基于FPGA的有源电力滤波器PWM信号发生器的设计

针对有源电力滤波器(APF)对IGBT触发脉冲信号控制的较高要求,分析了PWM信号产生机理,基于QuartusII软件设计了一种全数字三相PWM信号发生器,给定脉宽信号经过调理与数字三角波信号比较,经过宽度可调的死区发生器信号处理后,产生六路PWM脉冲信号,经驱动保护信号调理电路控制相关IGBT的导通,达到抑制谐波、补偿无功电流的目的。给出了死区发生器程序。通过仿真实验,结果证实了设计的正确性和可行性。     

基于FPGA的正弦波PWM信号发生器的设计

采用Altera公司的Cyclone系列FPGA为数字平台,利用Quartus II6.0已有的模块在FPGA中设计出了PWM信号发生器,整个系统可以实现频率、幅度均可调的信号输出。在产生某一频率信号时,让采样脉冲的周期保持不变,在每一个采样周期内改变一次占空比,改变的规律按正弦表变化;在产生高低不同频率的信号时,为了降低对滤波电路的复杂度,采用插空法使得输出的PWM波频率恒定。经过验证,设计系统的输出信号具有以下特点:稳定性和平滑性均较好,相比传统的信号产生方式,具有较高的频率分辨率,且易于实现频率幅度的数控调制,输出信号频率在1 Hz～1 MHz可调。     

采煤机牵引逆变器的无源滤波器的研究设计

PWM逆变器输出的电压波形一般含有较多的高次谐波,这对电机的运行产生了很大的干扰,严重时,会使电机运行故障。针对PWM逆变器谐波含量多、谐波次数较高的特点,采用二阶LC低通滤波,对输出的电压进行滤波,降低了输出波形的总的谐波含量值,对纹波有较好的抑制效果。分析了LC滤波器的谐振抑制问题,并给出了LC滤波电路的设计,最后在6 k W的煤机牵引变频器样机上进行了实验研究,对输出波形进行了检测和分析。     

随机脉冲位置空间矢量PWM的谐波分析

随机脉冲位置空间矢量脉宽调制(RPPPWM)打破了传统脉宽调制的对称性,可以减小输出电压和电流脉冲频谱的集簇效应,针对此,在感性主导的三角形负载假设下分析了电流纹波的表达式,以均方值为依据推导了RPPPWM策略下微观(开关周期)和宏观(基波周期)上谐波畸变率(HDF)的理论表达式,其包含3个随机变量的复杂随机函数,数字特征的求解十分困难,因此采用蒙特卡洛方法进行求解,给出了过程并编程计算.以数值解的形式得到了HDF的数字特征函数及HDF最大值和最小值时3个随机变量的取值.从HDF的角度分析了RPPPWM与其他常见的脉宽调制(PWM)策略间本质的联系与区别,为RPPPWM的应用和进一步研究提供了定性和定量评价的理论依据.     

一种等面积PWM控制的逆变电源

为了减少逆变电源输出电压的谐波含量,设计精度高、算法简单的触发脉冲系统是行之有效的措施之一.简要分析了等面积PWM控制策略的基本原理,讨论了逆变电源的双环控制策略.给出了逆变电源控制系统的单片机硬件实现方法,硬件设计中考虑了系统的欠电压、过电压和过电流保护.得到等面积PWM控制的逆变电源用单片机实现不仅能够满足一般工业对不间断电源的实际需求,而且等面积PWM法具有算法简单、占用内存少、产生的PWM波形对称等优点.     

基于AT89C51 PWM驱动电路遥控小车的研究

TX-2B编码的控制按键基带信号经ASK振幅键控后由30 MHz的载波发射,通过超再生接收电路再由RX-2B解码后,无线信号转化为数字脉冲信号并输入到AT89C51。从而控制单片机输出PWM信号,控制功率管驱动电路,配合直流电动机及现有玩具小车机械传动装置,实现遥控电动玩具车的前进、后退、加速、左右转等功能。     

一种简易的LFM脉冲雷达动目标检测方法

采用脉冲压缩与DMTI以及FFT滤波器组级联的信号处理方案,实现线性调频(LFM)脉冲雷达的动目标检测.先将LFM回波信号进行脉冲压缩,再采用数字动目标显示(DMTI)技术进行一次对消以抵消固定杂波,然后用FFT滤波器组对动杂波进行抑制并改善低速目标的信噪比.仿真结果表明:与单纯采用DMTI技术相比,系统输出信噪比明显提高;与单纯采用FFT滤波器组相比,级联DMTI后,地杂波被大幅度抑制,低速目标输出信噪比有所下降,高速目标输出信噪比进一步提高.     

