基于达朗伯行波法的光导开关传输线研究

提出了利用达朗伯公式行波法分析光导开关传输线的新方法,建立了电磁波时域有限差分中边界条件及源的设置方法.利用时域有限差分法分析了普通微带线产生脉冲的瞬态过程,得到了Blumlein线几何结构与输出脉冲幅度的比例关系,提出并分析了一种可以产生双极性电脉冲的光导开关传输线.仿真和实验结果良好的一致性证明了达朗伯公式行波法结合时域有限差分法可以从电磁场角度研究并精确分析脉冲产生电路.     

开关变换器建模方法综述

对开关变换器的主要建模方法,状态平均法,等效电路法,开关波形平均法,符号法,离散时域模型,传输线模型以及ＰＦＣ电路的模型等进行综述,归纳和评述,反映了最新的研究成果。     

一种频变传输线系统电磁脉冲响应的数值算法

在传输线系统电磁脉冲（EMP）响应的精确计算中,通常必须将端接负载的频变效应考虑在内,为此提出了一种端接频变负载传输线系统电磁脉冲响应的数值算法.首先,应用矢量网络分析仪或阻抗分析仪测试或计算得到端接频变负载电路的幅频特性和相频特性;然后,应用矢量匹配（VF）法对幅频特性和相频特性进行拟合,得到一系列极点、留数和常数项;最后,结合拟合得到的数据,应用时域有限差分（FDTD）法建立端接频变负载传输线系统的数值模型,并应用到分段线性递归卷积技术以提高卷积计算效率.所提算法具有较高的计算效率和精度,可应用于多种端接频变负载传输线系统电磁脉冲响应计算.     

一种电磁场-传输线组合的时域有限差分方法

气体绝缘开关设备(GIS)的传输结构主要由均匀传输线结构和三维非传输线结构组成,为了准确高效地计算GIS设备中开关操作产生的快速瞬态过电压(VFTO),提出了一种电磁场-传输线组合的时域有限差分方法 (3D-1D FDTD),即分别采用三维电磁场时域有限差分方法和均匀传输线时域有限差分方法对GIS设备的三维非传输线结构和均匀传输线结构进行建模和时域计算。讨论了衔接电磁场与传输线的耦合边界条件和计算迭代格式的稳定条件,并以一段GIS设备长直管母线为例,计算了不同位置的瞬态电压和瞬态电流,将计算结果与纯一维传输线等效电路模型的计算结果进行对比,验证了本文方法的有效性。     

基于LTCC技术射频传输线的设计

本文介绍了射频传输线及LTCC技术的概念和特点,建立了基于LTCC技术的射频传输线模型,推导了传输线模型特征参数提取公式;并对传输线模型进行三维电磁仿真,得到了仿真参数。通过分析传输线性能,提出了优化设计的一定方法     

飞机三导体传输线串扰的分析

为解决飞机上导线间的电磁干扰问题,本文采用集总参数电路和分布参数两种模型对三导体传输线的串扰电压进行分析.并借助于MATLAB软件进行了频域的仿真,分析耦合长度、导线间距、对地距离等参数对串扰的影响.     

快脉冲传输线分布电容补偿模型和计算方法

根据传输线理论和分布参数理论提出等效分布电容补偿模型,得出快脉冲传输线上多个电容负载造成取样波形失真,并给出两种匹配计算方法和公式。数值计算结果表明等效分布电容法对均匀分布的多个小负载电容脉冲传输线具有很好的补偿作用。     

