基于进化硬件的自适应形态滤波器设计

针对电力信号监测中可能遇到的各种干扰,提出了一种基于进化硬件的自适应电力系统形态滤波器的设计方法。不仅滤波算法可自适应调节,而且结构元素形状和尺寸也可自动调整。以遗传算法作为优化工具,在Xilinx XCV2000-E 现场可编程门阵列上对滤波器结构和参数进行在线优化。对典型噪声的在线滤波结果表明,该滤波器能够根据噪声的不同自适应调整结构和参数,因而鲁棒性好,适用范围广,滤波性能比均值滤波器和中值滤波器更好,且该滤波器是采用硬件实时实现的,便于在嵌入式系统中应用。     

风力发电的数模混合模拟平台研究与实现

为了提高风力发电研究的灵活性和经济性,对风力发电模拟甲台进行了研究、设计和实现.分别对风速、风机和传动系统进行了建模.得出相应的数学模型.并用上位机软件进行模拟.通过对伺服屯机的控制和并网装置的设计.搭建了风力发电模拟平台.针对风力发电机组输出功率不稳定,容易造成无功补偿不足或过补偿等问题,提出并制定了补偿电容自动分组投切策略,使风力发电机组在不同风速下运行时,功率因数始终接近1.利用风力机模拟软件Bladed进行了仿真.实验结果证明该模拟平台可以准确地模拟实际风力发电机组的工况.     

基于MEMS器件的飞行器导航控制系统研究与设计

微机电器件（MEMS）技术的发展为飞行器导航控制系统的设计提供了新的实现方法。基于新型微机电测量元件和大规模可编程逻辑阵列技术,设计了一种飞行器导航控制系统。详细介绍了系统硬件和接口设计,并实现了一种微机电陀螺仪的误差补偿算法,有效的修正了陀螺仪的零漂特性,提高_『系统测量精度。     

嵌入式谐波检测系统数据采集与实时处理的协调优化方案

提出了以数字信号处理器(digital signal processor，DSP)为内核的嵌入式系统硬件平台和以CCS(code composer studio)为编译环境的软件运行平台，分析了数据高速采集硬件构成、数字滤波程序、谐波检测分析方法、慢速设备与高速设备的连接等影响数据实时处理能力的因素，提出了用DSP实现的嵌入式谐波检测系统数据高速采集和实时处理的协调优化方案。工程实际测量结果验证了该方案的可行性和可靠性。     

数字多道中双指数脉冲梯形成形算法的实现与测试

数字化谱仪的实际应用中探测器输出的脉冲信号可以近似看作双指数脉冲,由于探测器存在电荷收集时间等原因造成采集的脉冲幅度存在弹道亏损,不利于后续准确提取幅度,影响了探测系统的能量分辨率.在MATLAB中对理想双指数脉冲信号的梯形成形进行了仿真并在Simulink平台上建立模型使用理想双指数脉冲序列测试可行性;使用HDLCoder将Simulink逻辑模型转换成VerilogHDL代码并在ModelSim上进行测试.搭建硬件平台测试代码并将硬件平台应用到实测数据的处理中,通过串口分别发送单峰多峰脉冲测试,使用嵌入式逻辑分析仪捕捉成形数据同时通过串口输出成形后的数据观察,结果显示双指数脉冲信号梯形成形算法在FPGA中得到了较好的实现,恢复误差在0.2％以内.实现的硬件平台对存在弹道亏损的脉冲有较好的成形效果并具有一定的噪声滤除能力,可以作为数字多道脉冲幅度分析器设计开发的参考.     

综合信息传输平台自动化检测系统的设计

在船载系统中,综合信息传输平台设备故障对用户的影响最大,必须尽快的给予定位和排除.综合信息传输平台自动化检测系统设计为全天候工作,实时监测平台业务端口,同时检测传输时延、误码等业务传输性能,在平台业务传输性能降低时,及时将故障发生位置、故障描述和应急预案等信息存人数据库并及时报警.根据需要,可以自动生成测试报告,实现了...     

