基于频率切换实现恒流/恒压输出的电场耦合无线电能传输系统

电场耦合无线电能传输(electric-field coupled wireless power transfer,EC-WPT)技术的实际应用中,有些用电设备需要系统具有不同的恒定输出特性(恒流/恒压),即系统输出电压或输出电流与负载解耦,此外,系统还需具备在恒流、恒压模式间按需切换的功能。针对该需求,基于LC-CLC谐振网络提出1种具有恒流/恒压输出特性的EC-WPT系统,分析LC-CLC谐振网络特性,推导恒流/恒压输出特性的实现条件以及恒流频率和恒压频率的计算方法,并给出系统参数设计方法,分析系统对工作频率的敏感性。最后通过仿真和实验验证所提出的EC-WPT系统恒流/恒压输出特性及其参数设计方法的正确性和有效性。实验结果表明所提出的系统在输入电压恒定的不同负载工况下分别实现2 A的恒流输出以及96 V的恒压输出,其最大传输效率分别为87.83%及88.17%。

基于时频域联合数据辅助MIMO均衡算法的多维度复用千公里级相干传输系统

基于少模光纤的模式复用系统利用单根纤芯中的正交模式实现各独立信道的并行传输,能够有效提升系统容量,解决单模光纤系统的容量危机.本文联合使用模式复用、波分复用与偏振复用技术,基于六模渐变型光纤实现了80个波长通道下32 Gbaud四模双偏振16阶正交振幅调制信号的1000 km相干传输,并在接收端使用时频域联合数据辅助8×8多输入多输出最小均方算法,以补偿由光纤传输导致的模式耦合及模间色散等线性损伤.与传统的纯时域或纯频域多输入输出最小均方均衡算法相比,该算法分别实现了57.1%的收敛速度提升与25.1%的收敛误差下降.经过1000 km少模光纤传输后,80通道每个模式及偏振态的误码率均低于开销为20%的软判决前向纠错编码阈值2.4×10^(-2),系统净速率达68.2 Tbit/s.

占空比传输机制下基于协同预测的时变不确定系统递推滤波

以工业互联网为背景,研究占空比传输机制下一类时变不确定系统的滤波问题,结合协同预测方法设计了新颖的递推滤波算法,解决了占空比传输机制下滤波性能降低的问题。首先给出描述占空比传输机制的数学模型,然后提出结合协同预测方法的递推滤波方案,设计基于占空比机制的递推滤波算法,推导了滤波误差协方差矩阵的一个上界,随后分析这个上界的有界性,实现了在稀疏数据情形下提高滤波性能的目的。仿真结果验证了所提算法的高效性和有效性。

莱斯信道下大规模MIMO系统传输速率研究

为解决频谱效率和能量效率低、不安全性高、导频污染严重等问题,对莱斯信道下大规模多进多出(MIMO)系统进行研究。从原理和优势两个方面分析大规模MIMO系统,并概述莱斯信道,探讨大规模MIMO系统的关键技术,如线性信号检测算法、信道估计技术,进而分析莱斯信道下大规模MIMO系统的传输速率,以期为相关人员提供参考。

感应电能传输系统多并联拾取模块电流和输出功率均衡方法

大功率感应电能传输系统通常采用多并联拾取模块结构。然而,多并联拾取模块参数不一致,会导致各个拾取模块的电流和输出功率不均衡,从而降低系统效率,严重时会因模块过流而造成系统故障。为解决该问题,文中提出一种基于并联拾取模块补偿电容器的多并联拾取模块电流和输出功率均衡方法。首先,介绍了传统感应电能传输系统与所提出的感应电能传输系统拓扑的特性。然后,分别分析了互感、拾取线圈自感及内阻对电流分布和系统效率的影响。最后,通过4个并联拾取模块的感应电能传输系统实验平台验证了所提方法的有效性。实验结果表明,采用所提方法时多并联拾取模块的电流和输出功率基本一致,并且相比传统感应电能传输系统,系统效率最高提升了2.21%。

