自激振荡脉冲SC-CO_(2)射流冲击频率调制

SC-CO_(2)射流钻完井技术能保证煤层气井稳定性、提高钻井速度和破岩效率,具有广泛的应用前景。但较高的破煤能耗和复杂的系统限制了其工程推广,自激振荡脉冲SC-CO_(2)射流冲击频率和煤岩体的固有频率相同或满足相位关系,能充分发挥谐振效应,达到更好的破煤效果。喷嘴结构是影响射流冲击频率的关键,现有的自振脉冲水射流频率调制方法并不适用于SC-CO_(2)射流。为实现对SC-CO_(2)射流冲击频率的调制,采用大涡模拟研究不同喷嘴结构对自激振荡脉冲SCCO_(2)射流冲击频率的影响规律,通过权重分析得到不同喷嘴结构参数对射流冲击频率的影响程度。采用射流冲击频率测定实验及破煤实验验证喷嘴结构对射流冲击频率的影响规律以及射流冲击频率调制方法的可靠性。结果表明:振荡腔直径、振荡腔长度、碰撞壁角度是影响射流冲击频率的关键因素,可通过调节振荡腔结构实现对射流冲击频率的大幅调制,从而达到谐振效应。调节振荡腔结构使射流冲击频率与煤的固有频率形成谐振时破煤效果显著提升,且谐振倍数越小,射流破煤效果越好,能够有效提高破煤效率。当煤的固有频率是25 Hz时,设置上游和下游喷嘴出口直径为2.5、3.0 mm,调节振荡腔直径、长度、角度分别为10 mm、3 mm、120°,射流冲击频率达到25051.83 Hz,是煤体固有频率的1002.0倍,与煤的固有频率形成谐振效应,有效提高了破煤效率。

LLC谐振变换器数字控制技术研究

LLC谐振变换器能够实现全负载范围的初级零电压开关(ZVS)和次级零电流开关(ZCS),因此得到关注。全桥LLC谐振电路可以通过改变初级开关管驱动脉冲频率调制(PFM)方法,调节LLC谐振腔的增益进行闭环控制,保证输出电压在输入电压变化大、不同负载条件下的输出稳定。LLC谐振增益曲线会随负载减轻而调节特性变差,单一PFM调节无法应对。研究集PFM、脉宽调制(PWM)和间歇工作模式(Burst模式)的混合控制方案,解决变换器从空载到满载不同工作条件下的控制方式,并在发生短路故障时变换器迅速保护。此处采用HPM6300系列芯片完成LLC数字控制和保护功能,设计系统的实验装置并编写应用软件。经过整机测试,实验结果表明所采用方案的有效性,并达到设计目标。

数字控制DC-DC变换器改进离散迭代建模和稳定性分析

离散迭代模型是一种能精确描述数字控制变换器特性的工具,然而传统的离散模型通常计算复杂而且不够直观,不利于控制器的设计。该文对离散迭代模型进行合理近似,推导出数字控制DC-DC变换器在前沿和后沿调制下的二阶全局等效电路模型,解决了传统模型直观性和精确性之间的矛盾。该模型可以反映具有不同脉冲宽度调制方法的DC-DC变换器的稳态和动态行为。在等效电路的基础上,分析了数字控制的特性,推导出了z域传递函数,从而得到了不同调制方式下控制-输出的频率响应,并且分析了两种调制方式对系统稳定性的影响。此外,等效电路模型可以准确地跟踪详细开关电路的工作波形,并且对系统参数变化时系统的稳定边界做出精确预测。最后,搭建了DC-DC变换器的样机,验证了模型和理论分析的有效性。

核电厂电力电子化CRDM电源数字控制系统设计

为了使核电厂反应堆电力电子化控制棒驱动机构(CRDM)电源在不同工况下安全、可靠运行,研究了其数字控制系统设计方法。重点考虑了采样保持器和数字控制延时对系统稳定性的影响,并采用最佳阻尼设计方法对各级变换器控制器参数进行整定,形成了一套完整的电力电子化CRDM电源数字控制系统设计方法。仿真结果表明,系统稳态性能良好,并能够在负荷突变和故障切换等工况下快速、平稳地过渡到新稳态。该结果验证了所提设计方法的正确性和有效性。该设计方法对核电厂其他电力电子装置数字控制系统设计具有一定的指导意义。

