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高速多调制指数CPM解调算法的研究和实现

高速多调制指数CPM解调算法的研究和实现

作者：吴胥岑北方工业大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术发展的日益迅速,我们对于高速率信息传输的需求也越来越迫切。由于连续相位调制(Continuous Phase Modulation,CPM)的频谱利用率以及功率利用率较高,所以它目前在深空通信、卫星通信和移动通信等方面被广泛应用,而多调... 详细信息

随着无线通信技术发展的日益迅速,我们对于高速率信息传输的需求也越来越迫切。由于连续相位调制(Continuous Phase Modulation,CPM)的频谱利用率以及功率利用率较高,所以它目前在深空通信、卫星通信和移动通信等方面被广泛应用,而多调制指数连续相位调制(Multi-h Continuous Phase Modulation,Multi-h CPM)拥有多个调制指数且随着符号周期交替变化,所以它具有更复杂的相位变化模式。相比较于单调制指数连续相位调制(Single-h CPM),它可以利用其更多的相位状态来编码所需的信息,进一步的提高频谱利用率,但随之带来的问题是接收机的复杂度会极大的提高。本文主要研究的内容是:1.提高数据的传输速率,实现信息的高速传输。2.降低多调制指数连续相位调制信号解调算法的复杂度。为了实现信息的高速传输,对比传统的Multi-h CPM信号调制方式,本文首先在调制解调过程中降低了符号的采样个数,在一定的采样频率下提高了数据传输的速率。其次,在最大似然序列检测(Maximum Likelihood Sequence Detection,MLSD)中使用了非反馈式的相位状态网格算法,消除了信号由于反馈补偿对高速数据序列检测实现产生的影响。最后通过线性相位近似(Linear Phase Approximation,LPA)的同步算法改进了误差信号模型,简化了系统同步环的结构,提高了数据传输的速率。本文提出的解调算法研究内容主要分为以下三个部分,空间状态网格简化、基于最大似然序列检测的维特比算法(Viterbi Algorithm,VA)实现和基于线性相位近似的同步算法的研究。针对Multi-h CPM信号复杂的空间状态网格,本文采用了频率脉冲截断(Frequency Pulse Truncation,FPT)技术和倾斜相位截断(Tilted Phase,TP)技术相结合,在保证系统性能的前提下,信号的相位状态数减少至原来的1/8,极大的减少了匹配滤波器的数量,降低了系统的复杂度,并实现了基于最大似然序列检测的维特比算法。为了简化同步算法,本文采用了基于线性相位近似的同步算法。和传统的早迟环(Early-Late,EL)算法相比,该算法在实现过程中所需的匹配滤波器数量仅为原来的1/3,而且通过对比不同信噪比下系统的误码率曲线,证明基于线性相位近似的同步算法能够保证良好的系统性能。根据上述研究内容,本文使用Verilog语言搭建了基于FPGA的软硬件平台,针对多调制指数CPM在平台上实现了全局时钟200MHz中频信号的调制与解调,数据速率100Mbps。通过软件仿真与硬件在线测试,以目前遥测标准中最常用的ARTM CPM信号为例,在信噪比为12.5d B以上时,系统误码率不超过,证明了系统性能良好以及该算法的可实现性。

关键词： Multi-h CPM 低复杂度解调高码率同步算法 FPGA实现

从风险生成到风险规避：东盟国家的双向对冲战略研究

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从风险生成到风险规避：东盟国家的双向对冲战略研究

作者：连岑璐吉林大学

学位级别：硕士

针对学界过分强调从国家策略组合定义对冲带来的概念泛化问题,本研究借鉴金融学中“风险生成-风险应对”的推论基础,通过识别东盟国家面临的外部风险、刺激外部生成地风险源结构、以及为避险构建的风险对冲机制及其蕴含的风险规避逻辑,... 详细信息

