1. 本选题研究的目的及意义
热声发动机作为一种新型的能量转换装置,利用热声效应将热能直接转换为声功,进而转换为电能,具有结构简单、无运动部件、工作介质环保等优点,在未来能源利用和节能减排领域具有广阔的应用前景。
然而,热声发动机系统本身是一个非线性、强耦合的复杂系统,其输出性能容易受到工作频率、温度梯度、负载阻抗等因素的影响,因此对其进行高效、稳定的控制是实现其工程应用的关键。
电谐振控制技术作为一种新型的控制策略,通过在热声发动机系统中引入谐振电路,利用电路的谐振特性与热声过程的耦合作用,实现对系统频率、振幅和相位的精确控制,从而提高热声发动机的输出功率和效率,增强其稳定性和可靠性。
2. 本选题国内外研究状况综述
热声发动机作为一种新型的能量转换装置,近年来受到了国内外学者的广泛关注和研究。
电谐振控制技术作为一种新兴的控制方法,在提高热声发动机系统性能方面展现出巨大潜力。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题研究的主要内容包括以下几个方面:
1.热声发动机系统建模:基于热力学和声学理论,建立热声发动机系统的数学模型,分析其工作原理和关键参数,为控制器设计提供理论基础。
2.电谐振控制器设计:基于电谐振控制原理,设计合适的控制器结构和参数,实现对热声发动机系统频率、振幅和相位的精确控制。
3.MATLAB仿真分析:利用MATLAB软件搭建热声发动机系统和电谐振控制器的仿真模型,对不同控制策略进行仿真对比分析,优化控制器参数,提高系统性能。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的研究方法。
1.理论分析:基于热声理论和电学理论,对热声发动机系统和电谐振控制器的耦合机理进行深入分析,推导系统的数学模型,并确定关键参数对系统性能的影响规律。
2.数值仿真:利用MATLAB软件建立热声发动机系统和电谐振控制器的仿真模型,并进行仿真实验。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于:
1.将电谐振控制技术应用于热声发动系统,设计基于MATLAB的电谐振控制器,提高热声发动机系统的输出性能和稳定性。
2.建立精确的热声发动机系统模型,并结合电谐振控制理论,对控制策略进行优化设计,实现对热声发动机系统的高效控制。
3.通过仿真和实验研究,验证电谐振控制策略的有效性和优越性,为热声发动机的实际应用提供理论依据和技术支持。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1.唐光强,孙立成.热声技术及其应用[M].北京:科学出版社,2018.
2.李强,张晓东,陈则韶,等.热声发动机及其应用研究进展[J].动力工程学报,2017,37(1):1-14,53.
3.姚春德,孙大明,李庆,等.热声发动机研究现状及发展趋势[J].工程热物理学报,2019,40(8):2139-2150.
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