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多相永磁电机容错型驱动控制研究

多相永磁电机容错型驱动控制研究

作者：陈光团福州大学

学位级别：硕士

多相永磁电机因其高可靠性、高功率密度、高效率的特点,在电动汽车、航空航天、工业制造等关键领域得到了广泛应用。在这些应用领域中,驱动系统的可靠性至关重要,利用多相电机的冗余自由度实现容错控制,是提高多相电机驱动系统可靠性的... 详细信息

多相永磁电机因其高可靠性、高功率密度、高效率的特点,在电动汽车、航空航天、工业制造等关键领域得到了广泛应用。在这些应用领域中,驱动系统的可靠性至关重要,利用多相电机的冗余自由度实现容错控制,是提高多相电机驱动系统可靠性的重要措施。论文针对六相串联三相双永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)串联系统全相与六相PMSM缺一相时的预测型直接转矩控制(direct torque control,DTC)策略以及六相双绕组无轴承磁通切换永磁电机(bearingless flux-switching permanent magnet motor,BFSPMM)缺相容错控制策略展开详细研究。多电机串联系统由于能降低驱动系统体积、成本以及易于实现回馈制动等优点,在纺织制造、电动汽车和工业机器人等工业应用场合具有良好的应用前景。本文针对六相串联三相双PMSM串联系统,在自然、静止、旋转坐标系下推导出其数学模型,由数学模型推导出该双PMSM串联系统的预测模型,基于旋转坐标系下的预测模型构建了该双PMSM串联系统的预测型DTC策略。为了抑制开关管死区及导通压降等非线性因素引起的零序电流,在该控制策略中引入零序电流抑制策略。仿真和实验结果表明,所提预测型DTC策略能实现两电机的独立解耦控制,且两台PMSM的转矩脉动明显比采用传统DTC时小。为提高该双PMSM串联系统的可靠性,针对六相PMSM缺一相的情况,推导出包含缺失相电压的电压表达式,基于此推导出考虑缺失相电压的双PMSM串联系统缺相预测模型。根据该预测模型,提出了一种缺相容错预测型DTC策略。仿真及实验结果表明,所提控制策略能在六相PMSM缺一相下实现两PMSM的稳定转矩输出及精确解耦控制。磁通切换永磁电机(FSPMM)是一种定子永磁型无刷电机,转子既无永磁体也无绕组的特点,使它尤为适合于高速运行的场合。无轴承FSPMM采用无轴承技术取代传统机械轴承,使其更加适用于高速运行场合。本文针对六相双绕组BFSPMM,基于Ansoft仿真结果,推导了该电机的切向旋转和径向悬浮数学模型,基于此,于Matlab中建立其仿真模型,并提出了一种BFSPMM控制策略。先由矢量控制得到功率电流给定,基于最小铜耗原则得到悬浮电流给定,再把给定电流变换到自然坐标系中,最后通过滞环比较实现相电流跟踪给定。基于同样的原则,根据缺失相电流为零的约束条件,提出功率绕组或悬浮绕组缺一相时的BFSPMM缺相容错控制策略。仿真结果表明,所提全相与缺相容错控制策略都能实现电机转矩与悬浮力的精确解耦控制。

关键词：容错控制多相电机多电机串联系统预测型直接转矩控制无轴承磁通切换永磁电机

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车窗融冰过程及监测系统设计研究

车窗融冰过程及监测系统设计研究

作者：陈光团吉林大学

学位级别：硕士

车窗融冰性能对车辆驾驶安全性有着极其重要的意义,目前车窗融冰大多采用空调系统。对车辆空调融冰性能的评估最常用的一种方法是使用透明纸来描绘冰层融化的边界,然后通过求积仪计算边界所围面积。这种方法效率低、实时性差。机器视觉... 详细信息

