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优秀毕业论文范例篇一
第 1 章 绪 论
1.1 课题研究的目的和意义
随着西北火电基地、西南水电基地的逐渐形成，我国西电东送、南北互供的大电网格局将逐渐形成。电力系统的规模越来越大，结构日益复杂。大区域互联电网在实现错峰调谷、区域互补等带来巨大经济效益的同时，也带来诸多问题，如：运行方式将更复杂；电网的安全稳定分析与控制的难度加大；局部故障影响范围扩大，在某些情况下可能诱发恶性连锁反应；区域电网内部一些断面的暂态稳定极限降低；动态稳定问题趋于严重，成为影响电网稳定的一个主要因素等。2003年8月14日，美国东北部部分地区以及加拿大东部地区出现大范围停电事故。美加联合调查小组后来公布的报告中称，这是美国历史上迄今为止最严重的停电事故，共使大约5000万居民受到影响，并给美加两国造成了重大经济损失。在停电的两天时间里，共损失了62000MW的发电量，由此引发的工厂停工和其它经济活动方面的影响，使美国公司遭受了40至100亿美元的巨额损失。受停电事故的影响，加拿大当年8月份的国内生产总值下降了0.7个百分点，安大略湖地区的制造业损失高达23亿美元[1]。在我国，由于电力系统三道防线等安全措施的实施，大范围恶性停电的事故并不多见。但是我国电网建设过程中，电源的建设快于电网的建设，网架结构薄弱，各电网弱互联的情形较多，加之西电东送的距离较长，互联区域广，因此更容易发生低频振荡问题。近年来，随着联网规模的不断扩大，低频振荡发生的次数有逐渐增加的趋势：2003年2、3月，500kV云南电网与南方电网联络线－罗马线等均发生或多次发生过低频振荡现象[2]，2003年9月我国东北、华北、华中、川渝电网联网的试验中观察到振荡频率在0.1-0.2Hz之间的超低频振荡现象[3]。2005年以来，在蒙西电网、华中电网以及南方电网的贵州、云南等电网中均发生过原因不很明确的低频振荡事故，且有的电网如云南电网甚至发生过多次低频振荡事故。与电网互联之前的振荡不同的是，这些振荡具有新的特点,主要表现在：振荡起因不明，许多振荡的原因不能确定；一些振荡不能用负阻尼原理合理解释；出现了0.1Hz左右的超低频振荡；局部振荡模式引发的全局振荡等等。低频振荡已成为制约互联电网输送能力和运行安全的主要因素之一。
低频振荡问题的研究从上世纪60年代以来，已经历了近半个世纪的时间。自从F. Demello、C.Concordia 提出负阻尼原理并由此设计出电力系统稳定器（PSS）以来[4]，新的理论、方法和策略得以提出和完善，并应用到电力系统实际中，如多机电力系统稳定器（PSS）的协调设计与控制问题，广域信息系统（WAMS）应用于设计多层PSS以解决区域间低频振荡的问题，以及应用灵活交流输电技术（FACTS）及其与PSS相结合，协调解决低频振荡的问题等。然而电力系统的实时性、强非线性以及强耦合特性等，决定了低频振荡问题研究的复杂性。对其机理的分析和解释，需要多种理论相结合。目前，除负阻尼原理外，其它如混沌及分岔理论、参数谐振理论、共振机理等均被应用来研究低频振荡问题。但上述理论在研究多机电力系统，特别是考虑系统非线性的电力系统模型时受到严重限制，因此需要发展一些新的方法和手段，进一步完善对电力系统低频振荡问题的研究，并提出更具实用性的解决策略。电力系统在运行过程中，实际是能量生产与消耗的平衡问题，也就是源流供需平衡的问题。不同的运行工况决定了不同的供需关系，而不同的供需关系是通过各个电气通道——源流路径的有功以及无功输送来实现的。源流路径及其功率流大小的变化对系统的电气联系产生影响，从而影响了系统的阻尼分布及系统的动稳态性能。因此源流路径的输送功率过程，实质是能量的传递与转换过程；其所蕴含的深层次机理也就是能量平衡以及运动稳定与阻尼控制之间的本质问题，理清了源流路径与稳定性之间的联系，有助于对低频振荡的产生机理进行解释。
文献[5-10]提出并研究了符合一般电路原理以及有功、无功守恒的源流路径电气剖分理论，清楚地表达了源（各种电源）与流（各种负荷）之间的能量输送及平衡关系。在确定工况下，源流通道是满足一定的拓扑关系的。正是由于存在这种关系，使我们认识到，机组的阻尼特性与其输送功率的对象以及功率输送的大小、所经过的路径等将是影响机组阻尼的重要外部因素。机组阻尼发生变化，导致弱阻尼的原因虽然一般是内因（本文称为机侧），即AVR的存在造成的阻尼削弱，但外因（本文称为网侧）往往也是其中的重要方面，内外因素的相互作用，可能会导致机组阻尼发生较大的变化。源流路径电气剖分理论的提出，为本文深刻分析这些变化及影响因素创造了良好的条件，使我们对机组阻尼，特别是重点关注的弱阻尼机组的阻尼影响因素分析打下良好的基础，从新的视角对系统阻尼的异动等进行研究分析，有助于对低频振荡问题机理的深入理解。特别是源流路径电气剖分理论及其关于机组阻尼的分析，可以帮助我们从机侧和网侧来理解机组阻尼削弱的原因，这对总结系统阻尼变迁规律以及从机网两侧制定加强机组阻尼的措施提供了较好的理论支撑，为现场工程师通过网络侧调控以改善系统阻尼奠定了理论基础。
第 2 章 考虑局部源流路径工况的机组阻尼分析模型
2.1 引言
电力系统是由各种电源、负荷、输配电装置和线路组成的复杂统一系统。尽管系统复杂，但在运行工况确定的条件下，源（包括各种节点注入源和支路送端注入源）和流（包括各种节点负荷汲取流和支路受端汲取流）之间是存在着确定的供受电关系的。当运行工况变化后，源和流之间具体的供受电路径（包括途经的电气元件链及其占用电气元件的参数份额）会随之变化。文献[5-10]对如何从电力网络基本电气原理和电气规律角度分析不同源流之间的电气路径进行了深入的研究，并提出了相应的源流路径电气剖分方法。由电力网络源流路径电气剖分信息发现，当全网的运行工况发生变化后，对电网中的某一源，其电能送达负荷流的电气剖分路径工况也会发生变化，且反映该源电气剖分路径工况的电气剖分子网络只包括原始全网络中很少的元件（即为一个小容量的网络元件子集合）。这种特性告诉我们，对电网中的某一源，尽管它和网络所有电气元件一同构成一个统一的电气系统，并决定了电网的运行工况。但该源发挥主要作用的环境只是与其有关的电气剖分子网络涉及的区域，至于电网中的其它区域，则主要是其它源发挥主导作用的场所。反过来说，虽然电力网络全网运行工况是由构成全网的所有电气元件共同作用的结果，但某一局部网络的局域工况则主要是由该局部网络内的电气元件共同作用的结果。将此结论缩小到某一源的电能供应的电气剖分子网络，则该源的工况就主要由此电气剖分子网络的运行工况所决定，如果其它区域工况因种种原因发生了较大变化，但与该源有关的电气剖分子网络的运行工况没有变化或变化甚微，则就可以认为该源的工况没有变化或变化甚微，也就可以认为该源的局域运行条件没有受到外部网络运行工况的变化而发生改变，此时该源的许多物理特性自然也就不会受到相应影响并发生变化。
