基于系统辨识RLS算法的PWM变换器小信号建模

提出一种利用时域仿真数据来建立脉宽调制(PWM)开关变换器小信号模型的新方法.这种利用仿真软件PSpice和MATLAB所得到的数据基f黑箱理论来辨识PWM开关变换器系统的方法是较为简便和独特的.首先推导出PWM开关变换器的离散小信号线性等效模型,然后将开关变换器看做一个黑箱模型,利用电路仿真软件PSpice仿真得到的阶跃响应数据,采用系统辨识的递推最小二乘参数估计的方法来拟合阶跃响应曲线,得到开关变换器的离散時不变小信号模型,利用零阶保持器将此离散系统连续化,最终得到PWM开关变换器的连续小信号模型(控制—输出传递函数).采用此方法对BUCK变换器和有源箝位倍压变换器(ACPDC)进行建模,并将所建模型与状态空间平均建模方法进行比较,验证了此建模方法的准确性.     

电压型Buck变换器中的低频振荡分析

分析了具有PI控制的Buck变换器中的低频振荡现象。利用离散模型研究了Buck变换器中的低频振荡现象,结果表明系统产生低频振荡的原因是状态变量发生了Hopf分岔。采用状态空间平均的小信号模型分析了变换器的稳定性,它所确定的稳定运行临界点恰好与从离散模型得到的Hopf分岔点的位置相吻合,这表明线性的小信号平均模型可以准确的预测低频振荡的参数稳定域。通过分析发生低频振荡后的频率和幅值,结果表明Buck变换器中的低频振荡现象实际上是一种自激振荡。最后通过数值仿真和电路实验验证了理论分析的合理性。     

半桥变换器中的非线性现象研究

研究了一个实际的半桥变换器,在电流连续模式下把该变换器的四个开关状态等效为两个开关状态,推导出了其等效电压模式控制的Buck电路拓扑.根据这个拓扑,基于Matlab/Simulink构建了读变换器的等效仿真模型,该模型可被用于研究其在时域和V-I相空间的非线性现象.当输入电压、电容和电感的值变化时,分别进行了仿真,并把混沌现象在相图上加以显示.对仿真结果进行了分析.输入电压的波动、不适当的变压器变比、不适当的电容和电感参数都可把该变换器带到混沌运行范围.从而该实际半桥变换器的非线性现象被加以验证.     

基于隔离度特性的导引头控制系统优化设计

为了提高导引头隔离度及其时域特性的综合性能,提出了一种基于隔离度特性的导引头控制系统内外回路优化设计方法。通过建立导引头隔离度模型,推导隔离度传递函数,分析了导引头隔离度与内外回路的关系。将导引头幅值裕度和相位裕度约束,采用幅值相位测试方法转化为求解控制参数的稳定域,分别建立了以隔离度特性最优的稳定回路目标函数和以时域响应特性最优的跟踪回路目标函数,通过在稳定域内求解优化问题,得到导引头的优化设计参数。仿真结果表明,采用基于隔离度特性的导引头控制系统内外回路优化设计方法,能够保证控制系统具有更好的时域性能和隔离度特性。     

Buck变换器仿真模型及分岔与混沌研究

对工作于电流连续模式下的电压控制型Buck变换器,利用仿真软件Matlab/Simulink,建立了一个对其非线性现象进行研究的仿真模型。根据其结构、电路参数及不同的工作条件,该模型可分别从时域与相图的角度对Buck变换器中的分岔与混沌进行分析。通过计算机仿真,观察到了以输入电压和输出电容作为分岔参数的混沌现象及系统输出特性,在V-I相图中观察到了系统由稳定到混沌的演化过程。所有仿真结果均与以往的理论分析相符,因而验证了该模型的合理性和可行性。具有重要意义的是该建模方法也适用于其它DC/DC变换器。     

含时变时滞函数的GM(1,1|τ_i)模型及其应用

针对带有时滞效应的小样本数据序列的预测建模问题,现有模型通常假设时滞期为固定值,忽略了时滞值动态变化对模型效果的影响.为了克服这一局限性,本文考虑系统时滞的动态变化效应,将GM(1,1|τ,r)模型的静态时滞参数推广为时变时滞函数,设计出非整数时滞取值区间对应的时变时滞参数表达式.提出以灰关联理论为基础的时变时滞函数的参数优化方法,推导出GM(1,1|τ_i)模型参数估计值以及预测序列的时间响应式.该方法不仅提高了模型对所分析序列的拟合度,还可充分利用时滞参数函数的数学性质,进一步研究时滞因素对系统发展趋势的影响.最后,将GM(1,1|τ_i)模型应用于福建省全省沿海港口货物吞吐量预测,并将建模预测结果与经典的GM(1,1)模型和GM(1,1,τ)模型进行比较.结果表明当原始序列具有时滞效应时,GM(1,1|τ_i)模型具有更高的建模精度,能够反映出更为复杂的系统时滞变化情况,扩展了含时滞参数灰色预测模型的适用范围.     

