电子储存环逐束团诊断技术研究进展

相比于目前在电子储存环中广泛应用的逐圈束流诊断技术,逐束团诊断技术能够对每一个束团进行测量与分析,更有助于充分了解束流内部的状态,测量结果更接近真实的物理模型。近年来,束流信号采集设备的发展与信号处理算法的进步为逐束团诊断技术的不断发展奠定了基础。本文简述了逐束团诊断技术的基本原理和架构,简要介绍了国内外主要研究组在此方向上的探索性工作和研究成果,重点介绍了上海光源研究团队的研究路线、目前的研究成果以及在应用技术中的探索,并讨论了后续值得关注的研究方向和发展趋势,为同样致力于束流测量领域的研究者提供有价值的思路。

采用正弦幅值积分器的单同步参考坐标系同步信号检测方法

三相并网变流器的控制需要提取电网电压同步信号,实现正、负序分量的分离。在电网电压不对称工况下,由于电压负序分量的影响,传统的单同步参考坐标系锁相环(SRF-PLL)性能受到影响。本文通过对不对称工况下SRF-PLL的性能分析,提出了一种基于正弦幅值积分器锁相环(SAI-PLL)的单同步参考坐标系正、负序分量分离方法。该方法利用正弦幅值积分器(SAI)消除了基波负序分量对正序分量提取的影响,并可同时实现负序分量的提取。详细介绍了SAI-PLL方法的工作原理,并建立了数学模型,讨论了相关参数的选取。与其他方法进行了比较,结果表明本文提出的方法在性能上具有一定的优势。仿真和实验结果均表明,所提出的方法能够消除电网不对称/畸变工况对同步检测的影响,准确快速地提取电网同步信号。

HF雷达阵列信道幅相特性的一种估计方法

使用空间谱估计中的多信号分类 (MUSIC)算法探测信号到达角 ,阵列天线互耦系数和信道相位精度直接影响到达角的精度和分辨率。对相控阵雷达无须远 /近场辅助信号源估计多个信道幅相值的方法进行了研究 ,并将此方法用于浙江舟山高频地波相控阵雷达系统 ,首先对阵列天线互耦系数进行测量估计 ,然后对系统的信道幅相值进行了实测估计和补偿 。

SAR回波信号模拟器幅相误差实时校正方法

合成孔径雷达(SAR)回波信号模拟器不可避免地存在通道幅相误差,会影响对雷达点目标成像性能的准确评估,因此对模拟器幅相误差实时校正具有重要意义。由于模拟器系统传递函数不具有共轭对称性,要满足在实时工作模式下用硬件实现幅相误差校正,既要求收敛速度快,又要求优化性能好,就需要采用一种快速有效的算法来设计复系数FIR滤波器。提出了复Remez算法和遗传算法相结合的复系数FIR滤波器设计方法,最后给出用此方法实现SAR回波信号模拟器幅相误差校正的实例。

基于相控投切技术的无功补偿系统设计

针对传统的无功补偿方式会造成过电压、过电流而严重危害电网电能质量的问题,提出一种基于相控投切技术的无功补偿系统设计方案;介绍了相控投切技术原理、系统整体结构设计及软件设计;针对系统的两大关键问题,提出一种电压过零点信号提取方法和利用BP神经网络算法进行分合闸时间预测的方法。该系统在电压、电流信号过零点处投切电容器组,实现了对电网功率的无功补偿。测试结果表明,该系统能够准确、实时地补偿电网所需的无功功率,提高电网功率因数。

一种导航宽带抗干扰中的阵列幅相误差校正算法

针对复杂电磁环境下抗干扰导航接收机中存在的幅相误差问题,提出一种幅相误差有源校正的导航接收机抗干扰算法;该算法通过干扰和幅相误差构建阵列幅相误差数学模型;然后基于加权子空间拟合原理和最小二乘的方法估计阵列幅相误差系数;最后利用线性约束最小方差(LCMV)算法对修正的之后的接收数据进行干扰的抑制;并明确提出了导航抗干扰接收机的通道修正的解决方案。理论分析和仿真实验表明,估计的幅相误差系数与实际幅相误差非常接近;此方法可以准确在干扰方向上形成零陷并保留导航信号;信噪比在-10 d B的时候,幅相误差估计值逐渐收敛于真实值;并且随着信噪比的增加幅相误差估计精度也逐渐提高。所提算法能有效提高存在幅相误差通道的抗干扰的性能。

一种稳健的非圆信号波达方向估计算法

为了充分利用非圆信号的特性,提高非圆信号波达方向估计的性能,针对最大非圆率信号,提出了一种稳健的波达方向估计算法。首先,构造两个包含信号非圆信息的四阶累积量矩阵;然后,利用这两个矩阵的旋转不变关系实现信号的波达方向估计;最后,在存在通道幅相误差模型下分析了算法的稳健性,并推导出只要令接收通道中任意两个通道保持一致,算法就能得到正确的波达方向估计。仿真实验表明,算法的测角精度得到提高,并且算法对通道幅相误差具有稳健性。

基于子空间的幅相误差自校正算法

针对实际应用中普遍存在的阵列幅相误差扰动问题,结合子空间类波达方向估计算法,提出了一种幅相误差的自校正算法。先利用均匀线阵协方差矩阵的结构特点对幅相误差进行初步校正,再通过迭代方法得到更精确的估计值,自校正方法无需任何参数初始值,实现比较简单。仿真实验验证了算法具有良好的误差校正效果,能够比较准确的估计出方位角和幅相误差值。

