河北工业大学城市学院本科毕业设计（论文）中期报告
毕业设计（论文）题目：河北众诚职业技术学院校区规划及图书馆单体设计
专业（方向）：建筑学
学生 信息： 学号：073589 姓名：董翠萍 班级：建筑C071
指导教师信息：教师号： 姓名：刘歆 职称：讲师
报告提交日期：20##-04-30
内容要求：
1.背景概要：
黄骅市地名源于1943年，山东军区纪念牺牲的原冀鲁边区司令员、抗日英雄黄骅烈士。位于北纬38°09′-38°39′，东经117°05′-117°49′之间。处于“环渤海、环京津”的“双环”枢纽地带和东北亚经济圈的中心位置，是国家跨世纪工程--神华工程的龙头项目黄骅港所在地
20##年1月，河北省人民政府将黄骅市列为全省首批“扩权强县（市）”之列，在计划报批、财政结算、项目申报、证照办理、土地报批等11个方面享有更大的自主权，进一步激活了市域经济发展的活力。
黄骅拥有中国冬枣之乡、中国北方模具之乡、全国科技先进市、全国文化先进市和全国体育先进市等称号。
2.设计原则：
图书馆作为师生学习借阅的重要聚集地，“可持续”发展是不可或缺的品质，其开放的空间风格和生活化的部落组群越来越呈现出多元化、个性化。图书馆正在接受城市空间、环境、生活的编制，其设计目标、文化主张、技术手段等诸多因素交织层叠，还有社会化发展带来的校园的开放、文化的碰撞以及技术的进步都在主导着校园与图书馆的建设。我们本着“公共”、“大众化”和“自然化”的主张，本着以下原则进行设计，并解决现有基地存在问题：
1．保护自然景观，某些情况下，自然景观需要加以恢复或进一步加以强调（因地制宜，尊重现状）
2．除了在非常有限的范围内，尽可能避免规则式（自然式规则）
3．保持校园内的水域
4．大路和小路的规划应成流畅的弯曲线，所有的道路成循环系统
5．全校靠主要道路划分不同区域
基地现存的的问题：
1．校园内部囤积了大量周边居民区建造过程中的残土和生活垃圾。
2．废弃建筑闲置，内部洼地的空间再利用。
3．现有优良植被的利用和得病、枯萎树木的处理。
4．校园规划和图书馆功能的组织经营。
3．设计目标
河北众诚职业技术学院位于河北省黄骅市，处于北外环路以北，西内环路以西，总面积500亩。本项目建设内容包括：图书馆、教学楼、实验楼、宿舍楼、食堂等基础设施配套工程、绿化配套、管理用房等。
3．1对于场地内的残土内部利用，将校园入口处的残土高度适当降低缓解高差，并将多余的土方加以改造塑形，形成景观或用于其它建筑的地形改造。力求做到一个既有现代化物质享受的人工环境，又有洁净的空气、蓝天白云、清净的水体的自然天地，也就是生活在人工和自然共同存共荣的环境中。
（图片出自百度文库）
3．2确定可拆除的建筑物后，对其建筑材料进行回收再利用，用于保留建筑的改造和新建筑的装修，使新建筑延续原厂地肌理，节省部分资金。
3．3将校园内的洼地改造成人工湖，增加校园与图书馆周边环境的魅力。
4．具体规划：
宏观上：
满足校园的学习、生活、休闲、娱乐等功能需求。
满足校园未来成长发展的预留性空间需求。
满足校园建设的美学目标需求。
微观上：
生活性—增添校园生活与绿色生态生活得关系。
识别性—构成具有识别性和个性特征的多元化校园共享空间。
方向性—增加校园区域可达性的方位感。
生态性—强调环境保护的生态观念，塑造特色绿色景观带和校园共享空间。
文化性—强调原有基地的文化、历史特征和整个校园的和谐、融合。
空间关系—舒适的校园绿色、滨水、共享空间。
第一部分：校园控制性规划
规划分区：对整个校园控制性地地段进行如下的分区。
1．以保护环境为前提，建造现有水域为主的教学和宿舍生活地区。
2．以居住宁静区为主的宿舍区。
3．以展示校园文化为主的教学区域。
4．以满足未来二期规划发展的备用地。
交通系统调整：
根据用地规则，我们将校园规划一个较为完备的交通网。使校园主干道、辅助干道、次干道等交通体系更加便捷、畅通，与规划功能分区相匹配。
