高稳定度高压开关电源设计

本文分析了国内外开关电源的发展和现状，研究了高压开关电源的基本原理以及开关电源在电力直流操作电源系统中的应用。根据兰州重离子加速器的要求，设计了一种高稳定度高压开关电源。该系统在借鉴国外和已有的类似电源的基础上，通过采用新的元器件和新的电力电子技术设计而成。该系统以工GBT作为功率开关器件，构成BUCK开关变换器，采用脉宽调制（PWM）技术来控制输出电压的变化。系统中采用TL494、UC3637、ML57962等一系列集成电路，以实现实时采样电压反馈信号、PWM信号以及工GBT所需要的功率驱动信号。电路中采用斩波调压和逆变分开，各司其职的结构，保证了电路可靠、线性的调节；采用前馈电路进行补偿，确保系统能很好的抑制电网的中频扰动。通过MATLAB的计算仿真证明，这些措施都对对系统的性能起到了很好的作用。为了系统的安全可靠，还设计了软启动和过流保护电路。通过实验证明该系统能安全、可靠运行，达到了设计要求。

一种FPGA的嵌入式可重构机器人控制系统

提出一种基于FPGA的可重构嵌入式微处理器控制系统.在FPGA中嵌入两个NiosⅡ软核,用VHDL语言编写用户自定义组件.在一个由NiosⅡ软核组成的处理器上实现PWM信号生成、编码器信号处理以及多电机同步伺服运算等,在另一个处理器实现机器人任务管理.该控制系统针对微小型爬壁机器人的控制系统设计,不仅具有良好的实时多任务处理能力,而且具有可重构的特点,因而可应用于一类微小型机器人控制系统以提高其设计的灵活性.

螺旋桨驱动UUV推进系统研究

为了实现水下机器人(UUV,Unmanned Underwater Vehicle)的高精度控制,深入研究了螺旋桨驱动UUV推进系统各个环节运行机理,并建立了它们各自的数学模型,包括PWM模块、直流永磁电机、螺旋桨、舵的数学模型。多功能仿真试验和湖试试验的系统响应曲线基本吻合,一方面表明本文建立的推进系统模型的正确性,另一方面体现了在多功能仿真平台上调试的控制策略和控制器参数具有很大的可信度。

履带式移动机器人行动规划技术的研究

本文以８６３－５１２型号项目为背景，从运动特性、运动描述、运动控制以及运动规划等几个方面研究履带式移动机器人的行动规划技术；首先从理论上分析了履带式移动机器人的内在运动传递机理，指出了其区别于轮式移动载体的独特的运动特性，尤其是在其转向特性方面，得出了履带式移动机器人运动角速度几乎不可控原理、原地转弯转不准问题、以及履带式车辆行动规划时所要遵循的规则等重要结论，针对履带式移动机器人的纵向运动控制问题，讨论了其速度控制模型，提出了一种速度测量与控制的简单、准确、可靠的方法。在磺向运动方面，提出了一种基于ＦＭ－ＬＩＫＥ和ＡＭ－ＬＩＫＥ相结合的复合控制技术，解决了难度较大的方向控制问题。最后提供了实验结果，证明了上述方法与结论的正确性。上述方法与结论，作为８６３－５１２某型号任务的一部分，业已通过验收。

