础上分步循环计算体系中相态变化和化学平衡的简化计算方法,为有水气藏开采过程中气藏流体结垢规律的研究及预测提供了有效方法。图1参22     

强化导热相变材料对PV/PCM热控特性影响研究

文章建立了光伏/相变材料(PV/PCM)太阳能热控系统二维模型,并根据模拟结果研究了相变材料热导率对太阳电池热控特性的影响。模拟结果表明,当PCM热导率由0.3 W/(m·K)逐渐增加至1.1 W/(m·K)时,相变材料对太阳电池的热控效果越来越好。此外,文章设计了PCM热导率分别为0.8,1.1 W/(m·K)的PV/PCM太阳能热控系统实验装置,在模拟光源和自然光条件下,对太阳能热控系统实验装置的输出功率以及太阳电池的温度进行测试。实验结果表明:在模拟光源下,与无PCM太阳电池相比,PCM热导率分别为0.8,1.1 W/(m·K)的太阳电池的最高温度分别降低了4.6,10.8℃,平均输出功率分别提高了2.2%,4.1%;在自然光条件下,与无PCM太阳电池相比,PCM热导率分别为0.8,1.1 W/(m·K)的太阳电池的最高温度分别降低了9.7,12℃,平均输出功率分别提高了3.1%,5.98%。     

反凝析污染对凝析气井生产动态的影响研究

凝析气藏随着压力、温度等热动力学条件的改变,凝析油气体系的组成及其物性参数也发生变化,发生相间传质和相态变化等物理化学现象,并且存在反凝析现象,降低气相渗透率,减少气井产能。该研究使用Eclipse数值模拟软件中的组分模型,结合新疆某凝析气藏X19井地质及油藏工程资料建立单井模型,研究凝析气井生产过程中凝析油饱和度的分布状况、井底流压变化规律,以及配产气量、渗透率、生产时间等因素对于凝析气井生产动态的影响。