開(kāi)題報(bào)告_樣例介紹與分析.doc

大 慶 石 油 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告課程名稱 市電電壓分段檢測(cè)及報(bào)警指示電路研制 課程類型 應(yīng)用研究 院 系 電子科學(xué)學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 電子信息工程 學(xué)生姓名 姜岸明 學(xué)生學(xué)號(hào) 040901140318 指導(dǎo)教師 王明吉 2008 年 4 月5日大慶石油學(xué)院學(xué)生開(kāi)題報(bào)告表課題名稱 市電電壓分段檢測(cè)及報(bào)警指示電路研制課題來(lái)源自擬課題課題類型E指導(dǎo)教師姓名王明吉學(xué)生姓名姜岸明學(xué) 號(hào)040901140318專 業(yè)電子信息工程開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容：（調(diào)研資料的準(zhǔn)備，設(shè)計(jì)目的、要求、思路與預(yù)期成果；任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排；完成設(shè)計(jì)（論文）所具備的條件因素等。）.畢業(yè)設(shè)計(jì)資料準(zhǔn)備在畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，通過(guò)學(xué)校圖書館和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了大量的查閱資料工作，對(duì)課題有了初步的認(rèn)識(shí)。并且閱讀了相關(guān)資料。如：（1）電子工程手冊(cè)委員會(huì)，集成電路手冊(cè)委員會(huì)，中外集成電路簡(jiǎn)明速查手冊(cè)。（M）.北京：電子工業(yè)出版社（2）應(yīng)百里.集成運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用（M）.北京：高等教育出版社。（3）謝元清.模擬集成電路應(yīng)用（M）.北京：人民郵電出版社。（4）童詩(shī)白，華成英.模擬集成電路應(yīng)用（M）.北京高等教育出版社。（5）閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（M）北京：高等教育出版社。（6）郝鴻安.555集成電路使用電路集（M）上海：上?？茖W(xué)普及出版社。.設(shè)計(jì)目的與要求設(shè)計(jì)目的：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的日益提高，城市人口和建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，各種用電設(shè)備的日益增多，廣大地區(qū)的電網(wǎng)又缺欠改造和擴(kuò)容，用電環(huán)境變得越來(lái)越惡劣。日常生活中，我們不可避免地要用到家用電器等各種各樣的電器設(shè)備。由于電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，在較高的電壓下很有可能使電器設(shè)備受到損壞，而在低壓時(shí)電器設(shè)備不能正常工作。在這種情況下就需要有一個(gè)電壓報(bào)警指示設(shè)備，其可以及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行分段指示并對(duì)過(guò)、欠壓進(jìn)行指示報(bào)警，使用戶可以放心的使用各種電器設(shè)備。設(shè)計(jì)要求：（1）掌握電壓監(jiān)測(cè)和比較電路的原理；熟悉各種報(bào)警指示電路的原理；（2）會(huì)用面包板插接成功有關(guān)電路，能夠設(shè)計(jì)、制作印刷電路板，并焊接、調(diào)試成功該裝置；（3）用PROTEL繪制電路原理圖，其它圖也必須是矢量圖。.設(shè)計(jì)思路該電路的設(shè)計(jì)原理是運(yùn)用橋式電路先將電網(wǎng)上的交流電轉(zhuǎn)換成直流電以提供采樣信號(hào)，并通過(guò)穩(wěn)壓電路得到穩(wěn)定度較高的直流電壓為各種器件提供工作電壓。比較電路可以使用集成電壓比較器，也可以使用集成運(yùn)算放大器搭成（本設(shè)計(jì)使用集成電壓比較器）。報(bào)警電路既可以采用555芯片構(gòu)成的自激多諧振蕩器，也可以使用邏輯電路搭成環(huán)形振蕩器（本設(shè)計(jì)采用555芯片構(gòu)成自激多諧振蕩器）。同時(shí)用邏輯電路控制報(bào)警電路和指示電路的工作。該電路的框圖如下圖所示。穩(wěn)壓電路采樣電路比較電路邏輯控制電路報(bào)警指示電路基準(zhǔn)電路市電整流濾波電路報(bào)警指示的表現(xiàn)狀態(tài)為：在正常狀態(tài)下，報(bào)警器的正常指示燈亮（設(shè)計(jì)時(shí)選用的發(fā)光二極管的顏色為綠色），報(bào)警器不報(bào)警；在過(guò)欠壓、微欠壓、微過(guò)壓、超過(guò)壓四種狀態(tài)下，代表各自狀態(tài)的指示燈亮（各狀態(tài)的指示燈可以用發(fā)光二極管的不同顏色來(lái)加以區(qū)別），代表正常狀態(tài)的指示燈不亮，報(bào)警器產(chǎn)生報(bào)警。.預(yù)期成果理論綜述一份；畢業(yè)論文一份（含電路圖，仿真圖）；制作成功市電電壓分段檢測(cè)及報(bào)警指示電路裝置一個(gè)。.