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智能负载电路设计毕业论文

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智能负载电路设计毕业论文

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液压伺服系统设计 液压伺服系统设计 在液压伺服系统中采用液压伺服阀作为输入信号的转换与放大元件。液压伺服系统能以小功率的电信号输入,控制大功率的液压能(流量与压力)输出,并能获得很高的控制精度和很快的响应速度。位置控制、速度控制、力控制三类液压伺服系统一般的设计步骤如下: 1)明确设计要求:充分了解设计任务提出的工艺、结构及时系统各项性能的要求,并应详细分析负载条件。 2)拟定控制方案,画出系统原理图。 3)静态计算:确定动力元件参数,选择反馈元件及其它电气元件。 4)动态计算:确定系统的传递函数,绘制开环波德图,分析稳定性,计算动态性能指标。 5)校核精度和性能指标,选择校正方式和设计校正元件。 6)选择液压能源及相应的附属元件。 7)完成执行元件及液压能源施工设计。 本章的内容主要是依照上述设计步骤,进一步说明液压伺服系统的设计原则和介绍具体设计计算方法。由于位置控制系统是最基本和应用最广的系统,所以介绍将以阀控液压缸位置系统为主。 4.1 全面理解设计要求 4.1.1 全面了解被控对象 液压伺服控制系统是被控对象—主机的一个组成部分,它必须满足主机在工艺上和结构上对其提出的要求。例如轧钢机液压压下位置控制系统,除了应能够承受最大轧制负载,满足轧钢机轧辊辊缝调节最大行程,调节速度和控制精度等要求外,执行机构—压下液压缸在外形尺寸上还受轧钢机牌坊窗口尺寸的约束,结构上还必须保证满足更换轧辊方便等要求。要设计一个好的控制系统,必须充分重视这些问题的解决。所以设计师应全面了解被控对象的工况,并综合运用电气、机械、液压、工艺等方面的理论知识,使设计的控制系统满足被控对象的各项要求。 4.1.2 明角设计系统的性能要求 1)被控对象的物理量:位置、速度或是力。 2)静态极限:最大行程、最大速度、最大力或力矩、最大功率。 3)要求的控制精度:由给定信号、负载力、干扰信号、伺服阀及电控系统零飘、非线性环节(如摩擦力、死区等)以及传感器引起的系统误差,定位精度,分辨率以及允许的飘移量等。 4)动态特性:相对稳定性可用相位裕量和增益裕量、谐振峰值和超调量等来规定,响应的快速性可用载止频率或阶跃响应的上升时间和调整时间来规定; 5)工作环境:主机的工作温度、工作介质的冷却、振动与冲击、电气的噪声干扰以及相应的耐高温、防水防腐蚀、防振等要求; 6)特殊要求;设备重量、安全保护、工作的可靠性以及其它工艺要求。 4.1.3 负载特性分析 正确确定系统的外负载是设计控制系统的一个基本问题。它直接影响系统的组成和动力元件参数的选择,所以分析负载特性应尽量反映客观实际。液压伺服系统的负载类型有惯性负载、弹性负载、粘性负载、各种摩擦负载(如静摩擦、动摩擦等)以及重力和其它不随时间、位置等参数变化的恒值负载等。 4.2 拟定控制方案、绘制系统原理图 在全面了解设计要求之后,可根据不同的控制对象,按表6所列的基本类型选定控制方案并拟定控制系统的方块图。如对直线位置控制系统一般采用阀控液压缸的方案,方块图如图36所示。图36 阀控液压缸位置控制系统方块图表6 液压伺服系统控制方式的基本类型伺服系统 控制信号 控制参数 运动类型 元件组成机液电液气液电气液 模拟量数字量位移量 位置、速度、加速度、力、力矩、压力 直线运动摆动运动旋转运动 1.阀控制:阀-液压缸,阀-液压马达2.容积控制:变量泵-液压缸;变量泵-液压马达;阀-液压缸-变量泵-液压马达3.其它:步近式力矩马达 4.3 动力元件参数选择 动力元件是伺服系统的关键元件。它的一个主要作用是在整个工作循环中使负载按要求的速度运动。其次,它的主要性能参数能满足整个系统所要求的动态特性。此外,动力元件参数的选择还必须考虑与负载参数的最佳匹配,以保证系统的功耗最小,效率高。 动力元件的主要参数包括系统的供油压力、液压缸的有效面积(或液压马达排量)、伺服阀的流量。当选定液压马达作执行元件时,还应包括齿轮的传动比。 4.3.1 供油压力的选择 选用较高的供油压力,在相同输出功率条件下,可减小执行元件——液压缸的活塞面积(或液压马达的排量),因而泵和动力元件尺寸小重量轻,设备结构紧凑,同时油腔的容积减小,容积弹性模数增大,有利于提高系统的响应速度。但是随供油压力增加,由于受材料强度的限制,液压元件的尺寸和重量也有增加的趋势,元件的加工精度也要求提高,系统的造价也随之提高。同时,高压时,泄漏大,发热高,系统功率损失增加,噪声加大,元件寿命降低,维护也较困难。所以条件允许时,通常还是选用较低的供油压力。 常用的供油压力等级为7MPa到28MPa,可根据系统的要求和结构限制条件选择适当的供油压力。 4.3.2 伺服阀流量与执行元件尺寸的确定 如上所述,动力元件参数选择除应满足拖动负载和系统性能两方面的要求外,还应考虑与负载的最佳匹配。下面着重介绍与负载最佳匹配问题。 (1)动力元件的输出特性 将伺服阀的流量——压力曲线经坐标变换绘于υ-FL平面上,所得的抛物线即为动力元件稳态时的输出特性,见图37。 图37 参数变化对动力机构输出特性的影响a)供油压力变化;b)伺服阀容量变化;c)液压缸面积变化 图中 FL——负载力,FL=pLA; pL——伺服阀工作压力; A——液压缸有效面积; υ——液压缸活塞速度, ; qL——伺服阀的流量; q0——伺服阀的空载流量; ps——供油压力。 由图37可见,当伺服阀规格和液压缸面积不变,提高供油压力,曲线向外扩展,最大功率提高,最大功率点右移,如图37a。 当供油压力和液压缸面积不变,加大伺服阀规格,曲线变高,曲线的顶点A ps不变,最大功率提高,最大功率点不变,如图37b。 当供油压力和伺服阀规格不变,加大液压缸面积A,曲线变低,顶点右移,最大功率不变,最大功率点右移,如图37c。 (2)负载最佳匹配图解法 在负载轨迹曲线υ-FL平面上,画出动力元件输出特性曲线,调整参数,使动力元件输出特性曲线从外侧完全包围负载轨迹曲线,即可保证动力元件能够拖动负载。在图38中,曲线1、2、3代表三条动力元件的输出特性曲线。曲线2与负载轨迹最大功率点c相切,符合负载最佳匹配条件,而曲线1、3上的工作点α和b,虽能拖动负载,但效率都较低。 (3)负载最佳匹配的解析法 参见液压动力元件的负载匹配。 (4)近似计算法在工程设计中,设计动力元件时常采用近似计算法,即按最大负载力FLmax选择动力元件。在动力元件输出特性曲线上,限定 FLmax≤pLA= ,并认为负载力、最大速度和最大加速度是同时出现的,这样液压缸的有效面积可按下式计算: (37) 图38 动力元件与负载匹配图形 按式37求得A值后,可计算负载流量qL,即可根据阀的压降从伺服阀样本上选择合适的伺服阀。近似计算法应用简便,然而是偏于保守的计算方法。采用这种方法可以保证系统的性能,但传递效率稍低。 (5)按液压固有频率选择动力元件 对功率和负载很小的液压伺服系统来说,功率损耗不是主要问题,可以根据系统要求的液压固有频率来确定动力元件。 四边滑阀控制的液压缸,其活塞的有效面积为 (38) 二边滑阀控制的液压缸,其活塞的有效面积为 (39) 液压固有频率ωh可以按系统要求频宽的(5~10)倍来确定。对一些干扰力大,负载轨迹形状比较复杂的系统,不能按上述的几种方法计算动力元件,只能通过作图法来确定动力元件。 计算阀控液压马达组合的动力元件时,只要将上述计算方法中液压缸的有效面积A换成液压马达的排量D,负载力FL换成负载力矩TL,负载速度换成液压马达的角速度 ,就可以得到相应的计算公式。当系统采用了减速机构时,应注意把负载惯量、负载力、负载的位移、速度、加速度等参数都转换到液压马达的轴上才能作为计算的参数。减速机构传动比选择的原则是:在满足液压固有频率的要求下,传动比最小,这就是最佳传动比。 4.3.3 伺服阀的选择 根据所确定的供油压力ps和由负载流量qL(即要求伺服阀输出的流量)计算得到的伺服阀空载流量q0,即可由伺服阀样本确定伺服阀的规格。因为伺服阀输出流量是限制系统频宽的一个重要因素,所以伺服阀流量应留有余量。通常可取15%左右的负载流量作为伺服阀的流量储备。 除了流量参数外,在选择伺服阀时,还应考虑以下因素: 1)伺服阀的流量增益线性好。在位置控制系统中,一般选用零开口的流量阀,因为这类阀具有较高的压力增益,可使动力元件有较大的刚度,并可提高系统的快速性与控制精度。 2)伺服阀的频宽应满足系统频宽的要求。一般伺服阀的频宽应大于系统频宽的5倍,以减小伺服阀对系统响应特性的影响。 3)伺服阀的零点漂移、温度漂移和不灵敏区应尽量小,保证由此引起的系统误差不超出设计要求。 4)其它要求,如对零位泄漏、抗污染能力、电功率、寿命和价格等,都有一定要求。 4.3.4 执行元件的选择 液压伺服系统的执行元件是整个控制系统的关键部件,直接影响系统性能的好坏。执行元件的选择与设计,除了按本节所述的方法确定液压缸有效面积A(或液压马达排量D)的最佳值外,还涉及密封、强度、摩擦阻力、安装结构等问题。 4.4 反馈传感器的选择 根据所检测的物理量,反馈传感器可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器和力(或压力)传感器。它们分别用于不同类型的液压伺服系统,作为系统的反馈元件。闭环控制系统的控制精度主要决定于系统的给定元件和反馈元件的精度,因此合理选择反馈传感器十分重要。 传感器的频宽一般应选择为控制系统频宽的5~10倍,这是为了给系统提供被测量的瞬时真值,减少相位滞后。传感器的频宽对一般系统都能满足要求,因此传感器的传递函数可近似按比例环节来考虑。 4.5 确定系统方块图 根据系统原理图及系统各环节的传递函数,即可构成系统的方块图。根据系统的方块图可直接写出系统开环传递函数。阀控液压缸和阀控液压马达控制系统二者的传递函数具有相同的结构形式,只要把相应的符号变换一下即可。 4.6 绘制系统开环波德图并确定开环增益 系统的动态计算与分析在这里是采用频率法。首先根据系统的传递函数,求出波德图。在绘制波德图时,需要确定系统的开环增益K。 改变系统的开环增益K时,开环波德图上幅频曲线只升高或降低一个常数,曲线的形状不变,其相频曲线也不变。波德图上幅频曲线的低频段、穿越频率以及幅值增益裕量分别反映了闭环系统的稳态精度、截止频率及系统的稳定性。所以可根据闭环系统所要求的稳态精度、频宽以及相对稳定性,在开环波德图上调整幅频曲线位置的高低,来获得与闭环系统要求相适应的K值。 4.6.1 由系统的稳态精度要求确定K 由控制原理可知,不同类型控制系统的稳态精度决定于系统的开环增益。因此,可以由系统对稳态精度的要求和系统的类型计算得到系统应具有的开环增益K。 4.6.2由系统的频宽要求确定K 分析二阶或三阶系统特性与波德图的关系知道,当ζh和K/ωh都很小时,可近似认为系统的频宽等于开环对数幅值曲线的穿越频率,即ω-3dB≈ωc,所以可绘制对数幅频曲线,使ωc在数值上等于系统要求的ω-3dB值,如图39所示。由此图可得K值。 图39 由ω-3dB绘制开环对数幅频特性a)0型系统;b)I型系统 4.6.3 由系统相对稳定性确定K 系统相对稳定性可用幅值裕量和相位裕量来表示。根据系统要求的幅值裕量和相位裕量来绘制开环波德图,同样也可以得到K。见图40。 实际上通过作图来确定系统的开环增益K,往往要综合考虑,尽可能同时满足系统的几项主要性能指标。 4.7 系统静动态品质分析及确定校正特性 在确定了系统传递函数的各项参数后,可通过闭环波德图或时域响应过渡过程曲线或参数计算对系统的各项静动态指标和误差进行校核。如设计的系统性能不满足要求,则应调整参数,重复上述计算或采用校正环节对系统进行补偿,改变系统的开环频率特性,直到满足系统的要求。 4.8 仿真分析 在系统的传递函数初步确定后,可以通过计算机对该系统进行数字仿真,以求得最佳设计。目前有关于数字仿真的商用软件,如Matlab软件,很适合仿真分析。

