用于开关磁阻电机驱动系统的新型单电阻电流采样技术

为进一步降低开关磁阻电动自行车设计成本,提出了单电阻电流采样的四相电流重构技术。对单电阻电流采样的四相电流重构技术的原理进行研究,建立了不同开关状态下四相电流与采样电流的关系。对换相而引起的非换相相电流波动问题进行分析,定义了无法重构相电流的区域为非观测区。提出使用单脉冲注入控制解决非观测区内无法重构相电流的方法,通过在非观测区注入单个脉冲信号,依据直流母线电压值重构得到相电流,并根据给定电流参考量,计算得到脉宽调制补偿信号的占空比,从而实现在非观测区的斩波控制。建立了Matlab/Simulink数字仿真模型,并进行仿真验证,最后进行了开关磁阻电机单电阻电流采样及控制算法的实验。结果表明,所提单电阻电流采样技术具备可行性和使用价值。

单电阻采样的永磁同步电动机相电流重构策略

为了减少变频器的成本,提出一种利用单电阻采样三相逆变器母线电流来重构永磁电机相电流的策略。将电流重构盲区划分成3个区域:低调制不可观测区、中调制不可观测区和高调制不可观测区。在低调制不可观测和中调制不可观测区采用插入测量脉冲的方法,在高调制不可观测区采用电压矢量近似的方法。该方法能实现全范围的相电流重构,使调整后的空间矢量脉宽调制波形仍然具有对称性,并且能固定一个采样点;在永磁同步电机矢量控制系统中进行了实验验证。

考虑非观测区补偿的永磁同步电机单电阻采样重构

为进一步实现永磁同步电机的低成本、小体积、高性能矢量控制,提出单电阻电流采样的三相电流重构技术。结合电机的驱动系统,研究单电阻电流采样的三相电流重构技术的原理,建立空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制不同电压矢量情况下母线电流与电机三相电流对应关系。定义非观测区所包括的区域,提出通过修改SVPWM的占空比对非观测区进行补偿,解决非观测区内无法重构相电流的问题。对比实验结果验证了所提单电阻电流采样技术的可靠性和有效性。

一个单采样头的支气管剂量计

提出了一个只用一个采样头的便携式支气管剂量计。采样头分别由一层400目金属筛网和滤膜组成。采样气流面速为12cm／s，采样后分别对筛网和滤膜同时测量其总α计数，可得氡子体照射气管支气管（T-B区）的年有效剂量（mSv／a）。如将采样头与主动式活性炭盒串接采样测定氧气浓度，则还可以计算出以μSv／（aBqm-3）为单位的剂量转换因子。给出了这种支气管剂量计的设计思想和试验性测量结果。

基于超球体单形采样的BS-UKF算法在单站无源目标跟踪中的应用

根据单站无源目标定位跟踪模型,提出了一种基于超球体采样策略的BS-UKF(backward-smoothing unscent-ed Kalman filter)算法,并将其应用于单站无源目标跟踪。仿真分析表明,与标准比例采样的UKF(unscented kalmanfilter)和基于超球体单形采样的UKF相比,该算法在滤波精度上有显著的提高,在时间复杂度上有一定的增加,适合用于对定位精度要求较高的情况。

高维多目标电磁场逆问题计算的改进多重单目标Pareto采样算法

电气工程中的优化设计(电磁场逆)问题一般为多极值点的非线性全局优化问题。当需要考虑不同性能指标时,又必须同时给出多个非控解以供决策。这进一步加剧了问题的复杂度。虽然进化算法在多目标优化设计中获得了广泛应用,但对于目标函数超过三维的高维多目标优化问题,目前基于非控关系的多目标进化算法很难获得满意的优化结果。为此,人们提出了高维多目标优化的多重单目标Pareto采样(MSOPS)算法。该算法具有结构简单,计算复杂度低等优点。然而,研究表明,MSOPS算法收敛速度慢,优化结果往往缺乏多样性。为此,本文对MSOPS算法进行了改进研究,提出了目标矢量的拥挤操作以增加解的多样性,借助非均匀的目标矢量更新以及附加外部档案等改进措施对搜索区域进行有效地搜索,加快算法收敛。直线阵列和Yagi-Uda天线阵的实例分析、计算证明了本文算法的优越性和可靠性。

