无线电能传输(课程设计)实验报告
DIY 磁耦合谐振式无线电力传输实验
DIY磁耦合谐振式无线电力传输实验一、实验内容1．了解磁耦合无线电力传输的基本原理；2．自组装和调试磁耦合式无线电力传输系统；3. 探索频率和距离对无线电力传输的影响二、实验方法1．确定LC电路的共振频率以下为确定LC电路的共振频率的几种方法，任选其中一种。
方法一：利用实验室提供的LC电表分别测量线圈的电感和电容，然后利用公式（1）计算共振频率。
方法二：如果线圈绕线比较规则，可以利用实验室提供的工具测量铜线的直径、线圈直径等参数，然后利用公式（3）计算线圈的电感，最后利用公式（1）计算共振频率。
方法三：利用信号发生器和示波器观察LC电路的充放电过程，测量其共振频率，具体方法参考实验十七RLC串联电路的暂态过程。
三、实验任务1．研究工作频率对电力传输效率的影响按照下图在九孔面包板上完成实验系统的连接。
E固定接收线圈与发射线圈的距离，如5厘米。
改变工作频率，利用示波器测量接收电路的信号幅度和频率，完成如下表格并绘制幅度-频率曲线。
表1 接收信号幅度与频率关系频率(kHz)幅度(V)2．研究无线电力传输的距离对传输效果影响调节R1的大小使得电路工作在共振频率之下，改变接收线圈与发射线圈的距离，利用示波器测量接收电路的信号幅度，完成如下表格并绘制幅度-距离曲线。
表2 接收信号幅度与距离关系距离(cm)幅度(V)3.自制电感线圈（可以和实验室提供的形状、匝数不同），并联电容形成LC电路，分别测量电感线圈的电感L和电容C的数值；计算其固有共振频率，接入上图所示电路，观察其共振情况和电力传输效果，做记录。
四、报告要求1.用坐标纸绘制上面的两条曲线，总结传输规律。
2.对自制的LC并联谐振电路的传输效果做分析和总结；对比实验室提供的LC电路，总结两者的特性和优劣。
补充讲义实验七十七 DIY磁耦合谐振式无线电力传输实验你知道吗，不用电线就可以传输电力，点亮一个灯泡，这样的事情是利用什么原理和技术实现的？摒弃杂乱的输电导线，实现电力的无线传输一直以来都是人们追求的梦想。
无线通信实验报告
无线通信实验报告无线通信实验报告一、引言无线通信是现代社会中不可或缺的一部分，它以无线电波为媒介，使得信息可以在无线环境中传递。
在本次实验中，我们将探索无线通信的基本原理和技术。
本实验分为三个部分：无线信号传输、信号调制与解调以及信号传输中的噪声。
二、无线信号传输在无线通信中，信号的传输是关键环节。
我们使用了一对无线电发射器和接收器进行实验。
首先，我们将发射器和接收器分别连接到电源，并调整频率使其匹配。
然后，我们通过发射器发送一个特定的信号，接收器将接收到的信号传递给示波器进行观察。
实验结果显示，无线信号的传输受到环境的影响。
在开放空间中，信号的传输效果最好，而在有障碍物的环境中，信号会受到衰减和多径效应的影响，导致信号质量下降。
三、信号调制与解调信号调制是将原始信号转换为适合无线传输的形式，而解调则是将接收到的信号还原为原始信号。
在本实验中，我们使用了调频（FM）和调幅（AM）两种常见的调制方式。
通过调频调制，我们可以将音频信号转换为无线电波。
实验中，我们使用示波器观察到调频信号的频谱特征，发现调频信号的频率随着音频信号的变化而改变。
而调幅调制则是通过改变信号的幅度来传输信息。
在解调过程中，我们使用了相应的解调器将接收到的信号还原为原始信号。
实验结果表明，解调过程中会存在一定的失真，尤其是在信号质量较差的情况下。
四、信号传输中的噪声在无线通信中，噪声是无法避免的。
噪声会对信号的传输和接收造成干扰，降低通信质量。
在本实验中，我们使用了噪声发生器模拟了不同强度的噪声环境。
实验结果显示，噪声的强度越大，信号的质量越差。
噪声会使得信号的幅度和频率发生变化，导致信息的丢失和失真。
因此，在无线通信中，我们需要采取一定的措施来降低噪声的影响，如增加信号的功率或使用编码技术。
五、结论通过本次实验，我们深入了解了无线通信的基本原理和技术。
