仪控系统PCB设计中IBIS模型的研究与应用

随着高速电路快速发展,板级信号完整性问题越来越突出。针对高速数字电路反射与串扰问题,本文分析产生问题原因,并提出相应改善措施。最后,借助Cadence工具及IBIS模型对核电数字化保护系统控制卡关键通信网络进行仿真分析,验证方法的合理性。结果表明：合理的并联端接匹配能有效解决反射问题,恰当的地线隔离和线间距调整能有效降低串扰影响,对指导PCB设计具有积极的现实意义。     

高频信号动态测试中的信号完整性分析

结合高频信号测试仪使用环境的特点及要求,分析了影响高速数据采集电路信号完整性的主要因素,针对高频信号的反射和串扰,分别从多层PCB板的层叠设计,差分信号传输线蛇形布线,添加阻抗匹配网络几方面进行了信号完整性设计。建立差分信号传输线拓扑网络的模型并通过仿真确定了阻抗匹配网络的结构和参数,减小了由于传输线阻抗失配引起的信号反射与串扰;对电源完整性进行分析,通过内电层分割和滤波电容网络减小了电路中的地弹现象,从而降低了测试仪的系统噪声。最后通过模拟环境下的实验验证了高速数据采集电路的信号完整性分析,实验结果表明通过信号完整性设计提高了测试仪的抗干扰能力,所采集的数据可靠有效。     

信号完整性的仿真分析

介绍引起信号完整性问题的主要因素,利用HyperLynx进行信号仿真的步骤,给出了MPC860的CLK_OUT信号仿真的对比结果,并以该信号作为分析对象,详细分析了为判断信号质量的优劣,对仿真波形进行定量分析时,建立的仿真分析约束条件.     

小波神经网络在基桩缺陷诊断分析中的应用

将小波分析作为神经网络的前置处理手段，从基桩动测信号小波变换的分量中提取特征，然后将这些特征输入人工神经网络进行训练和分类，进而实现基桩缺陷位置和程度的诊断。仿真试验的结果表明，该方法对桩身完整性的评价是快速有效的，特别是对于多个缺陷的判别较其他方法具有优越性，在此基础上进行了模型桩的现场试验研究。     

多层PCB板载系统设计中信号完整性的研究

在系统介绍了与PCB设计相关的理论和实践知识的基础上,分析了各种信号完整性问题产生的原因,并提出了多层PCB设计中信号完整性的系统模型与信号完整性设计方法。     

信号反射研究及解决方案

现代高速电路设计中信号完整性问题常常造成严重的电路故障,导致系统不能发挥正常功能。研究了信号反射形成的机理,分析了改善反射的解决措施,在某一系统设计初期采用了Altium Designer信号完整性分析工具进行了初步仿真,系统DM网络处信号发生畸变,影响系统正常工作,根据分析采用了不同的端接方法改善信号传输,最终表明串阻端接能有效解决信号畸变问题,使系统恢复正常工作。     

电连接器信号完整性分析方法研究

为了提高电连接器在承载信号传递及高速互连方面的质量及可靠性,以高速背板连接器作为研究对象,建立了该电连接器的结构模型,通过仿真分析了影响其信号完整性的重要参数,进行结构优化后实现了参数的调整,使得时域反射阻抗提高了22Ω,回波损耗降低了6.54 d B,说明了经优化后的参数能够满足性能指标要求。再结合参数测试分析,对仿真结果和测试结果进行了比较,结果表明:仅回波损耗的测试结果存在一定偏差,其余参数的仿真结果与测试结果相吻合,同时也验证了信号完整性分析方法合理有效。所得结论可是电连接器设计、测试以及可靠性评估的参考依据。     

基于Cadence异步时序电路分析与仿真

探讨了在信号完整性分析中的异步时序电路的时序图及时序关系式,并结合具体的设计实例,计算出满足关系式的时序区间,最后在Cadence下进行了信号完整性仿真,验证了设计的时序匹配性．为高速PCB异步时序电路设计提供了一种分析与设计方法。     

