内燃机热泵独立供能系统的理论模拟与实验研究

【摘要】：内燃机热泵独立供能系统是以天然气或其它燃料为独立输入能源,为建筑物提供冷、热、生活热水及系统自用电的节能环保型设备,是对内燃机热泵技术的继承和发展。本文对内燃机热泵独立供能系统进行了较为全面的理论模拟和实验研究,主要研究内容如下: ⑴以内燃机热泵独立供能系统为研究对象,将整个系统分为三个部分:内燃机系统、热泵系统和发电系统。建立了由内燃机、排烟换热器、缸套水换热器、发电机、压缩机、翅片管换热器、板式换热器、电子膨胀阀和分液器等部件模型组成的内燃机热泵独立供能系统数学模型。针对实际热泵系统,对带分液器流量调节的翅片管换热器进行了详细的研究,模拟并分析了换热器内工质参数沿程分布情况。 ⑵对发电系统进行了理论研究,建立了三相同步发电机abc坐标系和dq坐标系下的数学模型,并对同步发电机空载建立电势和三相短路动态性能进行了研究。针对发电系统的特点本文利用Matlab中的Simulink工具箱建立了整流器模型。 ⑶利用实验台对内燃机热泵独立供能系统进行了变转速、变主板换水流量和变蒸发温度的性能试验,用得到的实验数据验证了本文建立的内燃机热泵独立供能系统仿真模型,结果表明模型的计算结果和实验数据吻合的较好。 ⑷利用内燃机热泵独立供能系统数学模型对内燃机热泵独立供能系统性能影响因素进行了研究,分析了室外换热器管子排列方式、板式换热器水流形式和发电机负荷对内燃机热泵独立供能系统性能的影响。 ⑸以内燃机热泵系统数学模型为基础,建立了空气源内燃机热泵系统动态分布参数模型,研究了空气源内燃机热泵系统的动态特性,结合近30年的气象资料,建立了北京、上海、广州和南京四个地区的温区统计资料,计算了制冷和制热季节内燃机热泵以室内负荷运行时系统COP和PER随室外温度的变化情况,分析了四个城市的内燃机热泵系统制冷季节能效比(SEER)、制冷季节一次能源利用率(SPERr)、制热季节能效比(HSPF)和制热季节一次能源利用率(SPERh),并对不同类型空气源热泵的季节性能进行了比较。

【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TU833

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	【引证文献】
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前2条

1	王明涛;燃气机热泵自动控制系统的研究[D];天津大学;2011年
2	刘焕卫;基于新型环保制冷剂的独立式燃气机热泵系统理论及实验研究[D];天津大学;2012年

	【参考文献】
	【参考文献】

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前10条

1	王培勇,袁修干;轿车空调制冷系统的计算机模拟[J];北京航空航天大学学报;1997年05期
2	孙宇光;王祥珩;桂林;王维俭;;同步发电机励磁绕组匝间短路的仿真研究[J];电工电能新技术;2008年02期
3	李槐树,李朗如,让余奇,孟光伟;同步发电机整流系统的稳定性理论分析与数值计算[J];电机与控制学报;2005年06期
4	李应林,张小松,殷勇高,管振水,蒋一军;燃气驱动冷热水机组变转速运行实验研究[J];东南大学学报(自然科学版);2005年02期
5	李应林;张小松;吴薇;;基于混合动力燃气热泵的独立供能系统[J];东南大学学报(自然科学版);2008年06期
6	田丽亭;何雅玲;楚攀;雷勇刚;;不同排列方式下三角翼波纹翅片管换热器的换热性能比较[J];动力工程;2009年01期
7	王剑锋,张绍志,冯仰浦,陈光明;空气热源热泵动态结霜过程研究[J];低温工程;1999年05期
8	张凌;卢继平;;异步化同步发电机短路的暂态仿真分析[J];电网技术;2006年S1期
9	周光辉;张岑;王雷岗;陈圣洁;;制冷系统模拟仿真技术的应用与发展[J];低温与超导;2009年03期
10	刘忠宝,王浚;发动机排气取热换热器动态特性分析[J];辽宁工程技术大学学报;2003年05期

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前1条

1	谷波;王朋;奚东敏;;基于气象参数的空调SEER中国标准计算[A];中国制冷学会2005年制冷空调学术年会论文集[C];2005年

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前6条

1	谢英柏;燃气机热泵总能系统的理论分析与试验研究[D];华北电力大学（河北）;2003年
2	张世钢;燃气机热泵仿真与优化匹配研究[D];天津大学;2004年
3	赵海波;空气源燃气机热泵的仿真优化及实验验证[D];天津大学;2007年
4	徐振军;独立式内燃机热泵系统及其控制特性实验研究[D];天津大学;2009年
5	方筝;空气源自备电燃气机热泵系统的理论及实验研究[D];天津大学;2009年
6	任勇;内燃机独立供能系统性能及冷冻水变流量研究[D];天津大学;2010年