校园内地形地貌较为平缓，校园内建筑都是依据地形地貌设计。河北众诚职业技术学院的建设不但注重原有主题特色，更对校园赋予校园文化内涵，使建成后的校园与城市更为融合。
用地性质规划：
A教学楼用地 B实验楼用地 C宿舍楼用地 D交通流线用地 E水域用地 F绿地
第二部分：图书馆设计
现代高校图书馆拥有大量的文献信息资源，它为广大师生提供的服务归纳起来主要有：
（1）阅览服务：图书馆为读者在馆内阅览文献资料而开展的基本服务工作，这也是图书馆区别于其他信息机构的一个最大特点——拥有良好的环境，有适宜读者学习、研究的良好的条件、宽敞的空间和安静的气氛，各种功能各异、内容丰富新颖的文献资料。
（2）外借服务 ：将部分藏书借出馆外自由阅读的服务，其最大优点是读者可在规定期限内自由按排阅读时间。
（3）复制服务：通过静电复印、缩微复制手段提供文献资料，是外借、阅览方式的补充和扩展。
（4）参考服务： 也称咨询服务，是以读者需求为契机，以文献为纽带，通过各种方式为读者搜集、检索、揭示和传递信息的服务。
（5）视听服务： 编制声像型文献目录，推荐、出借、出租声像文献及器材，举办放映会、报告会、讲座等各种交流活动。
（6）数据库及网络信息服务：目前，很多图书馆都开设了电子阅览室或网络查询中心，尤其是高校图书馆，除了自己开发书目数据库供用户查询图书资料，还购买其它大型书目数据库，并通过科教网将网络资源向本校和社会开放。如：北京图书馆电子阅览室藏光盘数据库有20大类数据可供用户查询，有80种以上的大型数据库，数据量上亿条。
5．阶段性成果：
5．1校园规划设计
5．1．1设计思路：
通过现状分析，处于经济性考和校园内动静分区、建筑设计以及景观设计等，对河北众诚职业技术学院进行一期校园规划。
5．1．2设计原则：
（1）充分分析现状，在原有土地上进行适当的规划
（2）统筹考虑基地内水域，综合考虑建设对环境景观要求较高的图书馆
（3）注重考虑校园绿地与校园内建筑的有效联系，
5．1．3规划范围分析
A．地块：一期规划
教学楼：15000平方米
实验楼：15000平方米
宿舍楼：45000平方米
餐厅： 8000平方米
图书馆：20000平方米
会堂： 3600平方米
服务中心：2200平方米
教工宿舍：3000平方米
B．地块：二期规划
教学楼：25000平方米
实验楼：15000平方米
宿舍楼：60000平方米
餐厅： 10000平方米
行政楼：6000平方米 河北众诚职业技术学院总平面图
体育馆：8000平方米 教师公寓：20000平方米
招待所：9000平方米 实训基地：90000平方米
5．2图书馆设计
5．2．1设计思路
通过对周边环境了解，考虑湖水景观以及方便师生借阅，在东南两侧各开两个入口，以满足不同的服务需求。
5．2．2设计原则
（1）适当分析现状，在基地上进行合理布置
（2）统筹考虑基地内水域景观
（3）注重考虑图书馆各功能分区与景观的相关联系
5．2．3功能分区
一层平面：
基本书库：500平方米
中文阅览室：400平方米
学术报告厅：200平方米
辅助书库：200平方米
办公区域：
中文编录：50平方米
外文编录：40平方米
装订：40平方米
门厅：200平方米
卫生间：80平方米
二层平面：
基本书库：500平方米
教师阅览室：200平方米
视听室：200平方米
办公区域：
接待室：100平方米
制证室：40平方米
器材室：40平方米
门厅：200平方米
卫生间：80平方米
三层平面：
外文阅览室：500平方米
期刊阅览室：200平方米
辅助书库：400平方米
办公区域：
研究室：200平方米
卫生间：80平方米
四层平面：
外文阅览室：500平方米
计算机房：500平方米
辅助书库：200平方米
展廊：200平方米
办公区域：
办公室：150平方米
资料室：50平方米
卫生间：80平方米
五层平面：
辅助书库：300平方米