针对学界过分强调从国家策略组合定义对冲带来的概念泛化问题,本研究借鉴金融学中“风险生成-风险应对”的推论基础,通过识别东盟国家面临的外部风险、刺激外部生成地风险源结构、以及为避险构建的风险对冲机制及其蕴含的风险规避逻辑,构建了双向对冲的理论框架来理解东盟国家的对冲战略。并在最后提出双向对冲战略带来的地区影响与未来可能的发展走向。本文共分为四个部分。第一部分旨在对对双向对冲战略进行理论分析。通过对于东盟国家面临的外部风险源进行探究后发现,东盟国家对冲的外部风险源由“中-美”战略竞争构成,是一种二元结构的风险源。而基于风险源的二元构成特征,东盟国家的避险操作也必须向构成风险源的两国同时展开操作,即“双向操作寻求避险”。并在此推论下提出“双向对冲”的基本概念与具体内涵。第二部分对于对冲国面临的风险内涵进行了识别。通过对奥巴马政府到拜登政府的美国对华战略变迁的现实梳理后,发现随着中美战略竞争的出现与深化,东盟国家面临着地区安全困境强化、中美冲突可能加剧带来的被动卷入、东盟国家战略自主性消失与其因在中美之间站位失衡带来的被制裁风险。并且在东盟国家同中、美存在显著实力错位的前提下,催生了其强烈的避险诉求。本文第三部分研究了为规避相应的具体风险,东盟国家构建了怎样的“向中美两国施力”的双向对冲机制。通过理论与现实行为相结合,发现东盟国家的“双向对冲”从地区集团的整体层面与国家个体两个层面展开。从整体上主导构建和提供地区安全合作制度等方式减轻了自己的风险暴露程度;从国家个体层进行动态政策输出优化关系性平衡结构,寻求对冲因站位失衡造成的被制裁和陷入风险。第四部分建立在前三部分的基础上,对东盟国家实施的双向对冲战略产生的地区影响、面临的挑战及可能的未来走向进行分析。通过分析发现,该战略发挥了维护了地区多边合作等积极作用,但也可能为地区带来新不确定性。且虽然中美战略竞争的强度会对双向对冲战略造成诸多挑战,但东盟国家并不会主动放弃该战略,并可能进一步调整并优化相关避险机制。

关键词：双向对冲风险与避险中美关系变迁关系性平衡东盟国家

基于科学探究素养培养的初中生物学实验课学导案设计研究

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基于科学探究素养培养的初中生物学实验课学导案设计研究

作者：徐岑鑫扬州大学

学位级别：硕士

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分布式驱动电动汽车底盘集成控制策略研究

分布式驱动电动汽车底盘集成控制策略研究

作者：蒋杭岑重庆理工大学

学位级别：硕士

在智能网联化背景下,电动汽车是当前汽车技术发展的热点领域,对车辆动力学控制提出了更高要求,其中分布式驱动电动汽车具有可控自由多、各轮转矩独立精准可控等特点,更易实现复杂的动力学控制,已成为汽车工业领域重要研究方向。目前关... 详细信息

