静电放电电磁脉冲能量耦合的系统辨识建模

为解决工程应用中电磁脉冲响应仿真计算过于复杂的问题,提出一种基于系统辨识的ESDEMP能量耦合建模方法,选择人体模型和人体-金属模型作为模拟器电路,设计了不同ESDEMP对半圆环天线的耦合实验,将能量耦合通道作为黑箱系统,ESD放电电流和半圆环天线耦合电压作为系统的输入和输出信号,针对人体-金属模型放电测试数据,基于输出误差模型辨识方法,得到了9阶能量耦合传递函数。通过人体模型实验数据对该模型进行验证,结果表明理论预测结果与实测数据拟合度为79.53%。该方法计算简便,也适用于其它电磁脉冲效应仿真研究。     

水轮机调速系统参数辨识与系统建模测试简介

水距机调速系统的运行特征,直接关系到机组对电网指令及在电网波动情况下的响应能力,进而影响到供电品质和电网运行安全稳定.本文结合某厂现场测试工作,对其静态试验和动态试验进行了仿真.试验结果表明:据此建立的模型所提供的参数是正确的,精度符合要求.     

静电放电电磁脉冲在线缆网络中的作用规律

针对目前国内外较少研究电磁脉冲在供电线缆、通讯线缆和数据线缆等构成的各种传输网络及其重要电子终端设备中的传导耦合规律、效应评估的现状,以典型人体-金属模型(BMM)静电放电(ESD)电磁脉冲(EMP)作为注入源,对静电放电电磁脉冲在线缆网络中的传导耦合规律进行了仿真和实验研究。建立了树形结构和环形结构线缆网络的电磁拓扑仿真模型,并运用电磁拓扑理论中的BLT超矩阵方程,采用将网络传递函数和时域卷积相结合的计算方法,得到了各结点瞬态响应的仿真结果。搭建了静电放电电磁脉冲实验平台,对理论建模仿真结果进行了实验验证,实验结果与仿真结果具有较高的一致性,从而验证了理论方法的有效性。研究结果表明,线缆网络中某一端口的脉冲响应不仅与网络结构有关,而且受到网络中线缆长度、负载阻抗等变化的影响。     

基于横电磁波天线的高空核电磁脉冲辐射波模拟器设计

为解决传统核电磁脉冲模拟器存在测试空间受限的问题,提出了基于横电磁波（TEM）喇叭天线的高空核电磁脉冲辐射波模拟器设计方案。通过数值仿真验证了TEM喇叭天线的辐射场波形,指出TEM喇叭天线在应用于辐射式电磁脉冲模拟器时存在低频辐射能力差的问题;通过比较TEM喇叭天线对3种典型核电磁脉冲的辐射能力,发现辐射场的上升沿部分主要取决于激励源的上升前沿陡度,辐射场的脉冲宽度与激励脉冲的宽度有关,可以通过展宽激励源脉冲宽度的方法来补偿TEM天线低频辐射能力差的问题;通过实验验证了利用TEM喇叭天线研制电磁脉冲辐射波模拟器的可行性,但仍需要阻性加载或展宽激励脉冲等方法对TEM喇叭天线的低频辐射性能进行改善。     

基于灵敏度分析的同步发电机参数分步辨识策略

分析得到各种扰动中各同步发电机参数会表现出不同的轨迹灵敏度和平均灵敏度特征,基于此提出一种同步发电机参数分步辨识策略,将发电机各参数的影响进行解耦分解,针对不同激励方式和状态,寻找各参数自身灵敏度最大的扰动模式进行辨识。进一步提出仅含下阶跃、脉冲和短路3种试验的简化辨识策略。仿真结果显示,所提策略能够较好地解决辨识参数较多和一些参数灵敏度较低所引起的辨识困难问题,尤其是瞬态和超瞬态参数辨识精度较低的情况,辨识结果优于传统发电机参数辨识方法。     

