轨道电路移频信号参数检测算法研究

轨道电路移频信号是用来控制列车的行驶状态,对其参数的检测需要达到较高的频率分辨率,根据采样定理知识可知,检测需要较长的采样时间,而这不能满足测试仪表的实时性要求.为了解决在较短的采样时间内达到较高的频率分辨率问题,分析了国产18信息和ZPW-2000型两种制式移频轨道电路的移频信号的频谱特点,提出了采用CZT线性调频Z变换和时域测量相结合的方法检测移频信号的参数.在MATLAB环境下编写CZT算法进行仿真,仿真结果表明,能有效提高频率分辨率,满足技术指标要求的同时缩短了采样时间.在移频信号参数测试仪的设计中有着很大的实际应用前景.     

轨道电路移频信号参数高精度快速检测算法的研究北大核心

现代铁路运行中,及时了解轨道电路移频信号的状态将直接影响到列车的行车安全;为了高精度、准确快速的检测轨道电路移频信号参数,通过分析轨道电路移频信号的频谱特点,对基于FFT的汉宁窗频谱校正算法在移频信号参数检测中的应用进行了研究,利用MATLAB对其进行仿真,结果表明在该算法下各参数检测值均满足误差指标要求,同时将采样时间缩短到1s以内,提高了检测的快速性,该算法为实时移频信号参数测试仪的设计提供了理论依据。     

ZPW-2000A轨道电路断轨态分析

轨道电路断轨态接受端电压阈值的界定是影响断轨检测系统可行性及可靠性的关键因素。针对ZPW-2000A轨道电路的断轨态进行仿真分析,在轨道电路断轨态数学模型的建立中考虑了电气绝缘节的等效阻抗以及补偿电容等单元对轨道电路传输特性的影响,利用分布参数模型法推导得出其传输矩阵参数。并在不同的道床电阻和断轨点条件下,利用Matlab软件仿真分析了ZPW-2000A轨道电路断轨态接受端轨面电压的变化。结果表明道床电阻和断轨点位置是影响轨道电路接受端轨面电压的两个重要因素,随着道床电阻和断轨点的变化,断轨态接受端电压始终存在着一个极大值。该仿真模型的建立及其分析方法为ZPW-2000A轨道电路断轨检测的阈值确定提供了一定的依据。     

基于ZOOM-FFT的移频信号参数算法研究

为了准确检测轨道电路移频信号的参数,在分析国内外轨道电路移频信号频谱特点的基础上,提出了针对两种不同信号分别采用整周期和欠采样的采样方法,在以上采样的基础上,介绍了ZOOM-FFT算法的原理和实现步骤,并采用ZOOM-FFT对信号载频附近的频段进行频谱细化放大,提取实验数据。仿真结果表明上述方法是可行的,可以准确检测轨道电路移频信号的参数,有效提高了信号的频率分辨率,满足了技术指标的要求。     

基于FFT频谱校正的移频信号检测算法的研究

轨道电路移频信号是否正常直接影响到列车的行车安全。为了准确、高精度地检测轨道电路移频信号参数,利用汉宁窗的频谱校正和欠采样技术,给出了基于快速傅里叶变换(FFT)的频谱校正算法。利用Matlab对其进行仿真,结果表明各参数检测值均满足误差指标要求,且将采样时间缩短到1.6 s(或2 s)。该算法为研究实时移频信号参数测试仪表提供了理论依据。     

基于正交性移频信号技术方案的研究

通过对国产轨道移频信号频谱特点的分析,根据信号正交理论,利用现代数字信号处理解调技术提出了对国产铁路移频信号进行技术改造方案,保证了在接收端对移频信号的最佳接收,提高了系统的可靠性,保证了系统的质量.同时对改进方案进行了MATLAB仿真,并以基于VC33的DSP浮点试验系统实现了对新方案的测试.     

c基于嵌入式与LabVIEW技术的钢轨引接线测试系统

本文针对ZPW-2000A无绝缘移频闭塞区间轨道电路技术钢包铜引接线的测量以及检验设计了测试仪器,该仪器基于嵌入式与LabVIEW技术,借助交流电桥的电路测量电阻和电感值,利用射频技术实现测试,采用LabVIEW技术与嵌入式系统进行数据通信.实验结果表明该测试系统性能完善、工作良好.     