高维多目标优化设计的改进多重单目标Pareto采样算法研究

电气工程中的设计问题常归结为多目标优化问题。对于目标函数超过三维的高维多目标优化设计,目前基于非控关系的多目标进化算法很难获得理想的优化结果。为此,人们提出了多重单目标Pareto采样(Multiple Single Objective Pareto Sampling,MSOPS)算法。该算法结构简单,计算复杂度低。然而,研究表明,这种方法的最终优化结果往往缺乏多样性。为此,本文对MSOPS算法进行了改进研究,提出了目标矢量的拥挤操作,非均匀的目标矢量更新以及附加外部档案等改进措施以提高优化结果的多样性。通过与MSOPS-Ⅱ、HypE以及NSGA-Ⅱ算法在求解测试函数上的性能比较,证明了改进算法在Pareto解集上获得了更好的收敛性与多样性。最后,通过八木天线的优化设计验证了改进算法解决实际问题的有效性。

不同PWM模式下交流电机单电阻三相电流采样的研究

为解决交流电机相电流采样的问题,将母线单电阻采样三相电流重构技术应用到交流电机系统中。对母线单电阻采样三相电流重构技术的原理进行了研究,定义了由低压调制区与扇区过渡区构成的非观测区的概念。开展了对母线单电阻采样三相电流重构技术在SVPWM与BCPWM两种PWM调制方式下非观测区问题的分析,建立了PWM移相时间与最小采样时间的关系,提出了使用PWM非对称输出方式解决母线单电阻采样三相电流重构技术非观测区问题的方法。在BCPWM与SVPWM两种调制模式下,对PWM移相输出的各种状态波形进行了分析,最后,进行了永磁同步电机全区域母线采样三相电流重构试验。研究结果表明:该母线采样三相电流重构技术在两种PWM调制方式下都具备可行性和使用价值。

单扫描快速采样方法及其在NMR中的应用

单扫描快速采样方法利用空间编码技术,只需单次扫描就能获得二维及多维核磁共振(NMR)谱数据,极大地缩短了二维和多维核磁共振谱的采样时间,有望在NMR领域得到广泛的应用.该文以离散编码单扫描快速采样方法为例阐明了单扫描快速采样方法的原理,介绍了连续幅度调制、连续相位调制等各种单扫描快速采样新方法及其在NMR领域中的应用,指出了单扫描快速采样方法的局限性,并对其未来发展进行了展望.

基于单像元多点采样的CCD信号采集电路

为抑制电荷耦合器件(CCD)读出信号噪声并确保信号完整性,提高微弱拉曼光谱信号的信噪比和光谱准确性,采用了一种单像元多点采样的CCD信号采集新方法。分析了背照式CCD面阵传感器在线性合并(line bining)操作下的时序特点,设计了完整帧信号捕捉算法和单像元多点采样的信号采集电路,完成了采集电路的控制逻辑设计。测试实验结果表明,采用该采集方法设置任意的积分时间,均可捕捉到一帧完整的光谱信号;与常规相关双采样方法相比,其信号均方差可降低51%~63%,极大地抑制了CCD探测器噪声。应用该电路成功采集了人体血液的拉曼光谱信号。

基于NEC电子μPD78F1213的单电阻采样BLDC矢量控制系统

介绍了采用单电阻电流采样方法对电机的三相电流进行重构,并通过角度细分方法和PLL技术取得电机的实际位置角,从而进行矢量控制运算的电动自行车BLDC控制系统。系统中采用两相调制的SVPWM方法,在提高母线电压利用率的前提下降低了功率器件的开关损耗。相比目前在电动自行车控制领域所采用的两两通电的120°控制方式,本方法降低了系统的转矩脉动,提高了系统的平稳性。

单电阻电流采样的三相电机不完全DPWM方式

为解决单电阻电流采样的三相电机控制系统低速运转中不连续脉宽调制(DPWM)方式使电流采样恶化的问题,提出一种不完全DPWM方式。不完全DPWM方式的调制波峰值随电机转速变化,与直流母线电压正值或负值留有一定距离,在整个调制波周期均进行脉宽调制(PWM)。为避免直接切换到DPWM方式的电流波动,提出由不完全DPWM方式向DPWM方式切换的过渡过程,调制波峰值按预定斜率慢慢达到直流母线电压正值或负值。实验证明在电机低速时采用不完全DPWM方式及向DPWM方式切换的过渡过程,能有效改善电流采样恶化及DPWM方式切换时的电流波动问题。

单电阻采样连续导通交错式功率因数校正技术

连续导通交错式功率因数校正(PFC)具有纹波电流小与转换效率高等优点,在家电领域得到了广泛的应用。然而,由于交错式PFC既要实现总输入电流的谐波抑制,也要实现分支电路电流的平衡控制,因而常规交错式PFC方案需要多个电流采样电路,导致成本上升与可靠性下降。针对此问题,本文提出一种低成本的交错式PFC控制的全新电路与方法。通过MCU对采样电阻的电压在特定时刻进行采样,并根据采样值重构出总电流与支路电流,可实现单电阻的交错式PFC控制。实验结果表明,该方法可实现低成本的交错式PFC,输入电流谐波得到有效抑制,且支路电流达到均衡的效果。

