延时信号消除锁相技术及其延时误差影响分析

基于延时信号消除(DSC)的锁相环(PLL)技术可以实现指定次谐波和负序分量的影响消除,快速捕获非理想电网电压正序分量的相位.然而受限于现场应用的采样速率,延时信号往往无法按预期精准实现,延时误差不可避免.而目前针对这种延时误差对DSC PLL的影响及在此基础上的参数选型约束未见报道.这里在描述DSC对正、负序分离及谐波消除机理的基础上,定量分析了延时误差的影响,并以此为依据,给出了基于给定精度约束的延时误差限值计算方法和采样频率选型原则,指导DSC锁相技术应用时的参数设计.最后通过实验验证了理论分析和参数设计方法的有效性与准确性.     

HVDC站内直流转换开关避雷器动作电流监测装置设计与应用

直流转换开关是高压直流输电系统中的关键设备.直流转换开关内并联的避雷器组在开关动作后需要快速吸收大量能量.但是,多柱并联结构的避雷器普遍存在氧化锌电阻片能量吸收不均的问题,导致低阻抗的单柱氧化锌发生热崩溃击穿故障.在线同步采样多柱避雷器动作电流是及时发现和更换特性退化的避雷器阀组、保障设备安全和系统稳定运行的迫切要求.为实现动作电流的同步采样,研究了一种无线通信的动作电流监测装置,具有高精度同步、高采样率、短距离无线通信和非破坏安装等优势.实测动作电流数据表明,监测装置能够及时发现电流不均匀情况,避免避雷器被击穿引起非计划停运,提高系统运行稳定性.     

质子交换膜燃料电池有序化膜电极研究进展

质子交换膜燃料电池的发展和应用是促进现代生活方式低碳环保化的最重要路径之一。膜电极是质子交换膜燃料电池的核心部件,实现膜电极结构的有序化是同时满足低铂载量和高电化学性能要求的关键。本文系统总结和分析了最近有关有序化膜电极的相关研究进展。与发展较为缓慢的质子导体有序化相比,以催化剂有序化和催化剂载体有序化为路径实现的有序化膜电极结构优化已经得到快速发展,对于促进质子交换膜燃料电池规模化应用表现出极大的发展潜力。     

应用于机械手的磁致伸缩触觉传感器阵列与物体识别

利用磁致伸缩材料铁镓合金(Galfenol)设计制作了触觉传感单元,并将其集成为阵列,安装在二指机械手上.基于电磁原理、逆磁致伸缩效应和欧拉伯努利动力学原理,建立触觉传感单元力测量模型.设计的传感单元测力范围为0～3N,当压力小于1.5N时,灵敏度为151mV/N,在1.5～3N区间,灵敏度约为109mV/N,测量较低的静态力时具有更高的灵敏度,在2～4Hz范围内对动态力具有动态响应快、灵敏度高的特点.根据机械手的测量范围,选取形状较为规则的六种饮料瓶样品进行了抓取,搭建实验系统进行数据采集与存储,测试了传感器阵列的输出特性,集成的传感器阵列能很好地辨识所选样品,对于装满水样品有更高的精度.选择合适的特征值,应用支持向量机算法,通过选择不同的特征值数量和训练集与分类集的比例,对采集的数据进行分类识别.经计算可知,选择三个特征值且训练集与分类集比例为9:1时识别率最高,为87.5％.     

基于声波时域特征的锂离子电池荷电状态表征

许多先进的检测技术已被证实能获取锂离子电池的荷电状态(SOC),然而目前的检测手段未能同时满足精度和效率方面的要求.利用超声波对SOC的表征已经得到初步的认可,该方法检测效率高、对电池损伤小,但存在单个声学指标与电池材料动力学特性不清晰的问题.该文在分析锂离子电池SOC声学表征研究现状的基础上,将振铃计数引入电池SOC评价中,明确SOC与振铃计数的相关性.基于Lemaitre等效应变原理推导了振铃计数与有效杨氏模量的对应关系,提出基于超声纵波的锂离子电池SOC在线检测方法,结合常规的声学指标研究了锂离子电池在充放电循环中有效杨氏模量演化规律.通过将常规的时域声学指标与振铃计数表征结果进行对比,验证了振铃计数对SOC表征的可行性.     

