摘要：土壤是人类赖以生存的物质基础,它的特性与人们的生产生活密切相关,传统土壤重金属检测方法如原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法分析能力较弱且价格昂贵,因此亟需一种开发低成本易操作的土壤多种元素同时定量分析方法。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术因其分析快速、多元素同时分析等优点被广泛关注,但由于其体积较大不便于携带并且大多应用于实验室分析,为了满足现场检测的需求,研制了一台分体式现场LIBS检测仪,其设计是将仪器分为探测头和机箱两部分并通过包塑管进行连接,采用微型二极管泵浦激光器,脉冲能量可达100mJ,波长1064nm,重复频率为1~10Hz;此外采用多通道高分辨率光谱仪,提高LIBS的分析性能;为了减小辐射背景干扰,利用FPGA实现μs级延迟时间功能。对其应用在11种土壤获取光谱数据,实验设置脉冲能量为100mJ,延迟时间设为1μs,积分时间2ms,每个样品采集10个不同位置的光谱,每个位置测量20次,共采集200个光谱数据,为减少噪声干扰,对每个样品的光谱数据进行均值预处理后再进行Beads算法基线校正,利用PCA主成分分析得到贡献率最大的3个主成分分量,再通过Kmeans++算法对不同地区不同类型的11种土壤进行聚类分析,将相同类别的土壤代入偏最小二乘(PLSR)算法,每个元素选取两个特征谱线以及上下各10个点来增强光谱信息,选择一种样品作为预测对Cu、Cr、Ni、Co、Cd五种土壤重金属元素进行定量分析。结果表明,与未进行聚类分析相比,此方法可明显提高元素的拟合相关系数,五种重金属元素的相关系数分别从0.953、0.992、0.989、0.982、0.99提高至0.999、0.998、0.9995、0.9965、0.993,相关系数均达到0.99及以上满足LIBS线性分析要求,其预测结果与实际含量之间的平均相对误差分别从83.45%、16.03%、22.94%、43.91%、125.768%提高至1.14%、0.99%、0.895%、1.879%、1.862%,可以发现经过聚类分析后,其预测误差大大降低,均在5%以内,具有较好的分析性能,五种元素的相关系数和预测误差相比于直接进行PLSR方法均有提升。PCA与Kmeans++结合的方法能够更准确的进行聚类,在降维后进行聚类可以减少噪声和冗余信息的影响,加快计算速度,减少异常点对聚类效果的影响提高鲁棒性。

摘要：为增强不间断电源运行时对扰动电流的抵抗能力,针对电压型逆变器提出了一种基于扰动观测器的动态补偿策略。首先,在dq坐标系下建立LC滤波器状态空间方程,对传统双闭环控制结构进行改进,利用无差拍算法代替传统电流内环,加强电流控制的响应速度与精度;其次,建立基于LC滤波器的状态观测器,设计控制器提取扰动电流。该方法的优点在于引入最优控制理念,进一步提升逆变器的暂态特性,同时利用扰动观测器提取电流扰动并反向补偿,增强逆变器的抗扰能力。最后,基于实际逆变器平台设计不同类型负载投切实验,实验结果验证了所提方法的有效性与正确性。

摘要：本文设计的便携式LIBS旨在便于携带的基础上减少降低便携式LIBS的性能,并解决在激发时产生的灰尘污染镜片造成光谱信号干扰等问题,其设计是将仪器分为探测头和机箱两部分并通过包塑管进行连接,采用微型二极管泵浦激光器,脉冲能量可达100 mJ,波长1064 nm,重复频率为1-10 HZ;此外采用多通道高分辨率光谱仪,提高LIBS的分析性能;选择FPGA作为主芯片,控制激光器的出光、使激光器和光谱仪实现同步测量同时为了减小辐射背景增加延迟时间功能以及控制防尘功能。结合偏最小二乘法对不锈钢的Cr、Si、Mn元素进行定量分析,其相关系数均在0.995以上,实际含量与预测含量的相对误差在5%以内,结果表明,所开发的便携式LIBS检测仪具有良好的定性定量性能。

摘要：介绍了一种基于单片机与DSP协同工作的水泵效率测试仪。该测试仪利用热力学方法,即通过测量水泵的进出口温差和压差来计算水泵的效率,主要适用于扬程高、流量大及现场实时运行的泵体效率的测试。

摘要：为了克服负载投切与分布式电源功率变化对直流微电网母线电压的影响,提出一种基于残差生成器的动态补偿控制策略,对母线电压进行动态补偿,保证直流微电网的稳定运行。首先,针对Buck电路建立以输入电流为扰动的状态空间模型。其次,针对传统双闭环控制的Buck电路,设计基于残差生成器的动态补偿控制结构。然后,基于模型匹配结构,利用线性矩阵不等式得到电压动态补偿控制器,从而实现母线电压补偿,并且设计电流环二次补偿控制器,抑制电压补偿信号产生的二次扰动。最后,使用PXI Target半实物仿真实验平台验证此控制策略的有效性。

摘要：介绍了一个基于TMS320VC5402的电力质量分析系统的总体设计方案、硬件电路设计及其软件设计。该仪表能对电力质量进行有效的监控,预防电力质量事件,为供电网络的安全、可靠与供电连续性提供保障。

摘要：彩色图像较之灰度图像更能够体现人的视觉特性和认知事物的规律,介绍基于RGB空间的各种彩色图像处理技术,包括彩色图像增强、彩色边缘检测及彩色分割等,并利用MATLAB可视化编辑图形界面的功能,制作彩色图像处理图形用户界面,并针对实际彩色图像进行实验,给出实验结果及相应程序。

摘要：针对传统力传感器只能以模拟量形式输出而在数据处理时又往往需转换为数字量的问题,基于力敏Z元件的频率输出特性原理,辅以单片机处理电路,提出了一种数字形式输出的力传感器的设计方法,经实际应用表明,无需A/D转换便可以直接被计算机拾取,具有使用方便、抗干扰能力强的特点,从而为力参量的测量提供了另一种手段。

摘要：大功率LED若要正常工作,必须配有可以驱使其在最佳状态下工作的驱动电源。研发高效、可靠的驱动电源是LED照明大规模推广急需解决的技术难题。本文基于LT3791采用改进型BUCK-BOOST拓扑结构设计大功率LED驱动电源电路,并基于LTspice进行仿真研究。该电路采用恒流驱动方式,可外接PWM输入进行LED调光控制,输入电压范围10～60 V,输出电流4 A,输出功率可达110 W,效率达到93%。

摘要：实践教学是实现工程教育创新能力培养的关键环节,面向工程教育认证设计的实践教学体系对工程人才的培养具有一定的现实意义。从教学内容与形式、评价体系等方面探讨“电力系统继电保护”的实践教学改革,系统培养学生工程意识和解决问题的能力。