办公区域：
办公室：100平方米
档案室：40平方米
会议室：60平方米
卫生间：80平方米
6．结论：
校园建设不同于普通的单体建筑设计，也不同于一般的城市规划，有其特殊性，第一，它不是单栋的建筑或建筑综合体，而是数万栋数十万平方米多种功能非单一用地的大量建筑单体的集合，第二，它不涉及复杂的社会政治，经济因因素，几千至几万平方公里的城市资源配置，而是功能线索相对单纯，用地规模在几十至几百万公顷的综合设计。校园建设也不是单纯的平面规划，更不是单纯的建筑空间设计，而是二者加上景观和外部空间形态，情感空间的综合体。园规划设计过程中，应把建筑，环境人结合起来，看做一个整体设计，使大学校园成为一个完整的结合体。 校园里的单体建筑设计要充分考虑各种人群的喜好、建筑的各种用途，全面考虑问题。
大学校园的规划,不仅要体现出浓厚的文化、学术氛围,还要具备一般城市的生活气息。既要突出地域特色,又要体现出强烈的时代特征。创造人文、生态、和谐的人性化景观,力求给广大师生提供一个风景优美、色鲜明、生态良好的校园环境。而图书馆是高等学校扩大师生员工知识领域，提高精神文明的重要建筑之一。正如所有事物皆有其发生、发展和消亡过程一样，传统意义上的图书馆也在消亡。在现代城市中，图书馆不再是师生借阅的一个特殊场所，而是日常生活和身心再生所必需的休闲、学习、交流的“平常场所”，是广大师生日常工作与生活环境的有机组成部分，随着校园的更新改造和进一步扩展，孤立、有边界的图书馆正在溶解，而现代图书馆正在校园内各个方面及各种性质用地之间以及内部的基质相联系，并以简洁、现代化的基质相融合。这意味着下院图书馆设计在地块划分时不再是一个孤立的基地，而是弥漫于整个校园用地中的“新鲜细胞”。这一新的环境设计理念要求校园规划的制定者和图书馆设计者改变旧有的设计概念，通过新的校园规划设计来实现校园环境质量的提升。使图书馆成为一个人与人交流、人与信息交流的舒适空间。
7．参考文献：
1）.周波，建筑设计与技术，中国建筑设计研究院20##年第六，七期；
2）.建筑知识，中国建筑协会20##年第3期；
3）．宋泽方、周逸湖，大学校园规划与建筑设计，中国建筑工业出版社20##年；
4）.俞孔坚，理想景观探源—风水的文化意义 [M].北京:商务印书馆,1998；
5）．刘滨谊.现代景观规划设计[M].南京:东南大学出版社,2005；
6）．南希A?莱斯辛斯基.植物景观设计[M].卓丽环,译.北京:中国林业出版社,2004；
7）．顾姚双,姚坚,虞金龙.住宅绿地空间设计[M].北京:中国林业出版社,2003；
8）．沈逢源,田国行,张玉书.许昌学院东区校园景观环境规划设计[J].中国园林业,2003(6)；
9）．陈亮明,张毅川,乔丽芳,等.高校园区绿地景观规划设计以河南科技学院为例[J].安徽农业科
学,2005；
10）．冠丽芬,张源,马飞.河南大学新校区环境艺术规划设计[J].中国园林,2003(6):安徽农业科学
20##年；
11）．图书馆设计规范，中国建筑工业出版社1999.10.01，JGJ38-99；
12）.付瑶，图书馆建筑设计，中国建筑工业出版社20##年
（①毕业设计中期报告要求提交阶段设计成果或实验结果；②毕业论文中期报告要求提交实地（现场）调研研究报告）
注：1、篇幅要求：根据专业要求由系主任规定，5000字左右；
2、编辑和打印格式：WORD文本，正文五号宋体。A4纸单面打印。
第二篇：杜新亚20xx_毕业设计(论文)中期报告
河北工业大学城市学院本科毕业设计（论文）中期报告
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毕业设计（论文）题目：电力电子变压器的设计与分析
专业：电气工程与自动化专业
学生信息：学号 087056、 姓名 杜新亚、 班级C087
指导教师信息：
教师号 96023
姓 名 曹淑瑛