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前6条

1	高朝晖;飞机电气系统的数字仿真[D];西北工业大学;2002年
2	陈森涛;汽车42V动力系统建模与仿真[D];武汉理工大学;2005年
3	黄茜汀;飞机电源系统的建模与仿真研究[D];西北工业大学;2007年
4	秦振春;R410A空气源热泵工作过程仿真及实验研究[D];南京师范大学;2007年
5	王成生;热泵空调器结霜工况下动态特性的理论与实验研究[D];天津商学院;2005年
6	周玲玫;板式换热器换热性能的实验研究[D];浙江大学;2008年

	【共引文献】
	【共引文献】

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前10条

1	袁艳平;曹晓玲;雷波;杨从辉;;中国地区土壤源热泵系统研究进展评述[J];四川建筑科学研究;2010年02期
2	方贵银;吴宝志;;空调器的风机盘管计算机辅助设计[J];安徽工学院学报;1991年04期
3	方贵银;空气——水热泵系统的节能分析[J];安徽工学院学报;1995年03期
4	王懿,周兴禧;变频空调系统蒸发器特性的动态仿真研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2000年04期
5	赵芳;许梁;杨前明;孔祥强;;太阳能热泵多功能复合机实验系统建模与仿真分析[J];中国建设动态.阳光能源;2006年06期
6	姚宝峰;胡琰;马冠钦;郑亚银;李国岫;;稀燃天然气发动机缸压数据采集及循环变动分析[J];北京交通大学学报;2008年04期
7	赵振峰;张付军;赵长禄;陈宇;;基于Matlab/Simulink的液压自由活塞柴油机动态特性研究[J];车辆与动力技术;2008年02期
8	杨棣;于佳;刘杰;罗马吉;;配气正时对柴油机性能影响的数值研究[J];车辆与动力技术;2008年02期
9	崔淑华;樊亚妮;;发动机燃用乙醇汽油的空燃比模拟优化研究[J];车辆与动力技术;2011年02期
10	钟晓晖;勾昱君;翟玉玲;周树光;;微型空调机组仿真[J];兵工学报;2010年11期

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前10条

1	王海涛;;变频控制直接膨胀式太阳能热泵的数值模拟[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
2	杨前明;陈丽霞;孔祥强;谢方静;;太阳能热泵多功能复合机系统数学建模与仿真分析[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
3	张东;孔祥强;;空调系统冷凝器稳态分布参数模型与仿真[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
4	汤天平;崔红社;何海龙;;VRV空调系统冬季工况的能耗分析[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
5	亓玉栋;宋桂梅;刘志国;;我国煤矿高温矿井热害治理现状综述[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
6	李文涛;刘建禹;李文哲;;小型户用沼气锅炉的设计计算[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
7	孙海阳;钱才富;张智;赵福臣;杨开远;王凤君;;不同厚度铝喷涂管沸腾传热的实验研究[A];全国第四届换热器学术会议论文集[C];2011年
8	王立新;荣丁石;张志荣;;湿式空冷器的HTRI选型方法探讨[A];全国第四届换热器学术会议论文集[C];2011年
9	闫佳佳;李永安;刘学来;;空调冷源温度与冷水机组的能效[A];2011年全国冷冻冷藏行业与山东制冷空调行业年会暨绿色低碳新技术研讨会论文集[C];2011年
10	涂小苹;梁祥飞;吴迎文;郑波;;家用热泵空调用的室外机换热器流路优化[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年

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前10条

1	杨通;高速大推力直线感应电机的电磁理论与设计研究[D];华中科技大学;2010年
2	吕艳玲;超高压发电机失磁过程的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
3	杨陈;低噪声轻量化单缸柴油机的虚拟设计技术研究[D];浙江大学;2009年
4	柴本银;振荡流热管换热器换热性能及其在干燥系统中的应用研究[D];山东大学;2010年
5	侯纪勇;汽轮发电机励磁绕组匝间短路分析及实验研究[D];华北电力大学（北京）;2011年
6	王锡;新型分布式供能系统热力特性研究[D];华北电力大学（北京）;2011年
7	黄鸿雁;高功率轴快流CO_2激光器气体流场及热交换的模拟与优化[D];华中科技大学;2011年
8	崔洪江;YC6T柴油机进排气系统性能仿真及优化研究[D];大连海事大学;2011年
9	何治斌;船舶空调系统的建模与仿真[D];大连海事大学;2011年
10	汪令祥;永磁同步直驱型全功率风机变流器及其控制[D];合肥工业大学;2011年

