适于智能配用电通信的OPS-WDM-PON技术

提出适于智能配用电通信的无源光网络架构.基于异步光分组交换及波分复用技术,构建树形及环形拓扑结构,可提高系统可扩展性及对实时突发业务的随机接入能力.基于空分光交换矩阵和光纤延时线,实现上行信号的冲突解决,可减小分组等待时延,提高冲突解决机制的灵活性.基于自相似流量分布分析了系统波长冲突的丢包率PLR及分组等待时延T.结...     

IEEE 1588同步时钟网络时延误差的分析及修正

IEEE 1588同步时钟基于TCP/IP技术,采用变电站通信网络对时,受通信网络传输阻塞的影响,存在同步报文传输路径延时误差。文中分析了IEEE 1588时钟同步精度误差;提出了基于区分服务调度模型的同步报文路径延时误差修正方法,通过设置网络节点业务报文队列的优先级,建立了带宽调节因子和紧迫度机制,确定了同步报文的时延,并提出时钟发生器振荡频率的修正方法;实现IEEE 1588同步时钟误差的修正。搭建了高精度网络时钟硬件平台,并完成了测试。实验结果表明,该时钟实现了纳秒级网络对时,能够满足智能变电站IEC 61850标准对时间精度的要求。     

基于单片机的可程控高精度信号源设计

有针对性地提出了一种可程控高精度信号源实现方法,该方法以16位高精度D/A为核心构建波形重构电路,以单片机和FPGA的组合实现总体控制.利用单片机集成的16位高精度A/D构建了反馈校正模块,通过该模块建立了一个闭环控制系统,有效改善了系统的整体精度.该方法将单片机技术、FPGA技术进行有机的结合,充分发挥了各自的优点.此外,应用USB总线技术和高速异步串行总线技术可完成波形数据的实时下载.即实现了信号源的实时可编程.测试结果表明,该信号源精度达到0.01%,满足设计要求.性能稳定可靠.     

配用电大数据多源集成及存储优化方法

面对体量大、类型多、增长快的配用电大数据,如何利用大数据技术提升配用电相关业务的广度、深度和精度成为电力行业新的机遇和挑战。为解决配用电大数据多源集成和高效存储两方面核心问题,根据配用电大数据的组成及特征,通过生成标准化元数据并构建相应数据字典的方法,实现了多源配用电数据规范化集成;在数据集成的基础上,基于Hadoop平台进行大数据存储优化方法研究,提出考虑配用电数据关联性的哈希分桶存储算法,实现了相关联数据的集中存储,从而提升后期数据查询及处理的效率并在数据存储优化的基础上,实现基于Map Reduce的多源配用电大数据并行关联查询。通过在Hadoop集群平台上进行测试表明,经过哈希分桶存储优化后的多源数据并行关联查询相比传统Hadoop方法查询时间显著缩短。     

面向自主芯片频率扫描实速测试的扫描链分析

随着芯片工艺的不断升级,芯片设计的频率不断提高,时延故障是引起高速芯片失效的重要因素。在硅后验证阶段,由于缺乏一种对芯片全局路径延时测量的手段,传统构建延时测量电路的方式仅能得到特定关键路径的延时变化情况,在芯片失效时无法进行全面的路径延时分析。本文提出一种基于扫描链的频率扫描实速测试方法对芯片内部大量时序路径的延时进行测量并获取时序裕量。针对生成测试向量时间长,依赖专业测试设备的问题,在自研硬件平台上通过自生成多频率测试向量以及改进数据校验算法成功实现了频率扫描实速测试,对芯片测量的路径延时误差在8 ps左右。通过对不同芯片在不同温度下的实验验证了该方法对路径延时表征的有效性,为今后通过延时参数对高速芯片进行环境适应性分析、寿命预测等研究提供了一种快捷有效的方法。     

输电线路杆塔状态监测网络低延时技术研究

为了降低杆塔状态监测结果传输时延,提高监测结果在网络中传输的时效性,提出了输电线路杆塔状态监测网络低延时技术。综合监测网络的通信功能,设计基于射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)与无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)的网络架构形式,明确此架构由通信层、主动连接层、主动移动传输层、监视层四层构成;引进节点优化模型,在确保数据信息具有对称性特点后,对其延时设计进行处理,优化设置杆塔状态监测网络中继节点;设计输电线路杆塔接地电阻在线监测结果汇聚传输模式,实现低延时技术。通过对比实验得出结论:提出的低延时技术在实际应用中可以有效改善监测网络延时较大的问题,并且能够进一步提升监测质量,从而提升整个监测网络对输电线路杆塔接地数据的监测精度,为供电企业的日常维护及工作运行提供更可靠的数据依据。     

三相降压型PFC时延补偿的预测算法研究

在采用数字信号处理器(DSP)处理功率因数校正(PFC)电路控制环路信号时,主要有3个环节的延时:控制环路采样延时、DSP计算延时、PWM波产生延时。时延会减少环路带宽并降低环路稳定性,需加以补偿。以一种三相降压型PFC为例,讨论电流内环时延对电路稳定性的影响。研究线性预测和Smith预测两种时延补偿的预测算法,并通过仿真对两种方法进行对比。最后通过10 kW样机验证线性预测算法的鲁棒性和有效性。     

