基于变载波频率的永磁同步电机驱动系统效率优化控制

为降低永磁同步电机驱动系统的损耗,提高系统效率,提出了一种基于母线电流反馈的变载波频率优化控制方法.首先,建立了系统损耗数学模型,探究了载波频率与系统损耗的关系.然后,针对离线优化方法对于参数敏感的问题,设计了一种基于母线电流反馈的载波频率在线寻优方法.结果表明,在不同转速与负载条件下均存在使系统损耗最小的最优载波频率,其随转速与负载条件变化而变化.在各个工作点,系统损耗的计算值均与实测值基本吻合.在线寻优方法在中高负载情况下能够实现约0.6%的效率优化,并且在负载变化的情况下仍然能够实现损耗优化.

悬浮电容H桥级联七电平逆变器的混合载波频率调制策略

多电平逆变器具有输出电压谐波含量少、开关器件电压应力低、等效开关频率高等优点,广泛应用于新能源发电场合。悬浮电容H桥级联七电平逆变器,因开关频率低、器件数量少、输出电平数量多得到广泛的关注。为了降低损耗,使H桥逆变单元开关管以低开关频率动作,悬浮电容逆变单元开关管以高开关频率动作,但是会引起过调制和悬浮电容电压失控的问题。为解决过调制问题,该文提出基于调制波分解的混合载波频率调制策略,增加过调制区间的调制过程,分解悬浮电容逆变单元超出载波部分的调制波,使H桥逆变单元开关管以低开关频率运行;同时提出基于工作模式切换的有功功率分解控制,详细分析两种工作模式下的稳压控制原理,根据电容电压的状态改变悬浮电容逆变单元有功功率大小,实现不同工况下悬浮电容电压均衡。最后通过仿真和实验验证了所提调制策略的正确性。

基于载波频率特征的雷达辐射源个体识别

为了提升雷达辐射源个体识别方法的识别精度,提出利用脉冲信号的载波频率特征进行辐射源识别。对于实测获得的脉冲信号数据,通过FFT实现时频域转换,并完成对15种频域统计特征的提取,进而通过PCA算法筛选出其中10种最能代表个体间差异性的指纹特征,最后将提取出的特征作为输入,通过自主构建的三种分类器实现个体识别。实验结果表明频域特征能较好地应用于辐射源分类识别。

基于BP神经网络的雷达信号载波频率测量

现代电子战争中常通过电子侦察的方式获取敌方雷达的各种信息,雷达信号的载波频率是后续进行辐射源识别、干扰和抗干扰的一个重要参数。鉴于神经网络对数据优异的多维函数表征能力,设计了一种架构简单的基于神经网络的雷达信号载波频率快速测量方法。首先对含有噪声的雷达信号进行采样,对采样得到的每个信号的频率进行标注,预处理获得信号样本数据集。然后将数据集划分为训练集和测试集合,输入到BP神经网络中进行频率拟合。最后,向训练所得的网络模型输入射频采样得到的时域信号,网络输出信号瞬时频率值。在输入信号频率范围为0.2~2.6 GHz,信噪比为30 dB的条件下,对该网络进行多次随机重复测试,实验结果显示输入信号频率估计值均方根误差优于5 MHz。

基于无位置变载波频率的深海矢量推进电机控制方法

为了提高矢量推进电机在深海探索中的稳定性与隐身性,文中以表贴式永磁同步电机为基础,结合周期扩频调制技术和改进型滑模观测器无位置控制技术,提出了基于无位置变载波频率的深海矢量推进电机控制方法。通过电机变载波频率、电机起动变速和负载突变仿真实验,验证所提控制方法的控制效果,结果表明所研究控制方法转速估算准确,对转速有良好的动态跟踪性能,额定转速工况下转速估算误差率仅为0.32%,0.5倍额定转速工况下转速估算误差率仅为0.09%,且具有明显的高频谐波扩频抑制效果和良好的动态抗干扰性能。结合减少位置传感器带来的电机结构简化效果,文中提出的控制方法可有效降低深海矢量推进电机作业时的故障率,减少易被探测的高次固定频率谐波,提高了深海矢量推进电机的可靠性与隐身性,为深海UUV提供高效可靠的动力保障。

