新編-電氣專業(yè)畢業(yè)設(shè)計-精品課件

1、電氣專業(yè)畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計選題農(nóng)業(yè)電氣化與自動化：康志亮一、畢業(yè)設(shè)計要求符合專業(yè)培養(yǎng)目標；應(yīng)代表本學科的先進水平；一人一題；翻譯至少一篇英文論文；開題報告；嚴禁抄襲；培養(yǎng)目標：具備電工電子、控制、自動化儀表、信息處理、系統(tǒng)工程、計算機及其網(wǎng)絡(luò)等工程技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)。二、選題從生產(chǎn)實際和科研項目中選題；從市場需求中選題；從教學實踐中選題；從專業(yè)發(fā)展前沿；從畢業(yè)實習單位和即將工作的單位要求；學生愛好注意的問題：課題難易程度與自己能力想適應(yīng)課題避免過大要有鋪墊和基礎(chǔ)（比如資料的占有、試驗條件）三、開題報告國家級項目、省部級項目、橫向合作項目、校級項目、自選項目；基礎(chǔ)型、應(yīng)用基礎(chǔ)型、應(yīng)用型、調(diào)研型；一

2、、本課題的研究意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢二、研究的主要內(nèi)容及預(yù)期目標三、研究方案四、論文進度安排五、主要參考文獻開題報告主要內(nèi)容一、本課題的研究意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢研究背景：我國是水果生產(chǎn)和消費大國。來自年全國果業(yè)學術(shù)研討會的資料表明，中國目前的水果種植面積為萬公頃，占世界果樹總面積的左右；水果年總產(chǎn)量達多萬噸，占世界果品總產(chǎn)量的.，這兩項指標都已躍居世界第一1。隨著我國人民生活水平的逐步提高，對水果的消費需求越來越大。國家統(tǒng)計局農(nóng)調(diào)總隊的一項調(diào)查表明，我國居民個人水果消費總量由年的萬噸上升到年的萬噸，年間增長倍；平均每年增長。預(yù)計到年，我國的水果消費總量將達到萬噸2

3、。隨著“三農(nóng)”政策的不斷貫徹落實，我國的果農(nóng)人口總數(shù)將不斷增加，水果消費總體上呈不斷上升的趨勢3。常見水果桃、梨、蘋果等容易遭受桃小食心蟲、梨小食心蟲的侵害，橘中會用蛆蟲侵害。同時一旦有水果受蟲害，很容易擴散，引起更大面積水果受損。由于此類蟲害可以寄生于水果內(nèi)部，早期不容易發(fā)現(xiàn)，給水過生產(chǎn)和銷售帶來很多不利4。在了解了解水果內(nèi)部蟲害的基礎(chǔ)上，用紅外光照射水果，基于紅外吸收光譜和蟲的紅外吸收光譜范圍不同這一原理，實現(xiàn)對水果的無損檢測。研究意義：目前已經(jīng)有利用計算機視覺和圖像處理技術(shù)對水果進行品質(zhì)無損檢測和自動分級的技術(shù)5、6。同時市面上也有利用紅外對水果中蛋白質(zhì)7，糖分8的含量等指標的檢測裝置，

4、運用紅外光譜分析儀，通過紅外光譜的吸收峰值進行檢測，該設(shè)備價格昂貴，不利于在實際生產(chǎn)生活中推廣。同時現(xiàn)在還沒出現(xiàn)檢測水果內(nèi)部是否遭受蟲害的技術(shù)和設(shè)備，對于本校電氣專業(yè)的同學來說是一次全新的嘗試（浙江大學在該方面研究的較多），如若本次實驗?zāi)苋〉贸晒Γ瑢楸拘Ｒ院笤诩t外方面的研究提供更多具有實踐意義的經(jīng)驗。隨著生物進化的不斷進行，蟲害也朝著多樣性方向發(fā)展，很多潛在的蟲害危機具有不可預(yù)測性，像廣元蛆蟲柑橘這種情況在沒將實物剖開之前是無法用肉眼或經(jīng)驗辨認的。項目擬在了解水果內(nèi)部蟲害形成機理的基礎(chǔ)上，采用鹵鎢燈照射水果9、10，用窄帶濾光片濾除紅外光，光電轉(zhuǎn)換芯片接收所濾出的紅外光，根據(jù)水果和蟲不同物質(zhì)

