基于FPGA伪随机序列发生器设计

伪随机序列广泛应用于密码学、通信、雷达、导航等多个领域,本文提出了一种基于FPGA的伪随机序列产生方法,应用移位寄存器理论从序列的本原多项式出发,获得产生该序列的移位寄存器反馈逻辑式,结合FPGA芯片结构特点,在序列算法实现中采用元件例化语句,算法运用VHDL语言编程,以Altera的QuartusⅡ软件为开发平台,给出了序列的仿真波形。序列的统计特性分析表明：该方法产生的序列符合m序列的伪随机特性,验证了算法的正确性。     

离散均匀分布随机SVPWM中伪随机数序列的表征与选择EI北大核心CSCD

采用随机的脉宽调制策略存在随机因子与输出电压功率谱之间关系不明确的问题。通过对随机位置SVPWM和随机周期SVPWM选用的伪随机数序列所服从的概率分布进行分析,利用随机过程理论建立该序列中概率参数和频域上谐波分布的联系。同时,推导服从离散均匀分布的伪随机数序列的功率谱数学表达,揭示功率谱与伪随机数序列之间的内在联系。提出应用梅森旋转算法来构造伪随机数生成器,改善传统线性反馈移位寄存器循环周期短、随机性差等缺陷。通过仿真和实验对比不同伪随机数生成器对功率谱中开关频率及其倍数处离散谐波能量的分散效果。结果验证所提出的方法和理论分析的正确性,为研究随机SVPWM对改善功率变换器中噪声和振动问题提供了参考。     

基于递推最小二乘算法的感应电动机参数离线辨识

感应电动机参数离辨识是实现高性能变频调速的前提.对基于递推最小二乘(recursive least-squares,RLS)算法的电机参数离线辨识的具体实现进行了详细阐述:基于离线辨识时电机的静止特性,简化了电机数学模型,减少了计算量;采用改进欧拉数值解法,求解巴特沃思数字滤波状态方程,既可获得信号的滤波值,同时又直接解得了信号的1阶和2阶导数值,避免了导数离散化的误差影响,提高了运算精度;运用线性反馈移位寄存器产生伪随机白噪声序列(M序列),作为辨识的激励信号;针对不同功率的电机进行了大量的仿真和实验研究,实验结果表明所提方法稳定性良好,辨识结果的一致性和准确性较高.     

基于伪随机数的双三相PMSM高频降噪策略研究

为了抑制双三相永磁同步电机的高频噪声,提出一种基于伪随机二进制数序列的随机开关频率-随机零矢量空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法。该方法通过线性反馈移位寄存器产生伪随机数序列,实现开关频率随机化,保持零矢量作用总时间不变,随机分配零矢量作用时间T0与T7,实现零矢量作用时间对称且随机分布,从而实现开关频率与导通时刻的随机化。通过仿真分析表明,该方法实现了对开关频率及其倍频处频谱的均匀扩展,显著降低了开关频率及其倍频处谐波的幅值,达到了抑制开关频率及其倍频噪声的目的。     

伪随机序列发射电路设计与实验

伪随机序列具有良好的频域特性,介绍了伪随机序列产生,给出了n阶伪随机序列的波形图,设计了伪随机序列发射电路,并测试了电路的输出电压和电流波形,验证了本设计的可行性。     

基于FPGA的并行PRBS序列的实现

本文从伪随机序列(PRBS——pseudo random sequence)的性能原理入手,介绍了一种以经典的线性反馈移位寄存器(LFSR——linear feedback shift register)电路为基础,采用并行处理方式的高速PRBS发生器,并在通用FPGA芯片上予以实现。该发生器在保证等效性的前提下,有效降低了工程实现的困难,为高速电子系统测试信号提供一种可行的解决方案。     

基于神经网络组合序列密码电路的设计

利用若干个m序列作为驱动源,用人工神经网络模拟非线性函数产生非线性组合序列密码,可以既能保留m序列的绝大部分良好的随机特性,又能加大周期和提高其线性复杂度,具有良好的保密性。本对此神经网络组合序列密码进行了电路设计与实验研究。     

基于FPGA的高速伪随机序列发生器设计

随着现代通信系统处理的最大数据速率的不断提高,需要高速的伪随机测试信号发生器。通过对m序列生成原理的研究,提出了一种基于FPGA的高速伪随机序列产生的方法。该方法基于m序列的采样定理和移位相加性,并行产生多组初始相位不同的m序列,最后通过模2加法器获得高速的m序列。从m序列的基本原理出发,给出了实现该高速m序列发生器的硬件设计,并用ModelSim软件对其进行仿真。实验结果表明,使用该方法实现的伪随机序列发生器,结构简单、速度快。     

方差可调的数字式白噪声发生器的FPGA实现

对伪随机序列统计特性进行了分析，介绍了根据信噪比要求产生出方差可调的数字白噪声信号的依据和方法，并用插值法简化了运算过程，最后还介绍了用FPGA实现该发生器的简单过程和实例。     

基于非线性二值化的超混沌伪随机序列生成

为得到随机性和安全性更好的伪随机序列,提出了一种基于非线性二值化的超混沌伪随机序列生成方法。首先,从洛伦兹系统构型出发,构建新的七维超混沌系统,基于耗散性、李指数和相图分析非线性动力学特性;其次,利用该七维超混沌系统产生一个超混沌序列,取出各序列值的小数部分,产生另一新序列;新序列的二值化是将待量化序列点值之前的序列平均值作为动态阈值。仿真实验结果表明,该方法生成的伪随机序列通过了平衡性、相关性、序列检验、初值敏感性以及游程检验等5种随机性检验,从而证明序列具有良好的安全性和随机性。     

