基于S变换的地震波时频分析及人工调整

首先推导了离散S变换的基本算法,定义了反映地震波时频特性的时变幅值谱和时变能量谱;以K obe地震波为例,基于S变换分析了该地震波的时频特性,并对采用不同窗口函数的分析结果进行了对比,分析发现当适当地调整窗口参数,复窗口的广义S变换对非平稳地震波有较好的时频分辨率;利用S变换的时频滤波性质,对实际地震波进行了任意时间和频率段的人工调整;以与抗震规范相容的功率谱为目标谱,提出了利用S变换合成非平稳地震波的新方法,通过实例分析发现,人工合成的地震波功率谱与目标谱符合很好,而且继承了母波的非平稳特性;还研究了地震波的时频特性对单自由度体系弹性反应谱的影响。

S/SP非接触谐振变换器的时域特性分析

S/SP非接触谐振变换器因为对系统参数变化尤其是变压器的耦合系数变化不太敏感,具有良好的应用前景。但该变换器中主要波形谐波含量较大,导致基波分析方法误差较大,直接影响到变换器的参数设计以及控制的有效性。为此论文对变换器的时域特性展开研究。论文考虑谐波影响,推导谐振网络的通用等效电路,揭示谐波产生的原因,建立谐振腔各波形的定量表达式。在时域波形分析的基础上,论文进一步研究变换器的输出增益特性,推导精确的电压增益并指出基波分析方法结果偏大的原因。最后,设计一台1.5 k W的S/SP非接触谐振变换器,特征波形、电压增益的实验与分析结果吻合良好,验证了论文所采用的时域特性分析方法的正确性。

基于S函数的船舶电站并网时变参数在线实时仿真

并网是现代舰船电站扩容的重要手段,精准并网对保障舰船安全稳定运行有重要意义,由此并网策略成为船舶电站研究的一项重要内容。根据船舶电站并网策略中并网参数的船级社要求和并网参数的时变特性,针对Simulink并网模拟仿真器采用RMS模块不能满足电压精度要求问题,提出利用S函数改进并网电压时变参数RMS模块的检测精度,建立包括频差、相差、电压差在线实时检测的并网检测与控制器模型,并进行船舶电站的并网检测与控制仿真,仿真结果表明该方法保证了时变参数的仿真精度,提高并网的成功率。

基于ESO的Buck型变换器趋近律控制

针对Buck型变换器系统中存在的时变干扰,如输出负载波动,文章提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的趋近律控制方法;首先,对系统中存在的时变干扰进行建模,把抑制时变干扰问题转换为抑制匹配和非匹配扰动问题;其次,设计一种扩张状态观测器,用于估计匹配和非匹配扰动;然后,根据提出的新型指数幂次趋近律设计滑模控制器,结合ESO,有效抑制时变干扰对系统的影响,并通过Lyapunov稳定性定理分析观测器的收敛性和闭环控制系统的稳定性;最后,仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于DBN与T-S时变权重组合的光伏功率超短期预测模型

针对光伏出力过程复杂、受多种气象因素综合影响,提出一种基于深度信念网络(DBN)和T-S(Takagi-Sugeno)模糊模型的时变权重组合式预测模型对光伏发电功率进行超短期预测。针对单一模型预测精度的时变波动性,结合模型特性采用遗传算法赋予组合模型不同时刻的权重系数。经实测数据验证,所提时变权重组合式预测模型能够结合不同预测模型优势,有效提高光伏功率预测精度。

一种强电磁设备中超级电容EMC模型的建模方法

针对大功率强电磁设备中负载状态随时间变化的超级电容储能柜,提出了一种时变负载电磁兼容(EMC)模型的建模方法,用于解决其EMC模型的高精确度建模问题,进而用于预测大功率强电磁设备短时工作状态下的瞬态传导电磁干扰。首先,依据超级电容直流充电过程中的时变负载特性,提出了一种时变负载EMC模型的建模方法,并给出了模型中各参数的具体求解方法。其次,考虑到超级电容储能柜的拓扑结构,给出了基于超级电容单体参数的储能柜时变负载EMC模型的外推建模方法。随后,针对储能柜的充电方式进行建模研究,设计了一种可以实现恒压、恒流充电以及充电方式灵活切换的控制策略。最终,将超级电容完整的EMC模型应用于DC-DC变换器传导电磁干扰建模预测中。通过与实测数据进行对比,主要干扰频点处误差在5 dB以内,进一步验证了超级电容时变EMC模型建模方法的正确性和有效性。

基于滑动窗宽优化的LMSSGST识别非平稳信号瞬时频率

为提高非平稳响应信号瞬时频率的识别效果,提出基于滑动窗宽优化的局部最大同步挤压广义S变换(local maximum synchrosqueezing generalized S-transform,LMSSGST)。该方法首先对非平稳响应信号进行广义S变换获得相应的时频系数;其次,利用该响应信号的功率谱密度特征曲线确定局部最大同步挤压算子中滑动窗的宽度;再次,通过局部最大同步挤压算子进行时频重排;最后,采用模极大值改进算法提取瞬时频率曲线。通过两个数值算例、一个滑动窗宽参数分析和一个时变拉索试验验证了所提方法的有效性,研究结果表明:利用功率谱密度特征曲线能够有效确定滑动窗的窗宽和模极大值算法的提取范围。相比局部最大同步挤压变换算法,基于滑动窗宽优化的LMSSGST具有更佳的瞬时频率识别效果。

分析开关功率变换器的一种新方法

本文提出一种分析非谐振武ＤＣ—ＤＣ开关功率变换器稳定状态的符号算法。这类系统用高阶时变微分方程来描述，然后利用等效小参量法原理导出原系统的等效线性方程组及其求解公式。这一方法可得到全符号数学式表示的解，容易导出输出波纹公式，通用性好，在工程上有重要的应用价值。

基于优化时间重叠技术的并行流水线A/D转换器

提出了一种基于优化时间重叠技术的10位300 MHz采样率4路并行流水线A/D转换器的设计方法,该方法降低了对运算放大器的要求。通过理论计算和实例设计,证明了此低功耗设计方法的显著效果。设计了一个用于前端的运算放大器,在CSM 0.35μm CMOS工艺、3.3 V电源电压下,该运放的增益为106 dB,单位增益带宽为402 MHz,建立时间为8.8 ns。采用优化时间重叠技术后,可满足4路并行300 MHz采样率的要求,功耗仅为8.57 mW,可大大降低整个并行流水线A/D转换器的功耗。