第3章 电气剖分子路径的阻尼权重............. 52-68
3.1 引言............. 52-53
3.2 弱阻尼机组的筛选............. 53
3.3 阻尼权重和阻尼灵敏度.............53-57
3.4 算例分析 .............57-66
3.5 本章小结 .............66-68
第4章 机网阻尼满意度协调控制策略设............. 68-82
4.1 引言 .............68-69
4.2 阻尼满意度控制 .............69-71
4.3 基于满意度的机网阻............. 71-76
4.4 算例分析 .............76-81
4.5 本章小结............. 81-82
第5章 危险性工况变动对低频............. 82-103
5.1 引言 .............82-83
5.2 高峰期电网负荷超预测增长工况............. 83-89
5.3 关键线路的检修或停运工况.............89-92
5.4 低谷期风电入网功率超常工况............. 92-94
5.5 一二次调频失常工况 .............94-97
5.6 危险性工况变动的对策............. 97-101
5.7 本章小结............. 101-103
结论
针对电力系统中的弱阻尼低频振荡问题，本文从源流路径电气剖分理论出发，研究了确定系统中的弱阻尼机组的新方法，并以该方法为基础，对造成机组弱阻尼的成因以及应对策略进行了比较深入的研究。论文取得的创新性研究成果和结论如下：
1. 建立了能够考虑研究机组局部源流路径工况的线性化状态方程，并推导了机组阻尼等效系数的计算关系。借助所建立的模型和计算关系，可以更为快速而准确地确定出系统中的弱阻尼机组。线性化状态方程的建立分别针对不计和计及机组转子阻尼绕组作用两种情况进行，并分别得到了六系数模型和十四系数模型下的研究机组阻尼等效系数关系。由于该成果基于源流路径电气剖分理论，因此它既克服了单机无穷大系统建模时对研究机组外部工况计及比较粗略的缺陷，又避免了引入全网规模系统直接进行计算的复杂性和高维数带来的困难性。
2. 提出了评估局部源流路径子网络对研究机组阻尼影响的方法，可准确定位出影响机组阻尼的主要供电路径及削弱机组阻尼的主要网络因素，为进一步实施更有针对性的低频振荡措施提供技术支持。评估方法利用了考虑研究机组局部源流路径工况的等效阻尼系数关系，推导出电气剖分子路径对机组阻尼权重及机组阻尼关于剖分子路径参数的灵敏度系数。权重反映了局部源流路径子网络中不同供电路径对机组阻尼影响的程度，灵敏度系数提供了判别削弱机组阻尼的主要外部网络因素的关键信息。阻尼权重及阻尼灵敏度系数，提高了进一步实施网络侧的低频振荡抑制措施的针对性。
3. 提出了一种改善机组阻尼的机网协调满意度控制策略，并重点针对经典PSS 与网络中安装的 TCSC 和 TCPST 的协调问题，给出了具体的控制参数优化计算方法。有关策略和方法，可提高抑制低频振荡的效果。
本文提出的策略具有分步性：若由考虑局部源流路径工况的机组阻尼分析结果，确定可以只由机组安装 PSS 即可解决弱阻尼问题时，则直接利用本文等效阻尼系数关系，通过满意度优化，获得 PSS 设计参数；若仅由机组侧安装 PSS不足以显著改善弱阻尼问题时，则采用机网协调策略，根据阻尼权重和阻尼灵敏度信息，结合 PSS 和 TCSC 或 PSS 和 TCPST 的协调，通过满意度优化，获得控制器的设计参数。分步优选策略和满意度优化方法，增加了低频振荡措施实施的适应性和针对性。
参考文献
1 胡学浩. 美加联合电网大面积停电事故的反思和启示. 电网技术. 2003,27(9):T2~T6
2 况华, 沈龙, 李文云等. 500kV 罗马线低频振荡分析与探讨. 四川电力技术.2003, (6):17~19
3 王青, 闵勇, 张毅威. 超低频区间振荡现象的机理分析. 继电器. 2006,34(12):63~68
4 F. P. Demello, C. Concordia. Concepts of Synchronous Machine Stability asAffected by Excitation Control. IEEE Transactiona on Power Apparatus andSystems. 1969, PAS-88(4):316~329
5 于继来, 柳焯. 交流支路的电气剖分方法（一）普通支路的剖分. 电力系统自动化. 2005, 29(1):22~27
6 于继来, 柳焯. 交流支路的电气剖分方法（二）移相器支路的剖分. 电力系统自动化. 2005, 29(2):25~28
7 汤奕. 电力网络源流路径电气剖分方法研究. 哈尔滨工业大学博士学位论文. 2006
8 汤奕, 于继来, 周苏荃. 电力网络源流路径电气剖分算法. 电力系统自动化.2006, 30(22):28~33
9 于继来, 汤奕. 交流支路和节点的联合电气剖分. 中国电机工程学报. 2007,27(16):37~42
10 于继来, 柳焯. 基于交流支路和节点联合电气剖分的节点电气量分配原则.中国电机工程学报. 2007, 27(25):13~17
优秀毕业论文范例篇二
第一章 绪论
