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电气工程管理博士论文范文参考一：电气设备内部短间隙放电特性与抗金属检测方法研究
电力工业作为国民经济发展的先行行业,其安全、稳定的运行很大程度上取决于输配电装备的运行状态。绝缘性能作为电气设备的关键要素之一,在长期运行过程中因受过电压等作用极易出现局部绝缘缺陷并引发短间隙放电过程,从而造成系统潜伏性运行风险。因此,深入研究典型电压作用下电气设备内部短间隙放电特性及其抗金属检测,对丰富输配电装备短间隙放电电磁计算及检测方法具有重要的理论意义与工程价值。由于电气设备绝缘材料内部的短间隙受各种电压作用是引发放电绝缘失效的主要根源,论文建立了基于等离子-化学反应的短间隙放电模型,计算得到了在典型工频电压与冲击电压分别作用下的短间隙放电物理过程及其宏观动态规律。其次针对现有直接计算电气设备内部短间隙放电传播方法存在内存消耗过大,计算效率低下等困难,提出了基于近-远场变换方法并得到了典型电气设备内部放电电磁传播规律。最后,考虑到现有用于电气设备内部金属环境下内置式天线存在理论设计缺陷,提出了宽带超高频抗金属天线并通过试验验证了设计天线的准确性和有效性。论文的研究内容及取得成果主要包括:（1）研究建立了电气设备短间隙放电的等离子-化学模型,计算得到典型电压作用下的短间隙放电动态特性。重点研究了短间隙放电模型计算和主粒子碰撞化学反应。通过计算揭示了工频电压作用下短间隙中电子密度、电场强度等电量参数的动态分布规律以及冲击电压作用下短间隙放电脉冲电流的动态特性。（2）提出了用于计算大尺寸电气设备内部短间隙放电电磁传播计算的近-远场变换方法与等效近场源大小确立。重点分析了电磁传播计算过程中的近-远场变换原理,并在此基础上给出了短间隙放电计算的近-远场变换数值计算理论与稳定性数值条件。分析了近-远场变换过程中近场等效源大小选取误差,并确立了短间隙放电源的近场等效源尺寸选取原则。（3）研究了基于近-远场变换方法的计算效率与精度并得到了两种典型结构的电气设备内部短间隙放电电磁传播规律。通过选取电气装备中具有铁芯和绕组的结构变压器内部绕组短间隙放电为例,重点对比了近-远场方法与直接计算变压器内部放电电磁传播规律,结果验证了采用近-远场变换方法的计算准确性与计算优势。此外,以交流金属封闭开关设备中具有多部件结构的高压开关柜为研究对象,分析了得到了高压开关柜内部短间隙放电电磁传播规律。（4）针对电气设备内部金属背景环境特征,研制得到内置式放电检测用宽带超高频抗金属天线。通过理论分析得到放电超高频电磁波在金属导体表面的折反射过程并提出了抗金属设计方法。提出了加载ECCOSORB MCS和FR4介质层组成的多层结构的共面波导天线,并通过仿真优化得到覆盖电气设备内部放电主频段400MHz3GHz检测用宽带超高频抗金属天线。（5）对所研制天线开展了抗金属测试并搭建了模拟金属环境下短间隙放电试验平台,对比试验验证了论文所提出的天线抗金属检测放电信号的性能。通过对设计天线在加载金属导体背景分析了设计天线回波损耗、方向图等参数,验证了仿真设计的准确性。此外,通过在实验室搭建模拟电气设备内部金属背景环境下典型短间隙放电试验平台,并通过与现有天线检测结果进行对比,进一步验证了设计天线的抗金属检测的有效性。
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英文摘要
1 绪论
1.1 论文研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 短间隙放电源模型研究现状
