海洋浮标系统是一种全天候、全自动、长期运行的大型自动化海洋仪器设备，要求能够不间断常年在海上稳定的运行。 浮标水下传感器的实时电能补给以及其与水上机的实时通信是亟待解决的关键问题，可以说浮标系统是否具有实时的电能传输以及可靠数据传输功能决定了海洋立体监测系统的成败。      采用基于电磁感应原理的非接触电能及数据传输技术，这种技术的原理是将传统的变压器耦合磁路分开，初、次级绕组分别

数字化控制（NC）是当今机电控制技术发展的主流，是电力电子技术与运动控制学科中的一项重要技术。本项目设计了一种基于ARM?微控制器和uC/OS-Ⅱ实时操作系统的万能材料试验机测控系统软硬件开发方案。关键技术：伺服控制系统需满足其控制精度的要求，因此对AD转换精度，位移监测精度上都有较高要求，同时实现控制系统的PID闭环调节控制；借助于实时操作系统来提高系统的实时性。关键技术路线：根据市场需求确定系统所需实现的功能，将功能模块化，之后根据功能结构划分硬件结构与技术难点的分析，硬件电路制作，软件编写，上机调试，再根据调试结果对硬件电路以及软件部分进行必要的改进。本系统所选控制器保持了强大了外设和快速中断处理能力，处理器采用Philips公司的LPC2214（ARM?）。LPC2214是一种基于支持实时仿真和跟踪的16/32位ARM?TDMI-STMCPU的微控制器，带有256KB嵌入的高速Flash存储器和16KB的RAM。128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。因此能方便的设计出高性能的控制系统，使得开发周期短，成本低，体积小。对系统而言不仅简化电路设计结构，同时使得系统具有抗干扰强，可靠性高的特点。

简易型手动卧式拉力机，控制器选用ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC（Reduced Instruction Set CPU）精简指令集高速8位AVR单片机。它可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域，一般分为 ATtiny系列、AT90S系列、ATmega系列，产品类型多。与其他类型单片机相比，具有指令执行速度快，在线编程技术ISP，并可对其反复擦写?万次以上等；与此同时，支持 AVR开发软件多，操作方便性价比高，在机电系统控制应用中有很广泛的前景。关键技术：I?C通信与AD转换精度，系统通过C8051F350采集力传感器的电压信号，通过其内部自带的??位AD转换模块将电压值转换为数字信号后发送给AVR控制芯片；如何更好的保证AD转换的精度要求系统对力值采集的硬件电路部分有合理的设计。关键技术路线：根据市场需求确定系统所需实现的功能，将功能模块化，之后根据功能结构划分硬件结构与技术难点的分析，硬件电路制作，软件编写，上机调试，再根据调试结果对硬件电路以及软件部分进行必要的改进。本系统结构简单，开发周期短，成本低，体积小，抗干扰强，可靠性高的特点同时又能满足一定的精度要求。

快速，实时性强，可靠性高已成为现代机电控制系统的主要研究对象，其主要依赖于数字控制系统的发展，因而数字化控制（NC）是当今机电控制技术发展的主流，是电力电子技术与运动控制学科中的一项重要技术，而DSP已成为这项技术的核心。DSP芯片，也称为数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微处理器。DSP芯片内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。TMS320系列是DSP大家族中的一个分支，其中包括：定点、浮点、多处理器DSP和定点DSP控制器。TMS320系列DSP的体系结构专为实时信号处理而设计，该系列DSP控制器将实时处理能力和控制器外设功能集于一身，具有快速、复杂和灵活的中断处理，丰富的数字和模拟外设，电源管理等功能，为控制系统应用提供了一个理想的解决方案，以伺服冲床控制系统为例。本系统将借助于RCP设计理念解决控制器设计的瓶颈问题（如图a/b所示），它将控制算法设计、软硬件设计集成在一起，使设计人员在实际产品生产之前，直接可以看到仿真结果，并通过快速迭代对设计进行修改以达到所要求的最佳控制效果。并且RCP设计方法具有代码的自动转换功能，设计者只需要根据所用的控制理论在MATLAB/SIMULINK环境中设计好控制模块框图，选择好编译器，就可以直接把控制模块自动的转换为可执行的源代码，移植到DSP中。因此RCP设计方法可以大大的缩短产品的开发周期，降低成本，提高生产效率。关键技术路线：根据市场需求确定系统所需实现的功能，将功能模块化，之后根据功能结构划分硬件结构与技术难点的分析，硬件电路制作，软件编写，上机调试，再根据调试结果对硬件电路以及软件部分进行必要的改进。本系统所选控制器保持了强大了外设和快速中断处理能力，同时融合了先进的高速数字信号处理功能，并借助于RCP的设计理念，因此能方便的设计出高性能的控制系统，使得开发周期短，成本低，体积小。对系统而言不仅简化电路设计结构，同时使得系统具有抗干扰强，可靠性高的特点。

