传统电力电子实验以知识导向进行教学，主要以验证性实验为主，缺少具有工程背景的项目训练，为此设计双向DC-DC变换器，硬件上采用模块化电路和开放式接口，控制上采用数字处理技术，有助于培养学生应用、设计和创新能力。首先构建基于双向DC-DC变换器的电力电子创新实验平台；其次完成双向DC-DC变换器硬件设计，搭建变换器控制系统；然后介绍变换器拓扑和控制策略，详细给出硬件电路和参数设计，之后对控制系统进行软件设计；最后完成软硬件实验平台测试与分析。实验结果表明，所搭建的实验平台可以实现升压放电运行和降压充电控制，能满足创新性实验教学要求。

针对集成光子滤波器在3～5μm大气窗口波段的应用，文章提出了一种基于切趾光栅辅助反向耦合器（contra-DC）的中红外上下话路滤波器。采用互补光栅错位的方法进行相位调制，实现光谱旁瓣抑制，同时消除了传统光栅错位调制方法造成的光谱变形。仿真结果表明，文章所提器件可以实现22 dB的高旁瓣抑制比（SLSR），并且带通滤波谱顶部平坦，滤波谱线接近箱形。器件具有较低的插入损耗，直通端口插入损耗约为0.4 dB，下载端口插入损耗约为0.45 dB。

直流-射频（Direct Current-Radio Frequency，DC-RF）混合等离子体具有高温、高化学活性等特点，在核用超细粉末材料制备领域有着广阔的应用前景。对这种混合等离子体的特性进行研究，可以为等离子体发生器装置的设计及稳定运行提供参考。本文采用k-ε湍流模型，对DC-RF混合等离子体发生器内的热等离子体的温度及流场空间分布进行模拟，并在此基础上分析了各工作参数对混合等离子体流动及传热特性的影响。模拟结果表明：提高DC弧电流、增大反应气及冷却气流量均能减弱混合等离子体发生器入口处的回流效应；提升RF线圈电流则能增加RF线圈附近的等离子体温度及高温弧区面积，但过大的气流量及过高的线圈电流会对发生器装置的正常工作产生不利影响。因此，需要合理调节各种工作参数来改变混合等离子体的流场分布，从而在保证装置稳定运行的前提下满足不同材料处理的需求。

随着电机在工业中的应用越来越广泛，作为电机最重要的参数——电机转速的测量与控制就显得尤为重要。为便于学生开展测控系统实验，设计了基于NI ELVIS实验平台和LabVIEW软件的直流电机转速检测与控制系统。转速检测分别选择光电传感器和霍尔传感器作为采集传感器，再通过NI ELVIS实验平台把信号传输给上位机，编写上位机采集程序及测控界面，从而在上位机前面板显示检测结果。转速控制方式选择PID控制，使用LabVIEW软件编写PID控制程序，通过PID控制调节输出电压改变电机转速。该系统简单灵活、调试方便、可扩展性强，使学生对测控系统架构的掌握更具体更深入，也为日后的项目开发打下坚实的基础。

百千伏高压直流电源广泛应用于电子束产生与应用领域。高压直流电源电压纹波是影响束流品质的重要因素之一。某型等效阻抗为4 MΩ的电子枪对加载电压提出峰峰值高压纹波不超过0.06%，同时实现较小高压储能以减小打火时电子枪损伤风险，基于全桥逆变和双极性Cockcroft-Walton倍压电路设计了一种不对称电容布局的高压直流电源，在分析储能与纹波、倍压效率关系基础上给出了倍压电路参数简化设计方法，实验结果表明，不额外采用滤波网络，在25 kHz逆变频率、100 kV/25 mA输出条件下纹波系数优于0.06%，相比于传统设计方法，所需高压储能可降低12%以上。