光纤法珀传感器的改进型相位生成载波法解调

为解决相位生成载波-反正切解调算法(PGC-Atan)的非线性失真问题,搭建了基于改进型PGC-Atan算法的非本征型法珀传感器(EFPI)解调系统。首先,理论分析了载波相位调制深度(C)偏离最优值、伴生调幅、载波相位延迟等非线性因素对经典PGC-Atan算法中参与反正切运算的正弦与余弦两路信号的影响。然后,针对外调制或伴生调幅较小的情况,提出了一种基于系数补偿的改进型PGC-Atan算法(PGC-CC-Atan)。该算法通过构造与C值和载波相位延迟有关的系数,消除反正切运算中的非线性参数。针对内调制情况,提出了一种基于椭圆拟合的改进型PGC-Atan算法(PGCEF-Atan)。该算法通过基于分块矩阵的最小二乘法拟合椭圆并提取3个椭圆参数,进而将受非线性因素影响的正弦与余弦两路信号校正为正交信号。最后,通过仿真验证了改进型算法的正确性,并采用高调制特性的垂直腔面发射激光器(VCSEL)和常规腔长的EFPI等搭建PGC解调系统,对比经典PGC-Atan算法与两种改进型算法的解调性能,证实了改进型算法非线性失真抑制的有效性。实验结果表明:一定C值范围内,两种改进型算法可在非线性因素影响下有效解调。PGC-EF-Atan算法相较于PGC-CC-Atan算法,解调信纳比提升了11.602 dB,总谐波失真降低了10.951%。两种改进型算法中,PGC-EF-Atan算法对非线性失真的抑制效果更好,且解调线性度良好,准确度高。

基于改进舰尾流模型和多层耦合分析的机载雷达测量建模

为提高复杂海洋环境中无人舰载机(Unmanned carrier-based aircraft, UCA)自动着舰时导航定位的准确性,研究舰尾流对机载雷达测量过程的动态影响问题,建立一种基于多层级耦合性分析的测量影响动态建模分析方法.首先,利用直接分解法和前向差分法建立一种基于离散化状态空间的时变舰尾流模型,以克服传统传递函数方法存在的局限性;其次,基于舰尾流各分量均与飞机飞行速度相关的客观事实,通过在时变系统中考虑舰尾流分量间的相互作用关系来构建一种更符合实际系统特征的分量自耦合舰尾流模型;紧接着,采用UCA姿态角变化能够改变坐标转换矩阵的思想,研究舰尾流与UCA位姿变化间的耦合联系,提出一种准确性更高的舰尾流对UCA位姿的深度影响模型;然后,以航母姿态变化对舰载雷达测量结果的影响模型为基础,通过考虑本研究场景的内在特性,建立UCA姿态变化对雷达测量结果的影响模型分析方法;紧接着,采用示意图方式获得位移变化对机载雷达测量结果的影响模型;最后,针对舰船受海洋大气(风、浪、流)干扰而出现失速这一现象,建立实际海洋环境中舰尾流对机载雷达测量结果的非线性非高斯影响分析模型.仿真实验研究验证了上述模型分析方法的有效性和优越性.

低分频同步SVPWM下调制度非线性补偿方法研究

针对低分频同步SVPWM实际输出调制度与目标调制度存在偏差的问题,重点对低分频同步SVPWM的理论调制度与实际调制度对应关系进行推导说明,提出一种可适用于不同分频的调制度非线性补偿方法。当分频数大于3时,根据当前目标调制度,调用该分频实际调制度与理论调制度对应关系数组读取补偿后的理论调制度;当分频数等于3时,根据公式直接求出补偿后的理论调制度,采用补偿后的理论调制度进行三相脉冲比较值计算。试验结果表明,所提方法可准确进行调制度非线性补偿,补偿后实际调制度与目标调制度一致,控制精度得到有效提高。

用于Ka波段行波管的反射式预失真线性化器

采用幂级数法分析得到了线性化器与行波管放大器相反的非线性特性,并建立了预失真放大器的幂级数模型。根据反并联二极管对电路能够产生奇次谐波的特点,利用反并联肖特基二极管对、正交混合电桥、二极管电路的匹配网络等结构,通过对各结构的分析优化,设计了用于Ka波段行波管的预失真线性化器。实验结果表明:该线性化器在29～31GHz频段范围内能为行波管放大器的载波交调比带来最大19dB的改善。

