磁感应成像系统激励源的教学实践设计

本文以磁感应成像系统中激励源的设计为例,介绍了利用DSP Builder进行硬件设计的设计思路及方法.文中根据磁感应成像激励源的参数要求,提出了基于直接数字频率合成的多频移相激励源的总体设计方案;说明了利用DSP Builder搭建激励源模型的方法及步骤,最后通过模型仿真,验证了设计激励源模型的可行性.     

多项式非线性系统多频输入稳态响应的计算

针对工程实际中广泛存在并且有着十分重要应用的一大类非线性电路和系统,即非线性项为幂级数形式的非线性系统,本文称之为多项式非线性系统,提出了一种多频稳态响应的递归化计算方法,将这种非线性系统在多频输入下的稳态响应计算问题化为不断求解同一个线性系统在不同多频输入下的稳态响应,并且基于所构建的算法原理,采用目前广泛使用的Matlab语言编制了通用程序.大量算例表明,本文所提出的方法可以十分有效的用于计算这类系统的多频稳态响应.     

基于myRIO的主动激励触觉传感器特性实验系统设计

机械手是机器人的重要部件,机械手能否准确抓取物体取决于其传感器性能的优劣和电路结构的优化.为了提供更多的机械手数据采集方式,设计了基于myRIO的主动激励触觉传感器特性实验系统,采用了激励与采集叠加式结构的主动激励触觉传感器.通过扫频实验,测定了机械臂空载特征频率,采集机械臂抓取物体的特征频率,将二者进行比较.利用MAT-LAB 对数据进行分析得出其频谱图,验证了基于myRIO的主动激励触觉传感器特性实验系统的可行性.     

MIMO-OFDM系统信道估计的研究

文章以2×2多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统的信道估计技术为研究对象,分析了该系统中结合空时编码的判决反馈信道估计方法和二维导频辅助MMSE信道估计方法,并通过仿真比较其性能.结果表明,对于慢衰落信道,可采用判决反馈方法进行信道估计,而对于快衰落时变信道,宜采用二维导频辅助MMSE方法进行信道估计,但要付出频率利用率下降的代价.     

大规模MIMO系统中的动态导频分配方案

针对多小区大规模多输入多输出(MIMO)系统中存在的导频污染问题,通过分析MMSE信道估计产生的误差,提出了一种动态导频分配方案.该方案将目标小区与相邻小区相邻的边缘区域内的用户进行动态导频分配,剩余区域内的用户进行随机导频分配来提升系统下行链路的平均可达和速率.仿真结果表明,该方法不仅能显著地提升信道估计的性能,而且还能有效地提高整个系统下行链路的可达和速率.     

多频激励下超晶格系统的全局分叉性质

引入正弦平方势,在小振幅近似下,把粒子运动方程化为具有多频激励的Duffing方程.并用Melnikov方法分析了系统的全局分叉与混沌行为.结果表明,当外场为双频激励时,系统将存在不同的次谐和超次谐分叉序列.由于系统的混沌行为与系统参数有关,只需控制材料组分或掺杂浓度,就可望达到避免或控制混沌的目的,为半导体超晶格的制备及其光磁电效应的物理学描述提供了理论分析.     

基于错频法的介质损耗测试研究

采用错频法可将同频干扰的问题转变为对异频干扰的滤除;在本测试系统中,选用微处理器外置DAC的方法产生准确的激励电源,并进行程序再校验,避免了输入信号相位漂移产生的误差;利用同步分离法将待测的试品(电阻电容串联等效)的实部和虚部分离,经A/D转换器送入微处理器计算介质损耗因数.测试结果表明,该系统工作稳定,介质损耗因数的绝对误差小于0.01%.     

一种自适应盲分离跳频信号的方法

在跳频扩频通信系统中,由于多个跳频信号在时域重叠,频域跳变,使得非合作接收条件下跳频信号的分离成为通信侦察和对抗中的一个难点问题.本文基于各源信号统计独立这一特性,采用独立分量分析的思想和技术,提出一种适合于跳频信号盲分离的自适应方法,并且针对不同频点上分离信号中出现的次序模糊问题,给出了一种跳频时刻估计算法和信号拼接的算法.理论分析和仿真实验表明,本文提出的方法能够有效地分离出多个跳频信号.     