MMC-HVDC功率硬件在环仿真的SDIM-ITM接口算法与延时补偿

针对功率接口硬件延时影响MMC-HVDC功率硬件在环仿真精确性问题,设计了一个模拟一阶RC高通滤波器的相位超前校正单元进行延时补偿。MMC采用戴维南等效电路模型,以便于计算SDIM接口中的实时阻尼阻抗和降低数字仿真计算量。MMC-HVDC功率硬件在环仿真采用SDIM-ITM接口,其中ITM接口作为驱动环节,SDIM接口作为观测环节,在运行点变化和故障条件下呈现出较高的稳定性和精确性。但接口延时(或功放延时)对物理侧仿真精度影响较大。故通过所设计的相位超前校正单元对激励功放的交流电压信号进行相位补偿,以进一步提高物理侧仿真精度。仿真结果验证了该延时补偿方法的有效性。     

小晃动高分辨数字脉冲延时发生器设计

随着超快电子学的蓬勃发展,信号的同步成为了待解决的难点。同步控制电路的核心是由脉冲延时发生器组成的,因此设计一款小晃动高分辨数字脉冲延时发生器具有重要的意义。现有的数字脉冲发生器存在一些问题,例如信号不同步、延时精度低、延时范围小。提出了一种FPGA与模拟延时相结合的设计方法,采用晃动补偿的方法来消除晃动的影响,设计晃动测量电路来避免信号不同步;应用模拟延时芯片、设计模拟延时电路来实现延时的高精度;使用FPGA数字方式,通过计数器延时的方法扩大延时范围。对制作好的样板进行测量,基准信号为10μs,调节1ns时,相对延时平均值为1.014 ns;调节1.01 ns时,相对延时平均值为1.009 ns,抖动精度接近100 ps,延时精度接近10 ps,测试结果表明该设计方案可以较好地达到使用要求。     

电机保护装置设计中几个问题的探讨

给出了一种实现双CPU分体式结构的接口电路.此外,笔者还就电机保护的延时时间系统和散热过程的模拟实现进行了探讨.实验表明,所设计的接口电路能实现显示模块的热插拔,基于单一定时计数器的延时时间系统和通过变时间步长查表方式实现的散热过程简单易行,有着较好的精度.     

基于实时数据库的激励式仿真机OPC异步通讯研究

本文通过介绍OPC技术的工作原理,结合激励式仿真机的工作机制,给出OPC异步通讯的开发方法及使用Visual C＋＋6．0的具体实现。根据仿真系统支撑平台的实时性要求,利用内存映射文件建立系统运行的实时数据库,即通过内存映射文件开辟共享内存区并对其进行数据操作。该方法既能实现多个进程数据的共享,又保证了实时的响应速度以便在Ovation DOS服务器数据库中读写数据。具有数据传输速率快,安全可靠性高的优点,在火电厂自动化中有很强的通用性和实用性。     

激励式仿真机实时通信研究

针对激励式仿真机实时通信程序通用性差,可靠性与实时性低的问题,在分析激励式仿真机的工作机制及OVATION虚拟DOS的特点的基础上,结合OPO（OLE for Process Control）技术与TOP／IP技术,提出了一种基于OPCOA20与TCP／IP相结合的激励式仿真机实时通信的开发方案。对于数据通信,使用多OPC客户端异步通信的方法,同时利用内存映射文件建立系统运行的实时数据库,该方法既能实现多个进程数据的共享,又保证了实时的响应速度。对于指令通信,采用网络远程调用OVATION API函数的方式来实现DOS侧与模型铡状态和数据的一致性。实践表明该方案具有数据传输速率快,安全可靠性高,实时性好的优点,同时该系统通用强,能够通过OPC服务器与任何DCS进行数据交换。     

基于麻雀搜索的协同定位算法研究

无线传感器网络的定位问题可以转化为适应度函数最优问题,并通过经典的麻雀搜索算法进行求解。然而该算法所用的适应度函数并未使用未知节点之间的测量距离数据,从而导致定位精度的提升有限。为了解决这一问题,提出了一种基于麻雀搜索的协同定位算法。该算法主要包括两个搜索阶段：粗略搜索和精细搜索。在粗略搜索阶段,未知节点到锚节点之间的测量距离数据被用于确定未知节点的初始位置。在精细搜索阶段,未知节点之间的测量距离数据被用来确定未知节点的精确位置。首先,采用Cat混沌映射方法来保证初始种群的均匀分布,从而有助于确定最佳位置。其次,构建了两种不同的适应度函数,一种用于粗略搜索,另一种用于精细搜索。其中,用于精细搜索的适应度函数利用未知节点之间的测量距离数据来提高定位精度。最后,提出了一种新的精细搜索方法,以避免协同定位结果收敛到局部最优位置。通过对仿真和实测数据进行分析,验证了所提方法的有效性。     

