分布式电极连续面型微变形反射镜力电耦合特性分析

《CZTSSe薄膜太阳能电池的电学性能及晶体质量研究》篇一摘要：本文主要针对CZTSSe（铜锌锡硫硒）薄膜太阳能电池的电学性能及晶体质量进行研究。

首先，对CZTSSe材料及其在太阳能电池中的应用进行简要介绍。

接着，通过实验方法，对CZTSSe薄膜太阳能电池的电学性能进行详细分析，包括其电流-电压特性、光电转换效率等。

最后，对CZTSSe薄膜的晶体质量进行深入探讨，包括晶粒尺寸、晶体取向和缺陷等，以期为CZTSSe薄膜太阳能电池的进一步发展提供理论依据。

一、引言随着能源危机的日益严重，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，受到了广泛关注。

CZTSSe薄膜太阳能电池作为一种新型的太阳能电池，具有较高的光电转换效率和较低的成本，成为当前研究的热点。

本文旨在研究CZTSSe薄膜太阳能电池的电学性能及晶体质量，为提高其性能提供理论支持。

二、CZTSSe材料及其在太阳能电池中的应用CZTSSe是一种具有较高吸收系数的材料，适合用于薄膜太阳能电池。

其优点在于具有良好的光电性能、环境稳定性以及成本较低等。

通过控制制备工艺，可以获得高质量的CZTSSe薄膜，进而提高太阳能电池的性能。

三、电学性能研究1. 电流-电压特性通过测量CZTSSe薄膜太阳能电池的电流-电压曲线，可以了解其电学性能。

实验结果表明，CZTSSe薄膜太阳能电池具有较高的开路电压和短路电流密度，表明其具有良好的光电转换能力。

此外，通过优化制备工艺，可以进一步提高其填充因子和光电转换效率。

2. 光电转换效率光电转换效率是评价太阳能电池性能的重要指标。

实验结果显示，CZTSSe薄膜太阳能电池的光电转换效率较高，且具有一定的稳定性。

通过进一步优化制备工艺和材料性能，有望提高其长期稳定性及光电转换效率。

四、晶体质量研究1. 晶粒尺寸与晶体取向晶粒尺寸和晶体取向对CZTSSe薄膜的质量及太阳能电池的性能具有重要影响。

通过X射线衍射（XRD）等手段，可以分析CZTSSe薄膜的晶粒尺寸和晶体取向。

第51卷第18期电力系统保护与控制Vol.51 No.18 2023年9月16日Power System Protection and Control Sept. 16, 2023 DOI: 10.19783/ki.pspc.221740直流微网变增益专家自抗扰控制周雪松1，王馨悦1，马幼捷1，徐晓宁1，丰美丽2，问虎龙3(1.天津理工大学，天津 300384；2.天津安捷物联科技股份有限公司，天津 300392；3.天津瑞能电气有限公司，天津 300381)摘要：直流微网在分布式发电的有效利用中发挥重大作用。

