2019年第01期

刊出日期:2019-01-08
邮发代号: ISSN 0258-7998
CN11-2305/TN
邮发代号:2-889

综述与评论

智能语音SoC模拟前端研究进展

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.182815

作者:陈铖颖

作者单位:厦门理工学院 光电与通信工程学院,福建 厦门361024

摘要: 在人工智能语音交互应用中,语音SoC中的模拟前端电路承担着将麦克风输出模拟信号数字化的重任,是语音模拟信号与数字处理单元的桥梁。由于复杂语音环境应用、器件失配等非理想因素的影响,模拟前端的功能和动态性能受到极大限制。对语音SoC中的模拟前端电路进行了分析,重点论述了目前模拟前端设计的结构特点以及发展现状,并对设计面临的挑战提出了研究思路,展望了发展趋势。
关键词:
人工智能
语音
模拟前端
发展趋势

人工智能

UAV/UGV协同环境下的目标识别与全局路径规划研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.182261

作者:席阿行,赵 津,周 滔,胡秋霞

作者单位:贵州大学 机械工程学院,贵州 贵阳550025

摘要: 针对单独机器人难以执行复杂环境中任务的问题,Unmanned Air/Ground Vehicle(UAV/UGV)协同系统近年来受到了广泛关注。为了提高执行任务的工作效率,提出一种基于视觉传感器下UAV/UGV协同系统中UAV目标识别下UGV全局路径规划的方法,无人机利用高空视野优势获取目标物与环境信息, SURF算法和图像分割实现环境建模。无人车根据无人机获取的信息,利用优化的A*算法完成全局路径规划,并且在典型搜救场景中进行了仿真验证。实验表明,SURF算法能满足目标识别的精确度、实时性和鲁棒性;并且利用优化的A*算法实现了UGV快速准确的全局路径规划。
关键词:
UAVUGV协同系统
目标识别
全局路径规划规划
SURF算法
优化的A算法

基于改进ORB算法的移动机器人视觉SLAM方法研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.183046

作者:成 怡1,2,佟晓宇1,2

作者单位:1.天津工业大学 电气工程与自动化学院,天津300387; 2.天津工业大学 天津市电工电能新技术重点实验室,天津300387

摘要: 以移动机器人视觉导航为应用背景,针对传统ORB算法在视觉SLAM中存在特征点分布不均匀、重叠特征点较多的问题,提出一种改进ORB算法。首先,对每层图像的尺度空间金字塔进行网格划分,增加空间尺度信息;其次,在特征点检测时,采用改进FAST角点自适应阈值提取,设置感兴趣区域;然后,采用非极大值抑制的方法,抑制低阈值特征点的输出;最后,使用基于区域图像特征点分布的方差数值评价待检测图像中特征点的分布情况。实验结果表明,改进ORB算法特征点的分布较为均匀,输出特征点重叠数量较少,执行时间较短。
关键词:
移动机器人
视觉导航
视觉SLAM
改进ORB算法

基于深度神经网络的个性化推荐系统研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181396

作者:字云飞,李业丽,孙华艳

作者单位:北京印刷学院 信息工程学院,北京102600

摘要: 深度神经网络由于结构类似于生物神经网络,因此拥有高效、精准抽取信息深层隐含特征的能力和能够学习多层的抽象特征表示,且能够对跨域、多源、异质的内容信息进行学习等优势。提出了一种基于多用户-项目结合深度神经网络抽取特征、自学习等优势实现信息个性化推荐的模型,该模型通过对输入多源异构数据特征进行深度神经网络学习、抽取,再融合协同过滤中的广泛个性化产生候选集,然后通过二次模型学习产生排序集,实现精准、实时、个性化推荐。通过真实数据集对模型评估实验,实验结果表明,该模型能够很好地学习、抽取用户隐特征,并且能够一定程度上解决传统推荐系统稀疏性、新物品等问题,同时实现了更加精准、实时、个性化的推荐。
关键词:
深度神经网络
个性化推荐
候选集
排序集
多视角

