直接序列扩频系统解扩模块FPGA实现

扩频通信是一种有着极其优异性能的通信方式,自其诞生之日起就受到了广泛的关注。论文围绕数字化DS-BPSK接收机的解扩模块展开,主要研究了直扩接收机中的数字下变频、伪码快捕与跟踪等内容,设计了针对DS-BPSK信号的解扩解调方案,并进行了理论分析和性能仿真,最后在FPGA上实现了该方案,相应的测试结果证明了方案的正确性。伪码捕获采用多通道并行伪码相位搜索策略,兼顾了捕获速度和硬件复杂度的要求;在非相干超前滞后延迟锁定环的基础上增加了载波辅助功能,提高了伪码跟踪电路在高动态环境下的适应能力。通过在硬件平台上对接收机方案的性能指标测试,表明提出的方案和实现结果达到了接收机要求指标。     

一种改进的分布式MIMO-OFDM系统同步方案

本文研究了分布式MIMO-OFDM(多输入多输出-正交频分复用)系统的同步估计问题,提出了一种新颖的天线间定时偏移和载波频偏估计算法.该算法设计了一种新颖的基于Gold码良好的正交特性的训练序列,训练序列长度为1个OFDM符号.该算法有效地降低天线间干扰, 在低信噪比的时候产生尖锐的定时度量函数波形,能够精确地估计各发射天线的迟延和载波频偏.相比于分布式MIMO-OFDM系统下的同步算法,提出了算法显示了更高的定时估计精度,和更低的计算复杂度,具有很好的实用价值.仿真结果表明,在AWGN信道下,信噪比为-2 dB时,定时捕获的概率超过99%.     

基于全数字锁相环的电网频率跟踪技术

介绍了一种基于全数字锁相环(All Digtal Phase Locked Loop,简称ADPLL)电路实现电网频率跟踪的技术。分析比较了电网频率跟踪技术中软、硬件同步的优缺点,并将FPGA技术运用到电网同步跟踪技术中,解决了软、硬同步方法的不足。阐述了该技术的实现原理和各个模块的设计。ADPLL电路采用VHDL语言和现场可编程门阵列(Filed Programmable Gata Array,简称FPGA)设计实现,并采用QUARTUSⅡ软件进行仿真研究。仿真和实验结果表明,该方法能够很好地跟踪电网频率,实时性好,精度高。     

基于前导辅助的SC-FDE系统频偏捕获方法研究

在单载波频域均衡(SC-FDE)系统中,载波频偏在频域会引起幅度的衰减和相位旋转以及载波间干扰.严重影响信号的正确解调.为消除载波频偏对SC-FDE系统影响,本文在研究基于前导辅助的最大似然载波频偏捕获算法的基础上,设计了一种新的前导结构,并给出了相应频率同步方案.仿真结果表明,该频偏估计方案在捕获范围和捕获精度方面均...     

基于二阶广义积分器-锁频环的异步电机同步角频率估计方法

传统采用滤波器代替纯积分的方案虽可解决电压模型磁链观测器的积分环节存在的积分漂移问题,但引入了幅相误差,一般通过增加动态补偿环节或者通过动态调节滤波器的截止频率来消除,两类方法均需用到异步电机同步角频率。本文提出使用二阶广义积分器-锁频环(Second Order Generalized Integrator-Frequency Locked Loop,SOGI-FLL)估计异步电机同步角频率的方法,并对其频率响应性能进行理论分析和仿真验证。构建了基于异步电机矢量控制的转速电流双闭环调速系统实验平台,将SOGI-FLL估计出的同步角频率用于磁链观测算法中,实验结果验证了所提方案的有效性。     

低信噪比环境下一种OFDM抗频偏定时同步算法

针对正交频分复用(OFDM)系统中定时同步算法在低信噪比条件下定时同步性能较差以及对频偏敏感的问题，提出了一种改进的定时同步算法。首先，基于不同根值的恒包络零自相关(CAZAC)序列互相关值接近于零的性质，设计了一种具有中心对称特征的前导序列，然后基于前导序列的结构特征，利用对称相关代替延迟相关设计对频偏不敏感的定时度量函数，最后通过捕获定时度量函数的峰值实现定时同步。仿真结果表明，与现有算法相比，所提算法抗频偏能力强且在低信噪比条件下具有更好的定时同步性能，适用于低信噪比频偏存在的通信系统。     

一种QAM载波相位盲识别算法的研究与实现

载波相位同步是全数字QAM接收机的关键技术之一,本文首先介绍了一种新的基于最大似然估计的载波相位盲识别算法,然后用Matlab语言对该算法进行了仿真研究,最后用Verilog HDL语言实现了载波相位同步模块的FPGA设计.对于包含差分编、译码的QAM系统,利用该算法不需专门设计同步头即可为正确解调提供稳定可靠的载波相位同步信息,并且该算法省去了FFT变换,只在时域处理,结构简单,方便用FPGA实现.经实际验证,该算法已成功应用在SDH数字微波通信系统的64QAM解调器中.     

