弹光调制器的频率漂移特性及其傅里叶变换光谱的稳定性研究

弹光调制器作为高Q值的谐振器件,在高压谐振下,其谐振频率将随着自身温度升高漂移,影响了弹光调制干涉仪的稳定性和重建光谱的准确性。在建立弹光调制器振动模型和频率温漂模型的基础上,提出了基于频率跟踪和幅值调节的弹光调制器双闭环自适应驱动控制方法。在该方法中,采用数字锁相技术的频率自扫描方法实现驱动频率对弹光调制器谐振频率的跟踪;基于检测参考激光干涉图的最大光程差的变化调节驱动信号的幅值,以实现重建光谱的稳定控制,同时基于参考激光的最大光程差参数实现重建光谱的定标。在实验中该驱动控制方法应用到弹光调制傅里叶变换光谱仪中,实现了驱动频率对弹光调制器谐振频率的实时跟踪和高压功放电路的幅值调节,使得干涉图的最大光程差稳定在0.236 nm左右,其精密度为3.3%;重建光谱的最大相对误差为2.5%。此实验验证了该方法能有效稳定弹光调制傅里叶变换光谱仪的光谱分辨率。     

傅里叶光谱仪平动式光程扫描控制系统设计

为实现大气痕量气体的临边和天底超光谱探测,利用时间调制型傅里叶变换光谱仪获取光谱信息,其干涉仪控制系统中光程扫描速度稳定度≥99.5%。针对光程扫描行程长,扫描速度稳定性要求高,设计平动式光程扫描的干涉仪控制系统,并给出扫描实现原理图。由于控制系统存在摩擦力、振动等干扰导致扫描速度波动,理论分析其对干涉信号强度和反演光谱的影响。鉴于角镜扫描运动和扰动具有周期性特点,提出插入式重复控制器来抑制周期性干扰,改善动镜运动速度的匀速性。对控制策略进行MATLAB数值仿真和实验验证,实验结果表明:当角镜以10.625 mm/s运动时,插入式重复控制器可逐周期地改善角镜运动稳定度,最终位移误差为±0.000 25 mm,速度误差为±0.000 4 mm/s;满足速度稳定度≥99.5%的要求。     

控制调制信号波形对光谱特性控制性能影响分析

分析控制调制信号波形对光谱特性控制性能的影响,为有效控制相位调制激光脉冲输出光谱特性奠定基础.设计多程相位调制光路图对入射激光脉冲实施相位调制,通过控制多程相位调制过程中调制信号波形的形状、深度与宽度,获取到激光脉冲不同光谱特性输出,对所输出的激光脉冲不同光谱特性展开分析.结果表明,调制信号波形的形状可直接影响到输出光...     

甲烷气体近红外光声光谱及痕量探测技术研究

介绍了一种基于1.653μm分布反馈式(DFB)半导体激光器的共振光声光谱系统.该系统具有结构简单、操作方便、价格低廉等优点.对光声光谱系统的响应特性进行了实验研究.对光声光谱系统进行振幅调制和波长调制两种方法进行了实验对比研究.并用此系统对室外空气中的甲烷(CH<,4>)进行了测量,探测灵敏度可达100 ppbv.     

CMOS开关电源中的节能控制器的设计与实现

传统节能控制器调控CMOS开关电源中,通过脉冲频率调制的方法实现开关电源负载情况进行控制,但是该方法无法解决负载电流的大规模波动问题,抗噪性能较低,节能控制效果较差。因此,设计并实现一种基于脉冲宽度调制的低功耗CMOS式开关电源节能控制器,该控制器融合脉冲宽度调制(PWM)和脉冲跨周期调制(PSM)进行负载控制。若反馈电压取值范围波动不大,则采用脉冲宽度调制,运行时钟下降沿并关停峰值电流,输出控制波形;若波动较大,则采用脉冲跨周期调制,避免控制波形的输出,使得功率开关管处于关断状态,降低功率开关管的损耗。实验结果表明,设计的节能控制器控制CMOS开关电源具有较好的输入电压调整率和负载调整率,最高转换效率可达98%,节能控制效果较好。     

彩色LED屏驱动扫描关键技术研究

介绍了基于PWM的LED亮度控制方法,分析了数字LED屏设计的难点和关键技术,重点讨论了LED屏扫描控制器的设计,提出了一种基于FPGA的实现方法。实验证明,使用该方法设计的LED扫描控制器结构灵活、性能优越,可以满足室内外彩色LED视频显示的要求。     

