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电气自动化专业综述

电气自动化专业综述

电气自动化专业综述引言概述:电气自动化专业是应用电气工程技术和自动化技术相结合的一门学科,涉及电气控制系统、自动化设备、智能控制等方面。

本文将从以下五个方面对电气自动化专业进行综述,分别是电气自动化的定义与发展、电气自动化的应用领域、电气自动化的核心技术、电气自动化的未来发展趋势以及电气自动化专业的就业前景。

一、电气自动化的定义与发展1.1 电气自动化的定义:电气自动化是利用电气工程技术和自动化技术,通过电气控制系统实现对各种设备、工艺和系统的自动化控制和监控。

1.2 电气自动化的发展历程:电气自动化起源于20世纪初的工业自动化,经历了传统控制系统、PLC控制系统、DCS控制系统等阶段的发展。

1.3 电气自动化的意义:电气自动化的发展可以提高生产效率、降低能源消耗、提升产品质量,对于推动工业现代化和提高国民经济水平具有重要意义。

二、电气自动化的应用领域2.1 工业自动化:电气自动化在创造业、化工、石油、电力等行业中广泛应用,实现生产线的自动化控制和监控。

2.2 建造自动化:电气自动化在建造物的照明、空调、安防等方面应用,提高建造物的舒适性和能源利用效率。

2.3 交通运输自动化:电气自动化在交通信号控制、轨道交通、智能交通系统等方面应用,提高交通运输的安全性和效率。

三、电气自动化的核心技术3.1 传感器技术:传感器是电气自动化的重要组成部份,能够将物理量转化为电信号,实现对被控对象的感知。

3.2 控制系统技术:控制系统是电气自动化的核心,包括PID控制、含糊控制、神经网络控制等技术,用于实现对被控对象的精确控制。

3.3 通信网络技术:通信网络技术在电气自动化中起到连接各个控制设备和传感器的作用,实现数据的传输和共享。

四、电气自动化的未来发展趋势4.1 智能化发展:电气自动化将越来越智能化,通过人工智能、大数据等技术实现对生产过程的智能化管理和优化。

4.2 网络化发展:电气自动化将与互联网、物联网等技术相结合,实现设备之间的互联互通,构建智能化的工业生态系统。

电气工程及其自动化毕业论文文献综述

电气工程及其自动化毕业论文文献综述

电气工程及其自动化毕业论文文献综述引言:电气工程及其自动化作为一门广泛应用于各个领域的学科,在当代社会中扮演着重要的角色。

本文旨在通过对电气工程及其自动化领域的相关文献进行综述,探讨该领域的前沿研究进展、主要应用领域以及未来发展方向,为电气工程及其自动化领域的研究、应用和教学提供参考。

一、智能电网技术的发展及应用智能电网(Smart Grid)是当前电气工程及其自动化领域的研究热点之一。

智能电网通过引入信息技术和通信技术,实现对能源的高效管理和优化利用。

在智能电网技术的发展中,例如智能电表、分布式能源管理系统和电网保护自动化装置等方面取得了重要进展,并在能源领域的供电、调度、储能等方面发挥着重要作用。

二、电力系统稳定性研究电力系统稳定性是电气工程及其自动化领域中关于电力系统安全运行的关键问题之一。

通过分析电力系统中的发电机、变电站、输电线路等关键设备的可靠性和稳定性,可以保障电力系统的供电可靠性和安全性。

针对电力系统稳定性问题,研究者通过模型建立和分析,提出了一系列可行的解决方案,如控制设计、优化算法和故障检测技术等。

三、电力系统保护技术研究电力系统保护技术是电气工程及其自动化领域中非常重要的研究方向。

电力系统保护技术主要涉及到电力系统中各类故障的检测与定位、故障信息处理以及保护设备的选型等问题。

通过对电力系统保护技术的研究,可以提高电力系统的安全性、稳定性和可靠性,为电力系统的正常运行提供有力的保障。

四、电力电子技术的应用电力电子技术是电气工程及其自动化领域中的重要分支,涉及DC/AC变换器、交流电机驱动、逆变器等技术。

近年来,电力电子技术在可再生能源发电系统、电动汽车充电技术、高压直流输电系统等领域得到了广泛应用。

通过电力电子技术的发展和应用,可以提高电力系统的能量转换效率和控制精度。

五、人工智能技术在电气工程中的应用人工智能技术在电气工程及其自动化领域中的应用日益广泛。

例如,基于人工智能技术的电力系统故障诊断、电力系统优化调度、电力负荷预测等领域取得了显著的成果。

电气自动化专业综述

电气自动化专业综述

电气自动化专业综述第一篇:电气自动化专业综述电气自动化专业综述六个课时的专业导论课虽然就这样淡淡的结束了,但它却沉重的叩开了我通往电气之路的大门,通过几节课的学习,加上平时查阅了一些图书资料,阅览了一些网上的信息,我觉学到了不少东西,对电气工程自动化有了真正的认识。

