鋰離子電池是1990年后逐漸發展起來的新一代電池，鋰電池較傳統的鎳鎘、鎳氫等電池在很多方面具有優勢，例如工作電壓高、質量輕、能量密度大、體積小、自放電率小、無記憶效應、循環壽命長等特點，因此，鋰電池作為主要能源在筆記本、手機等便攜式電子設備上的應用已非常普及。如今，新面市的磷酸鐵鋰電池擁有非常好的市場前景，因其具有優良的電池性能。但是，如何準確檢測電池的剩余電量一直是一個值得研究的問題，因其只能間接測量，不易保證準確性。鋰電池的應用發展已越來越迅速，怎樣精確估計電池電量也變得越來越重要。 目前，測量結果不準確、不全面是一部分鋰電池電量檢測系統存在的主要問題，因其忽略了能夠影響電池性能的重要因素，即溫度參數，另外還有電池自身的老化（SOH）及內阻變化等。而隨著電池使用次數的增加，電池不斷老化，電池容量就會逐漸減小，若缺少了電池額定容量滿循環校準這一步驟，將會加大電量的測量誤差，這一誤差還會隨電池使用頻率累積增大。 本文主要以MSP430單片機微控制器為核心，針對便攜式的小功率產品，設計一個鋰電池電量檢測系統，并對鋰電池組的充、放電過程進行保護。鋰電池組的電流、電壓、溫度參數將被系統控制器及時采集，為電池組剩余電量的檢測和電池組充放電保護提供理論依據。 本文首先詳細介紹了鋰電池的特性和優點，分析了其充放電特性。其次，在電池開路和負載的情況下，提出了多種估算方法并結合溫度校正來估算鋰電池的剩余容量，并將影響電池電量檢測的各種因素也考慮了進去，以實現鋰電池電量的準確估計。再次，設計了系統的硬件電路，設計了軟件程序。最后，對設計結果進行了有效性驗證。
上傳時間： 2022-06-09
上傳用戶：wangshoupeng199
1-1前言一般人所能夠感受到聲音的頻率約介於5H2-20KHz，超音波（Ultrasonic wave）即爲頻率超過20KHz以上的音波或機械振動，因此超音波馬達就是利用超音波的彈性振動頻率所構成的制動力。超音波馬達的內部主要是以壓電陶瓷材料作爲激發源，其成份是由鉛（Pb）、結（Zr）及鈦（Ti）的氧化物皓鈦酸鉛（Lead zirconate titanate，PZT）製成的。將歷電材料上下方各黏接彈性體，如銅或不銹鋼，並施以交流電壓於壓電陶瓷材料作爲驅動源，以激振彈性體，稱此結構爲定子（Stator），將其用彈簧與轉子Rotor）接觸，將所産生摩擦力來驅使轉子轉動，由於壓電材料的驅動能量很大，並足以抗衡轉子與定子間的正向力，雖然伸縮振幅大小僅有數徵米（um）的程度，但因每秒之伸縮達數十萬次，所以相較於同型的電磁式馬達的驅動能量要大的許多。超音波馬達的優點爲：1，轉子慣性小、響應時間短、速度範圍大。2，低轉速可產生高轉矩及高轉換效率。3，不受磁場作用的影響。4，構造簡單，體積大小可控制。5，不須經過齒輸作減速機構，故較爲安靜。實際應用上，超音波馬達具有不同於傳統電磁式馬達的特性，因此在不適合應用傳統馬達的場合，例如：間歇性運動的裝置、空間或形狀受到限制的場所；另外包括一些高磁場的場合，如核磁共振裝置、斷層掃描儀器等。所以未來在自動化設備、視聽音響、照相機及光學儀器等皆可應用超音波馬達來取代。
標簽： 超聲波電機
上傳時間： 2022-06-17
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在雷達信號處理中，通常可以延長積累時間以增加實際應用的能量，達到降低信號信噪比要求的日的。隨著積累時間延長，特別是當目標進行變速、轉彎等機動飛行時，目標的多普勒回波是時變的，不再能看作中穩信號，傳統的基于FFT的相參積累不再適用。本文以新體制米波舌達研制為背景，研究微弱信號長時間積累檢測的新理論和新方法，主要研究內容包括：1，對目前微弱信號長時間積累檢測問題的研究現狀進行了分析，明確了對多項式相位信號及跨距離單元積累問題研究的必要性2，研究了多項式相位信號的檢測問題，提出了先對雷達的多晉勒回波信號進行時頻分析，再利用隨機Hough變換（RHT）對得到的時頻圖進行多項式曲線檢測的方法。