CPLD和多周期同步测频法在多普勒频率测量系统中的应用

在某相位编码毫米波雷达系统中,要求很高的目标速度测量精度,因而目标多普勒频率测量电路的设计比较重要.多周期同步测量方法作为在直接测频基础上发展起来的新方法,在测频系统中得到越来越广泛的应用.文中介绍了利用复杂可编程逻辑器件(CPLD)以及多周期同步测频方法实现目标多普勒频率的测量.实际使用表明,该设计具有系统集成度高、精度高、可靠等优点.     

基于预编码与导频分配的大规模MIMO导频污染抑制

导频污染问题是限制大规模多输入多输出(MIMO)系统性能的主要影响因素.针对这个问题,提出了一种基于改进预编码和最优导频分配策略的大规模MIMO系统导频污染抑制算法.首先,在系统下通过基于改进遗传优化算法的最大化信干噪比(SINR)预编码算法,获得最优预编码矩阵;然后,通过基于用户信道条件优劣的最优导频分配策略对每个小区用户进行导频分配,从而实现大规模MIMO系统导频污染抑制.通过Matlab仿真结果可知,相对于传统的SINR预编码算法,所提算法的复杂度降低了65%左右,而导频污染抑制性能提升了30%左右.该算法能够有效抑制导频污染,提升大规模MIMO系统的性能.     

一种机械式多稳态压电俘能器及其特性研究

该文提出了一种机械式非线性多稳态压电悬臂梁装置。利用集中参数法建立了系统的数学模型,分析系统势能可知,随着系统参数的变化,系统具有多稳态的特性;采用数值仿真法分析了在简谐激励和随机激励下系统的运动状态及俘能性能。结果表明,在简谐激励下,中低频环境中系统为三稳态时具有较好的俘能特性,高频环境中系统为单稳态时具有较好的俘能特性;在随机激励下,系统为三稳态时能在较低噪声强度下越过势垒而做大幅运动,从而输出较大电压;随着噪声强度增加,阱间运动发生的频率增加,输出电压也增加。     

基于PVDF压电薄膜阵列的多频声源设计

设计一种由聚偏氟乙烯（PVDF）薄膜和树脂基座构成的多频声源装置,PVDF压电薄膜由幅值0~2 000 V、频率100~2 000 Hz内可调四路激励电路驱动。通过调节激励PVDF薄膜的信号的频率和幅值,达到对声源频谱的控制。频谱分析仪的测量结果表明,根据输入信号可动态调节声源频谱,产生具有多频峰值的混合模拟噪声。随着激励电压的升高,噪声源声压级明显增加。该多频声源装置可以应用于吸声材料性能检测等研究中。     

基于二进制编码的管道缺陷超声检测方法研究

脉冲信号激励的超声波用于管道缺陷检测时,存在平均发射声功率小及探测信号频带单一的局限,且在多发多收的阵列检测场合,很难确定接收回波的发射源,不利于被测体全声场的声学特征参数解算。为此,提出了采用正弦波频率调制的二进制超声编码方法检测管道缺陷。建立传感器编码激励响应的数学模型,通过仿真得到了传感器在不同激励频率、分数带宽和码位数下的幅频响应规律,并实现了对接收信号的有效区分和发射声源的有效标识。将该方法用于管道缺陷的超声检测,实现了管道不同种类缺陷的有效检出和发射声源的有效标识,并分析了二进制编码激励方式下缺陷对不同频带的敏感性。统计结果表明,2~4位码对管道渗漏孔和裂纹缺陷的检出率高于62%,对回波信号的标识正确率高于97%。     