相关分析法系统辨识平台设计

用伪随机二进制序列进行相关分析是辨识系统脉冲响应函数的有效方法。给出一种用伪随机m序列作为输入信号,用LabVIEW实现信号采集的辨识系统平台,其中m序列基于FPGA生成,改变少数参数就可以对序列长度、周期等进行了调整。最后,给出了两个辨识实例。     

基于并串转换的多通道高速伪随机序列发生器

研制了一款通用的多通道高速伪随机序列发生器.该发生器基于FPGA利用并串转换和时钟树技术实现,包含4个并行的通道,跳变速率智能可调,且伪随机序列有多种选择,可以为m序列、伯努利序列等等.同时对高速信号进行了信号完整性仿真,经测试,设计的高速伪随机序列发生器生成的伪随机序列波形和仿真结果相吻合,正负取值的幅度误差小于100 bmV,最小脉冲宽度为0.5 ns,跳变速率可达2 Gbps.该伪随机序列发生器可作为混频信号用于调制宽带转换器系统中,也可用于通信、雷达、超声波测距等领域.     

基于异质元胞自动机的电网停电机理仿真模型

为研究互联电网大停电的机理,提出了异质元胞自动机模型并将其用于模拟互联电网。首先,定义了元胞、同质邻居元胞、异质邻居元胞、元胞自动机模型、元胞自动机状态及故障传递规则;其次,将区域电网用元胞自动机进行模拟,并考虑不同区域电网之间的相互影响,建立了异质元胞自动机模型;随后,在电网受到大扰动和小扰动的情况下,利用异质元胞自动机模型对分区后的IEEE 118节点系统进行停电事故仿真,仿真结果表明各区域电网和整体电网大停电事故的标度-频度满足幂律分布,验证了此模型的可行性;最后,将异质元胞自动机模型与元胞自动机模型进行对比,并结合电网实际数据,结果表明此模型能更好地模拟互联电网大停电事故。     

基于元胞自动机演化的环网拓扑着色新算法

针对在线监测系统中网络拓扑分析受嵌套环网结构限制的问题,提出了一种新颖的元胞自动机演化算法。在构建环网拓扑的基础上,基于元胞自动机、近邻粒和演化阶等定义,推导了网络拓扑的反演分析模型,给出了自动机算法实现流程。利用新算法完成了3个数值实验,实验结果表明新算法能满足工程应用需求,演化阶越大,推演代数越少,对于满阶自动机,只需推演1代便达稳定。     

一种基于多目标遗传算法的CA加权测试生成方法

本文介绍一种内建自测试总体优化的测试生成方法,首先对细胞自动机的特点进行了介绍,还分析了细胞自动机结构的邻居关系和加权测试序列相关性,最后本文用多目标遗传算法来设计这种测试生成方法,并应用ISCAS＇85基准电路来验证此方法。通过对具体例子的各项指标比较,说明了这种内建自测试总体优化的测试生成方法比传统的测试方法具有优越性。     

Using gold sequences to improve the performance of correlation based islanding detection

One of the problems encountered when connecting distributed generators to a distribution system is the possibility of islanded operation. Traditionally this has been prevented through the application of passive under/over voltage and frequency relays which are triggered if the island contains mismatched amounts of active and/or reactive power, respectively. Various active techniques which reduce the power mismatch required for operation of the passive relays have been developed. These active techniques may fail to detect islanding in multiple generator islands if all the generators do not have identical active anti-islanding strategies. An islanding detection technique based on the correlation between disturbances in system voltage and a pseudo-random sequence used to perturb the generator’s output was developed for use in islands where generators may have different anti-islanding strategies. Previous investigations have always used pseudo-random sequences from the maximal length family of sequences. It is demonstrated in this paper that using either a Gold or Kasami sequence instead of a maximal length sequence can improve the performance of the correlation technique.     

The design,analysis, and cost estimation of a generic adder and subtractor using the layered T (LT) logic reduction methodology with a quantum-dot cellular-automata-based approach

The quantum-dot cellular automata (QCA) is considered to be one of the ground-breaking nanotechnologies developed over the last two decades. A layered T (LT) logic cell library is constructed herein, and the methodology is extended to generic adder and subtractor module designs. The two proposed algorithms lead to more efficient QCA layout designs for an n-bit ripple carry adder (RCA) and subtractor based on an effective clock zone assignment approach. The suggested one-, four-, and eight-bit RCAs and subtractors surpass most of their existing counterparts by offering lower effective area and cell complexity. A comparative analysis is presented regarding the complexity, irreversible power dissipation, and Cost_α of the proposed n-bit layouts from a cost estimation purview.

     

基于粗糙集神经网络和元胞自动机的空间负荷预测

在分析目前空间负荷预测方法的基础上,提出了一种新的空间负荷预测的方法。该方法主要是利用粗糙集理论对从空间数据库中提取出来的随机数据样本集进行属性简化,减少人工神经网络的输入变量的个数和样本数量,从而提高神经网络提取元胞自动机转换规则的收敛速度和准确性,提高了空间负荷预测的精确性。该方法结合了粗糙集和人工神经网络的优点,并利用元胞自动机的理论来模拟城市用地类型变化,进行空间负荷预测。某市城市规划区域的空间负荷预测实验,证明了该方法的有效性。