基于CPLD新型通用数字触发器的实验研究

针对模拟触发器和基于微机控制的数字触发器存在的不足。提出了一种以复杂可编程逻辑器件（CPLD）和锁相环技术为核心的新型通用数字触发器,对其硬件电路和软件设计进行了详细分析。最后通过实验验证了该触发器的有效性和可行性。另外,由于CPLD具有在线多次编程功能,因此该触发器不必改变外围电路,只需在线修改软件程序,适用于各种晶闸管触发装置中。该触发器不仅控制精度高,调式方便,而且应用灵活,成本低廉,可以满足不同类型触发电路的要求。     

数字锁相环同步切换系统的设计

同步切换是将电动机从变频器切换到电网供电,然后使电动机脱开变频器;或者使变频器与准备脱离电网供电的电动机进行匹配,然后脱开电网,切换到由变频器控制.如果切换不当,会引起很大的冲击电流和功率倒灌.为保证电网和变频器的安全性,采用Matlab软件对高压变频器和电网之间的切换进行研究,计算各种切换情况的冲击电流和功率流向,捕捉最佳投切时刻.设计了切换顺序和各切换状态、数字锁相环系统及在FPGA中的实现,最后给出了相应的切换算法.     

ECL结构的PFDCP设计

设计了一种基于ECL结构的PFDCP.PFD电路采用传统构架,通过增加延迟单元的方法克服死区问题,延迟单元由ECL的逻辑门构成.PFD可以工作在0.15 MHz到2 MHz的输入频率范围之间.同时设计了一个高精度低失配的电荷泵,可以提供四种不同大小的电流.PFDCP设计和仿真采用JAZZ 0.35 μm的BICMOS SBC35工艺模型,电源电压5 V.电路仿真结果表明PFD的死区小于30 ps,CP的失配电流小于0.4%.     

基于雷达信号模拟器的Ku波段宽带跳变源的设计

文章采用DDS驱动PLL的方式,实现了一种能完全覆盖Ku波段的宽带小步进低相位噪声低杂散频率合成器的设计,同时对DDS PLL频率合成器的输出特性进行了理论分析,并通过实验进行了验证.最终我们研制出了输出频率为12-18GHz的频综系统,步进为1MHz,相位噪声优于-90 dBc/Hz@10kHz,杂散优于-50dBc.     

三阶锁相环环路滤波器参数设计

锁相环在通信、遥测、导航等领域有着广泛的应用,三阶锁相环由于其频率斜率跟踪能力,越来越受到重视,特别是深空探测的极窄带应用。利用系统稳定性分析方法和高阶系统分析理论,分别对两种模型的二阶环路滤波器,即理想二阶滤波器和三参数滤波器模型,推导了参数设计公式,给出三阶锁相环设计参数的模拟及数字环路公式,并与JPL数字锁相环(DPLL)的设计参数经验公式进行比较。仿真结果表明,3种设计方法近似相同,而所推导的参数设计方法优点在于可以灵活配置系统的零、极点的位置以及阻尼系数等多种参数,为各种变带宽和自适应算法提供理论和应用基础。     

S频段锁相频率合成器的设计

介绍了小数式锁相频率合成器的设计方法及相关理论,分析了影响锁相环相位噪声的主要因素并设计了环路滤波器和Wilkinson功率分配器。由实验结果可知,小数式锁相频率合成器具有很好的相位噪声和较高的频率分辨率。     

锁相环对虚拟同步机惯量阻尼特性的影响机理研究

针对锁相环影响虚拟同步发电机惯量、阻尼特性的问题,基于锁相环动态特性,重新对使用锁相环的虚拟同步机建立数学模型,能够更加精确地描述虚拟同步机的惯量、阻尼特性。基于该模型,研究了锁相环对虚拟同步机惯量、阻尼特性的影响机理,并且据此给出了考虑锁相环动态时,虚拟同步机的等效惯性时间常数、阻尼系数相对于预设参数变化数量的计算方法,并在时域、频域验证了计算的准确性;最后在PSCAD/EMTDC中搭建相应的仿真模型,验证了考虑锁相环的虚拟同步机系统模型建立的准确性。     

双边磁通切换直线电机无速度传感器控制

为了实现良好的双边磁通切换永磁直线电机(DLFSPM)的速度辨识,提出了一种带锁相环的滑模观测器进行控制。首先,基于DLFSPM电机特性,建立其数学模型,并设计该电机的传统滑模观测器的控制策略;然后针对传统滑模观测器存在抖动和角度偏差的问题,引入锁相环算法,并使用新切换函数代替符号函数,从而消弱抖振和较小角度偏差;最后对该系统在速度突变、负载突变工况下的动态性能进行仿真研究。仿真结果表明,优化后的滑模观测器控制策略能有效减小系统抖振,速度识别精准,波动小,电机工作平稳,鲁棒性好,动态响应快,证明了所提控制策略的可行性和有效性。     

基于改进型滑模观测器的永磁同步电机控制系统研究

针对传统滑模观测器存在的因抖振导致速度估算不精确问题,设计并实现一种采用连续函数作为激励函数的改进型滑模观测器,选择两相静止坐标系作为永磁同步电机矢量控制模型坐标器,引入低通滤波消除逆变器谐波带来的较多高频分量,实现较好的幅值与相位信号追踪。仿真结果表明,在没有传感器对观测值进行精确补偿的情况下,所设计的改进型滑模观测器能够有效抑制系统的抖振,提高转速和转子位置的估计精度,在中高速运行时具有更好的控制效果。     

基于滑模观测器的TSMC-PMSM无传感器矢量控制

为克服传统双级矩阵变换器驱动的永磁同步电机(ISMC-PMSM)调速系统矢量控制系统需要速度位置传感器而使其运行可靠性降低及制造成本提高的缺点,研究了采用滑模观测器(SMO)与锁相环(PLL)结合方法的TSMC-PMSM无传感器矢量控制。通过SMO准确估算出PMSM反电动势,再利用PLL估算出转子位置及速度,实现TSMC-PMSM的矢量控制。仿真及实验结果表明,该方法能较准确地估算转子转速、位置信息,使TSMCPMSM矢量控制具有较好的动、静态性能。