柔性直流光纤电流互感器阶跃响应特性研究

传统直流光纤电流互感器无法满足柔性直流输电工程的高速响应需求,因此需要研究直流光纤电流互感器的阶跃响应特性及其动态性能改善方法。文中结合直流光纤电流互感器的离散数学模型,对其动态特性进行了全面的仿真、计算和实验研究,结果表明:影响直流光纤电流互感器阶跃响应特性的关键参数是渡越时间、前向通道增益、滤波器阶数和通讯延迟。搭建了直流光纤电流互感器阶跃响应测试平台,经参数优化后的直流光纤电流互感器的阶跃响应上升时间小于50μs,满足相关应用要求。

直流光纤电流互感器宽频测量特性

针对高压直流输电系统直流电流测量装置宽频测量的实际需求,结合国家标准要求,研究了直流光纤电流互感器的频率响应和阶跃响应特性及性能改善方法。考虑反馈延时、调制器驱动电路二阶频响特性及滑动平均输出滤波器的影响,建立了直流光纤电流互感器高阶离散域数学模型,分析了互感器的频率响应和阶跃响应特性,确定了闭环信号检测系统的前向增益和输出滤波器的阶数是影响互感器宽频测量性能的关键因素。通过仿真计算,优化配置前向增益和滤波器阶数,可在抑制超调的同时,提高互感器的宽频电流测量准确度及带宽。搭建了直流光纤电流互感器频率响应测试平台,提出了阶跃响应等效测试方法。实验结果表明样机的宽频测量性能可满足GB/T26216.1—2010的要求。

空间应用光纤陀螺随机游走误差在线监测方法(英文)

随机游走误差是光纤陀螺空间应用中最受影响的误差之一。在分析陀螺器件在辐照环境下的失效模式以及陀螺模型的基础上,得到了前向通道增益是随机游走误差性能劣化的特征量的结论。依据相关辨识理论,提出了前向通道增益的在线监测方法,并在FPGA中得到了实现。通过将伪随机二进制码叠加在阶梯波中,并与方波调制伪随机二进制码解调得到前向通道增益;计算伪随机辨识信号与方波信号的相关性,该方法不会影响陀螺的正常工作。通过光纤陀螺辐照模拟实验验证了该方法的有效性,结果表明辐照过程中辨识得到的前向通道增益能够反映出随机游走误差75%的劣化。

顺流流程多效蒸馏海水淡化系统的热力学分析

建立了顺流进料流程低温多效蒸馏海水淡化系统的热力过程数学模型;考虑了过程中物性变化和压力损失引起的传热温差变化,计算分析了在相同淡水产量下,蒸发器效数、末效蒸发器蒸发温度、加热蒸汽温度和浓缩比变化时,造水比、冷凝器海水流量、蒸发器总传热面积的变化规律。结果表明:蒸发器效数对系统性能有显著影响;末效蒸发器蒸发温度和加热蒸汽温度对蒸发器总传热面积影响较大;浓缩比在一定范围内,系统热力性能最优。

太空单粒子效应光纤陀螺输出地面模拟分析

为了研究在地面环境下模拟分析空间用光纤陀螺输出特性,对光纤陀螺静态高速输出连续相同数据的特性展开了研究。通过对光纤陀螺系统建模,研究了前向增益与两种陀螺输出滤波器的特性。提出了一种计算光纤陀螺静态条件下输出连续相同数据概率的方法。通过理论计算、仿真、实验相结合的研究方法,相互验证了其正确性,发现陀螺输出连续五次相同的概率的量级为10-11,发生的概率极小,为空间应用光纤陀螺系统时钟故障诊断提供了参考。通过研究发现陀螺前向增益越小,越容易导致陀螺输出连续相同的数据;陀螺滤波器对陀螺输出连续相同数据的固有特性有重要的影响;平滑滤波器较FIR滤波器更容易导致输出连续相同的数据。

一种基于OFDM的协同通信策略

为了有效对抗频率选择性衰落,将正交频分复用(OFDM)技术应用于协同通信系统,针对该系统的特点,提出了一种带循环冗余校验(CRC)的选择子载波译码转发策略。应用此策略,中继节点可以根据信道估计的结果选取衰落较小的子载波转发被自己正确解码的信息。仿真结果表明,与传统的译码转发策略相比,该策略具有更好的误码性能。

基于神经网络的非线性前馈补偿广义预测自校正控制器

采用多层前馈网络结构进行动态建模，并用Ｄａｖｉｄｏｎ最小二乘法作为在线学习算法，将辨识后得到的模型进行线性化．基于线性化模型设计广义预测控制器。将其与非线性前馈相结合，建立了一种适合于非线性系统的前馈补偿广义预测自校正控制器．