静电放电电磁脉冲耦合的非线性优化建模

针对现有机理建模算法普遍存在计算电磁脉冲响应过程过于复杂的问题,为能够给电子设备静电放电电磁脉冲响应计算提供一种简便有效的能量耦合建模方法,设计了脉冲场强测试仪的静电放电辐射实验。用NARX神经网络代替传统NARX网络,依靠遗传算法对网络的初始权值、阈值进行优化,以3.5 kV静电放电实验数据作为建模数据对系统进行非线性辨识,并对4.5 kV静电放电电磁脉冲响应进行预测。建模结果表明,两种模型均能准确预测响应波形,但优化后的NARX神经网络模型精度更高。该建模方法计算过程简单。该方法同样适用于其他电磁脉冲响应建模。     

基于系统辨识的电化学超级电容器建模

各种不同类型电化学超级电容器的工作机理有较大区别,为克服机理分析法不适合机理复杂系统的建模和通用性差的缺点,提出一种基于系统辨识方法建立的电化学超级电容器模型。首先计算确定辨识实验数据的采样周期和长度,并采用小波分析对其进行滤波处理;针对模型结构辨识问题,利用行列式比定阶法确定模型阶次,然后在此基础上辨识模型参数;最后对模型进行仿真分析和验证。结果表明,文中建模方法可行有效,所建立的模型可以准确描述超级电容器的特性,同时待辨识数据经过小波滤波处理后可以有效提高模型精度。     

用于架空线缆电磁脉冲响应计算的Agrawal和Vance模型比较

为研究在电磁脉冲（electromagnetic pulse,EMP）的作用下,Agrawal和Vance模型在计算线缆响应方面的异同,从理论和仿真两方面分析了2种模型在传输线方程、微分变量、边界条件及激励源方面的区别。结果表明：由于Agrawal模型比Vance模型多出2个由垂直电场产生的等效集总源,故前者计算结果大于后者;若不考虑负载端由垂直电场产生的等效集总源的影响,Agrawal和Vance模型将获得相同计算结果。最后,对于线缆架设高度、线长、电磁脉冲入射角度等参数对2种模型计算结果的影响进行了仿真分析。结果表明：架空线缆线上感应电流分别随架设高度和线长的增加而增大;在[0,π/2]范围内,感应电流分别随极化角、方位角的增加而减小,随俯仰角的增加而增大。     

线性连续系统动态负荷模型的参数辨识与应用

目前在电力负荷建模中非机理负荷模型较多地采用离散系统模型或差分方程形式的模型,而电力系统数字仿真中更需要连续系统的模型。研究了作用函数不含导数项和含有导数项两种情况下的线性连续系统微分方程形式的负荷建模方法,介绍了模型参数辨识的直接优化算法,该模型对于描述线性动态负荷或小扰动下的非线性动态负荷的行为,具有一定程度的普适性。介绍了该动态负荷模型与电力系统分析综合程序PSASP的自定义连接方法。通过动模实验数据建模和仿真计算,验证了模型参数辨识算法以及模型与电力系统分析综合程序接口的有效性。     

基于广域测量系统的大区域电网负荷建模的研究

针对基于负荷特性测量装置量测的传统负荷建模方法在大区电网负荷建模过程中存在的问题,结合现阶段广域测量系统的特点,提出一种以相量测量单元可观测节点的局部电压直接量测或伪量测为基础的广域负荷建模方法.该方法在假设发电机模型、输电线路模型相对较为精确的前提下,通过进化算法和时域仿真计算逐步寻优的过程获得适应时变性的某种负荷模型.数字仿真结果表明,该负荷建模方法能够作为一种校正方法以较高的精度满足数字计算的需要,验证了该方法的可行性和有效性.     

电磁脉冲环境下电磁继电器温度场仿真

对电磁脉冲（EMP）环境下的电磁继电器温度场分布进行了三维有限元热电耦合仿真。在建立热分析模型时对热源进行了等效处理,通过电路仿真得到了电磁脉冲在电磁继电器接触系统回路中引入的干扰电流。在仿真中基于热相似理论计算了电磁继电器各向表面的对流散热系数,考虑了连接导线对散热的影响,得到电磁继电器的温度场分布。     

高空核爆电磁脉冲对便携式监护仪的辐射效应

高空核爆电磁脉冲（HEMP）对电子和电气设备构成严重威胁,但是目前针对军队急救医疗卫生装备的电磁脉冲（EMP）耦合效应及防护研究还比较薄弱。因此以某款当前军队医院所使用的便携式监护仪为研究对象,利用有界波电磁脉冲模拟器模拟产生HEMP进行辐射试验,评估HEMP对监护仪的辐射效应,在各种试验条件下测量干扰场强阈值,分析H...     