车窗融冰性能对车辆驾驶安全性有着极其重要的意义,目前车窗融冰大多采用空调系统。对车辆空调融冰性能的评估最常用的一种方法是使用透明纸来描绘冰层融化的边界,然后通过求积仪计算边界所围面积。这种方法效率低、实时性差。机器视觉检测系统作为一种新型的检测技术,具有速度快、精度高、非接触等优点,将其应用于车窗玻璃融冰监测中,提高车窗融冰监测的自动化程度与试验效率。首先,对课题在国内外的发展做了简单的介绍,提出车窗融冰监测的必要性。传统的除霜风道及出风口设计主要采用经验的设计方法,该方法存在许多不足,利用计算流体力学(CFD)数值模拟分析技术,用数学模型代替传统的除霜试验和模拟试验进行研究,实现数值实验,大大缩短研制周期,减少了反复试验造成的时间和经费浪费。采用理论设计后还需要对设计的产品实验检测,以评估设计的产品性能。因此,郑咏梅等人采用一种实时记录手绘图形边界轨迹和确定其包围面积的CCD检测系统。光笔和定位精度可达到10微米的量级。邓保青等人通过对面积比例系数标定方法以及局部阈值选取方法的研究,提出了一种满足一定测量速度和测量精度要求的自动检测方案。其次,对车窗融冰特性进行了基于CFD的数值模拟,在理论上对车窗融冰特性予以分析。CFD是20世纪60年代起迅速崛起的学科。CFD数值求解方法主要有有限差分法、有限单元法、边界元法以及有限分析法。FLUENT是美国FLUENT公司推出的用于模拟具有复杂外形的流体流动以及热传导的计算机软件。FLUENT的核心部分是求解模块,该模块的数学模型是以纳维—斯托克斯方程组与能量方程为主,同时包括各种湍流模型、多相流模型、燃烧与化学反应流模型、自由面模型、熔化/凝固模型以及非牛顿流体模型等。其计算精度和稳定性都优于传统编程中使用的有限差分法。用户使用时,只需选择适当的模型,定义适当的边界条件,根据所定义的一些求解控制条件如收敛条件等,可获得所需精度的解。第三,介绍了机器视觉中光电成像部分原理,其中包括了摄像镜头成像原理,CCD工作原理以及图像采集卡工作原理。同时,也对轿车车窗玻璃融冰监测系统的结构设计做了详细说明,主要介绍了系统摄像器件、成像镜头以及图像采集卡的选择问题和概括了软件系统的工作流程。最后,针对车窗融冰监测的需要,本文对车窗融冰监测系统的设计及相关图像处理计数算法做了详细的探讨。通过对已有的图像处理方法的研究,分析融冰图像特性,针对性地研究融冰图像的增强、分割、平滑等算法。试验证明,本监测系统能够很好的满足车窗融冰监测试验的需要。

关键词：车窗融冰机器视觉图像处理

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直流母线电压可变的混合式步进电机控制策略

微特电机 2017年第3期45卷 65-68页

作者：陈光团周扬忠福州大学福州350108

开环控制混合式步进电机在中高速区的负载能力与直流母线电压有关,提高直流母线电压可以提高电机的负载能力。但直接提高直流母线电压会增大混合式步进电机及功率管的损耗,降低驱动系统效率。介绍了一种根据电机负载情况控制直流母线电... 详细信息

开环控制混合式步进电机在中高速区的负载能力与直流母线电压有关,提高直流母线电压可以提高电机的负载能力。但直接提高直流母线电压会增大混合式步进电机及功率管的损耗,降低驱动系统效率。介绍了一种根据电机负载情况控制直流母线电压的步进电机控制策略。实验结果表明,该控制策略能在保持混合式步进电机最大负载能力的基础上,降低电机损耗,达到负载能力与损耗兼顾的目的。

关键词：混合式步进电机直流母线电压负载能力

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中国石油援藏教育结硕果 001

中国石油报

作者：陈光团

本报讯（通讯员陈光团）10月16日，西藏那曲双湖特别区“普九”教育工作顺利地通过西藏自治区评估验收。这是双湖教育史上的一件大喜事，也是中国石油集团和双湖区委、区政府向党的十七大胜利召开献的一份厚礼。近几年来，中...

本报讯（通讯员陈光团）10月16日，西藏那曲双湖特别区“普九”教育工作顺利地通过西藏自治区评估验收。这是双湖教育史上的一件大喜事，也是中国石油集团和双湖区委、区政府向党的十七大胜利召开献的一份厚礼。近几年来，中国石油集团投入248万元资金新建双湖区幼

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来源： cnki报纸评论

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小学语文阅读教学中问题情境的创设

文理导航(上旬) 2025年第01期 22-24页

作者：陈光达甘肃省兰州市永登县武胜驿镇中心小学

问题情境教学强调在教学过程中，问题情境的创设可以使学生处于一种真实、生动的学习环境，有助于激发学生的学习兴趣，以及培养学生的思维能力和创新能力。同时，在课堂教学中创设问题情境可以帮助学生更好地掌握课堂知识，培养自主学... 详细信息

问题情境教学强调在教学过程中，问题情境的创设可以使学生处于一种真实、生动的学习环境，有助于激发学生的学习兴趣，以及培养学生的思维能力和创新能力。同时，在课堂教学中创设问题情境可以帮助学生更好地掌握课堂知识，培养自主学习的能力，提高语文核心素养和培养美好品质。本文从小学语文阅读教学中问题情境优势及原则出发，探讨了运用情境教学的开展策略，旨在全面提升小学语文阅读教学质量，促进学生语文学科核心素养的不断强化。

