T型三电平逆变器非对称矢量脉冲宽度调制相电流重构策略

针对T型三电平逆变器中点电流单传感器传统相电流重构方法存在不可观测区的问题,分析中点电流采样过程中不可观测区的存在机理,提出非对称矢量脉冲宽度调制相电流重构策略。通过移位PWM波延长基本电压矢量的作用时间,消除不可观测区,实现相电流重构。实验结果表明,所提方法的电流重构误差低于2.2%,输出相电流畸变率低于3.48%。

高频纳秒脉冲调制器的分立磁耦合驱动器设计

随着高压纳秒固态脉冲发生器在生物、工业和环境等领域的应用日益广泛和深入,脉冲波形、电压幅值、脉冲持续时间、脉冲重复频率等参数已成为特定脉冲功率应用所需的基本可控变量。为了进一步减小电源的体积、降低成本,提出一款以正极性Marx为主电路、多个脉冲变压器为核心驱动器、具有纳秒级前沿高重复频率的高压纳秒脉冲调制器。提出的驱动器结构紧凑,无需提供多路隔离供电的驱动电源,可以在高重复频率下实现两个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFETs)的栅极电压快速同步上升和下降,获得百纳秒以内、幅值可控的栅极驱动电压。不仅最大脉宽不受磁芯饱和的限制,而且负偏置电压使开关管可控关断,同时在一定程度上避免了电流流过MOSFET米勒电容而引起的寄生导通,提高了电路工作的可靠性。此外,研究了不同匝数和磁芯材料对驱动波形的影响。搭建了一台14级脉冲调制器样机,测试结果表明,基于该驱动器下的调制器输出电压和脉宽都连续可调,具有改变脉冲轮廓的能力,最大输出电压可达5.5 kV,脉宽调节范围为100 ns~50 ms,最小上升时间约18 ns,重复频率为100 kHz。

基于脉冲序列重构的雷达PRI调制类型智能识别算法研究

雷达脉冲重复间隔(PRI)是雷达信号的关键参数,对于雷达性能发挥起着至关重要的作用。研判雷达PRI调制类型能够为雷达识别和性能分析提供重要支撑,是电子对抗领域的关键研究内容。针对现有PRI调制类型识别准确率受脉冲丢失影响较大的问题,本文提出了一种基于脉冲序列重构的雷达PRI调制类型智能识别算法。首先,基于到达时间(TOA)多阶差分序列实现了PRI调制周期的初步估计;其次,根据PRI调制周期重构了不同脉冲序列样本;再次,对重构样本进行去均匀值预处理,并以此为输入搭建了卷积神经网络(CNN)识别PRI调制类型,该方法能够减弱人工提取特征的局限性,不仅可以获取PRI序列的深层特征,而且具有更强的环境适用性;最后,仿真实验表明了所提方法的有效性。在脉冲丢失率小于60%时,所提方法对于所有PRI调制类型的识别准确率均在92%以上,平均识别准确率大于98%,在脉冲丢失率小于80%时,平均识别准确率在81%以上。

基于深度学习算法的脉冲类调制信号智能识别方案设计

脉冲类调制在空间光领域得到了广泛应用,但深度学习算法用于脉冲类调制信号的智能识别却鲜有报道。针对传统识别算法的场景局限性和特征提取的人工分析依赖性,文章利用深度学习网络构建了一种通信信号特征自主学习算法,并通过拟合短时傅里叶变换的两种计算机制分别构建了基于CRBM和RBM的通信信号特征学习网络。相比基于CRBM的网络,基于RBM的网络的计算速度较快,且有效降低了深度学习网络对高性能硬件的要求。

基于随机载波脉冲宽度调制的变换器群超高次谐波抑制机理

基于随机载波正弦脉冲宽度调制技术的原理,建立在随机载波正弦脉冲宽度调制下电压源变换器输出超高次谐波模型,研究载波频率随机性与超高次谐波幅值和相位随机性之间的关系。超高次谐波频谱分布更宽,且幅值近似服从正态分布特征,载波随机性导致超高次谐波相位随机性,并基本呈现均匀分布特征。利用此特征,研究载波未同步的变换器群发射超高次谐波的超高次谐波叠加相消原理,提出基于随机载波正弦脉冲宽度调制的变换器群超高次谐波抑制机理,以达到广泛频段内超高次谐波抑制的目的。仿真和实验结果表明,特定次超高次谐波幅值及相位特征符合理论分析,该超高次谐波抑制机理可行有效。

