城市轨道交通节能技术发展趋势研究

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城市轨道交通节能技术发展趋势研究

篇1:城市轨道交通节能技术发展趋势研究

城市轨道交通节能技术发展趋势研究

1 城市轨道交通与节能 1.1 城市轨道交通是节能的'公共交通 城市轨道交通相对于其它城市公共交通工具而言,具有安全舒适、快速环保、运能大和能源消耗少的特点.

作 者:宋敏华 SONG Min-hua  作者单位:北京城建设计研究总院 刊 名:工程建设与设计 英文刊名:CONSTRUCTION & DESIGN FOR PROJECT 年,卷(期): “”(1) 分类号:U2 关键词: 

篇2:DSP技术发展趋势的研究和探讨论文

DSP技术发展趋势的研究和探讨论文

一、引言

数字信号处理(Digital Signal Processing,即DSP),起源于上个世纪80年代,是一门涉及到许多学科并且广泛应用在很多领域的热门学科。它利用微型计算机、专用处理设备,以数字方式对信号的采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别处理,得到人们需要的信号形式。它紧紧围绕着数字信号处理的理论、实现以及应用发展。

二、DSP技术

数字信号处理(DSP)的理论基础涉及的范围非常广泛。比如微积分、概率统计、随机过程、数值分析等数学基础是数字信号处理的基本工具,同时它与网络理论、信号与系统、控制理论、通信原理、故障诊断,传感器技术等密切相关,还有近些年来蓬勃发展的一些学科:人工智能、模式识别、神经网络等,都与数字信号处理密不可分。

正是由于有这些理论发展的前提基础,和广泛的市场需求,DSP处理的器件也应运而生,在广泛应用在各个领域的同时得到迅速的发展。世界上第一个单片DSP芯片是1978年AMI公司发布的S2811,在这之后,1979年美国Intel公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片的一个非常重要的里程碑。即使这两种芯片内部没有现代DSP芯片的单周期乘法器,但是他们为DSP的蓬勃、迅速发展奠定了很重要的基础。接着,1980年,日本NEC公司推出了第一个具有乘法器的商用DSP芯片,随后,美国德州仪器公司(TI公司)推出一系列DSPs产品,广泛地应用在信号处理的各个领域。

三、DSP技术的优点

和单片机比较而言,DSPs具有集成度高、CPU快速、存储器容量大,并内置了波特率发生器、FIFO缓冲器,可提供高速、同步串口、标准异步串口。一些dsp芯片内还集成了模数转换、采样/保持电路,PWM输出。DSP芯片采用改进的哈佛结构,内置高速硬件乘、加法器,多级流水线,使DSPs的数据运算大幅度提高。

据统计分析DSPs比传统的16位单片机单指令执行时间快8到10倍,一次乘加运算的时间快16到30倍。DSPs还提供了高度专业化的指令集,提高了FFT(快速傅里叶变换)、滤波器的运算速度。与此同时,DSPs提供JTAG接口和先进的开发手段,使得批量生产、测试更为方便。开发工具ccs可实现全空间透明仿真,软件开发具有汇编/链接C编译器、C源码调试器,有很强的可移植性。

总的来说,DSPs器件具有以下优点:

1、在一个指令周期内能够完成一次乘法、一次加法;

2、程序空间以及数据空间分开,能够同时访问指令和数据;

3、片内具有快速RAM,可通过独立的数据总线同时访问多片RAM;

4、具有循环、跳转的硬件支持;

5、快速的中断处理、I/O(输入输出)支持;

6、在单周期内可同时操作多个硬件地址产生器;

7、并行操作流畅;

8、支持流水线操作方便,使取指、译码和执行等操作可以同步、重叠进行。

同时,它还具有精度高,抗干扰能力强,稳定性好,功耗低以及编程方便,接口简单,电路集成方便等方面的优势。

四、DSP技术的发展趋势

随着数字化的进程快速提高,DSPs技术的地位不断突显,作为数字化处理的基础技术,实时处理数字信号都是由通用型或专业性的DSPs来完成的。正是因为DSPs这种强大的`实时处理能力,使得DSPs在声音信号处理、图像处理、模式识别方面不可或缺。随着数字时代的不断前行,它未来的发展趋势可以从以下两个方面来完善:

