A NEW SYNCHRONIZATION SCHEME USING PERFECT PUNCTURED BINARY SEQUENCE PAIRS IN DS-UWB SYSTEM

Ultra WideBand (UWB) radio is a new wireless technology that transmits extremely short duration radio impulses. In this paper, a new synchronization scheme is proposed in Direct Sequence (DS) UWB system using Perfect Punctured Binary Sequence Pairs (PPBSP) as the preamble. It can acquire both Pseudo-Noise (PN) sequence and frame synchronization at the same time. The properties and the combinatorial admis sibility conditions of PPBSP are presented. The simulation results show that PPBSP is good for synchronization by their good cross-correlation properties both under Additive White Gaussian Noise (AWGN) channel and modified Saleh-Valenzuela channel.

Performance of multi-band orthogonal frequency division multiplexing ultra wide-band system on IEEE UWB channels

Multiband orthogonal frequency division multiplexing (MB-OFDM) ultra wide-band (UWB) is a novel wireless communication technology. It has many advantages and is being actively researhed. In this study, we constructed and implemented a simulation model of UWB communication systems in Simulink. We found the MB-OFDM UWB system has the best performance in distance between 4 m to 10 m without the line-of-sight requirement.

顾及BDS-3星钟约束的GNSS超快速轨道钟差解算方法

BDS-3高稳定星载原子钟作为北斗星座的显著技术优势,在GNSS数据处理中尚未得到充分利用。针对严格时效性限制下GNSS超快速轨道钟差参数精度受限问题,本文提出顾及BDS-3星钟约束的GNSS超快速轨道钟差解算方法。首先,以GNSS轨道钟差参数间相关性为基础,构建顾及BDS-3星钟参数特性的GNSS定轨模型;然后,基于GNSS精密钟差产品,分析星钟约束对GNSS轨道钟差参数精度的影响规律;最后,为克服预报钟差精度与约束筛选对定轨影响,建立BDS-3星钟建模与GNSS超快速轨道钟差估计的同步处理方法。试验结果表明,在BDS-3星钟参数最优约束下,BDS-3与GPS轨道钟差精度可分别提升27.5%、5.1%和20.2%、5.2%;且较传统BDS-3星钟单历元处理策略,基于BDS-3星钟建模与GNSS超快速定轨同步处理方法,GNSS超快速轨道钟差精度可分别提升至4.8%与34.2%,轨道精度实现了毫米级改善。因此,顾及BDS-3星钟约束的GNSS超快速轨道钟差解算方法可有效对BDS-3高稳星钟信息模型化,并实现GNSS超快速轨道钟差精度的优化处理。

大庆油田萨中开发区二、三类油层同步挖潜补压结合射孔方法

大庆油田萨中开发区二类油层和三类油层平面、纵向交互分布,目前尚未形成同步开发方法。从射孔角度出发,通过分析油层特点,匹配射孔工艺方法,二类油层匹配深穿透(穿深为956 mm)射孔、三类油层匹配超深穿透(穿深为1 308 mm)射孔,建立单井“组合射孔”模式;针对大段三类油层,通过抽稀射孔数,提高单卡层段数,提高过孔压力,建立“组合射孔+限流法压裂”模式。数值模拟和现场分析结果表明:该方法在萨中开发区2个二、三类油层同步挖潜区块应用,“组合射孔”实施20口井,采出端单井含水率多降低2.0%、日产油量增加1.2 t;“组合射孔配套限流法压裂”实施6口井,实现了单孔排量0.6 m3/min以上,平均单井产液量增幅17.56%,含水率多降低0.94百分点。研究成果可有效指导投产设计,对二、三类油层的同步挖潜和提质增效具有重要意义。

励磁绕组与阻尼绕组耦合效应对大型同步调相机转子暂态电流特性的影响

针对大型同步调相机暂态分析时模型精度较低的问题,提出一种考虑励磁绕组与阻尼绕组耦合效应的同步调相机暂态分析精确模型。首先,通过引入特征电抗建立同步调相机考虑励磁绕组与阻尼绕组耦合效应的暂态分析精确模型,并基于励磁电流拟合对特征电抗进行求解。然后,通过三相短路与BC相间短路故障仿真,对比同步调相机传统模型与精确模型的转子暂态电流特性。最后,建立同步调相机机-网暂态仿真模型,分析系统送端交流母线电压波动时同步调相机精确模型的暂态运行特性。研究表明,考虑励磁绕组与阻尼绕组耦合效应时同步调相机转子暂态电流特性的精度更高。三相短路与BC相间短路故障后3个周期内,同步调相机暂态分析精确模型励磁电流峰值平均值的精度分别提高了27.27%和61.53%。