我国水资源的区域和时间分布差异巨大己是众所周知的事实，供水工程在抵御洪涝干旱灾害，改善农业生产条件，建设高产稳产农田，跨流域调水，解决城镇供水，特别对沿海大型开发城市用水等发挥着越来越重要的作用，取得了显著的经济效益和社会效益，其对于国民经济发展所起的作用至关重要。而当今世界计算机技术取得了高度发展，在其基础之上发展起来的自动化控制理论也使现今各行各业的生产率得到了大幅度的提高，在供水工程领域亦是如此。本论文面向山西省大水网供水工程自动化建设，以太原理工大学供水实验室自动化监控系统的开发为依托，针对供水实验室的实际情况和具体要求，探讨了供水实验室的自动化监控系统的实施。
1.1 研究目的及意义
在我国，水资源在空间和时间上分布严重不均而对我国经济发展起到了非常大的影响作用，这己成为不争的事实，在山西更是如此。水资源丰枯区域间的调配能力差是目前山西全省供水工程建设中存在的主要问题，使总体的应急保障程度以及安全保证程度比较低。为了找寻解决山西省水资源短缺的方法途径，2007年3月省委、省政府出台了加强水利建设、实施兴水战略的重大决定[]]。"十一五"山西省实施兴水战略，35项应急水源工程累计完工27项，在"十二五''期间山西省将以蓄水、保水、合理使用黄河水、减少使用地下水、积极引导节约用水为方略，"两纵十横、六河连通"的"十横"-…十大骨干供水体系完成后，将覆盖山西省六大盆地、n个中心城市、70个县，供水区总面积7.66万km2，占全省总面积的49%，受益人口占全省总人口的72，GDP占全省的83%,实现全省水资源开发利用由"水瓶颈''向"水支撑''转变。"纵贯南北、横跨东西、丰枯调剂、多源互补"工程的建设，将会实现黄河干流与山西境内的六大主要河流之间的连通。以上建设工程的合理经济运行，全部涉及到供水工程自动化监控系统的研究，因此本研究不仅具有重要的技术意义，而且具有重大的经济和战略意义。
当今科学技术飞速发展，主要表现在计算机技术的不断发展以及其在各个行业领域中发挥越来越重要，这为提高我国的工业自动化水平创造了有利条件。修建自动化水平较高的工程和改造自动化程度较低的已建工程，是解决当前水资源短缺，提高资源利用的有效途径，因此现代供水泵站采用自动化监控系统越来越广泛。
上个世纪70年代，自动化监控技术在水利领域中得到研制和使用，从早期的数据采集系统、集中式控制系统发展到当前应用较为广泛的的分层分布式监控系统。建设于不同年代的供水工程，其中自动化监控系统均以不同的形式在运行。但是这些的高速发展，研究供水工程自动化监控系统对于今后供水工程的建设和改造具有积极的现实意义建设于早期的系统，由于当时软硬件技术的局限，都多少存在些尚未解决的问题。所以随着信息技术。
第二章供水工程自动化监控系统
2.1自动化系统开发的功能需求及一般原则
主控级主要功能':
数据采集：接收各现地控制单元发送的操作和事件数据，存入实时数据库，用于画面更新、控制调节、趋势分析、记录打印、操作指导及事故记录和分析。数据采集可以周期性进行，在所有吋间内，可由操作员或应用程序发命令采集任何一个现地控制单元的过程输入信息。
数据处理：进行数据编码，校验传输误差及数据传输差错的控制。生成各种数据库，对主要工况参数量的运行趋势进行总结分析，水泵流量、水泵扬程、水泵功率、水泵效率、管路系统各测点压力要进行运行曲线显示。
监视：对泵站系统运行状态、运行参数及事故报警以直观形象的方式在人机界面上进行动态显示。能对生产过程进行监视，监视过程中的主要操作参数变化及状态变化，并在LCD上显示。
控制：工作人员通过计算机上的人机界面对系统设备进行调控。控制的主要内容包括水泵运行方式的选择，水泵的启停，阔门的开启，经济运行方式的切换等等。
记录和打印：记录供水泵站系统各个操作动作、实时参数、报警事件，形成历史数据库。除在LCD显示外，还能在打印机实现定时或调取打印。
运行管理：将供水泵站运行数据按照需要进行累积记录，包括：供水泵站系统总功率、抽水量；累计泵组开、停次数、累计开机运行时数、停机时数、检修退出时数；累计变压器、断路器等主设备运行时间、动作次数，检修次数和时间；累计油泵、供排水泵等间歇运行的辅助设备动作次数，检修次数和检修时间；统计各类主设备和辅助设备所发生的事故和故障次数及正常切除次数；运行操作指导和事故处理指导，根据主设备状态和控制要求，显示运行操作和调整的指导性画面，供运行人员确认执行；在泵站主设备出现异常和事故时，提出对策和事故处理的指导性意见供运行人员确认执行或仅供参考等等。
第三章自动化监控系统硬件选型......................... 24-81
3.1 工程简介 .........................24-29
3.1.1供水实验室工程简介......................... 24-28
3.1.2 山西大水网工程简介......................... 28-29
3.2 供水实验室自动化监控系统硬件设计......................... 29-80
3.2.1 上位机系统......................... 30-48
3.2.2 现场监控级......................... 48-69
3.2.3 监控对象......................... 69-80
3.3 本章小结......................... 80-81
第四章自动化监控系统软件设计......................... 81-103
4.1自动化监控系统监控软件的选择......................... 81-87
4.1.1 系统监控软件的选择......................... 81-84
4.1.2 软件实现功能......................... 84-85
4.1.3 用组态王建立应用程序项目......................... 85-87
4.2自动化监控系统监控软件运行......................... 87-98
4.3自动化监控系统PLC控制系统的设计......................... 98-101
4.3.1 PLC控制系统设计的基本原则......................... 98
