一、直接数字频率合成的DSP实现（论文文献综述）
沈亮[1]（2021）在《多通道联合调偏流机构的CMOS成像设计》文中研究表明随着人们对太空探索的不断加深,高分辨率成像任务对空间相机的像移补偿精度和图像共线性提出了更高的要求。为了获取更大成像范围,空间相机正朝向大视场发展。此类型的空间相机焦面尺寸变大,焦面上离中心点越远的像点与中心点的偏流角残差变大,而相机焦面整体旋转的传统调偏流法难以有效减小此偏流角残差,因此难以满足实际的高分辨率成像需求。虽分片式旋转的新型调偏流法可以有效减小焦面中心点与边缘点的偏流角残差,提高像移补偿精度,但此法难以使空间相机输出线性且连续的图像条带。为了利于在轨实时目标识别与跟踪,可采用电子消旋方式在硬件上处理图像的不连续问题,但其存在计算量过于庞大,硬件难以实现的缺陷。针对以上问题,本文从硬件可实现的角度出发,设计一套基于CMOS图像传感器和FPGA的电子学成像系统,通过数值仿真和实验实例验证了成像系统的有效性和适用性。主要研究内容包括以下几个方面:（1）研究空间相机成像过程中偏流角的产生原因,分析对比传统调偏流法和新型调偏流法对获取的图像的影响。阐释CMOS图像传感器和CCD图像传感器的结构和工作原理,针对新型调偏流法图像的不连续问题,提出一种利用CMOS传感器开窗功能输出部分图像数据的方法,以实现相邻探测器中非共线部分图像的裁剪功能,为空间相机形成连续图像条带提供基础。（2）搭建空间相机成像系统硬件框架,以FPGA和CMOS图像传感器为核心电子学系统。在此基础上设计FPGA外围电路、CMOS图像传感器外围电路、Camera Link接口、电机接口以及编码器接口,其中,电机用于模拟CMOS图像传感器分片旋转,编码器用于获取传感器的旋转角度,为后续的裁剪算法提供输入源。（3）在FPGA硬件电路基础上,完成了成像系统逻辑总体设计及功能仿真,其中包括CMOS驱动模块、时钟模块、SPI接口、Camera Link接口及UART接口等。针对算法难以在硬件上实现的问题,基于CORDIC原理,设计了一种便于硬件运算的非共线部分图像裁剪算法,实现空间相机连续图像条带的输出功能。（4）对电子学成像系统进行了硬件调试,完成了实际成像试验,并根据试验结果进行了误差分析。试验结果表明,相邻探测器旋转角度差为0.4′时,误差像素数为981,误差像素数与总像素数之比为0.007796%,在图像细节丢失较少的情况下,可以获得连续的图像,验证本文提出算法的有效性。
杨松楠[2]（2021）在《基于改进型FxLMS算法的管道主动噪声控制方法》文中研究表明随着工业技术的不断进步和发展,生活噪声与工业噪声对人们的影响逐渐加大。长期处于噪声的环境中会对人们的身体和精神健康产生巨大的负面影响。如何有效的降低噪声污染成为了人们迫切需要解决的难题。传统的被动降噪方法,对中低频噪声的消除作用不大,要想获得更好的降噪效果需要增加噪声吸收系统的体积。主动噪声控制方法作为一种新的降噪手段,针对中低频噪声有非常好的降噪效果,并且具有体积小,适用范围广等优点,引起了众多研究人员对主动噪声控制领域的兴趣。本文致力于降低新风系统管道（Heating,Ventilation and Air Conditioning,HVAC）中由风机所产生的中低频噪声,故以管道声场为主要研究对象,针对传统主动噪声控制方法中由于步长固定导致的稳定性与收敛速度始终处于矛盾状态的问题,提出了一种基于反正切函数的变步长最小均方误差算法,设计并完成了一款基于ARM平台的主动噪声控制器,通过仿真与实验对噪声控制系统的降噪效果进行了测试。首先,论文介绍了主动噪声控制方法的基本原理,通过研究维纳（Wiener）滤波器和误差平面的搜索方法,引出了以有限长单位冲击响应（FIR）滤波器结构为基础的最小均方误差（LMS）算法的原理,并对LMS算法中自适应参数的更新过程进行了推导。然后,根据以上基础介绍了滤波x最小均方误差算法（FxLMS）算法的自适应迭代流程和次路径建模方法。文中研究了导致自适应滤波算法稳定性变差和收敛速度变慢的原因,通过对经典的可变步长最小均方误差（VSS-LMS）算法进行公式推导,分析了对算法收敛速度和降噪性能的原因。由此,提出了一种使用反正切函数的最小均方误差算法。随后,针对管道噪声中的噪声源进行研究,分析了由轴流风机所产生噪声的频率特性并使用Matlab软件进行建模。还对管道对声波传递特性进行了研究,并使用Comsol-Multiphysics软件进行有限元分析。其次,文中设计了一个以STM32F746处理器为核心的自适应主动噪声控制硬件平台并实现与PC机的实时通信与数据分析功能。设计包括参考麦克风和误差麦克风的类型选择与电路设计,主控制板的类型选择与电路设计,功率放大器的类型选择与设计。并最终实现主动噪声控制算法在硬件平台上的运行。最后,论文将主动噪声控制系统的硬软件与改进算法相结合,进行了功能和算法的验证。文中在电脑端使用Matlab对实验数据进行了记录与分析,与其他的VSS-LMS算法的降噪性能与收敛速度进行了对比。通过将论文提出的改进方法与其他四种主动噪声控制算法进行对比,说明改进算法对于收敛速度和降噪效果具有明显的改善,并以此为依据对目前取得的成果和调试过程中存在的问题进行了分析与总结。
王杰[3]（2021）在《基于频率自动跟踪及功率调节技术的超声波电源设计》文中进行了进一步梳理超声技术作为一种高新技术,在超声清洗、超声焊接、超声加工器件等领域应用广泛,这些超声设备的使用离不开超声波电源的支持。超声波电源系统分为驱动电源和负载两部分,其作用是将电能转换成与负载相匹配的高频交流电信号。负载通常为超声波换能器,由单晶材料构成,内部参数易受多种因素影响而发生改变,从而导致系统工作在非谐振状态,造成系统损耗增加及输出功率不稳定。本文围绕以上问题,设计了一款工作稳定、效率高,且能够实现频率自动跟踪、输出功率可调的超声波电源。首先,对超声波电源主电路进行研究。设计了由单相桥式整流滤波电路、BUCK斩波电路、单相全桥逆变电路、负载匹配网络电路构成的主电路拓扑结构,并对主电路元器件进行参数计算与选型。在频率匹配方面,选择串联谐振频率作为换能器的工作频率方式,在此基础上设计了一种改进型数字电感匹配网络电路。在阻抗匹配方面,利用高频变压器实现阻抗变换,并对变压器结构参数进行详细设计。其次,对超声波电源的控制算法进行研究。在频率自动跟踪技术方面,提出了一种基于模糊-PI-DDS技术的谐振频率自动识别算法,解决了传统超声波电源存在频率漂移、跟踪响应慢的问题。在相位差检测技术方面,选择过零比较法作为相位差检测方法,以提高检测精度。在功率控制技术方面,采用二阶滑模变结构算法自动控制BUCK驱动信号的占空比,以实现功率稳定调节。利用Matlab-Simulink搭建仿真模型,分别对上述算法的有效性及优越性进行验证。再次,对超声波电源控制系统的软硬件进行设计。在硬件方面,选择的主控芯片型号为STM32F103RCT6,分别对芯片外围电路、采样电路、鉴相电路、驱动电路、DDS信号发生电路、保护电路进行设计。在软件方面,本文采用C语言作为控制系统的开发语言,分别对主程序及各功能子程序进行设计。最后,对所设计的超声波电源实物进行测试,以验证超声波电源的整体功能及相关控制算法的稳定性。
