基于项目学习提升中小学生创新能力的探索——以FLL工程教育为例

精选FLL工程设计项目,按照基于项目的学习方式,引导学生在开放的问题情境中经历系统化的深度学习,每一年引领学习者经历7~10个月时间的问题解决过程,进而观测学生创新能力的变化。历时5年的教学实践表明,学生的创新能力有较大的提升。

高动态GPS载波跟踪算法和环路控制策略研究

在接收信号有较高的多普勒频率及其一阶、二阶导数存在的情况下仍能正常工作的接收机被称为高动态接收机。设计高动态接收机的关键是设计参数与结构合理的载波跟踪算法。本文针对高动态环境下载波跟踪所遇到的问题,重点研究了频率牵引算法,FLL辅助PLL复合环算法及重要参数的设计,并提出了一种新的分阶段载波跟踪控制策略。本文采用GPS模拟器产生的高动态信号为实验源,基于Matlab平台建立系统模型,仿真结果表明:采用文中提出的载波跟踪算法的GPS接收机能在加速度100g,加速度变化率40g/s的动态指标下正常工作。

电网故障下直驱风电系统网侧变流器的电网同步化技术

为了能够在电网故障下对直驱风电系统传递给电网的功率进行持续控制,避免变流器保护跌落和提高瞬态故障穿越能力,对故障电压基波正负序分量进行快速而准确的检测是必要的。提出了一种不平衡和畸变电压运行条件下风电系统网侧变流器的新型电网同步化技术,即双二阶通用积分器-锁频环(DSOGI-FLL)。这个新的检测器包括正交信号发生器、正负序分量计算器和锁频环3个基本函数模块。对DSOGI-FLL进行的仿真和试验结果表明这种新型软件锁相环便于数字实现,能对不对称和畸变电网电压进行快速、准确检测和稳定跟踪;DSOGI-FLL是直驱风电系统网侧变流器在电网电压不平衡和畸变条件下的一个合适的电网同步化方法。

电网故障时基于双自调谐SOGI锁频环同步方法

提出一种双自调谐二阶广义积分器锁频环(frequency-locked loop based on double self-tuning second ordergeneralized integrator,DSSOGI-FLL)同步方法,该方法将自调谐滤波器(self-tuning filter)与优化的SOGI两种结构相级联,构成一种双自调谐二阶广义积分器(self-tuning second order generalized integrator,SSOGI),该结构具有较SOGI更佳的滤波能力;同时,通过引入求差节点和一阶高通滤波器,使其具备了消除直流分量的能力;最后,应用幅值归一化算法对锁频环(FLL)结构进行参数设计,达到易于数字化实现的效果。仿真与实验结果验证文中所提DSSOGI-FLL方法的可行性与有效性。

一种FLL辅助PLL的GNSS接收机矢量跟踪环路

全球导航卫星系统(GNSS)接收机的设计主要包括捕获、跟踪、解算三个环节,其中,跟踪环节中载波频率和码频率的稳定性直接影响着导航定位性能。为改善动态环境中载波频率和码频率的波动性,提高定位精度,提出一种频率锁定环路(FLL)辅助相位锁定环路(PLL)的GNSS矢量跟踪环路结构。在载波环中,采用二阶FLL辅助三阶PLL的跟踪方法,通过预测载波相位、载波频率、载波频率率,更新载波相位值并反馈到载波NCO,实现载波稳定跟踪;在码环中,将解算环节获取的伪距信息反馈到跟踪环节,实时更新各跟踪通道的码频率,实现码环稳定跟踪。实验结果表明,相较于传统的标量跟踪方法,所提出的FLL辅助PLL的矢量跟踪方法能够在动态环境下输出较小的载波频率和码频率误差,且具有更高的定位精度。相较于其他的环路改进算法,该方法融合了载波改进技术与矢量跟踪技术,且利用真实卫星数据验证了所提方法的定位效果。

共用反正切鉴别器的低复杂载波跟踪算法

针对一般载波跟踪环锁定范围窄,资源消耗大的问题,提出了QPSK直接序列扩频系统共用反正切鉴别器的低复杂度的载波跟踪算法,该算法锁相环(PLL)和锁频环(FLL)联合工作,共用一个反正切函数单元,比传统载波跟踪方法节约一个反正切单元和将近一半的乘法器与加法器。利用System Generator搭建模块所进行的仿真结果表明:所设计的载波跟踪算法复杂度与运算量大为降低,在数据跳变的同时且多普勒频率变化为阶跃函数、斜坡函数的情况下能快速、准确跟踪载波。

