高頻無極燈的模型建立優(yōu)化及控制設(shè)計研究.pdf

1、高頻無極燈（以下簡稱無極燈）作為一種新型光源，以其節(jié)能環(huán)保，壽命長等顯著優(yōu)點已經(jīng)越來越受到人們的廣泛關(guān)注，然而，對無極燈的研究仍處于探索階段，無極燈泡體內(nèi)的反應(yīng)相對復(fù)雜難以建立模型，且無極燈的電源電路隨著時間變化不夠穩(wěn)定和難以控制，這些因素都成為為高頻無極燈大范圍應(yīng)用的無形障礙。
　　本文通過COMSOL多物理場仿真和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立了無極燈泡體等離子反應(yīng)的可視化模型，并通過遺傳算法優(yōu)化得到了無極燈的最優(yōu)運行參數(shù)，實現(xiàn)了無極燈功率

2、因數(shù)校正電路的輸出電壓的控制以及高頻諧振電路工作頻率的調(diào)節(jié)，為無極燈的設(shè)計和控制提供了一種新的思路，本文的具體工作為:
　　(1)本文針對無極燈泡體內(nèi)反應(yīng)數(shù)據(jù)難以測量和重現(xiàn)的問題，通過將無極燈泡體內(nèi)等離子體的數(shù)學(xué)物理和化學(xué)方程植入到COMSOL多物理場仿真平臺中建立得到了無極燈泡體等離子反應(yīng)的可視化模型，通過分層切割得到的截面數(shù)據(jù)，獲得了影響泡體照明光效的重要參數(shù)——63P1態(tài)的Hg離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和電子溫度數(shù)據(jù);然后，借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

3、建立了無極燈等離子反應(yīng)照明光效模型，并應(yīng)用遺傳算法對照明光效模型進(jìn)行優(yōu)化，求解出無極燈照明光效最優(yōu)情況下的無極燈泡體內(nèi)的壓力、反應(yīng)溫度、耦合器的輸出頻率、輸入功率和初始電子密度的最優(yōu)參數(shù)組，為無極燈的生產(chǎn)和質(zhì)量的提高提供了理論依據(jù)。
　　(2)本文針對無極燈功率因數(shù)校正電路的輸出電壓在受到干擾時難以控制的問題，在電路中加入了可控電阻和PID控制器，通過控制可調(diào)電阻，實現(xiàn)功率因數(shù)校正電路輸出電壓的的穩(wěn)定控制;針對高頻諧振電路中工作頻