伽利略EPTS中原子钟频率稳定度与噪声类型分析

本文对伽利略系统实验精确授时中心(EPTS)中四台原子钟的主要特性进行了分析.首先基于原子钟的信号模型和时域上的实验测量数据,用Allan方差对各原子钟的频率稳定度进行了计算与分析.其次运用最小二乘算法对短期和长期的时域稳定度数据进行线性拟合,根据拟合斜率鉴别了影响EPTS中各原子钟的主要噪声类型.实验结果表明,EPTS中具有高短期稳定度的氢原子钟和三台高长期稳定度的铯原子钟满足在GSTB-V1阶段产生实验伽利略系统时间(EGST)的设计要求.     

高精度的频率测量系统比较

鉴于拍频技术是将待测的高频信号转换到低或中频段,极大提高测量分辨率的特性,本文设计了基于拍频技术的频标比对平台,比较采用时间隔计数器测量拍频信号和拍频信号数字化后利用数字信号分析处理的测量性能.文章详细介绍了基于拍频技术的低频信号数字相关算法分析估计频率的基本原理,最后给出了比较测试的试验结果.系统测试显示数字拍频测量系统能获得阿伦方差(τ=1s)3×10-14/τ,而通过SR620时间间隔计数器测量阿伦方差为(τ=1s)4.7×10-12/τ.文章还简单对量化噪声响、算法性能等因素对测量结果的影响进行了讨论.     

基于AT89C51的低频高压脉冲电源的研究

随着现代电力电子技术的不断进步,各种高精度的电子设备不断涌现,而这些设备的正常运行,都离不开电源系统的有效支持.介绍了一种利用AT89C51芯片来控制高频PWM调制工作时间的方法,改变逆变电路工作状态,最终使系统输出脉冲波形.经仿真实验证明.其输出的脉冲电压幅度连续可调,脉宽和频率也均可由用户在规定范围内调整,是一种稳定可靠的可调高压脉冲电源.     

配电网M-1算法研究应用

电网建设中,为了提升供电可靠性,通常要进行,N—1校验分析。在配电网中,N-1校验应用还不成熟,配电网N-1的定义及算法都有待研究。通过分析配电网特点,参照输电网N-1分析方法,提出了配电网N-1概念及其算法,并将其应用于配电网规划过程的可靠性评估分析。分析表明,配电网N-1指标能够准确反应配电网在负荷转带时的方案数目,与传统算法相比,具有更加广泛的适应性。     

配电网N-1算法研究应用

电网建设中,为了提升供电可靠性,通常要进行,N—1校验分析。在配电网中,N-1校验应用还不成熟,配电网N-1的定义及算法都有待研究。通过分析配电网特点,参照输电网N-1分析方法,提出了配电网N-1概念及其算法,并将其应用于配电网规划过程的可靠性评估分析。分析表明,配电网N-1指标能够准确反应配电网在负荷转带时的方案数目,与传统算法相比,具有更加广泛的适应性。     

AT供电方式比选研究

AT供电方式因自身的技术性优势而成为适合于高速、重载等大电流机车运行的首选供电方式,本文根据牵引变电所提供给牵引网的电压等级及变电所出口是否设馈线AT,对几种不同模式AT供电方式的阻抗特性及机车正常运行时的电流分布、故障状态下的短路电流进行了仔细的理论计算与仿真分析。本文的理论研究可为实际工程应用提供直接的理论指导。     

自适应调速采样率的相量在线测量算法研究

各种基于定间隔采样技术的相量测量算法到同时满足计算量小、跟踪速度快和计算精度高等要求。文中提出了一种自适应调整采样间隔的等角度采样原则（ＥＡＳＰ）,并开发了一种新的快速准确的相量在线测量算法。该算法根据信号当前频率随时间调整采样率,可有效消除由于信号频率变化带来的各种误差。仿真测试表明该算法法可以广泛地应用于各种相量测量或频率测量装置中。     