一种低复杂度的数字鉴频器

在数字通信系统中,发送端和接收端的载波往往存在一定的频差。当频差较大时,接收端用于载波恢复的锁相环路无法锁定,导致系统不能正常工作。此时可以借助锁频环路来扩大频率捕捉范围,而锁频环路的核心部件则是鉴频器。本文提出了一种低复杂度的数字鉴频器,它能够从解调数据星座点的旋转中提取频差信息,可用于QAM和PSK调制方式的频率捕捉。结果表明,这种鉴频器不但具有较大的频率捕捉范围,而且非常易于实现。

基于改进型二阶广义积分器的同步信号检测

为了满足三相电压在不对称、直流分量及谐波畸变等情况下并网变换器的控制需求,需要准确地检测出电压信号的正序分量、幅值和基波频率。基于双二阶广义积分器锁频环的方法可实现电压在不对称和畸变下同步信号的提取。但当电压信号含有直流分量和多次谐波时,基本的SOGI结构滤波效果不理想,追踪的波形波动比较大,并降低了追踪速度。文中介绍一种改进的SOGI结构,该结构在SOGI的基础上增加求差节点和自适应滤波器,并保留SOGI-FLL的优势。电压的幅值和基波频率能准确快速被检测出来,很好的减小频率跳变后的波动、滤除谐波和消除直流分量。MATLAB仿真结果表明,其改进方法在电压信号不对称、直流分量及多次谐波存在条件下准确地检测出正序分量和基波频率。

FLL语言的说明性语义与过程性语义

阐明了 Ｆ Ｌ Ｌ（ Ｆｕｚｚｙ Ｌｏｇｉｃ Ｌａｎｇｕａｇｅ）语言的说明性语义，并从过程性角度提出了 Ｆ Ｌ Ｌ的执行模式。

一种高动态弱GNSS信号跟踪解调算法研究与实现

在某些高动态弱信号场景中,载波相位难以锁定。为实现对高动态弱全球导航卫星系统(GNSS)信号的跟踪,考虑锁频环较锁相环更为鲁棒,提出了一种基于锁频环(FLL)+差分解调的算法,实现对GNSS信号的跟踪和解调。该算法采用二阶FLL实现对卫星信号的频率进行跟踪,差分解调算法实现对比特数据的解调。工程应用上,算法采用现场可编程门阵列和数字信号处理器(FPGA+DSP)的架构实现,在FPGA中实现信号的跟踪信号的前处理,在DSP中实现跟踪环路算法、位同步和差分解调。本文在Matlab平台中实现算法的仿真,通过模拟器平台和对天接收真实的GNSS信号对算法进行验证。仿真结果与实验结果表明,该算法在高动态弱信号条件下能实现对卫星信号的稳定跟踪和数据的解调,克服了锁相环难以锁定导致数据无法解调的难题,最终实现GNSS信号在该条件下的位置、速度和时间(PVT)解算。

动态三维超声造影在肝局灶性病变诊断中的应用

目的探讨动态三维超声造影(three-dimensional contrast-enhanced ultrasound,3D-CEUS)技术对肝局灶性病变(focal liver lesions,FLLs)动脉期增强表现的显示能力。方法根据入选及排除标准,最终210例经病理确诊或临床随访证实的FLLs患者,共210个病灶纳入研究。对同一肝内病灶依次行常规二维超声造影(twodimensional contrast-enhanced ultrasound,2D-CEUS)和动态3D-CEUS检查,观察两种造影模式下所得声像图,并对两种成像技术显示的动脉期病灶周围滋养血管、病灶增强模式和病灶内部血管形态进行比较。结果动态3DCEUS显示病灶增强模式与2D-CEUS无明显差异(P=0.887)。和2D-CEUS相比,动态3D-CEUS可观察到病灶周围更多的滋养血管,显示血管连续性更好、血管形态更清晰(P均<0.001)。动态3D-CEUS显示瘤内血管形态也优于常规2D-CEUS(P<0.001)。结论动态3D-CEUS可用于观察FLLs的动脉期增强模式。与2D-CEUS相比,动态3D-CEUS能更好地显示FLLs的血管特征。

基于双二阶广义积分锁相的风电并网系统仿真

采用双二阶广义积分实现风力发电并网逆变系统的锁相,检测出不对称电网电压中的正序和负序分量。因为电网频率比电网相角更加稳定,应用基于双二阶广义积分的锁频环。利用Matlab/Simulink软件对基于双广义二阶积分锁相环和锁频环的风力发电并网系统进行仿真,仿真结果证明锁频环比锁相环具有更加平滑的响应,验证了控制系统的可行性和有效性,保证风力发电系统的顺利并网。

谈Visual FoxPro中外部资源的使用

本文给出在利用Visual FoxPro进行编程时可使用的三种类型的外部库资源ActiveX控件(.OCX文件),动态链接库(.DLL文件),Visual FoxPro外部库(.FLL文件),并探讨了这些外部资源的基本原理和使用方法。

