基于计算机控制的高强度聚焦超声肿瘤治疗系统

描述了基于计算机控制的高强度聚焦超声肿瘤治疗系统的原理和结构组成 ,重点介绍了其控制软件的设计技巧 ,以及提高其控制精度的技术途径     

高强度聚焦超声换能器的宽带阻抗匹配

高强度聚焦超声(HIFU)治疗系统为实现从功率源到超声换能器的最大电功率传输,需在功率源与超声换能器之间设计阻抗匹配网络.无源器件匹配可实现超声换能器电阻抗的精确匹配,但其宽带匹配的解析设计理论较复杂.本文利用简化实频法对HIFU换能器进行了宽带匹配网络设计,采用Levenberg-Marquardt法对传输功率增益进行了优化,优化后的功率传输增益在200kHz的通带内为0.9左右,且较为平滑;针对HIFU换能器进行的宽带阻抗匹配和声功率测试表明,采用传输功率增益优化设计出的宽带匹配网络能有效拓宽换能器的工作频带.     

基于AD5933的水声换能器电阻抗特性测量仪

实现水声换能器的测量对水下宽带通信具有重要意义.利用AD5933芯片及其扩展电路实现了水声换能器电阻抗特性的测量,给出了用高压功率信号激励下测量换能器电阻抗特性的方法.以STM32处理器作信号采集与控制,测量数据经USB接口送上位机进行处理与校正,解算出在功率信号的激励下水声换能器的幅频及相频特性曲线并实时显示.结果表...     

高强度聚焦超声功率源的优化设计

高强度聚焦超声(HIFU)功率源直接影响HIFU治疗的有效性和安全性。受功率MOSFET极间电容和导通电阻等寄生参数的影响,基于E类功率放大电路的HIFU功率源实际工作特性常偏离理想条件下的理论设计值。本文在理论设计的基础上,结合功率MOSFET等效电路模型,采用Saber软件对HIFU功率源的E类放大电路进行仿真,得到了放大器最佳工作状态时的谐振回路参数。实验测试表明,优化后的功率源工作效率和特性有显著的提高。     

基于椭圆IIR滤波器组小波包分析的功率测量方法

小波包分析可以实现信号频带的均匀划分,为电压、电流有效值及有功功率高精度的测量提供了理论依据;但其复杂的计算使它在实时测量中受到了限制.本文提出了将椭圆半带IIR滤波器应用于小波包分析的功率测量新方法,通过研究表明,该方法可以将复杂的计算减少到与快速傅立叶变换(FFT)同等数量级上.仿真和实验结果进一步验证了该方法的可行性.     

基于Barker码脉冲压缩技术的钢板多阵元Lamb波电磁超声换能器设计与优化

为了解决传统Barker码脉冲压缩技术受脉冲功率放大器额定参数（占空比,最大脉冲宽度等）限制而导致的脉冲压缩效果下降、检测速度降低等问题,提出一种基于Barker码脉冲压缩技术的多阵元Lamb波电磁超声换能器（EMAT）。建立了基于tone-burst信号激励-Barker码脉冲压缩技术的多阵元Lamb波EMAT检测过程的有限元模型,分析了永磁体的配置形式、阵元序列长度、激励信号周期数、曲折线圈匝数等因素对脉冲压缩后的主旁瓣比和主瓣宽度的影响,并进行了实验验证。结果表明：曲折线圈匝数为4和Barker码序列长度为13位的多阵元EMAT在配置3对外置永磁体后,其信噪比（SNR）可提高9.8 dB。综合考虑检测回波的空间分辨率和SNR,多阵元Lamb波EMAT最佳参数为：曲折线圈匝数为10、激励信号周期数为11、Barker序列为13位,并配置3对外置永磁体。     

基于三相三绕组等效网络的变压器绕组扫频阻抗特性研究

扫频阻抗法在电力变压器绕组变形诊断领域被广泛应用。目前,多基于绕组的简化模型对其进行仿真研究,无法研究变形发生于不同绕组时,扫频阻抗曲线的变化情况。本文针对三相三绕组变压器,建立其完整的三相三绕组等效电阻-电感-电容（RLC）参数模型及简化的单相三绕组RLC参数模型。通过分析上述两个模型的高对中扫频阻抗曲线,发现简化RLC参数模型包含的绕组机械状态信息并不完整。最后,基于完整的三相三绕组模型,研究不同绕组发生短路故障时扫频阻抗曲线的变化趋势并计算其相关系数,分析不同绕组故障对扫频阻抗曲线的影响程度。     

基于混合式光电电流互感器技术的脉冲微小电流信号测量系统

为满足高电位脉冲电流微小信号测量对抗干扰性能及保护人身安全方面的要求,设计了一套基于混合式光电电流互感器（HOCT）原理工作的宽带模拟光电检测系统。介绍了其工作原理和实测性能,并提出了改善系统频带的方法。该系统测量精度高,工作稳定,-3dB带宽为50kHz-22MHz,非线性度〈0．5％,输出噪声峰值〈1mV。测试结果...     

基于大电流通态压降的IGBT功率模块结温监测方法的研究

绝缘栅双极型晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)是限制新能源汽车可靠性和成本的关键因素。结温监测能够提升IGBT功率模块的功率密度,提高系统可靠性,降低成本。基于此,提出一种基于大电流通态压降的IGBT功率模块结温监测方法。首先分析通态压降与结温之间的关系,然后设计通态压降结温校准电路,并基于小电流通态压降对校准结果进行验证。最后,分别使用数学模型和神经网络模型拟合结温和通态压降的关系,对基于模型对结温进行预测。结果证明,大电流通态压降能够准确测量结温。     

基于单回电气量的同塔双回直流线路故障测距算法

同塔双回直流线路极线间存在复杂的电磁耦合关系,而实际工程中各回直流系统的控制保护仍基于本回电气量信息,必然无法实现其完全解耦分析,从而增加了准确故障定位的难度。首先利用同塔双回直流线路的相模变换对基于单回线路电气量的模量特征进行详细分析,构造了消去地模分量的新差模分量,并对其特点及参数选择进行了分析。然后根据非故障点的线路两端沿线计算电压在故障时刻附近具有最大差值的特点,定义了非故障点最大电压差值区段,进而提出了一种基于单回直流线路电气量的时域故障测距算法。基于PSCAD/EMTDC对实际同塔双回直流系统的大量仿真测试结果表明:所提算法测距精度高,且不受故障极线、故障位置及过渡电阻的影响。     

基于参数辨识的强迫功率振荡扰动源定位方法

基于对广域测量系统量测数据参数的辨识,提出一种实现电网强迫功率振荡扰动源位置判断的方法。根据强迫振荡的能量函数,推导出基于参数辨识的扰动源定位方法,并根据理论分析指出该方法能够适用于振荡的稳态和瞬态阶段。通过对实际振荡案例分析,验证了所述方法的正确性和可行性。理论和实际分析结果表明,该方法能够快速判断强迫功率振荡扰动源的位置,易于实现在线计算。