李伯涵[4]（2021）在《基于DSP的永磁同步电机宽速域无传感器复合控制研究》文中研究表明近年来,伴随着高性能稀土永磁材料的发展和利用,永磁同步电机凭借其功率密度大、调速范围宽、转动惯量小,被广泛地运用在新能源汽车、家用电器、智能制造、航空航天等领域。高性能的永磁同步电机控制系统为实现正常运行,一般需要通过机械式传感器来获取精确的转子位置信息,但机械传感器的引入不仅会增大系统的重量和尺寸,还会直接影响系统的稳定性,使其无法在恶劣的工况下正常运转。因此,永磁同步电机无传感器控制技术具有重要的研究价值。本文以永磁同步电机矢量控制系统为研究对象,对宽速域下的无传感器复合控制进行研究,重点探讨了其估计精度、响应速度的提升问题。具体研究内容如下:首先,对适用于中高速域的滑模观测器法进行了分析。针对传统滑模观测器易受高频抖振影响,存在观测精度低、相位延迟等问题,设计了一种改进自适应滑模观测器,并由李雅普诺夫稳定性定理判断了改进观测器的稳定性。通过使用分段函数代替开关函数,构建反电动势自适应观测器,有效抑制了高频抖振对系统的影响,减小了相位延迟的产生。同时,结合锁相环技术提取转速及转子位置信息,提升了观测精度。由仿真对比,验证了改进效果。其次,针对适用于低速域的传统脉振高频注入法存在载波信号分离困难、转子位置估算滞后、观测误差偏大等问题,研究了一种改进脉振高频方波注入法。该方法采用方波信号注入代替原有的正弦波信号注入,并由数学运算法解调高频电流响应,避免了信号分离过程中滤波器环节的使用,提升了系统响应速度。同时,利用龙伯格观测器提取转速及转子位置信息,进一步提高了估计精度。经仿真证明了改进控制方法的有效性。然后,针对上述两种改进无传感器控制方法只适用于特定速度范围的缺点,研究了一种复合控制策略。利用平均加权切换方法,将自适应滑模观测器法与脉振高频方波注入法相结合,避免了切换过程中出现转速脉动过大的问题。通过仿真证明了复合控制策略能够实现永磁同步电机在宽速域下的无传感器控制。最后,以TMS320F28335 DSP为控制核心,完成了软、硬件的设计与调试。搭建出永磁同步电机无传感器控制系统的实验平台,并使用一台功率为750W的表贴式永磁同步电机,对所研究的无传感器复合控制策略进行了实物测试。通过实验波形对比,验证了本文所论述内容的可行性与正确性。
于文婧[5]（2021）在《基于生成式对抗网络的光信号传输理论与技术研究》文中进行了进一步梳理随着5G、物联网、云计算等新技术的不断发展,在大数据传输中具有基础支撑作用的光通信系统,需要有更优良的传输性能才能去更好地适应飞速发展的通信传输速率和互联网数据流量。因此,对光传输网络进行相关的理论和技术研究,是引入新技术和实现超高速大容量的必要过程。近年来,深度学习（Deep Learning,DL）中的卷积神经网络（Convolutional Neural Networks,CNN）在光信号的性能监测和物理损伤诊断中得到了广泛的应用,而生成式对抗网络（Generative Adversarial Networks,GAN）作为计算机视觉领域的主流技术,其在图像生成与数据增强方向发挥着重要作用,因此将GAN与光传输系统中的信号处理和数据增强等问题相结合,可以有效解决传统光通信中训练数据欠缺、模型泛化性弱等问题。基于DL强大的学习能力以及GAN在图像处理领域的强大应用,本论文围绕光传输系统中眼图与星座图的数据增强等问题展开了相关的技术研究。本论文的主要工作及其创新点如下:第一,针对已有的DL与光信号结合应用技术主要集中在神经网络模型结构,并且依赖于大数据量和强计算能力的特点,提出了基于GANs的光信号图像生成方案,验证了生成式对抗网络与光信号结合应用进行图像数据扩充的可行性。第二,针对光通信中已有研究中出现的CNN在模型训练时缺乏大规模、高质量数据集的问题,提出了一种基于深度卷积生成式对抗网络（Deep Convolutional Generative Adversarial Network,DCGAN）的眼图数据生成方案。仿真结果表明,在强度调制直接检测系统（Intensity Modulation Direct Detection,IM-DD）的 PAM4（Pulse Amplitude Modulation）信号的眼图数据集的基础上,该方案可以生成类似真实样本的新图像,且调参后的模型经过多轮的迭代训练,判别器的正确率可以接近0.5,说明可以得到较为理想的眼图图像生成效果,验证了数据增强方法的模型可行性和高效性。第三,针对上述基于DCGAN的图像生成方案存在生成图像过于自由且不可控的缺点,提出了一种基于条件生成式对抗网络（Conditional Generative Adversarial Network,CGAN）的眼图与星座图数据增强方案。在对PAM4信号的眼图和PM-16QAM（Polarization Multiplexing-Quadrature Amplitude Modulation）信号的星座图的数据增强中,分别以不同的损伤类型和不同的传输距离作为模型条件,来进行数据扩充。仿真结果表明,分别将原数据集和增强后的数据集应用在CNN分类模型中,通过比较发现,数据集扩充后的分类能力比扩充前提高了约5%,较大地提高了分类模型的泛化性,有效解决了算法训练数据样本集不足的问题。
陈光[6]（2021）在《光载射频信号处理若干技术及应用研究》文中研究说明光载射频信号处理是一门涉及射频技术和光子学的新兴交叉研究领域,其包括了光纤通信、无线通信、微波工程、模拟与数字信号处理、光电融合、光电子材料与器件、光载射频通信系统及网络应用等多个方面。光载射频技术的研究初衷是在射频系统中引入强大的光子技术,从而消除电子瓶颈的同时带来诸多优点,如高速率、低损耗、大带宽、小尺寸、低功耗、轻重量、高集成度、优良稳定性、抗电磁干扰、频率响应平坦、易于混合集成等技术优势。因此,通过采用基于光子学的射频信号处理技术可实现以前在电域内很难甚至是无法完成的功能或任务。正是由于这种巨大优势,光载射频通信自上世纪90年代开始研究以来,在信号处理、民用通信、国防军事、航空航天和医疗卫生等领域已得到了广泛的应用,并引起国内外学者的广泛关注。光载射频信号处理关键技术与光载射频通信（RoF）系统应用作为微波光子学两个重要的研究分支,近些年引起了研究者们的极大兴趣,并成为当前微波光子学的研究热点。本论文针对光载射频通信、光纤射频混合接入网络和微波光子雷达等民用和国防军事应用需求,依托国家自然科学基金重大项目等国家级课题,重点对光载射频信号处理关键技术和光载射频通信系统设计应用两方面开展研究工作。本论文的研究内容及创新点如下:一、提出了基于光串联单边带调制和光正交单边带复用的多模态相干光载射频通信系统为了解决多制式射频信号收发和传输面临的需求及挑战,提出一种采用光串联单边带调制（OTSSBM）和光正交单边带频谱复用（OOSSBM）的多模态相干光载射频通信系统方案,并在接收端采用数字信号处理算法辅助的相干检测,对多路相位调制码型信号的混叠信道进行识别和分离,实现了在相干光载射频通信系统中的多速率信号收发、调制解调与传输。（1）设计了相干RoF系统并进行了数值仿真,分析了 RoF系统中光载射频信号的频谱结构,并通过数字信号处理算法在接收端恢复了发射的2 Gbit/s和5 Gbit/s的BPSK码型信号,给出了信号发射前和接收后的时域波形图和眼图对比。搭建了光载射频信号发送、传输、接收和处理的多信道高谱效相干光载射频通信实验平台。实验结果表明,对于所提出的不同类型及条件（单信道与双信道;OTSSBM与OOSSBM;40 km单模光纤传输与背靠背系统等）下的复用信号,经40公里单模光纤传输后系统性能良好,均满足误比特率（BER）低于10-9,品质因数达到6以上。（2）分析了采用OTSSBM和OOSSBM时,传输2 Gbit/s和5 Gbit/s的BPSK信号,在保持能量效率适中的前提下,两种复用方案各自分别的频谱效率达到了 4.2 bit/s/Hz和4.9 bit/s/Hz,综合利用OTSSBM和OOSSBM两种方案达到7.4 bit/s/Hz。在提高光单载波射频通信系统的频谱效率和信道容量的同时,使用数字信号处理算法辅助的相干检测进行信号解调与恢复,没有增加额外的混叠信道分离硬件或光电器件,简化了系统结构和复杂度。二、设计了基于硅基光电子的相干光载射频通信集成发射模块和接收模块采用级联硅基微环谐振腔（MRR）结构,设计了具有波长选择性的高Q值、超窄带、可调谐的三通带光带通滤波器,并实现了基于MRR的光多载波产生的技术方案;设计了用于调制高速射频信号的硅基双电极马赫-曾德尔调制器（DE-MZM）;利用所设计的MRR滤波器和DE-MZM等硅基光电子器件,设计了一种发射多路多制式射频信号并提供多类型射频信号接入功能的光载射频信号集成发射机;利用硅基平面光波导设计了混合集成数字相干光接收机,并对所设计的集成发射模块和接收模块的性能做了系统品质因数（Q-factor）和误码率（BER）的验证和测试。