隨機Hough變換是針對圖象處理中直線、圓和橢圓等幾何圖形的檢測問題而提出的，本文將其借鑒到微弱信號長時間積累檢測中，克服了以往使用Hough變換通常只能分析線性調頻信號的局限。本文對影響其檢測性能的關鍵因素進行了分析，并進行了仿真，結果表明隨機Hough變換具有參數空間無限大、參數精度任意高、時間和空間復雜度低的優點，特別適合于雷達信號的長時間積累檢測。3，在雷達的長時間積累過程中，目標在整個積累時間內，可能由于徑向運動導致其回波分段出現在幾個不同的距離單元中。如果不考慮距離的走V/動，儀儀簡單地將同一個距離單元上的信號進行亂累，就無法有效地利用信號的能量。這就需要在信號處理中進行跨距離單元的積累檢測。本文將信號的時頻圖推廣到時間-多普勒頻率-距離三維空間中，將應用于二維圖像的RHT算法推廣到三維空間的檢測中。利用時間-多普勒頻率距離三維空間的直線檢測，來克服雷達回波散布在不同距離單元所帶來的信號積累問題。4，在實際應用中，隨著積累時間增加，目前有關多項式相位信號檢測和估計的方法需要的資源量，特別是存儲量也大大增加，因而很難直接應用于微弱信號的檢測。本文在高階模糊函數的基礎上，采用時域分幀處理方法，每幀進行門限預處理，剔除大部分干擾噪聲，僅保留包含目標在內的部分HAF譜成分以作后續的幀間累加，最后再進行二次門限檢測。目標多普勒回波進行兩級門限處理的方法可以有效地應用于微弱信號的檢測，減少運算量和存儲需求，有利于應用于實時信號處理系統。
上傳時間： 2022-06-17
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1.1課題研究背景溫度是關于物體冷熱程度的度量，是自然界主要的物理量之一。而溫度的測量是工業、農業、國防和科研等部門最普遍的測量項目，溫度測量儀現已廣泛應用于農業實驗室，工業，環保，衛生防疫，倉儲運輸，博物館，溫室等領域，因此溫度測量技術的研究是一個很重要的課題。而面對一些特殊的測量對象，比如在發生故障時由于電流過大或其他原因引起溫度上升而導致電器損壞的強電系統，需要監測爐內溫度的的旋轉爐，這些系統都不能用于有線數據傳輸。在某些環境惡劣的工業環境，以人工方式直接操作設置儀表溫度也不現實，因此采用無線方式進行溫度檢測尤為必要。隨著無線通訊技術的發展與廣泛應用，遠程傳輸技術正朝著低功耗、多功能化、微型化、智能化、網絡化、無線化的方向發展。1.2無線傳感網絡技術發展及現狀無線傳感網絡技術是傳感器技術、通信技術、嵌入式技術發展的產物，它將信息采集、傳輸和處理集于一體，為隨機性地研究數據提供了方便，無線傳感網絡技術正成為現代信息技術中一個熱門的研究領域，受到廣泛關注。多年來經過不同領域研究人員的研究，無線傳感網絡技術在軍事領域、精細農業、安全監控、環保監測、建筑領域、醫療監護、工業監控、智能交通、物流管理、自由空間探索、智能家居等領域的應用得到了充分的肯定和展示。在目前看來能量供給、可靠性、微型化是制約傳感器網絡技術應用的最大問題.傳感器節點通常由自身攜帶的電池俠電，能量有限，而且由于條件的限制，難以在使用過程中給節點更換電池，通過采用低頻可以減少射頻設備功耗，但頻率越低對應天線尺寸越大而不便于節點微型化。能量獲取與存儲容量與設備體積呈正比，充足的能源與微型化設計之間的矛盾難于調和。這些技術問題還有待解決，相關的研究有待深入。而我國在這方面起步晚，無線傳感網絡技術方興未艾，要想讓其更好地為人們生活服務，不僅需要研究人員開展廣泛的應用系統研究，更需要政府的引導，企業的積極參與。因此本課題的研究具有十分重要的意義。
上傳時間： 2022-06-18
