强激光靶耦合过程中激发的电磁脉冲诊断与分析

本文论述采用脉冲天线对激光靶耦合过程中产生的电磁脉冲信号进行采集,列举了在相同条件下,纳秒激光与几种靶相互作用激发的电磁脉冲信号,分析了靶型对电磁脉冲信号的影响,得出靶的对称性设计有助于抵消靶室内的电磁干扰的结论。并且,通过测量靶室内与靶室中心不同距离区域的电磁脉冲信号,总结出电磁脉冲在靶室内的传播规律。由于靶室内回波振荡的作用,随着远离靶室中心,脉冲幅值先减小,后增大。且随着距离增大,越靠近靶室内壁区域受到回波振荡的影响越大,进而导致电磁脉冲持续时长增大。通过回波振荡论证测试与屏蔽实验,得出回波振荡在靶室内电磁脉冲信号中占有较大比重的结论。诊断设备的安放应尽量避免靶室中心与靠近靶室内壁区域。     

基于神光Ⅲ主机装置激光打靶产生电磁脉冲特性研究

激光打靶过程会产生大量的电磁脉冲,脉冲强度大,频带宽,会影响各种重要诊断设备的正常运行以及精密物理结果的精确测量。本实验在神光Ⅲ主机装置靶室壁和靶室外搭建诊断系统,并利用自行设计的多款天线进行脉冲信号的采集,为电磁脉冲特性的进一步研究提供了实验依据。本文分别对电场天线与磁场天线采取不同的数据处理方法以获得靶场电磁场分布,多发数据表明,大盘锥天线测得信号最强,超频段偶极天线测得信号最弱,靶室内外均产生较强的电磁干扰,需要进行相应的电磁屏蔽。     

冲击振动实验的控制和数据采集研究

利用LabVIEW的多线程技术开发了冲击振动系统动力学实验台的控制系统,并设计了数据采集分析软件.该软件通过非NI的多功能卡实现了对2只两位三通电磁阀的换向控制及多个通道模拟量信号的采集,同时通过计算机串行端口与激光靶控制器通讯,进行激光靶坐标数值采集.利用数据分析模块对所采集的信号进行显示,同步指示传感器和激光靶在某时刻的数据,并通过各通道信号的频谱检验数据的正确性.     

GIS中局部放电特高频信号采集系统

研制了一套GIS中局部放电的特高频检测系统。用特高频天线和频谱分析仪采集局放信号,通过GPIB卡传送给计算机进行分析处理,并在GIS中构造了一种常见的故障类型,对该系统进行了验证。实验结果表明,该系统能够采集到GIS中局部放电产生的特高频信号。     

基于压缩感知技术的电磁脉冲信号测量方法

电磁脉冲信号的详细衍变过程,特别是其陡峭前沿的变化信息,有助于深入理解电磁脉冲信号产生及传播过程,它对于我国国防和自然科学的发展都有着极其重要的科学和实践意义。本文提出一种基于三路并行低速模数转换器(TPL)的模拟信号压缩感知技术,通过对传感器输出的电磁脉冲信号进行欠采样(信号的采样频率低于奈奎斯特采样定理的要求),得到并恢复被测电磁脉冲信号的高速采集波形。基于TPL压缩感知技术的应用,可以降低被测电磁脉冲信号陡峭前沿对后端电子ADC采样速率的要求。本文针对TPL实现过程中稀疏字典、观测矩阵的建立方法,以及信号的重构方法进行了深入地研究,创新性地提出基于KSVD的原子数自适应字典构建方法。在此基础上,通过仿真和实验测试了TPL系统对电磁脉冲信号的压缩感知采集效果,以此验证了该方法的可行性。     

电爆炸丝断路开关的电磁辐射研究

为研究电爆炸丝开关切断时产生的强度在近距离内可对效应物产生严重破坏的电磁辐射,在TomaChan系统装置中用拉杆天线测得了所产生的电磁辐射信号波形并经FFT变换后得到其频谱也得到了通过电爆炸丝开关的电流。结果表明电爆炸丝开关所产生的信号是一个主频在75 MHz频谱较宽的电磁波。所测电流峰值约为19 kA,其随时间变化过程可以分为3个阶段。分析讨论了开关运行的辐射干扰现象以及产生机理,为辐射干扰进行屏蔽防护提供参考,可供带有电爆炸丝切断开关的脉冲功率系统产生辐射的研究参考。     

脉冲等离子体推力器电磁辐射干扰诊断

脉冲等离子体推力器(PPT)是一种PPT以脉冲方式工作的适用于微小卫星姿轨控系统的空间电磁推进系统,为了研究其在工作过程中因瞬间高压放电而产生的严重电磁干扰(EMI),论述了PPT的EMI产生机理,分析了PPT电磁辐射干扰感应电压频谱;通过一种简易短单极杆状天线和霍尔探针对PPT电磁辐射干扰进行了诊断,分别测量了PPT点火电路和主放电电路EMI信号电磁场分布,研究PPT电磁辐射干扰的分布规律;并结合地面试验的实际,提出了相应的的电磁兼容方案。研究表明:PPT辐射EMI是一种低频非周期性电磁脉冲,在其作用范围内,如不采取措施,会对周边电子设备造成损害。     

电力系统真实间谐波存在判据研究

对电力系统电压或电流信号进行离散傅里叶变换得到的间谐波频谱,不仅由真实的间谐波成分产生,也可由其他的系统扰动引起,因此,从频谱上判断真实间谐波的存在性是进行间谐波具体参数计算的前提。首先从理论上分析并指出,分析窗口内各周波之间的波形差异是间谐波频谱产生的原因,并在此基础上提出一种基于间谐波时频等值线图和成分出现率的真实间谐波存在性判别方法。该方法首先对某考察时段内的所测信号做连续离散傅里叶变换,得到该信号的幅值时频矩阵,结合该矩阵对应的成分出现率和判别阀值,判别出信号中的真实间谐波成分。所提方法实现过程简单,原理清晰,能够判别出所测信号中的真实间谐波成分。对多个现场测量数据的分析验证了所提方法的有效性和实用性。     

虚拟仪器在电机振动分析测控系统中的应用

介绍了基于虚拟仪器技术所构建的电机振动分析测控平台。该测控平台主要由数据采集模块、振动频谱分析模块、控制模块等部分构成。数据采集模块能够实时采集电机运行过程中的振动信号;通过振动频谱分析模块可对所采集的电机振动数据进行功率谱分析、谐波分析、STFT时频谱图分析等;测控平台中的控制模块可调用不同的控制算法,为电机在不同控制律下的振动情况研究提供了方便。测试实验结果表明,该测控平台可以有效地实现电机调速控制、振动数据采集与分析。     

基于光电阵列的微型弹体测速

弹丸速度测量结果的精确度和统一性,对武器的生产、研究、发展和应用产生直接的影响,测量结果的有效率则影响着试验效率和消耗。本课题设计了基于光电阵列探测器的激光靶,有效加大了靶距,进一步提高了弹丸初速度测量结果的精确度、稳定性和有效率。同时结合单片机STC89C52RC处理激光靶采集的信号,组成了一套微型弹体速度测试系统。并进行了相关的实验,证明了所设计的实验样机的可行性。实验表明:这种新型测速方法具有调试简单、成本低、实验成功率高以及系统的时间分辨率可达微秒级等优点。