（1）利用上下分插型（或称作“上传下载型”）硅基MRR设计了超窄带可调谐光带通滤波器,所设计的单微环谐振滤波器中心波长为1552.52nm,3dB带宽为0.04nm,FSR为10nm,并拥有陡峭的滤波窗口上升沿和下降沿,利用热光效应可调谐滤波通带。通过将三个硅基单微环级联,形成具有波长选择性和可重构性的三通带可调谐窄带光带通滤波器。三个通带的中心波长分别为1550.7 nm,1551 nm和1551.3 nm,其平坦度良好,通道间隔FSR达到10 nm,吸收损耗低于3 dB/cm,每个微环谐振滤波器的精细度Finesse为250,Qtotal达到38750,级联多频带微环谐振滤波器产生多载波光源,其尺寸在毫米级。（2）设计了高速硅基双电极马赫-曾德尔调制器（DE-MZM）,其带宽达到30 GHz,对于BPSK信号的数据速率接近10 Gbit/s。以三个频带作为光载波分别调制不同频段和类型的射频信号,以BPSK调制码型发射则每路信号达到10 Gbit/s的数据速率。设计了亚微米尺寸硅基波导可调谐光衰减器（VOA）,并分析了其特性。设计了双平行双电极马赫-曾德尔调制器,其被用于构成I/Q调制器。将有三个频带的微环谐振滤波器和三个硅基调制器串联后再并联,构成了在三个光载波上调制,同时加载多路不同类型宽带信号（如WiFi,WiMAX等射频信号,或数字信号和模拟信号的任意组合）的光载射频通信集成发射机,整个芯片尺寸为7.8 mm2的毫米量级。（3）为了解决相干光载射频通信系统对于数字相干接收机在集成度、功耗、工作稳定性、灵敏度、响应度波动、相位误差方面的进一步需求,设计了一种基于硅基平面光波导的集成数字相干光接收机前端,并测试了所设计的集成相干接收机前端模块的性能和参数指标。在1520 nm～1620 nm宽波长范围内,相位漂移在±1°,保证了相应端口良好的相位正交性。当温度在-5℃～80℃时,响应度幅度波动在±0.25 dB;相邻光电探测器端口之间的响应度偏差在0.4 dB之内。测试了对于112 Gbit/s PDM-QPSK调制码型信号的接收性能,得到了偏振正交方向X信道和Y信道上清晰且易于判决的星座图,以及品质因数（Q值）和信号光功率（光信噪比）的近似线性对应关系。三、设计基于DP-DPMZM和SOA-MZI的光载射频信号处理技术方案为了在一个光载射频信号处理系统中实现多项功能,并提高系统集成度及降低成本,对光载射频信号处理的三种核心技术——移相、滤波和倍频进行了综合方案设计。（1）基于双偏振双平行马赫-曾德尔调制器（DP-DPMZM）,设计了具有倍频功能的宽带光载射频信号移相器,不仅对射频信号进行2-6倍频调控,且在光域实现了 360°相位控制。仿真验证了其相移范围和倍频效果,相移量与相位调控参量接近线性关系,多倍频与相位控制这两种处理同时进行。分析了消光比的变化、90°混合器的幅度和相位不平衡性对相位漂移、幅度抖动及系统稳定性的影响。（2）借助MZM的单边带（SSB）调制（用于加载射频信号）和半导体光放大器（SOA）的光学非线性效应（慢光效应和相干布居振荡）,设计了一种滤波通带（中心波长）和3 dB带宽均可调谐的射频光子滤波器,该滤波器中心波长在15 GHz-20 GHz的频率范围内调节,并具有超过15 GHz的自由频谱范围（FSR）,中心波长不同,其FSR不同,最低的FSR亦超过15 GHz。调节SOA的注入电流,实现了其频带和3 dB带宽可调,在SOA驱动电流为420 mA左右时,FSR=15.44 GHz,滤波器通带的3 dB带宽BW3dB=2.45 MHz,品质因数Q-factor>6300（对于单通带滤波器,Q-factor=Finesse=FSR/BW3dB≈6302）,滤波器带外抑制比达到41 dB。（3）采用偏振分束器、偏振耦合器与两个SOA构成马赫-曾德尔干涉仪型结构（SOA-MZI）,设计了宽带射频光子移相器,数值模拟仿真结果表明:相移的动态范围达到360°、调控精度达到0.1°、相移带宽接近30 GHz,相位变化量与SOA驱动电流呈现良好的线性关系,且依照相移精度对相移量进行连续调节。这些特性均优于传统方案。此外也对所设计的射频光子移相器非线性失真原因做了初步分析。上述三个创新点不仅提升了光载射频通信系统的信道容量、频谱效率和多模态应用,丰富了光载射频信号发射和接入服务的多样性,还提高了系统集成度,降低功耗、减小器件尺寸,增强系统的稳定性和可靠性。实现了对射频信号的相位在光域进行连续精确调控,同时进行倍频和滤波等处理,增强了光载射频信号处理系统的综合功能。本论文针对基于光载射频通信的超宽带无线接入网络、微波光子雷达、光控相控阵、电子对抗系统以及其它需要高性能光载射频信号处理的领域开展研究,所取得的研究成果在未来相关研究领域中具有一定的实用价值和应用前景。
段宇航[7]（2021）在《低开关频率下永磁同步电机驱动系统控制技术研究》文中研究表明永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）由于其高效率、高功率密度等优点,已被应用于诸多工业领域。在大功率电机驱动系统中,需考虑逆变器开关损耗及其自身散热条件对系统整体的影响,因此其开关频率上限通常较低。低开关频率工况下电机矢量控制系统存在交、直轴电流动态耦合作用加剧的问题,系统控制效果通常并不理想;此外,低开关频率也会导致逆变器输出波形谐波特性较差。现阶段针对谐波优化的多模式调制算法大多应用于开环控制方案中。因此,研究高性能电机闭环控制方案与多模式调制算法相结合,具有重要的工程实际意义。本文以低开关频率工况下的电机控制系统为研究对象,从逆变器调制算法和电流环控制器两方面实现对大功率PMSM牵引系统控制性能的协同优化。首先,针对电力牵引调速系统实际工况,建立电流单闭环矢量控制系统,系统中电流环控制算法在基速以下采用最大转矩电流比控制,结合弱磁控制算法扩展其调速范围;研究两电平电压源逆变器常用调制策略,对比相同脉冲数下不同调制算法间加权总谐波畸变率,说明同步调制算法在低开关频率下的优越性,为多模式调制算法研究提供铺垫。其次,为改善逆变器输出信号谐波频谱,引入多模式调制算法。综合考虑同步空间矢量调制算法（Space Vector PWM,SVPWM）和特定谐波消除调制算法（Selected Harmonic Elimination PWM,SHEPWM）两者的优缺点,设计了一种在中频段采用同步SVPWM,高频段采用SHEPWM的多模式调制算法。从电机电磁转矩与交、直轴电流直接相关这一角度出发,以多模式调制策略切换点前后电机三相电流瞬时值不发生跃变为设计目标,结合PMSM等效电路模型完成切换点的选取与性能分析。再次,针对低开关频率矢量控制系统中电流控制器性能欠佳的问题,设计了一种精确解耦电流环控制器。基于复矢量理论对d-q坐标系下PMSM交、直轴动态耦合进行分析,考虑多模式调制策略与控制算法数字实现中存在的延时耦合,得到PMSM复矢量耦合模型传递函数。依据经典控制理论证明本文所设计的控制器能在全速域范围内保证电机控制系统稳定,且有效实现了解耦控制算法与多模式调制算法的结合。最后,针对上述理论完成数字仿真及基于d SPACE的半实物仿真实验验证。结果表明,多模式调制算法能有效改善低开关频率下负载侧电流总谐波畸变率;在电流单闭环矢量控制系统下,所设计的电流环精确解耦控制器稳定性不随电机转速变化而变化,电机电流及电磁转矩在多模式调制算法切换时刻的暂态过程可保持稳定。综上,本文所设计的PMSM控制算法能有效提升全速域范围下电机矢量控制系统性能。
