Studying the Effect of the Pre-Stimulation Paradigm on Steady-State Visual Evoked Potentials with Dynamic Models Based on the Zero-Pole Analytical Method

This study explored methods for improving the performance of Steady-State Visual Evoked Potential(SSVEP)-based Brain-Computer Interfaces(BCI), and introduced a new analytical method to quantitatively analyze and reflect the characteristics of SSVEP. We focused on the effect of the pre-stimulation paradigm on the SSVEP dynamic models and the dynamic response process of SSVEP, and performed a comparative analysis of three pre-stimulus paradigms(black, gray, and white). Four dynamic models with different orders(second-and third-order)and with and without a zero point were used to fit the SSVEP envelope. The zero-pole analytical method was adopted to conduct quantitative analysis on the dynamic models, and the response characteristics of SSVEP were represented by zero-pole distribution characteristics. The results of this study indicated that the pre-stimulation paradigm affects the characteristics of SSVEP, and the dynamic models had good fitting abilities with SSVEPs under various types of pre-stimulation. Furthermore, the zero-pole characteristics of the models effectively characterize the damping coefficient, oscillation period, and other SSVEP characteristics. The comparison of zeros and poles indicated that the gray pre-stimulation condition corresponds to a lower damping coefficient, thus showing its potential to improve the performance of SSVEP-BCIs.

基于拐点密集区凹凸波动特性的直流配网故障检测方法

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流配电网具有不存在换相失败等优点。但换流器存在低惯性、弱阻尼等特性,导致故障电流上升速度快且峰值高,对系统危害极大。针对直流配电网发生单极接地故障难以准确选择故障馈线的问题,提出了一种基于拐点密集区凹凸波动特性的直流配网故障检测方法。首先,利用变分模态分解算法对各馈线零模电流进行分解,选取特征分量。然后,计算特征分量的二阶导数,选择拐点密集区并进行归一化处理,得到各馈线的凹凸波动性。最后,判定凹凸波动性与其他馈线相异的线路为故障线路。仿真结果表明,所提方法能够快速识别故障馈线,且受过渡电阻、采样频率、数据窗和噪声等因素影响小。

基于MATLAB分析控制系统的稳定性分析

随着经济的不断发展,现代工业技术也随之不断提升,自动控制系统在各个领域得到了广泛应用.然而,系统的稳定性是保证工业过程正常运行的关键因素之一.因此,对自动控制系统的稳定性进行分析和评估显得尤为重要.判定自动控制系统稳定性的方法有很多,但是,过程通常非常繁琐,结果也不准确性.采用MATLAB软件仿真对系统的特征根进行计算,通过观察零极点分布和绘制根轨迹,能够更快、更准确地分析其稳定性.

基于全纯嵌入及帕德近似零极点侦测的电压稳定裕度评估算法

针对电力系统电压稳定裕度评估问题,在预测校正框架下,提出了基于全纯嵌入方法以及帕德近似零极点侦测的电压稳定裕度快速计算方法。算法主要步骤包括预测、步长选择、校正、帕德近似及其零极点计算。在预测和步长选择步骤,采用变步长可拓展全纯嵌入法实现其他运行工况下的电压值预测,并基于预测误差分析选择合适步长。在校正步骤,当预测电压达到设定误差限值后采用灵活全纯嵌入对电压进行校正,提升算法的收敛性;最后求取电压幂级数的帕德近似的最小零极点,以实现快速的电压稳定裕度计算。此外,通过预测步骤获得的发电机无功出力的幂级数,可预判发电机无功出力越限,实现节点类型的快速转换。在多个IEEE标准算例中进行测验并与常用的连续潮流方法进行对比,验证了算法的准确性及计算快速性。

