无线传感节点中频域传输信号解调与控制方法

为提高无线传感网络节点中的频域传输信号抗噪能力,优化前端镜像与噪声信号处理能力,以无线传感节点中的频域传输信号为研究对象,提出一种新的信号控制与解调方法。将无线传感信号输入设计的滤波器中,通过电容器、电阻、运算放大器相互协作完成信号滤波。引入前馈补偿通路组建两级节点信号解调线路,当输出传感信号功率超过标准,便可根据超出值,以前馈补偿的方式调节增益带宽积实现解调。在传感节点中外接一个校正电路,以校正电容调节码的方式,控制传感信号频域传输特性满足正常运行标准。仿真结果表明:在1 V的电源电压下,此滤波器中心频率为2 MHz,邻近信号抑制为55 dB,镜像信号抑制为33 dB,带内纹波为0.1 dB,通带电压增益为18 dB,工作电流为382μA。验证了所提方法具有较高的频域传输信号深度处理能力,且有助于实现无线传感网络高质量通信。

基于深度学习的可见光通信系统室内三维定位

针对目前室内可见光通信系统三维定位的准确率与定位速度依然不佳的问题,提出一种基于深度学习的可见光通信系统室内定位方法。首先,设计了一个神经网络将指纹数据编码成二维阵列,利用卷积神经网络学习指纹阵列与目标位置之间的关系;然后,通过粒子群优化算法自动搜索卷积神经网络的超参数,以降低深度神经网络的训练难度。此外,设计了定位数据训练集、验证集与测试集的划分方法,有助于缓解神经网络的过拟合问题,并提高定位准确性。仿真结果表明,所提方法在6×6×4m3室内环境下的平均定位误差为0.024m,平均定位时间为0.478s。

提高储能VSG并网有功响应性能的暂态阻尼策略

储能虚拟同步发电机(VSG)的并网有功在有功指令与电网频率2种扰动下存在动态超调与稳态偏差。提出有功微分反馈补偿(ADFBC)和有功微分前馈补偿(ADFFC)2种暂态阻尼策略,并在分别建立典型VSG、ADFBC和ADFFC 3种策略并网有功闭环小信号模型的基础上,给出了相应的参数设计方法。仿真和实验对比结果均验证了所提ADFBC和ADFFC暂态阻尼策略可有效提高储能VSG并网有功响应,在2种扰动下其并网有功既无动态超调又无稳态偏差。

储能VSG并联组网系统的有功振荡特性分析及其改进策略

储能虚拟同步机(VSG)通过模拟同步发电机的转子运动方程,使得储能变换器具备一定的惯量支撑能力,但不可避免地引入有功动态振荡等问题,特别是在储能VSG并联组网系统(ESVPNS)中该问题更为突出。为此提出一种抑制ESVPNS有功动态振荡的有功前馈补偿改进控制策略,利用包含虚拟惯量与一次调频参数的一阶低通滤波环节构造有功前馈项,通过调节前馈参数提升ESVPNS抑制有功动态振荡的能力,在既不依赖通信又无需微分运算的前提下,不影响ESVPNS有功的稳态均分效果。建立包含有功前馈环节的ESVPNS小信号数学模型,并详细给出前馈参数的设计过程。MATLAB/Simulink仿真对比结果验证了所提控制策略的有效性与优越性。

用于新能源发电的新型升降压转换器及其控制策略

针对新能源发电装置输出电压变化大难以实现储能的问题,提出一种基于PI控制器结合前馈控制的新型单管耦合型升降压转换器,通过调节耦合电感的变比灵活调节电压转换比,同时降低了开关器件电压应力,采用无源钳位电路,起到回收漏感能量和抑制开关管电压尖峰的作用,与传统升降压转换器相比具有更宽电压转换比,输入电流连续和开关管电压应力小等优势;利用PI控制器结合前馈控制策略实现闭环控制,保证了转换器整个输入电压范围内良好的输入暂态响应。详细分析了转换器的工作原理并推导了转换器稳态特性,将所提转换器与其他单管升降压转换器的各项性能进行比较。推导了转换器的小信号模型,同时利用伯德图验证PI参数设计的正确性,分析了PI控制器结合前馈控制策略的设计过程。最后,搭建了一台额定功率100 W,20~60 V输入、48 V输出的实验样机,通过升压和降压模式下的实验来验证所提转换器的性能,同时验证了PI控制器结合前馈控制策略的可行性,其中升压模式最大效率为97.08%,降压模式最大效率为97.10%。