一种改进的定时同步算法

离散傅立叶变化扩展的正交频分复用(DFT-S-OFDM)技术已被3GPP采用,作为长期演进项目(LTE)的上行调制方案,具有峰均比(PAPR)低等优势.该方案中接收机端现有的定时同步算法,大都不能适应低信噪比的高斯白噪声信道和多径衰落信道的恶劣环境.针对此情况,本文提出了一种改进的假设检验统计量,用来进行定时同步.理论分析与仿真表明,在AWGN信道和多径衰落信道下,低信噪比(-10dB)的工作条件,改进的算法对高速运动引起的多普勒频偏具有较强的抵抗力.接收机能快速、高准确率的同步上发送数据的帧头,改进算法对工程应用具有一定价值.     

基于FLL与PLL级联的高动态载波跟踪技术

高动态给载波的跟踪带来了很大的困难,本文研究采用锁频环（FLL）和锁相环（PLL）相结合的方法来实现载波跟踪。对常用的叉积自动频率跟踪环（CPAFC）提出了改进,改进后的鉴频算法具有更宽的鉴频范围和更小的估计误差。通过MATLAB对整体环路进行了仿真,结果表明该环路可实现在低信噪比、多普勒频移为±300 kHz、频率一次变化率为30 kHz/s下实现载波的跟踪。     

基于DTMB标准多载波模式的同步系统设计

针对地面数字电视国家标准（DTMB）的多载波模式,设计了一个同步系统。提出一种实现DTMB多载波系统同步的流程。将同步系统划分为捕获和跟踪两种状态。通过判断定时误差提取器输出的互相关序列的相关峰的尖锐程度及位置是否发现改变,实现捕获和跟踪状态之间的切换。针对系统中可能出现的突发频偏,提出了相应的处理方法。仿真表明：在信噪比为20dB、AWGN和多径信道下,当频偏跟踪环路锁定后,残余频偏约为1Hz并且在AWGN信道下的帧体数据的星座图相比同步前有明显的改善;当突发状况导致系统不再同步时,系统能够自动恢复到同步状态。仿真结果验证了本设计方案的可行性。     

基于分布式控制的逆变器并联系统研究

基于分布式控制的逆变器并联系统由2台采用电压电流双闭环反馈控制的逆变器模块组成.由一种分布在各单元中的平均电路对各逆变模块的电流给定进行综合后生成各模块共享的电流给定信号,实现瞬时均流.采用TMS320F240型DSP芯片实现数字锁相同步,实现并联系统的热插拔功能.仿真和实验结果表明,该控制方法具有很好的动静态均流性能.     

基于DSP感应加热电源频率跟踪控制的实现

介绍了在感应加热电源中采用DSP实现超音频频率跟踪的数字锁相环(DPLL)方法，给出了实现DPLL的算法，并对采用DPLL的感应加热电源的相位补偿与起动问题进行了探讨，最后给出了实验结果，验证了该方法的可行性。     

基于DSP的不平衡补偿和单纯形优化的静止无功补偿器

针对静止无功补偿器SVC(Static Var Compensatot)作为不平衡负荷补偿和电压稳定控制的工况,提出了不平衡补偿和优化控制方法.对于不平衡负荷补偿,提出基于虚拟对称三相系统的同步参考旋转坐标变换的补偿电纳计算方法,利用电网电压中的一相电压构造虚拟的对称三相系统,由此可以准确计算所需的补偿电纳,该方法计算简单,基于该方法的静止无功补偿器不需要硬件锁相环,能够快速、准确地补偿负荷的无功功率;对于电压稳定控制策略,提出了基于改进的单纯形加速算法SPX(SimPleX method)优化递推积分PI控制方法,以ITAE准则作为寻优目标函数,对PI控制器的参数Kp、Ki进行实时调整、寻优,使SVC系统的瞬态响应过程达到最佳,能快速、无超调地跟踪SVC系统的电压设定值.仿真和实验结果表明所提不平衡补偿和优化控制方法的可行性和有效性.     