基于微偏振阵列的干涉型高光谱偏振成像方法

光谱和偏振辐射特性是实现精细目标识别的重要光学参量,融合光谱和偏振信息分量的光谱偏振成像探测技术有效利用两者的互补性,提高在复杂背景环境下的目标识别能力,在环境监测、军事侦察和大气分析等领域具有巨大的发展潜力。围绕目标的光谱和偏振信息探测问题,研究了一种基于微偏振阵列的干涉型高光谱偏振成像技术。在研究Sagnac干涉型高光谱成像技术的基础上,利用微偏振阵列调制原理引入Stokes偏振分量信息探测。通过分析系统的工作原理,设计了系统的干涉成像光路模型,并对光谱信息反演方法以及偏振信息提取方法进行了讨论分析。搭建了实验装置,对实际场景目标进行了光谱偏振成像实验,得到了较好的实验结果。研究表明:该光谱偏振成像技术不仅具有高光通量、高光谱分辨率的优点,而且能够实现偏振信息的同步获取。     

全光纤多程相位调制的光谱控制研究

提出了一种基于全光纤多程相位调制的光谱控制方法,并对其进行了理论模拟和实验研究。理论模拟结果表明,调制次数、调制深度、调制信号形状和宽度以及调制信号和光脉冲的时间同步均会对输出光谱的中心波长、光谱宽度和形状产生影响。在实验上对光谱宽度为0.03nm的注入信号进行多程相位调制,得到了带宽为2.238nm的输出光谱,实验结果与理论模拟结果相符合。并从实验上研究了不同相位调制信号波形与输出光谱的对应关系,验证了通过控制调制信号波形进行光谱特性控制的可行性。     

采用智能功率驱动的电动舵机控制器设计

机载系统高度综合化的发展趋势要求作动机构及其控制器满足体积小、重量轻、高可靠、高动态等需要。文中设计和实现了一种以DSP+CPLD为核心控制架构的高可靠舵机控制器,该控制器采用一种内部集成全桥逆变的智能功率驱动芯片,简化了驱动电路,实现了控制驱动的小型化。通过对主电源两级共模和差模滤波器的参数优化设计,改善了系统电磁兼容特性。实际测试结果表明该舵机控制器达到各项设计性能指标。     

基于PICFXX单片机控制的正弦波逆变电源

介绍了采用PIC单片机来实现SPWM数字化调制控制的逆变电源设计方法,给出了该逆变器的硬件电路工作原理、SPWM波形的产生方法以2EPI控制算法,并通过PIC单片机完成了正弦波逆变控制器电源的设计与实验,结果证明,该电源调节灵活、性能稳定可靠。     

基于冲激谱线检测的调制识别

现代卫星通信系统为满足传输速率和加密等要求,采用了多种复杂或高阶复合调制信号.为实现各类调制信号的检测与识别,信号之间不同类型谱的谱线分布是重要特征之一.在介绍常见通信卫星调制信号在不同类型谱下的冲激谱线特征基础上,提出了一种基于线性调频Z变换的冲激谱线检测方法,消除了离散频谱"栅栏效应"对检测值的影响.通过高次方谱和...     

Cross-Layer Scheduling and Power Control Combined With Adaptive Modulation for Wireless Ad Hoc Networks

Efficient resource management is a major challenge in the operation of wireless systems, especially energy-constrained ad hoc networks. In this paper, we propose a cross-layer optimization framework to jointly design the scheduling and power control in wireless ad hoc networks. We study the system performance by combining scheduling, power control, and adaptive modulation. Specifically, the transmitted power and constellation size are dynamically adapted based on the packet arrival, quality of service (QoS) requirements, power limits, and channel conditions. A key feature of the proposed method is that it facilitates a distributed implementation, which is desirable in wireless ad hoc networks. The performance of our proposed methodology will be investigated in ad hoc networks supporting unicast as well as multicast traffic. Simulation results will show that the proposed scheme achieves significant gains in both the single-hop throughput and power efficiency compared with the existing method, which implements the scheduling through a central controller, and adopts power control with fixed modulation     