一.自动化的认识:自动化专业主要研究的是自动控制的原理和方法,自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。

它以自动控制理论为基础,以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具,面向工业生产过程自动控制及各行业、各部门的自动化。

它具有“控(制)管(理)结合,强(电)弱(电)并重,软(件)硬(件)兼施” 鲜明的特点,是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。

自动化专业是一个有前景的专业,一般来说不外乎有这样几个原因:一是属于信息产业。

信息产业被人们誉为“朝阳产业”,发展快、需要人才多、待遇较高,是当今科技发展的趋势所在。

因此,作为信息产业中的重要一员,自动化专业同样有着光辉的前途。

二是自动化应用范围广。

目前,几乎所有的工业部门都可以同自动控制挂上钩,现代化的农业、国防也都与自动化息息相关。

三是本专业对于个人发展非常有利。

本专业课程设置的覆盖面广,所学的东西与其他学科交叉。

自动化专业教育是伴随着自动化技术在社会生产、生活中的广泛应用而兴起的。

它主要研究自动控制的原理和方法,自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。

在这一领域,美国处于世界领先水平。

由于自动化技术的广泛应用,社会对这一专业的人才需求也大为增加,为了适应这一形势,美国的大学及时地把这一专业的教育引进了课堂。

因为这一专业技能的适用性,这很快引起了青年学生浓厚的兴趣,这为以后美国在这一领域的迅速发展并遥遥领先于他国奠定了雄厚的人才基础。

本专业是一门适应性强、应用面广的工程技术学科。

旨在培养学生成为基础扎实、自动控制技术知识系统深入、计算机应用能力强的高级工程技术人才。

电气自动化专业综述

电气自动化专业综述

电气自动化专业综述一、引言电气自动化是一门涵盖电力系统、电力电子、机电与传动、控制理论等多个领域的综合学科,它以电气技术为基础,结合自动控制理论和计算机技术,旨在实现工业和生活中的自动化控制系统。