双管Buck-Boost变换器的输入电压前馈控制策略

双管Buck-Boost变换器适用于宽输入电压范围场合。采用双调制–单载波的两模式控制策略可实现其整个输入电压范围内的高效率和工作模式的自动平滑切换,其工作模式即为高输入电压区间的Buck模式和低输入电压区间的Boost模式。为抑制输入电压扰动对输出电压的影响,通过建立双管Buck-Boost变换器不同工作模式下的小信号模型,推导相应的输入电压前馈函数,并分析电路参数变化对前馈函数的影响,进而提出一种带输入电压前馈的两模式控制策略。采用所提出控制策略的双管Buck-Boost变换器,可实现工作模式和相应输入电压前馈函数的同时自动选择,及工作模式的近似平滑切换,从而保证变换器整个输入电压范围内的高效率和良好的输入暂态响应。为更好地展现所提出控制策略的优点,对带输入电压前馈和不带输入电压前馈的两模式控制策略进行比较。最后,实验室搭建一台原理样机,并对所提出的控制策略进行实验验证。

一种考虑控制系统耦合关系的汽包锅炉简化模型与分析

考虑了控制系统间的耦合关系,根据基本物理定律,建立了一种汽包锅炉简化模型,并对模型进行了分析。在建模过程中,提出了系统压力变动焓的概念,对影响系统压力变动焓的因素进行了分析。利用该参数把锅炉给水和减温水的影响引入汽包锅炉简化模型,体现了控制系统间的耦合影响。同时,提出了一种新的水位控制系统和主汽温控制系统前馈信号,可更好地削弱耦合回路的影响,进一步改善控制效果。文中为研究复杂的电站机组系统提供了一种新思路和新方法。

提高协调控制系统调节品质的研究

针对协调控制系统缺陷，提出ＰＴｎ模块采用分段、变参数控制，负荷指令前馈信号采用ＰＤ控制规律实现微分时间和强度变参数控制，主蒸汽压力控制器实现积分分段、微分时间和强度变参数控制，在磨煤机一次风量设定值控制回路上引入负荷指令的微分前馈信号等改进措施，大大改善了协调控制系统调节品质，提高了协调控制系统对外界负荷的响应能力和升、降负荷速率，有效抑制了主蒸汽压力的超调，扩大了协调的投运范围。

多端柔性直流配电系统主从控制模式下的稳定性与优化控制

多端柔性直流配电系统是配电系统的一个重要发展趋势,其可有效提升城市配电系统的电能质量、可靠性与运行效率。主要研究了主从控制模式下多端柔性直流配电系统运行时的稳定性问题。建立了基于动态导纳的小扰动稳定分析模型,研究了直流负荷、直流线路参数和多端互联等影响因素变化时系统出现的不稳定现象,提出了基于带通滤波的前馈补偿定直流电压控制方法,并对补偿前、后的系统稳定性进行了分析比较,通过改进的IEEE 33节点配电系统进行时域仿真测试,仿真结果表明了所提方法能够有效地提高系统阻尼与稳定性。

一种宽范围高精度的前向载波频偏估计算法

前向载波频偏估计算法的捕获范围和估计精度是一对矛盾。针对这一问题,提出一种低计算复杂度的宽范围高精度前向载波频偏估计算法。算法的基本思想是:首先,利用相邻码元判决点处的相位差粗略估计载波频偏,以便获得宽的捕获范围;然后,利用高时延自相关函数精细估计载波频偏,以便获得高的估计精度。详细描述了算法的数学表达,并对其性能进行了分析。最后的仿真数据证明,该算法对于载波频偏的宽范围高精度估计,确实具有较高的实用价值。

基于DSP前馈模糊PI的舵机控制算法

针对负载转矩对舵机转速的影响,建立负载力矩的数学模型,提出带前馈模糊自整定比例积分参数的速度环控制算法,利用前馈控制器补偿负载变化对电机转速的影响。当直流无刷电机特性和力矩变化时,通过动态调整控制参数使系统具有良好的鲁棒性和控制精度。设计以数字信号处理器为核心的模糊控制器,采用高精度的绝对编码器作为位置环反馈。实验结果表明,该控制器具有较强鲁棒性,且响应速度快、超调小、控制精度高。

基于扰动特征分解和前馈调制的网络波动跳变信号抑制算法

在网络切换和数据通信中,会产生一种网络波动下的时频跳变谐振信号,需要对这种网络波动跳变信号进行抑制,以提高网络稳定性。提出一种基于扰动特征分解和前馈调制的网络波动跳变信号抑制算法,构建网络波动跳变信号谐振数学模型,采用射线模型对网络跳变单频脉冲中的波动信号进行传播损失估计,基于多普勒频移算法提取扰动特征,利用混响慢变包络切片把波动跳变信号的能量聚集在扰动方向,在希尔伯特空间上对网络波动跳变信号进行扰动特征分解。设计前馈调制滤波器,实现对网络波跳变信号的前馈调制抑制。仿真结果表明,该算法能有效抑制网络波动跳变中的谐振信号,避免了信息损失,数据传输丢包率得到降低,实时性好,解决了大规模混合组网中启动滞后、服务器负载、颤抖等问题。