4.3.2 PLC控制系统设计的一般步骤......................... 98
4.3.3 编程方法选择......................... 98-100
4.3.4 本系统PLC编程的步骤......................... 100-101
4.3 本章小结......................... 101-103
第五章自动化监控系统的应用......................... 103-140
5.1变频运行数值模拟与实测比较......................... 103-108
5.2电动调节阀特性现场试验研究......................... 108-139
5.2.3 本实验小结......................... 139
5.3 本章小结......................... 139-140
结论
山西省大水网归根结底是要解决水资源空间分布不均这一影响国民经济发展的问题。一是将蓄起来的水和黄河干流的水利用供水泵站配置到需要水的区域；二是河库连接后，提高用水的保证率，特别是特大干旱年份的保证率。因此，总的来说山西省大水网是一个控制流域广、输水管线长、提水扬程高的几个大型供水工程的综合体。而无论是从经济型还是从实用性出发，采用自动化监控技术实现供水工程优化运行和自动化都将是今后供水工程建设的一个总的发展趋势。在上述前提下，笔者查询了大量的中外文献资料，进行了研究与探索。
本论文是从太原理工大学供水实验室自动化监控系统的开发着手，主要是从三个方面来对供水泵站的自动化监控系统进行具体的研究。一方面是阐述了供水泵站自动化监控系统的原理和组成，根据供水实验室具体功能要求进行了系统搭建与硬件选型设计，另一方面是对自动化监控系统的组态软件和PLC软件的设计，最后是通过水泵变频计算机仿真与实测实验和蝶阀与调节阀特性曲线的测定实验来检验此系统的可行性与可靠性。论文研究的主要结论如下：
根据太原理工大学供水实验室自身特点结合当前供水泵站自动化检测现状，采用集散式控制系统（IPC+PLC),实现了供水实验室的实时动态监测与管理。
本系统采用了市场占有率较高且发展比较成熟的计算机测控领域主流产品---组态王（KmgWew)实现系统状态数据采集、数据处理、报警、集中实时显示、泵站机组及辅机远程控制，报表打印及数据库查询等功能。
本文阐述了以PLC和变频器为核心的硬件设计，本系统中主要使用PLC的模拟控制功能，所以就PLC与变频器、PLC与现场测控设备、PLC与上位机如何进行连接进行了分析与研究。
优秀毕业论文范例篇三
第一章绪论
1.1研究的目的和意义
吉林油田水平井开发的特点，可以分区块来论述。①中高渗储量区（代表区块：扶余、英台老区、套保、长春岭新区）水平井幵发特点：扩边新动用储量区和压覆城区水平井效果较好；其次为老区内高剩余油区；热釆水平井效果较差，主要受次生水体及原生次生裂缝影响。②低渗透储量区（代表区块：新立新区、新木老区、新庙新区）水平井开发特点：渗透率大于1毫达西，油层厚度大于3rn低渗储量区水平井开发均可获得较高的初期产量，但后期产量递减较快，没能体现水平井长期提高产能的目的。主要原因储层薄、物性差、油层钻遇率低。③超低渗储量区（代表区块：红岗老区）水平井幵发特点：超低渗水平井采油和注入均未体现水平井提高产能和提高注入能力的优势。总体来说，水平井单井产量有逐年变差的趋势，而且水平井产量递减较快。部分油井含水上升快，水平井出水问题日益凸显。严重影响了水平井的幵发效果。据统计，目前含水在90%以上的水平井有60 口，高产液高含水的水平井有26 口，具体见表1-1。从上述统计我们可以看出，随着水平井开发的深入，水平井含水逐渐上升，己经影响到了开发效果。但由于水平井特殊的井身结构，又均釆用多段开采，常规油田的测试技术无法在水平井上应用，测试资料缺乏，分段产状认识困难。为了明确水平井出水层段并进行有效的治理，控制出水，提高单井采收率，应针对水平井特殊的井身结构，进行水平井找堵水技术及配套工具的研究。本文主要是针对固井完井水平井进行机械找堵水工艺技术方面的研究。
1.2水平井找堵水技术现状
近年来，随着老油田开发难度的加大，剩余可釆储量均为低渗透及特低渗透油藏，采用水平井开发能够大幅度提高这部分油藏的开发效果。随着水平井开发的深入，各种措施技术也相应而生。其中水平井找堵水技术在很多油田及科研院所都有所研究与应用，如翼东油田、大庆油田、胜利油田、勘探幵发研究院等。下面根据完井方式，分类介绍一下国内外的技术现状。
1.2.1固井完井水平井机械找堵水技术研究现状
(1)综合对比资料判断出水层位对出水井的地质情况（如幵釆层位、各层油水井连通情况、各层渗透性和断层以及边水、底水的情况等）和井身质量等资料，进行仔细研究，对采油动态资料（产量、压力、生产汽油比、含水、水质分析、注水情况等）进行综合分析、对比，判断出水层位。也可以结合小层平面图及油水井连通图和注采井生产关系推动可能的出水层位，这是一种静、动态资料结合来判断出水层位的间接方法，但还需同其他方法配合才能最后确定出水层位。该种方法适合于注采井网完善的水平井，并且只能定性的判断出水层段。
(2)管内液压遥控找堵水技术该技术主要由封隔器、扶正器、液压谣控幵关及导锥丝堵等工具组成。工艺原理是通过封隔器和液压控制器开关配合，根据地质要求，将生产层分成若干段，每段配有相应的液压幵关。管柱下入后，通过地面打压，改变分釆控制器的开关状态，实现分段找水、采油。该项技术存在问题：幵关受地层压力影响，换向不准确。
(3)管内调流蹄管控水技术该项技术主要由封隔器、扶正器、调流蹄管、盲管及导锥丝堵等工具组成。工艺原理是釆用封隔器进行分段。每段下入控水蹄管或盲管，调节每段控水蹄管的“水嘴”大小，控制每段的产液量，实现均衡产液的目的，该工艺管柱可以有效延长见水周期。该项技术存在问题：控水技术，成本高。
(4)压控开关找堵水技术该项技术主要由封隔器、扶正器、压控开关及导锥丝堵等工具组成。工艺原理是釆用封隔器进行分段。每段下入压控开关，采用电子换向和地面打压调层的方式使开关打开和关闭，进行轮抽找水。找到出水层位后，可采用地面打压调层的方式进行关闭出水层段，打开对应产油层段的找水开关进行生产。该项技术目前存在问题：管柱解封载荷大，易卡井。