杨鑫钰[8]（2021）在《基于DSP与FPGA的半线圈感应测井系统设计》文中提出随着油气勘探的深入,水平井和大斜度井越来越多的应用于实际作业中,具有远探测功能的地质导向技术是实现目的层中有效钻井的关键技术。半线圈测井是一种可实现随钻地质导向的新方法。本论文设计了基于DSP与FPGA的半线圈感应测井实验系统,它可进行信号的发射和接收,对源距和线圈间的夹角进行调节,为实验室中进行半线圈的各项特性的研究提供了实验装置。主要研究内容和成果如下。第一部分完成了半线圈感应测井原理分析与实验系统总体设计。根据感应测井理论推导出半线圈接收电压的计算公式。设计了实验系统的整体结构框图。提出了半线圈感应测井实验系统发射和接收模块的技术指标要求,以及总体实验系统的功能要求。第二部分为半线圈感应测井实验系统的发射模块设计。具体包括软件设计和硬件电路设计。其中软件设计包括设计基于TMS320F28335的最小子系统,用以控制AD9833产生实验要求的20KHz正弦信号。硬件电路包括DDS波形产生模块,差分放大模块,功率放大模块。硬件电路设计包括AD8221差分放大模块的电路焊接,功率放大模块的电路焊接。采用NI Multisim仿真软件进行差分放大模块和功率放大模块的仿真,以验证是否符合设计需求,完成了实验系统要求频率信号的产生,并将其放大至驱动线圈负载。仿真结果表明:AD8221差分放大电路可有效减少共模抑制比。采用二级放大的功率放大电路可对电流和电压同时进行放大。第三部分为半线圈感应测井实验系统的接收模块设计。包括软件设计和硬件电路设计。软件部分主要是通过Verilog硬件语言来进行采样控制和数据存储,AD7606进行采样速率的控制,以及数据的缓存以及DSP读取。硬件部分包括前置放大电路,用以接收线圈上的微弱信号放大;低通滤波电路,采用巴特沃斯低通滤波进行高频噪声滤除;AD采集电路,进行接收线圈上的信号离散采集和FPGA与DSP数据通信。完成了实验系统的信号接收模块,并且采样速度快,精度高。第四部分为半线圈实验系统调试与结果分析。首先依据信号流向完成发射模块和接收模块的调试,其次对整个系统进行整体电路和软件调试,调试结果表明:半线圈感应测井实验系统信号发射与接收稳定,满足技术指标要求。然后进行实验系统功能性分析,包括方位角变化、源距变化以及匝数变化。最后进行了线圈探边特性分析。结果表明:半线圈系具有方位角度敏感以及对高电导率物体有敏感性,具有一定的边界探测能力,且半线圈接收信号强度高于全线圈。本实验系统具有对半线圈的各项特性验证功能,包括半线圈对旋转角度敏感性、对边界条件变化的敏感性以及信号接收强度大于全线圈的特性。通过各项分析验证了半线圈实验系统的有效性。实现了在实验室中对半线圈各项特性探究。实验系统达到了预期实验指标要求以及功能需求。
欧海峰[9]（2021）在《基于FPGA的雷达地面目标SAR成像方法研究》文中研究表明合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）作为一种全天候、全天时、远距离的主动式探测成像雷达,突破了实孔径天线成像时对方位向分辨率的限制,实现了探测目标的高分辨率成像,广泛应用于地面目标成像场景。针对SAR成像时大量回波数据的快速高效处理在传统结构的数字信号处理器中难以实现的问题,本文利用现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）模块化、高速并行的数据处理特性,研究了基于FPGA的雷达地面目标SAR成像方法,下面是研究内容和成果。第一部分,本文研究了SAR成像基本理论,搭建了机载SAR成像仿真平台并建立时域回波模型生成后续研究使用的SAR回波数据。研究对比了常规距离多普勒（Range Doppler,RD）算法、改进RD算法和线性调频变标（Chirp Scaling,CS）算法原理及成像效果。结合本文基于FPGA硬件平台实现SAR成像处理的前提,根据算法运算量和成像精度,选择了硬件资源消耗少、成像精度高、处理速度快的改进RD算法作为后续SAR成像信号处理算法。并对算法通过快速傅里叶变换（Fast Fourier Transformation,FFT）获取窄带回波信号频率时精度较低的问题,提出采用线性调频Z变换（Chirp-Z Transform,CZT）进行回波信号的频率细化,从而提高了窄带回波信号的频率精度。第二部分,设计了基于FPGA的SAR成像处理方案,主要包括SAR回波信号的预处理和SAR成像算法处理。预处理主要完成SAR中频回波信号的降频处理,降低后续成像算法处理时的数据量。SAR成像算法部分主要完成距离向脉冲压缩、距离徙动矫正和方位向脉冲压缩。第三部分,基于FPGA实现所设计的SAR成像方案。利用VIVADO软件中的VIVADO SIMULATOR工具对设计方案的各模块进行功能仿真,并与理论仿真结果对比。结果表明:FPGA处理得的SAR成像结果与MATLAB理论仿真结果存在的最大相对误差不超过0.14%,满足预期指标要求。另外,基于FPGA实现了CZT时频转换模块,并利用CZT完成距离向回波信号的脉冲压缩,脉冲压缩精度比利用FFT方法获得的距离向脉冲结果精度最多可提高2.52m。由此说明,本文设计的SAR成像处理方案及相关改进方法能够在FPGA硬件中正确实现,并满足SAR成像处理精度要求。
裴永浩[10]（2021）在《基于数字式锁相环的高精度时基校准器设计及实现》文中研究说明时基源也称为时钟源,是电子系统的核心部件,为应用设备的时序电路提供统一而精准的时频参考,以确保各功能电路的有序工作,被广泛应用于频率综合、导航控制、计算机网路与数据通信等众多国防工业及相关民用领域。时基源校准与相位控制同步技术是实现高精度时基校准的关键途径,因此,对时基校准与相位控制同步技术的研究具有重要现实意义。论文针对时基信号校正与同步锁相技术以及锁相环技术展开研究,介绍了该两项技术的研究现状,通过比较实现时基校准的众多手段,提出了一种以二阶广义积分器（SOGI）为数据预处理单元、以Park变换为数字鉴相器、融合IIR数字滤波以及DDS相位控制频率合成技术的数字式锁相环高精度时基校准方法。高精度时基校准器包括时基信号采样、时基信号正交化、基于Park变换的数字鉴相器、环路滤波器（IIR数字滤波器）、PI调节器以及DDS频率合成等组成单元,对方案中所涉及的功能电路以及闭环锁相控制算法的FPGA设计实现进行了详细分析论述。通过原理样机设计,对时基校准器进行频率、数字锁相环同步状态和10MHz时基输出特性进行测试,测试结果表明校频后输出信号频率可实现对基准源的高精度溯源,时基校准精度达到了1.9×10-8,验证了时基校准器方案的可行性和设计的正确性。
二、直接数字频率合成的DSP实现（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、直接数字频率合成的DSP实现（论文提纲范文）
（1）多通道联合调偏流机构的CMOS成像设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 CMOS空间相机国内外研究现状 |
| 1.2.2 偏流角补偿国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及章节安排 |
| 第2章 偏流角补偿及成像方法设计 |
| 2.1 偏流角的产生及计算 |
| 2.1.1 偏流角的产生 |
| 2.1.2 偏流角的计算 |
| 2.2 TDI技术 |
| 2.3 传统偏流角匹配方法及偏流角误差分析 |
| 2.3.1 卫星姿态调整法 |
| 2.3.2 偏流角误差 |
| 2.4 新型偏流角匹配法及成像连续性解决方法 |
| 2.4.1 新型偏流角匹配法 |
| 2.4.2 新型调偏流法引起的问题及解决方法 |
| 2.5 连续图像条带方法设计和图像传感器类型选择 |
| 2.5.1 CCD图像传感器结构及工作原理 |
| 2.5.2 CMOS图像传感器结构及工作原理 |
| 2.5.3 非共线图像解决方法及CMOS图像传感器的优点 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 成像电子学系统硬件设计 |
| 3.1 系统总体设计 |
| 3.2 CMOS图像传感器模块设计 |
| 3.2.1 CMOS图像传感器选型 |
| 3.2.2 CMOS图像传感器外围电路设计 |
| 3.3 FPGA模块设计 |
| 3.3.1 主控芯片选择 |
| 3.3.2 FPGA选型 |
| 3.3.3 FPGA外围电路设计 |
| 3.4 Camera Link接口设计 |
| 3.4.1 接口协议选择 |
| 3.4.2 Camera Link硬件电路设计 |
| 3.5 电机接口设计 |
| 3.5.1 电机类型选择 |
