动力与电气工程论文范文参考 动力与电气工程毕业论文范文[精选]有关写作资料

目录

1. 第一篇动力与电气工程论文范文参考：混合动力挖掘机动臂能量回收单元及系统研究
2. 第二篇动力与电气工程论文样文：配电楼—电气设备系统的地震反应及减震控制研究
3. 第三篇动力与电气工程论文范文模板：混合动力汽车驱动的电功率管理研究
4. 第四篇动力与电气工程论文范例：带有分布参数的串联体系地震响应分析及智能控制
5. 第五篇动力与电气工程论文范文格式：基于本体的工程学科框架研究

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第一篇动力与电气工程论文范文参考：混合动力挖掘机动臂能量回收单元及系统研究

动臂能量回收是进一步降低混合动力挖掘机燃油消耗和废气排放的有效途径,对改善挖掘机高能耗、高排放的现状具有重要意义,相关研究还可为其它类型工程机械的能量回收提供一定的参考和借鉴.

对于混合动力挖掘机,能量回收的引入改变了动臂作业的控制模式,如何同时保证良好的节能性和操作性是当前制约该技术实际应用的瓶颈.为了解决该难题,论文提出了一种新型的动臂能量回收系统方案及工作原理：系统方案采用液压马达-发电机能量回收单元加串流节流阀结构,在工作原理上引入压力补偿的思想,即控制发电机使其电磁转矩自动适应负载压力,一方面保证节流阀前后压差恒定且较小,进而调节其阀口开度可有效控制动臂运动,另一方面由液压马达-发电机单元对能量进行回收再利用；根据矢量控制发电机转速信息和节流阀流量-压差映射关系对节流阀压差进行估计,并应用于基于压差控制的动臂能量回收系统,实现了可降低成本及复杂性的无传感器控制方案.此外,论文对影响能量回收系统性能的关键部件——液压马达-发电机单元进行了深入研究：针对能量回收发电机尺寸约束下保持高效率及低转矩脉动的性能要求,提出了通过参数化电磁设计模型和有限元分析对其定、转子结构参数进行分步协同优化的设计方法,兼顾了设计效率和准确性；分别在电气和机械层面探讨了液压马达-发电机单元的控制,设计了反馈和前馈相结合的电流控制器和带扰动补偿的转速控制器,保证其在转矩和转速模式下均具有较为理想的动态性能.论文提出的一整套动臂能量回收系统设计和控制方法,可同时实现良好的动臂操作性和能量的高效回收,有力地推动了动臂能量回收系统在混合动力挖掘机的实际应用.

论文各章内容分述如下：

第一章阐述了当前能源紧缺、环境恶化背景下开展挖掘机动臂能量回收研究的重要意义；介绍了工程机械动臂能量回收的研究现状,分析了几种能量回收方案的特点及存在的问题；针对适用于混合动力挖掘机的电气式能量回收系统,介绍了液压马达-发电机能量回收单元的元件选型,并综述了永磁发电机的设计和控制方法；最后提出了课题的主要研究内容.

第二章从总体上对混合动力挖掘机动臂能量回收系统进行了研究.分析了系统作业工况特点,归纳了系统主要性能评价指标,包括节能性和操作性.提出了液压马达-发电机能量回收单元加串联节流阀的新型系统结构方案.建立了系统主要元器件的数学模型,分析了能量传递流中各个转换环节的损耗,探讨了系统的参数设计问题,为进一步开展元件级的研究打下了基础.

第三章对能量回收发电机的设计及优化方法展开了研究.针对能量回收发电机尺寸约束下保持高效率及低转矩脉动的性能要求,提出了定、转子结构参数分步优化的设计方法：先以结构尺寸受限下的损耗最低为目标,基于参数化模型和粒子群算法获得最优的定子结构参数和磁感应强度分布；再以气隙磁感应强度的波形畸变最小为目标,利用有限元方法优化永磁体结构参数,并保证磁感应强度的实际分布与定子优化结果一致.分别对电枢反应、永磁体最大去磁、间歇性作业下的温升进行了计算和校核.研制了能量回收发电机样机并进行了性能和参数测试,测试结果验证了设计及优化方法的有效性.

