强电磁脉冲下车辆线束快速等效方法

线束电磁耦合效应的快速等效方法是传统等效线束方法的一种近似,即在一定观察距离之外,线束的电磁效应可近似等效为一根线缆。与传统方法相比,线束分组方法具有较大的简化,从而进一步缩短了计算时间和所需内存。本文进一步研究了全波分析下快速方法的适用性,并将快速等效算法用于车辆线束,根据实际情况使用CST线缆工作室软件仿真讨论了强电磁脉冲辐照下,接地面电导率和非均匀地起伏高度因素对线束快速等效建模方法的影响,验证了等效方法的适用性;最后将快速算法应用至车内线束典型位置处进行建模分析,取得了良好的等效精度,验证了快速等效算法的实用性。     

汽车线束的动态串扰特性预测

针对汽车线束中导线相对位置和线束对地高度参数以及由于不同的安装方式和汽车不同的运动状态带来的随机性,提出了一种在低频下用来计算汽车线束动态串扰的统计学模型。利用镜像法计算获得了带有绝缘层导线的单位长度分布参数,运用统计学原理推导得到了线束动态串扰的均值与方差,并将计算所得合理的最差串扰值与273次随机中点布置样条插值法(RDSI)仿真结果进行了对比,验证了模型的准确性和可靠性。所建立的线束动态串扰统计模型可以根据实际情况灵活调整相关参数,实现快速预测,为车辆电磁兼容性设计提供依据。     

汽车线束的电子化

将电子技术用于汽车线束是电子技术在汽车上应用的一个新领域。本文简要介绍由89C2051单片机构成的多路传输系统。利用主机与从机的串行通讯,将开关量信号通过主机发送给从机,由从机完成电器的控制任务,从而简化了传统线束,并有利于汽车的智能化发展。     

基于Implicit Wendroff差分格式的汽车线束导线串扰时域瞬态响应分析

介绍了一种具有Implicit Wendroff差分格式的时域有限差分法,将其应用于汽车线束导线串扰的时域瞬态响应分析。由于该方法包含了隐式人工粘性项,可在一定程度上削弱由空间坐标离散化而产生的间断解处的非物理性振荡现象,提高了计算结果的准确性,同时由于不受稳定性条件的限制,使其计算效率得到大幅度提高。通过应用于非均匀双导体传输线系统和均匀三导体传输线系统的数值实验可知,在保证计算精度的同时,与传统的Leapfrog差分格式和显式Lax-Wendroff差分格式进行对比,其计算效率分别提高了60%和70%左右,明显优于其他两种方法。同时,本文给出了传输线上电压和电流的时空分布三维图,直观地表示出了传输线上电压和电流与时间和空间位置的变化关系。     

末端约束相邻固定点间线束长度建模研究

将装配状态下飞机线束分支分解为若干相邻固定点间线束,并将一端是机械类固定点、另一端是电气类固定点的相邻固定点间线束定义为“末端约束相邻固定点间线束（简称末端线束）”;系统揭示了飞机样机装配中线束分支长度的确定原理,提出原型机上确定分支长度的单元是相邻固定点间线束长度,人工确定相邻固定点间线束长度的思维过程可以抽象为预定长度下满足工艺几何要求和工艺间隙要求两个判据的迭代过程;基于该线束分支长度确定原理,建立了可用于计算机平台计算的末端线束最大、最小长度模型。为求解长度模型,采用6R机器人手臂建立了末端线束初步几何模型,并通过6根杆件长度的比例变化模拟线束的刚度特性;基于曲线能量最小原理,将初步几何模型中主体部分中心线精细化为端点不变、等长的圆弧,进而建立了末端线束精细几何模型,提高了间隙检测精度。最后,基于虚拟现实平台对末端线束长度模型进行了编程实现,并进行了实验验证。     

用FDTD法求解传输线方程

传输线的电路模型—电报方程(一阶双曲型偏微分方程组)是分析传输线暂态过程的出发点。借助电路理论、计算数学、程序设计等知识推导出一种简单、快速、有效的时域数值解法。利用有限时域差分理论对偏微分方程组进行离散,得到一种全新的差分计算格式,并根据电压、电流在始端、终端上的约束关系,运用传输线集中参数的等效模型确定边界条件;最后仿真计算得到响应波形。并对传输线在不同边界条件、传输线耦合等情况下的暂态过程进行MATLAB编程计算得到仿真波形。并将其仿真波形与EMTP-ATP软件仿真得到的波形进行对比,验证了此方法的可行性。     