电梯控制系统设计基于西门子PLC的电梯控制系统

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智能电子秤设计毕业论文

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天下没有免费的午餐

1、毕业设计(论文)开题报告应包括以下内容: (1)研究的目的; (2)本论文国内外研究的历史和现状(文献综述); (3)主要研究内容; (4)课题的准备情况; (5)工作进度计划; (6)参考文献。 2、开题报告的撰写应符合科技文献规范,且不少于2000字;参考文献应不少于15篇,(这个不同的学校有不同的规定,我们学校就是2000字和15篇)包括中外文科技期刊、教科书、专著等。 3、开题报告正文字体采用宋体小四号,1.5倍行距。附页为A4纸型,左边距3cm,右边距2cm,上下边距为2.5cm,字体采用宋体小四号,1.5倍行距。 4、“课题来源”一栏可选项有:科学技术 、生产实践 、社会经济、经典、自拟、其它。 5、“成果形式”一栏可选项有:毕业设计、毕业论文。

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把我的给你参考下吧,呵呵 一.学位论文题目:二氧化硫对小麦种子萌发早期水解酶活性变化的研究 二.所选课题的来源、目的、意义及该课题在国内外的概况: ● 课题来源 自选课题 研究目的 研究SO2促进小麦种子萌发的最佳浓度,分析小麦种子萌发过程中水解酶活性的变化,进而研究SO2做为一种新型信号分子的信号转导机制。 ● 研究意义 近年来,SO2做为一种新型信号分子已经在哺乳动物及人类身上展开了实验及临床研究,然而SO2在植物体内的研究目前还未见报道... ● 国内外研究概况 1. 种子的萌发与休眠 种子萌发(seed germination)是种子的胚从相对静止状态变为生理活跃状态,并长成营自养生活的幼苗的过程,生产上... 2. 谷物种子中的水解酶及研究进展 3. 二氧化硫研究进展 主要参考文献 [1] Bewley JD (1997). Seed germination and plant dormancy. Plant Cell, 9: 1055 - 1066 三.课题研究的主要内容及拟解决的问题和预期效果: ● 主要内容 ● 拟解决问题 ● 预期效果 四.实验设计方案及所需要的主要设备、仪器、材料(名称、规格型号)及其数据(实验大纲另订)。 ● 实验方案 研究设计方案 ● 所需主要仪器设备 实验流程图 五.关键问题,现有条件及解决办法: ● 关键问题 ● 现有条件及解决方法 六.进度安排及完成毕业论文日期:

一、 选题意义 1、 理论意义 2、 现实意义 二、 论文综述 1、 理论的渊源及演进过程 2、 国外有关研究的综述 3、 国内研究的综述 4、 本人对以上综述的评价 三、论文提纲 前言、 一、 1、 2、 3、 ··· ··· 二、 1、 2、 3、 ··· ··· 三、 1、 2、 3、 结论 四、论文写作进度安排

1.课题的研究背景和现状,意义;2.课题研究的主要内容;3.创新点;4.技术路线;5课题的进程安排。我是学机械的。

第1章 绪论 1.1 概述 随着时代科技的迅猛发展,微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代,使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化,并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统,使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。 作为重量测量仪器,智能电子秤在各行各业开始显现其测量准确,测量速度快,易于实时测量和监控的巨大优点,并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量称,成为测量领域的主流产品。 本文设计的电子秤以单片机为主要部件,用汇编语言进行软件设计,硬件则以半桥传感器为主,测量0~500g电子秤,随时可改变上限阈值,并达到阈值报警的功能。称重传感器输出的电量是模拟量,数值比较小达不到A/D转换接收的电压范围。所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。然后,A/D转换的结果才能送单片机进行数据处理并显示。其数据显示部分采用LCD显示,成本低且能很好地实现所要求的功能。 本次课设完成的电子秤的主要优点是: 1、实时测量与监控。 2、阈值修改与重设功能。 3、超值报警功能。 4、测量精度高。 5、显示速度快、准确。 本文设计的电子秤虽然是一个极其简单的智能仪器,但是通过它可以更深入的了解智能仪器的工作原理以及其优异的性能。 1.2 本文的主要内容 本文分为五章,第一章主要介绍课题的产生背景和本文讲述的主要内容;第二章主要方案的论证,包括任务的分析实现、硬件和软件的方案设计;第三章详细介绍半桥电子秤的硬件设计;第四章讲述半桥电子秤的软件设计;第五章主要论述调试与分析过程。 看看和你要求一样吗237513901