微电子技术

基于UML & SystemC的GPU几何管线光栅化硬件建模

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181691

作者:陈 佳1,田 泽1,2,吴晓成1,楼晓强1

作者单位:1.中航工业西安航空计算技术研究所,陕西 西安710068; 2.集成电路与微系统设计航空科技重点实验室,陕西 西安710068

摘要: 架构与算法是决定GPU性能的重要因素,需要尽可能早地对其进行评估和验证。提出基于统一建模语言(Unified Modeling Language,UML)的模型,详述了针对GPU几何管线架构和线图元光栅化算法建模的过程及方法,并采用SystemC语言实现了事务级建模(Transaction-level Modeling,TLM)模型和仿真。验证了架构和算法的正确性以及模型的有效性和可行性,为RTL设计提供了参考依据。
关键词:
UML
TLM
SystemC
建模仿真

基于复合左右手传输线的双频不等分功分器

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181350

作者:林剑欣,余 凯,李思臻,章国豪

作者单位:广东工业大学 信息工程学院,广东 广州510000

摘要: 采用复合左右手(CRLH)传输线(TL)替代传统的四分之一波长阻抗变换器,设计了一种小型化且能同时工作在两个频率的不等分功率分配器(功分器),有效解决了传统功分器只能工作在指定的频率及其奇次谐波处的问题。通过理论分析,结合CAD软件进行仿真优化,设计了能同时工作于1 GHz和2.2 GHz,功率比为2的双频不等分功分器。理论和仿真结果显示,输入端匹配良好,并且两个输出端实现隔离。仿真结果和理论结果趋势吻合,验证了该方法的可行性。
关键词:
双频器件
不等分功率分配器
CRLH
小型化

一种带隙基准源分段线性补偿的改进方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181719

作者:李宏杰,李 立,王丹丹

作者单位:安阳工学院 电子信息与电气工程学院,河南 安阳455000

摘要: 为了减小带隙基准源的温度系数和提高温度补偿的灵活性,设计了一种改进型分段线性补偿方法。利用双极型晶体管的温度非线性在整个温度区域内产生7段不同斜率的补偿电流,通过电流模形式对基准电压的高阶温度分量进行叠加,进而对带隙基准电压实现精确温度补偿。基于0.25 μm BCD工艺设计了一款低温漂高精度的带隙基准源。HSPICE仿真结果表明,在5 V电源电压下,在-40 ℃~125 ℃温度范围内,基准电压的温度系数为0.37×10-6/℃,低频时电路的电源抑制比为-85 dB。电源电压在2 V~5 V范围内,基准电压的线性调整率为0.09 mV/V。
关键词:
分段线性补偿
温度系数
线性调整率
电源抑制比

适用于功率运算放大器的输入级放大电路设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181617

作者:王勇勇1,杨发顺1,2,王德成3,胡 锐3,马 奎1,2

作者单位:1.贵州大学 大数据与信息工程学院,贵州 贵阳550025; 2.贵州省微纳电子与软件技术重点实验室,贵州 贵阳550025;3.贵州振华风光半导体有限公司,贵州 贵阳550018

摘要: 基于70 V高压双极型工艺,设计了一种适用于单片高压功率运算放大器的输入级电路。该电路采用p沟道结型场效应晶体管(JFET)组成的差分对套筒式共源共栅(differential telescopic cascode)结构,具有低偏置电流、低失调电压、低失调电流、高共模抑制比的特点。以共集-共射(CC-CE)的放大电路结构作为该输入级电路的负载,减小对输入级影响的同时能够提高电压增益。Spectre仿真结果表明,输入偏置电流仅为20 pA,失调电压为0.11 mV,失调电流为0.57 fA,连接负载后的增益可以达到89 dB,单位增益带宽达到8.13 MHz。
关键词:
差分套筒共源共栅
JFET
低偏置电流
功率运放