脉冲宽度调制的可见光通信系统研究

提高短距离无线通信的速率与精度,设计了基于脉冲宽度调制的可见光通信系统。向系统内输入待传输数据,由系统内发射模块的信号源接收此数据,并向调制单元发射其数字信号,调制单元结合脉冲宽度调制与脉冲振幅调制两部分,对该数字信号实施振幅与宽度调制,并向LED驱动器发送调制后信号,LED驱动器接收此调制信号,并驱动LED阵列以对应可见光信号传输该调制信号;由系统内接收模块的光电探测器检测到此可见光信号,转换成电压信号,并经放大与滤波处理后,传输至模数转换器转换该放大电压信号为数字信号,由解调单元解调该数字信号,得到原始传输数据输出,完成此待传输数据的短距离可见光无线通信。结果表明,该系统可实现不同形式数据信息的通信传输,平均传输比特率可达到67.031 Mbit/s,传输后所得数据几乎与原始数据吻合,数据的传输速率与传输精度均较高,实际应用效果理想,能够保障短距离无线通信的高速率与高精度。

基于深度学习的空间脉冲位置调制多分类检测器

为有效避免最大似然(ML)检测复杂的计算过程,根据空间脉冲位置调制(SPPM)信号的特点,将深度神经网络(DNN)与分步检测相结合,提出了一种基于深度学习的SPPM多分类检测器。在该检测器中,利用DNN建立接收信号与PPM符号间的非线性关系,并以此为准则完成在线接收PPM符号的检测,从而有效避免了对PPM符号的穷搜索检测过程。结果表明,采用本文检测器后,SPPM系统在大幅降低检测复杂度的前提下,取得了近似最优的误比特性能,同时还克服了K均值聚类(KMC)分步分类检测所出现的错误平台效应。当PPM阶数为64时,本文方法较ML检测和线性均衡DNN检测器的计算复杂度分别降低了约95.45%、33.54%。

高密度脉冲流复杂调制信号测量接收机计量方法研究

为了解决高密度脉冲流复杂调制信号测量接收机的计量难题,借鉴数字与矢量信号计量校准思路,研究提出一种基于通用测试仪器的模拟器提供激励信号、模拟高密度脉冲流下的复杂调制信号、采用矢量信号分析仪和高密度脉冲流复杂调制信号测量接收机比测验证的计量方法,并搭建基于通用测试仪器计量装置,选取基于基本波形片断的高密度脉冲流下复杂调制信号的典型计量状态,进行实验验证。实验结果表明,装置的脉冲、调频、调相、捷变频等计量性能满足实际需求,该方法可行。

脉冲调制式无线电能与信息同步传输系统设计

针对无线电能传输系统闭环控制需要建立通信链路的问题,提出了一种副边反射式脉冲调制方法。根据理论分析,设计了副边开关管调制信息,由原边减法放大器、波峰跟随器和数模转换器组成的智能跟随解调电路解调信息,配合具有纠错功能的二进制脉冲编码方案,实现无线电能与信息同步传输。详细论述了解调电路结构和脉冲编码实现方法,并使用集成于原边处理器内的解调电路方案制作200 W实验装置。通过系统测试,信息传输速率2 kbps时,误码率小于1.5%,电能损耗小于1%,受负载与传输距离的变化影响是可控的。该方法使用元件少,集成度高,满足系统闭环控制的需求。

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。

基于脉冲宽度调制技术的激光引信抗干扰方法

针对激光引信易受云烟雾干扰的问题,提出了一种基于脉冲宽度调制技术的激光引信抗干扰方法。计算了不同脉冲宽度条件下的云烟雾后向散射回波功率,并给出了云烟雾后向散射回波功率随发射脉冲宽度的变化规律。分析了不同云烟雾条件下使用不同发射脉冲宽度探测时所得到的回波功率比。实验结果表明,在使用不同脉冲宽度激光探测条件下,云烟雾激光后向散射功率比大于3,使用该方法可有效提升激光引信抗干扰性能。