怎么写开题报告呢? 首先要把在准备工作当中搜集的资料整理出来,包括课题名称、课题内容、课题的理论依据、参加人员、组织安排和分工、大概需要的时间、经费的估算等等。 第一是标题的拟定。课题在准备工作中已经确立了,所以开题报告的标题是不成问题的,把你研究的课题直接写上就行了。比如我曾指导过一组同学对伦教的文化诸如“伦教糕”、伦教木工机械、伦教文物等进行研究,拟定的标题就是“伦教文化研究”。 第二就是内容的撰写。开题报告的主要内容包括以下几个部分: 一、课题研究的背景。 所谓课题背景,主要指的是为什么要对这个课题进行研究,所以有的课题干脆把这一部分称为“问题的提出”,意思就是说为什么要提出这个问题,或者说提出这个课题。比如我曾指导的一个课题“伦教文化研究”,背景说明部分里就是说在改革开放的浪潮中,伦教作为珠江三角洲一角,在经济迅速发展的同时,她的文化发展怎么样,有哪些成就,对居民有什么影响,有哪些还要改进的。当然背景所叙述的内容还有很多,既可以是社会背景,也可以是自然背景。关键在于我们所确定的课题是什么。 二、课题研究的内容。课题研究的内容,顾名思义,就是我们的课题要研究的是什么。比如我校黄姝老师的指导的课题“佛山新八景”,课题研究的内容就是:“以佛山新八景为重点,考察佛山历史文化沉淀的昨天、今天、明天,结合佛山经济发展的趋势,拟定开发具有新佛山、新八景、新气象的文化旅游的可行性报告及开发方案。” 三、课题研究的目的和意义。 课题研究的目的,应该叙述自己在这次研究中想要达到的境地或想要得到的结果。比如我校叶少珍老师指导的“重走长征路”研究课题,在其研究目标一栏中就是这样叙述的: 1、通过再现长征历程,追忆红军战士的丰功伟绩,对长征概况、长征途中遇到了哪些艰难险阻、什么是长征精神,有更深刻的了解和感悟。 2、通过小组同学间的分工合作、交流、展示、解说,培养合作参与精神和自我展示能力。 3、通过本次活动,使同学的信息技术得到提高,进一步提高信息素养。 四、课题研究的方法。 在“课题研究的方法”这一部分,应该提出本课题组关于解决本课题问题的门路或者说程序等。一般来说,研究性学习的课题研究方法有:实地调查考察法(通过组织学生到所研究的处所实地调查,从而得出结论的方法)、问卷调查法(根据本课题的情况和自己要了解的内容设置一些问题,以问卷的形式向相关人员调查的方法)、人物采访法(直接向有关人员采访,以掌握第一手材料的方法)、文献法(通过查阅各类资料、图表等,分析、比较得出结论)等等。在课题研究中,应该根据自己课题的实际情况提出相关的课题研究方法,不一定面面俱到,只要实用就行。 五、课题研究的步骤。 课题研究的步骤,当然就是说本课题准备通过哪几步程序来达到研究的目的。所以在这一部分里应该着重思考的问题就是自己的课题大概准备分几步来完成。一般来说课题研究的基本步骤不外乎是以下几个方面:准备阶段、查阅资料阶段、实地考察阶段、问卷调查阶段、采访阶段、资料的分析整理阶段、对本课题的总结与反思阶段等。 六、课题参与人员及组织分工。 这属于对本课题研究的管理范畴,但也不可忽视。因为管理不到位,学生不能明确自己的职责,有时就会偷懒或者互相推诿,有时就会做重复劳动。因此课题参与人员的组织分工是不可少的。最好是把所有的参与研究的学生分成几个小组,每个小组通过民主选举的方式推选出小组长,由小组长负责本小组的任务分派和落实。然后根据本课题的情况,把相关的研究任务分割成几大部分,一个小组负责一个部分。最后由小组长组织人员汇总和整理。 七、课题的经费估算。 一个课题要开展,必然需要一些经费来启动,所以最后还应该大概地估算一下本课题所需要 的资金是多少,比如搜集资料需要多少钱,实地调查的外出经费,问卷调查的印刷和分发的费用,课题组所要占用的场地费,有些课题还需要购买一些相关的材料,结题报告等资料的印刷费等等。所谓“大军未动,粮草先行”,没有足够的资金作后盾,课题研究势必举步维艰,捉襟见肘,甚至于半途而废。因此,课题的经费也必须在开题之初就估算好,未雨绸缪,才能真正把本课题的研究做到最好。

毕业设计开题报告 1、课题背景介绍 临沂市位于山东省东南部,素有“山东南大门”之称,下辖3区9县,面积1。72万平方公里,人口1000万,是山东省面积最大、人口最多的行政区。临沂城水资源丰富,纵贯南北的沂河、柳青河、青龙河和横穿东西的祊河、涑河等5条河流在中心城区交汇,位于临沂城区段的沂河橡胶坝长1248米,为世界之最,已被列入世界吉尼斯记录,上游形成的沂蒙湖水面130万平方米,湖水碧波荡漾,面积相当于两个杭州西湖,2001年被国家水利部评定为国家级水利风景区。 过去由于只注重工业经济的发展,城市建设和环境保护等工作被忽略,市区滨河地段杂草丛生,1片荒芜;挖沙船到处挖沙,使河边变得坑坑洼洼,脏乱不堪;1些不法单位拉来建筑垃圾倾倒在沂河及涑河沿岸的堤坝上,许多工厂将废水也排放到河里,使河水变得浑浊不堪,污染严重,无法饮用。不少居民也将生活垃圾倾倒在这里,使河边变成了垃圾场,1到夏天,熏人的气味扑面而来,严重影响了居民的生活和城市形象。 为了适应经济的发展,扩大城市建设规模,合理利用充足的水资源,同时改善人们的生活环境,提升城市品位,临沂市 *** 决定投入巨沂资规划建设临市区内的滨河区域。 2、课题拟设计研究的主要内容、实验方案 在上述情况的影响下,我这次所报的毕业设计课题为“临沂市沂河沿岸(局部)景观设计”,所以滨水空间的规划、绿化和景观设计是这次课题设计研究的主要内容。 水是人们生活中必不可少因素,自古以来就被赋予多种属性,被当作理想人格的的1种象征,使得其在性、情、景、意交融中充满了生命的灵性;在中国古代文化中,水逐渐成为1种根源性的隐喻,是代表自然与城市“合1”的最好模型。可以说水是古代除了封建礼制以外,对城市规划特色形成起作用的最重要的因素。其作用从饮用、灌溉、运输发展到现在的提供活动、景观的载体,故滨水空间的性质也在不断变化。 在全球化背景下,我国当前进入快速城市化阶段,城市建设也陷入了不断趋同、特色危机重重的窘境;在工业化时期几近湮灭的水的特性再次成为 *** 城市生命力的重要因素。因此在这次设计中应充分利用城市与水的“骨架”与“血肉”关系,因地制宜,融合水与空间、文化的时空联系,塑造出城市的特色与个性,使城市绿化面积扩大,景观更加秀丽宜人,市区环境质量得到全面改善,最终形成“水在城中游,城在水中立,水体与绿地相互依托并融为1体的丰富多彩的、富有地方特色的滨水生态城市”而贡献1份力量。 实验方案: 通过对课题所涉及的地区进行实地测量考察,以及搜集查阅相关资料,对设计的方案进行综合严密的验证。从设计理念、设计原则、风水分析、构图分析、植物配置几大方面展开工作,并在老师的指导下设计出合理的方案。 设计理念:沂河贯穿临沂市区,是离城市公共密集地区较近的生态系统之1,是 城市向乡村延伸,乡村向城市渗透的区域,这种渗透体现的是1种人与自然的对话,在本方案中,以人与自然的和谐统1为设计理念。 设计原则:A、生态原则:维持沂河生态环境是进行城市建设的基本门槛。 B、适应自然和社会运动周期的原则:关注人的活动周期和季节 变化,创造出适应季节变化的景观。 C、经济原则:通过设计对环境的改造,创造更舒适的生活环 境,实现其使用价值,同时也带动周围的土地升值。 风水分析:风水上讲究,曲生吉,直生煞,在本方案中,以曲线(主路)来化解直线带来的煞气。 构图分析:本方案设计设计地段位于沂河和其最大支流枋河交汇处,河道比较弯曲,因此在设计中,以北斗7星为主构图元素,根据人文和地理将其分为3个区域: A区:古文化区,临沂市是1座历史悠久的城市。古称琅琊,距今已有2400年历史。闻名中外的汉代帛画和《孙子兵法》、《孙膑兵法》竹简等,就出土在临沂市银雀山下。我国许多历史文化名人,如春秋时期的曾子、子路,战国时期的荀况,东汉珠算发明家刘洪,西汉经学家匡衡,3国时期著名军事家诸葛亮,东晋书圣王羲之,南北朝文艺批评家刘勰,唐代书法家颜真卿等,有的出生于此,有的在这里生活过,都留下了难以湮灭的印迹。 B区:自然生态区,以沂河自然风光为主题,以生态亲水公园为中心,形成适合休闲娱乐的场所。 C区:沂蒙革命精神区,临沂市是著名的革命老区。革命战争年代,沂蒙人民为抗击外来侵略和中国革命的胜利作出了巨大的贡献和牺牲,3万沂蒙的优秀儿女献身疆场。车轮滚滚的支前队伍、送子送郎参军的动人场面、红嫂的感人故事、名垂青史的台儿庄战役、孟良崮战役记下了这1段光荣的革命业绩。 植物配置:从人性化、乡土性、生态原则3方面进行植物配置。 3、相关文献综述 中国建材出版社出版,汤振宁编著的《城市河道景观设计》1书,以大量实景照片向我们展示了北京,上海,韩国等地的1些优秀河道景观设计,本书内1些优秀设计作品的作者分别为具有丰富施工经验和设计经验的专业人士,使该书具有很好的实用价值,同时该书也具有较强的实用性和前瞻性,给我这次所做的课题提供了很多的参考。 上林国际文化有限公司编著,华中科技大学出版社出版的《滨水区域景观规划》1书,挑选了如“广州市番禹区桥河——河两岸城市设计”,“海南洋浦经济开发区滨海生活服务区设计”等34个典型滨水区域,对照其不同的设计思路历程,阐述了滨水景观规划的设计着眼点。从不同角度,不同细节的解析,使我对滨水景观设计有了更全面的认识。比如该书中强调的人体工程学、环境心理学、审美心理学等要素,因此在这次设计中、使我深入地去了解人们的生理特点、行为心理和视觉感受等方面对景观的设计要求,以便于做出更好的设计。 上海人民美术出版社出版,沈蔚、李竹等编著《室外环境艺术设计》1书介绍了环境艺术设计这门涉及生态、园林、建筑、结构、材料、城市规划等领域的综合性边缘学科,它的实质是以现实条件和自然环境为基础,人性化地对环境进行科学和艺术改善及创造,使之更适应于人们生活、工作和休闲等各种社会生活和人文交流,有益于人们的身心健康和社会的文明进步。阅读该书使我了解了景观设计的元素、手法、进行的基本程序、表达的方法,以及设计的实施,尽可能实现它的功能性、艺术观赏性、科学合理性、经济性。通过学习和研究此书,使我对景观设计有了更专业的认识。 化学工业出版社出版,卢新海、杨祖达编著的《园林规划设计》介绍了园林设计的要素、方法、步骤等具体的内容。内容包括中外园林、园林设计的基本理论、园林设计的原则与依据、园林设计的依据,园林设计的依据、构成要素的规划与设计及各类绿地的规划设计。其中我国古典园林创作的优秀手法,布局形式,依据与原则等给我的设计带来很大的启发。 4、预期成果 实施这1工程将使城市绿化面积扩大,景观更加秀丽宜人,很好地改善市区人们生活环境现状,整体上提升临沂市的城市品位与城市形象,同时通过设计重塑环境,关注城市与自然的关系,建设1个概念明确的公共滨水地带,完成城市公共

