当前位置：首页 > 实用文档 > 其他范文> 磁脉冲压缩器在卤化铜激光器上的应用

磁脉冲压缩器在卤化铜激光器上的应用

时间：2022-05-20 01:44:58 其他范文收藏本文下载本文

磁脉冲压缩器在卤化铜激光器上的应用（精选6篇）由网友“淤青”投稿提供，以下是小编为大家汇总后的磁脉冲压缩器在卤化铜激光器上的应用，希望对大家有所帮助。

磁脉冲压缩器在卤化铜激光器上的应用

篇1：磁脉冲压缩器在卤化铜激光器上的应用

磁脉冲压缩器在卤化铜激光器上的应用

在卤化铜激光器脉冲放电电源系统中,为减轻闸流管的工作负担并同时保证电路的快放电激励,采用了单级磁脉冲压缩器.分析了磁脉冲压缩器的`工作机理,介绍了所采用磁脉冲压缩器的设计考虑及参数选用.

作者：刘才明作者单位：浙江大学物理系,杭州,310027 刊名：物理学报 ISTIC SCI PKU英文刊名：ACTA PHYSICA SINICA 年，卷(期)： 52(7) 分类号：O4 关键词：磁脉冲压缩器闸流管 CuBr激光器

篇2：数控技术在磁轴承中的应用

本文介绍磁悬浮主轴系统的组成及工作原理，提出了一种在常规PID基础上的智能PID控制器的新型数字控制器设计，其核心部件是TI公司的 TMS320LF2407A，设计了五自由度磁悬浮主轴系统的硬件总体框图。用C作为开发平台，设计在常规PID基础上的智能PID控制器。理论分析结果表明：这种智能PID控制器能实现更好控制效果，达到更高的控制精度要求。

1 引言

主动磁悬浮轴承(AMB，以下简称磁轴承)是集众多门学科于一体的，最能体现机电一体化的产品。磁悬浮轴承与传统的轴承相比具有以下优点：无接触、无摩擦、高速度、高精度。传统轴承使用时间长后，磨损严重，必须更换，对油润滑的轴承使用寿命会延长、但时间久了不可避免会出现漏油情况，对环境造成影响，这一点对磁悬浮轴承就可以避免，它可以说是一种环保型的产品。而且磁轴承不仅具有研究意义，还具有很广阔的应用空间：航空航天、交通、医疗、机械加工等领域。国外已有不少应用实例。

磁悬浮轴承系统是由以下五部分组成：控制器、转子、电磁铁、传感器和功率放大器。其中最为关键的部件就是控制器。控制器的性能基本上决定了整个磁悬浮轴承系统的性能。控制器的控制规律决定了磁轴承系统的动态性能以及刚度、阻尼和稳定性。控制器又分为两种：模拟控制器和数字控制器。虽然国内目前广泛采用的模拟控制器虽然在一定程度上满足了系统的稳定性，但模拟控制器与数字控制器相比有以下不足：(一)调节不方便、(二)难以实现复杂的控制、(三)不能同时实现两个及两个以上自由度的控制、(四)互换性差，即不同的磁悬浮轴承必须有相对应的控制器、(五)功耗大、体积大等。磁轴承要得到广泛的应用，模拟控制器的在线调节性能差不能不说是其原因之一，因此，数字化方向是磁轴承的发展趋势。同时，要实现磁轴承系统的智能化，显然模拟控制器是难以满足这方面的要求。因此从提高磁轴承性能、可靠性、增强控制器的柔性和减小体积、功耗和今后往网络化、智能化方向发展等角度，必须实现控制器数字化。近三十年来控制理论得到飞速发展并取得了广泛应用。磁悬浮轴承控制器的控制规律研究在近些年也取得了显著的进展，目前国外涉及到的控制规律有：常规PID和PD控制、自适应控制、H∞控制等，国内涉及到的控制规律主要是常规PID及PD控制和H∞控制，但H∞控制成功应用于磁悬浮轴承系统中的相关信息还未见报道。

从当前国内外发展情况来看，国外的研究状况和产品化方面都领先国内很多年。国外已有专门的磁悬浮轴承公司和磁悬浮研究中心从事这方面的研发和应用方面工作，如SKF公司、 NASA等。其中SKF公司的磁轴承的控制器所用控制规律为自适应控制，其产品适用的范围：承载力50～2500N、转速 1,800～100,000r/min，工作温度低于220℃。NASA是美国航天局，他们开展磁悬浮研究已有几十年，主要用于航天上，研究领域包括火箭发动机和磁悬浮轨道推进系统(9月已完成在磁悬浮轨道上加2g加速度下可使火箭的初始发射速度达到643～965km/h 。目前国内还没有一家磁悬浮轴承公司，要赶上国外磁悬浮轴承发展水平，必须加大人力、物力等方面的投入。国内对磁悬浮轴承控制器的控制规律研究起步较晚，当前使用较多的都是常规PID和PD控制，实际电路中也有使用PIDD的。控制精度相对来说不是很高，而且每个系统都必须对应相应的KP，KI，KD，调节起来很麻烦，使用者同样会觉得很不方便。为了使磁悬浮轴承产品化，必须解决上述问题，任何人都能很方便的使用，必须把它做成象“傻瓜型设备一样的产品 ”，这就得首先解决控制器的问题。解决此问题就是使控制器智能化。智能化的内容包括硬件的智能化和软件的智能化。本文仅讨论控制器在控制算法方面的智能化问题以及实现手段，可为最终解决磁悬浮轴承智能化奠定一定的基础。

