基于SHE-PWM的D-STATCOM的控制器和脉冲发生器的设计

配电网静止无功发生器 (D- STATCOM)是电能质量技术的重要组成部分 ,控制器系统作为其关键部分 ,直接影响到 D- STATCOM的运行性能。该文介绍了特定谐波消除算法 (SHE- PWM)的基本原理和 D- STATCOM控制系统的硬件和软件构成 ,利用 PSCAD仿真软件分析了 D-STATCOM在各种工作情况下的控制效果 ,并应用数字信号处理器 (DSP)设计了相角和脉宽精度达到 0 .0 1°的 D-STATCOM 控制器和脉冲发生器。仿真结果表明 D-STATCOM性能优越 ,满足配电系统的要求 ;SHE- PWM算法很好地消除了输出电压、电流中的 5 ,7,11次谐波。实验结果验证了 D- STATCOM多 CPU控制系统的设计正确可行。     

BDS/GPS实时钟差估计及其精度分析

全球卫星导航系统(global navigation satellite system, GNSS)实时精密单点定位(precise point positioning, PPP)具有实时、广域定位的优点,目前在应用中存在实时钟差估计精度低的问题。文章利用平方根信息滤波(square root information filter, SRIF)实现实时卫星钟差滤波估计,采用全球80个国际GNSS服务(International GNSS Service, IGS)和多模GNSS试验跟踪网(Multi-GNSS Experiment, MGEX)的测站数据进行实时估钟,估钟结果与德国地球科学研究中心(GeoForschungsZentrum, GFZ)事后钟差进行对比,GPS钟差精度约为0.27 ns,北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System, BDS)地球静止轨道(Geostationary Earth Orbit, GEO)卫星为1.37 ns,倾斜地球同步轨道(Inclined Geosynchronous Orbit, IGSO)卫星...     

电磁法仪器高精度GPS同步系统设计

为了提高电磁法勘探仪器同步系统的同步精度和抗干扰性,提出一种新的基于全球定位系统(GPS)和恒温晶振(OCXO)的同步系统方案。通过对GPS秒脉冲特性和OCXO频率特性的分析,采用卡尔曼滤波对秒脉冲中的随机噪声进行滤波处理,提高其精度。并以处理后的秒脉冲信号作为基准在线校正OCXO基本时钟,保证其输出频率的精度。采用具有电磁兼容设计的MC9S12XS128微控制器实现秒脉冲的卡尔曼滤波和OCXO在线PID校正,提高系统的抗干扰能力。研究结果表明:GPS锁定时同步脉冲精度稳定在25 ns以内。该方案提高同步系统的同步精度和抗干扰性,同时可以提高仪器野外工作的效率。     

DDS信号发生器的设计

利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现直接数字频率合成(DDS)原理以及以DDS为核心的信号发生器的设计,并给出了以单片机80C51为内核的FPGA的设计方案及信号发生器产生的仿真波形。     

基于雪崩晶体管纳秒脉冲发生器的设计与仿真

文章设计了一种基于雪崩晶体管的纳秒脉冲发生器,在介绍雪崩晶体管特性的基础上,对纳秒脉冲发生器电路进行了分析,并对电路进行仿真和测试。测试结果表明,这种纳秒脉冲发生器能够输出上升沿1.9～3.2ns、脉宽5～100ns和上升幅度10～100V的脉冲,测试结果与仿真结果吻合很好。     

MINS/GPS组合导航系统设计与实验

设计了一套MINS/GPS组合导航系统实验样机,可实时输出导航位置、速度和姿态信息。以GPS接收机的秒同步脉冲(PPS)与串口通信协议尾字节作为对齐标志,完成MINS与GPS时间同步;利用GPS的速度信息进行车载实验初始方位角对准,并利用横向约束条件标定惯导与车体间的方位安装误差角;设计了基于虚拟噪声的现场最优标定方法。以上措施均有效提高了系统的精度和可靠性。车载实验结果表明:无GPS辅助时,纯惯性导航在120 s时刻满足短时间惯性导航精度要求;组合导航定位精度在30min内与GPS相当。     

MINS/GPS组合导航系统设计与实验

设计了一套MINS/GPS组合导航系统实验样机,可实时输出导航位置、速度和姿态信息。以GPS接收机的秒同步脉冲(PPS)与串口通信协议尾字节作为对齐标志,完成MINS与GPS时间同步;利用GPS的速度信息进行车载实验初始方位角对准,并利用横向约束条件标定惯导与车体间的方位安装误差角;设计了基于虚拟噪声的现场最优标定方法。以上措施均有效提高了系统的精度和可靠性。车载实验结果表明,无GPS辅助时,纯惯性导航在120s时刻满足短时间惯性导航精度要求;组合导航定位精度在30min内与GPS相当。     