分段式双三相永磁直线同步电机的无模型电流预测控制

分段式结构的双三相永磁直线同步电机(PMLSM),动子穿入和穿出定子分段时,传统的无差拍预测电流控制(DPCC)易受反电动势动态扰动的影响,无法实现精确的电流跟踪和推力控制。同时,该电机模型的参数失配会增大DPCC电流和推力控制的难度。针对以上问题,该文提出了一种基于无模型电流预测控制(MFPCC)的电流控制策略。首先,构建了分段式双三相PMLSM的超局部模型。其次,基于该超局部模型设计了预测电流控制器,并设计扰动观测器以补偿反电动势动态扰动和参数失配的影响。最后,实验验证了所提MFPCC能够抑制分段式双三相PMLSM的反电动势和参数失配的扰动,有效提升参数鲁棒性、电流跟踪性能并降低推力波动。

基于带宽交织采样架构的80 GSps超宽带实时采集系统

利用8片10 GSps的模数转换器(ADC)芯片,基于带宽交织采样架构设计并且实现了具有80 GSps,20 GHz带宽的超宽带实时数据采集系统。对带宽交织采集系统中的子带分解、多子带间采集同步、交叠带以及全频带拼合等一系列问题展开了研究,并基于分治法的思想提出了相应的校准以及补偿方法,补偿前后的时域以及频域分析对比证明了提出补偿方法的有效性。实验结果表明,系统实现了具有80 GSps采样率、20 GHz带宽指标,其中有效位数(ENOB)以及无杂散动态范围(SFDR)在20 GHz处可以达到6 bit以及40 dB,并给出了系统ENOB随频率变化的曲线,采集系统上升时间为22 ps,实验数据表明系统各项指标处于国内领先水平。

数字示波器中FPGA间高速信号传输同步方法

数据采集系统是数字示波器(DSO)的核心组成单元,随着示波器带宽采样率的逐步提升,单片模数转换器(ADC)+现场可编辑门控阵列(FPGA)的架构难以满足超高速以及多通道的应用场景,因此,高端示波器中数据采集系统普遍采用“主从”FPGA控制架构。在该架构下,多个FPGA之间信号的同步传输是实现采集系统的同步和精确采集的重要前提。针对多FPGA板卡之间的信号同步传输问题,提出了一种FPGA之间高速信号同步传输的方法,借助FPGA的IODELAY单元,通过测试数据训练找到最稳定的同步传输区间,实现多FPGA之间的同步传输。在自研的数字示波器上的实验表明,该方法能够有效实现FPGA之间高速信号的同步传输。

分布式无线组网超宽带穿墙雷达系统设计与联合定位

单发单收穿墙雷达具备便携、系统简单、可独立工作等优势,但难以实现目标二维定位与跟踪。该文基于便携式单发单收雷达设计了一套分布式无线组网穿墙雷达系统,同时提出了一种目标联合定位方法,能够兼顾系统便携、低成本和目标二维信息估计。首先,设计了基于互补格雷码发射波形的超宽带雷达系统,解决了同频段多台雷达同时工作互相干扰的问题;分布式无线组网超宽带穿墙雷达系统包括3个雷达节点,并通过无线模块与数据处理中心通信。其次,提出了一种基于行为认知理论和模板匹配相结合的数据同步方法,通过识别各雷达数据中的相同运动状态来解决无线组网雷达慢时同步问题,摆脱了传统同步方法对硬件的苛刻要求。最后,提出基于Levenberg-Marquardt(L-M)最优化算法的雷达位置自估计和目标位置求解方法,实现了无先验雷达节点位置信息下的目标快速定位与跟踪。通过仿真分析与实验验证,该文设计的无线组网雷达系统可以实现目标二维定位与实时跟踪,雷达自身位置的估计精度优于0.06 m,对运动人体目标定位精度优于0.62 m。

