基于FPGA的四相交错并联磁集成Buck变换器研究

在负载变化范围较小的前提下,为提高Buck变换器输出电压精度和电压纹波,在传统Buck变换器拓扑结构基础上,引入多相交错并联磁集成技术.详细分析磁集成条件下,变换器在占空比0～1范围内的相电感电流纹波、四相电感总输出电流纹波、电压纹波与磁耦合系数的关系,确定磁集成变换器占空比与磁耦合系数的最佳选择范围.提出磁集成变换器小信号建模一般方法,并设计出基于FPGA的数字控制器.制作四相交错并联磁集成Buck变换器实验样机,通过实验验证了理论分析的正确性.     

新型磁集成改进型Cuk变换器

提出了一种改进型Cuk变换器,在保持传统的Cuk变换器具有连续输入和输出电流优点的同时,电压增益为传统Cuk变换器的1/(1-D)倍,再通过磁集成的方式,将变换器中的3个电感进行集成.分析了磁集成改进型Cuk变换器的工作原理,推导出了变换器的电压增益、开关器件的电压应力和电流纹波的表达式,给出了电感耦合度设计准则,使变换器中3个电感电流纹波都有效减小,并给出了三电感耦合的磁件设计方案.通过仿真和实验的方式验证了理论分析的正确性.     

EIE型磁集成谐振电感器在双向LLC谐振变换器中的应用

磁性元件已经成为制约开关电源发展的主要因素之一,为满足新一代变换器高传输效率、高功率密度和能量双向流通的发展要求,针对双向LLC谐振变换器,提出一种EIE型磁集成结构,采用解耦集成的方式将原、副边谐振电感集成到一起。将EI型结构与其进行对比,仿真分析和实验表明:该结构磁密、磁位分布均匀,抗饱和能力强,电感因数大,损耗小。将其应用到双向LLC谐振变换器中,具有提升功率密度及效率高等优势。     

DCM模式下双向DC/DC变换器的性能分析

针对目前交错并联磁集成双向DC/DC变换器工作在DCM模态下的分析不全面这一研究现状,以三相电感进行耦合的三相交错并联磁集成Buck/Boost双向DC/DC变换器为实例,在轻载时关断MOS管,利用MOS管的体二极管具有单向导电的特性,避免电感电流出现负值,从而降低变换器的能量损耗,提高变换器的效率.首先,深入分析了运行在Buck状态下的双向DC/DC变换器的DCM模态的稳态性能;其次,分析了变换器的工作状态转换条件,求出各模态转换的临界负载电流,并且通过引入的变比与其他参数之间的关系来具体分析变换器在各种工作情况(CCM/DCM)下的每一相相电流的变化规律;最后,通过仿真和试验的实际数据来验证理论分析的正确性.     

浅谈MAYA骨骼设置中IK与FK无缝转换的实现

三维动画制作中,存在着正向动力学与反向动力学两种控制方式,这两种控制方式各有特点,在实际项目制作时更是相辅相成,不可缺少,甚至很多时候,需要二者不断转换从而达到制作目的。该文通过对Maya骨骼设置中正向动力学与反向动力学的分析,总结了正向动力学与反向动力学各自的特点,并指出正向动力学与反向动力学在Maya中相互转换的难点所在,最后论述如何通过表达式实现无缝转换的制作思路。     

单开关低电压应力的高增益Boost变换器

为了将分布式发电系统中光伏板、燃料电池等的低压直流电转换成高压直流电,提出一种带有泵升电容的基于开关电容与开关电感网络的高增益DC/DC变换器。该变换器进一步提高了电压增益,减小了功率器件的电压应力。采用磁集成技术,将两个电感绕在同一磁芯上形成耦合电感,提高了变换器的功率密度。最后,分析了该拓扑的基本工作原理,并制作了一台输入电压为30 V,输出电压为380 V,额定功率为200 W的样机,实验结果证实了理论分析的正确性。     

一种新型双向DC—DC变换器

针对传统Buck-Boost变换器存在的输出电压有限、稳定性较差、增益较低等问题,设计了一种采用Z源网络连接直流输入电源和负载的新型双向DC-DC变换器,分析了该新型变换器在功率正向传输和功率反向传输时的工作过程。实验结果表明,该新型变换器能够实现功率双向传输,且在2种功率传输模式下都能实现升压、降压功能;与传统Buck-Boost变换器相比,该新型变换器输出电压更稳定,电压增益较高。     

双向DC-DC变换器拓扑结构的设计及仿真

传统的单相双向DC-DC变换器虽然结构简单,但当电流纹波超过两倍负载电流时会导致开关器件通态损耗过大,同时主电感电流纹波过大会造成磁芯损耗.本文设计了一种多相拓扑结构的变换器,该变换器通过磁耦合技术,采用电流交迭减小纹波,进而减小磁芯的损耗.通过Simulink对单相变换器和两相变换器模型进行仿真,论证了改进后变换器的优越性.     