关键词：小学语文阅读教学问题情境

生物可吸收板与微型钛板在不同骨质下颌骨骨折固定中的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第4期29卷 818-826页

作者：周宗昊罗思阳陈佳文陈光能冯红超贵州医科大学口腔医学院贵州省贵阳市550004 贵阳市口腔医院贵州省贵阳市550000

背景:下颌骨骨折在坚强内固定后的愈合受多种因素影响,包括接骨板的材料、骨折部位以及患者骨密度等,然而,目前对于不同骨质下下颌骨骨折固定稳定性关系的研究相对较少,并且缺乏科学的依据。目的:利用有限元法分析生物可吸收板和微型钛... 详细信息

背景:下颌骨骨折在坚强内固定后的愈合受多种因素影响,包括接骨板的材料、骨折部位以及患者骨密度等,然而,目前对于不同骨质下下颌骨骨折固定稳定性关系的研究相对较少,并且缺乏科学的依据。目的:利用有限元法分析生物可吸收板和微型钛板固定不同骨质条件下颌骨骨折的稳定性。方法:根据ZARB和LEKHOLM提出的骨质分类方法,分别建立Ⅰ-Ⅳ类下颌骨骨折三维有限元模型,每类骨质条件下分别模拟下颌骨正中、体部和下颌角3个部位的骨折模型,采用生物可吸收板(或微型钛板)对上述骨折进行内固定,模拟健侧咬合状态,利用有限元分析骨折段的相对位移与内固定物应力分布情况。结果与结论:①随着骨质等级的增加,内固定物的最大应力值基本呈逐渐增加趋势,微型钛板组、生物可吸收板组下颌体部Ⅳ类骨质下的内固定物最大应力值最高,分别为382.74,96.11 MPa;在相同骨质条件下,钛板组各部位骨折模型的内固定物最大应力值均高于生物可吸收板组。②对于Ⅲ和Ⅳ类下颌骨正中部骨折,微型钛板组、可吸收板固定组骨折断端位移较大,超过了骨愈合极限值(大于150μm);对于Ⅳ类骨质下颌骨体部骨折,生物可吸收板组骨折断端位移超过了愈合极限值,微型钛板组骨折断端位移接近愈合极限值;在相同骨质条件与骨折部位下,微型钛板组骨折断端位移要小于生物可吸收板组。③结果显示,两种内固定物的强度和刚度均足以支持Ⅰ-Ⅳ类骨质下颌骨3种部位骨折的骨愈合,并且生物可吸收板的固定稳定性与微型钛板几乎相同,可以提供骨折早期的愈合条件。在治疗下颌骨骨折时应将下颌骨骨质类型纳入考虑因素,下颌骨骨质等级越高,骨折固定的稳定性越差,术后更易发生骨愈合不良等并发症。

关键词：生物可吸收板微型钛板三维有限元分析下颌骨骨折固定方法骨质

SD大鼠乳鼠原代皮质神经元和小胶质细胞同时提取并培养的实验方法

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中国组织工程研究 2025年第7期29卷 1395-1400页

作者：何龙才宋文学明江陈光唐王军浩廖益东崔君拴徐卡娅贵州医科大学贵州省贵阳市550004 贵阳市第一人民医院贵州省贵阳市550002 贵州医科大学附属医院神经外科贵州省贵阳市550004 贵州医科大学附属医院高压氧科贵州省贵阳市550004

背景:原代皮质神经元和小胶质细胞在探索神经系统疾病细胞疗法中起着至关重要的作用,而目前获得2种细胞的方法大多较繁琐,需分别单独提取。因此找到一种便捷、快速可同时提取2种细胞的方法十分关键。目的:探索一种新型同时提取原代皮质... 详细信息

