低抖动大气压空气电晕均压多间隙气体火花开关

为了发展结构简单、便于维护的大功率气体火花开关,研制了大气压空气电晕均压多间隙气体火花开关,该开关采用电晕放电均压方式,由9个相同的间隙构成。利用有限元分析方法对9间隙电晕均压气体火花开关的电场进行了分析,发现适合长度的电晕针对开关主间隙的电场影响很小,且加载触发脉冲时可在中间间隙形成了强烈的畸变电场。在理论分析的基础上,开展了开关击穿特性研究,实验结果表明电晕均压有利于提升开关的稳定性,开关自击穿电压分散性降低,自击穿电压略微增大;同时多间隙开关实现了良好的触发导通,在工作电压60~85 kV(工作欠压比56.8%~80%)范围内,开关的击穿延时抖动均小于20 ns,当工作电压达到80 kV以上时,抖动可小于10 ns。文中设计的大气压空气电晕均压多间隙气体火花开关可用于直线脉冲变压器等脉冲功率系统,使用的基于电场模拟对电极结构进行优化的方法对设计其他类型的开关具有借鉴意义。

基于时钟抖动流水线结构的高效率真随机数发生器

现代加密系统对密钥随机性的需求不断增加。使用时序抖动、热噪声、亚稳态等作为熵源的真随机数发生器,因其可以提供高质量的随机性成为该领域的研究热点。因此,提出一种可配置、轻量级、高效率的真随机数发生器。该发生器使用基于随机数学模型的设计方法,由差分构架的两级时钟抖动流水线组成。第一级流水线中两个环形振荡器在规定时间内累积抖动,第二级流水线利用近似相同的两个环形振荡器的微小周期差构建时间数字转换器,对第一级输出的高斯抖动进行量化,通过数字化模块输出随机比特。在时间数字转换器运行过程中,第一级流水线已经重新启动累积下一个阶段的抖动,减少了空闲时间,提高了真随机数的质量和效率。在Xilinx Atrix-7平台进行了验证,该结构的硬件资源仅消耗了25个LUTs和13个DFFs,获得高达32.55 Mb/s的吞吐量。

永磁同步电机新型趋近律滑模控制器设计

针对传统指数趋近律因函数不连续性引起抖振、趋近速度与抖振抑制之间无法同时满足高性能控制系统要求的问题,提出基于系统状态变量的新型滑模趋近律,并应用于永磁同步电机速度、电流控制器中。趋近律引入系统状态变量幂次项和状态变量的双曲正弦值,使系统状态变量以等速和指数2种速率趋向切换面,可以加快系统到达切换面的速度,当系统接近切换面时,指数项接近于0,等速项开始起关键作用,对系统的抖振进行抑制。同时采用双曲正切开关函数替代符号函数,以去除因函数的不连续性所引起的抖振问题。既能提高系统到达滑模面的速度,又能有效抑制固有抖振,提升系统的动态性能。仿真和实验结果表明,新型趋近律相比于传统指数趋近律能够有效降低永磁同步电机启动时转速超调,提高系统的响应速度,抑制系统的抖振。

超长空间激光传输数值模拟研究进展

文章主要围绕空间引力波探测中超长空间链路传输部分进行介绍,概述了目前国内外星间传输仿真时采用的计算方法,以及指向抖动引起的相位噪声分析方法。相较于地基引力波探测,空间引力波探测可以有效降低噪声,增加干涉臂长度,从而实现更高精度、更低频率的探测。在长达数百万公里的传输距离,以及皮米量级数值模拟的精度要求下,需要考虑指向角变化引起的相位噪声。研究表明,在2.5×10~9 m的传输距离下,离焦和像散是影响指向抖动噪声的主要像差。通常情况下,相位驻点位置与原点位置存在一定偏离,需要对望远镜角度进行调整,才能使相位噪声最小化。在相位驻点位置进行引力波探测,可以有效降低相位噪声,并降低望远镜出瞳波前的质量要求。而大的离焦像差与小的彗差可以使相位驻点接近光轴,提高接收到的激光功率。

