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应用于5.8 GHz雷达传感器的中频信号滤波处理

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电子设计工程 2024年第19期32卷 62-66页

作者：董亚婷陈磊上海电力大学电子与信息工程学院上海201306

针对5.8 GHz多普勒雷达传感器的应用需求,设计完成了雷达传感器的数字电路部分。整个数字电路分为两大部分功能,一是控制雷达传感器进入不同的工作模式,满足不同的功耗需求;二是对雷达传感器采样得到的中频信号进行滤波以及算法处理,使... 详细信息

针对5.8 GHz多普勒雷达传感器的应用需求,设计完成了雷达传感器的数字电路部分。整个数字电路分为两大部分功能,一是控制雷达传感器进入不同的工作模式,满足不同的功耗需求;二是对雷达传感器采样得到的中频信号进行滤波以及算法处理,使得能够在一定距离内感应人体移动。文中对其中的中频信号滤波处理展开详细论述,该部分采用陷波滤波器、低通滤波器、全通均衡器级联的IIR滤波结构,用较低的滤波器阶数实现了对工频干扰的46 dB衰减,在100 Hz处的衰减能够达到38 dB,并且通过全通均衡器对系统的群时延进行了一定的补偿。整个设计采用dongbu011rf工艺,在8 MHz和32 kHz的时钟频率约束下,版图面积约为475 200μm^(2),经流片测试,动态功耗约为0.41 mW,实现的功能与应用需求一致。

关键词：多普勒雷达数字电路设计陷波滤波器群时延补偿全通均衡器

基于全通滤波器的IIR陷波器抑制信号中的周期性干扰

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数据采集与处理 2003年第1期18卷 66-73页

作者：张世平张绍卿李德胜哈尔滨工业大学电气工程学院哈尔滨150001

从滤波器的系数敏感度角度 ,提出一种基于全通滤波器的 IIR陷波器来抑制信号中的周期性干扰。该滤波器是由全通滤波器的级联构成的 ,因为全通滤波器传递函数的分子和分母多项式之间的镜像对称关系 ,该滤波器可以用高效的格型运算结构来... 详细信息

从滤波器的系数敏感度角度 ,提出一种基于全通滤波器的 IIR陷波器来抑制信号中的周期性干扰。该滤波器是由全通滤波器的级联构成的 ,因为全通滤波器传递函数的分子和分母多项式之间的镜像对称关系 ,该滤波器可以用高效的格型运算结构来实现 ,并且具有很低的系数敏感度 ,使得系数量化后的陷波频点偏移量最小。本文详细论述了该陷波器的设计方法 ,并深入分析了其在低频段的系数敏感度问题。通过实际数据验证了这种滤波器能够有效的抑制电力线通信信号中的谐波干扰。

关键词：陷波滤波器敏感度周期性干扰全通滤波器

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基于位置闭环的制振陷波器改进和参数整定

机床与液压 2023年第4期51卷 48-52页

作者：潘海鸿吴锡鹏丁可帅林志梁旭斌广西大学机械工程学院广西南宁530004

伺服系统中因传动装置刚度不足会引发定位振动问题。针对采用陷波滤波器解决该问题时存在陷波滤波器参数整定过程繁琐且整定抑制效果不明显,基于零极点抵消法提出一种改进的前馈陷波滤波器。该方法采用振幅最高点所对应的频率和对数衰... 详细信息

伺服系统中因传动装置刚度不足会引发定位振动问题。针对采用陷波滤波器解决该问题时存在陷波滤波器参数整定过程繁琐且整定抑制效果不明显,基于零极点抵消法提出一种改进的前馈陷波滤波器。该方法采用振幅最高点所对应的频率和对数衰减法快速整定陷波器的中心频率、陷波宽度和陷波深度。实验结果显示:使用该滤波器比未使用滤波器相比可降低88.4%的定位振动,证明将改进滤波器作为前馈陷波滤波器可实现定位振动抑制以及滤波参数整定方法的有效性。

关键词：伺服系统位置闭环定位振动陷波滤波器

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基于特定谐波消除的矩阵变换器性能优化方法

浙江大学学报（工学版） 2023年第1期57卷 209-218页

作者：许宇翔王培良蔡志端雷能玮蒋永峰湖州学院理工学院浙江湖州313000 湖州师范学院工学院浙江湖州313000

针对矩阵变换器输入LC滤波器容易引起输入电流谐振的问题,选择输入侧谐振点附近的特定谐波作为抑制对象,提出基于特定谐波消除的输入滤波器参数优化与谐振抑制方法,以提升输入性能.分析输入LC滤波器及常规谐振抑制方法的工作原理,采用... 详细信息

