脉冲设计（精选12篇）
脉冲设计 篇1
摘要：基于51单片机的转速测量系统通过光电编码器对电机脉冲信号进行采集,实现对脉冲信号的产生、整形,完成对单片机处理后信息的输出和显示,可对电机转速进行远程控制。键盘模块调节设置初始转速上限,当转速大于上限则声光报警。由于采用了单片机和光电传感器,该系统具有硬件电路简单、测量精度高、性能稳定可靠等优点,适用于自动控制、自动检测及各种转速测量与控制领域。
关键词：电机,光电编码器,脉冲测速电路,脉冲信号采集
1 总体设计思路
本模块首先通过光电编码器获得脉冲信号，将脉冲整形后[1]，输送给单片机进行计数，经过一定时间（200 ms）后计算出电机转动的速度值，通过4位数码管显示出来（此时如果转速超过设定的上限值则启动声光报警），显示范围为0～9 999。同时，单片机将速度信号通过比例计算，得到对应的电压值（1 500 r/min对应5.0 V），输出0.0～5.0 V的电压模拟信号，通过PCB板上两个接头，实现连接外部设备的使用和测量，同时将电压值显示在两位八段数码管上，显示精度为小数点后一位（0.0 V）。
为实现对电机的远程控制，通过键盘设置转速上限（初始值为1 500 r/min）的报警值，当转速超过设置值时声光报警。模块本身可以通过电位器实现对电机的手动调速。系统基本设计如图1所示。
2 各部分设计
2.1 单片机选择
经过综合考虑各功能的实现，选用宏晶公司推出的小型单片机STC12C5202AD-LQFP-32。它是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统的8051，但速度增快了8～12倍。
2.2 单片机功能实现
该模块采用按键电平复位方式实现复位功能；利用E2PROM保证键盘设置的转速上限值得以保存，当断电后再次通电时，上限值为设置后的数值而不是设定的初始值；通过单片机自带的A/D转换口进行输出显示前必要的A/D转换。
设定T1接口为外部计数器，T0用于数码管显示及形成闸门信号，选用工作状态1（即M1M0=01时，定时器所选择的状态）。系统使用最常见的11.059 2 MHz的晶振，设定定时/计数器T0每10 ms中断一次，用以数码管的显示，每200 ms读取一次计数器T1中的数值[2]。
2.3 硬件电路设计
本设计使用一个4位共阳数码管显示电机转速，一个2位共阳数码管显示0.0～5.0 V的电压（其中5.0 V对应1 500 r/min的转速）。
用于设定上限转速的键盘电路由3个按键组成（K1,K2,K3),K1用于进入（此时数码管显示由实际的转速值切换为需要设定的报警上限值）或退出电机转速上限报警值设置界面，K2用于调整数值的大小，K3用于选择需要调整数值的某一位数码管。
A/D转换通过单片机内部引脚实现。STC12C5202AD单片机的ADC是逐次比较型ADC。逐次比较型ADC由一个比较器和D/A转换器构成，通过逐次比较逻辑，从最高位开始，顺序地对每一输入电压与内置D/A转换器输出进行比较，经过多次比较，使转换所得的数字量逐次逼近输入模拟量对应值。逐次比较型ADC转换器具有速度高、功耗低等优点。
D/A转换的实现采用了美国德州仪器公司生产的TLC5615。它具有串行接口的数/模转换器，其输出为电压型，最大输出电压是基准电压值的两倍；带有上电复位功能，即把DAC寄存器复位至全零；性能比早期电流型输出的DAC要好，只需要通过3根串行总线就可以完成10位数据的串行输入。
2.4 软件部分
2.4.1 主程序设计
主程序设计流程如图2所示。
在显示部分，显存分别为D＿MEM,D＿MEM+1,D＿MEM+2，其中D＿MEM,D＿MEM+1用于显示转速，D＿MEM+2用于显示电压，BLINK(20H）（位地址00H～07H）为闪烁位控制，2FH（位地址70H～7FH）用作标志位。
P2口控制8段数码管显示，分别由P0.0,P0.1,P0.2,P0.3,P1.1,P1.0控制显示速度的4位数码管和显示电压的两位数码管。
2.4.2 其他子程序
脉冲计算程序、速度转换对应电压程序、键盘设置程序、比较报警上限程序、A/D转换程序、D/A转换程序、E2ROM保存程序、数码显示程序、延时子程序以及其他数值转换和计算子程序[3]。
3 误差分析
根据综合调试实测速度值得出表1，误差波动范围如图3所示。
平均误差分析：
根据数据分析，该模块的设计达到了很好的准确度。
4 结论
本模块的实用性非常强，在运用电机的场合检测电机的实时转速是十分必要的，采用光电式测速系统正是由于其低惯性、低噪声、高分辨率和高精度的优点，同时本文的设计也实现了对电机转速的简单控制和转速过快时的报警提示。设计中通过软件硬件各种手段尽可能地减小了误差，保证了检测数据的可靠性。
参考文献
[1]汤鸿来,吴显祥,李璐莹.光电编码器的输出接口和电路系统[J].电子技术,1990(10):34-36.
[2]段晨东.单片机原理与接口技术[M].北京:清华大学出版社,2008.
[3]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,1990.
[4]吴勇,李林涛,陈世纯,等.基于Arduino开发环境的光电编码器检测仪的设计[J].现代电子技术,2014,37(2):124-126.
[5]冯希,梁雁冰,张涛.基于FPGA的多路增量式光电编码器测角电路设计方法[J].现代电子技术,2008,31(19):175-177.
[6]张琴琴,杨建宏,刘琳.基于DSP的绝对式光电编码器串行接口设计[J].现代电子技术,2012,35(14):185-188.
脉冲设计 篇2
高室压脉冲推力器设计与实验研究
为了检验高室压脉冲推力器的设计并掌握液体N2O/酒精推进剂的点火燃烧规律,进行了实验研究.可移动喷注器的动密封采用O型圈结构,推进剂的流动通道既能保证充填时推进剂的流通,又能保证挤压时不会有回流.冷试结果表明密封效果良好.测定了系统的热试时序,实现了稳态条件下的.点火燃烧,燃烧室压力为2.58MPa.由于液体N2O的饱和蒸汽压较高,容易蒸发,积存在燃烧室内的蒸气造成点火压力峰比较高.
作 者：梁树强 覃粒子 林震 刘宇 刘亚冰 谢侃 Liang Shuqiang Qin Lizi Lin Zhen Liu Yu Liu Yabing Xie Kan 作者单位：北京航空航天大学宇航学院,北京,100191 刊 名：火箭推进 英文刊名：JOURNAL OF ROCKET PROPULSION 年，卷(期)：2009 35(4) 分类号：V433.9 关键词：脉冲推力器 设计 动密封 实验脉冲设计 篇3
【关键词】单片机；低压脉冲发生器；设计
在电力系统运行中，经常存在着一些电缆故障，影响着电力系统的正常运行。针对这样的情况，需要对其电缆故障进行准确、及时的定位，找出相应的故障点进而才可以予以解决，这样不仅可以提高供电的安全性、可靠性与稳定性，还可以有效的降低线路损耗。现阶段，最为常用的故障测距法就是低压脉冲法，这样就可以很好的解决上述问题，为电力系统的正常运行提供可靠保障。
1.系统设计思路
本文设计的低压脉冲发生器系统主要是利用单片机输入输出端口与脉冲变压器产生的脉冲以及对其控制形成的系统。此系统主要包括两个部分：控制电路和脉冲发生电路。
1.1控制电路
控制电路主要包括单片机、发光二级管（LED）显示、按键输入、金氧半场效晶体管（MOSFET）触发电路以及控制脉冲输出。单片机主要就是系统中5V窄脉冲的关键组成部分，并且其控制着整个装置；LED的主要作用就是对目前脉冲参数信息进行相应的显示；按键输入的主要作用就是达到人机交互的界面，根据按键输入的相关信息调节脉冲的频率与宽度；MOSFET触发电路的主要作用就是放大以及隔离信息，因为单片机产生的波动不足以完全控制相应的信号，并且在控制回路中也没有办法加入一些高压信号，因此需要采用MOSFET触发电路；控制脉冲输出就是指编写相应的程序使单片机执行清零等操作，进而达到输出脉冲的目的。
1.2脉冲发生电路
