基于MATLAB的液位控制系统仿真与校正

在采用了合理的实际参数值的基础上,建立了液位控制系统的数学模型即传递函数模型,再利用MATLAB对原系统传递函数模型进行仿真并分析其时域性能指标和频域性能指标是否达到实际工作中的相关要求.若某些指标不能满足相关要求,则需要考虑利用PI控制器、滞后-超前校正或最优控制等校正方法设计校正装置对原系统进行校正直至得到合理的校正方案.通过比较各个校正方案的校正结果,可知在串联积分环节后再采用滞后-超前校正是最佳校正方案,此方案完全消除了原系统的静态误差,并使得超调量降为16.7%,调节时间降为4.18s,达到了较为理想的校正目的.     

大时带积线性调频信号源幅相误差分析与校正

针对产生LFM信号的数字方法，分析了系统的幅相误差来源，并根据误差频率对其进行了分类。提出了一种将正交调制LFM信号产生系统的幅相误差映射到基带后，在数字域利用复系数FIR滤波器进行校正的方案。针对直接数字波形合成LFM信号产生系统，将误差校正方法简化为直接对存储的数字波形进行预失真处理。最后将校正方法应用于实际系统，结果表明提出的幅相误差校正方案易行、有效，能明显提高输出LFM信号的性能。     

基于FPGA实现PN码快速捕获方案的设计

文章基于离散时间信号处理的分析方法,对多普勒频移影响PN码的性能进行了讨论。详细分析了部分数字相关器与FFT结合的频响特性并进行了系统仿真。在此基础上,提出了对存在较大多普勒频移的长伪随机码系统,采用FPGA实现部分数字相关器与FFT频率校正技术相结合的伪码捕获算法,实现较短时间捕获PN码的方案。     

基于分段反变换的无线全双工多径自干扰信号抵消方法

针对无线带内全双工系统存在的多径自干扰信号,若采用模拟域多抽头抵消电路,需要复杂的电路结构和控制算法。本文提出一种数字域协助的多径自干扰抵消方法,根据瑞利分布模型,利用分段反变换法（SITM）直接产生数字抵消参数,再反馈到模拟域进行抵消。本方法无需在数字域建立复杂的信道模型,电路结构得到精简。仿真结果表明,在信号传播路径数为20的情况下,本文方案相比于已有方案有5 dB的性能增益,且不随路径数的增大而明显减小。      

直接转矩控制全阶磁链观测器的设计及离散仿真

在交流异步机数学模型的基础上,建立异步电机直接转矩控制系统。对电机状态值和测量值之间偏差进行反馈校正,并把反馈校正项与估计磁链的电机数学模型结合起来,建立含有闭环状态估计的误差补偿器的全阶磁链观测器;利用Matlab／Simulink构建全阶磁链观测器,对构建的模型进行离散仿真,得到定子磁链的仿真波形,验证了全阶磁链观测器的正确性。     

大闭环校射火控系统研究

本文对闭环校射火控系统的理论问题从系统工程的角度进行了较为全面的研究。全文的理论推导及仿真计算是以闭环校射火控系统抗反辐射导弹为模型进行的,讨论了在这种特殊情况下,如何建立脱靶量的模型,脱靶量的最佳预测,最佳校正问题等等。仿真结果表明:闭环算法能消除系统误差的影响。提高系统的命中概率,在某些情况下甚至将命中概率提高一个数量级以上.     

基于峰值电流模式的同步Buck变换器的数字控制

研究同步Buck变换器的连续时间模型和离散时间模型,分析了变换器工作于峰值电流模式控制下负载恒定和负载动态变化的闭环系统,应用全状态反馈设计闭环系统的控制策略,使用PSPICE软件对设计电路进行搭建,仿真结果表明,设计的动态跟踪系统不仅能实现闭环极点的任意配置,而且能跟踪参考给定值并实现零稳态误差。最后,用Matlab分析了与负载变化相关的闭环极点灵敏度。     

基于SABER软件的数字控制电源系统的仿真设计

在电源系统的设计中,计算机仿真已得到广泛的应用。由于数字控制电源的控制算法等均由数字处理器编程实现,而数字处理器的工作特点决定了数据处理过程是离散化的,因此设计出能够反映数字控制系统离散化特点的仿真模型,是数字控制电源系统仿真亟待解决的问题。文中在分析数字处理器的工作特点的基础上,提出一种适合于数字控制电源系统的建模仿真方法。由于该仿真模型非常贴近于实际的数字控制电源系统,因而可以用于数字系统的原理分析和参数整定等,所获得的参数对于控制系统设计具有重要的参考价值。     