基于时-空过采样系统的点目标检测性能分析

为了提高扫描成像系统对于点目标的探测性能,提出了时-空过采样点目标探测体制,并对其进行了目标检测性能分析.首先,分析了单采样体制在点目标探测中易存在跨像元导致的目标能量分散问题,以及探测器随机高强度噪声及空间质子流尖峰信号导致的虚警问题;然后,提出了用于点目标扫描探测的时-空过采样体制.最后,基于图像信噪比对相同光学系统下单采样和时-空过采样系统的目标检测性能进行了比较分析.分析结果表明,通过采样方式能够实现目标能量集中到一个像元,保证了图像信噪比需求.通过高分辨率融合使得目标尺度大于噪声及尖峰的尺度,目标尺度最大扩展至3×3像元,基于目标空间相关的处理可以有效降低了虚警,提升系统检测性能.

UPF改进算法在单站无源定位中的应用

针对UPF算法在固定单站无源定位目标跟踪应用中存在运算量大、实时性差的问题,通过借鉴简化UKF的思想采用超球面单形采样策略、针对应用背景下状态模型的线性特性采用KF代替状态模型的Sigma点采样、在粒子滤波中对部分粒子间隔进行UKF采样三个方面的改进,提出一种改进的UPF算法。改进的UPF算法既有效降低了运算量,又增加了粒子的多样性,使粒子集更加逼近真实的后验概率密度函数。计算机仿真表明,改进的UPF算法在保持原有滤波精度的同时,有效减少了运算时间,可用相当于EKPF的运算效率得到UPF的滤波精度,适用于固定单站无源定位跟踪系统。

基于修正SUKF的固定单站无源定位跟踪算法

针对基于超球面单形采样策略的SUKF在初始误差和观测误差较大时滤波性能下降的问题,以固定单站无源定位目标跟踪为应用背景,引入后向平滑处理,并结合系统模型特点对算法作进一步的优化,提出一种修正的SUKF算法。理论分析和仿真实验表明,文中所提算法相对于传统UKF和SUKF算法,在运算开销增加不大的前提下,有效提高了算法的稳定性和滤波精度,具有一定的工程实用意义。

基于瑞萨单片机的交流感应电机驱动电路的设计

介绍一种用于家用电器交流感应电机调速的高性能、低成本变频控制器。针对交流感应电机的控制特点,从功率驱动电路、速度检测、电路保护及EMC等方面进行了分析。控制器核心由低成本高性能的瑞萨单片机和三相功率驱动芯片IRS2136S组成,降低了变频控制器的成本。速度检测采用位置传感器,缩短了软件开发周期。在电路中增加的EMC措施,大大增加了系统的可靠性。该电路已在某些家电产品中得到应用,整机具有良好的稳定性和抗干扰性,通过了UL及国家家电安全标准检验。

永磁同步电机新型单电阻电流重构技术研究

针对永磁同步电机在单电阻电流采样时,低调制区域和扇区边界区域难以进行电流重构的问题,提出了一种新型单电阻电流重构技术。首先,对三相电流重构技术原理进行研究,定义无法重构的区域为非观测区,对非观测区电流重构盲区进行分析。其次,使用脉冲宽度调制移相法对非观测区的电流进行重构,发现仍有部分非观测区只可测得一相电流,从而无法完成电流重构。针对这一问题,设计电流观测器,通过单相电流来估算三相电流,且不需要电机与负载参数,实现简单。试验验证表明,所提新型单电阻电流重构技术具有可行性和实用价值。

轮椅直流无刷电机的单片机控制电路设计

直流无刷电机控制系统因性能优越已广泛使用在电动轮椅上。使用性能优越的单片机控制系统以及采用加减速控制、速度闭环控制等主要软件算法,可以实现电机的精准平稳运行和产品极高的性价比。本系统采用STM32F405VG为核心的控制系统,通过对操纵杆和无刷电机的驱动的算法处理,结合电枢和保护参数,实现系统的"高性能、高稳定、易维护、低成本"的特点。

增加工程实践的DSP“口袋实验室”设计

作为培养动手实践能力的重要课程,传统DSP课程教学模式下学生实验课时不足、实践周期较长,导致学习效果下降。为解决这一问题,设计一款以TMS320F28335为核心的DSP “口袋实验室”,并包含仿真器功能模块可有效拓展学生实验场所。“口袋实验室”提供的扩展模块实现低压两电平逆变器,实现单电阻采样重构三相电流实验的硬件支撑。通过“口袋实验室”,学生可将课堂学习的理论知识与实践结合,缩短从理论学习到实践的时间间隔,提升教学效果。