下面有一些。如果你需要,可以和我的注册名QQ联系。基于CPLD/FPGA的VGA 图像显示控制器研究 室内照明灯的分线器设计地信学院管理信息系统 教师人事管理子系统的设计基于CPLD/FPGA的汽车 信号灯控制器设计 有限元分析转台对天线辐射特性的影响 家庭保安系统—报警处理子系统地震属性在滩坝砂体预测中的应用数字电子秤设计 基于iLab的在线共享实验室架构的初步搭建 网络系统的设计与管理地信学生信息管理系统基于单片机的多功能数字电子钟设计导航模拟器设计经验模态分解在地球物理资料中的应用数字图像的中位数滤波设计V.35光猫的设计及优化基于单片机的电子密码锁设计激电仪驱动程序设计与实现地信学院管理信息系统 ——学生管理子系统的设计与实现 普通电阻率测井实验装置的设计与实现 属性参数在地震解释中的应用 基于J2EE架构的物流管理系统的设计和实现 测温报警器实时日历时钟显示系统的设计网络通信中电子邮件加解密的研究 基于单片机的连续放射性测量仪的设计与实现基于MATLAB 的数字滤波器设计寻机机器人1.基于CPLD/FPGA的智力竞赛抢答器设计和仿真 2.粘度计温度控制电路的设计3.家用燃气壁挂炉室内温控器设计4.人脸图像的特征提取GPRS无线通信终端的设计自动温度控制的设计六位数显电子秒表车牌自动识别系统中的字符识别八位密码锁的设计 家庭保安系统控制面板设计 多相流检测技术综述网络通信教学网站的制作家庭保安系统传感器监测子系统无线通信系统中带通滤波器的设计模拟通信信号调制制式的识别用单片机实现 数字电子钟的设计 基于GPRS的数据采集网络 监控系统的研究 成像测井沉积层理的 三维可视化模拟 维特比算法在不同信道下卷积译码中的应用研究 三维地震数据处理观测系统定义的程序设计与实现 GPRS无线通信数据传输系统的设计与应用转换波速度反演单片机控制的连续动画LCD显示人脸图像的特征提取与比对算法设计

