稀土永磁無刷直流電動機采用高磁能積的稀土永磁材料，同時采用電子換向技術去掉了電刷，使得它具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、體積小、質(zhì)量輕、損耗小、效率高、運行特性優(yōu)良等特點，從而廣泛應用于航空航天、精密儀器、工業(yè)控制等許多對電機運行性能要求較高的場合。因此，對稀土永磁無刷直流電機的研究具有重要的意義。本文對稀土永磁無刷直流電動機設計方法和分析方法進行了研究： 永磁電機設計計算中傳統(tǒng)的一般采用比較簡單的磁路法，用磁鋼工作圖計算靜態(tài)及動態(tài)的工作點，這顯然不能滿足精確性的要求。本文采用了場路結(jié)合的方法，首先利用磁路法對電機進行初步設計，然后建立有限元分析模型對電機的參數(shù)和性能進行精確分析，采用這樣的方法不但可以滿足精確性要求，同時可以縮短設計周期。 本文把有限元方法引入到了對電機性能影響較大的重要系數(shù)(如空載漏磁系數(shù)、電樞計算長度、計算極弧系數(shù)和氣隙系數(shù)等)及性能參數(shù)反電動勢、電磁轉(zhuǎn)矩、電感的計算中。以電機內(nèi)磁場有限元分析為基礎的設計結(jié)果體現(xiàn)了較高的精確度；同時，由于在大功率、高轉(zhuǎn)速的永磁無刷直流電動機中，電流受漏感的影響從而改變了電機的性能，因此漏感的作用不容忽視。本文推導了稀土永磁無刷直流電動機漏電感計算的有限元方法，引入了電機等效電阻系數(shù)，并針對電磁轉(zhuǎn)矩脈動和齒槽轉(zhuǎn)矩脈動的產(chǎn)生的原因，給出了多種有效的抑制方法，使電機設計更為合理。最后介紹了電機測試平臺的搭建和具體的測試方法，以驗證用戶關心的電機性能參數(shù)在電機設計中的正確性。
上傳時間： 2013-06-09
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本文提出了一種LED發(fā)光顯示牌的設計方案制作燈箱，其具有無燈絲光源、無逆變器能量消耗和系統(tǒng)直流供電等優(yōu)點。LED發(fā)光顯示牌是LED在照明領域中的 一個重要應用，設計原理基于Notebook的液晶顯示器，是將點光源轉(zhuǎn)換成面光源的科技產(chǎn)品。為增強顯示牌的發(fā)光效果，在設計中還合理地應用到了光學級 PMMA導光板、反射膜和擴散膜等材料，并對它們的特性及其在系統(tǒng)中的作用進行了詳細的理論分析。同時在分析大量實驗數(shù)據(jù)的基礎上，證明了設計方案 的可行性。 系統(tǒng)中的太陽電池、蓄電池、負載LED的優(yōu)化匹配也是一個值得研究的問題。本文從容量、功率匹配等方面對系統(tǒng)進行了優(yōu)化設計。 太陽能發(fā)電和常規(guī)能源發(fā)電不同，它具有隨機不確定性。而這種時變性又增加了系統(tǒng)的不穩(wěn)定性因素。本文根據(jù)課題的要求提出了一種應用于光伏照明 系統(tǒng)的充放電控制器的設計方案，較好地解決了系統(tǒng)中太陽電池輸出能量不穩(wěn)定的缺陷，同時還對蓄電池和負載LED進行各種控制和保護。最后，給出了硬 件電路的設計和軟件算法，并提供了相關實驗數(shù)據(jù)和波形。
上傳時間： 2013-06-20
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本課題是國家自然科學基金重點資助項目“微型燃氣輪機一高速發(fā)電機分布式發(fā)電與能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)研究”(50437010)的部分研究內(nèi)容。高速電機的體積小、功率密度大和效率高，正在成為電機領域的研究熱點之一。高速電機的主要特點有兩個：一是轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，二是定子繞組電流和鐵心中磁通的高頻率，由此決定了不同于普通電機的高速電機特有的關鍵技術。