基于Offner凸面光栅星载CO2成像光谱仪光学系统设计

星载CO₂成像光谱仪具有图谱合一、高空间分辨率、高时间分辨、非接触和长期监测的优点,已成为监测全球温室气体变化的重要手段之一。为解决大视场因入射狭缝较大,信噪比低,成像质量不佳的问题,文中对Offner成像光谱仪的光学系统初始结构设计提出了一种新方案。该方案基于在30 mm狭缝处发出的子午光线、弧矢光线在中心波长处相切,提高入射光线在整个光谱范围内的利用率。利用光学设计软件,设计在1594~1619 nm波段范围内,F数为2.5,光谱系统分辨率为0.1 nm的成像光谱仪。设计结果表明,点列图均方根（RMS）半径小于5 μm,系统在33 lp/mm处的传递函数优于0.7。此外,该系统采用像元合并（即扩展像元）的方法,进一步提高光谱信号的探测强度,该设计方案能够满足应用于星载CO₂成像光谱仪大视场、高光谱分辨率和高信噪比的遥感探测需求。     

一氧化碳检测与排放回收综合控制系统的设计

为了设计一种CO气体检测与排放回收综合控制系统,采用可调谐半导体激光吸收光谱技术,利用单片机MC9S12DG128B作为核心控制器产生激光调制信号,通过采集经气体吸收后的光功率和2次谐波信号来分析气体浓度,把气体浓度信息上传到工控机进行实时监控。结果表明,CO激光检测气体灵敏度高、选择性强、响应速度快、能连续分析和抗干扰性能好,满足工业现场的要求。     

基于改进Fuzzy-PID控制理论的无人机纵向飞控律设计

针对无人机飞行中存在大量的随机干扰和不确定误差等问题,常规的PID控制器不能满足高精度、高灵活性和强适应性的要求,提出了基于改进Fuzzy-PID控制理论的飞控律设计。该设计使用模糊规则下的切换开关来完成PID控制和Fuzzy控制输出量的加权,使控制具有两者的优点。通过调整模糊隶属度函数参数,可以得到系统的最佳控制方案。仿真结果表明:基于改进Fuzzy-PID控制理论的飞控律明显优于常规控制理论,具有较强的适应性和灵活性,在提高无人机的飞行控制系统性能上具有实际意义。     

基于FPGA的无刷直流电机数字控制方法研究

为了实现简单且高效的无刷直流电机（BLDC）驱动系统,本文提出了一种简单新型的基于FPGA的数字脉冲宽度调制（PWM）控制器的模型和匹配的控制算法,该控制器将梯形磁通分布的BLDC电机看作是一个数字系统,通过低功率和高功率的交替使用进行速度调节,非常便于设计实现。此外,提出的设计只使用直流环节的一个电流传感器,减少了成本和硬件的复杂性。并通过模拟实验对提出的控制方法进行了证实,结果显示提出方法的最大误差保持低于5%。因此,这种控制技术非常适合不需要高精度的应用。     

一种模糊-PI双模控制系统的仿真与设计

为了提高系统的控制性能,综合了模糊控制和PID控制的优点,提出一种基于模糊-PI双模控制器设计方法。典型的二维模糊控制器因缺少积分环节,难以消除稳态误差,控制的精度常常不能满足系统要求;而PI控制器具有良好的消除稳态误差的作用,所以将其与模糊控制器结合构成复合控制器。通过Matlab/Simulink仿真,结果表明,与经典的PID控制方式相比较,该控制方式在快速性、稳态性及准确性方面都有较大提高。     

Flux-based two-degrees-of-freedom algorithm for three-phase electronic converter control

This letter integrates the tracking robustness of two-degrees-of-freedom control and fast dynamic response of flux-based, pulse-width modulation to develop a new current controller for high performance, three-phase electronic converter control. Theoretical analysis shows that the controller can simultaneously achieve good steady-state, transient and harmonic performance, which are challenges not previously met by existing current controllers reported in the literature. Experimental results are presented to verify the performance and practicality of the proposed controller.     

基于循环谱相关的调制信号检测方法

在研究通信信号的循环平稳理论的基础上,利用频域平滑的谱相关估计算法,提出一种新的数字调制信号检测方法,降低了一般循环谱检测方法的复杂度,提高了检测性能。该方法对数字调制信号谱相关特性进行分析,计算谱相关函数f截面的归一化面积,确定合适的判决阈值,通过阈值判决来实现基于通信信号循环特征的调制模式检测。仿真结果表明,在低信噪比条件下,检测成功率高达98%。