级电气专业本科生毕业设计题目总表供选题.docx
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级电气专业本科生毕业设计题目总表供选题
2012级电气专业本科生毕业设计题目总表—供选题
序号
题目名称
研究内容介绍
指导教师及联系电话
备注
1
电性源激励下空间电磁场梯度分布的仿真分析
编程计算接地导线周围空间的电磁场分布，计算空间各点的电磁场梯度；分析梯度与大地电性之间的关系，计算几种典型电性结构的梯度场特征；研究测量装置几何误差对梯度测量的影响。
刘长胜,150********
2
海洋拖曳式电磁探测系统的测量方案仿真设计
编写Matlab程序，计算海面拖曳天线的电磁响应，分析时频域、收发距、电磁场分量等因素对探测能力的影响，确定适用于海底探测的最佳装置形式、工作参数，并对探测能力进行评估。
刘长胜,150********
3
空中磁场测量线圈的飞行姿态测量装置设计
设计一个线圈姿态测量系统,实现方位角、三方向倾角、角速度和角加速度的测量，要求方位角和倾角精度达到1度。
刘长胜,150********
4
基于GPRS的地空电磁接收机远程监控系统设计
选择合理的服务器网络登录方案，并完善服务器网络登录软件；选择合理的监控方案，并完善监控中心监控软件;设计地空电磁接收机监控模式下的工作软件，实现接收机对监控命令的正确响应及数据和状态的回传;实现地空电磁接收机工作状态和数据质量的远程监控.
刘长胜,150********
5
深井接地导线的电磁场分布特征仿真分析
在油田钻孔中放入导线，在地面和钻孔底部接地，形成垂直电性源，仿真分析该改导线的空间电磁场分布，并分析不同地层电性结构对地面和周围钻井中电磁场分量的影响。
刘长胜,150********
6
基于matlab的电力系统谐波抑制仿真研究
1、分析谐波产生的原因和特点，了解谐波对电能质量及继电保护的影响；
2、对电力系统中的谐波进行采集、检测。
3、对比电力系统中不同谐波检测方法的优缺点，选择合理的谐波检测方法；
4、针对电力系统中谐波的特点，采用有源滤波设计谐波抑制方案，得出方案的数学模型；
5、采用matlab软件对设计方案进行仿真，并验证结果；
6、设计仿真程序的GUI界面。
关珊珊
177********
7
中基于CFS-RIPML吸收边界条件的三维目标体模型瞬变电磁场数值计算
6、应用有限差分方法对麦克斯韦方程组进行差分离散，推导出电场和磁场的时间递推公式；
7、推导在CFS-RIPML层中电磁场递推公式并画出包含CFS-RIPML过程的FDTD流程图；
8、编程实现将CFS-RIPML应用到瞬变电磁场正演计算中；
关珊珊
177********
8
大地随机等效介质对电磁波的传播影响分析
1根据自相关长度的不同，建立多尺度大地随机介质模型。
2通过孔隙度与电导率耦合方程，建立多参数耦合随机介质模型。
3基于有限差分方法计算均匀半空间模型、多尺度随机介质模型及多参数耦合随机介质模型的感应电动势。
4对以上结果进行对比分析，找出不同大地模型对电磁场的传播影响。
关珊珊
177********
9
基于单片机的异步电动机节能控制器设计
1.从原理上分析异步电动机的节能方式
2.研究电动机启动时的限流问题，并使电动机启动时就处于节能状态
3.根据不同的负载率确定合适的降压系数，以达到节能的目的
关珊珊
177********
10
AFS自适应滤波器的设计与开发
设计基于FPGA的自适应滤波器，实现在线处理AFS（原子荧光光谱仪）的光谱数据，降低谱图噪声，提高信噪比。
李春生
139********
11
基于安卓系统的AFS控制软件的设计与开发
开发单片机程序，控制wifi模块ESP8266实现AFS（原子荧光光谱仪）数据的网络传输；开发安卓系统手机端程序，实现AFS的参数设置与谱图显示。
