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高中化学微课的设计与开发

高中化学微课的设计与开发

作者：付佳斌河北师范大学

学位级别：硕士

微课是指以视频为主要载体,记录教师围绕某个知识点(重点、难点、疑点)或教学环节而开展的教与学活动的全过程。在教学中使用微课不但有助于促进学生的有效自主学习,而且有助于促进教师专业水平的发展。目前关于微课的研究主要是微课的... 详细信息

微课是指以视频为主要载体,记录教师围绕某个知识点(重点、难点、疑点)或教学环节而开展的教与学活动的全过程。在教学中使用微课不但有助于促进学生的有效自主学习,而且有助于促进教师专业水平的发展。目前关于微课的研究主要是微课的基本概念、开发设计、应用以及发展过程中遇到的一些问题和微课对当今教育的影响等,而在具体学科上,尤其是化学微课的设计和开发过程及其应用研究还是比较少的,本论文将高中化学微课的设计与开发作为研究课题,希望为一线化学教师的微课设计与制作提供帮助。通过查阅、梳理“微课”的相关文献,界定了微课的相关概念和微课设计与开发的理论基础,提出了高中化学微课设计的选题策略:(1)选题要“细”(2)选题要“准”(3)选题要有效;同时制定了设计原则:(1)聚焦性原则(2)完整性原则(3)高效性原则;以及设计开发的理论分析及技术流程:(1)微课的功能分析(2)可行性分析(3)学生分析(4)教学内容和目标分析(5)教学思路设计(6)媒体设计(7)微课教学设计(8)自主学习任务单设计(9)微练习的设计(10)学习反馈设计(11)资源整理(12)脚本设计(13)确定录制方式(14)组建团队(15)硬件和软件的准备(16)微课录制(17)后期制作。并结合化学学科的特点,从高中化学教材内容中选取了具有代表性的基本概念、基本理论、元素化合物、有机化学四个知识类型,并从每个类型中分别选取了“电解池的工作原理及应用”、“化学上的“铁三角”、“离子反应”、“甲烷的取代反应”进行微课的设计与开发实践。

关键词：微课微课设计微课开发高中化学

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电动汽车的永磁无刷电机控制技术研究

电动汽车的永磁无刷电机控制技术研究

作者：付佳斌合肥工业大学

学位级别：硕士

电动汽车的应用有助于解决人类目前面临的环境、交通和能源等方面的问题。永磁无刷电机作为电动汽车动力系统广泛使用的执行装置,其控制和驱动技术是目前电动汽车领域的研究热点。本文通过参考相关文献和报道,整理并阐述了电动汽车的发... 详细信息

电动汽车的应用有助于解决人类目前面临的环境、交通和能源等方面的问题。永磁无刷电机作为电动汽车动力系统广泛使用的执行装置,其控制和驱动技术是目前电动汽车领域的研究热点。本文通过参考相关文献和报道,整理并阐述了电动汽车的发展趋势和永磁无刷电机在电动汽车领域的应用。永磁无刷电机因电流驱动模式的不同分为：直流无刷电机和永磁同步电机。本文从控制策略、驱动调制、转子位置检测等方面,分别研究并验证了两种电机相关控制技术。具体而言,本文的主要工作如下：(1)为直流无刷电机建模;研究学习换相原理、PWM驱动和双环控制策略;分析含位置传感器时换相信号不准确导致电机电流波形畸变问题的原因,定性给出判别方法,并提出初步的补偿方案;分析并总结了无位置传感器情况下反电动势过零点检测法的三种实用电路。(2)为永磁同步电机建模;研究了无位置传感器的永磁同步电机在全速度范围内运行的相关控制策略;对相关技术进行了仿真研究。具体而言：研究了两种转子初始定位算法,即预定位算法和脉冲注入法;研究了电机开环起动方案,即I-F起动算法,采用电流闭环确保稳定起动;研究了中高速区电机转速观测,包含反电动势积分法、滑模观测器法、模型参考自适应法和基于电机电气方程和运动方程的电流闭环观测器法。(3)设计并调试永磁无刷电机控制平台;三相半桥电路为主控制拓扑,TI公司TMS320F28035为主控芯片;对控制平台的硬件电路和参数设计进行详细的分析;软件部分,以模块化思维设计可靠的软件流程图,并在CCS调试环境下编写程序,系统具有可靠的检测、保护和控制功能。

关键词：电动汽车永磁同步电机控制直流无刷电机控制转子位置检测

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紧凑型混合储能脉冲功率源研究

紧凑型混合储能脉冲功率源研究

作者：付佳斌中国工程物理研究院

学位级别：硕士

本文阐述了紧凑型脉冲功率源的研究背景和意义,综述了国内外紧凑型脉冲功率源的研究现状,着重介绍了准方波输出的紧凑型脉冲功率源研究进展。在此基础上,本文提出了一种紧凑型混合储能脉冲功率源技术方案,即将脉冲形成网络和断路开关结... 详细信息