利用眼图解决USB在布线中的信号完整性问题

随着处理器运算能力的提升,总线数据传输速率成为了瓶颈,如何更快地增加总线数据传输率成为工程师热点研究问题之一。本文是以通用串行总线USB2.0为对象,阐述了高速互连中影响信号完整性的传输线理论,提出了USB信号的眼图模板,借助于Mentor信号完整性工具Hyperlynx进行仿真分析,结果表明差分传输线的特性阻抗给高速设计带来影响,为高速电路设计提供布局布线的理论依据。     

一种高速背板连接器的设计

对一种高速率数据传输连接器进行了理论设计与仿真分析。对连接器的接触件、屏蔽结构等细节进行设计,从时域、频域对该设计进行了电磁仿真分析与优化,信号完整性仿真结果表明:连接器的高速性能满足56Gb/s的高速数据传输要求。     

采用快速贝叶斯匹配追踪的单视图X射线发光断层成像

为了缓解单视图X射线发光断层成像中出现的不适定性问题,提出了一种结合区域迭代收缩策略的快速贝叶斯匹配追踪方法。该方法将贝叶斯模型和贪婪算法相结合,可以从较少的观测值中高效快速地恢复稀疏信号。为了进一步提高重建精度,将快速贝叶斯追踪与区域迭代收缩策略结合,简化了自适应有限元方法在网格划分和系统矩阵构建方面的复杂性,在缩减因子迭代缩小可行区域的同时,缓解了X射线发光断层成像逆向题求解中的病态性。为评估该方法的有效性,设计了仿真实验与真实物理仿体实验。仿真结果表明,本文方法在加快重建速度的同时,显著提高了纳米发光目标的定位精度和发光产额的定量结果,它们分别为0.73mm和0.79μg。真实物理仿体实验进一步验证了该方法在实际单视图X射线发光断层成像中的可行性。     

APS星敏感器探测灵敏度研究

从噪声中信号的检测理论着手,推导了恒星信号在有源像元传感器(APS)像面的响应电子数的表示方法,介绍了APS的主要噪声及噪声模型计算,得出了ASP星敏感器的信噪比,并用信噪比阈值推导出APS星敏感器的探测灵敏度模型.通过对典型APS IBIS5的实例计算,得出在常规光学系统设计参数下,当信噪比阈值为8.1,探测概率为99.9%时,探测灵敏度可达到6.5星等.     

汽车起重机回转系统联合仿真试验研究

汽车起重机回转系统是一个集机械、电气、液压于一体的复杂机电系统,常规分析方法很难得到接近实际的仿真结果。文中利用AMESim和LMS Virtual.Lab Motion进行联合仿真分析,通过对比仿真与试验结果,确认了仿真模型的准确性。利用该仿真模型可快速高效地分析汽车起重机回转系统的系统特性、影响因素、极端工况等,进一步优化回转系统性能。     

Composite adaptive control of belt polishing force for aero-engine blade

The existing methods for blade polishing mainly focus on robot polishing and manual grinding.Due to the difficulty in high-precision control of the polishing force,the blade surface precision is very low in robot polishing,in particular,quality of the inlet and exhaust edges can not satisfy the processing requirements.Manual grinding has low efficiency,high labor intensity and unstable processing quality,moreover,the polished surface is vulnerable to burn,and the surface precision and integrity are difficult to ensure.In order to further improve the profile accuracy and surface quality,a pneumatic flexible polishing force-exerting mechanism is designed and a dual-mode switching composite adaptive control(DSCAC) strategy is proposed,which combines Bang-Bang control and model reference adaptive control based on fuzzy neural network(MRACFNN) together.By the mode decision-making mechanism,Bang-Bang control is used to track the control command signal quickly when the actual polishing force is far away from the target value,and MRACFNN is utilized in smaller error ranges to improve the system robustness and control precision.Based on the mathematical model of the force-exerting mechanism,simulation analysis is implemented on DSCAC.Simulation results show that the output polishing force can better track the given signal.Finally,the blade polishing experiments are carried out on the designed polishing equipment.Experimental results show that DSCAC can effectively mitigate the influence of gas compressibility,valve dead-time effect,valve nonlinear flow,cylinder friction,measurement noise and other interference on the control precision of polishing force,which has high control precision,strong robustness,strong anti-interference ability and other advantages compared with MRACFNN.The proposed research achieves high-precision control of the polishing force,effectively improves the blade machining precision and surface consistency,and significantly reduces the surface roughness.     

