基于SPWM的采样法优化

论述了SPWM控制原理及目前广泛应用的几种采样方法,对比分析了这几种采样方法的优缺点.提出了基于比例计算进行采样的不对称优化规则采样法,使脉冲宽度较传统采样方法更接近于自然采样.基于不对称优化规则采样法,应用dsPIC30F3011控制三相ACIM进行试验验证.试验结果表明,采用此采样法控制电机,可靠性好,抗干扰能力强,电机运转更加平稳,有较大的应用价值.     

波形对称度的直接测量及实施的几个关键问题

在对波形对称度数学建模的基础上分析了能跟踪波形频率,独立离散采样的原理,提出了用硬件产生A/D转换芯片的启动控制信号和数据采集模板的实施方案。详细讨论了误差评估、锁相环技术和模33串行计数器等关键问题。对称度测量范围为0%~100%,频率范围为50 Hz~100 kHz,标定试验精度可达1%。该模块可与8位单片机最小系统灵活方便的接口。可广泛应用于工频、音频及超声波领域对波形对称度的直接测量。     

基于AVR单片机的逆变电源系统研究

针对现代电源变频调幅的要求,提出了利用对称规则采样原理产生SPWM信号,选用ATmega16单片机,设置其16位计时器为相位修正PWM模式产生SPWM信号,结合查表及在线计算方法,实现变频调幅.同时利用其内部集成的AD模块对逆变桥输出进行采样并进行均值滤波处理,实现对系统的PI闭环控制.采用IR2110作为驱动桥,并通过全桥逆变电路及LC无源滤波实现正弦波的输出.系统加入过温过流监测模块,并有人机交互界面.实验的结果表明,此方案输出电压动态响应速度快,具有良好的精度控制及实时性,波形失真小,可靠性高.     

不同结构的超级电容器阻抗谱

研究了不对称超级电容器和碳/碳超级电容器在化成前后的阻抗谱变化规律.由锰酸锂(LiMn2O4,LMO)和活性碳(activated carbon,AC)组成的不对称超级电容器经过化成,电容器的高频(10 kHz)交流阻抗没有明显变化,而低频电容明显提高.不对称超级电容器由于采用电池型电极材料作为其中一极,使得其阻抗特性与碳/碳超级电容器的阻抗特性不同.通过对化成前后的超级电容器交流阻抗谱进行分析,利用复数电容和复数功率两种形式讨论了不对称超级电容器的阻抗变化规律,确定了不对称超级电容器的时间常数;通过碳/碳超级电容器与不对称超级电容器的阻抗行为的比较,说明电池型电极的引入对电容器的频率响应特性造成的影响.     

基于三通道不可分对称小波的多聚焦图像融合

提出一种基于三通道不可分对称小波的多聚焦图像融合新算法.利用矩阵扩充的方法,给出一种三通道不可分对称小波滤波器组的构造方法,用所构造的滤波器分别对两组多聚焦图像作非下采样多尺度分解,对低频子带采用区域能量取大、对高频子带采取区域锐度取大的融合规则来对分解后的子图像进行融合,最后通过小波逆变换得到融合结果图像.实验结果表明,基于该方法的融合结果图像比传统的基于张量积小波的方法具有更高的空间分辨率和清晰度.     

基于KF和虚拟技术的最优盲水声信道均衡算法

为了准确估计水声信道的多途数和多途时延,将虚拟技术和卡尔曼滤波(KF)盲自适应算法相结合,提出基于虚拟技术和KF的盲自适应水声信道均衡算法.采用虚拟技术将多途干扰和系统电噪声虚拟成环境噪声,基于最小均方误差(MMSE)准则下KF的最优估计特性,实现水声数据传输在信道环节的最优盲估计.短途水声通信试验(收发节点水平距离14 m,载波频率10 kHz,采样频率100 kHz,码元速率64.5 bit/s)和长途水声通信试验(收发节点水平距离5 km,载波频率6 kHz,采样频率48 kHz,码元速率11.8 bit/s)结果验证了所提算法的有效性.     