导通时延抖动对无电抗器电容型脉冲电源的影响

无电抗器电容储能型电源技术是提升高功率脉冲电源小型化与轻量化水平的有效途径之一,可加速推动电磁轨道发射技术的工程化应用。该型电源工作期间,晶闸管导通时延抖动是影响电源系统安全运行的重要因素。该文建立大功率晶闸管与动态负载的子电路模型,并通过模拟试验验证模型的准确性,结合系统输出性能与半导体开关性能进行对比分析,研究先导通模块的抖动阈值,为电源设计提供参考。结果表明:去除脉冲电抗器后,系统效率提升2.13%,导通时延抖动对系统输出性能影响极小;当出膛速度一致时,更高的系统效率使得无电抗器电源的小型化、轻量化水平进一步提升,体积减小了23.1%,质量减少了18.9%;导通时延抖动影响先导通模块晶闸管的运行安全,应关注高电流上升率以及由此可能引起的电流尖峰;在0.1μs的抖动阈值内,提高导通模块数可有效降低先导通模块的电流上升率;以晶闸管电流上升率限值为边界条件,导通模块数随导通时延抖动的增大以幂函数形式增加。根据系统性能分析,该型电源在增强型电磁轨道发射系统中具备工程可行性。

基于异步光学采样的电光频率梳时间抖动测量

电光频率梳是一种单频激光器经相位调制构造的光学频率梳,具有重复频率高、灵活可调等特点,通过精确的色散控制,电光频率梳在时域上可以输出超短脉冲激光序列,其时间抖动特性对于开展精密测量等应用十分重要.本文提出一种基于双光梳异步光学采样原理测量电光频率梳时间抖动的方案.建立了时间抖动测量的理论模型并进行数值模拟.搭建了一台重复频率为10 GHz、脉冲宽度为2.6 ps的电光频率梳,并开展了时间抖动的测量实验.测量的直方图分析表明,电光频率梳的周期抖动为3.86 fs.测量装置主体为光纤结构,且不需要高速光电探测器,有望对电光频率梳、微环频率梳等新型高重频光学频率梳时间抖动的测量与优化起到关键作用.

高精度固态调制器绝缘栅双极晶体管驱动电路

加法器式固态调制器是一种使用绝缘栅双极晶体管(IGBT)控制储能电容放电来产生脉冲高压的装置,相比传输线型调制器,具有模块化、稳定性好、寿命长等优势。但IGBT的正常工作需要利用栅极驱动电路将控制信号进行放大才能实现,驱动电路的性能直接影响IGBT的开关特性,最终影响脉冲电压质量,尤其是驱动电路的导通抖动指标,这是影响脉冲电压精度的关键因素之一。根据加法器式固态调制器中IGBT的工作特性,以提高脉冲电压精度为目标,对驱动电路进行研究。分析了开关抖动对输出电压精度的影响,介绍了设计原理,研制了驱动电路板,并利用放电模块对其工作性能进行了实验测试。测试结果表明,该款驱动电路的导通抖动为300 ps,相比1 ns的商用驱动电路抖动压缩至1/3,在1 kV充电电压下,放电模块在0.5Ω的负载上放电,形成上升时间为500 ns、导通抖动峰、峰值在5 ns以下的脉冲电压,当发生退饱和故障时,驱动电路能够在4μs时间内关断IGBT,该款驱动电路满足高精度固态调制器的工作要求。

提升抗时延抖动和数据异常性能的配电网故障自同步5G差动保护方案

配电网5G差动保护信道的来回时延不等导致传统同步算法无法应用,需要增加额外的同步装置。另外,5G信道存在时延抖动和数据异常等问题会对保护的可靠性产生影响。针对这些问题,首先提出了基于变频插值的故障自同步法,在保护装置启动后利用插值法处理故障前特定时刻数据窗来实现同步误差校正。以此为基础,分析保护可能面临的异常数据特征,提出了考虑舍去极值的Hausdorff故障判别算法。最后设计了一种能够提升抗时延抖动和数据异常性能的配电网故障自同步5G差动保护方案。在PSCAD对方案进行仿真验证,结果表明所提方案能够在不增设额外同步装置的前提下有效提升抗时延抖动和数据异常的性能,保证发生各类故障和存在大噪声时的保护可靠性。该方案可为配电网5G差动保护的可靠性提供保障。

POCS联合改进的Jitter采样理论曲波域地震数据重建

由于采集条件的限制及后续处理中废炮废道的剔除,使得地震数据成为不完整数据体,这将影响后续地震资料的处理及反演,因此有必要进行地震数据重建。本文结合曲波变换和凸集投影(POCS)方法对不规则地震数据进行重建:对比分析不同阈值模型对二维地震数据重建结果及收敛速度的影响,采用改进的指数阈值模型(q=0.5)和改进的Jitter欠采样方法在频率域对每一有效频率切片进行二维重建,最终实现三维地震数据重建,并有效地提高了计算效率。在迭代过程中,定义了新的误差函数公式,从而在保证重建质量的同时有效地结束迭代,再次提高了计算效率。模拟数据分析和实际数据处理结果均验证了方法的有效性。