SOC（System On Chip） 一种整体的设计方法概念，指的是一种芯片设计方法，集成了各种功能模块，每一种功能都是由硬件描述语言设计程序，然后在SOC内由电路实现的；每一个模块不是一个已经设计成熟的ASIC“器件”，只是利用芯片的一部分资源去实现某种传统的功能。C80C51F是Silabs公司最新推出的一款带SOC色彩的独特的8位单片机系列，集成了嵌入式系统的许多先进技术。由最初的MCS-51发展到现在C80C51F，其过程代表了一个方向，提高了系统的运行速度和增加了片内模拟和数字外设，从整体上提高了单片机的性能。C80C51F单片机是完全集成的混合信号系统级芯片（SOC），具有与8051兼容的高速CIP-51内核，与MCS-51指令完全兼容，除了具有标准8051的数字外设不见之外，片内还集成了数据采集和模拟部件和其它数字外设和功能部件，包括模拟多路选择器，可编程增益放大器，ADC,DAC，电压比较器，电压基准，温度传感器，SMBUS,I?C,UART,定时器，可编程计数器，定时器阵列（PCA）,电源监视器和时钟振荡器等。

道岔作为铁路线的咽喉，是线路最薄弱的环节，也是事故的多发点。当前，许多科研机构都在研究道岔的实时监测装置，但仍未能有效解决监测装置安装及工作时的故障因素零引入的可靠监测问题。而且随着我国铁路不断高速发展，列车运行速度不断提高，铁路道岔越发成为行车安全的关键，目前各种信息设备中的微机监测系统中均空缺转辙机缺口的自动在线监测功能。如能研制出一套有效的监测设备，无论是社会效益还是市场价值都是非常明显的。 针对这种现状，我们将采用一种全新的处理方法： 1）从理论建模入手，具体分析各种道岔及转辙机的工作特性，建立一套完善道岔及转辙机的现场运用技术安全标准，建立道岔及转辙机的“正常故障”的理论模型。 2）运用一种全新的表示杆缺口监测方法——数字图测量法，这种非接触式测量的方法可有效地解决安装及工作的不安全因素的引入问题，而且测量精度高，技术指标稳定，不会因环境温度、湿度或其它因素的变化而影响测量的精度，具有传统电子或机械直测式方法所不能比拟的优势。 3）采用多传感数据融合技术，解决道岔密贴程度的实时分析、转辙机锁闭及解锁力的分析、转辙机工作噪声的分析、转辙机内部湿度的监测等问题，为实时分析预测转辙机故障提供可靠的理论数据，可按第一步建立的“正常-故障”理论模型自动做出判断，有效解决道岔设备的检修更换头号难题。 4）利用成熟的现场工业总线技术，用一对普通信号电缆可实现全站道岔状态数据的可靠传输。 5）应用工业DSP处理技术，系统实现高度集成，解决成本及安装体积问题。 6）按站段模式组建道岔状态数据库，融入电务微机监测系统，为降你电务设备故障提供有效的自动化手段。