基于变载波频率的MMC损耗平衡控制策略

模块化多电平换流器(MMC)拓扑是中高压、大功率应用中最有吸引力的拓扑之一。MMC内部包含大量子模块(SM),每个SM都是一个潜在的故障点,SM发生故障被旁路后,将会导致故障桥臂剩余SM电容电压升高,损耗增大,引发MMC桥臂间损耗不均衡现象,危害MMC的可靠性。此处针对SM故障情况,提出一种基于变载波频率的MMC损耗平衡控制策略,根据故障桥臂和健康桥臂SM平均损耗的偏差实时调节故障桥臂SM的载波频率,以调节故障桥臂SM的开关损耗,从而实现故障桥臂和健康桥臂SM间的损耗平衡。与常规方法相比,所提方法不增加额外的建设成本,控制算法简单且不影响输出电能质量。仿真和实验结果表明,此处提出的MMC损耗平衡策略能够有效实现故障桥臂和健康桥臂的损耗平衡。

变频器供电下不同载波频率对变频电机温升影响的研究

针对变频电动机在不同载波频率下的具体温升变化情况缺乏研究的问题,提出了通过对变频电机进行不同载波频率的温升试验,进而分析温升的变化情况。首先,对变频器的工作原理进行阐述;其次,调整载波频率进行温升试验,当对变频电动机施加的载波频率不同时,变频电动机绕组工作温度随之变化,引起的变频电动机的定子绕组温升不同;最后,根据变频电机的不同载波频率下的温升值,得到不同载波频率与温升之间的规律。

基于载波频率切换的SVG电容电压均衡研究

电容电压均衡是链式静止无功发生器(SVG)稳定运行的基本条件,然而广泛应用的单极性倍频载波移相正弦脉宽调制(CPS-SPWM)策略却是导致电容电压不均衡的重要因素之一,需研究有效抑制电容电压的不均衡策略。首先,分析了电容电压的稳态数学模型和调制策略导致电容电压不均衡的机理。其次,基于减小链节输出低次边带谐波电压幅值的思路,提出了载波频率同步切换策略,仅在换流链电流较小时采用高载波频率。最后,仿真和实验结果表明,载波频率同步切换策略解决了调制策略导致的电容电压不均衡问题,提高了电容电压均衡控制能力,最小运行电流也进一步降低。

基于载波频率成分的永磁同步电机转子定位研究

针对传统永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制中转子定位可能反相、低速时转子位置精度差等问题,研究一种基于载波频率成分法的转子定位方法。在分析载波频率成分法原理的基础上,利用逆变器固有的含载波频率成分的电流信号,通过建立新的坐标系,将电流信号经带通滤波处理得到载波频率成分电流,用滤波后的峰值电流估算出转子位置。分别在Matlab/Simulink和基于DSP的硬件平台中对该方法进行仿真和实验验证。实验数据表明,载波频率成分法转子计算误差在合理范围内,在电机启动和低速阶段也能很好地估算出转子位置,该方法能准确估算出转子位置。

基于载波频率成分法的内置式永磁同步电机无位置传感器控制

在分析内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)在两个静止参考轴系中的高频成分数学模型基础上,研究一种基于载波频率成分法的无位置传感器控制策略。为了能够提供持续的载波频率成分信号,采用三相三角波载波SPWM调制方式。推导了该调制方式下IPMSM的载波频率成分电流方程,根据载波频率成分电流峰值表达式中包含的转子位置信息实现了对IPMSM转子位置的估算。仿真和实验结果验证了该估算方法能够准确地实现IPMSM在全速域内的无位置传感器运行。