第四章研究了液压马达-发电机能量回收单元的控制.在电气层面研究了永磁发电机的电流控制,为了降低反电动势的影响,设计了带前馈补偿的比例-积分电流控制器；在机械层面研究了液压马达-发电机单元的转速控制,针对液压马达入口压力变化剧烈的特点,引入了扰动补偿以提高系统的抗干扰能力.建立了相应的仿真模型,对设计的控制方法进行了仿真研究.搭建了基于模拟加载的试验台架并进行了试验研究,试验结果表明,液压马达-发电机单元在转矩和转速模式均具有良好的控制性能,为进一步研究动臂能量回收系统的控制方法提供了支撑.

第五章研究了对动臂操作性具有主导性影响的能量回收系统控制方法.结合系统结构和特点提出了三种控制方法：直接转速控制,通过控制液压马达-发电机单元的转速调节动臂液压缸速度,节流阀基本处于全开状态；负载压力控制,通过节流阀调节动臂液压缸速度,根据负载压力反馈确定单元的目标转矩；节流阀压差控制,也通过节流阀调速,但根据节流阀压差闭环控制确定单元的目标转矩.推导了系统在各种方法下的传递函数,根据对动态性能的分析和比较,论证了节流阀压差控制具有最优的频响和阻尼特性.搭建了混合动力挖掘机动臂能量回收试验台架并进行了试验研究,试验结果验证了理论分析.

第六章进一步深入研究了基于压差控制方法的能量回收系统.通过与定差减压型压力补偿器的类比,将能量回收的原理由动臂下放过程扩展到包括提升和下放的全过程,并分析了两种工况的可回收能量.为了避免使用额外的压差传感器以降低系统成本及复杂性,提出了利用矢量控制发电机的转速反馈信息和节流阀的流量-压差映射关系进行压差估计的无传感器控制方法,分别从稳态和动态上论证了有／无传感器控制的等效性.最后从操作性和节能性两方面进行了大量试验研究,试验结果表明,提出的动臂能量回收系统及控制方法在典型作业过程中具有良好的动态性能,能够适应各种动作需求；实际回收能量与理论分析一致,总回收效率在40%-50%之间,且具有一定改善空间.

第七章总结了论文的主要研究工作和创新点,并对课题后续的研究方向进行了展望.

第二篇动力与电气工程论文样文：配电楼—电气设备系统的地震反应及减震控制研究

随着国民经济的快速发展,人类的用电需求越来越大,而作为电力网络重要组成部分的变电站配电楼系统,在整个电网中起到了枢纽的作用,是保障电网安全运行的关键环节.国内外众多破坏性地震实例表明,强烈地震对配电楼系统的破坏会引发整个电力系统的破坏,从而导致严重的次生灾害和惨重的经济损失,对国计民生和经济建设影响极大.近些年来,世界各国都加强了对电力系统地震灾害的研究工作,但对配电楼系统的地震反应研究尚欠深入,诸多问题亟待解决.

本文首次考虑主体结构-电气设备相互作用,对我国变电站配电楼系统的地震反应进行了深入系统的研究,分析了配电楼系统的动力特性,研究了单向、多维地震动以及近断层地震动影响等不同类型地震动输入情况下配电楼系统的地震反应,进而采用隔震技术进行了配电楼系统的减震控制研究,根据分析结果对现行《建筑抗震设计规范》和《电力设施抗震设计规范》相关条文提出了完善建议.主要研究内容如下:

针对国内电力行业常用的两种配电楼系统,建立了考虑主体结构-电气设备相互作用的三维动力分析模型.根据主体结构型式和电气设备摆放特点分析了配电楼系统的动力特性,考察了电气设备与结构楼层质量比等因素对系统自振周期的影响,并与传统结构设计方法所得结果进行对比,得到了配电楼系统的动力特性规律.

