基于增强象限的移动站自动定位方法

本文基于增强象限约束提出了一种抑制非直达波定位误差的新方法。该方法首先利用几组相邻的三个基站将服务小区划分为几个不同的增强象限，随后确定移动站的初始象限，然后利用增强象限约束抑制大的非直达波误差，最后对不同时刻的移动站位置进行平滑，进一步减小非直达波误差的影响，并预测下一时刻移动站的象限。该方法不需要知道非直达波误差分布的先验信息，不需要增加系统成本，计算简单，是一种实用的鲁棒性定位方法。理论分析和仿真结果证明了该方法的有效性。     

岸空双基地高频/甚高频雷达同步控制器设计与实现

岸空双基地高频/甚高频雷达系统岸发空收,收发两站对时间、频率和相位同步精度要求高,实现难度大,且接收站对同步控制器体积和质量都有较高的要求。本文基于数字信号处理和可编程逻辑门阵列以及GPS(DSP + FPGA+GPS)设计了岸空双基地高频/甚高频雷达系统的同步控制器,通过GPS信号中的UTC信息和PPS信号来保证双站时间同步,使用FPGA结合PPS信号对独立的高稳晶振进行校准,保证双站频率和相位同步;简化了硬件结构,便于整个接收系统的集成,并且同步控制参数可灵活选择,启动时间灵活可控。在收发两站各设一套相同的同步控制器进行性能测试,结果表明设计的同步控制器实现了收发两站的时间、频率和相位同步,产生的时序控制信号精准,双站同步精度控制在5ns以内,时序上能保证双基地雷达系统的相干性,并且体积小、质量轻、使用方便,完全满足岸空双基地高频/甚高频雷达系统的要求。     

相邻交叉耦合直线开关磁阻电机位置同步控制

多直线开关磁阻电机同步控制系统在工业生产中具有十分重要的应用价值,但目前对此问题的相关研究还较少。针对多台直线开关磁阻电机的位置精确同步控制问题,基于相邻交叉耦合运动控制策略,结合各电机位置误差与位置同步误差构造新的误差状态变量,采用系统辨识法获得电机模型参数,提出多台直线开关磁阻电机位置同步控制算法。对三台直线开关磁阻电机构成的运动控制系统进行的仿真和实验研究结果表明,该算法在保证电机精确跟踪输入信号的同时取得良好同步控制效果,验证了文中方法的有效性。     

基于路径时间差的变压器局部放电超声定位方法研究

通过仿真详细阐述了超声波信号在变压器内的传播特性与传播路径。结合仿真结果,建立了变压器的数值节点模型,研究了超声信号非直达波路径与直达波路径的寻路算法。将两条路径的时间差作为特征参量与实测波形的时间差进行比对,采用粒子群优化算法迭代得到放电源的位置。在35 kV实验变压器上进行了定位实验,验证了算法的准确性。     

基于ICA的变压器局部放电超声信号直达波分离研究

针对变压器局部放电超声波检测法存在的定位精度问题,分析了其主要原因在于时延选取的误差,而时延选取误差的主要原因是由于变压器局放超声信号传播规律极其复杂,通过超声传感器接收到的信号是直达波和非直达波以及各种噪声的混合叠加,只有正确分离提取出直达波的时延,才能提高定位精度。为此,本文提出了一种基于独立分量分析(ICA)的变压器局放超声信号直达波分离方法,通过单独分析直达波信号、非直达波信号以及噪声信号各自的主分量特征,运用ICA从混合信号中分离提取出直达波信号并选取时延。仿真和实验结果证明了该方法的可行性。     

突变量与形态学相结合的配电网故障时刻检测方法

在配网应用中,以故障时刻为同步基准的差动保护需要精准地检测故障发生时刻。而常见的相电流突变量故障时刻检测方法的误差受故障发生时刻、分布式电源故障特性等因素的影响较大,会给差动保护带来较大的同步误差。为此,提出了适用于配电网故障时刻自同步原理的精确故障时刻检测方法。首先以传统相电流突变量检测算法为基础选取数据窗,然后对窗内数据应用改进多分辨形态梯度算子进行处理,得到凸显波形突变情况的梯度信号。之后利用该梯度信号的极值点位置提取故障发生时刻。最后PSCAD仿真以及现场试验数据验证结果表明,该方法检测精度高、稳定性好,可有效减小因故障时刻检测而产生的同步误差。     

高速卫星通信中全数字载波同步算法的研究

为满足在高速率卫星通信中全数字化中频解调的要求,对全数字化载波同步算法进行了深入研究,根据奈奎斯特采样定理以及中频采样定理,分析了利用高速中频调制BPSK/QPSK信号恢复本地同步相干解调载波算法的可行性。同时给出了全数字锁相环算法及720MHz中频调制信号下全数字载波同步算法的设计与实现,对其关键组成模块:鉴相器、数控振荡器和环路滤波器等给出了详细的设计方法,并最终使用MATLAB对算法进行了功能仿真,仿真结果表明该算法能够很好地实现数字解调端的载波同步功能,能够完成1MHz以内频偏锁相的功能,相位误差较小,达到了卫星通信系统接收端载波同步的性能要求。     