基于DSP实现的特定消谐PWM脉冲发生器

为实现中高压变频装置在风机、水泵等应用场合的调速控制,研制了基于数字信号处理器(DSP)的特定消谐脉冲宽度调制(PWM)的脉冲发生器。该脉冲发生器通过并口接收主控制器指令,根据指令实时查询存储器中的脉冲波形数据并发送PWM脉冲,脉冲经过光耦隔离、脉冲分配后驱动主电路的集成门极换流晶闸管(IGCT)开关器件。介绍了该脉冲发生器的工作原理、硬件构成和实现,给出了50Hz的PWM脉冲输出的线电压波形和Fourier谐波分析结果。现场运行实验表明,脉冲发生器脉宽精度高,脉冲的周期误差小于100μs,运行可靠,可消除5,7,11,13等指定次数的谐波,并且工作不受主控制器影响。     

高次谐波与阿秒脉冲的回顾与展望

高次谐波产生(High-order Harmonic Generation,HHG)使激光脉冲脉宽突破到阿秒量级成为可能.2001年第一次在实验上利用高次谐波产生的方法获得了650 as的脉冲,揭开了阿秒时代的序幕.根据介质的不同大致可以分为气体高次谐波、固体体材料高次谐波和固体等离子体高次谐波.气体高次谐波经过了二十多年已经发展得很成熟,并能通过气体高次谐波获得最短43 as的脉冲.固体体材料高次谐波和固体等离子体高次谐波因为转化效率高、光子能量高等独特优势已经成为产生阿秒脉冲的研究热点.本文主要介绍了高次谐波的发展历史,气体高次谐波、固体体材料高次谐波和固体等离子体高次谐波的发展现状以及阿秒脉冲测量和表征技术的发展,并对未来的发展趋势进行了总结展望.     

基于脉冲多重化的数字SPWM技术

为有效降低SPWM逆变波形的谐波含量,提出了一种新颖的脉冲多重化数字SPWM逆变控制技术.与SPWM电平多重化技术不同,脉冲多重化是在每个逆变PWM周期,将SPWM脉冲在时间轴上进行的时间多重化.算法直接以数字正弦序列为基础,省去了以往SPWM脉宽计算的大量复杂过程,有效降低了系统的脉宽计算量.对脉冲多重化SPWM逆变波形频谱进行了理论计算与分析,证明了该技术可以在不增加系统现有开关频率的基础上,进一步降低SPWM逆变波形的谐波含量.最后,给出了该算法的工程实现方法,通过构建实验平台,对该算法进行了实验验证.实验结果证明了该技术的有效性,文中理论分析结果与实际情况完全一致.     

谐波转矩最小化的电流型逆变器—感应机系统

采用低频谐波最小化方法,对常规的六拍晶闸管电流源逆变器输出电流波形实施定模脉宽调制(PWM).用离线化确定电流 PWM 波形的最优开关角,并以8086微处理器实现之。实验结果证明,该方法能明显降低感应电动机低频时的转矩脉动,扩大调速范围.     

基于多电平技术的风机矢量控制系统研究

为有效地降低谐波含量,减少损耗,有良好的起动性能及变负载运行特性,文中提出一种基于转子磁场定向的矢量控制三电平逆变器异步电动机调速系统,用Matlab/Simulink的SimpowerSystem模块构建出了仿真模型,有效地验证了这种控制系统的有效性。     

PWM逆变器特定谐波抑制技术

建立电压型PWM逆变器输出电压的数学模型,分析其谐波分布规律,以改善PWM逆变器输出波形质量,抑制谐波污染.针对电压型PWM逆变器建立了基于SHEPWM的数学模型,根据特定消谐技术求解非线性方程组,采用同伦算法获得开关角数据,以保证特定消谐方程组的解在大范围内快速收敛.仿真结果证明了该方案的可行性.     