筛选出Ⅰ～Ⅳ类场地共10条有代表性的实震记录作为地震动输入,采用时程分析法研究了地震动单向、多维输入情况下配电楼系统弹性及弹塑性阶段的地震反应.通过对框架柱底部剪力、柱顶水平位移、柱顶水平加速度以及电气设备水平加速度等地震反应结果的分析,进行了主体结构层间位移角限值及电气设备动力放大系数的修正.

首次研究了建造于近断层处配电楼系统的抗震性能,选取了100条近断层地震记录作为地震动输入,对配电楼系统主体结构和电气设备的地震反应及破坏特征进行了分析,结果表明近断层处配电楼系统的地震破坏更大.

为了确保配电楼系统的正常使用,采用基础隔震技术对配电楼系统开展了减震控制研究,分析了基础隔震配电楼系统主体结构和电气设备的地震反应.结果表明,采用基础隔震措施能够有效地减小配电楼和电气设备的地震反应,从而为同类生命线工程应用隔震技术提供了重要的借鉴和参考价值.

第三篇动力与电气工程论文范文模板：混合动力汽车驱动的电功率管理研究

随着能源、环保等问题的日益突出,混合动力电动汽车已成为近年来发展迅速的一种新型汽车,是21世纪最具发展潜力的绿色清洁汽车.电力驱动系统作为混合动力汽车的核心部分,主要涉及到储能元件的功率变换、电机驱动等技术.本文针对混合动力车载电力驱动装置中的关键技术,从以下几个方面展开研究：车载储能单元技术经济性分析以及充电管理技术、双向大功率DC-DC变换电路及其软开关方案、电流型控制策略及其电路损耗分析、无刷直流电机驱动拓扑及其控制策略.

1、本文首先列举了各种蓄电池以及超级电容器的工作特点.根据性能互补引入了混合储能的工作方式,并针对功率脉动型负载,分析了各种储能元件的容量配置方案.另外,结合具体应用实例,对蓄电池单独储能和混合储能方式进行了定量分析.同时,结合实际的充电电路,本文研究了正常充电情况下最小充电电势的确定方法.并根据混合动力系统充电管理技术的要求,提出了断续电流的数字控制策略和基于电量控制的快速充电方式.

2、本文对三种具有双向升降压功能的电路进行了比较研究,主要从有源器件的电气应力以及无源元件的体积、电气应力等方面进行.另外,在常规ZCT软开关电路的基础上研究了两种改进型ZCT方案,减少了主管的电流应力.同时,针对数字控制下的电流采样问题,本文研究了一种改进型电流采样策略,并提出数控系统最高采样频率的概念.在研究了IGBT开关损耗与续流二极管的互相关系后,本文指出IGBT开关损耗与续流二极管开关特性存在互相制约,无法通过加快换流速度来降低开关损耗.并且针对恒频、变频控制,分别研究了两种控制策略下的电路损耗情况,进而提出恒电流脉动的变频控制策略.

3、本文研究了无刷直流电机的两种驱动方式,主要从控制策略、电感损耗、转矩脉动以及系统效率等方面进行了比较研究.并且对七管驱动方式下的换相转矩脉动提出了一种双级调制策略,同时采用电流预测控制技术有效抑制了电路的LC谐振现象.另外,本文在整个调速范围内计算了无刷电机的换流角,并提出了最佳换相点的概念.通过最佳换相点控制可以在整个速度范围内减少因换相过程造成的转矩下降.针对无刷直流电机的两种恒功率调速策略,本文分析了相电感对其的影响,进而可以根据相电感来选择恒功率调速策略.从降低电路成本考虑,本文提出了一种七管电流型变流器拓扑,该电路结合了全控器件IGBT以及半控器件SCR的工作特点,能同时满足电机恒转矩、恒功率的应用要求.