1.2.2 短间隙放电电磁传播数值计算研究现状
1.2.3 短间隙放电监测用超高频天线研究现状
1.3 论文研究的主要内容
2 短间隙放电离子-化学模型与放电特性分析
2.1 引言
2.2 短间隙放电等离子体-化学模型构建
2.2.1 短间隙放电物理模型
2.2.2 短间隙放电控制方程
2.2.3 短间隙放电等离子-化学反应模型
2.2.4 边界条件与初始条件设置
2.3 典型电压作用下短间隙放电动态特性分析
2.3.1 工频电压作用下短间隙放电动态特性分析
2.3.2 冲击电压作用下短间隙放电动态特性分析
2.4 小结
3 短间隙放电电磁传播近-远场变换计算方法研究
3.1 引言
3.2 计算电磁场近-远场变换原理
3.2.1 等效源原理
3.2.2 惠更斯原理
3.3 近-远场变换数值计算实现
3.3.1 近-远场变换数值计算理论
3.3.2 计算边界条件与稳定性设置
3.4 短间隙放电近场等效面选取分析
3.5 小结
4 基于近-远场变换的电气设备放电电磁传播计算与分析
4.1 引言
4.2 短间隙放电在自由空间传播数值验证与误差分析
4.3 变压器绕组短间隙放电电磁传播计算与分析
4.4 多部件结构设备内部短间隙放电电磁传播计算分析
4.4.1 不同方向与长度下短间隙放电电磁传播特征
4.4.2 不同结构部件对短间隙放电电磁传播影响
4.4.3 开关柜内部短间隙放电最佳检测位置确立
4.5 小结
5 电气设备放电检测用内置式宽带超高频抗金属天线研制
5.1 引言
5.2 金属导体对放电超高频电磁波传播影响与抗金属天线设计方法分析
5.2.1 金属导体对放电超高频电磁波传播的影响分析
5.2.2 抗金属天线设计方法分析
5.3 放电检测用共面波宽带超高频天线设计
5.3.1 共面波导天线结构及其基本特性
5.3.2 宽带超高频共面波导天线设计
5.3.3 共面波导天线仿真优化
5.3.4 加载金属导体背景天线分析
5.4 放电检测用宽带超高频抗金属天线设计与优化
5.4.1 电磁吸波材料选取与结构优化设计
5.4.2 加载吸波材料的宽带超高频抗金属天线
5.5 小结
6 宽带超高频抗金属天线测试与放电检测研究
6.1 引言
6.2 宽带超高频抗金属天线测试分析
6.2.1 共面波导天线抗金属性能测试
6.2.2 宽带超高频抗金属天线测试分析
6.3 金属环境下模拟放电与检测结果分析
6.3.1 针-板模型放电试验及检测结果对比分析
6.3.2 污秽绝缘子放电试验及检测结果对比分析
6.4 小结
7 结论与展望
7.1 主要工作总结
7.2 主要创新工作
7.3 后续工作展望
参考文献
附录
A.作者在攻读博士学位期间发表的论文目录
B.作者在攻读博士学位期间参加的科研项目
C.学位论文数据集
致谢
参考文献
[1]基于压缩感知的特高频局部放电定位法[J]. 李臻,罗林根,盛戈皞,姜勇,江秀臣. 电工技术学报. 2018(01)
[2]高空下棒-板间隙直流放电特性及电压校正[J]. 夏喻,李卫国,陈艳. 电工技术学报. 2018(09)
[3]空气局部放电衍生物气体生成规律的研究[J]. 李康,郭润睿,Hassan Javed,张国强. 电工电能新技术. 2017(08)
[4]沿绝缘介质表面的气体放电等离子体模型[J]. 司马文霞,刘春香,杨鸣,邵千秋,邹密,韩睿. 中国电机工程学报. 2017(09)
[5]超声波信号在局部放电检测技术的特征集合探索[J]. 邓敏. 电气技术. 2017(04)
[6]电缆接头内部气隙放电缺陷下的绝缘劣化程度表征方法[J]. 杨帆,杨旗,程鹏,王晓宇,杨永明. 电工技术学报. 2017(02)