(一)与ARM(Advanced RISC Machines)相结合。ARM架构是面向低预算市场设计的一款RISC微处理器,以32位单片机的行业标准,提供一系列内核、体系扩展、微处理器以及系统芯片方案,四个功能模块可供生产厂商根据不同用户的要求来配置生产。ARM具有较强的事务管理功能,在控制方便具有很强的优势,而DSPs具有强大的数据处理能力和很高的运行速度。将两者结合起来可以更好的进行数字信号处理,以及实现相应的控制功能。

(二)与FPGA(Field Programmable Gate Array)结合使用。即与现场可编程门阵列巧妙的结合起来。FPGA是在PAL、GAL、PLD等可编程器件的基础发展起来的,是ASIC(即为专用集成电路)中集成度最高的一种电子设备。FPGA采用逻辑单元阵列(Logic Cell Arr/文秘站您的专属秘书,中国最强免费!/ay),包括可配置逻辑模块(Configurable Logic Block)、输出输入模块(Input Output Block)以及内部连线(Interconnect)三部分。通过对FPGA内部逻辑模块、I/O模块的配置,可以实现不同的逻辑状态。同时,FPAG还具有静态可重复编程、动态在系统重构的特性,这使得硬件的功能能够像软件一样通过编程来实现。它与DSP芯片集成,可以在很大程度上提高信号处理的速度,将会使得DSPs在无线通信、多媒体领域有更加广泛的应用。

篇3:卫星通信抗干扰技术发展趋势研究论文

摘要围绕卫星通信抗干扰技术的发展趋势,对其中的卫星通信传输信号系统干扰的类别和对抗干扰的方式分别做了陈述,突显其重要作用。

关键词卫星通信;抗干扰;技术

卫星通信技术作为新的媒体通信手段,其特点表现在大容量、高质量、大面积和组网方便等方面,它已经是现代化通信的主要发展方向,也是组建全球化通信的重要手段。但是在信号的传输过程中也容易受到各种因素的干扰。

1卫星通信抗干扰类别

1.1各系统之间的相互干扰

在进行卫星通过的过程中,由于各个通信系统之间使用的是相同的频率,而且相互的距离也非常近,在这种情况下就可能出现互相干扰的现象。

1.2电磁干扰

这主要是指在卫星通信和地面无线电系统之间受到的电磁干扰,这种干扰的来源有很多种,有广电系统的干扰、雷达系统干扰和微波通信系统的干扰。此外还有来自工业、科学和医疗等器械设备的电磁干扰,还有例如地球站质量的不达标或者不规范操作也将导致干扰产生。

1.3天电干扰

这是指自然界对系统产生的干扰,主要是由于银河系内的某些星体发生碰撞或者爆炸,产生巨大的能量和散发出各种射线,对卫星通信的信号对产生一定的干扰,有时流星雨也会产生这样的干扰。

1.4人为干扰

这种干扰就非常好理解了,主要是人为因素对卫星通信系统的传输上行与下行进行介入。以上几种类别的干扰都对卫星信号的传输产生了不同的干扰,因此需要根据干扰类型的不同来制定相应的抗干扰技术对策,这样才能保证卫星通信系统在信号传输过程中处于稳定状态,达到良好的通信质量的目的。

