导航信号载波跟踪环路的研究

针对动态环境下的GPS导航信号,研究了载波跟踪环路的设计.三阶锁相环能准确无误的跟踪频率斜升激励,环路参数较多,在噪声性能优化上拥有更广的自由度,采用二阶锁频环辅助三阶锁相环的载波跟踪环路,并给出了环路参数的设计方案,分析了环路参数对环路测量误差的影响.     

空调控制器中超高频PFC技术的应用研究

空调使用PFC校正技术(Power Factor Correction)载波频率一般为35～40 kHz,储能电感较大,为提高产品竞争力,提出超高频PFC控制技术,载波频率提高到100 kHz,储能电感大幅减小.超高频PFC控制技术通过电压环、电流环的双环路控制,实现提升母线电压、提高功率因数的目的;通过算法优化,提升CPU执行效率,实现双电机和超高频PFC同时控制;通过占空比前馈技术降低电流中谐波分量THD值,减小谐波污染,改善品质因数.实验结果表明此方案既能满足空调使用的各项技术要求,又提高了产品性价比,同时满足可靠性验证.     

高阶正交调幅载波恢复算法的研究

设计了一种适合于高阶正交调幅(quadrature amplitude modulation,QAM)信号的载波恢复环路结构。此结构从减小相位抖动和增加频率捕获范围的角度出发,采用双模载波同步,且环路带宽可控制的载波恢复环路。在鉴相阶段引入带加权的判决导向(decision director,DD)算法,从而获得快速的载波恢复性能。仿真结果验证了该算法的可行性和有效性,可以在较大频率偏移条件下快速实现高阶QAM载波相位精确跟踪,频率偏移估计范围可达0.3符号率,同时证明该算法也同样适用于十字型QAM信号。     

基于卡尔曼滤波的北斗接收机高灵敏度跟踪算法研究

为了提升载波跟踪环路滤除噪声干扰的能力,引入一种作为可靠最优估计方法的卡尔曼滤波估计算法,用于解决高动态或弱信号环境载波跟踪环路难以稳定工作的问题.首先分析噪声对跟踪环路产生的影响,讨论采用卡尔曼滤波估计算法的理论设计依据,并且从环路结构、模型建立和优化设计三方面着手设计了自适应卡尔曼滤波跟踪环路.试验结果表明,无论在静态还是动态场景,其定位性能和精度与传统跟踪环路相比,均有较大幅度提升.     

卡尔曼滤波在相位估计中的应用

本文提出了相位的二阶系统模型和相应的卡尔曼滤波算法，仿真研究了它们的性能，得出了各种条件下的参数优化设置，通过对正弦频率策动的跟踪性能仿真，确认了算法具有一定的对实际环境中相位高阶变化的跟踪能力，为全数字接收机实现无载波环的载波同步提供了一种有效和途径。     

低压电力线载波信道阻抗测试终端的设计与应用

依据自由坐标轴阻抗测试原理,设计了低压电力线载波信道阻抗测试终端,实现了载波信道阻抗模值和阻抗相位的实时测量、数据远程传输以及主站监控计算机对信道阻抗特性的远程监控。阻抗测试终端依据主站监控计算机的控制命令,能够实现在100～500kHz频率范围内的任意5个载波频率点或单一载波频率点处,同时对A、B、C三相或某一相的循环阻抗测试,且载波频率点间的最小间隔为0.1kHz。阻抗测试范围与精度可达到(5～10Ω)±10%、(10～500Ω)±5%。本文分析了公用建筑不同季节和住宅小区冬季载波通信性能较差情况下的电力线信道阻抗测量结果,为电力线阻抗监测及改善电力线载波系统通信性能提供有力手段。     

低信噪比高动态信号的载波同步研究

针对在低信噪比和高动态同存条件下的卫星定位导航系统的接收机载波实现同步的问题,设计了基于AR双谱估计的载波捕获模块和基于锁频环（PLL,Phase Locked Loop）/锁相环（FLL,Frequency Locked Loop）的载波捕获模块,并在此基础上提出了一种新型的载波同步方案。该载波同步方案可应用于低信噪比和高动态同存的条件下接收机设计中,通过对该方案进行MATLAB仿真,结果表明了该方案能有效地解决了载波快速捕获与精确跟踪的问题。     

GPS载波跟踪环设计

本文实现了一种基于科斯塔回路(Costa)的GPS载波跟踪环硬件设计。该设计首先采用数字混频器使中频信号与GPS本地数字频率合成器产成的同相和正交信号进行混频,然后经过低通滤波器滤除高频分量,再通过基于CORDIC算法的反正切电路计算出频率偏差。最后用频率偏差去修正本地数字频率合成器的输出频率,以达到消除多普勒频移,跟踪载波频率相位的目的。文中详细介绍了各个模块的设计思路以及实现,并进行了仿真。仿真结果表明,该设计具有良好的实时性和精确度。     

基于DTMB标准多载波模式的同步系统设计

针对地面数字电视国家标准（DTMB）的多载波模式,设计了一个同步系统。提出一种实现DTMB多载波系统同步的流程。将同步系统划分为捕获和跟踪两种状态。通过判断定时误差提取器输出的互相关序列的相关峰的尖锐程度及位置是否发现改变,实现捕获和跟踪状态之间的切换。针对系统中可能出现的突发频偏,提出了相应的处理方法。仿真表明：在信噪比为20dB、AWGN和多径信道下,当频偏跟踪环路锁定后,残余频偏约为1Hz并且在AWGN信道下的帧体数据的星座图相比同步前有明显的改善;当突发状况导致系统不再同步时,系统能够自动恢复到同步状态。仿真结果验证了本设计方案的可行性。     