电磁脉冲模拟器技术回顾

介绍了核电磁脉冲的波形、模拟器的类型及国内外典型的模拟器,简要叙述了电磁脉冲模拟器的相关技术及其研究现状,得出快前沿脉冲模拟器将成为模拟器技术研究的热点,模拟器的波形质量、稳定性等有待进一步提高。     

基于BLT方程的传输线网络时域响应仿真方法

电磁脉冲(EMP)会对电子设备、器件以及系统的信号线路造成干扰、潜在性失效或永久性损伤,而传输线及其网络正是其主要的能量耦合通道,为研究注入式电磁脉冲对传输线网络的耦合规律,以环形网络和树形网络两种常见网络为研究对象,运用电磁拓扑理论与BLT方程,研究电磁脉冲在传输线网络中的时域响应。首先推导了传输线网络BLT方程并进行求解,建立了树形结构和环形结构传输线网络的电磁拓扑模型,在运用BLT方程求解网络结点响应的过程中,提出了先求解网络传递函数而后结合时域卷积的计算方法,对网络结点的时域响应进行了仿真计算。通过树形网络和环形网络的电磁脉冲瞬态响应的实验研究,验证了所采用的理论和仿真分析方法的有效性,这些结果对进一步研究传输线网络对电磁脉冲的响应规律和防护技术具有指导意义。     

用宽带模拟量光纤传输系统测量脉冲电磁场

介绍了一种在强电磁场环境中用于传输脉冲信号的宽带模拟量光纤传输系统。通过采用场效应管做前级放大与光电器件的非线性预校正,且提高级间RC耦合时间常数。该系统动态范围大,非线性失真小,带宽达到1 Hz~150 MHz,调整输入电路并配合天线能测量脉冲磁场或脉冲电场。给出了脉冲电磁场测量的耦合电路和测试实例。测试结果表明该系统很适用于宽带脉冲电磁场的测量。     

地下工程内部设备控制系统电磁脉冲防护的研究

为保证地下工程内部设备控制系统及其电子设备不被电磁脉冲干扰和破坏,必须研究其电磁脉冲的防护问题。通过对核电磁脉冲的产生机理及其进入工程内部的途径、电磁脉冲的基本防护技术的分析,在电磁脉冲对工程内部设备控制系统干扰测试的基础上,找出控制系统的薄弱环节,给出其电磁脉冲防护的基本方法。这对电磁脉冲防护问题的解决具有一定的参考价值。     

基于系统辨识的电子设备建模及其应用

基于实验数据,对于可测量的电磁干扰,利用系统辨识理论提出了一种为电子设备干扰建模的新方法,较好地解决了以往在为电子设备内部电路建模过程中遇到的模型精度和复杂程度之间的矛盾。并将该仿真模型应用于滤波器参数的优化设计中,使得对于结构已经确定的滤波器,能在其允许的误差范围内,考虑其元件寄生参数的情况下,进行滤波器参数的优化设计。从而弥补了以往对于可测量的电磁干扰,在进行电磁敏感性仿真分析和滤波器的设计时只以实验为主、缺乏系统仿真指导及其验证的缺陷。     

平行板型三维脉冲电场传感器的研制

宽频带传感器是脉冲电磁场测量的关键设备之一,目前用于脉冲电场测量的传感器大都是单极化形式,只能测量半空间、单极化方向上的电场。为此,研制了一种可用于脉冲电场测量的三维平行板型结构传感器,它由三维电场天线和光发射机组成,与相应的光纤传输系统配合,可以对三维脉冲电场进行同时、全空间测量。应用FDTD法对三维电场测量天线模型进行了数值模拟,重点分析了三维天线的极间耦合、三维场分量的合成与频率特性。计算结果表明,平行板型三维电场天线可以满足脉冲电场测量要求。根据数值模拟的结果实际制作了三维电场传感器并对该传感器进行了实验验证。测量结果表明,该三维电场传感器的性能达到了设计要求。