利用FDTD与传输方程混合计算散射系数的方法

利用FDTD(F in ite-D ifference Tim e-Domain)方法分析天线等无耗传输线馈电问题的散射系数时,为了得到输入电压和反射电压的时域信号,必须将FDTD仿真程序重复运行两遍.这对计算域较大的问题来说要花费很长的仿真时间和占用较大的存储容量,而实际散射系数中用到的端口输入电压与激励信号在时域波形上必须完全一致,只不过因为输入端口取样位置的不同,输入电压相对于激励信号在时间上有所延迟.对于无耗传输线其反射电压的最大值与输入电压的最大值应该相等.因此,利用已知的输入电压取样位置和电磁波的传输速度,并结合无耗传输线的波动方程(电报方程),可以从理论上推导出输入电压的时域波形和表示方程.这样在计算散射参数时就不需要用FDTD仿真来获得输入信号,而只需要进行一次FDTD运算获得所需的反射信号即可.在此不仅推导出了无耗传输线上任意一点电压、电流的时域表达式,还利用它计算出了微带线馈电的矩形贴片天线和低通滤波器的散射参数,并与二次FDTD仿真获得的结果进行了对比,二者结果完全一致.但使用此方法使仿真时间和存储量都节约了一倍.     

基于通量分裂的一阶迎风差分格式在传输线分析中的应用

利用一阶偏微分方程组将属于一阶双曲型偏微分方程组的多导体传输线方程变换为一阶线性常系数方程组,应用偏微分方程的特征线构造该方程组的一阶迎风格式,将一阶线性方程组的系数矩阵进行通量分裂,结合阻性负载的边界条件,计算出传输线的瞬态响应。最后通过仿真将本文计算结果与利用具有二阶精度的传统时域有限差分(FDTD)格式和LaxWendroff格式计算出的结果进行比较。结果表明:本文算法克服了传统FDTD格式和LaxWendroff格式在间断解处的非物理振荡,同时还具有简单稳定,适用范围广的特点。     

一种多导体传输线串扰不确定性问题的计算方法

针对实际问题中传输线对地高度、相对距离和端接阻抗等参数表现出不确定性时的情况,提出了一种多导体传输线串扰不确定性问题的计算方法.该方法首先通过建立参数不确定的多导体传输线模型,依据多导体传输线理论,考虑模型具有安全阈值,结合基于最可能失效点的随机响应面法完成对多导体传输线模型失效概率的计算.通过比较,该方法得到的模型失效概率与蒙特卡罗法的计算结果基本一致,但其计算效率得到了大幅提升,并且能方便地得到模型串扰的统计矩,从而实现对汽车等复杂系统中的线束或电路板微带线等传输线电磁兼容性能的高效准确预测.     

220kV输电线路工频短路电流分布研究

针对某220kV雷击闪络频发线路,希望能够通过测量工频短路电流和雷电流参数实现故障杆塔准确定位.为解决这一实际问题,在电路理论基础上采用ATP-EMTP及Matlab对短路电流在杆塔-避雷线中的分布特征及影响因素进行了研究.通过对比分析故障录波和仿真波形,验证了所建模型的正确性,同时该研究对于避雷线热稳定性的校验、选型,故障塔电位上升,故障塔定位,通信线路的电磁干扰及电力网络经济设计等研究具有重要意义.     

基于边界电流的柔性直流线路保护新方案

基于模块化多电平换流器的柔性直流输电线路保护技术越来越受到关注,由于MMC-HVDC与传统高压直流输电有所差别,提出一种基于边界电流的新型柔性直流线路保护方案。通过对MMC-HVDC直流线路在不同位置发生各类故障时线路边界电流波形的变化特征进行分析,当线路发生内部故障时,其暂态过程中线路整流侧出口电流值明显大于逆变侧出口。当线路发生外部故障时,两端电流值则无明显差异。在此基础上,提出基于边界电流波形差异度的MMC-HVDC直流线路保护判据,并在PSCAD/EMTDC中搭建双端MMC-HVDC模型。大量的仿真结果表明,该保护方案能够正确地判别区内故障和区外故障,具有较高的可靠性。     