本文阐述了紧凑型脉冲功率源的研究背景和意义,综述了国内外紧凑型脉冲功率源的研究现状,着重介绍了准方波输出的紧凑型脉冲功率源研究进展。在此基础上,本文提出了一种紧凑型混合储能脉冲功率源技术方案,即将脉冲形成网络和断路开关结合起来,利用脉冲形成网络形成准方波脉冲,利用断路开关和储能电感提升电压,以最终在负载上得到高功率准方波脉冲输出。通过理论分析和数值模拟分析了电路工作原理及各主要器件参数对输出的影响等,并开展验证实验证实了该种基于脉冲形成网络和断路开关的准方波混合储能脉冲功率源技术路线的可行性。论文的研究结果对该种脉冲功率源原理认识、结构设计等具有一定的指导意义。论文研究内容主要包括以下几个方面：1.基于脉冲形成网络和断路开关的准方波混合储能脉冲功率源的工作原理分析对基于脉冲形成网络和断路开关的准方波脉冲功率源的工作原理进行了理论分析,即利用脉冲形成网络形成准方波脉冲,利用脉冲形成网络中的电感和断路开关的切换电流作用提升电压,以最终在负载上得到高功率准方波脉冲输出。利用理论分析得出的递推公式分析了该种准方波脉冲功率源的理论输出波形和倍压效果。2.准方波混合储能脉冲功率源的参数设计基于电爆炸银丝开关的比作用量模型,建立了该种准方波混合储能脉冲功率源的Pspice仿真模型,通过数值仿真对该种功率源的主要设计参数进行了优化。3.紧凑化准方波脉冲功率源的初步设计在原理分析和参数优化的基础上,保证各部件在工作电压范围内的耐压能力前提下,开展了该种混合储能脉冲功率源紧凑化设计,初步设计了紧凑型混合储能脉冲功率源结构,设计了场畸变开关、人工传输线和电爆炸金属丝开关。4.准方波混合储能脉冲功率源的验证样机搭建和初步实验研究搭建了低压验证样机,设计、制作了场畸变开关、人工传输线、水电阻负载、电阻分压器和电流线圈,初步实验研究表明：在1μF初始充电电容充电32kV时,在10Ω水电阻负载上得到电压幅值83kV,半高宽279ns,90%平顶172ns左右的脉冲输出,证明了该原理的脉冲功率源可行性。

关键词：紧凑型准方波脉冲功率源混合储能

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ns脉冲测量中的波形重建

强激光与粒子束 2010年第11期22卷 2759-2762页

作者：付佳斌卿燕玲卫兵杨礼兵中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

为修正高电压测量探头寄生参数对测量ns脉冲波形的影响,对探头的数字补偿方法进行了研究。利用对低电压标定所得标准参考信号和探头信号做傅里叶变换,得到其各自的频谱密度,然后通过相除,得到探头灵敏度与频率的关系和信号相位与频率的... 详细信息

为修正高电压测量探头寄生参数对测量ns脉冲波形的影响,对探头的数字补偿方法进行了研究。利用对低电压标定所得标准参考信号和探头信号做傅里叶变换,得到其各自的频谱密度,然后通过相除,得到探头灵敏度与频率的关系和信号相位与频率的关系。在实测时,再对测得信号做傅里叶变换,将得到的频谱密度乘以探头灵敏度及信号相位对频率的函数,通过傅里叶逆变换重建出待测信号。通过不同信号进行波形重建实验证明,此方法能够在短时间内很好地修正高电压测量探头寄生参数对ns脉冲波形的畸变。

关键词： ns脉冲脉冲测量波形重建傅里叶变换频谱

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同轴电缆测量纳秒脉冲信号衰减的数字补偿

强激光与粒子束 2011年第10期23卷 2826-2830页

作者：付佳斌卿燕玲卫兵杨礼兵丰树平中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

为了减小较长的信号传输电缆对纳秒量级前沿测量信号波形的畸变,提出了一种同轴电缆信号衰减数字补偿的方法。该方法利用信号在电缆中传输的衰减特性,结合标定或者扫频所得频响进行拟合,得到电缆的频响特性函数,再对电缆的出口信号进行... 详细信息

为了减小较长的信号传输电缆对纳秒量级前沿测量信号波形的畸变,提出了一种同轴电缆信号衰减数字补偿的方法。该方法利用信号在电缆中传输的衰减特性,结合标定或者扫频所得频响进行拟合,得到电缆的频响特性函数,再对电缆的出口信号进行反补,可以重建入口信号。经过实验验证,此补偿方法可以明显改善信号传输系统的频响特性,对于实验中的100m的SYV-50-7-2同轴电缆,补偿前传输带宽-3dB约在40MHz处,补偿后传输带宽约为1GHz。