我们了解到信号的传输受到环境和噪声的影响，需要采取相应的措施来提高通信质量。
无线电能传输的实现
无线电能传输的实现随着现代科技的不断发展和进步，人类对能源的需求也越来越大，在这个背景下，无线电能传输技术的出现被认为是一种具有非常大潜力的新能源技术。
无线电能传输是指利用电磁波信号来传输能量，使电子设备在无需接触的情况下，以无线方式从空气中获取电能或其他形式的能源，从而提高了电能的利用效率，同时也降低了能源的浪费率。
无线电能传输技术的实现是基于电磁波信号的传输原理，其具体实现方法可以分为两种：短距离无线电能传输和长距离无线电能传输。
短距离无线电能传输是一种基于无线电感应原理的电能传输技术，它通常运用于局部用电设备的供电，如智能手机、智能手表等智能设备的充电，以及无线电源和数字电子设备的供电，无需与电缆直接接触。
短距离无线电能传输主要采用谐振原理和磁共振原理来传输电能，其基本原理是通过发射端的功率放大器将电能转换为电磁波，并在接收端将其再转换为电能供电。
在这个过程中，传输的电能会因为电磁波的传输距离和介质损耗而发生功率下降，所以其传输距离比较有限，一般在几米到十几米左右。
与短距离无线电能传输不同，长距离无线电能传输则是一种基于电磁波无线传播技术的电能传输方式，它可以在空气中传输电能，从而实现远距离的供电。
长距离无线电能传输的实现需要克服许多技术难点，例如发射端和接收端之间的电磁波传输距离越远，传输效率会越低，同时电磁波也有可能会被干扰或反射，影响传输效果；此外，传输过程中会出现电能的损耗现象，加上无线电能传输本身的损耗，能量的转换效率非常低，当能够实现10000米以上距离的长距离无线电能传输时，当然还需要克服无线电能传输过程中的其他技术难点。
目前的科技水平已经能够实现数百米的长距离无线电能传输，但要实现将电能传输数千甚至万公里以上的远距离无线电能传输技术还需要多方共同努力攻克技术难关。
总的来说，无线电能传输技术的出现为我们提供了一个全新的思路和途径，为降低能源的浪费率和提高能源利用效率提供了新的方式。
无线电能传输装置
物电学院实训实作电子设计报告项目：无线电能传输装置组员：崔同果，张红智，田超逸学院：物理与电子信息学院班级：13级电子班目录一、总系统设计 (2)1.设计任务与要求 (2)(1)大体要求 (2)(2)发挥部份 (2)2.系统总框图 (2)二、系统方案设计与论证 (3)4、发射部份 (4)电路图 (4)五、接收部 (4)电路图 (4)三、系统测试 (5)1.测试设备 (5)2.数据测试与分析 (5)（1）大体要求测试： (5)（2）发挥部份测试： (5)3.结果分析 (6)谐振波形：20kHz时，输出功率最大。
如下图所示，黄色波形为发射极波形；绿色波形为同意到的波形。
(6)四、设计总结 (6)五、附录 (7)i.【参考文献】 (9)无线电能传输装置摘要：所谓无线能量传输（Wireless Power Transmission——WPT）就是借助于电磁场或电磁波进行能量传递的一种技术。
无线输电分为:电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式。
电能给人类带来庞大的进展，但是错综复杂的输电线散布在生活的各个角落，给人们带来极大的不便，因这人类一直有摆脱电线的束缚实现电能无线传输的梦想。
本文章指出现有的几种无线电能传输的方式，和他们的长处缺点.而且怎么利用这其中的方式，为人类获取一些可节约利益，和能源的节约。
关键词：无线电能；传输；途径引言随着社会飞速前进，用电设备与日俱增。
但电力输配设施的老化和进展滞后，和设计不良和供电不足等原因造成结尾用户电压的太低，而线头用户则常常电压偏高，对用电设备专门是对电压要求严格的高新科技和精密设备，独如一颗不按时炸弹。
市电系统作为公共电网，上面连接了成千上万各类各样的负载，其中一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中取得电能，还会反过来对电网本身造成影响，恶化电网或局部电网的供电品质，造成市电电压波形畸变或频率漂移。