基于对称分量法的调相机定子故障特征分析

传统同步调相机定子绕组匝间短路故障机理分析方法通常认为电机定子电流接近三相对称,并以此为基础建立同步调相机故障电流的数学表征。但是,一旦发生定子绕组匝间短路故障,同步调相机三相定子电流的对称性将遭到破坏,使得传统故障机理分析方法所建立的数学表征无法准确反映电机内部电气量的变化。文中通过引入对称分量法,建立故障后同步调相机瞬时有功/无功功率的数学模型,提出利用瞬时有功/无功功率中的2次谐波进行定子绕组匝间短路故障诊断。仿真和实验的结果表明:相较于利用定子电流3次谐波与基波幅值之比诊断故障的传统方法,文中方法在轻微故障状态下能提高至少7倍的诊断灵敏度,更易完成早期故障诊断。同时,所提方法中的故障特征量不受同步调相机工况和故障位置的影响,具有强鲁棒性。

基于扩张状态观测器的PMSM三电平无模型预测控制

针对传统永磁同步电机三电平控制策略由于参数变化导致系统性能下降的问题,提出一种基于扩张状态观测器的无模型预测电流控制方法来增强系统的鲁棒性。首先,建立系统超局部模型实现未来电流状态的预测,其中不涉及任何电机参数,解决了参数变化影响系统性能的问题;接着,针对系统总扰动,设计d、q轴扩张状态观测器估计超局部模型中的非线性部分;然后,通过价值函数筛选出最优电压矢量,并利用小矢量的冗余特性实现中点电位平衡控制;最后,在DSP实验平台上进行传统三电平模型预测电流控制、无模型预测电流控制及所提出方法的对比实验,实验结果表明所提出方法具有较好的动稳态性能并且有效提高了三电平驱动系统的抗扰动能力。

超导超高压同步调相机多工况下定子电磁力计算及强度分析

超导调相机采用电缆绕组非磁性齿的高压定子新结构(简称超导超高压调相机),可实现调相机与电网的直连。针对超导超高压调相机定子采用非磁性齿结构,导致齿部磁阻增加,槽漏磁增大,出现定子齿壁两侧受力不均以及绕组切向洛伦兹力增大的问题,构建了超导超高压调相机无升压变压器与电网直连的场-路耦合数学模型,结合麦克斯韦应力法和洛伦兹力原理,计算了进相与迟相运行,短时深度进相与迟相运行4种运行工况下定子齿壁所受电磁力,并给出齿壁两侧电磁力随时间以及空间的变化规律。将计算得到的电磁力作为载荷,对不同运行工况下定子齿的强度进行计算,得到了定子齿形变大小和应力分布规律。结果表明超导超高压同步调相机在多种工况下运行时,非磁性定子齿不会发生疲劳断裂现象。该研究为超导调相机采用非磁性定子齿及超高压绕组结构提供理论依据。

燃料电池用三相DC/DC超高频正弦波电压输出逆变器控制策略研究

传统超高速永磁同步电机驱动器采用PWM等效正弦电压输出,谐波较大,导致电机发热严重,并且其无法用于燃料电池等输入电压大范围变化的场合。为减少电机发热量,进一步拓展其应用场景,提出了一种基于三相DC/DC变换器的新型正弦波电压输出逆变器,通过建立逆变器的控制策略的数学模型,驱动了一台120 kr/min的超高速永磁同步电机。实验结果表明,三相正弦波电压输出逆变器输出电压谐波低于传统逆变器,在高转速工况下减少了电机发热量,具有实际工程应用价值。

超深地连墙异形槽段多导管同步浇筑系统设计

某长江大桥南航道桥主跨设计长度为2300m,锚碇结构采用支护转结构复合地下连续墙基础,最大成槽深度83 m。一期槽段创新性的采用现浇钢壳混凝土成墙技术,施工时需要配套新工艺、新装备来解决异形多根导管同步性浇筑的难题。为此,文中提出了多导管一体化同步浇筑解决方案。首先,分析该长江大桥南航道桥锚碇基础结构特点,明确十字形槽段浇筑空间和设计参数;其次,详细设计多导管同步浇筑系统,采用自动化流量分料系统搭配一体化多导管浇筑平台来实现异形槽段的同步浇筑;最后,介绍超深锚碇地连墙异形槽段浇筑工序,在槽位处开展多导管同步浇筑系统功能性试验,顺利完成封底混凝土和二次混凝土浇筑,为今后同类型超深地连墙异形槽段的浇筑提供了参考和借鉴。