基于动态频率的芯片面积功耗优化设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181522

作者:詹瑞典1,2,杨家昌1,2

作者单位:1.佛山芯珠微电子有限公司,广东 佛山528225;2.广东工业大学 自动化学院,广东 广州510006

摘要: 芯片面积和功耗与工作频率紧密相关,在保持原有项目设计的条件下,利用门电路在不同频率下的开关工作原理,提出一种动态频率闭环设计方法,从系统级综合优化芯片的面积和功耗。通过筛选满足条件的多组测试集,建立频率与面积、频率与功耗的数学模型,综合考虑面积和功耗并计算出最优的频率。通过对一款已流片的芯片进行仿真验证,该方法同原有设计方法相比可以减少芯片面积约0.59%、降低功耗约9.01%。
关键词:
动态频率
优化
闭环
系统级

基于GaN HEMT的S波段的功率放大器设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181429

作者:张书源,钟世昌

作者单位:南京电子器件研究所,江苏 南京210016

摘要: 采用内匹配技术,使用单胞的电路结构,设计并实现了一款3.8~4.2 GHz的功率放大器。该放大器基于南京电子器件研究所自主研制的GaN HEMT管芯芯片。通过优化设计该放大器在10%的相对带宽、漏源电压28 V、连续波的工作条件下,实现了输出峰值功率Pout大于30 W,功率附加效率PAE大于48%,充分显示了GaN功率器件宽带、高效和高功率的工作性能,具有广阔的工程应用前景。
关键词:
内匹配
高效率
功率放大器
S波段

测控技术与仪器仪表

基于MLVDS和USB3.0的多节点数据传输系统设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.182003

作者:王红亮,王柳明

作者单位:中北大学 电子测试技术重点实验室,山西 太原030051

摘要: 针对数据采集系统中上位机无法与多节点采集设备高速通信的问题,设计了一种基于MLVDS接口和USB3.0接口的数据传输系统。该传输系统采用CYUSB3014接口芯片实现计算机与FPGA的高速数据传输,采用ADN4693E接口芯片完成多节点数据传输,以FPGA作为核心控制器,并基于MLVDS自定义协议解析多节点通信逻辑,实现MLVDS接口与USB3.0接口之间的数据交互。测试结果表明,该系统数据转换结果准确、可靠,实现了上位机与多节点数据采集设备间的高速通信。
关键词:
数据传输
USB3.0
高速通信
MLVDS

基于改进的SVD和Prony的谐波检测算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.182787

作者:应 俊1,2,朱云鹏1,2,贺 超2

作者单位:1.重庆邮电大学 光电工程学院,重庆400065;2.重庆邮电大学 光通信与网络重点实验室,重庆400065

摘要: 针对传统的Prony算法在谐波及间谐波检测过程中对噪声敏感,导致辨识精度不高的问题,提出了一种基于奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)和Prony的改进算法。基于SVD理论,提出了一种奇异点辅助算法,自适应地选取奇异值分解的有效阶次,从而精确地滤除噪声信号。基于已确定的有效阶次,利用改进的Prony算法对滤除噪声之后的信号进行参数辨识,可以准确地估计出各个谐波及间谐波分量的参数。通过MATLAB仿真分析,表明算法能够准确地提取出电力信号的参数信息,具有一定的应用价值。
关键词:
谐波检测
奇异值分解
奇异点检测
Prony算法

基于EEMD-SE和GARBF的短期电力负荷预测

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.182278

作者:高 强1,2,李易隆1,2,李大华1,2,白梓璇1,2

作者单位:1.天津理工大学 电气电子工程学院 天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室,天津300384; 2.机电工程国家级实验教学示范中心,天津300384

