基于FPGA的时间域航空电磁多波脉冲发射电路控制设计

时间域航空电磁法是航空地球物理领域重要的技术方法,具有大深度探测能力,为实现大探测深度兼顾浅层分辨能力,需要研发一种多波脉冲发射装置,能够同时发射大电流半正弦波和快速关断小峰值电流梯形波。该文利用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)作为硬件平台,采用硬件描述语言(Verilog),通过脉冲频率调制或脉宽调制方式来精确控制发射电流的波形、频率和脉宽,从而实现数字化控制,产生精度高、可控性强的多路数字驱动信号。与传统的半正弦波发射电路相比,其主波发射脉冲由两个1/4正弦波组成,上升沿和下降沿的时长和陡度可以通过程序独立调节,副波发射脉冲为快速关断沿的小幅值梯形脉冲,通过实测试验验证了该文方法的可行性,能够满足深地与近地表探测的要求。

MOSFET在感应叠加型高压双方波脉冲发生装置中的应用

为了获得脉冲间距较小并且可随时调节的高压方波脉冲,利用MOSFET响应快、重复频率高的特点研制出了感应叠加型固态高压双脉冲发生装置,该装置主要由8个感应叠加模块组成,每个感应叠加模块由18个并联的功率MOSFET构成。每个功率MOSFET具有专用的驱动电路,该驱动电路由雪崩晶体管产生的触发脉冲进行同步触发。通过测试,所搭建的8个模块感应叠加装置具有输出高压大电流双方波脉冲的能力,在10Ω负载条件下输出的高压大电流双脉冲的峰值电压达3.6 k V、峰值电流达360 A。输出脉冲底部不平坦度<10%。通过优化调节雪崩触发脉冲的时间一致性,获得的输出高压脉冲的上升沿和下降沿时间分别为20 ns及30 ns。通过调整雪崩触发脉冲源输出的双触发脉冲的脉宽和脉冲间隔,可调节输出高压双脉冲的脉宽及脉冲间隔。

基于连续波脉冲的高精度激光测高仪

研制出了可用于飞行器滑翔着陆时使用的高精度激光测高仪。采用连续波脉冲测距的方法,实现高数据测量频率的要求,采用多数据加权平均的方法消除了测量数据的抖动以及杂光干扰带来的误差,提高了脉冲测距的精度。

连续波脉冲器发生原理及参数影响规律研究

连续波脉冲器是随钻测量的核心部件。为了探讨连续波脉冲器压力波发生原理及参数影响规律,基于计算流体力学相关理论与方法,建立了连续波脉冲器流场数值仿真模型,仿真分析了连续波脉冲器的流场特征。仿真结果表明:转子周期性往复开关过程中,连续波脉冲器产生流量波和压力波,流量波上、下游相位相同,压力波上、下游相位相反;压力波幅值与脉冲器控制参数相关,幅值随频率与定转子间隙的增大而减小;压力波幅值与钻井水力参数相关,随流体排量和密度的增大而增大,流体黏度对幅值影响可以忽略。研究结果对连续波脉冲器的现场应用具有一定的理论指导作用。

连续波脉冲器压力波发生与优化研究

针对连续波脉冲发生器压力波发生过程,基于流体力学数值仿真方法研究了压力波发生原理,优化压力波的波形特征。研究结果表明:随转子往复摆动连续波脉冲器上、下游分别产生连续的压力波与流量波,连续波脉冲器压降曲线则是在流量波动条件下随转子开度变化的压降曲线;转子初始相位角与终止相位角对压力波波形与幅值影响很大,增大转子初始相位角可以大幅改善波形,增大转子终止相位角可以大幅提高幅值;综合优化转子初始相位角与终止相位角可以同时改善压力波波形与幅值特征。研究内容对改善连续波脉冲器信号传输特性及现场应用具有重要意义。

三角波脉冲低压阻垢技术的试验研究

很多工业部门都使用热交换系统,系统内的结垢非常普遍。对三角波脉冲的阻垢防垢效果进行了研究,试验证明三角波脉冲可有效防止热交换系统内的结垢现象,在阻垢率都为100%的情况下,其功率分别只有方波和直流电的1/13和1/40。在三角波脉冲条件下,有效电压越高,阻垢效果越明显。三角波脉冲阻垢技术是水质稳定技术的一个重要的发展方向。

高压超快三角波脉冲的产生

本文讨论了使用高压功率晶体管作为开关器件研制的高压超快速斜坡脉冲发生器 .得到的脉冲幅值为± 1 k V,上升时间为 1 0 ns,大大提高了脉冲电路的耐大电流冲击性 .利用开关器件可耐大电流冲击的特点合成了三角波脉冲 ,三角波脉冲半宽为 1 0 ns左右 ,通过改变电路参量可得到不同的半宽 .