斜线PWM及其派生电流跟踪方法

对用于电压型脉宽调制（pulsewidthmodulation,PWM）变换器的滞环法进行分析。首先提出抛物线PWM电流跟踪方法,该方法将抛物线状的电流环与纹波电流（误差电流）比较产生开关频率基本恒定的PWM信号,并进而提出开关频率更稳定的改进抛物线法,最后提出斜线法,该方法将纹波电流斜率与斜线状的电流环比较,产生开关频率基本恒定的PWM信号,且能在一个开关周期内使变换器电流精确跟踪电流指令值。以半桥电压型PWM变换器为例,仿真验证了上述方法的有效性。     

利用部分相关法扩展多普勒容限的方法

由于发射机和接收机的相对运动,在扩频通信系统中会产生多普勒频移,影响伪码和载波的捕获。传统的叉—点积法进行频率估计时,其鉴频范围仅为数据速率的1/4,多普勒容限较小。当多普勒频移超过数据率的1/4时,传统方法估计的频率将发生符号反转,从而输出错误的频率估计。为了提高叉—点积法的鉴频范围,提出了一种利用部分相关法提高多普勒容限的方法,即将相关累加时间变为数据周期的一半,从而将数据解调支路多普勒容限扩大1倍。     

基于载波注入的凸极永磁同步电动机无传感器控制

为了解决凸极永磁同步电机低速和零速时的转子位置估计问题，提出了一种载波注入的无传感器控制方法。在电机定子端注入高频正弦载波电压信号，利用空间凸极跟踪技术，从载波电流中取出位置估计的误差信号，再经过卡尔曼滤波器的处理，得到位置和速度估计信息。载波的恢复即高频信号的解调则通过一个带有外差作用的二阶低通滤波器来实现。仿真结果证实了这种方法的可行性，它适用于凸极永磁同步电机低速和零速时的转子位置和速度估计。     

感应加热电源中频率跟踪控制电路的设计与分析

为使感应加热电源中的逆变器始终工作在功率因数接近或等于1的准谐振或谐振状态,设计出一种适合中频感应加热电源的频率跟踪控制电路。控制电路通过压控振荡器和逻辑电路实现了频率跟踪,经过示波器的测试,电路稳定性得到了提高,捕捉速度明显改善。     

基于载波注入的IPMSM转子初始位置估计

采用载波注入方法估计内埋式永磁同步电机(IPMSM)转子的初始位置,并应用磁饱和效应鉴别转子的磁极极性.同时还讨论了应用旋转矢量、载波励磁和位置观测器来跟踪转子位置.仿真和实验结果证实了位置观测器的良好响应以及该方法的可行性.     

数字倍频原理的频率跟踪技术的误差分析与改进

针对现有基于数字倍频技术的频率跟踪存在的积累误差，提出了一种改进方法，通过在数字倍频环节引入自适应补偿功能，有效地减少了倍频误差，保证了基频偏离工频时有效实现采样窗口与被测周期的同步，同时在频率跟踪技术高精度、快速性要求上得到了明显提高。在现场可编程门阵列（FPGA）上的验证结果表明了改进设计的正确性，该模块也可以作为独立的单元嵌入到其他数据采集系统中。     

基于转子凸极跟踪的永磁同步电机转子位置的自检测方法

提出了一种永磁同步电机转子位置估算的自检测方法。文中讨论了利用旋转矢量载波高频信号注入、外差法及跟踪观测器检测转子位置的原理。同时给出了针对内埋式永磁同步电机的实验系统及实验结果。     

New control approach for a PV-diesel autonomous power system

A new control scheme for the hybrid photovoltaic-diesel single-phase autonomous power system is proposed. The main advantage of this scheme is that the voltage control is accomplished by the interface inverter without need to the automatic voltage regulator of the diesel-driven generator. Unlike three-phase systems, frequency and voltage control in single-phase autonomous power systems imposes additional complexity. This is due to the pulsating nature of the single-phase loads instantaneous power at twice the rated frequency that may degrade the control efficacy. This obstacle is addressed in this paper and a new scheme is presented. The approach includes three control loops for maximum power tracking, voltage control and frequency control. The generator field current is held constant at its nominal value avoiding the saturation in the field circuit. A robust fuzzy logic controller is adopted for the speed control loop of the diesel engine. The dynamic performance of the system is investigated under different operating conditions.     

超声波电源的改进频率跟踪方法

针对传统超声波电源频率跟踪方法计算周期数多、过渡时间长的缺点,提出了一种基于谐振频率自动识别的改进型超声波电源变步长频率跟踪控制方法。该方法通过2次采样,计算得到负载的谐振频率,进而利用变步长控制对换能器谐振状态进行保持。实验证明,基于该控制方法的系统可以提升频率跟踪速度,减少系统过渡时间,改善动态响应特性,能更好地满足超声电源的性能要求。     

结合测量值与预测值的最优权值分配方法

针对目标跟踪中多传感器数据融合的实际问题,将预测值与观测值结合一起用最优权值分配方法定权,提出了多传感器数据融合中结合测量值与预测值的最优权值分配方法。该方法相当于增加了一个传感器,理论上提高了融合的精度。同时,基于相邻测量值的一阶差值建立机动频率函数,实现了对当前统计模型的改进,提高了跟踪效果。实测结果表明,本文建立的机动频率函数方法能显著改善目标跟踪效果,结合测量值与预测值的最优权值分配方法的跟踪精度优于标准的最优权值分配方法。