GPS软件接收机捕获算法的FPGA仿真

探讨了GPS软件接收机的前端采集数据结构、C/A码捕获算法原理、Virtex2p开发板原理.为了能在FPGA(可编程门阵列)上实现GPS信号并行捕获算法,采用了补零计算来弥补算法中采样点不基于2N的不足,并且在Simulink环境下运用基于FPGA的应用软件SystemGenerator进行了补零后的并行捕获算法的FFT模块、虚数乘法模块、平方模块等搭建编程.同时采用了Matlab中的M文件将采样数据仿真成模拟信号导入完成仿真实验,并将仿真结果与Matlab结果进行了相应的比较和分析,得到与Matlab结果同样的捕获频率.虽由于补零引起小于1个码元(16个采样点)的采样点误差,但不影响捕获结果,证实了System Generator在FPGA实现捕获算法可行性.     

一种不对称DFT算法及其应用

为了得到良好的统计特性,DFT(离散傅里叶变换)算法要求时域采样点数N足够大,但N越大计算量也越大.针对电力系统谐波分析中谐波次数远小于时域采样点数的特点,提出一种适用于电力系统谐波分析的不对称DFT算法,并从理论上论证了不对称DFT算法给出的结果正好是谐波系数的最小二乘估计.同时研究了不对称DFT算法在电力系统谐波分析中的应用,研究结果表明,不对称DFT算法不仅计算量比标准FFT算法少,而且统计特性也十分优良.     

关于交流电量的采样计算公式

文中提出了一整套根据对波形的离散采样值计算交流电流、电压、有功功率和无功功率的计算公式,这些公式对于被测量含有谐波和被测三相系统不对称的情况也适用,它为应用高速数字信号处理器测量交流信号,提供了计算和采样的方法.     

列车交会空气压力波测量的影响因素

研究了连接动态压力传感器的信号线长度、放大器的滤波频率和数据采集系统的采样频率对空气压力波测量的影响.研究结果表明,当传感器信号线长度小于100 m时,对传感器输出的动态信号影响不大于1%,满足列车交会空气压力波实车测量要求;放大器的滤波频率和数采系统采样频率对空气压力波的测试结果均有较大影响,应采用带低通的应变放大器,滤波频率以100 Hz为宜;随着采样频率的增加,测量得到的空气压力波幅值增大,采样频率增加到1 kHz后,测量结果趋于稳定.在列车交会空气压力波实车测试中,为保证测试的准确性,节省设备内存空间,采样频率取1 kHz较合适.     

节能型电动车控制系统的研究

提出了正弦脉宽调制型变频调速技术在电动车上的应用方案,开发了一种基于M 37705单片机系统的电动车控制系统.它运用规则采样法产生正弦脉宽调制波,通过开关角的控制抑制逆变器输出电压中的谐波分量,降低了电动机的损耗和转矩脉动,使电动车的运行性能得到了较大改善.     

基于Verilog的量程自转换数字频率计

本文运用Verilog语言,采用自顶向下的电子系统设计方法,在QuartusⅡ5.0软件环境下,将设计的数字频率计分为5个功能模块分别是分频模块、控制模块、计数模块、锁存模块和显示模块,然后将这五个模块一起生成最终的顶层文件,利用CPLD器件实现了量程自转换,测量精度较高,可以正确显示的数字频率计的设计。     

基于DDS的高精度大功率调频源设计

介绍了一种基于DDS的正弦脉宽调制(SPWM)技术实现调频调幅输出的串联谐振式电源的工作原理,采用可编程器件实现基于DDS的SPWM波及大功率的IPM构成全桥逆变主回路,简化了设计,提高了电压、频率输出精度,缩小了设备的体积.     

