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基于自适应校正技术的拼接型像素阵列一致性驱动方法研究

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西北工业大学学报 2024年第2期42卷 353-361页

作者：郭仲杰程新齐许睿明刘绥阳西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048

随着拼接工艺在超大阵列CMOS图像传感器中的应用,传统的时钟树同步设计方法已不再适用于像素阵列的双侧驱动电路中,同一行像素阵列的双侧驱动面临直流穿通和坏行的严重问题。基于片上自适应校正思想提出了一种可应用于拼接型像素阵列的... 详细信息

随着拼接工艺在超大阵列CMOS图像传感器中的应用,传统的时钟树同步设计方法已不再适用于像素阵列的双侧驱动电路中,同一行像素阵列的双侧驱动面临直流穿通和坏行的严重问题。基于片上自适应校正思想提出了一种可应用于拼接型像素阵列的一致性驱动方法。该方法根据芯片工作环境的变化进行自适应实时校正,具有结构简单和可靠性高等特点。基于55 nm工艺,采用所提方法在一款12288×12288的150M像素规模、芯片面积高达77 mm×84 mm的超大阵列CMOS图像传感器中进行了实际应用和全面验证。实验结果表明:在500 MHz的主时钟、125 kHz的行时钟下,双侧行驱动的非一致性由17.5 ns减小至2 ns(一个时钟周期)以内,一致性提高了9倍以上,确保了亿级像素规模的超大面阵图像传感器的帧频达到10帧以上。

关键词： CMOS图像传感器超大阵列行驱动一致性

面向超大面阵CMOS图像传感器的全局斜坡一致性校正方法

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电子与信息学报 2024年第7期46卷 2952-2960页

作者：许睿明郭仲杰刘绥阳余宁梅西安理工大学西安710048

针对大面阵CMOS图像传感器(CIS)中存在的斜坡信号不一致性问题,该文提出一种用于CMOS图像传感器的斜坡一致性校正方法。该误差校正方法基于误差存储和电平移位思想,在列级读出电路中引入用于存储各列斜坡不一致性误差的存储电容,根据存... 详细信息

针对大面阵CMOS图像传感器(CIS)中存在的斜坡信号不一致性问题,该文提出一种用于CMOS图像传感器的斜坡一致性校正方法。该误差校正方法基于误差存储和电平移位思想,在列级读出电路中引入用于存储各列斜坡不一致性误差的存储电容,根据存储的斜坡不一致性误差对各列的斜坡信号进行电平移位,确保斜坡信号的一致性。该文基于55 nm 1P4M CMOS工艺对提出的斜坡一致性校正方法完成了详细电路设计和全面仿真验证。在斜坡信号电压范围为1.4 V,斜坡信号斜率为71.908 V/ms,像素面阵规模为8 192(H)×8 192(V),单个像素尺寸为10μm的设计条件下,该文提出的校正方法将斜坡不一致性误差从7.89 mV降低至36.8μV。斜坡信号的微分非线性(DNL)为+0.001 3/–0.004 LSB,积分非线性(INL)为+0.045/–0.02 LSB,列级固定模式噪声(CFPN)从1.9%降低到0.01%。该文提出的斜坡一致性校正方法在保证斜坡信号高线性度,不显著增加芯片面积和不引入额外功耗的基础上,斜坡不一致性误差降低了99.53%,为高精度CMOS图像传感器的设计提供了一定的理论支撑。

关键词： CMOS图像传感器列级固定模式噪声斜坡产生电路斜坡一致性校正方法

应用于CMOS图像传感器的高速全差分两步式ADC设计方法

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电子与信息学报 2023年第9期45卷 3410-3419页

作者：郭仲杰王杨乐许睿明刘绥阳西安理工大学西安710048

由于传统的单斜式模数转换器(SS ADC)以及改进的各种架构串行两步式SS ADC普遍存在速度瓶颈问题,均无法满足工业界高帧率CMOS图像传感器的发展需求,该文提出一种应用于高帧率CMOS图像传感器的高速全差分两步式ADC设计方法。该ADC设计方... 详细信息

