IEEE1588精密时钟同步协议的分析与实现

LXI（LAN-based Extensions for Instrumentation）技术的提出进一步推动了测试测量领域的发展,基于IEEE1588精确时钟同步协议的时间同步触发是LXI B类仪器的一个主要特点。本文介绍了IEEE1588精密时钟协议,详细分析了其同步原理,并介绍了一种实现IEEE1588协议的方案,从时钟通过与主时钟交换报文获取时间戳,根据时间戳计算出与主时钟的时间偏差并对自己的时钟进行修正。最后对所设计的系统进行了测试,测试结果显示系统能实现时钟同步。     

IEEE1588精确时间同步技术

IEEE1588定义的是网络化测量与控制系统精密时钟同步协议。本文详细介绍了1588协议,实现了基于DP83640的硬件方法同步,精度达到了±50ns,解决了大型装备远程控制、分布式测量的时钟同步问题。     

IEEE 1588精确时间同步协议的应用方案

阐述了IEEE 1588协议比以往时间同步方式如网络时间协议（NTP）的优点,分析了IEEE 1588协议的2个核心算法———最佳主时钟（BMC）算法和本地时钟同步（LCS）算法,提出了解决IEEE 1588协议在实际应用中不能满足其假设前提的解决方法,在实验室环境中利用ARM9200平台实现了IEEE 1588协议并进行了测试,结果表明其明显优于NTP。该研究工作对于IEEE 1588协议在电力系统中的实际应用具有重要意义。     

汽车CAN系统精确时钟同步机制研究

高可靠、高精度的时钟同步机制对于汽车CAN网络安全运行有着重要影响。针对分布式汽车网络同步问题,引入4种特殊的报文帧,定量研究了同步帧传输的网络时延,给出了即时偏差与网络延时的测算方法;在此基础上,结合基于最小"相对即时偏差和"的主时钟协商选择方法,建立了支持主时钟选择的精确时钟同步机制。实验结果表明,该机制不仅具有较高的同步精度和可靠性,而且有效降低了同步网络开销,能够满足当今汽车的高实时性要求。     

精确时钟同步协议的以太网实现方法

基于IEEE1588标准,介绍了精确时钟协议的时钟类型与报文种类。分析了主、从时钟间采用同步报文实现时钟同步的机制,以及同步间隔与网络负荷、同步精度之间的关系,指出了同步紧随报文的作用和使用条件。给出了报文时间标记点在以太网中的准确定义、PTP子域到以太网多播地址之间的映射和PTP报文到以太网报文之间的映射,提供了精确时钟同步协议在以太网中实现的具体方法。     

CAN网络精确时钟同步方法研究

精确的时钟同步对于提高汽车CAN网络实时性有着重要影响。结合现有主从时钟同步算法和时钟同步的精度需求,提出基于＂时钟漂移率＂的时钟同步算法。在各节点时钟漂移率的基础上建立更新备用同步主节点优先表,有效地解决了在传统主从同步算法中主节点的选取和主节点失效的情况下网络开销过大的问题;同时能根据CAN网络当前运行状态反馈,通过修改权重因子,实时提高CAN网络时钟同步精度在10 s以内。仿真实验说明,该方法以较小的软件开销实现了高精确度的时钟同步。     

时间同步系统在电网二次设备中的应用与探讨

随着智能电网的快速发展,更好地应用时间同步技术对电网二次设备的安全运行显得尤为重要。文章首先对时间同步系统在电网二次设备系统中应用的重要性进行了论述;其次针对时间同步系统接入方案、系统功能需求以及系统接入设计与实现等方面进行了分析论述,同时列举了时间同步系统在天津电网二次设备中的应用实例;最后,针对天津电网二次设备应用时间同步系统存在的问题及解决方案,从安全性、可靠性和接入方案等方面进行分析总结。     

数字化变电站高精度时钟同步技术设计

随着以新能源为主体的新型电力系统的构建,电力系统的数字化程度也越来越高,而随着数字变电站的推广和普及,对时钟精度要求也进一步提高,达到T5等级(1μs).通过分析目前变电站时钟同步技术,提出基于IEC 1588标准的数字化变电站对时系统,并对对时系统进行了硬件和软件设计及误差分析,测试结果表明,该对时系统可满足IEC 61850各等级时间精度要求.     

嵌入式IEEE 1588精确时钟同步实现

针对分布式控制系统对于时钟同步的要求,设计了基于硬件辅助标记时间戳的方式实现IEEE 1588精确时钟同步协议的嵌入式以太网通信软硬件系统,重点介绍了时钟同步模块的软硬件架构。在平台测试中,系统主从时钟模块实现了高精度时钟同步,并分析比对了不同同步报文发送周期下的时钟同步测试结果。     

工业以太网的时钟同步协议对比分析

分析了目前在工业以太网应用中的3类时钟同步协议SNTP、IEEE1588及改进的IEEE1588。具体说明了精确时钟同步协议标准IEEE1588的基本原理,以及Profinet对IEEE1588的改进。     

基于卡尔曼滤波器的IEEE 1588时钟同步算法

时钟同步是网络化分布式测试与控制系统中的一项重要指标。在基于IEEE 1588协议的主从时钟同步中,时钟偏差和时钟漂移的精确测量是主从时钟同步的重要保证。提出了基于二阶卡尔曼滤波器加速运动模型的时钟同步算法,该算法以同步消息包中的时间戳来获取观测值,通过卡尔曼滤波器算法对主从时钟之间的时钟偏差、时钟漂移以及时钟漂移变化率进行估计,使用估计值对从时钟进行补偿与修正。该算法能够消除从时钟的不稳定性对时钟同步的影响。实验结果表明,在时钟同步中引入卡尔曼滤波算法能够显著提高时钟同步精度。     