本文将对电气自动化专业的基本概念、发展历程、研究方向以及就业前景进行综述。

二、电气自动化专业的基本概念电气自动化专业是以电气工程为基础,结合自动控制理论和计算机技术,研究电力系统、电力电子、机电与传动、控制理论等方面的学科。

它旨在通过自动化控制系统实现工业和生活中的自动化生产和操作,提高生产效率和质量。

三、电气自动化专业的发展历程电气自动化专业的发展历程可以追溯到20世纪初,当时随着电力工业的迅速发展,人们开始意识到通过自动化控制来提高生产效率的重要性。

20世纪50年代,计算机技术的发展为电气自动化专业的研究和应用提供了强大的支持。

随着计算机技术的不断进步,电气自动化专业逐渐成为一个独立的学科,并在工业控制、电力系统、交通运输、航空航天等领域得到广泛应用。

四、电气自动化专业的研究方向1. 电力系统自动化:研究电力系统的自动化控制和优化技术,包括电力系统稳定性、电力质量、电力市场等方面的研究。

2. 电力电子与传动:研究电力电子技术在机电传动系统中的应用,包括电力电子器件、机电调速控制、电力传动系统等方面的研究。

3. 控制理论与应用:研究控制理论和方法在自动化系统中的应用,包括控制系统建模与仿真、控制算法设计和优化等方面的研究。

4. 工业自动化与智能控制:研究工业自动化系统和智能控制技术,包括工业过程控制、机器人技术、人工智能等方面的研究。

五、电气自动化专业的就业前景电气自动化专业毕业生在工业、能源、交通、通信等领域具有广泛的就业前景。

随着工业自动化的快速发展,对电气自动化专业人材的需求不断增加。

毕业生可以在电力公司、自动化设备创造企业、研究院所、高校等单位从事电气自动化系统的设计、开辟、运维和管理工作。

同时,电气自动化专业的毕业生还可以从事相关领域的科研工作,推动电气自动化技术的创新和发展。

电气自动化专业综述

电气自动化专业综述

电气自动化专业综述电气自动化是一门涉及电力、电子、计算机等多学科交叉的学科,其主要研究内容包括电力系统、电机与拖动、自动控制、电力电子技术、工业自动化等方面。

本文将对电气自动化专业的学科背景、研究方向、就业前景等进行综述。

一、学科背景电气自动化专业起源于电力工程和自动控制技术的结合,随着科学技术的不断发展,电气自动化专业逐渐形成了独立的学科体系。

在现代工业生产中,电气自动化技术被广泛应用于各个领域,如电力系统、交通运输、制造业、能源等。

因此,电气自动化专业的发展与社会经济的发展密切相关。

二、研究方向1. 电力系统:主要研究电力的传输、分配、控制和保护等方面的技术,包括电力系统规划、电力负荷预测、电力设备状态监测与诊断等。

2. 电机与拖动:主要研究各种电机的设计、控制和应用技术,包括电机的磁路设计、电机控制系统设计、电机驱动技术等。

3. 自动控制:主要研究自动控制理论与方法,包括控制系统的建模与仿真、控制算法设计、自适应控制等。

4. 电力电子技术:主要研究电力电子器件、电力电子变换器等方面的技术,包括功率电子器件的设计与应用、电力电子变换器的控制与优化等。

5. 工业自动化:主要研究工业自动化系统的设计与实施,包括传感器与执行器的应用、工业控制网络的配置与管理等。

三、就业前景电气自动化专业毕业生在就业市场上具有广阔的发展空间。

目前,工业自动化的需求日益增长,各个行业对电气自动化专业人才的需求量也在不断增加。

毕业生可以选择从事电力系统规划与运行、电机设计与控制、自动化设备研发与维护等方面的工作。

同时,随着新能源技术的兴起,电气自动化专业的就业前景更加广阔。

根据统计数据,电气自动化专业毕业生的平均起薪较高,且随着工作经验的积累,薪资待遇也会有所提高。

此外,电气自动化专业还具有较强的创业潜力,毕业生可以选择创办自己的科技公司,开展自己的研发项目。

四、结语电气自动化专业是一个充满挑战和机遇的学科,它涵盖了电力、电子、计算机等多个领域的知识和技术。

电气自动化文献综述

电气自动化文献综述

电气自动化文献综述第一篇:电气自动化文献综述电气自动化文献综述摘要在现实生活中越来越多地出现用电事故,究其主要原因,大多是因为人们不重视电气设备接地装置的运行和维护,所以有必要进行探讨以引起人们的警觉。

关键字电气设备接地装置维护一、使用维护电气设备中的误区(以农机为例)1.“电枢”与“磁场”接线柱接反了。

三联调节器“电枢”与“磁场”接线柱,应分别接至发电机“电枢”与“磁场”接线柱。

若粗心大意把这两根线接反了,则会因发电机的输出电流将通过1Ω电阻构成回路,因电流过大被烧毁。

2.损坏的二极管继续使用。

当发现硅整流发电机不发电或充电电流很小时,可能是由于二极管的损坏而引起的,查清后应立即更换,如继续使用,将会引起定子绕组一相或两相烧毁。

3.未按季节温度变化调整电解液。

这样会使蓄电池极板不能在最佳比重的电解液内工作,将大大缩短其使用寿命。

另外,在冬季还容易造成电解液结冰而胀坏蓄电池。

4.硅整流发电机安装蓄电池时不注意搭铁极性。

这样做会因二极管的导通使蓄电池短路,使硅二极管迅速烧毁。

所以安装蓄电池时必须正确分辩蓄电池的正负极桩,确认无误后才能连接。

5.拆掉调节器与发电机的搭铁钱。

机车电系均为单线制电路,所以不少驾驶员误认为发电机与调节器的搭铁连线可以省掉(利用机体作搭铁连线)。

但机体上有油污、油漆等,发电机与调节器之间存在一定电阻,使通往调节器的两并联线圈的电流不能随发电机电压的升高而增大,造成截流器白金触点不能闭合和1Ω电阻烧毁而不充电。