由于传统的单斜式模数转换器(SS ADC)以及改进的各种架构串行两步式SS ADC普遍存在速度瓶颈问题,均无法满足工业界高帧率CMOS图像传感器的发展需求,该文提出一种应用于高帧率CMOS图像传感器的高速全差分两步式ADC设计方法。该ADC设计方法基于差动斜坡与时间数字转换(TDC)技术,将差动量化嵌套在两步式的量化中,形成了区别于串行量化的并行量化模式,不仅提升了数据量化的速率,而且保证了系统的一致性和鲁棒性;针对传统TDC技术与单斜式ADC的匹配性问题,提出了一种基于电平编码的TDC技术,在ADC量化的最后一个时钟周期内,在不提升系统时钟的情况下,完成时间数字转换,实现了更高精度的量化。该文基于55 nm 1P4M CMOS实验平台完成了所提方法的电路设计、版图设计和测试验证。在模拟电压3.3 V、数字电压1.2 V、时钟频率100 MHz、动态输入范围1.6 V的设计环境下,该文ADC设计精度为12 bit,转换时间仅有480 ns,列级功耗低至62μW,DNL以最低有效位(LSB)计为+0.6/–0.6,INL以最低有效位(LSB)计为+1.2/–1.4,信噪失真比(SNDR)达到70.08 dB,与现有的先进单斜式ADC相比,ADC转换速度提高了52%以上,可以有效压缩行处理时间,为高帧率大面阵CMOS图像传感器的实现提供了有效的解决方案。

关键词： CMOS图像传感器差动斜坡时间数字转换电平编码两步式

多种群混合迁移生物地理学算法在短期负荷预测中的应用

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电工材料 2022年第2期 17-22页

作者：刘随阳李捷国网湖北省电力有限公司荆门供电公司湖北荆门448000 国网邵阳供电公司输电检修公司湖南邵阳422000

为了获得更精确的电力负荷预测精度,提出了一种基于多种群混合迁移生物地理学算法(MGBBO)和核极限学习机(KELM)的短期负荷预测算法。改进算法首先对原始种群根据目标适应度值分化成三个不同的小种群;其次,融合了BBO算法中的迁移与变异操... 详细信息

为了获得更精确的电力负荷预测精度,提出了一种基于多种群混合迁移生物地理学算法(MGBBO)和核极限学习机(KELM)的短期负荷预测算法。改进算法首先对原始种群根据目标适应度值分化成三个不同的小种群;其次,融合了BBO算法中的迁移与变异操作,创建了一种新型的分种群混合迁移算子,使三个小种群按照不同的方式进行变异迁移,丰富整体种群的多样性,提高算法的收敛速度和全局搜索能力;最后将改进算法与KELM结合构建预测模型用于负荷预测。6个测试函数测试以及实际电力负荷预测的仿真结果表明:MGBBO算法拥有更快的收敛速度和求解精度,MGBBO-KELM应用于负荷预测能够显著降低预测误差,提高预测精度。

关键词：生物地理学算法分组混合迁移策略极限学习机负荷预测

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基于博弈理论的电力系统扩展规划方法研究

智慧电力 2020年第5期48卷 86-91页

作者：谢峥刘随阳周冬三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443000 国网荆门供电公司湖北荆门448000

随着我国电力建设的加强以及对电力系统研究的不断深入,如何根据电力市场中不同投资主体的优势和特点研究最合理的电力系统扩展规划方案,对于我国电力系统的可持续发展具有重要意义.提出了一种基于合作博弈的电力系统扩展规划方法.首先... 详细信息

随着我国电力建设的加强以及对电力系统研究的不断深入,如何根据电力市场中不同投资主体的优势和特点研究最合理的电力系统扩展规划方案,对于我国电力系统的可持续发展具有重要意义.提出了一种基于合作博弈的电力系统扩展规划方法.首先,根据电力市场下各主体的投资和收入情况,分别建立相对应的经济规划模型,进而,基于发电公司和电网公司之间的影响机理以及博弈行为分析,构建电力系统中不同投资主体间的合作博弈规划模型;然后,利用迭代搜索法对模型进行求解;最后,基于仿真算例验证了所提方法的正确性和有效性.

关键词：电力系统规划合作博弈 Shapley模型迭代搜索法

利用多因素降维的配电网区段定位完全解析模型

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电工技术学报 2019年第14期34卷 3012-3024页

作者：王秋杰金涛申涛朱绍杰刘随阳福州大学新能源发电与电能变换福建省高校重点实验室福州350116 国网湖北电力有限公司随州供电公司随州441300 国网湖北电力有限公司荆门供电公司荆门448000

现有配电网区段定位模型由于没有将故障信息的漏报和误报计入故障变量,导致区段定位的容错能力在多节点信息畸变时存在不足。对此,构建一种配电网区段定位的完全解析模型来提高区段定位的容错能力。为了降低完全解析模型的变量维度,首... 详细信息