本文針對高速永磁電機的機械與電磁特性及其關鍵技術進行了深入地研究，主要包括以下內(nèi)容： 首先，進行了高速永磁電機轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設計與強度分析。根據(jù)永磁體抗壓強度遠大于抗拉強度的特點，提出了一種采用整體永磁體外加非導磁高強度合金鋼護套的新型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。永磁體與護套之間采用過盈配合，用護套對永磁體施加的靜態(tài)預壓力抵消高速旋轉(zhuǎn)離心力產(chǎn)生的拉應力，使永磁體高速旋轉(zhuǎn)時仍承受一定的壓應力，從而保證永磁轉(zhuǎn)子的安全運行。基于彈性力學厚壁筒理論與有限元接觸理論，建立了新型高速永磁轉(zhuǎn)子應力計算模型，確定了護套和永磁體之間的過盈量，計算了永磁體和護套中的應力分布。該種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和強度計算方法已應用于高速永磁電機的樣機設計。 其次，進行了高速永磁轉(zhuǎn)子的剛度分析和磁力軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速計算。基于電磁場理論分析了磁力軸承支承的各向同性，利用氣隙靜態(tài)偏置磁通密度計算了磁力軸承的線性支承剛度，在對高速電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)離散化的基礎上建立了磁力軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學方程，采用有限元法計算了高速永磁電機轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。利用該計算方法設計的1臺采用磁力軸承的高速電機，已成功實現(xiàn)60000r/min的運行。 再次，進行了高速永磁電機的定子設計，提出了一種新型環(huán)形繞組結(jié)構(gòu)。環(huán)型繞組線圈的下層邊放在定子鐵心的6個槽中，而上層邊分布在定子鐵心軛部外緣的24個槽中，不但增加了定子表面的通風散熱面積，使冷卻氣流直接冷卻定子繞組，更為重要的是，解決了傳統(tǒng)2極電機繞組端部軸向過長的難題，使轉(zhuǎn)子軸向長度大為縮短，從而增加了高速永磁電機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的剛度。 然后，采用場路耦合以及解析與實驗相結(jié)合的方法，分析計算了高速永磁電機的損耗和溫升，并對高速永磁發(fā)電機的電磁特性進行了仿真。高速電機的優(yōu)點是體積小和功率密度大，然而隨之而來的缺點是單位體積的損耗大，以及因散熱面積小造成的散熱困難。損耗和溫升的準確計算對高速電機的安全運行至關重要。為了準確計算高速電機的高頻鐵耗，對定子鐵心所采用的各向異性冷軋電工鋼片制作的試件，進行了不同頻率和不同軋制方向的導磁性能和損耗系數(shù)測定。然后采用場路耦合的方法，分析計算了高速電機的定子鐵耗和銅耗、轉(zhuǎn)子護套和永磁體內(nèi)的高頻附加損耗以及轉(zhuǎn)子表面的風磨損耗。在損耗分析的基礎上，計算了高速電機的溫升。最后，設計制造了一臺額定轉(zhuǎn)速為60000r/min的高速永磁電機試驗樣機，并進行了初步的試驗研究。測量了電機在不同轉(zhuǎn)速下空載運行時的定、轉(zhuǎn)子溫升及定子繞組的反電動勢波形。通過與仿真結(jié)果的對比，部分驗證了高速永磁電機理論分析和設計方法的正確性。在此基礎上，提出一種高速永磁電機的改進設計方案，為進一步的研究工作打下了基礎。
上傳時間： 2013-04-24