5、的紅外吸收光譜的波段不同這一原理，檢測水果內(nèi)部是否遭受蟲害，并將檢測信號進行放大，A/D轉(zhuǎn)換，單片機等一系列處理，設(shè)計出便攜式水果內(nèi)部蟲害檢測儀。研究結(jié)果可以填補我校在這個方面的空白，對水果可以進行準確的檢測，對水果實現(xiàn)標準化生產(chǎn)具有直接的指導意義。本檢測儀的開發(fā)設(shè)計將會有較高的實用價值和廣闊的經(jīng)濟前景。 該儀器可以用于多種水果的檢測，可及時發(fā)現(xiàn)水果內(nèi)部的蟲害情況。從而可以給商家提供及時的補救機會；同時，也可以讓消費者放心、安全地食用水果。主要應(yīng)用于如以下幾個方面：（一）對于工廠，可以利用該儀器在水果批量生產(chǎn)時進行檢測，避免好壞水果之間的相互感染，增長水果的保存時間。（二）對于果農(nóng)，則可以在果

6、實還未成熟的時期就可以進行對水果的檢測，及時發(fā)現(xiàn)蟲害，從而給果農(nóng)更多的補救機會。（三）對于較大的個體水果經(jīng)商戶，可以利用該儀器的檢測，讓自己的水果保持較好的質(zhì)量，從而在減少不必要的損失的同時讓消費者購買到放心、優(yōu)質(zhì)的水果，給自己增加信譽度。因此，該儀器可以給水果產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)、銷售提供更多的保障。研究現(xiàn)狀：近幾年紅外檢測技術(shù)快速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域已拓展至食品科學、農(nóng)作物生長信息檢測等領(lǐng)域11、12。因此、擬選擇用紅外線的方法來對水果內(nèi)部蟲害進行檢測。隨著檢測手段的不斷完善，檢測儀的不斷發(fā)展，質(zhì)量檢測工具的科技含量也在不斷的增加。無損檢測（NDT）技術(shù)是在不破壞被檢測對象的前提下，運用各種物理方法如聲

7、、光、電、圖像視覺技術(shù)等手段對物料進行檢測分析的一種方法和技術(shù)。一般是從外部給待測物一個能量待測物受激勵能量影響時從輸入和輸出的關(guān)系可以獲得待測物的物理化學特性。此法在獲取樣本信息的同時保證的樣本的完整性。常用的方法有力學法、電磁學法、光學法、放射性法等。隨著現(xiàn)代物理學、材料科學、微電子學等技術(shù)的發(fā)展，無損檢測技術(shù)也迅速的發(fā)展起來。近紅外光譜分析與計算機圖像技術(shù)的復合與集成,有力地推動了近工業(yè)中質(zhì)量控制和熱學等多個方面。無損檢測具有非破壞性、隨機性、現(xiàn)場檢測等優(yōu)點，且監(jiān)測數(shù)據(jù)可以連續(xù)性采集，并通過對數(shù)理分析和邏輯判斷，能夠較準確地推定出質(zhì)量的狀況13。從20世紀60年代開始，NIRS逐漸應(yīng)用到

8、水果品質(zhì)檢測中14。1986年，近紅外光譜國際委員會成立，標志著經(jīng)紅外光譜技術(shù)進入一個新的發(fā)展階段。近50年的研究，利用NIFS可以檢測蘋果、梨桃、柑橘、草莓等多種水果的品質(zhì)（如外形、含糖量、含酸量、含水量等），國內(nèi)外一些公司和科研部門研制了檢測儀器，為水果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻。發(fā)展趨勢：隨著紅外技術(shù)的推廣，紅外滿方的檢測儀器將朝著快速、便攜、低成本、低功耗以及自動化的方向發(fā)展。（1）快速性要求檢測的時間短，能迅速得到檢測結(jié)果，以適應(yīng)水果利用紅外的在線檢測和水果的生產(chǎn)，銷售。（2）便攜，體積小，能夠在離線、現(xiàn)場后在線環(huán)境下，實現(xiàn)水果的品質(zhì)的準確，無損檢測。（3）低成本，價格便宜，是普通老百