太阳能电路设计毕业论文

水热法生长二氧化钛纳晶及在染料敏化太阳能电池板的应用1 引言1991 年瑞士学者Gratzel 等在Nature 上发表文章,提出了一种新型的以染料敏化二氧化钛纳晶薄膜为光阳极的太阳能电池,其具有制作简单、成本低廉、效率高和寿命长等优点,光电转换效率目前可以达到11%以上,因此成为新一代太阳能电池的主要研究发展方向[1-4]。染料敏化太阳能电池的光电转换效率的提高要归功于其独特的纳晶多孔薄膜电极,其可以使电子在薄膜中有较快的传输速度,且具有足够大的比表面积,能够吸附大量的染料,并且与染料的能级相匹配。所以因对染料敏化太阳能电池的复杂的作用,许多科学工作者致力于制备功能和性能良好的TiO2 纳晶多孔薄膜电极[5, 6]。在纳晶TiO2 的三种晶型中,锐钛矿相的光电活性最好,最实用于染料敏化太阳能电池中,所以在制备纳晶TiO2 时,金红石相和板钛矿相纳晶应该尽量避免。对TiO2 纳晶的生长,许多研究者开始在水热法中采用有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶[7-9]。Yang 用三种有机碱做胶溶剂制备了粒经和形貌不相同的TiO2 纳晶,其结果证明了有机碱的加入对纳晶粒子大小、形貌及表面积等有一定影响[10]。但是,如何制备晶型和形貌都能满足于染料敏化太阳能电池的要求却很少讨论。在本章中,采用水热法基础上,分别使用三种有机碱四甲基氢氧化铵(TMAOH)、四乙基氢氧化铵(TEAOH)、四丁基氢氧化铵(TBAOH)做胶溶剂来制TiO2 备纳晶并应用于染料敏化太阳能电池中并研究了制备条件的不同对纳晶形貌、粒径大小及电池光电性能的影响。2 实验主要药品和仪器钛酸四正丁酯、异丙醇、聚乙二醇20,000、碘、碘化锂、4-叔丁基吡啶(TBP)、OP乳化剂(Triton X-100)(AR,均购于中国医药集团上海化学试剂公司);敏化染料(cis-[(dcbH2)2Ru(SCN)2],SOLARONIX SA.);四甲基氢氧化铵(TMAOH)(25 %)、四乙基氢氧化铵(TEAOH)(20 %)、四丁基氢氧化铵(TBAOH)(10 %) (均购于中国医药集团上海化学试剂公司);可控温磁力搅拌器(C-MAG HS4,德国IKA);马弗炉(上海实验电炉厂);100 W 氙灯(XQ-100 W,上海电光器件有限公司);导电玻璃基片(FTO,15 Ω/cm2,北京建筑材料研究院);X 射线粉末衍射仪(XRD) D8-advance(Bruker 公司);扫描电子显微镜(SEM)S-3500N(日本日立公司);透射电镜(TEM)JEM-2010(日本);红外光谱分析仪Nicolet Impact 410 spectrometer;紫外–可见分光光度计UV-Vis 3100 (Shimadzu corporation, Japan)。3 实验部分3.1 纳晶TiO2 的制备根据文献的制备方法[6-11],把钛酸四正丁酯与等体积的异丙醇混合均匀并逐滴加入到蒸馏水中并不断的搅拌30分钟([H2O]/[Ti(OBu)4] = 150),过滤并用水和乙醇溶液洗剂2-3次。在强烈搅拌下,把所得到的沉淀加入到pH=13.6的含有有机碱的溶液中,在100 °C搅拌24小时,得到半透明的胶体。将得到胶体装入高压釜(填充度小于80%)。在200 oC水热处理12小时。水热处理后,得乳白色混合物并伴有鱼腥味,这表明有机碱分解为了胺类化合物。将高压釜处理后的TiO2胶体连同沉淀一起倒入烧杯,经50 oC浓缩至原来的1/5,加入相当于TiO2量20%-30%的聚乙二醇20,000及几滴Triton X-100,搅拌至均匀,得稳定的TiO2纳晶浆体。3.2 纳晶薄膜电极的制备将洗净的导电玻璃四边用透明胶带覆盖,通过控制胶带的厚度和胶体的浓度来控制膜的厚度[12],中间留出约1×1 cm2空隙,将在酸性条件下制备的小粒径的纳晶TiO2胶体用玻片均匀的平铺在空隙中。空气中自然晾干后,在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟,使TiO2固化并烧去聚乙二醇等有机物,冷却至80 ?C,经过仪器测量,薄膜的平均厚度在6微米左右。将获得的纳晶多孔薄膜浸泡于N3染料溶液中24小时,使染料充分地吸附在TiO2上,取出后用乙醇浸泡3-5分钟,洗去吸附在表面的染料,在暗处自然晾干,即得到染料敏化的纳晶多孔TiO2薄膜电极。首先按上文所述制备纳晶多孔薄膜,制备的薄膜平均厚度在4.5微米左右,将其重新用透明胶带覆盖,把用TMAOH做胶溶剂的条件下制备的大粒径的纳晶TiO2浆体用玻片均匀的平铺在空隙中。空气中自然晾干后,重新在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟,反射层的纳晶薄膜的平均厚度控制在1.5微米左右,热处理后即得双层纳晶薄膜。浸泡染料后即得双层纳晶薄膜电极。3.3 DSSC 的组装以染料敏化纳晶多孔TiO2薄膜电极为工作电极,以镀铂电极为对阴极[13],将染料敏化电极与对阴极用夹子固定,在其间隙中滴入以乙腈为溶剂、以0.5 mol/L LiI+0.05 mol/L I2+0.2mol/L TBP为溶质的液态电解质,封装后即得到染料敏化太阳能电池。3.4 光电性能测量采用100 W氙灯作为太阳光模拟器,其入射光强Pin为100 mW/cm2。在室温下进行测量,记录其短路电流ISC和开路电压VOC,并应用公式计算其填充因子ff和光电转换效率η。3.5 表征与分析采用 D8-advance 型X 射线粉末衍射仪测定TiO2 的晶体结构,测试条件为:Cu Kα(λ=1.5405 ?),电压:40 KV,电流:40 mA。扫描速度:6?/min,扫描范围:10?-80?。采用KBr 压片法测量样品的红外光谱,测试条件:400-4000 cm-1,软件:OMNIC 6.0,扫描次数30 次。采用JEM-2010(日本)型透射电子显微镜(TEM)观察TiO2 纳晶的表面形貌及粒径大小。用紫外-可见分光光度计(UV-3100)测试不同粒径TiO2 纳晶多孔薄膜电极吸附染料的吸光度。TG 的升温速度:10 ℃/min,范围:室温至1000 ℃,测试仪器:SDT 2960 同步DSC-TGA 装置 (USA TA 设备)。4 结果与讨论4.1 有机碱对TiO2 纳晶的形貌和粒径的影响Sugimoto 和他的合作者们研究了影响TiO2 纳晶生长的一些因素,其中pH 的值、有机碱的烷基链的长短、水热的温度以及水热的时间等因素都对TiO2 纳晶颗粒的大小和形貌有很大的影响[14-17]。通过研究发现,四烷基有机碱作为模板来控制TiO2 纳晶的形貌和大小。所以可以使用不同的有机碱来制备适合于染料敏化太阳能电池光电传输的晶型完整并具有较大的比表面积的TiO2 纳晶。是在不同的有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的TEM 图,a 图是采用TMAOH 做胶溶剂,b 图是采用TEAOH 做胶溶剂,c 图是采用TBAOH 做胶溶剂。从图中可以看出,在相同pH 值下,不同的有机碱做胶溶剂时,制备的纳晶明显不同,这说明胶溶剂对TiO2纳晶的粒径大小和形貌有很大的影响,而且随着有机碱胶溶剂烷基链的加长,TiO2 纳晶的粒径减小,并且粒子为多面体。当用TMAOH 做胶溶剂时,制备的TiO2 纳晶的粒子多为四方体,颗粒宽12-20 nm,粒子长20-40 nm,如图1a 所示。当用TEAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的粒子颗粒不均匀,而且形貌也不规则有多面体形的也有四面体形的,粒子宽度8-10 nm,长度10-25 nm,如图1b 所示。而当有机碱的烷基链长从两个碳原子增加到四个碳原子时,即用TBAOH 用作胶溶剂时制备的纳晶颗粒粒子大小较均匀而且形貌也较规则,多为正方体,粒子大小一般在5nm 左右,如图1c 所示。在TiO2 纳晶的水热生长过程中,有机碱首先是吸附在TiO2 的晶核上,而烷基链的长短不同吸附的能力不同,吸附能力越大则就会阻碍纳晶的生长。研究发现[6],烷基链越长则有机碱吸附在晶核上的吸附力越大,则会阻碍晶体的生长,所以随着有机碱烷基链的长度的增加,纳晶颗粒在不断的减小;并且研究发现,胶溶剂的浓度不能太大,太大时制备的TiO2 纳晶就会出现严重的团聚现象[10]。4.2 有机碱对TiO2 纳晶晶型的影响是用三种有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的XRD 图,a 是制备的TiO2 纳晶经过自然风干后的XRD,b 是制备的三种TiO2 纳晶经过50 °C 热处理30 分钟中后的XRD 图。从图2a 中可以看出,2θ = 25.3°是TiO2 纳晶锐钛矿的特征峰,但是还有一些其它的杂峰,这些杂峰证明是有机胺类化合物的峰。当把制备的纳晶经过450 °C 热处理30 分钟中后,a 图中的杂峰就消失,TiO2 在2q =25.3°,37.55°,47.85°,53.75°,55.05°和62.35°的衍射峰的d 值均与标准PDF 卡片锐钛矿型TiO2 衍射峰相符,说明所制备的TiO2 的晶型为锐钛矿,没有金红石相和板钛矿相出现,制备的为纯的锐钛矿相TiO2 纳晶。在传统水热方法中,采用硝酸做胶溶剂,制备的纳晶TiO2 中,含有少量的金红石相和板钛矿相,而这两种的光电性能较差,影响染料敏化太阳能电池的光电转换效率。而用有机碱做胶溶剂制备的TiO2 纳晶可满足染料敏化太阳能电池中对锐钛矿相的要求。随着有机碱烷基链的增加,样品的特征衍射峰宽逐渐变大,并且衍射峰值逐渐减小,这表明制备纳晶颗粒不断减小,这与TEM 的结果一致。4.3 TiO2 纳晶的热稳定性分析是用三种有机碱制备的TiO2 纳晶的红外光谱图,(a) 是制备的纳晶粉末在80 °C 烘干24 小时,(b)是制备的纳晶粉末在450 °C 热处理1 小时,光谱范围是400-4000 cm-1。从红外光谱图可知,三种纳晶红外图谱相近。图3(a)中出现了有机化合物的一些键如C-H, N-H,和O-H 等键,但随着在450 °C 热处理1 小时后,这些化合键就消失了,而TiO2 薄膜的红外谱图中主要有Ti-O-Ti 键伸缩振动峰在500cm-1 附近,没有出现宽的吸收带,如图3(b)所示,这一结果与文献中的结果相一致[7]。这说明在有机碱条件下制备的TiO2 纳晶在经过450 °C后为稳定的锐钛矿相,吸附在其表面的有机物分解完全。从XRD 的结果也可以得出(图 3b),所有有机化合物在经过450 °C 热处理后都消失完全了,这说明二氧化钛化合物在高于450 °C热处理后,可以晶化为稳定的锐钛矿相TiO2 纳晶。是用有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶粉末热稳定性的TG 分析。这些纳晶粉末是在105 °C 下烘干24 小时,而没有进行任何热处理的。从图中可以看出,有两个失重过程。第一个过程是100~250 °C 之间的明显失重,可以认为是失去了吸附在纳晶粉末表面的水分子和一些醇。第二个过程是250~400 °C 之间的失重,是因为粉体中吸附的有机物成份的失去。有机物与制备的氧化物之间有很强的键和作用,这些有机物包裹着氧化物,当温度达到400 °C 时,这些键和作用才会消失,有机物完全分解,这说明有机物与纳晶颗粒之间的力结合不是太大不影响纳晶的晶化。另外发现,在不同有机碱胶溶剂下制备的纳晶粉末的失重情况明显不同,在采用TBAOH 做胶溶剂时的失重明显要高于使用TMAOH 做胶溶剂时的,这说明前者表面吸附了更多的有机物。吸附有机物的量不同,表明制备的纳晶粉末的形貌和粒径大小也明显不同[14],这与TEM 的结果一致,在采用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2纳晶颗粒较小表面积较大,这就使吸附在纳晶表面的有机物就增多,所以在进行热分解时失重较多;而采用TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶颗粒明显大许多,表面积又小所以吸附的有机物就会减小,所以在热分解时失重较少。从失重量的多少也可以简单分析出制备的纳晶颗粒和形貌的异同。用有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶,会对其晶型及其晶型的稳定性有一定的影响。图5 为有机碱TEAOH 做胶溶剂的条件下制备的TiO2 纳晶及其分别在300 °C,500 °C,700 °C,800 °C,900 °C 烧结1 小时样品的XRD 谱图。在TiO2 纳晶的晶型中,峰位于2θ=25.3°是锐钛矿相的特征衍射峰,峰位于2θ=27.4°是金红石相的特征衍射峰。从图中可知,TiO2 纳晶在800 °C 烧结前,晶型没有发生变化。在800 °C 烧结之后,才出现了金红石相晶型,这一结果与Young 等人的研究结果一致[18]。据报道在酸性条件下制备的TiO2 纳晶,在烧结温度达600 °C 时,锐钛矿晶型就开始向金红石晶型转变[19]。而用有机碱TEAOH 做胶溶剂制备的TiO2 纳晶从锐钛矿相向金红石相转变的温度有所提高,这说明用有机碱TEAOH 做胶溶剂制备的TiO2 纳晶热稳定性提高了,这一稳定性说明,可以对锐钛矿型TiO2 纳晶在较高的温度下进行烧结,而不改变其晶型,即没有金红石型纳晶出现。4.4 BET 和吸附染料能力的研究用不同的有机碱做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶粉的表面积进行分析,实验得出,在使用有机碱TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶粉的比表面积为66 m2·g-1,但是当使用TEAOH和TBAOH 做胶溶剂时,制备的TiO2 纳晶粉的比表面积为78 m2·g-1 和82 m2·g-1。这一结果与粒径越大比表面积越小相一致,颗粒大小如图1 所示,这说明颗粒越小比表面积越大。研究发现,吸附的染料(RuL2(SCN)2)的多少并不一定随着比表面积的增大而增大。为了研究用于染料敏化太阳能电池测试的TiO2 纳晶多孔薄膜吸附染料的多少,把敏化的电极在5 mL 0.05 mol/L NaOH 溶液中让染料进行脱附,之后对染料的碱性溶液进行吸光度的分析,UV-vis 吸收光谱的结果如图5 所示。图中a、b 和c 三条曲线分别是采用TMAOH、TEAOH和TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶。根据朗伯-比尔定律可知吸光度随浓度增加而增大,结果显示,采用TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶吸收的染料最少,这与比表面积越小吸附的染料越少相吻合,但比其它两种纳晶的吸附量要少很多。虽然采用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的比表面积比用TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶的比表面积大,但是后者却比前者所吸附的染料多,这里可能的解释就是因其用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的颗粒太小还不足10nm,所以用其制备的纳晶多孔薄膜太致密而使得吸附的染料减小。4.5 染料敏化太阳能电池光电性能研究采用有机碱制备的三种不同形貌和粒径大小的TiO2 纳晶,并用其制备了敏化电极应用于染料敏化太阳能电池光电性能的研究,如图6 所示。表1 给出了三种不同电极的所组装的电池的短路电流、开路电压、填充因子和光电转换效率的值。在100 mW/cm2 光照条件下,三种电池的短路电流分别为10.7、13.1、10.4 mA/cm2,开路电压分别为0.779、0.700、0.698V,填充因子分别为0.52?0.62?0.60,光电转换效率分别达到了4.4%?5.67%?4.4%。从实验结果可知,采用有机碱TEAOH 制备的TiO2 纳晶所组装的电池的光电转换效率比其它两种电池的光电转换效率要高。可知,采用有机碱TEAOH 所制备的TiO2 所制备的电池的开路电压要比采用有机碱TMAOH 所制备的TiO2 所制备的电池的要低,但是其电池的短路电流和填充因子都要比其它两种有机碱所制备TiO2 所组装的电池要高。这可能是因为(1)用有机碱TEAOH 所制备的TiO2 纳晶粒经比较适中,制备的多孔薄膜粒子与粒子之间结合比较紧密,这样就提高了电子在薄膜中的传播速度;(2)较其它两种多孔薄膜吸附的染料要多,研究表明吸附的染料的量与所产生的光电流成正比,吸附的染料越多,则产生的光电流越大,用有机碱TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 多孔薄膜所吸附的染料最多,所以用其所组装的染料敏化太阳能电池的短路电流最高,电池的光电转换效率也达到最好。5 结论本章采用了钛酸四正丁酯为原料,以三种有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶,以三种制备的敏化的纳晶多孔薄膜为电极组装了染料敏化太阳能电池,并对其进行了电池光电性能的测试。研究了这三种有机胶溶剂对TiO2 纳晶晶体生长的影响,采用三种不同烷基链的有机碱做胶溶剂制备的纳晶形貌和大小有很大的不同,研究发现,随着烷基链的加长,纳晶的形貌开始变得规整,粒径也减小,但是有机碱的浓度不能太大,浓度过高时,会使制备的纳晶出现团聚,所以在使用有机碱做胶溶剂时,采用的是在pH=13.6 的条件下制备的。通过热稳定性分析发现,吸附在TiO2 纳晶表面的有机碱在450 °C 热处理后,有机物分解完全,这说明在制备纳晶多孔薄膜时,有机物分解完全,多孔薄膜中为纯的TiO2 纳晶。因为三种TiO2纳晶形貌和大小不同所以制备的多孔薄膜吸附染料的量也不相同。实验发现采用有机碱TEAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 的敏化电极吸附的染料最多,电池光电性能测试也显示用此TiO2 纳晶制备的电池开路电流达到13.1 mA cm-2,光电转换效率达到5.67%,比其它两种电池的光电转换效率要高,这说明用有机碱TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶的形貌和大小比其它两种有机碱胶溶剂制备的TiO2 更适合应用于染料敏化太阳能电池。更多毕业论文请到