BD2/GPS高精度同步时钟装置的设计与应用

针对CCD(Charge Coupled Device)相机在探测脉冲激光光斑过程中曝光时刻与脉冲激光同步的问题, 提出一种利用超前预测方式同步触发CCD相机抓拍光斑图像的高精度时钟源设计方案。该装置主要采用北斗2导航系统(BD2： BeiDou2 navigation satellite system)/全球定位系统(GPS： Global Positioning System), 双模接收单元提供的协调世界时(UTC： Universal Time Coordinated）时间以及高精度秒脉冲（PPS： One-Pulse Per -Second）时间基准作为同步时钟装置的基准源, 并结合现场可编程门阵列(FPGA： Field Programmable Gate Array)高速时序计算与微控制单元接口技术, 保证CCD相机同步抓拍时间, 从而完成高精度的同步触发。实验表明, 该装置可以提供微秒级时间同步精度和标准授时信息, 有效地缩短了CCD相机曝光时间, 得到完整清晰的高信噪比脉冲激光光斑图像。     

SBS调Q双包层光纤激光器

报道了包层泵浦调Q光纤激光器的实验研究。采用连续光泵浦方式,在激光谐振腔中,利用多模硅光纤中的非线性效应-受激Brillouin散射(SBS)进行自调Q,得到了纳秒量级的脉冲输出;改用脉冲光泵浦方式,实现了重复频率连续可调,稳定的纳秒量级光脉冲输出,脉宽(FWHM)小于2ns,峰值功率大于8kw。     

重复频率3Hz、100mJ高光束质量钕玻璃放大器的研制

研制了具有放大纳秒方形激光脉冲的高光束质量、高稳定的激光二极管(LD)抽运的钕玻璃激光放大器。为了获得较高的输出能量,采用LD泵浦的"串联式双程放大"高增益组件进行能量放大。为了获得高光束质量的光斑,利用液晶空间光调制器(LCSLM)对光束近场分布进行空间整形,使之产生特定的空间分布,进而对后级放大器增益不均匀性进行光学预补偿。放大器工作波长为1 053nm,工作频率为3 Hz,输入1nJ的3ns方形激光脉冲,输出激光脉冲能量为100mJ、光束口径为10mm×10mm的方光斑,能量不稳定度小于2%(均方根),净增益大于109。光束的近场调制度小于1.3∶1,远场焦斑衍射极限小于2DL,远场角漂移小于9.5μrad。     

应用于MOPA的可编程半导体脉冲种子源激光器的设计与实现

设计出一种高速可编程的半导体脉冲种子源激光器,用于主震荡功率放大器脉冲光纤激光器。具有较大的峰值电流、1 Hz～1 MHz的可调重复频率、20 ns～0.5μs的连续可调整脉冲宽度。测试结果显示此可编程半导体脉冲种子源激光器工作性能稳定可靠。     

电力系统中基于SDH的时间同步系统研究

针对电力系统中的时间同步问题,提出一种基于SDH的时间同步系统设计方案。通过对比目前常用的时间同步系统方案,选择电力系统中最成熟的SDH网络作为时间同步系统的媒介,提出一种时隙校准时间同步算法(TSA),并给出具体的设计方案。该算法中,主从设备在SDH的E1某个时隙bit位发送时间信息,并记录传输延时,从设备利用主设备提供的延时信息得到通道延时差,然后利用延时差校准从设备的时间,实现时间精确同步。通过理论分析,该算法可以达到ns级的时间同步精度。     

大气传输对量子纠缠时钟同步测量精度影响分析

采用量子纠缠进行时钟同步的测量精度在理想信道传输中可以达到飞秒级;但纠缠光子在非理想信道(大气层)传输中将产生传输时延。分析了因大气吸收效应和散射效应产生的衰减和散射效应引起的时延,重点分析了两者对于量子时钟同步测量结果的影响。仿真表明,经过大气传输后量子时钟同步测量精度为0.01 ns,传输经验模型造成误差为1 ns。     

基于通用串行总线的测井脉冲采集电路研究

设计了一种基于通用串行总线(USB)技术的测井脉冲信号采集系统.该系统用深度子系统驱动测井脉冲的采集,并配备了PCM遥测信号接口.系统设计包括硬件设计、单片机固件设计以及设备驱动程序和用户应用程序设计.硬件设计中用复杂可编程逻辑器件完成对脉冲采集过程中脉冲放大倍数和峰值保持电路电容充放电的控制,并检测出PCM遥测信号的同步帧,同时进行遥测数据的串并转换,节省了单片机资源.单片机控制测井脉冲采集的整个过程,并实现USB通信,在主机请求数据时发送数据.系统在实验室调试成功,数据传输速率达到300 kb/s,控制逻辑灵活,可扩展升级.     

