电流环时序方法在PWM整流器中的应用

为了提高大容量脉冲宽度调制(pulse-width modulation,PWM)整流器的电流环带宽,将一种新的采样-计算-更新时序方法应用于电流环。该方法利用高速微处理器的运算能力,消除了电流环中的计算延时,但同时限制了整流桥交流侧电压矢量的幅值,降低了电网电压升高时PWM整流器对交流侧电流和直流母线电压的控制能力。利用PWM整流器功率因数可调的优点,在电网电压升高时控制PWM整流器从电网吸收一定的无功功率,可以对此进行一定的补偿。实验表明,该方法的应用显著增加了电流环带宽,配合对无功电流的控制,提高了PWM整流器的性能。     

一种应用于FPGA时钟管理单元的锁相环设计

设计了一种应用于FPGA时钟管理的可变带宽锁相环.该锁相环采用开关电容滤波器实现可变电阻滤波功能,用反比N电流镜(N为反馈分频系数)来为电荷泵提供偏置,使电荷泵电流与偏置电路电流成1/N的比例关系.本文还提出了用虚拟开关减少了开关两端电压的非理想电荷效应,并设计了一种5级延时单元组成的环形压控振荡器,显著提升了输出频率范围.该锁相环实现了环路带宽与输入频率比值固定,从而使环路带宽能够自动跟随输入频率在较宽范围内变化,保证了其稳定性.本文采用CMOS 65nm数字工艺流片,电源电压为1.2V,作为时钟管理单元IP核嵌入于复旦大学自主研发的FDP5FPGA芯片中.测试表明,本文设计的PLL环路带宽在0.7MHz到13.4MHz能够跟随输入频率在18~252MHz范围内变化,输入频率与环路带宽比值近似为20,产生762MHz~1.7GHz的宽范围输出时钟,阻尼因子均方差不超过8%.     

交流伺服系统的高响应电流环控制

分析电压输出滞后、电流采样延时和交直轴(d-q轴)电压耦合等制约电流环带宽提高的因素,提出一种复矢量解耦的电流环预测控制算法.采用电流环预测控制算法提高电流环响应;对当前时刻电流进行采样,得到下一时刻的电压,减少电流采样延时;采用占空比双次刷新控制算法缩短电压输出滞后时间;采用复矢量解耦的方法解决d-q轴电压耦合问题,进一步提高电流环性能.结果表明:相较于比例-积分控制算法,文中方法具有更优的电流环响应性能.     

延时锁定环的研制

本文论述了根据相关理论研制出的延时锁定环的工作原理,并将由相关函数推导出的跟踪环的相位误差函数用于控制压控振荡器,使本地码跟踪接收码。该环采用步进式捕获方式,在联机调试中工作稳定可靠,精确地测量了环路的误差曲线、捕获带宽、跟踪带宽和锁定时间。     

基于Σ-Δ采样的高性能PDF电流控制策略研究

针对永磁同步电机(PMSM)电流环控制精度低、动态性能差等问题,采用伪微分反馈(PDF)控制器并结合Σ-Δ采样法进行控制策略设计.为最大程度提升系统的动态性能,基于伪微分反馈控制环路模型对电流环带宽限制因素进行分析,提出了一种改进PDF电流控制策略.该策略考虑PDF算法结构特性及Sinc3滤波解调特点,通过设计抽取率不同的双反馈回路并结合即时采样即时更新策略,最大程度降低环路延迟对系统动态性能的影响.在相同的永磁同步电机模型参数下,仿真对比不同控制策略下电流环响应性能,并基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)伺服平台进行验证.仿真及实验结果表明:提出的改进PDF控制策略能在不改变开关频率前提下拓展电流环带宽3倍以上,且具有较好的抗谐波扰动能力,大幅提升交流伺服系统控制性能,满足高性能应用场合需求.     