基于P2N 结的太阳能电池伏安特性的分析与模拟摘 要 通过分析实际P2N 结与理想模型之间的差别,建立了P2N 结二极管及太阳能电池的数学模型;利用Matlab 中的系统仿真模块库建立仿真模型,设置参量,求解模型方程并绘制了图形1 对太阳能电池在一定光照下旁路电阻及串联电阻取不同数值时对其开路电压、短路电流及填充因子的影响做了模拟,并与实际测得的硅太阳能电池伏安特性进行了比较1 模型分析与实验测量的结果表明:等效的旁路电阻和串联电阻分别影响电池的开路电压和短路电流1 仿真结果与实验测量结果一致1关键词 P2N 结;伏安特性;等效电路模型;太阳能电池中图分类号 O475 文献标识码 A0 引言P2N结是许多微电子和光电子器件的核心部分1这些半导体器件的电学特性及光电特性由P2N 结的性质所决定,掌握P2N 结的性质是分析这些器件特性的基础1 半导体导电是通过两种载流子的漂移、扩散及产生与复合实现的[1 ]1 由于P2N 结的非线性特性,其电流电压关系无法通过一个简单的解析模型来确定1 虽然肖克莱方程给出了理想P2N结的电流电压关系,但与实际器件的性质差别很大1在实际器件中,由于表面效应、势垒区载流子的产生及复合、电阻效应等因素的影响,其电流电压特性只在很小的范围内接近理想值1 正向电压增大时, I2V曲线由指数关系转变为线性关系1 反向电压增大时,在一定范围内也是线性关系,反向电压过大还会发生P2N 结的击穿1本文通过一个简单的电路模型模拟了实际的P2N 结,讨论了各实际参量对伏安特性的影响1 并针对太阳能电池在一定光照下其实际参量如旁路电阻和串联电阻对其开路电压、短路电流及填充因子的影响,利用计算机对其伏安特性进行建模分析,以获得接近实际器件的特性11 P2N结的伏安特性分析及等效电路理想P2N 结模型满足小注入、突变耗尽层及玻耳兹曼边界条件,且不考虑耗尽层中载流子的产生和复合作用[2 ]1 其电流电压关系可由肖克莱方程给出,即J = J s expqVk T- 1 (1)式中,V 为P2N 结两端的电压, J 为通过P2N 结的电流密度, J s 为反向饱和电流1 当正向偏压较大时,括号中的指数项远大于1 ,因而第二项可以忽略,电流密度与电压呈指数增加关系1 反向偏压时,当q| V | m k T 时, 指数项趋于0 , 电流不随电压改变,趋于饱和值J s1实验测量发现,肖克莱方程与实际P2N 结的伏安特性偏离较大,主要表现在两个方面:1) 正向电压较小时,理论值比实验值小,正向电压较大时,J2V关系变为线性关系;2) 反向偏压时,反向电流比理论值大许多,反向电流不饱和,随反向偏压的增大略有增加1 这说明理想模型不能真实反映实际器件的特性,需要建立更为完善的P2N 结模型[3 ]1 在实际器件中,载流子的产生、传输和复合会对P2N 结中的空间电荷场产生影响[4 ] ,从而导致P2N 结电流电压特性偏离理想方程1正向偏压时,注入势垒区的载流子有一部分形成复合电流,其大小与exp ( qV/ 2 k T) 成正比, 总电流密度为扩散电流密度与复合电流密度之和1 对于硅,在较低正向偏压下, 复合电流占主要地位, 因而总电流大于理想条件下的电流,正向偏压较高时,复合电流可以忽略具体的去我们论坛看看吧!!

