一种数字陀螺中∑-△ DAC的数字调制器设计和验证

采用单环级联分布式前馈结构(CIFF)设计并实现了一款三阶四比特量化的∑-△数字调制器.噪声传递函数通过局部反馈技术进行了零点优化,并且对各系数进行CSD (Canonical Signed Digit)编码优化.系统建模仿真结果得到SNDR为120.3 dB,有效位数(ENOB)为19.7位.针对多位量化适配问题,采用数据加权平均(DWA)算法对误差进行噪声整形,以减小失配引起的非线性误差.利用增加单元DAC的方法,对DWA算法进行改进,解决了其在直流或低频周期信号下会产生杂波的问题,并对其进行系统建模与仿真.最后利用FPGA验证了IDWA-DAC系统模型的正确性,这种结构能够有效提高动态范围,满足设计要求.     

一种用于音频信号的Sigma-Delta A/D转换器设计

基于SMIC 180 nm混合信号CMOS工艺,实现了一种应用于音频信号的16 bit四阶级联Sigma-Delta ADC.其过采样率为64,信号带宽为20 kHz.数字滤波器采用CIC抽取滤波器、CIC补偿滤波器及半带滤波器级联实现,其通带纹波小于0.01 dB,阻带衰减达到-100 dB.在1.8V电源电压下,该ADC整体功耗约为2.34 mW.信噪失真比可达95.9 dB.     

一种带有DAC失配整形的高精度Sigma-Delta调制器

为减小生理信号采集应用中仪表放大器的设计难度,需在低功耗、小信号带宽的前提下大幅度提高模数转换单元的精度和动态范围以作补偿.为此,面向生理信号采集应用,实现了一种带前馈结构的高精度三阶五比特Sigma-Delta调制器,其不需要复杂的OTA结构和过高的过采样率,且功耗较低,并将二阶噪声整形动态元件匹配方案应用于DAC中...     

基于滑模控制的Sigma-Delta调制器参数设计和优化

将滑模控制策略引入到Sigma-Delta调制器设计中,用于分析一位比较器环节对Sigma-Delta调制器系统产生的非线性影响。通过将Sigma-Delta调制器中积分器的状态输出作为研究变量,一位比较器环节作为变结构单元对系统工作原理进行重新建模,同时基于滑模变结构控制理论推导出了采用近似线性化方法分析一位比较器非线性特性需满足的基础条件。在保证满足一位比较器环节可近似线性化处理的基础上,采用智能优化算法对Sigma-Delta调制器系统参数进行优化设计,降低了调制器系统参数设计难度,同时进一步提高系统性能。理论分析和仿真结果验证了本文方法的可行性和有效性。     

一种用于逐次逼近型模数转换器的DAC设计

在参考电压为Vref时,普通的N位数模转换器(DAC)的全0到全1数字输入会被转换为0^Vref的模拟输出,分辨率为Vref/2N。而在需要得到Vref2(Vref2≠0)到Vref1输出的场合,则0Vref的模拟输出,分辨率为Vref/2N。而在需要得到Vref2(Vref2≠0)到Vref1输出的场合,则0^Vref2的模拟输出是一种浪费。分段电荷分布式DAC的全0到全1的数字输入可以分别得到Vref2到Vref1的相关输出,在相同的位数下能够分辨的最小电压为(Vref1-Vref2)/2N,仅是普通DAC的(1-Vref1/Vref2)倍。     

一种面向Sigma Delta ADC的数字降采样滤波器的设计

近年来Sigma Delta模数转换器得益于其优异的性能,在各个领域都有广泛的应用。本文提出了一种面向Sigma Delta ADC的数字降采样滤波器,能满足多种工业、医疗测量场景应用。该应用场景下对数字滤波器提出了高精度、低功耗、线性相位的需求。本文设计的数字滤波器使用两级非递归定系数FIR滤波器对CIC滤波器进行补偿,形成平坦的通带与较窄的过渡带。同时,复用乘法器与加法器使得硬件资源消耗大大降低。所设计的数字抽取滤波器通带为0.92kHz,通带纹波为±0.02dB,阻带为1.5kHz。该设计基于TSMC 180nm CMOS工艺,工作在1.8V电源电压和128的过采样率。仿真结果显示,级联三阶一位量化的调制器后,能在1kHz带宽下实现95dB的SNDR,以及100dB的DR。     

一种基于输出反馈的显式实时优化控制方法

针对一阶最优性必要条件跟踪法优化间隔较长的缺点, 提出一种基于输出反馈的显式实时优化方法. 对系统进行不同工况下的离线优化, 经函数拟合得到最优控制输入与输出变量的显式回归模型, 直接应用于实时优化, 避免了在线梯度估计. 研究一个连续搅拌釜式反应器的反应过程, 并对比两种方法的优化效果, 结果验证了所提出方法的实际使用效果

     

一种16位分辨率DAC的设计与实现

DAC0832是一款广泛应用的8位分辨率的D/A转换集成芯片。本文通过对DAC0832的研究和实验,提出了一种利用两片DAC0832实现16位分辨率的D/A转换器的新方法,降低了获得高分辨率D/A转换器的成本。文章中给出了两片DAC0832实现16位分辨率的D/A转换器的硬件电路、程序设计及测试数据。高8位数模转换和低8位数模转换的测试结果表明本设计的D/A转换器具有16位的分辨率,且线性度较好,达到16位分辨率D/A转换器的性能指标。应用这种方法,可将DAC0832的分辨率扩展为24位或者32位。     

