基于Zigbee和零序电流增量法的配网单相接地故障定位方法

针对目前配电网单相接地故障定位结果不够准确的问题,提出了基于Zigbee无线技术和零序电流增量法的配电网单相接地故障定位方法。分析了Zigbee无线传感器网络技术以及利用其采集线路零序电流的优势,设计了基于无线传感器网络的单相接地故障定位系统结构,采用了精确时钟协议（PTP）的时间同步算法解决了时间同步性问题, 完成了用于构建无线Zigbee网络的协调器节点和传感器节点的软硬件设计。在实验室环境下,对电流传感器的幅频特性和无线传感器网络实测的线路零序电流进行了实验分析,结果表明,提出的采集分布式线路零序电     

基于TDMA技术的无线传感器网络时间同步新方法

时间同步技术对于无线传感器网络的正常工作以及运转效率来讲都至关重要,是不可或缺的一环。传统的时间同步算法主要针对于节点信息包传输过程中的时间延迟和节点时钟的偏移和漂移,但由于很多复杂因素的影响,这一类时间同步算法的同步精度都不是很高。对此,将时分多址（TDMA）技术用于无线传感器网络的时间同步,网关节点发送信标通知各节点时隙分配,并且利用了节点侦听使得那些不在网关通信半径内的节点也能获取到时隙的情况,各节点在自己分配得到的时隙内发送消息。最后将媒体访问控制（MAC）子层的TDMA协议与网络层汇聚树协议（CTP）结合,通过对丢包率的计算来分析所提出方法的效果。实验结果表明,应用了TDMA技术后,丢包率明显减小,说明了TDMA对时间同步有很好的效果。     

卫星时钟与网络时钟互备的广域时间同步方法

为满足智能电网快速发展对广域时间同步的需求,提出了一种卫星时钟与网络时钟互为备用的新型广域时间同步方法。该方法基于对卫星时钟、晶振时钟和网络时钟误差特性的分析,研究了卫星时钟与晶振时钟相结合的高精度同步时钟授时方法,提出了基于IEEE 1588协议网络时钟的报文路径时延改进算法;并在此基础上提出了一种基于高精度同步时钟与网络时钟的分布自治式广域时间同步方案。仿真结果表明,该广域时间同步方案可实现广域网内各时间节点的精确、可靠时间同步,能较好地满足智能电网的时间同步需求。     

高效节能的无线传感器网络数据收集协议

无线传感器网络中的节点具有有限的能量,为了延长网络寿命,提出了一种分布式的高效节能的无线传感器网络数据收集协议DEEC-MR.协议中节点根据自身剩余能量竞争簇头,每个簇头节点根据相邻簇头节点与基站的距离、剩余能量等信息寻找父簇头节点,构造一颗以基站为根的近优最小汇集树.簇头将采集到的数据聚合后沿汇集树以多跳的方式传输至基站.仿真实验证明该协议能有效降低网络能耗,与其他两种数据收集协议(LEACH,PEGASIS)相比,DEEC-MR将网络寿命分别提高1600％和200％,同时使能耗均匀分布在每个节点上,避免部分节点过早死亡,具备很高的可靠性.     

基于层次结构的无线传感器网络时间同步研究

结合变电站运维管理的工业现场特点,和无线传感器网络时间同步协议的研究,提出了汇聚节点的双向时间同步定时偏差补偿与传感节点虚拟双向同步相结合的时间同步算法。在网络部署的初期,按照模型布置网关节点和汇聚节点,汇聚节点和传感节点采用不同的时间同步方法。仿真实验表明网络收敛时间和同步精度具有良好性能。     