摘要: 为了提高短期电力负荷的预测精度,提出了集合经验模态分解(EEMD)-样本熵(SE)和遗传算法(GA)来优化RBF神经网络的组合方法。利用EEMD分解法自适应地对负荷序列进行分解,结合样本熵对复杂度相似的子序列进行合并,有效减小了运算规模。基于各个子序列复杂度的差异构建相应的RBF神经网络模型,利用遗传算法避免神经网络陷入局部最优和收敛性问题,进而对合并的新子序列进行预测并叠加得到最终预测结果。仿真结果表明,该预测算法具有良好的预测效果,满足短期电力负荷预测的要求。
关键词:
负荷预测
集合经验模态分解
遗传算法
神经网络
样本熵

通信与网络

一种稀疏度自适应的SIMO-NOMA系统多用户检测算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181239

作者:赵晓娟1,杨守义1,张爱华2,李晓宇1

作者单位:1.郑州大学 信息工程学院,河南 郑州450001;2.中原工学院 电子信息学院,河南 郑州450007

摘要: 非正交多址接入(NOMA)可以通过对资源的非交使用来提高频谱利用率,增加用户连接数,有望成为5G的关键技术之一。考虑基站端配备多根天线,针对上行免调度SIMO-NOMA系统中活跃用户数量未知的情况,提出了一种基于压缩感知的稀疏度自适应匹配追踪硬融合算法(SAMP-HFA)。所提算法主要包括三部分:首先利用传统的SAMP算法估计基站端每根天线上的用户活动情况,接着融合这些检测到的用户活动信息获得一个公共的活跃用户集合,最后利用该集合估计活跃用户的传输数据。仿真结果表明,随着天线数目的增加,所提算法的误码率性能显著提高。
关键词:
压缩感知
多用户检测
SIMO-NOMA
稀疏度自适应
硬融合

应用于空间调制系统的低复杂度检测算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181228

作者:王华华,陈东风,马 昶,亢 成

作者单位:重庆邮电大学 通信与信息工程学院,重庆400065

摘要: 应用于大规模多输入多输出系统的空间调制系统是一种新颖的5G传输方案。针对空间调制提出了一种复杂度较低的检测算法,提出的算法通过将接收天线重排序来减少总复杂度。算法结合已有的A-Star算法对接收天线分层并排序,改变树搜索结构并排除错的节点,使所选分支尽可能包括最优路径,极大缩小了所需访问节点数。该算法具有近似最优的误比特性能和更低的计算复杂度,与最大似然检测算法相比复杂度减少了80%左右。
关键词:
空间调制
A-Star
低复杂度
树搜索

基于议价博弈的高效机会网络路由算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181682

作者:任 智,康 健,徐兆坤

作者单位:重庆邮电大学 通信与信息工程学院,重庆400065

摘要: 现有基于议价博弈的机会网络路由算法存在着因节点交互过程偏多所引起的控制开销过大、对无用消息提出请求时带来了额外开销和博弈双方达成交易概率不高所引起的时延以及SV列表中消息剩余跳数降为1时带来了额外开销等问题,对此提出了一种高效的机会网络路由算法——EORB。该算法通过采用自适应精简数据包摘要、自适应合并SV-DP消息和求购消息、综合考虑买卖双方收益的博弈策略等机制减少了冗余开销,加速了消息的转发速率并提高了消息的到达率。仿真结果表明,该算法有效提高了数据传送到达的成功率,降低了系统开销以及消息的平均端到端时延。
关键词:
议价博弈
交易成功
机会网络

Massive MIMO中基于统计信道的波束形成和功率分配

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.182091

作者:李 博1,2,陈海华1,2,晋紫微1,2

作者单位:1.南开大学 电子信息与光学工程学院,天津300350;2.天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室,天津300350

摘要: 为了提高大规模多输入多输出系统(Massive MIMO)的总容量,提出了基于统计信道信息的波束形成和功率分配的优化算法。所提出的波束形成方法以信噪泄漏比为优化标准,而功率分配方案以系统容量为优化目标,同时满足基站总发射功率约束条件。上述优化问题转化为多个变量的等价优化形式,从而可以通过变量的交替优化迭代达到收敛。每次迭代过程中均可以求出闭式解,迭代完成后可得到优化的功率分配方案。仿真结果表明,相比于平均功率分配方案,该算法能有效地提高系统的总容量。
关键词:
大规模多输入多输出
统计信道状态信息
波束形成
功率分配