9、姓買得起，用得起。（4）低功耗，易于操作，檢測人員不需要對儀器進行復雜的調(diào)整，只需啟動幾個按鈕就可以對水果進行檢測。（5）自動化，能方便的與pc機進行通信，處理檢測測數(shù)據(jù)，建立水果品質(zhì)數(shù)據(jù)庫，監(jiān)測水果的生產(chǎn)，銷售的各個環(huán)節(jié)。二、研究的主要內(nèi)容及預(yù)期目標研究的主要內(nèi)容項目擬在了解水果內(nèi)部蟲害形成機理的基礎(chǔ)上，采用鹵鎢燈照射水果，用窄帶濾光片濾除紅外光，光電轉(zhuǎn)換芯片接收所濾出的紅外光，根據(jù)水果和蟲不同物質(zhì)的紅外吸收光譜的波段不同這一原理，檢測水果內(nèi)部是否遭受蟲害，并將檢測信號進行放大，A/D轉(zhuǎn)換，單片機等一系列處理，設(shè)計出便攜式水果內(nèi)部蟲害檢測儀。（一）、紅外檢測部分，該部分是實驗的關(guān)鍵，需找準水

10、果和蟲紅外吸收的區(qū)別，合理布置光源，設(shè)計好遮光系統(tǒng)，減少消除自然光的干擾，盡量減少紅外光的流失。（二）、單片機信號處理，放大光電轉(zhuǎn)化后的信號，進行多次比較，整合出有蟲和無蟲水果反應(yīng)在電壓上面的情況，找到總體規(guī)律，以便于區(qū)別水果中是否存在蟲害預(yù)期目標1、設(shè)計開發(fā)出便攜式水果內(nèi)部蟲害監(jiān)測儀一套2、在國內(nèi)刊物上面發(fā)表一篇論文三 、研究方案1、檢測部分用紅外漫透射的方法，亦即用鹵鎢燈照射水果，鹵鎢燈的光譜覆蓋范圍廣，發(fā)光波長范圍3502500nm，發(fā)射強度比鎢燈強，用24v，150w鹵鎢燈作為光源。雙光源，增加光照強度，再用集光器收集投射過水果的光，濾光片濾除紅外光。1、光源 2、水果 3、遮光棉 4

11、、水果托盤圖一、光源布置圖1、凸透鏡 2、光通路 3、光電換接口轉(zhuǎn)圖二、集光器圖2、監(jiān)測儀設(shè)計用opt101光電轉(zhuǎn)換芯片接收光，將模擬信號轉(zhuǎn)化位數(shù)字量，利用單片機對采集到的紅外信號進行處理，給出水果是否遭受蟲害的結(jié)論，通過聲光報警和LED顯示。3、系統(tǒng)測試 系統(tǒng)構(gòu)建完成后，對系統(tǒng)進行測試，考慮各種可能的情況，考察系統(tǒng)的抗干擾能力、穩(wěn)定性、快速性等。對系統(tǒng)不斷優(yōu)化和改進。四、論文進度安排現(xiàn)已完成的工作：已經(jīng)購買回單片機，A/D，光電轉(zhuǎn)器，鹵鎢燈凸透鏡等實驗器材光源照射，集光器系統(tǒng)已經(jīng)完成焊接完了部分電路，大致框架已經(jīng)完成 近期安排：1、2009年6月2009年7月底，繼續(xù)攻破紅外檢測部分，改進焊