基于MATLAB的电力系统稳态仿真分析

通过对输电线路的分布参数电路、π型等值电路、串联的集中参数阻抗电路等不同线路的模型分析,建立以Matlab/Simulink动态系统建模软件为基础的面向对象的电力系统稳态仿真电路,用Powergui模块的稳态电压电流进行分析,对比不同模型下稳态仿真结果,可获得对输电线路的等值电路模型的直观感受和深刻理解,有利于电力系统理论知识的学习。     

基于数学形态学的暂态行波方向保护方案

在分析暂态行波电流和电压的特征关系基础上,利用数学形态学在检测信号奇异性的优越性,根据其初始波头极性对线路的区内、区外故障做出准确、快速的判断,提出了一种基于数学形态学的暂态行波方向保护方案。采用ATP对各种故障所做的仿真计算验证了所提出的保护原理的正确性和有效性。     

电渣熔铸过程中数学模型的分类及数值模拟的简便求解

在综述国内外电渣熔铸过程中数学模型研究的发展状况的基础上,分析了其中偏微分方程与其定解问题中的边界条件的特点．然后,在常用的铸件轴对称的假设下,对偏微分方程及其边界条件进行变换,得出了各二维方程及边界条件所属的类型．在此基础上提出了简单有效的求解方法,并进行了渣池电位和渣池温度场的模拟计算,结果表明算法是有效的．     

利用广义诺顿定理调整输电线路参数不对称性的方法

为了降低高压输电线路上的不对称电压,维持电网的稳定运行,提出基于三相高压输电线路的诺顿等值电路.将不对称的线路参数看作诺顿等值电路的等效导纳,通过调节末端变电站中静止无功补偿设备的投切量,使其端口电压接近三相对称,从而达到降低线路上不对称电压的目的.理论计算结果及Matlab仿真分析表明,该方法可以使得线路末端电压的不平衡度降到最低,从而改善整条线路的不对称状况.     

逆变弧焊电源动态仿真及实验研究

在半桥电路小信号模型的基础上,采用平均电流控制方式设计了逆变直流弧焊电源的双闭环控制系统,并确定了其电流控制器和电压控制器的增益及各零点、极点角频率;在Matlab/Simulink环境下,利用所设计的控制器,建立了半桥逆变直流弧焊电源双闭环控制系统的动态仿真模型,在大信号下对逆变弧焊电源的稳态及空载-短路、短路-负载和负载-短路的动特性进行了仿真和分析,根据仿真结果对主电路和控制系统参数进行了优化设计;在所研究样机上进行了一系列实验。所得实验波形与仿真波形基本吻合,验证了研究方法的合理性,为逆变弧焊电源的设计提供了一种有效途径。     

环上分支复杂管网系统内不稳定流动的数学模型的广义解

本文考虑环上分支复杂管网系统内不稳定流动的实际问题,首次建立起偏微分方程组的初边值问题的数学模型,利用线性算子半群的理论得到了问题的解存在唯一的结论,并利用算子级数法得到了问题的广义解。     

基于右手人工电磁传输线的差分移相器设计

结合宽带差分移相器的基本结构,以及新型右手传输线的色散特性,提出了一种具有任意相移量的新型右手人工电磁传输线的差分移相器,并针对该移相器提出了2种新型结构,分别采用“色散”右手传输线取代标准Schiffman移相器中平行耦合双线、或直接取代传统均匀传输线来作为移相臂,得到新的相位差分电路,并采用射频仿真软件ADS（Advanced Design System）进行访真分析.理论分析和电路仿真均表明采用该右手传输线制作的移相器在很宽的频带上具有恒定的差分相移量,并且在工作带宽范围内器件具有很小的插入损耗,比标准的Schiffman移相器有了更大的灵活性和适应性.     

动载状态下冰层振动分析及数值算法研究

从冰粘弹性振动微分方程出发,给出了求解冰层粘弹性振动微分方程的边界条件;基于偏微分方程有限元数值求解的基本理论,结合Bubnov-Galerkin方法,推导出冰粘弹性振动偏微分方程的数值解.通过实例计算,给出冰层在振动载荷作用下的扰动特性.