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。

基于移相脉冲宽度调制控制的串联谐振式塑料薄膜表面处理电源的研制

塑料薄膜表面处理负载是一种非线性变化的容性负载,随着放电的增强,负载等效电容增大。针对负载这一特点,研制一台基于移相脉冲宽度调制(PS-PWM)控制的塑料薄膜表面处理电源,实现对负载谐振频率的闭环跟踪。采用PS-PWM控制的塑料薄膜表面处理电源简单,紧凑,可获得很高的效率,采用二极管直接整流方式,克服了因晶闸管整流所带来的尺寸和成本问题。这种高频电源较好地实现了开关管的零电压(ZVS)软化,得到了较宽的调功范围。文中给出了该电源对塑料薄膜表面处理的实际结果,并验证了其有效性。

新型优化脉冲宽度调制方法在大功率逆变器的应用研究

创构了基于部分不对称开关角的优化脉冲波形(OptimalPartlyUnsymmetricalSwitchingangle,OPUS),提出了一种新型的优化部分不对称脉冲宽度调制方法(OPUS方法),它适用于大功率逆变器在灵活交流输电系统(FACTS)中的应用。该方法的原理是通过准确计算出开关角,实现在低于1kHz的调制频率下,采用OPUS方法对逆变器输出电压的基波和特定谐波实现幅度和相位的直接控制,给出了其中的算例。并采用FFT分析方法对其有效性进行了论证。

基于脉冲宽度调制控制策略的零电流开关高功率因数AC/DC变换器

目前,对单级功率因素校正电路的研究大多集中在小功率应用领域,为此该文提出一种能够应用于中大功率场合、实现了零电流开关的单级高功率因数AC/DC变换器拓扑。通过在全桥变换器中增加辅助开关实现了PWM控制,它不仅能够在很宽的负载范围内实现零电流开关和功率因数校正,而且解决了全桥谐振电路中。在不采用移相控制的情况下,必须采用PFM控制策略的问题。与2级式功率因数校正电路相比,提高了动态响应的速度、降低了成本,并且开关管的电压应力较低。仿真和实验分析验证了变换器的优越性。

基于微粒群算法的三电平正弦脉冲宽度调制开关时刻优化

最优化正弦脉冲宽度调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)控制是含约束条件的非线性优化问题。该问题的核心是计算出SPWM的开关时刻,确定特定的开关切换,从而产生预期电压波形,使其基波为给定值,总谐波含量最小。该文首次将粒子群算法用于三电平正弦脉冲宽度调制开关时刻的优化。在满足一定约束下,用该方法来减小变换器的总谐波畸变率(THD),以达到消除谐波的目的。仿真研究表明,与自然采样法和遗传算法相比,该方法能更有效、更快速找到最优的SPWM开关时间。

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。

光通信中一种有效的差分脉冲位置宽度调制

考虑脉冲位置调制(PPM)在解调时需要严格的时钟同步和符号同步,而且功率越高,时隙越窄的问题,结合差分脉冲位置调制(DPPM)和脉冲宽度调制(PWM)提出了一种有效的调制方式——差分脉冲位置宽度调制(DPPM+PWM)。研究了采用DPPM+PWM的红外通信系统在加性高斯白噪声干扰下的性能,对DPPM+PWM的符号结构、发射功率、带宽需求、传输容量以及误包率等特性进行了分析,并通过仿真与开关键控(OOK),PPM,PPM等调制方式进行了比较。结果表明DPPM+PWM频带利用率高,传输容量大,不需要符号同步,且增加了脉冲信号的长度,大大简化系统实现,是一种很有实际应用价值的调制方式。

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.

基于脉冲宽度调制技术的水浊度探测研究

介绍了水浊度常用的测量方法-散射法、透射法及比值法的原理,在此基础上结合脉冲宽度调制(PWM)解调技术,提出了采用调制光强测量浊度的方法,并详细介绍了实验系统的组成和调制解调实现电路.采用该实验系统对福尔马肼标准液进行测量,列出了测量数据,并绘出三种方法所测浊度的拟合曲线。对实验结果的分析和比较表明使用PWM调制结合比值法能最有效地排除背景光的干扰,在保证精度的前提下提高水浊度的测量范围.