A reconfigurable real-time neuromorphic hardware for spiking winner-take-all network

The central nervous system receives a vast amount of sensory inputs, and it should be able to discriminate and recognize different kinds of multisensory information. Winner-take-all (WTA) consists of a simple recurrent neural network carrying out discrimination of input signals through competition. This paper presents a real-time scalable digital hardware implementation of the spiking WTA network. The need for concurrent computing, real-time performance, proper accuracy, and the reconfigurable device has led to the field-programmable gate array (FPGA) as the target hardware platform. A set of techniques is employed to lessen memory and resource usage. The proposed architecture consists of multiprocessing elements, which share hardware resources between a specific number of neurons. We introduce a novel connectivity array for neurons (dedicated to the WTA network) to cut down memory usage. Also, a multiplier-less method in the neuron model and a novel tree adder in the synapse processing unit are designed to improve computational efficiency. The proposed network simulates 4,500 neurons in real time on a Xilinx Artix-7 FPGA, while a scalable architecture facilitates the implementation of up to 20,000 neurons on this device. The pipeline structure can guarantee real-time performance for large-scale networks. Based on simulation and physical synthesis results, the presented network mimics biological WTA dynamics and consumes efficient hardware resources.     

基于PCI总线的行波数据采集系统

在行波故障测距中,传统的数据采集系统无法满足采集高速变化的暂态电压、电流行波的要求,难以实现故障的精确定位。笔者研制了一种基于PCI总线的高速数据采集系统,介绍了系统原理和硬件电路。以现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)作为中央处理器,通过高速A／D转换、同步动态随机存储器(Synchronous Dynamic Random Access Memory,SDRAM)和先进先出(First In First Out,FIFO)高速缓冲存储及PCI总线传输实现高速数据采集。该系统可实现高达100MHz的采样频率,能有效解决输电线路暂态行波的采集问题,在故障定位及微机保护中均能得到广泛应用。     

Two-dimensional variation of bursting properties in a silicon-neuron half-center oscillator.

We are developing hardware models of central pattern generators (CPGs) to enhance neural prostheses, create biologically based controllers for autonomous machines, and to better understand how biology creates stable and robust movements. Previously, we designed and implemented an analog integrated circuit model of a neuron with Hodgkin-Huxley like dynamics, the silicon neuron. In this work, we use silicon neurons to implement a half-center oscillator and show that the underlying dynamics of this CPG produce bursting behaviors that are well matched to the biological counterpart on which our model is based. In addition, we demonstrate the robustness of the bursting behavior by systematically varying two parameters in each silicon neuron and mapping the corresponding effects on the bursting.     

可通信电器测试装置研究

以典型电器--接触器的测试为对象,简要介绍了可通信的网络化测试装置硬件组成,详细阐述了其通信方式并给出了流程图,具体说明了基于ADAM4579的WinSock编程模式,最后以实验室虚拟仪器工作平台(LabVIEW)作为上位机的软件平台,实现远端客户机通过IE监控现场的测试与测试数据的网络共享.     

实时操作系统QNX在电能质量网络监测系统中应用

简述了电能质量监测的意义及发展概况,分析了实时操作系统QNX的特点,详细介绍了实时操作系统QNX在一种电能质量网络监测系统的应用方案。该方案将数据采集和数据处理功能进行了分离,硬件部分主要实现数据采集功能,功能专一,实时性好;而数据处理主要用软件实现,易于功能扩展和数据统计。给出了基于QNX实时操作系统的网络监测系统的组成结构,其数据采集电路中,AD芯片采用ADS7864,单片机采用网络单片机DS80C400,网络接口芯片采用RTL8201,另外,还利用一块现场可编程门阵列(FPGA)芯片XC2S200对AD采样进行控制。分析了数据采集处理系统中网络连接的建立以及人机交互界面软件开发过程中的关键技术,最后给出了试验结果。     