无线蜂窝网中用于D2D多播簇的低能耗多播方案

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181525

作者:徐晓瑶1,汤泽锋2,池凯凯2

作者单位:1.中国电子科技集团公司第三十六研究所,浙江 嘉兴314033; 2.浙江工业大学 计算机科学与技术学院,浙江 杭州310023

摘要: 研究基站到某个小区域内多个节点的设备到设备的高效数据多播通信技术,提出了一种中继节点固定的多播方案和一种中继节点动态选取的多播方案,并以最小化所有接收节点的总能耗为目标,最优化中继节点及其发送功率的选取。相比于传统方案,该方案可显著降低多播簇中接收节点的总能耗。
关键词:
无线蜂窝网
多播
D2D通信
能耗

计算机技术与应用

基于TOF相机的靶标识别与位姿测量系统设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.182620

作者:赵树磊,刘敬猛,张 慧,吕志宇

作者单位:北京航空航天大学 自动化与电气工程学院,北京100083

摘要: 设计了以激光为驱动光源的TOF相机嵌入式系统,采集灰度图像和深度图像对合作靶标进行实时检测识别、匹配,并求出目标物体的位姿信息。所使用的靶标为圆形靶标,采用经典的阈值算法,提取靶标的形心坐标以及计算圆心率作为靶标识别的条件,使用经典的确定性退火算法完成靶标配,得到两组三维坐标值,利用SVD方法求解位姿数据。在实验中,利用TOF相机解算的姿态角度精度能够达到0.13°,位置平移精度有0.6%,能够准确识别靶标并且计算位姿,验证了此TOF相机用于交会对接、SLAM等领域的可行性。
关键词:
TOF相机
靶标识别
确定性退火算法
位姿解算

Faster R-CNN定位后的工业CT图像缺陷分割算法研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181959

作者:吴晓元1,常海涛1,苟军年1,2

作者单位:1.兰州交通大学 自动化与电气工程学院,甘肃 兰州730070; 2.兰州交通大学 光电技术与智能控制教育部重点实验室,甘肃 兰州730070

摘要: 由Faster R-CNN定位的缺陷区域内存在弱边缘,若直接采用常规分割算法对该小区域进行处理,会出现严重的过分割或欠分割现象。在此研究了一种针对Faster R-CNN定位后的工件缺陷的精确阈值分割法。在利用形态学开闭重建算法对定位区域进行重建,并对重建后的图像用Otsu双阈值法做变换处理的基础上,进一步利用最大熵阈值分割法对变换后的图像进行分割,最终对分割出的缺陷进行面积、周长等参数的测量。实验结果表明,所研究算法较常规的算法对工件的缺陷(裂纹、气泡和夹渣)有更好的分割能力。该算法不仅可以准确地分割出包含弱边缘的目标,还可以有效排除轮廓背景对分割的干扰。
关键词:
FasterR-CNN
缺陷分割
形态学开闭重建算法
Otsu双阈值法
最大熵阈值分割法

基于自适应深度检测的工控安全防护系统设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181173

作者:郭肖旺,闵晓霜,韩庆敏

作者单位:中国电子信息产业集团有限公司第六研究所,北京100083

摘要: 为了解决工控防火墙及其他网络防护设备在接口流量过大、资源占用过多时,容易成为响应瓶颈的问题,研究一种基于自适应深度检测的工控安全防护系统。系统安装在被保护设备的上游,实现对工控协议的识别和深度解析,以及工控网络协议的深度检测过滤,并根据工控现场网络状态自适应动态调整深度检测算法级别。系统能够处理目前比较流行的各种工控协议,并对之进行深度解析,对工控现场网络起到保护作用。
关键词:
深度检测
工控安全
自适应