12、接電路，完成設(shè)計檢測儀的后續(xù)工作2、2009年7月底2009年7月中旬撰寫論文，發(fā)表五、主要參考文獻1 chinaccm, 中國水果種植面積和產(chǎn)量雙居世界第一,20002中國信息報2019年9月17日3 農(nóng)業(yè)科技網(wǎng)4 阮逸，王培道，葉建平，中亞熱帶果樹病蟲害防治，J，中國果業(yè)信息，2009年第26卷；23-24頁5楊磊，陳坤杰，近紅外光譜在水果內(nèi)部品質(zhì)檢測中的研究進展，江西農(nóng)業(yè)學報,2019.20(1):76-816 HernandezGomez， GarciaPereira， 何勇，水果蔬菜品質(zhì)的無損檢測方法的研究與應(yīng)用，浙江大學學報，2019.30（4）：369-3747

13、 Nils B B.Stfan R.The standardization of infratec 1221 near infrared transmission instruments in the Danish network used for the determination of protein and moisture in grains J .Journal of Near Infrared Spectroscopy.2019,3(1):35-428 Larrahondo J E,Palau F,Navarrete A.et ul.Benefits and analysis of

14、 near infrared spectroscopic applications in sugarcane A.Davies A M C,Giangiacomo R.Near Infrared Spectroscopy.Proceedings of the 9th International Conference c.Chichester,UK,NIR publications.20199 范國強.基于近紅外光譜技術(shù)的蘋果內(nèi)部品質(zhì)在線檢測的機理研究.博士.山東理工大學.2019年03月10田海清. 西瓜品質(zhì)可見/近紅外光譜無損檢測技術(shù)研究.博士.浙江大學.2019年8月11 邱白晶,劉保玲,

15、吳春篤,等.近紅外處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用J.農(nóng)業(yè)工程報,2019,21(5):102-106.12 吉川年彥.用近紅外分光法無損評價農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)J.日本近畿中國農(nóng)研,2019,76:35-39.13 曾瓊，肖江文，袁建輝.淺談無損檢測技術(shù)的發(fā)展與展望.J 計量與測試技術(shù)2019年12期14 付興虎，付廣偉，畢衛(wèi)紅.近紅外光譜技術(shù)在水果品質(zhì)無損檢測中應(yīng)用的研究和現(xiàn)狀J.紅外 2019年2月，27卷，第2期1開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見及系審查后生效；2.凡所列欄目填寫

16、不下的，可以另加附頁。3.本表采取雙面復制（復?。?，且保持原格式不變，紙張限用 A4（頁邊距為上、下：2.5cm, 左為2 .6cm,右為2 .1cm；字體為宋體小四，行間距為18磅。），裝訂要整齊。 填表要求：四、文獻檢索電氣常見期刊電子測量技術(shù)、電子與信息學報、電氣自動化、自動化學報、電信技術(shù)、消息與決策、控制理論與應(yīng)用、中國電機工程學報、control and coputers、IEEE control and system Magazine.檢索工具：EI（工程檢索）、SCI（科學引文檢索）、ISI（科技會議錄檢索）國內(nèi)檢索系統(tǒng)：萬方、維普、超星、CNKI、中國學位論文全文數(shù)據(jù)庫、中國

17、會議論文全文數(shù)據(jù)庫、中國優(yōu)秀博士碩士論文數(shù)據(jù)庫；國外檢索系統(tǒng)：AIP電子期刊數(shù)據(jù)庫、APS電子期刊數(shù)據(jù)庫、springer全文電子期刊、IEEE.五、論文要求見學校通知（教務(wù)處網(wǎng)頁有格式和范文）正文是畢業(yè)論文的核心內(nèi)容，包括前言、主體、結(jié)論三大部分。通常對正文字數(shù)（包括標點符號、圖表等）都有一個要求。例如對統(tǒng)招本科生一般要求為6千字左右，通常不能少于5千漢字、但也不提倡過多、不要超過2萬漢字。六、畢業(yè)設(shè)計常用工具Matlablabview（虛擬儀器）Pspice（通用電路分析程序）Keil c51（MCU開發(fā)和仿真）CPLD/FPGA（復雜可編程邏輯器件、現(xiàn)場可編程門陣列）Protel組態(tài)軟件

