基于LabVIEW验证典型波形的傅里叶级数合成

基于经典傅里叶级数理论,任意周期信号都可分解为一系列不同频率和幅值的正弦或余弦信号,称之为信号傅里叶级数的分解;反之,称之为信号傅里叶级数的合成。故可在推导几种典型周期信号的傅里叶级数展开式的基础上,使用LabVIEW软件进行程序设计:将不同频率和幅值的正弦或余弦信号进行相互叠加,从而验证几种典型波形的傅里叶级数合成;同时,也显示并验证了吉布斯现象,即在信号波形的不连续点会出现“毛刺”的现象。

基于光电锁相环的高线性FMCW激光雷达频率调谐技术

搭建了可调谐半导体激光器扫频非线性校正系统,研究了锯齿波调制下半导体激光器的扫频非线性特性,将光电锁相环技术引入调频连续波光源系统中,提出在预失真校正电流基础上采用光电锁相环的方法来克服扫频非线性,以防止大范围扫频非线性频差导致的失锁现象。基于调频连续波激光测距实验,验证光频线性化的效果,并分析了扫频非线性对精确距离测量的影响。实验结果表明,经过非线性校正后,激光器输出光频与理想线性光频差的均方根误差缩小到23.7 MHz(减小为校正前的1/219),残余非线性仅余0.0339%,1-r2的数量级达到10-7,测距实验中得到的目标厚度误差在不同测量距离下在0.05 mm~0.15 mm之间变化,表明非线性校正取得了良好的效果。

基于锯齿波的载波移相脉冲宽度调制技术

传统方法为了产生多电平电压,往往需要每个H桥单元都有一个独立对应的半周期对称三角载波,且不同载波之间有一个固定的移相角度。而对基于锯齿波的载波移相技术研究的较少。为此,提出了一种基于锯齿波的载波移相脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)技术。与传统方法相比,在该方法中,所有功率单元都使用同一个载波作为时间参考,并使用非对称PWM发生器来产生传统的对称的载波移相PWM波形。采用数字信号处理器(digital signal processor,DSP)芯片TMS320F2812对一个5单元11电平进行载波移相试验,采用所提的锯齿载波移相PWM技术实现方法,仅通过事件管理器就可以对5单元变换器提供开关脉冲。试验结果验证了所提方法的正确性和有效性。

锯齿波跳汰机回收细粒级锡矿石的试验与应用

某选厂选矿工艺流程为重选-浮选-重选。重选预选现场采用2 000 mm螺旋溜槽和螺旋分级机分级联合丟尾,抛尾率佷低,螺旋溜槽分选后的尾矿含锡高,锡金属损失率大。鉴于此,提出采用锯齿波跳汰机取代螺旋溜槽分选双螺旋返砂。实验室小型试验跳汰尾矿含锡、铅、锌品位为0.08%、0.07%、0.38%,抛尾率达到55.52%;跳汰精矿的金属回收率分别达到90.67%、86.50%和89.26%。现场工业试验当给矿含锡0.61%,抛尾产率为54.13%,锡、铅、锌金属回收率分别达到91.22%、87.10%、和80.35%;当给矿含锡0.81%,抛尾产率为43.51%,锡、铅、锌金属回收率分别达到95.45%、91.12%、和88.79%。

基于锯齿载波的SPWM及SAPWM的数学分析

电力电子变换多采用PWM方法实现功率传送,其载波通常都为等腰三角载波。但要实现软开关PWM调制,特别是对于三相电力变换器,如果用等腰三角波作为载波就无法实现软开关PWM,因为此时变换器往往需要三相开关器件同步开通或关断,取而代之的是采用锯齿波作为载波。然而载波方式改变之后,PWM的频谱有何变化,产生的影响将会如何,本文就此作了深入分析。研究结果指出等腰三角载波PWM与锯齿载波PWM的频谱有很大不同,后者的边频带更宽,谐波更丰富,必须采取有效措施才能将其滤除。

基于Colpitts振荡器模型的网格涡卷混沌系统

为了在3阶Colpitts振荡器模型框架下获得网格涡卷混沌吸引子,基于混沌吸引子形成机理,提出了通过引入2个单位锯齿波函数改造模型方程生成网格涡卷混沌系统的方法,使改造后的3维系统形成网格分布的指数2平衡点,从而获得了(2M+1)×(2N+1)网格涡卷混沌吸引子。采用常规的动力学分析方法,研究了该系统的动力学特性,并作离散化处理后基于微控制器进行了数字电路实现和相应的实验验证,实验输出与数值仿真结果一致,由此说明了在Colpitts振荡器模型框架下生成网格涡卷混沌吸引子的可行性和实现性。