任務(wù)完成階段14周：通過(guò)大量的理論調(diào)研，查找相關(guān)資料，寫出詳細(xì)的調(diào)研及開(kāi)題報(bào)告。56周：進(jìn)一步進(jìn)行理論分析和方案比對(duì)，在眾多方案中選出合適的設(shè)計(jì)方案，準(zhǔn)備所需器材如：霍爾開(kāi)關(guān)，電阻，電容，面包板，導(dǎo)線等。712周：研制電路，插接面包板，搭建電路，并進(jìn)行性能調(diào)試，無(wú)誤后進(jìn)行實(shí)物制作，制作PCD板，焊接、檢查及測(cè)試。1314周：總結(jié)、完善、撰寫論文。15周：學(xué)習(xí)使用PPT，準(zhǔn)備論文答辯。設(shè)計(jì)并組裝一種市電電壓分段檢測(cè)及報(bào)警指示電路，用一套電路，利用開(kāi)關(guān)切換的方式，同時(shí)實(shí)現(xiàn)分三段和分五段的檢測(cè)和報(bào)警指示；用各種不同顏色的發(fā)光二極管分別指示市電電壓所處的各種狀態(tài)；對(duì)于過(guò)壓和欠壓兩種情況，用同一音響電路，給出不同聲音的報(bào)警指示；對(duì)該電路的有關(guān)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。.完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所具備的條件學(xué)校圖書館中的參考書籍，校園網(wǎng)上各種信息檢索系統(tǒng)中的相關(guān)文獻(xiàn)等。指導(dǎo)教師簽名： 日期：2008年 4 月 5 日1、課題來(lái)源：課題來(lái)源分為結(jié)合實(shí)際課題和自擬課題兩種，結(jié)合實(shí)際課題中來(lái)源于科研課題的要填寫確切基金項(xiàng)目、企事業(yè)單位項(xiàng)目，不能寫橫向、縱向課題等。2、課題類型：A工程設(shè)計(jì)；B科學(xué)實(shí)驗(yàn)；C軟件開(kāi)發(fā)；D理論研究；E應(yīng)用研究。大慶石油學(xué)院學(xué)生開(kāi)題報(bào)告表課題名稱 單峰二維溫度場(chǎng)聲學(xué)測(cè)量方法及計(jì)算機(jī)仿真研究課題來(lái)源自擬課題課題類型E指導(dǎo)教師姓名王明吉學(xué)生姓名姚長(zhǎng)慧學(xué) 號(hào)060901340225專 業(yè)應(yīng)用物理開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容：（調(diào)研資料的準(zhǔn)備，設(shè)計(jì)目的、要求、思路與預(yù)期成果；任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排；完成設(shè)計(jì)（論文）所具備的條件因素等。）.畢業(yè)設(shè)計(jì)資料準(zhǔn)備在畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，經(jīng)導(dǎo)師指導(dǎo)，通過(guò)學(xué)校圖書館和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了大量的查閱資料工作，對(duì)課題有了初步的認(rèn)識(shí)。并且閱讀了相關(guān)資料。1沈國(guó)清，安連鎖，張波等聲學(xué)法重建爐內(nèi)溫度場(chǎng)的算法研究J鍋爐技術(shù)，2005，36(6):5254 2Gerald Recktenwald.數(shù)值方法和MATLAB實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用.伍衛(wèi)國(guó)，萬(wàn)群，張輝.機(jī)械工業(yè)出版社,2004.3沈國(guó)清. 聲學(xué)方法重建爐內(nèi)溫度場(chǎng)的算法研究D.北京：華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文，2003.124鄧建中，劉之行.計(jì)算方法M.西安:西安交通大學(xué)出版社，2001(8):91-95.5解同信.最小二乘法求作擬合直線.北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)J.2006(7).6姜鳳紅三維溫度場(chǎng)聲學(xué)測(cè)量方法與技術(shù)的優(yōu)化研究D.大慶石油學(xué)院優(yōu)秀碩士論文.2008:1-9.7田豐，邵富群，王福利基于聲波的工業(yè)爐溫度場(chǎng)測(cè)量技術(shù)沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2001，18(3)：1011.設(shè)計(jì)目的與要求設(shè)計(jì)目的：溫度場(chǎng)檢測(cè)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活及加熱過(guò)程等許多方面都具有十分重要的意義。然而，溫度場(chǎng)的測(cè)量又是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題，利用傳統(tǒng)的熱電偶測(cè)溫或輻射測(cè)溫技術(shù)都很難實(shí)現(xiàn)整個(gè)溫度場(chǎng)的準(zhǔn)確測(cè)量。