条件反射性免疫抑制及其脑机制的c-fos研究

To explore the neural mechanisms underlying conditioned immunomodulation, this study employed the classical taste aversion (CTA) behavioral paradigm to establish the conditioned humoral and cellular immunosuppression (CIS) in Wistar rats, by paring saccharin (CS) with intraperitoneal (i.p.) injection of an immunosuppressive drug cyclophophamide (UCS). C-fos immunohistochemistry method was used to observe the changes of the neuronal activities in the rat brain during the acquisition, expression and extinction of the conditioned immunosuppression (CIS). The followings are the main results: 1. Five days after one trial of CS-UCS paring, reexposure to CS alone significantly decreased the level of the anti-ovalbumin (OVA) IgG in the peripheral serum. Two trials of CS-UCS paring and three reexposures to CS not only resulted in further suppression of the primary immune response, but also reduced the numbers of peripheral lymphocytes and white blood cells. This finding indicates that CS can induce suppression of the immune function, and the magnitude of the effects is dependent on the intensity of training. 2. On day 5 following two trials of CS-UCS pairing, CS suppressed the spleen lymphocytes responsiveness to mitogens ConA, PHA and PWM, and decreased the numbers of peripheral lymphocytes and white blood cells. On day 15, only PHA induced lymphocyte proliferation was suppressed by CS. On day 30, presentation of CS did not have any effect on these immune parameters. These results suggest that the conditioned suppression of the cellular immune function can retain 5-15 days, and extinct after 30 days. 3. CTA was easily induced by one or two CS-UCS parings, and remained robust even after 30 days. These data demonstrate that CIS can be dissociated from CTA, and they may be mediated by different neural mechanisms. 4. Immunohistochemistry assays revealed a broad pattern of c-fos expression throughout the rat brain following the CS-UCS pairing and reexposure to CS, suggesting that many brain regions are involved in CIS. Some brain areas including the solitary tract nucleus (Sol), lateral parabrachial nucleus (LPB) and insular cortex (IC), showed high level c-fos expressions in response to both CS and UCS, suggesting that they may be involved in the transmission and integration of the CS and UCS signals in the brain. There were dense c-FOS positive neurons in the paraverntricular nucleus (PVN) and supraoptic nucleus (SO) of hypothalamus, subfornical organ (SFO) and area postrema (AP) etc. after two trials of CS-UCS paring and after the reexposure to CS 5 days later, but not in the first training and after the extinction of CIS (30 days later). The results reflect that these nuclei may have an important role in CIS expression, and may also response to the immunosuppression of UCS. The conditioned training and reexposure to CS 5 days later induced high level c-fos expression in the cingulate cortex (Cg), central amygdaloid nucleus (Ce), intermediate part of lateral septal nucleus (LSI) and ventrolateral parabrachial nucleus (VLPB) etc. But c-fos induction was not apparent when presenting CS 30 days later. These brain regions are mainly involved in CIS, and may be critical structures in the acquisition and expression of CIS. Some brain regions, including the frontal cortex (Fr), ventral orbital cortex (VO), IC, perirhinal cortex (PRh), LPB and the medial part of solitary nucleus (SolM), showed robust c-FOS expression following the conditioning training and reexposure to CS both on day 5 and day 30, suggesting that they are critically involved in CTA.

Characterization of immunoregulatory T lymphocytes during ageing by monoclonal antibodies.

Monoclonal antibodies of the OKT series were used to identify T lymphocytes (OKT3+) and their inducer (OKT4+) and suppressor-cytotoxic (OKT8+) subsets in the peripheral blood mononuclear cells (PBMC) of 32 healthy old-aged people more than 70 years old (16 men and 16 women) compared to 47 adults (29 men, 18 women) less than 40 years old. The absolute lymphocyte count in the peripheral blood was not significantly influenced by age or sex. Both the proportions and the absolute numbers of T3+ and T4+ cells were significantly lower in aged than in young participants. The proportions but not the absolute counts of OKT8+ cells were higher in the elderly. Most interesting is the influence of sex and these parameters. Old women have normal numbers and proportions of T3+, T4+ and T8+ cells when compared to young women. The latter have a significantly higher proportion of T8+ cells than young adult males. Old men have a striking reduction of both the numbers and proportions of OKT3+ and OKT4+ cells when compared with young men and with women. In addition, old men have an elevated proportion, but a normal absolute number, of OKT8+ cells. The responses of PBMC to phytohaemagglutinin extent (PHA), concanavalin A (Con A) and pokeweed mitogen (PWM) are reduced to the same extent in ageing male and female subjects when compared to young adults. In the older group, the magnitude of the lymphocyte response to PHA and Con A but not to PWM is negatively correlated with the proportions of OKT8+ cells. Surprisingly, these correlations are observed only in old women but not in old men. The latter finding excludes the possibility that the age-associated decline of the lymphocyte response to T cell mitogens is secondary to an imbalance between T4+ and T8+ lymphocytes.