在智能网联化背景下,电动汽车是当前汽车技术发展的热点领域,对车辆动力学控制提出了更高要求,其中分布式驱动电动汽车具有可控自由多、各轮转矩独立精准可控等特点,更易实现复杂的动力学控制,已成为汽车工业领域重要研究方向。目前关于汽车动力学控制的研究着重于对汽车纵、横、垂向力中两者进行协调,底盘电控子系统执行器只关注于单一方向上动力学控制,而采用分散控制的方法易造成执行器功能间的干涉和冲突,难以充分发挥车辆综合控制潜能。本文以装备有四轮驱动、四轮转向和主动悬架系统的分布式驱动电动汽车为研究对象,以汽车动力学耦合特性、现代控制理论为基础,提出一种基于分层式的分布式驱动电动汽车纵横垂向运动集成控制系统方案,对其中涉及的车辆动力学耦合机理、轮胎力优化分配、纵横垂向力执行控制等相关问题展开深入研究,以提升整车的操纵稳定性和舒适性。本文具体研究内容如下:(1)车辆非线性动力学模型建立及耦合机理分析。为满足动力学仿真需求,基于参考坐标系建立车辆模型,车轮模型,非线性轮胎模型,同时为准确地呈现电机对力矩的响应特性,通过参数匹配的方式确定电机外特性参数,并采用面向性能的方法建立轮毂电机模型;考虑到汽车底盘子系统之间存在复杂的非线性耦合关系,影响车辆综合性能,本文从轮胎力、运动关系、载荷分布及子系统间功能干涉四个层面对其耦合机理进行深入分析,为后文集成控制系统的目标制定以及整体方案的实施提供模型基础和理论支撑。(2)分布式驱动电动汽车集成控制系统总体方案设计。针对单一方向的动力学控制无法发挥整车综合控制潜能,底盘多个子系统同时作用时易造成底盘子系统功能间干涉的问题。依据自上而下的思想设计分布式驱动电动汽车纵横垂向运动集成控制系统。上层利用线性二自由度动力学模型作为车辆理想转向时的参考模型,同时以车身姿态不发生显著变化确定系统的运动学控制目标;基于“预瞄-跟随”理论建立纵向PID车速控制和侧向加速度反馈的驾驶员模型,以体现驾驶员对汽车操纵响应的预期。中层利用滑模变结构控制算法将运动学目标转化为动力学需求,计算出车辆在期望行驶状态下的目标合力与合力矩。下层综合考虑力学需求、执行器物理特性、附着椭圆等约束限制,以提升车辆稳定裕度和降低垂向载荷系数的目标进行轮胎力优化分配,并通过电机转矩、车轮转角及主动悬架力实现轮胎力最优分配值的精确控制。(3)联合仿真平台搭建及仿真试验分析。为验证所设计的分布式驱动电动汽车纵横垂向运动集成系统的有效性,制定相应的试验方案,基于Car Sim与Simulink软件搭建的虚拟仿真平台进行多工况仿真分析。仿真试验结果表明,本文所设计的纵横垂向运动集成控制系统能够保证车辆操纵稳定性的同时改善行驶平顺性,有效提升车辆的综合性能。

关键词：分布式驱动电动汽车滑模控制底盘集成控制轮胎力优化分配

基于磁流变技术的三线圈抗蛇行减振器设计与性能研究

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应用力学学报 2024年

作者：陈嘉昊吴晗胡凯轩曾晓辉中国科学院大学未来技术学院中国科学院力学研究所中国科学院大学工程科学学院

现有高速列车所用的抗蛇行减振器为被动式的油压减振器，其阻尼特性无法根据车辆服役状态和运行环境的变化而调整，使车辆的平稳性和稳定性无法适应车况和环境的变化。基于磁流变技术的半主动式减振器结合智能控制技术可以解决这一难题... 详细信息

现有高速列车所用的抗蛇行减振器为被动式的油压减振器，其阻尼特性无法根据车辆服役状态和运行环境的变化而调整，使车辆的平稳性和稳定性无法适应车况和环境的变化。基于磁流变技术的半主动式减振器结合智能控制技术可以解决这一难题。本文根据高速列车抗蛇行减振器的技术要求和磁路要求设计了一种三线圈的磁流变阻尼器。首先建立了磁力耦合仿真模型，然后对阻尼器内部的磁场分布、流场状态以及压力分布进行仿真，并测试了不同电流、振幅和频率以及线圈通电方式下的阻尼性能。结果表明，该阻尼器的磁路设计合理、符合抗蛇行减振器的技术要求，其最大出力可达到46kN，可调动态系数为28。此外，针对线圈间存在的磁耦合现象进行探讨，发现0.69倍线圈宽度的间距是该阻尼器的临界距离，远离这个距离会导致有效阻尼通道处磁场分布不均匀，这种磁场的改变会随着磁回路中某个部分达到磁饱和而停止。

关键词：磁流变阻尼器高速列车抗蛇行减振器线圈间距