2抗干扰的`技术手段

2.1天线抗干扰

由于卫星通信应用的普遍性,致使该系统具有分布广泛和空间覆盖地域大的特点,它是很容易遭遇干扰的。天线抗干扰是其中最常见和常用对抗干扰的技术手段,它的技术组成部分主要包括自适应调零、智能天线和相控阵天线等,分别的工作原理如下。1)自适应调零技术。这项技术拥有多波束的接收天线,当发生干扰信号时候,该系统就会关闭干扰方向的波束,达到抗干扰目的,这种技术对干扰信号的频率可以起到一定的减弱作用。2)智能天线技术。这种技术可以按照无线信道的环境自适应天线方向,从而实现天线的最佳性能。利用这种技术可以对抗来自不同方向信号的干扰,而且它能够提高信号比将近几十倍的效果。其组成部分有信号通道、自适应信号处理和天线阵列,运行原理主要是利用了天线自身特点来调整并优化了天线阵的方向图。这样就可以起到增加自身天线信号强度,减弱干扰信号强度地目的。3)相控阵天线技术。这也是在对抗干扰中的重要手段,在运作中也要据实际情况而改变,提高控制天线指向的有效性,而控制天线指向又与天线波束形态有关,所以在选择波束形状时,一定要保证具有较强的抗干扰性。

2.2自适应编码调制

在应用该技术时,首先应估计它的信道,其目的是在将状态信息通过回传信道传送到发送端时可以对信噪比进行分析,然后根据信噪比的区别进行编码和调制方式的自适应调整。当发现信噪比过高时,就应选用较高的信息速率。相反,当信噪比过低时,就应该选用较低的信息速率。通过这样的调整可以提高信道的利用率和传输的科学性与可靠性。其中,影响该技术性能的主要因素有调制编码方案的粒度、链路状态以及自适应回路的延时等等。此外,为了提高该技术的性能,应该综合考虑技术现状及发展趋势,尽量选择较大功率和更高频利用率的方案。

2.3无线光通信

这是一种通过大气传输光信号的技术,但只有在收发信号的端机之间没有视距路径的遮挡,且光发射功率充足的情况下才可选用该技术。组成无线光通信系统的技术主要包括信道、接收机和发射机三大部分。在传输信号时,两端都要安装光接收机和光发射机,以此完成全双工通信任务。其中,电信号的调整会对光发射机的光源产生一定的影响,这是基于它利用了光学望远镜和大气信道实现的传输。而光接收机是在利用望远镜收集的光信号后,采用光电检测器将光信号输出转换为电信号输出。

篇4:卫星通信抗干扰技术发展趋势研究论文

研究卫星通信干扰的对抗技术绝非一朝一夕就能完成的,它将是一项长期的任务。同时,在研究中应该特别注重这几方面:首先在探索对抗干扰的技术时,也要积极开展对通信体制的研究,制定出预测干扰能力更强的通信系统。当然,这种系统除了要具备相关的信号处理技术外,同时也要保证其针对不同类型的干扰可以利用相应的对抗技术进行抵御和防治。与此同时,也要提高其支持业务的种类和组网能力的灵活程度。关于提高卫星通信系统性能的研究工作,主要可以从以下三个方面进行。首先,在智能天线研究方面需要逐步增强。主要包括天线反射面形状的研究、理想波束的设计研究、微带平面天线的研究,及盲波束形成技术和相控阵Mt3A技术的研究等。其次,就是对增强自适应扩频技术与混合扩频技术等相关技术领域的研究,对于这方面的研究,科研人员可以借助于依据密码序列和混沌序列的相关设计原理,来寻找到传输性能更好,发射频率更高的跳扩频码。最后,跟据卫星传输系统信号的特性,寻找最好的、最合适的信号抗干扰的方式,同时增强研究多数据率和多制式调制解调器的技术。

4结束语

在对抗卫星通信干扰因素中,已经发展出了多种有效的技术手段。但是,也要不断增强对相关技术的研究,提高其操作性并使之发挥更大的作用。

参考文献

[1]丁舒羽,郭阳.卫星通信抗干扰技术及其发展[J].信息通信,(4):207-208.

[2]朱红新.卫星通信抗干扰技术发展趋势[J].中国科技信息,(5):123-124.