基于FlexRay线控转向系统的传输延时算法

为确保汽车转向系统的实时性,对影响时钟同步的因素———传输延时进行研究,主要针对传输延时的不确定性。通过节点互发同步报文,本地节点动作点获取相应时间戳,并在同步报文发送的负载端里传输时间戳信息,根据时间戳及相应的Flex Ray节点计算得到传输延时的算法。此算法可以应用于在分布式系统启动时,通过同步报文的传输计算出节点间传播延时和解码消耗后,然后进行配置节点,提高时钟同步精度的同时又不浪费带宽资源。将该算法导入FlexRay线控转向系统,并通过MATLAB仿真平台对系统进行仿真,得出该算法在对非同步节点进行计算修正之后,使其时钟得到有效调整,提高了系统整体的实时性及可靠性,对汽车技术的发展具有一定意义。     

一种新型电子延时模块在异步电动机起动中的应用

介绍三相异步电动机起动时，通常按照一定的时序接通或关断2到3台接触器来实现电动机的起动。控制时序是确保电动机可靠起动的关键因素，而延时模块是实现控制时序核心部件之一。针对当前延时模块中所存在的不足，现设计了一种新型低成本、高精度、高可靠性的电子式延时模块并将其应用于异步电动机的起动中，取得了良好的效果。     

单相电路谐波及无功电流实时检测方法研究

针对单相电路无功和谐波补偿的要求,提出了一种基于瞬时无功功率理论的谐波和无功的直接检测法.该方法较好地解决了单相电路的谐波和无功电流的检测,算法简单易于实现.并对锁相环引起的误差进行了理论分析,同时加入了谐波反馈信号,补偿低通滤波器的延时,加快动态响应速度.仿真结果证明该方法的有效性.     

3D Scan matching for mobile robot localization over rough terrain

In order to enable an autonomous mobile robot to travel over rough terrain, it necessitates the capability to detect self‐position accurately even when the odometry errors are increased in traveling. The conventional method can keep high speed and precise localization using iterative closest point algorithms or feature matching techniques. However, effects of steep changes of a mobile robot position are not considered when it travels over rough terrain. In this article, we propose the method for efficient real‐time 6D pose tracking using a rotating 2D laser scanner in traveling over rough terrain. For adaptation to steep changes of the position, weighted point clouds are generated based on the angular and the linear velocity measured by sensors mounted on the robot. And the position and posture of the robot are sequentially optimized by the scan matching in increments of 10 scans. In indoor experiments, we evaluated accuracy of our method when the robot passes on rugged floor. As a result, our method was performed with less than 0.078 m RMS positional error in real time.     

基于STM32和FPGA的多轴运动控制器的设计

该控制器采用STM32和FPGA进行设计,STM32进行粗插补处理,将产生的粗插补坐标增量发给FPGA进行精插补.FPGA控制输出脉冲和脉冲间延时,通过高速光耦隔离后输出,控制电机的运转.系统采用脉冲叠加的方法实现加减速;使用数字积分法插补原理实现直线插补和圆弧插补,从而实现任意曲线轮廓.该系统已应用到实际的雕刻机中,...     

后差分方法在空中三角测量POS数据精度优化中的应用

针对大范围、复杂的野外测量环境下,多点布设外业测控点,难度较大,且耗时耗力的问题,文章以后差分方法优化POS数据精度为研究基点,基于后差分原理,进行两层面创新。首先,基于外方位元素对POS数据精度的影响,利用相机延迟测定及控制技术获取真实的POS数据,并融合码伪距和载波相位双差方程,通过建构基于UbloxN-M8T芯片的后差分GNSS模块,来消除POS数据误差;同时,使用联立GPS与IMU观测值方程的光束法区域网平差模型,通过平差循环迭代运算,获取精度最优的POS数据,并据此,在不同的控制点方案下生成DOM正射影像,通过成像精度测评,得出后差分可显著提升POS数据精度,且在极少控制点、无架构航线下的效用更为明显。     

基于GPU的多模式SAR实时成像算法研究

合成孔径雷达（SAR）成像处理需要较大的计算量,在基于中央处理器（CPU ）平台开发的SAR成像系统上处理一般需要消耗很长时间,无法满足实时成像的要求。借助于计算统一设备架构（CUDA ）编程模型,基于图形处理器（GPU ）提出了一种适用于多模式SAR的实时成像方案。该方案通过数据分段处理技术解决了计算设备GPU显存容量不足的问题;通过分析成像处理任务的并行度,利用异步执行流处理技术减少数据处理对数据交互的等待时间;通过优化GPU内存访问机制并使用特殊函数单元（SFU ）减少计算时钟周期。同时,该方案能够支持多GPU设备的并行处理,充分利用了GPU设备的计算资源。在NVIDIA GT 740M和INTEL Q6600上的实验结果表明,该方案与传统的基于CPU的单线程SAR成像技术相比,有了近150倍的速度提升,大大提高了SAR成像处理的计算效率,具有很好的工程应用前景。