放大转发认知中继协作系统中继增益分配方案和性能分析

由于在传统的放大转发认知中继协作方案中,中继增益因子的分配只考虑了部分主、从系统参数,使得系统的能量效率较低、系统资源未被充分利用。为此,基于主系统传输速率约束和从系统终端接收信号平均误符号率最小准则,文章提出了一个新颖的中继增益最优化分配方案,获得了中继增益最优化精确解以及相应的上、下限封闭解析解;并基于获得的最优化中继增益,分析了系统的平均误符号率。结果表明,文章所获得的中继增益因子分配方案由于不仅考虑了从信源功率和从信源-中继链路增益,而且还综合考虑了中继-从信宿链路和主系统参数,可以实现系统资源的最优化配置,系统性能得到改善。

XY平台直线伺服系统的IP变增益交叉耦合控制

XY平台直线伺服系统中,负载扰动、机械时间延迟及各轴响应速度不同会影响轮廓加工精度,为此提出了一种将积分-比例(I-P)控制、速度前馈控制及变增益交叉耦合控制相结合的控制策略。单轴采用由IP控制和前馈控制构成的复合速度控制器,IP控制具有快速响应和抑制扰动的能力,速度前馈控制可增加系统跟踪能力,降低机械时间延迟效应。间接减小轮廓误差。并且,在X、Y轴间加入变增益交叉耦合控制器,直接减小轮廓误差。仿真结果表明该控制方案可增强系统的鲁棒性,提高系统的快速性和轮廓加工精度。

同向与反向抽运光纤拉曼放大器的增益比较

为分析同向抽运与反向抽运光纤拉曼放大器(FRA)的增益特性,基于已有的耦合微分方程,采用反向抽运中打靶法和龙格库塔法相结合的算法,得到相应结果;详细分析了所有参量对增益的影响,对两种抽运方式在小信号和大信号时分别进行比较,指出小信号时,同向和反向抽运FRA的增益相差不大;大信号时,同向抽运FRA的增益要高于反向抽运的,并且比反向抽运更难以达到增益饱和。

基于伪随机辨识的光纤陀螺前向增益估计

前向增益(FPG)是影响光纤陀螺检测信噪比和死区非线性效应的重要参数。从光纤陀螺物理模型出发推导FPG表达式,分析了FPG中各物理环节在空间环境下的性能变化及其对FPG的影响。在数字闭环光纤陀螺相干检测的基础上提出采用伪随机相关辨识法对FPG进行在线估计的方法,通过在反馈阶梯波上叠加伪随机扰动作为辨识的输入信号,在数字信号处理器内进行相关解调的同时进行伪随机相关辨识,实时提取出FPG的值。对陀螺正常工作时的被调制信号、方波解调信号、伪随机扰动辨识输入信号和伪随机解调信号的相关性进行了仿真计算,结果表明伪随机扰动辨识法能够在不影响陀螺的正常工作的情况下实现FPG的实时在线估计。介绍了伪随机扰动辨识法在硬件中的实现方式,并在光纤陀螺SFS光源组件辐照试验中对FPG进行了实时估计,结果表明FPG的估计能够反映出SFS光源出纤功率的降低及陀螺随机游走系数的变化情况。

光纤拉曼放大器的最大拉曼增益特性

为了分析同向抽运与反向抽运光纤拉曼放大器的最大拉曼增益,基于耦合微分方程,采用理论推导的方法,根据不同抽运结构下信号光放大的不同实际情况定义并推导出同向抽运光纤拉曼放大器和反向抽运光纤拉曼放大器的最大拉曼增益公式。然后,详细分析了各个参数对两种抽运方式下光纤拉曼放大器的最大拉曼增益的影响。对两种抽运方式下相同参数引起的最大拉曼增益进行了比较。结果表明,同样的参数对同向抽运与反向抽运光纤拉曼放大器最大拉曼增益的影响有相同的地方,也有不同的地方。最后,将最大拉曼增益和常用的开关增益进行了比较。对光纤拉曼放大器的实验、成本估计和器件效率等研究有重要参考意义。

一种输入端自然均流/高电压增益组合式变换器研究

针对航空电源高可靠性和高功率密度的要求,本文提出了一种新颖组合变换器。该组合变换器以双管正激变换器为基本构成单元,具有输入端自然均流、高频变压器一次侧无桥臂直通现象、输入输出电压增益高、高频变压器二次侧输出续流二极管电压应力低、以及控制上保证输入端交错并联而输入和输出滤波器体积小等优点。本文对新颖组合变换器进行分析和仿真,表明该变换器适合应用于输入中高电压、输出高电压和大电流场合;最后成功应用于某型号航空电源,各项技术指标均达到设计要求。

