2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、海洋資源的開發(fā)以及海洋環(huán)境的監(jiān)測(cè)需要用到各種機(jī)電設(shè)備,如何為這些機(jī)電設(shè)備安全、便捷地供電或充電是一個(gè)難題。目前常用的濕插拔接口存在漏電等安全隱患,且使用不方便。利用超聲波耦合無線電能傳輸(Acoustically Coupled Power Transfer,ACPT)為海下的用電裝置供電或充電可避免上述問題。ACPT是借助超聲波,實(shí)現(xiàn)電-聲-電的能量傳輸方式。由于超聲波具有方向性好、無電磁干擾、不受介質(zhì)導(dǎo)電性的影響等優(yōu)點(diǎn),ACPT技術(shù)

2、在海洋開發(fā)中具有美好而廣闊的應(yīng)用前景。
  本文旨在研究海水中ACPT系統(tǒng)能量傳輸?shù)奶攸c(diǎn),以及如何通過阻抗變換、阻抗匹配的方法來改善系統(tǒng)的性能。具體研究工作和成果主要包括以下方面。
  對(duì)海水中的ACPT系統(tǒng)進(jìn)行理論分析,包括超聲波傳輸過程中能量損耗機(jī)理、機(jī)電類比原理以及壓電換能器的機(jī)電等效電路模型,建立了發(fā)射端和接收端換能器工作在諧振狀態(tài)時(shí),ACPT系統(tǒng)的等效電路模型。
  研究了壓電換能器的阻抗變換方法。在發(fā)射端,

3、阻抗變換是為了消除發(fā)射端電路中的無功功率,同時(shí)使發(fā)射換能器獲得可控的有功功率輸出。分別針對(duì)電壓型和電流型高頻發(fā)射電源提出了相應(yīng)的阻抗變換方法。在接收端,阻抗變換是為了消除接收端電路中的無功功率,同時(shí)獲得穩(wěn)定的輸出電壓。根據(jù)負(fù)載等效電阻的大小,提出了對(duì)應(yīng)的阻抗變換方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文提出的阻抗變換方法的有效性。
  當(dāng)ACPT用于海洋環(huán)境時(shí),往往需要數(shù)百米長(zhǎng)的傳輸線將海面平臺(tái)或岸上的高頻電源與發(fā)射端換能器相連。因此,本文研究了長(zhǎng)

4、導(dǎo)線與發(fā)射端換能器之間的阻抗匹配問題,以消除長(zhǎng)傳輸線與發(fā)射換能器連接處的反射波?;谒姆种徊ㄩL(zhǎng)(λ/4)無損線的阻抗變換原理設(shè)計(jì)無損匹配線,再分別用T形和Π形電路等效該匹配線,以得到由集中參數(shù)元件組成的近似阻抗匹配網(wǎng)絡(luò),從而省掉了長(zhǎng)度可觀的匹配線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文提出的阻抗匹配方法的有效性。
  為了對(duì)比,本文還研究了海水中電磁感應(yīng)耦合式無線電能傳輸(Inductively CoupledPower Transfer,ICPT

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