4、本文研究了驱动系统的两种故障,即电机反接制动过程中的过电流故障和相序故障.指出在反接制动中电动势短接回路的存在是造成再生电流失控的根本原因,并提出了相应的双管调制策略.针对相序故障,本文分析了故障检测原理并提出自恢复策略.

5、本文完成了50kW混合动力驱动装置的工程样机,并进行了大量的实验研究,取得了满意的成果.

研究混合动力中的电力驱动技术,在学术上有助于完善和发展电力电子技术,解决大功率变换装置中存在的系统效率、拓扑选择、控制策略等问题.在工程上可以为混合动力车辆提供相关的设计指导,并能针对具体的功率变换问题提出相应的解决方案.本文以驱动装置性价比最优为目的展开相关研究,力求使混合动力汽车具有最好的经济性能和社会效益.

第四篇动力与电气工程论文范例：带有分布参数的串联体系地震响应分析及智能控制

带分布参数的串联体系是土木工程中常见的结构体系,比如：高压电气设备支架串联结构、高层框架结构、高层框架-剪力墙结构等.由于这类串联体系既有集中参数又有分布参数,而且集中参数与分布参数的节点又有柔性连接的情形,同时在地震作用下会产生较大的倾覆弯矩,因此在地震作用下带分布参数的串联体系地震响应求解、被动隔震及智能隔震比较复杂.为此本文针对带分布参数的串联体系地震响应求解、被动隔震及智能隔震的几个热点、难点问题展开研究,其中主要的工作有以下几方面：

(1)首先以单节柔性节点高压电气设备为研究对象建立单节分布参数串联体系的动力分析模型,通过分布参数梁振动理论,避免对结构的离散,集中参数通过边界条件的引入,推导出其频率方程,根据Betti定律,推导出具有单节带分布参数柔性节点串联体系的正交条件,应用此正交条件对集中参数与分布参数的振动方程解耦,推导出该单节带分布参数串联体系的广义质量及广义荷载,进一步通过振型叠加的方法求解结构的地震响应.仿真结果表明,该半解析法与有限元法计算结果相一致,说明该半解析法的正确性.最后将上述方法应用于多节柔性节点带分布参数串联体系,求解多节柔性节点高压电气设备支架串联体系的地震响应.

(2)建立了高层剪力墙结构动力分析简化模型,仿照推导柔性节点带分布参数串联体系地震响应半解析解的方法,推导出多节刚性节点带分布参数串联体系——高层剪力墙结构地震响应的半解析解；进一步建立了高层框架-剪力墙结构的动力分析模型,框架结构部分对整体结构的影响通过边界条件的引入,然后通过应用求解多节刚性节点带分布参数地震响应的求解方法求解框架-剪力墙结构的地震响应.仿真结果显示,建立的高层结构动力分析简化模型优于悬臂梁模型,而且本文推导的求解地震响应的半解析解是正确的及计算工作量小.

(3)通过并联橡胶隔震支座,实现以带分布参数的高架电气设备支架串联体系的隔震,然后建立高架电气设备支架串联隔震体系的力学模型,通过串联体系集中参数与分布参数的振动方程,推导出该串联隔震体系的频率方程、振型正交条件、广义质量与广义刚度,由于该串联隔震体系为非比例阻尼体系,通过把该串联隔震体系的非比例阻尼分解为比例阻尼部分和非比例阻尼部分,非比例阻尼部分由隔震支座的阻尼所引起,应用Hamilton原理推导出非比例阻尼部分等效振型阻尼,从而实现该体系运动方程的解耦,通过振型叠加法进行该串联隔震体系地震响应的求解.最后进行有限元软件数值积分法求解的地震响应与该半解析法求解地震响应的比较,分析半解析法求解地震响应的正确性及隔震技术的有效性.

