干扰设计论文大全

干扰设计论文篇(1)

 

“控制包括三个基本步骤:1)确立标准;2)衡量成效;3)纠正偏差。为了实施控制,均需在事先确立控制标准,然后将输出的结果与标准进行比较;若现有偏差,则采取必要的纠正措施,使偏差保持在容许的范围内。【1】”造成这种偏差的主要原因就是干扰,所以,要设计一个优良的控制系统,设计者首先要能够对实现该控制系统可能受到的干扰因素进行全面而准确的判断,然后才能想办法“采取必要的纠正措施”。如何全面而准确的判断出一个控制系统可能受到的干扰因素就尤为重要。实际上,“什么才是干扰因素”这一问题在通用技术课程教学中老师们还存在着很多疑惑,例如,在一次公开课上,授课教师让学生把一张纸折叠后,用吸管吹向天花板,课堂上有的学生吹的高,有的学生吹的低。老师在总结时说,“叠纸的形状、吹力的大小和方向、空气的阻力等都是影响叠纸吹高要考虑的主要因素,这些就是干扰因素”。这一说法在听课老师中引起了很大的反响,大家都在议论纷纷。这一说法是对是错呢?再如教材中出现的:电冰箱、空调等电器在使用过程中的干扰因素有那些;热水器水温控制系统中的干扰因素有哪些;干扰因素都是有害的吗等问题初中物理论文,对于我们这些非本专业的老师来说,解释起来都具有一定的困难。要从根本上解决这一问题,就得先要来了解什么是“干扰”的问题。

关于什么是控制系统中的干扰因素的问题的界定有多种说法:如:在控制系统中,除输入量(给定值)以外,引起被控量发生变化的各种因素称为干扰因素【2】;在实际的控制系统中,常常会有一些变化不定的因素对系统的行为造成不利的影响,这种有害的因素我们称其为干扰【3】;对于一般的控制系统来说,多余的、不需要的、强制的“输入”便称为系统的干扰。另一方面,如果削减系统生存所必需的输入也是干扰;对系统来说,不仅输入端有干扰,输出端同样有干扰,如制约输出或强制作过量的输出等都是干扰,制约输出,如企业的产品受市场制约而减少了销量,强制过量输出如“竭泽而渔”,系统的输入和输出的“过与不及”都是干扰;对于复杂控制系统而言,干扰是不可避免的,因为复杂系统由多层次、多品种的诸多子系统构成,各子系统都有其自由度和相对***性,各子系统间的输入和输出不可能配合得尽善尽美,必有多余和不足的输入和输出,这些多余和不足的输入和输出就成了系统的干扰;对于社会系统来说,其输入是自然界给予的一切,人们从自然界获取空气、阳光、雨露,及生产生活所需要的一切资源,这是社会系统“输入”的需要,但自然界会“发威”,各种自然灾害是社会系统所不需要的,但生活在地球上的人们不得不接受自然灾害的干扰,而社会系统对自然界的“输出”,一方面是人们对自然界的“改造”,另一方面是废物的排放,废气、废水、废渣、垃圾排向自然界,这是自然界所不需要的,但人类强迫自然界接受这些废物,就是对自然界生态平衡的干扰【4】。

由以上的论述可知,判断什么是干扰要从两方面来看,一方面初中物理论文,对于控制系统的整体而言,属于系统之外的,是多余的、不需要的、强制的“输入”便称为系统的干扰;另一方面,对于控制系统的部分而言,如果前一子系统的输出与下一子系统所需要的输入不匹配,就会造成下一子系统的输入的多余和不足,这种多余和不足的输入和输出就成了系统的干扰中国期刊全文数据库。由此可见,叠纸的形状是物体的结构设计问题,通过改变叠纸的形状可以减少叠纸飞行时的阻力,吹力的大小和方向是控制的输入问题,这两个因素虽然是影响叠纸飞行高度的主要因素,但不属于我们的干扰的界定范围。所以不是干扰因素,把系统的设计问题和对系统所产生的干扰混淆的案例还很多,如:。对于电冰箱、空调等电器在使用过程中的干扰因素分析,门的开启、环境温度的变化、电压的变化等都是属于系统之外的可能引起被控量发生变化的因素,所以这些因素就是这两个控制系统的干扰因素。一般情况下,对于简单控制系统较为规范和严谨的判断方法是:先要确定所要设计的控制系统,然后对所设计控制系统本身的各个环节进行具体分析,找出各环节可能受到的干扰因素(属于系统之外的,是多余的、不需要的、强制的“输入”),再分析这些干扰可能会对系统的输出造成什么样的影响,哪些是必须考虑的,那些是可以忽略的,那些是要综合考虑的,那些事要***考虑的,最后整理出系统设计所要考虑的主要的干扰因素,这样的分析才会针对性更强,对控制系统如何克服这些干扰的设计帮助更大。以下对热水器水温控制系统的干扰因素的分析过程为例进行说明,第一、根据设计目的画出控制分析方框***(***一),分析方框***并不是最终的控制方框***,控制方框***是控制系统设计的结果,控制分析方框***是控制系统设计的过程,就像设计草***一样,是用来进行设计分析用的。

第二,对控制系统的各环节进行分析。在这个控制系统中,可能受到的干扰因素有,在输入端,电源电压的波动、由于开关灯元件的原因输入电压可能降低;在控制器和执行器部分初中物理论文,随着使用时间的变化,控制装置的不稳定、各种元件、加热装置的老化等;热水箱的大小、保温性能的好坏、热水箱深浅、水的散热面大小、水箱装水的多少等;在输出部分,周围空气的流动、气温的高低、用水量的快慢等。以上这些因素都是影响温度的干扰因素。第三,根据对干扰因素的分析,选择合适的控制方法来克服这些干扰对输出的影响(比如最简单的方法就是采取终端反馈的方式,当然,如果对水加温的时间有要求的话,这种控制方法就不能完全克服所有的干扰了,如***二)。

对于“在有些情况下,却可以[i]利用干扰因素实现某种目的【1】”这一说法也没有错,因为这种“干扰”是我们所要设计的控制系统的输出量,这一输出的最终目的是想使另一控制系统的目标不能实现,这种“干扰”对于第一个控制系统来说不是干扰而是输出,对于第二个控制系统来说这是系统需要克服的干扰。通过分析可以看出,就控制系统而言,干扰一定是有害的,它是控制系统要实现控制的最终目标需要考虑和克服的

分析和判断控制系统可能存在的干扰因素的最终目的,是为了使我们设计的控制系统“在干扰影响控制之前就进行必要的防范和修正,”使得控制系统能够“对控制对象进行有效控制以减小乃至消除偏差。”【5】所以要准确判断一个控制系统所存在的干扰因素,还要结合系统所要实现的最终目标进行综合考量,搞清楚这种干扰产生的原因、可能对控制系统所造成的后果和它将对控制系统的哪个环节产生影响等,这种干扰因素的分析才对我们进行控制系统的设计有所帮助。

参考文献:

【1】《控制论》(美)维纳著;赫季仁译;北京;北京大学出版社,2007.12

【2】《技术与设计2》主编:顾建***江苏教育出版社2008.12

【3】《技术与设计2》主编:刘琼发广东科技出版社2007.7

【4】《系统论信息论控制论》马丽扬河北:河北人民出版社,1987.2

干扰设计论文篇(2)

1引言

本文研究的主要目的是探讨中国联通WCDMA与G***(DCS1800)系统在同一地理区域、相邻频段共存时可能存在的问题,并给出相应的干扰预防措施。

当前,中国联通的WCDMA系统已进入商用化阶段。该系统的核心频段集中于2GHz附近,与现有G***(DCS1800)频段相邻,这将导致WCDMA移动通信系统实现商用后,在同一片地理区域出WCDMA与G***(DCS1800)占用相邻频段的情况。由于高频器件的非线性特性,不同系统之间将存在相互干扰,从而可能造成系统容量损失。

本文主要针WCDMA与G***(DCS1800)共存的实际需求,参照3GPP TR25.942协议,对两系统在相邻频段共存时的干扰进行蒙特卡罗(Monte Carlo)仿真研究,从而得到有效可信的评估结果,并给出相应预防措施。