脉冲发生电路主要包括MOSFET触发电路、脉冲变压器、调压装置以及阻抗匹配网络。其中MOSEFT触发电路最明显的特点就是因为驱动电路比较简单，所以，相对的驱动功率也就比较小，并且还具备开关速度快以及工作频率高等优势，能够对触发信号进行快速的反应，并且也可以对制脉冲变压器的通断情况进行有效的控制；脉冲变压器的通断情况主要是由MOSFET触发电路进行控制的，并且在短时间内也可以随着MOSFET触发电路的开关状态展开相应的操作，进而产生相应的脉冲，经过耦合之后就可以进行相应的输出；调压装置的主要作用就是调节脉冲电压的幅值；阻抗匹配主要是由脉冲变压器完成的，可以发挥出一定的微调作用，进而对不同的应用场所进行一定的适应。
2.MOSFET触发电路
金氧半场效晶体管（MOSFET）在电力电子元件中发挥的作用主要就是控制电压，在栅极与漏极之间施加一定的电压就可以促进源极与漏极的导通，假如设定的电压比比较低的话就会自动断开。金氧半场效晶体管是现阶段导通与断开速度比较快的电子元件，所以，我们可以利用此项特点形成相应的窄脉冲。但是因为其栅极具备吸收电容的特点，在导通的状态下就会吸收相应的电荷，所以，触发脉冲具备相应的驱动性能，并且能够达到在断开的状态下吸收电荷。处在理想状态下的金氧半场效晶体管触发脉冲一定要具备陡升陡降的特点，并且在降至零之后就开始吸收电荷。本文设计的低压脉冲发生器系统也是使用了一个金氧半场效晶体管与脉冲变压器，其工作的电压级为5V，单片机的输入输出端口就会产生5V脉冲，之后金氧半场效晶体管被触发，而其通断情况也就决定了脉冲变压器的导通状态，并且对脉冲变压器中产生的主脉冲进行控制。
3.脉冲变压器
一般在开展电路故障测距的时候均是采用低压脉冲法，并且其测试信号采取的是负脉冲，为了确保测试的效果，事先就要隔离电缆以及相应的测试电路，并且也要求具有相应的阻抗匹配，在电路的主要部分应用脉冲法。脉冲电压器的作用还包括实现脉冲电流以及电压的变换，同时也可以对脉冲的极性以及阻抗进行一定的改变，除此之外，还可以对电气进行一定的隔离操作，因此，脉冲变压器是设计系统所需的最佳方式。
3.1等效电路
在脉冲变压器等效电路中主要包括一个励磁电感、两个线圈漏感、两个线圈电阻、一个初级线圈电容、一个次级线圈电容、一个线圈间电容以及一个等效电阻如图1所示。其中等效电阻就是发挥磁芯磁滞以及涡流的作用。
图1 脉冲变压器等效电路图
3.2磁芯的选择
在系统的不同运行状态下，脉冲变压器的工作参数也是存在着一定差异的。在本设计中，脉冲变压器主要就是处在短脉冲的运行状态下，其瞬时频率为10兆赫兹，在设计中要求其脉冲具有很快的前沿上升与后沿下降速度，但是其降落与平顶过冲要比较小。因此，一定要加强电容与漏感的分布设置，并且在这个过程中可以尽可能忽略相应的损耗影响。在该系统中主要选用的是铁氧体磁环当做是磁芯，具有耦合系数比较高的特点。在选择其尺寸的时候，可以根据以下公式计算：
S1×S2=PT×106/2ηBWfδKMKC （1）
式中：S1—磁芯截面面积
S2—磁芯窗口面积
PT—变压器标称功率
η—变压器效率指数
BW—最大磁感应密度
f—工作频率
δ—绕组中电流密度
KM—窗口填充系数
KC—磁芯填充系统
设定系统的等效负载是100欧姆，脉冲幅度是300伏，进而可以知道变压器标称功率为900瓦，设定变压器效率指数是0.9，瞬时频率值是10兆赫兹，根据选用的铁氧体磁环而言，其磁芯填充系数是1，窗口填充系数是0.2，最大磁感密度是0.15，根据公式（1）就可以计算出磁环的具体尺寸。
3.3线圈的选择
初级线圈匝数的计算公式如下：
N1=（Umax×0.5×103）/（4Bm×SP×f） （2）
式中：Umax—最高瞬时电压
Bm—最大磁感应密度
SP—磁芯面积乘积，SP=S1×S2
f—工作频率
次级线圈匝数的计算公式如下：
N2=nN1 （3）
式中：n—变压器变比
4.阻抗匹配网络
脉冲发生器的负载能力与阻抗匹配的性能之间有着非常密切的联系，只有在具备良好阻抗匹配的情况下，才可以确保系统在连接电缆之后发出的脉冲幅值不会出现大幅度的衰减。在对反（下转第84页）（上接第72页）射波进行接收的时候，可以将故障点当成是激励源，将发生器本身当成是负载，此时对反射波形状与幅值有着一定影响程度的因素也包括阻抗匹配。阻抗匹配的设置主要是在设计脉冲变压器的时候展开，但是假如将阻抗匹配网络设置在输出电路当中，就可以在一定程度上达到调节输出脉冲幅值以及阻抗值的目的，进而可以再不同的测试条件下进行正常使用。
5.测试
在完成单片机低压脉冲发生器设计之后，要对其进行相应的测试。利用相应的示波器对波形进行采集与观察。当出现因为短路而导致的电缆故障时，发射脉冲与反射脉冲体现出同极性，在此基础上，将其脉冲宽度设置为0.14微秒档上，呈现出形状良好的波形；但是，当发射脉冲与反射脉冲体现出反极性的时候，将其脉冲宽度设置在0.5微秒档上，其脉冲主要是方波。
6.结束语
总而言之，本文针对单片机低压脉冲发生器的设计进行一定的分析与探讨，并且对设计思路进行了一定的阐述，同时还对MOSFET触发电路、脉冲变压器以及阻抗匹配网络等组成部分进行了相关的分析与研究，阐述了测试系统的方式，进而为相关使用提供可靠依据。 [科]
【参考文献】
[1]刘保华，何梅.基于单片机的脉冲发生器的设计与应用[J].微处理机，2003（08）.
[2]陈炯，李喆，尹毅等.脉宽和幅值可调的新型超窄脉冲发生器的研制[J].高电压技术，2005（05）.
脉冲测距的FPGA设计和实现 篇4
在某些特殊的系统中, 系统的两端需要实时测量节点距离。一般使用GPS等辅助手段来完成测距功能, 使用辅助手段完成测距会增加系统冗于, 降低系统可靠性。基于上述需要, 提出在业务码流中插入脉冲, 通过计算收发脉冲时间间隔来测量距离的脉冲测距方法。
通过对脉冲测距方法的分析, 找出误码性能对测距的影响以及影响测距准确度和测距精度的关键环节, 并进行优化设计, 从而减小信道误码和系统时钟指标对测距的影响。
测距全部采用数字电路实现, 同时运用日益成熟并广泛应用的 (现场可编程逻辑逻辑器件) FPGA技术, 利用现在FPGA芯片的集成化程度高和处理速度快的特点来实现, 从而降低了测距的成本和复杂度。
1脉冲测距技术
脉冲测距可分为电脉冲测距和伪码扩频脉冲测距。
1.1电脉冲测距
无线电测距基于“无线电波在均匀媒介中以恒速直线传播”这一规律。
电脉冲测距的原理一般是采用发送单脉冲无线信号, 接收机接收目标反射回来脉冲计算出时间差T, 通过公式就换算出发射机与目的地之间的距离D。
电脉冲测距一般用在雷达测距上, 电脉冲测距方法主要依赖于接收射脉冲信号, 同时对器件的要求非常高, 因此其实用性受限。
1.2伪码扩频脉冲测距
伪码扩频脉冲测距利用伪码自相关性。伪码扩频脉冲测距使用一个延时锁相环路, 使本地复制的跟踪伪码和接收到的伪码在码元上保持对齐, 再将跟踪伪码与本地的基准伪码进行互相关, 得到时间差。伪码脉冲测距一般用在卫星测距和GPS上。伪码脉冲测距要求高稳定时钟作为时钟基准。
2系统设计
上述2种方法都不太适合实时测量节点距离, 因此根据系统要求, 对脉冲测距进行了重新设计。根据测量节点间已有的业务通道, 通过添加测距脉冲, 就可以简单而有效地实现距离测量。脉冲测距具体的基本工作过程如图1所示。
图1中, 站点1和站点2将固定宽度的周期脉冲插入到发送的信号码流中, 双方收到脉冲后将发送脉冲和接收脉冲的时延用高倍时钟测量出来, 然后将测量出来的值也插入到发送的信号码流中返回到对端。
本端通过本地收发脉冲的时延值和对端收发脉冲的时延值比较计算出系统传输时间, 进而计算出节点距离。
由于站点1和站点2起始发送脉冲的时刻不一致, 所以最终计算节点距离时分为2种:
如图1 (a) , t2<t1时, Dt= (t2+T-t1) /2;
如图1 (b) , t2>t1时, Dt= (t2-t1) /2。
式中, Dt为传输时间;T为脉冲周期;t1为对端收发脉冲时间差;t2为本端收发脉冲时间差。
3系统实现
