一种适用于亚采样锁相环的高鲁棒性辅助锁定电路

当前的研究表明,基于亚采样相位检测器(Sub-Sampling Phase Detectors,SSPD)的锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)相较传统锁相环架构可以实现显著降低的带内相位噪声。然而,在片上系统(Systems on Chip,SOCs)应用中,PLL容易受到衬底或电源耦合的干扰,这很可能会导致PLL失去锁定,且可能无法恢复。针对此问题,提出一种将辅助锁频环(Frequency-Locked Loop,FLL)和数字锁定检测器(Digital Lock Detector,DLD)相结合的适用于亚采样锁相环(Sub-Sampling Phase-Locked Loop,SSPLL)的高鲁棒性辅助锁定电路。仿真结果表明:与传统SSPLL相比,所提出的电路极大提升了PLL对衬底或电源干扰的鲁棒性,同时保持了其低相位噪声的优点,这对于SSPLL在大规模生产和应用中的可靠性具有重要意义。

基于SSO多扰动输入机理分析的DFIG-GSC功率振荡抑制策略研究

电网次同步振荡(SSO)已成为桎梏新能源发展的主要问题之一,针对SSO下双馈感应发电机(DFIG)中网侧变流器(GSC)的功率振荡问题展开研究。首先,建立SSO对GSC的多扰动输入数学模型,探究不同扰动输入的性质以及其对GSC系统的影响,明确了针对物理量扰动以及信号扰动分别采用补偿与滤除两种不同的抑制方法。其次,针对锁相环(PLL)输出误差经过坐标变换产生耦合振荡的问题,建立PLL输出误差角度的频域数学模型,并通过设计一种改进PLL消除其输出误差对GSC的信号扰动影响。同时,设计一种准谐振控制器的自适应算法,并提出基于自适应准谐振控制器的DFIG-GSC功率振荡抑制策略,消除SSO对GSC的物理扰动影响;最后,通过搭建具有SSO模拟环境的DFIG实验平台,验证本文所提控制策略的有效性。

考虑用电和馈电模式的变流器电驱系统建模与稳定性分析

由大量异步电机驱动设备构成的电力电子化交流配用电系统存在严重的次/超同步振荡问题。电驱系统正常工作时具有用电和馈电2种运行模式,现场振荡现象表明不同的运行模式对系统的稳定性影响也不同。建立了含机侧系统的电驱系统详细阻抗模型,利用阻抗分析法揭示了电驱系统接入电网的次/超同步振荡机理,分析了运行模式、电网强度、控制参数、交流电压幅值等因素对系统次/超同步稳定性的影响,并基于相位裕度灵敏度明确了主导影响因素。基于实际系统数据,搭建了时域仿真模型,仿真复现了振荡现象,并验证了理论分析的正确性。

冷却速率对纯铁固态相变行为的影响

采用高精度热膨胀相变仪研究了工业纯铁在较宽的冷却速率范围内(冷速0.1~150℃/s及极限冷速560℃/s)的固态相变行为。结果表明:随着冷速从0.1℃/s增加至50℃/s,纯铁γ→α相变开始温度缓慢降低,当冷速从50℃/s增加至150℃/s时,γ→α相变开始温度快速下降;冷却速率增加还使纯铁γ→α相变所需时间缩短,当冷速增加到150℃/s时,γ→α相变时间缩短至0.2 s;当冷速从0.1℃/s增加到100℃/s时,铁素体生长模式从三维转变为二维生长。

应用于斜楔块的子孔径虚拟源全聚焦成像

楔块斜入射检测工艺下,楔块会进一步降低全聚焦成像的缺陷检测能力。尤其是在检测大深度缺陷和粗晶材料时,全聚焦图像会因为缺陷回波幅值下降,导致缺陷图像的信噪比较低。为了提高入射能量,提出了应用于斜楔块的子孔径虚拟源全聚焦成像技术。研究结果表明:该技术通过延时控制子孔径阵元激励形成虚拟源发射,显著增加了射入到被检构件中的声能。在横向L值为20∼40 mm探头移动区间内,17∼38 mm深度范围内Φ3边钻孔幅值较黄铜全聚焦图像提高4.58∼7.12 dB;当钢制试块为被检对象时,在横向L值为30∼40 mm探头移动区间内,40∼65 mm深度范围内Φ1边钻孔幅值较全聚焦图像提高0.63∼2.35 dB。因此在该技术应用于楔块斜入射检测工艺下的粗晶材料检测,具有较好的检测效果。

