光开关切换延时线自动标定与控制系统

光开关切换延时线芯片中各光开关的驱动电压标定和控制需使用多通道光功率计、可编程多通道电压源阵列等分立仪器,存在成本高、扩展困难的问题。设计并制作了一套低成本、易扩展的光开关切换延时线自动标定与控制系统,其中多通道光功率计模块可探测-53~-7.7 dBm内的光功率,误差小于0.5 dB;多通道电压输出模块可高精度稳定输出0~10 V的直流电压,输出电压波动小于±0.5 mV;使用单片机控制各模块协同工作并连接上位机实现人机交互。使用本系统对5-bit光开关切换延时线进行了自动标定和控制,结果显示,在32级延时状态下,延时线芯片输出端的透射光谱在1560 nm波长附近的波动均小于1 dB,对应的延时步进为3.1109 ps/state。该结果与商用仪器标定电压下测得的3.0620 ps/state的延时步进高度吻合。本文设计制作的标定与控制系统精度高、成本低、扩展性强,具有很高的应用价值。

两轮移动倒立摆的开关切换模糊极点配置控制器设计

为了更好地控制两轮移动式倒立摆,文章以两轮移动式倒立摆动力学数学模型为基础,设计了一种开关切换模糊极点配置控制器,利用该控制器对系统进行控制。通过一个选择型开关把模糊控制和状态反馈的极点配置控制有机的统一起来构成了开关切换模糊极点配置控制器。在Simulink中,对设计的开关切换模糊极点配置控制器进行了仿真,实现了两轮移动式倒立摆的平衡、匀速前进、匀速转弯。仿真结果说明了开关切换模糊极点配置控制器对两轮移动式倒立摆起到一定的抗干扰和理想的控制作用。

微波暗室中基于开关切换的动态干扰仿真方法

为了准确实时复现航空通信系统数据链路中复杂电磁空间环境,本文进行了动态干扰仿真.在静态暗室中设计一种能模拟真实飞行过程抗干扰的半实物仿真系统,并分析了航空通信系统数据链路的特性.在微波暗室中复现动态干扰时,通过微波仪表的控制实现电磁空间环境动态干扰的映射构建.采用参数化模型表征技术实时建立相应的动态干扰模型,并利用最小均方值方法设计出与其匹配的干扰切换的输出算法,利用动静结合的方法仿真实现了微波暗室中通过静态喇叭模拟动态干扰模拟功能.验证结果表明,采用本文的方法能够逼真的反映飞行器在真实环境下所受动态干扰的影响,该仿真系统的研究对提高航空通信系统数据链路的抗干扰性能具有参考意义.

基于新型开关切换函数的机器人滑模控制

为了消弱滑模控制高频抖振,提出一种新型开关切换函数,代替传统的符号函数。以多自由度串联机器人的动力学模型为研究对象,利用该新型开关切换函数,设计了一种滑模控制律,并证明多自由度机器人滑模控制系统渐近稳定。两自由度机器人滑模控制的仿真实验表明,两个关节都实现了较高的角位置和角速度跟踪精度,并且动态响应较快。同时,与采用符号函数作为开关切换函数的机器人滑模控制系统相比,有效消弱了滑模控制量的高频抖振。该新型开关切换函数具有通用性,适用于机载光电稳定平台、导弹制导等其它滑模控制系统。

一种基于射频开关切换的伪随机编码超宽带多发多收雷达设计

多发多收超宽带雷达能实时探测到目标的距离向和方位向信息,在地质勘测、生命救援、穿墙目标跟踪等领域具有重要的应用价值。该文提出一种基于射频开关切换的伪随机编码超宽带多发多收雷达设计方法,研制出一套伪随机编码超宽带MIMO雷达系统。为了降低系统的成本和复杂性,采用射频开关切换的方法来实现多发多收。由于射频开关的耐压值有限,采用峰值功率为18 d Bm的伪随机编码信号作为雷达发射信号。最后通过混合采样方法实现超宽带信号的采样接收,并且调用FPGA内部的DSP硬核来进行实时脉冲压缩,以缓解后续数据处理运算量大的问题。实验结果表明,该雷达系统能实时探测到目标的方位向和距离向信息。

新型软开关切换反激式变换器的研究

针对现有的软开关切换反激式变换器辅助开关无法达到软切换及轻载时不能实现软切换的问题,提出了一种新型软开关切换反激式变换器,借助所加入的软开关辅助电路,和辅助开关上串联二极管,不仅能使主开关工作在零电压状态下切换,其辅助开关亦能在零电流状态下切换,也能避免辅助变压器的饱和。此外,所加入之辅助开关并非浮接而是和主开关共地,所以辅助开关的控制信号无需隔离,因而降低了控制电路的复杂度。实验结果表明:提出电路的主、辅开关在满载和轻载时都工作在软性切换状态,提高了电路在整个负载范围内的工作效率。