因此,不应拆掉调节器与发电机的搭铁线。

6.将调节器随便平装在机车上。

不是按原来那样垂直安装,这将引起调节器白金触点因路面不平或机车振动而振动,影响发电质量与工作稳定。

7.充电时间过长。

蓄电池的容量是有限的,如果在充足电后,还继续充电,储存的电能不会增加,充电电流只是在电解水。

长时间的过充电还会使极板活性物质脱落,加速蓄电池的自放电。

8.加入电池内的电解液过多或过少。

加入单格电池的电解液应浸没极板10~15mm,这样就有足够的硫酸参加化学反应。

电气自动化文献综述

电气自动化文献综述

电气自动化文献综述电气自动化是一门涉及电力、电子、信息和控制等多学科知识的交叉学科,它通过运用先进的电子技术和计算机技术,实现对各种电气设备和系统的自动控制和监测。

在工业、建筑、交通和能源等领域,电气自动化发挥着重要作用,提高了生产效率、减少了能源损耗,并且为人们的生活带来了便利和舒适。

本文将就电气自动化的相关领域,结合相关文献,进行综述和总结。

1. 电气自动化在工业领域的应用在工业生产过程中,电气自动化技术可实现对机械设备、生产线和工艺流程的智能控制,提高生产效率和产品质量,同时降低了劳动强度和事故风险。