针对矩阵变换器输入LC滤波器容易引起输入电流谐振的问题,选择输入侧谐振点附近的特定谐波作为抑制对象,提出基于特定谐波消除的输入滤波器参数优化与谐振抑制方法,以提升输入性能.分析输入LC滤波器及常规谐振抑制方法的工作原理,采用多个约束条件对滤波参数进行最优设计,以谐振点附近特定谐波的抑制效果作为阻尼电阻的选择依据,给出具体的优化设计步骤.将特定谐波消除的思想引入主动谐振抑制方法中,提出采用陷波滤波器采集滤波电容中特定谐波量反馈到控制回路的策略.搭建基于Matlab/Simulink的仿真模型,仿真实验表明,利用所提的输入滤波器参数优化方法和主动谐振抑制方法,使得输入电流总谐波畸变率分别下降了98.5%和99.3%.抑制处理后的系统具有良好的稳定性.

关键词：特定谐波矩阵变换器参数优化谐振抑制陷波滤波器

三轴电磁-压电混合驱动快速刀具伺服的轨迹跟踪控制

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光学精密工程 2023年第15期31卷 2236-2247页

作者：朱志远朱紫辉周晓勤朱利民朱志伟南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 吉林大学机械与航空航天工程学院吉林长春130025 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

三轴快速刀具伺服(Fast Tool Servo,FTS)具有更高的刀具空间运动柔性,逐渐用于复杂光学曲面和微纳结构表面的切削加工。针对所研制电磁-压电混合驱动三轴FTS存在的轴间耦合、高频谐振和迟滞非线性等因素对轨迹跟踪性能的影响,研究综合... 详细信息

三轴快速刀具伺服(Fast Tool Servo,FTS)具有更高的刀具空间运动柔性,逐渐用于复杂光学曲面和微纳结构表面的切削加工。针对所研制电磁-压电混合驱动三轴FTS存在的轴间耦合、高频谐振和迟滞非线性等因素对轨迹跟踪性能的影响,研究综合补偿策略实现三轴空间轨迹的高性能跟踪控制。以陷波滤波器抑制系统高频谐振,以前馈解耦补偿弱化平面轴间耦合;针对法应力电磁驱动和压电驱动的迟滞非线性,提出以线性动力学模型级联Prandtl-Ishlinskii模型描述各轴的动态迟滞特性,并构建无需直接求逆的迟滞前馈补偿模型,实现系统的迟滞非线性补偿。谐波扫频测试结果表明:所采用的陷波滤波器可以很好地消除高频谐振,前馈解耦补偿可将平面XY轴间的耦合幅值降低约14 dB。宽频域内迟滞建模结果表明:平面XY轴和Z轴的动态迟滞建模误差分别小于±2.2%和±1.8%。以PID为主控制器,对宽频谐波(10~100 Hz)的跟踪结果表明:采用综合补偿策略获得各轴的最大跟踪误差约为仅采用逆动力学前馈补偿的25%~50%,进一步对空间螺旋球面轨迹进行了跟踪测试,证明了所构建的综合补偿控制策略的有效性。

关键词：快速刀具伺服轨迹跟踪控制陷波滤波器前馈解耦补偿动态迟滞模型

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NPC型八开关三相逆变器输出电流不平衡的调制补偿算法

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电机与控制学报 2022年第4期26卷 28-37页

作者：葛兴来林春旭邓清丽西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室成都610031

三相三电平中性点钳位(NPC)逆变器在单桥臂故障后可以重构为八开关三相逆变器,但此时直流侧电容充放电会引起中性点电位波动,导致三相输出电流不平衡。为此,基于空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)算法提出一种电压矢量实时补偿策略。首先,基... 详细信息

三相三电平中性点钳位(NPC)逆变器在单桥臂故障后可以重构为八开关三相逆变器,但此时直流侧电容充放电会引起中性点电位波动,导致三相输出电流不平衡。为此,基于空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)算法提出一种电压矢量实时补偿策略。首先,基于八开关三相逆变器的工作原理,推导出直流侧中性点电位波动的机理及其引起输出电流不平衡的原因;然后,对中性点波动量进行陷波滤波,并通过设计比例控制器得到抑制输出不平衡的补偿量大小;接着用补偿后的电压矢量对SVPWM各扇区的矢量作用时间进行重构计算,实时更新电压矢量的作用时间。实验结果表明,该算法可以消除直流侧中性点电位波动引起的输出电流不平衡现象,且在负载和频率突变工况下具有良好的鲁棒性。