另外意外的自然和人为事故，如地震、雷击、输变电系统断路或短路，都会危害电力的正常供给，从而影响负载的正常工作。
标准实验报告七 无线收发综合实验
电子科技大学实验报告学生姓名：学号：指导教师：一、实验室名称：通信信号处理及传输实验室二、实验项目名称：无线收发综合实验三、实验原理：1、软件无线电工作原理软件无线电通常被定义为对数字化无线电信号使用软件技术来处理的无线电，其基本含义是把以往采用以硬件为核心、以特殊应用为目的的无线电实现方法过渡到在某一个计算平台上用软件来完成无线电任务的设计思想上来。
软件无线电关键技术包括：射频天线设计、模数(A/D)转换器设计、射频(RF)前端设计、数据管理程序、资源分配等。
软件无线电技术的基本思想是将宽带的A/D转换器尽可能地靠近射频天线，即尽可能早地将接收到的模拟信号转化为数字信号，在最大程度上通过DSP / FPGA软件来实现通信系统的各种功能。
其接收端的数字化是在天线后面的某一级，通常是在宽带滤波、低噪声放大器和用来把射频信号下变频到低频的混频器等级连部件的后端进行的，对于发射机的数字化过程则正好相反。
无线电的各种功能特性是由灵活、可重构的功能框图中的数字信号处理来实现的。
随着技术的进步，软件无线电的数字化将在(或者非常接近)无线端进行，所需要的所有处理都通过驻留在高速数字信号处理单元中的软件来实现。
理想的软件无线电台是对天线接收的模拟信号经过放大后直接采样，实现完全的可编程性，其后所有的信号处理，包括下变频混频、带通滤波、载波提取、IQ(同相与正交)解调、低通滤波、位同步提取、信道编码、信源编码、加密等，全部由A/D 转换器之后的DSP 芯片处理。
可见理想的软件无线电台可实现完全的可编程性，因此可以实现通信中的各种调制方式，完全可以根据要求实现FDMA(频分多址接入)、TDMA(时分多址接入)和CDMA(码分多址接入)等各种多址方式。
在软件无线电系统的设计中，射频往往会成为性能的瓶颈，必须对射频前端有很清楚的认识，才能以相对低的造价实现相对容易的数字信号处理。
2、射频电路基础知识目前，射频(RF)电路主要用于通信系统中，如：手机(Cell Phone)，无线局域网(Wireless LAN)，无线广播系统(电视和收音机)等；但也有其它方面的应用：如雷达探测系统用远距离探测试,微波炉利用微波功率来加热食物。
最大传输功率实验报告
最大传输功率实验报告实验报告：最大传输功率实验目的：本次实验目的是测量无线电发射设备的最大传输功率。
通过实验，了解并熟悉无线电发射设备的工作原理，掌握无线电发射的技术方法，提高实践能力。
实验器材：1. 无线电发射设备2. 天线3. 电压表4. 表面温度计5. 直流稳压电源实验过程：1. 准备工作：接通电源，打开无线电发射设备，让其预热5分钟。
2. 调整无线电发射设备功率：根据无线电发射设备的说明书，调整其发射功率为50%。
3. 连接测量仪器：使用电压表测量天线的电压；使用表面温度计测量天线的表面温度，并将数据记录下来。
4. 调整无线电发射设备功率：逐渐增加发射功率，并记录发射功率和天线电压的数据。
5. 测量结果：将记录的数据制成图表，并计算出无线电发射设备的最大传输功率。
实验结果：无线电发射设备最大传输功率为85W。
在50%发射功率时，天线电压为12V，表面温度为40℃；在最大传输功率时，天线电压为20V，表面温度为60℃。
实验结论：通过本次实验可以得出，在特定环境下，无线电发射设备最大传输功率为85W。
在使用无线电发射设备时，要遵守相关规定，不得超过设备的最大传输功率，以确保正常使用并减少设备损坏的可能性。
实验不足：本次实验使用的无线电发射设备为特定型号，测量结果仅限于该型号的设备。
如果使用不同型号的设备，测量结果可能会有所偏差。
因此，在使用无线电发射设备时，应仔细阅读说明书，并服从相关规定进行操作。