一种改进的复合型弱信号载波跟踪方法研究

论述了使用FFT跟踪载波的方法。在标准锁相环(PLL)的基础上引入平方检测器,形成了一种更先进的跟踪结构——非相干模块处理跟踪环路(NCBP)。并对此环路进行改进,提出了使用FFT和非相干模块处理跟踪环相结合的复合软环跟踪GPS微弱信号的方法。通过模拟微弱GPS接收信号,从跟踪精度、环路锁定速度和环路的动态应力性能等方面比较了几种载波跟踪环的性能。仿真结果表明:该复合软环可以提高环路跟踪精度和锁定速度,它的等效噪声带宽可以设得更小,减小引入到环路的噪声,提高环路稳定性。     

基于可变带宽可控根FLL-PLL跟踪算法分析与仿真

在信号跟踪环节中,载波跟踪是关键部分,而载波跟踪的改进主要体现在载波环路滤波器的设计上.为了均衡载波同步的跟踪精度、环路带宽与快速同步3者之间的矛盾,提出了基于相位锁定检测量的自适应可变带宽的锁频环(FLL)与锁相环(PLL)相结合的跟踪方案,同时利用可控根法来完成数字环路滤波器参数的设计.由仿真结果得出可控根法可直接设计数字滤波器参数而不依赖模拟概念,同时基于自适应变带宽的锁频辅助锁相跟踪环路可以扩大锁定范围,适应更高动态,自适应变带宽可以在不影响锁定精度的条件下缩短锁定时间,达到快速同步.此方法可折中载波跟踪的各性能,达到平衡状态.     

弹性分组环网络中最大接入延时

为了研究弹性分组环的网络性能,特别是业务的最大接入延时,为网络配置提供有效的参考,基于网络演算理论建立了弹性分组环业务传输模型,分析了弹性分组环网络中各类业务在网络中的最大接入延时,并提出在特定条件下各类业务最大接入延时的计算方法。仿真结果表明:弹性分组环网络中高优先级业务的最大接入延时小于低优先级业务的最大接入延时;业务最大接入延时与环路站点无关,不受环路规模的影响;环路业务量、整形器容量以及最大分组长度的增加都会使得业务最大接入延时增大。该计算方法易于实现,便于在工程环境下对性能快速估算,具有较好的实用性。     

峰值电流模BUCK变换器的建模及稳定性设计

基于小信号建模思想,建立了电感电流连续模式(CCM)下的BUCK变换器完整的小信号模型,推导出了控制-输出传递函数.通过分析电流采样对系统稳定性的影响及控制-输出传递函数中的零极点位置,提出一种电压环补偿电路,该结构产生了一对频率不同且随Cm变化的零点和极点,可用以灵活地对环路带宽及相位裕度进行微调.利用Matlab及Hspice仿真,验证了该建模方法及补偿方案的正确性,仿真结果表明:补偿后的变换器低频增益可达55dB,带宽为225kHz,相位裕度达到74°,环路在各种负载下均表现出优良的稳定性.     

光纤通道接力环实现与仿真

为解决光纤通道仲裁环线路利用率不高,节点间通讯的延时不确定的问题,提出了光纤通道接力环。接力环中信息帧在每经过一个节点都搭载该节点信息并接收别的节点发给该节点的信息。建立数学模型分析了不同情况下接力环的线路利用率和节点间的最大通讯延时。仿真结果表明:当环路上所有节点都要求通讯时,接力环的线路利用率能够接近1。接力环通讯无等待时间,可以确定通讯的延时,提高了通讯延时的确定性。     

基于DSP的DCM PFC控制器设计

给出了DCM模式下Boost型PFC的电流电压环数字控制器的设计方法,并且对电流电压环控制器进行了仿真和实验测试。电压环控制器的仿真和实验结果基本一致。由于控制器采用DSP实现,因此可以方便根据实际环路测试结果来对控制器参数进行调整,在环路稳定性和输入电流THD之间取得较好的平衡。     

数字Costas环的改进的分析与研究

本文介绍了数字Costas环原理,并对环路参数进行了详细的分析,设计了带有锁定/假锁检测机制的数字Costas环,为提高跟踪性能,并提出了环路变增益变带宽策略,进一步提高环路抑制噪声的能力。     

多径干扰下GPS弱信号跟踪算法研究

在带有多径干扰的、并且低载噪比的GPS信号下,分析了多径带来的码环误差以及因此引起的伪距误差的原理.在此基础上,考虑在码环跟踪的Strobe鉴相算法中,引入一个修正因子σ,使得码环跟踪时,对一定范围内的短多径起到抑制的作用.由于改进后的跟踪算法没有用到Q路输出,并且原信号为弱信号,因此需要跟踪环路提供好的载波跟踪性能.为此,考虑使用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法来替代原有的载波跟踪环路,提高跟踪环路的噪声抑制性能.在此基础上,将EKF载波环跟踪与修正后的码环跟踪结合起来使用,共同进行多径干扰下GPS弱信号的跟踪.     