18、（組態(tài)王、力控、天工、control x）VC、VB供選畢設(shè)題目(僅供參考，題目可以自選，與老師協(xié)商后定題，開題報告完成后，不允許換題)一、運動控制系統(tǒng)類畢業(yè)設(shè)計運動控制系統(tǒng)是以電動機為控制對象，以控制器為核心，以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機構(gòu)，在自動控制理論的知道下組成的電氣傳動自動控制系統(tǒng)。無位置傳感器永磁直流無刷電機的控制高層建筑供水系統(tǒng)的設(shè)計基于plc的編織袋糊口機電氣控制系統(tǒng)城市恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計電梯控制系統(tǒng)設(shè)計二、過程控制類畢業(yè)設(shè)計構(gòu)成控制一般指冶金、石油、化工、機械、電力、輕工、建材等工業(yè)部門生產(chǎn)過程的自動化，即通過采用各種自動化儀表、電子計算機等自動化技術(shù)工具，對生產(chǎn)過程的某些物

19、理參量進行自動測量和控制，以得到最優(yōu)的技術(shù)指標，提高經(jīng)濟效益和生產(chǎn)效率，節(jié)約能源和改善勞動條件等。鍋爐DCS系統(tǒng)設(shè)計冷熱水混合系統(tǒng)的解耦控制大時滯過程雙自由度自整定內(nèi)膜控制基于plc的熱泵供氣dcs子系統(tǒng)設(shè)計基于plc的單晶爐溫度控制系統(tǒng)隧道窖溫控制系統(tǒng)設(shè)計智能型溫度測量控制器的設(shè)計基于單片機的鍋爐蒸汽溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計交流變頻穩(wěn)壓電源的設(shè)計基于mcs-51單片機的信號發(fā)生器超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計予制作基于XX單片機的溫度控制系統(tǒng)高精度家用電子秤的設(shè)計與制作智能小車控制器基于單片機的打漿控制循跡小車的設(shè)計制作高精度大屏幕LED日歷時鐘基于I2C總線的XX單片機控制系統(tǒng)分布式監(jiān)控系統(tǒng)中采集控制器的

20、設(shè)計三、單片機及嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)一般指嵌入式微控制器、dsp處理器、嵌入式微處理器和嵌入式片上系統(tǒng)等所組成的系統(tǒng)。四、供配電系統(tǒng)類供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)一個重要的組成部分，是電力系統(tǒng)中110kv及以下電壓等級，對某區(qū)域或某工業(yè)企業(yè)進行電能供應(yīng)和分配的系統(tǒng)。某冶金機械修造廠全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計某塑料廠全廠總配變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計某電機廠總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計某機械廠機械加工車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計XXX輸電線路設(shè)計五、PLC+組態(tài)軟件PLC是一種以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的工業(yè)控制器1、基于plc的電動機綜合保護系統(tǒng)設(shè)計2、基于olc的智能交通控制3、plc交通燈控制4、公路

21、收費系統(tǒng)-plc車道控制系統(tǒng)5、基于plc的恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計6、基于VB的火電廠煙氣監(jiān)測系統(tǒng)的遠程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計7、基于plc的冗余軟啟動自動控制系統(tǒng)8、基于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的電梯群自動控制系統(tǒng)9、自動化倉庫plc控制系統(tǒng)的設(shè)計10、基于plc的刀具庫的控制六、電源類設(shè)計1、基于dsp的交流電機變頻調(diào)速系統(tǒng)2、獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計3、ups電源替代小型水電雜站停機事故4、可編程電源設(shè)計5、信號可編程給定器的設(shè)計七、數(shù)字仿真類用matlab對直流電機可逆調(diào)速系統(tǒng)的仿真2、基于pwm控制的并聯(lián)型電源電力濾波的matlab仿真3、計算機仿真技術(shù)在逆變焊接電源中的應(yīng)用4、異步電動機轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的ma