为解决直流微网中存在的实时扰动影响双向DC-DC 变换器控制效果从而恶化电能质量的问题，提出了一种变增益专家自抗扰稳压控制。

首先，在状态观测器理论下设计专家系统，将其与扩张状态观测器有机结合，并且引入动态调节因子实现观测器增益的在线优化。

其次，利用系统在抗扰过程中的观测绝对误差与控制强度需求制定专家规则与变增益自抗扰控制策略，给出动态调节因子取值范围。

并且在观测跟踪性能、抗扰频域特性、噪声抑制、时变增益对系统抗扰性的影响等方面进行了理论分析，表明所提出的控制策略能够有效提升系统性能。

最后，经过仿真和实验验证，使用变增益专家自抗扰控制在多种工况下的性能均优于传统双闭环PI与LADRC控制。

关键词：双向DC-DC变换器；自抗扰控制；观测器增益；专家系统；抗扰性Expert system-changeable gain ADRC for a DC microgridZHOU Xuesong1, WANG Xinyue1, MA Youjie1, XU Xiaoning1, FENG Meili2, WEN Hulong3(1. Tianjin University of Technology, Tianjin 300384, China; 2. Tianjin Anjie IOT Technology Co., Ltd.,Tianjin 300392, China; 3. Tianjin Ruineng Electric Co., Ltd., Tianjin 300381, China)Abstract: The DC microgrid plays an important role in the effective utilization of distributed generation. To solve the problem that the real-time disturbance in a DC microgrid affects the control of the bidirectional DC-DC converter and worsens power quality, an expert system-changeable gain active disturbance rejection voltage stabilization control is proposed. First, the expert system is designed using state observer theory, and is organical combined with the ESO. A dynamic adjustment factor is introduced to realize the online optimization of the observer gain. Second, expert rules and changeable gain active disturbance rejection control strategies are formulated based on the observation absolute observation error and control strength demand of the system in the process of anti-interference, and the value range of the dynamic adjustment factor is given. In addition, the effects of observation tracking performance, disturbance rejection frequency domain characteristics, noise suppression and time varying gain on system immunily are analyzed theoretically.The analysis shows that the proposed control strategy can effectively improve the performance of the system. Finally, the simulation and physical experiment results show that the performance of ES-CGADRC is better than that of traditional double closed-loop PI and LADRC control in a variety of conditions.This work is supported by the General Program of National Natural Science Foundation of China (No. 51877152).Key words:bidirectional DC-DC converter; active disturbance rejection control; observer gain; expert system; immunity0 引言近年来，随着能源革命的推进[1]，大量分布式电源[2]如太阳能、风力发电、燃料电池等广泛应用微网形式与大电网并网连接[3]。

激光雷达扫描反射镜组件设计与分析摘要：为满足激光雷达大视场扫描检测实际要求，本文通过对反射镜材料选择和固定安装方法的讨论，设计一种适用于激光雷达检测系统的径向可调反射镜组件。

其结果表明，该组件总体结构设计合理，能满足实际应用要求。

关键词：激光雷达；扫描；反射镜；有限元分析随着光电检测技术的发展，对检测范围及精度要求也越来越高，对激光雷达扫描反射镜设计要求也越来越严格。

为满足大视场扫描检测要求，扫描反射镜的几何尺寸不断增大，提高了反射镜组件装配和调试难度；此外，由于扫描反射镜在工作中处于加速启动-匀速摆扫-减速停止-加速返回状态，因此需按预定速度曲线运动。

除良好的静态面形精度外，还需在运动中保持良好的动态面形精度；还需减少反射镜热变形特性、冲击、振动等对检测精度的影响，所以选择合适的制备材料，合理设计镜体和支撑结构，是提高扫描反射镜整体稳定性的有效途径。

一、相关概述激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。

其工作原理是向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对目标进行探测、跟踪、识别。

由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。

按工作方式可分为脉冲、连续波激光雷达；根据探测技术的不同，分为直接探测型、相干探测型激光雷达。

此外，反射镜是一种利用反射定律工作的光学元件。

按形状可分为平面、球面、非球面反射镜；按反射程度，可分成全反、半透半反反射镜(又名分束镜)。

二、扫描反射镜材料的选择在选择反射镜材料时，必须考虑机械特性、工艺特性、热力学特性等因素，这三个参数对检测系统的整体光学性能、力和热耦合下的成像效果与连续工作的可靠性均较为重要。

当前，熔石英、微晶玻璃、碳化硅、铍和铝合金等是最常用的制备材料。

ANSYS在微机电系统MEMS设计中的应用newmaker微机电系统(MEMS)是当今技术领域最热点之一；它采用先进的半导体工艺，将具有信号处理功能的智能机械结构集成在一块芯片中。

MEMS 装置具有与传统的传感器和执行器等相同的功能，但比后者要小得多，通常一个MEMS 装置只有几毫米大，而其中每个部件的大小则不足100 微米。

自七十年代建立MEMS 研发(R&D)实验室以来，MEMS 正逐步迈向工业化，目前已广泛用于汽车工业、航空航天、国防军工、信息技术、无线通讯、分析化学、生物工程、制药等行业，其中汽车工业是使用MEMS 最大的工业；其次是医药业。

