磁共振成像仪通信及脉冲生成模块的设计

针对小型化核磁共振成像仪主控板的功能需要提出新的设计方式,采用 FPGA开发板作为主控板,以Nios II嵌入式软核作为协处理器,通过在其上移植μC／OS‐Ⅱ操作系统及 lw IP协议栈,实现与计算机的网络通信;使用Verilog硬件描述语言编写脉冲序列生成模块,实现对指令的解析以及执行,形成用户要求的脉冲序列。最终测试结果表明,主控板的通信速率以及通过示波器采集得到的脉冲序列均满足成像仪系统要求。而且这种软硬结合的设计方式与以往全软件的设计相比,使成像仪精度更高,性能更加稳定。     

基于CPLD的模拟弹丸信号发生器的设计

设计一种特定的脉冲序列信号发生器,以模拟自动武器在连发或霰弹射击状态下弹丸过靶产生的脉冲信号,并用此脉冲信号发生器对VXI测速模块进行校准。利用EDA技术设计核心信号发生电路,所设计的信号发生器能够对输出脉冲信号的个数和频率进行控制,并可通过数据选择电路控制输出为规则脉冲信号还是随机脉冲信号,最后利用MAX＋PLUS‖软件对其进行验证,给出了时序仿真图。实际现场试验证明该信号发生器完全满足设计要求,可较好地用于模拟自动武器的各种射击状态。     

随钻核磁共振井下快速反演算法设计

与传统电缆核磁共振测井技术相比,随钻核磁共振测井技术可以提供实时地层评价及井眼信息,提供更为科学的油气决策信息。由于受到随钻测井仪器上传速率限制,随钻核磁共振测井仪器必须在井下对大量回波数据进行关键T2谱反演,并将实时反演数据通过泥浆脉冲发生器上传至地面。针对随钻核磁共振必须在井下完成反演的特殊需求,提出了一种适用于井下硬件实现的快速T2谱反演方法,并完成了硬件电路实现。结果表明,该反演方法在对NMR回波信号进行有效T2谱反演的同时,能够很好的满足实时性和精确度要求。     

三电平变流器低开关损耗调制算法研究

随着工业应用对大功率电力电子设备性能要求的提高,变流设备开关频率升高导致开关损耗增大。研究了三电平变流器低开关损耗调制算法,通过预先设定合理的脉冲序列并根据序列对中点电位的影响将其分类为P型和N型序列,根据中点电位偏移情况控制两类序列的柔和切换,从而实现中点电位平衡和降低开关损耗的目标。预设的脉冲序列在一个采样周期只有4次开关动作,可减少开关损耗约1/3。另一方面,在部分扇区内,通过选择冗余序列实现大电流箝位以进一步减小开关损耗。实验结果证明了算法对中点电位平衡控制及其减少开关损耗的有效性。     

我国电网电压序列及其评价指标

分析了电压序列选择的基本要求,研究提出了电压序列可行的配置方案。结合我国电网发展现状,论述了我国电网电压序列优化选择的重点。在此基础上,从技术、经济、社会等方面提出了电压序列评价指标,并进一步建立了可用于指导实际工作的评价指标体系。     

基于光纤网络的10 kV 智能配电网差动保护方案设计

通过研究基于光纤通信方式下的10 kV 智能配电网线路全线速动保护方案和实现方法,结合具体的配电网系统要求设计出新型原理的配电网继电保护,可同时满足选择性和速动性的要求。与传统配电网保护相比新方案具有原理简单、配置灵活、恢复供电快、安全可靠的特点,适合大规模推广。     

间接雷电效应测试用快速衰减振荡波发生器研制

为了满足DO-160G测试标准关于间接雷电效应测试的技术要求,开发了1种基于串联谐振电路的快速衰减振荡(FDO)波发生器。首先,调研了现有基于并联谐振电路原理的快速衰减振荡波发生器研究现状;其次,提出了基于串联谐振电路、3级电容器储能、场效应管和肖特基二极管混合器件等新型设计思路;然后,完成了高频高压电子开关设计;最后,完成了快速衰减振荡波发生器研制与试验。试验结果表明所研制衰减振荡波发生器输出电压波形的谐振频率约为10 MHz且第1峰值大于第2峰值,完全满足DO-160G测试标准的技术要求。与国外同类产品相比,所研制产品的优点是输出电压波形除第1半波外无畸变、电压利用效率为100%,而且对高压电源充电速度无快速性要求。     

一种完全基于两电平空间矢量调制的三电平空间矢量调制算法

在研究两电平逆变器与三电平逆变器之间SVPWM本质的基础上,提出了一种基于两电平空间矢量的三电平空间矢量算法.三电平空间矢量控制中分区算法可由两电平矢量作用时间的计算结果获得,并且这两种逆变器的矢量作用时间可以通过一个线性矩阵转换.为了分析三电平逆变器的脉冲序列模式,按照矢量之间切换的可能性,提出了一种新的可用于描述矢量开关序列的分类标准.针对传统的和改进的作用序列进行逆变器输出谐波的评估.文中所提的各种理论与算法都可以非常容易地推广到更多电平的系统中.为了验证所提算法的正确性,进行了实验验证.     