(4)针对以高层建筑为研究对象的带分布参数串联体系,研制出双向抗拔滑动装置,该双向抗拔滑动装置既能抵抗拉力又能承受压力.将该装置设置于隔震层较大拉力的位置,与夹层橡胶隔震垫同时使用,当高层建筑在地震作用下倾覆力矩较大时,该双向滑动装置可以抵抗倾覆力矩产生的拉力,使夹层橡胶隔震垫处于受压状态.然后建立刚性节点带分布参数串联隔震体系力学模型,用推导多节柔性节点带分布参数串联隔震体系地震响应求解的方法进行推导求解刚性节点带分布参数串联隔震体系地震响应的半解析解.

(5)针对带分布参数的串联体系,借用本课题组提出的序列最优控制算法,推导出序列最优模态控制算法,然后用该算法进行带分布参数串联体系的智能隔震.由于序列最优模态控制算法振动控制时需要结构全状态,在工程应用中难于实现,因此,提出了针对序列最优模态控制算法的全维状态观测器,实现在振动控制时只要测量容易测量的状态,然后通过全维状态观测器重构结构的全部状态,从而实现序列最优模态控制算法用于带分布参数串联体系的振动控制.由于在线实时控制过程中,结构响应测量、在线计算和驱动器响应都需要消耗时间,因此时滞是不可避免的,为了解决时滞问题,提出了将径向基神经网络和序列最优模态控制算法有机结合而形成的序列最优预测模态控制器,仿真结果表明,在无时滞与有时滞情况下该控制器的控制效率良好.

(6)在双向抗拔滑动装置的基础上,设计出双向压电变摩擦控制装置,该控制装置可以在两个方向滑动产生控制力,进一步推导出该控制装置应用于结构振动控制的半主动控制算法.最后设计出一压电变摩擦控制装置,进行数值仿真,根据仿真结果,将该控制装置应用于带分布参数串联体系的智能隔震,显示出良好的控制效果.

(7)对目前进行地震响应分析及振动控制仿真软件Simulink作了详细介绍,讲述了Simulink仿真地震响应及振动控制的技术.讲述Simulink的扩展工具——S-函数的工作原理,用Simulink/S-函数实现序列最优模态控制算法变增益矩阵的技术,实现序列最优模态控制算法的模块化.最后通过Simulink软件分别建立经典最优控制算法、线性二次型高斯算法和序列最优控制算法及基于状态观测器的序列最优模态控制算法的仿真模块图.

(8)在理论研究和计算机仿真的基础上,进行了带分布参数体系的动力响应、隔震的扫频振动台试验.设计出压电变摩擦控制装置,并进行力学性能试验,然后将该控制装置用于带分布参数隔震体系,分别进行应用Passive-on与Passive-off算法的带分布参数串联隔震体系振动控制的扫频振动台试验,为该控制器的工程应用奠定了基础.

(9)将本文带分布参数地震响应分析理论及隔震技术应用于实际工程,进行了完整的带分布参数串联体系隔震分析及设计,通过计算与分析,采用本文的并联橡胶隔震支座进行带分布参数体系的隔震技术具有较好的减震效果.通过讲述该隔震技术的设计过程,为该技术广泛应用于实际工程奠定了基础.

第五篇动力与电气工程论文范文格式：基于本体的工程学科框架研究

工程学科分类是工程教育和科技教育管理的重大议题(theme),理想与实际的差距又使之成为一个严重问题(problem).本文首先展现其相关背景,包括现有学科分类和实践的复杂景象、相应研究工作的欠缺和滞后,以及新世纪工程科技和工程教育的巨大变革对新的工程学科框架的迫切需要.

本文分六章探讨工程学科框架的形态和性态.