本文结构安排如下:第二节是问题描述,第三节给出本文研究的系统模型,第四节与第五节分别是相应仿真算法与仿真结果,最后给出本文结论。

2问题描述

本文分析基于如***1所示的WCDMA与DCS1800系统干扰频谱分配。

***1WCDMA与DCS1800干扰频谱分配

由于高频器件的非线性特征,当两系统在同一地理区域、相邻频段共存时,系统间干扰可能导致两系统容量衰减。这些干扰主要来自干扰系统对受害系统的异实体干扰,即相邻系统基站与终端间的干扰。

***2表示出了本文需要考虑的异实体干扰场景。

3系统模型

在本文所研究的系统中,WCDMA与DCS1800网络拓扑均采用如***3所示的宏蜂窝系统。每个系统如***所示有16个宏基站,每个宏基站均为三扇区结构,采用120度定向天线。扇区半径为577米,小区半径为1000米。

同时在系统模型中采用“卷扰”技术,***3中的灰色区域为“镜象”区域,以防止仿真中出现干扰“边缘效应”。

在系统模型中,双系统基站与终端间的链路损耗计算采用如下传播模型:

L=max(128.1+37.6Log(R)+Log(F),MCL)

公式中,R是天线和终端间的距离,F表示10dB阴影衰落标准方差,MCL(最小连接损耗)被定义为系统中终端与基站之间的最小路径损耗。

同时,系统模型中多扇区基站信号发送与接收的方向性增益计算基于3GPP TR 25.996协议[4]。

4仿真算法

以下参照3GPP TR25.942协议[1],对WCDMA与DCS1800宏蜂窝在相邻频段共存的场景进行仿真研究。

为了评价双系统共存带来的影响,仿真将分别分析受害系统的单系统容量(Nsingle)与双系统共存时的容量(Nmulti)。这样系统间干扰带来的影响可以通过容量损失来表示,其计算公式为:

C=1- Nmulti/ Nsingle

仿真算法如***4所示。在仿真中,外循环将计算满足某一服务质量(QoS)要求的系统容量,即首先设定一定数量的终端,在仿真结束时计算出该系统平均的QoS,若未达到QoS要求,则通过调整终端用户数量使仿真计算得到的QoS达到设定值。

在下行链路仿真中,QoS要求设定为5%呼损率;在上行链路仿真时,QoS要求设定为6dB噪声提升。

内循环执行蒙特卡洛(Monte Carlo)仿真,并通过计算数次快照的平均值得出可信的结果,其输出结果为平均QoS值(如呼损、噪声提升)。在每次快照开始时,终端被随机分布在覆盖区域。然后计算每个终端和基站间的路径损耗,得到链路增益并存入增益矩阵中。根据链路增益结果确定和终端连接的一个或若干个基站,来决定系统的激活集。在闭环功率控制完成后得到统计数据,并根据统计数据将没有达到要求的终端设定为呼损。

5仿真与讨论

参照3GPP建议的系统仿真参量,对以下WCDMA与DCS1800系统共存的干扰场景进行仿真研究:

DCS 基站对WCDMA基站干扰。

WCDMA移动台对DCS移动台干扰。

DCS基站对WCDMA移动台干扰。

WCDMA基站对DCS移动台干扰。

由于文章篇幅的限制,以下仅给出不同干扰场景下的分析与结论。

5.1DCS基站对WCDMA基站干扰

当两个系统的基站共站时,ACIR(邻信道干扰比)为111.6dB。不共站时ACIR为78dB。

因此可以得出结论,当两个系统的基站共站时,所需ACIR最大,即系统间互相干扰最大;随着系统间地理偏移增加,所需额外衰减逐渐降低。

5.2 WCDMA移动台对DCS移动台干扰

DCS移动台接收到的系统间干扰分布为-250~130dB,比系统内干扰平均值低60dB左右。而且地理偏移的大小,不影响干扰分布情况。

因此可以得到结论,WCDMA系统的移动台干扰DCS系统的移动台,对DCS下行链路系统容量没有影响。

5.3DCS基站对WCDMA移动台干扰

WCDMA移动台接收到的系统间干扰比总干扰平均值低70dB左右。而且地理偏移的大小,不影响干扰分布情况。

因此可以得到结论,DCS系统的基站干扰WCDMA系统的移动台,对WCDMA下行链路系统容量没有影响。

5.4WCDMA基站对DCS移动台干扰

DCS移动台接收到的系统间干扰比总干扰平均值低100dB左右。而且地理偏移的大小,不影响干扰分布情况。

因此可以得到结论,WCDMA系统的基站干扰DCS系统的移动台,对DCS下行链路系统容量没有影响。

5.5小结

根据以上的分析,WCDMA系统和DCS1800系统共存时,可以得出以下结论:

(1)DCS系统基站对WCDMA系统基站的干扰,对WCDMA系统上行容量影响较大。在实际系统中,可以采取的措施包括:共站基站天线方向相差120o;增加水平和垂直方向分离的距离等。

(2)WCDMA频率规划为1920MHz~1980MHz,WCDMA系统移动台干扰DCS系统移动台,对DCS下行链路系统容量没有影响。

(3)WCDMA频率规划为1850MHz~1880MHz,WCDMA系统基站干扰DCS系统移动台、DSC系统基站干扰WCDMA系统移动台情况下,分别对DCS和WCDMA下行链路系统容量没有影响。

(4)WCDMA频率规划为1755MHz~1785MHz,DCS系统移动台干扰WCDMA系统基站情况下,对WCDMA上行链路系统容量没有影响。

6结论

本文采用系统级仿真的方法对WCDMA与DCS1800宏蜂窝移动通信系统在同一地理区域、相邻频段共存的方案进行了研究。研究表明,当两系统共存时,DCS系统基站对WCDMA系统上行容量影响较大,WCDMA上行容量的损失随着基站地理偏移的增大而降低,共站基站天线方向相差120o、增加水平分离的距离(如10个波长,约1.5m,可以取得额外衰减10dB)以及垂直分离的距离,是降低此类容量损失的有效方法。

参考文献

[1]RF System Scenarios - 3GPP TR 25.942 V5.0.0.

干扰设计论文篇(3)

1  问题的提出

      列车在铁路以及城市轨道交通线的区间(以下简称区间,即轨道线路上车站间的钢轨线路) 的通过能力和安全运行,对提高列车的通过能力与正常运营起着至关重要的作用。指挥行车的信号设备, 与线路设备、机车车辆并列为轨道交通运输的三大基础设备。信号设备的功能和可靠性对提高运输效率、保证列车的安全运行等起着十分重要的作用。区间信号设备能确保列车在区间安全运行的前提下,尽可能地提高列车在区间的通过能力。在我国,随着提速、重载战略的实施和轨道交通科技的进步,已有众多的新型区间信号设备投入使用。在区间安全性控制和防护设备的研制、生产、运营过程中,如何运用现代技术手段,对其功能可靠性和安全性进行科学、高效、全面、按标准的检测和评估是十分迫切的。

      随着我国城市轨道交通运输设施和管理的日益现代化,目前在区间通过轨道传输的信息越来越多,也越来越复杂,这样,信息传送的可靠性和安全性问题便显得日益突出。在区间,自动闭塞的行车信息以钢轨作为信道进行传输时,不可避免地叠加有各种外界干扰。这些干扰将会对信号设备产生影响,甚至危及行车安全。因此,在研究干扰源及其干扰规律的基础上,仿真轨道电路传输过程中所出现的干扰,在检测系统中对受检区间信号设备进行抗干扰能力的检测,有着重要的现实意义。基于以上目的,本文将对用于区间测试评估平台的信号系统的信息传输仿真,重点是干扰仿真的建模方法展开讨论。

2  系统仿真

      系统仿真是以系统理论、形式化理论、随机过程与统计学理论以及优化理论为基础,以计算机和仿真系统软件为工具,对现实系统或未来系统进行动态实验研究的理论和方法[ 1 ] 。

      作为一种行之有效的认知方法,系统仿真已在航空航天、经济管理、决策优化、***事演习、安全软件测试评估等众多领域得到了广泛的应用。在过去的20 年中,系统仿真技术取得了令人瞩目的进展。概括来看,仿真领域的主要研究内容包括:仿真建模、形式化描述方法、仿真实现及仿真验证和确认(v &v) 。