带执行机构的恒压差控制系统稳定性研究

基于某型航空发动机加力燃油调节器的恒压差控制系统,推导出带执行机构的恒压差控制装置的动态数学模型(状态空间形式),得到其传递函数,并利用Simulink建立仿真模型,根据模型求取闭环零极点图,提取了影响压差控制系统稳定性的6个参数,包括节流嘴直径、压差控制活门和压差执行活门节流孔面积梯度、压差控制活门和压差执行活门阀芯面积,并研究了其对系统稳定性的影响。通过合理的元件试验方案进行试验验证,最终确定此恒压差控制装置的数学模型仿真结果可以作为恒压差控制装置动态稳定性分析以及设计的依据。

基于MATLAB仿真的增加零极点对系统性能的影响

以传递函数作为描述系统的数学模型,以时域分析法和根轨迹法作为主要的分析方法,主要分析增加一个负实数零极点以及改变所增加的零极点的位置对系统性能的影响。对于系统的时域分析主要从灵敏度、平稳性、快速性、稳定性四个方面来进行分析。对于根轨迹曲线主要讨论增加零极点后系统稳定时,根轨迹增益调整范围会发生怎样的变化。

准Z源逆变器的建模与设计

相较于传统逆变器,准Z源逆变器结构简单、优势突出,能够以单级结构实现升降压功能,在多领域被广泛应用。然而受元件非线性的影响,准Z源逆变器控制性能依赖精准数学模型的建立和补偿环路的配置。为此,对准Z源逆变器的工作原理进行分析,建立小信号数学模型,进而推导得出状态量的传递函数,最后采用零极点配置补偿方法对控制环路进行设计。经仿真分析,所建准Z源逆变器数学模型准确,设计的控制环路使系统具有较好的稳定性和抗干扰能力。

适用于新能源多特征参量的宽动态高准确度电能计量方案研究

随着传统能源逐渐由新能源替代、国网智能电网的发展,新能源发电并网成为可能。在新型电力系统中,高比例新能源接入下不确定性强、波动性大,电流波形严重畸变,会冲击传统电能计量设备,导致原有电能计量设备在使用时存在较大测量误差。为了适应新型电力系统计量需求,本文基于零磁通电流传感技术、无极平滑放大技术、高精度角差补偿方法等,实现电能表在宽动态多特征参量下的精确计量。实验结果表明,新的电能计量方案可适用于新能源接入下的宽动态、低功率因数与双向潮流等工况,有效提高了电力系统的整体效率。文章的研究成果对各种电能计量技术、算法的优化设计与适用于新能源的电能计量领域应用具有重要指导意义。

抑制图腾柱PFC电流过零尖峰控制方法的研究

针对工作在CCM模式下的图腾柱拓扑PFC在电压过零点处电流的畸变问题,在详细阐述图腾柱PFC的工作原理及过零电流尖峰产生原因的基础上,提出一种改进型的过零控制方式,在输入电压过零时刻前后插入死区为低频开关管反向恢复提供时间。在死区时段后对高频开关管施加渐进占空比信号,以完成对低频桥臂的寄生电容上电压释放,并降低过零电流尖峰。控制策略采用基于占空比前馈平均电流控制原理的双闭环控制,提高电流对电压的动态响应能力。基于上述方法,搭建了一台交流输入电压220 V,直流输出电压400 V,满载2 kW的实验样机并进行实验研究。实验结果表明,样机峰值效率可达98.3%,满载时功率因数高达0.99。

基于零极点配置的宽频带角速度传感器信号融合方法

为满足在轨微角振动力学特性分析和主动补偿的测量需求,解决单一角速度传感器难以兼顾sub-μrad级低噪声与k Hz宽频带的问题,提出一种基于零极点配置的宽频带角速度传感器信号融合方法。通过调配不同测量带宽角速度传感器传递函数的极点来调整传感器传递特性,使传感器在非工作带宽的信号和噪声衰减后再进行融合,实现了带宽2 Hz-1000 Hz的MHD角速度传感器与带宽DC-22 Hz的MEMS陀螺仪的数据融合,并将所提方法与两种基于频域的数据融合算法进行对比。实验结果表明:当对MEMS陀螺仪进行零极点配置融合时,融合信号在0.1 Hz-700 Hz频段内最大幅值波动1.64 dB,等效噪声角速率0.2126°/sRMS。所提方法能够为宽频带角速度测量提供技术保障,并能为具体场景下融合算法的应用和选择提供指导。