基于MPI的卷积计算并行实现

随着铁路列车速度不断提高,轨道电路信号面临的干扰也越来越复杂,如何更加准确的检测出轨道电路信号参数成为了越来越重要的课题;由于轨道电路移频信号采用频率参数传递控制信息,因此通过提高信号频谱分辨率的思路来提高信号的可靠性,结合基于复调制的细化快速傅立叶变换(zoom fast fourier transform,ZFFT)算法在信号频谱局部细化领域的优势,考虑轨道电路信号在频域范围内的分布特性,针对轨道电路信号(FSK信号)的可靠检测提出了基于复调制的ZFFT算法,该算法通过将信号频谱中感兴趣的局部频段进行精细化处理,来提高频谱的分辨率;并通过仿真进行验证,仿真结果表明此方法检测到的移频信号低频满足误差标准,提高了轨道电路信号检测的可靠度。     

ZPW-2000R移频自动闭塞系统接收机测试系统的设计

ZPW-2000R移频自动闭塞系统是先进的国产新型自动闭塞系统。针对该系统生产过程中人工检测费用高、效率低、误差大等问题,提出一种基于DSP技术的ZPW-2000R移频自动闭塞系统接收机测试系统设计。该系统以TMS320F2812 DSP作为控制核心,通过控制AD9833产生移频信号,通过AD模块对待测参数进行采样与校正,实现了产品测试过程由人工测试方式转变为自动测试方式,以此来提高测试的效率和可信度。经黑龙江瑞兴科技公司实际测试与应用证明,该系统自动化程度高,性能稳定,提高了测试效率,具有较高的推广和应用价值。     

基于FMEA和FTA的ZPW-2000A轨道电路可靠性分析

针对ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路系统的可靠性问题,提出采用故障模式影响分析（FMEA）和故障树分析（FTA）相结合的方法,对系统进行可靠性研究和分析。通过对系统分析和定义,建立故障模式影响分析表,找出所有可能的故障模式、故障后果、故障检测方法和补救措施等,在此基础上建立系统故障树,求取最小割集,进行定性和定量分析。定性分析判定系统的薄弱环节,定量分析计算顶事件的故障概率、各最小割集的重要度及系统的可靠性指标,通过与相关技术规定比较,验证了该可靠性分析方法的有效性。     

准谐振软开关变换器精确建模及分叉现象分析

软开关电力电子线路存在的高阶、多模态、工作频率负载依赖等特性限制了适用于硬开关电路的基于固定周期的离散时间映射建模方法在软开关电路中的应用。该文试图提出一种基于变周期的离散时间映射模式，将固定周期的离散时间映射建模方法拓展应用到软开关电路系统，并基于该建模方法对电流型准谐振软开关变换器中出现的频率跃变分叉现象进行了分析，得出了系统负载电阻变化所引起的多零相位解是导致该分又现象产生的主要原因的结论，其分析结果与模型仿真结果达到了较好的一致。     

New behavioral‐level simulation technique for RF/microwave applications. Part I: Basic concepts

The quadrature modeling technique is nowadays widely used for the nonlinear simulation of RF/microwave communication circuits and systems at the behavioral (system) level. It allows one to simulate the circuit/system performance under real‐world conditions and signals (using several thousand sample frequencies) and to predict such parameters as adjacent channel power ratio, spectral regrowth, and error vector magnitude in a computationally efficient way. But it is a narrowband technique and, consequently, cannot predict harmonics of the carrier frequency and even‐order nonlinear products, to account for the circuit/system frequency response and the bias decoupling network effect. Here, we propose a new behavioral‐level simulation technique (instantaneous quadrature technique) that overcomes these drawbacks, and demonstrate its validity through measurements and harmonic balance simulation. The transformation of envelope transfer characteristics into instantaneous ones is also discussed in detail. © 2000 John Wiley & Sons, Inc. Int J RF and Microwave CAE 10: 221–237, 2000.     

自治分段线性振荡系统的离散映射数值建模与稳定性分析

为研究自治分段线性振荡系统中出现的分叉及混沌动力学行为，系统建模及稳定性分析是一种必不可少的分析手段. 本文通过构造周期内离散映射解析模型，并结合边界条件的动态数值求解，提出了一种动态离散映射数值建模方法，进而推导了用以判定系统周期闭轨稳定性的Jacobian 矩阵求解模型. 最后，本文以电力电子系统中一种常用的5 维软开关逆变自治振荡电路作为实例，通过模型仿真观察到频率的分叉现象，并根据Jacobian 矩阵的特征乘数对系统的稳定性进行了研究. 基于该模型的仿真分析结果与实验系统中所观察到的现象一致，从而验证了该方法的有效性.     