虽然系统仿真研究取得了巨大的进展,但相对而言,仿真在铁路信号领域的应用还不是很充分。尤其在国内,它还是一个有待于近一步开拓的领域。

      面向对象(o -o) 的思想最早起源于仿真领域[ 2 ] 。在(o -o) 设计方法中,对象(object) 和消息传递(message passing) 分别表示事物、事物间的相互联系;类(class) 和继承(inheritance) 是适应人们一般思维方式的描述范式;方法(method) 是允许作用于该类的各种操作。在计算机科学中,“对象”是包含现实世界物体特性的抽象实体,而“类”是对一个或几个相似对象的描述[ 3 ] 。对象、类、消息和方法的基本点,在于对象的封装性(encapsulation) 和继承性。通过封装,能将对象的定义和对象的实现分开;通过继承能体现类与类之间的关系,以及由此带来的动态聚束(dynamic binding) 和实体的多态性(polymorphism) ,从而构成了o -o 的基本特征。

      对象建模技术(om t) 是当今较为实用的面向对象建模的方法之一。其方***的基本思想是[4 ] :从空间、时间及功能这三个既***又相互联系的角度去分析和设计一个系统。om t 的基本方法和过程是:首先从空间角度,直接面向应用(即所要求解决的问题) 的自然存在,并依据应用的目的把它划分成若干个离散的有用对象(或抽象成类),并确定这些对象的属性、操作(主动的和被动的) 以及这些对象间的关系或联系,来构成问题空间的静态结构  对象***(或称为待分析系统的对象模型);接下来,从时间角度,考察系统中对象(特别是那些有交互活动或并发操作的对象) 在不同时刻的状态变化及对象之间相互关系的变迁,从而构成对象的控制结构(或称为系统的动态模型);最后,从功能的角度来描述系统中对象属性值从输入到输出的变化过程及相关的操作,从而构成数据计算或处理的逻辑结构—  数据流程***(dfd) 或称为系统的功能模型[5 ] 。鉴于此,在区间轨道电路干扰仿真模型中笔者采用面向对象的建模技术。

3  轨道信息传输干扰仿真模型

3. 1  轨道电路中的传输干扰

按照数据传输理论,一般的传输模型如***1 所示。

 

***1  一般的数据传输模型

      对于有线信道可以有两种理解:一种是指信号的传输媒介,如架空明线、钢轨、同轴电缆、光纤等, 称此种类型的信道为狭义信道;另一种是将传输媒介和各种信号形式的转换、耦合等设备都归纳在一起,称之为广义信道。

      本文以钢轨作为传输信道,即通过轨道电路传输信息。轨道电路的基本结构如***2 所示:在钢轨线路的始端,通过匹配设备pp1 连接着发送器;在钢轨线路的终端,通过匹配设备pp2 连接着接收器。

 

***2  轨道电路基本结构

      轨道电路是钢轨线路和连接于其始端及终端的器械的总称。它是将某一区段的钢轨用作电路的一部分,由区段内的列车车轴将轨间分路,以检查有无列车的电路,以及为向该区段内的列车用钢轨作导体传送信息的电路[6 ] 。

      轨道线作为传输媒介,具有分布参数特征。对应于***1 中的狭义信道,在研究传输干扰时,还需考虑广义信道,包括扼流变压器、轨道变压器等设备。

考虑信道中的干扰后,轨道电路的输入和输出可表示为:

e(t) = k(t)e(t) + n(t) (1) 式中: e( t) 为信道的输出;e( t) 为信道的输入; k( t) 为信道的传输乘性干扰; n(t) 为加性干扰。

      k( t) 是一个复杂的函数, 表示轨道电路传输特性因加性和乘性干扰而成的变化特性, 主要体现在温度、湿度等外界条件变化引起轨道电路的一次参数变化和轨道电路状态( 如分路、断轨等) 的变化。k( t) 对输入信号的影响可能造成线性和非线性畸变, 引起传输过程中的信号衰耗和延迟。n( t) ***于传输信号。在轨道电路的噪声加性干扰模式中,产生轨道电路的噪声干扰的干扰源很多, 又很分散。例如, 各种电子器件的固有噪声、电磁感应干扰和辐射干扰。从统计的角度看, 它们类似于高斯白噪声, 因此可以用高斯白噪声进行模拟。考虑到在区间信号仿真系统中电气化轨道电路传导加性干扰的重要性和突出性, 下面将主要讨论电气化区段轨道电路的传导性加性干扰的建模问题。

3. 2  电化区段轨道电路的传导性加性干扰模型

      在电气化区段,钢轨中所流经的不仅有信号电流,还有牵引电流。电气化区段轨道电路所传输的信号主要受牵引电流的干扰。国内外有关部门对此进行了广泛的研究。前苏联、日本、美国在六、七十年代对直流牵引和交流牵引区段的轨道电路传输干扰进行了研究,其它一些发达国家也对电气化铁路信号抗干扰的测试和分析系统进行了研制。例如,德国慕尼黑实验所研制的高速列车干扰源测试车系统,美国电磁兼容分析中心(ecac) 为美国联邦铁路总署所作的电力机车干扰源的综合分析系统等。在我国,由北方交通大学主持,在一些电气化线路上,对“电力牵引电流对信号系统轨道电路的传导性干扰”进行了研究,并提出了一些防干扰措施。以往的文献多涉及抗干扰内容。本文则以建立干扰仿真的数学模型为研究重点。

3. 2. 1  稳态传导性加性干扰模型

      如***3 所示,在电气化区段,牵引电流经钢轨回到牵引变电所,当流经两根钢轨中的牵引电流大小相等时,在扼流变压器初级线圈上形成的磁场大小相等、方向相反,因而相互抵消不会影响接收端。但在实际条件下,两根钢轨对地漏泄电导不完全相其中: is1 为第一根钢轨中的牵引电流; is2 为第二根钢轨中的牵引电流。

牵引电流产生的干扰电压, 与牵引电流的大小、不平衡系数以及轨道电路接收端对牵引电流的输入阻抗成正比。不平衡系数较大时,列车牵引吨数越大,牵引电流也越大,对信号设备的干扰也越大。在自动闭塞各闭塞分区中,同时运行的列车数越多,牵引电流也越大。为了仿真牵引电流对轨道电路的影响,首先应该掌握和分析牵引电流所包含的频率成分,然后建立该类干扰的仿真模型。以铁路区间为例, 牵引电流基波的频率为50 hz , 但由于牵引电流是通过机车主变压器,经整流器整流后供给直流牵引电机的,因此,牵引电流的波形并不是正弦波,而是包含丰富谐波的非正弦周期函数。牵引机车类型和牵引级数不同,牵引电流的谐波成分也不同。实用中,一般在各种机车多种牵引级数下,对供电臂送端总电流的谐波含有率进行实测统计,得到具有代表性的统计值作为谐波计算的依据。我国区间自动闭塞所用信号频带为25 ~ 2 611 hz ,因此应重点考察牵引电流在这个频带的分布。

基于以上讨论,当将不平衡牵引电流视为干扰源时,其干扰模型为:

n

q( t) =m

0. 5 nis kizs

sin (2πmf 0 t) (4)

同,因此在两根钢轨中的牵引电流值也不相等,从

m = s

而在接收端产生干扰电压。这种干扰的幅度和相位

相对于时间变化缓慢,可视为稳态干扰。

 

***3  牵引电流流通示意***

      两根钢轨中的牵引电流值不相等时,其差值为不平衡牵引电流。对不平衡牵引电流进行分析时, 可将其视为等效流过接收端扼流变压器初级线圈的半边线圈。其干扰电压为:

u= 0. 5 n kiiszs (2) 式中: is 为牵引电流; zs 为接收设备输入阻抗; n 为接收端扼流变压器初、次级线圈变压之比; ki 为牵引电流不平衡系数,其值为ki=| is1 -is2 |/is (3) 

αm式中:为基波频率(50 hz); s 为干扰源所包含谐波次数的下限且为正整数; n 为干扰源所包含谐波次数的上限且为正整数;其余同前。

对于不同的接收设备,其所能接收的信号频带范围各不相同。为了更好地仿真在信号频带内的干扰, s 和n 的取值要保证干扰源所包含的信号频率在接收设备的信号频带范围内。

3. 2. 2  瞬态传导性干扰模型

      在电气化区段,信号设备除了受稳态干扰外, 还经常受到瞬态干扰的影响。瞬态干扰的起因很多,如:列车在钢轨上运行时,车轮和钢轨间的接触电阻变化引起牵引电流的瞬态变化;由电力机车受电弓和接触网之间接触位置的变化而引起的脉冲干扰;电力机车启动和加速造成的牵引电流突发性脉冲干扰等。这类瞬态干扰的特点是干扰电流的峰值大、时间短且幅值和相位变化快,从而可以用随机性的尖脉冲加以模拟。由于这部分内容涉及的范围较广,作者在继续深入研究的同时将另辟专文阐为述。