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在電力系統中，發電機輸出的功率有兩種，一種是有功功率，另外一種是無功功率。有功功率是保持電設備正常運行的功率，無功功率反映了無源網絡中電源與電容和電感之間的能量轉換，雖未被網絡消耗，但反映了網絡內部與外部交換能量能力的大小。大多數電力電子裝置的功率因數很低，它們所消耗的無功功率在電力系統所輸送的電量中占有很大的比例。無功功率增加會導致電流的增大，設備及線路的損耗增加，導致大量有功電能損耗。同時使功因數偏低、系統電壓下降。無功功率如果不能就地補償，用戶負荷所需要的無功功率全靠發、院電設備長距離提供，就會使配電、輸電和發電設施不能充分發揮作用，降低發、輸電的能力，使電網的供電質量惡化，嚴重時可能會使系統電壓崩潰，造成大面積停電事故所以當無功電源容量不足時，會使電氣設備的容量得不到充分利用，降低饋電線路的輸電能力，增大線損，使系統電壓難以保證，電網向用戶輸送功率的能力也受到影響。隨著電網容量的不斷增加，對電網無功功率的要求也與日俱增，因此解決好配電電網的無功補償問題，對電網的安全和節能降耗有著重要的現實意義。\/供電系統常山于感性負截過重，造成感性無功過大，電能質量下，，功率因數過低。為提高電能質量和功率因數，維護電力系統安全、穩定地運行，常需在低壓側裝設無功補償裝置。電力設備的無功補償裝置可以分為兩部分，即硬件部分和軟件部分，而軟件部分的設備有一項重要的內容即人機界面的交互部分，如果能有一個更為人性化的人機界面，勢必會使無功補償裝置操作更為簡單方便。
上傳時間： 2022-06-18
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超聲波測距是一種非接觸式的測量方式，與其它方法相比（如電磁的或光學的方法），它不受光線、被測對象顏色的影響，對于被測物處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環境下有一定的適應能力。因此，研究超聲波在高精度測距系統中的應用具有重要的現實意義。在本文中，首先闡述了超聲波測距的發展及應用，超聲波傳感器，超聲波測距的基本原理，超聲波側距系統的關鍵技術以及如何提高超聲波測距的精度。然后設計一個小型的超聲波高精度測距系統，詳細論述了超聲波測距系統的整體結構設計和工作原理，超聲波發射與接收一體電路的實現，單片機C8051F010的特點以及單片機的外圍電路和相應的集成開發環境，以及相關程序的設計。關鍵詞：超聲波，單片機，高精度測距利用超聲波來實現定位是蝙蝠等生物作為防御和捕捉獵物的手段，生物體可以發射出人們不能聽到的超聲波（20KHz以上的聲波），借助空氣或其它介質傳播。通過捕捉障礙物反射回來的時間間隔長短和反射回來的信號強弱來判斷反射物的類型及距離的遠近。超聲學是近年來發展十分迅速的一門技術，人們采用仿真技能，利用超聲波，已應用在很多方面。超聲技術可分為檢測超聲和功率超聲，作為檢測用的超聲波顯然屬于檢測超聲的范疇"。檢測超聲主要是利用超聲的信息載體作用，即通過超聲在媒質中的傳播、吸收、散射、波形轉換等，提取反映媒質本身特性或內部結構的信息，達到檢測媒質性質、物體形狀或兒何尺寸、內部缺陷或結構的目的。利用超聲對目標進行檢測有其獨特的優點1回2：超聲波在傳播時，方向性強，能量易于集中，幾乎沿直線傳播；超聲波能在各種不同媒質中傳播，且可傳播足夠遠的距離；超聲波對色彩、光照度不敏感，對外界光線和電磁干擾不敏感，可以用于黑暗、有煙霧或灰塵、電磁干擾強等惡劣的環境中；超聲波傳感器結構簡單，體積小，費用低，信息處理簡單可靠，易于小型化和集成化。正因為超聲波有著這些獨特的優點，在國民經濟和國防中越來越被人們所重視。
上傳時間： 2022-06-18