齿轮传动误差信号处理新架构

为了实现齿轮传动误差的高精度测量,提出了齿轮传动误差信号处理的新架构。详细阐述了齿轮传动误差测量模型,分析了一般计数方法存在计算误差,进而提出采用高频时钟脉冲细分计数方法,提高了测量分辨率。完成了传动误差信号处理的仿真分析,最后在齿轮传动误差测量仪上进行了实验。实验结果表明该架构能够完成传动误差测量、提高了测量分辨率和测量精度。     

面向对象的直流伺服电机仿真分析

为更精确有效地对直流电机进行性能仿真和伺服控制,通过应用基于Modelica语言的多领域系统仿真建模平台SimulationX,对直流有刷电机的驱动系统进行了建模分析,完成了机械一电子系统的联合建模,同时采用了PID控制器对电机输出转角进行伺服控制,实现了位置信号控制。最后,应用OptiY模型优化软件对直流电机模型的PID控制参数进行优化,提高了电机的伺服控制精度。仿真结果表明,面向对象的直流电机模型提高了建模效率,并能快捷实现控制参数的优化。     

GNSS载波环中环路增益的自适应调节研究

传统的GNSS(global navigation satellite system)软件接收机中,载波环路的环路增益是固定的,无法兼顾信号变化时的快速锁定和信号跟踪时的稳定输出2种不同需求。提出了一种基于自适应增益控制方法的载波环路设计方案,建立了一套环路增益控制模型,并给出了相应的数学定义。通过仿真分析,该方案能够有效地提升载波环路的暂态响应特性。最后通过软件接收机平台的实际验证,证明该方法能够在信号频率误差较大时实现快速锁定,当信号跟踪上后又能够提高输出信号的稳定性,从而在接收机的动态性能和噪声性能之间实现了较好的平衡。     

变转速下滚动轴承阶比峭度图法故障特征提取

结合传统阶比分析和峭度图算法的优势,利用计算阶比跟踪方法将时域非平稳信号转换为角域平稳信号,并利用峭度指标准确表征滚动轴承振动信号中的故障瞬态冲击大小,提出了阶比峭度图算法。仿真故障信号及实测滚动轴承外圈故障信号分析结果表明,阶比峭度图算法能够有效识别阶比域内的最优包络解调频带参数,显著提高了变转速工况下滚动轴承故障特征提取的准确性。     

基于区间分析理论的摩擦补偿研究

本文采用新型Stribeck模型和区间辨识方法对伺服系统中的摩擦补偿进行了研究。首先,针对Stribeck摩擦模型存在非线性、控制计算量大和不利于控制器设计等缺点,本文对其进行了线性化,并提出一种线性化的Stribeck模型;然后介绍了区间理论的参数辨识方法,并对方法的有效性进行了仿真验证研究;利用所提出的新模型进行了摩擦实验,结果显示该模型可以辨识出摩擦参数,接着设计了前馈摩擦补偿控制器。最后,分别采用阶跃和正弦输入信号进行实验,结果显示采用所设计摩擦补偿器补偿后,两种信号的稳态精度分别提高了26.8%和83.63%,验证了新模型和方法的有效性。本文提出的新型Stribeck模型易于工程应用,所用区间分析理论适用于参数辨识。