3.3  轨道电路的同线干扰模型

      由于钢轨中传输的是交流信号,因此相邻轨道电路间存在着感应干扰。但这种干扰对有绝缘轨道电路接收设备的影响比较小,可以忽略不计。但对于无绝缘轨道来说,由于不设置机械绝缘,无绝缘轨道电路接收设备受同线干扰的影响要大一些。下面重点讨论无绝缘轨道电路的同线干扰问题。

      ***4 为区间无绝缘轨道电路的示意***。可见, 对应n个闭塞分区有n段轨道电路,接收设备js1 能接受到fs2 ~ fsn 的信息,j s2 能接受到fs1 、fs3 、?fsn 的信息,即各区段间相互干扰。此干扰同样为加性干扰,若干扰强度足够大,则容易引起***扰区段接收设备的误动。

 

 

***4  无绝缘轨道电路同线干扰示意***

      对无绝缘轨道电路同线干扰进行分析时,根据加性干扰的***性,可以首先假定区间某一区段轨道电路的发送端(如fs1) 为干扰源, 发送设备工作,而其它各***扰区段的发送端电压为零,各***扰区段接收和发送端均可视为此轨道电路中的中间分界点。采用与传输特性分析相同的方法,在各分界点建立边界条件,求解出积分常数,即可得出各***扰区段各点处干扰量的大小。接着,分别将fs2 ~ fsn 视为干扰源,重复此过程,求出干扰量。再将接收设备上受到的各干扰量叠加,得到总的干扰量。对于有绝缘轨道电路,若绝缘节破损,可按照相同的方法进行分析。具体模型如下:

      设fs1 为干扰源,其它各***扰区段的发送端电压为零, 中间分界点为χ;u1 l(χ),u2 l(χ), i1 l(χ),i2 l(χ) 分别表示分界点χ 左侧第一轨对地电压、第二轨对地电压、第一轨中的电流和第二轨中的电流,u1 r(χ),u2 r(χ),i1 r(χ),i2 r(χ) 分别表示分界点χ右侧第一轨对地电压、第二轨对地电压、第一轨中的电流和第二轨中的电流。规定电压方向为由钢轨到地,电流方向为从左到右,则可得到分界点χ处的边界条件:

 u1 l(χ) = u1 r(χ) 

u2 l(χ) = u2 r(χ) 

i2 l(χ) + i1 l(χ) = i2 r(χ) + i1 r(χ) 

2 (u1 l(χ) u2 r(χ)) = (i1 l(χ) i2 l(χ)  i1 r(χ) + i2 r(χ)) zχ  (5)

式中,zχ 表示分界点χ处钢轨线路间的阻抗。

假设钢轨线路的一次参数呈对称分布,即两根钢轨的单位阻抗和对地漏导完全相同。满足此条件的钢轨线路称为对称钢轨线路。由于钢轨线路对称,因此可得出对称钢轨线路各点的电压与电流:

 u1χ = a1chγ1χ +a2shγ1χ + a3chγχ + a4shγχ

u2χ = (a1chγ1χ + a2shγ1χ)-(a3chγχ + a4shγχ)

i1χ = y11 (a1shγ1χ + a2chγ1χ)+2 (a3shγχ + a4chγχ)/ zc

i2χ = y11 (a1shγ1χ + a2chγ1χ)-2 (a3shγχ + a4chγχ)/ zc  (6)

      由式(5) 的边界条件方程组即可求出积分常数a1 、a2 、a3 、a4 ,代入式(6),从而可得出各***扰区段fs2 ~ fsn 各点处干扰量大小。同理, 将fs2 ~ fsn 视为干扰源,重复此过程,求出干扰量大小,再将接收设备上受到的各干扰量叠加,便可得到总的干扰量。

4  结语

      区间信号仿真系统干扰仿真的建模研究,对于建立基于测试评估的城市轨道交通区间信号仿真系统极为重要,是仿真理论的重要应用领域。本文讨论了区间轨道信息传输干扰仿真模型,并着重阐述了传输干扰的仿真建模理论,这将有助于正在开发的区间计算机控制信号系统测试评估平台的生成。当然,仿真理论是一种不断发展和创新的理论,干扰更有其复杂性和多样性,区间信号仿真系统干扰仿真的建模研究仍是一个需要不断深入研究的课题。

参 考 文 献

1  冯允成,邹志红,周泓. 离散系统仿真. 北京:机械工业出版社,1998 

2  熊光楞,彭毅. 先进仿真技术与仿真环境. 北京:国防工业出版社,1997

3  吴芳美. 铁路安全软件测试评估. 北京:中国铁道出版社,2001

4  崔智社. 对象建模技术在分布交互仿真系统中的应用研究. 系统仿真学报,2000 ,12 (1)

干扰设计论文篇(4)

高层建筑结构设计要充分考虑风荷载干扰,站在风荷载干扰角度对建筑结构进行设计,以免建筑因风荷载干扰或风荷载作用而降低结构稳固性,发生倾斜、倒塌等安全事故。为探讨高层建筑与风荷载之间的关系,笔者现结合“结构风工程”学科知识,对群体高层建筑施工、使用中受到的风荷载干扰效应作详细分析,具体内容如下。

一、建筑表面风荷载干扰

目前学术界对高层建筑风荷载的研究方法有三种,分别为现场实测、风洞试验以及数值模拟计算。三种方法中最常用的研究方法是风洞试验。风洞试验方法在现代土木工程结构设计中的应用很是广泛,并且受到了研究人士的推崇与喜爱,比其他方法更为成熟。

利用风洞试验对高层建筑风荷载干扰进行分析,根据试验分析得出相应结果,可模拟计算出高层建筑风致响应。国内目前可采用的群体高层建筑风荷载干扰与致响应研究方法有:

(1)建筑动力响应信息的获取,该方法的实现可采用气动弹性模型试验,通过试验分析,得出建筑的气动弹性,搜集动力响应信息。

(2)通过确定建筑动态气动力的方式来获取建筑动力响应信息,该方法在实施时可采用高频底座天平,利用天平来计量、获取建筑设计所需信息。

(3)设计中利用电子扫描阀来对建筑结构的气动力响应进行确定,借助扫描阀的多通道测量功能来对建筑动力响应信息进行获取,完成风洞模拟试验。

利用风洞试验对高层建筑表面风荷载干扰进行研究,分析得出以下结论:风荷载会导致建筑振动,使高层建筑物产生横风向振动,且楼层高度越高,建筑物振动速率越接近在风速。将这一结论延伸开,可推出“横风向风荷载对高层建筑起着支配作用”这一结论。

国外相关文献中有记载,在高层建筑长、宽横风向扭转响应研究中,建筑长宽比对建筑结构横风向风荷载响应起决定作用。结合下***1不同锥度建筑模型***分析,高层建筑长宽比变化(锥度变化)对建筑的动力响应有直接影响,尤其是建筑横风向的动力响应。但要注意的是,并不是所有建筑在锥度发生变化后,其所受到的顺风向动力响应都要比横风向动力响应小,也不是所有建筑都会在锥度变化后改变建筑横风向动力响应,仍有小部分建筑在改变锥度后,其横风向所受的动力响应并不会发生变化。

二、风荷载对高层建筑舒适性的干扰

1、群体高层建筑风荷载干扰

群体高层建筑受风荷载影响和干扰,结构设计时多会采取相应的抗风措施,确保建筑安全。考虑到风荷载干扰能根据建筑结构形式的不同而改变干扰程度,所以在设计施工高层建筑前期,还要结合建筑所处地势,对影响建筑风荷载干扰的因素进行分析,了解并掌握其特点。研究发现,能对群体高层建筑风荷载干扰产生影响的因素主要有:建筑外观造型、建筑尺寸、建筑个数、建筑建造位置、风速以及风场。研究采用风洞试验,并得出相关结论,即:一,群体建筑中,下游建筑比中上游建筑更容易受风荷载干扰;二,下游建筑受风荷载干扰以后,群体建筑共同承受的风荷载干扰程度会有所降低,原因是建筑所受的静风荷载减小,但要注意的是,建筑静风荷载减小的同时,动力风荷载会随之增加。