Universal power quality manager with a new control scheme

A new universal power quality manager is proposed. The proposal treats a number of power quality problems simultaneously. The universal manager comprises a combined series and shunt three-phase PWM controlled converters sharing a common DC link. A control scheme based on fuzzy logic is introduced and the general features of the design and operation processes are outlined. The performance of two configurations of the proposed power quality manager are compared in terms of a recently formulated unified power quality index. The validity and integrity of the proposed system is proved through computer simulated experiments

Three-port DC-DC Converter for Stand-Alone Photovoltaic Systems

System efficiency and cost effectiveness are of critical importance for photovoltaic (PV) systems. This paper addresses the two issues by developing a novel three-port DC-DC converter for stand-alone PV systems, based on an improved Flyback-Forward topology. It provides a compact single-unit solution with a combined feature of optimized maximum power point tracking (MPPT), high step-up ratio, galvanic isolation and multiple operating modes for domestic and aerospace applications. A theoretical analysis is conducted to analyze the operating modes followed by simulation and experimental work. The paper is focused on a comprehensive modulation strategy utilizing both PWM and phase-shifted control that satisfies the requirement of PV power systems to achieve MPPT and output voltage regulation. A 250 W converter was designed and prototyped to provide experimental verification in term of system integration and high conversion efficiency.

Control energy consumption and system performance in vector control of voltage source converters

Power electronics plays an important role in the control and conversion of modern electric power systems. In particular, to integrate various renewable energies using DC transmissions and to provide more flexible power control in AC systems, significant efforts have been made in the modulation and control of power electronics devices. Pulse width modulation (PWM) is a well developed technology in the conversion between AC and DC power sources, especially for the purpose of harmonics reduction and energy optimization. As a fundamental decoupled control method, vector control with PI controllers has been widely used in power systems. However, significant power loss occurs during the operation of these devices, and the loss is often dissipated in the form of heat, leading to significant maintenance effort. Though much work has been done to improve the power electronics design, little has focused so far on the investigation of the controller design to reduce the controller energy consumption (leading to power loss in power electronics) while maintaining acceptable system performance. This paper aims to bridge the gap and investigates their correlations. It is shown a more thoughtful controller design can achieve better balance between energy consumption in power electronics control and system performance, which potentially leads to significant energy saving for integration of renewable power sources.

Retificador monofásico com fator de potência quase unitário

Dissertação para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica Ramo de Automação e Eletrónica Industrial

Fonte comutada de baixa tensão para utilização em supercondensadores como fonte primária de energia

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo Energia

Projecto e implementação de uma fonte de alta tensão para produção de descargas eléctricas

O objetivo deste trabalho consistiu em projetar, construir e testar um protótipo em laboratório de uma fonte de alimentação de alta tensão que permita descargas elétricas {estáveis e de dimensões reduzidas}, de modo a que possa ser utilizada, dada a sua essencialidade, na fabricação de redes de período longo (LPG) em fibra ótica nos chamados turning points. Estes são pontos de elevada sensibilidade, fundamentais no desenvolvimento tecnológico de sensores em fibra ótica, em particular, de sensores refractométricos. O protótipo da fonte de alimentação é composto por um regulador do tipo BUCK, um inversor para alimentação do transformador de alta tensão, o circuito de realimentação e controlo PWM e um microcontrolador para o comando da fonte. Posteriormente procedeu-se à otimização dos parâmetros de descarga, o que conduziu a fabricação de redes de período longo com períodos inferiores a 150 micrómetros. Este é um resultado sem paralelo a nível internacional no que concerne ao uso da técnica do arco elétrico.