主要功能和应用领域 在电子式互感器技术完善过程中，经历了基本原理研究和实用化技术研究两个阶段。在实用化技术进程中，研究、制造、试验部门做了大量工作，相继在宽量程高精度测量技术、耐环境能力及可靠性技术、抗干扰技术等方面取得重要进展，在此基础上进入基于电子式互感器智能变电站的试点应用阶段。 2011年，四川建设了两座220kV智能变电站。在220kV劲松变电站投产试验期间，当利用220kV断路器对空载线路充电时，先后发生了线路充电导致线路纵联电流差动保护误动作和线路充电导致220kV母线电流差动保护误动作。 投线路开关导致基于罗氏线圈的电子式电流互感器产生一个附加动态分量，该附加动态分量上升时间约5ms、峰值达到约5.62A、持续时间约70ms。由附加动态分量波形特征可以看出，该分量特征不同于常见的因开关设备操作引发的输电线路暂态电流的暂态/动态过程。初步分析，该附加分量与电网操作及罗氏线圈原理电子式电流互感器动态响应行为有关。 围绕事件展开的调查表明，此前已有同类事件在国内其它地区发生。各厂家对此现象的认识和处理措施存在差异，国内也未见有开展相关研究工作及开展相关性能测试的报道。 考虑到智能变电站的发展需求、电子式互感器在智能变电站的重要作用、以及继电保护装置误动作带来的严重后果，四川省电力公司决定立项，开展电子式互感器动态响应行为研究，研究影响电子式互感器动态行为的因素和动态响应特性测试方法，研制可完成动态性能测试的装置，研究改善电子式互感器技术性能的方法。 项目能为产业解决的关键问题和实施后可取得的效果 提出电子式互感器附加动态分量概念，揭示了罗氏线圈电子式电流互感器出现附加动态分量的一个原因：解释了罗氏线圈电子式电流互感器出现附加动态分量的原因。 提出了一种检测电子式互感器动态响应行为的方法。该方法是用小步长（200ns—1us）电磁暂态仿真模拟输电线路电流的行波过程和罗氏线圈的暂态行为，用模拟量再现方法检测采集器和合并单元的动态响应，比较仿真一次电流与MU输出电流的差别，确定电子式电流互感器附加动态分量的大小：提出一种检测电子式电流互感器动态响应行为的方法。 研制了《电子式互感器动态响应特性测试系统》。利用该检测平台可以检测电子式互感器的动态响应特性和宽频域范围的信号传变特性，评价电子式互感器的工频信号传递特性、谐波信号传递特性和行波信号传递特性：解决了电子式电流互感器动态响应特性测试和工频信号、谐波信号、行波信号传递特性检测手段问题。 提出利用小步长（200ns—1us）电磁暂态仿真配合《电子式互感器动态响应特性测试系统》组成三相试验系统，检测电子式互感器附加动态分量对继电保护动作行为影响的方法：提出一项新的继电保护装置检测项目，防止因电子式互感器附加动态分量引起继电保护误动作 项目的特色、先进性及技术指标 创新性：提出电子式互感器附加动态分量概念，揭示了罗氏线圈电子式电流互感器出现附加动态分量的一个原因；提出了一种检测电子式互感器动态响应行为的方法。该方法是用小步长（200ns—1us）电磁暂态仿真模拟输电线路电流的行波过程和罗氏线圈的暂态行为，用模拟量再现方法检测采集器和合并单元的动态响应，比较仿真一次电流与MU输出电流的差别，确定电子式电流互感器附加动态分量的大小；研制了《电子式互感器动态响应特性测试系统》。利用该检测平台可以检测电子式互感器的动态响应特性和宽频域范围的信号传变特性，评价电子式互感器的工频信号传递特性、谐波信号传递特性和行波信号传递特性；提出利用小步长（200ns—1us）电磁暂态仿真配合《电子式互感器动态响应特性测试系统》组成三相试验系统，检测电子式互感器附加动态分量对继电保护动作行为影响的方法； 关键技术：电子式互感器建模与小步长电磁暂态仿真技术；快速、高精度D/A转换的实现技术；高精度、宽频带、宽线性范围模拟放大器实现技术； 一种利用改变实验数据流与采集器采样时间差，自动检测电子式互感器附加动态分量最大值的试验方法； 电子式互感器宽频域传递特性自动试验技术；精确到40ns的61850-9-2报文时间检测技术。 总体性能：仿真能力：支持步长为200ns—1us的电磁暂态仿真；模拟量输出能力：通道数：6路，三路用于模拟电子式电流互感器，三路用于模拟电子式电压互感器； D/A转换精度：准16位；D/A转换速率：5M点/s；放大器带宽：DC—400kHz；电压（rms）输出精度：30mV—57V范围内，误差小于0.1%；测量能力：数字量通道数：百兆口，1路；千兆口，1路；模拟量通道数：1路；模拟量采样速率：10M点/s；）模拟量（rms）信号测量精度：30mV—57V，0.1%； 试验、分析功能：工频信号传输延时测量、谐波传变特性测量、行波传变特性测量，电子式互感器动态响应行为测试，动态响应行为对继电保护装置影响实验。

在电子式互感器技术完善过程中，经历了基本原理研究和实用化技术研究两个阶段。在实用化技术进程中，研究、制造、试验部门做了大量工作，相继在宽量程高精度测量技术、耐环境能力及可靠性技术、抗干扰技术等方面取得重要进展，在此基础上进入基于电子式互感器智能变电站的试点应用阶段。 2011年，四川建设了两座220kV智能变电站。在220kV劲松变电站投产试验期间，当利用220kV断路器对空载线路充电时，先后发生了线路充电导致线路纵联电流差动保护误动作和线路充电导致220kV母线电流差动保护误动作。 投线路开关导致基于罗氏线圈的电子式电流互感器产生一个附加动态分量，该附加动态分量上升时间约5ms、峰值达到约5.62A、持续时间约70ms。由附加动态分量波形特征可以看出，该分量特征不同于常见的因开关设备操作引发的输电线路暂态电流的暂态/动态过程。初步分析，该附加分量与电网操作及罗氏线圈原理电子式电流互感器动态响应行为有关。 围绕事件展开的调查表明，此前已有同类事件在国内其它地区发生。各厂家对此现象的认识和处理措施存在差异，国内也未见有开展相关研究工作及开展相关性能测试的报道。 考虑到智能变电站的发展需

非线性失真是5G通信系统和其他新兴多载波通信系统的主要失真来源，而数字预失真代表着线性化方法发展趋势。目前，数字预失真方法均采用了对非线性器件输出信号的包络特性进行直接线性化的简单思路。由于有源非线性器件（如射频功放）存在最大输出功率的限制，故此种原理的线性化算法在高能信号区会造成输出有效增益的明显下降，也就是难以同时满足低功率损失和高线性化效果的要求。这不但造成了低下的电源利用效率，并且造成我国对进口大功率射频器件的依赖。 针对5G通信非线性失真研究的理论空白，申请人率先完成了非线性失真信号微观分析法，首次揭示了亿万个随机交调项间的定量关系，推导出了系统参数和非线性频谱间简洁的多项式表达关系，并将仿真速度提高1100倍。针对目前射频电路预失真方法的原理性缺陷，申请人建立的多级精细化数字信号预失真方法实现了在低功率损耗的条件下取得高度线性化效果，此方法可提高功放的功率利用率，降低我国对大功率射频功放的进口依赖。