两级微型逆变器GaN DC/DC电路软开关特性和损耗分析

采用GaN FET正反激高增益DC/DC电路以实现微型逆变器高效率、高升压比、减小变压器体积的目标。首先介绍GaN FET器件的结构及其特性;其次分析正反激高增益DC/DC电路的工作原理及其软开关特性,并给出该拓扑理论损耗分析;最后搭建200 W GaN FET正反激高增益DC/DC电路的仿真及实验验证,理论和实验结果证明该拓扑适用于高效率的微型逆变器前级变换器。

一种应用于14位ADC的运算跨导放大器

基于SMIC 0.18μm标准CMOS工艺,设计了一种应用于40MHz采样频率的14位高精度流水线ADC电路的运算跨导放大器,包括增益级电路、前馈级电路、共模反馈及偏置电路。放大器的输入增益级采用带正反馈环路的增益自举技术,在低频时实现了较高的增益。区别于传统频率补偿技术,使用一种新型无密勒电容的前馈频率补偿方案,实现了在不同工作状态下的频率补偿。仿真结果表明:在3V电源电压下,运放的直流增益为156dB,单位增益带宽积为1.03GHz,输出摆幅为2.5V,建立时间为9.3ns,可满足高精度流水线ADC性能要求。

具有输出耦合电感的高压增益双管正激组合变换器

为了克服双管正激变换器电压增益低、不适合应用于高输出电压场合的弱点,本文提出了一种具有输出耦合电感的高电压增益双管正激组合变换器。该组合变换器既具有双管正激变换器高可靠性的优点,同时电压增益是双管正激变换器的4倍。因此,在相同输入和输出电压条件下,该组合变换器的高频变压器副边输出续流二极管电压应力,为双管正激变换器对应二极管电压应力的1/4,从而在高输出电压应用场合,副边输出续流二极管可以采用低压快恢复二极管,极大地改善了续流二极管的反向恢复问题,提高了变换器的可靠性。

光传输系统中的新颖超强FEC级联码

基于级联码对光传输系统中级联码特性和ITU-T G.975.1中2种超强前向纠错(Super-FEC)码型进行分析后,提出了光传输系统中FEC码型的主要构造方法并构造了一种适用于光传输系统中的新颖RS(255,239)+BCH(2 040,1 930)级联码.仿真结果表明,该级联码与ITU-T G.975.1中RS(255,239)+CSOC(k0/n0=6/7,J=8)码相比较,具有更低的冗余度和更好的纠错性能,并在经过3次迭代、误码率为10-12时其净编码增益(NCG)比ITU-T G.975.1中BCH(3 860,3 824)+BCH(2 040,1 930)码和RS(255,239)+CSOC(k0/n0=6/7,J=8)码要分别大0.45 dB和0.48 dB,且比RS(255,239)大2.81 dB,更适用于光传输系统.

多中继混合转发协作传输策略研究

为了优化多中继协作通信系统的性能,提出了一种多中继混合转发协作传输策略(Multiple-Relay Hybrid-Forwarding Cooperative Transmission Scheme,MRHF-CTS)。该策略考虑多中继协作通信系统中的译码转发与放大转发以及两种转发方式带来的性能缺陷,根据协作中继节点接收信号的译码结果选择转发方式,同时引入协作中继节点之间数据来传输对系统性能的增益。对系统中断概率性能进行了推导与分析,结果表明,该策略在消除放大转发策略噪声累积的基础上,能够有效抑制协作中继节点错误检测译码转发给系统带来的不利影响,明显提升系统性能;在大信噪比情况下,可获得多中继译码转发协作通信系统的最佳性能。

一种新Super-FEC码型的设计与仿真研究

提出光通信系统中一种基于分组Turbo码(BTC)的新颖超强前向纠错(Super-FEC)码型即:BCH(64,57)×BCH(64,57)BTC码型。仿真表明在BER=10-12时,迭代六次的该BTC码与ITU-TG.975.1中迭代三次的RS(255,239)+CSOC(k0/n0=6/7,J=8)相比,其净编码增益要相应增加0.34dB。分析表明该BTC码具有分量码短、编/译码速度快的特点,不仅减小了软/硬件实现的复杂度,而且减小了编/译码带来的时延。因而该新BTC码可用于超高速、超大容量和超长距离的光通信系统中。最后还探讨了该BTC码的设计与实现。

同向泵浦喇曼光纤放大器的增益特性

为分析同向泵浦喇曼光纤放大器中各参量对增益的影响,根据同向耦合波方程导出了放大器输出端信号光的解析解,并给出了放大器增益的表达式.在参量取典型值的条件下,分析了光纤长度、初始信号光功率、初始泵浦光功率、光纤有效面积、拉曼增益系数等参量对放大器增益的影响,所得部分结果与文献的实验结果一致.根据各个参量对放大器增益的不同影响,可以优化放大器的增益特性,从而提高放大器的增益,进而提高其放大性能.