由于微机电系统大多使用在汽车或机械上，其环境对精密仪器和敏感电路而言是相当恶劣的。

如何设计如此精细的结构（比人的头发丝还细），确保系统各部分正常运转，这是当前MEMS 设计所面临的巨大挑战。

在进行MEMS 设计时，需要考虑的问题主要有：·保证MEMS 在使用期间有效地工作。

一个成功的MEMS 设计必须保证当载荷和温度在大范围内变化、其内部产生热积累的情况下，器件不发生损坏；某些部分如隔板（光栅）、阀门、膜、光束和其它微结构要能经受剧烈的冲击和震动。

尽管传统的机电设备也必须达到上述要求，但微机电系统与之在尺寸上存在巨大差异，内部元件对环境又极敏感，因此对MEMS 设计提出了更高要求。

·各种物理现象对器件性能的影响。

机械外力、共振、热效应、压电效应、电磁场干扰、封装方式等会影响MEMS 的运转情况、可靠性及精度，这些物理现象又是互相影响的，很难直观地预测MEMS 器件的性能。

·样品测试。

传统电机的样机在部分元件被改动或拆卸后仍可用于反复测试，并重新设计，而MEMS的样品测试只能用来证实设计，而不是发现错误。

基于上述微机电设计的严格要求，为使这种体积纤小、结构精巧的微机电器件能够精确、可靠地工作，以适应恶劣环境，MEMS 工程师在设计中普遍采用FEA 方法，借助软件对微机电系统的应力、变形、自振、热损失、流体压差与速度、电阻电导、电磁场干扰等进行结构、流体动力学、热、电、磁等的单场或多场耦合分析，评估微机电系统在各种特定环境与恶劣条件下的可靠性与耐用性，使其体积更纤小、功能更强大、工作更稳定。

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202210210340.1(22)申请日 2022.03.03(71)申请人 哈尔滨理工大学地址 150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号(72)发明人 谢颖　李道璐　蔡蔚　陈鹏　(74)专利代理机构 哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109专利代理师 岳泉清(51)Int.Cl.G06F 30/23(2020.01)(54)发明名称一种计算电机正交各向异性材料参数的方法(57)摘要一种计算电机正交各向异性材料参数的方法，属于电机领域。

本发明是为了解决电机模态分析时，现有方法计算难度大的问题。

本发明所述的一种计算电机正交各向异性材料参数的方法，利用以壳体理论为核心的正交各向异性解析模型，以容易测量的低阶径向固有频率及其对应阶次作为输入条件，能够简单、快捷的计算出电机正交各向异性材料参数。