现有配电网区段定位模型由于没有将故障信息的漏报和误报计入故障变量,导致区段定位的容错能力在多节点信息畸变时存在不足。对此,构建一种配电网区段定位的完全解析模型来提高区段定位的容错能力。为了降低完全解析模型的变量维度,首先利用故障矛盾假说,将变量维度减小到3倍的节点数量;其次,利用模型分层,将单次区段定位的变量维度进一步减小;最后,将基于模型诊断的结果作为第一层定位的已知量,变量维度再次减小。算例表明:与未考虑漏报和误报的模型相比,该完全解析模型容错能力得到极大的提高,并且能同步获得漏报、误报警告信息;与没有利用多因素降维的完全解析模型相比,所提模型的定位速度和准确率相对较高,更加符合定位实时性要求。

关键词：配电网区段定位完全解析模型多因素降维

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含分布式光伏电源的配电网故障分析与研究

智慧电力 2018年第8期46卷 79-83页

作者：刘全王飞严星刘随阳廖方帆彭艺国网湖北省电力有限公司荆门供电公司湖北荆门448000 国网湖北省电力有限公司钟祥市供电公司湖北钟祥431900 三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443000

针对含有光伏电源的配电网故障检修的问题,分析了光伏电站发电原理,研究了其并网过程中给配电网带来的影响。对基于低电压穿越特性的多个光伏电源短路模型的配电网故障,提出采用迭代修正的方法来对配网故障进行分析和求解。建立仿真实... 详细信息

针对含有光伏电源的配电网故障检修的问题,分析了光伏电站发电原理,研究了其并网过程中给配电网带来的影响。对基于低电压穿越特性的多个光伏电源短路模型的配电网故障,提出采用迭代修正的方法来对配网故障进行分析和求解。建立仿真实验对提出的方法进行验证,结果表明,该方法能够准备地对含分布式光伏电源的配电网故障特性进行分析。

关键词：光伏电源电压穿越配电网

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基于灰狼优化算法的分布式电源定容选址研究

智慧电力 2018年第11期46卷 40-46页

作者：刘强刘佩马少飞王庆丰樊平齐凌成刘随阳廖方帆慧宇翔国网湖北省电力有限公司荆门供电公司湖北荆门448000 国网湖北省电力有限公司沙洋县供电公司湖北沙洋448200 三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443000

分布式电源具有环境友好性和可持续性,但分布式电源接入配电网的位置及所注入的容量会对系统功率损耗和电压稳定性产生影响。为削弱这一影响,提出一种灰狼优化算法(GWOA)并应用于分布式系统的多个DG选址和定容研究中,在满足各种约束条... 详细信息

分布式电源具有环境友好性和可持续性,但分布式电源接入配电网的位置及所注入的容量会对系统功率损耗和电压稳定性产生影响。为削弱这一影响,提出一种灰狼优化算法(GWOA)并应用于分布式系统的多个DG选址和定容研究中,在满足各种约束条件限制的情况下建立了以无功功率损耗最小化和电压偏移最小的多目标函数。利用GWOA应用于IEEE 69节点配电系统中进行多种DG类型分配的不同案例研究,并将结果分别与引力搜索算法(GSA)和蝙蝠算法(BA)两种方法进行比较分析,验证了GWOA在降低无功功率损耗和改善电压分布特性方面的可行性和有效性。

关键词：分布式电源无功功率损耗电压补偿灰狼优化算法

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基于改进细菌觅食算法的配电网区段定位

智慧电力 2018年第12期46卷 88-93页

作者：李乾坤李小龙周子恒李祥生王树民刘佩齐凌成廖方帆刘随阳三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443000 国网湖北省电力有限公司荆门供电公司湖北荆门448000 国网湖北省电力有限公司武汉供电公司湖北武汉430000

针对含DG大型配电网的区段定位速度慢、准确率不高的情况,提出了一种基于改进细菌觅食算法的配电网区段定位方法。在分析配电网拓扑结构的基础上,利用多分支节点将区段定位分成两层,使迭代维度大幅减小,定位速度得到较大提高;对标准细... 详细信息

针对含DG大型配电网的区段定位速度慢、准确率不高的情况,提出了一种基于改进细菌觅食算法的配电网区段定位方法。在分析配电网拓扑结构的基础上,利用多分支节点将区段定位分成两层,使迭代维度大幅减小,定位速度得到较大提高;对标准细菌觅食算法的趋向、复制、趋散三个过程进行了改进,其未成熟收敛得到一定改善,提高了定位的准确率。通过算例分析,验证了所提方法在定位速度、准确性上的优势。

关键词：配电网区段定位细菌觅食算法分布式电源