例如,自动化生产线可以完成复杂、重复和高强度的工作任务,减少了人工操作的需求。

通过先进的传感器和控制系统,电气自动化可以实时检测和控制生产过程中的温度、压力、流量等参数,保证生产过程的稳定性和安全性。

文献研究表明,电气自动化在工业领域中的应用可以大幅提高生产效率和资源利用效率,对企业的竞争力有着显著的影响。

2. 电气自动化在建筑领域的应用电气自动化在建筑领域的应用主要体现在智能建筑系统的实现上。

用先进的电子技术和通信技术,可以实现对建筑物内部照明、空调、通风、安防等系统的集中控制和管理。

例如,通过智能调光系统,可以根据建筑物内部光照情况自动调整灯光亮度,节约能源的同时增加照明舒适度。

通过智能温控系统,可以实时控制室内温度和湿度,提供舒适的工作和生活环境。

通过智能安防系统,可以监控建筑物的入侵和火灾等安全问题,提高建筑物的安全性和人员的安全感。

电气自动化在建筑领域的应用带来了更加智能化和便利化的居住和工作环境。

3. 电气自动化在交通领域的应用在交通领域,电气自动化技术在智能交通系统中的应用日益广泛。

通过先进的电子感知器和通信技术,可以实时监测交通流量和道路状态,并根据需求对信号灯进行自动控制。

例如,交通信号灯可以根据路口的交通流量情况自动调整绿灯时间,优化交通流动性和道路通行能力。

另外,电气自动化还可以应用于轨道交通系统中,实现对列车的自动运行和调度控制,提高列车运行的安全性和效率。

电气自动化专业综述

电气自动化专业综述

电气自动化专业综述一、引言电气自动化是一门综合性学科,涉及电力系统、电机与拖动、电子技术、控制理论等多个领域。

本文将对电气自动化专业进行综述,介绍其基本概念、发展历程、相关技术和应用领域。

二、基本概念电气自动化是指利用电气技术和自动控制技术,对各种生产过程、工程设备和系统进行控制、监测和管理的技术和方法。

它通过传感器、执行器、控制器和计算机等设备,实现对电力设备、工业生产线、交通运输系统等的自动化控制和管理。

三、发展历程电气自动化专业起源于20世纪初的电力工程和自动控制理论的结合。

随着电子技术的发展和计算机技术的普及,电气自动化得到了迅猛发展。

20世纪80年代以来,电气自动化在工业生产、能源管理、交通运输、环境监测等领域得到广泛应用,并逐渐形成了独立的学科体系。

四、相关技术1. 电力系统技术:包括电力传输、变电站设计与运行、电力负荷管理等,主要解决电力供应和分配的问题。

2. 电机与拖动技术:主要研究电机的控制和拖动技术,包括电机的调速、位置控制、力矩控制等。

3. 控制理论与技术:涉及控制系统的建模、稳定性分析、控制算法设计等,是电气自动化的核心内容。

4. 传感器与执行器技术:研究各种传感器和执行器的原理、设计和应用,用于实现对物理量的测量和控制。

5. 计算机技术:包括嵌入式系统、计算机网络、人机交互等,为电气自动化系统提供计算和通信能力。

五、应用领域电气自动化技术广泛应用于各个领域,包括工业生产、能源管理、交通运输、环境监测等。

以下是几个典型的应用领域:1. 工业自动化:电气自动化在工业生产中的应用非常广泛,包括自动化生产线、机器人控制、工艺过程控制等。

2. 电力系统:电气自动化在电力系统中的应用主要包括电力传输、变电站控制、电力负荷管理等。

3. 交通运输:电气自动化在交通运输领域的应用包括交通信号控制、智能交通系统、轨道交通控制等。

4. 环境监测:电气自动化技术在环境监测中的应用主要包括空气质量监测、水质监测、噪声监测等。

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研究生论文文献综述姓名:学号:专业:射频功率放大器数字预失真技术研究仿真摘要主要研究了射频功率放大器的数字预失真技术。

射频功率放大器本身存在固有的非线性特性,会导致系统误比特率高和相邻信道干扰严重。

正交频分复用(OFDM技术广泛应用于第三代移动通信系统,但由于峰均比很高,它比其它信号对射频功率放大器的非线性更敏感,因此线性化射频功率放大器显得特别重要。

首先介绍了射频功率放大器非线性的具体表现和OFDM射频信号的特点,分析了射频功率放大器不同行为模型的特点。

接着,结合自适应的知识介绍了数字预失真技术的常用算法,分析了查找表法、多项式法和神经网络法预失真的原理。

结合查找表法精度高和多项式法存储空间少的优点,提出了查找表和多项式的联合预失真算法以及一种最优分段的方法,并通过仿真得出最优分段数。

最后,通过仿真证实了基于最优分段数的联合预失真算法比查找表法或者多项式法的预失真效果更好。

关键词: 正交频分复用;查找表;多项式;联合预失真;最优分段目录摘要 (1)1、课题的研究依据 (3)2、课题的目的和意义 (3)3、射频功率放大器线性化技术的研究现状 (4)参考文献 (6)1、课题的研究依据无线通信技术在过去十年中有了突飞猛进的发展。

通信技术的发展不仅改变了人们的通信方式,也在一定程度上改变了人们的生活方式。

高数据传输速率,高频带利用率的第三代移动通信技术已经发展成熟,现在世界各国正在进行第四代通信技术的研究。

射频功率放大器是无线通信系统中最关键和最昂贵的器件,也是最主要的非线性源。

非恒定包络的线性调制信号通过非线性放大器后将会产生互调失真,造成频谱扩展,落于信道带内的失真增加了误码率,同时产生邻道干扰(ACI Adjacent Channel Interference),减小系统的频带利用率。

因此,新一代通信技术对功率放大器的线性度提出了很高的要求。

除此之外,同步数字微波传输系统和高清数字电视系统也对放大器的线性度提出了苛刻的要求。

因此,线性功率放大器设计技术已经成为通信系统的关键技术。

数字预失真技术是功放线性化技术中最热门的技术。

随着无线用户的飞速发展和宽带通信业务的开展,通信频段变得越来越拥挤,在设法提高频谱效率的同时,希望提高功率效率,使用最小的功率来保持每个信道的有效链接,同时保证对相邻频段的用户产生最小的干扰,即必须在所规定的频段内传送信号。

并且为了充分利用频率资源,提高系统的传输速率,线性调制技术如正交移相键控(QPSK)、十六进制正交振幅调制(16QAM)及多载波调制技术如正交频分复用(OFDM)、WCDMA等得到了越来越广泛的应用。