关键词：八开关三相逆变器中性点电位波动输出电流不平衡陷波滤波器 SVPWM补偿

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水下燃料组件转运系统负载振荡分析与抑制

核动力工程 2023年第6期44卷 206-212页

作者：袁占航中国核电工程有限公司北京100840

核电厂水下燃料组件转运系统运行的平稳性对确保其装载的燃料组件安全至关重要。由于钢丝绳的柔性,系统中的电机驱动钢丝绳传动的水下运行负载小车在运行过程中的振荡问题难以避免。考虑钢丝绳的弹性,建立了水下运行负载小车的完整动力... 详细信息

核电厂水下燃料组件转运系统运行的平稳性对确保其装载的燃料组件安全至关重要。由于钢丝绳的柔性,系统中的电机驱动钢丝绳传动的水下运行负载小车在运行过程中的振荡问题难以避免。考虑钢丝绳的弹性,建立了水下运行负载小车的完整动力学模型,将负载小车速度分解并适当简化后,完整动力学模型化为简化模型并依此进行分析及控制系统的校正。依据简化模型设计了抑制负载小车振荡的串联陷波滤波器,将设计的陷波滤波器应用于完整动力学模型进行仿真计算,仿真结果显示负载小车的振荡得到有效抑制,也验证了简化模型的有效性。本文分析方法在低速运行时可以有效抑制负载小车振荡,简单有效且易于工程实现。

关键词：水下燃料组件转运系统振荡抑制陷波滤波器仿真计算

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带有频率估计器的窄带主动控制算法设计

振动工程学报 2023年

作者：肖翔鹏程愉凯侯宏王谦中国船舶重工集团公司第七〇五研究所西北工业大学航海学院西北工业大学自动化学院

窄带主动控制系统适用于控制低频谐波噪声。在实际应用中，由于原始噪声频率快速变化导致的参考信号失配问题会使窄带主动控制系统性能严重下降，而现有的频率估计算法往往难以兼顾跟踪实际频率的速度、精度与计算复杂度。本文提出一种N... 详细信息

窄带主动控制系统适用于控制低频谐波噪声。在实际应用中，由于原始噪声频率快速变化导致的参考信号失配问题会使窄带主动控制系统性能严重下降，而现有的频率估计算法往往难以兼顾跟踪实际频率的速度、精度与计算复杂度。本文提出一种Notch-HAQSE频率估计窄带主动控制算法，其通过陷波滤波器与基于DFT系数的高精度单频估计算法（HAQSE）组合来提取参考传感器信号中任意数量的线谱频率成分，并合成参考信号送入控制器完成次级信号更新。仿真和试验结果表明，与现有的应用于主动控制的其他频率估计方法相比，提出的方法能准确识别和快速跟踪多个频率并大程度降低了计算复杂度，较好地解决了参考信号失配问题和多线谱振动噪声控制问题。

关键词：低频谐波噪声参考信号失配窄带主动控制陷波滤波器 DFT系数频率估计

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基于某振动场景的直升机飞控系统陷波器设计

直升机技术 2022年第2期 23-27页

作者：付益恺孟文杰何野中国直升机设计研究所江西景德镇333001

直升机的振动是由于旋翼本身的特性而与直升机长期共存的固有问题。通常来说,直升机的振动可以分为周期激励和随机激励,而随机激励常会随反馈信号进入飞控系统的反馈控制回路,存在加剧全机异常振动的风险,给飞控系统的设计带来了困难。... 详细信息

直升机的振动是由于旋翼本身的特性而与直升机长期共存的固有问题。通常来说,直升机的振动可以分为周期激励和随机激励,而随机激励常会随反馈信号进入飞控系统的反馈控制回路,存在加剧全机异常振动的风险,给飞控系统的设计带来了困难。针对上述问题,利用实际试飞数据,结合一种基于无限冲击响应(IIR)滤波器的滤波算法,对异常输入激励的抑制效果进行了仿真。随后,针对直升机飞行状态(挂载、重量、重心)不同造成的频率点偏差问题,设计了一种高带宽多频率点的陷波带阻滤波器,给出了理论分析,并通过试飞数据的仿真验证了滤波效果。

关键词：飞行控制系统陷波滤波器振动抑制