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超聲波是一種能量存在的方式，超聲波通過高頻的振動作用于水介質，從而產生超聲空化效應，這種空化效應已經在超聲波清洗中得到應用，或者超聲波作用于傳聲媒介當中，能夠引起媒介之間發生不同的效應，已經在基礎學科研究和工程應用開發都表示出非常廣闊的應用前景[12]。按照超聲波研究內容上劃分，可以分為功率超聲和檢測超聲兩大領域Bl]。檢測超聲是工業及醫學檢查的一種方法之一，也被認為是弱超聲的“被動應用”，功率超聲主要是通過超聲接觸對接觸面進行高頻的振動摩擦，以改變介質的一些特性，所以功率超聲也被稱為“主動應用”[]。本課題主要是針對功率超聲波換能器進行研究。超聲波的產生主要依靠的是超聲波換能器。超聲波換能器是一種能夠進行機、電能量或者聲、電能量轉換的器件。對于功率超聲換能器而言，換能器通過壓電材料的壓電效應將輸入的高頻電能轉換成高頻振動的機械能量。換能器的種類有很多，應用的領域也不相同，如磁致伸縮超聲換能器間，壓電陶瓷換能器等等。目前研究最為廣泛的是壓電陶瓷換能器，壓電陶瓷換能器是依靠壓電陶瓷的壓電效應及逆壓電效應來實現能量的轉換。壓電陶瓷的壓電效應是由它的內部結構引起的，壓電材料主要有鈦酸鋇、錯鈦酸鉛、偏銳酸鉛、銳酸鉀鈉、鈦酸鉛等]。這些電介質在某一恰當的方向施加一定的外力時，會引起內部電極分布狀態發生改變，在介質的相對表面上會出現和外力成正比且極性相反的帶電電荷，這種由外力引起的電介質的現象叫做壓電效應則。相反，若在電介質上某一恰當的方向加上一定強度的外電場時，會引起電介質內部電極分布發生相應的變化，從而產生和外電場強度成正比的應變效應，這種由于外電場引起的電介質的應變現象叫做逆壓電效應]。功率超聲換能是超聲學領域中一個重要的分支學科。本課題主要針對壓電陶瓷式功率超聲波換能器展開研究。20世紀初期超聲波技術開始出現，而我國50年代才開始進行大功率超聲的研究[]。隨著科學技術的發展特別是電子技術的發展，如單片機、DSP、FPFA等微處理器得快速發展，微處理器功能越來越強大，運算速度越來也快，以及IGBT、MOSFET等功率器件的快速發展，功率器件的容量不斷的增加，響應速度不斷的提高。對超聲波發生器的要求也越來越高，體積越來越小，功能越來越強大，越來越智能，可靠性進一步提高。
標簽： 超聲波換能器
上傳時間： 2022-06-18
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在液體中發射足夠大的超聲波能量，液體會產生“空化效應”。“空化效應”是將超聲頻的振動加到清洗液中，液體內部會產生拉伸和壓縮現象，液體拉伸時會產生氣泡，液體壓縮時氣泡會被壓碎破裂。超聲波清洗的原理就是在清洗液中產生“空化效應”，氣泡的產生與破裂產生強大的機械沖擊力，用以清除物體表面的雜質、污垢和油膩。超聲波清洗機的清洗速度快，可提高生產效率；操作實現自動化，不須人手接觸清洗液，安全可靠，且節省人力；微小的氣泡可以到達特殊造型的零部件深處，對深孔、細縫和工件隱蔽處亦可清洗干凈，所以超聲清洗應用更為廣泛；清洗效果好，清潔度高且全部工件清潔度一致，實驗顯示，利用超聲波清洗技術，可得到比風吹、浸潤、蒸汽和刷子清洗更好的清洗效果。使用超聲波達到清洗目的，需要有容器與清洗液、超聲波換能器、超聲波電源。超聲波換能器是產生超聲場的部件，超聲波電源用以驅動超聲波換能器，向其提供能量，使之產生超聲場。通常的超聲波清洗機是在匹配電路上加占空比為50%的交流方波信號。本設計采用頻率自動跟蹤的方式來使超聲波換能器處于諧振，滿足超聲波電源與超聲波換能器工作在最佳狀態，使得整機達到最佳工作效率。功率檢測電路調節脈沖電壓的脈寬來改變超聲波發生器的輸出功率，以實現功率恒定。本文結合超聲波電源發展的現狀，并針對超聲波清洗機對超聲波電源的具體要求，提出了電源主電路和控制電路基本結構方案。并對電源的主電路和控制電路進行了理論設計和參數估算。設計了整流濾波電路、移相全橋變換器電路、功率控制電路、頻率跟蹤電路、匹配電路、驅動和保護電路等。文中還介紹了移相全橋的特點，具體分析了移相全橋變換的工作過程，并對移相全橋電路進行了相應的參數設計。文章最后應用PSPICE軟件對整個系統進行了仿真分析，對理論設計進行修正。結果表明系統設計可行，性能指標基本可以滿足設計要求。