改进的低压脉冲法对变压器绕组变形的探测研究

为了保证大规模电力输送工作的质量和效率,提高电力输送设备的使用寿命,通过对电网内核心装置电力变压器的内部绕组进行了变形探测研究。根据以往常用的低压脉冲法与频响法的优缺点,提出了一种基于低压脉冲法的改进方法。利用纳秒级脉冲进行测量来诊断电力变压器内部绕组的状态,即采用持续时间为100～2 000 ns和上升沿大约10 ns的纳秒级脉冲发生器进行测量。通过在不同端子上进行对比测量,并根据不同端子间回波信号的差异来判断变压器内部绕组是否发生了形变。此种方法确保了良好的重复性和测量精度并改进了传统的低压脉冲法(Low voltage impulse,LVI)的缺陷。实验结果证明,开发的纳秒级脉冲源与针对变压器绕组变型的数值谱分析法,可以快速地得到变压器内部绕组的变型情况并且扩展了回波信号的频谱。     

基于频差倍增技术的陡脉冲上升时间测量系统

阐述了高速计数器测量陡（快）脉冲上升时间的原理,提出了基于频差倍增技术的计数方案,实现了由较低频率计数器进行较高频率计数,进而提高陡脉冲上升时间测量精度的目的。把高密度可编程逻辑器件（CPLD）的外接100MHz晶振作为系统低频时钟,利用D触发器组对时钟信号进行分频、倒相,经过二级倍频后混频器输出200MHz的脉冲作为计数脉冲,将计数精度提高至5ns左右,满足了测量要求且降低了测量成本,并可推广应用于测量脉冲的下降时间、脉冲宽度和周期等．     

基于FPGA的DDS信号源设计与实现

利用DDS和FPGA技术设计一种信号发生器.介绍了该信号发生器的工作原理、设计思路及实现方法.在FPGA器件上实现了基于DDS技术的信号源,并可通过键盘控制其输出波形的各种参数,频率可控范围为100 Hz～10 MHz,频率调节步进为100 Hz,频率转换时间为25 ns.     

BDS-3广播星历轨道、钟差精度分析

文章针对北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System, BDS),分析了北斗三号卫星(BDS-3)广播星历的轨道和钟差精度,给出了详细的精度评估方法;选取连续30 d的BDS广播星历数据,以精密星历为参考值从轨道偏差、钟差偏差、空间测距误差、单点定位(single point positioning, SPP)精度等方面对BDS-3广播星历精度进行分析评估。结果表明:BDS-3广播星历钟差精度优于0.686 ns,轨道精度径向优于0.289 m,切向和法向优于3.948 m,明显优于同类型北斗二号卫星(BDS-2);SPP定位精度方面,5个测站上BDS-2/BDS-3组合在E、N、U方向平均分别为0.634、0.714、3.495 m,相比于单BDS-2分别提高了23.2%、47.6%、9.1%。     

用于飞行时间质谱仪的高压延时脉冲串发生器的研制

介绍了一种高压延时脉冲串发生器的原理和测试结果。该发生器使用简单的RC电路,通过延时调节、脉冲串产生和高压脉冲串产生三个步骤实现了0～±800V高压脉冲串的输出。此高压脉冲串上升沿小于100ns,可实现2μs～30ms的延时,产生的脉冲串总宽度可在1～10ms内调节,脉冲串内脉冲频率为1～10kHz可调,且产生的波形稳定,误差不超过1%,可用作垂直引入式飞行时间质谱仪里的推斥电源,用于离子的采样。同时介绍了电路各部分的调节方法、波形的输出及抖动情况,分析了误差的产生主要来自电路中电阻电容的不稳定性。提出了装置的不足之处及需要改进的地方。     

一种基于CPLD的宽可调PWM信号发生器

介绍了自行研制的利用基于复杂可编程逻辑器件(CPLD),实现的一种频率宽可调、高频调制的PWM信号发生器.该PWM信号的频率在1～2kHz可调,并调制在3～100kHz任意可调的高频脉冲上;其死区时间可调,且实现了2路信号输出互锁.