扩展重采样次谐波大气湍流模拟相位屏研究

提出了一种扩展重采样次谐波方法生成大气湍流相位屏,扩展了低频补偿的起始区域,并设计了低频补偿区域的新型采样方式。以Kolmogorov理论进行模拟,分析了该方法设置不同次谐波级数所生成相位屏的相位结构函数与理论值的误差,搭建大气湍流模拟系统进行分析。结果表明:扩展重采样次谐波法生成相位屏的相位结构函数与理论值的相对误差为0.368%,加载此方法生成的大气湍流相位屏后,产生的湍流效应对图像调制传递函数的影响与湍流调制传递函数曲线的误差平均值为0.0336。该方法能够生成高精度的大气湍流相位屏。

亚毫米气泡和常规尺寸气泡气液两相流流动与传质特性对比

通过实验和数值模拟系统研究了亚毫米气泡鼓泡塔与常规鼓泡塔在流动和传质特性上的区别,并建立了适用于亚毫米气泡气液两相流流动和传质过程的数值模拟方法。研究结果表明,相比常规鼓泡塔,相同操作条件下亚毫米气泡鼓泡塔的气泡尺寸分布更窄,平均尺寸降至前者3%左右,气含率提高2倍以上,比表面积提高2个数量级。另外亚毫米气泡气液两相流中气液径向分布更均匀,轴向返混程度更小。亚毫米气泡鼓泡塔的相界面积是强化传质的关键控制因素,其液相传质系数虽低于常规鼓泡塔,但依靠巨大的相界面积,其体积传质系数是常规鼓泡塔的10倍左右。针对大规模鼓泡塔反应器的模拟结果也表明,亚毫米气泡可使反应器达到更均匀的气含率分布,受初始气液分布的影响小。

具有快速再锁定特性的亚采样锁相环设计

相较于传统的电荷泵锁相环,亚采样锁相环以其优良的带内噪声抑制作用,近年来得到了关注和研究.但传统的亚采样锁相环由于其辅助锁频环路中三态鉴频鉴相器较长的固定死区,一旦受到干扰失锁后,需要较长的再锁定时间.针对这一问题,本文在传统的亚采样锁相环设计基础上,设计了一种低噪声、短死区的整数分频亚采样锁相环电路架构,其包含了核心亚采样环路、辅助锁频环路.在辅助锁频环路把输出信号频率锁定至预设频率附近后,环路切换至亚采样环路.亚采样环路通过亚采样鉴相器实现低频参考时钟对高频输出时钟的采样,并将参考时钟和输出时钟之间的相位差转化为输出电压差;该输出电压差控制亚采样电荷泵对环路滤波器充放电,调节输出时钟频率和相位.双环路之间的切换通过辅助锁频环路中的短死区鉴相器实现,这使锁相环既避免了长死区导致的长再锁定时间,也避免了分频器额外的带内噪声放大作用,在兼顾亚采样锁相环良好的带内噪声抑制性能的基础上,有效提高了电路的鲁棒性.本文基于180 nm 1P6M CMOS工艺,完成了800 MHz输出频率的整数分频亚采样锁相环的电路设计、版图绘制和后仿真验证.核心电路版图面积为0.114mm2,功耗为10.8 mW.仿真结果表明,所设计的亚采样锁相环相较于传统结构将再锁定时间降至1.18μs,同时带内相位噪声为-117dBc/Hz@200kHz,参考杂散为57.8 dBc-.

基于K-means聚类的相控阵任意形状波束子阵综合方法

传统相控阵由于设计复杂性和成本过高,已经不能满足日益增长的应用需求,子阵划分等技术较好地解决了这个问题。本文提出一种任意形状波束相控阵子阵综合方法,在激励匹配策略下,将子阵综合问题转化为一个子阵布局优化问题,而子阵的复激励可解析地从参考阵列激励计算得到。利用一种无监督聚类K-means方法对子阵布局优化问题进行求解,该方法能同时对子阵的激励幅相进行优化,增加了子阵综合的自由度和灵活性。在任意形状波束子阵综合数值算例中,通过与传统智能优化方法在方向图逼近、激励匹配代价函数、阵列性能参数及计算效率等方面的比较,验证了所提方法的有效性。

