一维动力系统的形态格架理论初探(Ⅰ)——单峰映射的形态格架与锁相算法

本文以实用符号动力学为基础，提出一种新的理论，即形态格架理论，并建立其形态特征的序组分析法，以此构成形态格架的粗粒化表示方式，并建立基于符号动力学的确定形态格架的非常优美的锁相算法。

一维迭代函数的符号动力学表示与锁相算法

以实用符号动力学为基础 ,研究一维迭代函数的符号动力学表示、Lyapunov函数及形态格架 ,并建立基于符号动力学的确定形态特征的锁相算法。

基于高调制频率的快速数字锁相算法

为了提高数字锁相的检测速度以及其最高调制频率,改善数字锁相放大的实时检测性能,文中提出了一种新型快速数字锁相算法。文中根据方波参考信号傅里叶展开存在奇次谐波,使得调制频率等于参考信号频率的2m-1倍。同时,通过将采样频率设为调制频率的4的整数倍,保证两路参考信号的正交性。在相敏检波算法实现中,仅仅存在加减法运算,消除了乘法运算,提高了数字锁相算法的运算速度。而且,基于普通微处理器的数字锁相放大能达到的最高调制频率也得到了有效的提升,改善了锁相放大的实时性能。实验表明,该算法既具备较高的速度,又能提高锁相放大的实时性,使得数字锁相对微弱信号的实时检测在普通微处理器上的实现成为可能。

基于双同步旋转坐标的单/三相通用锁相算法设计

提出了一种新型单相/三相通用锁相环算法。该算法将单相电压、三相电压统一视为三相不平衡信号,在双dq同步旋转坐标系上进行投影,利用二倍频分量提取网络来实现正序信号、负序信号的快速解耦,有效提高了锁相环低通滤波器的截止频率;同时,利用正序直流d/q比值作为锁相环反馈量,克服了交流母线电压幅值变化的影响;同时还介绍了算法的结构和原理,建立了锁相环传递函数。考察了锁相环传递函数的零极点分布,分析了采样周期、低通滤波器截止频率对锁相性能的影响。最后,进行了仿真和实验,证明了该算法的有效性。

基于数字锁相相关计算结构的优化算法

为了兼顾数字锁相检测的速度和精度,提高信号检测系统的综合性能,该文提出了一种基于数字锁相相关计算结构的高速算法并结合过采样对算法性能优化。该方法在过采样的基础上将采样频率还原为4倍于原信号的频率,快速数字锁相算法对下抽样后q个周期的4q个采样点进行加减法运算即可实现,与传统数字锁相算法相比几乎消除了所有的乘法运算,大幅度地提高了数字锁相算法实现的速度。同时引入修正因子改善了由于降采样所带来的误差。实验结果表明,该方法既有过采样和锁相检测的高精度,能够检测到较低信噪比的信号,又具备较高的速度,使得该算法对微弱信号的实时检测在普通微处理器上的实现成为可能。

一种基于同步旋转坐标变换的单相锁相环新算法

单相锁相环技术对于一些需要电压相位信息的控制场合具有重要意义。本文提出一种单相锁相环新算法,算法基于同步坐标旋转变换,通过反馈解耦的方法简化了锁相环的结构,同时避免了滤波器带宽受到系统动态性能要求制约的问题。文中在介绍基于同步旋转变换的单相锁相环方法基础上,给出了改进算法的推导过程,并对新算法中的调节器参数进行了设计。仿真与实验结果验证了该新算法的有效性。

基于锁相环跟踪算法的高精度轴角-数字变换系统研究

针对传统高精度集成轴角-数字变换系统外围电路复杂、成本高的特点,提出一种基于锁相环跟踪算法的全数字式轴角-数字变换系统方案。利用TMS320F2812的PWM模块产生旋转变压器激磁信号,根据该激磁信号,旋转变压器输出差分正、余弦信号,采用高精度的外围独立采样模块AD7606采样该差分正、余弦信号,依据采样的差分正、余弦信号,基于TMS320F2812设计的锁相环跟踪算法计算电机磁极位置。将该轴角-数字变换系统应用于一台安装有电气误差为±10′的单极对旋转变压器的伺服同步电机,对其进行了实验研究。研究结果表明,该轴角-数字变换系统外围硬件电路简单、成本低,角度测量误差小于10.66′,实现了高精度的轴角-数字变换。

基于锁相放大算法的微弱光谱分析

由于强噪声背景的影响,在进行光谱探测的过程中收集到的信号很微弱。为了能有效的去除噪声,提出了采用锁相放大算法去除噪声提取光谱特征信号的方法。研制编写锁相放大算法,对收集的光谱数据进行处理,分析处理后的结果,光谱特征获得了放大,进一步进行两种结果的中值归一化对比,该光谱曲线与原始光谱曲线线型基本一致,且具有平滑去噪效果。该成果对微弱光谱信号去除噪声的研究具有实际意义。