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本文論述了基于ST7FMC的電動摩托車控制系統(tǒng)的研究。 近年來,由于燃油交通工具尾氣排放對城市空氣造成的嚴重污染，以及人們生活水平、環(huán)保意識的逐漸提高，綠色交通工具己成為時代發(fā)展的重要課題。考慮到我國目前的國情，發(fā)展電動車具有重要的環(huán)保意義。 隨著電機技術及功率器件性能的不斷提高,電動車的控制器發(fā)展迅速。但是目前市場上大多數(shù)的電動車產(chǎn)品均采用低集成度元件控制裝置，功能過于簡單，不能充分發(fā)揮系統(tǒng)潛力及處理一些特殊的控制問題。 提出了基于意法半導體芯片ST7FMC的永磁無刷直流電動機的控制系統(tǒng)設計方案，進行了低成本、高智能的無刷直流電機控制系統(tǒng)設計，能滿足更多應用場合的需要。主要從以下幾個方面進行了分析與研究: 首先，建立無刷直流電機的數(shù)學模型，并分析其電機運行特性。 其次，根據(jù)ST專用單片機的特點詳細設計了系統(tǒng)的控制策略：將調(diào)速系統(tǒng)設計為電流、速度雙閉環(huán)的PI算法控制，以保證調(diào)速性能和電流控制精度；采用ST芯片固有的寄存器進行速度的檢測，比較精確；將相電流檢測設計成母線電流PWM On中點檢測；采用了高性能的驅(qū)動集成電路IR2136來驅(qū)動MOSFET組成的全橋逆變電路；驅(qū)動方式采用新型的凸形波驅(qū)動控制方法。 最后，組裝了試驗樣車，通過實驗室觀測及實地運行，驗證了系統(tǒng)運行的可靠性。 由此得出結(jié)論：本課題設計的基于ST7FMC的電動摩托車控制系統(tǒng)具有運行性能良好、可靠性高的特點，為后續(xù)的研究工作提供了一定的基礎。
標簽： ST7FMC 電動摩托車 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-17
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隨著采煤自動化技術的發(fā)展，對煤礦井下供電系統(tǒng)可靠性、安全性和連續(xù)性的要求越來越高的要求，因此對礦用隔爆型高壓開關智能綜合保護系統(tǒng)的研究具有重要的理論和應用價值。隨著微機保護的發(fā)展，一些新的保護原理和方案，受到越來越多的關注，并逐步得到實際應用。然而這些新方法在改善保護性能的同時也對微機保護裝置的計算精度、速度和尋址空間等提出了更高的要求，因而也對構(gòu)成微機保護裝置的硬件平臺提出了更高的要求。針對以上問題本文提出了一種新的微機保護設計方案，設計了一種基于DSP 和單片機雙CPU 結(jié)構(gòu)的微機保護系統(tǒng)，并應用于高壓開關裝置當中DSP 作為主CPU 芯片主要完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和保護等功能，8051 作為從CPU 主要完成鍵盤處理、液晶顯示處理和通訊等人機對話功能。此雙核結(jié)構(gòu)具有并行工作，分工明確的優(yōu)點，既保證了繼電保護的速動性，選擇性、靈敏性和可靠性，又實現(xiàn)了實施測量的高精度。 本文首先根據(jù)礦井高壓電網(wǎng)的實際情況，從理論上分析了礦井高壓電網(wǎng)常見故障的電氣特征，并參照相關標準制定了相應的保護原理和動作指標，尤其是針對礦井供電系統(tǒng)中普遍采用中性點不接地的情況，采用了“基于零序功率方向型”的選擇性漏電保護原理。然后分析了交流采樣、直流采樣方法的優(yōu)缺點，確定了高壓防爆開關保護系統(tǒng)的采樣方式。 保護系統(tǒng)的硬件是實現(xiàn)保護原理的平臺，其穩(wěn)定性和可靠性直接影響到保護功能的實現(xiàn)。本微機保護系統(tǒng)是基于DSP 和單片機的雙CPU 微機線路綜合保護測控裝置，DSP 的采用大大提高了保護裝置的數(shù)據(jù)處理速度，雙CPU 結(jié)構(gòu)大大提高了裝置的可靠性。另外，該裝置不僅可以完成繼電保護功能，而且緊隨當前電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的需要，還可以完成測量、控制、數(shù)據(jù)通訊的功能，亦即實現(xiàn)保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通訊一體化。