二级倒立摆状态反馈控制器设计优化方法

设计了一种二级倒立摆的状态反馈控制器。研究了一种基于单纯形算法的参数优化方法。首先给出了二级倒立摆系统模型并分析了系统特性,设计了状态反馈控制器,提出基于ITAE(Integrated Time&Absolute Error)性能指标应用单纯形优化方法对状态反馈控制参数进行优化设计,以快速准确地得到状态反馈阵,并利用固高GLIP2002型直线倒立摆系统进行仿真分析和二级倒立摆系统控制实验,实现了二级倒立摆优化控制。提出的一种如何寻找使系统稳定且具有较好性能的状态反馈控制参数这一控制领域重要问题的解决方法,避免了极点配置法手动试凑方法调试参数困难的问题,对非线性、强耦合运动体的控制具有理论意义和应用价值。     

一种状态反馈的最佳控制设计法

针对状态反馈控制设计法存在的问题,论文提出一种以时间加权的误差积分(ITE)为最优准则,并采用遗传算法寻找最佳状态反馈增益与参考输入增益,以获得系统最佳动态性能并克服了静差,这为状态反馈控制设计提供了一种新思路。仿真实验证明,文中提出的方法是有效的。     

线性系统的动态输出反馈最优扰动抑制

首先通过求解Riccati方程和Sylvester方程,推导出前馈反馈最优扰动抑制控制律．然后构建了能同时预估状态和扰动的降维观测器,解决了前馈控制的物理不可实现问题．进而结合降维观测器和前馈反馈最优控制律,提出了一种动态输出反馈扰动抑制控制器的设计算法．最后通过仿真实例表明本文提出的控制算法的可行性．     

反馈线性化最优滑模变结构励磁控制

将滑模变结构控制具有对摄动的完全自适应性与反馈线性化理论和最优控制理论结合起来,针对励磁系统,提出了一种基于反馈线性化最优的滑模变结构控制方法,给出了控制器的设计过程,避免了通常设计滑模变结构控制器时参数选取的盲目性,保证系统运行在较佳状态,且按指数趋近律设计的滑模变结构控制器不易产生抖动。仿真结果表明,这种方法能够充分发挥滑模变结构控制的鲁棒性优点,对电力系统具有较好的稳定作用。     

Optimal complementary control for positive stable LTI systems

In this paper, positive stable MIMO LTI systems under output feedback control are studied. In particular, the results of the paper focus on the solution and implementation of output feedback optimal complementary control strategies for the case of constant tracking signals and rejection of constant unmeasurable disturbance signals under positive stable MIMO LTI systems.     

无反馈最优联邦信息滤波算法研究

研究了联邦信息滤波器无重置结构时的信息分配问题,基于全局融合精度最高的考虑,提出了一种根据各子系统量测信息与总的量测信息之比进行自适应调整的最优信息分配方法.与其他方法相比,该方法可使联邦滤波器获得更高的融合精度.仿真结果显示了该方法的有效性.     

反馈控制系统的控制器设计与仿真研究

讨论了单位反馈控制系统在满足稳态特性条件下的控制器设计问题。通过具体例子给出了参考输入和干扰信号为阶跃函数、正弦函数、方波函数等典型信号时系统满足稳态误差要求的控制器的设计方法 ,并给出计算机仿真结果。同时对满足灵敏度最小的控制器设计也作了讨论。     

基于词项扩展的XML信息检索反馈技术

为提高XML信息检索的查询准确率,提出一种基于词项扩展的XML信息检索反馈技术.利用词项所在节点的语义权重、词项与查询词间的相邻频度、共现程度,评估词项权重并排序,取权重较大的词项对初始检索词进行扩展,给出各因子的计算方法.在Wikipedia2009数据集上的实验结果表明,扩展后的查询准确率较高.     

An Optimal Algorithm for the Minimum Disc Cover Problem

The minimum disc cover can be used to construct a dominating set on the fly for energy-efficient communications in mobile ad hoc networks, but the approach used to compute the minimum disc cover proposed in previous studies is computationally relatively expensive. In this paper, we show that the disc cover problem is in fact a special case of the general α-hull problem. In spite of being a special case, the disc cover problem is not easier than the general α-hull problem. In addition to applying the existing α-hull algorithm to solve the disc cover problem, we present a simple, yet optimal divide-and-conquer algorithm that constructs the minimum disc cover for arbitrary cases, including those degenerate cases where the α-hull approach would fail.     

主从Lur’e系统混沌同步的时滞输出反馈控制

该文讨论了主从Lur’e系统之间混沌同步的输出反馈控制问题,利用Lyapunov方法和矩阵不等式技巧,得到了一个依赖于时滞的混沌同步的充分条件,该条件易于用LMI(线性矩阵不等式)方法进行验证,并可对最大允许时滞进行估计,最后结合Chua’s电路进行了数值模拟。