无源北斗/惯导两级滤波闭环组合算法

针对北斗卫星定位系统和惯性导航系统的组合设计组合导航卡尔曼滤波定位算法,引入伪距率作为观测量,基于高稳定度用户时钟,提出了双星下用两级滤波器对惯导进行闭环校正的闭环组合设计方案。其最大的优点是能根据收星情况稳定地在闭环和开环方式之间转换,这是采用惯导模型设计滤波器所不具有的。最后通过仿真说明本文方案有效地提高了丢星时组合导航系统的滤波定位精度,能够有效校正惯导的姿态误差角,并以较高的精度估计用户的三维速度。     

基于DSP和CAN总线的信号转换装置设计

为了满足电网实时数字仿真系统和变电站综合自动化设备之间的信号转换的需要，提出一种基于数字信号处理器（DSP）和控制器局域网（CAN）总线的信号转换装置的设计方案，使实时数字仿真系统和综合自动化设备之间构成一个闭环运行系统。阐述了信号转换装置的硬件设计和软件设计。     

改善高精度数字闭环光纤陀螺阈值方法研究

研究了改善高精度光纤陀螺阈值的方法,提出导致阈值增大的原因是陀螺存在死区,而死区主要由调制解调电路中的电子交叉耦合干扰引起。对光纤陀螺仪的数字闭环传递模型进行了修正,增加了反馈通道对前向通道中探测器输出信号的电子交叉耦合干扰项,并利用此模型对死区进行了实时动态仿真,仿真分析结果基本和实验现象吻合。与采取随机调制的方法不同,本文主要采取优化电子电路设计、改善电路电磁兼容性等方法抑制死区,同样取得了较好的效果。提出了一种新的测试光纤陀螺仪的阈值方法,测试结果表明,优化设计后,陀螺仪的阈值与陀螺的噪声水平相当。     

红外成像导引头闭环注入式仿真试验可行性分析

针对红外成像导引头复杂战场环境适应性测试,提出了一种采用数字图像注入式的闭环半实物仿真试验方法,并分析了闭环注入式仿真试验系统的组成及工作原理。由于仿真测试时红外成像导引头的传感器被图像仿真计算机和图像注入接口设备取代,导致数字图像生成及脱靶量计算环节存在延迟和误差,使伺服控制系统的性能与实际工作情况可能不一致,从而影响仿真试验结果精度和置信度,因此,在建立导引头伺服控制系统模型的基础上,研究了仿真时间延迟、脱靶量误差对伺服控制系统的影响。研究结果表明:由于脱靶量误差对跟踪精度的影响仅为1.33%,如果将时间延迟控制在56.5 ms之内,开展闭环注入式仿真试验是可行的,该结果可为下一步开展红外成像导引头闭环注入式仿真试验提供理论支持。     

Functional modelling,validation and testing of analog to digital converters (ADC) from system design perspective

In this paper a methodology to develop PSpice (SPICE) model for flash type analog to digital converters and its validation is presented. With the onset of the Internet of Things and ongoing digitization of electronic devices around us, almost every device needs an interface or controlling unit as a digital computing device. As more and more products perform calculations in the digital or discrete time domain, more sophisticated data converters must translate the digital data to and from our inherent analog world. This varied nature of interfaces necessitates simulation of ADC along with a functional simulation of the system to optimize the performance of design and improve reliability. The paper focuses on the development of a functional model for ADC which can expedite system development. The design philosophy was at the block level and the development was conducted for commercially available ADC, AD7828. The complete model has been simulated using PSpice and results were compared with laboratory test measurements using AD7828.     

数字闭环光纤电流传感器暂态特性仿真研究

数字闭环光纤电流传感器暂态特性主要包含频率响应与阶跃响应,对于电力系统的继电保护控制、故障录波等应用领域至关重要。在工程应用中,传统的测试方法由于其测试系统复杂、测试电流信号小等问题,不利于评估光纤电流传感器的暂态特性。利用数字闭环光纤电流传感器的闭环控制机理,提出一种在数字闭环光纤电流传感器反馈回路中添加相位调制激励的方法。首先,分析数字闭环光纤电流传感器的相位调制原理,通过建立数学模型验证相位调制激励的等效性;其次,根据数字闭环光纤电流传感器闭环控制算法,提出频率响应与阶跃响应的调制激励产生方法;最后,利用现有数字闭环光纤电流传感器产品平台完成频率响应与阶跃响应的仿真与测试。结果表明:采用相位调制激励的仿真数据与试验数据最大误差为0.12%,该调制激励方法不需要搭建复杂的测试系统,在现有硬件平台中即可实现不同电流信号的仿真测试。     