Projeto do acionamento eletrónico de um veículo unipessoal de mobilidade urbana

O acionamento eletrónico de motores desempenha um papel cada vez mais importante nos transportes e mobilidade, devido às inúmeras aplicações, entre as quais o controlo de velocidade e direção dos motores das cadeiras de rodas elétricas. No entanto, as soluções disponíveis no mercado apresentam um custo elevado, e consequentemente são inacessíveis para muitas pessoas. O objetivo desta dissertação é projetar o sistema de acionamento eletrónico para um veículo unipessoal de mobilidade urbana, de acordo com os requisitos estabelecidos, e realizar um protótipo funcional com o mínimo custo possível. O sistema estará subdividido em quatro módulos: interface com o utilizador, controlador central, sistema de potência e atuadores. A sua implementação será feita através da programação num Arduino, o sistema de potência utiliza drivers, e o controlo de velocidade dos motores CC será efetuado por PWM. O sistema de controlo foi implementado de uma forma modular e parametrizada para que numa próxima fase se possa afinar os parâmetros de controlo do movimento adequando o veículo para diferentes condições de operação. Numa perspetiva futura, pretende-se que este veículo unipessoal de mobilidade urbana seja comercializado de forma económica e possibilite a mobilidade total em meio urbano a pessoas com limitações de ordem motora.

Immunologisches Reaktionsvermögen als Indikator für Belastungen bei der Milchkuh

Mit ansteigenden Jahresmilchleistungen werden die Kühe einer hohen metabolischen Belastung ausgesetzt, die bei einer suboptimalen Gestaltung der Lebensbedingungen mit einer Erhöhung der Inzidenzrate von Faktorenkrankheiten einhergehen kann. Im Vordergrund der Untersuchungen stand die Frage, inwieweit metabolische Belastungszustände von Milchkühen in der Phase des Puerperiums und in Abhängigkeit von der Milchleistung sowie Belastungen durch eine klinische Erkrankung zu Beginn der Laktation mit Hilfe von Parametern der immunologischen Abwehr und der Reaktion des Immunsystems auf eine Challenge dargestellt werden können. In die Untersuchung wurden insgesamt 68 klinisch gesunde sowie 20 klinisch erkrankte Milchkühe der Rasse Holstein Friesian einbezogen. Die Untersuchungen erfolgten in den Zeiträumen 10-21 Tage sowie 14-15 Wochen nach der Kalbung. Dazu wurden an jeweils drei Untersuchungstagen (Tag 0, 2, 7) Blutproben aus der Vena jugularis entnommen. Zur Stimulierung des unspezifischen Immunsystems wurde in beiden Versuchszeiträumen an den Untersuchungstagen 0 und 2 der Paramunitätsinducer Zylexis® appliziert. Ferner wurde den Kühen zu Beginn der Laktation der Tollwutimpfstoff Rabisin® verabreicht. Für die Auswertung wurden die untersuchten Milchkühe in Gruppen unterteilt. Die klinisch gesunden Kühe wurden anhand der nach Fett und Eiweiß korrigierten 305-Tage-Leistung in die Gruppe M = mittleres Leistungsniveau (Milchmengenleistung 6.500-8.990 kg) und die Gruppe H = hohes Leistungsniveau (Milchmengenleistung 9.000-12.500 kg) aufgeteilt. Die klinisch erkrankten Kühe wurden in der Gruppe K zusammengefasst. Zur Beurteilung der Immunabwehr wurden die Parameter Phagozytoseaktivität der isolierten Neutrophilen Granulozyten, die Vollblutbakterizidie, die Lymphozytenproliferation mit den Mitogenen ConA, PHA und PWM sowie die spezifische Antikörperbildung gegen Tollwut untersucht. Anhand der Parameter Phagozytoseaktivität, Vollblutbakterizidie und Lymphozytenproliferation wurde zusätzlich die Reaktion auf die Challenge mit dem Paramunitätsinducer Zylexis® überprüft. Zur Erfassung der metabolischen Belastungszustände wurden verschiedene Stoffwechselparameter und hämatologische Parameter erfasst. Zu Beginn der Laktation konnten bei den Kühen in der mittleren und hohen Leistungsgruppe signifikant höhere Konzentrationen an ß-Hydroxybuttersäure und Freien Fettsäuren im Vergleich zu der Laktationsmitte festgestellt werden. Die Kühe mit einem hohen Leistungsniveau zeigten darüber