EIE组合磁材磁集成变压器的设计与研究

针对带有功率因素校正功能的LLC谐振变换器，提出了一种新型EIE组合磁材磁集成变压器，采用解耦集成的方式将PFC电感、LLC谐振电感以及LLC高频变压器这三个独立的磁性元件集成到一起。详细介绍了磁集成变压器设计方法，并利用ANSYS Maxwell仿真软件对EIE组合磁材磁集成变压器进行建模仿真。比较锰锌铁氧体材料与铁硅铝磁粉芯材料的特点后，为了提高变压器的抗饱和能力，选用I型磁芯材质为铁硅铝磁粉芯。最后，搭建了一台输出功率为100 W的实验样机证实了EIE组合磁材磁集成变压器设计方法的可行性。     

三电平正反激直直变换器的研究

随着高工作的主电压、大功率技术的迅速发展,集成化和高频化一直都是电力电子学追求的目标。在直直变换器中,传统的三电平变换器虽减小了开关器件的电压应力,但电路功率密度较小。正反激变换器中变压器利用率高,但输入电压范围有限。提出了一种三电平正反激直直变换电路拓扑,把正反激电路和三电平电路组合在一起,不仅拓宽了变换器输入电压范围,增大了变换器的变换功率,同时提高了变压器的利用率。另外,变压器采用磁集成技术,将原有的两铁芯四绕组变压器集成为一铁芯四绕组变压器,减小了变压器体积重量,提高了变换器的功率密度。     

基于DSP+FPGA的激光半主动导弹飞控软件设计

为满足弹载飞控软件实时性、可靠性的要求,设计了基于DSP+FPGA硬件结构的某型号激光半主动导弹飞控软件,其中TMS320C6713 DSP作为主处理器,FPGA作为协处理器,两者进行高度并行数据处理。飞控软件包括测试模式和正常工作模式,测试模式完成弹上设备的测试和维护,正常模式完成导弹的发射和控制。本着高内聚、低耦合原则,对飞控软件采用模块化设计方法,给出了模块组成、模块功能以及模块间的关系。最后给出了飞控软件半实物仿真试验结果及改进方向。     

加速度传感器的有限元分析

为了分析加速度传感器的动态特性,对其进行了模态分析、频响和瞬态分析。通过模态分析得到传感器的前六阶固有频率和振型,频响分析和瞬态分析得到传感器的幅频特性,得出传感器动态维间耦合情况。仿真实验的结果表明:传感器一阶和二阶、四阶和五阶振型相同,频率相近;传感器受到轴向载荷的时候,轴向与水平方向存在较大的动态耦合;受到水平方向载荷作用时轴向耦合较大,而与另一水平方向耦合较小。     

Research on the directionality of end dynamic compliance dominated by milling robot body structure and milling vibration suppression

The end dynamic characteristics dominated by the milling robot's body structure play a crucial role in vibration control and chatter avoidance in robotic milling. As the excitation source, the milling force may exist in any direction under different process parameters. Consequently, investigating the directional distribution of the end dynamic characteristics becomes essential for studying the direction-dependent dynamic response of a milling robot. In this paper, firstly, the directionality of the end modal vibration is proved based on the body structure mode shape of the milling robot. Subsequently, combined with the multi-body dynamics model of milling robots, the distribution of the end dynamic compliance with the excitation direction in the robot mode is modeled and found to be double-sphere, which is verified experimentally. A convenient method for acquiring the double-sphere dynamic compliance (DSDC) is given and its portability is shown. Then, two application cases of the DSDC in milling vibration suppression are given. In Case 1, based on the DSDC, the milling vibration amplitude is found to be distributed as an eccentric ellipse with a non-orthogonal basis with the feed angle in a robot mode, wherein a feed direction selection method for reducing milling vibration without traversal calculation is given with experimental validation. Case 2 shows that according to the guidance of the DSDC, the tuned mass damper can significantly suppress the milling vibration. It is worth noting that the directionality of the end modal vibration and DSDC constitute fundamental dynamic properties of milling robots, which may provide a new theoretical basis for the research related to the robotic end dynamic characteristics (such as frequency response function identification, mode coupling chatter mechanism and its suppression, etc.), which are well worth exploring.     