连续波脉冲器流场数值仿真及稳态水力扭矩

转子稳态水力扭矩是连续波脉冲器设计的一个重要参数,对于连续波脉冲器转子优化设计与电机控制具有重要意义。为此,考虑转子流场的非定常特征,建立了非定常的稳态水力扭矩数值仿真模型,研究了稳态水力扭矩的非定常流场特性、稳态水力扭矩的计算方法以及参数影响规律。研究结果表明:流体介质流过转子时,转子叶片迎流面一侧流速高、压力低,另外一侧流速低、压力高,转子叶片受到非对称的压力作用产生水力扭矩,该水力扭矩具有驱动转子关闭的作用;流体介质经过转子时,速度场产生高频脉动特性,受速度脉动影响,稳态水力扭矩也出现高频脉动特征,稳态水力扭矩脉动存在统计平均值;稳态水力扭矩随定转子间隙减小而增大。所得结论可为连续波脉冲器优化设计及现场应用提供指导。

斜波脉冲函数分析的控制理论基础

利用连续模数对斜波脉冲函数系进行了较为严密的分析，对Ｌ￣２空间中函数与积分的正交展开式进行了误差估计与收敛分析，并在此基础上，证明了线性定常连续系统用斜波脉冲函数分析的收敛性。

快速恢复快速自旋回波脉冲序列在磁共振尿路造影中的应用

目的:探讨快速恢复快速自旋回波脉冲序列(FRFSE)在磁共振尿路造影中的应用价值。方法:对20例尿路梗阻患者采用FRFSE进行磁共振尿路造影检查,我们采用呼吸触发、ASSET(相控阵线圈空间敏感编码技术)、快速恢复、零填充内插选项(ZIP)、半-NEX(激励次数)等选项进行操作,再将原始图像进行MIP(最大强度投影)重建,三维多角度旋转而得到完整的尿路造影图像。结果:应用此方法扫描均获得最佳图像,清晰显示肾积水、输尿管扩张和狭窄的确切部位。结论:FRFSE作为MRU成像中的一种新技术,主要适用于尿路结石、肾盂肾盏肿瘤、输尿管肿瘤、膀胱肿瘤以及其他原因的尿路梗阻、泌尿系变异或畸形等病变。FRFSE脉冲序列与快速采集驰豫增强(RARE)技术及快速自旋回波序列(FSE)序列比较,在MRU成像中具有成像时间短、受呼吸影响小、图像空间分辨力高等多方面的优势,是获得优质图像的一种好方法。

基于小波脉冲相关的电缆故障时域反射测距方法

针对时域反射法电缆故障测距技术在长电缆、强衰减情况下测距精度和自动化程度低的问题,研究脉冲信号传输畸变对相关分析的影响,并提出一种基于注入小波脉冲和相关分析的自动测距方法。在电缆信号传播特性分析的基础上,得到波形传播畸变中仅有色散因素会影响相关分析准确度的结论。设计能带集中且可低成本产生的双极性矩形小波脉冲。仿真和实测结果显示,小波脉冲相关方法通过局部最值检测能够实现自动测距,其测距精度高于矩形脉冲方法,与高斯包络窄带脉冲方法相近,抗噪声干扰能力强于二者。

连续波脉冲器减速器分析与仿真

在完成连续波脉冲器减速器的初步设计后,需要对其进行分析和仿真,验证设计是否合理。利用SolidWorks软件建立减速器三维模型,运用有限元分析软件Simulation模拟减速器的实际工作状态,分析太阳轮的强度和疲劳,可以计算出太阳轮的安全性和寿命周期。利用运动分析软件Motion模拟减速器运动状态,可以计算出输入扭矩与功率等数据,随后与设计参数对比,检验设计参数是否合理。对减速器进行运动仿真,仿真结果与设计参数一致,说明设计能够满足使用要求。

一类非线性系统分析的新方法——斜波脉冲函数的应用

利用斜波脉冲函数的线性化特性和简洁的运算规则,本文将一类非线性系统转化为双线性系统然后进行分析和求解。与泰勒展开等其它方法相比较,所提出的方法不仅近似精度高,且不受范围限制,对被近似的函数无可微分的要求。所推导的算法还具有连续递推的功能,很适合用计算机进行求解。