但通信系统中的非线性器件必定会使发送信号产生非线性失真,从而对相邻信道产生不同程度的干扰。

对于一个高功率的射频发射机而言,这些失真信号虽然比所要输出的信号小许多,但是它的绝对值还是很大,会对系统产生干扰,因此必须把它控制在一定的范围内。

功率放大器是通信系统中非线性最强的器件之一,其非线性失真会对无线通信系统产生诸多不良影响。

它会使输出信号星座图的实部和虚部发生偏移,使眼图的眼睛闭合,导致频谱扩展而干扰邻道信号并恶化误码率。

此外,失真还使系统的数据率下降,进而使系统的容量降低,或使系统信道频率间距变大而使系统的频谱利用率下降。

不仅如此,功率放大器在基站中的成本比例约占1/3,这样如何有效、低成本地解决射频功率放大器的线性化问题就显得非常重要。

基于这些原因射频功率放大器的线性化技术成为一个广泛活跃的研究领域。

2、课题的目的和意义随着无线通信技术的快速发展,为了在有限的频率范围内容纳更多的通信信道,广泛采用具有频谱利用率较高的线性调制和宽带通信的传输技术。

在现代数字通信系统中,多采用QPSK或16QAM的调制方式。

这些调制方式要求射频系统具有很好的线性特性,否则将会导致已调制矢量信号的幅度和相位出现偏差,同时导致频谱扩展,对邻道信号产生干扰,导致误码率的恶化。

射频器件的非线性失真将恶化宽带数字传输系统的性能。

这就对射频信号处理系统的线性度要求越来越高。

因此,必须寻求一种高效率失真矫正技术来弥补其非线性所造成的影响,进而提高系统的线性度,这样才能满足不断发展的通信技术要求。

一般来说,功率放大器设置在发射机天线的前级,作用是将已调制信号进行功率放大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,对无错误的数据进行解调并且不干扰相邻信道的通信。

设计功率放大器时,如何避免失真是关键问题,我们要求功率放大器的输入信号尽量无失真地放大。

若信号失真,高频信号的载波数据就会有损失。

功率放大器是射频系统的关键部件,也是产生非线性的主要部件,因此改善功率放大器的线性化研究具有重大意义。

3、射频功率放大器线性化技术的研究现状目前,国内外从学术界到企业界都对射频功率放大器的线性化技术研究十分重视。

国内的东南大学、浙江大学、电子科技大学等高校都对这项技术开展了研究工作,但由于起步较晚,基本上2000年后才有这方面的研究论文发表。

国内工业界只有华为、中兴少数公司有这方面的发明专利。

国外学术界对这方面的研究广泛而深入,上世纪八十年代就有研究成果发表。

Intersil、Maxim等公司都有专用的预失真芯片,安捷伦的射频设计软件ADS也集成了功率放大器线性化设计模块。

而国内市场上的功率放大器模块在设计上基本上采用了功率回退法,这样就造成了射频功率放大器的效率低下,电源利用效率一般仅仅在1%~5%左右。

所以很有必要对射频功率放大器进行深入研究,更重要的是把理论研究成果转化为市场上有竞争力的产品,使我国在第三代移动通信市场上处于领先地位。

如何实现射频功率放大器的高效率和高线性度是射频功率放大器设计制作的基本出发点。

为此国内外的研究人员做了大量工作,从理论分析到实验分析都有量的研究成果出现。

总结起来对射频功率放大器的线性化方法主要有两种:一个是输入功率回退的方法,另一个是采用外部电路来矫正功率放大器的非线性特性。

功率回退法是目前市场上现有功率放大器模块设计的主要设计方法,它用大功率的管子作小功率用,即用牺牲功率放大器效率的方法来提高线性度。

这种方法就是将输入功率降低使功率放大器工作在线性区域。

从经济利益方面考虑,能提供如此大功率的放大管价格是非常昂贵的。

基于此原因,功率回退所能获取的互调是有限的,随着功率的进一步增高,仍旧依靠功率回退是不能解决问题的。

采用适当的外部电路来改善功率放大器的线性度是比较切实有效的。

这其中主要包括三种功放线性化技术:前馈技术,反馈技术和预失真技术。

其中,预失真技术具有电路形式简单、调整方便、效率高、造价低等优点。

目前,预失真线性化技术大体可分为数字预失真和射频模拟预失真两种方法。

数字预失真技术广泛采用了数字信号处理的硬件和软件来实现,大多数是在基带信号频谱内进行的预失真处理。

预失真技术是一种广泛使用的射频功率放大器线性化技术,它分为射频预失真、中频预失真和基带预失真3种。

根据预失真器处理信号的形式,又可以分为模拟预失真技术和数字预失真技术。

数字预失真技术是指在数字域内完成信号预失真处理的技术,一般有两种实现方式,基于非线性射频功率放大器的参数模型实现和基于查找表方式实现。

查询表预失真技术是把放大器的输入功率(或幅度)作为查询表的索引指针,把功率放大器的复增益预调整值作为指针对应内容存储在RAM表中,工作时根据输入信号的功率或幅度信息查找其对应预调整值,并将其输出给后继电路,达到线性化的目的。