篇5:卫星通信抗干扰技术的发展趋势研究论文

卫星通信抗干扰技术的发展趋势研究论文

一、引言

现代通信技术飞速发展,其中以卫星通信技术为主要发展方向,因为它较其他通信技术容量更大、面积更大、质量更高同时组网便捷,也是实现全球化通讯的重要实现手段。但是在信号传输过程中也易受到多种干扰因素的影响。

二、卫星通信抗干扰类别介绍

(一)电磁干扰

这里指的是卫星通信与地面无线电系统间受到的电磁干扰,其来源十分广泛,包含了雷达系统、广电系统以及微波通信系统的诸多干扰,同时像一些医疗、工业以及科学设备器械也会产生一定的电磁干扰,此外如果地球站质量不过关或者操作不规范也会导致此类干扰的出现。

(二)天电干扰

这里主要是指自然界的干扰,其主要来自于银河系内的星体碰撞或者爆炸所产生的能力和射线,除此之外,有时候的流星雨也会产生这样的干扰。

(三)各系统之间的相互干扰

因为在进行卫星通过时,各个通信系统使用相同的频率,同时它们间的距离也很近,此时非常容易出现互相干扰的情况。

(四)人为干扰

这主要是指通过人为因素对卫星通信系统传输的上行和下行的介入而导致的干扰。针对上述几种干扰,在制定相应的抗干扰对策时要对干扰类型有所区分,有针对性的进行对策的'制定。

三、常用抗干扰技术的介绍

(一)天线抗干扰技术

卫星通信系统的覆盖范围广,这是它的突出优点,同时也带来了一个很大的问题即容易受到干扰。在诸多抗干扰技术中天线抗干扰技术是最为常见的一种,其主要包含智能天线技术、自适应调零技术以及相控阵天线技术等。智能天线的实现方式是利用依据无线信道的具体变化来自动调整天线图的实际方向,进而保障天线性能处于最佳的状态。智能天线的优势在于能够抵御来自不同方向的干扰,甚至能够将信号比提升几十倍。而智能天线的主要组成为天线阵列、自适应信号处理和信号通道。同时有一个问题亟待解决,即怎样能够在短时间内进行多个干扰方向的判断,并将其调零。针对这一问题,相关专家提出了免疫遗传算法的自适应天线调零方法,对收敛速度、精度以及波束形状上进行改进。而抗干扰另一项重要的措施就是相控阵天线技术,其主要根据战场形势变化来加强对卫星发射天线指向的控制,实现随着用户运动不同其波束覆盖面积也随之不同。

(二)星上处理技术

该处理技术是运用上、下行链路之间去耦类对上行干扰对下行链路的干扰实现有效的减少或者消除,同时还能够避免转发器进入饱和状态。该技术包含的内容也十分广,其中主要包含的内容为速率的转换、多波束转换以及智能自动增益的有效控制等。

(三)限幅技术

该技术的使用范围最为广泛,它能够有效避免转发器中的功率放大器进入饱和状态。理想的限幅器应当在高功率输入信号时有高的信号衰减能力,而在低信号功率输入时,应当只存在一个较小的插入损耗。通信限幅主要包含软限幅和硬限幅两个方面。软限幅转发器的工作区域主要分布在线性区和限幅区,能促使信噪比不断下降。硬限幅转发器主要工作在非线性的状态下,压缩比在发生连续信号时最严重。两者相比较,软限幅较硬限幅有大约4dB 的性能改善。

(四)自适应编码调制技术

该技术具有明显的通信自适应特征,能够运用在使用无线信道通信的传输技术上。运用该技术时首先需要估计信道,随后依据不同的信噪比来自适应地调整编码方式以及调制方式。在信噪比过低时使用的信息速率也较低,反之则较高,只有这样才能可靠的进行信道传输。该技术也存在一些弊端,即易受到诸如自适应回路延时、链路状态估计算法以及调制编码方案的粒度等因素的影响。想要提升自适应编码调制系统的性能,就必须选择一些有较大功率且更高频利用率的编码调制方案。