基于MM-ARMA算法的次同步振荡模态参数辨识

传统电力系统次同步振荡的辨识方法存在对噪声敏感、辨识精度不高的局限性。为此,提出了一种基于数学形态学自回归移动平均(MM-ARMA)算法的辨识方法,实现了在有噪声干扰下对次同步振荡模态的准确辨识。该方法利用形态滤波器可以有效抑制噪声的特性对次同步振荡信号进行消噪处理,保留信号的主要特征信息;对消噪后的信号建立基于加权递推最小二乘法参数估计的ARMA模型,根据估计的模型参数计算次同步振荡模态参数,完成次同步振荡模态辨识。与传统的Prony算法和自回归移动平均(ARMA)算法辨识结果进行的对比分析结果表明,所提次同步振荡模态辨识方法能快速、准确地辨识出模态参数,且具有较强的抗噪能力。     

用小波分析提取电压闪变的幅值调制信号

正确评价闪变污染程度并进行有效治理需要计算电压闪变的幅值调制信号。传统的检测法用FFT算法分析稳态调幅波,不能分析幅值时变的闪变信号。小波变换能够提取时变的调幅波,但已有的方法需要(拟)同步信号,在电压信号存在其它波形干扰时会引入较大误差。文中提出了一种直接利用采样电压信号,基于周期小波变换的闪变电压包络线检测方法。经过仿真算例验证,这种方法误差小、适应性强,能满足工程应用要求。     

基于多特征量的油中局放超声直达波识别研究

电气设备油中局部放电超声阵列定位是将阵列信号处理技术应用于局放超声检测中的一种新方法,其实质是通过相应的算法得到信号的方位信息,继而对局放源进行定位。研究表明,当超声传感器接收到直达信号时,可对局放源进行准确定位;当接收到混叠(多路径)信号时,会导致定位成功率和定位精度下降,甚至产生虚假定位。因此,有效识别超声直达波与混叠波信号是局放定位成功的关键。该文选取峰值因数、分形盒维数和李雅普指数作为局放超声直达波信号的特征参量;分别基于各特征量进行超声直达波识别的仿真研究,结果表明超声信号的混叠程度会对识别结果造成很大影响,利用BP人工神经网络,提出一种基于多特征量的电气设备油中局放超声直达波识别方法,仿真结果显示其识别成功率接近100%;最后在设定环境下进行油中局放超声直达波识别的实验研究,结果表明,采用单个特征量识别直达波和混叠波的成功率约为90%,基于多特征量的识别成功率为95%,验证了所提方法的有效性。     

Unidirectionally coupled synchronization of optically injected semiconductor lasers

Three different synchronization scenarios, namely identical chaos synchronization, chaotic driven oscillation, and chaotic optical modulation, are experimentally observed for the chaotic optical fields generated by optically injected semiconductor lasers that are unidirectionally coupled. In this fully optical system, the channel signal is different from the output field of the transmitter laser by an additional injection optical field delivered by a master laser. In the case of identical chaos synchronization, the output field of the receiver is synchronized, and frequency locked, to that of the transmitter but is not synchronized to the channel signal. In chaotic driven oscillation, the output field of the receiver is synchronized, and frequency locked, to the channel signal but is not synchronized to the output field of the transmitter. In chaotic optical modulation, the output field of the receiver is synchronized, but not frequency locked, only to the channel signal. These three different synchronization scenarios are identified in the same optical-injection system under different operating conditions.     

Blind channel equalization

Signals that pass through a channel undergo various forms of distortion. One very common type of distortion is intersymbol interference, or ISI. ISI is caused by interference from the symbols that were transmitted before and after the given symbol. ISI-induced errors can cause the receiver to misinterpret the received samples. The equalizer is an important part of a modern digital communications receiver. It filters the received data to minimize the linear distortion induced during the transmission of the signal. (There is no nonlinear distortion.) This distortion occurs when the signal is transmitted through a channel. The channel is the physical medium that connects the transmitter and receiver. For example, the Earth's atmosphere is the medium in a wireless communications system. By sending the signal through the equalizer, the effects of ISI are counteracted; i.e. the receiver can make accurate symbol decisions based on the equalizer output. This article discusses the constant modulus algorithm, or CMA. This is the most popular algorithm used to blindly update equalizer coefficients     

电网状态监测系统GPS同步时钟的稳定性研究

GPS接收机输出的秒脉冲信号在统计意义下与国际标准时间高度同步,具有相当高的精度,但是由于其误差服从正态分布,单个秒脉冲误差可能较大。为提高基于GPS的同步时钟的精度和稳定性,该文根据GPS时钟信号和晶振时钟信号精度互补的特点,提出了一种利用GPS时钟同步晶振时钟的新方法,实现了高精度、高稳定度的同步时钟。所设计的GPS同步时钟不受GPS信号短时失效的影响,具有较高的可靠性和实用性,能够满足电力系统电网状态监测的要求。     