Alpha稳定分布噪声下时频重叠信号的载波频率估计方法

针对Alpha稳定噪声下时频重叠信号载波频率估计困难的问题,该文提出一种Alpha稳定噪声下时频重叠信号的载波频率估计方法。该方法首先提出时频重叠信号的广义四阶循环累积量的定义,然后检测离散谱线所对应的广义四阶循环累积量幅度谱的循环频率,进而估计出各个信号分量的载波频率,最后进行渐近性的理论分析,证明了该估计方法是渐近无偏和一致的。仿真结果表明,在Alpha稳定分布噪声下,该方法具有良好的估计性能和稳健性。

GPS软件接收机宽载噪比载波频率精确捕获策略

为给GPS软件接收机的跟踪环提供精确的初始条件,捕获后得到的载波频率应在几十Hz范围内,所以必须寻找一种既能精确测量载波多普勒频移,又能有较快运算速度的方法。针对这一特点,提出了一种载噪比较高时采用相位测量和较低时采用长相干处理的载波频率精确估计策略。利用Matlab仿真产生的卫星中频数据作为数据源对该策略进行验证,结果表明当输入信号的载噪比大于35.5 dB·Hz的时候,相位测量算法得到的多普勒频率值的误差保持在约10 Hz之内。对于微弱信号的捕获,如果将相干处理的时间从200 ms扩展到600 ms,捕获频率的误差从3 Hz减小到0.5 Hz。此外,与传统的FFT方法相比,该方法的加法和乘法运算量分别降低了96.2%和35%。测试结果体现了该算法的有效性和优越性。

基于TD-NLMS的航空移动通信OFDM系统载波频率偏移消除

针对航空移动通信中时变的信道环境和多普勒频移造成的子载波间干扰(ICI),提出了一种时域自适应归一化最小均方误差算法(TD-NLMS)来消除航空移动信道正交频分复用(OFDM)系统中载波频率偏移引起的干扰。该算法首先对接收的时域信号进行频偏预估计和预补偿,然后对剩余载波频移进行消除。仿真结果表明:在航空移动信道环境中,新算法可以很好的对旋转相位进行补偿,与最小二乘算法相比,误码率性能有明显提高,可以实现对载波频率偏移的消除。

非数据辅助的多指数连续相位调制信号的载波频率估计算法

针对多指数连续相位调制(Multi-h CPM)信号的载波频率估计困难且算法复杂的问题,将仅仅适用于单指数CPM信号的载波频率估计算法进行改进,提出了一种适用于Multi-h CPM信号的非数据辅助的载波频率估计算法。基于最大似然准则获得Multi-h CPM信号载波频率的估计,为了有效地界定文中算法性能,最后推导了Multi-h CPM信号的载波频率估计算法的修正Cramer-Rao限。仿真结果表明:该算法适用于全响应和部分响应的Multi-h CPM信号,其载波频率估计的性能良好且对符号定时偏差和调制指数同步偏差不敏感。

载波频率成分法估算IPMSM转子位置的误差分析

研究了一种利用PWM逆变器载波频率成分信号进行内置式永磁同步电机(IPMSM)转子位置估算的方法。逆变器应用三相三角载波SPWM调制方式,通过检测载波频率成分电流(CFCC)的包络线估算出电机的转子位置。分析了电机转速、直流母线电压、逆变器载波频率等因素对转子位置估算误差的影响。实验结果表明,该方法能够实现对电机转子位置的准确估算,所构建的IPMSM无位置传感器矢量控制系统具有良好的动、静态性能。在此基础上对影响转子位置估算误差的相关因素进行了仿真和实验验证,结果证明了理论分析的正确性。