风洞实验还发现,群体建筑在风荷载干扰下可能会产生“狭管现象”,意思是指上游建筑物处于某些特定位置,受风荷载干扰之后反而使群体建筑平均风荷载增加。干扰效应通常以干扰因子FI(或抖振因子、遮挡因子)来定量描述:FI=RI/RA,RI和RA分别是建筑物受干扰以后和无干扰时的荷载或响应,由于建筑物横风向平均响应一般很小,静力干扰效应通常只考虑顺风向。

2、高层建筑风荷载舒适性

高层建筑在强风作用下由于脉动风的影响将产生振动,这种振动有可能使在高层建筑内生活或工作的人在心理上产生不舒服感,从而影响建筑物的正常使用。美国纽约曾有一幢55层的塔楼建筑,在东北大风作用时,由于建筑物的摆动,使人不能在顶部几层的写字台上进行书写,引起了人们研究建筑物的风运动使人体产生不舒适感的兴趣。特别是超高层建筑钢结构,由于高度的迅速增加,阻尼比变小,高层建筑钢结构中风运动的人体舒适度则上升为首要和控制的因素。人体舒适度的判别标准,目前国际上较为公认的或在实际工程中采用较多的是最大加速度响应判别方法,研究已有30多年的历史,我国规程就采用了这种方法。该方法的最大加速度响应通过将顺风向、横风向和扭转风向三者考虑一定的折减系数叠加而成。

三、国内高层建筑风荷载研究存在的问题

当前我国关于高层建筑风荷载干扰的研究还存在一定不足,具体表现在以下几个方面:

(1)风荷载干扰研究面有待再次拓宽。以表面风荷载研究为例。目前,国内的研究几乎全部基于围护结构上的风压研究,甚少进行建筑物内部空气压力的影响研究,在规范中更是只字未提。而根据国外多项事故分析,它对围护构件和主结构的设计很重要。

(2)研究精度还需继续提高。对于高层建筑而言,作用在表面风荷载的不同,可能影响结构体系的整个受力状况。风荷载表面分布计算不精确,导致其后关于不同长宽比、高宽比的结构简化计算误差更大,精确度有待进一步提高。

(3)目前的研究成果远不能满足设计规范的需要,还需要进行更多的实验,应该更注重研究手段和方法,合理设计实验方案。

四、结束语

综上所述,风荷载和高层建筑之间存在相互关系,风荷载会对高层建筑产生干扰,影响高层建筑结构设计与结构受力。在本篇文章中,笔者着重论述了风荷载对群体高层建筑的干扰,并对群体高层建筑在使用中所受到的横风向风荷载、顺风向风荷载作了详细分析,得出了一系列结论,供同行参考。

参考文献

干扰设计论文篇(5)

煤矿开采不仅满足了社会对能源的需求,同时也促进我国现代市场经济的快速发展。在科学技术推动下,煤矿企业开采生产的模式逐渐趋于自动化。变频器是煤矿生产的电力控制的主要设备,变频器的良好安装有助于煤矿生产的持续运行。

1.变频器安置难点

变频器是煤矿机电设备调控的重要设备,经研究发现,电网中的各种外来信号对变频信号的电磁干扰十分严重。从而使控制系统设备无法正常接收变频信号,实际操控过程中存在信号中断、减弱、消失等异常现象,对系统及运行设备造成损坏。变频器的主要干扰源包括:

(1)整流桥。整流桥有分为全桥、半桥整流,均是经过改造二极管来建立成整流电路,在高压状态下可维持线路电流的稳定传输。而变频器的整流桥可看作是一种非线性负载,非线性负载在电网中会产生谐波,对控制系统内电气设备产生电磁干扰,如:信号无法正常接收等,影响操控指令的执行。

(2)谐波。谐波是在电力控制系统难点,其可以破坏整个电网线路的正常运行,造成线路信号传递受阻。变频器因谐波产生的干扰,主要来源于脉冲宽度调制技术在电网中的应用,该工作模式会遇到状态的高速切换。当谐波超过标准范围后,对变频器的调频信号产生不可修复的干扰。

(3)电网噪声。电网自身的噪声也会对变频器产生干扰。从一定程度上讲,电网噪声同样是由于谐波引起。电网控制系统连接了各式电力设备,如:整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备等,这类设备超负荷运行时,易使得其电压、电流突变,对电网设备的稳定性带来干扰,破坏了变频器的信号传输。

4)供电电源。供电电源是变频器日常运作的基本要素,若电源部分受到外在原因干扰也会带来电磁干扰现象。如:供电装置在持续供电时遇到交流电网,经过30s左右的时间则会有电磁干扰出现。另外,若供电电源的过压、欠压、断电等原因也是变频器干扰的来源之一,对变频器的变频操纵造成不便。

2.变频器抗干扰策略

电力企业在电网建设里应用变频器后,一定要对电磁干扰问题做到准时的处理,以保证工业企业自动化生产的顺利运行。联合变频器电磁干扰的主要来源及干扰方法,电网改造中采取的抗电磁干扰对策要针对谐波、噪声、电源等问题展开。主要在以下几点抗电磁干扰的策略中获得突破:

(1)滤波。变频器是应用调整电机工作电源频率对交流电动机进行控制的设备,在电源频率传输阶段会出现谐波。对变频信号传输过程添加过滤环节可提前检测异常,避免变频器受到电磁干扰、。如:将滤波器安装在变频器合理位置,对噪声等的准时检测可防止传导干扰。

(2)隔离。隔离是将变频器与别的线路隔离,以免对正常电力设备造成影响。通常,可在电路上完成对变频器的干扰隔离处理。如:利用电子仪器检测,当发现异常后,电路准时调整,将干扰源剥离。干扰隔离的主要方法:a.电源隔离;b.噪声隔。

(3)屏蔽。对电磁干扰来源进行屏蔽处理。从变频器的结构形式研究,屏蔽电磁干扰的主要是在于调整信号线路。普遍变频器产品结构里对铁壳进行了屏蔽,但***路上仍存在不足。如:相比输出线路的干扰屏蔽,应减小信号线路的长度,同时信号线应采用双芯屏蔽,从而增强控制系统设备的抗干扰性能。

(4)接地。接地常用于噪声原因引起的电磁干扰,对电网在早期接地线路的调整即可发挥这一作用。变频器的接地普遍采用单点接地、多点接地、母线接地等方式。电力人员在选择接地方式时要根据控制系统的实际要求,应用良好的接地来控制噪声的耦合,经过改造之后,可明显改善变频器的抗干扰性能。

(5)安装。安装工艺对变频器性能发挥有较大的影响,若安装环节出现错误会直接使变频器的精密度受损,减弱变频器的传输强度信号。变频器安装需控制两点:1.温度方面,变频器安置的温度范围在-10℃至50℃,这是技术人员要严格掌握的;

2.高度方面,变频器安置高度在1000mm。

3.机电设备控制系统的设计规划

控制系统的设计是变频器运行环境的规划,经过设计稳定、安全、可靠的控制策略来来改善变频器的运行效果,从而实现电力系统自动化控制水平的提升。在今天,随着社会电网改造活动的全面开展,电网规划改造时对变频器的操控性能极为重视,而变频控制系统设计仍需解决以下几个问题:

(1)部署难题。变频器工作电压值较大,为更好地避免对别的设备造成干扰,变频器应采用单独地部署方式。例如:在对电网所有设备规划排列时,需把变频器单独部署开来。这样可以防止其造成的电磁干扰,破坏其他设备之间信号的传递,还需将弱电设备与变频器相隔离,避免其造成电磁干扰。

(2)连线难题。设计变频器控制系统时应尽量减少线路的连接,以减少线路交错复杂而造成的干扰。根据系统设计原则,相比不必要的线路连策应尽可能去除,让系统接线更加简化。如:除了控制系统与变频器的线路连接,别的线路可根据情况去除或隔离,为供电系统传输电流创造稳定的条件。

(3)干扰难题。无论是高压或低压变频器,其控制系统设计均要考虑变频器运行后造成的干扰强度,不然会影响到电网的指标性能。变频器产生的谐波对电网是一种巨大的干扰,易造成电网波型畸变,电压减小、功率过低等。设计时可将电抗器加在变频器电源进线侧,避免对电网造成过大的损坏。

(4)转速难题。电机是控制系统连接的主要设备,而电机转速大小是产生噪声干扰的一大因素。设计时要选择合适的电机型号,特别要考虑电机的功率、转速。若电机型号不正确,运行后会造成变频器负载大幅度增加。另外,为了防止高转速引起电机温度上升,可设计冷风装置达到降温效果。

4.结论

本文对变频器的安置难点与在安置过程中需注意的问题进行了详细的分析,并针对变频器抗干扰策略进行了介绍,同时,论述了变频器在机电设备控制系统设计过程中应注意的难点。变频器是煤矿生产电力系统的主要控制设备,其在安置、应用期间要采取抗干扰办理对策,从而提升机电设备运行效率。

参考文献:

[1] 刘顺业. 关于煤矿机电设备安装[J]. 科技传播.2011.16(88-91).