李春生
139********
12
30Hz~30MHz频谱分析仪的设计与开发
制作基于DDS的本振源，制作混频器、峰值检波器，实现在30Hz~30MH频段内频率扫描，实现频谱图形显示。
用已知频率的信号进行校正，将分析仪应用于电路板上回路线噪声的频谱分析。
李春生
139********
13
基于数字微镜的阿达玛变换控制软件开发
实现在FPGA开发板上生成阿达玛模板，控制数字微镜按时序显示模板，测试在AFS（原子荧光光谱仪）中应用阿达玛变换检测微弱荧光的实际效果。
李春生
139********
14
基于BP神经网络的电路故障诊断模型设计
针对模拟电路故障诊断困难问题，利用pspice软件对电路进行仿真模拟，利用其蒙特卡洛分析和灵敏度分析功能，对电路在不同状态下的参数进行仿真分析，得到的数据作为故障数据，对BP神经网络进行训练。
利用训练得到的神经网络判断不同电路故障类型。
最后针对几种典型电路，分析其效果。
孙彩堂
130********
15
基于LabView的单相谐波分析系统设计
设计单相电压、电流和频率采集电路，采集数据通过USB传输到PC机中，利用LabView进行分析，以图形的形式显示基频及50倍以内的各次谐波。
孙彩堂
130********
16
基于Android的智能万用表设计
设计电压、电流、电阻测量电路，讲测量结果通过蓝牙或WIFI等无线协议传输到Android手机端，在手机中实时显示测量值。
孙彩堂
130********
17
基于遗传算法的低压线损优化实现
研究分析低压线损的因素和计算方法，利用潮流计算和遗传算法，设计实现低压线损优化模型，并利用经典算例，验证算法的有效性。
孙彩堂
130********
18
基于FPGA多串口信息整合、转发及存储功能设计
串口信息传输是一种实用的小数据量的信息传递方式，在传感器、工业控制、仪器设备等领域广泛使用。
本研究基于FPGA具有多个可编程定义端口特性，可实现多种不同数据类型、不同波特率、不同传输协议的串行数据的信息融合，并以含有时间间隔信息的方式以单个或多个通道实现信息的存储和转发功能。
该问题的研究可解决运动平台上多串行信息传感器的信息小型化收录功能。
要求：
可以使用开发板进行快速学习。
以最终稳定、可靠、灵活使用，实现多种传感器信息合理收录、转发及控制为目的。
有能力的同学可以画个串行数据转接板。
王世隆
138********
19
基于集成时间数字转换（TDC）芯片的变频信号频率测量FPGA模块设计
传统的测频计数是利用计数器的方式以高速时钟的精度决定信号测频的精度。
如100MHz的时钟，可以测量10ns的信号。
如果要实现几十ps的时间精度测量，则需要时间数字转换（TDC）技术。
而常规TDC的门电路延迟、锁相环、无源RC延迟线、时间放大技术、游标尺技术在FPGA延迟等方面很难实现几十ps的时间精度。
目前，基于时间邮戳技术的专用ASICTDC芯片，以欧洲粒子物理实验室的HPTDC和德国ACAM公司的GP系类产品能达到10~20ps的时间测量精度尤为可行。
针对类似光泵磁传感器中，磁场是频率的函数，为获得连续的磁场信号，需要能够连续测量变频信号的测频装置。
这里，拟采用FPGA控制TDC芯片，实现时间的连续测量，进而其倒数值频率得到连续测量输出。
频率测量信息由串行数据的形式展现到上位PC机中。
要求：
可以使用开发板进行快速学习，可以利用FPGA内部NOIS核或外部单片机完成初始化等基本控制。
目的在FPGA内部实现数据信息计算，并以高速（921600波特率）串口方式实现信息的输出。
频率测试范围35kHz~350kHz。
王世隆
138********
20
基于无源钳压方法的线圈高压信号匹配电路设计