基于载波频率优化的级联型APF源性谐波能量不均抑制方法

基于载波移相(CPS)调制的H桥级联型(CHB)有源电力滤波器(APF)是中高压系统谐波治理的有效手段。分析并指出了级联型拓扑在输出谐波电流时存在的源性谐波能量不均问题。当输出的谐波电流频率与单元输出电压中某一开关谐波频率一致时,将产生功率耦合,导致单元直流电容电压发散。针对性地提出了一种载波频率优化方法:通过引入载波频率偏移量,实现了单元输出电压开关谐波与APF输出谐波电流的功率解耦;讨论了不同的载波偏移量对电容电压波动的影响,并给出了最优频率偏移量计算方法。对比了载波频率优化方法和传统载波轮换方法抑制源性谐波能量不均的效果,体现了载波频率优化方法的优越性。仿真和现场应用证明了所提方法能够有效地防止直流侧电压的发散并将波动抑制在最小值。

一种新的突发OFDM传输系统定时和载波频率捕获联合算法

提出了一种新的正交频分多路 (OFDM)传输系统定时和载波频率捕获联合算法 .该算法仅需要一个训练符号 ,既用于定时恢复 ,也用于载波频率捕获 ,额外开销量小 ,因此 ,提出的算法适合于突发模式的OFDM传输系统 .定时和频率捕获算法的实现均在时域进行 ,而且OFDM帧同步和符号同步能一次完成 ,简化了同步实现的复杂度 .由于使用自相关处理 ,定时恢复对频率偏差具有较强的鲁棒性 .此外 ,训练符号中参考符号的重复扩展了频率估计范围 ,频率捕获的范围完全满足突发OFDM传输系统的要求 .仿真结果表明 ,即使在频率选择性衰落信道中 ,提出的算法也能快速地实现定时和频率捕获 .

载波频率偏差对变换域通信系统性能的影响分析

针对载波频率偏差导致变换域通信系统的接收信号幅度下降并产生载波间干扰的问题,通过建立系统模型,推导出了载波频偏存在情况下系统误码率的解析式,在此基础上,分析了子载波个数、频谱使用率以及载波频偏与系统输出信噪比的关系,以信噪比损失为度量,定量地给出了载波频偏对系统性能的影响,最后进行了仿真验证,仿真结果与数值分析高度吻合。仿真结果表明:频偏显著影响系统性能,且归一化载波频偏大于0.6时与误码率之间会出现地板效应;为避免系统性能恶化,归一化频偏应控制在0.05的范围内。

无线传感网载波频率偏移估计方法的改进

无线传感网的低功耗、低成本等特性,要求设备能在低信噪比环境下快速完成突发通信的载波频偏估计,保证数据传输的正确性,因而需要对低信噪比和大频偏范围的频偏估计算法进行研究。Fitz算法是较为经典的载波频率偏移估计方法,具有算法精确度高和估计信噪比门限低等优点,但此算法的频偏估计范围与精度之间呈反比关系,频偏估计范围越大,估计精度越低。针对Fitz算法进行改进,利用迭代的方法展开信号自相关相位,代入Fitz算法估计载波频偏,在保持Fitz算法精确度高和估计信噪比门限低优点的同时,将其估计范围扩大了M倍,M为最大自相关阶数。实验结果表明,改进算法的频偏估计范围接近±50%的符号周期,估计精确度接近克拉美—劳(CRLB)下限,估计信噪比门限较其他算法降低2 dB;算法能够同时满足无线传感网系统对载波频偏估计范围和估计精度的需求。

最小p范数准则α谱估计及载波频率检测

针对共变系数矩阵和分数低阶协方差矩阵估计ARSαS信号α谱精度不高的情况,提出了一种最小p范数准则的α谱估计方法。该方法对传统的奇异值分解(SVD)方法估计ARSαS信号模型最小阶数进行改进,得到一种分数低阶的奇异值分解方法(FLO-SVD),然后利用最小p范数准则和IRLS算法求出信号模型参数,用于作α谱估计。应用于脉冲噪声环境下的QPSK信号的仿真表明,改进后的方法对α谱有更好的估计,对载波频率有更准确的检测性能。