一种面向新型电力系统物联网信息传输安全的可靠密钥生成方法

随着大数据、云计算、物联网等移动互联网技术的不断发展,新型数字技术与传统电力技术深度融合的新型电力系统成为推进能源电力绿色转型的有效手段,而新型数字技术的引入也对能源电力安全提出了新的要求,电力物联网中边端数据传输作为新型电力系统底层数据收集架构的重要环节,保障其安全稳定显得尤为重要。在传统的电力物联网的数据传输中,无线通信技术易受到信道互易性和噪声等因素的影响,造成密钥一致性和生成率较差。针对这一问题,提出了一种面向新型电力系统物联网信息传输安全的可靠密钥生成方法。一方面,动态调整信道探测过程中的训练序列长度以提高密钥一致性;另一方面,使用迭代量化方法量化RSS测量值提升密钥生成率。仿真结果显示,本方法可有效提升密钥一致性及生成率,防范第三方窃听,为电力物联网边端数据传输提供安全保障。     

基于双级 LC 谐振的臭氧发生器供电电源研究

以往研究者们对DBD型臭氧发生器供电电源的研究主要集中在含有中高频升压变压器的逆变电源,少有人考虑采用无中高频升压变压器的逆变电源。基于DBD型臭氧发生器的等效模型和有高频升压变压器的逆变电源存在的缺点,提出了基于双级LC谐振的无升压变压器的新型臭氧发生器供电电源拓扑结构,分析了双级LC谐振在臭氧发生器供电电源中的升压原理和双级LC谐振的谐振参数设计方法。通过仿真分析和试验,验证了提出的无升压变压器的新型臭氧发生器供电电源能够满足臭氧发生器放电所需的高电压和大电流的需求。     

高速测井系统中地面接口通信板的设计

为了解决大数据量快速传输的问题,当前的测井系统传输数据时一般采用高传输速率。文中介绍了高速测井系统中地面接口通信板的设计,其中包括使用均衡技术来减小电缆上传输信号的失真,以及利用FPGA从接收数据中提取位同步和帧同步。实践证明,地面接口通信板可以使整个测井系统的传输速率达到100kbps,从而极大地提高测井效率。     

基于序列运算理论的随机生产模拟算法的实施

该文介绍了文献（1）所提出的随机生产模拟算法的实施与应用。其主要思路是，将生产模拟看作供应－需求的匹配过程。整个计算既可以基 于时序负荷曲线进行，也可以基于持续负荷曲线进行，还可基于期望值理论，计算各个单一资源和单一需求的可靠性和经济性指标，同时分析了其它指标的计算方法、算法的存储量和计算技巧等。同时，应用该文方法能较方便地分析传统随机生产模拟的一些结论。对于传统的模拟问题，通过对IEEE－RTS实例算例的计算以及与已有算法结果的比较，取得了一致的结果，证明了本算法的正确性。文中方法还可以突破传统随机生产模拟方法的局限，应用于综合资源规划、电力市场之中。该文通过区分多种负荷类别的算例说明了方法的适应性。     

数字多道中双指数脉冲梯形成形算法的实现与测试

数字化谱仪的实际应用中探测器输出的脉冲信号可以近似看作双指数脉冲,由于探测器存在电荷收集时间等原因造成采集的脉冲幅度存在弹道亏损,不利于后续准确提取幅度,影响了探测系统的能量分辨率.在MATLAB中对理想双指数脉冲信号的梯形成形进行了仿真并在Simulink平台上建立模型使用理想双指数脉冲序列测试可行性;使用HDLCoder将Simulink逻辑模型转换成VerilogHDL代码并在ModelSim上进行测试.搭建硬件平台测试代码并将硬件平台应用到实测数据的处理中,通过串口分别发送单峰多峰脉冲测试,使用嵌入式逻辑分析仪捕捉成形数据同时通过串口输出成形后的数据观察,结果显示双指数脉冲信号梯形成形算法在FPGA中得到了较好的实现,恢复误差在0.2％以内.实现的硬件平台对存在弹道亏损的脉冲有较好的成形效果并具有一定的噪声滤除能力,可以作为数字多道脉冲幅度分析器设计开发的参考.     