根据上述设计, 测距系统可以采用纯数字电路。通过选用合适的FPGA, 测距系统按以下步骤实现:发送端产生脉冲后, 将脉冲与业务一块送入复分接中, 复分接根据定义好的帧结构把脉冲复接成信道码流后送入到调制解调器, 然后通过收发信机发送出去。
接收端复分接将调制解调器送来的码流分接出脉冲送到时延计算模块计算本端收发脉冲延时, 然后将延时值返回到复分接发送到对端, 具体如图2所示。
系统设计要求测试两端距离0～300 km, 所以时延不会超过1 ms。将脉冲周期设置为100 ms就可以避免接收端在2次发送间隙接收2个脉冲。
每个脉冲用一个固定的32位伪随机码表示插入复分接, 这样接收端就能够匹配出脉冲, 然后进行时延计算。
时延计算的时钟是本地高稳定时钟经过FPGA的PLL备频得到的, 这样可以保证测量精度, 本系统采用10 MHz备频到80 MHz。
时延计算方法是用发送脉冲的上升延启动计数器, 然后使用接收到的脉冲上升延锁存计数器来完成。
FPGA选用ALTERA的EP2C35, 该芯片内置PLL, 容量大, 价格便宜。
4测试结果及性能分析
4.1测试结果
系统实现后, 采用AHDL语言在Windows下的QuartusII5.1开发环境下进行设计、仿真及综合。
使用Quartus II5.1软件通过FPGA的仿真进行了验证。在复分接与调制解调器的连接处增加不同的时延, 时延为1μs～1 ms, 然后观察脉冲测距输出的时延, 如图3所示。
结果显示测量的时延基本正确, 如表1所示。
系统联试, 通过无线信道架设好设备, 2个设备间距30 km左右。设备两端先使用GPS测试出两端设备的实际距离, 然后使用脉冲测距输出测试距离, 经过比较, 二者误差不大, 使用良好。
系统测量准确度主要是两端时钟稳定度有关。系统测量精度主要是时延计算的高钟频率决定。
4.2性能分析
4.2.1 误码性能
在一般情况下, 系统的无线信道比较良好。但是无线信道接收损耗会随接收天气、地形条件、相对距离等各种因素而变化, 在信道条件恶化时, 系统的误码率会随之增加, 甚至恶化到10-2的量极。因此对脉冲接收时需要进行容错处理, 以提高在高误码率下测距能力。
容错处理:在系统的发端使用一个较长的伪码代替脉冲插入到业务码流中, 在系统的收端使用同样的伪码进行匹配, 根据匹配结果来判断是否接收到脉冲时。容错就是匹配的结果权值不一定最大, 而是可以在一定的范围内波动。
通过仿真和实验测试了在不同bit容错情况下, 脉冲测距的抗误码能力。用Pz来表示脉冲测距准确度, 在不同容错bit下, 测距准确度与误码率之间的关系如表2所示。
由表2可以得出结论, 随着容错bit得增加, 测距准确度在更高的误码率下也能维持较高的水准。在使用5 bit容错时, 脉冲测距准确度在误码率为1.1×1-2时可以达到90%, 可以达到系统使用要求。
4.2.2 精度和准确度
测距的关键性能是测量精度和测量准确度, 提高测距的测量精度和准确度对系统有非常重要意义。脉冲测量精度和准确度与系统时钟密切相关。
(1) 时钟稳定度
系统脉冲产生依靠本地时钟, 所以两端脉冲产生依靠2个不同的频率源。2个不同频率源的稳定度是有差异的, 所以脉冲周期是有频差的, 从而测量准确度和时钟稳定度密切相关。
站1的脉冲周期为T1, 站2的脉冲周期为T1+Δt, 脉冲测试的误差时延为ΔDt= (T1+Δt-T1) /2=Δt/2, 两端系统的时钟为20 MHz, 稳定度为1×10-6, 在100 ms内Δt=100 ns, ΔDt=50 ns, Δd=15 m。
通过上述分析可以看出, 时钟稳定度和脉冲周期共同影响了测量准确度。因此在不提高系统时钟稳定度的情况下, 可以将脉冲周期提高到10 ms, Δd=1.5 m。由此可见测量准确度得到明显提高。
(2) 高钟频率
测距延时的计算是依靠本地高钟作为延时计数器的计数时钟, 同时本地高钟还需要对收发脉冲延进行取样。
发送脉冲与本地高钟同源, 所以不存在发送脉冲与本地高钟相位抖动, 但是接收脉冲受解调器影响。
由解调器送来的时钟和数据信号是有抖动的。当本地高钟采样接收的脉冲时, 会存在相位偏差和相位抖动, 从而产生测量误差。
设接收脉冲抖动和相位偏差为Δft, fH=80 MHz, ΔDt= (Δft/fH) 。在本系统中Δft经过测量约为20 ns, 则ΔDt=16 ns, Δd=4.8 m。由此可见, 本系统的测量精度还是满足系统需求的。
4.2.3 实时性
系统设计需要较高的测距实时性。实时性包括2个方面:节点实时移动和测距结果的实时输出。
(1) 节点实时移动
测距结果的变化依据节点实时移动的速度。本系统中, 节点移动速度不高, 因此不会造成测距结果的很大变化。因为一次测距时间是一个脉冲周期T, 而节点移动速度为v , T=10 ms, v<300 km/h。所以Δdv<50 m。如果进一步提高脉冲周期, 可以得到移动节点更加准确的距离。此外如果通过速度因子校正, 也可以进一步增加移动节点距离的精度。
(2) 结果实时输出
通过使用FPGA实现测距, 测距结果完全并行计算, 也就是说, 只要收到脉冲距离就计算出来了。
由此可见, 本系统的测量实时性是满足系统需求的。
5结束语
在给定测距范围内, 测距系统无非追求下列重要指标:抗误码性能、测距精度和实时性。
用FPGA来实现节点两端距离的测试, 可以充分利用FPGA的资源, 不仅实现了节点距离测量的设计要求, 而且处理时间非常快, 提高了测距的实时性, 而且增加设计的稳定性和可靠性。
此方法还有待进一步研究提高。当考虑增大高钟频率的值时, 可以满足更高的测量精度的要求, 同时也增加了实现难度也对电子器件的处理能力提出了更高的要求, 这些都将有待进一步研究实现。
摘要：系统节点的距离测量在某些特殊领域是非常必须的。提出利用业务信道来复接测距脉冲测量距离的一种可行方案。对该种脉冲测距的原理进行了阐述, 提出脉冲测距的具体实现方案。对脉冲测距的误码性能、测量准确度和测量精度进行了分析、比较, 并在工程实践中进行仿真和实验验证。实验结果证明, 该种脉冲测距方法完全可以实现, 性能可靠, 精度较高, 同时降低设备冗余, 提高了系统可靠性, 优化了系统设计。
关键词：FPGA,脉冲测距,误码,测量精度,测量准确度
参考文献
[1]岑岭.扩频综合测控系统中的组合测距技术研究[J].无线电通信技术, 1997, 23 (4) :6-11.
什么是脉冲 篇5
从字面上理解――脉搏的跳动产生的冲击波，脉冲的定义其实是这样的：
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电压或电流的波形象心电图上的脉搏跳动的波形 但现在听到的什么电源脉冲、声脉冲……又作何解释呢――脉冲的原意被延伸出来得： 隔一段相同的时间发出的波等机械形式，学术上把脉冲定义为：在短时间内突变，随后又迅速返回其初始值的物理量，
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从脉冲的定义内我们不能看出，脉冲有间隔性的特征，因此我们可以把脉冲作为一种信号。
电磁脉冲武器 篇6
“如果朝鲜摧毁我们的电磁空间怎么办?”6月26日,韩国国防研究院(KIDA)在国会听证会上,罕见地提出朝鲜的“另类军事威胁”:朝鲜一直试图开发小型核弹头,并可能在此基础上发展出电磁脉冲炸弹,破坏韩军及盟友的“软肋”——信息化指挥控制系统。国防研究院代表称,如果朝鲜在日本海上空40至60公里处引爆小当量核武器,并不会造成人员伤亡,但朝鲜半岛南部的电子设备大多将瘫痪,这对高度信息化的韩军是致命威胁。
前不久,国外某权威期刊对下一场世界战争进行了猜想,认为当下一次世界灾难降临之时,将看不到蘑菇云,随着一声巨响和一道闪电划过,各种计算机系统中一切数据都将被抹去,所有电子控制设备、金融中心、电力输送网、通信网都将陷于瘫痪,除柴油机外,所有电气化引擎都将无法发动……
让世界为之“谈脉色变”的电磁脉冲武器到底是何方神圣呢?