基于遥泵技术的超长距光传输系统研究与实验

【目的】针对采用遥泵技术的超长距光传输系统传输距离受限问题,文章提出了100与200 Gbit/s业务混合传输的单跨无中继传输系统,实验在不考虑色散等其他因素的影响下,通过调整系统入纤功率和系统中遥泵增益单元的位置来测试系统最大跨段损耗。【方法】实验中关键放大技术主要为遥泵、掺铒光纤和拉曼放大技术,在传输中应用掺铒光纤放大器、拉曼放大器和遥泵增益单元对系统中光信号进行无中继放大,并通过调整遥泵增益单元的放置位置来进一步提升中继传输距离,实验采用能够更好提升遥泵放大增益的遥泵旁路接入方式。【结果】实验采用3种不同的模块共9个业务波,分别使用200 Gbit/s偏振复用—正交相移键控(PM-QPSK)、100 Gbit/s PM-QPSK和200 Gbit/s偏振复用—16正交幅度调制(PM-16QAM)调制格式,采用损耗为0.17 dB/km的G.654b超低损耗光纤搭建传输实验,并最终实现了总容量为1.5 Tbit/s、跨段损耗达到75 dB的单跨超长距传输。【结论】结果表明,通过设置最佳的入纤功率和调整遥泵增益单元的位置可以提升系统传输距离,实验结果为搭建基于遥泵技术的超长距光传输系统提供了参考价值,对基于遥泵技术的无中继传输发展提供了参考数据。

高能同步辐射光源科学数据传输系统设计和实现

【目的】高能同步辐射光源HEPS(High Energy Photon Source)是我国第一台高能量同步辐射光源,预计2025年建成。HEPS建成后,首批投入使用的15条光束线站预计每天会产生200TB实验数据。为满足不同阶段对实验数据的读写需求,会对海量实验数据进行分级存储和长期备份。如何将这些数据在不同存储介质之间稳定和高效地传输是HEPS实验中需要解决的重要问题。【方法】HEPS科学数据传输系统设计了多源DAQ接口、任务调度、消息队列、集群传输、日志监控、配置管理和消息通知等功能模块。【结论】系统实现了海量数据在不同存储介质间的高效、可靠传输。【结果】系统现部署在北京同步辐射多个线站,用作HEPS数据传输的前期验证,运行稳定、效果良好,为科研人员和用户提供了良好的数据传输服务。

基于HMAC算法的网络通信安全数据传输系统设计

目前的网络通信安全数据传输系统稳定性较差,导致通信质量下降。为了解决上述问题,设计基于HMAC算法的网络通信安全数据传输系统。通过加密模块、解密模块实现网络通信数据加密和解密处理,采用HMAC算法对身份认证模块字段的含义进行延伸,利用逻辑发生器减少外来伪造信息的攻击。获取Logistic映射和Chebyshev映射的迭代初值和控制参数,将其作为HMAC算法的序列值,保证消息的传播安全性和不可逆转性,以此实现网络通信安全数据传输。实验结果表明,基于HMAC算法的网络通信安全数据传输系统的传输稳定性高达99%,通信质量较好。

大传输距离下电动汽车无线充电系统优化

针对无线充电系统原边线圈嵌入路面结构后耦合线圈之间的距离增大、耦合程度减弱的问题,对线圈结构进行优化,以实现大传输距离下无线电能的传输。通过电磁有限元仿真对线圈的内径、外径和匝数进行优化,提出以耦合系数为优化目标的线圈结构参数优化流程,同时,在Simulink中搭建无线充电系统的电路仿真平台,对采用优化后线圈结构的无线充电系统性能进行测试。结果表明:随着线圈内径增大,耦合系数先增大,达到峰值后迅速减小;随着线圈外径增大,耦合系数逐渐增大;在不同外径下,线圈的最优匝数均为9匝;3个参数中,增大外径是提高线圈耦合程度最有效的方式;最终优化后线圈的参数为外径480 mm、内径210 mm、匝数9匝,可以实现300 mm距离的电能传输,系统输出功率保持在2.96~3.70 kW,传输效率达到86.54%,横向容许偏移距离可达60 mm。