基于基带噪声互相关法的同源多路信号相位差测量

根据同一激励源信号通过功分器得到的同源多路信号间表现为纯时延的特性,本测量方法对仅存在时延差异的同源多路噪声调频信号进行自相关运算和互相关运算,再根据相关运算得到的不同谱峰位置计算出信号间的相对时延,也就是信号间的相位差。信号间相位差的计算精度与采样频率、采样时间、调频指数有关。随着上述3个参数值的增大,相位差的测量精度增加。     

天地一体化超视距雷达的激励源设计

针对单通道天地一体化超视距雷达不能多站组网的问题,设计了一种新型的激励源系统。系统利用现场可编程门阵列（FPGA）和通用串行总线（USB）实现多路发射通道控制,并通过直接数字式频率合成器（DDS）产生初始相位周期变化的线性调频波。理论分析表明,回波信号经过两次频谱变换能产生特定的多普勒频移,从而在多普勒频谱上被展开,实现信号多发一收。实验结果验证了激励源设计的可行性,可用于多站同步观测。     

车载状态下测风激光雷达的浮筏减振研究

为了减弱振动对车载激光雷达测量精度和稳定性的影响,借鉴浮筏减振系统在船舶领域的成功使用,对其进行了浮筏减振布局设计。采用多刚体动力学建模方法对系统在简谐激励下的减振性能进行了分析,得出系统各处减振器参量对系统减振效果的影响。根据选定的减振参量,结合所选车型,经过计算得到激光雷达主体的传递率峰值,有效避开了汽车运输过程中的激振频率,且几乎在有效的激振频率范围内传递率曲线都小于1;经计算得到冲击作用下的振动量程没有越过减震器的有效减震范围,符合理论要求;通过振动状态下激光雷达和探空气球所测风速数据的对比,验证了减振设计对保证测量精度的效果;通过静止和模拟振动状态下激光雷达的锁频效果对比,证明了浮法减振设计在车载系统中应用的可靠性。结果表明,浮筏减振设计应用于车载测风激光雷达是合理的、成功的。     

系统频域分析的等效激励法和传递函数法

本文讨论了应用于线性时不变LTI系统的频域分析的两种技术。通过使用傅立叶变换FT的因果时域微分性质,给出了计算非零初始条件下因果激励的LTI系统响应的频域等效激励法;同时通过使用FT的非因果时域微分性质,给出了计算非因果激励的LTI系统响应的传递函数法。频域等效激励法和传递函数法分别是时域分析中的等效激励法和卷积法的频域版本,与时域等效激励法等效于时域卷积法一样,频域等效激励法也等效于传递函数法。     

数字闭环光纤电流传感器暂态特性仿真研究

数字闭环光纤电流传感器暂态特性主要包含频率响应与阶跃响应,对于电力系统的继电保护控制、故障录波等应用领域至关重要。在工程应用中,传统的测试方法由于其测试系统复杂、测试电流信号小等问题,不利于评估光纤电流传感器的暂态特性。利用数字闭环光纤电流传感器的闭环控制机理,提出一种在数字闭环光纤电流传感器反馈回路中添加相位调制激励的方法。首先,分析数字闭环光纤电流传感器的相位调制原理,通过建立数学模型验证相位调制激励的等效性;其次,根据数字闭环光纤电流传感器闭环控制算法,提出频率响应与阶跃响应的调制激励产生方法;最后,利用现有数字闭环光纤电流传感器产品平台完成频率响应与阶跃响应的仿真与测试。结果表明:采用相位调制激励的仿真数据与试验数据最大误差为0.12%,该调制激励方法不需要搭建复杂的测试系统,在现有硬件平台中即可实现不同电流信号的仿真测试。     

射频直接采样多频GNSS信号采集系统的实现

设计了一种多频信号采集系统.系统使用射频直接采样技术,不需混频,对多频信号同时采样.然后进行分路滤波,最后通过以太网对多路信号进行同步采集.该方法不仅使系统结构简单灵活,同时减少了由模拟组件引入的干扰.实验结果表明,系统能够连续地采集多个频带的数据,并通过对“北斗”系统(COMPASS)信号的捕获验证了系统的有效性.