| 3.5.2 电机接口电路设计 |
| 3.6 光电轴编码器接口设计 |
| 3.6.1 光电轴编码器分类及选择 |
| 3.6.2 编码器接口设计 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 FPGA逻辑设计及功能仿真 |
| 4.1 FPGA开发平台及设计流程 |
| 4.1.1 开发平台及设计思想 |
| 4.1.2 FPGA开发流程 |
| 4.2 FPGA总体逻辑框架设计 |
| 4.3 时钟模块设计 |
| 4.4 CMOS驱动模块设计 |
| 4.4.1 上电时序控制 |
| 4.4.2 复位时序控制 |
| 4.4.3 SPI接口时序控制 |
| 4.4.4 CMV12000 初始化配置 |
| 4.4.5 数据校准 |
| 4.5 Camera Link逻辑设计 |
| 4.6 UART逻辑设计 |
| 4.6.1 异步串行通信 |
| 4.6.2 电气接口标准选择及逻辑设计 |
| 4.7 非共线部分图像裁剪算法设计 |
| 4.7.1 开窗参数计算 |
| 4.7.2 运算处理器选取 |
| 4.7.3 CORDIC算法 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 试验测试及误差分析 |
| 5.1 裁剪误差分析 |
| 5.2 成像系统硬件电路板实物图 |
| 5.3 成像试验 |
| 5.3.1 硬件调试 |
| 5.3.2 成像工作平台 |
| 5.3.3 实测裁剪误差分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）基于改进型FxLMS算法的管道主动噪声控制方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文的研究难点 |
| 1.3.1 对自适应滤波算法的稳定性和收敛速度进行的改进 |
| 1.3.2 对通风管道中的噪声源和管道声学特性进行的建模与分析 |
| 1.3.3 主动噪声控制器的设计 |
| 1.4 本文的主要工作和章节安排 |
| 2 主动噪声控制理论基础 |
| 2.1 主动噪声控制的基本原理 |
| 2.2 主动噪声系统的组成 |
| 2.3 主动噪声控制算法 |
| 2.3.1 维纳滤波器 |
| 2.3.2 特征分析与性能表面 |
| 2.3.3 搜索方法 |
| 2.4 最小均方误差算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于反正切函数的FxLMS算法优化 |
| 3.1 FxLMS算法的基本原理 |
| 3.2 影响LMS算法收敛速度和稳定性的因素 |
| 3.3 可变步长FxLMS算法 |
| 3.4 改进型FxLMS算法 |
| 3.4.1 参数a对算法性能的影响 |
| 3.4.2 参数b对算法性能的影响 |
| 3.4.3 参数c对算法性能的影响 |
| 3.4.4 改进算法的收敛性分析 |
| 3.4.5 改进算法的稳定性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 管道噪声特性分析 |
| 4.1 管道噪声的基本概念 |
| 4.2 轴流风机噪声特性分析 |
| 4.3 管道声波传输特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 主动噪声控制器的硬件和软件设计 |
| 5.1 硬件系统设计 |
| 5.1.1 主动噪声控制器的选型与硬件设计 |
| 5.1.2 麦克风选择与电路设计 |
| 5.1.3 音频编解码器与功率放大器的选型与硬件设计 |
| 5.2 软件系统设计 |
| 5.2.1 USB通信与I2S通信 |
| 5.2.2 音频编解码器配置 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 实验结果与分析 |
| 6.1 实验平台介绍 |
| 6.2 仿真及实验参数设置 |
| 6.3 实验成果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（3）基于频率自动跟踪及功率调节技术的超声波电源设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 超声波电源技术及国内外研究现状 |
| 1.2.1 超声波电源的相关技术 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.2.3 国内研究现状 |
| 1.3 论文的创新点 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 第二章 主电路设计及匹配特性研究 |
| 2.1 系统的总体方案设计 |
| 2.2 主电路拓扑结构设计及器件参数计算 |
| 2.2.1 整流滤波电路设计 |
| 2.2.2 逆变电路设计 |
| 2.2.3 功率调节电路设计 |
| 2.3 超声波换能器的特性分析及谐振频率计算 |
| 2.3.1 压电换能器特性分析 |
| 2.3.2 谐振频率方式选择及计算 |
| 2.4 谐振匹配网络设计 |
| 2.4.1 常用匹配网络电路分析 |
| 2.4.2 数字式电感匹配网络设计 |
| 2.5 高频变压器设计 |
| 2.5.1 磁芯材料选取及结构设计 |
| 2.5.2 变压器变比及原副边绕组匝数计算 |
| 2.5.3 绕组导线线径设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 频率自动跟踪算法研究 |
| 3.1 变步长频率跟踪方法研究 |
| 3.1.1 换能器谐振频率中心点计算 |
| 3.1.2 变步长跟踪方法及步长切换限制条件的研究 |
| 3.2 基于模糊-PI自整定控制的频率控制算法 |
| 3.2.1 模糊-PI控制器设计 |
| 3.2.2 传统PI控制与模糊-PI控制仿真对比 |
| 3.2.3 谐振频率变化时的仿真分析 |
| 3.3 相位差检测 |
| 3.3.1 DFT变换法 |
| 3.3.2 函数相关法 |
| 3.3.3 DFT变换法和函数相关法仿真分析 |
| 3.3.4 过零比较法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 BUCK电路功率调节算法研究 |
| 4.1 基于滑模结构算法的BUCK电路功率调节 |
| 4.1.1 BUCK电路状态空间建模 |
| 4.1.2 滑模变结构算法建模与仿真分析 |
| 4.2 二阶滑模算法建模与仿真分析 |
| 4.2.1 二阶滑模算法数学模型建立 |
| 4.2.2 二阶滑模算法仿真分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 控制系统设计及实物验证 |
| 5.1 控制系统整体结构 |
| 5.2 控制系统的硬件设计 |
| 5.2.1 STM32 控制电路 |
| 5.2.2 采样电路 |
| 5.2.3 有效值检测电路 |
| 5.2.4 DDS信号发生电路 |
| 5.2.5 鉴相电路 |
| 5.2.6 PWM信号驱动电路 |
| 5.2.7 IGBT驱动电路 |
| 5.2.8 系统保护电路 |
| 5.3 控制系统的软件设计 |
| 5.3.1 系统的主程序 |
| 5.3.2 A/D采样程序 |
| 5.3.3 模糊-PI-DDS频率自动跟踪程序 |
| 5.3.4 中断保护程序 |
| 5.4 实物调试 |
| 5.4.1 IGBT驱动信号测试 |
| 5.4.2 频率自动跟踪算法测试 |
| 5.4.3 功率调节测试 |
| 5.4.4 逆变输出波形调试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（4）基于DSP的永磁同步电机宽速域无传感器复合控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 缩略词注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 永磁同步电机及其控制技术的发展 |