带散射体的电力系统多级传输线高频耦合模型

高频电磁场会与架空输电线路产生耦合,一旦高频电磁场的波长小于传输线的高度,经典传输线理论就不再适用。传统的全波数值算法虽然可以解决这一问题,但求解效率不高,需要消耗大量的时间与计算资源。此外,电力系统输电线路往往有多个垂直端,线路布局复杂,而以往针对电力系统传输线的高效求解研究都是只有左右两个垂直端的较为简单的模型,与实际电力系统传输线的结构不符,没有考虑中间带有垂直端的情况。为了解决这些问题,文中提出一种理论有效的方法来解决有损耗地面上方带有散射体的电力系统多级传输线的高频电磁场耦合问题。采用计算效率高的渐近法,并在渐近法中引入散射体的概念,以考虑更复杂的电路结构。最后通过数值算例验证了该方法的准确性和有效性。

无线传输技术应用于广播电视实时监测系统设计

一、引言在当今数字化和网络化日益发展的背景下,广播电视行业正面临着前所未有的技术变革,为广播电视实时监测系统的设计与实施带来了新的可能性。无线传输技术不仅提高了监测系统的灵活性和效率,同时为确保广播内容的质量和安全性提供了更加有效的手段。基于上述讨论,本文旨在深入探讨基于无线技术的广播电视实时监测系统的设计需求、总体框架以及具体实现方案,为该领域的研究与实践提供指导和参考。

基于国密算法的列车控制系统传输加密研究

为提高列车控制系统中铁路安全通信协议的机密性,消除数据明文传输存在的潜在威胁,提出了基于国家商用密码算法的列控系统核心网络加密技术实施方案。通过硬件、软件结合构建加密保护方案:在信号安全数据网子网内或子网间串接密码机,实现硬件的数据帧加密;采用三重SM4加密算法对通信报文的数据帧加密,实现列控系统软件应用数据的加密。搭建列控系统测试环境对加密技术方案进行验证,试验结果表明:该加密方案在对列控系统的业务处理能力无影响的情况下,可以有效提高列控系统重要数据在传输过程中的机密性和完整性。基于国密算法的列控系统传输加密研究为列控系统提供了传输加密可借鉴的方法和应用实例,也为铁路信号系统数据的安全高效传输提供了新的思路。

基于边缘计算的智能油田数据传输控制系统设计

为了确保智能油田数据的稳定传输,提出一种基于边缘计算的智能油田数据传输控制系统。设计系统硬件架构,其由监测中心单元、传输单元、基本层单元以及传输控制单元构成。完成硬件设计后,通过边缘计算在系统内选择合适的边缘数据聚合节点,同时对其它智能油田数据的聚合位置和上传路径优化处理,确定数据传输控制方案,最终实现智能油田数据传输控制。实验结果表明,该系统数据丢失率最大为2%,平均延时为750 ms,运行内存占有率3%-18%,CPU占有率27%-33%,可以有效对智能油田数据传输展开控制,全面提升数据传输性能。

广播电视传输设备及系统维护管理的特点与方法探讨

广播电视信号的稳定传输,得益于处于正常运行状态的传输设备系统,这就需要加强对广播电视传输设备及系统的维护管理。立足维护管理现状,本着具体问题具体分析的原则,采取多措并举的方式,全面推进维护管理工作体系完善,以高效完成广播电视传输的重要任务。本文主要对广播电视传输设备及系统维护管理的特点与方法进行阐述,分析维护传输设备面临的困难,希望对广播电视行业的转型发展起到积极参照作用。

基于MLVDS和USB3.0的大数据高并发传输控制系统设计

为解决网络主机大数据样本单位并发量有限的问题,有效控制大数据高并发传输数据参量,设计了基于多点低压差分信号(MLVDS)和USB3.0的大数据高并发传输控制系统;在Web服务器架构中,接入MLVDS驱动器与并行接收器设备,并联合相关应用元件,调度可移动网关的主控模块,完成大数据高并发传输控制系统的硬件结构设计;利用USB3.0控制芯片,完善接口电路组织的连接回路,完成基于USB3.0的控制电路搭建;设置MySQL数据库表单,借助TCP/IP协议,处理大数据并发文本,再联合相关大数据参量,定义INF传输控制指令,实现对传输控制行为的分析;结合相关硬件结构,完成基于MLVDS和USB3.0的大数据高并发传输控制系统的设计;实验结果表明,设计系统可提升大数据样本顺序和逆序并发量的均值水平,解决了大数据样本单位并发量有限的问题,有效控制大数据高并发传输数据参量。