PZT铁电薄膜介电性能的数字锁相测试技术

在DSP上实现的数字锁相测试系统,采用数字锁相算法来完成对信号的锁相测试。基于该系统开发出了简单、可靠、可调性好并具有较高精度的PZT铁电薄膜介电性能测试系统。实验表明,使用该系统测得的样品介电常数的相对误差小于1 %,能够满足PZT铁电薄膜制备技术以及微机电系统中器件设计对薄膜性能测试的要求。

软件锁相环在惯性动量轮转速控制中的应用研究

研究了基于DSP和软件锁相环算法的惯性动量轮用高速(最高转速30 000 r/min)高精度转速控制系统。首先分析了组成软件锁相环的三个环节,设计了软件锁相环算法;然后与高精度反电势换相模块ML4425相结合,设计并实现了一种高精度无刷直流电机数字控制系统。该系统能在任意转速下进行稳速控制,且当转速高于3000 r/min时,能实现1%%的转速控制精度。

频偏估计与相位处理相融合的新型载波恢复算法

针对低轨卫星下行信号存在大多普勒频偏、载波同步难的问题,运用载波频偏开环盲估计算法,并结合一种新的基于相位处理的基带锁相算法,提出一种新颖的MPSK类全数字接收机载波恢复算法。仿真结果表明,该算法能够对大频偏、低信噪比的MPSK类调制信号快速完成载波同步,且具有良好的误码性能,算法易于工程实现,适用于低轨卫星下发的遥感、遥测、移动通信等信号的接收。

一维迭代系统轨道特征

在单峰映射的形态格架与锁相算法研究的基础上 。

同步无扰切换技术的研究和实现

同步无扰切换功能是将电动机的供电在变频器和电网之间互相切换,如果切换不当,必然会引起电流冲击和功率倒灌。该技术的实现有两大关键技术:限流电抗器的计算和锁相算法的实现,通过理论计算和MATLAB仿真对两大技术进行了深入分析和设计,最终给出了不同等级的设备配置列表。本文比较了几种常见锁相算法的优缺点,结合项目实际情况选择了实现简单且性能满足需求的锁相算法,所提的工变频同步无扰切换控制系统,具有切换电流小、电机无失电、成功率高的优点,拓宽了高压变频器的应用场合,提升了公司产品的竞争力。

光弹调制器式多通道反射差分光谱技术

反射差分光谱术(RDS)是研究材料表面和薄膜光学各向异性属性的重要手段.现有的技术以光弹调制器(PEM)式单通道测量模式为主,可以实时监测单个波长的反射差分信号,但全光谱测量则需要采用扫描波长的方式完成,耗时长,不适合在线监测等时效性强、全光谱测量的应用.在研究基于光弹调制器的多通道反射差分光谱仪的技术实现的基础上,结合虚拟仪器技术、高速多通道同步采集卡和数字锁相放大算法,提出一种新的多通道测量构架.实验表明,新方法在全光谱范围内测量信号的标准偏差小于10-3,在仪器开发上具有组合灵活、扩展性好等优点.

基于高频信号注入双馈电机无传感器控制技术

针对控制系统中机械传感器存在的安装困难、易发生故障等一系列的问题,提出基于高频信号注入的无传感器检测法。分析了双馈电机使用高频注入法检测转子转速及位置的原理,即通过在双馈电机的转子侧注入高频信号,并提取在定子侧感应出的高频信号,经过锁相环检测算法,计算得出转子的位置及转速信号。建立了基于高频注入的双馈电机矢量控制模型,通过仿真和样机实验验证了双馈电机高频信号注入无传感器控制技术的可行性,为双馈电机的无传感器控制技术的实际应用奠定了良好的理论基础。

低频地震岩石物理测量系统改进及致密砂岩实验研究

低频地震岩石物理测量系统能够直接测量岩石地震频段的弹性参数,这些弹性参数的直接获取对地震波传播特征研究及油气勘探开发具有重要意义.本文在改进原有低频地震岩石物理测量系统基础上开展了低频岩石物理实验和岩石物理模型模拟分析,建立了致密砂岩低频实验测试与建模模拟流程.原有测量系统通过优化激振器增益函数和选取高效的锁相环信号提取算法进行改进,将测量频段拓展到1~2000 Hz并减少了信号采集时间.通过标准样品(铝和有机玻璃)的标定实验,验证了改进后系统的可靠性和准确性.利用改进后的系统对致密砂岩在干燥和完全饱和白油条件下开展了低频岩石物理实验,结果显示:干燥岩样的弹性参数在低频和超声频段一致,再次验证了改进后系统的可靠性;而饱和白油致密砂岩弹性参数在1~2000 Hz频段范围内表现出明显的频散特性.对比分析实测饱和白油致密砂岩纵横波速度与基于微观孔隙结构特征的喷射流模型模拟结果表明:喷射流是引起饱和白油致密砂岩频散的主要原因;模拟横波速度与实测值大致吻合,模拟纵波速度与实测值存在一定偏差,实测纵波速度的频散特征更加明显及频散频段更为宽广,可能是因为实际岩石的孔隙结构比理论模型更加复杂造成的.改进后的低频地震岩石物理测量系统为定量研究具有弹性频散特征的含流体岩石提供了有力的工具,能够建立储层参数与地震响应之间的定量关系,为发展新的储层和流体地震预测技术奠定了重要的基础.