標簽： 隔爆型 保護系統(tǒng) 高壓開關
上傳時間： 2013-05-17
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數(shù)控技術是20世紀制造技術取得重大成就之一，成為當代國際間科學競爭的重點，數(shù)控技術對現(xiàn)代制造業(yè)的影響是多方面的和重大的。制造業(yè)是各種產(chǎn)業(yè)的支柱工業(yè)，數(shù)控技術和數(shù)控裝備是制造業(yè)工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎，直接影響到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力。發(fā)展數(shù)控技術和數(shù)控機床是當前制造工業(yè)技術改造，技術更新的必由之路。數(shù)控機床的發(fā)展在很大程度上取決于數(shù)控系統(tǒng)的性能和水平，而數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展及其技術基礎離不開微電子技術和計算機技術。 插補控制功能是數(shù)控制造系統(tǒng)的一個重要組成部分，是數(shù)控技術中的核心技術。它的性能直接代表制造系統(tǒng)的先進程度，它的好壞直接影響著數(shù)控加工技術的優(yōu)劣，是目前數(shù)控技術急需提高和完善的環(huán)節(jié)之一。 本論文首先對數(shù)控技術的發(fā)展史、數(shù)控技術特點、研究對象及發(fā)展趨勢等進行了概述，介紹了數(shù)控裝置的組成和工作過程，并闡述了論文的選題意義及研究內(nèi)容。 其次，在分析傳統(tǒng)基準脈沖插補、數(shù)據(jù)采樣插補算法的基礎上，著重介紹了數(shù)控技術插補原理，并且對常用的插補方法進行分析和比較。 然后，在軟件技術方面詳細地分析了逐點比較法、數(shù)字積分法、最小偏差法等實用插補算法的組成和特點，重點論述了以上各種插補算法的軟件實現(xiàn)。在硬件技術方面，在研究硬件插補器的設計原理和實現(xiàn)技術的基礎上設計了DDA法直線和圓弧的硬件插補器，說明了它的工作原理。 最后，總結(jié)性地介紹了課題的主要工作、成果和對課題的展望。
標簽： 數(shù)控機床
上傳時間： 2013-04-24
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高中壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關設備，用高中壓斷路器保護電力系統(tǒng)至今已經(jīng)歷了一段漫長歷史。從最初的油斷路器發(fā)展到壓縮空氣斷路器，再到目前作為無油化開關的真空斷路器和SF6斷路器。其中真空斷路器以其小型化和高可靠性等優(yōu)點，已在高中壓領域得到愈來愈廣泛的應用。作為真空斷路器的核心部件，真空滅弧室的研究和開發(fā)顯得尤為重要。 真空滅弧室的小型化是國外關注的問題，我國很多相關的研究所和高等院校都曾作過不少研制工作，研究的方向是采用各種縱向磁場結(jié)構(gòu)電極的真空滅弧室和尋求新的觸頭材料。由于縱向磁場結(jié)構(gòu)的電極開斷能力強，在額定短路開斷電流、設計裕度和工藝水平相同的情況下，縱向磁場的電極比橫向磁場的電極小得多。因此，采用縱向磁場結(jié)構(gòu)電極的真空滅弧室可以縮小整體尺寸。 本設計從真空滅弧室的具體模型出發(fā)，應用ANSYS8.1的電磁場分析軟件，對600A的真空滅弧室觸頭間的縱磁場進行計算與分析，可得到接近實際的動、靜觸頭電流流向矢量分布圖，線圈磁感應強度與線圈幾何尺寸的關系，觸頭開距對磁場分布的影響及電弧在不同位置時的受力分析等。由不同線圈截面積與縱磁磁場強度的關系分布，可得出在分斷電流不變的情況下，線圈愈小磁場強度愈強。由觸頭開距與磁場強度的關系，可見觸頭間距越小，兩觸頭間越能獲得較大的磁感應強度。對真空滅弧室極問磁場分布以及電弧在觸頭上不同位置受力進行分析，結(jié)果表明隨著磁感應強度變小，電弧受力也相對的變小。 通過ANSYS仿真分析，為真空斷路器滅弧室的設計提供了比較準確的數(shù)據(jù)資料。進而使產(chǎn)品的設計、開發(fā)建立在較為科學的基礎上，為產(chǎn)品實際研制提供理論依據(jù)。