用于电力系统谐波频率高分辨估计的MUSIC算法

指出了目前电力系统谐波频率常规估计算法的诸多不足,将基于多重信号分类（MUSIC）的高分辨谐波频率估计算法引进电力系统谐波频率估计领域。给出了MUSIC算法的基本原理,对MUSIC算法的频谱分辨能力和频率检测门限进行了理论分析,在Matlab仿真平台下对MUSIC算法和FFT算法的频率估计性能进行了比较。理论分析和Matlab仿真结果表明,MUSIC频率估计算法对数据量要求较低,具有良好的分辨特性和抗噪声能力,且能够检测微弱的谐波信号。     

一种电力系统实时测频的精确算法

频率是电力系统运行的一个重要质量指标.它反映了电力系统中有功功率供需平衡的基本状态.本文在对技巧离散傅立叶算法(SDFT)[1]进行理论分析和仿真检验的基础上,对算法进行了改进:修正计算公式、对数据进行平滑和加门槛值处理.仿真计算结果表明:改进的SDFT算法能在电力系统频率偏离额定值的情况下自动跟踪频率变化测得其精确值.算法还具有数据窗较短、易于在数字信号处理芯片(DSP)上实现的特点,能够满足实时测量的要求,有着很好的工程应用前景.     

用于微机保护的1／4周波傅氏算法研究

提出一种基于1／4周波的傅氏算法,该算法由2个1／4周期的正弦滤波器和余弦滤波器构成,数据窗为每周波全部采样点的1／4加2个采样点,大大提高了微机保护的速度,并通过数学处理消除了衰减非周期分量对基波的影响。经过大量仿真试验可知,该算法的滤波效果满足一定的要求,其响应速度较全波和半波傅氏算法快,在电力系统微机保护中具有良好的可行性。     

基于氢原子钟组的复合控制算法的研究

原子钟组的控制算法对原子钟组的稳定度和准确度有着直接影响,良好的原子钟组控制算法对原子钟守时系统有着重要作用。为进一步提升原子钟的稳定度,在国内首次将钟差预测用于氢原子钟组控制中,提出了一种氢原子钟的预控制算法,并结合现行的滞后式控制算法,形成了对氢原子钟组的复合控制算法。用实际氢原子钟数据对复合控制算法进行了实验验证,验证结果表明,该复合控制算法的性能要优于现行滞后式控制算法。该复合控制算法的提出对提高我国原子时的稳定度有很好的推动作用。     

基于GPS接收机的铷原子钟驾驭方法研究

以GPS接收机输出的1 pps信号为参考信号,控制铷原子钟,在对铷原子钟短期稳定性影响最小的前提下,获得较好的准确性和长期稳定性.采用最小二乘法对铷原子钟的参数进行估计,计算铷原子钟的频率调整量,对铷原子钟进行调整,使其和UTC时间保持同步.实验结果表明,受驯铷原子钟输出1 pps与UTC（NTSC）主钟钟差的标准差优于8 ns、100 s采样的ALLan方差为1.41E-12,10 000 s采样的Allan方差为4.74E-13,表明用该方法驾驭铷原子钟是成功的.     

Design of stabilized laser for optically pumped atomic frequency standards

The influence of a stabilized laser's fluctuations in an optically pumped atomic frequency standard is considered. It is important to use a laser with narrow linewidth and select the modulation frequency where the laser's free‐running frequency fluctuation at twice the modulation frequency is the lowest. Employing these considerations, the stabilized laser for our optically pumped cesium beam frequency standard is designed. © 2001 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 136(2): 31–37, 2001     

小型频标与频率稳定度测量系统

在理解铷原子频标及时测量系统基本原理的前提下,提出了一种改进型的铷原子频标及频率测量系统,对该系统的设计方案进行了深入的剖析和讲解。分析各部件对系统频率稳定度的影响,设计出高精度的恒温控制压控石英振荡器、DDS频率源、调相电路、晶体管及阶跃二极管倍频电路、伺服电路等,优化电路设计和参数选择,实现优势组合与互补的铷原子频标系统。利用铷原子频标输出的标准频率信号作为测量系统的标准频率输入,引入DDS实现差拍法和多模式频差倍增法[1]相结合的方法,实现高精度的可测量各种频率的频率稳定度测量系统。     

