Cascode结构微波混沌振荡器的设计

提出了一种应用于宽带混沌信号发生器的Cascode结构微波混沌振荡器。利用微波晶体管BFG520对混沌振荡电路进行了设计和验证,通过在振荡电路与输出端口之间增加射极跟随器实现输出隔离并降低负载牵引的影响。基于晶体管Gummel Poon模型对电路进行了PSpice仿真,结果证明新结构在很宽的参数变化范围内具有混沌特性。数值计算和实验测试结果表明：相比经典Colpitts混沌振荡器,新结构的李亚谱诺夫指数的维度提升了20%,达到2.5;测试频谱的基本频率提升了33%,达到1.41 GHz。     

一个超混沌系统的设计与电路实现

为了提高超混沌系统的随机性以产生复杂的超混沌信号用于混沌保密通信,通过在一个统一混沌系统中引入一个状态反馈控制器设计一个超混沌系统.利用理论和数值仿真的方法对系统的基本特性,如平衡点及在平衡点的特征值、分形维数、分岔图、Lyapunov指数等进行分析.为验证该系统,利用系统方法设计一个模拟超混沌电路.该设计方法重新标度时间和坐标变量,将状态方程变换为一个无量纲的标准方程,获得了一个确定电路参数的严格公式.实验中观察到了超混沌、混沌、拟周期、周期等动力行为,实验结果与数值仿真结果完全相符.     

Chen''''s混沌动力系统的控制

为了研究Chen’s混沌动力系统的混沌控制问题，通过双线性反馈方法将混沌控制在不稳定的平衡点，给出了非反馈周期信号控制混沌系统在不稳定周期轨道上（UPO）的方法。应用Lyapunov定理和Routh-Hurwitz判据分析了被控系统的稳定条件，数字仿真结果证明了控制方法的正确性、有效性。给出了控制Chen’s混沌动力系统到每一个平衡点的具体方法和稳定条件，得出了运用周期信号控制Chen’s混沌动力系统到高周期轨道的判定方法，解决了Chen’s混沌动力系统的控制问题。     

基于图像识别理论的混沌特性判别方法

利用混沌振子可以检测微弱的周期信号，并且具有很多优点。该文针对Duffing混沌振子在信号检测领域中的应用，提出了基于图像识别理论的混沌特性判别方法。该方法具有直观、算法简单及计算量小的优点。文中阐述了所提方法的原理，并给出了相应的判别程序流程图及仿真实验结果。仿真结果表明，利用该方法可以准确快速地判断混沌特性，并能很好地满足Duffing混沌振子信号检测的需要。将该文提出的判别方法用于处理小电流单相接地故障保护的现场试验数据，获得了好的效果。     

基于Lorenz三维混沌序列的彩色图像加密算法

讨论了一种基于Lorenz混沌动力系统的三维彩色图像加密的算法。该算法首先对Lorenz系统输出的实值混沌序列进行预处理,然后根据序列随机修改图像中每一个像素点的RGB值,并对修改后的图像进行像素置乱。仿真与讨论结果表明,该算法密钥空间大,混沌信号的产生极其敏感地依赖于密钥,具有较好的加密效果和加密效率,并对统计分析具有较好的安全性。     

具有传输通道时间延迟的一类混沌系统脉冲控制同步

针对一类混沌系统同步控制问题,利用脉冲微分方程的稳定理论,研究了传榆信号具有时间延迟的混沌系统脉冲同步问题,给出了两个混沌系统实现全局渐进同步的判据方法。该方法仅采用具有时间延迟的驱动系统与响应系统输出偏差的线性反馈作为脉冲控制信号,驱动两个混沌系统达到全局渐进同步,且适用于绝大多数混沌系统的同步控制。所设计的控制器结构简单,收敛速度快,易于实现。Roessler混沌系统的仿真实验进一步验证了该方法的有效性和可行性。     

室内太阳能无线供电系统

研制了一种太阳能无线传输供电装置,利用太阳能板收集太阳能,用无线传能装置将能量传输到室内作为照明、电器电源。该装置对于太阳能的利用方式进行了创新,结合以电磁耦合原理为基础的无线传能理论,并设计了反激式振荡电路产生供电电压,同时对功率放大、振荡电路参数进行了计算和测试,从而提高能量传输效率。另外,对无线传能的辐射安全问题进行了相应的改进设计。该装置操作方便、成本低,同时具有人性化考虑,具有很好的应用和推广价值。     