上傳時間： 2013-06-20
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隨國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，用電量的日益增加，電網(wǎng)的經(jīng)濟運行已是一個不可忽視的問題。因此，如何降低網(wǎng)損，提高電力系統(tǒng)的輸電效率，保證電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行是電力系統(tǒng)面臨的實際問題，也是電力系統(tǒng)研究的主要方向之一。 電力系統(tǒng)在運行過程中，由于感性負載的存在，使電網(wǎng)無功功率大量增加。另外，近些年來，國民經(jīng)濟各部門大力推廣使用各種新型的電力電子整流裝置，他們在減少能量耗損的同時，也帶來了功率因數(shù)下降、電壓波動、閃變、三相不平衡以及諧波干擾等問題。其最終結(jié)果都是使配電設備的使用效能得不到充分發(fā)揮，設備的附加功耗增加。因此，進行有效的無功功率補償，提高功率因數(shù)是電網(wǎng)及電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的重要保證。毫無疑問，無功功率補償?shù)难芯縿菰诒匦小?我國與世界上發(fā)達國家相比，無論從電網(wǎng)功率因數(shù)還是補償深度來看，都有較大差距，因此在我國大力推廣無功補償技術尤為迫切。 對于實際應用的MCR，要求能夠自動控制。本文采用以單片機為核心的控制器方案，包括檢測電路、控制電路、觸發(fā)電路、鍵盤顯示電路和通信電路等。檢測電路用于檢測變壓器二次側(cè)的電壓和電流并獲耿同步信號；控制電路根據(jù)相應的控制策略，對檢測信號和給定輸入量進行計算，給出控制信號；觸發(fā)電路根據(jù)控制信號輸出的控制信號產(chǎn)生相應觸發(fā)角的晶閘管觸發(fā)脈沖；鍵盤可用來輸入各種控制指令，顯示電路可以直觀的輸出系統(tǒng)的各種狀態(tài)；通信電路提供與控制站的數(shù)據(jù)交換，以便實現(xiàn)電力系統(tǒng)的集中控制。 文中對補償器模型進行了實驗驗證，實驗結(jié)果與文中分析一致，說明了本文補償理論的正確性和可行性。
標簽： 電力系統(tǒng) 可控電抗器 無功功率
上傳時間： 2013-06-22
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微型燃微型燃氣輪發(fā)電機組由渦輪機、壓縮機、燃燒室、回熱器、軸承、高速發(fā)電機、電力變換系統(tǒng)、噴油系統(tǒng)等部分組成。它是一種環(huán)保型發(fā)電裝置，它可用作常規(guī)機組或緊急備用電源，也可以用于分布式發(fā)電及冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)、汽車混合動力系統(tǒng)和微型燃機-燃料電池聯(lián)合系統(tǒng)等領域。因此，研究這種動力裝置具有很重要的實用意義。 本文在分析了微型燃氣輪發(fā)電機組及其控制技術發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，根據(jù)設計要求，機組控制系統(tǒng)應能保證機組安全穩(wěn)定運行，保證機組在任何情況下，不發(fā)生超溫、超轉(zhuǎn)現(xiàn)象。同時應考慮機組從點火、加速、直至額定運行過程中，使機組能夠充分預熱，以降低對機組的熱沖擊，提高機組壽命。