| 1.2.1 永磁同步电机本体的发展 |
| 1.2.2 永磁同步电机相关控制技术的发展 |
| 1.3 永磁同步电机无传感器控制方法的国内外研究现状 |
| 1.3.1 适用于中高速域的永磁同步电机无传感器控制方法 |
| 1.3.2 适用于低速域的永磁同步电机无传感器控制方法 |
| 1.3.3 永磁同步电机无传感器复合控制策略 |
| 1.4 论文的主要研究内容及章节安排 |
| 第二章 永磁同步电机模型及其矢量控制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 永磁同步电机数学模型 |
| 2.2.1 永磁同步电机的结构及其分类 |
| 2.2.2 永磁同步电机在不同坐标轴系下的数学模型 |
| 2.2.3 不同坐标轴系间的数学变换 |
| 2.3 永磁同步电机矢量控制系统 |
| 2.3.1 永磁同步电机的矢量控制 |
| 2.3.2 空间矢量脉宽调制技术 |
| 2.3.3 矢量控制系统仿真及结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于自适应滑模观测器的中高速无传感器控制策略 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 滑模变结构控制的基本原理 |
| 3.3 传统滑模观测器的构建 |
| 3.4 改进自适应滑模观测器的设计 |
| 3.4.1 切换函数的改进 |
| 3.4.2 自适应反电动势观测器设计 |
| 3.4.3 改进自适应滑模观测器的稳定性证明 |
| 3.4.4 转子位置和转速信息提取 |
| 3.5 仿真结果及对比分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于脉振高频方波注入的低速无传感器控制策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 传统脉振高频电压注入法 |
| 4.2.1 高频注入法工作原理 |
| 4.2.2 高频激励下的永磁同步电机数学模型 |
| 4.2.3 传统脉振高频电压注入法实现 |
| 4.3 改进脉振高频方波电压注入法 |
| 4.3.1 载波信号的选择与分离 |
| 4.3.2 转子位置误差的提取 |
| 4.3.3 转子位置及转速估计 |
| 4.4 仿真结果及对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 永磁同步电机宽速域复合控制策略 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 状态过渡策略分析 |
| 5.3 复合观测器设计 |
| 5.4 仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 控制系统硬件、软件设计及实验验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于DSP的永磁同步电机控制系统硬件设计 |
| 6.2.1 硬件系统总体设计 |
| 6.2.2 控制部分相关电路设计 |
| 6.2.3 驱动部分相关电路设计 |
| 6.2.4 PCB电路板设计 |
| 6.3 基于CCS的永磁同步电机控制系统软件设计 |
| 6.3.1 主程序设计 |
| 6.3.2 主中断程序设计 |
| 6.3.3 其它子程序设计 |
| 6.4 实验结果及分析 |
| 6.4.1 实验平台的搭建 |
| 6.4.2 低速运行实验分析 |
| 6.4.3 中高速运行实验分析 |
| 6.4.4 宽速域运行实验分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
（5）基于生成式对抗网络的光信号传输理论与技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 深度学习算法在光通信网络中的应用 |
| 1.3 生成式对抗网络的研究进程及其在图像生成方面的应用 |
| 1.4 论文主要内容与结构 |
| 第二章 生成式对抗网络和光传输系统 |
| 2.1 生成式对抗网络(GAN) |
| 2.1.1 判别模型和生成模型 |
| 2.1.2 GAN基本原理 |
| 2.1.3 GAN学习训练机制 |
| 2.1.4 基于GAN生成图像的一般方法 |
| 2.1.5 GANs模型 |
| 2.2 光传输系统理论 |
| 2.2.1 强度调制-直接检测(IM-DD)系统 |
| 2.2.2 高阶调制-相干检测光传输系统 |
| 2.2.3 数字信号处理(DSP)技术 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于深度卷积生成式对抗网络的眼图生成技术 |
| 3.1 眼图理论与可视化应用 |
| 3.1.1 眼图的收集 |
| 3.1.2 眼图损伤诊断的可视化界面设计 |
| 3.2 数据增强技术 |
| 3.3 基于深度卷积生成式对抗网络的眼图数据生成模型 |
| 3.4 结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于条件生成式对抗网络的星座图与眼图数据增强 |
| 4.1 基于条件生成式对抗网络(CGAN)的眼图数据增强模型 |
| 4.2 基于条件生成式对抗网络(CGAN)的星座图数据增强模型 |
| 4.2.1 星座图的收集 |
| 4.2.2 模型结构 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.3.1 生成图像的直观展示 |
| 4.3.2 增强后数据集的CNN分类 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 缩略词索引 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及参与科研项目情况 |
（6）光载射频信号处理若干技术及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光载射频信号处理的研究背景和意义 |
| 1.2 光载射频通信的发展动态及技术优势 |
| 1.2.1 光载射频信号处理与光载射频通信的国内外研究现状 |
| 1.2.2 光载射频通信技术的未来发展趋势 |
| 1.2.3 光载射频通信技术面临的挑战 |
| 1.2.4 射频光子信号处理在雷达系统中的应用及发展前景 |
| 1.3 论文主要内容及结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 光载射频信号处理的理论基础 |
| 2.1 RoF系统中光载射频信号的产生 |
| 2.1.1 光载射频通信系统中的调制器 |
| 2.1.2 双光源外差混频技术 |
| 2.2 光电上变频和下变频技术 |
| 2.2.1 MZM实现上变频 |
| 2.2.2 EAM实现上变频 |
| 2.2.3 光电下变频技术 |
| 2.3 射频信号的光域调制与解调技术 |
| 2.3.1 光载射频信号的直接调制技术 |
| 2.3.2 光载射频信号的外调制技术 |
| 2.3.3 光载射频信号的包络检波解调 |
| 2.4 光载射频通信链路中的信号失真原因及分析 |
| 2.4.1 谐波失真问题研究 |
| 2.4.2 RoF系统光纤链路中的传输色散 |
| 2.4.3 RoF链路中的噪声产生原因及特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 多信道高谱效相干光载射频通信系统 |
| 3.1 基于串联单边带调制的光载射频信号产生 |
