用McClellan变换设计N维球对称FIR滤波器

将McClellan变换法从三维推广到N维,进而提出一种N维球对称FIR滤波器的设计方法,并且推导出N维情况下确定变换函数系数的公式.经过严密的推理证明和举例验证,所得结果完全满足约束条件,具有良好的对称性,从而大大的简化了N维球对称FIR滤波器设计中的计算量.

用McClellan变换设计等纹波菱形滤波器组

由于二维菱形滤波器组能够结合人的视觉特性分解信号，因而在子带编码中日益受到人们的重视，有关二维菱形滤波器组的设计和利用菱形滤波器组处理视频信号的报道也逐渐增多．利用切比雪夫优化法设计的零相位菱形滤波器组不仅具有较小的重建误差，而且滤波器本身的性能也可以得到控制．由于该方法利用一维切比雪夫优化和ＭｃＣｌｅｌｌａｎ变换，再加上所设计的滤波器为正交镜像的，因而设计简单。通过实验证明，利用该方法设计的滤波器的性能较为理想。

三相CLLC谐振变换器磁集成平面变压器设计与优化

三相CLLC谐振变换器凭借其高效率、大容量、低器件应力等优势而受到广泛关注。然而,多相结构的磁性元件数量多、体积大,是制约功率变换器尺寸的主要因素。随着宽禁带(WBG)半导体器件的出现,功率变换器的开关频率显著提高,这也为印制电路板(PCB)绕组的使用提供了有利条件。与传统绕线式绕组相比,PCB绕组的扁平特性更适用于平面磁性元件。此外,由于高频带来的低电感需求也使得基于PCB绕组的平面磁性元件更有利于实现集成。该文提出一种新型的基于PCB绕组的电感和变压器的集成结构,详细分析磁心结构的磁路模型,并给出集成磁件的优化设计方法,最后通过搭建一台基于SiC器件的800 V/10 kW的实验样机进行验证。实验结果表明,该集成方案可有效减小变换器的体积和损耗,具有高功率密度和高效率。

基于时域模型的CLLC谐振变换器参数优化设计方法

CLLC谐振变换器能够实现双向功率传输,具有高功率密度、高效率的特点,但传统的参数设计方法步骤繁琐且求解困难。为此,深入分析CLLC谐振变换器的工作原理和工作特性,综合考虑参数对CLLC谐振变换器增益、模式切换条件、软开关和功率损耗的影响,提出一种基于时域模型的参数优化设计方法,以实现宽电压输出范围和窄频带范围。在2 kW的实验中,所提出的参数设计方法在一定频带范围内效率达到98.3%,证明了时域分析的准确性以及参数优化方法的有效性。

基于Arnold变换的抗截获波形设计方法

随着安全通信要求的提高,卫星通信信号的隐蔽性备受关注。提出了一种基于Arnold变换的抗截获波形设计方法,采用图像领域中的Arnold变换,将扩频信号在频域进行置乱后发送,使得置乱后的信号在时域上不具备扩频信号的周期特性,在频域上更具有随机特性,提高信号传输的安全性。经Arnold变换后的信号采用时延相关法进行检测,不能检测出明显的相关峰。根据时延相关的结果,采用峰均比(Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)检测,分析置乱信号的检测概率。与传统扩频信号相比,设计的信号波形在相同信噪比和检测门限条件下,具有更低的检测概率,抗截获性能更好。经过仿真验证可知,接收端根据Arnold反变换,恢复出包含有重要信息的原始信号,并且经过Arnold变化后的信号几乎不会造成误码率的波动和提升。

基于平面磁元件的LLC变换器相关参数的整体优化设计方法

平面磁心和印制电路板(PCB)绕组的可定制化设计和可重复性制造,为进一步提高LLC变换器的效率和功率密度提供条件。对于工作频率、谐振腔参数、平面磁元件尺寸等数量多、连续性强、对变换器整体效率影响存在耦合关系的设计参数,采用传统的分步优化设计方法难以实现变换器最高整体效率。为此该文提出一种基于平面磁元件的LLC变换器工作频率、谐振腔参数和平面磁元件尺寸的整体优化设计方法,在满足实际工程要求的前提下,以实现理论最高峰值效率为目标,可进一步得到全局最优的设计参数。基于此方法设计一台3 kW高效率、高密度LLC变换器,并进行了实验验证。实验结果表明:变换器功率密度510 W/in^(3)(1in3=1.63871×10^(-5) m^(3)),峰值效率99.0%,满载效率98.3%,与所提出的设计方法得到的理论结果接近,证明了该设计方法的正确性和有效性。