第二章水平井机械找堵水工艺管柱结构及原理
水平井机械找堵水技术与常规油井找堵水技术有所不同，常规油井均为直井，找堵水工艺技术可以采用机械方式坐封，或者釆用液压方式坐封。工具坐封后容易居中，密封效果好。解封时大部分采用上提方式解封，解封方式简单可靠。但由于水平井特殊的井身结构，从工艺管柱的下井、坐封、密封及解封等，均与常规油井的工艺管柱不同，需研究新型的配套工具解决水平井工艺技术中的难题。
2.1水平井找堵水工艺技术难点及解决方法
(1)难点1:水平井封隔器需下入水平段封隔油层，由于管柱自重，封隔器不居中，影响密封。解决方法：采用强制扶正器或卡瓦，使封隔器强制居中，保证胶筒密封可靠[32]。
(2)难点2:由于水平段力的传递约为直井段的30%,采用上提方式丢手，不可靠，风险大。解决方法：釆用液压方式丢开，解决了上提丢手丢不开的风险。
(3)难点3:多级封隔器使用，解封阻力大，并且易砂卡。解决方法：采用分级打搜，分级解封的方式，减少封隔器解封的阻力，并且每次打携，均可边冲砂边打捞，解决了砂卡问题。
(4)难点4:找水开关采用液压及机械方式控制难度大。解决方法：釆用机电一体化的找水幵关，开关由单片机控制，电池供电，开关打开和关闭可靠，测试准确率高，分层认识更加清楚。
2.2水平井找水测试工艺管柱结构及工作原理
常规油井的分层测试一般采用环空测试法，采用电缆将环空测试仪从油套环空下入井内，从下入上进行分层测试。主要是利用了仪器重力的原理将仪器下入井内进行测试，这在水平井上是无法实现的。水平井水平段的测试只能采用刚性连接的工艺管柱进行测试。水平井找水测试技术[33.37]基于上述原理，采用油管带着找水测试工具下入井内水平段，采用封隔器将各射孔段卡开，采用智能找水测试仪进行轮抽测试。智能找水仪可以釆用常规油井智能找水测试技术中的仪器，配套封隔器、扶正器及安全接头为新研发设计。
第三章 配套工具的设计........... 27-38
3.1 智能找水仪.......... 27-30
3.2 压电开关 ..........30-31
3.3 Y445-110封隔器 ..........31-32
3.4 Y441-110封隔器.......... 32-33
3.5 Y341-113封隔器.......... 33-34
3.6 Y445-114桥塞.......... 34
3.7 水平井定压滑套.......... 34-35
3.8 水平井安全接头.......... 35-36
3.9 水平井液压扶正器.......... 36-38
第四章 室内试验.......... 38-47
4.1 智能找水仪室内试验..........38-42
4.2 水平井找堵一体化技术配套工.......... 42-44
4.3 Y341封隔器的室内试验 ..........44-45
4.4 水平井液压扶正器室内试验.......... 45-47
第五章 现场试验 ..........47-52
5.1 整体效果.......... 47-49
5.2 典型井例.......... 49-52
结论
通过研究与试验，得出以下结论：
1.针对固井完井水平井分段产状认识不清的问题，研究形成一种水平井找水测试技术，该技术具有封隔器水平段居中扶正，找水开关自动换层、测试准确等特点；
2.针对高含水水平井，研究形成一种找堵水一体化技术，该技术具有找水开关电子与打压双重换向功能，封隔器居中坐封，分级解封等功能，同时可以实现地面打压调层，一次管柱做到找堵联作，现场施工安全性高，为低渗透油田水平井及大斜度井大规模的推广应用及延长稳产开发周期提供了技术支撑；
3.针对水平井不同出水层段的封堵，研究形成系列水平井机械堵水工艺技术，能够满足水平井不同出水层段的封堵；
4.通过试验可知，同一层段的水平井，油水分布及渗透率也不尽相同，因此水平井分段产状测试技术可以作为油藏进一步认识的手段，给下一步措施提供依据；
5.针对中深水平井及大斜度井分段产状测试，完善研究分级解封封隔器及强制扶正器，形成一趟管柱下入一趟管柱起出工艺管柱，节省起下管柱次数，减少工人的劳动强度，扩大该项技术现场推广应用范围。
参考文献
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优秀毕业论文范例篇四
第一章 绪论
1.1 引言
2001 年 12 月中国正式加入 WTO 后，中国汽车产业发展突飞猛进。2000 年至 2010年，论文范文被誉为中国汽车产业的“黄金十年”，汽车年销售量从当初不足 200 万辆到如今超过1800万辆，平均增幅超过20%。2009年中国汽车产销量分别达到1379.1万辆和1364.48万辆，同比增长 48.3%和 46.15%，2010 年产销量分别达到 1826.47 辆和 1806.19 万辆，同比增长分别为 32.44%和 32.37%。经过这两年的高速增长，我国成为世界汽车产销第一大国，汽车产业迈进了由大转强的关键时期[1]。中国汽车产业作为世界汽车产业重要的组成部分，未来十年是中国汽车产业的黄金期，汽车产业已经完成了从小到大的过程，正在逐步实现由弱到强的巨大跨越，全球汽车工业将向中国和一些新兴经济体进一步转移，这对中国汽车工业来说，是非常难得的历史机遇。目前，中国汽车市场不仅发展快，而且汽车消费需求变化也快，这对于中国汽车产业来说，将迎来下一个黄金十年，自主品牌将完成从“中国制造”到“中国创造”的发展过程。预计未来十年，我国汽车市场年均增长率将达到 7.1%，到 2020 年中国汽车市场的销量有望占据全球汽车总销量的一半以上，将是美国市场销量的两倍左右[2]。中国汽车市场前景非常广阔。汽车灯具是汽车的重要部件之一，用于外部照明或反映汽车行驶状态，对汽车驾驶安全起十分重要的作用。