面向ZigBee无线传输的跳频扩频技术

ZigBee技术虽然使设备的快速联网更加方便快捷,但其网络的安全完全依赖于网络密钥并缺乏有效的安全配置选项,导致密钥在设备配对过程中极易泄漏,并因此对用户信息安全造成极大的威胁。本文给出一种基于跳频扩频技术的ZigBee传输方法,该方法通过传输过程中载频的不断跳变使得密钥信息无法被跟踪截获,增强了ZigBee网络安全性。基于该方法,本文建立了QPSK跳频扩频传输系统模型并进行了仿真验证。仿真结果表明,使用跳频扩频技术的QPSK无线传输系统具有良好的可靠性。     

100KHZ高频逆变电源的设计与仿真

本文在分析100KHZ高频逆变电源电路拓扑的基础上,对100KHZ的高频逆变电源进行了参数设计,并在SIMULINK环境下对100KHZ高频逆变电源系统及数字锁相进行了仿真,给出了逆变器输出电压与输出电流的仿真波形,验证了ZCS软开关工作模式。     

数字信号基带远程传输的仿真研究

介绍了硬件方面采用带通放大器实现对数字信号的放大、通过音频功放提高功率和驱动能力，通过低通滤波技术以及利用音频变压器隔离总线，实现了数字信号的基带远程传输。根据数据传输线路理论，并结合实际使用的电缆的特点，建立了传输线路的仿真模型，着重应用Matlab对线路数据进行了仿真研究以及对所设计的发送电路和接收电路进行了仿真研究，验证了电路设计的正确性。解决了数字信号基带远程传输的实际问题，成功地用于高速公路应急电话系统的信令传输。     

基于Duffing振子的铁路轨道移频信号测量系统设计

铁路轨道作为移频信号的传输载体,其对于信号对象传输轨迹疏密度的辨别能力,决定了轨道体系对移频信号的测量准确性。为实现对信号对象传输频率的准确辨别,设计基于Duffing振子的铁路轨道移频信号测量系统。将电源模块输出的电量信号,按需分配至STM32F103 微处理器、移频信号辨别模块与DSP测量单元之中,完善各级应用部件之间的连接关系,实现铁路轨道移频信号测量系统的硬件方案设计。确定移频信号的Duffing振子描述条件,针对其定义形式,构造移频信号的相空间,完成对铁路轨道移频信号的提取。求解铁路轨道的Lyapunov指数,并构建移频信号的Duffing方程,确定混沌测量参数的取值范围,实现对铁路轨道移频信号的测量,联合各级应用部件,完成基于Duffing振子的铁路轨道移频信号测量系统设计。实验结果表明,上述系统测量所得信号传输轨迹疏密度与真实轨迹疏密度相似度较高,能够实现对铁路轨道移频信号的准确测量。     

Object oriented microwave circuit simulation

An object‐oriented microwave circuit simulation environment is described. The design of the program is intended to offer flexibility without sacrificing efficiency. Recent developments in object‐oriented techniques and in C++ compilers are used to obtain a flexible and robust system ideally suited to the development of a global modeling strategy for the integration of circuit, field, thermal, and mechanical analyses. The simulation of spatial power combining systems is used as a vehicle to illustrate the architectural developments of the system. © 2000 John Wiley & Sons, Inc. Int J RF and Microwave CAE 10: 164–182, 2000.     

发动机控制回路故障模型研究

以CFM56-5B涡扇发动机为研究对象,通过需求分析对发动机控制系统进行功能模块划分和控制回路外部接口关系的确定,提出了发动机控制回路仿真的基本建模原则,采用条件有向图理论和部件级建模的综合建模方法对发动机控制回路进行了建模分析.并采用MATLAB/Simulink对发动机控制回路的部件模型进行仿真,通过模拟器的调试验证,结果表明所建立的发动机控制回路故障模型符合模拟器仿真发动机控制系统的要求.     

基于时频联合的OFDM系统载波频偏估计方案及FPGA实现*

提出了一种完整的OFDM时频联合载波频偏估计方案。首先利用时域插入的CAZAC前导码进行符号粗同步和时域小数频偏估计,然后使用频域插入的连续导频对FFT解调后的数据进行整数频偏估计,最后使用相邻符号的连续导频对残余的相位误差进行跟踪,得到精确的载波频率同步。给出了算法各部分的FPGA实现框图和硬件电路实测效果。仿真结果表明,本方案可以对±N/2个子载波间隔内的载波频偏实施快速捕获与跟踪,估计精度达到10-3～10-4,具有很好的工程实用性。