基于jitter采样和曲波变换的三维地震数据重建

传统的地震勘探数据采样必须遵循奈奎斯特采样定理,而野外数据采样可能由于地震道缺失或者勘探成本限制,不一定满足采样定理要求,因此存在数据重建问题.本文基于压缩感知理论,利用随机欠采样方法将传统规则欠采样所带来的互相干假频转化成较低幅度的不相干噪声,从而将数据重建问题转为更简单的去噪问题.在数据重建过程中引入凸集投影算法(POCS),提出采用e-(x^(1/2))(0≤x≤1)衰减规律的阈值参数,构建基于曲波变换三维地震数据重建技术.同时针对随机采样的不足,引入jitter采样方式,在保持随机采样优点的同时控制采样间隔.数值试验表明,基于曲波变换的重建效果优于傅里叶变换,jitter欠采样的重建效果优于随机欠采样,最后将该技术应用于实际地震勘探资料,获得较好的应用效果.

家兔在体胫骨前肌单纤维动作电位及颤抖(jitter)值的测定

用自制的jitter数据处理仪配合计算机,采用细胞外引导单纤维动作电位(SF-AP)的方法,观察了家兔在体胫骨前肌SF-AP的特征和在同一运动单位中相邻两条肌纤维重复兴奋时,电位对(potential pair)间隔时间的变异,即颤抖(jitter)。(1)家兔胫骨前肌SF-AP呈光滑先正后负的双相锋电位,其振幅在3mV以上,锋电位持续时间约在1-1.5ms。(2)对7只家兔在体胫骨前肌同一位置引导出来的936个jitter值经自制的jitter数据处理仪及微机统计学处理,均值为31.56μs,百分位数P_(75)-P_(25)为54.99-14.61μs。(3)单肌纤维jitter值的频率直方图多趋于正偏态分布,下限值小于人体骨胳肌正常下限,提示人与家兔骨胳肌SFEMG的jitter值范围略有区别。

基于改进型SMO的PMSM无传感器控制研究

针对传统滑模观测器(SMO)对永磁同步电机(PMSM)反电动势估计存在高频抖动而导致位置和转速误差较大的问题,分析设计了一种新型滑模观测器。首先,从滑模变结构控制原理出发,分析了传统SMO中控制函数的不足,其次,设计了新型控制函数,改善传统滑模观测器因使用开关函数造成估算值抖动过大的问题;同时使用频率自适应复系数滤波器代替传统的低通滤波器,提升估计转子位置和转速的精度。最后,在Matlab/Simulink平台搭建了算法仿真,仿真结果表明,该观测器能够很好地观测跟踪电机转速和其转子位置,能有效抑制高频抖振,提高滑模观测器估算精度,提高了PMSM无传感控制系统的稳定性。

基于等效采样时钟jitter的精确测量

提出了关于时钟jitter的一种新的测量方法。该方法是在等效采样的基础上,对采样信号做平均,平均后的信号就是原采样信号与时钟jitter的概率密度函数(PDF)的卷积,所以理论上时钟jitter可以通过对平均的信号进行反卷积得到,而实际操作中反卷积很难得到。按等效采样间隔把卷积离散化为一个线性卷积的形式,从而在最小方差意义上给出了时钟jitter概率密度函数反卷积的结果。这种方法不仅可以给出时钟jitter的均方差,同时也给出了时钟jitter的分布,实现了某种意义上jitter的精确测量。

基于延迟和抖动感知的多播服务功能树嵌入算法

针对软件定义网络/网络功能虚拟化(SDN/NFV)架构中,多播请求流(MRs)需满足严格时延和抖动约束下遍历由多个虚拟网络功能(VNFs)依序组成的服务功能树(SFT)问题。该文提出一种基于最优链路选择函数进行深度优先搜索构建SFT的路由算法。首先,提出网络资源相对成本函数,以保证网络负载自动均衡。其次,联合考虑网络资源、VNF动态放置及多播流延迟和抖动约束,构建SFT动态嵌入问题的整数线性规划模型(ILP)。最后,针对该NP难问题,设计辅助边权图和最优链路选择函数进行路由路径选择,并以最小化资源消耗成本为目标提出具有延迟和抖动感知的SFT嵌入算法(SFT-EA)。仿真结果表明,SFT-EA在吞吐量,流接受率和网络负载均衡方面具有更好的性能。