磁致伸缩式惯性冲击电机驱动电源研究

针对磁致伸缩式惯性冲击电机(IDM)独特的电流驱动方式,设计了一种专用锯齿波驱动电路,电路采用级联式Buck电路结构,采用了锯齿波脉宽调制(PWM)方式对电路进行控制,可产生频率可调的锯齿波信号。对驱动电路的工作原理进行了详细分析,并给出了电路参数设计方法,最后研制了实验电路。实验结果表明,所研制的电源具有电流调节线性度高、响应速度快的优点,可满足磁致伸缩式IDM的驱动要求。

高精度振荡器及峰值固定斜坡补偿电路设计

设计了一款具有充放电电容的高性能振荡器。该振荡器基于0．5μmBCD工艺库，利用Cadence和Hspice软件，在芯片系统典型应用环境下仿真，得到的内同步振荡频率为500kHz，外部EN同步振荡频率为200kHz到2MHz；在3～5．5V电源电压．下及-40~125℃温度范围内，振荡器的频率偏移在±30以内，内部时钟CLK占空比偏移在±4％以内，补偿电压峰值偏移在4-8％以内。该振荡器性能良好，已成功应用于一款DC／DC降压开关电源芯片。

基于555定时器的高线性度锯齿波发生器

文中简要分析了用555时基电路构成锯齿波发生器的基本原理,指出构成线性度良好的锯齿波发生器所需要满足的关键条件即以一恒定的电流对定时电容进行充电并以极快的速度放电。考虑到可以采取不同的电路来实现恒流充电,提出了构成线性度良好的锯齿波发生器的3种具体方法:自举式、恒流源式、电压-频率转换式。并分析了各种锯齿波发生器的特点,给出各自产生的锯齿波的频率的计算公式。通过实验证明,这几种方法得到的锯齿波的线性度良好。

一种CMOS锯齿波振荡电路的设计

以比较器为核心电路,并采用恒流源充放电技术,设计了一种基于1.2μmCMOS工艺的锯齿波振荡电路,并对其各单元组成电路的设计进行了阐述。同时利用Cadence SpectreS仿真工具对电路进行了仿真模拟,结果表明,锯齿波信号的线性度较好,同时在电源电压5.0 V左右,信号振荡频率变化很小;在 27℃到 55℃的温度范围内,信号振荡频率变化也很小。可见在适当的电源电压和温度变化范围内,振荡电路的性能较好,可广泛应用在PWM等各种电子电路中。

一种基于压电堆栈的惯性纳米步进马达（英文）

为了搭建出结构简单、性能稳定的纳米步进马达,从而降低扫描探针显微镜系统搭建的复杂度,本文描述了一款新型的基于压电堆栈的惯性纳米步进马达.仅利用两组压电堆栈和一路锯齿波电压信号即可实现该马达的纳米级步进.其中,两组压电堆栈按照伸缩方向平行固定于基座上,绝缘导轨粘接固定于两组压电堆栈自由端的中间,利用4个氮化硅圆球和铍铜弹簧片将滑杆通过挤压方式固定于绝缘导轨内侧.通过给两组压电堆栈施加一路锯齿波电压信号,利用滑杆自身的惯性作用,即可控制绝缘导轨带动滑杆产生纳米级步进.实验结果表明,此款惯性纳米步进马达可以实现任意角度的纳米级精度位置微调和厘米级范围的粗调.此款纳米步进马达结构紧凑,工作性能稳定,非常适合于在精密光学系统和极端条件下的扫描探针显微镜系统中使用.

三维多涡卷Colpitts混沌系统及其数字硬件实现

基于混沌吸引子形成的机理,利用单位锯齿波函数改造混沌Colpitts振荡器模型,提出了一个新三维多涡卷混沌系统,生成了(2K+1)涡卷混沌吸引子。单位锯齿波函数的引入,增加了系统的指数2平衡点,从而形成多涡卷吸引子。采用常规的动力学分析方法,研究了该多涡卷混沌系统的动力学特性,研究结果表明所提出的系统的Hopf分岔点仅与控制参数有关,而涡卷数量随着锯齿波函数的零点数量的增加而增加。此外,基于微控制器(MCU)设计了一个实现该多涡卷混沌系统的数字硬件电路,实验结果验证了数值仿真结果的正确性。