基于非线性扰动补偿的超局部无模型永磁同步电机电流预测控制

在电机运转过程中,电机参数会发生变化,产生参数漂移,同时电机会受到内外部未知扰动,导致控制性能下降,抗干扰性和鲁棒性较差。为解决这些问题,提出非线性扰动补偿的超局部无模型电流预测控制方法。只利用电流环的输入和输出,建立超局部无模型电流预测控制模型,不涉及任何电机参数,解决了因参数变化导致的模型失配问题。针对系统总扰动,建立非线性扰动补偿模型,能够较为准确和稳定地估计系统总扰动,并进行前馈补偿,实时更新控制信息,仅需调节两个控制参数。为防止产生较大的电流,建立电流限幅控制,提高电机控制性能。仿真和实验结果表明,提出的控制方法对于参数变化和外部扰动,具有较强的鲁棒性、抗干扰能力,能够实现较快的动态响应,减小电流纹波,降低电流静差,获得较优的电流环动静态性能;抑制转速脉动和超调量,稳定跟踪额定转速,有利于电机的平稳运行。

基于新型超局部模型的永磁同步直线电机滑模控制

为减少永磁同步直线电机调速系统对模型的依赖,以及降低外部扰动对控制性能的影响,提出一种基于新型超局部模型的永磁同步直线电机滑模控制策略。根据永磁同步直线电机在旋转坐标系下参数摄动时的数学模型,建立对应仅利用系统输入输出数据不需要其他参数的转速环的新型超局部模型,以削弱对电机精确模型的依赖。结合滑模控制原理设计基于新型超局部模型的滑模速度控制器,通过Lyapunov稳定性理论证明该控制器的稳定性。考虑新型超局部模型中的未知量,设计内模扰动观测器进行估计并前馈补偿,实现对新型超局部模型的实时更新。通过与传统PI控制进行仿真及半实物试验对比结果表明,所提方法改善了永磁同步直线电机控制系统的动态响应性能和适应能力,具有较强的鲁棒性。

高韧超薄磨耗层在快速路匝道桥上的应用

基于同步摊铺工艺的高韧超薄磨耗层技术具有结构层薄、抗裂耐久、施工效率高、安全美观等技术特点。通过在嘉兴市市区快速路环线工程(一期)中实施厚度为0.8~2.0cm级别的高韧超薄磨耗层技术,总结和介绍了该技术的基本原理、技术指标体系以及施工控制要点,并进行了室内试验和现场试验检测。结果表明,高韧超薄磨耗层各项技术指标均满足技术要求,证明该技术具有良好的路用性能,可在各类桥面铺装品质化提升、城市道路快速化改造以及道路预防性养护项目中推广应用。

IP网络架构下无压缩4K视频码流的PTP同步信号解析

随着网络技术的发展,数据码流传输模式逐步由SDI架构过渡至IP化架构,简化了网络结构,提升了传输效率,但同时对发射端和接收端的同步问题提出了更高要求。本文针对IP网络架构下无压缩4K视频码流的同步问题,基于PTP协议对同步信号和RTP信号进行解析,进一步理清RTP和PTP协议协同工作时视频码流时钟与源时钟的同步关系。

1800吨级运梁车总体方案设计及关键技术

1800吨级运梁车用于某工程高架桥部分50 m/1800 t预制箱梁的运输,同时配合架桥机架梁。文中采用4台单车同步配合跨左右双幅箱梁运梁,运梁车通过数据通信线、钢桁架以及液压闭式系统并联技术将4台单车结合成一个整体,解决了多车组同步困难、不准确率高的难题;设计了一种轮组均衡自动升降系统,解决了大横坡超高段运梁两题受扭的难题;提出了一种运梁车运行路径规划方法及自动驾驶运行控制方法,解决了运梁车行驶过程中跑偏的问题。其研究成果在杭甬复线宁波段一期工程投入使用。截止到2022年8月底,累计运输箱梁330余片,实现驮运过现浇3次。

车用电涡轮复合系统超高速永磁同步电机设计

超高速永磁同步电机由于其转速高、体积小、功率密度大等特点,被广泛应用于透平机械中。本文以一台5kW/150000rpm的车用电涡轮复合系统超高速永磁同步电机为研究对象,围绕电机的转子强度、损耗温升等关键问题进行研究分析。首先,基于经典电机设计理论,明确了设计步骤,完成了电磁设计;其次,采用多物理场耦合分析方法,建立了电机转子二维简化等效模型,进行转子强度分析;最后,基于电机损耗理论,完成了电机的热特性分析。仿真分析和计算结果表明:所设计的超高速永磁同步电机能够满足车用电涡轮复合系统的整机要求,为后续同类型电机开发与优化设计提供了参考。