hinaus eine signifikant höhere Bilirubinkonzentration am Laktationsanfang gegenüber der Laktationsmitte. Die mittlere Konzentration der freien Fettsäuren lag bei den Kühen in beiden Leistungsgruppen oberhalb des Referenzbereiches und wies auf eine negative Energiebilanz zu Laktationsbeginn hin. Die mittleren Konzentrationen bzw. Enzymaktivitäten der Parameter Cholesterol, Harnstoff, AST, GLDH, γ-GT, Gesamtprotein, Kalzium und Phosphor wiesen in der Laktationsmitte signifikant höhere Werte als am Laktationsanfang auf. Dabei lagen die mittleren Enzymaktivitäten von AST und GLDH sowie die Konzentrationen von Harnstoff und Gesamtprotein in der Laktationsmitte oberhalb des Referenzbereiches. Die untersuchten Stoffwechselparameter wurden durch die Challenge mit einem Paramunitätsinducer nicht signifikant beeinflusst. Hinsichtlich der Immunparameter zeigten die Milchkühe mit einem mittleren Leistungsniveau in Abhängigkeit vom Laktationszeitpunkt zu Beginn der Laktation eine signifikant höhere Phagozytoseaktivität gegenüber der Laktationsmitte (p < 0,05). Die Gruppe mit einem hohen Leistungsniveau wies dagegen keine signifikanten Unterschiede in der Phagozytoseaktivität zwischen den beiden Untersuchungszeiträumen auf. Bei den Immunparametern Vollblutbakterizidie und Lymphozytenproliferation konnten bei den Kühen beider Gruppen keine signifikanten Unterschiede in Abhängigkeit vom Laktationszeitpunkt festgestellt werden. Im Hinblick auf die Milchleistung wiesen die Kühe in den beiden Leistungsgruppen am Untersuchungstag 0 weder zu Beginn noch in der Mitte der Laktation signifikante Unterschiede bezüglich der untersuchten Immunparameter auf. Nach der Challenge durch den Paramunitätsinducer reagierten einzig die Kühe mit einer mittleren Leistung zu Beginn der Laktation auf die Challenge mit einer signifikanten Reduzierung der mittleren Phagozytoseaktivität von Tag 0 zu Tag 2 (p < 0,05). Bei den weiteren untersuchten Immunparametern konnten weder bei den Kühen mit einer mittleren noch mit einer hohen Leistung eine signifikante Reaktion auf die Challenge nachgewiesen werden. Die klinisch erkrankten Kühe zeigten im Vergleich zu den klinisch gesunden Kühen keine unterschiedlichen Konzentrationen bzw. Aktivitäten der untersuchten Stoffwechselparameter. Auch konnten anhand der immunologischen Parameter und der Reaktion auf die Challenge keine Unterschiede zwischen den klinisch gesunden Kühen festgestellt werden. Die in der vorliegenden Untersuchung geprüften metabolischen Belastungen konnten weder anhand der Immunparameter noch durch die Reaktion der Immunparameter auf eine Challenge dargestellt werden. Es wird geschlussfolgert, dass das immunologische Reaktionsvermögen nicht geeignet ist, um als Indikator für Belastungszustände bei der Milchkuh herangezogen zu werden.

Sistema de manteniment de l'equilibri per a un robot bípede

Dins el departament d’Electrònica, Informàtica i Automàtica de la Universitat de Girona s’han dissenyat i construït dues plataformes bípedes per a l’ús docent. La més evolucionada d’elles, finalitzada l’any 1999, està composada per dues cames d’alumini amb tres actuadors lineals cada una, simulant la funció del turmell, del genoll i del maluc. Els objectius que es pretenen aconseguir amb aquest projecte són molt concrets i tots ells estan destinats a millorar el funcionament del robot bípede. Aquests objectius són: (1) dissenyar dos graus de llibertat lineals en forma de pla XY per moure el pes que convingui per assegurar l’equilibri durant el moviment de la plataforma bípede, (2) dissenyar una placa amb una FPGA que generi senyals PWM pels vuit motors disponibles, que llegeixi els dos encoders dels motors del pla XY i que es comuniqui amb un PC equipat amb una tarja d’adquisició de dades específica, (3) dissenyar una placa de potència adequada pel control dels motors, (4) finalment realitzar un programa per comprovar el correcte funcionament de les plaques, dels actuadors i dels sensors utilitzats en la plataforma bípede