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前10条

1	康锡龙;沼气发电机冷却水预热沼气进料池系统的研究[D];华中农业大学;2010年
2	张东;直膨式太阳能热泵热水器的模拟分析[D];山东科技大学;2010年
3	李振兴;直膨式太阳能热泵热水系统性能的优化分析[D];山东科技大学;2010年
4	朱清;柴油机大小涡轮相继增压控制参数研究与排气连通管设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
5	王振琛;饱和气体发生器低温制冷系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6	张万煌;TBD234柴油机缸内燃烧模拟及排放预测[D];哈尔滨工程大学;2010年
7	李琦;某16V型柴油机相继增压性能分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
8	田文凯;多功能燃烧弹的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9	尹佳;柴油/天然气双燃料发动机性能模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10	李志武;异步电机矢量控制系统研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年

	【同被引文献】
	【同被引文献】

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前10条

1	徐振军;杨昭;张金亮;;燃气机热泵控制系统实验研究[J];中国建设动态(阳光能源);2007年01期
2	田贯三,马一太,杨昭;含有阻燃组元的可燃制冷剂爆炸极限的研究[J];爆炸与冲击;2003年03期
3	张锐,陈光明;R502新型替代制冷剂爆炸极限实验研究[J];爆炸与冲击;2005年02期
4	王霆;朱二欣;林学东;;电子节气门滑模变结构控制方法研究[J];吉林大学学报(信息科学版);2008年06期
5	王春发,刘兴华,张幽彤,徐春龙;天然气发动机电控系统转速采集的研究[J];车用发动机;2000年06期
6	李应林,张小松,殷勇高,管振水,蒋一军;燃气驱动冷热水机组变转速运行实验研究[J];东南大学学报(自然科学版);2005年02期
7	李应林;张小松;吴薇;;基于混合动力燃气热泵的独立供能系统[J];东南大学学报(自然科学版);2008年06期
8	王信茂;;2010年我国电力供需形势分析预测[J];电器工业;2010年04期
9	李振明;公茂琼;吴剑峰;周远;;三元混合物的爆炸极限实验[J];低温工程;2010年02期
10	史琳,赵晓宇,韩礼钟,朱明善;HCFC-22的替代物THR03的研究[J];工程热物理学报;1999年05期

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前10条

1	王明涛;燃气机热泵自动控制系统的研究[D];天津大学;2011年
2	谢英柏;燃气机热泵总能系统的理论分析与试验研究[D];华北电力大学（河北）;2003年
3	葛召炎;汽车发动机的变结构控制和智能控制方法研究[D];湖南大学;2003年
4	张世钢;燃气机热泵仿真与优化匹配研究[D];天津大学;2004年
5	田贯三;可燃制冷剂爆炸理论与燃烧爆炸抑制机理的研究[D];天津大学;2000年
6	彭继军;R22替代及工质泄漏扩散危险性理论分析与实验研究[D];天津大学;2007年
7	赵海波;空气源燃气机热泵的仿真优化及实验验证[D];天津大学;2007年
8	徐振军;独立式内燃机热泵系统及其控制特性实验研究[D];天津大学;2009年
9	方筝;空气源自备电燃气机热泵系统的理论及实验研究[D];天津大学;2009年
10	任勇;内燃机独立供能系统性能及冷冻水变流量研究[D];天津大学;2010年

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前10条

1	卓刚;航空发动机智能建模与故障诊断研究[D];南京航空航天大学;2004年
2	李才永;非线性系统多模型分析及增益调度PID控制器设计[D];华北电力大学（河北）;2004年
3	蒋一军;燃气机驱动热泵空调系统及其实验研究[D];东南大学;2004年
4	张锐;新型替代制冷剂爆炸极限理论与实验研究[D];浙江大学;2005年
5	冯先振;电子节气门汽油机过渡工况控制的仿真研究[D];吉林大学;2006年
6	张金亮;燃气机热泵流量控制系统的研究[D];天津大学;2006年
7	杨振东;基于模糊PID电子节气门控制系统的研究与开发[D];湖南大学;2008年
8	邱雄飞;燃气机热泵独立供能系统的能级匹配及经济性分析[D];天津大学;2007年
9	张文军;燃气热泵系统优化与经济性分析[D];大连理工大学;2008年
10	孙晓东;航空发动机智能控制算法研究[D];南京航空航天大学;2009年