应用于血氧检测芯片的高PSRR线性稳压器的设计

针对血氧检测芯片对内部低压差线性稳压器的需求,设计了一款宽范围,高电源抑制比(PSRR)的线性稳压器(LDO)。该LDO采用了一种零极点追踪补偿结构,并配合电容反馈补偿来保证系统的稳定。LDO采用折叠式共源共栅放大器作为误差放大器来提高环路增益,采用PSRR增强电路来提高系统对低频段电源纹波的抑制能力。LDO电路在SMIC公司的0.18μm BCD工艺平台进行设计验证,当输入电压范围在3.7~6V,温度在-40℃~85℃时,可以稳定输出3.3V电压。负载电流可覆盖0~300mA,有着很好地输出线性调整率。在负载电流10mA的条件下,频率为1KHz时的PSRR为92dB;10KHz时的PSRR可达81dB,整体的功耗小于25μA。

永磁同步电机基于双积分器模型实现的改进离散准谐振控制器设计

因逆变器非线性和电机本体设计缺陷所带来的电流谐波会导致转矩脉动和损耗增加,影响电机控制性能甚至缩短使用寿命。基于双积分模型实现的准谐振控制器能较好地抑制电流谐波,但因积分器采用欧拉离散会带来谐振点的偏移和相位滞后等问题,影响谐波抑制效果。针对此问题,该文改进传统的基于双积分模型实现的准谐振控制器,提出双积分器零极点解耦校正模型,以达到谐振点准确跟踪、控制器稳定裕度高的目的,且计算量较小;为避免因加入准谐振控制器导致电流控制系统失稳,将所提出的改进离散准谐振控制器放入整个电流控制系统中,分析其稳定性并给出控制参数选择依据,并考虑到电流控制系统的采样和更新延迟。最后,通过台架实验对比验证所提出的改进离散准谐振控制器在谐波抑制性能上的有效性。

一种简洁高效的辅助谐振极逆变器

针对辅助谐振极逆变器存在的辅助换流回路结构复杂,逆变器总体效率不高的问题,提出一种简洁高效的辅助谐振极逆变器,所提逆变器的主开关管和辅助开关管公用一套谐振元件完成软开关动作,简化辅助换流回路的结构,降低主开关管的电流应力,减小辅助换流回路中无功能量转化造成的损耗和主开关管的导通损耗,使逆变器达到了简洁高效的目的。根据不同工作模式下的等效电路图,分析逆变器的工作原理,提供该逆变器的软开关实现条件以及最佳参数设计方法。最后,使用IGBT作为开关器件制作一台10kW/16kHz实验样机,实验结果验证所提逆变器具有简洁高效的特点。

一种求解超越方程零极点分布的谐波不稳定分析方法

考虑线路分布参数模型是准确分析风电场谐波不稳定的必要条件,但模型的引入导致谐波不稳定分析面临系统超越方程零极点分布难以求解的问题。基于此,文中首先建立并验证考虑线路分布参数的风电场阻抗模型。其次,提出一种基于Pade近似的超越方程零极点分布求解方法,将指数函数近似为有理分式,仅须选择有理分式阶次,而无须拟合系数。然后,分析不同线路长度和电网强度下,不同线路模型对系统谐波不稳定影响。最后,通过仿真验证所提方法的有效性和准确性。结果表明:线路分布参数不可被忽略,否则将可能导致稳定性和高频谐波放大点分析不准确,甚至遗漏高频谐波放大点。文中所提方法不仅可准确评估系统的稳定性,还可分析系统的谐波放大点。