基于相长干涉的无线传感器网络数据收集

为延长无线传感器网络的生命周期,提高数据收集的可靠性,提出一种基于相长干涉的无线传感器网络低功耗可靠数据收集协议。利用时分多址技术对网络中的节点分配时隙,采用感知节点轮询发起相长干涉的网络洪泛的方式实现数据收集。针对时分多址技术需要的时间同步要求,改进现有的隐式全局时间同步算法,来保证节点轮询发起相长干涉网络洪泛的时间对齐。利用丢包重传机制来实现可靠性。仿真和测试平台实验结果均表明,能够实现几乎100%的数据收集,能量效率约为CTP的2.2倍,大幅度提高网络的生命周期、可靠性。     

无线传感器网络时间同步概率误差研究

无线传感器网络时间同步是无线传感器网络的一个重要的研究方向,本文以无线传感器网络TPSN(传感器网络时间同步协议)算法为例,研究了TPSN算法时间同步误差的产生原因和分布规律。从采用信息熵和标准差反映测量数据的波动和不确定性角度出发,对信息熵-标准差模型进行了简介,并对随机产生的6组数据进行了实证研究,运用信息熵-标准差模型对测量数据组进行筛选,得出在此模型下的最优数据组。     

空间相关性的数据收集协议的研究

高密度部署的无线传感器网络中节点间的监测数据具有很高的空间相关性,为有效去除传输数据中的冗余信息,减少网络通信量,提出一种能量感知的分布式抽样的数据收集协议DEAS,该协议在保证插值误差精度的情况下充分利用传感器节点间的数据相关性,通过迭代竞争机制选出近似最优的抽样节点集合来完成网络数据的收集任务。仿真结果表明每一周期的抽样节点更少,网络的能量消耗更加均匀,所提出的协议能有效降低网络能量消耗,与E2K和ODSA 2种协议相比,可延长网络生命周期30%~40%。     

基于IEC61588的智能配用电同步对时网关

提出一种新型的面向无线传感网络的分布式对时方法,研究了基于IEC61588精确网络时钟同步协议的传感网P2P、E2E对时技术,并研制出同时支持IEC61588主时钟装置和从时钟模块的智能对时设备.建立了无线传感网的PTP分布式对时链路的数学模型,通过PTP跨越定时链路抖动转移特性改进设备定时性能.提出在无线传感网底层采用快速时钟编解码方法减少由于高层应用对定时链的影响,并针对不同的时钟模式进行测试.测试结果表明,相比传统模式,采用快速编解码技术的时间偏差下降约50％,平均定时偏差为0.02～0.03 ms.     

基于IEEE 1588实现变电站过程总线采样值同步新技术

介绍并分析了网络测量和控制系统的精确时钟同步协议IEEE 1588,通过与目前应用广泛的网络时间协议（NTP）相比较,指出其高精度时钟同步实现机制的特殊性。针对IEC 61850所定义的过程总线上采样值高精度同步要求,提出了一种基于IEEE 1588的合并单元同步实现的新方案。在此方案中,利用现场可编程门阵列(FPGA)对IEEE 1588同步报文时标生成点进行精确确定,IEEE 1588同步协议的实现利用微控制器完成。     

低功耗单跳无线网络实时数据采集系统设计

单跳无线网络监控方便、传输路由简单,提出以单跳无线网络架构实时数据采集系统。由时间同步和轮询阶段组成的周期工作机制,在轮询阶段传感节点进行周期性激活与休眠。设计了由CC2500射频模块和C8051F330/320单片机组成的节点硬件平台,提出通过减少节点活动时长和降低系统时钟频率对传感节点进行低功耗设计。由节点硬件平台组建了一个多点温度同步采集系统,通过实际测试,温度采集数据能实时传送,传感节点的能量节约效果显著。     

智能楼宇中无线传感网混合接入设计

本文针对智能楼宇环境,设计并实现无线传感网络、电力线载波网络和以太网接入的混合网络。文中的混合网络中,无线传感网络在频域和空域上分割子网,并在每个子网的接入节点进行了分布式判决。电力线载波网络将各个无线传感网进行连接,并通过以太网接入节点将信息采集并发送至Internet。本设计在保留了无线传感网优点的前提下,利用了现有电力网络布线设施,并且满足远程监控要求,同时解决了无线传感网随着节点数目增多而信号连通性急剧下降的问题。使得智能楼宇环境中组建大型无线传感网络成为可能。     