	【二级引证文献】
	【二级引证文献】

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前1条

1	刘焕卫;基于新型环保制冷剂的独立式燃气机热泵系统理论及实验研究[D];天津大学;2012年

	【二级参考文献】
	【二级参考文献】

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前10条

1	孙仲武,邓沪秋;低温辐射电热膜供暖与燃气锅炉集中供暖的对比分析[J];安装;2001年04期
2	周明连;板式热交换器流动分布的理论分析与实验研究[J];北方交通大学学报;2001年01期
3	苏岭;周龙保;汪映;蒋德明;李维;钟辉;;空燃比对准均质充量压缩点燃天然气发动机低负荷排放性能的影响[J];兵工学报;2006年05期
4	何晓明,张锐,王世洪,尚春鸽,俞炳丰;容积式制冷压缩机的计算模拟与验证[J];北京工业大学学报;2001年01期
5	王培勇,袁修干;轿车空调制冷系统的计算机模拟[J];北京航空航天大学学报;1997年05期
6	李先瑞,刘笑;燃气供热的现状与展望[J];北京节能;2000年02期
7	陈霖新,唐艳芬,王建;燃气冷热电三联供的能量消耗分析研究[J];节能与环保;2005年04期
8	吴立志;活塞式压缩机气缸工作过程的计算机模拟[J];北京石油化工学院学报;1999年02期
9	韩莹;;燃气空调能走多远?[J];百科知识;2006年05期
10	温志英;黄冠明;毕南楠;方昌始;;变频器在暖通空调行业中的应用[J];变频器世界;2005年09期

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前2条

1	童灵;宋徐辉;于兵;陈芝久;;四通换向阀内部流动的数值研究[A];全国暖通空调制冷1998年学术文集[C];1998年
2	谷波;王朋;奚东敏;;基于气象参数的空调SEER中国标准计算[A];中国制冷学会2005年制冷空调学术年会论文集[C];2005年

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前4条

1	徐东平;实时动态交互视景仿真[D];武汉理工大学;2002年
2	谢英柏;燃气机热泵总能系统的理论分析与试验研究[D];华北电力大学（河北）;2003年
3	张世钢;燃气机热泵仿真与优化匹配研究[D];天津大学;2004年
4	田贯三;可燃制冷剂爆炸理论与燃烧爆炸抑制机理的研究[D];天津大学;2000年

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前10条

1	沈明;燃气热泵空调技术在我国的应用研究[D];华北电力（北京）大学;2002年
2	相蓉;基于DSP的电励磁双凸极电机调速系统数字控制技术研究[D];南京航空航天大学;2003年
3	高朝晖;飞机电气系统的数字仿真[D];西北工业大学;2002年
4	冯文;燃料电池汽车氢能系统评价及北京案例分析[D];清华大学;2003年
5	胡波;变流量空调系统的特性分析与应用探讨[D];西安建筑科技大学;2004年
6	刘东;水源热泵的经济性分析及应用[D];天津大学;2004年
7	蒋一军;燃气机驱动热泵空调系统及其实验研究[D];东南大学;2004年
8	岳卫峰;航空静止变流器技术研究[D];南京航空航天大学;2005年
9	邹娜;空调一次泵水系统变流量节能分析[D];南京理工大学;2005年
10	黄付强;乙醇—汽油灵活比例电控发动机性能研究[D];浙江大学;2005年

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前10条

1	;《第八届全国余热制冷与热泵技术学术会议》将在明年举行[J];制冷技术;1996年04期
2	汤蓓;中日交流热泵蓄能技术展现蓄冰供冷技术应用前景[J];建设科技;2005年16期
3	江雄志;赵会芳;刘炳虎;李超;;桥东污水厂污水(中水)源热泵系统设计[J];中国给水排水;2005年12期
4	吕悦;邓海燕;;开启地源热泵技术城市级应用的序幕——首届中国地源热泵技术城市级应用高层论坛综述[J];工程建设与设计;2006年12期
5	石定寰;;地源热泵技术打开地源利用新局面[J];工程建设与设计;2006年12期
6	薛越霞;;热泵技术的应用对环境影响的初探[J];工程建设与设计;2007年07期
7	张莉;龚娇;;建筑节能中暖通空调的一般技术措施[J];制冷与空调(四川);2008年05期
8	李阳;;浅谈水源热泵技术的发展[J];华章;2011年03期
9	鲁晓舟;地源热泵技术,有效提升住宅的使用功能——访沈阳第一冷冻机有限公司北京分公司经理刘建军[J];中国住宅设施;2004年10期
10	许维秀;热泵技术在精馏中的应用[J];节能与环保;2005年03期