残差时间计数型InGaAs脉冲频率调制数字读出电路研究

为提高动态范围,提出一种针对InGaAs焦平面电容负反馈放大型输入级的残差时间计数型两步式脉冲频率调制数字读出电路。建立了电容负反馈放大型输入级的脉冲频率调制数字化理论转换模型,分析了积分电容残余电荷和复位遗失电荷引起的转换误差和线性度问题。基于0.18μm CMOS工艺设计了线列光谱组件用双积分电容残差时间计数型两步式脉冲频率调制数字化结构,改善了转换误差和线性度,实现了16位粗略转换与最大16位精细转换的融合,为短波红外光谱组件的野外复杂场景应用提供了一种大动态范围的数字读出方案。

基于脉冲频率调制技术在直流电机调速控制系统中的研究

在液体灌装机加工中,水泵只能灌装纯度高的水、油等液体,不能灌装带有颗粒的各种酱类食品。由于直流电机转速调节比较灵活、方法简单且易于大范围平滑调速、控制性能好等特点,可以将灌装机做成直径比较细的螺杆泵,用直流电机控制。本研究设计的系统应用在食品灌装的灌装泵上,正好满足了水泵和配送的效果,很好地解决了活塞泵灌装精度低、误差大的问题,从而实现了灌装机搅拌和精准灌装生产。

开关DC-DC变换器双频率脉冲序列调制技术

提出一种新颖的开关DC-DC变换器调制方法:双频率脉冲序列调制(bi-frequency pulse train modulation,BF-PTM)方法。BF-PTM通过对两组频率不同、但导通时间相同的控制脉冲进行调制,实现开关变换器输出电压的调节。BF-PTM适用于各种开关变换器拓扑。以电感电流断续模式(discontinuous conduction mode,DCM)Buck变换器为例,分析BF-PTM开关变换器的工作原理及控制特性,并进行相应的仿真及实验研究。研究结果表明,BF-PTM控制开关变换器具有优于PWM开关变换器的瞬态响应和电磁干扰特性。

数字控制PFM/PWM混合型DC-DC开关电源

结合脉冲频率调制(PFM)和脉冲宽度调制(PWM)的特点,设计了一种混合型的降压DC-DC控制器,提高了全负载情况下的效率,并进行了多种低功耗设计,轻负载时效率提高。控制器的PWM采用数字化PID控制,PFM采用电压电流的双环反馈控制,在1mA^2A的宽负载范围内效率为80%~92%。

基于脉冲频率调制的高增益隔离型软开关直流变换器

提出一种基于脉冲频率调制(PFM)的高增益隔离型软开关直流变换器,该变换器在反激变换器基础上,集成了有源钳位单元和准倍压结构,在实现高增益的同时,所有功率管均具有软开关的特性,且电路结构简单。与脉宽调制(PWM)方式相比,采用PFM的控制方式进一步降低了功率管上的电流应力,有助于提升变换器效率。详细分析PFM方式下的高增益软开关变换器拓扑的工作原理及其特性,并对PFM和PWM的策略及特性分别进行分析比较,最后搭建一台160W、45V/380V的实验样机,验证了理论分析的正确性和有效性。

电流型双频率脉冲序列调制开关变换器

提出了开关变换器电流型双频率脉冲序列调制BF-PTM方法,研究了电流型BF-PTM的控制策略。电流型BF-PTM控制技术无需误差放大器及其相应的补偿网络,具有结构简单,稳定性好,动态响应速度快,电磁干扰噪声水平低,易于实现等优点;此外,通过将电感电流引入到控制环,易于实现电流型BF-PTM控制开关变换器的过电流保护和多变换器的并联均流控制。以电感电流断续导电模式Buck变换器为例,对电流型BF-PTM控制开关变换器进行了研究,仿真及实验结果表明,电流型BF-PTM比传统的电流型PWM具有更快的动态响应速度和更低的电磁干扰噪声。

脉冲频率调制LLC串联谐振X光机电源

为了满足X光机电源输出电压调节范围宽的要求,提出了一种全桥LLC串联谐振高频高压电源,并利用仿真软件设计其控制电路,使设计方法更加简单.主电路采用全桥LLC串联谐振、高压变压器、单相双向对称倍压整流电路,从理论上分析系统的工作原理,并建立了LLC谐振变换器的基波等效模型,对主电路的参数进行了设计;在控制电路设计中,借助仿真软件得到补偿前系统近似的开环传递函数,再进行控制器的设计.仿真结果表明,输出电压可以在40～120 kV范围内连续可调,输出电压上升时间短、纹波小,在输出电压跳变过程中,动态调节时间很短,证明了所提出的拓扑和控制电路设计方法的正确性和可靠性.