PDM变换器的等效电路模型与小信号分析

针对基于脉冲密度调制(PDM)控制方式的DC/AC变换器,并根据电路等效原理,建立了PDM变换器的等效电路模型。根据该等效电路模型,采用状态空间平均法,分别建立了连续导电模式(CCM)和间断导电模式(DCM)下PDM变换器的状态空间平均方程,分析了基于输出电流幅值的动态小信号特性,最后建立了PDM变换器的小信号模型。该模型确切反映了变换器的动态特征,为PDM电源的小信号分析及其控制系统设计提供了理论支持。该模型还为正弦波电流幅值调制(SCAM)提供了理论依据。     

时频差精度的时变性影响及补偿估计方法

到达时差(time difference of arrival, TDOA)和到达频差(frequency difference of arrival,FDOA)/频差无源定位体制中,定位精度取决于时频差参数的估计精度。针对微纳卫星定位系统中时变参数估计性能随累积时间增加会出现恶化的问题,分析了相对频率扩展(relative frequency companding, RFC)对频差方向复模糊函数(complex ambiguity function, CAF)峰的扩展效应,推导了无补偿的RFC对频差估计精度的影响,给出频差估计精度的衰减因子及最优累积时间。在理论分析的基础上,提出一种时变补偿的时频差估计方法,用以克服时变特性引起的时间及频率扩展效应。仿真结果表明,该方法可有效消除参数估计精度的损失,估计精度逼近非时变参数的理论极限。     

基于波浪谱与钻井船RAO的钻井船运动模拟

钻井船运动对深水钻井隔水管动力性能有重要影响.提出一种根据波浪谱和钻井船响应幅值算子(RAO)模拟钻井船随机运动的方法.为充分模拟钻井船运动,建立了包括钻井船平均偏移、不规则波浪导致瞬时波频运动和二阶波浪力导致的低频慢漂运动的钻井船运动模型.采用随机波浪模拟技术得到具有不同波高、周期与相位角的组成波序列.根据响应幅值算子(RAO)所定义的钻井船运动与不同频率的波浪之间的幅值比与相位差和钻井船运动数字模型,迭代产生随机波浪作用下钻井船运动,并基于MATLAB仿真平台实现了上述算法.     

机载雷达超低空多径目标稳健STAP方法

超低空目标与环境之间存在耦合多径效应,产生“镜像”虚假目标,严重恶化协方差矩阵估计和运动目标检测性能。针对这一问题,该文提出基于时域优化的多点联合幅相约束的稳健空时自适应处理(space-time adaptive processing,STAP)方法。基于超低空目标及其“镜像”目标多普勒扩展特性的分析,提出了目标及临近空时二维域多点联合幅相约束的STAP方法,并基于保形约束推导了时域响应的解析解,实现了STAP二维响应的主瓣保形,克服了目标多径效应造成的检测性能损失。仿真实验验证了该文方法的有效性。     

分数阶混沌系统的仿真方法研究

针对分数阶混沌系统的理论分析比较烦琐,基于分数阶混沌系统常用的频域和时域两种分析方法,研究了,分数阶混沌系统的动态仿真、电路仿其和数值仿真3种仿真方法。利用分数阶积分算子的频域描述函数,设计了分数阶积分算子的动态仿真模块和等效电路模块,通过分数阶混沌系统动态仿真和电路仿真,可实时地观察系统变量的演化规律;采用分数阶微分算子的Adams．Bashforth-Moulton预估校正算法,实现了分数盼琨沌系统的数值仿真,利用仿真输出数据可分析分数阶混沌系统的动力学特性。分数阶非耗散Lorenz混沌系统仿真实例证明了这3种仿真方法的有效性。     

等离子体羽流的低频RCS数值分析

探讨综合利用时域有限差分法(FDTD)和热力学原理计算等离子体羽流的电磁散射特性。以化学平衡流动为前提,采用最小自由能方法确定火箭发动机喷口处的电子密度;验证了基于辅助差分方程(ADE法)和Z变换方法对羽流电磁特性进行时域建模的正确性。弹道导弹(火箭)羽流雷达截面(RCS)的计算实例表明现有雷达,特别是低频段雷达有可能利用羽流的散射实现对主动段导弹的探测。     