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停车场管理信息系统设计陶永明(东北财经大学经济信息系 辽宁 大连 116023)摘 要 本论文根据停车场的管理工作需要,设计了一个简洁、稳定、实用的停车场管理信息系统。相对一些现有的停车场收费管理系统来说,本系统在容错性、实用性、易操作性等方面具有一定特色,并且本系统可扩展性较强。[信隆论文网:,更多免费论文,更多优质服务!]关键词 停车场;管理信息系统;实用性;可扩展性0 引言随着汽车工业的迅猛发展,我国汽车拥有量急剧增加。停车场作为交通设施的组成部分,随着交通运输的繁忙和不断发展,人们对其管理的要求也不断提高,都希望管理能够达到方便、快捷以及安全的效果。停车场的规模各不相同,对其进行管理的模式也有不同之处,管理者需要根据自身的条件,选择应用经济、稳定的管理程序,以免选择了高成本的管理系统。本论文旨在设计一个简洁、稳定、实用的停车场管理信息系统,希望在容错性、实用性、易操作性等方面具有自己的特色,并且保持一定的可扩展性,以满足不同停车场的信息管理需求。1 系统功能需求分析一个典型的停车场管理信息系统需要包括车辆进出管理及收费功能、停车场车位及车主信息查询功能和系统设置及管理功能。1.1 停车场车位划分首先将停车场划分为固定车位和自由车位两部分。固定车位又可以称为专用车位或内部车位,它的特点是使用者固定,交费采用包月制或包年制,平时进出停车场时不再交费。对于固定车位的车辆,系统有着详细的信息记录,包括车辆信息和车主信息。自由车位又可以称为公用车位或公共车位,它的特点是使用者不固定,针对临时性散客服务,车辆每次出停车场时,根据停车时间和停车费率交纳停车费用。固定车位的车辆总是停放在自己的车位上,而不停放在自由车位上。不同类型停车场的固定车位和自由车位数目比例是不同的,比如商场、车站、机场类停车场的自由车位数目相对较多,而住宅小区、单位自用类停车场的固定车位数目相对较多。停车场的固定车位和自由车位数目一般情况下是固定不变的,但有时根据停车场规划改变也需要调整,系统可以在系统管理功能里对这两类车位的数目进行设定和修改。1.2 车辆进出管理及收费功能车辆进入停车场时,系统记录车辆的车牌号码和进入时间。车辆离开停车场时,根据车辆车牌号码判断是否为固定车位车辆,如果为固定车位车辆则不收费,只记录车辆离开停车场时间;如果为自由车位车辆则根据进入时间和离开时间计算出停车费用进行收取。所有进出停车场的信息(包括车牌号码、进入时间、离开时间、停车费用)都记入一个进出记录表以备查询和统计使用。1.3 停车场信息查询功能系统的查询功能可以查询包括自由车位空闲数目、自由车位停车情况、固定车位使用情况、固定车位车主信息、自由车位使用率等多种信息。将自由车位空闲数目或自由车位使用率显示在停车场入口处,可以提示即将进入停车场的车主;如果自由车位已满,更可以给出指示,并不允许继续进行车辆进入自由车位停车场的操作。1.4 系统管理功能系统的管理功能可以查看一定时间内总收取费用情况,也可以查看一定时间内的详细收费情况,可以查看所有车辆进出停车场的记录,也可以查询指定车辆(包括固定车位车辆与自由车位车辆)所有进出停车场的记录,可以设定和修改固定车位和自由车位数目以及停车费用的费率,而且可以做系统初始化的工作。2 系统设计及实现2.1 系统功能模块设计根据系统的需求分析,将系统设计的功能分为三大模块:车辆进出管理模块、信息查询模块和系统管理模块。其中车辆进出管理模块包括进入停车场和离开停车场费用结算,信息查询模块包括自由车位空闲数目指示、固定车位停车情况查询、固定车位车主信息查询、自由车位停车情况查询,系统管理模块包括总收取费用显示、停车费率设定及修改、详细收费情况查询、指定车辆进出记录查询、系统初始化功能。系统模块结构图见图1。2.2 系统开发工具选择系统的开发软件工具选择了Microsoft Visual FoxPro 6.0。从目前市场上比较流行的数据库开发、管理软件来看,对于比较简单的中小型数据库,XBase数据库家族的新成员,也就是FoxPro 与可视化程序设计相结合的产物Microsoft Visual FoxPro 6.0不失为开发的好工具。Microsoft Visual FoxPro 6.0有如下的主要特点:⑴ 大的查询与管理功能⑵ 入了数据表的新概念⑶ 扩大了对SQL语言的支持⑷ 大量使用可视化的界面操作工具⑸ 支持面向对象的程序设计⑹ 通过OLE实现应用集成⑺ 支持网络应用结合本系统的实际应用需求可以设计出符合实际需求、易于理解、易于操作、易于维护的数据库和操作系统。对于Microsoft Visual FoxPro 6.0而言,管理这种规模和复杂程度的数据库是游刃有余的,且对数量较少的表和期间的关系进行比较简单的操作正是其擅长的功能,无论是查询还是统计都能顺利完成。当然系统可以采用的开发工具还有VB、Delphi、SQL Server等。图1 停车场管理信息系统模块结构图2.3 数据库设计系统建立三个基本数据库(表):固定车位表、自由车位表和进出记录表,分别存放固定车位车辆及车主信息、自由车位停车信息和所有车辆进出记录信息。下面列出了各表的结构。表1 固定车位表结构字段名 类型 宽度(字节)车位编号 数值型 3车牌号码 字符型 12车辆颜色 字符型 6车主姓名 字符型 10联系电话 字符型 12联系地址 字符型 20车辆照片 通用型 4是否在位 逻辑型 1进入时间 日期时间型 8离开时间 日期时间型 8表2 自由车位表结构字段名 类型 宽度(字节)车牌号码 字符型 12进入时间 日期时间型 8表3 进出记录表结构字段名 类型 宽度(字节)车牌号码 字符型 12进入时间 日期时间型 8离开时间 日期时间型 8停车费用 数值型 6免费车辆 逻辑型 1在固定车位表中包含了车位编号、车牌号码和有关车主信息的字段,其中的逻辑字段“是否在位”用来记录该车辆现在是否停放在自己车位的信息,而“进入时间”和“离开时间”则记录了该车辆最近一次进入和离开停车场的时间。自由车位表中只记录当前情况下自由车位停车场所停放的车辆信息,当车辆离开停车场时则删除相应记录。进出记录表中记录了包括固定车位车辆和自由车位车辆的所有进出信息和收费情况,每车每次离开停车场时增加一条记录,非常方便日后查询和统计工作的需要。其中设定的“免费车辆”字段用来记录免费停车的特殊车辆的进出信息,使该车停车费用记零,不影响总停车费用的统计。2.4 系统表单设计根据功能需求编写了系统主界面表单、车辆进出管理表单、信息查询表单、系统管理表单以及子功能中的多个表单。2.4.1车辆进出管理表单车辆进入和离开停车场使用同一个表单界面,在车牌号码框内输入车牌号码然后可以根据需要分别点击“进入停车场”或“离开费用结算”按钮。这样设计表单的目的是统一进、出操作的界面,提高工作效率,对于统一出入口的小型、简单停车场十分方便。对于出入口分离或多个出入口的停车场,本系统也可以方便的扩充其功能,在本论文第3部分中将做说明。进行车辆进入停车场操作时,根据输入的车牌号码在固定车位表中查找以判断是否为固定车位车辆,固定车位车辆信息和自由车位车辆信息将分别记入不同表中。固定车位车辆记入固定车位表时,只需要记录车辆的进入时间和修改车辆是否在位字段值为“真”;自由车位车辆记入自由车位表,记录车牌号码和进入时间,同时统计空闲车位数目。进行“离开费用结算”操作时,再次根据车牌号码进行判断,如果为固定车位车辆,记录车辆的离开时间和修改车辆是否在位字段值为“假”,并且将该车辆此次进出信息记入进出记录表中,停车费用字段值记为0。如果为自由车位车辆,根据此时时间即离开时间和该车进入时间计算出该车停车时间,并根据停车费率计算出停车费用,收取费用后将该车信息记入进出记录表中,并且将该车记录从自由车位表中删除,同时统计空闲车位数目。如果该车辆为特殊车辆(免费车辆,如正在执行任务的警车、军车等),在离开停车场费用结算表单中选中“免费车辆”复选框然后确认,则停车费用自动记录为0,并记入出入记录表中。系统采用这样的设计使自由车位表中只记录了当前情况下的停车情况,该表中记录的个数即为自由车位停车数目。每进行完一次进出操作时,系统可以很方便的统计出当前自由车位停车场空闲车位数目,也很容易计算出自由车位停车场当前使用率。将空闲车位数目及使用率随时显示在进出管理表单上以做提示,空闲车位数目为0时禁止继续进行进入停车场操作。空闲车位数目和使用率也可输出到停车场入口处提示牌上,以提示即将进入停车场的汽车驾驶员。车辆进出记录表中则记录了所有车辆的进出记录及收费情况,在不进行系统初始化或清空车辆进出记录的操作以前,这些信息将得到长期保存。因为进出记录表的结构很简单,每条记录所占用的数据量极小,不会因为该表记录的增多而影响整个系统的数据量。2.4.2信息查询表单系统设计的信息查询表单中随时显示自由车位停车场总车位数目和空闲车位数目以及自由车位停车场当前使用率。需要查询固定车位停车情况时只需要使用浏览命令显示出此时固定车位表中车位编号、车牌号码、是否在位等信息即可,选中某条记录时点击“详细信息”按钮可以查询该车辆的详细信息。在该界面中既可以浏览固定车位车辆及车主详细信息,也可以对固定车位表中的记录进行增加、删除以及修改的工作。通过浏览自由车位表的命令可以实现自由车位停车场当前停车情况的信息查询功能。2.4.3系统管理表单系统管理表单中显示自由车位停车场车位数目、空闲车位数目、固定车位数目、停车费率等信息,对于其中的自由车位停车场总车位数目、固定车位数目、停车费率可以进行修改。点击“收费情况”按钮,系统将显示最近一段时间内(包括起始时间和终止时间)的总收费,点击“详细收费情况”则可以进一步查看该时间段内的详细出入记录及收费情况。在“指定车辆进出记录查询”中输入车牌号码并点击“查询”,系统将显示指定车辆的详细进出记录以及交费情况。系统的初始化功能包括两部分:一个是清空进出记录的功能,可以清空进出记录表,包括其中的详细出入记录和详细收费情况,此操作可以在一定时间段(例如一年)做好财务管理工作后进行,最近一段时间的总收费也清零。另一个是初始化整个系统,此功能可以清空所有表中的记录,将系统恢复为初装系统时状态,相当于重新安装了本系统。3 系统特色及几个相关问题的说明根据实际应用需要解决的一些问题,本系统做了较为细致的工作,使本系统在容错性、实用性、易操作性等方面有一定的特色,并且使本系统可扩展性较强。⑴ 设计的车辆进出管理表单使车辆进入和驶出停车场的管理工作使用同一个界面表单,适用于统一出入口的小型停车场,提高了管理者的工作效率。其中对于进入停车场的操作,管理者输入车牌号码后只需要点击“进入停车场”即可,系统会自动根据车牌号码判断是固定车位车辆还是自由车位车辆然后进行分别记录。⑵ 在设计车辆进出管理表单时,并没有直接加入数据环境,而是只有在点击相应按钮时瞬间执行“打开表--操作--关闭表”的步骤,这样的设计方便了系统的扩充。当停车场扩充为出入口分离或多个出入口时,多个管理员可以通过局域网同时进行进出管理工作,这种设计基本避免了进行进入停车场操作和离开停车场费用结算操作时可能同时打开同一个表的冲突问题。⑶ 为提高系统的容错性,防止管理员输入车牌号码有误或者人为故意行为造成的问题,特别设计了检测程序。当进行进出操作时,系统会先根据车牌号码检测停车场表内是否已有该车辆相应信息,如果已经存在相应信息(例如进入停车场操作时发现停车场内已经存在该车进入记录,或离开停车场操作时发现停车场内无该车进入记录),则系统会给出错误提示,并重新进行记录(重新进入停车场操作或重新设定固定车位是否在位标志或人工收取停车费用),这时也需要进行实际情况的核实调查。这种检测对于一些智能停车场管理系统采用了IC卡进行车辆管理时,管理员手工输入号码错误的问题可以避免,但仍可以检测到人为故意行为(如故意将IC卡带出停车场并重新带车进入停车场等)造成的错误问题。在系统扩展功能设计时考虑再建立一个错误信息记录表,将错误信息记录下来,以便于进行统计问题和处理解决。⑷ 系统将停车费率的设定分为两种不同的可选方案,以适应不同停车场管理工作的需要。一种是根据停车时间的长短,前一段规定时间与之后的延长时间分别设定不同单位时间停车费用(如前2小时内5元/小时,之后3元/小时),这样设计可以使停车场管理者根据实际停车场的使用效率来设定和更改停车费率,达到鼓励长时间停车或鼓励短时间停车的目的(延长时间费率相对低则鼓励长时间停车,反之则鼓励短时间停车)。另一种是根据停车的时间段分别设定停车费率,如白天(8:00-18:00)为5元/小时,夜间(18:00-次日8:00)为2元/小时,系统根据车辆的进入时间和离开时间计算出停车费用,跨时间段的停车费用也能准确计算得出。停车场管理者可以通过设定及修改停车规定时间和费率来达到停车场的最佳使用效率和最高经济效益。⑸ 本系统适用于小型的停车场管理使用,即使只有一个管理人员也可以很方便的使用计算机来进行停车场的管理工作。本系统结合利用传感器技术、IC卡技术、网络技术以及高度自动化的机电和微机设备对停车场进行安全、有效的管理的应用,可以建设智能停车场管理系统,可以实现收费、保安、监控、防盗等功能。比如车牌号码的记录采用智能IC卡技术,即省去了手工输入车牌号码的工作以及可能出现的手工输入错误,并增加进出停车场操作的管理工作效率。⑹ 系统的管理功能里不仅包括查询所有车辆进出记录及详细收费情况查询的功能,还包括了按指定车牌号码进行查询的功能,输入车牌号码即可查询该车辆近一段时间内的详细出入记录。本功能虽然只需要使用非常简单的查询语句即可实现,却有一定的实用价值,例如警方可以对嫌疑车辆的出入该停车场记录进行查询等。⑺ 本系统可扩展性较强,通过一定的改进工作可以获得更多的停车管理信息和增强系统的功能。可以考虑的系统修改有以下几点:① 表增加管理员编号的字段,设定不同的管理员用户名及口令,可以记录不同管理员的工作,也可以使系统方便的扩展到多出入口停车场系统的管理需要。② 定两种不同权限级别的管理员用户,普通管理员只能进行进出管理和一些信息查询的操作,而高级管理员可以进行包括停车费率修改、详细收费情况查询、固定车位信息修改和系统初始化等的全部操作。③ 固定车位表增加停车费有效日期字段,在每次进出停车场时系统可以根据当前日期及时给出提示,提醒驾驶员及时交费。如果到期没有交纳停车费用的车辆将按照自由车位收费标准进行收费。④ 增加停车费用结算报表的打印功能,可以给每次停车打印收费单据。4 结束语相对一些正在使用的停车场收费管理系统来说,本论文所设计的系统在简洁、稳定、实用的基础上强调了容错性、实用性、易操作性等方面的特色。并且本系统可扩展性较强,可以针对不同的用户需求进行相应改进,以满足不同停车场的信息管理需求。