上傳時間： 2022-06-18
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超聲波電源廣泛應用于超聲波加工、診斷、清洗等領域，其負載超聲波換能器是一種將超音頻的電能轉變為機械振動的器件。由于超聲換能器是一種容性負載，因此換能器與發生器之間需要進行阻抗匹配才能工作在最佳狀態。串聯匹配能夠有效濾除開關型電源輸出方波存在的高次諧波成分，因此應用較為廣泛。但是環境溫度或元件老化等原因會導致換能器的諧振頻率發生漂移，使諧振系統失諧。傳統的解決辦法就是頻率跟蹤，但是頻率跟蹤只能保證系統整體電壓電流同頻同相，由于工作頻率改變了而匹配電感不變，此時換能器內部動態支路工作在非諧振狀態，導致換能器功率損耗和發熱，致使輸出能量大幅度下降甚至停振，在實際應用中受到限制。所以，在跟蹤諧振點調節逆變器開關頻率的同時應改變匹配電感才能使諧振系統工作在最高效能狀態。針對按固定諧振點匹配超聲波換能器電感參數存在的缺點，本文應用耦合振蕩法對換能器的匹配電感和耦合頻率之間的關系建立數學模型，證實了匹配電感隨諧振頻率變化的規律。給出利用這一模型與耦合工作頻率之間的關系動態選擇換能器匹配電感的方法。經過分析比較，選擇了基于磁通控制原理的可控電抗器作為匹配電感，通過改變電抗控制度調節電抗值。并給出了實現這一方案的電路原理和控制方法。最后本文以DSPTMS320F2812為核心設計出實現這一原理的超聲波逆變電源。實驗結果表明基于磁通控制的可控電抗器可以實現電抗值隨電抗控制度線性無級可調，由于該電抗器輸出正弦波，理論上沒有諧波污染。具體采用復合控制策略，穩態時，換能器工作在DPLL鎖定頻率上；動態時，逐步修改匹配電抗大小，搜索輸出電流的最大值，再結合DPLL鎖定該頻率。配合PS-PWM可實現功率連續可調。該超聲波換能系統能夠有效的跟隨最大電流輸出頻率，即使頻率發生漂移系統仍能保持工作在最佳狀態，具有實際應用價值。
上傳時間： 2022-06-18
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超聲波具有指向性強，能量消耗緩慢，傳播距離較遠等優點，所以，在利用傳感器技術和自動控制技術相結合的測距方案中，超聲波測距是目前應用最普遍的一種，它廣泛應用于防盜、倒車雷達、水位測量、建筑施工工地以及一些工業現場。本課題詳細介紹了超聲波傳感器的原理和特性，以及Atmel公司的AT89C51單片機的性能和特點，并在分析了超聲波測距的原理的基礎上，指出了設計測距系統的思路和所需考慮的問題，給出了以AT89C51單片機為核心的低成本、高精度、微型化數字顯示超聲波測距儀的硬件電路和軟件設計方法。整個電路采用模塊化設計，由主程序、預置子程序、發射子程序、接收子程序、顯示子程序等模塊組成。各探頭的信號經單片機綜合分析處理，實現超聲波測距儀的各種功能。在此基礎上設計了系統的總體方案，最后通過硬件和軟件實現了各個功能模塊。相關部分附有硬件電路圖、程序流程圖。經實驗證明，這套系統軟硬件設計合理、抗干擾能力強、實時性良好，經過系統擴展和升級，可以有效地解決汽車倒車、建筑施工工地以及廣些工業現場的位置監控
上傳時間： 2022-06-19
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