一种电流型光伏模拟器的分析和设计

光伏模拟器是用于光伏产品实验与测试的可以模拟光伏阵列输出特性的电源。因为光伏模拟器工作时候级联光伏逆变器,而光伏逆变器的输入阻抗特性直接影响着模拟器的输出特性,在某些条件下甚至会导致其工作不稳定。论文在小信号模型下分析了光伏逆变器对光伏模拟器的影响,并给出了光伏模拟器的设计要点。设计出一种光伏模拟器控制系统,实验结果表明,所设计的光伏模拟器能够准确、快速地模拟光伏阵列特性,可以作为光伏逆变器的研发和测试电源。

基于TTIB技术的无线数传Modem设计与实现

TTIB(透明带内导音 )及 FFSR(前馈信号再生 )技术是一种可抗无线信道中多径时延及多谱勒频移引起的信号衰落的技术。在阐述 TTIB/ FFSR原理的基础上 ,提出一种用数字信号处理技术来实现TTIB/ FFSR技术、应用于现有短波 SSB电台使其具有数传功能的无线 Modem完整设计方案及其硬件测试模型 ,并就实验结果对其改进进行探讨。

逆变型微电源孤岛模式下的控制策略

针对微电网孤岛运行模式下的传统下垂控制依赖于下垂系数、网络的动态特性的不足,对其进行改进。采用自适应前馈补偿对微电源和微电网其他部分进行动态解耦,以提高动态系统的稳定性和鲁棒性。采用小信号模型进行稳定性分析,增加了递推最小二乘估计算法来估计系统运行点,使控制系统具有自适应特性。该控制策略适用于多逆变型微电源并联运行和功率均分。利用MATLAB/Simulink建立微电网仿真模型,仿真结果表明所提出的控制方法在微电源为可再生能源发电和微电网内部动态特性变化时,可以较快响应并能防止系统发生振荡。

基于修改误差函数新的BP学习算法

通过分析隐层神经元饱和度对网络性能的影响,构造了新的误差函数,同时设计了一种自适应调节的放大误差信号方法,得到新的BP学习算法。该算法流程简单,不需要太大的计算复杂性。仿真实验结果表明新改进算法在收敛速度和避免误差函数陷入局部极小方面明显优于其它BP算法。

无刷双馈发电机双向变换器内模—前馈复合控制方案

双向变换器具有功率双向流动、功率因数可调等优点,常作为双馈型风力发电机的励磁系统,当机侧的工作状况突变时,会引起直流侧电压较大的波动。为在稳定直流母线电压的前提下减少交—直—交变换器中电容容量,提出了内模解耦控制和负载功率前馈控制的复合控制方案,使前馈补偿量能抵消负载干扰量。分析和比较了小信号模型,在MATLAB/Simulink环境下建立无刷双馈发电机的仿真系统,仿真分析结果表明复合控制策略快速地实现了直流电压的稳定,极大改善了直流母线电压的控制效果,验证了控制方案的有效性和可行性。

运用改进磷虾群算法的自抗扰控制方法

为了提升自抗扰控制效果,提出了基于改进磷虾群算法的自抗扰控制方法.利用线性自抗扰控制技术,设计电力系统自抗扰控制器;利用扩张状态观测器估计系统总扰动,在系统控制量内加入前馈微分信号,通过该控制器的线性误差反馈律自抗扰控制电力系统,采用改进磷虾群算法优化该控制器的反馈比例增益与反馈微分增益,提升自抗扰控制效果.实验结果表明,在不同扰动时,应用本文方法自抗扰控制后,可有效降低电力系统稳态误差有效值与谐波畸变率.

多重化双向Buck/Boost变换器控制策略仿真研究

多重化双向Buck/Boost变换器常作为能量交换接口用于储能系统中。采用基本建模法对三重化双向Buck/Boost变换器建立交流小信号模型,基于变换器的开环特性,设计了电压、电流补偿网络,在此基础上提出一种新的基于前馈校正的复合双闭环控制策略。为验证所提控制策略的正确性进行了MATLAB仿真研究。仿真结果表明:该控制策略可为三重化双向Buck/Boost变换器提供良好的动、稳态性能,同时对大范围的负载变化等扰动均具有很好的鲁棒性。

基于小信号分析的电力电子负载动态特性研究

电力电子负载(power electronics load,PEL)作为新型电气实验模拟负载装置,不仅可以模拟多种负载装置对电源产品进行多种检验测试,而且能把被测电源设备的能量回馈给电网,是一种绿色环保节能设备。但在恶劣的工况下PEL的动态性能与模拟指令电流突变,被试电源(device be tested,DBT)电压突变和电网电压变化有关,为了抑制上述扰动对PEL的影响,提出了一种基于功率平衡的前馈控制和基于风电并网的低电压穿越技术。并使用仿真和实验验证前馈控制方法的正确性和有效性。