基于FPGA的高速伪随机序列发生器设计

随着现代通信系统处理的最大数据速率的不断提高,需要高速的伪随机测试信号发生器。通过对m序列生成原理的研究,提出了一种基于FPGA的高速伪随机序列产生的方法。该方法基于m序列的采样定理和移位相加性,并行产生多组初始相位不同的m序列,最后通过模2加法器获得高速的m序列。从m序列的基本原理出发,给出了实现该高速m序列发生器的硬件设计,并用ModelSim软件对其进行仿真。实验结果表明,使用该方法实现的伪随机序列发生器,结构简单、速度快。     

基于VHDL全状态伪随机序列发生器的设计

针对全状态伪随机序列发生器设计过程中如何选择反馈函数的难题,在对m序列发生器研究的基础上,通过推导设计得到全状态序列信号长度为M=2n的发生器的反馈函数;并给出n=4时全状态伪随机序列发生器VHDL程序在QuartusⅡ软件平台上的仿真结果,以及为验证此全状态伪随机序列发生器反馈函数的通用性而给出n=5和n=6时,全状态序列发生信号仿真结果和序列;并根据伪随机序列的性质,即平衡性、游程特性,分别对它们的仿真结果进行分析。     

基于FPGA的并行PRBS序列的实现

本文从伪随机序列(PRBS——pseudo random sequence)的性能原理入手,介绍了一种以经典的线性反馈移位寄存器(LFSR——linear feedback shift register)电路为基础,采用并行处理方式的高速PRBS发生器,并在通用FPGA芯片上予以实现。该发生器在保证等效性的前提下,有效降低了工程实现的困难,为高速电子系统测试信号提供一种可行的解决方案。     

m序列伪随机动态测试信号建模与压缩检测方法

针对智能电网中动态负荷对电能计量的影响问题,建立了m序列伪随机动态测试信号的参数模型,并分析了该测试信号的统计特性;证明了该动态测试信号的频域稀疏性,采用压缩感知理论建立了伪随机动态测试信号的压缩感知检测系统模型,采用稳态优化方法构建了压缩感知测量矩阵;在此基础上,针对m序列伪随机动态测试信号,提出了电能量值的压缩感知测量方法;仿真分析了长度为255位、511位、1023位单周期和多周期m序列动态测试信号的相对误差,误差均小于10~(-12),可忽略不计,表明所提压缩感知测量方法能够准确测量伪随机动态测试信号的电能量值。     

基于虚拟仪器技术的飞机信息显示仿真系统

本文介绍了把高速数据采集卡、高频任意信号发生器与工控计算机等集成为虚拟仪器系统，用于飞机信息的显示仿真，采用该技术的仿真系统具有优秀的性能。     

基于FPGA的函数信号发生器

本文介绍了基于直接数字频率合成技术的函数信号发生器.利用FPGA的DSP开发工具DSP Builder对函数信号发生器建模.该函数信号发生器能够产生正弦波、锯齿波、方波、三角波等波形,同时用ModelSim和QuartusⅡ进行函数信号发生器功能仿真和时序仿真,仿真结果表明该函数信号发生器频率及相位可灵活调整且分辨率高,能够实现频率及相位的快速切换.     

伪随机计数器的设计原理

传统线性加减计数器的进位结构制约了计数器硬件在高速度下的应用,将通讯系统中的伪随机序列的原理应用在计数中便可达到高速计数的目的.本文通过详细介绍4位伪随机计数器来说明伪随机计数器的原理.进而寻求实现任意位伪随机计数器的公式,即本原多项式.最后介绍了一些经过FPGA仿真的实验数据,数据对比了加减计数器和伪随机计数器在运算速度上的显著差距.     

基于CPLD的模拟弹丸信号发生器的设计

设计一种特定的脉冲序列信号发生器,以模拟自动武器在连发或霰弹射击状态下弹丸过靶产生的脉冲信号,并用此脉冲信号发生器对VXI测速模块进行校准。利用EDA技术设计核心信号发生电路,所设计的信号发生器能够对输出脉冲信号的个数和频率进行控制,并可通过数据选择电路控制输出为规则脉冲信号还是随机脉冲信号,最后利用MAX＋PLUS‖软件对其进行验证,给出了时序仿真图。实际现场试验证明该信号发生器完全满足设计要求,可较好地用于模拟自动武器的各种射击状态。     