核爆炸让人初次领教
1961年10月,苏联在北极圈新地岛上空35公里处进行氢弹试验。猛烈的核爆炸不仅毁灭了爆心附近的一切,还对数千公里范围内的电子系统产生强烈冲击。苏军的防空雷达被烧坏,无法探测空中目标;上千公里长的通信线路中断,部队1个多小时处于无法指挥的状态。次年,美国在太平洋的约翰斯顿岛上空进行核试验,核弹爆炸1秒钟后,爆炸产生的电磁脉冲引起了距离1300公里之外的夏威夷瓦胡岛30多条路灯同时发生故障;电力线路中许多断路器跳闸,数百个报警器响成一片;通信和指挥控制系统失灵,警戒雷达故障丛生,荧光屏出现无数回波和亮点……是什么原因导致了灾难的发生呢?美军调查小组事后发现,“元凶”原来是核爆试验产生的高能电磁脉冲。这一偶然的发现,激起了美军将电磁脉冲武器用于战场的兴趣。
基于电磁脉冲武器的巨大军事应用价值,进入新世纪以来,世界各军事强国在电磁脉冲武器研制方面可谓不遗余力。2004年,美军开始对新一代电磁脉冲武器进行广泛测试,计划最终将目前造价昂贵的电磁脉冲武器的成本降至400美元以下。据英国《简氏防务周刊》报道,韩国自1999年以来就在进行这方面的研究,准备在2010年前进行这种武器的测试,2011年至2015年间制造出能够实际作战的电磁脉冲弹,广泛装备陆海空三军。法国从1988年起就将“用微波武器烧毁电子设备”的研究列入重点课题,1990年就已发表了关于制造电磁脉冲弹的专利,由法国陆军武器工业集团研究的微波炮弹预计在2010年前后投入使用。
可打隐形飞机
目前电磁脉冲武器主要包括核电磁脉冲弹和非核电磁脉冲弹。核电磁脉冲弹是一种以产生电磁脉冲效应的新型核武器。随着核技术的发展,一些国家研制出核电磁脉冲弹,这种武器增强了电磁脉冲效应,削弱了冲击波与辐射,使用起来比一般核武器更灵活。但由于它仍属核武范畴,用于实战还受到一些制约。非核电磁脉冲弹已经用于实战,是利用炸药爆炸压缩磁通量产生高功率微波的电磁脉冲武器。微波武器可使武器、通信、预警、雷达系统设备中的电子元器件失效或烧毁,导致系统出现误码、记忆信息抹掉等;强大的高功率微波辐射会使整个通信网络失控,甚至能够提前引爆导弹中的战斗部或炸药。
当微波武器低功率照射时,可使导弹、雷达的操纵人员、飞机驾驶员以及炮手、坦克手等的生理功能发生紊乱,出现烦躁、头痛、记忆力减退、神经错乱以及心脏功能衰竭等症状;当微波高功率照射时,人的皮肤灼热,眼患白内障,皮肤内部组织严重烧伤甚至致死。苏联的研究人员曾用山羊进行过强微波照射试验,结果1公里以外的山羊顷刻间死亡,2公里以外的山羊也丧失活动功能而瘫痪倒地。
由于电磁脉冲武器的脉冲能量极大,瞬间就能使吸波材料的温度上升,从而对其造成破坏并使隐形武器“原形毕露”。俄罗斯军事专家认为:如果俄罗斯的苏-47“金雕”飞机在采用等离子体隐身技术的基础上,配合使用装有电磁脉冲战斗部的R-77中距拦截导弹,就可以有效地避开美国F-22“猛禽”战斗机的技术优势,很容易就可以将F-22飞机击落。还有记录指出,超高空核爆炸产生的电磁脉冲,曾使几颗低轨道人造卫星上的太阳能电池板和电子设备受损,因此,电磁脉冲亦可作为反卫星武器。
发展方向:高功率和小型化
当然,电磁脉冲武器尚处于不断发展之中,自有其缺点:一是对有核防护设施的武器设备无效。目前世界上一些国家的武器装备和军用电子系统装有防原子破坏的设施,并且制定了军用电子设计标准。这些设施对微波武器同样有防范作用,因为金属板可保护电子设备不受热效应的影响。二是由于微波武器的发射功率很大,在作战使用中,可能会在一定范围内对友邻部队的电子系统和指挥信息系统造成威胁和影响,必须采用高度定向的天线或利用地面的屏蔽物。
提高发射功率和小型化成为电磁脉冲武器发展的两个主要方向。炸药技术的发展,使获得高功率的脉冲能量已不是问题。美国新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室,就成功研制出一种大小如手提箱的装置,可以产生强大的电磁脉冲。作战运用的设想是:由特种作战人员或者干脆普通的人员潜入敌国,把这种装置放在军事、经济或政治目标内,将其引爆即可破坏所有电子设备,造成混乱。
窄脉冲发生电路设计及仿真 篇7
随着科学技术的发展, 脉冲技术在电力系统中的高压绝缘监测、激光技术、微波技术和电磁兼容性等试验方面都有很广泛的实际应用, 如用于超宽带通信技术、除尘技术、固体绝缘空间电荷分布的测试装置和电火花加工表面粗超度检测等。近年来, 随着电子技术的飞速发展, 在无线通信用户急增, 频谱资源越来越稀缺, 通信容量越来越大以及传输速率越来越来高的形势下, 人们对超宽带技术的认识也更加清楚, 由此逐步转入民用阶段, 用于实现高性能、低成本的无线通信系统。1962年, 惠普公司开发出取样示波器, 纳秒级脉冲的产生方法才得以发展, 当时普遍采用雪崩晶体管或隧道二极管产生脉宽为纳秒级的脉冲信号, 提供可供分析用的冲激激励信号, 这使得人们能够正确地观察和测量微波网络的冲激响应。能产生几百毫伏窄脉冲的高速器件有隧道二极管和ECL集成电路, 能产生几十伏到几百伏的高速器件有雪崩晶体三极管、阶越恢复二极管和俘越二极管。但是这些方法设计的窄脉冲发生器脉宽固定, 不能调节脉宽, 给应用带来不便。为满足不同应用场合对脉宽的需要, 本文设计了结构简单且脉宽可调的窄脉冲发生电路, 并利用multisim软件进行了仿真分析。
2 脉冲发生电路设计及仿真
2.1 采用555多谐振荡器产生1k Hz信号
由于555多谐振荡器产生的方波可调性较好, 而失真度较小。因此, 先采用555多谐振荡器产生所需频率对应的方波, 这里选择1k Hz作为需要的频率。
多谐振荡器产生1k Hz方波电路如图1所示, 将R2调至6.7kΩ时由图中元件参数可得周期T=0.69 (R1+2R2) C≈1×10-3s, 频率则为f=1/T=1k Hz。改变电路中的R2, 频率和占空比都将随之变化。
利用multisim中的示波器对上述电路进行仿真分析, 仿真波形如图2所示。图中可以看出, 其输出波形的电压幅值为5V, 频率为1k Hz, 占空比略大于50%, 获得了所要求的1k Hz方波信号, 可以作为后续电路的输入信号。
2.2 与555单稳态触发器组合构成窄脉冲发生电路
555单稳态电路有一个稳态和一个暂稳态, 是利用电容的充放电形成暂稳态的, 因此它的输入端都带有定时电阻和定时电容, 常见的555单稳电路有两种:人工启动型和脉冲启动型, 在此我们应用的是脉冲启动型。脉冲启动型是将555芯片的6、7脚并接起来接在定时电容CT上, 用2脚作输入就成为脉冲启动型单稳电路。如图3所示, 555芯片的2脚正常输入为高电平, 当输入为低电平或输入负脉冲时才启动电路进入暂稳态。将1k Hz的脉冲加入到单稳态电路中555定时器的2脚, 为了去掉输入信号中的直流分量, 在2脚之前串入一个电容。
改变电阻R1和电容C1的值可以改变输出波形的占空比, 经过对图3中单稳态可调电阻R1和电容C1的多次调节得出, 在输出波形较理想的前提下, 当R1=50Ω, C1=nf时, 可以得到最窄的脉宽约为4us, 电压幅值保持为5V。仿真波形如图4所示, X轴上面的波形是555多谐振荡产生的1k Hz方波, 即单稳态触发器的输入信号。X轴下面的是单稳态触发器输出的脉冲。输出的波形中可以看到, 经过单稳态触发器之后, 脉冲宽度变为了4us。用555单稳态触发器实现的脉宽只达到了微秒级, 没有得到纳秒级的窄脉冲输出。
2.3 或非门构成的窄脉冲发生电路
通常由微分或积分电路组成的脉冲电路中都有一个开关如火花开关、IGBT等来控制电容的充放电周期, 由于开关本身的结构及参数限制, 会导致脉冲宽度有限且不易控制。本文中通过将2个或非门和RC积分电路组合起来, 而不需要开关器件就实现了窄脉冲输出。电路如图5所示, 555定时器产生的1k Hz方波顺序经过2个或非门后进行输出。由或非门的逻辑关系得出输出端2与A、B端的逻辑关系为, 输出端2如要得到高电平, 则图中的A端需为低电平同时B端为高电平, 但A端变为低电平时, B端的C1会通过小电阻R1迅速放电, 从而B端由高电平迅速变为了低电平, 也就形成了很窄的正脉冲输出。正是由于RC积分电路和或非门的逻辑功能巧妙配合实现了简单、稳定的窄脉冲输出, 输出的脉宽则取决于RC积分电路的电阻电容参数。
通过电路仿真, 得出输出端2的波形如图6所示, R1=10Ω, C1=1nf时窄脉冲的脉宽约为10ns左右, 电压幅值为5V, 此时脉冲的上升沿和下降沿都很陡, 波形比较理想。该电路中可以通过调节和的值来改变脉宽, 电阻电容的数值越小, 脉宽就越小。在实际完成的硬件电路中, 由泰克示波器TDS2012测得输出脉冲波形如图7所示, 脉冲宽度小于10ns, 电压幅值约4.2V, 但波形上升和下降比较慢。与仿真结果相比, 由于或非门的输入输出等效电容效应, 减缓了波形上升和下降的速度, 导致实际波形有一定失真。
3 结论