(五)无线光通信技术

该技术是靠大气作为传输媒介来进行光信号的传输的,在信号收发的两端机间无遮挡视距路径,且光发射功率足够的条件下可运用该技术。发射机、接收机以及信道共同构成了无线光通信系统。FSO(一种物理层的传输机械设备)可在任何的传输协议上进行叠加,能够对声音、数据、图像等业务进行透明传输,其主要运用红外光线进行传输,通信系统的工作频端基本保持在300GHz 以上,其优点在于灵活、快捷且成本较低。

四、卫星通信抗干扰技术的发展趋势

通过上述的分析与阐述,我们可以看出针对卫星通信抗干扰技术的研究绝不是一朝一夕就能够完成的任务,它是一项需要我们做好长期艰苦钻研和不断创新的艰巨任务。在研究过程中要对以下问题特别关注:第一是加强新的卫星通信抗干扰技术的研究,第二是在通信体制上要积极探索,努力创新,能够设计出一套具有较强预测力以及最低限度保障的卫星通信系统。该系统应该能够具有信号处理技术,同时能够运用多种抗干扰技术来解决各种类型的干扰问题,且在组网能力以及业务支持上应当更加灵活。在卫星通信系统研究方面可以从以下三个方面提升:第一,智能天线技术的加强,该技术主要包含天线发射面的形状设计,其设计目标是获得理想波束,加强微带平面天线的研究等;第二,混合扩频技术以及自适应扩频技术研究的加强;第三,根据卫星信道的特征,找寻最佳的信号调整方式,加强对多制式、多数据率的调制解调器的研究。

参考文献:

[1]朱红新.卫星通信抗干扰技术发展趋势[J].中国科技信息,2014,(09):123-124.

[2]王晓宇,张骅,谢斌斌.一种卫星导航抗干扰天线数字信号正交分解方法[J].现代导航,2015,(05):413-419.

[3]杜祥春.关于卫星通信抗干扰技术的发展趋势研究[J].新媒体研究,,(16):52-53.

[4]丁舒羽,郭阳.卫星通信抗干扰技术及其发展[J].信息通信,2015,(04):207-208.

篇6:研究引风机变频调速节能技术论文

研究引风机变频调速节能技术论文

【关键词】技术,节能,研究,变频,风机,接触,调节,功率,转速,电机,

高压交流变频调速技术是一种主要用于交流电动机的变频调速技术,其技术和性能胜过其它任何一种调速方式(如降压调速、变极调速等。315KW引风机日常运行风量调节为入口挡板调节方式,入口挡板开度最大不到70%左右,该方式不能及时调节,运行效率低,节流损失大,电机启动时会产生5~7倍的冲击电流,对电机造成损害。为此,采用变频调节方式对风机系统进行改造,将1#引风机改为变频驱动,风量由手动给定4~20mA信号调节,以减少溢流和节流损失,提高系统运行的经济性。

一、引风机变频调速节能技术

(1)节能原理。当采用变频调速时,可以按需要升降电机转速,改变风机的性能曲线,使风机的额定参数满足工艺要求,根据风机的相似定律,变速前后风量、风压、功率与转速之间的关系为:Q1/Q2=N1/N2;H1/H2=(N1/N2)2;P1/P2=(N1/N2)3

式中:Q1、H1、P1―风机在N1转速时的风量、风压、功率;Q2、H2、P2―风机在N2转速时相似工况下的风量、风压、功率。

假如转速降低一半,即:N2/N1=1/2,则P2/P1=1/8,可见降低转速能大大降低轴功率达到节能的目的。当转速由N1降为N2时,风机的额定工作参数Q、H、P都降低了。也就是说当转速降低时,额定工作参数相应降低,但效率不会降低,有时甚至会提高。因此在满足操作要求的前提下,风机仍能在同样甚至更高的效率下工作。降低了转速,风量就不再用关小风门来控制,风门始终处于全开状态,避免了由于关小风门引起的风力损失增加,也就避免了总效率的下降,确保了能源的充分利用。当采用变频调速时,50Hz满载时功率因数为接近1,工作电流比电机额定电流值要低,这是由于变频装置的内滤波电容产生的改善功率因数的作用,可以为电网节约容量20%左右。