22、tlab仿真1、簡易室內(nèi)甲醛檢測裝置設(shè)計2、機床振動檢測3、便攜式酒精測試儀設(shè)計4、高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)5、煙道氣成分檢測八、檢測類（傳感器+labview）附開題報告范文工業(yè)的切人點，不僅是實現(xiàn)中國汽車工業(yè)技術(shù)跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略抉擇，同時也是實現(xiàn)中國汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要選擇。電池、電動機和能量轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)是新能源汽車最主要的部件，而電池要實現(xiàn)快速充電、安全等高性能，是技術(shù)門檻最高、利潤最集中的部分，投資新能源動力電池需要時間和技術(shù)的積累。由于電動汽車性能的優(yōu)劣主要取決于車載動力電池之比能量、比功率、充放電之電流大小及速度，以及充、放電循環(huán)壽命之長短等各項指標，同時電池之制造成本高低，

23、循環(huán)壽命長短決定了電動汽車的成本，所以在現(xiàn)在和將來研究著力點在于電池和電池充電器技術(shù)上12。由上面的分析可以看出，研究電動汽車充電器具有重要意義。2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和水平雖然新能源汽車動力電池及充電器發(fā)展前景好，但目前要形成市場化仍然偏低，離真正產(chǎn)業(yè)化尚需一段時間，而且，動力電池企業(yè)要真正做大做強，還要經(jīng)受產(chǎn)業(yè)規(guī)模化、大比例研發(fā)投入和國外巨頭擠壓的考驗，動力電池要想在短期內(nèi)大規(guī)模商業(yè)化還不現(xiàn)實，原因主要除了有生產(chǎn)成本高，存在不少技術(shù)瓶頸之外，基礎(chǔ)設(shè)施配套幾乎為零，基礎(chǔ)設(shè)施主要包括一些標準化的電源和充電器或者充電站等411。近年來各個國家研究得比較多的電池有鋰電池和燃料電池，其中燃料電池雖然具有

24、能量轉(zhuǎn)換效率高和“零排放”特點，因而成為電動汽車的候選電源。然而根據(jù)各國燃料電池的發(fā)展情況表明，燃料電池系統(tǒng)使用壽命太短，成本價格太高，系統(tǒng)可靠性有待提高，氫源系統(tǒng)也需要優(yōu)化，所以離商品化還有很長的道路。23鋰電池具有工作電壓高、比能量大、體積小、質(zhì)量輕、循環(huán)壽命長、自放電率低、無記憶效應(yīng)、無污染等優(yōu)點，成為近幾年來受到關(guān)注的研究熱點，但是對充電保護電路也提出了比較高的要求。因此要在動力應(yīng)用領(lǐng)域方面還需要解決一些問題，特別是充電保護方面存在的一些問題，如作為動力電池工作電流電壓都比較大，電池組過充，過放以及短路等異常情況均會造成嚴重破壞，甚至爆炸，危及人身安全。第二出于成本效率等方面考慮，動力

25、鋰電池的應(yīng)用必然是串聯(lián)甚至并聯(lián)使用。因此即使每個單體電池的性能完全能夠滿足實用要求，并且精密選配，電池組性能很可能不能滿足要求，因為不同的單體電池在使用過程中特性會出現(xiàn)微小差異，不良的充電方式會使這種差異加劇，最終會影響整個電池組性能，導致過充、放電問題5。目前我國電動汽車研究已取得階段性成果，已經(jīng)完成了電動轎車、電動中型客車和電動大型客車的開發(fā)工作。在我國大中城市都普遍存在著十分嚴重的交通問題和汽車尾氣排放污染問題，電動汽車是一種非常理想的中速和短途的日常公共交通工具，因此在我國有著得天獨厚的發(fā)展條件和廣闊的應(yīng)用前景。3.發(fā)展趨勢據(jù)了解，近日，我國吉林省已經(jīng)投入生產(chǎn)了一種新型純電動中巴車，這