简易数字控制开关电源设计与实现

设计了一种基于微处理器(MSP430G2553)的简易数字控制开关电源。电源系统主电路采用单端反激式变换器,控制电路采用PWM调制方式控制TLP250进行隔离驱动。整个电源系统通过PID算法对系统进行闭环控制,可实现输出电压稳定可调。系统硬件电路设计包括前级保护电路、整流桥电路、反激式功率变压器、驱动电路、控制环路以及输出滤波电路设计等。在完成整个系统的软硬件设计后,整个系统各项性能指标都通过了测试。系统可实现输出电压5 V^20 V可调,输出电压误差小于5%,效率高于75%,负载调整小于3%,最大输出纹波电压为84 mV,并且具有过压保护、界面显示等功能。

脉冲频率调制光纤电视传输系统

脉冲频率调制（PFM）是利用光纤来传输电视信号的一种有效的调制方式。本文讨论了PFM信号的频谱分析和调制、解调的原理，介绍了PFM光纤电视传输系统的信噪比计算方法，还分析了PFM光纤电视传输系统的非线性失真。这些给正确设计PFM光纤电视传输系统及合理选择工作参数提供了依据。

脉冲频率调制光纤传输系统原理及改进

介绍了脉冲频率调制(ＰＦＭ)光纤视、音频传输系统的原理并对关键功能电路模块作简要分析。该系统硬件集成度高,无中继传输距离长,性能价格比高,具有广阔的市场前景。

高阶非线性频率调制雷达信号的脉冲压缩方法研究

根据经典的模糊函数和脉冲压缩理论,提出了基于匹配傅里叶变换的高阶非线性频率调制信号的模糊函数和脉冲压缩的方法,其脉冲压缩效果与线性调频信号接近;并进行了仿真,证明高阶非线性频率调制信号可以被压缩。

一种改进的三相逆变器脉冲频率调制技术

在传统脉冲频率调制的三相逆变器中,为了解决开关频率变化范围大,开关周期相差极为悬殊而导致输出电流畸变的问题,提出了一种改进的脉冲频率调制技术。该技术通过细分调制周期,选择适当的脉冲宽度,再配合基于马尔科夫链随机方法的脉冲位置调制技术,不仅在谐波抑制效果上,可以与传统脉冲频率调制技术相媲美,而且改善了输出电流波形质量。在三相逆变器的实验样机上进行了对比实验,验证了改进的脉冲频率调制技术的有效性和实用性。

数字控制RF合成信号源的设计与实现

设计了一种基于直接数字频率合成技术(DDS)的RF合成信号源系统。系统采用AD9852和单片机C8051F020相结合的方法,以AD9852为频率合成器,以信号处理器C8051F020为系统控制和任务调度中心。系统可实现输出信号频率在1 Hz^40 MHz可调,最小可调步进为1 Hz,并且频率稳定度优于10-5。此外,系统实现了调幅、调频、相移键控、频移键控和扫频等功能。在完成软硬件设计后,通过使用多种电子仪器对系统性能和技术参数进行实验测试,结果表明各项指标都符合设计要求。

三电平脉冲宽度调制整流器定频直接功率控制

在传统的直接功率控制和电压定向控制的基础上,给出了三电平脉冲宽度调制整流器的数学模型,提出了一种固定开关频率的三电平脉冲宽度调制整流器直接功率控制方法。该控制结构为直流电压外环、功率控制内环,实现了有功功率和无功功率的动态解耦,且采用空间电压矢量调制,开关频率固定,简化了滤波器的设计。仿真结果表明,该控制方法能保证中点电位平衡、网侧电流谐波小,具有良好的动、静态性能,实现了单位功率因数运行。

脉冲频率调制的研究

给出一个简单而物理概念明确的脉冲调频信号的谱表示,并由实验结果确认。同时对电容充放电式脉冲频率调制器的参数选择与特性也作了研究。

基于脉冲频率调制的光电测量传输电路的设计

本文基于脉冲频率调制解调原理,设计了光电测量传输系统。给出了系统发射机、接收机的电路结构和整机系统的幅频特性。经实验测试表明,该系统具有良好的稳定性和线性度。