斜向通道地表雷电电磁脉冲场分布规律研究

通过分解电流微元偶极子并求解Maxwell方程组,得到了斜向通道雷电电磁脉冲(Lightning Electromagnetic Pulse,LMEP)场解析表达式;基于此斜向通道模型,研究了不同方位角和回击速度时的雷电电磁场分布规律.结果显示:近场区电场分量随方位角的变化规律要受到放电通道倾斜程度的影响,但是其他场区的电场分量和任意场区的磁场分量初始峰值均会随方位角的增加而减小;当回击速度改变时近场区电磁场分布规律保持不变,但在中间场和远场区电磁场初始峰值将随回击速度的增大而增大.     

地闪弯曲通道在不同观察尺度下的回击电磁场特征分析

基于偶极子法建立了弯曲通道中任意倾斜通道段产生雷电回击电磁场的三维计算模型, 给出了空间倾斜通道微元在柱坐标系下激发电磁场的解析表达式, 以此为基础, 研究了弯曲地闪通道的观察尺度对首次回击和后继回击电磁场计算的影响.结果表明:通道弯曲是导致雷电回击电磁场波形出现振荡的直接原因, 无论是首次回击还是后继回击, 近区电场基本上不会因为通道弯曲而出现振荡, 通道弯曲及其观察尺度也基本不会影响所计算回击电磁场初始峰值(近场区和过渡场区的电场波形为初始拐点)的上升时间, 但会影响回击电磁场波形的初始峰值(或初始拐点)、波形的振荡起伏程度以及波形的频谱能量分布, 且通道的观察尺度越小、观测点的距离越远、通道回击电流的上升时间越短, 对应回击电磁场波形中的振荡起伏越明显.     

应用于相干布居囚禁原子钟的低相位噪声微波频率综合器

相干布居囚禁(CPT)原子钟作为微波原子钟的一种类型,由于不需要微波谐振腔即可实现微波探询,可极大降低体积和功耗,从而实现芯片级、低功耗的原子钟。CPT原子钟性能指标的主要限制因素之一是微波综合器的相位噪声,为了提升CPT原子钟的性能,研制了一种应用于CPT原子钟的低相位噪声频率综合器。实验结果表明,频率综合器在200Hz处的绝对相位噪声为108dBc/Hz。微波综合器由于Dick效应对原子钟频率稳定度的限制为8.2×10^-14,可以完全满足CPT原子钟的性能指标要求。此频率综合器也可更广泛地用于其它高性能微波原子精密测量系统以及计量标准器。     

雷电电磁脉冲场对双绞线的耦合研究

为研究双绞线短线缆在雷电电磁脉冲场辐照下终端负载的感应电压,利用WU-800 型MARX 源和有界波模拟器来模拟雷电电磁脉冲场,对双绞线进行辐照耦合试验。试验中改变雷电电磁脉冲场波形、双绞线长度、辐射场与线缆夹角、双绞线终端负载（线性及非线性）,观测双绞线终端负载处的响应电压,分析响应规律。结果表明：雷电电磁脉冲场的上升沿对线缆耦合电压幅值影响较大,脉宽对耦合电压影响较小;辐照试验中线缆长度具有选频特性,随着短线缆长度的增加,终端负载响应电压的主频点逐步降低,但幅值逐步增大;电场极化方向对线缆终端响应幅值有较大影响,但并不改变响应波形;线缆在辐照情况下对终端负载可等效为一电压源,受测端负载电压满足电压源分压原理,非受测端负载改变等效电压源的内部参数,但影响较小;双绞线连接二极管,会显著影响耦合电压的频谱分布,同时幅值也会改变。     

一种改进的单相无刷直流电动机驱动器的控制方法

针对单相无刷直流电动机提出了一种改进的控制方法,用于提高无刷驱动器的效率。该控制方法改进了传统的PWM调制方式,采用了分段PWM方式供电,并结合超前换相技术,从而使得驱动器的整体效率得到了大幅度提高。在此基础上,设计了采用H桥控制方式的单相无刷直流电动机驱动器,并通过具体的实验验证了该控制方法的有效性。     

