CHTEM-I直升机时间域航空电磁发射系统研究

提出一种直升机时间域航空电磁发射系统,采用PWM调制技术实现梯形波发射波形的上升沿及平顶段电流可控,提高输出电流的控制精度,解决上升沿、下降沿拖尾的问题,并利用软硬件相结合的方法消除下降沿过冲;研究大功率器件的并联技术和软关断技术,实现大功率器件的动、静态均流;设计双闭环稳压电源,提高发射电流波形的稳定性,改善一次场质量;将CHTEM-I系统应用于野外测试。研究结果表明:CHTEM-I系统的发射磁矩达254 469 A·m~2,发射电流上升时间小于2.2 ms,峰值为500 A,下降沿关断时间小于1 ms,具有发射磁矩大、信噪比高、波形稳定性好、反应深层地质信息能力强的特点。     

新型航空瞬变电磁法脉冲电流发射电路研究

提出一种新型航空瞬变电磁法脉冲电流发射电路,利用Buck电路与H桥电路相结合的方式,将H桥路作为Buck电路的负载,H桥路来控制发射电流的方向,Buck ZCS-PWM(降压式零电流开关脉宽调制)电路控制发射线圈两端电压,提升开关器件工作频率,降低开关损耗,解决传统瞬变电磁法发射电路脉冲电流上升沿与平顶段噪声强、纹波大问题,采用馈能恒压钳位电路提高钳位电压、减小脉冲电流下降沿时间,在H桥路中加入阻断二极管来消除下降沿电流过冲。讨论Buck ZCS-PWM控制技术对脉冲电流上升沿与平顶段波形质量的影响,钳位电压与下降沿时间的关系,给出具体设计方案及电路参数,采用仿真和实验的方法将其与传统发射电路所得电流波形进行对比分析。研究结果表明:新型航空瞬变电磁法脉冲电流发射电路输出电流波形具有上升沿与平顶段噪声与纹波小,开关损耗小,下降沿时间短,线性度高,电流无过冲等优点。     

PWM斩波与恒压钳位控制瞬变电磁发射系统

针对磁性源发射系统中波形质量差,效率低、下降沿关断慢等问题,提出一种PWM斩波和恒压钳位控制方式相结合的控制方法,并通过软件仿真比较采用该方法的发射电路与传统的H桥发射电路的波形质量和关断时间。研究结果表明:该方法通过提高发射线圈电流下降段的馈能电压,加快IGBT关断过程发射线圈电流下降速度,缩短关断时间,丰富发射波形的频率成分,有利于瞬变电磁探测。同时,馈能环节能够回收发射线圈能量,提高整个发射系统的效率。采用PWM斩波控制技术控制发射电流平顶段,平顶段发射电流斜率为0,降低了发射电流上升段和平顶段对接收信号的干扰。发射波形近似理想梯形波,与无钳位的传统发射电路相比,在发射电流为15 A的情况下,下降沿时间由500μs缩短为100μs,对于浅层的探测效果更好。     

串联谐振式半正弦航空电磁发射系统

为增大直升机吊舱式航空时间域电磁发射系统的发射磁矩,提高空间分辨能力,设计一种由电阻、电感和电容组成的RLC串联谐振式半正弦航空电磁发射系统。采用RLC串联谐振的方法实现提高发射电流的上升与下降速率,得到发射磁矩大、电流峰值高、波形稳定性好的半正弦波发射电流;采用单稳态触发芯片延时主控单元控制信号的方法,消除下降沿过冲;研究峰值电流采集记录技术,并通过Simulink仿真与实验验证理论分析的正确性。研究结果表明:由RLC串联谐振方法得到的发射电流峰值为2 550 A,最大发射磁矩可达510 kA·m~2,脉宽为4.1 ms,具有发射磁矩大、电流峰值高、波形稳定性好、空间分辨能力强的特点。     

一种频域电磁探测发射机的研究与设计

电磁探测设备是国内外研究的热点.本文通过分析频域电磁探测发射机的拓扑结构,设计了具有上升、下降沿均钳位,且输出电流阶段连接恒流源的发射电路,以及钳位电压源电容、恒流电感值,并建立了系统模型.仿真结果表明,该频域电磁探测发射机能在感性负载较大、发射频率较高的情况下,输出电流幅值大且为常规桥式发射电路3倍,具有交流方波稳定、线性度良好等优点.     