(2)挡板控制。挡板调节就是利用改变管道阀门的开度,来调节风机的流量。挡板调节时,风机的功率基本不变,风机的性能曲线不变,而管道阻力特性曲线发生变化,风机的性能曲线与新的管道阻力特性曲线的交点处就是新的'工作点。(见图1)

(3)变频控制。变频调节就是利用改变性能曲线方法来改变工作点,变速调节中没有附加阻力,是比较理想的一种调节方法。通过变频器改变电源的工作频率,从而实现对交流电机的无级调速。风机采用变速调节时,其效率几乎不变,流量随转速按一次方规律变化,而轴功率按三次方规律变化。同时采用变频调节,可以降低泵和风机的噪声,减轻磨损,延长使用寿命。(见图2)。

二、节能分析计算

(1)变频调速系统回路。见图3。6KV电源经变频装置输入接触器KM1到高压变频调速装置,变频装置输出经出线接触器KM5送至电动机1;或6KV电源经变频装置输入接触器KM2到高压变频调速装置,变频装置输出经出线接触器KM6送至电动机2;6KV电源还可以经旁路接触器KM3和KM4直接起动电动机1和电动机2。

(2)互锁。接触器KM1和KM2互相闭锁,即KM1和KM2不能同时闭合;接触器KM5和接触器KM6互相闭锁,即KM5和KM6不能同时闭合;接触器KM5和接触器KM3互相闭锁,即KM5和KM3不能同时闭合;接触器KM6和接触器KM4互相闭锁,即KM6和KM4不能同时闭合;接触器KM1和接触器KM6互相闭锁,即KM1和KM6不能同时闭合;接触器KM2和接触器KM5互相闭锁,即KM2和KM5不能同时闭合;

(3)节能效果分析计算。由于在运行过程中,炉侧需根据机组负荷变化的要求调整风机完成过程控制量的调节,且风机运行性能指标一致,可以对引风机运行数据分别合并处理,并且采用流量百分比和挡板开度之间关系的变化趋势曲线对引风机的变频功耗进行计算。Pd:电动机功率;U:电动机输入电压6kV;I:电动机输入电流28 A;COSφ:功率因数0.85。计算公式:Pd=1.732×U×I×COSφ;

①单台工频功耗计算。Pd=1.732×6×28×0.85=247.33(kW)(包含管道缩口及挡板节流损失)。

②单台变频功耗计算。根据流体力学原理,风机风量与电机转速及电机功率存在一定的关系:Q1/Q2=n1/n2;H1/H2=(n1/n2)2;P1/P2=(n1/n2)3。其中:Q1实际流量,Q2额定流量,Q为风量;H为风压;P为电机轴功率;n为电机转速;将现场运行数据代入P1/P2=( Q1/Q2)3,得(85000/188730)3=P1/315,p1=28.67KW;变频器网侧功耗Pb=P1/ηb=28.67/0.92=31.16KW;单台计算节电率:(ΔP/ Pd)*100%=(247.33-31.16/247.33)=87%;单台实现节电率:变频运行时电动机平均电流Ig为12A。1-(Ib/Is)*100%=1-(12/28)=57%;变频改造后的效益:年节约电量=引风机台数*单台变频节电率*单台工频功率*年运行小时=57%*247.33*5400=761281.74(KWh)。按工厂0.5717元/kWh计算,每年可节约电费761281.74*0.5717=435224.7元。

三、结束语

高压变频装置在二甲醇引风机上的应用,可实现电机软启动,延长电机使用寿命,引风机挡板全开,减少风道振动与磨损。2009年对一甲醇转化250KW引风机安装高压变频调速系统后,目前设备运转状况良好,年可节约电能34万元,节能效果明显。

参考文献:

[1] 吴忠智 黄立培.调速用变频器及配套设备选用指南[M].机械工业出版社,2001.

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