数字低电平系统时钟抖动分析与测试

文中介绍的高频低电平系统(LLRF)工作频率是162.5 MHz,作为中国C-ADS注入器II预研系统。该LLRF主要实现超导腔谐振频率、腔压幅值稳定及相位稳定控制。LLRF采用4采样的IQ正交解调技术构成的全数字闭环反馈控制;时钟抖动对LLRF系统的稳定度和性能至关重要。论文对时钟抖动采用了直接测量的方法,完成了不同时钟系统下LLRF稳定度和性能在线测试,分析了抖动对LLRF作用机理,并根据实验数据,就时钟抖动提出了合理的技术指标。

基于FPGA的正交I/Q解调实现

介绍了一种基于Stratix-Ⅲ高端系列FPGA的数字I/Q正交解调实现,并利用SignalTapⅡ工具对FPGA实时处理的数据进行了离线分析。该I/Q解调方式实现简单、实时性好,具有平滑功能,且占用FPGA资源少。该方法为用于软件无线电前端数字I/Q解调提供了一种实现方案。

基于Profibus和Ethernet的加速器高频控制系统设计

根据加速器高频控制的网络化和自动化的要求,设计了一种基于Profibus-DP和Ethernet的并适用于加速器高频系统的强磁场运行环境的控制系统。采用PLC为核心控制设备,并结合分布式I/O模式构建控制网络。采用STEP7和Wincc分别进行PLC程序设计和上位机人机界面设计。重点介绍了系统的硬件配置、网络结构、频率微调、软件设计和系统功能。该系统设计简化了网络结构,提高了系统的可靠性和稳定性。

基于PLC及Ethernet的发射机控制系统改造

根据高频发射机远程控制的要求,设计了一种基于工业以太网和PLC的高频发射机远程控制系统,采用STEP7和Wincc分别进行PLC程序设计和上位机人机界面设计。重点介绍了系统的硬件配置、网络结构、频率微调、软件设计和系统功能。该系统设计简化了网络结构,提高了系统的可靠性和稳定性。

基于FPGA的高频全数字低电平系统算法实现

本套加速器高频低电平系统(LLRF)是中国ADS注入器II高频系统的原型机,其工作频率为162.5 MHz,以实现超导加速腔的幅度与相位稳定控制和谐振频率调节。该系统主要由射频前端和数字信号处理FPGA两部分组成。射频前端主要实现高频信号的上下变频和电平匹配;数字信号处理FPGA是系统的核心,主要完成射频信号幅值与相位的数字稳定控制,超导腔谐振频率控制,以及1 000 M以太网通信。在实验室环境下,对该系统进行了幅度和相位稳定度测试,相位稳定度峰峰值为±0.3°,有效值为0.09°,幅值相对稳定度峰峰值为±5×10-3,有效值为3.2×10-3,达到了设计要求。

EDA技术应用示范课程建设实践

EDA技术及应用是电子通信类专业学生学习应用FPGA/CPLD从事项目开发设计的核心课程,具有极强的应用性、实践性和综合性。因此在新工科建设背景下,如何改善EDA技术课程的应用实践教学环节,激发学生学习兴趣,培养其应用创新能力尤为重要。论文以地方一般综合性本科院校电子类专业的EDA技术及应用课程为教学实践,综合"项目驱动"、分级实践、"大创"激励、竞赛促学、以及考核改革多种教学方式与手段,开展EDA技术应用示范课程建设,培养学生的工程项目设计能力,效果显著。

轴重等工况对轮轨接触疲劳的影响

采用有限元分析软件对钢轨表面存在微裂纹的轮轨接触问题进行研究,依次考虑轴重、裂纹长度和车轮踏面形状对轮轨接触的影响,得到不同裂纹位置的应力强度因子。结果表明,磨耗型车轮踏面的应力强度因子比锥形车轮踏面小得多;轴重或裂纹长度的改变对钢轨的应力强度因子和微裂纹的扩展也有着显著影响;且在同一类型载荷作用下,随着轴重的增加,钢轨的疲劳寿命大幅下降。

注意力和生成对抗网络融合的图像超分辨率重建

针对生成对抗网络训练过程中超分辨率重建图像边缘细节模糊的问题,提出注意力和生成对抗网络相融合改进网络.通过在生成对抗网络中加入注意力模块,减少对深层网络的依赖,降低模型的深度.加入残差模块进行密集连接,减少网络参数的个数,提取出更丰富的图像特征,提高计算效率.在生成器损失函数中增加纹理损失和感知损失,纹理损失用于增强局部信息的匹配度,感知损失在激活层之前利用特征信息获得更详细的特征.实验结果表明,与双三次、SRCNN、VDSR和SRGAN主流算法对比,改进后的生成对抗网络峰值信噪比提高了0.45db,结构相似度增加了0.02,增强了重建图像的纹理细节.