摘要本设计针对目前停车场管理系统存在的系统管理介质落后、集成自动化程度低、安全性差、人性化和运行效率低下的不足,结合目前科学技术领域的最新研究成果,设计了一种技术较先进、性能可靠、自动化程度较高的停车场智能管理系统。本设计的指导思想立足于提高停车场管理系统的可靠性、安全性和高效性,对目前我国各大中城市所面临的“停车难”问题的解决,具有一定的促进作用。本系统所采用的PLC技术,射频卡技术对其它交通收费系统也有一定的借鉴意义。本文针对停车场只能控制系统中存在的问题,把PLC可编程序控制器和变频器应用于停车场只能控制系统上,并进行了较深入的研究。本文阐述了智能停车场系统的PLC控制、收费、计费和安全的一些基本思路和方法,并介绍了着重介绍了PLC工作特点及运行原理,还介绍了C20P型欧姆龙型可编程控制器系列的C200H-OA223PLC控制器主要功能模块及应用,C20P不仅编程简单,通用性强,抗干扰能力强,可靠性高,而且具有易于操作及维护,设计、施工、调试周期短等优点。还介绍了MIFARE1ICS50非接触式IC卡的结构,描述了停车场管理系统的基本模块及功能,并对系统的主回路和控制回路的硬件部分进行了详细介绍。本文主要是对停车场进行智能化设计,通过采取PLC技术对停车场管理的设计,达到停车场智能化、高效化。AbstractThedesignofthecurrentcarparkmanagementsystemforthemediumbackwardmanagementsystem,integratedlowdegreeofautomation,poorsecurity,humanandoperationalinefficienciesofinadequateinlightofthecurrentfieldofscienceandtechnologyasresearchresults,designamoreadvancedtechnology,Reliableperformance,ahigherdegreeofautomationSmartcarparkmanagementsystem.Thedesignoftheguidingideologybasedontheimprovedcarparkmanagementsystemreliability,safetyandefficiencyofChina'smajorcitiesinthefaceof"difficulttostop"thesettlementoftheissue,haveacertainrole.ThesystemusedbythePLCtechnology,RFcardtechnologytoothertransportsystemhassomereference.ThispapercarparkcanonlycontrolsystemproblemsthatexistinthePLCPLCandinvertercontrolsystemcanonlybeusedincarparks,andamorein-depthstudies.Inthispaper,theIntelligentParkingSystemsPLCcontrol,charging,billingandsecurityofsomeofthebasicideasandmethods,andgaveabriefingontheworkfocusedonthePLCandoperatingcharacteristicsofprinciple,alsointroducedC20P-OmronprogrammablecontrolSeriesofC200H-OA223PLCcontrollermainfunctionmodulesandapplication,C20Pprogrammingnotonlysimple,highuniversality,anti-interferencecapabilityandhighreliability,butalsoeasytooperateandmaintain,design,construction,commissioningtheadvantagesofshortcycle.ItalsointroducedtheMIFARE1ICS50contactlessICcardofthestructure,describesthecarparkmanagementsystemandthefunctionofthebasicmodules,andthemaincircuitandcontrolcircuitforthehardwarepartofthedetailedbriefing.Thisarticleisacarparkintelligentdesign,throughtheadoptionofPLCtechnologyonthedesignofcarparkmanagementtocarparksintelligent,efficient.KeyWords:PLC;IntelligentSystem;Parking;SafetyManagement目录摘要1Abstract2引言11绪论21.1国内外研究概况21.2本文的主要研究内容41.3拟定设计流程52停车场智能管理系统总体方案设计62.1功能需求分析62.2管理介质的确定72.2.1各种管理介质性能对比82.2.2射频识别系统的介绍92.3系统工作流程112.3.1入场工作流程112.3.2出场工作流程132.3.3内部工作流程142.4管理系统组成152.4.1系统设备组成152.4.2系统设备功能162.5小结163发卡器与IC卡读写器的设计183.1MIFARE1非接触式IC卡读写器系统的基本功能183.2非接触式IC卡的分类193.3发卡器与IC卡读写器的基本工作流程图193.4IC卡读写器的硬件图234停车场安全管理设计244.1停车场监控管理244.2停车场消防管理244.3停车场通风、防水浸、照明的设施255PLC的选择及其相关设备265.1PLC的组成265.2PLC的工作原理275.3PLC的硬件和软件275.4PLC型号的选择285.5变频器的外部设备及其选择295.5.1欧姆龙C200H-AD003模拟量输入模块325.5.2欧姆龙C200H-DA003数字量输入模块346PLC软硬件的设计356.1硬件设计356.2软件设计38结论45参考文献47致谢48

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