同时，本发明考虑到了电机定子铁心叠片结构，避免了忽略轴向刚度降低所导致的误差；以低阶径向固有频率及其对应阶次作为输入条件，简单准确、容易获得。

权利要求书5页 说明书13页 附图3页CN 114547946 A 2022.05.27C N 114547946A1.一种计算电机正交各向异性材料参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将电机的机壳、定子铁心和绕组等效为一个管状结构，以该管状结构一个端面的圆心为原点O建立柱坐标系，该柱坐标系的X轴方向为管状结构轴向、Z轴方向为管状结构径向，Y轴方向为管状结构周向；步骤二：建立忽略转动惯量时管状结构的运动方程：其中，N x 和N y 分别为管状结构材料沿轴向和周向的内部单位长度力，N xy 为管状结构材料在XY弧面的内部单位长度力，q x 、q y 和q z 分别为轴向、周向和径向的外部压力，u、v和w分别为管状结构上任一参考点的轴向、周向和径向位移，ρ为管状结构的密度，h为管状结构的管壁厚度，Q x 和Q y 分别为轴向和周向的剪切力，R为管状结构的半径，x为管状结构沿轴向的位移变量，y为管状结构沿周向的位移变量，t为时间；步骤三：根据壳体振动理论，获得Q x 、Q y 、N x 、N xy 和N y 的表达式：其中，M x 和M y 分别为轴向和周向的单位长度弯矩，M xy 为管状结构XY弧面内部的单位长度弯矩，E y 为周向的弹性模量，和分别为轴向和周向的应力，为管状结构XY弧面内部的应力，K为电机刚度，νxy 和νyx 分别为XY弧面的主、次泊松比，G xy 为XY弧面的剪切模量；步骤四：设固有频率f下，管状结构上任一参考点的轴向、周向和径向位移u、v和w的表达式为：其中，A、B和C均为轴向、周向和径向振幅，m为轴向模态阶次，n为径向模态阶次，l为管状结构的轴向长度；步骤五：将步骤三获得的Q x 、Q y 、N x 、N xy 和N y 以及步骤四获得的u、v和w均代入步骤二中的运动方程中，获得结果矩阵：其中，Ex为轴向的弹性模量，ω为角频率且ω＝2πf；步骤六：令m＝0，通过实验获得n和f，将结果矩阵整理为：其中，步骤七：使步骤六整理后的结果矩阵中[A B C]T具有非零解，则有：S′11(S′22S′33‑S′23S′23)＝0；步骤八：由于管状结构在f/n非恒定情况下存在：S′11≠0且S′22S′33‑S′23S′23＝0，能够获得周向和径向的弹性模量Ey 和Ez的表达式：步骤九：根据定子铁心材料的不同将管状结构沿轴向划分为结构1和结构2，并分别获得结构1和结构2的泊松比v 1和v 2；步骤十：利用步骤九获得的v 1和v 2根据下式获得ZOY平面的泊松比v zy 、XY弧面的主泊松比v xy 和XOZ平面的泊松比v xz ：v zy ＝v 1α+v 2(1‑α)，v yx ＝0.03v xy ＝0.03v xz ＝v zy ，其中，α为结构1体积在管状结构总体积中的占比；步骤十一：将XY弧面的主、次泊松比νxy 和νyx 代入步骤八获得的E y 和E z 的表达式中，获得周向和径向的弹性模量E y 和E z ，然后将E y 和E z 代入下式获得管状结构轴向的弹性模量E x ：步骤十二：将E y 和v zy 代入下式，获得ZOY平面的剪切模量G zy ：步骤十三：在绕组线圈紧密接触的状态下，根据下式获得XY弧面的剪切模量G xy 和XOZ平面的剪切模量G xz ：其中，E 1和E 2分别为结构1材料和结构2材料的弹性模量。

碳纤维复合材料电导率、电势分布及力电耦合行为摘要：碳纤维复合材料由于其优异的力学性能和导电特性，在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。

本文对碳纤维复合材料的电导率、电势分布及其力电耦合行为进行了探究。

起首，介绍碳纤维复合材料的组成、制备方法及其导电机理；其次，通过建立电学模型，探究碳纤维复合材料的电场分布特性，比较了不同电极间距离、不同电流及不同压力条件下的电势分布状况；最后，基于有限元方法，探究了碳纤维复合材料的力电耦合行为，探讨了压力、电流和电极间距离等因素对碳纤维复合材料力电耦合效应的影响。

本探究对于探究碳纤维复合材料的电学性质和力学性质之间的干系以及其在工程应用中的应用具有一定的理论和应用价值。

关键词：碳纤维复合材料；电导率；电势分布；力电耦合；有限元碳纤维复合材料是由碳纤维预浸料与树脂基体复合而成的一种高性能材料。

由于其优异的力学性能和导电特性，在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。

其中，碳纤维的导电性是其在电子领域中应用的重要因素之一。

因此，了解碳纤维复合材料的电导率及其导电机理具有重要意义。

碳纤维复合材料的导电机理主要包括导电纤维中电子的传导和由于预浸料中的碳纤维、树脂、填料之间的阻抗效应而产生的电阻。

浩繁探究表明，碳纤维复合材料的电导率随着电极间距离的减小而增加，随着电流密度的增加而增加。

不同压力下的电导率的差异比较大，说明压力对材料的电导率具有重要的影响。

在建立碳纤维复合材料的电学模型过程中，需要思量纤维取向、电阻率、电子传导等因素。

通过应用有限元方法建立的模型，可以得到不同电极间距离、不同电流及不同压力条件下的电势分布状况。

结果表明，随着电极间距离的缩小，电势分布越匀称，同时通过增加电流密度可以提高材料的导电性。

此外，碳纤维复合材料的力电耦合效应也是探究的重要方向之一。

通过有限元方法建立的力电耦合模型可以探讨碳纤维复合材料在受到外部力作用时电压的分布状况及其对材料性能的影响。