光伏系统MPPT算法仿真实验平台设计

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在高校实验教学中引入虚拟仿真技术,对于强化教学内容、提高教学质量有着非常重要的意义.为此,该文搭建了基于Proteus仿真软件的低成本光伏系统最大功率点跟踪(MPPT)算法仿真实验平台,在该平台中建立了光伏阵列SPICE模型,分析了扰动观察法和电导增量法的原理,通过嵌入式Arduino UNO微控制器对两种MPPT算法进行了仿真对比分析.结果表明:扰动观察算法简单、跟踪速度较快,但跟踪过程中震荡较大;而电导增量法却具有平稳计算最大功率点的特点.
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为客观呈现国际高光谱遥感领域的研究历程与发展趋势,以Web of Science数据库中2010—2020年收录的4563篇研究文献为数据来源,采用科学计量学的方法绘制了国际高光谱遥感研究科学知识图谱.结果表明:近10年高光谱遥感相关研究文献呈现高速增长趋势,中国、美国、德国等国家的发文量较多,发文机构主要集中在各国高校;Remote Sensing of Environment和IEEE相关期刊是该领域的权威刊物,Bioucas-dias JM、Fauvel M等人在该领域基础性研究方面作出了重要贡献;
为研究挖掘机在偏载条件下的铰点受力并对关键结构件进行疲劳寿命试验,设计了一种加载系统实验装置.装置选取斗杆举升工况下的挖掘姿态作为研究对象,并对被试件进行了合理的二力杆简化,基于AEMSim对液压加载系统进行了建模仿真研究,得到了加载系统的阶跃响应特性和20Hz正弦激励信号下的响应特性曲线.结果表明,挖掘机被试件姿态选择具有代表性,液压加载系统能够满足不同加载频率下的系统响应需求,可用于性能试验仿真研究.
该文介绍了学科交叉团队在国家重点实验室发展中的重要作用,以及在实验室研究经费、平台共享、政策制定等多方面得到的支持.通过实验室建设与发展,学科交叉团队在拓展实验室研究方向、提升应用基础研究创新能力、解决行业实际问题等方面取得了良好的成果.在国家重点实验室重组时期,总结学科交叉团队培育经验,对国家重点实验室的发展有借鉴意义.
该文设计了一种基于光声光谱技术的用于测量痕量乙炔气体的实验装置,该装置主要由光纤麦克风、小型化赫里奥特池和分布反馈式半导体激光器组成.光纤麦克风采用光纤法布里-珀罗(F-P)干涉仪的结构,利用白光快速解调的方法实现F-P腔的绝对腔长解调.小型化赫里奥特池的内腔体积仅为622μL,经过优化可以实现光路的17次反射,极大地增加了气体的吸收光程.该系统具有体积小、灵敏度高和稳定性好的特点,适合用于实验教学,取得了预期的结果.
结合水污染控制技术的实际问题及科研前沿技术,设计了Fenton氧化技术降解双酚A探索型综合实验.以模拟双酚A废水为处理对象,探讨了UV/H2O2、Fenton、UV/Fenton等氧化技术降解双酚A的过程,并在此基础上利用GC-MS分析了降解中间产物,引导学生推导其降解机理.该实验项目将学科研究前沿技术与本科实验课程相结合,涵盖了高级氧化技术及色谱技术的定量和定性分析技能,具有一定的探索性和创新性.
该文提出了一种适用于低压配电网系统下的新型感应滤波配电变压器设计方法,并将其应用于综合性创新实验的教学案例中.在感应滤波配电变压器的设计中,将感应滤波技术应用于采用Ddy联结组别的配电变压器中.通过建立电路数学模型,推导阀侧产生的谐波电流与网侧电流之间的关系,揭示感应滤波配电变压器的滤波特性.该文采用ANSYS/Maxwell软件建立新型变压器的3D模型,在模型上通过仿真能量法对比工程磁路法,验证变压器绕组间短路阻抗满足技术要求;并通过磁路耦合添加滤波支路,监测变压器的网侧电流,验证其可以有效滤除电网谐波
设计了跨孔雷达检测地下结构缺陷的实验系统,由地下连续墙模型和跨孔雷达系统2部分组成.内置缺陷的地下连续墙模型为钢筋混凝土结构,尺寸5.0 m×3.0 m×4.0 m,为跨孔雷达检测提供测试条件.跨孔雷达系统硬件部分采用步进频率体制,包括网络分析仪、控制主机以及收发天线等部分;软件系统可实现数据采集、显示和储存等功能.实验测试表明,该系统实现了跨孔雷达对地下结构内部缺陷的准确检测,创新性强,有助于激发学生的科研兴趣和探索精神.
为促进浮选理论与实验教学的融合,设计了矿物颗粒与气泡碰撞、黏附实验观测装置并开发了视频数据可视化转换软件,用于观测颗粒与气泡的碰撞–黏附过程和行为,计算颗粒与气泡碰撞–黏附的过程参数和黏附效率,实现浮选理论微观知识的数据化和可视化.实验结果表明该装置结构合理、调节精准,可自动记录视频并进行数据分析.实验教学过程表明,该装置可促进开放式实验教学实践,提高学生的实验教学参与度,培养学生利用专业知识解决复杂问题的能力,培养创新性、探索性和研究型综合人才.
为满足破拆救援技能训练要求,设计了一种功能集成、便于移动的破拆救援技能训练平台,该平台既可以开展剪断、扩张、顶撑、钻凿等基础性破拆技能训练,也可以开展模拟防盗门、卷帘门、护栏、墙体、楼板破拆的应用性破拆技能训练,为各级各类救援队伍开展破拆救援技能专项训练奠定基础.
针对现有无损检测教学中非金属实验缺失问题,以玻璃纤维增强材料板材缺陷检测为典型应用场景,开发了基于STM32的玻纤增强复合材料(GFRP)缺陷无损检测与成像系统.系统由无损检测仪、共面电容探头和We b服务器三部分组成.检测仪利用电容成像方法检出缺陷,以特征幅值和相位实时表征缺陷状态,并通过Wi-Fi实现与服务器的数据交互.缺陷二维与三维成像图形及原始数据可经网页访问远程获取.测试结果表明,系统可对GFRP板材缺陷进行快速检测,独立的功能模块提高了系统的拓展性,有助于学生进行创新设计与二次开发,兼具实验教