基于滑模控制的 IEEE1588 时钟同步算法研究

针对 IEEE1588 时钟同步过程中存在时钟频率漂移问题,提出了一种基于滑模控制的新型时钟同步算法。 首先根据主 从时钟偏差与漂移的递推关系,建立系统状态空间模型;然后运用滑模控制缩小时钟偏差与时钟漂移;最后结合滑动平均滤波 对实验过程中的频率抖动和随机误差进行优化。 结果表明,基于滑模控制的时钟同步算法可有效抑制时钟漂移引起的时钟偏 差线性增长,将时钟偏差控制在 1 μs 以下,从而实现亚微秒级网络对时。 相比传统 IEEE1588 协议同步方法,所提方法提供了 更高的同步精度。     

基于滑模控制的 IEEE1588 时钟同步算法研究

针对IEEE1588时钟同步过程中存在时钟频率漂移问题,提出了一种基于滑模控制的新型时钟同步算法。首先根据主从时钟偏差与漂移的递推关系,建立系统状态空间模型;然后运用滑模控制缩小时钟偏差与时钟漂移;最后结合滑动平均滤波对实验过程中的频率抖动和随机误差进行优化。结果表明,基于滑模控制的时钟同步算法可有效抑制时钟漂移引起的时钟偏差线性增长,将时钟偏差控制在1μs以下,从而实现亚微秒级网络对时。相比传统IEEE1588协议同步方法,所提方法提供了更高的同步精度。     

LXI总线测试仪器及系统的时间同步研究

LXI总线测试仪器及系统的新应用对时间同步精度提出了亚微秒甚至纳秒级的要求.本文分别从IEEE 1588同步机制、时间戳的提取方式、测试系统的拓扑结构等方面进行研究,分析影响LXI总线测试仪器及系统时间同步精度的主要因素,提出了改进方法并通过试验验证,结果表明:同步以太网辅助IEEE 1588时间同步机制、硬件提取时间戳、星型拓扑结构都可以有效地提高LXI总线测试仪器及系统的时间同步精度.     

IEEE1588对时同频算法

为了提高IEEE1588对时精度,满足1μs以内对时精度的要求,需要在对从钟偏移量调整的基础上进行从钟频率调整以实现与主钟同频同相。现有的时钟同频算法仅根据相邻2次SYNC报文的收、发时间戳计算时钟频率差实现主、从钟同频。在IEEE1588V2透明时钟对时模式下,由于没有考虑到SYNC报文Correction域的影响,该算法无法收敛。提出了对该算法的改进,加入SYNC报文Correction域和时钟偏移量的修正,该算法可以快速收敛,快速实现从钟与主钟同频。通过实际测试系统,验证了改进后算法的可行性和准确性。     

微电网精密时钟同步技术

参考传统电力系统中时钟同步方法,提出一种基于IEEE1588的微电网时钟同步方法。详细阐述了IEEE1588协议的基本原理,并基于微电网时钟同步系统模型搭建了由根主时钟、子微电网控制器、逆变器和智能网关断路器组成的微电网时钟同步实验平台,采用2种不同的方法对同步精度进行测量,测量结果显示主从时钟的同步精度在10μs以下,满足IEC61850协议对时钟同步的精度要求。在500 k W微电网工程中添加了事件时序记录功能,实现时钟同步技术在微电网中的初步工程应用。对实验中存在的不足之处提出了相应的改进方法,以解决通信延迟问题提高同步精度。     

智能变电站IEEE1588时钟同步冗余技术研究

针对智能变电站时钟同步系统现状,提出了基于IEEE1588的时钟同步系统冗余方案。在分析IEEE1588的实现原理及其特点的基础上,提出了单钟方案、双钟互备方案和双钟双扩展方案。重点对双钟互备方案进行了阐述,并详细分析了时钟冗余切换原理和过程。同时,进一步对双钟互备方案在变电站单网和双网模式下,不同网络方案对时钟冗余造成的影响进行了研究。     

一种基于EPON的时钟同步协议在配网多端 差动保护中的研究及应用

配网线路分支线路多、拓扑复杂,将传统差动保护用于配网线路时存在投资成本大、管理复杂的缺点。在基于EPON的配网自动化系统中,如借用EPON通道实现配网线路的多端纵联差动保护,可解决上述问题,但其采样值同步是一个难点。针对EPON通信的固有特点,设计了一种类似于IEEE 1588的时钟同步协议,该协议简化了IEEE 1588主从时钟的交互机制,可使网络内各设备的时钟与主设备同步,精度能满足配网线路多端差动保护的要求。经试验验证,该方法可解决EPON通信条件下的设备时钟同步问题。     

IEEE1588时钟同步协议在数字化变电站中的应用探讨

针对IEC61850对变电站内不同应用层面的同步精度要求,比较了硬接线同步方式、简单网络时间协议(SNTP)和IEEE1588精确时间协议(PTP)的优缺点.介绍了IEEE1588时间协议的时钟类型以及它们之间的关系,详细分析了IEEE1588时间同步的基本原理.应用目前硬件支持条件,论证了在数字化变电站中应用IEEE...