幅相误差对修正MUSIC算法测向性能的影响与分析

首先阐述了阵列信号处理中广泛采用的修正MUSIC算法原理,并推导了天线阵元幅相误差条件下的修正MUSIC算法,重点分析了阵元幅相误差对修正MUSIC算法测向性能的影响。最后以均匀线阵为例进行了仿真,计算机仿真结果表明,阵元幅相误差严重影响着修正MUSIC算法的测向性能,因此在应用修正MUSIC算法进行来波方向估计的时候,必须考虑阵元幅相误差的影响。

改进型正弦幅值积分器的并网锁相技术

锁相环的控制精度取决于提取到的三相并网变流器的基波正序电压信号。针对三相电网电压不平衡、谐波污染及频率突变等情况下不能准确提取幅值、相位等信息,文中采用了正弦幅值积分器锁相环(SAI-PLL)的锁相方法,并引入了比例谐振控制(PR)环节对电压矢量的无功分量进行调节,实现阶跃信号的无静差跟踪。通过与传统锁相方法的仿真对比实验,结果显示谐波抑制效果提高30%,动态响应速度提高10 ms。表明了该方法可在复杂工况下准确提取电网电压基波信号,证实了该方法的有效性。

全波形激光测距幅相误差改正方法

针对全波形激光测距中存在的幅相误差问题,提出一种基于神经网络的幅相误差改正方法。利用非合作目标探测信息,通过提取回波波形的形状信息、能量信息、梯度信息、对称性信息及距离信息特征参数,根据皮尔逊相关系数对特征参数进行分级,建立多回波特征信息与幅相误差改正的神经网络模型以校正全波形激光测量中各通道幅相误差的影响。实验使用5%、20%、60%、80%标准反射板及激光采集模块在室内对7种距离进行数据分组采集和处理,并与传统测量方法进行对比。结果表明,该方法可以有效减小全波形激光测量中幅相误差的影响,测量精度提高了51.2%以上。

多通道音频信号采集系统仿真研究

随着计算机技术的快速发展和人机交互需求的快速增加,多通道音频信号采集在生产生活中发挥着越来越重要的作用。其中,声源定位技术是多通道音频信号采集系统最直接的应用和体现。由于音频信号数据量较大、信号比较复杂,这就要求音频信号处理系统要具备实时采集、大容量存储和实时处理的特点。由于传统的音频信号处理系统在应用场合、实时处理方面都存在一定的不足,为了改善上述不足,采用DSP+ARM的双核微处理器AM5708进行音频信号的采集及分析,基于五元麦克风阵列对互相关时延估计算法、FFT算法、相频特性、幅频特性进行仿真验证,进而对音频信号进行采集分析。系统实验结果表明:互相关时延估计算法、FFT算法、相频特性、幅频特性仿真验证准确,音频信号采集较准确。系统整体性能较稳定,精度较高。

基于OFDM技术的电力线通信系统DSP+FPGA算法比较

本文通过对物理层平台使用双核数字信号处理芯片,完成高效的基于OFDM技术的点对点通信。详细讨论了实际电力线通信系统中,采用多相序列族的同步算法、含虚拟子载波的信噪比估计算法、限幅滤波峰均功率比算法的优缺点,以及LDPC编码和卷积编码的适用范围,为宽带电力线通信技术的广泛应用提供了有益的参考。

强迫振荡肺功能的伪随机激励信号优化研究

强迫振荡技术(FOT)是一种主动式肺功能测量技术,通过给呼吸系统外加激励信号的方式,辨识呼吸系统力学特性。FOT技术常用的激励信号包括单频正弦、伪随机和周期性脉冲三种。本文针对伪随机多正弦组合信号存在的时域幅度过冲问题,研究了伪随机信号的相位优化,尝试了随机相位组合以及时-频域交换算法,以波峰因数评价优化效果。进一步根据振荡单元的频率响应曲线对低频段(4~18 Hz)输入信号的幅值进行了补偿,使最终产生的伪随机信号的时-频域特性在4~40 Hz范围内能够满足呼吸系统辨识要求。研究结果表明,时-频域交换算法能够有效优化伪随机信号的相位组合,振荡单元的幅频特性经过低频补偿后,能够产生满足性能要求的激励信号。

幅相联合处理算法的分析和实时实现

针对多种接收相参处理法对改善因子的限制 ,提出了一种全新的幅相联合处理算法。介绍了该算法的数学分析 ,计算仿真 ,数字信号处理器 (DSP)实时实现方法。该算法分别通过卷积和相关提取不受发射脉冲随机初相、振幅、脉间频率抖动影响的幅度分量和相位分量 ,再联合成新的相参复信号。这个联合信号具有幅度、相位时间一致性好 ,便于用DSP实时实现的优点。理论分析和实际测试表明 :该算法的改善因子性能大于 5 5 d B。该算法的应用使某非相参雷达的杂波中可见度性能提高 10 d

广义相移干涉术相移提取算法的分类与评估方法

在对各种广义相移干涉相移提取算法进行总结分类的基础上,提出一种利用实验可探测量对广义相移干涉相移提取算法进行比较评估的方法。基于离轴数字全息、以重建光波场中直流项和共轭像的残留量作为判据,通过定义重建光波场的信噪比,实现对不同广义相移干涉相移值提取算法的比较评估。理论分析和计算机模拟实验证明:重建光波场的信噪比越大,重建光波场中直流项和共轭像的残留量越小、提取的相移值越准确。选取六种典型的广义相移干涉算法在计算机模拟和光学实验中进行了评估和比较,其结果是一致的,证明了该方法的可行性和有效性。