关键词：纳秒脉冲同轴电缆信号衰减数字补偿傅里叶变换频响特性

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空腔中B-dot的低频响应特性

强激光与粒子束 2016年第1期28卷 169-173页

作者：卫兵但加坤付佳斌卿燕玲蒋吉昊傅贞任济丰树平中国工程物理研究院流体物理研究所脉冲功率科学与技术重点实验室四川绵阳621999

针对空腔中B-dot的频响特性开展了分析。当频率低于一定值时,安装在空腔中的B-dot探头的输出信号存在低频分量增益,可以用一个"负时间常数的RC高通滤波器"描述其频响特性,其本质是低频段为增益的高通滤波器。采用不同等效频率的RLC回路... 详细信息

针对空腔中B-dot的频响特性开展了分析。当频率低于一定值时,安装在空腔中的B-dot探头的输出信号存在低频分量增益,可以用一个"负时间常数的RC高通滤波器"描述其频响特性,其本质是低频段为增益的高通滤波器。采用不同等效频率的RLC回路连接安装B-dot的传输线,开展了B-dot探头低频响应的实验研究,结果表明,被测信号等效频率不同时,标定得到的磁通穿透特征时间常数以及互感系数有所不同。因此,为得到正确的修正系数,应当使标定波形的等效频率尽量接近实测波形。

关键词：脉冲电流数值补偿标定频率响应

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宽频带无源积分器的设计和实验

强激光与粒子束 2011年第4期23卷 1108-1112页

作者：卫兵卿燕玲付佳斌杨礼兵丰树平仇旭中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

为获得宽频带的无源积分器,建立了考虑杂散参数的等效电路并进行了电路仿真。结果表明无源积分器的频响上限由杂散参数决定。对于相同结构的积分器,增大RC积分常数,会使杂散参数的影响加剧,导致积分器的高频响应变差。使用同轴结构可以... 详细信息

为获得宽频带的无源积分器,建立了考虑杂散参数的等效电路并进行了电路仿真。结果表明无源积分器的频响上限由杂散参数决定。对于相同结构的积分器,增大RC积分常数,会使杂散参数的影响加剧,导致积分器的高频响应变差。使用同轴结构可以减小电容的杂散电感,提高积分器的带宽。对制作的RC常数为10μs的同轴式积分器进行了频响实验。实验结果表明:在偏差小于5%的范围内,同轴式积分器带宽为50 kHz^80 MHz。在D-dot电压探头线下标定实验和初级试验平台(PTS)单路样机激光触发开关输出电压测量中,使用该同轴积分器获取的测量波形没有波形畸变和高频干扰。

关键词：脉冲功率测量无源积分器频率响应杂散参数

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测量低频大电流的自积分罗氏线圈设计

强激光与粒子束 2010年第9期22卷 2227-2231页

作者：卫兵卿燕玲关永超仇旭付佳斌宋盛义中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

为测量电容储能脉冲功率源模块电流,设计了磁芯式自积分罗氏线圈。给出了磁芯的选择方法,分析了磁芯饱和问题。解决饱和问题的方法是使用饱和磁感应强度较大的材料,对测量线圈施加去磁磁场,以及等效减小线圈的励磁电流。分析表明:通过... 详细信息

为测量电容储能脉冲功率源模块电流,设计了磁芯式自积分罗氏线圈。给出了磁芯的选择方法,分析了磁芯饱和问题。解决饱和问题的方法是使用饱和磁感应强度较大的材料,对测量线圈施加去磁磁场,以及等效减小线圈的励磁电流。分析表明:通过增大磁芯直径和截面积,选取线径合适的导线多层绕制的方法来增大线圈自感与电阻比值,可以有效提高线圈的测量幅值范围。使用设计的线圈实测了脉冲功率源模块电流,通过改变模块的充电电压,可以得到线圈出现饱和时对应的电流值。实验结果与理论分析相符合。对于脉冲功率源模块的ms量级脉冲电流信号,改进后的自积分线圈测量范围可以超过50kA。

关键词：电流脉冲测量罗氏线圈磁芯饱和

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亚纳秒重频脉冲信号源设计与实验

强激光与粒子束 2024年第5期36卷 50-55页

作者：冯传均戴文峰徐乐王传伟付佳斌中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

亚纳秒前沿、数百伏幅度、近似高斯单周波的重频窄脉冲信号源在超宽带探测、电磁兼容测试等领域有着十分广泛的应用。设计了一种全固态Marx电路结构型重频脉冲信号源,选用云母电容、雪崩三极管、贴片电阻、电感等元器件,根据信号输出要... 详细信息

亚纳秒前沿、数百伏幅度、近似高斯单周波的重频窄脉冲信号源在超宽带探测、电磁兼容测试等领域有着十分广泛的应用。设计了一种全固态Marx电路结构型重频脉冲信号源,选用云母电容、雪崩三极管、贴片电阻、电感等元器件,根据信号输出要求优化印制电路板(PCB)布局及微带线结构,调整匹配电路元件参数,在50Ω电阻负载上获得了脉冲峰值约1 kV、脉宽约650 ps、前沿约450 ps、后沿约700 ps的单极性负脉冲信号,脉冲波形前后沿相似且光滑陡峭,实现了10 kHz重频输出,波形峰值抖动和半高宽抖动均小于10%。

关键词：高斯脉冲雪崩三极管 Marx电路脉冲源高重频