本文在555定时器产生1k Hz方波基础上, 分别采用单稳态电路和或非门 (74LS02) 组成的积分电路设计了窄脉冲发生电路, 并进行了仿真分析和实测。结果表明, 两种结构组成的窄脉冲电路都实现了脉宽的大幅减小且幅值不变。基于555单稳态的脉冲电路中, 改变电阻R1和电容C1的值可以改变输出波形的占空比, 得到最窄的脉宽约为4us, 电压幅值为5V, 用单稳态触发器实现的脉宽只达到了微秒级, 没有得到纳秒级的窄脉冲输出。基于或非门组成的积分电路, 则将RC积分性质和或非门的逻辑功能巧妙结合在一起实现了ns级窄脉冲输出, 输出的脉宽可由RC调节, 本文中得到的脉宽可达10ns左右而电压幅值保持为5V。通过硬件电路实测进一步验证了仿真结果, 实测获得了小于10ns的脉宽, 电压幅值下降不到1V, 但波形有一定失真。因此基于或非门组成的积分电路不仅实现了ns级窄脉冲输出, 并且结构简单, 性能稳定, 具有很好的应用前景, 可用于脉冲电源中的驱动、臭氧发生器、信号采集、同步触发和激光电源驱动等领域。
摘要：脉冲技术在电力系统中的高压绝缘监测、激光技术、微波技术和电磁兼容性等试验方面都有很广泛的实际应用。本文采用单稳态电路和或非门 (74LS02) 组成的积分电路设计了窄脉冲发生电路, 并利用multisim软件进行了仿真分析。结果表明, 基于或非门组成的积分电路, 将RC积分性质和或非门的逻辑功能巧妙结合在一起实现了ns级窄脉冲输出, 得到的脉宽可达10ns左右而电压幅值保持为5V。
关键词：窄脉冲,RC积分,或非门
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紫铜脉冲整形器的设计研究 篇8
采用霍普金森压杆实验装置来研究混凝土脆性材料[1,2,3]在高应变率下的动态力学性能时, 如果是在常规的大直径霍普金森压杆实验装置上, 对混凝土实施动态实验, 其结果将带有较大的误差, 原因有二:第一, 因为基于一维弹性波理论假设的霍普金森压杆实验装置, 加载脉冲在杆中传播时, 由于弹性波的弥散, 而使得加载波具有波幅震荡;第二、混凝土脆性材料的破坏应变很小 (只有千分之一) , 高应变率下达到破坏的历程非常短。
在混凝土试件破坏前, 满足应力均匀分布要求, 保持恒应变率加载, 是保证实验有效性和结果可靠性的关键。然而, 在常规的霍普金森压杆实验中这两项要求并不能自动达到, 因此必须很好地设计入射脉冲加载率, 保证在试件中尽可能的达到应力均匀, 以近恒应变率发生变形, 这种被用于修正常规霍普金森压杆以满足以上两点要求的技术, 称为脉冲整形技术。
李夕兵等[4,5,6]分别于1994和1995年提出采用“钟形”入射脉冲来测试岩石的动态力学性能。刘孝敏等[7]于2000年研究了霍普金森压杆试验中波的弥散, 结果显示, 大直径霍普金森压杆的弥散效应对实验结果影响很大, 引起波形震荡非常严重。宋博等[8]于2004年系统地综述了霍普金森压杆实验中脉冲整形技术的发展历史, 基本原理, 实际运用以及最近研究进展。O S Lee等[9]于2006年研究了相同直径、不同厚度的波形整形器对入射脉冲上升沿的升时影响, 研究表明, 整形器的厚度越小, 入射脉冲的上升沿的升时越长, 越有利于试件中的应力均匀。
脉冲整形技术是解决应力均匀性及恒应变率加载问题的最有效的方法。因此, 本文选用圆柱体紫铜作为脉冲整形器, 用数值模拟的方法, 对紫铜脉冲整形器的设计进行研究。
1 有限元模型及验证
1.1 材料本构关系采用HJC模型描述混凝土试件的力学性能, HJC模型主要包括三个方面:
强度方程、损伤演化方程、状态方程。
强度方程为
式中A、B、N、C为材料常数, σ*=σ/fc为无量纲应力, σ为混凝土的实际受力, fc为静水态单轴抗压强度, P*=P/fc为无量纲压力, P为单元真实静水压力, ε*=ε/ε0为无量纲应变率, ε为真实应变率, ε0为参考应变率, D为损伤因子 (0燮D燮1) , 引入一个最大无量纲强度Smax, σ*燮Smax。
HJC模型用等效塑性应变和塑性体积应变的累积来描述损伤, 其损伤演化方程为:
其中εpf+μpf=D1 (P*+T*) D2, Δεp、Δμp为一个计算循环内单元的等效塑性应变增量和塑性体积应变增量, T*=T/fc是材料所能承受的标准化最大静水拉力, D1和D2是混凝土材料的损伤常数, 当P*=-T*时, 混凝土不能承受任何塑性应变率, 则定义一个最小损伤常数εf, min。
HJC模型采用分段式状态方程描述混凝土静水压力和体积应变之间的关系, 混凝土压缩过程, 对于加载 (卸载) 状态分别以三个阶段进行计算。第一阶段为线弹性阶段;P=Keμ (P≤Pcrush)
式中Ke为混凝土的弹性体积模量, 其表达式Ke=Pcrush/μcrush, μcrush为弹性极限体应变, Pcrush压碎压力, μ=ρ/ρ0-1为单元的体积应变, ρ和ρ0分别代表单元密度和初始密度。
第二阶段为塑性过段阶段, 此时混凝土材料内的空洞逐渐被压缩从而产生塑性变形。
加载时;P=Pcrush+Klock (μ-μcrush) (Pcrush燮P燮Klock)
式中Klock= (Plock-Pcrush) / (μlock-μcrush) , μlock为压实体积应变, Plock压实压力。
第三阶段, 该阶段混凝土已近完全被压破碎, 加载时;
式中μ= (μ-μlock) / (μ+μlock) , K1、K2、K3为混凝土材料常数。
混凝土在拉伸阶段采用;P=Keμ, 最大拉为Pmax=T (1-D)
铜质脉冲整形器采用Plastic＿Kinematic材料模型。
撞击杆、入射杆、投射杆采用Liner＿Elastic材料模型。
表1给出了混凝土试件、铜质脉冲整形器、钢杆相关物理参数[9]。
1.2 霍普金森压杆有限元模型
利用ANSYS/LS-DY-NA软件, 对紫铜圆柱体脉冲整形器霍普金森压杆实验中的脉冲整形效果, 分别进行二维数值模拟。取1/2模型进行二维模拟计算。
紫铜脉冲整形器分别为4个厚度为1mm, 直径为20mm、24mm、28mm、34mm, 圆柱体。
混凝土试件的半径、厚度都为37mm。撞击杆的直径、长度分别为100mm、580mm。入射杆的直径、长度分别为100mm、3000mm。透射杆的直径、长度分别为100mm、2000mm, 有限元模型如图1所示。
网格均采用Lagrange映射网格划法方法, 网格单元形状为4节点平面单元, 杆、脉冲整形器、混凝土试件单元类型均采用PLANE162, 脉冲整形器单元尺寸均为1.6×1mm, 混凝土试件单元尺寸为1×1mm, 为节省计算时间, 三根杆上的单元网格尺寸为4×1mm。模型之间的接触采用二维单面制动接触算法。
1.3 模型验证
为了检验数值结果的可靠性, 按上述几何尺寸, 分别建立, 没有混凝土试件、脉冲整形器的霍普金森压杆有限元模型和常规霍普金森压杆有限模型。
由应力波理论可知, 撞击杆在撞击入射杆时, 将在入射杆内产生向右行驶的弹性脉冲, 由于入射杆与透射杆的波阻抗相匹配, 所以, 当这个弹性脉冲传到入射杆与透射杆交界面时, 弹性脉冲将毫无反射的直接进入透射杆中。图2是通过数值模拟计算, 在入射杆、透射杆的应变计位置读取的入射脉冲、透射脉冲, 结果符合应力波理论。
再将混凝土试件夹在上述的入射杆与透射杆之间, 由应力波理论可知, 由于混凝土与入射杆、透射杆波阻抗不匹配, 所以撞击杆在撞击入射杆时, 产生的弹性脉冲行驶到入射杆与混凝土的交界面时, 将有一部分弹性脉冲将被反射回入射杆中。图3是通过数值模拟计算, 在入射杆、透射杆的应变计位置读取的入射脉冲、反射脉冲、透射脉冲, 结果符合应力波理论。
将直径为20mm, 厚度为1mm的圆柱体紫铜贴在入射杆撞击端面上, 由于紫铜圆柱体整形器首先受到子的弹撞击, 软化了撞击, 这种软化增加了脉冲的上升沿的升时, 减小了波形震荡幅值, 所以整形后的波形要比整形前更加光滑, 入射脉冲上升沿的升时较整形前提高了近1.6倍左右。图4是通过数值模拟计算, 在入射杆、透射杆的应变计位置读取的入射脉冲、反射脉冲、透射脉冲波形图。
2 脉冲整形技术中入射脉冲组成结构的分析
2.1 整形后的入射脉冲特点
脉冲整形技术是在霍普金森压杆装置的入射杆的撞击端, 贴上一个小直径波形整形器, 撞击杆在撞击脉冲整形器过程中, 脉冲整形器首先受到撞击杆的撞击而屈服, 从而软化了撞击杆的撞击, 这种软化可以增加脉冲的上升沿的升时, 并且脉冲整形器不仅可以软化撞击杆的撞击而且还可以扮演滤波的角色, 从而减小了波形震荡的幅值, 幅值最大可以减小一半, 并且波形整形器的塑性变形, 使进入入射杆中的脉冲形状发生改变。脉冲整形技术, 最初用来过滤加载脉冲, 由于直接用撞击杆碰撞入射杆会引引起高频成分, 所以用紫铜脉冲整形器可以减少脉冲在杆中传播弥散失真。
通过数值分析过程可知, 经过紫铜脉冲整形后的入射脉冲, 其作用时间较整形之前都相应的得到提高, 入射脉冲上升沿部分曲线的曲率变大, 而不在是没有加紫铜脉冲整形器矩形脉冲, 这正好为霍普金森压杆 (SHPB) 实验混凝土试件达到应力 (应变) 均匀, 使混凝土试件以近恒应变率发生变形提供了保证。所以改变紫铜脉冲整形器的几何尺寸, 可以调整入射脉冲的波形。
为了分析霍普金森压杆 (SHPB) 实验脉冲整形技术中混凝土试件入射脉冲特点, 我们用数值模拟分别计算了厚度为1mm, 直径为32mm、28mm、24mm、20mm四种圆柱体紫铜脉冲整形器对入射脉冲整形效果的影响。