2 磁轴承系统的组成及工作原理

磁轴承系统由转子、电磁铁、传感器、控制器和功率放大器五部分组成。磁轴承系统是一个非常复杂的机电一体化系统，用数学模型精确地描述是非常困难，一般都采用在平衡点附近进行分析，再进行线性化处理。在不考虑五自由度之间耦合的情况下，只需进行单自由度的分析，如图1所示。

图1 单自由度磁轴承系统原理图

工作原理：转子在偏置电流I0的作用下处于平衡位置x0，若某时刻出现一干扰f0，转子就会偏离平衡位置，偏移为x，为使轴承回到平衡位置，须加上控制电流ic，使电磁铁Ⅰ的磁力增加，电磁铁Ⅱ的磁力减小。此时转子所受的力为：

其中：μ0为导磁率，S为气隙截面积，N为线圈匝数。对式(1)在(x=0，ic=0)处线性化，在不考虑其它力的情况下，由牛顿第二定律得：其中：位移刚度系数，电流刚度系数。对(2)式进行Laplace变换得：由(3)式可得系统的结构框图，如图(2)所示：其中：Gc(s)、Gp(s)和Gs(s)分别为控制器、功率放大器和传感器的传递函数。对于控制器可以选用传统的PID，也可以选用本文阐述的智能控制器。图2 采用电压控制策略的系统闭环传递函数框图

3 PID控制器及其智能化方法

3.1 常规PID控制器

为了比较，有必要在此回顾一下传统的PID控制器，

众所周知，常规PID控制是建立在具有精确的数学模型的基础上的。它具有结构简单、稳定性能好、可靠性等优点。在当代的控制领域，PID控制在控制领域中占有非常大的比重。设计它的关键是PID参数的整定问题。但在现实的控制中，其过程非常复杂，在某时刻具有高度非线性、时变不确定性、滞后性等。在外界干扰、负载扰动等因素的影响下，其参数甚至数学模型都会发生改变，这时，常规PID显然不能满足那些高精度控制的要求。如果能实时调整PID的参数的话，这样肯定可以满足要求。这种PID就是智能PID。

3.2 智能PID控制器

随着近几十年智能控制理论的快速发展，以及不断应用到实践中，目前应用最为活跃的智能控制包括：模糊控制、神经网络控制和专家控制。人们逐渐把智能控制的思想应用到常规PID中，形成多种形式的智能PID控制。它兼具有智能控制和传统PID两者优点，如：智能控制中的自动整定控制参数能很好地适应控制过程中参数变化和传统PID控制的结构简单、可靠性高等，已为人们所熟知。正是基于这两大优点，智能PID控制为许多控制过程所采用。智能PID控制器又可以分为：基于神经网络的PID控制器、模糊PID控制器、专家PID控制器等多种。

3.3 专家PID控制器

专家PID控制器原理图如图3所示。它是传统PID算法的基础上，增加了误差e和误差变化率&，查Fuzzy矩阵集、知识库，通过知识判断来确定是否要调整及怎样调整PID的三个参数Kp，Ki，Kd。显然它是可以根据专家知识和经验实时调整PID的三个参数，具有很好的控制性和鲁棒性。本文就这类控制器的设计进行简单的阐述。

图3 专家PID控制器原理图

4 硬件设计

考虑到磁悬浮主轴系统的特点，同时也为了使其优点能得到充分的发挥，数字控制器采用DSP作为核心部件。综合考虑TI公司的各款DSP芯片的性能和集成在芯片内的模块，选用TI公司专门用于工业控制TMS320LF2407A作为核心部件。

TI公司的TMS320LF2407A芯片具有以下特性：(一)可以采用内部工作频率20MHz，也可以外加工作频率，最大为40MHz，本文晶振采用 15MHz，经陪频后作为其工作频率30MHz。(二)该芯片集成了2个8选1的10位A/D转换器，共16路。(三)自带16K Flash ROM和544字数据存储器。(四)具有12路PWM输出。(五)集成了Watchdog、PLL时钟、EV事件管理器等电路。由于该芯片集成这些在控制中非常有用的电路，这就一方面减小了硬件设计难度和体积，另一方面提高了系统的可靠性。