无线传感器网络能量有效精度可控时间同步

针对无线传感器网络对时间同步低能耗的需求,以及不同时间同步用户对同步精度要求的不同,提出了一种能量有效精度可控时间同步方法.基于GPA算法构建网络的PS向量,结合PBS实现网络节点的时间同步分组传输,减小网络同步分组数据的传输量,降低时间同步的能耗;通过联合极大似然法估计节点间的相位偏移和频率偏移,为高精度时间同步提供保证;基于最大频率偏移估计获取网络同步误差,通过RBF神经网络控制器实现同步周期和同步分组次数的实时调整,在保证同步精度的前提下降低同步算法的能耗.最后,通过实验验证了算法的有效性。     

分布式电力电子高速环网时钟同步技术研究

对于大容量的电力电子装置,采用分布式的模块化控制方案已是一种趋势。由于分布式电力电子装置的分散化控制结构,需要实现多个分布时钟的高精度时钟同步。文中针对级联H桥变换器提出了一种分布式实时以太网高速环网控制结构,并在UDP协议的基础上制定了相应的环网通信协议,通过分析环网主从站设备间的时钟偏差,提出了高精度的主从站设备的时钟同步方案。最后,根据提出的同步方案搭建了以太网高速环网控制测试平台,通过实验结果验证了主从站的高速环网通信和高精度时钟同步,且时钟同步精度在25 ns以内。     

智能变电站无线站域测试系统的同步策略研究

为解决智能变电站现场站域测试时无线分布式数据的时间同步问题,提出了一种适用于无线数据通信的多终端同步控制策略。介绍了智能变电站的站域测试系统及其实现的关键性问题,说明了网络传输延时不确定对IEEE 1588网络时钟同步协议的影响,研究了基于单点对多点无线通信系统同步的样本滤波、同步校正、时域跟随等问题,并给出了实施方案。实验结果表明,无线通信下经同步控制后时间精度可达微秒级,能够满足智能变电站系统级测试对时间同步的需求。     

基于CORTEX-M3的IEEE 1588协议的实现

随着基于以太网技术在分布式系统的广泛应用,分布式系统时钟同步问题迫切的需要解决.文章提出了基于Cortex-M3的微控制器LM3S8962的IEEE 1588时钟同步协议的实现方案,介绍了LM3S8962芯片硬件时间戳的生成和IEEE 1588从时钟的实现,并分析了影响时钟同步精度的因素.并最终利用LM3S8962硬件平台,实现了IEEE 1588协议.测试结果表明,利用M3芯片内部对IEEE 1588协议硬件支持的功能,可以达到系统高精度的时间同步要求.     

Distributed adaptive neural network fixed-time leader-follower attitude consensus control for multiple rigid spacecraft

In this paper, the problem of fixed-time attitude consensus control is addressed for a group of rigid spacecraft in the presence of inertia uncertainties and external disturbances. By applying the adaptive technique and neural network approximation technique to handle the disturbances and uncertainties, an adaptive neural network-based distributed protocol is proposed to achieve attitude consensus control for multiple rigid spacecraft. The proposed distributed attitude consensus protocol is composed of a group of distributed fixed-time observers for followers to estimate the leader's information and an adaptive neural network-based fixed-time sliding mode control law to realize attitude tracking control. Rigorous proofs are provided to demonstrate that the estimation errors of the proposed observers are convergent in a fixed time. Further, it is also proven that attitude tracking errors reach some adjustable regions in a fixed time under the proposed attitude consensus protocol. Numerical simulations are conducted to illustrate the performance of the proposed distributed attitude consensus protocol.