基于免疫遗传算法的逆变器控制策略及其DSP实现

采用一种基于免疫遗传算法IGA(ImmuneGeneticAlgorithm)的逆变器控制策略对逆变器进行控制,在保留普通遗传算法(GA)优良特性的同时,针对控制对象的具体特点,建立了相关的数学模型,使用疫苗、浓度函数和抗体选择函数对进化过程进行优化,提高了算法收敛速度和局部收敛能力。设计和搭建了基于数字信号处理器(DSP)的实验平台,使用C语言编写实验程序,实现了控制策略。对实验平台的硬件结构作了详细说明,针对绝缘栅双极晶体管(IGBT)驱动模块EXB841的缺点设计了改进措施;介绍了软件设计流程。将采用IGA的逆变器输出波形与采用常规控制策略的逆变器输出波形进行了比较,理论分析和实验结果证明了该算法的可行性与有效性。     

新一代继电保护及故障信息管理主站的设计与实现

分析了当前继电保护及故障信息管理(以下简称保信)主站系统存在的问题,提出了新一代保信主站的设计原则,着重阐述了新一代保信主站的软件结构设计、硬件结构设计、数据库设计和应用功能设计。新一代保信主站基于统一的应用支撑平台,以IEC 61970标准为基础并进行扩展,实现了对电网一次、二次设备及其关联关系的全景建模,实现了电网故障的智能分析功能。该系统既能作为独立的保信主站系统运行,也可与EMS系统集成在统一的平台上一体化运行,能够满足用户对保信主站系统不同的建设要求。文中所研制的系统已经在多个电网得到成功应用。     

模块化多电平换流器实时仿真建模与硬件在环实验

模块化多电平换流器(MMC)因其独特的优势已在世界范围内取得广泛的应用。MMC实时仿真平台可以对控制系统进行测试,对实际工程具有重要的意义。文中开发了一种基于RT-LAB的高效MMC实时仿真模型,在MATLAB/Simulink中搭建21电平双端系统,在稳态、交直流暂态工况下与详细模型进行对比测试,验证了该MMC实时仿真等效模型的正确性。相比于OPAL-RT公司开发的提速模型,在相同条件下所述模型占用资源更少,能够仿真更大规模MMC系统;采用状态空间节点算法,将换流器的6个桥臂分割成6个子网络求解,可以实现超过601电平MMC双端系统的实时仿真。通过实时仿真平台,连接外部物理控制器进行硬件在环测试,实验结果表明所述模型具有良好适用性。     

APF控制器的动静态性能分析

讨论了基于可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Arrays，FPGA）实现的全数字控制器对并联型有源电力滤波器（Shunt Active Power Filter，SAPF）的动静态性能的影响，着重分析了数字控制器的运算延时和响应时间。最后，给出了控制器对SAPF动静态性能影响的实验结果。实验结果与理论分析一致。     

电力电子系统实时仿真综合平台及设计方法

为解决中小功率电力电子和电力驱动系统的开发测试问题,研制出以dSPACE平台为核心的实时仿真综合平台,其典型实时仿真步长20 μs.实时仿真综合平台整体结构采用模块化设计,与Matlab/Simulink实现无缝连接.采用输入-输出描述法建立实时仿真模型库;通过冗余量设计、封锁PWM输出脉冲等多种措施确保硬件电路的稳定...     

机场助航灯光监控系统设计

本文介绍了监控系统的总体设计、软硬件平台的选择和软件的设计。利用组态软件平台设计上位机监控界面,利用驱动程序开发包实现RS-485异步串行通信,并以单片机为核心的通信板实现上位机与调光器的通信,以及用实时数据库的点组态方式实现对底层助航灯的实时监控。     

多端直流微电网硬件在环系统设计与实现

为了满足含多种分布式电源直流微电网运行和控制策略的测试需求,研究了一种针对直流微电网的多层次、多时间尺度硬件在环仿真(HILS)系统。所设计方案中,直流微电网的一次调压、二次调压和优化运行控制算法分别在不同的实时仿真机和控制器中实现,且兼顾了本地重点单元控制算法的验证。最后,搭建了由控制器DSP,RT-LAB实时仿真机、cRIO实时处理器及上位机等组成的HILS测试平台,并通过算例验证了HILS系统平台的灵活性和可靠性。