基于IFLL跟踪技术的INS/GNSS紧组合算法

为了提高复杂电磁环境下的GNSS抗干扰能力,针对低成本制导武器的特点,提出了一种基于INS辅助二阶锁频环跟踪技术的INS/GNSS紧组合算法。该算法采用紧组合结果估计载体的多普勒频率及二阶锁频环估计的残余多普勒频率,控制载波和码发生器,以降低动态应力对跟踪环路的影响。建立了紧组合滤波模型,给出了实现方法。仿真结果表明,在高动态干扰环境下该算法可跟踪载噪比为18 dB-Hz的GPS L1 C/A卫星信号,比传统高动态接收机的抗干扰能力提高了约9 dB。

随机共振锁频环路影响因素

针对随机共振锁频环路影响因素不够明朗的问题,在对随机共振锁频环路仿真验证的基础上,重点就信噪比、采样频率和系统参数对环路性能的影响进行了探究。首先,阐述了随机共振锁频环路的基本原理,搭建了随机共振锁频环路模拟仿真平台。其次,通过设定不同的信噪比、采样频率和系统参数条件,观察随机共振锁频环路的性能变化。最后,总结归纳出各条件对随机共振锁频环路的影响。仿真结果表明,信噪比越低,随机共振锁频环路对信号跟踪性能越差,且最低能够处理信噪比为Eb/N0=1 dB的信号。采样频率在高于信号频率50倍时,提高采样频率虽可提高计算精度,但对环路跟踪性能改善作用不大。系统参数是决定随机共振效应能否发生及影响共振效果的关键因素,其表现为一个可供选择的数值区间。

Visual FoxPro程序中背景音乐的实现方法探讨

目前很多数据库程序需要实现背景音乐来增强多媒体效果,计算机在安装声卡的情况下Visual FoxPro可以利用set bell to命令、插入OLE控件、调用库函数等多种方法实现背景音乐,一些没有安装声卡的商用计算机也可以利用WindowsAPI函数Beep编写PC喇叭音乐。该文探讨了在各种情况下Visual FoxPro实现背景音乐的方法,并给出程序实例。

利用外部资源扩展VFP的功能

通过利用ActiveX控件、动态链接库(DLL)、VFP外部库(FLL),以及调用服务器程序/自动化服务器程序,可以扩展VisualFoxPro功能,满足VisualFoxPro程序开发的各种特殊需要,提高开发效率。

基于卡尔曼滤波的锁频环改进算法

为了在树荫下、建筑物内等受遮挡的环境中实现对弱信号的跟踪,需要对传统的载波环路加以改进。提出一种基于卡尔曼滤波的锁频环(frequency lock loop,FLL)改进算法,在传统FLL的鉴频器与环路滤波器中间加入卡尔曼滤波模块,并在环路滤波器和卡尔曼滤波模块之间加入数据处理模块。在相同条件下,分别对传统FLL和改进后FLL进行仿真测试。实验表明,改进后的FLL不仅能跟上信噪比低至-30dB的信号,且在跟踪精度上也比传统FLL提高很多。

高灵敏度GPS接收机载波跟踪环路的设计优化与实现

基于高灵敏度GPS基带信号处理器,设计优化并实现了GPS载波跟踪环路。为了提高跟踪灵敏度,对鉴相器的性能、环路误差、环路参数进行了分析优化,并采用锁频环辅助锁相环结构,同时对于需要多个乘法器、除法器的模块采用分时共享技术,降低了资源消耗减小芯片面积。用Verilog硬件描述语言实现了所设计的载波跟踪环路,在ModelSim中完成了RTL级代码的逻辑和功能仿真,搭建了FPGA开发板验证平台,并使用GPS L1波段信号源进行性能测试。测试结果表明所设计的载波跟踪环路可达到25 dB-Hz的跟踪灵敏度。单通道载波跟踪环路基于SMIC 0.18μm工艺,Design Complier的逻辑综合面积为425555μm2。

基于FLL的载波牵引过程的研究与实现

为使捕获到的信号估计参数可以更加精细化地初始化跟踪环路,在基于锁频环的牵引方法基础上进行了改进,根据卫星信号的特点,通过在一定时间内去除最值求平均的方法,消除了卫星信号中比特跳变对鉴频器的影响,扩大了鉴频器的鉴频范围。首先分析了鉴频器的鉴频方法和鉴频范围,重点分析了比特跳变对鉴频器的影响。然后提出了一种基于锁频环的牵引方案,最后通过MATLAB仿真测试了牵引方案的性能。算法分析及仿真结果表明,改进的牵引方案扩大了牵引范围,提高了牵引性能。