| 3.1.1 光载射频信号串联单边带调制的方案设计 |
| 3.1.2 光载射频信号串联单边带调制的数学模型与理论推导 |
| 3.2 基于光正交单边带复用的光载射频信号产生 |
| 3.2.1 光载射频信号正交单边带复用的方案设计 |
| 3.2.2 光载射频信号正交单边带复用的理论推导与分析 |
| 3.3 多信道高谱效相干光载射频通信系统仿真与实验研究 |
| 3.3.1 相干光载射频通信系统仿真研究 |
| 3.3.2 多模态相干光载射频通信系统的设计及实验平台的建立 |
| 3.3.3 基于数字信号处理的光载射频通信相干接收与信号解调恢复 |
| 3.3.4 多信道高谱效光载射频通信系统实验结果及性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于硅基光电子的相干光载射频通信集成收发机 |
| 4.1 高Q值超窄带的光带通滤波器设计 |
| 4.1.1 基于硅基单微环的波长选择性光带通滤波器 |
| 4.1.2 基于串联多微环的可调谐超窄带光带通滤波器 |
| 4.2 基于硅基滤波器和硅基调制器的集成光载射频信号发射机设计 |
| 4.2.1 硅基双电极马赫-曾德尔调制器的设计与实现 |
| 4.2.2 硅基集成多信道光载射频信号发射机设计与实现 |
| 4.2.3 硅基光载射频信号发射机的仿真验证及结果分析 |
| 4.3 基于集成发射机的相干光载射频通信系统 |
| 4.3.1 集成相干光载射频信号发射机的实现 |
| 4.3.2 光载射频通信系统性能验证及结果分析 |
| 4.4 光载射频通信集成数字相干光接收机前端设计 |
| 4.4.1 集成数字相干光接收机的方案设计 |
| 4.4.2 集成数字相干光接收机前端的设计结构 |
| 4.4.3 数字相干光接收机前端模块的性能参数指标 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于DP-DPMZM和SOA-MZI的光载射频信号处理技术 |
| 5.1 基于DP-DPMZM的光载射频信号移相与倍频方案 |
| 5.1.1 基于DP-DPMZM倍频相移方案的机理分析与数学模型 |
| 5.1.2 倍频功能的数值仿真与验证分析 |
| 5.1.3 移相功能的数值仿真结果及分析 |
| 5.1.4 基于DP-DPMZM的倍频移相系统性能影响因素分析 |
| 5.2 基于MZM和SOA的射频光子滤波器的设计方案 |
| 5.2.1 基于MZM和SOA的射频光子滤波模块设计 |
| 5.2.2 基于MZM和SOA的射频光子滤波器仿真验证及结果分析 |
| 5.2.3 射频光子滤波器的应用分析 |
| 5.3 基于SOA-MZI结构的光载射频信号移相器设计 |
| 5.3.1 光载射频信号移相的机理特点及典型设计方案分析 |
| 5.3.2 基于SOA-MZI结构的射频光子移相器设计方案 |
| 5.3.3 基于SOA-MZI的光载射频移相器仿真验证及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文研究成果 |
| 6.2 不足之处及改进措施 |
| 6.3 未来展望 |
| 附录 |
| 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果目录 |
（7）低开关频率下永磁同步电机驱动系统控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 低开关频率下PMSM驱动系统调制算法研究现状 |
| 1.2.2 低开关频率下PMSM驱动系统矢量控制研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 永磁同步电机驱动系统数学建模 |
| 2.1 PMSM数学模型 |
| 2.1.1 三相静止坐标系下PMSM数学模型 |
| 2.1.2 同步旋转坐标系下PMSM数学模型 |
| 2.2 PMSM矢量控制系统设计 |
| 2.2.1 PMSM矢量控制系统常用算法 |
| 2.2.2 PMSM矢量控制系统结构 |
| 2.3 两电平电压源型逆变器调制算法分析 |
| 2.3.1 SVPWM算法 |
| 2.3.2 SHEPWM算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 PMSM驱动系统多模式调制策略研究 |
| 3.1 多模式调制策略基本原理 |
| 3.2 多模式调制算法切换点选取研究 |
| 3.2.1 异步 SVPWM与同步 SVPWM切换分析 |
| 3.2.2 不同脉冲数同步SVPWM切换分析 |
| 3.2.3 不同脉冲数SHEPWM切换分析 |
| 3.2.4 同步SVPWM与 SHEPWM切换分析 |
| 3.3 仿真结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 多模式调制算法下PMSM驱动系统控制策略研究 |
| 4.1 基于复矢量的PMSM耦合性分析 |
| 4.2 多模式调制算法下PMSM矢量控制系统耦合性分析 |
| 4.3 精确解耦电流环控制器设计 |
| 4.4 仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 PMSM驱动系统控制策略实验验证 |
| 5.1 多模式调制算法实验验证 |
| 5.1.1 DSP程序设计 |
| 5.1.2 实验结果分析 |
| 5.2 基于d SPACE平台实验验证 |
| 5.2.1 半实物仿真模型搭建 |
| 5.2.2 实验结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）基于DSP与FPGA的半线圈感应测井系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 感应测井发展现状 |
| 1.2.2 半线圈感应测井发展现状 |
| 1.2.3 DSP测井发展现状 |
| 1.2.4 FPGA测井发展现状 |
| 1.3 本论文主要研究的内容 |
| 第二章 半线圈感应测井系统原理与结构分析 |
| 2.1 半线圈感应测井系统理论分析 |
| 2.1.1 均匀介质中的感生电动势计算原理 |
| 2.1.2 半线圈感应测井原理 |
| 2.2 半线圈感应测井实验系统整体结构 |
| 2.3 发射技术指标要求 |
| 2.3.1 发射电路模块技术指标要求 |
| 2.3.2 接收电路模块技术指标要求 |
| 2.3.3 半线圈感应测井实验系统功能指标要求 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 半线圈感应测井系统发射模块设计 |
| 3.1 发射电路总体方案设计 |
| 3.2 发射电路器件选择 |
| 3.2.1 DSP主控芯片STM320F28335 |
| 3.2.2 DDS芯片AD9833 |
| 3.3 发射模块电路设计 |
| 3.3.1 主控模块设计 |
| 3.3.2 DDS波形发生模块 |
| 3.3.3 DDS模块原理 |
| 3.3.4 DDS电路设计 |
| 3.3.5 差分放大电路仿真与设计 |
| 3.3.6 功率放大电路仿真与设计 |
| 3.4 发射电路信号产生软件设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 半线圈感应测井系统接收模块设计 |
| 4.1 接收电路的总体设计 |
| 4.1.1 接收电路结构设计 |
| 4.1.2 接收电路芯片选择 |
| 4.2 接收模块电路设计 |
| 4.2.1 前置放大模块设计 |
| 4.2.2 低通滤波模块仿真与设计 |
| 4.2.3 A/D转换电路 |
| 4.2.4 FIFO缓冲队列 |
| 4.2.5 FPGA硬件设计 |
| 4.3 接收模块的软件设计 |
| 4.3.1 FPGA开发环境和设计流程 |