[7]电力发展十三五规划:聚焦五细分领域[J]. 电器与能效管理技术. 2016(24)
[8]GIS局部放电在线监测超高频Moore分形天线研究[J]. 王永强,李建芳,郑志宏,欧阳宝龙,李长元. 电测与仪表. 2016(14)
[9]一种紧凑的UHF RFID抗金属标签天线的分析和设计[J]. 韩涛,张明军,王红成,李秀平. 微波学报. 2016(03)
[10]起伏地表地震波场定向照明方法[J]. 于晨霞,韩立国,巩向博,许德鑫. 世界地质. 2016(02)
电气工程管理博士论文怎么写
电气工程管理博士论文模板范例二：线性和非线性网络控制系统及其电气工程应用研究
通过网络实现闭环的网络化控制系统（NCS—Networked Control System）已经日渐成为一个极具挑战性和富有前景的研究领域。论文在近年来国内、外关于网络控制系统理论研究成果的基础上，针对从电气工程领域抽象出来的两类受控对象—线性时不变被控对象和Lurie非线性被控对象，研究了NCS的建模、镇定、保性能最优控制、H∞最优控制、绝对稳定性等问题，主要研究成果如下:1.对于具有时钟驱动传感器节点，事件驱动控制器和执行器节点，且不确定时延不超过一个采样周期的线性时不变被控对象网络控制系统，利用Lyapunov方法和线性矩阵不等式研究了状态反馈NCS的建模、鲁棒镇定、保性能最优控制和对于噪声扰动的H∞最优控制问题。状态反馈NCS可建模为含有不确定性的离散时变系统，分别给出了状态反馈NCS鲁棒稳定的条件和鲁棒镇定律、保性能最优控制律和H∞最优控制律设计方法。2.对于具有时钟驱动传感器和控制器节点、事件驱动执行器节点和存在有界的时变网络时延和数据包丢失的线性时不变被控对象网络控制系统，可以将其建模为具有时变时滞的等效系统。利用Lyapunov-Krasovskii泛函和线性矩阵不等式，可得到变量数目少、无需知道调节参数且求解时无需使用重复迭代的NCS状态反馈次优和最优H∞控制律的设计方法；3.研究了Lurie非线性被控对象中存在随机时变网络时延的状态反馈网络化控制系统的绝对稳定性问题。首先将Lurie网络化控制系统建模为一个时滞Lurie系统，然后利用Newton-Leibniz公式和添加自由权矩阵的方法给出时滞依赖的稳定性条件,并给出状态反馈控制器增益矩阵的求解方法。4.在针对Lurie非线性被控对象的，存在随机时变的网络时延、丢包和乱序的动态输出反馈Lurie网络化控制系统的绝对稳定性研究中，首先将Lurie网络化控制系统建模为一个多时滞的Lurie系统,利用添加自由权矩阵的方法给出了时滞依赖的稳定性条件。在此基础上通过添加一等式约束，将系统转化为以线性矩阵不等式表示的可解问题，从而获得动态输出反馈控制律。论文对上述成果进行了理论验证和控制器综合。以直流驱动系统等被控对象进行了仿真研究，而仿真结果验证了所设计控制器的有效性。在全文的最后，给出了论文的总结以及今后研究工作的展望。
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 电气工程与网络化控制系统
1.2 工业通信网络概述
1.2.1 早期发展历史
1.2.2 分布式控制系统
1.2.3 现场总线
1.2.4 常用工业通信网络
1.2.5 常用工业通信系统的发展趋势
1.3 网络控制系统概述
1.3.1 网络控制系统的定义、起源及特点
1.3.2 网络控制系统的独有特性
1.3.3 网络控制研究中存在的问题
1.3.4 网络控制系统的研究综述
1.4 本文内容安排
第二章 预备知识和数学基础
2.1 线性矩阵不等式
2.2 Lyapunov 稳定性及方法
2.2.1 Lyapunov 稳定性的定义