高调光频率下的PWM Shunt调光驱动器LED电流振荡抑制方法

为了满足影视照明或摄像摄影等对发光二极管(LED)高品质照明需求,该文基于三开关Buck拓扑,提出高调光频率和宽调光范围下的脉冲宽度调制关断(PWM shunt)型LED驱动器的电流振荡抑制方法.首先,分析寄生参数对LED电流下降沿寄生振荡的影响.其次,为了抑制LED电流寄生振荡以提高系统的输出波形质量和可靠性,提出一种在LED驱动回路中串联二极管的解决方法.最后,搭建1台480W的实验样机,驱动4路9并15串的LED灯珠阵列,其开关频率和调光频率分别达到500kHz和20kHz,不仅有效地抑制了LED方波电流下降沿振荡,而且实现了调光比率从1％到99.99％的平滑输出,验证了所提优化方法的有效性.     

一种基于环形振荡器的轻量级高效率的真随机数发生器

真随机数发生器(TRNG)作为芯片中重要的安全组件,在现代加密系统中扮演着越来越重要的角色。对于TRNG的设计,关键是需要熵提取器可以在恶劣的环境变化(如工艺波动、电压和温度(PVT))下稳定地生成熵值。基于Xilinx FPGA平台提出了一种基于环形振荡器的低成本,高效率真随机数发生器。TRNG一方面通过快速进位逻辑来提高熵提取的效率,另一方面通过优化电路结构和延迟,在以相对较低的资源开销情况下实现可观的吞吐量和随机性。TRNG分别在多块Xilinx Virtex6 FPGAs和Xilinx Spartan6 FPGAs上进行验证,实验数据测试结果表明,所提出的TRNG能够在广泛的PVT范围内表现出良好的鲁棒性,且生成的随机比特流不仅以相当高P值通过NIST SP800-22统计测试套件,而且可以通过最新的NIST SP800-90B测试。     

音频场景识别中非对称卷积和知识迁移方法研究

针对当前音频场景识别中训练数据量不足的问题,设计了基于知识迁移的非对称卷积声音场景识别系统。相较于现有方法利用音频场景识别数据集从头训练网络模型,该系统在其他任务训练好的网络模型上进行调整和训练,从而保留了源领域的有效信息。与此同时,该系统针对声学特征的特点,采用了非对称卷积模块来增强网络的特征提取能力。实验结果为该系统的准确率相较基准系统提高了0.023,并且该系统的卷积核可视化结果观察到的特征纹理更清晰。结果表明知识迁移可以提升模型的特征表示能力,与非对称卷积结合能进一步提升系统性能。     

管道漏磁内检测的管壁缺陷漏磁场解析模型

漏磁内检测技术是长输油气管道缺陷检测的主要手段,缺陷几何特征识别对管道安全运行评价具有重要意义。基于二维磁偶极子模型,建立管道内壁缺陷漏磁场空间分布的三维解析模型,对磁化方向垂直缺陷时磁荷产生漏磁场的变化规律进行研究;基于内壁解析模型,引入管壁退磁影响因子,对模型进行补偿,建立管道外壁缺陷漏磁场三维解析模型,得到了管道外壁不同缺陷漏磁场的分布特征。搭建漏磁检测实验平台,对所建模型有效性进行实验验证。结果表明,管壁对外壁缺陷漏磁场具有一定屏蔽作用,实验结果和理论分析具有很好的一致性,所建模型可有效描述管道内外壁缺陷漏磁场空间分布特性,对缺陷识别和定量评估具有一定工程指导意义。     

基于自适应虚拟同步发电机系统的微网逆变器控制策略研究

考虑到分布式能源并网后对电网系统带来的高渗透率影响,加之传统的并网逆变器不具备旋转惯性的优势,这会增加系统的运行风险.结合风电场多端直流输电系统,提出了一种基于自适应虚拟调速器功能的自适应虚拟同步发电机控制策略.结合虚拟同步调速器模块,建立了具有惯性响应和一次调频能力的虚拟同步发电机控制策略.但考虑到分布式电源的波动性和间歇性特点,在长期运行过程中,功率供需不平衡将会导致储能设备的荷电状态超过安全运行范围.基于此,将根据荷电状态调整下垂系数的方法拓展到基于虚拟调速器VSG控制之中.通过引入自适应下垂特性的概念,使用平移下垂特性的方法对VSG控制做了进一步改进,改进后的VSG控制减少了对系统稳定性的影响,更有利于实现有功功率的合理分配与荷电状态的快速调整.通过Matlab/Simulink工具建模仿真,且仿真结果验证了所提控制策略的合理性.