液晶调控下的亚波长金光栅反射相位

空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)是实现光场调控的关键器件。本文研究了一种将亚波长金光栅嵌入硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon,LCoS)构成的SLM(G-LCoS)器件模型的反射相位特性,该器件模型以ITO透明导电层和液晶构成G-LCoS中亚波长金光栅的非对称边界。首先运用散射矩阵原理给出了亚波长金光栅反射相位的计算表达式,其次给出了下表面液晶的有效折射率计算公式。在此基础上,利用TechWiz 3D软件模拟加电情况下金光栅下表面液晶指向矢的变化,给出金光栅下表面液晶有效折射率的变化值。将得到的有效折射率数据导入到FDTD Solutions软件,对该器件结构开展了相关的仿真实验和结果分析。综合考虑了上表面的ITO色散情况、金光栅高度变化以及不同电压下液晶有效折射率值,实现了可见光范围内多波长的近2π相位调制。本文研究的器件也为AR/VR显示系统以及全息视频显示的优化提供了一种新思路。

高性能Cu-Fe合金薄带材及其短流程制备技术

为了解决Cu-Fe合金常规制备流程中重力分层的问题,利用铸轧工艺的亚快速凝固特点抑制其液相分离,并结合Marangoni效应及热泳力的耦合作用合理调控铸轧参数,获得厚度为2.2~2.4 mm、铁磁相尺寸和分布可控的Cu-20%Fe和Cu-30%Fe带材。通过金相与EBSD分析确定铸带形成了Cu相-富Fe相-Cu相的“三明治”层状复合结构,其中Cu-20%Fe铸带中的Fe相分布更为均匀,且EBSD分析结果表明凝固层中形成了大量的低能晶界,如Σ1和Σ3等。将Cu-20%Fe合金从2.4 mm冷轧至0.4 mm,在不同温度下进行热处理后继续冷轧至0.12 mm。结果表明:450℃热处理对轧板性能更好,导电率超过50%IACS,抗拉强度超过600 MPa,均匀伸长率达到7.5%,饱和磁化强度超过4.24×10^(5)A/m。

初论成矿流体及金属矿物富集系统

在长期积累的有关金属成矿作用的研究资料和成果的基础上 ,吸收和借鉴相关学科领域的最新研究进展 ,作者初步提出了一个新的金属成矿系统分类方案。本篇首先介绍 10种成矿流体及其金属矿物富集系统的主要特征 ,10种系统包括 :镁铁质岩浆中的堆积系统、镁铁质岩浆与硫化物熔融体不混溶系统、长英质岩浆与挥发相不混溶系统、热水中矿物子相析出系统、热水与CO2 不混溶系统、热水与有机物不混溶系统、变质热水矿物子相析出系统、地下水矿物子相析出系统。

天然气管道泄漏速率的确定

天然气泄漏速率是模拟评价天然气管线泄漏事故过程中的重要因素之一,对其研究将有利于提高模拟评价结果的正确性。应用热力学和气体动力学理论,结合理想气体状态方程、绝热方程和能量守恒方程,研究分析了天然气管道的泄漏过程,分别给出了在临界泄漏阶段以及亚临界泄漏阶段的泄漏速率计算公式,为天然气管输安全工程的相关计算提供了可靠的理论依据。

亚像素级图像配准算法研究

在很多应用领域,要求图像配准的精度达到亚像素级。对现有的亚像素级图像配准算法进行了分类,介绍了几种最主要的亚像素级精度的配准方法,包括基于插值的方法、扩展的相位相关法、解最优化问题法,并对这些算法的思路、性能特点和最新进展进行了综述。然后从几个评价标准对各种算法进行了比较,分析了各自影响性能的因素和性能提升的空间。最后对未来的发展趋势进行了展望。

基于极线校正的亚像素相位立体匹配方法

针对双目结构投影光栅相位法三维测量系统中立体匹配的效率与精度问题,提出了基于极线校正的亚像素相位立体匹配方法。首先,通过外极线校正算法将双目立体视觉几何结构校正为平视双目标准几何结构,使匹配点对在左右相机上的成像点位于同一水平线上。然后,采用双线性内插法获取校正后新相位图像对,并提出一种基于相位区域匹配的立体匹配算法,获得初始匹配点。最后,提出采用最小二乘拟合将初始匹配点附近3×3邻域内的相似度量拟合为一个二次曲面,然后求解得到该曲面的局部最小值,得到与待匹配点相位相同的右摄像机匹配点坐标。通过对标准平板平面度进行测量与精度分析,表明该方法能够快速、准确的实现立体匹配。