西藏色季拉山西坡方枝柏疏林物种组成及重要值分析

调查色季拉山西坡方枝柏疏林不同海拔梯度的植物,研究物种组成、物种丰富度及重要值沿海拔梯度的变化。结果表明：（1）在调查的6个方枝柏疏林样地内,共有植物54种,分属于29科48属,其中乔木层2种分属2科2属,灌木层14种分属6科1l属,草本层48种分属24科38属;（2）科数、属数、种数随海拔梯度变化均呈双峰曲线;（3）灌木层种数和海拔有显著的负相关性（P〈0．05）,草本层种数与总物种总数也有显著的相关性（P〈0．05）,而乔木层种数、草本层种数、总物种总数与海拔之间的相关性不显著（P〉0．05）;（4）随海拔的升高,乔木层树种的组成趋向单一化;灌木层在不同海拔带的方枝柏疏林内分别有明显不同的优势种;草本层在不同海拔高度中莎草科植物重要值最高,菊科植物重要值次之,其重要值均随海拔的升高呈下降趋势,草本层湿生植物与中湿生植物占绝对优势,方枝柏疏林群落表现出沼泽进程化趋势,方枝柏种群呈衰退型。     

基于母线电压的永磁同步电动机自适应电流环控制方法

电流环是交流伺服系统的三环控制中的最底层环路。电流环控制取决于电机的参数和外部的环境变量,而电流环控制算法的好坏直接影响伺服系统的动态性能。提出了一种基于母线电压采样的电流环控制方法,利用ADC对母线电压的采样,引入非线性的母线电压曲线加权设计,从而提高电流环的鲁棒性和响应性能。通过MATLAB进行理论仿真验证,并在搭建的硬件平台上进行实际的电机控制,实验验证了该方法的有效性。     

近场空间LEMP波形特征研究

为了进一步探索近场区空间雷电电磁脉冲场的波形特征,对近场区空中不同高度处的雷电电磁场与回击通道底部电流之间的相互关系进行了理论研究。基于TL模型,通过理论推导得到了近场区空间LEMP和回击电流之间的关系。对比电磁场精确表达式与其两级近似表达式的波形,结果表明:在距回击通道50m以内、高度为几十米到几百米的空间内水平电场的精确波形与其两级近似波形基本重合;在距离回击通道200m以内、离地高度500m以下的空间内角向磁场的精确波形与其两级近似波形基本重合。     

基于电压脉冲矢量法的面装式永磁同步电动机初始位置辨识

面装式永磁同步电动机的无传感器控制对转子的初始位置辨识性能要求较高,传统的开环起动很容易造成起动失败。利用永磁同步电动机的饱和凸极效应,采用电压脉冲矢量法,通过采样比较三相电流峰值的变化计算得到转子的初始位置,并通过实验验证了有效性。对辨识算法中电压矢量的生成策略进行了改进,使其更加易于在工程应用中实现。结果表明,该算法具有鲁棒性强、计算量小、算法易于实现、辨识精度较高等优点,非常适用于永磁同步电动机的无传感器控制。     

基于斜向放电通道的地表雷电电磁场特性分析

为保护敏感设备免受雷电电磁脉冲场的危害并选择合适的防护措施,需要确定斜向放电通道下雷电回击电磁场的场强以及分布规律。为此,将雷电斜向放电通道的电流微元分解为垂直和平行于大地的分量。利用脉冲函数表示通道底部电流,结合回击电磁场的传输线模型,根据偶极子法求解Maxwell方程组,得到了斜向通道在空间产生电场与磁场的解析表达式。进而研究了通道倾斜程度对不同场区地表回击电磁场的影响以及回击电磁场随观测点位置的变化规律。结果表明:地表电场比磁场更易受到通道倾斜程度和观测点位置的影响,且地表电磁场强度波形峰值在近场、中间场和远场均随斜向通道与地面夹角的增大而减小,在远场和中间场随斜向通道与地面观测点之间方位夹角的增大而减小。