汽车灯具光源的发展经过了四个阶段：第一代汽车光源是由燃料直接燃烧发光；第二代是白炽灯，这是到目前为止应用时间最长、范围最广的光源；第三代则是气体放电灯(HID)，亮度高、发光效率高、可靠性好，将替代白炽灯、卤钨灯成为新型的汽车灯具光源；第四代则是固体发光二极管[4,5]LED 光源，目前已有部分汽车灯具使用 LED 光源。汽车灯具光源在照明领域中占据着举足轻重的地位，其产量约占整个照明光源总产量 10%左右。如果把一辆车的照明全部换成 LED，大约需用掉400~600 颗 LED。目前，LED 在整车内外部照明光源的比重已经超过了 80%。随着人们对环保、节能的要求越来越高，以及 LED 光源技术的飞速发展，LED 光源将成为汽车的主要光源[6]。近年来许多著名品牌车如凯迪拉克、宝马、丰田、奔驰和福特等都不遗余力发掘新的卖点，争相推出各式新款车吸引顾客，从而各自开发出了引人入胜的 LED车灯款式[1,3]。因此，在中国巨大汽车市场环境下，研究汽车灯具尤其是 LED 前照灯光学设计具有重要的应用和现实意义。
1.2 汽车前照灯系统及配光标准
1.2.1 前照灯光学系统基本类型
汽车前照灯光学系统一般是由远光灯、近光灯、昼行灯和前雾灯所组成，其中远光灯和近光灯可以设计在同一灯室内，也可以分别置于两个灯室中。远光灯是指当车辆前方没有行人或车辆时，所采用的照亮远方道路的光束；近光灯是指当车辆前方有行人或车辆时，不让对方有不舒适感或眩目所采用的照亮不远处道路的光束。在有限速要求的城市道路行驶或者用于乡间小道的照明的情况下，主要采用近光灯；在野外或者高速公路上高速行驶的时候，主要采用远光灯[15,19,20]。一般而言，雾天行驶的时候，应该打开雾灯；白天行驶，应该打开昼行灯（欧洲标准）。总之，前照灯的主要功用是照亮前方道路，让驾驶者能够准确掌握道路情况，及时看清路况并做出相应反应，前照灯射出的灯光影像也可以给对面来车作为识别信号。汽车前照灯灯光组主要包括光源、反射器、配光透镜、供电设备及散热装置，而其光学系统则主要可分为反射式、折射式和混合式三大类，其中反射式前照灯按反射腔的形状主要分为抛物面型和自由曲面型[27]，下面对这几种前照灯做些初步介绍。1.抛物面型前照灯：它是传统形式的前照灯，其灯光组主要由配光透镜、抛物面反射器和光源组成。这种前照灯中，光源位于抛物面反射器焦点附近，配光过程采用反射、折射配光方法进行控制，利用抛物面反射器将光源发出的光线向灯具照射方向产生近似平行的光束，该光束经过许多光学透镜后射出，透镜上密布配光花纹，可将从反射器反射出来的光能量进行从新分配，达到具有一定光强分布的照明效果。
第二章 自由曲面光学设计原理
所谓自由曲面，是指这样一类光学面：它不像传统成像光学面具有精确的表达式和对称轴，整个面型完全由面上的离散点定义并拟合而成[10]。通过一个或者多个自由曲面的配合，基于光学扩展量守恒原理，实现光强的自由分配，控制光线的出射角度，可以广泛地应用于照明系统的设计，根据 LED 发出的光线具有不均匀，角度大的特点，为了将其发出的光线均匀的分布在照明面上，可以采用设计自由曲面反射器或者透镜的方法来解决照明均匀性的问题。自由曲面光学系统[21,22]是建立在非成像光学理论的基础之上，以在目标照明面上形成特定的光强及照度分布、并尽可能的追求最大能量利用率为设计目标的光学系统。由于自由曲面光学器件的面型复杂，且面型由大量的离散点定义，因此，为了完成自由曲面的设计，需要将经典光学理论与微积分理论和空间几何理论相结合。
2.1 非成像光学发展及基本概念
非成像光学[25]，顾名思义，它并不试图在目标面上构建清晰的物象，而是以求的合理光强、照度分布和高的能量传输率为目的。而传统几何成像光学是一门研究如何提高光学系统的成像质量为目标的学科，它追求的是如何在目标面上获得清晰、高质量的物像。在光学的发展过程中，成像光学是非成像光学的基础，二者相辅相成[10]。六十年代中期，非成像光学理论已经开始萌芽。1966 年，Winston 和 Hinterberger在发表的一篇提高太阳能收集效率的文献中首次提出了“非成像光学”( Nonimaging Optics)的概念。1967 年 Baranov 在太阳能收集系统中的复合抛物集能器(CPC-Compound Parabolic Concentrator)设计中把非成像光学理论应用到具体实践[26]。到七十年代中期以后，Winston 和 Welford 等人在总结前人工作的基础之上，开始将非成像光学逐步整合为一个体系。自此以后，关于非成像光学的理论被不断的提出、补充和完善，这些都极大地丰富和深化了非成像光学的内涵。在典型成像光学设计中，成像工具主要是光学系统，对能量传递效率的研究较少，基本上都用几何光学的理论来研究其规律[41]。从物理学角度来看，光是一种电磁波，也是能量传输的一种方式。光线携带着辐射能，辐射能的传播方向就是光线的方向。因此从能量的角度考虑，光学系统也是传递辐射能的渠道，是能量传播的中转站，将光源发出的能量按照特定的要求输送到目标面上，而非成像光学就是立足于能量传递规律对光学系统进行研究的。
第三章 LED 汽车前照灯自由曲面反射器设计............. 37-47
3.1 LED 近光灯设计.......... 37-43
3.1.1 LED 放置方式的比较.......... 37-38
3.1.2 划分 LED 光源立体角.......... 38
3.1.3 计算接收面上对应的直角坐标.......... 38-40
3.1.4 计算自由曲面上离散点的坐标 ..........40-41
3.1.5 结果分析.......... 41-43
3.2 LED 远光灯设计 ..........3-46
3.2.1 自由曲面反射器模型的建立.......... 43-45
3.2.2 仿真及结果分析.......... 45-46
3.3 本章小结 ..........46-47
第四章 LED 汽车前照灯自由曲面透镜设计.......... 47-56
4.1 近光灯透镜设计原理 ..........47-52
4.1.1 光源立体角与出射光线方向向量.......... 47-48
4.1.2 接收面的环带划分..........48-49
4.1.3 自由曲面透镜空间坐标的计算..........49-52
4.2 远光灯自由曲面透镜设计.......... 52-53
4.3 模型构建及仿真分析 ..........53-55
4.4 本章小结.......... 55-56
结论