从汽车整车电气原理到2D线束的转化设计研究

在当前的汽车领域当中，从汽车整车的电气原理，到2D线束的转化设计具有十分重要的意义，对于汽车性能的稳定发挥具有直接的影响。本文对这一转化设计的基本流程进行了分析和研究，同时阐述了2D线束图的绘制、线束保护设计、原材料的选取、设计的原则等。并且将2D线束设计、3D模拟仿真设计、汽车的电气原理综合考虑，防止在线束装配和运行中产生相互干涉或冲突的情况。     

民用飞机线束直径计算方法比较分析

线束设计过程中,线束直径的计算是必不可少的步骤之一,也是线束通道布置及线束卡箍选型的重要依据.目前国内外的线束设计单位采用的计算方法并不相同,缺乏数据的横向对比分析.本文详细介绍了四种不同的线束直径计算方法,并将四种方法的计算值与实际线束直径采样测量平均值比较分析,选择出最适用于线束设计的计算方法.     

整车线束系统设计及搭铁策略研究

在汽车电路及网络中,汽车整车线束是主体部分,其设计是否合理将直接影响整车电气功能的实现,并且对汽车的安全性产生重要影响.因此,基于这种认识,本文对整车线束系统设计及搭铁策略展开了研究,为相关领域研究提供参考与借鉴.     

汽车线束导线间寄生电容及串扰的解析预测模型

应用镜像法把非均匀介质空间变换成无限大均匀介质空间,依靠电磁场理论得到非均匀介质导线束缚电荷与自由电荷的关系,推导出汽车线束内有绝缘层的非均匀介质导线单位长度寄生电容解析模型,并计算相应串扰。以某汽车线束为例,分别用推导的解析公式和EMC Studio软件对线束单位长度寄生电容和串扰进行了计算比较,验证了解析公式的正确性。本文解析模型方便、简单,能够在缺少完整信息的初期设计阶段,快速预测寄生电容和串扰,适用于汽车静态时线束内导线确定性几何布置和动态时的随机性几何布置。     

用等效介电常数研究多层多导体系统模型

在设计多层多导体系统时，通常采用快速多极子算法、直线法等来计算多层多导体系统的电容电感矩阵，其计算量随着系统介质分界面数量的增加而增加．利用时域有限差分法，推导出单元网格内的等效介电常数公式，给出了用等效介电常数研究多层多导体系统的几种简化模型，以及用HFSS得到的仿真结果．等效介电常数的引入简化了多层多导体系统的模型，从而减少了用快速多极子算法、直线法等来提取多层多导体系统电容电感矩阵时的计算量．     

基于故障分量等效阻抗模型的故障方向判断方法

论述了根据故障分量计算等效阻抗并在线判断故障方向的原理,通过求取负荷等效阻抗,利用系统侧和用户侧故障时等效阻抗的符号差异来判断配网故障方向。该方法基于电路基本原理,将非线性电路的微分方程组转化为矩阵运算,保证了算法的精度和速度。通过EMTDC仿真及动模实验进行验证,可在5 ms内准确判断故障方向,满足在线应用的需要。     

基于混沌多项式展开法的线束串扰统计模型

针对线束导线在实际情况中为非确定性几何布置的这一问题,提出了一种基于混沌多项式展开法的线束串扰统计分析方法。该方法根据线束导线位置变量的分布类型选取相应的正交多项式对线束导线分布参数进行展开,结合边界条件,采用模式理论对基于混沌多项式展开的多导体传输线方程扩展形式进行求解,进而得到电压和电流向量的混沌多项式展开表达式,并利用混沌多项式展开法的相关性质得到表征线束串扰统计特征的相关参数。通过与传统的蒙特卡法进行对比可知,该方法在保证计算结果准确可靠的同时,计算效率也得到了大幅度的提高,从而实现复杂系统线束电磁兼容性能的高效预测。     