磁耦合式井下随钻数据传输系统设计

针对煤矿井下普通钻机作业时,不能实时掌握钻杆运动轨迹造成钻孔作业效率低、钻杆偏离预定轨迹等问题,设计了适用于煤矿井下的磁耦合式随钻数据传输系统,用于实时获取钻杆运动轨迹等信息。系统包括信号的调制和解调模块、中继模块以及互感线圈,采用二进制移频键控(2FSK)原理设计调制和解调电路,根据电磁线圈互感原理和电路模型分析,设定传输系统谐振频率。传输系统的谐振频率设定在两种调制频率的中心时,数据传输更加稳定可靠,满足了井下长距离随钻数据传输的需要。

基于PCIe级联网口的农业监测视频高速传输系统研究

农业监测智慧化需要实时、高效、可靠的视频数据处理和传输方案,为了解决传统基于CPU和GPU架构的系统速率低、实时性差的问题,设计了基于Zynq架构的PCIe级联网口的高速传输系统。针对PCIe接口开发,在硬件层面,优化配置XDMA IP核参数,完成接口的数据收发引擎设计,并基于MIG 7 IP核优化配置了DDR缓存区。在软件层面,基于PCIe驱动,调度VLC软件完成视频数据读取,实现板卡和上位机之间数据的快速收发和流畅播放。针对网口协议栈的实现,利用ARM可编程特性,调度LWIP轻量级协议栈,完成TCP协议的开发,实现了网口的数据快速收发,避免了上位机CPU直接处理网络协议的时延和运算开销。此外调度AXI协议完成PCIe接口和网口的高速连通。在Zynq MZ7030FA平台上传输视频文件对系统进行速率和可靠性实测。结果表明:网口传输速率达800 Mb/s,基本实现了千兆以太网;PCIe接口的最高传输速率达816 MB/s,逼近硬件PCIe 2.0 x2的最高速率,且整个系统在应用层上实现了可靠传输。本文的研究为农业监测视频传输应用提供了高效可靠的解决方案,且系统具有较好的扩展性和推广性。

航空护林直升机视频传输系统试点建设与效果分析——以广东省河源市为例

为充分利用直升飞机护林巡航时间长、距离远、范围广的优势,开展森林防火直升机视频传输通信保障系统试验。在河源市15 642 km~2范围内,利用现有通信铁塔建立25套地面接收基站。测试结果表明:在现有13条直升机护林航线上,直升机观察员观察到的景象都能顺畅的传输到河源市森林防灭火指挥中心和省应急指挥中心,系统还实现了“直升机—指挥中心”人员的语音互通。系统应用表明:设备组件运行稳定可靠,操作简单易行,具有很好的推广应用前景。

基于共享通道的双向无线电能和信息同时传输系统特性研究

随着电力电子技术、控制技术及开关电源相关技术的发展,电能和信号传输逐渐从以电缆为传输媒介的传统传输方式逐渐向无线传输方向发展。对于需要在水介质中长时间工作的电气设备而言,能量供应是维持其正常工作的关键因素,但由于电缆进行物理连接的传统传输方式在水介质中运用较为不便,并且存在较大的安全隐患,因此需要构建一个基于共享通道的双向无线电能和信息同时传输的系统。

考虑传输时滞的电力负荷频率采样控制系统稳定性分析

研究了一类考虑传输时滞的电力负荷频率采样控制系统相关稳定性问题。首先,采用PI型的LFC系统方案,并建立考虑采样和传输时滞的LFC闭环系统模型;其次,根据建立的模型,采用基于双边闭环泛函判据计算系统的时滞稳定裕度,研究系统采样周期与时滞稳定裕度之间的关系,并通过单区域LFC系统对结果进行仿真验证。计算结果表明,与现有文献结果相比,在相同的系统参数条件下,使用提出方法得到的结果保守性降低,且采样周期越大,系统时滞稳定裕度越小,而一定大小的时滞可以增大系统采样周期上界;仿真结果进一步验证了所提出方法的有效性和优势。