2.2.2 Lyapunov 方法
2.3 鲁棒保性能控制
2.4 鲁棒 H∞控制理论基础
2.5 其它的鲁棒控制问题
2.6 常用运动控制系统被控对象—直流电机的模型及参数
第三章 不确定时延状态反馈 NCS 分析与控制
3.1 状态反馈 NCS 的模型
3.2 鲁棒稳定性条件和控制律的设计
3.2.1 稳定性条件和控制律设计
3.2.2 仿真实例
3.3 保性能控制
3.3.1 保性能控制律的存在条件及设计方法
3.3.2 最优保性能控制律的设计
3.3.3 仿真算例
3.4 H∞优化控制
3.4.1 模型的建立
3.4.2 H∞次优控制
3.4.3 H∞最优控制
3.4.4 仿真算例
3.5 章末小结
第四章 具有时延和丢包的网络控制系统 H∞优化控制
4.1 问题描述
4.2 H∞次优和最优控制
4.3 仿真算例
4.4 章末小结
第五章 Lurie 网络化控制系统的分析与控制
5.1 Lurie 系统概述
5.2 状态反馈 NCS 的分析与控制
5.2.1 问题描述
5.2.2 稳定性分析
5.2.3 控制器设计
5.2.4 仿真实例
5.3 动态输出反馈 NCS 的分析与控制
5.3.1 问题描述
5.3.2 稳定性分析
5.3.3 控制器设计
5.3.4 仿真实例
5.4 章末小结
第六章 总结与展望
6.1 结论与创新
6.2 前景与展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及
参考文献
[1]具有时变时延和丢包的网络控制系统H∞优化控制[J]. 江兵,张崇巍. 系统工程与电子技术. 2010(07)
[2]基于PI控制的直流电机模型参数辨识[J]. 王毅,王平,苏伟达. 电力与电工. 2010(02)
[3]一类不确定时延的NCS的保性能控制律设计[J]. 江兵,张崇巍. 系统工程与电子技术. 2010(03)
[4]Lurie网络化控制系统动态输出反馈控制器设计[J]. 江兵,张崇巍. 应用科学学报. 2010(02)
[5]一类具有状态反馈NCS的H∞优化控制[J]. 江兵,张崇巍. 控制与决策. 2009(12)
[6]一类基于观测器的非线性网络化控制系统的绝对稳定性[J]. 赵翔辉,郝飞. 自动化学报. 2009(07)
[7]一种带有动态输出反馈控制器的网络控制系统的Markov跳变模型[J]. 刘磊明,童朝南,武延坤. 自动化学报. 2009(05)
[8]网络化控制系统故障检测技术的最新进展[J]. 王永强,叶昊,王桂增. 控制理论与应用. 2009(04)
[9]网络化控制系统中状态估计策略的进展[J]. 王宝凤,郭戈,金辉. 控制工程. 2009(02)
[10]网络化控制系统综合控制方法研究[J]. 康军,戴冠中. 控制与决策. 2009(02)
电气工程管理博士论文范文参考
电气工程管理博士论文范文模板三：高压直流电缆附件三元乙丙橡胶绝缘改性与电气性能研究
高压直流电缆附件是直流输电系统的重要设备。在直流电压下,附件内电场分布取决于附件绝缘与电缆本体绝缘交联聚乙烯（XLPE）的电导率,且电导率与温度密切相关,这使得电缆附件内容易出现电场局部集中,影响直流输电系统的安稳运行。本文以三元乙丙橡胶（EPDM）电缆附件绝缘为研究对象,分别通过无机粉体填充和有机化合物接枝改性的方法改善EPDM的直流介电性能,使其电导率与XLPE合理匹配,实现附件内电场均匀分布,保证附件绝缘具有更大的绝缘裕度,进而提高电缆附件的长期工作稳定性。采用溶胶凝胶和高温煅烧制备钛酸铜钙（CCTO）粉体,再经过熔融共混和热压成型制备高分散且低填充量的CCTO/EPDM复合材料,对其电导率和击穿强度以及介电特性进行测试分析。