CPLD在高频发射机控制系统中的应用

介绍一种基于CPLD的同步加速器高频发射机本地控制系统.高频发射机工作频率为0.5 MHz至4.2 MHz,工作模式为变谐波同步触发;本地控制系统采用了ALTERA公司的新一代内嵌FLASH存储器的MAXII系列CPLD芯片,结合抗干扰硬件设计,实现了发射机的自动开关机流程和连锁保护.该系统可靠地保护了发射机TH571B大功率电子管的正常工作,具有功耗低、稳定可靠的特点,并在加速器高频系统运行中取得了良好的效果.

S7-300PLC和Wincc在白灰窑除尘控制系统中的应用

设计了一种基于西门子S7-300PLC的白灰窑除尘控制系统,重点讨论其除尘工艺、系统构成、PLC的软件设计和现场监控界面的组态.采用MPI总线实现PLC和上位机之间的现场数据传输,完成生产现场的计算机监控.系统在白灰窑恶劣的现场环境中能稳定可靠地工作,并具有自动化程度高、监控直观、维护升级容易等优点.

基于S7-200PLC的工厂洗浴控制系统设计

介绍一种基于西门子S7-200 PLC和触摸屏TP170micro的工厂洗浴控制系统。该控制系统以S7-226CPU模块为控制器,以Pt100热电阻和超声液位计为传感器,利用模糊算法控制电动调节阀和循环泵,实现洗浴水箱24h不间断为工厂洗浴提供恒温热水。该控制系统在大型电解铝厂复杂的现场电磁环境中稳定可靠工作,并具有自动化程度高、维护升级容易等优点。

基于无波前传感的菲涅耳透镜像差校正实验

为提高薄膜菲涅耳透镜成像性能,采用无波前传感的自适应光学系统对菲涅耳透镜点目标成像的波前像差进行实验校正.像差校正控制采用随机并行梯度下降算法,以远场光斑像清晰度函数为优化指标,算法迭代数十次后收敛.系统闭环校正后,焦平面光斑等效半径缩小了43%,二阶矩为0.997 5,接近理想极限1,像清晰函数值和峰值光强提高了一倍,光强的半高全宽达到1.2倍衍射极限,调制传递函数的中频分量显著提高.实验结果表明该方法结实现构简单,能快速、有效地校正菲涅耳透镜波前像差,改善系统的成像性能,可应用于大口径、轻量化的空间望远镜.

Hertz理论与有限元法分析轮轨接触疲劳的差异性研究

采用Hertz理论和有限元分析软件ANSYS,对钢轨表面存在微裂纹的轮轨接触疲劳问题进行研究,在不同轴重和运行状态下,获得不同位置的裂纹尖端应力强度因子。结果表明,随着轴重的增加,应力强度因子KI增加,而KII的变化趋势因车轮运行状态的不同而不尽相同。摩擦力的存在,使得KI、KII明显增加,且明显改变KII的变化趋势;在无摩擦力时,KII所占KI的比例约为6%,纯滚动时,KII所占KI的比例达到将近20%,全滑动时,KII所占KI的比例接近50%,因此,对钢轨进行疲劳断裂机理分析时,KII明显不可忽略。由于Hertz理论不考虑材料的塑性和轮轨间的摩擦力,使得Hertz理论分析轮轨接触疲劳时有适用范围小、计算结果偏大、误差累计等缺点,而有限元法是解决复杂轮轨接触疲劳问题更有效的方法。

钢轨表面裂纹扩展方向研究

目的研究钢轨表面裂纹的扩展方向。方法采用有限元分析软件ANSYS,在不同轴重和不同角度裂纹的工况下,获得不同裂纹位置的应力强度因子。结果裂纹在接触斑边缘的位置时,应力强度因子K最大。随着轴重的增加,应力强度因子KI和KII均增大;随着裂纹角度的增加,KI增加,而KII减小。当裂纹角度为60°时,其等效应力强度因子幅值ΔKeff最大。结论钢轨表面的裂纹在扩展初期,以斜裂纹为主,扩展角度趋向于60°。