| 4.3.2 FPGA软件设计 |
| 4.3.3 ADC采样控制 |
| 4.4 数据缓存 |
| 4.5 DSP接收软件设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 系统调试与结果分析 |
| 5.1 调试方案设计 |
| 5.2 实验环境搭建及探头制作 |
| 5.3 半线圈感应测井系统调试 |
| 5.3.1 DDS波形发生模块调试 |
| 5.3.2 差分放大模块调试 |
| 5.3.3 功率放大模块调试 |
| 5.3.4 接收模块调试 |
| 5.3.5 总体电路调试 |
| 5.4 线圈匝数影响分析 |
| 5.5 半线圈旋转角度变化影响分析 |
| 5.6 线圈收发间距影响分析 |
| 5.7 线圈探边特性分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（9）基于FPGA的雷达地面目标SAR成像方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 SAR成像理论及算法研究 |
| 2.1 SAR成像理论 |
| 2.1.1 SAR成像原理 |
| 2.1.2 SAR成像性能指标 |
| 2.1.3 SAR回波信号处理技术 |
| 2.2 地面点目标成像模型建立 |
| 2.2.1 SAR回波信号模型建立 |
| 2.2.2 SAR成像模型参数设置 |
| 2.2.3 SAR回波数据生成 |
| 2.3 SAR成像算法研究及仿真结果对比 |
| 2.3.1 RD算法 |
| 2.3.2 改进RD算法 |
| 2.3.3 CS算法 |
| 2.4 算法选择及频率分析方法改进 |
| 2.4.1 基于FPGA的SAR成像算法选择 |
| 2.4.2 频率分析方法改进 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于FPGA的SAR成像方案设计 |
| 3.1 方案设计 |
| 3.1.1 基于FPGA的SAR成像方案 |
| 3.1.2 预期技术指标 |
| 3.2 预处理模块设计 |
| 3.2.1 AD采样控制模块设计 |
| 3.2.2 数字下变频模块设计 |
| 3.3 基于FPGA的RD算法模块设计 |
| 3.3.1 RD算法模块设计 |
| 3.3.2 脉冲压缩模块的FPGA设计 |
| 3.3.3 距离徙动校正模块设计 |
| 3.4 基于CZT的脉冲压缩模块改进设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于FPGA的SAR成像方法实现 |
| 4.1 FPGA仿真验证平台简介 |
| 4.2 基于FPGA的AD采样控制模块实现 |
| 4.3 数字下变频模块实现 |
| 4.3.1 两路正交信号产生 |
| 4.3.2 抽取滤波模块实现 |
| 4.3.3 低通滤波器实现 |
| 4.3.4 数字下变频模块全程仿真结果 |
| 4.4 距离向脉冲压缩模块实现 |
| 4.4.1 基于FPGA的FFT模块实现 |
| 4.4.2 复数乘法器模块搭建 |
| 4.4.3 IFFT计算模块实现 |
| 4.4.4 距离向脉冲压缩模块仿真结果分析 |
| 4.5 距离徙动校正模块实现 |
| 4.6 方位向脉冲压缩模块实现 |
| 4.7 基于FPGA的CZT模块实现 |
| 4.7.1 基于CZT的回波信号时频转换 |
| 4.7.2 FFT与CZT的脉冲压缩结果对比 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究内容及成果 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（10）基于数字式锁相环的高精度时基校准器设计及实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 时基校准技术研究与应用现状 |
| 1.2.2 同步锁相技术研究现状 |
| 1.2.3 数字和软件锁相环技术研究现状 |
| 1.3 论文内容及章节安排 |
| 2 高精度时基校准和同步锁相技术 |
| 2.1 影响时基校准精度的因素 |
| 2.2 高精度时基校准方法 |
| 2.2.1 时钟驯服法 |
| 2.2.2 原子频率直接溯源法 |
| 2.2.3 空间授时校准法 |
| 2.3 基于锁相环的时基锁相同步技术 |
| 2.3.1 软件锁相环位同步技术 |
| 2.3.2 数字锁相环同步锁相技术 |
| 2.4 时基校准锁相环控制模型建立 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 高精度时基校准器方案设计 |
| 3.1 时基校准器设计实现指标 |
| 3.2 时基校准同步结构分析 |
| 3.3 数字式锁相环系统结构设计及工作原理分析 |
| 3.3.1 数字锁相环组成及实现方案 |
| 3.3.2 数字锁相工作过程分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 时基校准器软硬件设计 |
| 4.1 时基源选择及时钟源电路设计 |
| 4.2 硬件电路设计 |
| 4.2.1 数字逻辑算法集成与时序控制硬件平台 |
| 4.2.2 时基信号采样电路设计 |
| 4.2.3 时钟信号分频及多路扇出电路设计 |
| 4.2.4 数模转换电路设计 |
| 4.2.5 比例积分电路设计 |
| 4.2.6 同步相位测量电路设计 |
| 4.3 闭环锁相控制算法及逻辑控制 |
| 4.3.1 FPGA设计环境及仿真平台 |
| 4.3.2 频率自适应信号采集时序控制模块 |
| 4.3.3 正交信号产生及鉴相器模块 |
| 4.3.4 DDS相位控制频率合成模块 |
| 4.3.5 IIR数字低通滤波器及DAC时序控制模块 |
| 4.3.6 锁相环相位数据回传控制模块 |
| 4.3.7 闭环锁相控制算法FPGA设计的整体综合 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 实验结果分析 |
| 5.1 测试平台搭建 |
| 5.2 时基校准器特性测试 |
| 5.2.1 频率测试 |
| 5.2.2 数字锁相环相位同步测试 |
| 5.3 10MHz时基输出特性测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及取得的研究成果 |
| 致谢 |
四、直接数字频率合成的DSP实现（论文参考文献）
- [1]多通道联合调偏流机构的CMOS成像设计[D]. 沈亮. 吉林大学, 2021(01)
- [2]基于改进型FxLMS算法的管道主动噪声控制方法[D]. 杨松楠. 西安理工大学, 2021(01)
- [3]基于频率自动跟踪及功率调节技术的超声波电源设计[D]. 王杰. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [4]基于DSP的永磁同步电机宽速域无传感器复合控制研究[D]. 李伯涵. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [5]基于生成式对抗网络的光信号传输理论与技术研究[D]. 于文婧. 北京邮电大学, 2021(01)
- [6]光载射频信号处理若干技术及应用研究[D]. 陈光. 北京邮电大学, 2021(01)
- [7]低开关频率下永磁同步电机驱动系统控制技术研究[D]. 段宇航. 大连理工大学, 2021(01)
- [8]基于DSP与FPGA的半线圈感应测井系统设计[D]. 杨鑫钰. 西安石油大学, 2021(09)
- [9]基于FPGA的雷达地面目标SAR成像方法研究[D]. 欧海峰. 西安石油大学, 2021(09)
- [10]基于数字式锁相环的高精度时基校准器设计及实现[D]. 裴永浩. 中北大学, 2021(09)