开关切换非线性系统的同步方法研究

电力电子电路作为一种功率变换系统,属于开关切换类非线性系统,可进一步开发其中的信息传递的潜在应用。本文以uk变换器为例研究了开关切换非线性系统的同步方法和同步性能,构造了基于驱动-响应结构的同步混沌系统,根据李雅普诺夫稳定性原理设计了包含开关切换变量在内的同步控制器。精确仿真结果证实系统达到了同步工作状态,且对于原变换器结构中双环控制参数上的不匹配,该控制器具有较好的鲁棒性,甚至是不变性。

矩阵变换器开关切换点优化预测电流控制策略

传统矩阵变换器(matrix converter,MC)模型预测电流控制策略在线寻优计算量大,适当降低采样频率有助于缓解计算压力,但会造成变换器电源侧、输出侧电流谐波大的问题。对此,该文引入开关状态切换点自由度,依据最优开关状态在最佳时刻切换的思想,提出矩阵变换器开关切换点优化预测电流控制策略。实验结果表明,所提策略与传统预测电流控制策略相比,能够有效降低矩阵变换器输出侧和电源侧电流波形中的谐波,提高矩阵变换器的电能变换质量。

一种基于VCM开关切换的12位20 MS/s SAR ADC

设计了一种12位、采样率为20 MS/s的逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)。整体电路为全差分结构,采用了一种基于VCM开关切换的分段式电容阵列。同时,比较器结合了前置运放和动态锁存器,与异步时序相配合,实现了SAR ADC高速工作。此外,采样电路采用栅压自举技术,提高采样的线性度。芯片基于TSMC 180 nm 1P5M CMOS工艺设计。仿真结果表明,当采样率为20 MS/s时,SAR ADC有效位数为11.94 bit,无杂散动态范围为86.53 dBc,信噪比为73.66 dB。

一种基于开关切换的空间谱自校正方法

干涉仪测向技术可以采用阵元和接收机通道之间的开关切换方法自动校正接收机通道的相位响应不一致导致的测向误差,但是不适用于存在多个信号的场合;推导了开关切换的多信号测向模型,并以此为基础,提出了一种空间谱测向自校正方法;仿真实验结果表明:提出的方法可自动校正接收机通道幅相响应不一致导致的多信号空间谱测向误差。

一种应用于SAR ADC的DAC电容阵列开关切换方案

本文提出一种低功耗、高精度、低复杂度的SAR ADC(逐次逼近模数转换器)的DAC电容阵列开关切换方案。每一个电容只连接了两种参考电平,因此降低了逐次逼近逻辑电路和电容驱动电路的复杂度。在前两次开关切换过程中不需要消耗能量,并且是单边切换,有效的降低了开关能量的消耗。DAC电容阵列分为完全相同的两部分,即MSB电容阵列和主电容阵列。MSB电容采用分裂二进制电容阵列的形式,并且采用C-2C电容结构代替LSB单位电容C,减少电容失配,提高ADC的线性度。与传统的二进制加权DAC结构相比,该方案减少了75%的DAC电容阵列面积,降低了96.90%开关能耗。

DQ同步坐标系下非同步双电源固态开关切换控制研究

传统的双电源固态开关是以主备用电源同步为前提条件,无法保障两路独立电源供电。本文研究了一种基于dq变换和二阶广义积分器锁相技术的双电源固态切换开关切换控制方法,可实现主电源和备用电源非同步情况下快速和无冲击切换,可保证一类负荷的可靠稳定运行。通过二阶广义积分器提取非理想电网的基波正序分量,通过锁相和锁频得到精确的电网相位和频率信息,具有更好的电网适应性。根据入口电压和出口电流设计切换逻辑并计算切换角度,切换响应迅速且电压电流冲击较小。最后,搭建了380 V/5 kVA工程样机,验证了上述理论分析的正确性和方案的可行性。

一起M型有载分接开关切换故障的分析与处理

1故障及设备情况 1.1故障现象 2013年11月2日,某110 k V变电站2号主变（主变压器,下同）有载分接开关检修过程中,在有载分接开关切换开关回装后（因切换开关触头接触电阻严重超标,拆下弧形板进行处理）,带绕组对有载分接开关进行录波试验时,发现切换波形出现异常：

适配变压器全档位切换暂态分析的有载分接开关电路模型构建

有载分接开关(on-loadtap-changer,OLTC)是换流变压器的核心组件,其可靠切换过程关乎换流变的安全。然而目前国内在运特高压换流变用OLTC完全依赖进口,仿真获取OLTC不同运行状态的暂态特性数据是支撑OLTC关键电气参数设计与国产化制造的基础。经典的OLTC模型仅改变变压器变比或仅模拟单级档位切换过程,难以满足全档位电压调整与各级档位暂态特性数据同步获取的需求,导致OLTC设计优化、参数选型及故障分析缺乏足够的仿真数据支持。该文首先以真空OLTC为研究对象建立切换开关和极性开关等效电路模型,根据OLTC复杂的调压功能建立分层控制系统。其次,在PSCAD中搭建交流仿真系统,获取有载调压过程的暂态特性数据波形,与解析计算得到的电压和电流相比误差小于0.2%,证明该模型满足OLTC电磁暂态仿真研究的精度要求。最后,开展循环调压仿真,获得负载电压数据与波形。结果表明:该文提出的OLTC模型能够接收外部控制信号,进行全档位调压与极性转换仿真分析,能够为OLTC的调压研究、故障溯源分析和过渡电阻设计选型等提供基础模型。