本文基于非成像光学理论，根据《汽车用 LED 前照灯》（GB25991-2010）的配光要求，提出了两种不同的 LED 前照灯远、近光灯光学设计方法：自由曲面反射器和自由曲面透镜。首先建立 LED 光源立体角与照明面之间的能量对应关系，通过数值计算求解出自由曲面上点坐标，在建模软件中建立光学模型并导入光学软件中仿真，对仿真结果的分析表明本文所设计的两种光学系统均达到了设计目标，与传统的设计方法相比，无论是系统的效率还是照明面的照度分布均有较大改善，由此也证明了本文所述光学设计方法的正确性及有效性。现从以下几个方面对本文所做工作进行总结：
1. 介绍了 LED 在汽车照明的产业中的发展状况、前景，阐述了 LED 光源的优势，对汽车前照灯系统的基本类型做了阐述，指出目前常用的几种前照灯设计类型，接着比较欧美两大派系前照灯标准的异同，并对我国《汽车用 LED 前照灯》（GB25991-2010）国家标准做了归纳与总结，阐述了 LED 汽车前照灯自由曲面光学设计的研究意义。
2.在非成像光学理论的基础上，介绍了光度学的基本概念、自由曲面光学设计方法，从理论上详细分析了该方法在 LED 汽车前照灯自由曲面光学系统设计中的可行性和有效性。并且对 LED 汽车前照灯自由曲面光学设计的一般流程做了介绍和分析，提出应对 LED 进行自由曲面光学设计以使其更好的应用于车灯照明领域。
3. 通过前述的前照灯配光标准和自由曲面设计方法，设计完成了一种用于汽车前照灯照明的自由曲面光学反射器。首先对 LED 光源立体角与照明区域进行划分并分别进行计算，最后将计算得到的光学曲面拟合成一个完整的前照灯光学反射器。然后得到的光学模型导入到光学软件中仿真，在照明面上形成了预设光斑，照度分布也满足国标要求，仿真结果与设计目标完全一致。本文所述的近光灯光学反射器在结构上不同于传统的前照灯，它采用了 LED 中心轴与反射器出光方向垂直的放置方式，减小了光学系统的体积并解决了眩光效应，也方便散热装置的安装；而远光灯光学反射器则采用 LED中心轴与反射器出光方向平行的放置方式，由于运用自由曲面的设计方法，照明面上的光型及照度分布都能很好的控制，设计灵活度大。
4.从折射配光的理论出发，完成了一种用于汽车前照灯照明的自由曲面光学透镜的设计。涉及到的设计理论与反射器设计相似，也是先求解出自由曲面的空间坐标数据，再将得到的空间坐标数据拟合成实体并进行追迹仿真，在照明面上形成了预设光斑且照度分布也满足国标要求，仿真结果与设计目标完全一致。本文所述的光学透镜设计方法具有通用性，不但可以用在汽车灯照明系统，对于摩托车灯、电动车照明同样适用，同时也可对道路、室内等照明光学设计提供借鉴。
参考文献
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优秀毕业论文范例篇五
第 1 章 绪论
1.1 课题背景和意义
航空侦察作为一种侦察手段自产生以来一直是军事侦察领域的重要组成部分，在战场情况瞬息万变的现代战争中更表现出不可或缺的地位。现代航空侦察不但克服了地球曲率和地形障碍对地面侦察设备视线的限制，又弥补了卫星侦察细节不足和时效性差的弊端，在当前全球军事行动和国家安全诸多任务上起着越来越重要的支撑与先导作用，军事专家也由此称 21 世纪为信息化战争的时代[1]。航空侦察相机是航空侦察设备中出现较早，应用较为广泛的分支，20世纪初的两次世界大战，对战场形势的分析需求、飞机的军事应用及更早时期成熟的照相技术得以相互结合并催生了航空侦察照相技术，航空侦察相机与技术随着战后各国的不断认知与投入迅速发展更新。 研究国外航空侦察相机的发展可以看出，为提高战场生存能力和作战效用，在减少国际争端的前提下获取更精细可靠的战场信息，航空侦察平台趋向于向高空、隐身等方向发展，即航空侦察活动趋向于远距离侦察、隐蔽侦察的方向发展。为适应远距离侦察的需要，航空侦察相机的镜头焦距不断增加。目前应用最为广泛的美国 DB-110 航空侦察相机可见光波段的镜头焦距接近 3 米[2]（110英寸），而英国 BAE 公司的 F-9120 航空侦察相机镜头焦距已经突破 3 米，达到3048 毫米[3]。
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1.2 典型光机分析方法的应用情况
有限元分析方法伴随着解决工程问题而产生，后经数学家进行了严格的数学论证和推广，目前已广泛应用于不同学科领域，包括对于复杂光学机械系统的结构设计和分析。有限元分析方法最早应用于光学系统的结构设计和分析是在 20 世纪七八十年代，当时主要应用于大型天文望远镜的设计中，利用静力学分析技术对空间望远镜主镜的变形规律进行了研究；后来 Paxson、Genberg 和 Hatheway 等人做了大量工作，进一步对有限元分析方法在光学机械系统结构设计中的应用进行了研究[8][9][10]；九十年代后，Mark D. Nickerson 等人利用有限元分析技术对单体结构和装配体系统设计进行了大量的对比分析[11]和实验；Pearson 等人用有限元分析方法计算了不同温度条件下 1.8m 口径望远镜主镜的热稳态变形情况[12] [13]；William R. Powell 用有限元方法分析了光学机构粘接的热稳定性[14]；Roger 用有限元方法分析了不同温度变化下火星侦察相机主镜的面形变化[15]。这些研究使有限元分析在含有光学系统的机构中的应用得到了长足的发展。 在国内，有限元分析技术在含有光学系统的机构分析中也不断应用，曾志革等人应用有限元方法对自适应光学的薄镜面进行了分析[16]；张林波等人对含水平轴系的光学仪器进行了分析[17]；陈永聪等人分析了不同支撑结构对反射镜的影响；王洋等人分析了支撑结构对大口径望远镜主镜影响并据此进行了优化设计[22][23]。刘国庆等人对采用 18 个点结构支撑的大口径轻质反射镜进行了应力变形分析[24]；吴永前等人对大型轻质反射镜的加工受力情况进行了静力学分析[25]；吴清文等人对自重作用下反射镜镜面变形进行了分析和研究。
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第 2 章 地物反射镜工程实现的设计方法及理论研究