二相编码脉冲雷达模拟器的研制

研究二相编码体制雷达信号处理机与雷达模拟器之间的接口方式,以及在变脉冲重复周期时巴克码和M序列码雷达回波信号的产生方法.以数字信号处理器(DSP)为核心器件,设计了一套较为通用的硬件实现方案,在此基础上,对回波信号进行二相伪随机码调制、多普勒调制和天线方向图调制,模拟距离模糊和速度模糊,并采用数字的方法进行多目标合成.该雷达模拟器与信号处理机可实时闭环工作,检验信号处理机搜索和跟踪多目标的能力.     

Boost前置功率因数补偿电路的调制脉宽分析

针对Boost前置电路调整功率因数时控制调制脉冲宽度问题，分析了功率因数条件，推导出Boost电路的调整脉冲宽度函数，指出该函数恰与Boost电路稳态工作条件近似，并讨论了电路理想条件、输出电压纹波、纹波电流和过零点畸变等相关问题。     

采样式PWM电压型逆变器输出波频谱及在实际分析中应用

本文给出了各种规则采样的正弦PWM逆变器输出电压波形的数学描述,得出不同采样条件下相应电压波形的付里叶分解式。较严格的数学推导过程,为理论上对逆变器输出的谐波成分计算分析提供了依据。原则上这种分析方法可用于其它调制波形时PWM逆变器的分析,只要该调制波可用有限项正弦级数表示。本文最后还给出一个PWM逆变器输出电压波实测频谱,它显示了与理论分析相一致的结论.     

两种基于DSP的SVPWM波形实现方法

空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM）是控制交流异步电动机的一种常用控制方式。与脉宽调制（Pulse Width Modulation,PWM）技术相比,SVPWM技术用于交流调速系统不仅能提高电压利用率,而且具有转矩脉动小、噪声低等优点。本文在分析SVPWM基本原理的基础上,对基于TMS320LF2407A型DSP（Digital Signal Processor）产生SVPWM波形的硬件和软件实现方法进行比较,并用Matlab/Simulink软件对SVPWM调制波形进行了仿真实验,仿真结果验证了本文所提算法的正确性和有效性。     

Lumped Parameter Mass Flow Rate and Pressure Control Characteristics Model for High-Speed Pneumatic PWM on/off Valve

Aiming at solving the problem of strong coupling characteristic of the key parameters of high-speed pneumatic pulse width modulation（ PWM） on / off valve, a general lumped parameter mathematical model based on the valves time periods was well developed. With this model,the mass flow rate and dynamic pressure characteristics of constant volumes controlled by high-speed pneumatic PWM on /off valves was well described. A variable flow rate coefficient model was proposed to substitute for the constant one used in most of the prior works to investigate PWM on /off valves＇ dynamical pressure response, and a formula for disclosing the inherent relationship among the PWM command signal,static mass flow rate,and sonic conductance of the valve was newly derived.Finally,an extensive set of analytical experimental comparisons were implemented to verify the validity of the proposed mathematica model. With the proposed model, PWM on /off valves＇ characteristics,such as mass flow rate,step pressure response of the valve control system,mean pressure and ripple amplitude,not only in the linear range,but also in the nonlinear range can be wel predicted; Good agreement between measured and calculated results was obtained,which proved that the model is helpful for designing a control strategy in a closed loop control system.     

VIENNA型三相三电平PWM整流器研究

分析了VIENNA型三相三电平PWM整流器的拓扑及其数学模型,以及三电平变换器的状态空间矢量调制技术(SVPWM)。提出了基于PI控制的双闭环的控制策略(即电压外环、电流内环),并引入中点电位因子r对中点电压进行平衡控制。为了验证所提控制策略的可行性,搭建了VIENNA型三相三电平PWM整流器的仿真平台以及1.6 kW的实验样机进行仿真与实验研究。仿真及实验结果表明,所提出的调制方法及控制策略是可行的。该整流器具有控制简单、易于数字化实现、在稳态条件下谐波畸变率小于3%、功率因数接近1等特点。