结果表明:CCTO/EPDM复合材料的电导率随CCTO填充量增加而明显升高,并随电场强度的升高呈现明显非线性变化。热刺激电流（TSC）测试结果证明填充CCTO可降低EPDM材料中电荷陷阱的能级和密度,提高载流子迁移率。CCTO/EPDM复合材料的相对介电常数和损耗随着CCTO填充量增加而明显增大,而直流击穿强度略有下降。通过有限元法电场模拟结果表明8vol.%CCTO/EPDM复合材料与XLPE的电导率匹配程度最高,能够有效缓解附件内电场局部集中。首次尝试应用极性小分子和辅助交联剂分别对EPDM进行接枝改性,通过调节局域电子态分布来改善EPDM的直流介电性能。按照第一性原理方法计算电子能态密度和功能基团解离能遴选出最有效的极性小分子和辅助交联剂,并结合热刺激电流（TSC）测试结果分析这两种有机分子改性EPDM的电导特性及载流子输运机理。结果表明:可接枝的小分子油酸甘油酯（GMO）中羟基基团解离能较低,在高电场下通过解离产生的离子载流子提高了EPDM电导率;辅助交联剂N,N’-间苯撑双马来酰亚胺（N,N’）分子中苯环与马来酰亚胺结构形成较大的电子离域空间,可有效提高载流子迁移率。GMO和N,N’接枝后引入的浅陷阱缓解了因电导率升高导致的EPDM击穿强度的大幅度降低。电场模拟结果表明两种有机分子改性EPDM与8vol.%CCTO/EPDM均化附件内电场分布的效果相近,而且有机分子接枝量少,不影响材料的工艺性能,对耐电强度负面影响较小。选择4-乙烯基氧基苯乙酮（VPE）和4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮（AOHBP）芳香酮类电压稳定剂作为另一类有机分子,对VPE和AOHBP的可接枝性进行了红外表征,并系统地研究了VPE和AOHBP对EPDM的电导特性、耐电树性能以及直流击穿强度的影响规律及机理。发现VPE和AOHBP在热交联过程中可通过自由基加成反应接枝到EPDM分子链上;并且二者能够有效抑制无定形聚合物EPDM的电树枝引发与生长,提高EPDM在不同测试温度下的直流击穿强度。其机理是VPE和AOHBP具有较高的电子亲合能和较窄的电子能隙,能够以非电离的形式吸收高能电子的能量并以非俄歇的方式释放;同时VPE和AOHBP分子中苯环基团具有较高的原子振动频率和载流子俘获截面,可有效降低高能电子的动能。VPE接枝后增加了EPDM的深陷阱深度,抑制材料体系中载流子输运,导致EPDM的电导率下降,因此VPE为电导抑制型电压稳定剂。而AOHBP接枝后降低了深陷阱密度,增大了浅陷阱密度,有效地提高EPDM的电导率和电导非线性,所以AOHBP为电导增强型电压稳定剂,可以显著改善附件内的电场分布。特别是AOHBP接枝后具有优异的耐迁出性,其提高EPDM材料电导率和击穿强度的作用能长期高效地保持。
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 高压直流电缆附件研究现状
1.3 高压直流电缆附件的关键问题
1.4 提高聚合物材料绝缘性能的方法及现状
1.4.1 非线性填料改性
1.4.2 有机化合物改性
1.5 本文主要研究内容
第2章 改性EPDM的制备及结构表征
2.1 CCTO/EPDM复合材料的制备与表征
2.1.1 CCTO粉体制备
2.1.2 CCTO/EPDM复合材料的制备
2.1.3 CCTO/EPDM复合材料的微观结构
2.2 有机化合物改性EPDM的制备
2.2.1 极性基团
2.2.2 电压稳定剂
2.3 有机化合物改性EPDM的结构表征
2.3.1 极性基团改性EPDM的分子结构