在感性线圈负载的电路快速关断过程中，接收线圈中会产生几百伏的瞬态电压信号。
为了保证接收信号的完整性，常规做法是通过合适的电阻网络衰减信号到几伏级别的可测量信号。
但此种方法最大的缺点有效信号全程被迫衰减，信号晚期很快被噪声淹没。
拟以无源钳压方式以较少损失早期瞬变信号，而不损失晚期信号为目标。
参考空心线圈小信号匹配放大电路的特点，设计适用于几百伏瞬态类e指数电压信号的匹配、放大及驱动电路。
设计的线圈匹配电路，需通过大量实验对比，说明不同条件下匹配设计最优情况。
要求：
能够通过电路分析计算、仿真设计和实际实验，相互验证得到最优匹配电路设计。
王世隆
138********
21
H桥路主控器FPGA外触发及串行数传设计
在功率电路里，H桥路是逆变电路中常用的电路结构。
目前，项目组研发的瞬变电磁发射机，其实质针对感性负载的高压钳位DC-AC电路。
内部控制器采用FPGA为主控芯片，内部全局时钟为100MHz。
系统现在只能给外部同步信号，使相应接收系统工作。
题目要求能够借鉴已有FPGA控制程序，使其外部能够接收同步信号（1Hz,6.25Hz,12.5Hz,25Hz,75Hz）进行工作。
为能仪器系统远程控制，需增加串行数传模块（有线、无线皆可），可用电脑、手机等初步实现仪器电流信息、控制信息的收发及显示功能（上位机软件不用开发）。
要求：
可以使用开发板进行快速学习。
能够使用signalTap工具在线检测信号状态。
控制器最终要在低成本的钳位电压H桥路上长时间稳定工作。
王世隆
138********
22
基于工控机LabVIEW的多串行信息融合及遥控设计
含多串口的工控机是工业控制、仪器设备的核心主控单元之一。
软件LabVIEW提供的串行控制VISA驱动模型简化了，串行端口的控制。
本研究是基于多串行工控机硬件和LabVIEW软件平台搭建适用于航空磁测的磁法收录系统。
仪器系统需要收录光泵磁力计、GPS、雷达高度计、气压高度计、三分量磁通门串行数据等信息。
系统能通过USB转出的GPIO端口以指示灯方式显示系统工作状态；能通过无线通信和232串口对接，实现有线和无线仪器控制、数据回传及控制功能。
所有数据被收录到两块硬盘上，实现数据备份的目的。
要求：
尽快掌握LabVIEW编程语言，熟悉各种传感器的信息输出特点。
设计多种收录方案，对比性优化程序结构。
最终，通过实验对比，给出最优解决方案。
王世隆
138********
23
超级电容ESR特性测试仪的研制
超级电容又称法拉电容，是建立在界面双电层理论基础上的一种新型电容器。
ESR（EquivalentSeriesResistance等效串联电阻）是其主要电气参数之一。
本课题旨在通过学习和了解超级电容相关知识和基本特性及其ESR测量方法，在此基础上设计一台能够便捷测试超级电容ESR特性的设备。
本设备至少应具备以下功能：
1.对超级电容进行充电及放电;
2.测量充放电曲线并可实时显示;
3.采用适当的方案计算并给出ESR值。
王远
135********
24
高效率振动能量采集电路的设计与制作
能量采集电路可从环境中收集微小能源，如光源和振动源并将其转化为电能，应用于无线传感器及物联网中可取代传统的电池等能量源。
本课题包含以下内容：
1.研究并实现基本的振动能量采集电路，能够从压电传感器回收并储存能量；
2.通过设计同步开关采集电路提升能量采集效率；
3.能够采用合适的能量感知方式进一步优化能量转化效能。
王远
135********
25
基于SPM的瞬变电磁发射电路设计
SPM（SmartPowerModule）将分立式的功率器件集成在一个紧凑的封装内，并同时集成了驱动和保护电路。
本课题基于此设计用于瞬变电磁探测的发射电路，可完成以下功能：
1.采用SPM器件设计逆变电路；