面向Si/SiC混合器件逆变器全寿命周期安全工作区的多开关模式主动切换策略

基于硅基绝缘栅双极型晶体管(Si IGBT)和碳化硅金属氧化物半导体场效应管(SiC MOSFET)的Si IGBT/SiC MOSFET混合器件采用多开关模式切换策略可使变换器具备应对复杂工况的能力,然而现有切换策略并未考虑器件疲劳老化对模式切换阈值电流的影响,在混合器件老化进程后期极有可能造成器件热失效,进而严重威胁变换器的可靠运行。基于此,提出了一种面向Si/SiC混合器件逆变器全寿命周期安全工作区的多开关模式主动切换策略。基于器件疲劳老化对逆变器最大安全运行电流的影响规律,设计了考虑老化进程的逆变器安全工作区刻画流程。根据安全工作区刻画结果,提出了适用于混合器件全寿命周期的多开关模式主动切换策略。实验结果表明,该策略能够针对混合器件不同老化程度来动态调整开关模式切换阈值电流,从而在器件全寿命周期内保障逆变器的运行可靠性。

分体分步式换流变有载分接开关研制

特高压直流换流变压器有载分接开关长期承载满负荷运行的方波电流,切换电流di/dt大,熄弧困难,并且动作频繁,基本被国外企业垄断。文中首先针对特高压换流变传统有载分接开关无任何直接有效的电气量监测保护的“黑盒”难题,以及故障极易引起换流变本体损坏,影响特高压直流工程可用率问题,提出了一种分体分步式有载分接开关拓扑,实现换流变有载分接开关核心部件分体布置以及分步闭环控制保护,并分析梳理了工程应用的电气应力;然后进行了切换开关、分接选择器和控制保护装置等关键核心部件的研制;最后搭建基于LC谐振法的切换试验系统,对所研制的分体分步式有载分接开关进行了切换试验、容量试验、温升试验以及绝缘试验。试验结果表明:所研制的分体分步式有载分接开关额定级电压4 kV,最大通过电流1600 A,切换开关外置,无油化设计,内部集成电气测量系统,切换过程能够实现分步操作控制和保护,避免故障扩大化,满足±800 kV/5000 A特高压直流输电换流变压器的工程应用需求。

具备故障限流功能的中高压快速切换开关

固态切换开关(SSTS)是城市供电保障的关键装备,为解决现有SSTS装备存在的问题,此处提出一种新颖的具备故障限流功能的中高压固态切换开关装置(FCL-SSTS),其能够实现双路电源的快速切换和短路故障限流的双重功能。当主供电回路电压出现暂降或短时中断时,FCL-SSTS可实现备用供电回路的快速切换。当负荷侧出现短路故障时,FCL-SSTS可以快速实现故障限流功能,从而避免故障的扩大化,FCL-SSTS结构对装置的自我保护以及电力系统的安全可靠运行具有重要意义。

一种新型分体式换流变压器有载分接开关

近年来发生了数起换流变压器有载分接开关在档位调节过程中爆炸起火的严重事故。针对此问题,提出了一种新型分体式换流变有载分接开关的设计方案,将切换开关部分与变压器本体分离,有效避免分接开关故障影响的扩大。切换开关各触头由真空永磁开关替代且操作机构独立配置,结合内部支路配置的电流采样装置,实现切换过程的监测可控。提出了分体式同步控制逻辑和切换开关分步控制逻辑,实现了分接开关调档过程的状态监测及故障保护。样机的试验结果验证了分体式换流变压器有载分接开关方案的可行性和有效性。

电视播出末级切换开关的智能化升级改造

电视播出机房的末级切换开关是整个播出链路中极为关键的一环,绝大部分的播出事故都可以通过对播出末级切换开关的应急操作得以解决。从人工切换开关到智能切换开关的成功开发应用,实现了播出安全的跳跃式提升。文章阐述了如何构建电视播控末级智能切换开关系统。

电视播出末级切换开关的智能化升级改造

本文主要阐述电视播出末级切换开关对于播出安全的重要性。广西广播电视台围绕其安全可靠性问题进行了长期的研究和探索,对其架构进行了多次的改进和技术升级,经历了一个不断完善的过程。创新开发的智能自动切换技术令切换开关系统在技术上有了突破,具有了高安全可靠性。