基于加速度信号的TMT三镜镜面jitter测量

为了更好地对于TMT三镜镜面jitter进行评价,基于镜面方向的加速度信号,通过传递函数以及功率谱的方法,获得了镜面jitter的频域分布与数值特征。首先,对于梯形积分、辛普森积分以及3/8辛普森积分的基本性质进行推导,之后基于功率谱的思想,提出利用白噪声填满数据全部频域以及结合数值方法得到传递函数;最后对于实际测量得到的加速度信号,得到了米级口径望远镜镜面jitter的数值以及频域分布,同时证明了利用文中方法对TMT三镜镜面jitter进行评价的可行性。文中的方法对于同类的大口径望远镜的jitter测量也有一定的借鉴意义。

基于ADC的时钟jitter测试平台的研究

本文实现了一种利用高速模数转换器(ADC)采样测量时钟jitter的硬件测试平台。文中针对高速、高分辨ADC的特性,导出时钟Jitter对输出码密度的影响,根据这层关系可以反推出时钟Jitter的大小。同时介绍了如何在硬件上产生高速、可以控制的时钟jitter。最后通过ModelSim和Matlab对这个平台进行仿真分析,结果表明这种方法不需要高性能仪器,且具有高分辨和低时耗等特点。

基于抖频和斜坡补偿的抗EMI振荡器设计

设计了一种应用于开关电源转换器中的抗电磁干扰(Electro-Magnetic Interference,EMI)振荡器,其主要创新在于在开关电源系统中加入了频率抖动且可产生斜坡补偿的时钟信号。产生斜率可调整的三角波电流信号,并将频率抖动模块集成在振荡器内部。该振荡器提高了开关电源稳定性,而且引入了数字辅助的修调技术,对充电电容进行双向调整,消除了工艺带来的误差。该振荡器基于0.18μm BCD(Bipolar CMOS DMOS)工艺,实现了振荡器频率线性切换,振荡器的正常工作频率为1 MHz,最小工作频率为100 kHz,其抖动范围在基础频率的−1.66%~+4.3%,在2.7~5.5 V电源电压范围以及−40~125℃温度范围内,输出频率变化2.45 kHz,变化率为0.245%,占空比偏移0.653 ns,补偿电流峰值偏移0.125 nA,修调范围60.98%。

重症肌无力患者Jitter值及肌纤维密度测定研究

运用单纤维肌电图（SFEMG）技术对49例重症肌无力（MG）患者和35例正常人进行了Jitter值、肌纤维密度（FD）值测定，同时结合低频重复电刺激（IFRNS）、烟碱型乙酰胆碱受体抗体（nAchRab）测定作了对比研究。结果显示:MG患者的Jitter明显增宽（P＜0.01）;SFEMG检出MG比LFRNS与nAchRab测定阳性率高（P＜0.05），而且发现临床尚未出现肌无力症状的肌肉中也存在潜在的神经肌肉传递障碍;MG患者FD值无明显增高（P＞0.05）。从而提示，Jitter测定对诊断MG是一项敏感性较高的电生理技术，FD测定可作为区分MG患者与其它神经肌肉疾病患者Jitter异常的一个良好指标。

匹配CVT的乘用车回挡抖动问题研究

当前,越来越多的汽车匹配无级变速器(CVT)。在换挡过程中,自动变速器的控制策略无法通过算法完全识别和覆盖部件自身存在的尺寸和性能误差,导致部分车辆在控制其动力耦合或分离的过程中不平稳,使车体晃动。例如,驾驶员在从D到N或从N到D进行换挡操作时,可能会感受到座椅和方向盘的晃动。主要从振动机制分析入手,针对驾驶员从R到N或D到N(释放动力)的操作,分析了车身振动问题,并给出了解决方案。

某轻卡驾驶室怠速抖动原因及改进

为解决某轻卡空压机工作引起的驾驶室怠速抖动问题,测试座椅、发动机和空压机的振动加速度,分析怠速工况下驾驶室抖动的激励源、动力总成悬置系统隔振和空压机往复惯性力,通过仿真和试验结合设计改进方案,并进行试验验证。结果表明:空压机振动是驾驶室抖动的激励源,空压机工作频率与动力总成多个刚体模态的固有频率接近,振动隔振效果差;降低空压机往复惯性质量、优化曲轴过量平衡率降低空压机本体振动,确定最佳过量平衡率为0.25;将传动速比由0.68增大为1.00,空压机工作频率由8.5 Hz提高到12.5 Hz;优化后,怠速工况下座椅的振动加速度幅值由0.044 g(g为自由落体加速度)降低至0.019g,达到客户主观评价要求。