基于混沌控制的周期窄带干扰抑制方法研究

将混沌控制理论用于局部放电在线检测的混沌算法用谱分析获取窄带干扰的周期 ,设置适当的周期参数扰动来控制Duffing Homes混沌振子系统 ,实现对检测信号中窄带干扰的精确估计和抑制。实验表明 ,特定的混沌系统可准确快速地识别并抑制窄带周期信号 ,而对局部放电脉冲信号无任何影响     

四维超混沌系统及其在信号加密中的应用

为获得复杂的混沌信号源,构建四维超混沌系统,同时提出一种基于该系统的信号加密算法.构建系统模型,得到该系统的Lyapunov指数,给出了系统的相轨迹图,实现电路及该实现电路的相轨迹图;依据混沌隐藏技术,将该四维超混沌系统作为混沌加密通信的信号源,把待加密的信号与混沌信号相叠加,再把迭代次数与混沌信号的算术运算相结合作为密码设置,以实现信号加密.仿真结果表明,实现电路的相轨迹图与系统的相轨迹图完全一致,证实所构建的电路系统为超混沌系统,且该系统可以作为混沌加密通信的信号源实现对信号进行加密,为信息加密提供了一种新方法.     

基于非线性反馈方法的连续时间稳定线性系统的混沌反控制

提出了连续时间线性稳定系统跟踪任意混沌系统实现混沌化的一般方法，该控制器通过非线性反馈取得，其中的反馈增益矩阵的求取与所跟踪的混沌系统无关，只与原连续时间线性稳定系统的状态矩阵有关。通过跟踪Rossler混沌系统和Lorenz混沌系统说明了该方法的设计过程。仿真结果表明了该方法的有效性和快速性。     

基于最优负载匹配WPT系统的最大效率跟踪

磁耦合谐振式无线电能传输MCR-WPT(magnetically-coupled resonant wireless power transfer)因其具有在中长距离传输较大电能的优势,获得较高的潜在应用价值。针对一类具有串-串结构等效电路的MCR-WPT系统,首先分析其传输效率,得出发射和接收回路同时处于相同频率的谐振状态仅仅是系统取得最大效率的必要条件;进一步分析并证明在线圈互感一定的情况下,存在一个最优负载使系统的效率达到谐振状态下可能达到的最大值;然后引入DC-DC阻抗变换电路使系统在任意实际负载下都可获得等效的最优负载,提出并设计带锁相环谐振频率跟踪的基于最优阻抗匹配的最大效率跟踪方案;最后通过仿真和实验验证了方案的有效性和可行性。     

双频段磁耦合谐振式无线电能传输系统特性分析及实验验证

双频段无线电能传输系统可以提供两个不同频率的传输通道以实现电能和信号的同步传输。根据单一谐振频率的电能传输线圈的阻抗特性提出了双频段无线电能传输线圈的设计思路,并设计了双频段磁耦合谐振式无线电能传输系统,系统接收端采用陷波电路分离信号和电能。构建部分元等效电路对线圈阻抗特性、系统电能传输能力和传输效率进行计算,由此得出系统可同步传输信号并且不影响其电能传输效率。最后,设计了和理论计算系统参数一致的实验装置进行实验验证,结果与理论分析具有较好的一致性,验证了设计方法的有效性。     

Active integrated antennas

Even with microwave techniques, however, signal losses in materials and decreased gain and power from solid-state devices become significant obstacles to creating low-cost, high-frequency wireless systems. Perhaps the most dramatic effect occurs when a circuit component becomes a significant fraction of a wavelength. At this point it may begin to function well as an antenna. For microwave and mm-wave signals, this can occur with circuits that are only centimetres in size. With conventional circuit techniques, this radiation may cause drastic signal losses, spurious coupling between circuit elements, and radio interference with other. However, with new techniques, it is possible to create circuits that use these effects to advantage. Known as active integrated antennas, these circuits have sparked interest as possible solutions to problems in designing the next-generation wireless systems. Active integrated antennas are a combination of solid-state devices and circuits with printed antenna structures. They comprise integrated radio-system elements that are fabricated using inexpensive printed-circuit techniques     

基于无线能量传输的充电平台设计及其性能分析

无线能量传输作为一种新型的电力传输技术,为数量飞速增长的电子产品提供了便捷的充电方式,然而大功率驱动电路、充电距离和效率一直是制约无线充电技术实际应用因素.针对这些问题,基于磁耦合无线能量传输理论,对无线充电的等效电路进行了理论分析,探讨了影响充电效率的主要因素.以STM32单片机作为控制核心,通过设计大功率H桥式驱动电路、整流电路等,研制并搭建了无线能量传输充电实验平台,并对系统工作频率、无线充电距离以及有无中继线圈对系统性能的影响进行了实验和分析.结果表明所设计的无线能量传输充电平台具有相对完整的功能,且在24 V驱动电压、2 cm充电距离的情况下,负载接收功率达到了2.5W.     