聲學(xué)測(cè)溫作為一種新的測(cè)溫技術(shù)，由于具有快速、精確、測(cè)量范圍寬、實(shí)時(shí)測(cè)量、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，特別是在高溫和惡劣的測(cè)溫環(huán)境中，此方法更具有傳統(tǒng)方法所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，必將在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究中起到越來(lái)越重要的作用。因此，本課題主要對(duì)聲學(xué)溫度場(chǎng)測(cè)量的方法及算法進(jìn)行了研究,并實(shí)現(xiàn)聲學(xué)方法對(duì)二維溫度場(chǎng)的測(cè)量重建及計(jì)算機(jī)仿真。設(shè)計(jì)要求：（1）掌握二維溫度場(chǎng)聲學(xué)測(cè)量方法的原理和反演原理。（2）編制反演程序，對(duì)單峰二維溫度場(chǎng)聲學(xué)測(cè)量進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。（3）對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，并加以分析。.設(shè)計(jì)思路聲學(xué)測(cè)溫系統(tǒng)的基本原理是基于氣體介質(zhì)中聲波的傳播速度是該氣體介質(zhì)函數(shù)，同時(shí)也與該氣體組分有關(guān)，在大多數(shù)應(yīng)用條件下，氣體的組分和相對(duì)含量已知，而且在很小的范圍內(nèi)變化。因此，聲音的傳播速度可以看作氣體介質(zhì)溫度的單值函數(shù) (1) 式中：c聲波在介質(zhì)中的傳播速度，m/s；R理想氣體普適常數(shù)，J/molk；氣體的絕熱指數(shù)（定壓比熱容與定容比熱容之比值）；T氣體溫度，單位為K；m氣體分子量，kg/mol。S7S6S5S4 S1 S2S3S2 圖1用聲學(xué)法重建某一截面溫度場(chǎng),其重建區(qū)域及測(cè)量系統(tǒng)分布如圖1 所示。其中,S1S8 為測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)射/ 接收傳感器,要求S1S8 對(duì)稱均勻地安裝于截面的八個(gè)位置,且位于同一平面(以下稱此平面為“典型平面”) 。考慮在同側(cè)墻壁上傳感器之間的路徑上不會(huì)產(chǎn)生明顯有效的信號(hào),因此除去本身和同側(cè)墻的接收單元,每個(gè)聲發(fā)射單元和其它接收單元可以形發(fā)射/ 接收路徑。這樣,共會(huì)形成24 條獨(dú)立有效的發(fā)射/ 接收路徑,聲波從發(fā)射傳感器到接收傳感器之間的傳輸時(shí)間TOF為： (2)式中: a 表示聲波路徑上的空間特性,即聲速的倒數(shù);ds 是聲音傳播路徑的微分。將整個(gè)溫場(chǎng)劃分成16 個(gè)區(qū)域,如圖1 中的虛線所示,從左至右,從下至上依次用數(shù)字i ( i = 1 ,2 , 16) 表示,每一個(gè)區(qū)域里的溫度是未知的,并且被假設(shè)為均勻的。溫場(chǎng)重構(gòu)的準(zhǔn)確性取決于溫場(chǎng)劃分的方法。用Sik表示第k 條聲波路徑穿過(guò)第i 個(gè)區(qū)域的路徑長(zhǎng)度,則(2) 式可表示成 （3）式中: ai 是第i 個(gè)區(qū)域的空間特性,即聲波在該區(qū)域傳播時(shí)聲速的倒數(shù), tk 是聲波沿第K條路徑的飛行時(shí)間,其與實(shí)測(cè)值TOFk 之差為 （4）應(yīng)用最小二乘法得 （5），如果存在逆矩陣,則: （6）這樣,便求出了每一分割區(qū)域的空間特性,即聲波在該區(qū)域傳播時(shí)聲速的倒數(shù)。利用(1) 式可求出各區(qū)域的平均溫度,即 （7）將各區(qū)域平均溫度作為區(qū)域幾何中心點(diǎn)的溫度,利用插值(二維插值)算法，便可擬合出整個(gè)待測(cè)二維溫度場(chǎng)。.預(yù)期成果畢業(yè)論文一份。5.任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排：1周：制定畢業(yè)設(shè)計(jì)安排計(jì)劃。23周：調(diào)研，在圖書館和微機(jī)室查找有關(guān)聲學(xué)法二維溫度場(chǎng)測(cè)量的資料及參考文獻(xiàn)。45周：學(xué)習(xí)聲學(xué)法二維溫場(chǎng)重建思想，研究和推導(dǎo)相關(guān)公式。6周：復(fù)習(xí)C語(yǔ)言知識(shí)，為編制反演程序做準(zhǔn)備。7周：復(fù)習(xí)MATLAB知識(shí)。8周：根據(jù)所學(xué)的最小二乘法編制出反演程序。9周：進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真,對(duì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。1012周：對(duì)工作進(jìn)行認(rèn)真總結(jié)，開(kāi)始寫論文。1315周：總結(jié)日志,寫出畢業(yè)論文,并準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。.完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所具備的條件計(jì)算機(jī):MATLAB軟件，C語(yǔ)言編程軟件，并練習(xí)掌握和應(yīng)用。學(xué)校圖書