图5给出这四种紫铜脉冲整形器整形之后的入射脉冲结果。从整形后的入射脉冲波形图上可以看出, 整形后入射脉冲上升后都出现了第一个拐点A、C、E、G点, 然后上升到达最高B、D、F、H点, 最后开始卸载下降, 在图5中, 可以看出, 整形后入射脉冲的第一个拐点, 所对应的应变值为, 当直径为20mm时, εA=0.039%, 当直径为24mm时, εC=0.057%, 当直径为28mm, εE=0.078%, 当直径为34mm, εG=0.095%。
所以从计算结果可以发现, 入射脉冲上升段第一拐点处的应变幅值, 随着脉冲整形器的直径的增大而增大, 与紫铜脉冲整形器直径成正比。根据应力波理论可知, 整形后入射脉冲的最高点应变幅值与撞击杆撞击的速率成正比, 即, εB、εD、εF、εH应随着撞击杆撞击速率的增大而增大, 图5得出的结果, 与应力波理论非常吻合。
2.2 整形后的入射脉冲结构讨论
根据数值模拟对霍普基森压杆 (SHPB) 实验对紫铜脉冲整形器整形效果的分析, 可以发现, 只要撞击杆的撞击速度大于入射脉冲上升沿段, 第一拐点处对应的速度, 那么这个脉冲就有很好的重复性, 并且由数值模拟计算得到的结果, 我们可以得到这样一个启发, 在撞击杆撞击的过程中, 只要合情合理的控制脉冲整形器的直径, 调整撞击杆撞击速率的大小, 就可以得到, 包括两部分组成的入射波, 即,
其中εi1表示入射脉冲第一拐点处应变, εi2表示入射脉冲上升段第一拐点与入射脉冲最高点出应变之间的距离。而根据试件中应力均匀性假定, 即, εi=εt+εr (2)
其中εt表示透射脉冲, εr表示反射脉冲, 从式 (1) 和 (2) 形式看, 两式有很大的相似性, 如果能让εt=εi2, 则就有εr=εi1, 再由第二章介绍的霍普金森压杆 (SHPB) 公式“三波法”可知混凝土试件的应变率表达式为:
其中εs代表混凝土试件应变, ls表示混凝土的厚度, ls=37mm, c为杆的弹性波速c=5000m/s
将公式 (2) 带入公式 (3) 可以得出:
所以, 只要脉冲整形器直径, 撞击杆的撞击速率得到合理的控制, 就可以让式εr=εi1成立, 那么, 此时的反射脉冲就是一平台脉冲, 这就意味着, 混凝土试件就会以近恒应变率发生形变。
根据上面对紫铜脉冲整形器直径和撞击杆撞击速率对入射脉冲整形效果的影响。这就为紫铜脉冲整形器的设计提供了一个思路, 可以帮助我们, 直接根据反射脉冲的波形情况, 合情合理地调整撞击杆的撞击速率以及脉冲整形器的直径, 预测近恒应变率的大小, 最终使反射脉冲成为一个平台脉冲, 使撞击杆打出的入射脉冲达到预期目标, 进而实现近恒应变率加载。也就是说, 如果入射脉冲在第一拐点处继续上升, 则需要降低撞击杆的撞击速率, 相反地, 如果入射脉冲在第一拐点处开始下降, 则需要增加撞击杆的撞击速率, 最终实现反射脉冲平台过程。
3 近恒应变率加载的实现
在霍普金森压杆 (SHPB) 实验中, 混凝土脆性材料试件的失效应变仅有千分之一, 而且混凝土脆性材料具有线弹性的应力—应变性质, 在非常小的破坏的应变作用下混凝土单元就会发生失效, 要从根本上去解决混凝土脆性材料试件使试件内部处于应力 (应变) 均匀均态非常困难, 尤其是在动态加载时, 混凝土脆性材料试件实现近恒应变率加载问题并非易事, 因此霍普金森压杆 (SHPB) 实验中混凝土小应变行为无疑增加了实验的难度。
所以, 只有尽可能的保证混凝土脆性材料试件单元在失效之前保持应力均匀分布, 且在绝大多数时间内保持近恒应变率加载, 这是提高混凝土试件霍普金森压杆 (SH-PB) 实验有效性及实验结果可靠性的根本途径。
按照上面提出的近恒应变率加载方法, 选取用厚度为37mm, 直径为74mm的混凝土试件作为分析算例, 改变紫铜脉冲整形器的直径 (20-34mm) , 并且针对每一尺寸紫铜脉冲整形器, 合理的调整撞击杆的撞击速率进行数值模拟分析, 在数值模拟分析中, 在霍普金森压杆 (SHPB) 实验中, 混凝土脆性材料试件, 均实现了近恒应变率加载, 表2给出了, 厚为37mm, 直径为74mm混凝土试件, 在不同的撞击速率作用下, 相应的近恒应变率数值和脉冲整形器的尺寸。
从数值模拟分析的结果可以看出, 脉冲整形器直径越大, 实现近恒应变率加载, 相应地, 撞击杆的撞击速率就会越大, 并且对同一尺寸的混凝土试件, 当紫铜脉冲整形器的直径越大时, 相应的混凝土达到的应变率值就越大, 图5给出了, 近恒应变率与整形器直径之间的关系, 在图5中黑点代表数值模拟计算的结果, 红线表示曲线拟合的结果, 拟合直线方程式为;
ε=8.7218Ds-12.585, 20燮Ds燮24
其中Ds代表脉冲整形器的直径, Ds单位mm, 从图5可以看出, 在霍普金森压杆 (SHPB) 实验中, 对于同一尺寸的混凝土试件来说, 在撞击杆撞击过程中, 即, 动态加载过程中, 混凝土试件所能达到的近恒应变率值与紫铜脉冲整形器的直径之间是线性增长关系。
4 结论
本文是对混凝土试件, 对霍普金森压杆 (SHPB) 实验进行数值模拟, 文中对紫铜脉冲整形的设计进行了研究, 研究表明: (1) 可以直接根据反射脉冲的波形情况, 合情合理地调整撞击杆的撞击速率以及脉冲整形器的直径, 预测近恒应变率的大小, 最终使反射脉冲成为一个平台脉冲, 使撞击杆打出的入射脉冲达到预期目标, 进而实现近恒应变率加载。 (2) 对于同一尺寸的混凝土试件, 混凝土试件能够达到近恒应变率值与紫铜脉冲整形器的直径之间呈线性增长关系。
摘要：利用ANSYS/LS-DYNA程序, 采用Lagrange方法, 对紫铜脉冲整形器的设计进行研究, 结果表明:只要合理的控制脉冲整形器直径, 撞击杆的撞击速率, 就可以使反射脉冲平台处应变等于入射脉冲上升段的第一拐点处应变, 此时混凝土就会以近恒应变率发生形变;对于同一尺寸的混凝土试件, 混凝土试件能够达到近恒应变率值与紫铜脉冲整形器的直径之间呈线性增长关系。
关键词：混凝土,紫铜脉冲整形器,近恒应变率,ANSYS/LS-DYNA
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多址干扰抑制混沌超宽带脉冲设计 篇9
关键词：超宽带,多址干扰抑制,高斯7阶导脉冲,厄米特矩阵,Logistic混沌序列,混沌跳时-脉位调制
0 引 言
目前超宽带UWB(ultra-wideband)系统中,一般采用跳时脉位调制来实现多址接入,但是跳时脉位调制的超宽带系统信号离散谱分量集中,容易引起多址干扰。混沌信号[1]具有良好的自相关和互相关特性,可以确保信号间的干扰很低;混沌系统对初值敏感,通过设置不同初始状态,可以得到大量混沌信号,在多用户环境下,可以有效区分不同用户,对多址通信起着重要作用。
本文采用高斯7阶导脉冲作为UWB原始脉冲,使用厄米特矩阵特征向量分解算法设计UWB正交脉冲序列,采用Logistic混沌序列作为跳时码进行混沌跳时-脉位调制,生成混沌超宽带脉冲。
1 高斯7阶导脉冲波形及其功率谱
基本高斯脉冲[2]时域表达式为:
其中,α为脉冲波形的成形因子。
n阶高斯脉冲时域表达式为:
通过选择高斯脉冲求导阶数n和脉冲成形因子α可以得到满足FCC频谱规范的脉冲波形[3]。对于室内系统,求导阶数n要大于等于5;对于室外系统,求导阶数n要大于等于7。为了满足FCC室内以及室外频谱要求,本文选择高斯7阶导脉冲作为UWB原始脉冲。
由式(1)和式(2),得高斯7阶导脉冲的表达式为:
取n=7,α=0.2198ns,高斯7阶导脉冲归一化的时域波形和功率谱如图1所示。
从图1可以看出,高斯7阶导脉冲波形没有直流分量,类似于钟形,容易产生;高斯7阶导脉冲功率谱密度满足FCC室内和室外系统频谱要求,所以本文采用高斯7阶导脉冲作为UWB原始脉冲。
2 厄米特矩阵特征向量分解算法
FCC的频谱模板等效为一个带通滤波器,其冲激响应h(t)为:
h(t)=2fusinc(2πfut)-2flsinc(2πflt) (4)
设UWB成形脉冲信号为ψ(t),输出信号为:
其中,脉冲采样点数为M,λ为衰减因子,向量ψ表示离散化的UWB脉冲。
式(5)展开表示成矩阵形式:
即:
Hφ=λφ (7)
矩阵H为厄米特矩阵[4],所以其特征向量组ψ为线性无关正交向量组,即成形脉冲ψ(t)之间相互正交。
将高斯7阶导脉冲作为UWB原始脉冲,即式(3)代入式(4)构成拟合h(t),然后构造式(6)中的厄米特矩阵H,计算H的特征向量组ψ,得到多址干扰抑制UWB 正交成形脉冲序列。
设脉冲采样点数M=64,脉冲持续时间Tm=2ns,高斯7阶导脉冲成形因子α=0.2198ns。图2 (a)、(b) 分别为UWB 正交成形脉冲序列的自相关函数和互相关函数。可以看出,在自相关函数取最大值的时刻,互相关函数接近零,UWB 正交成形脉冲序列自相关性强,互相关性弱,有利于消除多址干扰。
3 Logistic混沌跳时序列设计
混沌序列是非周期序列,数目众多,具有高度随机性和逼近于高斯白噪声的统计特性,可以提高抗截获性能和频谱资源利用率,实现性能良好的保密通信。Logistic映射[5,6]系统具有极其复杂的动力学行为,在保密通信领域的应用十分广泛,其数学表达式为:
xn+1=μxn(1-xn) μ∈(0,4] xn∈(0,1] (8)
其中,μ被称为Logistic参数。当μ取不同值时,Logistic映射将呈现不同特性,当0<μ≤1时,系统动力学形态非常简单,只有一个周期点x0=0;当1<μ<3时,系统动力学形态也比较简单,有两个周期点0,1-1/μ;当μ>3.57时,Logistic映射呈混沌状态,如图3所示。
当μ=3.7,迭代次数n=100,系统初值为0.5,系统处于混沌状态。当3≤μ≤4时,系统动力学形态十分复杂,系统由倍周期通向混沌,如图4所示。从图4可以看出,系统初值为0.5,μ从2.5变化到4,随着μ的变化,系统的动力学形态不断变化,最后出现混沌状态。
当μ=4时,Logistic映射概率密度函数为:
混沌序列均值为:
混沌序列自相关函数为:
混沌序列互相关函数为:
传统PN序列码(以工程实现时的Gold序列码为例)的相关函数如图5所示。
从图5可以看出,传统PN序列码具有一定的周期性,生成地址码个数有限,互相关函数存在大量的尖脉冲,容易破译,产生电路比较复杂,抗噪声和抗截获能力比较差,大大影响了通信安全性。
Logistic混沌序列的相关函数如图6所示。
从图6可以看出,迭代产生的Logistic混沌序列自相关函数类似于δ函数,互相关函数接近零,具有良好的自相关和互相关特性,克服了传统伪随机码互相关函数存在大量尖脉冲的缺陷,具有较强的抗干扰能力。另外,Logistic混沌序列对初始值具有良好的敏感性,利用简单电路便能产生数量众多的地址码,大大提高了系统容量,降低了硬件成本,所以本文采用Logistic混沌序列作为跳时码序列。
4 多址干扰抑制性能分析与仿真
4.1 CTH-PPM UWB多址干扰抑制性能分析
跳时-脉位调制TH-PPM(Time Hopping-Pulse Position Modulation)多址能力有限,而混沌跳时-脉位调制CTH-PPM(Chaotic Time Hopping-Pulse Position Modulation) [7]是非周期的,改变混沌映射初始值,可以方便地获得大量具有极低互相关特性的混沌序列,大大提高了UWB系统多址能力,使系统具有更大容量,加强了系统的保密通信功能,降低了信息被截获概率。
CTH-PPM混沌超宽带多用户信号表达式为:
其中,p(t)是能量归一化的脉冲波形;Etr_k是每个脉冲传输的能量;Ts是脉冲重复周期;Cj_k是第j个用户的Logistic混沌跳时码;Tc为码片时间;aj_k是第k个用户的第j个脉冲传输的二进制数值;ε是PPM偏移。
Rake接收机[8]的输出信号为:
Z=Zu+Zmui+Zn (14)
其中,Zu,Zmui,Zn分别表示接收机输出的有用信号、多址干扰噪声和接收机热噪声。
接收机输出的有用信号能量为:
Eb=Ere_kN
其中R(ε)是p(t)的自相关函数。
接收机输出热噪声的方差σ
σ
接收机输出的多址干扰能量为:
接收端的信干噪比SINR(signal-interference and noise ratio)为:
基于SGA假设的CTH-PPM系统误码率为:
4.2 仿真分析
比较TH-PPM UWB系统和CTH-PPM UWB系统抗多址干扰性能。仿真条件设置如下:信噪比取值范围是1～10dB;多用户干扰数目分别为15用户和40用户;PPM偏移ε=5ns;脉冲重复周期Ts=130ns;码片时间Tc=9ns。
图7为多址干扰情况下(分别为15用户和40用户),TH-PPM UWB系统和CTH-PPM UWB系统抗多址干扰误码率,可以看出CTH-PPM UWB系统抗多址干扰性能明显优于TH-PPM UWB系统,具有更强的抗多址干扰能力。
5 结 语
文中采用高斯7阶导脉冲作为UWB原始脉冲,使用厄米特矩阵特征向量分解算法设计了UWB正交脉冲序列,采用Logistic混沌序列作为跳时码进行CTH-PPM调制,生成混沌超宽带脉冲。最后,分析了CTH-PPM UWB系统的抗多址干扰性能,仿真结果表明CTH-PPM UWB系统抗多址干扰性能明显优于TH-PPM UWB系统,具有更强的抗多址干扰能力,在工程实现时具有更广泛的应用。
参考文献
[1]禹思敏.混沌系统与混沌电路——原理、设计及其在通信中的应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2011.
[2]蔡成林,周桃云,施韶华,等.超宽带组合脉冲优化设计及其性能分析[J].吉林大学学报,2010,40(4):1150-1154.
[3]陈世国,吉世印,刘万松,等.基于小波分析的高斯脉冲成形的递归实现[J].物理学报,2009,58(5):3041-3046.
[4]Clement Pernet,William Stein.Fast computati-on of Hermite normalforms of random integer matrices[J].Journal of Number Theory,2010,130(7):1675-1683.
[5]谭伟文,刘重明,谢智刚.数字混沌通信——多址方式及性能评估[M].北京:科学出版社,2007.
[6]李骥东.混沌直扩通信系统仿真与分析[D].北京:电子科技大学,2009.
[7]原丽平.基于混沌的超宽带无线通信的研究[D].杭州:杭州电子科技大学,2011.
分流式负压脉冲调制器的设计 篇10
最近二十年左右, 伴随着越来越多的深井、超深井的出现, 不断更新的高强度的钻井设备的出现, 为了提高钻井速度, 减少钻井成本, 负压脉冲射流钻井技术又成为了新的研究热点[1, 2]。目前, 主要是由于负压脉冲射流喷嘴材料的性能满足不了钻井的工艺要求, 所以负压脉冲射流钻井技术在国内仍然还是处在发展的阶段。
一、负压脉冲钻井技术
负压脉冲射流钻井技术的原理是在钻头和钻铤之间连接一个短节——负压脉冲调制器, 将连续流动的钻井液调制成脉冲式流动的钻井液, 这种脉冲式的钻井液流动到钻头喷嘴, 再通过喷嘴流动到井底, 脉冲式的钻井液的压力低于井底周围的压力, 这时在井底的周围的就会产生一个相对的负压。
二、负压脉冲技术提高钻速机理
压持效应会造成已经的破碎的岩屑经行重复破碎, 这样就影响了钻井的速度。鲍格因[3]等人通过对以往的大量实验数据进行分析、处理后指出, 压差与钻速的关系在半对数坐标上可以用直线表示, 其关系式为:
式中Vpc为实际钻速, m/h;Vpc0为零钻压时的钻速, m/h;ΔP为井内液柱压力与地层孔隙压力之差, MPa;β为与岩石性质有关的系数。
从下面两个方面可以分析出为什么使井底的压差降低或使井底出现负压差
能够提高钻井的速度:减轻或消除井底已破碎岩屑的压持效应。降低井底压差时, 会使井底岩石的围压降低, 从而降低了井底岩石的塑性, 降低井底岩石的破碎强度, 因此提高了岩石的破碎效率, 提高了钻井速度。
三、分流式负压脉冲调制器的设计及其工作原理
1. 分流式负压脉冲调制器的设计
由于分流式负压脉冲调制器是放在钻头和钻铤之间的一个小短接, 为了便于同时与钻头和钻铤连接, 我们设计的尺寸要满足钻头和钻铤的配合需要, 我们以八寸半钻头为例设计分流式负压脉冲调制器, 利用参数化设计软件Proe5.0设计出的三维装配图如下图2所示:
根据现场的实际应用情况, 一般与八寸半钻头相配合6 1/4英寸的钻铤, 这种钻铤的外径是158.8mm, 内径71.4mm, 长度9.15或9.45米。根据现场的施工需要以及钻井的安全性我们设计的尺寸必须尽量小一点。我们通过Auto CAD二维制图软件设计出的分流式负压脉冲调制器的二维装配图, 如上图 (图3) 所示:
2. 分流式负压脉冲调制器的工作原理
首先钻井液会进入分流式负压脉冲调制器的腔体中。由于最初设计的负压脉冲调制器的摆阀是偏心的, 所以我们在装配之后, 摆阀下部的左端是贴在腔体的内壁上如上图 (图3) 所示, 当钻井液从钻铤上流下来的时候, 钻井液会冲击摆阀, 给摆阀一个冲量, 于是摆阀就会向负压脉冲调制器的腔体的右侧摆动, 一直到摆动到摆阀右侧贴近负压脉冲调制器腔体的右侧时, 此时, 摆阀就会阻断腔体右侧的钻井液的流动, 使右侧上方的钻井液的压力变大, 在此压力下, 又会使摆阀向腔体的左侧开始摆动, 使摆阀的左侧贴到腔体的左侧, 又回到最初的状态, 这样周而复始。这种井底压力的差别也会更有利于清除井底岩屑。当摆阀在分流式负压脉冲调制器的腔体内不断地摆动的时候, 就会不断地阻止钻井液的流动, 因而引起钻头喷嘴的压力波动, 这样就会使井底两侧分别间断地产生负压, 从而提高钻井速度。分流式负压脉冲调制器的腔体下部还设计了一个隔板, 它的作用是防止腔体内高压钻井液和低压钻井液的混合。
结束语
综上所述, 分流式负压脉冲调制器能在井底产生一个高压区, 一个负压区, 这样可以及时的清除井底的岩屑, 减少“压持效应”, 大幅度的提高机械钻速, 尤其是在深井、超深井的应用效果更佳明显, 可以大幅度的节省钻井的费用, 达到更好的经济效益。
参考文献
[1]杨永印, 沈忠厚, 王瑞和.低压脉冲射流井底欠平衡钻井提高钻速机理分析[J].石油钻探技术, 2002, 30 (5) :15-16.