2.3.2 电压稳定剂改性EPDM的分子结构
2.4 本章小结
第3章 CCTO/EPDM复合材料的电性能
3.1 CCTO/EPDM复合材料的电导特性
3.2 CCTO/EPDM复合材料的介电性能
3.3 CCTO/EPDM复合材料的直流击穿强度
3.4 CCTO/EPDM复合材料的陷阱分布
3.5 电缆终端电场模拟
3.5.1 模拟方法
3.5.2 模拟结果与讨论
3.6 本章小结
第4章 极性基团改性EPDM的电性能
4.1 极性小分子接枝改性EPDM的直流电性能
4.1.1 电导特性
4.1.2 陷阱分布
4.1.3 直流击穿强度
4.2 辅助交联剂改性EPDM的直流电性能
4.2.1 电导特性
4.2.2 陷阱分布
4.2.3 直流击穿强度
4.3 极性基团改性EPDM的介电性能
4.4 电缆终端电场模拟
4.4.1 直流稳态电场
4.4.2 脉冲暂态电场
4.5 本章小结
第5章 电压稳定剂改性EPDM的电性能
5.1 电压稳定剂改性EPDM的耐电树性能
5.1.1 电树枝起始电压
5.1.2 电树枝生长形貌与特征
5.2 电压稳定剂改性EPDM的介电性能
5.3 电压稳定剂改性EPDM的直流击穿强度
5.3.1 直流击穿强度测试结果
5.3.2 电压稳定剂提高EPDM击穿强度机理分析
5.4 电压稳定剂改性EPDM的电导特性
5.4.1 电导特性测试结果
5.4.2 电压稳定剂对EPDM电导特性的作用机理
5.5 电压稳定剂的耐迁出性能
5.5.1 热去气对直流击穿强度的影响
5.5.2 热去气对介电性能的影响
5.5.3 热去气对电导特性的影响
5.6 电缆终端电场模拟
5.6.1 直流稳态电场
5.6.2 脉冲暂态电场
5.7 不同改性方法对EPDM电性能的改善作用
5.8 本章小结
结论
参考文献
博士学位期间的学术成果
致谢
参考文献
[1]电晕放电加速硅脂劣化对硅橡胶绝缘表面性能的影响[J]. 王霞,王华楠,陈飞鹏,吴锴,崔江静,仇炜. 高电压技术. 2020(11)
[2]退役电缆附件微观结构与电荷特性研究[J]. 胡丽斌,张传升,谭笑,陈杰,吴世林,任成燕,邵涛. 中国电机工程学报. 2021(02)
[3]聚丙烯接枝4-乙酰氧基苯乙烯的制备及电性能[J]. 张文龙,胡德帅,李春雨,马英一,戴亚杰. 高分子材料科学与工程. 2020(09)
[4]±1100kV以上电压等级直流输电技术研究[J]. 谷琛,李鹏,何慧雯,谢莉,陈秀娟,黄瑞平,丁玉剑,王晰,程焕超,汤浩. 中国电机工程学报. 2020(20)
[5]多因素下硅橡胶吸收硅脂/硅油特性及其对力学性能的影响[J]. 赵莉华,邱九皓,李彦姝,袁浩文,任俊文,王仲. 高电压技术. 2020(12)
[6]SEBS/PP复合材料抗水树枝性能研究[J]. 高铭泽,赵洪,吕洪雷,陈俊岐,郑昌佶. 电工技术学报. 2019(24)
[7]工频电压叠加谐波作用下硅橡胶绝缘的陷阱和介电特性演变规律[J]. 康文斌,蒙绍新,崔浩喆,闫辰毓,闵道敏,李盛涛. 高电压技术. 2019(12)
[8]高压电缆附件设计环节中几个关键问题探讨[J]. 王霞,余栋,段胜杰,张宇巍,张文辉,吴锴,屠德民. 高电压技术. 2018(08)
[9]环氧树脂非线性电导复合材料表面电荷与沿面闪络特性研究[J]. 李昂,张苗苗. 绝缘材料. 2018(06)
[10]MWCNTs改善WS2/三元乙丙橡胶复合材料的非线性电导特性与热导性能[J]. 韩澎,郑明胜,查俊伟,党智敏. 复合材料学报. 2019(03)
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