基于MMC的隔离型直流变换器参数优化设计

以面向中压直流互联系统的基于MMC的双向隔离型DC/DC变换器为研究对象,以准两电平调制策略为基础分析了其稳态功率特性,详细推导了各模块电容电压和电感电流瞬时表达式,进而提出子模块电容和桥臂电感的优化设计方法,在满足预定电容电压和电感电流纹波约束的前提下,显著降低电容和电感值,从而降低系统成本和体积。实验验证了所提变换器参数设计方法的正确性和可行性。

一种基于几何变换的非遗花腰带刺绣图样设计与重构

彝绣即彝族刺绣,已有1700多年的悠久历史,2008年6月7日,被列为第二批国家级非物质文化遗产名录。《四川彝绣图集》一书中记载了彝绣花腰带的一些图样,国内学者白祖云等在《楚雄彝族刺绣图案的创新设计与产品开发》中将传统刺绣图案与现代美结合,制作一批以楚雄彝族刺绣图案为主的文创产品,张筱蓉在《楚雄彝族刺绣的再设计》中对彝绣的图案、形式、材料、色彩等各方面进行了重新设计;王向东在《数学实验》一书中介绍了Matlab的使用以及各种几何变换的运用。

大功率LLC变换器的谐振参数优化设计

LLC变换器具有实现原边零电压开通和副边零电流关断的软开关特性,其功率密度高,在车载电源、LED等领域被广泛应用。但LLC谐振变换器由于工作的复杂性,导致谐振参数缺乏一种有效且明确的设计方法。论文基于基波近似法(first harmonic approximation,FHA)对传统的增益公式进一步化简,提出了一种简单明确的谐振参数设计方法。为了验证此方法设计的参数最优性,制作了一台7.5 kW的实验样机。输出电压范围为100 V~375 V,而且可在200 V~375 V的电压范围内实现7.5 kW的恒功率输出,整机平均效率达到95%以上,峰值效率可达到96.7%。实验结果表明,提出的参数设计方法可最大化地提高变换器效率。

光储系统中CLLC谐振变换器非对称参数设计

传统CLLC变换器的对称式谐振参数由于光伏储能系统两侧电压和负载特性不同,使得双向工作时频率范围不重合从而产生不必要的额外损耗。为解决对称设计中的问题,提出一种非对称参数设计方法,将两侧参数分别设计使得两侧增益范围不相同,提高了效率。同时为解决非对称式设计参数多、计算困难的问题,设计一种迭代式参数整定方法,使参数能够在有效范围内取到最优值。这种设计既可以降低高频充电造成的额外开关损耗,也可以减轻电池放电时的额外导通损耗,同时有效简化了参数计算的复杂度。仿真与实验的结果均证明了设计的有效性。

一种高降压比双输出Buck变换器的分析与设计

为解决传统单电感双输出SIDO(single-inductor dual-output)Buck变换器降压比低的问题,引入了二次型单元,提出一种高降压比双输出Buck变换器。对高降压比双输出Buck变换器的工作原理进行了深入分析,发现其存在4种工作模式,求出了变换器的电压增益表达式,得到了各个工作模式的临界电感,总结出了工作模式与电感和负载之间的关系。建立了各个工作模式的纹波电压解析式,并分析了纹波电压与电感的关系。以电感纹波电流和电容纹波电压为约束条件,获得了电感和电容的设计公式。搭建了实验平台,实验结果验证了理论分析的正确性。

基于宽范围增益和效率的LLC谐振变换器设计方法

针对LLC谐振变换器采用脉宽频率调制(PFM)和定频移相调制(FF-PSM)混合调制策略的高效应用问题,提出一种基于最大电压增益和效率优化的LLC谐振腔完整设计方法。首先,基于混合调制策略工作在fn≤1的特性,分析其峰值电压增益与归一化参数k、Q关系,同时在设定条件下实现全范围软开关来构造k、Q约束方程。其次,基于k、Q对归一化关断电流和导通电流的影响,推导关于k、Q的传输效率函数来得到约束方程,并通过建立损耗模型分析了谐振频率的选取和效率之间的关系。然后,通过仿真将满足要求的候选参数以固定步长比较来得到优化后的谐振腔参数。最终,建立600 W实验样机验证电压增益特性和效率相较于传统方法更高。