[2] 李保钢,李智庆,栾志***,寇泰山,夏恒报. 浅论煤矿机电系统管理[J]. 能源技术与管理.2011.4(56-59).

[3] 兰水. 浅谈煤矿变频器[J]. 科技创新导报.2010.3(106-110).

[4] 陈丽华. 变频器安装使用和日常故障判断[J]. 电气时代.2011.5(186-189).

干扰设计论文篇(6)

中***分类号:TM6文献标识码:A 文章编号:

一、前言

分散控制系统综合运用计算机技术,通信技术,和自动化控制系统等多种先进技术系统,让这个系统的通信网络遍布各生产基地的监控站,监测站,并以通信网络将操作管理站和相关需要集中操作的地区连接起来,实施集中管理,统一操作。分散控制系统很早便在我国的火力发电厂得到了推广运用,并取得了辉煌的发展成果。到目前为止,我国的大部分火力发电厂都已经采取这种控制系统,分散控制系统日渐成为整个控制中心的中枢,对保证整个电网的正常运行,保持电力的稳定安全,有着十分重要的地位和作用。虽然,分散控制系统具有很强的环境适应性,但是,在整个系统中,来自各处的线缆都会和系统相连,各种外部干扰很容易以电源或者是各种线缆为媒介侵入,加剧干扰的负面作用。在现阶段的分散控制系统生产使用中,电厂分散控制系统内部使用了很多电子产品或者电子元器件,电磁干扰显得更为严重。因此,要综合考虑到多种因素,加强电厂分散控制系统抗干扰措施的研究。

二.电厂分散控制系统干扰来源分析

探究各种干扰的来源对于分散控制系统抗干扰措施研究有着十分重要的意义。从总体而言,电厂分散控制系统的干扰源主要来自内部和外部,内部干扰和外部干扰组成了影响整个系统正常工作的干扰来源。

1. 系统内部干扰

系统内部干扰主要是因为分散控制系统内部装置的各种电子设施或者是电子元器件的应用而产生,主要包括过渡干扰和固定干扰,当电路在动态工作时候,引发的干扰便是过渡干扰,当接触面上的电导率具有很大差异或者不一致时候,会产生接触干扰,此种干扰类型称为固定干扰。

2.系统外部干扰

系统外部的干扰主要是设备在使用过程中受到外部环境和使用条件的影响而产生的干扰因素,这种干扰和分散控制系统的各种元件没有直接联系。系统外部干扰主要有以下几种。

(一)从电源线传导来的电磁干扰

在电厂中,分散控制系统在 用电母线处安装有各种动力设备,风机,凝结水泵等。由于这些设备的功率很大,运转时候会产生交变磁场,产生电磁干扰,开关设备时候,会让电压波动,产生低频干扰。

(二)从信号线、控制线传导来的干扰

电厂的分散控制系统有着各种接线,这些接线也是各种外部干扰进入的路线来源。一是通过现场变送器供电电源或共用仪表的供电电源串入的干扰;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰。当发生信号干扰时候,会大大降低测量的精度,甚至损坏各种元器件,或造成逻辑数据的变化和系统设备的误动或是死机。

(三)接地系统混乱时引起的干扰

接地系统在产生电磁干扰,抑制电磁干扰方面都有着十分重要的作用。一方面,不合理的接地,会产生严重的干扰信号,让电厂的分散控制系统难以正常运转。正确的接地可以防止电磁干扰,同时也可以减少设备向外发出干扰信号的频率。因此,分散控制系统的接地是一把双刃剑。在干扰来源中,如果接地系统混乱,比如每个接地点的电位分布不平衡,各个接地点电位分布不均,机械设备间接地电位差距很大,地环路电流情况严重,系统干扰严重,使得整个电厂的分散控制系统难以正常运转。

三.电厂分散控制系统抗干扰措施探究

电厂分散控制系统在整个电厂运作中处于核心地位,要保障其正常工作,必须做好内部外部的抗干扰措施。从多年实践经验总结得出,要坚持从抗干扰措施开始,本着控制干扰源,切断或弱化电磁干扰的路径,优化系统装置,提高系统自身抗干扰能力等三方面的原则,科学是设计,使用高质量的设备和元器件,规范安装,并做好各种维护措施,保证整个电厂分散控制系统的稳定性和兼容性,保证整个系统的正常运行。将从以下几个方面做出探究。

1.科学合理选择系统设备

(一)电厂分散控制系统的设备选择在抗干扰中有着十分重要的作用。选择抗干扰性能较好的设备产品,保证含电磁兼容性。比如采用浮地技术加强抗外部干扰的能力,使用隔离性能较好的电厂分散控制系统,要选择耐压能力较强的系统设备,使得电厂分散控制系统可以再电场强度高,频场较高的环境中正常工作。

(二)做好电缆的选择

电厂的电缆选择是电厂分散控制系统抗干扰措施的重要环节。要保证强、弱信号不应使用同一根电缆,信号电缆应尽可能避开电力电缆,避免与电力电缆平行布设。在传输距离较小时,可以选用单根导线或一般控制电缆传输,在传输距离较大时,宜选用总屏控制电缆或对绞|总屏计算机电缆;模拟量信号在现场传输中应选用屏蔽电缆,对于信号精度要求较高的场合,可选用对绞分屏计算机电缆或对绞总屏计算机电缆。

2.做好隔离措施

(一)电厂分散控制系统设备的隔离

在电厂分散控制系统抗干扰措施中,要本着电气设备电缆用量最短原则,要将电厂分散控制系统的硬件设备安装在主厂房之间,设备间内部要采用防静电活动地板,要使用钢筋作为接地引线,做好接地工作,要把强电设备或者电路设计安装在远离硬件设备安装间,以便隔离电磁干扰。

(二)电厂分散控制系统电源的隔离

为保证分散控制系统的可靠运行,要使用交流电稳压器对分散控制系统的电源进行稳压。由于未屏蔽的电源变压器之间耦合电容大,共模干扰很强,因此,要在电源变压器的初次级之间设置屏蔽层,来减少变压器初次级之间的干扰,隔离变压器可以切断变压器两端的低频共模电流。但有时隔离变压器初次级之间的寄生电容仍能够为频率较高的共模电流提供通路,因此隔离变压器的屏蔽层必须良好接地。

3.科学合理的接地

在电厂的分散控制系统中,合理科学的接地是整个系统网络畅通的保证,是整个系统稳定运转的基础。混乱的接地会产生强大的干扰,严重影响到设备的工作。因此,在进行分散控制系统抗干扰措施时候,必须综合多种因素,科学合理的做好接地措施。

(一)采用统一的接地网

系统中的交流工作地、直流工作地、屏蔽地、安全保护地之间应保持严格的绝缘,在总汇集板汇合后再用一根接地电缆接到接地网上。所有接地点应与接地网牢固连接,且应尽量减少接地点与接地网的距离,但要满足接地电阻的要求。

(二)信号线采用屏蔽电缆,并且合理接地

信号线的屏蔽层接地必须保证单点接地,避免多点接地。信号源接地时,屏蔽层应在信号源侧接地;信号源不接地时,屏蔽层应在系统侧接地,这时就应将屏蔽层接地点改在信号源侧接地。如果信号源端系统侧都要求接地,则对信号必须采用变压器隔离或光电隔离等措施,并且屏蔽层应在信号源侧接地。信号电缆中间有接头时,在接头处的屏蔽层要妥善连接,并将屏蔽层的部分用绝缘带包好。

四.结束语

电厂的分散控制系统的抗干扰是一项比较复杂的工程,在设计施工过程中,要针对具体的干扰来源,采取合理有效的措施,对整个系统抗干扰要采用内外干扰相结合的考虑方法,从设备抗干扰性能,线路的敷设,接地等各个方面做出抗干扰措施,保证整个电厂分散控制系统的稳定和安全。

参考文献:

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[2] 郭护林 白艳丽 火电厂分散控制系统的抗干扰措施 [期刊论文] 《西北电力技术》 -2005年3期

[3] 张新闻 分散控制系统的噪声抑制技术 [期刊论文] 《电力建设》 -2001年9期

[4] 周倩 鲁学农 张文景 火电厂DCS系统信号抗干扰研究及实例 [期刊论文] 《中国电力》 ISTIC PKU -2012年4期

干扰设计论文篇(7)

试验设计中往往会碰到带有趋势干扰因子的情形,这类趋势可以是由时间效应或空间效应引起的.本文探讨了幻方及纯幻方在带有趋势干扰效应设计中的若干应用.首先,利用幻方的组合性质,得到了一类设计因子与趋势干扰因子在参数估计上不混杂的设计;其次,采用纯幻方,进一步得到了多因子试验设计中的趋势无关设计;最后,给出了利用幻方和纯幻方构造相应趋势无关设计的基本方法,同时证明了运用同心幻方进行交叉验证的结果.