激光二极管触发光导开关实验研究

介绍了利用大功率半导体激光二极管触发3mm间隙GaAs光导开关、产生非线性电脉冲输出的实验,激光二极管输出功率为70W,上升前沿约20ns,脉冲半高宽(FWHM)约40ns。随着开关两端偏置场强增加,输出电压也线性增加,当偏置场强超过一定阈值,增至约2.53kV/mm时,经过一个较小的电压峰值和时间延迟后,输出电压急剧增加,产生雪崩现象。实验结果表明:GaAs开关非线性输出的产生与载流子聚集和碰撞电离有关,偏置电场的提高增加了开关芯片中载流子聚集数量,加剧了碰撞离化程度,从而使开关从线性模式进入雪崩模式。

双级矩阵变换器的非线性分析及其补偿策略

分析双级矩阵变换器输出电压非线性根源与特征。鉴于它和双PWM变频器、传统矩阵变换器在结构和功能方面的相似性,对其非线性特征进行对比分析,发现双级矩阵变换器的非线性有其明显的独特性,如窄脉冲、器件电压降、滤波电容电压纹波等,这些问题与调制策略、工作机理、拓扑结构和运行状态等有关。为保证系统可靠运行,补偿非线性所带来的负面影响,提出一种修正调制算法,并给出基于变载波调制的非线性补偿策略,克服了已有算法在实现上的固有缺陷,提高了系统波形质量。在高调制系数区域内,性能改善尤为明显,运行可靠性也相应提高。实验结果证明了所提方案的正确性及可行性。

硒化镉载流子的超快动力学研究

硒化镉是一种可用于X射线全光分幅相机和全光条纹相机的重要探测材料。用基于相位物体的泵浦探测方式,研究了硒化镉在1030nm波长,飞秒脉冲下的载流子超快动力学和非线性光学特性。得到了双光子吸收系数、载流子吸收截面、载流子复合时间等参数。实验表明,硒化镉载流子的动力学和非线性特性是由束缚电子和载流子共同决定的。束缚电子的克尔效应和双光子激发都是瞬态的,而载流子复合持续了较长时间。这些参数和载流子图像的的获得,为X射线超快探测器件的设计和改进提供了参考。

光导开关非线性导通时的载流子累加效应

利用半导体激光器作为触发源,对砷化镓光导开关进行了实验研究,重点研究了载流子累加效应对开关输出特性的影响。实验结果表明,光导开关的导通机制与内部载流子数的多少直接相关,当开关中的载流子数积累到雪崩碰撞电离条件,开关就会发生非线性导通。采用低能量光脉冲序列触发光导开关,获得了高功率输出,降低了开关非线性导通时的触发光能和偏置电压,对于光导开关的应用具有重要意义。

非线性载波控制的PFC电路

非线性载波控制技术是一种近年来发展起来的新型控制技术,其电路是在单周期控制技术中电荷控制基础上外加非线性载波补偿构成的。本文将着重分析非线性载波控制的Flyback电路实现功率因数校正(PowerFactorcorrection,PFC)的方法。首先分析了Flyback电路在连续导通模式(ContinuousConductionMode,CCM)和断续导通模式(DiscontinuousConductionMode,DCM)下的工作原理。该电路结构简单、易实现。仿真和实验表明,该电路稳定性好,功率因数高。

基于非线性载波调制的单相电流型逆变器的研究

传统的电流型逆变器直流侧电感取值较大,应用于中小功率系统时有一定的局限性。针对这个问题,该文对直流电感进行分析,最终得出电感值与电感电流间的关系。在此基础上,提出基于面积等效原理的非线性载波调制策略,当直流侧采用较小的电感时,仍能保证交流侧输出电流质量较高,有效解决了单相电流型逆变器应用于中小功率系统时电感过大的问题。在上述分析的基础上,搭建相应的实验平台,验证了理论与仿真的正确性。

液化天然气船局部热应力非线性分析

考虑材料性能随温度的变化对于研究液化天然气船结构安全问题具有重要意义.本文假定材料的弹性模量、泊松比、热膨胀系数随温度非线性变化,以MARC为计算工具,选定LNG船典型的空腔结构模型,对局部的温度场、温度应力进行对比分析,研究材料非线性对LNG船局部强度的敏感性.研究结果表明,考虑材料非线性和不考虑具有明显差异.考虑LNG船材料非线性影响其热应力值偏小,通常不考虑材料非线性因素是偏保守做法.

基于MPSK信号频偏估计的非线性滤波算法

基于MPSK信号的非线性频偏估计算法,通过对叠加了高斯分布白噪声接收信号的非线性变换分析,将非线性滤波(中值滤波)算法应用于载波频率估计之中.运用MonteCarlo仿真手段对其进行了验证,结果表明,在非线性频率估计中运用中值滤波算法后,其估计的均方误差较之运用均值滤波算法有很大的改善.