嵌入式技术

基于Flash控制器的FPGA在线加载功能设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181693

作者:林天静,阮 翔,刘 春

作者单位:中国电子科技集团第52研究所,浙江 杭州310000

摘要: 传统的FPGA程序更新的方式是使用开发工具通过JTAG方式将FPGA程序固化至存储器件Nor Flash中,当某一复杂系统内需要更新多块FPGA时,JTAG方式由于同时只能更新一块FPGA,耗费时间长,并且还必须连接线缆,无法实现远程更新。因此,提出了一种FPGA在线更新程序的实现方案,该方案可以实现系统内的多块FPGA程序更新,最大化更新速度的同时,可通过网络实现远程更新,便于调试及远程升级。
关键词:
FPGA
在线更新
BPI

XBT自动投放测量系统电机控制单元设计与故障分析

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181686

作者:王心鹏,门雅彬,张东亮,董 涛,孔佑迪

作者单位:国家海洋技术中心,天津300112

摘要: XBT自动投放测量系统能够在恶劣海况下完成探头的自动投放,电机控制单元是系统投放机构的控制核心。该单元由主控芯片、电源管理、通信及电机控制接口等部分组成,可实现对投放系统中步进电机、伺服电机和直流电机运动状态的实时控制。在提出了软硬件设计实现方案后,对电机控制单元在测试中发现的各种故障进行了机理分析,改进后的试验结果表明:电机控制单元能够实时响应上位机的控制命令,保证各电机运动状态稳定,使自动投放系统具有实用性好、投放效率高与自动化程度高的特点。
关键词:
电机实时控制
XBT自动投放
程序编译模式
单片机串口通信

基于FPGA的实时MIPI CSI-2图像采集与处理系统

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181937

作者:李先友1,赵曙光1,段永成1,王建强2

作者单位:1.东华大学 信息科学与技术学院,上海201620;2.上汽大众汽车有限公司,上海201805

摘要: 针对目前移动嵌入式领域中广泛使用的MIPI CSI-2接口,设计了一种基于Lattice FPGA的实时图像采集与处理系统,实现了高清图像采集、Bayer格式转换、图像缩放、图像倒置和饱和度调整等多种功能。通过对系统进行功能验证与测试,表明系统可以稳定地采集1080p60的图像数据,并完成相关的图像处理功能,具有一定的实用价值。相对于其他平台,采用FPGA具有实时性高,功耗和成本低以及系统升级方便等优势。
关键词:
MIPI
CrossLink
FPGA
图像采集与处理

海洋微生物原位浓缩保压采样控制系统设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.182241

作者:李小峰1,李新娟1,高金龙1,温京亚1,宋文杰1,刘巧君1,王 磊2

作者单位:1.齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东省科学院海洋仪器仪表研究所,山东 青岛266001; 2.青岛市职业教育公共实训基地,山东 青岛266112

摘要: 为了实现大量海洋微生物样本的自动采集,设计了一个基于STC单片机的自容式海洋微生物原位浓缩保压采样控制系统。该控制系统采用磁力传动的方式解决电机可靠密封与运行的问题,以单片机作为主控制器,通过检测系统周围海水压力和工作状态,控制电机和电磁阀工作,结合蓄能器的保压特性和采样过滤装置实现对海洋微生物无污染无压力突变浓缩采样。通过对控制系统结构简化设计,提高了可靠性。实验表明,系统结构简单,功能完备,能够实现对海洋微生物的自动采样控制目的。
关键词:
海洋微生物
自容式采样
磁力传动
控制系统设计
STC12C5620AD