第1章“引言”,提出并界定了研究问题与解题思路.第2章“文献探讨”,辨析“工程”、“学科”、“专业”三个基本概念,梳理相关知识论、本体论和框架理论的理论元素,以便后续章节具体应用.第3章是框架形态研究,用第一手材料展现和分析中、美、俄、英、法、德、日、澳8个国家具有代表性的工程学科框架,是为第5章的实证研究提供可靠数据的基础.第4章是框架性态定性分析与综合,借助系统过程方式,以大量经考证的历史性资料,从工程活动、工程学科、工程知识体形成模式、工程职业、工程职能、工程过程、工程应用拓展与价值等多个侧面,挖掘出工程学科知识本体的基本元素,构筑了相应的本体模型,对其内涵和可能的应用进行了较为充分的讨论.第5章是框架性态实证研究,借助SPSS软件对被统计工程学科进行了多维标度分析(MDS)、因子分析(FA)和聚类分析(CA),给出表征框架性态的多个图谱,对可视化结果,以及所有框架全样本的主因子提取与可视化分析,并简要说明了它们的应用.第6章“结论”,总结全文主要工作,阐明创新点和研究不足,对未来研究予以展望.

本文研究工作的结果表明:

一、工程学科具有框架形态的多样性.各具特色的框架形态,分类层次、学科总数和学科名称不完全相同,当然各自的功用也不尽相同:三个英语国家的工程学科分类标准具有较宽的适用性,既用作统计,也供教育、研究、招生、就业等相关使用,而其他国家的分类标准则表现出应用的“专属性”,一些国家甚至在同类型应用中又有多个专门的标准.学科框架运作于不同的主客观环境,不加剪裁地照搬照抄以谋求统一框架显然并不可取.

二、工程学科具有本体元素的同一性.不同学科框架具有相似的内在性态,即具有内在的知识本体元素同一性.框架性态蕴含在本体的基本概念集合中,包括与基础工程学科的同源派生关系、与数学及相关自然科学的亲缘互补关系、在功能对象领域的基本分布状态、在生命周期中的主要运作阶段、对工程科技的物质,以及能量和信息的负载状态.加上学科的结构指数,工程学科知识本体完整地表达了框架的性态和形态.

三、工程学科框架的图谱给人新的认知.对12个框架1327个学科样本的多元分析与可视化,确认了工程学科体系中的设计、制造与矿业工程、物理学与电气工程、化学与化学工程、土木工程、生物学、数学的显著地位和作用,机械工程和力学是工程知识本体中最具普遍性的要素,对其他工程学科起着一种基础作用,工业工程在传统框架中处于弱势地位,大力发展与之关联的生产、经营和工程服务类的学科应成为新建框架的重要考虑.框架间的根本差异主要是在生产、经营、生命和生态等功能领域的不同侧重,以及对科学依赖或技术依赖的倾向性.

四、工程学科框架的全貌得以清楚展现.由于直接采用原始资料,译词反复求证、认真校订,尽可能避免了国外信息的以讹传讹和先入为主.对全球代表性国家的典型学科分类的相对客观清晰的描述,展现了生动而丰富多彩的工程学科面貌,为今后的相关研究提供了可靠的资讯基础.

五、学科、专业和工程概念得到进一步甄别.本文初步辨析和厘定了它们的内涵、区别与联系.除了给出“工程”的知识、活动和专业的三重定义外,本文还阐释了“学科”不是科学的专属品,科学以外的学问也可以有自己的学科,“专业”(profession)以及专业界、专业人才、专业领域、专业教育、专业资格论证等等术语中的“专业”,都是专门职业的意思,中国大学里的“专业”(相当于program)则是专门学业的意思.三个术语的内涵虽有重大区别,但可借助它们的知识定义和专业(组织)定义紧密联系.

21世纪工程和工程教育的发展呼唤新的工程学科框架,以解放和促进工程科技生产力.加强工程学科知识系统的核心成分,调整学科结构,开辟新的领域,发展工程服务等等,均是构建新框架的重要途径.作为重要的理论主张,本文提出用“工程链”统合工程的过程链与价值链,对它的创新实践将创造一个“大E”的工程.

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