一种高集成度的DC-DC开关电源软启动电路

设计并实现了一种高集成度的DC-DC开关电源软启动电路,使用DAC控制方式产生线性上升的软启动电压,控制DC-DC平稳启动,避免浪涌电流和输出电压过冲.通过抑制开关噪声和提高镜像电流精度等措施提高软启动电压线性度.不使用大电容,使得电路具有高集成度和低功耗.提出的软启动电路已成功集成于一款采用0.6μm CDMOS工艺的高压Buck DC-DC开关电源中,其所占面积仅为0.025mm2.实测结果表明:在整个负载范围内,DC-DC输出电压和电感电流都实现了平稳启动,软启动时间达到4.5ms.并且在输出短路或过温关断的情况下也实现了平稳软启动.     

无差拍控制在光伏发电并网逆变器中的应用

输出波形作为一个评判逆变器优劣的标准之一,已经有很多相关的控制策略。无差拍控制作为一种受干扰影响小,控制过程不会出现过冲且开关频率不变等优点的控制方式,已经在很多方面得到应用。该文首先对无差拍原理进行分析,并对获得PWM的占空比过程进行了推导,给出了参考电流的得到方法,最后在MATLAB上就所得系统进行建模仿真。     

基于幅值追踪法的航空电磁波形优化控制

针对时间域航空电磁法双极性梯形脉冲的下降沿线性度低和高压钳位电路损耗大等问题,提出一种波形优化控制方法,通过分析全桥逆变电路原理,推导出发射电流表达式,求解下降沿关断的初始时刻;建立最佳拟合直线并代入电流公式,推导出钳位电压理论公式;采用幅值追踪法对钳位电压进行闭环控制,优化下降沿线性度。仿真与实验结果表明:系统在长时间运行下,过渡时刻波形稳定度高,系统测量精度高;当发射电流峰值为400 A时,下降沿线性度可提高至99.77%;降低钳位电压有效值可以减小电容热损耗,并实现馈能,提高系统效率;调节下降沿关断速度,可以满足不同探测要求。     

改善发射机电流波形的电路设计与实验

设计了一种新型无源能量回馈缓冲电路 ,该电路通过两种方法改善了发射机电流的波形 :当改变缓冲电路中电感线圈参数时 ,可以改善发射电流波形 ,关断波形线性下降 ;当改善驱动信号时 ,也可以改善电流波形。实验结果表明 :这两种方法方便可行。     

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.     

基于松下FP0-PLC的MG995舵机控制系统实现

随着PLC在工业控制的广泛应用,基于松下FP0-PLC输出波形PWM占空比可调的特性设计了对MG995舵机的控制系统。该系统应用PLC定时器触发和采集PWM的边沿来通断PWM波形的输出,通过接口电路完成PLC输出的电平到舵机TTL的电平转换,达到对MG995舵机的控制。实验结果表明,该系统PWM脉冲宽度在0.5ms～2.5ms之间任意变换,实现了角度不断变化和保持的控制,能够很好的控制MG995舵机,达到系统的控制目标。     

基于松下FP0-PLC的MG995舵机控制系统实现

随着PLC在工业控制的广泛应用,基于松下FP0-PLC输出波形PWM占空比可调的特性设计了对MG995舵机的控制系统。该系统应用PLC定时器触发和采集PWM的边沿来通断PWM波形的输出,通过接口电路完成PLC输出的电平到舵机TTL的电平转换,达到对MG995舵机的控制。实验结果表明,该系统PWM脉冲宽度在0.5ms～2.5ms之间任意变换,实现了角度不断变化和保持的控制,能够很好的控制MG995舵机,达到系统的控制目标。     

三相电压型PWM逆变器在EPS电源系统中应用研究

针对EPS电源系统要求输出高质量电压波形的特点,提出了三相电压型PWM逆变器的一种电压电流双闭环控制方法,通过建立三相电压型PWM逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型,利用电压外环实现对输出电压的稳定控制,电流内环实现对输出电流的控制,仿真证明该方法有效地改善了应急电源系统的动态响应及抗扰能力.     