职 称 副教授
报告提交日期：2010-5-13
中期报告内容要求：（①毕业设计中期报告要求提交阶段设计成果或实验结果；②毕业论文中期报告要求提交实地（现场）调查研究报告。）
篇幅要求：根据专业要求由系主任规定，但不可低于2000字
编辑和打印格式：WORD文本，正文页眉 “河北工业大学本科毕业设计（论文）中期报告”，正文五号宋体。A4纸单面打印。
电力电子变压器的设计与分析
1 电力电子变压器概述
电子电力变压器（简称EPT）是采用电力电子变换技术实现电力系统中的电压变换和能量传递的一种新型变压器。阐述了EPT的基本理论并对一种新的EPT实现方案进行了稳态特性仿真，以及4种情况下的动态特性仿真，结果表明可以保证原副方良好的电压、电流波形，具备良好的控制特性，并且具有电能质量调节器的功能，可以作为一种新型的电能质量调节装置。电力电子变压器主要由初、次级功率变换器以及联系二者之间的高频变压器组成。从电力电子变压器的输入输出特性看, 相当于交/交变换。其基本工作原理为输入的工频电压经过原边变换器调制为高频交流电压, 通过高频变压器耦合至副边, 再通过副边的功率变换器将其转换为所要求的电压。可以通过增加变压器的工作频率来减小其体积。利用现代电力电子技术和适当的控制方案, 将工频交流电调制为高频交流电, 然后经过高频变压器进行隔离和电压变换, 再把高频交流电变为工频交流电, 从而实现变压器的小型化和轻型化。
电力电子变压器的几种电路类型：
1. 斩控式电力电子变压器
美国电科院于 1995 年制出第一台电力电子变压器实验样机, 其主电路拓扑如下图1, 该电力电子变压器采用 Buck 型主电路结构。
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该电路结构简单, 容易实现电压调节。但这种电路也有很多缺点: 电路包含串联器件, 难以控制; 没有实现变频; 没有电气隔离; 不能抑制输入的电流谐波和调整功率因数。因此, Buck 型电力电子变压器不能真正用于输配电系统。
图1 Buck结构
2. 交- 交- 交变换电力电子变压器
1999 年美国德州大学 M.Kang 等人提出交—交—交电力电子变压器, 如图 2- 2 所示。该电路由初级、次级两个功率变换电路和高频变压器构成, 在两级功率变换电路中, 每个桥臂由上、下两个背对背的功率器件连接, 这种连接方式可以实现电能双向流动。
这种电路的优点有: 变压器的传送容量及效率较 Buck 型电路有所提高; 变压器的体积和重量明显减小; 其原理也较简单。但该电路包含的器件较多,结构复杂, 而且控制时还必须保证原、副边同步。
图2交—交—交结构
3. 反激式电力电子变压器
图 2- 3 为采用反激型变换器的电力电子变压器。该结构避免过多的中间阶段, 使结构简化,
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从图中也可看出, 整个装置的开关器件只有 6 个, 大大少于前面两种结构。
这种电路的显著优点是: 它所需要的开关器件较少；电源侧的电感和电容组成 LC 滤波电路, 可以在一定程度上解决电能质量问题。但是, 由于反激式变换电路主开关电压应力较大, 难以应用于输入电压较高的场合; 另外, 反激变换电路的变压器要加气隙, 所以漏感较大, 会在变压器上产生很高的尖峰电压, 从而进一步增加变压器上的电压应力, 并使电磁干扰较为严重。
图3反激式结构
