矿用分布式采集系统时钟同步方案设计与实现

单一的时钟同步技术由于其精度及应用局限性,无法满足矿用分布式采集系统高精度、高可靠性的时钟同步性能要求。针对上述问题,提出了基于北斗+IEEE 1588V2+本地后备时钟的三级协同时钟同步方案。选用部署在地面的T600-BDGOCXC型北斗授时服务器作为主时钟,为系统提供纳秒级精度的绝对时钟;采用STM32F407+DP83848及PTPd协议栈实现支持IEEE 1588V2协议的采集节点,通过井下工业环网将北斗的绝对时钟同步到各采集节点;本地后备时钟采用STM32F407内部RTC(实时时钟)实现,给各采集节点提供秒级精度的时间戳初值,便于各采集节点用最短时间实现与主时钟的同步。测试结果表明,北斗授时服务器与采集节点通过交换机直连的情况下,1 min后时钟同步精度达162 ns;北斗授时服务器与采集节点通过三级交换机连接的情况下,时钟同步精度为565 ns;在北斗授时服务器失效的情况下,优先级高的采集节点升级为主时钟并为其余采集节点授时,具有较强的可靠性。     

电网卫星驯服时钟的网络时间同步服务器设计

在分析网络时间同步协议的基础上,设计了一种ARM＋FPGA的网络时间同步服务器。研究了用卫星驯服时钟的方法解决了网络时间服务器中时钟源精度不高,易受干扰的特点,采用了PI调节器的时钟驯服模型。通过实验测试,该服务器可满足对电力系统二次设备的同步授时。     

基于分布式仿真系统的时钟同步技术研究

为了推进时钟同步在分布式仿真系统中的实际应用,识别了时钟同步系统的具体要求,在对比多种时钟同步方案后,选择NTP方案并进行优化;在介绍NTP时钟同步的基本原理基础上,进行了时钟同步精度影响因子分析,创造性的提出了构建高精度逻辑时钟、不等式法优化网络回路往返时延的不对称性、时钟晶振频率在线补偿3种优化方法,并建立了时钟同步系统;实验结果表明,设计的时钟同步系统的同步精度优于1 ms,且平均校准周期达到5 h左右;该时钟同步系统能封装为DLL,可灵活集成到具体项目中.     

基于时钟漂移率的时钟同步客户端系统

采用客户/服务器时钟同步工作模式获得来自于参考时钟服务器的时间戳信息,并建立了连续时间戳通信模型以获得更准确的时钟运行精度差。在此基础上,利用线性拟合方法建立时钟漂移率数学模型,以获得本地节点的时钟漂移率。最后详细分析了传统时钟调整策略,并针对其缺陷自主开发了基于时钟漂移率的时钟同步客户端软件。该软件不仅可以动态显示网络延迟、偏差趋势曲线和方程,而且可以采用拟合偏差策略进行时间调整,有效提高了客户端时钟同步的稳定性及时钟的运行精度。     

基于拟合偏差的时钟同步

该文提出采用拟合偏差方法进行时钟调整的策略,以有效克服网络延迟和抖动对时钟同步的影响。开发NTP时间同步客户端,实现多种时间戳数据的采集和存储。分析本地节点的时间信息和来自于参考时钟服务器的时间戳信息,并构造时钟偏差趋势方程。利用线性拟合方法建立时钟漂移率数学模型和利用该漂移率进行时钟的调整和稳定性分析。实验证明,该策略提高了客户端时钟同步的稳定性和安全性,能够更好地适应网络传输性能较差环境下的时钟同步。     

仿真系统中的时钟同步算法

研究当前仿真系统中的时钟同步问题和网络时间协议（NTP）。在NTP的基础上通过引入“主从服务器”模式、客户端时间推进和事件注册机制,实现一种适用于分布式仿真系统的、具有较高精度的软件时钟同步算法,给出同步系统的设计和实验方案。根据对实验数据的分析,验证该算法是一种简单有效的高精度时钟同步算法。     

基于多源授时原理的高精度同步时钟研究

随着我国智能电网建设进程的不断推进,需要保证各种电力设备以及自动化系统都在同一基准时间下运行,因此保证授时系统的可靠、稳定、精确授时是当前的主要目标。针对当前所存在的问题,本文提出一种基于多源授时的高精度同步时钟授时方案,在正常状态下通过北斗时钟与GPS时钟提供授时信号,并针对两者的授时信号的可靠性进行主授时源的选择,通过卫星秒时钟同步晶振秒时钟,并通过数字锁相环模块进行信号误差处理,最终实现高精度同步时钟输出。     

基于NTP的时钟调整策略分析

时钟同步是分布式系统中的经典问题.本文采用本地节点的时间信息和来自于参考时钟服务器的时间戳信息构造时钟偏差趋势方程,并利用线性拟合方法建立时钟漂移率数学模型.提出采用拟合偏差方法进行时钟调整的策略,以有效克服网络延迟和抖动对时钟同步的影响.实验证明该策略不仅有效减少了本地节点的非必须时钟调整次数,提高了客户端时钟同步的稳定性,并且对网络传输性能较差环境下的时钟同步有更好的适应性.     

一种分布式时钟同步技术设计

时钟同步是分布式网络内各节点设备协同工作的重要前提,网络内许多任务的完成都需以时钟同步作为基础;为了实现分布式系统中高精度的时钟同步,文章在现有的时钟同步技术的基础上,设计了一种分布式时钟同步技术,以北斗卫星授时技术作为主同步机制,单向时钟同步技术作为辅助同步机制;即在正常情况下网络中的节点设备利用北斗卫星进行授时,而在无法顺利接收北斗授时信号的少数情况下,节点设备之间利用单向时钟同步技术完成时钟同步,两者结合共同实现不同情况下高精度的时钟同步;在LabVIEW编程环境下设计仿真程序对方案进行验证,结果表明,该方案可以实现分布式系统中的时钟同步,方案的可行性可以得到验证,然后通过进一步的误差分析可知,误差处在一个可接受的范围内.     

电力系统GPS同步授时装置设计与应用

设计了一种基于STC 12C5A32S2单片机的电力系统GPS同步授时时钟,并介绍了其工作原理;该GPS同步时钟与备用时钟一起为整个电力系统提供精确的时间信息,一分钟内可以完成定位,授时精度在微秒级;不仅具有较高的可靠性和实用性,而且能够满足电力系统对GPS授时的要求;最后对GPS同步时钟在电力系统自动化中输电线路行波故障测距、GPS的同步相量测量技术等功能中的应用进行了讨论.