电涡流位移传感器的输出范围一般都比较宽，大概为0～-24V，而TMS320LF2407A芯片中集成的A/D转换器的范围为0～+5V(原因：DSP 只能处理0～+5V之间的信号)，因此须加一电平转换电路。转换原理：因为传感器分辨率决定了磁轴承系统的最小控制精度，所以电平转换电路必须保证分辨率的情况下进行，即保证-14.5～-9.5V之间的电压不变，其余按最大化处理。

图4是五自由度磁悬浮主轴系统的硬件设计框图。

图4 五自由度磁轴承系统总体框图

5 软件设计

作为一个系统，它的软件包括系统初始化、控制算法和特殊情况(如掉电、溢出等)处理。TMS320LF2407A是基于C2000的开发环境，可以用汇编语言和C语言进行开发。C语言具有开发周期短、可读性和可移植性强，但执行效率低、故障自诊断能力弱。而汇编语言执行效率高，但指令多，编写繁琐，掌握不易。因此一般情况下，调用频繁部分(如：中断部分和初始化部分)用汇编语言，控制算法采用C语言编写以降低程序的复杂度并提高它的可修改性。控制算法采用传统PID基础上的专家PID控制。传统PID控制采用微分先行的实际微分PID，结构如图5所示。

图5 微分先行的实际微分PID

本文的系统软件编写采用汇编语言和C语言两种语言混合编写。系统软件的关键部分就是控制算法的编写。在编写控制算法前通过对具体的磁悬浮主轴系统的模型进行稳定性分析并仿真找到它的最优控制的PID的Kp，Ki，Kd三个参数。并根据以前的模拟控制和数字控制的经验来确定e，&与Kp，Ki，Kd所对应的模糊集。具体的软件编辑框图如图6。其中EV为事件管理器，N为具体的磁悬浮主轴系统所对应的最大控制量。

图6 软件框图

6 结论

通过传统PID控制器和智能PID控制器在单自由度中仿真结果进行分析比较，得到智能PID控制器的控制效果优于传统PID控制器，主要体现在从起浮到平衡所需时间短，控制精度高，抗干扰能力强。

篇3：脉冲工艺在薄膜制备中的应用

脉冲工艺在薄膜制备中的应用

本文综述了国内外脉冲工艺在电弧离子镀和磁控溅射中的.应用.脉冲工艺为电弧离子镀净化大颗粒、增强膜基结合力、改善组织形貌、降低沉积温度等起到了重要作用.电弧或溅射离子镀高的离化率为脉冲工艺提供了最好的应用条件.最后,对脉冲工艺在薄膜制备中的应用前景进行了展望.

作者：作者单位：刊名：真空科学与技术学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF VACUUM SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： 24(z1) 分类号：O484.1 关键词：电弧离子镀脉冲工艺低温沉积

篇4：袋式除尘器在化铜粉尘治理中的应用论文

袋式除尘器在化铜粉尘治理中的应用论文

摘要：简要叙述了袋式除尘器原理与特点及其在化铜粉尘治理中的应用。分析了袋式除尘器在化铜粉尘治理中的治理效果及影响袋式除尘器除尘效果的因素。提出了利用袋式除尘器治理化铜粉尘时应完善的地方。

关键词：袋式除尘器化铜粉尘

化铜业是阀门行业的配套行业，化铜时产生的大量废气，如未经处理直接排放，会造成环境污染,并严重影响人民群众的身心健康，而袋式除尘器可对化铜废气进行有效治理。

1污染源

化铜炉有两种：一种为中频炉或工频炉，用电加热，属于比较清洁的生产；另外一种为坩埚，俗称土炉，使用燃料――焦炭加热，这种炉产生烟气量大，已被限制使用。化铜产生的废气主要是粉（烟）尘，它含有CuO、PbO、ZnO、Cu、Pb、Zn、Sn等，粒径大都在0.5 μm以下。浙江省玉环县环境监测站曾对未治理时化铜炉粉尘无组织排放进行监测，粉尘监测结果高达32.1 mg/m3，而国家排放标准只有5 mg/m3，超出排放标准5倍多。

2袋式除尘器原理与特点

当含尘气通过滤袋时，细小的气体分子通过粘有粉尘层的滤布空隙，而大颗粒的粉尘被阻断通过，由于重力沉降作用，掉落到灰斗。当滤布表面粉尘不断加厚，阻力不断加大，空隙不断减小，气流很难通过，粉尘层积累到一定程度，需利用各种清灰方式清空滤袋。