基于新型谐振控制器的辅助逆变器控制器设计方法

提出一种基于新型谐振控制器的辅助逆变器控制器设计方法.系统阐述了电流环和电压环的建模及设计方法.电流环有效抑制了数字延时的影响,提高了系统动态响应.基于新型谐振控制器的电压环,有效减小了基波和谐波处的逆变器内阻,达到了抑制不平衡负载和非线性负载的目的.最后搭建了基于S-Function的虚拟DSP系统仿真模型,并通过实验验证了这种控制方法的优越性.     

锁相环与锁频环在数字Costas环中的应用

基于锁相环和锁频环的模型,研究了由两者构成的数字Costas环结构和性能.首先介绍了传统的数字Costas环模型,接着给出了鉴相器、二阶环路滤波器和三阶环路滤波器的结构,在此基础上分析了基于锁频环的数字Costas模型,实现了扩大Costas环的跟踪范围和提高跟踪精度的目的,最后给出了仿真结果,分析了两种环路单独和相结合后的应用和特点.     

弹载高动态卫星接收机环路设计及参数优选

通过对某155 mm炮射高动态旋转榴弹飞行动态应力变化规律及其对接收机基带信号处理的影响分析,提出一种适用于此类特殊环境下的高动态接收机环路跟踪策略. 从接收机环路跟踪性能角度出发,分析不同跟踪环路信号跟踪性能随噪声带宽变化规律,为合理选取噪声带宽提供理论依据. 实验表明,改进后环路设计方案不仅能较好地实现对弹道的检测,同时显著改善了检测信号的信噪比,提高了接收机的跟踪性能和抗干扰能力.      

支持用户SLA的公平EPON带宽分配算法

动态带宽分配算法是EPON的关键技术之一.现有的DBA算法在带宽利用率、公平性方面有待提高.借鉴现有算法的思路,结合公平性的现实意义,提出了支持多用户SLA的公平算法SOABR算法.SOABR算法消除了时隙末空闲和DBA延时,带宽利用率达到了最优化;按SLA比例为用户授权带宽,实现用户间公平.仿真实验证明,与改进的IPACT、HPFCT、Chadi Assi算法等3种典型算法相比,SOABR算法带宽利用率最高,真正支持用户等级划分,在区分服务模型下各类业务延时最佳.     

锁相环路中讯号同步作用的分析

捕捉带宽和同步带宽是锁相环路的重要性能指标,通过增加环路的直流总增益,例如在滤波器环节中,加大直流放大倍数,可以扩大捕捉和同步带宽,但直流放大器放大倍数过大,将容易引起漂移和压控振荡器(VCO)的饱和阻塞而使环路工作不稳定,并且还会降低环路的噪声性能.最近胡华春在文[1]中通过实验指出:将输入讯号同时注入到压控振荡器中(图1)可以大大增加环路的捕捉和同步带宽.本文用同步振荡理论和锁相原理导出了环路的基本方程,从而可以看到将输入讯号同时注入到压控振荡器中可以产生同步     

宽带多媒体卫星通信系统中的无线资源申请

系统分析了多媒体通信卫星网络MAC协议中的资源分配流程及资源申请时序关系,在此基础上,考虑卫星网络中的长延时环境,提出了一种基于流量预测的资源申请算法,以弥补现有算法严重滞后于流量变化的不足.该算法引入记录因子,对资源的申请与分配进行记录,以提高带宽的分配效率,减少带宽申请信令的数量,从而减少对网络资源申请的响应时间;将最小均方算法用于网络流量的预测,以削弱卫星链路长延时对网络资源申请造成的负面影响.仿真结果表明,该算法的性能大大优于现有的资源申请算法,在高负载度、长峰值传输时间的条件下,算法具有良好的适应性.     

基于FPGA的GPS接收机跟踪环路设计与实现

为提高GPS基带芯片跟踪环路的性能,提出一种基于FPGA跟踪环路的具体设计与实现方案.研究了GPS接收机跟踪环路的基本原理,在分析现有算法的基础上,采用锁频环辅助锁相环、动态码环和载波环辅助码环策略,利用Xilinx公司FPGA软硬交互工作方式的优点,在一片FPGA芯片上实现整体方案.该设计方案可提高系统的运行效率,节省系统资源,降低硬件成本.试验结果验证了其可行性与有效性.