具有多种输出方式的微弧氧化脉冲电源研制的开题报告.docx

具有多种输出方式的微弧氧化脉冲电源研制的开题报告
一、选题背景
微弧氧化是一种基于金属表面电化学反应原理的表面处理技术，可以在金属表面形成一层厚度为10-50μm的陶瓷氧化物涂层，具有优异的耐磨、抗腐蚀、高温稳定性等特性。微弧氧化技术在航空航天、汽车制造、船舶制造、海洋工程等领域有着广泛的应用。
微弧氧化脉冲电源是微弧氧化技术中的核心设备，其主要功能是提供高能量脉冲电流，实现导电基材上涂覆陶瓷涂层。传统的微弧氧化脉冲电源以稳压恒流输出为主，缺乏输出方式的灵活性。
因此，开发一种具有多种输出方式的微弧氧化脉冲电源，将能够满足不同应用场景下的需求，进一步提高微弧氧化技术在工业生产中的应用。
二、研究目的及意义
本研究旨在研制一种具有多种输出方式的微弧氧化脉冲电源，主要包括恒压输出模式、恒流输出模式和多模式自适应输出模式。
通过研究开发这种微弧氧化脉冲电源，能够满足不同应用场景下微弧氧化工艺对电源输出方式的要求，为微弧氧化技术在工业生产中的应用提供更多可能。
三、研究内容及方案
1.多模式微弧氧化脉冲电源设计
本研究将通过对微弧氧化脉冲电源等效电路的分析，设计一种具有多种输出方式的微弧氧化脉冲电源。
其中，恒压输出模式和恒流输出模式为基本输出模式，多模式自适应输出模式是基于恒压输出和恒流输出的自适应控制。
2.系统控制算法设计
针对多模式自适应输出模式，本研究将实现系统自主识别基材电性，选择最优输出模式，自适应控制电源输出电压和电流，并在稳态下保持输出恒定不变。在恒流驱动下，还将加入负载电压跟踪算法，提高系统的响应速度和输出电流的稳定性。
3.微弧氧化涂层制备实验
通过研究不同输出方式对微弧氧化涂层制备的影响，开展多种微弧氧化涂层制备实验，评估输出模式对涂层质量的影响，并探究最优输出模式。
四、预期结果
本研究将设计开发出一种具有多种输出方式的微弧氧化脉冲电源，并实现系统自主识别基材电性，选择最优输出模式，达到自适应控制的目的。
通过多种微弧氧化涂层制备实验，能够评估不同输出模式对涂层质量的影响，并探究最优输出模式。
五、实验方法及进展计划
1.实验方法
（1）系统硬件设计：采用电子元器件仿真软件Simulink进行多模式微弧氧化脉冲电源等效电路及系统仿真，确定系统组成。
（2）系统软件设计：采用基于C语言的单片机控制算法编写多模式自适应控制程序，嵌入微控制器内，实现输出模式自主识别和调节，保持输出电流和电压的恒定不变。
（3）微弧氧化涂层制备实验：通过多种不同输出模式的微弧氧化涂层制备实验，探究最佳输出模式与涂层质量之间的关系。
2.进展计划
（1）第一年：系统硬件设计、仿真及系统组成搭建。
（2）第二年：系统软件设计及多模式自适应控制程序编写。
（3）第三年：微弧氧化涂层制备实验及结果分析。
六、参考文献
[1]严桂林,陈大柱,刘福淼.超高功率脉冲电源及其在微弧氧化制备领域中的应用[J].日用轻工机械，2014，32（1）：126-129.
[2]赵军伟,杨春阳.多模式电源在微弧氧化技术中的应用[J].船与海洋工程，2017，(1):127-129.
[3]谢泽龙.微弧氧化涂层及其在车身制造中的应用研究[D].上海:上海大学,2016.