一种面向剩余电流保护装置的触电阻抗建模方法

针对低压电网剩余电流保护装置在生物体触电方面存在拒动、误动的问题,本文提出了一种生物体触电建模方法.本方法通过搭建生物体触电物理实验平台,获取各种场景下生物体触电电压、电流数据,对原始触电信号进行滤波预处理后,通过傅里叶变换将触电电压、电流信号由时域转换到频域,进而提取电压、电流工频分量,再由欧姆定律计算出生物体的触电总阻抗幅值及相角值.对于求取到的30组触电阻抗数值,采用数据拟合的方法计算出最优的生物体触电总阻抗幅值及相角值.依据弗莱贝尔格等值电路获得动物的皮肤电阻和皮肤电容,获得生物体触电阻抗模型.通过MATLAB软件搭建生物体触电物理实验平台的数字仿真模型,对求取的生物体触电阻抗模型进行仿真验证,仿真结果表明本文所提模型可以较好地复现生物体触电的暂态过程.通过本研究搭建的生物体触电模型,可提取生物体触电信息用于剩余电流保护装置的动作判据,进而有效提高剩余电流保护装置动作的可靠性和准确性.     

配电网三相潮流的简化分析

为了减少配电网三相潮流分析的计算量,提出了配电网的三相双方向等效电压降落模型,该模型考虑了互阻抗参数的影响,把馈线段上所有的三相负荷用一个三相等效负荷表示,然后使采用简化模型得出的馈线段端部的电压降落与未简化馈线模型计算的电压降落相等,令简化后馈线段总阻抗与简化前总阻抗相等,并利用配电网的馈线段沿线电压幅度和相位变化不大的特点,推导出双方向等效电压降落模型中的各项参数,该模型确保了在馈线段相互连接构成配电网络后,仍能得到精确度很高的馈线段端点电压的计算结果。在此基础上进一步提出了计算馈线段上各个负荷点处的三相电压和各支路线损的递推公式。文中给出了一些算例,并与严格潮流计算方法进行了比较,结果表明提出的简化方法的近似精度高,并且在应用到基于遗传算法和模拟退火算法等随机优化算法的配电网络重构时,可大大提高潮流计算效率。     

简单电力系统暂态电压稳定的直接分析法

对综合负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗动态模型,构建了简单电力系统暂态电压稳定分析的微分代数方程组(DAE)模型,并采用非线性动力系统理论计算系统故障后稳定平衡点的吸引域。针对采用牛顿法求取系统不稳定平衡点碰到的初值选取问题,通过对综合负荷感应电动机部分采用其稳态等值电路来求得不稳定平衡点;并采用将非线性系统化为规范型线性系统的方法求得系统故障后稳定平衡点的吸引域边界;进而只须仿真得到故障切除时刻系统的状态即可判断系统能否保持电压稳定。通过与系统全故障过程仿真结果的比较验证了本文方法的正确性。     

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。     

基于进化差分算法的环形电感建模及应用

基于进化差分算法的环形电感线圈高频模型,首先建立了环形电感线圈的等效模型,阐述了其阻抗的计算方法. 然后通过VNA设备得到测试线圈的幅频特性曲线,使用进化差分优化算法对等效模型参数进行优化,得到最优的模型参数. 再通过仿真对比阻抗拟合曲线与实测曲线,拟合效果良好,验证了模型及参数的可靠性. 最后在开关电源辐射EMI的仿真中添加电感线圈部分,验证了其抑制电磁噪声的作用,为实际的工程整改提供了理论依据.     

局部特征值解的无条件稳定FDTD高效实施方案

显式无条件稳定时域有限差分方法在未知量或不稳定模式个数很多时,求解全域矩阵特征值以及场值迭代的计算成本很高.针对这一问题,给出了一种基于局部特征值求解的显式无条件稳定时域有限差分方法的快速实现方案.该方案无需求解全域矩阵的特征值问题即可准确、高效地获得系统中所有的不稳定模式.在实施过程中,首先将计算域分为两部分:细网格...     

应用时域有限差分法计算房间脉冲响应和声场参数

在室内声学时域有限差分(FDTD)计算模型中,将房间的复阻抗边界用数字阻抗滤波器描述,并给出了门、窗和墙壁的数字滤波器复阻抗模型,应用该模型计算房间脉冲响应和声场参数。对一真实房间,将FDTD模拟计算得到的房间脉冲响应和声学参数与实际测量结果相比较,验证了在室内声学FDTD计算中,采用数字滤波器近似的复阻抗边界模型能较好地模拟房间中的声场。