实验总结：本次实验使我掌握了测量无线电发射设备最大传输功率的方法和技术，提高了实践能力，了解了无线电发射设备的工作原理。
在今后的学习和实践中，我会继续加强对无线电发射设备的了解，提高操作能力，遵循相关规定，确保安全使用。
磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验设计
磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验设计1 磁耦合谐振式无线电能传输系统的总体方案设计在对磁耦合谐振式无线电能传输系统的原理研究以及仿真分析的基础上，将搭建磁耦合谐振无线电能传输系统的实验平台。
通过理论研究，本章将在图4.1所示无线电能传输系统装置系统框图基础上设计的磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验装置。
图4.1所示的系统框图主要包括四大核心部分。
第一部分是高频电路，其功能是将低压直流电逆变为高频低压交流电，然后经过高频变压器升压后，输入到发射线圈；第二部分是谐振补偿电路，其功能是把电容中的电场能与电感中的磁场能相互转换，此增彼减，完全补偿；第三部分整流滤波电路，其功能是把交流电能转换为直流电能，然后传递到整流电路；第四部分稳压电路，其功能是在整流滤波电路输入电压、负载、环境温度、电路等参数发生变化时仍能保持输出电压的恒定。
图4.1 无线电能传输系统装置的系统框图要形成高频交变磁场，就需要对驱动信号与电源频率进行调试，这样才能使发射线圈、接收线圈产生谐振。
在谐振状态下，发射线圈与接收线圈之间会出现高频磁场，使接收线圈能接收到发射线圈的能量。
最终，通过不断的能量传输，接收线圈具有足够能量提供给负载。
本次实验装置是通过线圈间的谐振耦合状态完成无线电能的传输，图4.2所示是线圈之间传输电能的机理的示意图。
图4.2 系统电能传输示意图2 系统的参数设计磁耦合谐振式无线电能系统的传输性能会受到多种因素的干扰，影响磁耦合谐振式无线电能传输系统的主要因素有：高频逆变过程、谐振耦合过程、整流滤波过程和线圈的布置与参数。
综上所述，磁耦合谐振式无线电能系统的实验装置的设置甚为重要。
2.1 高频逆变电路的选型此类电路可使直流电在导入后借助电路处理而以高频交流形式呈现。
这一过程效能直观地透过系统传输效率进行展现。
本章是在功率较低条件下进行磁耦合谐振式无线电能传输，因而其高频逆变电路应当满足两方面要求：系统工作期间，频率不能低于500 kHz；当尽可能维持效率在较高水平。
磁耦合谐振式无线电能传输系统的研究报告
磁耦合谐振式无线电能传输系统的研究报告一、引言近年来，无线电能传输技术受到广泛关注和研究。
传统无线电能传输存在能量损耗和电磁辐射等问题，磁耦合谐振式无线电能传输技术应运而生。
本文将对磁耦合谐振式无线电能传输系统进行研究和探讨。
二、磁耦合谐振式无线电能传输系统原理磁耦合谐振式无线电能传输系统主要由两个共振电路组成，即传输端和接收端。
传输端由一个电源、一个功率放大器和一个谐振电路组成；接收端由一个谐振电路、一个整流电路和一个负载组成。
传输端的电源和功率放大器将电能转化为高频电磁场，在谐振电路的作用下，高频电磁场被传递到接收端，经过整流电路的整流，最终驱动负载工作。
磁耦合谐振式无线电能传输系统的主要特点在于传输端和接收端之间通过磁耦合的方式实现能量传输，能量传输效率高，无线电辐射小，对人体和环境无害。
三、磁耦合谐振式无线电能传输系统设计1.传输端设计传输端的谐振电路由一个电感和一个电容组成，其谐振频率可以根据实际需求进行调整。
功率放大器的输出功率应根据传输距离和接收端负载特性进行匹配，以确保能量传输效率。
2.接收端设计接收端的谐振电路和传输端谐振电路相同，其谐振频率需与传输端相匹配。
整流电路采用全波整流电路，对于低功率应用可以采用简单的整流电路，对于高功率应用可以采用桥式整流电路。
负载可以是电池、LED灯等。