26、種車充一次電僅需20分鐘預(yù)計09年6月首批產(chǎn)品將上線，這種新型純電動汽車采用磷酸亞鐵鋰作為動力電池材料，具有高度的安全性和2000次以上的循環(huán)壽命，能大量縮短充電時間，增加行駛里程。在歐洲，奔馳燃料電池汽車也將于2009年第二季度或第三季度在歐洲市場率先限量發(fā)售，奔馳一次充電行駛里程可達120英里。還有其它許多國家在這方面都有很大的突破，比如日本，韓國，美國等，由此看來，電動汽車將是發(fā)展的一個趨勢，因此在將來幾年研究具有安全性，可靠性，經(jīng)濟性的充電器將是一個熱點14。二、研究的主要內(nèi)容及預(yù)期目標1.主要內(nèi)容該充電系統(tǒng)是一種非接觸式充電1016，并在充電過程中對電池具有保護作用，不會因個別過充，

27、欠充而引起爆炸等事故發(fā)生。能夠使鋰離子電池組中的所有電池都正常的充電式本系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分。(1)要了解最基本的充電原理。參考一些這方面的書籍及文獻等。(2)了解鋰離子電池的基本特性，單節(jié)鋰電池充電比較簡單，不容易出現(xiàn)過充過放等問題，但是一般電動轎車使用的鋰離子電池規(guī)格一般為200Ah、200V，需要75節(jié)左右電池串聯(lián)供電，功率更大的電動客車使用的鋰離子電池需要125節(jié)左右電池串聯(lián)供電，面對如此大功率的鋰離子電池組，且在電池組的串聯(lián)使用中容易出現(xiàn)過充和過放，最終導致電池組容量的大幅度下降和電池組使用壽命的嚴重縮短。因此要充分了解鋰離子電池組充放電的電氣特性。(3)了解鋰離子電池組充電方面的研究

28、現(xiàn)狀，學習現(xiàn)有的充電技術(shù)，總結(jié)其優(yōu)劣并進行改進。(4)了解并學習matlab和protel仿真軟件，并能熟練運用。(5)學習單片機的基本原理及其應(yīng)用，分析其在該系統(tǒng)中的功能。并能用c語言在其中編寫程序。(6)最后運用所學和所了解的知識設(shè)計出該系統(tǒng)，并對其進行仿真，分析其特性。2.預(yù)期目標通過仿真軟件進行仿真分析，該系統(tǒng)應(yīng)達到以下要求（1）在安全性方面。本系統(tǒng)采用單片機內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器采集信號，精度應(yīng)比較高，并且有均衡電路可以隨時調(diào)節(jié)各電池的電壓，使它們具有大致相同的電壓，所以應(yīng)具有一定的安全性。（2）均衡性方面。因為采用了均衡電路，所以即使電池組各單體電池初始狀態(tài)非常不均衡，再通過均衡電路進

29、行調(diào)試，即可保證每節(jié)單體電池和整個電池組都處于正常的電壓。（3）可靠性。在軟件方面，采集信號的準確性是非常關(guān)鍵的。由于硬件電路成本低，空間小，元器件精度低，工作電流比較高，信號受干擾，所以，程序應(yīng)通過多重復雜的校驗措施，如果單片機在控制過程中發(fā)現(xiàn)異常，可以切斷MOS場效應(yīng)管或充電主電源。只要單片機工作正常，就不會過充而爆炸。在硬件方面可使用看門狗，確保CPU迅速復位，還可切斷主電源，而充電主電源只有在CPU干預(yù)之下才能夠閉合接通。（4）經(jīng)濟性。該系統(tǒng)中心控制單元為單片機。單片機價格便宜，功能齊全，抗干擾能力較強，基本不需要外部譯碼控制元件與電路。所以整體成本非常低廉1。(5)最后根據(jù)仿真確定的

30、電路圖盡量做出實物。三、研究方案整個充電系統(tǒng)由充電電路，均衡電路,快充慢充轉(zhuǎn)換電路，顯示模塊等組成。連接這幾種電路的樞紐就是控制電路，以單片機為核心，整個系統(tǒng)框圖如后面的圖。 （1）根據(jù)鋰離子電池的特性確定其傳遞函數(shù)，建立模型，在matlab里面對其仿真，確定單節(jié)鋰離子電池的充電特性。 （2）設(shè)計電池組的拓撲結(jié)構(gòu)8，主要采用并聯(lián)充電，串聯(lián)放電的拓撲結(jié)構(gòu)。在充電時，對若干節(jié)電池單體單獨進行充電；放電時，電池單體串聯(lián)工作。這種設(shè)計的不足之處主要在于串并聯(lián)轉(zhuǎn)換接插件具有比較多的引線，再加上其他保護要求，比如過溫保護等會需要更多的導線。（3）設(shè)計電池組充電部分和檢測部分的電路，檢測部分檢測到有異常時立