SC-FDE系统中基于UW的联合信道估计均衡算法

针对基于特殊字(unique word, UW)帧结构的单载波频域均衡(single carrier frequency domain equalization, SC-FDE)系统提出一种联合信道估计噪声预测最小均方误差-残留码间干扰消除(minimum mean square error-residual intersymbol interference cancellation, MMSE-RISIC)均衡算法。该算法包括噪声预测MMSE-RISIC均衡算法与基于UW的噪声消除时域信道估计算法, 并将频域均衡算法与信道估计算法相结合。最后,利用华北地区300 km的9径散射链路参数进行仿真, 结果表明基于UW的噪声消除时域信道估计算法较基于UW的时域信道估计算法总体性能有所提高, 当误码率为10^-2时信噪比大约有1.2 dB的性能增益; 联合信道估计噪声预测MMSE-RISIC均衡算法相比改进MMSE-RISIC均衡算法性能也有提高, 当误码率为10^-2时信噪比大约有3.2 dB的性能增益。     

分量载频差极小时频信号的超分辨率分析方法

针对多个调制形式完全相同且分量间载频差极小的时频信号,提出了一种超分辨率分析信号的模型和方法。首先,以各分量的幅度和相位为状态变量,信号的时域观测和基于相同调制形式而构建的瞬时频率斜率为测量方程,为分量间载频差极小的时频信号构建多观测的状态空间模型。然后,为了估计模型需要的分量数目,利用匹配解调变换将原信号解调为近似平稳的窄带信号,再使用稀疏迭代自适应协方差估计该窄带信号在时间窗内的协方差,基于这一估计协方差并利用判别函数法估计该窗内的分量数目。最后,以多个滑动时间窗内估计结果的众数作为信号分量数目,就可基于提出的模型以及数据融合滤波算法对时频信号进行超分辨率分析。仿真结果表明,所提方法的性能优于其他方法。     

分量载频差极小时频信号的超分辨率分析方法

针对多个调制形式完全相同且分量间载频差极小的时频信号,提出了一种超分辨率分析信号的模型和方法。首先,以各分量的幅度和相位为状态变量,信号的时域观测和基于相同调制形式而构建的瞬时频率斜率为测量方程,为分量间载频差极小的时频信号构建多观测的状态空间模型。然后,为了估计模型需要的分量数目,利用匹配解调变换将原信号解调为近似平稳的窄带信号,再使用稀疏迭代自适应协方差估计该窄带信号在时间窗内的协方差,基于这一估计协方差并利用判别函数法估计该窗内的分量数目。最后,以多个滑动时间窗内估计结果的众数作为信号分量数目,就可基于提出的模型以及数据融合滤波算法对时频信号进行超分辨率分析。仿真结果表明,所提方法的性能优于其他方法。     

Piecewise linear recursive convolution FDTD method for magnetized plasmas

1 .INTRODUCTIONThe finite-different ti me-domain(FDTD) methodhas been widely used to si mulate the transient so-lutions of electromagnetic wave propagation in va-rious mediaincludingisotropic material ,anisotrop-ic material , dispersive media , and ti me-varyingmedia . Over the past decade years , there havebeen numerous investigations of FDTD dispersivemedia formulations . These include the recursiveconvolution (RC) methods[1 ~5],the auxiliary dif-ferential equation (ADE) methods[6 …     

UWB radar target recognition based on time-domain bispectrum

1 .INTRODUCTIONWith rapid development of computer technology ,modern radar is required to not only find and tracktargets but also extract ,classify and identify tar-gets which signatures have been detected by radar .Information and signatures of target can be extrac-ted fromamplitude and phase of echoes .But thosecan not be extracted using power spectrumbecauseit suppress phase information of signal , moreover ,the method can not eli minate clutter and noise .In recent years , the researc…     

高效率高精度的OFDM载波频率捕获和信道估计算法

实现简单、精度高的载波频率捕获和信道估计算法是OFDM研究的重点。本文根据OFDM系统特点，分析了OFDM系统的时域载波频率捕获和信道估计方法。提出使用同一种辅助数据帧，利用两种不同的算法，进行载波频率捕获和信道估计的思想。这种算法提高了系统的频谱利用率，同时也具有容易实现的特点。仿真结果表明，算法具有不受定时误差影响，精度较高，计算量较少等优点。     

基于移位算子方法的通用介质CFS-PML实现

针对通用色散介质时域有限差分方法计算时完全匹配层吸收边界截断的问题,提出了一种新颖的复频率完全匹配层实现方法。该方法从拉伸坐标系的麦克斯韦旋度方程出发,首先利用移位算子方法得到拉伸坐标张量系数的移位算子表示式,进而得到完全匹配层的时域有限差分更新公式。该公式与计算区域内的介质无关,可用于通用介质情况。数值计算结果表明,所得吸收边界在内存占用、计算时间、应用场合等方面均表现出色,且推导简单,概念明确。