数字闭环加速度计带宽测试方法的研究

为了消除传统电模拟法引入的激励信号对力矩器驱动模块造成的影响,提出了一种在数字闭环加速度计系统反馈回路数模转换器输入端叠加一个激励信号来测试系统带宽的方法.通过对该方法的电激励模型进行分析,表明在带宽测试时系统反馈回路D/A输入端叠加激励信号可以等效为外界输入的加速度.搭建测试平台测试系统带宽,实验表明,用该方法测得的数字闭环加速度计系统带宽与传统机械振动法的测试结果相接近.该方法未增加其它电路,降低了系统的复杂度,消除了电模拟法外加激励信号源对力矩器驱动模块的影响.此外,该方法操作快速简单、便于在线测试,可满足大多数数字闭环加速度计的带宽测试要求.     

Simulations of electric field domain suppression in a superlattice oscillator device using a distributed circuit model

We present a method for simulating static domain formation in distributed negative differential resistance devices using a distributed circuit array model coupled with quantum transport simulations. This simulation method is applied to the case of a superlattice Bloch oscillator to ascertain the efficacy of electric field domain wall suppression by micro shunt side walls. Two independent simulation mechanisms using the same basic distributed circuit model are employed to separate simulation artifacts from true physical trends. Simulations are presented, suggesting that the presence of the micro shunt can suppress domain formation above a critical device bias voltage. The simulated dependence of this critical voltage on macroscopic device parameters is presented.     

红外成像导引头闭环注入式仿真试验系统设计及一致性分析

闭环注入式仿真是开展红外成像制导武器对抗及其复杂环境适应性试验的一种有效手段,它在传感器被图像仿真计算机和图像注入接口设备取代的情况下,采集导引头的框架角数据,实时仿真生成红外数字图像,并通过注入接口设备直接注入到导引头信息处理电路中进行试验。分析了闭环注入式仿真试验的工作原理,设计了仿真试验系统的软硬件平台、工作时序,理论计算了仿真试验系统产生的失调角延时和失调角误差,并利用搭建的仿真试验与导引头实际工作一致性分析平台,分析了因失调角延时和失调角误差导致导引头输出的偏航、俯仰角速度误差和制导精度误差。仿真结果表明:仿真试验与导引头实际工作条件是一致性的,设计的仿真试验系统较为科学合理,该结论可为开展红外成像导引头闭环注入式仿真试验提供理论支撑。     

光电跟踪伺服系统的自适应差分进化算法辨识

为了获得准确的光电跟踪伺服系统的模型,采用自适应差分进化算法对光电跟踪伺服系统进行辨识研究,该算法根据辨识误差平方和自动调整变异、交叉因子。在输入为正弦离散数字信号下辨识系统的离散模型。为了验证算法的有效性,在频域内与扫频法辨识的一、二阶模型和系统实际输出比较研究。实验结果表明:在相同正弦离散信号条件下,辨识输出与系统实际输出基本一致,与扫频法的RMSE相比减小了20.33%,二阶模型在高频段偏离系统实际输出稍大些,一阶系统输出与系统实际输出基本一致。研究结果表明,自适应差分进化算法计算量小,方法简便,辨识准确,在光电跟踪伺服控制领域具有一定的工程应用价值。     

光学连续闭环光电编码器误差检测系统

为了解决光电编码器误差检测精度低、光机结构复杂、检测周期长等问题,利用自准直仪与多面棱体的光学小角度测量原理及转角互逆双轴转台的连续误差检测方法,建立了光学连续闭环光电编码器误差检测系统;采用多体系统理论与相对位姿矩阵变换方法,建立了双轴转台全误差模型,分析了固定误差和可变误差对系统的影响;利用标定自准直仪与23面棱体对检测系统进行了校准,并利用高精度光电编码器与系统进行了精度对比验证。结果表明:检测系统的双轴回转精度满足数值仿真计算要求,系统精度可达0.38″,测量不确定度为0.2″（k=2）,系统检测精度与实际编码器出厂时标定的准确度基本一致,验证了光学连续闭环光电编码器误差检测系统实现高精度和全圆周连续误差检测的可行性。