在查询表的位数足够大的情况下,基于查找表LUT的预失真性能要大大优于基于模型的方法。

但位数足够大时,实现起来存在一定的困难。

基于非线性射频功率放大器的参数模型预失真技术主要通过某种函数形式,用计算的方法来得到原输入信号经过预校正器的对应输出,这种方法由于节省了用于查询表的RAM存储片而受到不少的关注和垂青。

非线性射频功率放大器的参数模型预失真理论研究中,确定一个好的多项式功放模型十分重要。

根据是否考虑功放的记忆性,可分为无记忆和有记忆的预失真。

无记忆的功放常用的模型有:针对行波管功率放大器的Saleh模型,针对固态功率放大器Rapp模型等。

有记忆的功放模型有:Wiener模型、Hammerstein 模型、Volterra级数模型建模记忆性非线性系统。

在以上模型中,Volterra级数模型建最为准确,但其系数的提取较为复杂,没有太大的实用价值。

Wiener 模型、Hammerstein棋型的参数最小而且最容易通过数字器件来实现,但是准确有效的识别其模型参数依然是非常艰巨的任务。

由于数字预失真系统对需要在基带系统中对信号进行适时数字处理,系统的结构和算法将直接影响到整个发射机系统的整体性能。

同时,优化的系统算法能够大大满足DSP芯片的计算负荷和适时性需求,能够整体降低系统实现成本。

因此,提出有效并且能够实际应用的预失真器识别算法对于数字预失真系统的应用和发展具有非常重要的意义。

对于Wiener模型的识别算法主要分为以下几种:频域算法、基于预测误差的时域算法、线性回归的初值估计法、采用Gauss白噪作为输入信号的参数识别法等。

以上各算法中,误差估计法等都要进行大量的迭代运算,而且可能出现收敛到局部最小量而非全局小量的特点;Gauss白噪信号输入还必须在系统识别时注入训练序列,增加了实际应用的复杂度;线性回归的初值估计法的精度有待提高。

对于Hammerstein模型的识别算法主要有:NG迭代算法和牛顿迭代算法是应用最为广泛的迭代算法,其主要缺点为收敛结果对于初始值很敏感,容易收敛到局部最小值。

而最小二乘法/奇异值分解法能够得到全局最小值,但不一定是最为精确的估值结果,而且计算量很大。

自适应滤波算法的研究是当今信号处理领域中最活跃的课题之一。

自适应滤波算法不仅在数字预失真技术中有应用,还广泛应用于系统辨识、回波消除、自适应谱线增强、自适应信道均衡、语音线性预测、自适应天线阵列等诸多领域。

寻求收敛速度快,计算复杂性低,数值稳定性好的自适应滤波算法是研究人员不断努力追求的目标。

几种典型的自适应算法有:最小均方自适应算法,仿射投影算法,RLS算法,基于QR分解的RLS算法等。

最小均方自适应算法的优点是结构简单,鲁棒性强,其缺点是收敛速度很慢。

固定步长的最小均方自适应算法在收敛速度、时变系统跟踪速度与收敛精度方面对算法调整步长因子的要求是相互矛盾的。

为了克服这一矛盾,人们提出了许多变步长最小均方自适应算法,这也是当前研究的热点。

参考文献[1] 傅佳晨.WCDMA数字直放站中数字预失真研究及其FPGA实现.厦门大学硕士学位论文.2008.[2] 张羽. 射频功率放大器数字预失真研究.沈阳理工大学硕士学位论文.2010.[3] 万亮.数字预失真短波功率放大器线性化研究. 南昌大学硕士学位论文.2010.[4] 王胜水.数字预失真放大器中的自适应算法研究.电子科技大学硕士学位论文.2009.[5] 张璐璐. 基于OFDM信号的数字预失真技术研究.西安科技大学硕士学位论文.2009.[6] 杨小海. 基于FPGA的射频功放数字预失真技术平台研究与实现.杭州电子科技大学硕士学位论文.2010.[7] 郑斌. WCDMA直放站系统中数字预失真技术的设计与实现.北京邮电大学硕士学位论文.2010.[8] 田宇.基于FPGA的射频功放数字预失真器设计.哈尔滨工业大学硕士学位论文.2008.[9] 吴燕鸣. 多阶调制自适应数字预失真算法的研究与改进.哈尔滨工业大学硕士学位论文.2008.[10] 张定宇.WCDMA直放站中频偏估计和数字预失真算法设计与实现.北京邮电大学硕士学位论文.2010.。

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