关键词:

同心幻方;多水平;多项式模型;多因子试验;混杂

1引言

试验设计自20世纪20年代问世至今,已在农业、工业、生物医药、航空航天、经济管理等领域得到广泛应用,各种试验设计方法也得到了迅速发展,如区组设计、部分因析设计、正交设计、均匀设计、空间填充设计、饱和设计、超饱和设计、正交拉丁超立方体设计等等.一般的试验设计方法并不考虑试验顺序,因为试验顺序常采用“随机化”准则.然而,在一些试验中,比如物理或者工程试验中,一次试验常常需要花费一定的时间,而整个试验做完需要一个月或更久,那么,在这些需要长时间完成的试验中,试验单元或者试验环境有可能发生了趋势性的变化.最后的试验结果易受到时间或空间效应的干扰.于是,许多学者对设计顺序进行了研究.早期,Phillips[1-3]、Daniel和Wilcoxon[4]、Draper和Stoneman[5]等讨论了带有时间趋势效应的试验设计顺序问题,他们将时间趋势效应T用一个p阶多项式模型来代替。本文同样采用多项式模型来表示趋势干扰效应.在这一个模型下,Draper和Stone-man[5]讨论了与时间趋势无关(trend-free)的二水平设计,并且还讨论了最小水平变化(levelchange)设计.Cheng和Jacroux[7]给出了二水平时间趋势无关设计的一种构造方法,Jacroux[8]对带有时间趋势的混合水平设计进行了研究,Wang[9]借助并列法对特殊的混合水平情形2p4q进行了讨论.近期,也对含有区组的带有时间趋势的设计顺序进行了研究[10].然而,文献中对于多水平和混合水平情形的研究仍然较少,对高水平和混合水平因析设计的研究则更少.幻方,也称为魔方(magicsquare),我国数学家杨辉称其为“纵横***”.其与群论,

组合数学密切相关,在纯数学和应用数学的研究中都有着重要的意义[11-14].本文不关注幻方在数学中的性质研究或构造,主要关注幻方在统计中,特别是在工程试验设计领域中的应用.事实上,早在1964年,Phillips[1,2]发现了幻方可以用于带有时间趋势干扰的设计,然而这类设计仅包含两个因子,其水平数正好等于幻方的阶数.Hedayat[15]也研究了幻方的若干统计性质,指出在对干扰因子的参数估计上,幻方可以使得相应最小二乘估计的方差达到最小.本文将进一步说明幻方(纯幻方)可以应用在两因子(多因子)试验设计中,其对试验因子的参数估计与干扰因子是1阶趋势无关或线性无关(lineartrendfree)的,并给出相应的构造方法.第2节主要介绍幻方的基本概念及其在带有趋势干扰效应的设计中的应用,借助幻方,可以构造出一类与趋势效应无关的设计,且这类设计主要包括两个多水平因子.第3节给出主要叙述纯幻方在带有趋势干扰效应的设计中的应用.借助纯幻方,可以构造出一类含有多个与趋势效应无关因子的设计,同时这类设计也可以应用在含有交互作用项的设计中.第4节是结束语.

2幻方与两因子趋势无关设计

例1考虑一个化工厂生产的一种化工产品,影响采收率的因素有多个,包括催化剂种类、反应温度等.并且这类试验往往和反应时间有关.下面用表1给出的三阶幻方,来设计一个与1阶时间趋势效应无关的设计顺序,见表2,其包含两个三水平因子,取值为{0,1,2}.由于试验结果往往带有一定的随机性,所得试验结论需要经过一定的统计显著性检验.交叉验证可以进一步对试验结果进行比较研究,如果一个设计能够进行交叉验证,此时的结论具有更高的可靠性.定义2[11,13]同心幻方也称嵌套幻方,其可以从中心开始向外辐射,依次剥去最外一层后的方阵均是幻方.定理3当n为奇数时,一个n阶同心幻方可以安排含有二个1阶趋势无关因子的设计,且可以进行n12次交叉验证.证明设M=(mij)是一个n同心幻方,由定理2,幻方的行和列分别可以看作两个n水平因子,记为A,B,它们均是1阶趋势无关的.所得试验结果可以进行相应的显著性检验.然后,将该同心幻方剥去最外一层,此时可以用来安排一个含有2个n2水平因子的设计,且仍是趋势无关的.于是,可以采用该部分数据进行相应的显著性检验,并与第一次结论进行交叉验证.以此类推,将该同心幻方剥去第二层,并进行第2次交叉验证.综上,可以进行n12次交叉验证.

3纯幻方与多因子趋势无关设计

定理4当n为素数或素数幂时,一个n阶纯幻方至少可以安排含有四个n水平因子的因析设计,且四个因子均是1阶趋势无关的.证明设M=(mij)是一个n纯幻方,由定理2,幻方的行和列分别可以看作两个因子,记为A,B,它们均是1阶趋势无关的.另外,对于纯幻方,存在另外两个1阶趋势无关的因子C,D.设A,B的水平取值分别为a,b,令因子C取值为mod(a+b,n),因子D取值为mod(ab,n),即因子C由幻方中从右上往左下的对角线得到,D由幻方的从左上往右下的对角线得到,则由纯幻方定义3可知,所有泛对角线上元素的和均相等.于是。例2对于采收率试验,例1给出了一个与时间干扰效应无关的设计,但所包含的试验因子只能为两个,如果影响因子多于两个,可以考虑下面的设计,见表5,其包含四个因子,水平取值{0,1,2,3,4}.比如,第一次试验的水平组合为(1,2,3,4),即因子A取1水平,因子B取2水平,因子C取值水平为mod(1+2,5)=3,因子D取值水平为mod(12,5)=4.当n为合数时,虽不能像素数情形直接推出四个与趋势无关的因子,但纯幻方仍然可能给出包含多个因子的设计.下面给出一个包含三个因子的采收率试验设计方案.见表6,因子水平取值为{0,1,2,3}.比如,第一次试验的水平组合为(3,3,0),即因子A取3水平,因子B取3水平,因子C取0水平.