图2为单相交-交-交变换型电力电子变压器主电路的拓扑结构,它由原、副边交-交变换器,以及联系两者之间的高频变压器和输出滤波器组成。每边的功率变换器由8个,各有两个IGBT 和二极管相对连接的双向开关组成,可以使电流双向流动。交-交-交变换结构电力电子变压器的工作过程为:首先,输人的工频交流电压经过原边变换器调制为高频S1A，S1B，S2A,S2B,S3A,S3B,S4A,S4B,S4B运行在开关状态实现的,其中S1A，S1B，S2A,S2B同时导通和关断, S3A,S3B,S4A,S4B,S4B同时导通和关断,两组之间的控制信号是占空比为50%的互补导通的高频脉冲信号;其次,高频变压器原边高频调制电压耦合至副边;然后,经过与原边结构完全相同的副边功率变换器反调制,输出高频电压,再经输出滤波器滤波将其转换为所要求的电压。
电力电子变压器是输配电系统最基本的组成设备,其突出特点在于通过电压源变换器对其交流侧电压幅值和相位的实时控制,可实现变压器原副方电压、电流和功率的灵活调节。与常规的铁心式变压器相比,PET的优点为：①体积小,重量轻,无环境污染；②运行时可保
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持副方输出电压幅值恒定,不随负载变化,且平滑可调；③可保证原方电压电流和副方电压为正弦波形,且原、副方功率因数可调；④变压器原副方电压、电流和功率均高度可控；⑤兼有断路器的功能,大功率电力电子器件可瞬时(?s级)关断故障大电流,也无需常规的变压器继电保护装置。
2 变压器的工作原理及特性
通过调节变压器原、副边交-交变换其相应触发脉冲的相位,可以控制输出交流电压的幅值。在高频环境下,变压器电压低次谐波分量的频率较高,经过较小的滤波器就可以得到良好的输出波形。
基于交-交-交变换的电力电子变压器移相工作模式分析如下：图2为基于交-交-交变换电力电子变压器在一个电源电压
周期内的工作模式,其中,变压器的副边变换器的触发脉冲滞后原
边相应脉冲时间为Td,一共有八种工作模式。
当Vin>0时,电力电子变压器有四种工作模式:
模式1(0-T1):S1A，S1B，S2A,S2B导通, S3A,S3B,S4A,S4B关断；S1A，S1B，S2A,S2B关断, S3A,S3B,S4A,S4B导通。
模式2(T1?T2）:S1A，S1B，S2A,S2B导通, S3A,S3B,S4A,S4B关断；S1A，S1B，S2A,S2B导通, S3A,S3B,S4A,S4B关断。
模式3(T2?T3）: S1A，S1B，S2A,S2B关断, S3A,S3B,S4A,S4B导通；S1A，S1B，S2A,S2B导通, S3A,S3B,S4A,S4B关断。
模式4(T3?T4）: S1A，S1B，S2A,S2B关断, S3A,S3B,S4A,S4B导通；S1A，S1B，S2A,S2B关断, S3A,S3B,S4A,S4B导通。
当Vin?0时,电力电子变压器也有四种工作模式:
模式5（T?T1）: S1A，S1B，S2A,S2B导通, S3A,S3B,S4A,S4B关断；S1A，S1B，S2A,S2B关断, S3A,S3B,S4A,S4B导通。
模式6（T1?T2）: S1A，S1B，S2A,S2B导通, S3A,S3B,S4A,S4B关断；S1A，S1B，
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S2A,S2B导通, S3A,S3B,S4A,S4B关断。
模式7（T2?T3）: S1A，S1B，S2A,S2B关断, S3A,S3B,S4A,S4B导通；S1A，S1B，S2A,S2B导通, S3A,S3B,S4A,S4B关断。
模式8（T3?T4）: S1A，S1B，S2A,S2B关断，S3A,S3B,S4A,S4B导通；S1A，S1B，S2A,S2B关断，S3A,S3B,S4A,S4B导通。
输入电压和输入电流可表示如下:
vin?Vinsin(?t)
iin?Iinsin(?t??)
其中:Vm为输入电压幅值,?为输入电压的频率,iin为输入基波电流的幅值，?为电源功率因数角。
v1(?i)?2Vm?11? cos9?t?cos11?t?cos29?t?cos29?t?...iiii???33??