不同剂量过敏原对滴鼻制备急性和亚急性小鼠哮喘模型的影响

目的:评估不同剂量过敏原对滴鼻制备小鼠急性和亚急性哮喘模型的影响。方法:将不同剂量卵清蛋白(OVA)25μg、50μg、100μg连续滴鼻,建立急性和亚急性小鼠哮喘模型。使用有创小鼠肺功能仪测量各组小鼠肺功能参数;收集小鼠肺泡灌洗液计数细胞总数和细胞分类;取其肺组织常规石蜡包埋切片,进行伊红染色(HE)、刚果红染色、马松染色和过碘酸雪夫氏(PAS)染色,观察炎性细胞浸润,胶原纤维沉积、黏液分泌等指标的变化。结果:在实验第20d和24d,100μg与50μgOVA激发组小鼠气道反应性、肺泡灌洗液中细胞总数和嗜酸性粒细胞百分比增高;小鼠肺泡、管腔、管壁及伴行动脉周围有大量炎性细胞特别是嗜酸性粒细胞浸润,支气管粘膜皱襞增多、延长,管腔内存有大量黏液性痰栓;支气管管壁及其伴行动脉周围胶原纤维沉积明显增加;气道粘蛋白染色成强阳性反应,较25μgOVA激发组和生理盐水组小鼠有明显差异。结论:采用不同剂量OVA滴鼻,成功建立了程度不同的急性和亚急性小鼠支气管哮喘模型。过敏原剂量对模型建立有重要影响,为进一步研究哮喘的发生机制和药物筛选奠定了基础。

PBT／PC／E-MA-GMA三元共混体系的力学性能与亚微相态

将乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(E-MA-GMA)三元共聚物与聚碳酸酯(PC)增韧聚对苯二甲酸丁二酯(PBT),研究了其力学性能、亚微相态和强韧化机制。结果表明,当m(PBT)／m(PC)为50:50,三元共混体系在w(E-MA-GMA)为10％时,缺口冲击强度达93 kJ／m2,同时拉伸强度达到54 MPa。扫描电子显微镜观察发现,E- MA-GMA作为柔性界面层,起到反应性增容作用,使PC分散相的相畴尺寸变小。PC相特有的相形态以及柔性界面层的存在是三元共混体系强韧化的主要机制。

稀土元素对铜合金显微组织的影响

以CuCr合金为基础,比较研究了加入La-Ce混合稀土(RE)前后,不同状态下两种合金组织上出现的变化。研究结果表明:RE的加入使铸态下合金的亚结构更细小:淬火态下初生Cr相的长大程度比CuCr合金中的小;时效态下,合金中析出的第二相颗粒尺寸更小,分布更弥散。此外,RE对Cr在Cu基体中的固溶量也表现出一定的影响。

基于改进蝙蝠算法的CO-OFDM系统峰均比抑制技术（英文）

为了抑制相干光正交频分复用系统中的峰值平均功率比,采用蝙蝠算法优化系统子载波的相位.同时针对蝙蝠算法存在的易陷入局部最优和收敛精度不高的问题,对蝙蝠算法进行改进.在蝙蝠的速度更新公式中加入蝙蝠的自我学习部分,并引入惯性权值和学习因子,在保证算法收敛速度的同时尽可能提高算法的收敛精度,防止算法出现早熟收敛情况.采用改进算法对正交幅度调制、100Gb/s的相干光正交频分复用系统进行仿真实验,仿真结果表明,改进算法有较强的搜索能力和较高的搜索精度,使正交频分复用信号的峰值平均功率比降低了5.48dB,相对于蝙蝠算法降低了0.52dB,改进算法的峰值平均功率比抑制性能得到了进一步的提高.

光谱仪图像的亚像素配准

针对超光谱成像遥感存在的光谱仪图像间失配变形,影响地物目标光谱信息纯度的问题,提出了一种结合超光谱图像特点的亚像素配准方法来校正图像间的失配变形。首先,对待配准的可见光近红外(VNIR)和短波红外(SWIR)光谱仪图像分别进行波段选择和主成分变换,将变换后的第一主分量图像作为待配准图像。然后,将待配准图像均匀划分为具有一定重叠率的图像块,利用相位相关方法估计对应图像块的亚像素平移参数,通过相位相关系数剔除错误的平移参数估计生成图像的光流场。最后,通过光流场来实现光谱仪图像的配准。实验结果显示,该方法配准精度优于0.1pixel,满足超光谱图像后续处理对配准精度的要求。