四、磁耦合谐振式无线电能传输系统实验根据设计参数，搭建了磁耦合谐振式无线电能传输系统实验平台。
在传输端接入电源和功率放大器，接收端接入负载。
实验结果表明，磁耦合谐振式无线电能传输系统能够实现高效、低辐射的无线电能传输。
五、磁耦合谐振式无线电能传输系统应用磁耦合谐振式无线电能传输系统可以应用于无线充电、智能家居、无人机等领域。
其中，无线充电领域是应用最为广泛的领域。
通过磁耦合谐振式无线电能传输技术，可以实现电动汽车、智能手机、智能手表等设备的无线充电，方便快捷。
六、结论磁耦合谐振式无线电能传输技术具有高效、低辐射、环保等优点，可以应用于无线充电、智能家居、无人机等领域。
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实验报告
1.实验原理
与无线通信技术一样摆脱有形介质的束缚，实现电能的无线传输是人类多年
的一个美好追求。无线电能传输技术（Wireless Power Transfer, WPT）也称之
为非接触电能传输技术（ Contactless PowerTransmission, CPT），是一种借
于空间无形软介质（如电场、磁场、微波等）实现将电能由电源端传递至用电设
备的一种供电模式，该技术是集电磁场、电力电子、高频电子、电磁感应和耦合
模理论等多学科交叉的基础研究与应用研究，是能源传输和接入的一次革命性进
步。
无线电能传输技术解决了传统导线直接接触供电的缺陷，是一种有效、安全、
便捷的电能传输方法，因而它被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向
之一。该技术不仅在军事、航空航天、油田、矿井、水下作业、工业机器人、电
动汽车、无线传感器网络、医疗器械、家用电器、RFID识别等领域具有重要的应
用价值，而且对电磁理论的发展亦具有重要科学研究价值和实际意义。在中国科
协成立五十周年的系列庆祝活动中，无线能量传输技术被列为“10 项引领未来
的科学技术”之一。
到目前为止，根据电能传输原理，无线电能传输大致可以分为三类：感应耦
合式、微波辐射式、磁耦合谐振式。作为一个新的无线电能传输技术，磁耦合谐
振式是基于近场强耦合的概念，基本原理是两个具有相同谐振频率的物体之间可
以实现高效的能量交换，而非谐振物体之间能量交换却很微弱。
磁耦合谐振式无线电能传输的传输尺度介于前两者之间，因此也被称之为中
尺度（mid-range）能量传输技术，其尺度为几倍的接收设备尺寸（可扩展到几
米到几十米）。
除了较大的传输距离，还存在以下优势：由于利用了强耦合谐振技术，可以
实现较高的功率（可达到kW）和效率；系统采用磁场耦合（而非电场，电场会发
生危险）和非辐射技术，使其对人体没有伤害；良好的穿透性，不受非金属障碍
物的影响。因此该技术已经成为无线电能传输技术新的发展方向。
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基于磁耦合谐振技术的无线电能传输技术主要利用的是近场磁耦合共振技
术，共振系统由多个具有相同本征频率的物体构成，能量只在系统中的物体间传
递，与系统之外的物体基本没有能量交换，在达到共振时，物体振动的幅度达到
最大。
基于磁耦合谐振技术的无线电能传输系统一般由高频发射源、发射系统、接
收系统、负载等部分组成，其中发射系统和电磁接收系统，是无线电能传输系统
的关键部分。
其典型模型如下图所示。由下图可知发射系统包括励磁线圈和发射线圈，它
们之间是通过直接耦合关系把能量从励磁线圈传到发射线圈，励磁线圈所需能量
直接从高频电源处获得。电磁接收系统包括接收线圈和负载线圈，它们之间也是
通过直接耦合关系把能量从接收线圈传到负载线圈。发射线圈与接收线圈之间通
过空间磁场的谐振耦合实现电能的无线传输。
目前国内外的学者多利用“耦合模”理论对磁耦合谐振技术的无线电能传输
技术进行分析，并得到能量高效传输的必要条件[13]：
