虚假数据注入攻击信号的融合估计

研究了信息物理系统中假数据注入(False data injection, FDI)攻击信号的检测问题. 在分布式融合框架下, 首先将FDI攻击信号建模为信息物理系统模型中的未知输入, 从而使得攻击信号的检测问题转化为对FDI攻击信号的实时估计问题. 其次, 在每个传感器端设计基于自适应卡尔曼滤波的FDI攻击信号的局部估计器; 在融合中心端引入补偿因子, 设计分布式信息融合准则以导出攻击信号的融合估计器. 特别地, 当FDI攻击信号是时变情况时, 融合过程中补偿因子的引入可以大大提高对攻击信号的估计精度. 最后, 通过两个仿真算例验证所提算法的有效性.     

泄漏通信与立井井筒提升机信号闭锁功能开发

针对立井井筒作业安全系数要求较高的问题,开发了一种泄漏通信与提升机信号闭锁功能,用以实现在立井井筒检修过程中采用泄漏通信手持对讲机打点对提升机信号进行闭锁、解锁操作;详细介绍了通过提升机信号系统的改造和通过提升机电控系统的改造2种途径实现该闭锁功能的方案。实际应用表明,该功能实施后,立井井筒作业人员可直接参与提升机控制,不需要开车时即闭锁提升机信号,提高了立井井筒作业的安全性。     

矿用隔爆兼本安型计算机信号隔离器设计

针对煤矿井下电气设备要求本质安全的特点,设计了一种矿用隔爆兼本安型计算机信号隔离器,主要介绍了该隔离器的硬件电路设计。该隔离器主要用于矿井中本质安全型计算机主机与外部输入输出设备的连接,能够实时地传送键盘输入的数据,具有良好的信号隔离功能和抗干扰性能。     

基于USB总线的新型多路自整角信号发生器设计

目前,常用的自整角信号发生器大都采用像AD2S100这样的专用器件进行信号转换;这类器件往往都是国外制造,价格不菲,然而信号转换精度却只有0.2°～0.5°,对于某些高精度应用难以满足要求;为此,以C8051F340单片机为核心设计了一种基于USB总线的多路自整角信号发生器;设计摒弃了对专用芯片的需求,采用软件模拟方式进行信号解算和误差补偿,大大降低生产成本的同时,使信号全范围误差小于0.2°。经应用证明该信号发生器工作稳定、抗干扰强,有很高的实用价值。     

可变频变压器的建模仿真与分析

采用高压直流输电方式连接两个异步电网存在谐波干扰、换相失败、难以实现功率平滑调节、无功功率不能随有功功率传输等问题。文章介绍了可变频变压器的的基本结构及原理,研究了可变频变压器的数学模型及控制模型,给出了可变频变压器传输功率与直流驱动电动机提供的驱动转矩之间的数学关系式,在此基础上采用PSCAD软件搭建了可变频变压器模型并进行了仿真研究。仿真结果表明,可变频变压器可以实现两个异步电网之间的连接并进行功率双向平滑传输,响应速度快;通过转速控制器控制直流驱动电动机的转速可使旋转变压器的转速恒定,以弥补两个电网的频差,维持系统平衡。     

基于Matlab/Simulink的硬件在回路无人机仿真系统设计

随着无人机在军事和民用领域的应用前景,高效率的地面控制操控训练替代实装飞行是保证系统安全、提高效率和节省经费的重要手段,针对无人机飞行控制系统仿真的特点和人在回路仿真系统的要求,提出利用Matlab/Simulink提供仿真环境进行人在回路的无人机仿真系统的设计方案,该方案将PC机作为实时飞控系统,从而将其作为飞行控制的仿真平台,相对于传统手工编写代码的方式,基于Simulink模块构建的仿真模型具有灵活、快速、高效和低成本等特点,对无人机模拟训练系统中飞行动态仿真模型的设计和人在同路的仿真训练具有很高的实用价值.     

基于无线信号传输的电容器温度在线检测系统设计

电力系统的电容器温度过高将会造成严重的电力安全事故,给国家造成巨大的经济损失;为实时检测电力系统电容器的温度,有效降低电力系统事故风险,文章设计了一种基于无线信号传输的电容器温度在线检测系统,给出了整个系统的总体结构,详细设计了系统的温度采集分系统和温度收集分系统的硬件电路,重点介绍了系统的上位机软件、下位机软件、无线通信协议的结构流程;同时,为提高温度数据的采集精度和无线传输的准确性,提出了一种温度数字滤波算法和通信纠错算法;最后,对系统进行了集成实现;通过系统投入实际运行表明,该系统运行稳定,能够实现对电力系统电容器温度的实时检测,对超高温度能够实时报警,有效降低了电力系统的事故风险,提高了电力系统的安全性能,具有较好的经济价值。     

基于AD650的模拟信号光纤传输系统的设计

在高电压、强磁场的强功率工况下,为了保护控制系统,须将测量系统和控制系统进行高低电位的隔离;采用电压频率(V/F)转换器AD650以频率形式通过数字光纤传输模拟信号,是高低电位隔离、远距离传输模拟信号而又不损失精度的最好解决方法;文中论述了其工作原理、系统组成,详细分析了硬件设计,并进行计算,确定其参数;实验结果表明,基于AD650芯片的传输系统,采用光纤传输,模拟信号传输精度小于0.1%,数据传输速率高,传输距离远,而且传输过程不受外界电磁场干扰,具有良好的线性度和分辨率;电路结构简单,对外界电容要求也简单,仅要求保持良好的稳定性,在实际工程应用中得到了优良的结果。     

有源电光调制式高功率瞬态电场传感器的研制

瞬态电场防护及应用技术的研究离不开瞬态电场测试系统;文中基于有源电光调制法,研制了一种高功率瞬态电场传感器;通过建立该传感器的等效电路模型,并借助CST仿真建模,分别从频域和时域角度分析了传感器的接收特性,并得到了一致的结果;最后利用脉冲噪声模拟器和吉赫兹横电磁波小室对研制的传感器性能进行了测试;结果表明:接收天线为单极子天线,天线负载采用高阻时响应电压与被测电场场强成正比;研制的传感器带宽为10kHz～314MHz,可用于纳秒级高功率瞬态电场的时域测试。