阵列式积木结构集成磁件在四相VRM中的应用研究

为了提高VRM的输出动态响应和降低稳态纹波,利用多副磁芯组合,提出了一种应用于四相VRM的阵列式积木结构集成磁件。在不考虑漏磁通影响的情况下,分析了阵列式积木结构集成磁件参数对VRM性能的影响,建立了磁件的等效电路。利用电磁场有限元分析集成磁件磁场及电感,使用其电感数值对阵列式积木结构集成磁件与分立电感的VRM进行了电路仿真分析比较,电路仿真结果验证了理论分析的正确性。实验结果也表明使用阵列式积木结构集成磁件的四相VRM动态效果较好。     

偏振耦合测试在分布式应力传感中的理论分析

对高双折射保偏光纤内部的分布式偏振模式耦合在分布式应力传感中的应用进行了理论分析.根据光弹理论和弹性力学理论,建立了横向应力作用下保偏光纤的偏振耦合模型,推导出应力下的偏振耦合强度公式.偏振耦合强度对应力的大小,方向,作用长度以及保偏光纤的拍长都敏感.详细分析了每一个因素对耦合强度的影响.当横向应力的作用方向角为45°,作用长度为保偏光纤的一半时,这时保偏光纤耦合强度对应力传感最敏感.     

双模声表面波谐振型滤波器的研究

在移动通信设备中,各类声表面波传感器有广泛的用途,尤其是双模耦合谐振滤波器能满足低插损、窄通带的要求,受到了广泛的关注。本文给出了双模耦合谐振型滤波器的等效电路,计算出了电路的内部参数,并且对电路模拟仿真,对结果做了误差分析,提出了改进的方法,最后就滤波器的性能进行了相应的讨论。     

AVS中帧内预测模式的快速选择策略

为了降低AVS帧内预测模式的计算复杂度,提出了一种率失真优化（RDO）准则下的基于边缘特征的快速帧内预测模式选择算法。利用Sobel算子对亚采样后的图像建立边缘方向场,构建编码块的预测模式直方图,根据预测模式直方图的分布确定率失真优化候选预测模式;并对亮度块和色度块分别优化。仿真结果表明,与原AVS相比,该算法在比特率略有增加和信噪比基本保持不变的条件下,大大减少了计算时间,提高了AVS编码速度。     

基于MEMD-rTVgPDC的皮层肌肉耦合分析

本文将多元经验模态分解(MEMD)与鲁棒时变广义偏定向相干性(rTV-gPDC)引入皮层肌肉耦合分析中,探索脑肌电之间线性和非线性耦合关系。首先同步采集8名健康志愿者在静态握力(5 kg、10 kg、20 kg)下的三通道脑电(EEG)和肌电(EMG)信号,接着采用MEMD对信号进行时-频尺度化,最后同时计算不同耦合方向(EEG→EMG和EMG→EEG)上的rTV-gPDC线性和非线性值。实验结果表明静态握力输出时,皮层肌肉耦合主要反映在beta和gamma频段,其中EEG→EMG方向的耦合强度略高于EMG→EEG方向的耦合强度,且随着左右手握力增加,EEG→EMG和EMG→EEG方向的耦合强度同时增加。此外脑肌电耦合中同时存在线性和非线性因果关系。本文方法能够定量刻画不同握力下三个脑肌电通道之间的线性和非线性交互影响,可为研究运动功能障碍及康复评价提供有效的生理参数指标。     

3D Local Trajectory Planner for UAV

In this paper a local trajectory planner is described and applied. This planner works in three dimensional environment populated with static and passive movable obstacles. The main contribution of this paper is a proposal of a new method of autonomous navigation. Novelty of this approach relies on splitting the motion planning problem into two stages: a decision mode and a trace mode. In the decision mode, vehicle selects its current direction of motion on the basis of the current value of a performance index. In the trace mode vehicle traces boundary and edges of obstacles using its on-board sensors. Depending on vehicle"s environment, the two modes follow one another many times. Another new idea is a negative velocity feedback. The feedback stabilizes velocity of the vehicle around a value considered safe in a given environment. The planner, although autonomous, may be adjusted by higher order system (strategic behavior) by changing its parameters. It is not computationally intensive and therefore can be used in real-time applications.     

长周期光纤光栅的轴向应变传感特性研究

利用不同包层模的长周期光纤光栅(LPFGs)具有不同的轴向应变灵敏度,降低或提高应变灵敏度对通信和传感领域具有重要意义.利用分析各向异性波导的方法,从理论上分析了LPFGs对轴向应变的响应特性,并进行了实验研究.当光纤受到轴向应变时,纤芯和包层都变成了单轴晶体,利用相位匹配条件和单轴晶体光纤的本征方程,研究了LPFGs的谐振波长对轴向应变的响应特性.结果表明,基于不同包层模的LPFGs,对轴向应变的灵敏度有较大差别.谐振波长有向长波方向偏移,也有向短波方向偏移.模序较低时,灵敏度较小,中等模序灵敏度最大,高阶模序灵敏度则较高.