轴重和摩擦力对轮轨接触疲劳的影响

目的了解钢轨表面存在裂纹时的轮轨接触问题。方法采用有限元分析软件ANSYS,获得不同裂纹位置的应力强度因子。结果裂纹在接触斑边缘的位置时,应力强度因子KⅠ最大;随着轴重的增加,应力强度因子KⅠ增加,而应力强度因子KⅡ先增加,后减小;考虑摩擦力(μ=0.3)时,相对于无摩擦,KⅠ和KⅡ都明显增加,且KⅡ所占KⅠ的比例提高了15%。结论车轮在钢轨上滚动时,轮轨间的轴重和摩擦力是影响钢轨疲劳的重要因素,轴重的提高会明显加剧钢轨疲劳,而摩擦力的影响建立在轴重的基础上,并使轴重的影响加剧。

基于定向耦合器的高频功率测量

为实现发射机大功率的准确测量和有效保护,详细阐述了定向耦合器的原理、参数标定和功率测量方法,并以该方法测试已有的发射机输出功率。从测试结果分析得出,该方法具有安装简易、精度高、可动态标定的优点。通过在高频功率源与谐振加速腔之间安装定向同轴耦合器,经测量标定后,可实现在线测量出功率源的输出功率、驻波比,将测量结果反馈给控保和监测系统后,可完成在线大功率测量和设备的可靠控制与保护。

裂纹长度对钢轨裂纹扩展的影响

采用有限元分析软件ANSYS,在纯滚动运行状态下,对实际钢轨裂纹的扩展情况进行了模拟。结果表明:轮轨接触的疲劳裂纹为张开型和滑开型同时存在的复合型裂纹;随裂纹长度的逐渐增加,裂尖有效应力强度因子先减小后增大,裂纹扩展速率会出现先变慢后变快的现象。

基于ANSYS的轮轨接触疲劳分析

通过分析ANSYS求解断裂参数K因子的原理位移外推法,并比较ANSYS仿真计算与断裂力学的解析解结果,表明ANSYS计算K因子的精确度可以达到99.9%。对钢轨表面存在裂纹的轮轨接触疲劳问题进行研究,在不同裂纹角度下,获得不同位置的裂纹尖端应力强度因子。结果表明:随着裂纹角度的增加,应力强度因子KI增加而KII减小;在裂纹角度比较小时,裂纹以滑开型破坏为主,随着裂纹角度的增加,其破坏形式向张开型破坏转变;疲劳裂纹最危险的位置发生在接触斑边缘位置,在钢轨养护时,应选用固体润滑剂。

兰州冷却储存实验环高可靠性低电平控制系统

为控制高频加速腔体产生具有稳定的幅度、相位和频率的射频加速电场,设计了实验环高频低电平控制系统。为保证控制的稳定性、可靠性和实时性,系统各功能模块以硬件模拟电路为主体,同时为了协调控制各功能模块的工作并补偿某些功能模块的非线性误差,增加了数字模块。该系统由相位稳定、幅度稳定和频率调谐3个子系统组成,采用高频鉴相、PID控制、DSP和FPGA等技术。目前,控制系统通过了长期稳定性的实验和高功率实验,幅度控制精度±3%,相位控制精度±2°,频率调谐精度±5°。

滚动接触疲劳短裂纹扩展机制及预防研究

采用有限元分析软件ANSYS,在无摩擦、纯滚动、全滑动三种运行状态下,研究钢轨表面短裂纹的疲劳断裂机制,并分析轮轨间摩擦因数对接触疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明,轮轨接触的疲劳裂纹为张开型和滑开型同时存在的复合型裂纹,裂纹发生张开型破坏的最危险位置在接触斑边缘的位置;随着裂纹角度的增加,应力强度因子KI增加而KII减小,其中60°裂纹的扩展速率最快;摩擦力的存在明显加剧了裂纹扩展速率,且随着摩擦因数的增加而增大。对钢轨表面预防性打磨周期进行预测时,以60°裂纹为基准的预测结果偏安全。