機組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達到95％額定轉(zhuǎn)速后投入按額定轉(zhuǎn)速控制的閉環(huán)控制，保證發(fā)電機輸出電壓和電力輸出單元穩(wěn)定工作。當發(fā)生一般性故障(按給定列表)且為無人職守狀態(tài)時，機組控制系統(tǒng)應正常停車：當機組發(fā)生一般性故障且為有人職守時，機組控制系統(tǒng)應發(fā)出聲光報警。當機組發(fā)生嚴重故障時機組控制系統(tǒng)應發(fā)出聲光報警并緊急停車。同時還應考慮設置機組調(diào)試時所需的與其它通信的數(shù)據(jù)接口。提出了微型燃氣輪發(fā)電機組控制系統(tǒng)的設計方案。 根據(jù)確定的方案和工程實際要求，完成了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、硬件和軟件的設計。以西門子S7-300PLC及相關的開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊作為發(fā)電機組的中心控制單元。完成了各PLC模塊硬件連接電路的設計，以及系統(tǒng)供電電路的設計，并完成了微型燃機發(fā)電機組的起動控制、檢測報警及停車控制的軟件設計。編程采用梯形圖語言，使程序更具可讀性。 本文采用德國西門子S7-300PLC及配套的I/0卡件作為微型燃機控制系統(tǒng)的主控制器；選用沈陽工業(yè)大學研制的全自動浮動式充電器作為電機的啟動直流電源；采用啟停自鎖邏輯解決了在停車后徹底切斷電瓶負載的問題。
標簽： PLC 發(fā)電機組 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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電力變壓器是電力系統(tǒng)中及其重要的電氣設備，它的安全運行直接關系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。變壓器長期在電網(wǎng)中運行會發(fā)生各種故障和事故，一旦遭到破壞，損失巨大。通過預防性試驗和油中溶解氣體的氣相色譜分析結(jié)果判斷變壓器的絕緣狀況，對防止事故的發(fā)生有很大作用，但定期的預防性試驗可能出現(xiàn)過多的維修和不必要的停機，又不能及時發(fā)現(xiàn)故障；而變壓器在線監(jiān)測可以及早發(fā)現(xiàn)變壓器故障，避免事故的發(fā)生，而且可以降低維護成本。 變壓器中最常發(fā)生故障的部位是繞組，它的損壞率約占整個變壓器故障的60％～70％。診斷繞組變形的方法中，頻率響應法、阻抗分析法、低壓脈沖法雖然有可取之處，但是都屬于離線方法，不能及時發(fā)現(xiàn)變壓器的故障，不適于在線測量；通過實時計算變壓器繞組短路電抗來在線診斷變壓器故障是一種有效的在線監(jiān)測方法。 本文根據(jù)變壓器繞組的短路電抗在正常運行時不發(fā)生變化，而在變壓器內(nèi)部故障時要發(fā)生變化的特性，應用辯識理論，利用變壓器三相電壓、電流的測量值來辨識繞組的短路電抗。把辨識結(jié)果對比正常時的三相繞組的短路電抗，可以發(fā)現(xiàn)繞組是否異常及故障發(fā)生的部位，保證變壓器元件得到及時更換，防止變壓器非正常退出運行。 本文采用傅立葉算法來計算變壓器三相電壓、電流采樣信號的基波分量的幅值與相角，實現(xiàn)變壓器繞組的參數(shù)辨識，此時并沒有考慮衰減直流分量。經(jīng)過分析，當采樣信號中存在衰減直流分量時傅立葉算法就會產(chǎn)生誤差，而遞推最小二乘法和卡爾曼濾波效果很好。 最后本文介紹了變壓器繞組參數(shù)辨識的實際應用與誤差分析，分析了系統(tǒng)中軟件、硬件方面的問題對測量短路電抗造成的影響；以及參數(shù)辨識的軟件設計和運行試驗，驗證了方案的可行性。
上傳時間： 2013-07-29
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