电磁悬浮系统的改进线性自抗扰控制方法

单点电磁悬浮系统是常导电磁磁浮列车悬浮系统的关键控制单元。针对单点电磁悬浮系统因强干扰影响导致控制性能下降的问题,提出了一种改进型线性自抗扰控制(LADRC)方法。首先,基于电磁悬浮结构及原理建立了单点悬浮系统线性化模型,并对系统稳定性进行了分析。其次,基于自抗扰控制方法设计位置外环控制器以及基于PI调节器的电流内环控制器,对线性扩张状态观测器进行改进,设计两级级联的线性扩张状态观测器提高扰动估计精确度及速度,进而提高LADRC中扩张状态观测器对系统扰动的估计能力,并在频域上分析了改进型LADRC扰动估计性能和抑制能力的优越性。最后,搭建实验环境,对改进线性自抗扰控制方法的有效性进行验证。实验结果表明,所提的改进型LADRC不仅具有良好的位置跟踪性能,同时相比传统LADRC具有更强的抗扰动能力。

频域空时域级联导航抗干扰技术研究

卫星导航接收机接收到的卫星信号非常微弱,极易受到外界的干扰,需要采用抗干扰技术。联合域抗干扰技术因其自由度高、抗干扰效果好,广泛应用于卫星导航接收机中。从联合域角度出发,结合频域滤波算法与空时自适应阵列处理技术,设计了一种频域空时域级联导航抗干扰技术,可以有效抑制卫星导航中复杂多变的干扰。仿真结果验证了所提抗干扰技术的有效性,及其在相干干扰情况下的优越性。

级联型多电平变流器新型载波相移SPWM研究

将单极性正弦脉宽调制(sine pulse width modulation,SPWM)引入到级联型多电平变流器中,提出一种新型载波相移SPWM策略。该策略较传统的载波相移SPWM可以节省一半的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)脉冲发生器,对级联型多电平逆变器的数字化实现有重要的理论和实用价值。给出新型载波相移SPWM的2种调制方式,分别推导频域调制模型,并对其谐波特性进行分析、比较和仿真验证。仿真结果表明,对于单相系统,2种方式基本相当;对于三相系统,方式二的谐波特性更好。分析新型载波相移SPWM技术的热稳定性问题,并给出其解决办法。实验结果验证了理论分析和仿真研究的正确性。

基于FFT共轭对称性的抗干扰设计实现

随着卫星导航设备应用领域的不断扩大,其对于抗干扰的需求逐步引起了关注。在50%重叠FFT的频域干扰消除算法基础上,针对输入实信号以及级联抗干扰需要多路并行处理的特点,利用FFT的共轭对称性,对干扰消除算法进行了优化设计。并在Modelsim程序平台中进行了时序仿真,仿真结果证明该优化设计可靠且有效。改进后的干扰消除算法大幅度削减了资源消耗。

基于机器视觉的泡罩药板穿泡缺陷检测方法

为提高工业生产线上对药板穿泡缺陷的检测速度与准确度,提出一种实用性算法。该算法采用级联检测方法,提出一种基于搜索子图像灰度差算法来实现缺陷粗定位,同时提出基于Gabor滤波的纹理抑制改进算法进行纹理抑制,通过对频谱能量分析,设计带有方向性的高效带通滤波器,实现缺陷图像重构,最终采用选择分块迭代阈值法实现阈值分割,成功定位残缺位置。该方法通过MATLAB仿真,试验结果表明,缺陷检测准确率达95.29%。通过与传统方法对比,该方法具有更高的准确度和可行性。

基于信道分割级联的正交频分复用子载波干扰消除算法

在高频段正交频分复用(OFDM)系统中子载波间干扰(ICI)较大,运用信道分割方法,将线性时变信道近似等效为时不变信道与无时延时变信道的级联,从而在接收端实现一维均衡抑制ICI,避免了高复杂度的信道频域响应矩阵的计算和求逆过程.分析和仿真表明,相对于现有的利用ICI相邻载波分布特性的低复杂度最小均方误差算法,算法在几乎不损失系统性能的同时,可将复杂度降低到O(N).

卫星扩频通信中一种级联的干扰抑制技术

针对卫星扩频通信系统,研究一种射频抗干扰技术——自适应包络限幅(Smart AGC)技术,提出将Smart AGC与FFT频域抗干扰技术级联抑制干扰的思想,并说明了Smart AGC技术的工作原理和实现方案。建立仿真模型,给出Matlab仿真测试结果,并对级联抗干扰技术与单级FFT频域抗干扰技术的抗干扰性能进行比较。仿真结果表明,在单音干扰条件下,当干噪比(JNR)大于55dB时,级联抗干扰技术的性能优于单级FFT频域抗干扰技术。

牵引网宽频域谐波与振荡抑制技术应用研究

针对大功率、高密度、多种类的机车群在小容量牵引供电网中带来的宽频域谐波和谐振问题,从交流机车的拓扑和调制出发对宽频域谐波产生的机理进行了分析,并结合对两种典型车型,对不同类型机车混跑线路的谐波分布多样性进行了分析.为此提出了基于H桥级联的有源电力滤波器(HCAPF)和高通滤波器(HPF)相结合的谐波抑制方案,利用HCAPF对无功功率进行控制并对低次谐波进行抑制,利用高通滤波器对高次进行吸收.结合示范工程,对参数设计、HCAPF性能测试进行了详细介绍,最后对整个补偿系统投入前、后24 h的电压畸变率等参数进行对比测试,结果表明补偿后电压总畸变率平均值从4.324%下降到2.934%,满足国标,其中各次谐波电压都有较大下降.同时电网电压的最大波动率从14.5%下降到10.7%.

融入频域特征的航天复合材料缺陷智能检测

针对传统人力无损检测识别方式存在的准确度与可靠性不足,且处理缺陷种类单一的问题,本文提出了一种融入频域特征的航天复合材料缺陷检测算法。首先,为了提高缺陷图像的特征提取效果,在特征提取骨干网络中添加图像的频域输入信息;其次,为了提高缺陷的可视化效果和检测精度,提出信息专注模块,并在面具R-CNN(mask region-based convolutional neural network, Mask R-CNN)的基础上,改进分割掩模损失函数;最后,结合级联R-CNN(cascade region-based convolutional neural network, Cascade R-CNN)结构,形成了新的实例分割网络。此外,在航天复合材料缺陷X射线图像数据集中对提出的实例分割网络进行了实验验证,模型检测的平均准确度达到了95.3%,与Mask R-CNN、级联面具R-CNN(cascade mask region-based convolutional neural network, Cascade Mask R-CNN)等实例分割算法相比,取得了更为优良的效果。该研究成果已应用于实际工业生产中几种常见航天复合材料缺陷的智能检测。