一种空间矢量的三相逆变器调制方法研究

针对三相逆变器提出了一种基于PID神经网络的空间矢量调制(SVPWM)方法。三相逆变器具有矢量的开关状态,其调制算法的实现非常复杂,在设计的方案中,摒弃传统的神经网络,采用PID神经网络用于SVPWM算法的快速实现,三层前馈PID神经网络以指令电压和角度作为输入信息,借助于一个简单的计时器和逻辑电路,产生三相12路对称脉宽调制波形。最后利用Matlab神经网络信息工具箱依据误差逆变算法使用实测数据对该系统进行了测试,结果证明,在全部线性调制区内,系统性能很好。     

核电站数字化控制系统驱动逻辑设计优化

传统面向继电器硬接线的驱动级控制逻辑设计方法已无法满足当前核电站数字化控制的需求。针对核电站数字化控制系统的特征，研究控制逻辑优化设计的技术路线及优化流程。并以全开全关电动门驱动控制逻辑为例，阐述了核电站控制逻辑优化设计的过程及优化要点，并将此优化设计方法应用到岭澳二期工程及其他核电站常规岛及BOP控制逻辑设计中，形成驱动级标准模件化，取消部分继电器，简化了逻辑电路，减少差错率，保证了参数的准确性，进而提高机组的安全和可靠性，带来较高的经济效益。     

Aids for Logic Design Algorithm Development

Teaching logic design algorithm development through computer program aids useable by a novice programmer is discussed. The basis for the method is a set of FORTRAN compatible subroutines which perform the tedious tasks of logic function input/output and manipulation, together with some simple combinatorial operations. These routines allow the student to concentrate on analysis and synthesis algorithms, investigating and solving problems beyond the realm of feasibility of hand calculation. Typical examples are discussed.     

地层流体核磁测井仪扫频方法研究

井下地层流体核磁测井仪探头内部磁场强度会随环境温度变化而变化，从而导致核磁共振频率发生变化。确定工作环境下核磁共振频率，即发射天线的最佳高压脉冲发射频率，对获取信噪比较高的回波信号十分重要，也是流体核磁共振测井需要确定的参数之一。设计并实现了一种DSP和FPGA联合控制DDS芯片来完成频率快速准确切换的扫频电路来完成不同频率高压脉冲的发射及确定不同温度下核磁共振频率。实验表明，电路发射高压脉冲频率范围为4~5 MHz，能确定不同环境温度下最佳高压脉冲频率，频率精度为10 kHz。     

PCI Express总线高速数据传输测试系统

介绍了一种高速数据传输测试系统.系统由上位机及本地系统组成.其中,本地系统中使用FPGA产生特定序列,发送信号并接收测试结果;PEX8311芯片完成本地总线与PCI Express总线转换,将测试结果通过PCIExpress总线上传至上位机.上位机中,使用内存映射文件技术实现高速率数据实时存储.详细介绍了PCI Express总线标准及测试系统的组成、FPGA逻辑划分及各部分功能;比较内存映射文件技术与传统储存方式不同,并简述使用方法.通过测试,系统工作稳定,目前已成功应用于测试信号采集.     

泥浆信道数据压缩和纠错联合编码研究

泥浆脉冲通信是无线随钻测井系统中主用通信方式,泥浆信道本身衰减较大,且信道噪声复杂.针对泥浆信道及噪声特性进行分析,提出了一种适用于泥浆脉冲信号的联合编码方法,其在对信号进行无损压缩的同时可针对突发错误和随机错误进行纠正,保证传输效率的同时降低系统误码率,且不会增加设备复杂度.最后以现场测井数据为基础,表明LZW的最大压缩比可达3:1,并通过仿真实验证明该联合编码方法具有良好的抗噪声性能,能较好地重构测井数据,验证了其有效性.     

一种应用三方通信技术的全自动分拣系统设计

采用三方通信技术,将主站FX2N-48MRPLC与从站FX2N-16MRPLC、D700变频器、触摸屏通过三方通信方式连入通信网络,设计了集输送、姿势判别、材质判别、颜色判别、姿势调整、次品剔除、分拣一体的全自动分拣系统,详细介绍了该系统的方案设计,硬件配置和三方通信方式、程序设计技巧等。试验证实,变频器应用传送带能保持工件安全、连续传送,而且为系统节省能耗,变频器程序采用多个命令格式(HF0)可以缩短程序扫描时间,减少繁琐的程序编写,提高生产运行效率;利用脉冲定位,可减少由于传统时间定位引起的误差,实现精准控制;同时该系统可在传送模块中增加其他的传感器,增加物流分拣的安全性;将通信技术拓展到无线通信,可实现手机监控,智能管理。该系统可广泛应用于物流分拣、工厂自动化分拣生产线中。