火箭非线性动力学行为研究中的若干问题

对火箭非线性动力学行为研究中涉及的建模方法，模型降阶技术，局部非线性对全局动力学行为的影响，随机干扰下的动态响应，有效数值算法等热点问题进行了详细的综述，并简要展望了这一领域今后的研究方向．

高动态GPS载波跟踪算法研究

为了寻求更好的高动态GPS载波跟踪解决方案,设计了适于高动态环境的基于参数估计的载波跟踪环路,分析了高动态GPS载波跟踪系统模型,比较了EKF、UKF和PF三种滤波算法的参数估计性能。在此基础上,完成了基于EKF、UKF和PF的载波跟踪环路的设计,并以JPL提出的高动态模型为例进行仿真验证。仿真结果表明,虽然这三种算法均能实现对高动态信号的精确跟踪,但总体而言,基于PF的载波跟踪环路具有更好的动态适应能力。另外,鉴于高动态GPS接收机应用场合的特殊性,又对PF滤波算法在非线性、非高斯GPS载波系统的假设下进行了仿真验证,结果显示了应用粒子滤波算法解决非高斯噪声干扰载波跟踪问题的可行性。

PWM控制器中阻容耦合导致的非线性分析

为研究受阻容耦合影响后PWM控制器传输特性的非线性,通过定量的理论分析,得到三角波信号激励下阻容耦合的时域响应,并由具体数据仿真实验得出耦合参数对PWM控制器传输特性的影响。通过仿真和实验发现,时间常数偏小时,响应存在超前、衰减和斜率变化3个特征。其中衰减特征影响PWM控制器传输特性的灵敏度和控制范围,即输出幅度衰减,PWM控制器的灵敏度上升、控制范围变窄;斜率变化特征导致PWM控制器传输特性的非线性,即波形的上升段斜率会由大变小、下降段斜率绝对值由大变小。

前馈系统中辅助放大器非线性分析

前馈系统中由于信号对消环路失配,导致在辅助功放输入端载波信号无法完全对消,辅助放大器的再次非线性失真会影响整个系统的失真。本文研究了残余载波信号再次产生的互调失真对整个系统线性化指标的影响,并给出了系统性能与电路参数和幅度、相位失配的关系式,通过这个关系式可以计算出要达到特定载波互调比时所需器件的最低指标要求。

载体加速度对静电驱动微机械陀螺响应的影响分析

载体的运动会导致微机械陀螺的响应发生变化,因而引起测量误差,甚至导致系统故障。针对载体运动对微机械陀螺响应的影响开展研究。考虑载体运动以及微陀螺的非线性支承刚度和非线性静电力,基于拉格朗日方程建立了系统的动力学方程。利用谐波平衡法结合留数定理求解了含分式非线性项的系统的周期响应,研究了载体加速度对系统响应特性的影响,发现驱动方向的载体加速度主要导致系统的灵敏度降低。检测方向的载体加速度除使得系统灵敏度降低,还会导致零偏,且零偏和加速度的大小成正比,但比例系数与驱动电压无关。驱动电压较小时,载体在检测方向较小的加速度对灵敏度和非线性度影响很小;而在驱动电压或者检测方向加速度较大时,系统的灵敏度急剧下降,且非线性度也发生了剧烈变化。

运载火箭级间分离面接触分析

根据接触理论 ,运用非线性有限元方法对运载火箭的级间分离面进行了三种载荷工况作用下的接触分析。通过计算 ,给出了分离面上的接触力分布、爆炸螺栓的拉力以及最佳预紧力的值。结果表明 ,本文方法和所得结论具有一定的工程应用价值。

散货船极限强度的标准化非线性有限元分析

依据《双舷侧散货船结构直接计算分析指南》,运用MSC.Nastran对某35 000t级散货船进行货舱结构强度的有限元分析,运用MSC.Marc对其进行极限强度的非线性有限元分析,得到该散货船真实的安全余量.

非线性跟踪-微分器在载波相位测速中的应用

针对传统微分器存在噪声放大和时延问题构造的非线性跟踪-微分器。通过离散的载波相位观测量提取载波相位率,并利用跟踪-微分器输出的二阶微分,采取预报的方法进行时延补偿。仿真及车载实验结果表明,该非线性跟踪-微分器能准确快速地跟踪微分信号,对噪声抑制作用良好,时延补偿效果明显,可提高速度测量精度。