方差可调的数字式白噪声发生器的FPGA实现

对伪随机序列统计特性进行了分析，介绍了根据信噪比要求产生出方差可调的数字白噪声信号的依据和方法，并用插值法简化了运算过程，最后还介绍了用FPGA实现该发生器的简单过程和实例。     

基于CPLD和DDS的跳频信号源设计

针对传统通信易受干扰的问题,提出了一种基于CPLD和DDS跳频信号发生器的设计方案。其实现方法为:通过CPLD产生决定频率跳变次序的伪随机序列——m序列,并在CPLD中写入对DDS芯片AD9851的控制模块,将m序列转化为适于AD9851的控制字,实现数据的串并转换,完成CPLD和AD9851接口通信,使得输出载波信号频率不断随机跳变。实验表明:该设计方案具有电路设计简便、成本低、精度高、移植性好的优点,能够符合不同频率跳变速率的需求,可广泛应用于战地通信等领域。     

Using gold sequences to improve the performance of correlation based islanding detection

One of the problems encountered when connecting distributed generators to a distribution system is the possibility of islanded operation. Traditionally this has been prevented through the application of passive under/over voltage and frequency relays which are triggered if the island contains mismatched amounts of active and/or reactive power, respectively. Various active techniques which reduce the power mismatch required for operation of the passive relays have been developed. These active techniques may fail to detect islanding in multiple generator islands if all the generators do not have identical active anti-islanding strategies. An islanding detection technique based on the correlation between disturbances in system voltage and a pseudo-random sequence used to perturb the generator’s output was developed for use in islands where generators may have different anti-islanding strategies. Previous investigations have always used pseudo-random sequences from the maximal length family of sequences. It is demonstrated in this paper that using either a Gold or Kasami sequence instead of a maximal length sequence can improve the performance of the correlation technique.     

基于实测扰动的励磁系统参数辨识可行性研究

利用Matlab/Simulink搭建了待辨识励磁系统及单机仿真系统模型,分别采用M序列伪随机信号、机端电压阶跃信号及系统扰动作激励,利用遗传算法辨识励磁系统参数。首先利用多窗口法对不同激励信号进行频谱分析,论证了基于实测扰动的励磁系统参数的可辨识性;然后基于同样扰动,分别以不同采样频率及记录时间(数据长度)进行参数辨识,研究信号采样频率及记录时间对参数辨识结果的影响。结果表明采样频率及记录时间互相配合可以得到较好的辨识精度。     

基于改进的RMC-分散式小型风电场并网仿真研究

针对分散式小型风力发电场,提出了一种改进的RMC(Reduced matrix converter)结构。其特点为:永磁直驱风力发电机之间进行直流并联,母线电压经过含高频变压器的DC-DC结构进行升压。采用直流并联,减少了风力发电的随机性和波动性,对电网电压、频率的影响较小;而DC-DC升压结构代替换流站,较适用于分散式小型风力场。为有效实现发电机的切、并网,设计了对发电机输出电压瞬时采样,来判断发电机整流器侧是否连接到直流母线的断路器模型。基于Matlab/Simulink仿真平台搭建了一组永磁直驱风力发电机、PWM整流器、断路器及含高频变压器的DC-DC仿真模型,并进行了1或2台发电机在母线已并有2、5或8台发电机的情况下切、并直流母线与升压的仿真分析。结果表明,在理想状态下,该模型可以实现1或2台的风力发电机切、并直流母线与升压,且7台运行时效果较好。     

基于非线性二值化的超混沌伪随机序列生成

为得到随机性和安全性更好的伪随机序列,提出了一种基于非线性二值化的超混沌伪随机序列生成方法。首先,从洛伦兹系统构型出发,构建新的七维超混沌系统,基于耗散性、李指数和相图分析非线性动力学特性;其次,利用该七维超混沌系统产生一个超混沌序列,取出各序列值的小数部分,产生另一新序列;新序列的二值化是将待量化序列点值之前的序列平均值作为动态阈值。仿真实验结果表明,该方法生成的伪随机序列通过了平衡性、相关性、序列检验、初值敏感性以及游程检验等5种随机性检验,从而证明序列具有良好的安全性和随机性。     