一种采用单电源的心电信号遥测系统的设计

提出了一种采用单电源的心电信号遥测系统的设计方法.系统采用AD627、AD8603、LTC1860L、IA4420等在单电源供电方式下能较好工作的集成芯片分别完成模拟信号采集放大、A/D转换、数据无线发送等功能,简化了硬件电路,为远程遥测心电信号的采集系统提供了1个微型化设计解决方案.电路的仿真分析及实验证明了系统能够较好地完成对心电信号的采集.     

磁耦合谐振三线圈无线电能传输的交叉耦合效应及电抗补偿

在具有中继线圈的磁谐振耦合无线电能传输系统中,非相邻线圈的交叉耦合有可能对系统的工作状态产生扰动,这通常导致系统传输功率和效率的降低。针对单中继线圈的无线电能传输系统,从其等效电路归一化模型入手,详细分析发射线圈和接收线圈之间的交叉耦合对各回路电流和系统传输功率、效率的影响。给出了交叉耦合效应是否可忽略的判定条件,并提出了一种简便的在各回路中通过附加串联电抗以补偿三线圈(发射—中继—接收)无线电能传输系统交叉耦合效应的方法,通过数值仿真计算和实验证明了该方法的可行性。     

新型PWM波故障保护与诊断电路设计

作为电机驱动系统中的控制指令载体,PWM波的信号完整性影响整个系统的可靠性和任务完成能力,但是国内外的相关研究报道却很少。为了提高PWM波在传输过程中的信号完整性,设计了一种新型PWM波的故障保护与诊断电路。其通过将DSP输出的PWM波与经过驱动芯片处理后的信号进行一系列逻辑操作,并利用硬件电路设定判定阈值,若两波形不符合度大于设定阈值则禁止PWM波的输出。试验证明,当PWM波在传输过程中发生突变或较大延迟时,该电路能够及时诊断出故障,并将故障部分进行隔离,起到了保护功率器件的作用,提高了电机驱动系统的可靠性。     

自激推挽式无线电能传输系统研究

基于对推挽式自激振荡电路原理的详细分析,通过研究发射线圈电压电流的特性,建立了系统的电路等效模型,并采用理论计算和仿真分析验证了系统的性能。同时将自激推挽式无线电能传输系统应用于传感器节点的锂电池变距离无线充电中。最后搭建两线圈系统验证了自激推挽式无线电能传输系统具有频率自适应的能力;在一定范围内变耦合系数时能够输出稳定的功率并保持稳定的效率。当线圈间轴向距离在1-4cm变化时,自激推挽式无线充电系统可为锂电池提供500mA的稳定充电电流。     

基于ZigBee的无线压力采集系统设计

针对油田中压力变送器对钻井泵、抽油机的液压参数靠有线传输方式,以及人工定期巡检的效率低和实时性差等缺点,从现场实际需要设计了一种采用ZigBee通信技术的无线压力采集系统。其硬件电路主要由供电电源管理模块电路、USB转串口电路、MSP430微处理及AD转换电路、PT2407齐平膜压力变送器接口电路、ZigBee通信模块电路组成。本系统的设计理念采用星状网络拓扑结构,提高了系统的抗干扰能力。经过实验室和油田现场测试表明：本无线压力采集系统的压力测量值相对误差0.01%～0.5%,有效传输距离达100米,克服了传统物理布线的不足,无线方式可以准确地进行数据采集和传输,该套无线压力采集系统,具有功耗低、易组网、无线化的优点,极大地提高了生产效率。     

基于FFT解调的ECPT系统全双工通信技术研究

电场耦合无线电能传输(ECPT)技术以其耦合机构轻便、系统电磁辐射小以及周边金属涡流效应小等优点,成为无线电能传输领域的研究热点。在ECPT技术的应用过程中,有时不仅需要实现原副边的无线电能传输,还需要实现电能原副边的全双工无线信号传输。目前无线电能与信号并行传输系统中信号解调环节均采用模拟电路实现滤波与解调,该方法电路设计复杂、通用性能差、抗干扰能力不足。针对上述问题,本文提出一种基于FFT运算的频域解调方法。该方法将叠加于系统中的双向信号载波以及低频电能串扰信号映射至频域中,依靠其频域的分离特性,解决了低频电能串扰对信号解调的干扰问题,同时实现双向信号的实时解调。最后通过仿真与实验验证了该方法的正确性与有效性。