一种基于谐波抑制的正弦脉宽调制信号的实现

在对正弦脉宽调制(SPWM)信号进行分析的基础上，提出了一种改进的SPWM信号计算方法，即对脉宽差幅值进行分段线性量化，使求解整个SPWM信号的脉宽只需要很少的几个特征参数。该方法与传统SPWM方法相比，不但大大降低了实现的复杂性，而且达到了预期的谐波抑制效果，经复杂可编程逻辑器件(CPLD)验证，实际的谐波测试结果表明本方法是有效的。     

基于EPM240和MSP430的等精度频率计

为提高信号频率的测量精度,设计了基于EPM240和MSP430的等精度频率计,包括恒温晶振、等精度计数单元和频率计算显示单元。该等精度频率计以CPLD（Complex Programmable Logic Device)芯片EPM240T100C5和单片机MSP430F149为核心,YM1602为液晶显示模块,单片机启动CPLD完成等精度计数后读取计数值进行频率计算并显示。理论计算及实际测试结果表明,该频率计的量程为0.5 Hz～10 MHz,全程测量相对误差小于2×10^-8,满足项目中的测频要求。     

小功率单相电机的单片机变频调速系统研制

针对以DSP、FPGA为主控器,采用三相逆变器变频调速单相电机存在系统较复杂、性价比较低、不利于小型化等缺点,提出以PIC单片机为核心的变频调速系统：根据双极性SPWM算法,CCP模块实现相位差为90℃的2路SPWM输出,由单边缘滞后电路扩展为具有死区时间控制的4路信号,通过隔离器件HCPL3120驱动H逆变桥,实现对单相电机从8—50Hz的变频调速．试验结果表明设计方法可行,效果理想．     

基于传感器的频率补偿电路研究

探讨了一种频率补偿电路，将一个在高频部分衰减了的“模拟某传感器特性的电路模块”高频部分补偿回来，所有频率补偿部分都采用了模拟电路方案来实现。传感器特性的电路模块的模拟高性能音频运算放大器0PA2134，能够做到超低失真，低噪声音频应用完全指定。整个补偿模块实现了在频率达到100kHz时衰减，并在70kHz前没有明显波动，最后用MSP430f5438a低功耗单片机显示输出峰值及对应波形。     

单载波调制单相三电平不对称光伏并网逆变器

介绍了一种适用于小功率光伏并网发电系统的单相三电平不对称逆变器。针对三电平电路正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)使用过多三角波层叠、占用系统资源多的问题,基于数字信号处理器(digital signal processing,DSP)给出了一种只使用一个载波的改进型SPWM实现方式。引入了一种空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)方式,分析了上述两种方法的一致性和优缺点。在并网控制中采用了一种改进型的比例谐振控制器(proportional-resonant,PR),相对于理想PR控制器,具有受电网频率波动和数字系统离散化影响小的优点。通过仿真和搭建小功率试验台的方法,验证了控制策略和调制方式的可行性。     

一种计算机并行数据通讯的解析与监听

讨论了对Siemens R30计算机间并行数据通讯的解析与监听系统设计实现问题.通过解析并行数据通讯协议及线序和对监听系统的硬件电路设计及软件设计,实现了对SiemensR30计算机间的并行通讯监听和由基于Windows系统下的PC机向Siemens R30计算机的报文发送.系统的硬件电路由接收接口电路、光电隔离电路、CPLD控制电路和单片机控制电路四个主要部分组成;软件部分由CPLD程序、单片机程序和微机程序三个主要部分组成,微机程序采用了报文信息接口AMI(Alarm Message Interface)消息机制进行数据分发.该监听系统在某冷轧厂在线投入,运行稳定可靠,满足了研发需要.     

光栅四倍频细分电路模块的分析与设计

给出一种新的光栅位移传感器的四倍频细分电路设计方法. 采用可编程逻辑器件(CPLD)设计了一种全新的细分模块,利用Verilog HDL语言编写四倍频细分、辨向及计数模块程序,并进行了仿真. 仿真结果表明,与传统方法相比,新型的设计方法开发周期短,集成度高,模块化,且修改简单容易.