陀螺飞轮的锁相环稳速控制

针对PID与积分分离等控制方法难以控制高稳速陀螺飞轮问题,以一台陀螺飞轮电机为例,依据锁相环基本工作原理与以往给出的3状态锁相环数学模型,建立了基于10状态锁相环飞轮控制系统数学模型,在Matlab平台上搭建了3状态与10状态数字逻辑锁相环飞轮控制系统仿真模型,最后构建了基于10状态锁相环集成芯片UC3633的无刷直流电机控制系统硬件.通过仿真和实验表明:系统可锁定在732.0 r/min,915.5 r/min两个给定转速上,系统速度稳态误差小于0.1%.与理论分析相吻合;10状态数字鉴相器在稳速陀螺飞轮控制系统中的应用优于3状态数字鉴相器.     

A sensorless drive system for brushless DC motors using a digital phase‐locked loop

This paper proposes a sensorless drive system for Brushless DC (BLDC) motors using a Digital Phase‐Locked Loop (DPLL). The Back Electromotive Force (BEMF) voltage is measured from the motor winding to determine the permanent magnet rotor position using the DPLL, and Pulse Width Modulation (PWM) limits the motor current to control the speed of BLDC motors. The proposed method can drive BLDC motors using an open‐loop control without stepping out. Also, the proposed method is compared experimentally with a control method that uses Hall sensors. Experimental results for the BLDC motor show the effectiveness of the proposed method. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 142(1): 57–66, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10074     

计及锁相环的直驱风电机组间相互作用模型及机理分析

为了研究直驱风电机组间的相互作用,提出考虑锁相环的直驱风电机组间相互作用模型及分析方法.首先考虑频率耦合特性,利用谐波线性化方法建立单台直驱风电机组序导纳模型.其次考虑锁相环建立2台直驱风电机组间相互作用模型,研究2台机组之间的相互作用机理.然后根据锁相环动态特性,将其分为衰减振荡状态和非振荡状态,分析锁相环在不同情况下对2台直驱风电机组间相互作用的影响,研究总结了锁相环对2台机组间相互作用振荡特性的作用规律.最后对2台直驱风电机组并网系统进行时域仿真,并与频域分析进行对比,验证了考虑锁相环的2台机组间相互作用模型及分析方法的合理性.     

联合三相锁相环和优化三点法的供电频率高精度测量算法

针对客运专线电能质量检测装置中频率测量算法精度低、计算量大和精度易受谐波成分影响等不足,提出一种以三相锁相环和三点法为核心的高精度频率算法。该方法利用三相锁相环提取频率信号,可有效克服频漂,减少所提取频率信号与理论基波信号间的偏差。详细推导了三点法求频率所带来误差的理论原因,进而得到误差抑制程度最佳时的采样点间隔,最终通过最小二乘法拟合得到频率值,进一步抑制了算法检测的误差。经多次实验证明,联合三相锁相环和优化三点法求取频率的方法,其精度和效率均优于传统频率检测算法。     

畸变电压下单相电路谐波和无功电流综合检测方法

在现有单相电路基波电流分离法基础上,分析了锁相环相位检测误差和畸变电压对谐波和无功电流检测的影响,得出由锁相环及畸变电压引起的相位检测误差不影响谐波电流的检测,但对谐波和无功电流的综合检测以及直流侧电压调整有影响的结论.提出了一种谐波和无功电流综合检测新方法,采用无锁相环、提取功率角的方式,实现了畸变电压下单相电路谐波和无功电流的综合检测.仿真结果验证了该检测方法应用于有源电力滤波器中的有效性.     

逆变侧交流电压畸变下HVDC运行特性分析

推导了逆变侧交流母线电压存在畸变时锁相环的输出特性和阀换相特性,揭示了谐波电压对逆变侧定熄弧角控制器和低压限电流控制器(VDCOL)带来影响的机理,解释了谐波电压的存在会减小逆变侧延迟触发角的指令值、降低直流系统传输容量的原因。针对交流母线电压谐波畸变情况下定熄弧角控制不能很好跟踪其整定值的问题,通过减小电流偏差控制的增益,有效减小定熄弧角控制在交流电压畸变时的稳态误差量,降低了传递容量的损失。提出了谐波影响下直流系统稳态工作点的计算方法。PSCAD/EMTDC仿真验证了理论分析的正确性、改进措施的有效性和计算方法的准确性。     

基于复合二阶广义积分的频率自适应谐波电流检测

提出了一种基于复合二阶广义积分的频率自适应谐波电流检测方法,利用双重二阶广义积分器实现滤波和改善锁频的功能;同时利用交叉对消反馈网络来实现各个谐波分量之间的解耦,利用该环节的带通滤波的功能,从而达到独立实时地检测出电网电流中的基波和任意次谐波分量的目的。针对电网频率波动的情况,采用改进的锁频环结构在线跟踪系统频率变化情况。该方法省略了低通滤波环节,用简化的锁频环节替代锁相环,稳态精度高,锁频效果理想。最后利用MATLAB进行仿真分析,仿真结果表明该方法可行有效。