永磁同步电机电流环PI控制器参数整定及优化

针对永磁同步电机电流环PI控制器参数自整定依赖电机参数和系统模型精确度的问题,提出一种基于模型与规则相结合的PI控制参数自整定及优化方法。首先,采用直流激励法对电机的电阻和电感进行离线辨识;其次,利用零极点对消法设计出一组合适的PI控制器参数;最后,以这一组PI控制参数为初值,将响应的上升时间、超调量和调整时间纳入综合评价指标中,通过二自由度变量轮换法在PI控制参数初值邻域内优化后得到一组性能最优的PI控制参数。实验结果表明,该方法可以快速整定得到一组合适的PI参数,同时优化后的PI参数控制性能相较于优化前明显提升,响应调整时间减少50%,具有良好的动态性能。

阻抗法分析背靠背变流器稳定性的释义与推广

已有文献指出,在局部交/直流回路应用阻抗法分析多端系统稳定性是不完备的。基于一个两电平电压源型背靠背变流器,理论解释了该现象。首先,借助状态空间,完善了常用坐标系下端口/回路解析阻抗模型的一般导出方法。进而对比不同回路稳定性的频域判定结果和全系统的时域零极点信息,证实了零极点对消导致子系统对全系统模式的不完全可观,是部分判据失效的根本原因。阐明了该结论对同一变流器采用不同控制策略与不同类型变流器间的通用性。最后,由相关概念设计了一种基于阻抗交互的多端系统致稳方案。

6.5~10 GHz超宽带低噪声放大器的抗干扰设计

本文基于SMIC 28 nm CMOS工艺设计了一款应用于超宽带协议的具有带外噪声抑制功能的全集成低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA),并提出了一种新型的LC串并联两级滤波结构.通过利用滤波器极点补偿LNA带内增益的设计方法,合理设计滤波负载等效电路的极点,使其略高于零点频率,在保证了LNA通带增益和噪声的情况下提高了滤波深度.对所设计的LNA进行了EMX建模及仿真验证.结果表明,该LNA在6.5~10 GHz的工作频带内,S_(21)高达21.17~25.28 d B,S_(11)小于-10.58 d B;S_(22)小于-11.20 d B,带内噪声系数仅为2.14~2.51 d B;带阻滤波器在5.8 GHz处可提供-35.45 d B的噪声抑制;在0.9 V供电电压下,LNA的静态功耗仅为9.36 m W.

核脉冲信号数字自动极零设计

针对数字极零相消参数调试过程中依赖人工干预的问题,在推导出负指数衰减脉冲信号时间常数计算模型基础上,提出了自动极零算法,搭建了数字自动极零软硬件测试装置。验证实验表明,提出的负指数衰减脉冲信号时间常数计算模型,可应用于核脉冲信号时间常数的精确计算,数字自动极零算法可直接应用于数字化多道核脉冲信号自动极零相消功能的实现。

计及零直流电压控制的混合型MMC-HVDC输电系统短路电流计算方法

混合型模块化多电平换流器通过零压控制限制直流侧故障电流,为准确分析计算故障后直流侧电流,考虑不同阶段控制系统作用建立其等值模型,并设计故障电流求解计算方法。在零压控制前,构建混合型MMC的串联RLC等值模型,利用受控电流源表征交流馈入能量对故障电流的影响;在零压控制后,分析上下桥臂电压动态调整对故障电流的影响,构建相应混合型MMC等值模型提高计算精度。采用状态空间方程计算2个阶段的直流短路电流,通过电容电压置零来计及零压控制后子模块投切引起直流侧电压复零的特性。基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了双极混合型MMC直流输电系统,在不同工况下通过与详细电磁暂态仿真结果对比,验证了所提短路电流计算方法的准确性。

高g值加速度传感器动态补偿范围研究

针对传感器动态补偿后会放大高频段噪声的问题,提出对高g值加速度传感器动态补偿范围的研究。将高g值加速度传感器采用零极点相消方法进行动态补偿。仿真分析不同频带宽度系统的输出信号与理想输入信号的误差以及输出信号的信噪比。仿真结果表明:信噪比为21 dB时,最佳拓宽频带范围为原工作频带的4~12倍。对动态补偿后的高g值加速度传感器进行动态校准实验。实验结果证明:在最佳拓宽范围内,高g值加速度传感器不仅可以对输入信号无失真传输,同时还可抑制噪声。