31、即切斷充電電源。并確定其中的電感電容等一系列元器件的各種參數(shù)。（4）設(shè)計鋰離子電池組控制電路，電路以單片機為主構(gòu)成具有電壓均衡功能的鋰離子電池組快速充電管理系統(tǒng)，在充電過程中，多支單體電池分別充電，單片機根據(jù)電壓檢測得到的鋰離子電池組的電壓值，控制選擇電池組電壓反饋輸入或者電流反饋輸入，同時給定REF值以實現(xiàn)恒流或者恒壓充電，由單片機給出的參考值可以控制充電設(shè)備的輸出功率，實現(xiàn)為各種不同容量的鋰電池組充電，體現(xiàn)出管理系統(tǒng)的智能性和靈活性15。（5）電壓均衡電路設(shè)計，鋰離子電池組使用一段時間后，會出現(xiàn)單體內(nèi)阻的不一致和不同程度的老化。因此在充電過程中各電池必然存在電壓差7。在鋰離子電池組均衡中比

32、較常用的有3種方法：消耗單體多余電量，依靠外部電源，對“饑餓”電池單獨補充電量，電池組內(nèi)電量相互轉(zhuǎn)移。在本系統(tǒng)中采用一種新穎的基于buckboost（一種變換器）變換的小型均衡電路，實現(xiàn)電池組內(nèi)電量的相互轉(zhuǎn)移，完成電池組電壓均衡功能。同時將模糊控制算法運用到均衡控制電路中，在實際的硬件實現(xiàn)時，將所得的模糊控制表存儲在單片機中，根據(jù)采樣回來的e和e值，通過查表實現(xiàn)模糊控制的在線控制，該方法克服了模糊控制器運算量大，控制適時性較差的問題，對單片機的性能要求不高，便于工程實現(xiàn)13。（6）快充慢充的切換電路。在此電路中可用一個快速轉(zhuǎn)換器，通過控制一個晶體管開關(guān)的占空比來實現(xiàn)，占空比會自動增加或減少以使

33、電池流入的電流發(fā)生變化，從而實現(xiàn)快充慢充的切換6。（7）設(shè)計狀態(tài)指示模塊電路。根據(jù)單片機采集的電壓和最終電壓比較計算出剩余時間并用數(shù)碼管顯示。同時還可通過檢測部分確定溫度等是否正常，如有異常，故障指示燈發(fā)光二極管發(fā)光。（8）運用matlab和protel仿真軟件對各電路進行仿真，分析，不斷的修改電路。得到最優(yōu)的效果。四、論文進度安排了解市場需要和國內(nèi)國外的發(fā)展現(xiàn)狀，參考導師意見確定論文題目。大三下第12周根據(jù)所確定的論文題目收集資料，了解其發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，及其研究的意義，確定論文的方向。 大三下第13周理清思路，大概構(gòu)思所研究內(nèi)容的框架，并大概寫出開題報告。大三下第14周參考導師意見，對開題報告進行修改。 大三下第15周提交開題報告，并且開題報告答辯。 大三下第16周學習了解最普通充電器的基本原理。 大三下第1719周了解鋰電池的基本特性。 大四上第12周學習現(xiàn)有鋰電池組的充電技術(shù)。 大四上第35周鞏固和進一步學習有關(guān)單片機的知識。 大四上第67周鞏固和進一步學習模糊控制的相關(guān)知識。 大四上第89周學習各種仿真軟件。 大四上第1012周根據(jù)所學知識，設(shè)計出電路圖，并確定元件參數(shù)。 大四上第13周對所設(shè)計的電路進行仿真分析充電特性，并修改電路中不合理的部分。大四上第1415周寫論文并修改。 大