用于微生物产品制造的脉冲电源研究

摘要

随着经济的发展和生活水平的提高，人们越来越重视自己的生存环境。日常生活中人们开始注重可降解产品的使用，而微生物聚酯作为可降解产品的主要原材料越来越受到人们的关注。传统的聚酯颗粒提取方法采用的化学药剂多，容易导致化学污染，且提取率不高。将脉冲功率技术应用于聚酯颗粒提取系统可减少化学药剂使用，同时可以达到提高聚酯颗粒提取率的目的。
　　论文通过对输出脉冲参数与细胞膜穿孔率关系的分析，确定了最佳输出脉冲条件。在国内外学者提出的几种高压脉冲电源拓扑结构的基础上，设计了一种应用在聚酯颗粒提取系统的脉冲电源。该脉冲电源的直流高压部分的设计引入模块叠加思想。采用六块低压模块叠加，实现了高压输出且连续可调。控制单元以dsPIC30F3011控制器为核心，结合检测、驱动等外围电路，完成对脉冲电源输出控制。针对提取工艺的特殊性和脉冲电源非线性的问题，对比了传统PID控制和小脑模型神经网络控制。提出传统PID与小脑模型神经网络控制相结合的控制策略。从而实现对电源系统的记忆控制和实时控制，并且提高了脉冲电源系统的动静态性能和提取率。
　　论文针对高压脉冲电源设计存在的问题，在主电路设计方面引入了模块化叠加思想;在控制策略方面引入了小脑模型神经网络控制策略，并设计PID小脑模型神经网络控制器。通过进行试验仿真，最终得到了较好的验证结果，证明该脉冲电源拓扑结构的可行性、可靠性。

目录

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摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 课题研究的主要内容

第2章 细胞膜穿孔率与脉冲参数关系分析

2．1 细胞膜电穿孔机理

2．2 脉冲参数与细胞膜穿孔率的关系

2．3 最佳脉冲输出条件

2．4 本章小结

第3章 脉冲电源电路的设计

3．1 高压脉冲电源的现状与方案确定

3．2 脉冲电源工作原理及分析

3．3 低压模块原理分析

3．3．1 低压模块拓扑和控制方式

3．3．2 电流连续时的工作原理和基本关系

3．3．3 电流断续时的工作原理和基本关系

3．4 低压模块连续工作方式的平均法建模

3．4．1 大信号平均模型

3．4．2 DC平均模型

3．4．3 小信号线性电路模型

3．5 本章小结

第4章 脉冲电源控制策略的研究

4．1 传统PID控制

4．2 小脑模型神经网络

4．3 小脑模型神经网络PID控制器设计

4．4 仿真对比

4．5 本章小结

第5章 脉冲电源系统的实现

5．1 高压直流单元设计

5．2 脉冲输出单元设计

5．3 控制系统设计

5．4 系统软件实现

5．5 实验结果分析

5．6 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的学术论文