①发射线圈和接收线圈的固有谐振频率相同，并具有较高的品质因数；
虽然“耦合模”理论对无线电能传输技术基本原理进行了解释，但是在涉及
具体电路及其参数的设计问题上“耦合模”理论也有一定的局限性，因此本文利
用互感理论来进一步分析问题，尤其是利用该方法在参数设计方面进行探索。
基于磁耦合谐振技术的无线电能传输系统的等效电路模型如下图 所示，励
磁线圈由激励源（高频功放）VS和单匝线圈组成，负载线圈由单匝线圈和负载组
成，发射和接收线圈均由具有相同谐振频率的多匝线圈组成。在系统设计时为了
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降低设计的复杂性，将发射和接收线圈设计成相同的尺寸和机械结构，因此，两
线圈的等效参数可认为是一致的。
上图中激励源内阻为RS，负载电阻为RL；L1、L2、L3、L4分别为励磁线圈射
线圈、接收线圈和负载线圈的等效电感；C1、C2、C3、C4分别为励磁线圈、发射
线圈、接收线圈和负载线圈的等效电容；RP1、RP2、RP3和RP4分别为励磁圈、发
射线圈、接收线圈和负载线圈内由于趋肤效应等因素产生的损耗电阻；Rrad1、
Rrad2、Rrad3、R
rad4分别为励磁线圈、发射线圈、接收线圈和负载线圈的辐射
等效电阻。将励磁线圈的电路反射到发射线圈，相当于发射线圈中加入一个感应
电动势；而将负载线圈反射到接收线圈相当于接收线圈增加了一个反射阻抗，其
等效电路如下图 所示。设流过发射线圈和接收线圈的电流分别为I 1、I2，方向
如下图 所示。根据基尔霍夫电压定律（KVL），
4
上图为无线电能传输系统的简化电路。由此图可推导出：
2.实验步骤
a. 在印刷电路板上绕制所需电感线圈(发射极)
b．测量所绕制的电感线圈的电感值L
c．根据所测得的L值，初定角频率w，并计算出匹配电容的理论值C0 。
d．根据匹配电容的理论值 C0 匹配电容组合，并通过比对示波器上的电压
电流波形，确定匹配电容的实际值C。
3.实验过程及数据
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先将导线绕入印刷电路板，然后用透明胶粘好，使导线位置固定，然后除去
两头导线的绝缘层，测量其电感值，如下图所示：
得出所绕制的电感线圈的电感稳定值为1.61uH
由w2CL=1可知，定f=200KHz，
所以w=1256.64 rad/s,所需匹配电容的值为：C0=393nF
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如上图，根据计算的理论电容值，匹配组合出实际电容值，并通过对比电流、
电压波形，对实际的匹配电容值进行微调。微调直至匹配电容值相应的电流、电
压波形同相。
根据示波器的波形，可以认定匹配电容值达到要求，实际值C实际=357nF
根据接收端电路谐振理论电容，微调电容使接收端电路达到谐振状态。
接收端线圈电感为1 uH，由上公式错误!未找到引用源。LC=1可算得，接收
端电容理论值为C=633nF。
实际微调至C=720nF时接收端电路电压电流同相，达到谐振状态。
将匹配好的发射端电路连接至电源，接收端电路与负载相连。因为我们制作
的电感太小，导致耦合系数太小，而且实验条件有限，我们所做实验的负载为小
灯泡。当电源打开时，负载端的电压电流很小，只能观察到小灯泡及其微弱的亮
光。
4.实验感想
1.由于前期的理论准备不充分，和对课程设计的实验具体过程不熟悉，导致
实际进行实验操作时，很多所需实验数据都需要花费实验时间计算。
2.前期制作电感线圈所花费的时间很长，是因为我们的动手操作能力不足，
也是相关的经验太少。
3.在匹配电容时，计算出现了问题，是老师和实验室的学长帮助我们算出了
正确的理论值，并向我们示范正确的匹配电容操作流程。我们深感自己理论知识
和实践能力的不足，希望可以在以后努力赶上，向优秀的研究生学长学习！
4.向带病指导我们的肖老师表达崇敬的致意和感谢！