太赫兹波脉冲成像和连续波成像技术研究

介绍了太赫兹(THz)连续波成像和脉冲波成像的原理,报道了自主研制的连续太赫兹波及脉冲太赫兹波成像系统:太赫兹连续波成像方面,分别使用研制的辉光放电探测器(GDD)和商业化的肖特基二极管对同一物体成像,结果表明GDD是一种成本低、成像效果好的室温太赫兹波探测器;在太赫兹脉冲波成像方面,利用研制的SI-GaAs光电导天线作为太赫兹源,对金属环成像,分析了频率对的振幅图像和相位图像的影响。

控制理论中的斜波脉冲函数分析法

所引进的斜波脉冲函数系在Ｌ￣２空间上具有完备性。与其它常用的正交函数系相比较，它的精度高，适用范围广；特别是在用计算机对控制系统进行分析时，由于所推得的展开与计算公式具有模块式结构，使讨论更显示出较强的竞争力。

对SPD的宽波脉冲电流耐受能力的分析及试验建议

本文主要研究分析了SPD的宽波脉冲电流耐受能力,系统地分析了低压配电系统中的雷电过电压过电流、配电系统相互干扰和用电设备的兼容性、误操作及故障等影响因子,并通过列举多项试验结果和理论分析说明,论证SPD的窄波脉冲耐受能力与宽波脉冲耐受能力之间没有等效性,对规定SPD的宽波脉冲电流耐受能力的试验要求和方法的必要性。

耗散弱起伏随机介质中的侧面波脉冲传播Ⅱ.互相关函数

本文利用Born近似,并矢格林函数,富里埃变换和高频窄带近似等方法得到了耗散弱起伏随机介质中无线电通信相干侧面波脉冲传播的理论公式。瞬态相干侧面波脉冲波的互相关函数解析表达式亦被导出,数字计算表明,本文所得结果与前人的工作一致。

高压指数波脉冲电场灭菌系统的研究

设计搭建了指数波高压脉冲灭菌系统,通过平板处理室对酿酒酵母进行了静止和流动灭菌实验,研究结果表明:指数波脉冲发生器具有制作简单、成本低等优势,适合在灭菌系统中应用;脉冲数和电场强度的增加可以提高平板处理室的灭菌效率;流动型灭菌效率要优于静止型灭菌。

基于非线性电路的双频带脉冲波选择性超表面吸收器设计

本文提出一种基于非线性电路的双频带脉冲波形选择性超表面吸波器(MetaSurface Absorber,MSA).设计的双频带MSA单元结构由放置在同一平面上两个形状相同但线宽不同且集成二极管与电阻电容并联的非线性电路的金属方环形谐振器、中间介质层以及金属接地面构成.仿真结果表明,在-20~10 dBm功率范围内,双频带MSA随功率的增加对短脉冲波吸收率先增大再减小.当功率为-5 dBm时,设计的双频带MSA对脉冲波吸收率在3.2 GHz和4.1 GHz分别可达97%和92%,连续波吸收率只有28%和39%.另外,MSA吸收率随脉冲宽度的增大逐渐减小.进一步研究表明,该双频带MSA在功率为-5 dBm的TE模和TM模脉冲波,斜入射角为0°~60°范围内吸收率超过70%.还研究了非线性电路中电阻、电容参数对设计的MSA脉冲波和连续波吸收率的影响.本文所提出的双频带脉冲波选择性MSA显示了其在无线通信以及抗电磁干扰领域具有潜在的应用前景.

高速率连续波泥浆脉冲解码试验管线仿真分析

随着国内深井、超深井钻探需求增加,连续波泥浆脉冲技术正向远距离、高速率方向发展。中海油服自主搭建了地面6000 m泥浆循环试验系统,由于测试仪器上游采用50.8 mm软管,管线压耗大且变径反射干扰严重,远距离高速率解码试验研究受限。针对此问题,基于试验系统建立了简化脉冲器-管线数值模型,研究50.8 mm软管对连续波信号的影响规律,并通过解码试验验证。研究结果表明:测试仪器上游50.8 mm软管与循环管线存在扩径,产生的反射波与发生波叠加导致波形畸变,且随着频率升高,发生波畸变越严重。50.8 mm软管内径小,管线沿程摩阻压降大,压力波的传输衰减程度高于等长的地下直管。50.8 mm软管换成101.6 mm软管,消除变径反射和降低沿程摩阻压降后,低频压力波波形改善,传输后幅值提高75%以上,有效降低了解码误码率。地面6000 m管线解码试验传输速率从6 bps提高至8 bps,验证了数值仿真分析结果。