2.可通过微处理器控制逆变电路的发射时序；
3.电路结构紧凑，并集成于一块PCB电路板上。
王远
135********
26
基于压缩感知技术的数据高采样率重构算法
（1）数据采集和压缩感知基本原理
（2）数据的压缩采集
（3）基于压缩感知数据高采样率重构算法实现
（4）重构算法验证及真实数据高采样率重构
（5）算法GUI界面的设计
嵇艳鞠
137********
27
自适应变分贝叶斯容积卡尔曼滤波数据处理
（1）容积卡尔曼滤波算法基本原理
（2）变分贝叶斯方法基本原理
（3）自适应变分贝叶斯容积卡尔曼滤波算法实现
（4）算法验证及与卡尔曼滤波结果比对
（5）算法GUI界面的设计
嵇艳鞠
137********
28
基于科尔-科尔电路模型的极化-感应场的响应特征分析
（1）构建含有电容和电阻、电感单支路和多支路并联科尔-科尔模型
（2）推导模型描述的复阻抗参数（复电阻率）频域响应
（3）通过余弦变换算法获得复阻抗的时域响应
（4）计算阶跃激励和梯形波激励下的科尔-科尔模型输出响应
嵇艳鞠
137********
29
基于局部Petrov-Galerkin法的泊松方程求解研究
1基于加权最小二乘法构造无网格法形函数
2构造泊松方程对应的局部Petrov-Galerkin方程
3对比求解结果，对影响域，积分方案，节点分布等进行讨论和分析
4.算例测试及算法验证
嵇艳鞠
137********
30
基于有限差分的极化-感应场层状模型磁场响应数值计算
1.掌握已有三维有限差分数值算法；
2.欧姆定律时域形式的差分离散及算法实现；
3.复电阻率迪拜模型的时域形式差分离散及算法实现
4.将时变电阻率模型导入差分算法
5.均匀半空间模型计算验证
嵇艳鞠
137********
31
基于单片机的无刷直流电机（BLDCM）控制电路设计与实现
选取合适的单片机对实验室的BLDCM实现过压、过流保护；速度给定及转向设定等控制。
（具体技术指标待定）
李振峰137********
32
基于单片机的开关磁阻电机（SRD）控制电路设计与实现
选取合适的单片机对实验室的SRD实现电流检测及过流保护；故障检测电路、位置及速度信号检测电路等。
（具体技术指标待定）
李振峰137********
33
直流电机双闭环四象限运行控制电路设计与实现
选取实验室的任一直流电机实现过压过流保护；转速控制及直接正反转控制等（具体技术指标待定）
李振峰137********
34
转子绕线式异步电机性能分析及双闭环控制电路的设计与实现
针对实验室的转子绕线式异步电机进行特性测试、定量分析及实现双闭环控制。
（具体技术指标待定）
李振峰137********
35
电动汽车动力电池智能管理系统（BMS）的设计
设计电动汽车锂电池组的电源管理系统，包括硬件和软件的设计，能实时监测和评估电源系统各电池模块的荷电状态，温度，剩余容量等参数，实现对电池充放电的管理和保护功能并与车载控制器进行CAN总线通信的功能。
设计调试并完成如下四个功能单元模块：
1.数据采集单元：
用传感器采集电源系统中所有电池模块的电压电流和温度；
2.电量估算单元：
设计算法，根据采集的参数完成对各电池模块状态参数的评估，包括剩余容量，荷电状态和电池内阻等；
3.数据管理单元：
用单片机编程，实现对电源系统在充放电过程中的管理和保护功能，及电源使用中的实时监测和故障诊断功能。
4.CAN通信单元：
BMS与整车控制器的CAN总线通信接口，并调试完成通信。
刘卫平
186********
36
虚拟测量仪器系统基础平台32位总线控制器设计及驱动程序开发
设计VIIS-EM系统与计算机的32位通信总线的硬件电路并完成软件程序的开发。
1.设计32位数据总线电路；应用计算机接口技术，设计计算机的USB串口与网口和系统控制板卡的接口电路；