袋式除尘器具有如下特点：①除尘效率高，除尘效率可达99%以上；②适应性强，能处理不同类型的颗粒物，处理容量可大可小；③操作弹性大，入口气体含尘浓度变化较大时，对除尘效率影响不大；④结构简单，使用灵活，便于回收干料，不存在污泥处理。

3化铜粉（烟）尘治理工艺一般流程

化铜粉（烟）尘治理工艺一般流程如下：

有些工艺在总烟管处加一个冷却器，用水冷却。

4监测结果统计与分析

4.1 监测结果

玉环县环境监测站对12家装有袋式除尘器治理化铜粉尘的'企业进行监测，监测结果如表1所示。

表1 袋式除尘器监测结果

序号粉尘进口平均浓度/(mg・m-3)粉尘出口平均浓度/(mg・m-3)除尘效率/%1228.041.881.92704.049.790.03988.032.697.24618.175.688.751249.078.893.361011.091.389.07728.041.881.98800.051.993.991026.028.898.010283.021.991.9111174.019.497.8121105.0105.090.5

4.2 监测结果分析

从玉环县环境监测站对12个装有袋式除尘器装置的企业监测结果来看，处理设施进口浓度范围在228.0～1249.0 mg/m3，进口平均浓度为826.2 mg/m3；出口浓度范围在19.4～105.0mg/m3，出口平均浓度为53.2 mg/m3；除尘效率为81.9%～98.0%，平均除尘效率为91.1%。按我国（GB 9078―）《工业炉窑大气污染物排放标准》有色金属熔炼炉中的Ⅱ时段二级排放标准100 mg/m3计，12套除尘设施中，有11套达标，达标率为91.7%，说明袋式除尘器对化铜粉尘治理效果明显。

5影响袋式除尘器除尘效果的因素

(1)滤袋的选择：滤袋应选择耐磨耐高温的材质，有玻纤布/毡，NOMEX、针刺毡、P84针刺毡等，考虑到滤袋的耐磨性、耐用高温以及费用等因素，化铜行业一般选用NOMEX针刺毡。

(2)温度的控制：一般NOMEX滤袋承受温度为200 ℃，所以处理设施进口温度应控制在200 ℃以下，通过长长烟管后的烟气到达除尘器箱体时，温度都能降到200 ℃以下，特殊情况时，可进行水冷，在总烟管处安装冷却器。

(3)风机选用：引风机比送风机效果好。

(4)机械除尘比人工除尘方便、干净，但机械除尘费用高，现大多采用脉冲除尘法。

(5)漏风与阻力：理论上计算袋式除尘器除尘效率达99%，但实测中达不到，主要是漏风和阻力的影响，漏风率越低，除尘效果越好；阻力对除尘效果有一定影响，经常清空滤袋，减少阻力，可提高除尘效果。

(6)集尘罩应尽量接近炉头，使粉尘更容易进入罩内，增加集尘量，减少无组织排放污染。

(7)设备维护：仪器设备及布袋容易损坏应及时维修和更换布袋。

(8)气流速度：在1～3 m/s气流速度下，除尘效果最佳，一般风速控制在2～4 m/s。

(9)过滤面积：过滤面积越大，除尘效率越高，但造价会相应提高。所以应预先计算风量，然后选择相应的除尘器型号。

(10)二级除尘：在除尘器箱体前装有沉降室，形成二级除尘。沉降室可除去一部分大颗粒粉尘，降低温度，减少除尘器压力。

6经济效益分析

12个企业的12套化铜炉粉尘治理设施正常运行一个月，清灰可达12 t，处理设施装机容量每套约10 kW，是中频炉设备装机容量的5%，由于中频炉生产变电容量都留有余量，因此处理设施增加的装机容量不会额外增加企业电费负担。

设备投资总额：12×6=72万元

每年回收的价值：12×12×0.14万元=20.16万元

每年兼职操作工人工资：12×12×0.02万元=2.88万元

每年改善作业环境后补贴工资下降：12×12×0.02万元=2.88万元

每年设备维修费用：12×12×0.02万元=2.88万元

从以上可知，每年可产生经济效益17.28万元，设备投资4年后可全部收回。

参考文献

1 蒋展鹏.环境工程学.北京：高等教学出版社，1992

篇5：磁分离技术在污水处理中的应用

磁分离技术在污水处理中的应用

介绍了磁分离技术应用于污水处理的基本原理、分离方法、设备以及特点,简要讨论了该技术的.应用情况并展望了该技术的发展前景.

作者：孙巍李真吴松海贾绍义 SUN Wei LI Zhen WU Song-hai JIA Shao-yi 作者单位：天津大学,化工学院,天津,300072 刊名：磁性材料及器件 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF MAGNETIC MATERIALS AND DEVICES 年，卷(期)： 37(4) 分类号：X7 关键词：污水处理磁分离技术高梯度磁分离磁盘分离