可用于电声测试系统的专业音频接口设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181931

作者:周静雷,李腾飞,冯 源

作者单位:西安工程大学 电子信息学院,陕西 西安710048

摘要: 针对电声测试系统对低成本、高性能音频接口的需求,设计了一种由下位机嵌入式系统和上位机计算机软件组成的电声测试系统专用音频接口。音频接口采用高速USB2.0接口传输音频数据,通过音频编解码器对音频信号进行D/A和A/D转换,实现播放和录音功能。经测试音频接口生成正弦信号的总谐波失真低于专业声卡;信号采集通道的幅频特性优于专业声卡;同步录音功能能够实现录音和播放完全同步。
关键词:
电声测试系统
音频接口
USB
音频编解码器

电源技术与应用

基于数字PID切换控制的Buck变换器研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181307

作者:吴志强,于莲芝,孔梦君

作者单位:上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海200093

摘要: 为了改善DC-DC变换器的稳态性能,提出一种数字PID切换控制的技术。与传统的数字PID控制技术不同,切换PID控制是通过设定一个误差值,通过对电压误差值与设定值比较,进行PID控制的切换。以数字PID切换控制Buck变换器为例,通过Simulink进行仿真,分析了其稳态性能。结果表明,在负载或输入电压变化的情况下,数字PID切换控制能够在保持良好的瞬态响应的同时,获得良好的稳态性能。
关键词:
稳态性能
PID切换控制
Buck变换器
瞬态响应

闭环状态下并网逆变器故障诊断

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181250

作者:韩 艳,帕孜来·马合木提

作者单位:新疆大学 电气工程学院,新疆 乌鲁木齐830047

摘要: 目前针对并网逆变器的故障诊断方法主要应用于开环系统中,而实际的并网逆变器多数为闭环控制系统。因此针对闭环状态下的并网逆变器,提出一种基于相电流的故障诊断方法。通过分析闭环状态下并网逆变器在正常和各开路故障类型下的相电流,得出发生多管开路故障下的相电流平均值和平均绝对值残差的故障特征。首先利用闭环控制回路中Park变换所产生的相电流与实测相电流进行平均值运算,然后根据归一化的相电流平均值和平均绝对值残差相结合来进行故障诊断。最后通过实验验证该诊断方法能够在闭环控制下快速检测和识别单管和多管开路故障。
关键词:
并网逆变器
闭环控制系统
相电流平均值
多管开路故障

三相Vienna整流器的QPR滑模控制策略研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181407

作者:马 辉1,鄢圣阳1,王书征2,危 伟1

作者单位:1.湖北省微电网工程技术研究中心,湖北 宜昌443002;2.江苏省配电网技术与装备协同创新中心,江苏 南京211167

摘要: 针对三相Vienna整流器双PI控制器难以同时实现快速性和准确性的问题,提出电压外环滑模控制和电流内环准比例谐振控制(Quasi Proportional Resonant,QPR)的非线性复合控制策略,改善输入侧电流跟随三相电压的精准性,提高网侧电流正弦化程度;同时提高整流器在负载扰动和启动时直流电压快速性及鲁棒性能。最后通过搭建MATLAB/Simulink仿真和实验平台进行验证,仿真和实验结果表明QPR滑模复合控制策略具有较好鲁棒性和动态性能,输入电流正弦度高和直流侧电压稳定,能较好地适应负载扰动。
关键词:
VIENNA整流器
滑模控制
准比例谐振控制
PI控制

基于SVM的不平衡电网下VIENNA整流器性能优化

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181382

作者:王 达,邵如平,董飞驹

作者单位:南京工业大学 电气工程与控制科学学院,江苏 南京211816

摘要: 为了减小不平衡输入条件下直流侧电压纹波和无功功率的直流分量,在VIENNA整流器稳态运行分析的基础上,采用改进型直接同步解耦方法对电流内环建模,同时加入少量功率补偿来扩大工作区域,以适应不同程度的不平衡电压。另外,加入死区控制追踪参考电流,选择最佳占空比驱动门极开断。该控制策略有效地实现直流侧电压纹波消除以及功率因数校正。仿真和实验验证了该控制策略的可行性。
关键词:
VIENNA整流器
直接同步解耦方法
不平衡电网
死区控制
功率因数校正