一种新的PWM整流器电感上限值设计方法

从PWM整流器网侧输入正弦电流在过零处最大变化率与其所能承受最大功率的关系出发,分析了在电流过零处一个PWM采样周期内输入电流变化率与各开关导通时间的关系,提出了一种PWM整流器网侧电感上限值的设计方法.同时在Saber仿真平台上进行了仿真实验,得到了不同电感值情况下系统输出直流电压和输入电流的变化波形,结果验证了这种设计方法的正确性和可行性.     

直流电机综合测控系统设计

一般的脉宽调制PWM信号是通过模拟比较器产生的,比较器的一端接给定的参考电压,另一端接周期性线性增加的锯齿波电压。当锯齿波电压小于参考电压时输出低电平,当锯齿波电压大于参考电压时输出高电平。改变参考电压就可以改变PWM波形中高电平的宽度。若用单片机产生PWM信号波形,需要通过D/A转换器产生锯齿波电压和设置参考电压,通过外接模拟比较器输出PWM波形,因此外围电路比较复杂。     

伪随机编码磁性源瞬变电磁发射技术及电磁响应分析

为了设计一种伪随机编码磁性源瞬变电磁系统,从关键技术和电磁理论方面讨论该系统的设计与该系统在均匀半空间大地模型下所使用的正反演方法。首先对比分析4种伪随机编码的特性,从中选择m序列作为系统的激励信号;然后,基于有源恒压钳位技术设计系统发射电路,正演出实测数据的电磁响应。根据m序列伪随机编码系统辨识理论,响应波形经预处理后得到大地脉冲响应估计值并与标准值比较。研究结果表明:该磁性源瞬变电磁系统可以克服感性负载的阻碍作用,发射出波形质量高的伪随机编码电流;若电流波形的自相关性好,即使电流波形出现一定程度失真,仍可以获得与理论值很接近的大地脉冲响应估计值,预处理结果不完全依赖伪随机编码电流波形。     

EDA技术在步进电机驱动中的应用

介绍一种采用EDA技术输出PWM控制信号,实现对步进电机驱动细分.利用FPGA中的嵌入式EAB构成LPM_ROM存放步进电机各相细分电流所需的PWM控制波形数据表,并通过FPGA设计的数字比较器同步产生多路PWM电流波形,实现对四相步进电机转角进行均匀细分控制.该设计简化了外围电路,控制精度高,控制效果好.     

电压型PWM(VSR)整流器双闭环控制方法

依据电压型PWM整流器在d-q同步旋转坐标系下的数学模型,按照系统控制目标,采用电压外环、电流内环的双闭环控制方法,稳定电压型PWM整流器输出直流电压,控制其输入电路的波形和相角,仿真验证该控制方法合理有效.     

PWM型变频器输出谐波及其抑制技术的仿真研究

建立了PWM型变频器输出波形的数学模型,得出了n个奇次谐波的幅值与1/4周期内的触发次数m之间的m阶方程组.采用数值法对方程进行求解.用计算机算出可消除m个由低到高奇次谐波的触发角系列,并对结果进行仿真研究,按给出的触发角控制方案进行控制的变频器输出的线电压、相电压和相电流波形.仿真结果表明,所得电流波形已与正弦波接近,经证明是一种有效的谐波抑制技术.图6,表1,参7.     

变速恒频风力发电系统网侧PWM变换器控制策略

通过建立应用于恒频变速风力发电系统的三相电压源型PWM变换器在两相旋转坐标系下的数学模型,针对三相电压源型PWM变换器输出电压响应慢的缺点,本文采用电压电流双闭环控制的网侧变换器及空间电压矢量SVPWM调制方式,在Matlab/Simulink中进行了系统建模和仿真研究。仿真结果表明,该控制策略能够快速调节直流侧电压达到稳定,能够控制输入电流波形及相位,验证了该控制策略的可行性。