气象要素场概率分布特征的模拟

本文在气象要素区域概率分布模型——锯齿波模型的基础上 ,通过最小二乘法 ,拟合了该模型产生的区域气象要素概率分布曲线。并使用得到的拟合函数 ,模拟了实际气象要素场阈值的概率分布 ,验证了该模型的有效性。模拟结果表明 :模拟值和实际统计值吻合较好。从而可以通过使用拟合函数 ,由某要素单站概率较方便。

钾原子的低频调制激发

对钾原子的低频调制激发进行了理论研究,用含时多态展开方法计算了处于微波场、静电场和低射频场中钾原子21s和19f两个Stark态的跃迁几率;通过改变低射频场的相位,我们得到了一些预期的结果;另外,我们还用特殊设计的低射频锯齿波代替低射频余弦波研究了方波振荡的变化,得到了许多有趣的结果,并给出了理论解释.

基于锯齿载波的最少开关次数调制波的PWM数学分析

文章分析了最少开关次数调制波的输出线电压波形,并根据三相逆变器实现软开关PWM动作需要,用双重傅里叶级数展开法解析了基于锯齿载波的最少开关次数调制波的PWM频谱特性。分析结果指出,该调制波虽是个不对称波,且含有直流分量,但其实质还是在正弦波基础上叠加了零序谐波分量和一个直流分量。这些零序谐波分量和直流分量在三相逆变器中相互抵消,其输出线电压还是正弦波。正是这种畸形波的调制作用,使得逆变器直流母线电压利用率得以提高,且正负序谐波幅值相差较小,能有效减小谐波损耗,提高波形质量,抑制谐波转矩脉动。通过与SAPWM比较后指出,最少开关次数调制波PWM只能使用单极性调制,其有效开关次数是后者的一半,电流波形质量不如后者。

面向可靠性的Buck输出侧LC滤波器设计

目前Buck电路输出侧LC滤波器的设计方法为基于电压电流纹波、功率密度与成本的设计,但在可靠性要求较高的应用中,直流变换器寿命为评价直流变换系统性能的关键指标。在当前LC滤波器设计因素的基础上,从可靠性角度提出了一种LC滤波器的优化设计方法。首先研究了电感值与电容值对系统中电解电容发热的影响,再结合电解电容寿命模型,进一步分析了不同滤波器参数下的电解电容寿命,并根据电解电容寿命要求,设计了1 k W Buck直流变换器可靠性较高的LC滤波器参数。最后以Matlab仿真平台与1 k W Buck实验平台作为检验手段,对计算结果进行了验证。

谐振锯齿波驱动型冲击直线压电马达

传统的冲击压电马达大都工作在准静态下,振幅和工作频率相对较低,速度和输出力均不是很高。基于机械波合成理论,设计了一种新型共振型冲击直线压电马达。分析了压电马达的驱动机理,采用有限元仿真法优化了压电振子的结构尺寸。通过合成频率比为1∶2的两个谐振正弦波得到近似谐振锯齿波,设计加工了压电振子、研制了马达样机、进行了性能测试与分析。当预紧力是0.02N、基频驱动电压是300Vp-p(592.5 Hz)时,马达无负载最大速度为32.4mm/s;当预紧力是10N、基频驱动电压是400Vp-p(592.5 Hz)时,马达最大负载力可达1N。实验验证了设计的有效性,表明该种压电马达具有良好的性能。

基于遗传算法的仿人智能控制

将仿人智能控制与基于自适应在线遗传算法整定的PID控制算法相结合,在线调整闭环阶段的参数;在保持环节,根据误差极值调整抑制系数。二阶系统的数值仿真证明了该算法的有效性。

新型晶体管特性图示仪扫描信号发生器电路设计

本文介绍了一种基于555定时器的晶体管特性图示仪扫描信号发生器的电路设计方法,通过555定时器产生同步的锯齿波和阶梯波触发信号,从而获得线性度良好的扫描信号。实验证明,该电路结构简单实用,其波形显示效果优于通用的晶体管特性图示仪。

锯齿波多目标防撞雷达系统研究

针对汽车防撞雷达领域内现有算法对目标距离、速度和方位探测精度不高的问题,基于快斜率锯齿波设计了一种在阵列天线条件下采用双周期旋转因子解速度模糊和music算法实现测角功能的信号处理算法。经仿真验证,上述算法既能够高效解决多目标情况下距离速度耦合和速度模糊问题,又能够实现高精度角度测量。