2.用C语言程序完成动态链接库函数，实现计算机与VIIS-EM系统之间的串口和网口通信；
3.重新设计控制板卡硬件电路，搭建完成VIIS-EM系统升级和开发的软硬件基础平台，调试并完善整个通信过程。
刘卫平
186********
37
虚拟信号发生器和示波器硬件电路的改进设计
完善并改进现有的基于VIIS-EM系统的示波器和信号发生器板卡的硬件电路，包括DA和AD转换电路，前置放大和衰减电路，由单片机和FPGA构成的控制电路等，使之性能得到提升并能适应新设计的32位通信总线系统。
1.对现有的由运算放大器和仪用放大器构成的前置衰减和放大电路重新设计，选用精度和稳定性更高的芯片；
2.将现有的8位AD和DA转换电路升级为12位；对由FPGA构成的双口RAM重新选型，选用功能更强的FPGA芯片，重新编程和设计以扩展RAM；
3.对单片机重新编程设计控制程序，调试并完善整个硬件电路系统。
刘卫平
186********
38
虚拟逻辑分析仪的功能设计
设计基于VIIS-EM系统的逻辑分析仪的波形显示、列表显示、图形显示、协议显示，触发等功能，及内外时钟的设置，状态分析，定时分析等功能。
1.基于现有板卡的硬件电路功能，对之进行改善使之具备完成逻辑分析仪相应任务的功能，重新设计该板卡对应的硬件电路；
2.结合硬件功能，用Labview软件开发相应的界面和功能程序，包括波形显示，触发，状态分析，定时分析等；
3.调试并完善硬件和软件功能。
刘卫平
186********
39
架空输电线路铁塔实时监控系统数据传输通信管理模块设计
1）数据传输控制器设计。
设计一个控制器，由单片机，数据采集板，存储器，和GPRS模块构成。
数据采集板收集由传感器检测到的各种信号，由一个主控单片机控制，实现对采集数据的存储，传输及控制管理功能；
2）内部模块通信总线设计，用CAN或者I2C总线实现内部各模块的通信，构成数据处理终端的整体平台；
3）调试并完善硬件和软件功能。
刘卫平
186********
40
电力网络暂态稳定仿真分析及程序设计
利用powerworldsimulator仿真软件构建电力系统仿真模型
1）暂态稳定仿真分析，包括：
系统中某线路对称及不对称故障切除后功角稳定特性分析；
2）暂态稳定分析程序设计，以IEEE算例结合powerworldsimulator仿真软件验证算法有效性。
3）软件界面设计
孙淑琴
136********
41
火电机组切机控制算法程序设计
利用powerworldsimulator仿真软件构建电力系统仿真模型
1）模拟电力网络稳定状态，计算网络潮流，模拟电力系统受到大扰动时，发电机的输入机械功率和输出电磁功率失去平衡，引起转子的速度及角度的变化，各机组间发生相对摇摆过程。
2）研究电力系统受到大扰动时将失步的发电机切除并采取其他紧急措施方法，编写算法程序，以IEEE算例结合powerworldsimulator仿真软件验证算法有效性。
3）软件界面设计
孙淑琴
42
输电线路视频监控图像无线传输模块及数据分析软件开发
1）视频及图像在线监测装置功能模式的设计；
2）无线通信模块设计，无线组网数据传输方案的设计；
3）监测数据管理，回放，与历史信息分类分析等功能设计
孙淑琴
43
电力网络低电压切负荷控制算法程序设计
利用powerworldsimulator仿真软件构建电力系统仿真模型
1）网络潮流仿真计算，包括：
系统正常工作、某台主变检修、故障等状况下的网络潮流数据；
2）研究电力系统受到扰动时，引起母线低电压情况，研究切除负荷控制算法，编写算法程序，以IEEE算例结合powerworldsimulator仿真软件验证算法有效性。
3）软件界面设计
孙淑琴
44
架空输电线路环境参数联合测试装置模块开发