应对并补电网下DFIG系统高频谐振的宽频阻抗重塑策略

并联补偿在电力系统中广泛用于无功补偿及提高电网电压供电质量,当基于双馈式感应发电机(DFIG)的风电机组接入并补电网时,若其阻抗与并补电网阻抗不匹配,则风电机组与电网的互联系统会引发高频谐振,恶化系统运行性能。提出一种基于阻抗重塑技术的DFIG系统高频谐振抑制策略,在分析DFIG机侧和网侧阻抗的基础上,在网侧变流器中引入了基于切比雪夫滤波器的阻抗重塑控制器,对DFIG系统高频段阻抗特性进行宽频域范围重塑,从而避免了已有高频谐振控制策略中的谐振检测环节,改善了目前基于谐振频率检测的谐振抑制策略中存在的在并补度改变时谐振抑制性能下降的问题,提高了DFIG系统对并补电网的适应能力。进而,分析了所提出的谐振抑制策略对基频控制的影响,并对所提DFIG系统高频谐振抑制策略进行了仿真验证。     

DDS捷变频信号发生器中的FPGA控制电路设计

选取AD9910作为频率合成模块,利用FPGA生成伪随机频率控制码,通过AD9910并口改变其频率调谐字,控制AD9910输出频率的快速跳变.利用FPGA产生脉宽、重频可控的脉冲调制波形,以脉冲调制波形提供的时钟实现伪随机码生成时序、频率跳变时序、脉冲调制时序的统一,产生在整个频段随机捷变的信号.此种方法时序控制简单,...     

计及有差转子角控制影响的潮流算法

电网频率和发电机转速是发电机转子角的微分量,因此通过控制转子角即可实现有功跟踪和频率控制。文中阐述了实施有差转子角控制后负荷变化时,多个发电机无需调度指令自发调整出力,共同分担负荷变化并维持频率恒定的机理。随后给出了负荷变化引起的调整结束进入稳态后出力变化量和角度变化量的关系,并进一步给出了实施有差转子角控制后可用的潮流算法。分析表明,通过简单修正牛顿—拉夫逊法即可将其用于有差转子角控制的潮流计算,计算结果可以和仿真结果很好地吻合。该算法可以在实施转子角控制后用于静态安全分析或状态估计计算。     

发电机励磁系统参数辨识综述

综述了发电机励磁系统参数辨识的方法及其在国内外的应用和发展,将辨识方法分为时域法、频域法和人工智能法3种。时域法原理简单,计算方便,对激励信号没有特别要求,容易实现,但是该方法没有滤波功能;频域法利用快速傅里叶变换,将时域上的卷积转化为频域上的简单乘积,计算方便,但它需要伪随机信号作为激励信号,对伪随机码的参数选取要视具体情况而定,对低阶系统的参数辨识准确度高;人工智能方法原理简单,对激励信号没有特殊要求,能辨识非线性系统,可以直接得到实际参数,但它也没有滤波功能,而且对系统的先验知识要求较高,这些先验知识制约着用遗传算法辨识系统参数的精度。3种辨识方法没有绝对的最优,可根据不同情况选用不同方法,必要时3种方法可结合使用。     

Emergency generator startup study of a hydro turbine unit for a nuclear generation facility

This paper reports the implementation of synchronous generator, induction machine, hydro turbine, and governor system, and excitation and automatic voltage regulator system models for transient stability study. These models are frequency dependent and are suitable for system transient studies involving drastic frequency changes, including generator startup and emergency load startup. A computer simulation program has been developed using these models for a transient stability study. The developed program is further validated and verified using real system testing data that includes the cases of generator startup and full-load shed in a nuclear power generation plant. Validation results show overall an excellent correlation between the computer simulation and the field-testing data. As a result, the program has been accepted by the plant for system modeling and emergency generator startup simulation studies.     

含储能环节的光伏电站虚拟同步发电机控制策略与分析

针对高渗透率光伏发电接入电网带来的电压/频率稳定问题,虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator, VSG)策略作为一种能使光伏电站主动参与电网调频、调压的控制技术,受到了广泛地关注。以含储能的光伏电站作为研究对象,提出了含储能环节的光伏电站虚拟同步发电机控制策略,推导了光伏虚拟同步发电机的有功-频率控制、无功-电压控制的数学模型,并对其控制器及参数进行了分析。在PSCAD/EMTDC环境中建立光伏虚拟同步发电机仿真模型,对该虚拟同步发电机有功频率、无功电压特性的动态过程进行了模拟,仿真结果验证了文中理论分析的正确性以及所提控制策略的有效性。