探究式教学在“I/V变换电路设计与应用”实验中的研究

该文以学生为主体设计了模拟电子技术实验课程的I/V变换电路设计与应用实验。将实验内容按基础—晋级—拓展阶段进行设计,层层深入地实现对电路原理、参数及装配形式的探究与应用;将课前—课中—课后的过程与线上线下融合。实验中充分融入科研项目雏形与学科竞赛赛题,让学生体会基础实验在科研与竞赛中的价值。围绕以学生为中心,通过夯实基础实验、训练思维能力,培养学生深入探究和勇于创新的科学精神。

思政元素融入复变函数与积分变换课程的教学案例研究

为培养新时代中国社会主义的建设者和接班人,贯彻落实立德树人的根本任务,在复变函数与积分变换的教学过程中自然地融入课程思政元素,建立该课程的课程思政教学案例库是势在必行的。首先,深入挖掘思政元素与数学专业知识的结合点。其次,对线上线下混合教学模式进行课程思政设计。最后,形成适合本课程的课程思政教学案例。通过对课程思政案例的教学实践,教育引导学生成为热爱祖国、富有理想、视野宽广、德才兼备的创新型人才。

串联谐振型DAB变换器参数设计方案

串联谐振型双有源桥变换器(DBSRC)具有峰值效率高、开关损耗小的特点,因而被广泛应用于电力电子牵引变压器场合。针对DBSRC输出性能受参数影响较大的特点,提出一种基于开关频率、移相比及电路参数的选择方法。通过构建开关频率、移相比与输出功率的数学模型,依据计算对变换器的参数进行设计,寻找到变换器最大功率输出点。最后提高变换器整体效率。仿真和实验结果表明了所提参数选择的合理性,在合理选择变换器硬件参数后,DBSRC输出功率可进一步提升。

一种基于McClellan变换的二维滤波器设计及其实现

介绍一种基于McClellan变换的二维零相位滤波器设计方法,构建了实现模型,并用MATLAB进行了仿真.说明该方法是一种简单且行之有效的二维滤波器设计方法.

正-反激变换拓扑的功率传输分配特性及设计考虑

通过分析正-反激变换拓扑工作于不同模式时的功率传输特性及其与负载电阻的关系,发现工作于励磁电流断续导电模式(MDCM)时的正激功率和反激功率均随负载电阻的减小而增大,工作于励磁电流连续导电模式(MCCM)时的正激功率维持不变,而反激功率随负载电阻的减小单调增加。对于给定输出功率,推导得出了开关管电流应力与正激功率和反激功率之间的解析关系式,探讨了功率分配对正-反激变换拓扑效率的影响,并指出减小正激功率有利于降低开关管电流应力,而减小反激功率有利于提高正-反激变换拓扑效率。综合考虑功率传输特性对正-反激变换拓扑电气性能的影响,提出一种在给定负载变化范围内,确保输出功率最大时使得正激功率与反激功率相等的磁性元件参数设计方法,实验结果验证了理论分析的正确性和设计方法的可行性。

可拓展增压单元的高增益耦合电感组合Buck-Boost-Sepic变换器原理与设计

提出一种适用于光伏系统、可扩展倍压单元的高增益耦合电感组合Buck-Boost-Sepic变换器。此变换器是由Buck-Boost变换器与Sepic变换器组合,并将储能电感设计成耦合电感并构成倍压单元。变换器不仅得到了理想的电压增益,而且复用电容与二极管形成了无源钳位支路,将漏感能量吸收,阻止了与开关管寄生电容一起引发的谐振,抑制了开关管电压尖峰,降低了开关管的电压应力。分析了变换器的工作原理,给出了变换器的各项性能参数和扩展倍压单元的变换器一般拓扑结构。最后,变换器理论设计的正确性由一台搭建的200 W实验样机得到了验证。

基于“仿真—半实物仿真—实物”三阶段开发流程的DAB变换器实验探索与研究

该文以双有源桥DC-DC变换器为对象,详细分析了变换器在三重移相调制下的两种数学模型,又基于这两种数学模型提出了对应的电感电流优化控制策略,搭建了包含MATLAB/Simulink仿真平台、StarSim半实物仿真平台和实物平台的三阶段实验平台,在平台中通过实验验证了优化控制策略的可行性和有效性。所设计的三阶段开发流程能够加深学生对电力电子领域相关知识的理解,逐步提升学生的理论分析能力、仿真验证能力和实践操作能力。

基于McClellan变换的八方向数字滤波器的设计及实现

介绍了一种基于McClellan变换的八方向数字滤波器的设计方法,并用变换法设计实现了象限、扇形及其平行四边形的二维数字滤波器,通过相应变换进而得到八方向数字滤波器。对该算法进行MATLAB仿真的结果显示,该设计方法设计简单、结构简化,运算效率高,具有广阔的应用前景。