基于 LSA-MP 改进原子分解的 电能质量数据压缩方法

电能质量数据压缩是电能质量问题检测和识别中的重要步骤,其本质即为探寻电能质量稀疏特征的过程。针对稀疏分解中常用的匹配追踪算法在匹配最佳原子时计算复杂度高、耗时长,不能满足电力信号分析实时性要求的问题,应用收敛精度高、收敛速度快以及全局寻优能力强的闪电搜索算法搜索最佳原子,提出了闪电搜索匹配追踪算法。利用所提算法在构建的电能质量相关原子库中对电能质量信号进行原子分解,提取电能质量特征参数,将提取到的参数作为压缩后的电能质量数据,实现电能质量数据压缩。实验结果表明,所提算法匹配最佳原子的耗时约缩短为原算法的1/98,基于所提算法的电能质量数据压缩方法在匹配最佳原子满足电力信号分析的实时性要求,具有较高的压缩率和较低的重构误差,提高了数据压缩的性能。     

基于PTP协议的列车通信网络时间同步优化研究

目前列车通信网络支持的网络时钟协议,时间同步精度只能达到亚微秒,无法满足当前列车各节点时间同步精度的需求。针对上述问题,本文提出将精确时钟协议应用在列车通信网络中。为了实现低偏差范围情况下的高同步精度,本文在传统PI控制算法基础上,在改进的时钟伺服系统中提出多模型PI控制优化算法,设定比例系数KP和积分系数KI的阈值极限值,推导阈值极限值与PI输出补偿值的定量关系,进而补偿从节点的时间偏差。最后,以某列车通信网络场景为研究对象在OMNeT++仿真平台进行建模仿真,分析主从节点时间偏差值。与传统PI控制算法得到的时间偏差值相比,列车通信网络中各节点的时间偏差的改进值均在30ns以内,同步偏差最低可达1.38ns,验证了所提算法的优越性。     

基于时频分析的人体红外热信号检测算法

救援机器人通过对人体红外热信号进行有效检测,实现对遇险人员的远程识别与救援,传统的人体红外热信号检测采用声谱图检测方法,在信噪比较低的环境下检测效果不好。提出一种基于时频分析的人体红外热信号检测算法,构建强干扰下的人体红外释热信号参量模型,采用多普勒频率模糊数搜索的方法完成多方向相位的人体红外释热信号动态平滑处理,对非平稳时变信号进行时频分析,剔除负频部分,实现抗干扰滤波,通过后置的高阶累积量切片算子进行Hough变换处理,使得信号在时频面的聚焦累积量增大,而噪声被抑制,实现信号检测。仿真结果表明,采用该算法进行人体红外热信号检测的准确检测概率较高,抗干扰能力较强,提高了救援机器人的搜索识别能力。     

基于环境感知技术的高精度守时系统设计

对构成晶振时钟频率偏差的因素进行了分析,针对武器装备守时需求提出了环境感知技术,对其在高精度守时系统中的应用进行了介绍.该技术将武器装备使用环境温度范围划分为多个温度分区,在各温度分区内对晶振时钟频率偏差进行标定,构成先验知识.在无外部授时的情况下,守时系统通过环境感知实现自适应时钟频率偏差调整,能够长时间保持较高守时精度.在连续七天自然环境实装性能测试中,系统守时误差小于17 ms,表明了该技术的有效性.     

小波变换在原子钟相频跳变检测中的应用

原子钟相频跳变是制约标准时间信号准确度和稳定度的关键因素之一,它的分析和检测在守时系统自动化监控中非常重要.本文基于小波去噪和多尺度分辨方法,较好地解决了原子钟相频跳变的检测问题,研究成果具有较高的参考价值.