由上式可知:v1的低次谐波分量为450Hz和550Hz。如果取变压器工作频率为1000Hz,低次谐波分量为900Hz和1100Hz。
图表 1电力电子变压器原边与副边波形
图表 2半个开关周期输入、输出电压近似波形
在变换器的开关频率足够高,且远大于输出滤波器的截止频率时,可以认为在一个开关周期中,变压器的原、副边电压的幅值不变。在半个开关周期中,输入电压和输出电压的波形可以近似为图2所示。
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令电力电子变压器的输出电压为V0,变比为N,在半个周期中,Vin包围的面积为NVTd；V0包围的面积为V0(Ts?Td)?V0Td 。 2
忽略交-交变换电路和变压器的内阻,根据面积等效原理,输入电压和输出电压在半个周期中包围的面积相等。由上述两式可得:
V04T1?(1?d) VinNTs
其中Vin、N、Ts都是恒值。
3 电力电子变压器的模型控制
结合上述对电力电子变压器的输入、输出特性分析,本文采用基于有效值检测的控制来实现输出电压幅值恒定,控制框图如图3。该电路控制策略的特点是:采用电压单闭环控制方案,输出电压经电压互感器PT降压后进入有效值计算电路,其输出与电压给定值Vref相比较产生误差信号经PI电压调节器,输出信号送至相移计算电路,即计算式中的变压器副边变换器的脉冲延迟时间Td,最后经过驱动电路加到变压器原、副边的交-交变换电路。
图表 3基本交—交—交电力电子变压器控制框图
4仿真验证
为了验证电力电子变压器电路原理分析和所提出控制方案的正确性,本文用MATLAB 6.5的Simulink和SimPowerSystems,对基于交-交-交变换的电力电子变压器进行仿真。相关参数为:单相交流电源幅值为1000 ×2V,频率为50Hz,电源的等效电感为0.8mH,等效电阻为0.01Ω;变压器额定容量为25kVA,额定工作频率为1000Hz,等效电阻为0.02Ω,变比为1000V/400V;变压器原、副边交-交变换电路的控制脉冲频率为1000Hz;负载为R、L串联负
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载,其电阻为1Ω,电感为1mH;用Г型滤波器实现对输出电压高次谐波的滤波,滤波器电感L为1mH,电容C为1000μF。
图表 4变压器仿真波形
此时的控制规律为:?i?k1x1?k2x2?ki?zdI ?
观测器的引入,不影响由状态反馈矩阵所配置的系统特征值也不影响已设计好的观测器的特征值。因此,对于包含观测器的状态反馈系统,其设计可独立进行。但是状态观测器的极点进行配置时,应当考虑使其无阻尼自振角频率?0避开系统的无阻尼自振角频率?n以免引起共振。
观测器无阻尼自振角频率?0应当远离系统无阻尼自振角频率?n,一般取5-8倍为宜,而阻尼系数可以取和原系统相同。所以选取:
?0??n?0.690
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?0?6?n?6?57.96?347.76
下图是在相同参数条件下,系统分别采用PID直接反馈控制和带状态观测器重构控制的效果比较图
:
图表 5两种控制方式下的气隙变化曲线
由上图可以看出,系统在两种不同的控制方式下,控制效果略有差别,其静态误差都在误差限之内,但是,第二种控制方法解决了气隙速度信号估算的难题,对于实际的控制系统来说,避免了对气隙的变化量的测量,大大地提高了系统的控制效果。
按照主电路拓扑结构和参数,在Simulink中建立了基于交-交-交变换的电力电子变压器的模型,仿真时间为0.1s。图4(a)为电源电压波形;图4(b)为负载电压波形;图4(c)为高频变压器原边电压波形（0.04s-0.08s）及其谐波分布。从仿真波形可以看出,50Hz的电源电压经过基于交-交-交变换电力电子变压器的原边变换器的高频调制,得到1000Hz的高频电压,再通过变压器副边变换器和输出滤波电路使变压器输出的高频电压解调,得到50Hz的工频交流电压。
本文详细分析了交-交-交变换型电力电子变压器的拓扑结构和工作原理,推导了电力电子变压器的谐波分布和输入、输出特性,提出了基于有效值检测的控制策略。最后通过仿真验证了理论推导的正确性。综上所述,交-交变换型电力电子变压器的优点在于:不需要中间储能环节;电流可以双向流动,为能量回馈提供可能;在高频环境下,输出电压波形较好;可以实现传统电力变压器的小型化和轻型化设计。
5 下一阶段研究重点
（１）对系统进一步完善系统的设计；
（２）找出各种不足，并加以改进。
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