美国制造世界最大激光脉冲 篇11
对旨在用类似于发生在氢弹中的核聚变反应产生巨大能量的“聚变”设备来说，这个脉冲的产生具有重大历史意义。美国国家点火装置负责人爱德华·摩西表示：“它正全面运作。科学家在清洁聚变能源的探索上迈出了重要一步。”
麻省理工学院高级研究科学家理查德-帕特拉索表示：“这个500万亿瓦功率的激光脉冲是美国国家点火装置研究小组的非凡成就——在实验中创造出迄今为止只出现于恒星内部深处的史无前例的聚变反应。对美国和世界各地像我们一样在极端条件下不懈追求基础科学和实验室聚变点火目标的科学家来说，这是一个非同寻常、令人兴奋的成就。”
加利福尼亚大学伯克利分校天文学、地球与行星学教授雷蒙德·简罗茨表示：“美国国家点火装置成功制造出500万亿瓦功率、具有里程碑意义的激光脉冲，这是世界上经过最严格的控制产生的能量最大的激光。”
这个脉冲只持续了230亿分之一秒。这个激光阵列并未朝着目标物发射，但2年内，科学家将朝着一个1毫米氢球发射这192束激光。美国国家点火装置的科学家希望它将来点燃聚变反应堆的聚变，从而释放出比这些激光所输入的能量还要多的能量，这也就是可控的核聚变反应，即所谓的“人造太阳”。
受控的核聚变可以生成一种从50年代以来科学家一种试图制造出来的清洁能源，但在氢弹中核聚变是不受控制的。由于激光脉冲的持续时间极其短暂，所以所需总能量并不像听起来的那么多，它们被储存在美国国家点火装置电池一样的巨大容器中。 美国国家点火装置负责人摩西表示：“该事件在国家点火计划对聚变点火的探索中是个重要里程碑。国家点火装置用单个激光束进行过许多次类似的能量生成示范，但用192束激光在同时进行操作还是头一次。”点火将成为一种释放出远超过“得失相当点”的巨大能量的自持反应。
美国国家点火装置使用了超重氢和在“重水”中发现的氢同位素重氢的小球，通过激光器把这些小球压缩到起初尺寸的数百分之一大。这个反应把这些原子融合成氮原子，释放出移动迅速、名为中子的亚原子粒子，这可能用于给水加热和为蒸汽轮机提供动力。
但该项聚变研究并非没有争议。美国国家点火装置还参与了美国的武器研发计划。这个聚变过程还被用于氢弹中。美国国家点火装置在这个国家的“核武器库存维护与管理计划”中扮演着重要角色，以确保核军火库发挥它应有的作用。绿色和平组织等环境机构认为应把聚变研究的经费转移到研发风力和波浪发电等技术上来。
受控的核聚变可以生成一种从50年代以来科学家一种试图制造出来的清洁能源，但在氢弹中核聚变是不受控制的。由于激光脉冲的持续时间极其短暂，所以所需总能量并不像听起来的那么多，它们被储存在美国国家点火装置电池一样的巨大容器中。
脉冲燃烧热水炉控制系统设计 篇12
关键词：脉冲燃烧,温度控制,检测,水位控制
脉冲燃烧是一种非常规燃烧技术。与常规的燃烧方式相比, 脉冲燃烧是一种类似于内燃机燃烧过程的不连续的周期性燃烧方式[1]。其燃烧频率通常控制在几十Hz, 有时可高达150Hz左右。脉冲燃烧具有工作压力低, 适应性强;热强度高, 结构紧凑;热效率高, 节能;排放一氧化碳和氮氧化物低, 污染小;排烟温度低, 能充分利用气化潜热等优点。脉冲燃烧热水炉主要有降噪保温外壳、水箱、小风机、空气及燃气去耦室排烟去耦室、空气及排烟消音器、混合器、燃烧室、尾管、二次换热器、自动控制系统等组成 (见图1) 。
1—排气消声器, 2—进水管, 3—空气去耦室, 4—熄火检测器, 5—进水电磁阀, 6—燃烧室, 7—混合室, 8—点火器, 9—燃气去耦室, 10—燃气电磁阀, 11—燃气进管, 12—风机, 13—排烟去耦室, 14—出水管, 15—尾管, 16—传热气, 17—低水位检测开关, 18—温度传感器, 19—高水位检测开关, 20—水箱连接管
1 脉冲燃烧炉燃烧原理
脉冲燃烧热水炉燃烧原理如下:燃气和空气经混合室混合后, 进入燃烧室。电火花点火, 开始燃烧, 气体膨胀, 压力升高, 使单向进气阀关闭, 推动烟气经换热管道排出。由于惯性作用导致燃烧室内形成负压, 于是又打开单向进气阀门, 进入混合气体, 并再次被前次燃烧产生的热量点燃。如此反复燃烧、吸气、再燃烧, 周期性持续下去。
2 系统控制方案
控制思路:温度在最高限度以下时, 正常运行;温度在最高限度以上时, 关闭燃气阀, 等待水温回落至正常范围。当温度在最低限度以下时, 进水阀关闭;当温度在最低限度以上后, 允许进水阀开启。对于水位, 当水位在最低限度以下时, 开启进水阀;当水位高于最高限度以上时, 关闭进水阀, 待水位回落至正常范围, 可开启进水阀。当水位低于最高限度, 且在正常范围时, 正常运行。
控制系统以8051单片机为核心, 对水温进行定时采样。实现对热水炉的全自动管理, 包括自动供气、自动点火、自动进出水、水箱水位控制、温度控制、水温连续监测及显示;还有水温超高, 水位超限自动处理功能以及熄火时, 起动自保护功能, 使热水炉在无人监管的情况下可以安全、可靠地运行。
3 控制部分工作原理
脉冲燃烧炉控制电路结构框图如图2所示。控制部分主要完成控制系统初始化、按键识别、熄火检测保护、水温控制、水位控制、输出驱动和报警灯工作。
3.1 系统初始化
定义8051单片机的I/O接口输入输出功能, 预置程序中设定的计数单元、清零标志单元, 设定中断时间和断开所有继电器触点等[2]。
3.2 按键识别
用于识别操作者按下的键, 并执行相应功能。
3.3 熄火检测保护
读取相应引脚信号, 判断是否正常熄火。若属熄火故障, 则程序立即启动热水炉燃烧。
3.4 水位控制
设定高限和低限水位, 8051得到水位超限信号, 控制电磁阀打开或关闭以控制水位。
3.5 水温控制
设定温度区间 (60℃～65℃, 85℃～90℃) , 将其作为电磁阀开关切换段, 以避免在切换点开关来回动作, 影响控制效果、造成执行结构频繁动作, 使器件寿命下降, 影响热水炉燃烧。
3.6 输出驱动
输出包括继电器控制口和显示单元。
3.7 报警
非正常熄火或水温达到90℃时报警。
4 系统检测介绍
设计中使用了8051单片机, 存储全部程序, 并充分利用其I/O接口和定时器等内置功能。外围电路使用了0809A/D转换器, 热敏电阻型温度传感器, 温度显示LED数码管, 继电器状态显示发光二极管、报警发光二极管, 模拟水位开关按键, 振动检测和报警传声器等[3]。
4.1 水位检测
水位传感器可输出最高水位和最低水位两个开关信号, 开关闭合有效。电路中, 先通过上拉电阻使开关断开, 此时为高电平, 而水位到限时相应开关闭合。将8051的P3.2和P3.3设置为输入引脚, 开关闭合时得到低电平。
4.2 熄火检测
熄火简称其将工作时产生的振动作为系统是否停机的判断标准, 使用运放和单稳连接电路检测振动的存在。将传声器紧贴在热水炉壁上, 热水炉工作时炉壁振动引起传声器线圈振动, 产生感应电流, 将此信号放大得到脉冲电流, 直接触发单稳态电路。
4.3 温度检测
温控系统中, 采用较简单的分压电路。在0809A/D转换器电路中, 采用阻抗较大的半导体测温热敏电阻及分压电路, 通过对热敏电阻分压值的测量来完成测温任务。0809A/D转换器输入阻抗大, 且热敏电阻灵敏度较高, 是输入0809A/D转换器的分压值无需阻抗匹配, 其精度就基本满足控制要求。
5 结束语
本系统以8051单片机为核心, 采用零点迁移和固态继电器控温电路, 使得硬件成本降低, 性能价格比提高。此系统操作简便、抗干扰能力强、运行可靠, 适合中、低温电加热炉的温度控制。
参考文献
[1]于国锋.脉冲燃烧热水炉的设计与研究.城市公用事业, 1997;1 (2) :30—32
[2]王丽华, 郑树展.基于单片机的电加热炉温度控制系统设计.高等职业教育, 2006;4 (15) :51—53
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