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前10条

1	何宏舟;;耦合热泵技术的地热能利用研究[A];“洁净能源与经济”学术年会专辑[C];2001年
2	徐文忠;冯永华;;火电厂循环冷却水废热热泵回收利用问题研究[A];2007年山东省制冷空调学术年会论文集[C];2007年
3	陈政高;;辽宁省委常委、市委书记陈政高提出大力推广应用地源热泵技术努力建设资源节约型和环境友好型社会[A];首届中国地源热泵技术城市级应用高层论坛论文集[C];2006年
4	;内容提要[A];地温资源与地源热泵技术应用论文集（第一集）[C];2007年
5	王永胜;;武汉推广地源热泵所做的工作[A];第二届中国地源热泵技术城市级应用高层论坛论文集[C];2007年
6	吕悦;陈岩;;地源热泵技术在中国的发展[A];首届中国地源热泵技术城市级应用高层论坛论文集[C];2006年
7	徐文忠;孙始财;;火电厂循环冷却水废热回收利用问题研究[A];山东省暖通空调制冷2007年学术年会论文集[C];2007年
8	;前言[A];地温资源与地源热泵技术应用论文集（第三集）[C];2009年
9	马德军;;空气能热泵产业在我国的发展战略及前景[A];住宅建设的创新/发展（六）[C];2010年
10	江耀;卜云龙;周增产;杨仁全;张春敏;张栋;龙智强;;浅层地能在农业设施中的应用研究[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年

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前10条

1	沈宗河记者刘妮;坚定信心坚持创新推进地源热泵工程不断向前发展[N];沈阳日报;2007年
2	于海;地源热泵今年再添1600万平方米[N];沈阳日报;2008年
3	彭跃东;东大游泳馆首尝“地热”甜头[N];沈阳日报;2007年
4	本报记者李响;让浅层地热“热”起来[N];中国国土资源报;2008年
5	本报记者王云峰;地源热泵的推广清洁并温暖着沈阳[N];辽宁日报;2007年
6	文君和平;沈阳推广地源热泵技术[N];中国职工科技报;2007年
7	岳阳刘佳;沈阳全面推广地源热泵技术[N];中国矿业报;2008年
8	中国楼市记者马华;地源热泵推广面临市场尴尬[N];中国建设报;2005年
9	记者　李丹岳阳;沈阳地热供暖成趋势[N];中国建设报;2006年
10	记者　水华;沈阳新建房采用地源供热[N];中国环境报;2006年

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前10条

1	陈轶光;内燃机热泵独立供能系统的理论模拟与实验研究[D];天津大学;2010年
2	韩晓龙;集装箱港口装卸作业资源配置研究[D];上海海事大学;2005年
3	李震;内燃机曲轴-轴承系统摩擦学动力学耦合研究[D];合肥工业大学;2005年
4	胡仕成;连续铸轧流变界面热行为研究[D];中南大学;2005年
5	田慕琴;基于模型的异步电动机早期故障智能诊断[D];太原理工大学;2006年
6	牟淑志;无陀螺惯性测量组合仿真及实验研究[D];南京理工大学;2007年
7	傅少君;岩土结构仿真反馈分析的理论与实践[D];武汉大学;2005年
8	梁剑;铁路集装箱物流中心站资源配置决策研究[D];西南交通大学;2010年
9	郁专;石油勘探中的惯性传感器研究[D];中国科学技术大学;2009年
10	郭建亮;细长轴类工件车削加工的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

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前10条

1	汪雪琴;倒立摆系统的模糊智能控制研究[D];北京化工大学;2005年
2	陈东锁;开关磁阻电机驱动系统的动态模型与仿真[D];太原理工大学;2005年
3	贠秀钰;基于.NET和神经网络的知识获取研究[D];太原理工大学;2005年
4	王斌;禽蛋白质自动检测系统的调速控制研究[D];华中农业大学;2005年
5	王希诚;汽车与行人碰撞模拟及行人保护研究[D];武汉理工大学;2005年
6	朱松勤;基于IDEF的制冷空调系统仿真研究[D];华中科技大学;2005年
7	李小庆;20MN锻造液压机动态性能仿真研究[D];华中科技大学;2005年
8	沈岩;船舶液压推进之推进特性的研究[D];大连海事大学;2006年
9	杨向真;级联型中高压变频器控制策略的研究与实现[D];合肥工业大学;2006年
10	王洪刚;进化型模拟滤波器的并行进化方法研究[D];东北师范大学;2006年

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