背景:原代皮质神经元和小胶质细胞在探索神经系统疾病细胞疗法中起着至关重要的作用,而目前获得2种细胞的方法大多较繁琐,需分别单独提取。因此找到一种便捷、快速可同时提取2种细胞的方法十分关键。目的:探索一种新型同时提取原代皮质神经元及小胶质细胞的方法。方法:取24 h内新生SD大鼠乳鼠,将大脑取出放入装有DMEM的培养皿中,去除软脑膜后备用。同一脑组织,先提取原代神经元,再将剩余脑组织用于提取小胶质细胞,整个过程在冰上操作。原代皮质神经元提取培养步骤:镊子夹取2.0-3.0 mm厚度大脑皮质组织置于培养皿,用木瓜蛋白酶消化20 min,中止消化后吹打组织呈互相粘连的组织悬液,吸上清细胞悬液,过滤、分装到15 mL离心管中,离心并重悬后将细胞接种于左旋多聚赖氨酸包被的6孔板爬片上放入细胞培养箱,每隔1 d观察神经元形态,第7天进行MAP2和β-Tubulin免疫荧光染色鉴定。小胶质细胞提取培养步骤:夹取上一步取皮质后剩余脑组织,厚度8-10 mm,置于培养皿,用胰酶消化20 min,中止消化后吹打组织呈匀浆,然后将匀浆转移到培养瓶中培养,第14天将培养瓶封口后进行恒温水平摇床振荡2 h,小胶质细胞脱落于上清中;取纯化后的小胶质细胞继续培养3 d进行Iba1免疫荧光染色鉴定。结果与结论:(1)神经元培养24 h后贴壁、胞体变大,部分神经元长出突触;培养到第3,5天时胞体进一步增大,大部分神经元已呈突触形态,部分神经元成团生长;第7天时,神经元突触延长增粗并互相连接成网。经β-Tubulin、MAP2免疫荧光染色鉴定为神经元。(2)小胶质细胞培养第1天换液后可见细胞贴壁生长;第3,5,7天时细胞密度均较小,细胞形态呈高亮椭圆或圆形,但已基本成团块状生长于其他细胞上层;第10天时小胶质细胞密度明显增大;第14天时小胶质细胞呈致密团块状生长于其他细胞上层,此时可进行分离纯化。取分离纯化后细胞再培养至第3天,经Iba1免疫荧光鉴定为小胶质细胞,且纯度大于95%。(3)结果表明,经此法提取并培养获得的原代皮质神经元和小胶质细胞纯度高、形态好、成活率高。

关键词：原代皮质神经元小胶质细胞 SD大鼠细胞提取细胞培养

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思政教育融入诊断学线上实践教学的探索

中国中医药现代远程教育 2025年第2期23卷 1-4页

作者：陈锦团骆云丰陈乃洁苏晓燕福建中医药大学中西医结合学院福建福州350108 福建中医药大学附属第二人民医院消化内科福建福州350003

诊断学是打开临床医学的一把钥匙,学习该课程是医学生培养医者仁心的重要环节,其线上实践教学存在挑战性。使诊断学教学与课程思政同向同行,形成协同效应,亦是其教学的重点与难点。文章从诊断学实践教学的特点出发,从思政与课程融合教... 详细信息

诊断学是打开临床医学的一把钥匙,学习该课程是医学生培养医者仁心的重要环节,其线上实践教学存在挑战性。使诊断学教学与课程思政同向同行,形成协同效应,亦是其教学的重点与难点。文章从诊断学实践教学的特点出发,从思政与课程融合教学特色、思政教育融入诊断学实践教学的具体实施等方面进行阐述,期许为思政教育融入诊断学实践教学提供思路。

关键词：诊断学实践教学课程思政网络教学

紫外线消毒系统中超声波抑垢的机制及参数优化

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土木与环境工程学报（中英文） 2025年第1期47卷 221-228页

作者：陈光赵志伟李莉重庆大学环境与生态学院重庆400045

紫外消毒技术因具有无须投加化学药剂、消毒广谱性、产生副产物少等优势越来越受重视,但石英套管结垢引起的消毒效果难以保障,成为限制紫外消毒技术发展的瓶颈。在污水厂紫外线消毒渠中搭建中试试验装置,利用超声波抑制石英套管结垢,结... 详细信息

紫外消毒技术因具有无须投加化学药剂、消毒广谱性、产生副产物少等优势越来越受重视,但石英套管结垢引起的消毒效果难以保障,成为限制紫外消毒技术发展的瓶颈。在污水厂紫外线消毒渠中搭建中试试验装置,利用超声波抑制石英套管结垢,结果表明,超声波能通过延长结垢诱导期来抑制垢的生成;以相对紫外线强度为考察对象,通过单因素试验确定超声波功率、清洗周期、超声时间合适的范围分别在500~1000 W、0.5~1.0 d、20~40 min;对于使用时间为0、0.5、1、3、5 a的石英套管,超声波均有很好的抑垢效果。为了进一步优化参数,采用Box-Behnken设计法和响应面分析方法对主要因素加以优化,得到了响应面回归模型和最优解。结果表明,超声波技术抑垢清垢的优化工艺参数为超声波功率P=965 W,清洗周期T=0.5 d,超声时间t=34 min,预测相对紫外线强度最大值为1.01。通过统计学检验,模型具有良好的拟合性,在优化工艺条件下得到的相对紫外线强度预测值与试验值接近,误差为1.00%。

关键词：超声波紫外线消毒石英套管结垢响应面法