2.1 地物反射镜工程实现的设计方法
航空相机用地物反射镜虽然参与航空相机光学系统成像，属于光学系统的一部分，但对其进行结构设计仍然要按照机械零件设计的一般方法，一般机械设计的教材中均有详细的论述[32]。随着现代计算机及工程软件的发展，工程中通常结合各种设计和应用分析的手段，将上述步骤概括为一个闭环的设计循环，即： 1）确定设计指标； 2）详细设计； 3）设计指标实现的分析和验证； 4）画出零件图，必要时计算过程写入设计计算书。 另外，航空相机用地物反射镜不单纯是一种机械零件，除了需要在结构上实现转动功能外，其反射面面形的精度还影响整个光学系统的成像质量。对地物反射镜进行结构设计，既要遵循机械零件设计的基本步骤和原则，同时还需要将光学系统满足最终成像质量对地物反射镜反射面面形的要求结合到设计准则中。
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2.2 地物反射镜工程设计理论及应用软件
航空相机本质上是一部装载在飞行器上的照相机。在设计阶段，对其设计质量的评判，主要考虑其光学系统的成像质量以及其在搭载的飞行器平台上的适应能力。地物反射镜作为航空相机光学系统的一部分，既要考虑其自身对光学系统成像质量的影响，同时还要考虑其处于飞行器平台上所承受的环境变化引起的应力的承受能力，以及这些环境应力对其作用产生的应力应变反映到光学系统中对成像质量产生的影响。 任何一个光学系统，无论应用于何处，本质上都是把目标发出的光或电磁波，按照一定的具体要求，设计和控制光路的传播方向和传播位置，最终达到接收器件的接收端，从而得到目标的各种信息，包括目标的几何形状、细节轮廓和能量分布等等。因此，对光学系统性能的要求主要分为两个方面：一方面是系统的光学特性，包括焦距、相对孔径（F 数）、视场角、放大率、透过率、入瞳位置、出瞳位置等；另一方面是系统的成像质量,即经过光学系统所成的像应该清晰，物像关系相似，而且变形要小。 当然，实际的光学系统成像都无法绝对的清晰和没有变形，就是说无法理想成像。光学系统实际成的像与理想像之间总会存在差异，即实际成像与理想像之间存在像差，光学系统的设计人员将像差控制在什么范围内才能满足目标装备的性能需求，同时具有同等量级像差的不同光学系统又如何甄别选优，即如何评价一个光学系统成像质量。
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第 3 章 地物反射镜反射面变形原因及结构设计原则 ..... 29
3.1 重力作用引起面形变化的理论分析 ........... 29
3.2 形状对重力作用下面形精度的影响 ........... 31
3.3 材料对镜面自重下面形精度的影响 ........... 32
3.4 结构形式对面形变化的影响 ........ 33
3.5 支撑固定方案对面形变化的影响........ 35
3.6 航空相机地物反射镜结构设计的一般原则和方法 ........... 37
3.7 本章小结 ........ 38
第 4 章 航空相机地物反射镜设计研究 ....... 39
4.1 反射镜设计指标的确定 ........ 39
4.2 反射镜结构设计与分析 ........ 48
4.3 支撑结构设计 ........ 57
4.4 地物反射镜组件设计验证 .... 69
4.5 本章小结 ........ 75
第 5 章 结论和展望 ....... 77
5.1 论文工作总结 ........ 77
5.2 不足和展望 .... 78
第 4 章 航空相机地物反射镜设计研究
航空相机地物反射镜的详细设计，是一个将设计指标转换为加工要求的过程，其中包括设计指标的获得、结构形式的确定、减重形式的确定、支撑与固定形式的确定等设计过程，同时还包含结构设计的有限元分析以及最终的光学成像质量评价等设计验证过程，以确定地物反射镜设计的合理合理性，同时在经过加工、装调后，还应通过实物检验环节，验证设计的合理性。下面结合一个航空相机地物反射镜的具体设计，阐述地物反射镜镜体的详细设计过程。
4.1 反射镜设计指标的确定
由于使用内反射面的平面反射镜对两表面的平行度要求非常高，且无法避免平面度误差的存在，使用中将产生双象差和色差，在汇聚光路中使用还会产生其他像差，所以实际应用均采用外反射面形式的平面反射镜。本设计中采用外反射面作为光学系统的反射面。 地物反射镜的设计指标概括起来分为两类，一类是地物反射镜反射面的大小、形状等几何要求，另一类是地物反射镜反射面表面的面形误差要求。
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总结
航空相机远距离倾斜成像的细节分辨能力需求不断提高，光学系统焦距和口径都随之不断增大，地物反射镜参与光学系统成像，并实现既定的像移补偿功能，如何提高地物反射镜下载机的使用环境下反射面面形的精度受到越来越多的关注。本文对地物反射镜结构设计中应重点关注的相关问题进行了研究，包括: 分析了存在光学系统的结构设计中常用到的理论分析方法，包括有限元分析法、光学系统成像质量的评价方法和数值转换工具 Zernike 多项式。有限元分析方法是结构设计常用的分析方法，由于结构中存在光学系统，单一的有限元分析不能全面的得到系统最终的分析结论。分析了光学系统成像质量评价的方法，对理论评价和检测评价的方法进行了详细的论述，指出 MTF 评价方法由于在设计和实际检测中具有相同的评价结果而受到广泛的重视。研究了有限元分析数据到转换到光学评价的数据纽带 Zernike 多项式变换法，由于其具有与光学初级像差存在一定的联系的优点而在反射镜面形处理中得到了广泛的应用。从理论上分析了受重力作用下反射镜反射面面形的变形原因。讨论了材料、结构形状和支撑方案对反射镜面形的影响，列举了常用的反射镜材料、支撑方案的特点和不同减重形式的对比。并结合理论分析总结了反射镜结构设计的原则和方法，主要包括充分考虑材料的性质、充分考虑反射镜的结构形式、保持反射面无结构接触、边设计边分析、根据像质评价与加工工艺平衡面形误差等。
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参考文献（略）