1）铁塔振动及压力检测装置设计
2）环境温湿度测试装置设计
3）信号调理与数据分析模块设计
孙淑琴
45
架空输电线路监测系统电源设计
1）针对架空输电线路监测系统的现场条件，分析其电源功率与应用场合
2）设计基于太阳能光伏电池的电源电路，主要包括蓄电池充电电路与监测系统电源电路
李刚
181********
46
核磁共振非隔离充电电源设计
1）对比分析高电压增益DC/DC变换器拓扑
2）选择一种拓扑用于核磁共振充电电源设计
3）分析电解电容作为负载情况下下系统模型与控制器参数设计
李刚
181********
47
电磁发射电源叠层母排设计
1）分析电源直流环节母排杂散参数影响
2）设计一种低杂散参数的叠层母排结构
3）通过实验对比不同母排下开关尖峰电压波形
李刚
181********
48
电源直流电容参数设计与实验验证
1）分析电解电容特性，搭建三相整流桥+DC/DC变换器的实验平台；
2）基于输入功率因数与直流纹波电流优化直流电容容量与参数
3）在直流电源输出电压纹波限制要求下，分析对比不同容量和纹波电流的电解电容与输入功率因数的变化曲线。
李刚
181********
49
低频检波器频谱补偿算法建模及仿真
研究内容：
建立低频检波器数学模型，通过频率补偿的方式提高低频检波器检测频带范围。
技术指标：
通过Matlab建立检波器模型，研究补偿算法使低频检波频率拐点等于或小于1HZ频率范围。
要求：
学生具有较好的动手能力，了解并能熟练使用Matlab，对数学建模与反馈算法有一定了解。
邢雪峰
138********
50
学生出勤评估管理系统软件设计
研究内容：
使用Labview设计考勤系统，通过指纹识别的方式确定身份，对每周和每月的数据进行自动化整理，给出人员出勤情况统计数据，以通用存储方式编码统计数据。
技术指标：
设计指纹识别软硬件系统,设计友好的软件界面，后台记录、存储和分析算法子程序
要求：
了解并能熟练使用Labview，具有较强的动手及分析问题解决问题的能力。
邢雪峰
138********
51
基于LABVIEW的指纹录入与识别设计
研究内容：
通过参考相关文献，学习指纹识别算法的相关知识，移植指纹识别算法，编写Labview接口程序及软件功能子模块。
技术指标：
使用商用指纹识别算法快速准确的录入指纹，比对指纹和数据管理，比对时间小于1S,比对误差不大于1%。
要求：
了解并能熟练使用Labview，具有较强的动手及分析问题解决问题的能力。
邢雪峰
138********
52
输出级音频功率放大器电路设计
研究内容：
通过参考相关文献，设计并实现输出级功率音频放大电路。
技术指标：
输入电压范围：
20～100V,放大增益：
60dB，放大增益连续可调，具有偏置补偿功能和静音功能。
要求：
学生具有较好的动手能力，能熟练使用DXP。
邢雪峰
138********
53
基于3G/4G技术的地震勘探系统网关节点的设计
普通的具有Wi-Fi功能的地震仪通过Wi-Fi与网关节点相连（网关节点也具有采集功能），经3G/4G网络连接到主控中心，从而实现操作员能够远程的查看仪器状态和对仪器进行控制。
龙云
158********
54
冲击式可控震源闭环控制电路设计与实现
针对三元伪随机编码方式，开展对冲击夯油路控制电路设计，通过加速度传感器评判振动效果，最终实现冲击夯的三元编码控制。
孙锋
135********
55
冲击电锤输出能量控制电路设计与实现
针对冲击电锤的振动特性，开展对220V市电的供电改进，实现冲击电锤的振动频率可随意控制。
孙锋
56
光纤感温火灾监测系统的设计
利用光纤光栅测温计输出的光学频谱分析和物
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