A chaotic circuit demo for communications

This article demonstrates the chaos synchronization as a laboratory experiment to support the fact that chaotic signals can be utilized for a secure communication system. This chaotic signal is obtained between transmitter and the receiver and the extractor circuit determines the BER. The chaos synchronization is used for coherent detection of message signal. The modulator-demodulator circuit is implemented with discrete components to study the effect of chaos extractor circuit and digital information signal. Thus the security is better at higher complexity level. The experiment shows the ability to achieve the chaos synchronization at the hardware level.     

基于整数提升小波时间熵的超声波回波位置检测

超声波的回波位置与信号检测具有十分重要的意义。本文引入小波时间熵技术实现了超声波回波位置的检测,其中针对超声波信号的特点对原有的小波时间熵算法进行了改进。选择适当的窗口宽度,从振动信号的低频系数出发计算时间熵,获得了良好的实际信号处理结果。文中针对超声波回波检测实际装置实现的要求采用了整数提升小波,降低了算法对硬件系统的需求,加快了算法的运行速度与性能。     

The Effects of Load Impedance, Line Length, and Branches in Typical Low-Voltage Channels of the BPLC Systems of Developing Countries: Transmission-Line Analyses

This paper presents the influence of line length, number of branches (distributed and concentrated), and terminal impedances on the performance of a low-voltage broadband power-line communication channel. For analyses, the systems chosen are typical low-voltage power-line networks found in Tanzania. The parameters varied were the network's load impedances, direct line length (from transmitter to receiver), branched line lengths, and number of branches. From the frequency responses of the transfer functions (ratio of the received and transmitted signal), it is seen that the position of notches and peaks in the amplitude responses are affected by the aforementioned network parameters and topology. As a result, the time-domain responses are attenuated and distorted. Time-domain responses of power-line channels under various conditions are also investigated for a given pulse input at the transmitter. The observations presented in this paper could be useful for suitable power-line communication system design.      

基于直接序列扩频的WSN通信信道均衡算法

对无线传感器网络（WSN）通信信道进行均衡设计,抑制无线传感器节点之间的码间干扰,改善通信质量。提出一种基于直接序列扩频的WSN通信信道均衡算法。进行了WSN的信道模型设计,为了降低信道输出的稳态误差,采用时间反转镜为匹配滤波方法,进行多径信道的码间干扰滤波,设计自相关匹配滤波器,通过直接序列扩频方法实现WSN通信的信道均衡。仿真结果表明,采用该算法进行WSN的通信信道均衡设计,发射信号沿各个路径到达接收机的信号分量得到准确分离,信号的多径分量得到无误码接收,通信信道均衡效果较好,通信误比特率低于传统方法,改善了WSN通信质量,展示了较好的应用价值。     

多载波无线电定位系统研究

研究了将多载波应用于传统扩频定位系统的方法,发射机将常规扩频信号分为若干个低速的窄带信号去分别调制相互正交的载波后发射出去,接收机通过重新组合,恢复出于原高速序列相同而有一时间差的高速序列,根据时间差确定接收机与发射机的距离。仿真结果表明,该方法在占用传统扩频定位系统带宽近一半情况下,达到和传统扩频定位系统相同的定位测距性能,提高了频谱利用率。     

无积分误差的双相关频差补偿信道测试方法

针对未来无人机、航天、地铁等无法同步的无线信道测试工程中,收发端无法同步的问题,提出了一种无积分误差的双相关频差补偿信道测试方法,预先设置频差,在训练阶段存储频差参数,在测试后对随机序列以及频差实施相关运算,补偿收发端之间的频差影响。提出了数值预置、直连获取、信道获取等3种频差获取方案,适用于不同的工作环境。理论分析与实验表明所提方法在任意频差下,均能有确定性输出,且随着收发间频差的增加,最终输出可收敛于同步情况下输出幅度的一半,解决了特殊环境下信道检测的难题。     

核磁共振测井仪接收机设计与实现

受激发条件和氢核响应机理的限制,核磁测井原始回波信号极其微弱。高信噪比的回波信号在反演算法中能够更加真实的反映地层信息,于是设计一个高增益、低噪声的接收机非常关键。基于核磁原始回波信号的幅频特性分析,利用低噪声前置放大器、滤波单元、A/D转换器、改进的数字相敏检波处理单元,设计实现了一个高信噪比多频数字接收机。该接收机已经成功应用于中海油自主研发的核磁共振测井仪(elis magnetic resonance tool,EMRT)上,在渤海油田得到的测井曲线CHI值表明该接收机工作稳定,提取信号信噪比高。