干扰设计论文篇(8)

中***分类号TN872 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)47-0196-03

0 引言

无线电干扰机是一种通过发射强功率的电磁信号,压制非法的同频无线电通信信号,使得工作在该频率上的通信设备无法正常工作的大功率无线电发射设备。

本课题设计的30MHz~1 000MHz多功能无线电干扰机,采用软件无线电信号处理技术和智能化软件技术,可以对非法的无线电频率信号实施单频压制干扰、频段扫描干扰、多频点轮训干扰,也可以对某一频段实施多信号压制干扰,尤其是宽带压制干扰,能够有效地压制跳频通信信号,这也是目前市场上其它干扰机所没有的技术。

本机主要应用于国家无线电管理部门、国防安全部门、***队等民用和***事领域,用于对一些非法的不明无线电信号进行压制屏蔽,使得不法分子不能正常使用未经批准的无线电频率资源,从而破坏不法分子利用无线电信号而进行的一些非法活动,保证国家安全部门的信息安全,也可作为工厂、学校以及科研院所实验室仪器设备的信号源。

1 硬件设计方案

硬件部分由激励源单元、功放单元、控制单元、天线等模块组成,总体框***如***1所示:

激励源单元产生出单频点信号、线性调频信号及快速跳频信号;DSP控制单元负责键盘的输入、TFT彩屏的显示及激励源的控制;功率放大模块一方面对输入的信号进行幅度放大,另一方面检测天线是否有驻波存在,保护信号放大器件免受损害;从便携式使用和提高天线增益出发,配置了30MHz~100MHz和100MHz~1 000MHz的天线,具有全向、宽带、高增益等特征。

1.1 激励源单元

该单元由DDS、滤波、调制信号产生器等电路组成,能产生各种带宽的干扰信号,干扰参数可由面板操作使用,在TFT彩屏上显示各种参数,同时根据设定的参数对功放进行控制。激励源单元组成框***如***2所示。

设计中,DDS采用了AD9858数字频率合成芯片,可方便快速地产生线性调频、单频脉冲及编码调制信号,其工作频率高达1GHz。和其它的高速DDS产品不同,AD9858内部集成了DAC、相位/频率检测器和电荷泵,能满足设计者的低相位噪声、低虚假能量、快速频率转换和宽带宽线性扫描的要求。

激励源的输入采用10MHz的恒温晶振,通过锁相环、VCO产生1GHz的单点信号,作为AD9858的参考时钟,直接输出30MHz~390MHz的信号,通过放大取3次谐波,由滤波器组选出390MHz~465MHz、465MHz~540MHz、540MHz~630MHz、630MHz~720MHz、720MHz~840MHz、840MHz~1 000MHz的频率。

1.2 功放单元

该射频功率放大器由功放模块、定向耦合器、功率检测板电路、开/短路保护、大驻波保护、过热保护等电路组成,包括30Hz~100MHz和100MHz~1 000MHz功率放大器两种。功率输出可达30W,由于定向耦合器和馈线电缆等的插入损耗,最后功放经天线口输出功率约为20W,两种功放盒基本原理一致。功放器原理框***如***3所示:

定向耦合器是一种通用的微波/毫米波部件,原理是主线中传输的功率通过多种途径耦合到副线,并互相干涉而在副线中只沿一个方向传输。可用于信号的隔离、分离和混合,如功率的监测、源输出功率稳幅、信号源隔离、传输和反射的扫频测试等。

1.3 控制单元

控制单元包括硬件控制和上位机控制等。硬件语言控制采用DSP+CPLD的方案以实现对操作键盘、DDS芯片、TFT彩屏显示等。上位机控制用DB9口来连接以实现PC机对干扰机的操作控制,并预留USB扩展功能。控制单元原理框***如***4所示:

硬件电路中的DSP芯片选用TMS320C5416芯片,外接SRAM用于扩展内部RAM,外接Flash用于烧写程序,进行掉电后的上电引导。CPLD用于扩展DSP的电路。DSP通过CLPD的组合逻辑电路控制亚音芯片,产生亚音信号。电子开关用于选择波段滤波,对数字电位器的控制,可调节调制信号的大小。串口用于同PC机进行通信。DDS产生基带信号,倍频产生出30MHz~1 000MHz的信号源。蜂鸣器用于产生键盘提示音。键盘和TFT彩屏用于输入控制控制命令和干扰机状态显示。

上位机控制主要由软件实现,操作界面如***5所示,由干扰监测站管理、干扰监测管理及系统功能组成,上位机控制可与本机建立***的监测干扰一体网络,实现网络化监测干扰。

2 软件设计方案

软件设计采用DSP+CPLD方案来实现,使用TFT彩屏来显示。软件程序主要包括CPLD的端口配置、DSP的初始化、DDS的初始化、键盘和TFT彩屏的初始化等。CPLD采用VHDL语言编写、***形化设计的方法,用于组合电路及辅助数字信号处理。

DSP的软件设计分成二种:一种是无操作系统,用While、if、switch、case、中断、定时器等组建的整个程序框架,程序流程***如***6所示;另一种是有TI提供的基本输入输出操作系统 (BIOS)、串口键盘映射到硬件中断(HWI)、命令解析映射到(SWI)、运算处理映射到(SWI)、屏幕显示映射到(TSK)、干扰映射到(TSK)。这两种设计方法都达到了同样的预期效果,本设计选用了无操作系统的设计方法。

3 测试及结论

***7所示波形为实际测试中所得到的波形,一端是干扰机通过天线发射,另一端是通过天线接收,连接到泰克HE600频谱仪进行测试。(a)***为中心频率610MHz、带宽为100kHz的实测功率谱,(b)***为频率610MHz附近的多频点扫描功率谱,(c)***为中心频率147.125MHz、带宽10MHz的实测功率谱,(d)***为中心频率610MHz、带宽为5MHz的实测功率谱。

测试表明,该干扰机工作频率范围等各项技术指标均能达到预计指标要求,具有很高的可靠性、稳定性、安全性以及干扰能力,达到了研制目的。通过干扰测试和对测试结果的分析,本机主要技术参数指标有:

1)输出频率范围:30 MHz~1 000MHz;

2)干扰调制信号带宽:5kHz、16kHz、20kHz、50kHz、100kHz、200kHz;

3)干扰调制信号样式:电子音、噪音、外接话音、亚音;

4)干扰调制方式:FM;

5)拦阻干扰带宽:1MHz、2MHz、5MHz、10MHz、20MHz;

6)输出功率:≥30W;

7)亚音设置:39个亚音点;

8)多频轮循:预置频率点数≥10,并具备掉电保持功能。

4 结论

与同类产品相比,本机采用了通用化、系统化和模块化的设计原则;采用成熟先进的技术,借鉴国内外同类模拟干扰系统的研制经验和设计方案,加强了系统的可靠性、维护性设计;结构设计上考虑了设备的便携性和美观性需要,减小了设备的外观尺寸以及设备重量;软件设计操作简便、流程清晰,采用模块化和一体化设计,易于改进、升级和维护。

本机无论在宽频带或窄频带干扰状态下,干扰机的瞬时功率并不因为带宽的增加而降低,这大大提高了干扰机的干扰的能力与作用距离,是同类其他产品所无法比拟的。而且该设备便于携带,易于操作使用,易于改进、升级和维护,具有较高性价比。

参考文献

[1]朱庆厚,刘家儒.频谱管理中无线电干扰的应用[J].电讯技术,2010,50(12).

[2]宋阳.基于AD9858的宽带线性扫频源研究[D].长春理工大学,2009.

[3]王辉.高性能DDS器件AD9858及其在雷达信号源中的应用[J].国外电子元器件,2003(12).

[4]Analog Devices Inc.1GSPS Direct digital Synthesizer AD9858 Data Sheet,2003.

干扰设计论文篇(9)

关键词:CMMB系统 G***系统 干扰 杂散干扰 阻塞干扰 隔离度

CMMB是英文China Mobile Multimedia Broadcasting (中国移动多媒体广播)的简称。它是国内自主研发的第一套面向手机、PDA、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑等多种移动终端的系统,地面发射中心将信号发向S波段同步卫星后,同步卫星对接收到的信号进行转发,转发后的S波段信号直接被地面的接收终端接收下来,也可以通过增补转发器处理后被地面的接收终端接收下来。实现“天地”一体覆盖、全国漫游,支持25套电视节目和30套广播节目。

一、主要干扰的数学模型

由于需要共址建设,为了保证各系统间不至于互相影响,需要对各系统间的干扰情况进行分析。从形成机理的角度,系统之间的干扰可以分为杂散干扰、接收机互调干扰和阻塞干扰。下面我们分别阐明这三种干扰的数学模型。

1、杂散干扰

由于发射机中的功放、混频、滤波等器件工作特性非理想,会在工作带宽以外较宽的范围内产生辐射信号分量(不包括带外辐射规定的频段),包括电子热运动产生的热噪声、各种谐波分量、寄生辐射、频率转换产物以及发射机互调等。3GPP将该部分信号通归为杂散辐射,因为其分布带宽很广,也有文献称为宽带噪声。

2、互调干扰

互调干扰包括多干扰源形成的互调、发射分量与干扰源形成的互调(TxIMD)、交叉调制(XMD)干扰3种。多干扰源形成的互调是由于扰系统接收机的射频器件非线性,在两个以上干扰信号分量的强度比较高时,所产生的互调产物。发射分量与干扰源形成的互调是由于双工器滤波特性不理想,所引起的扰系统发射分量泄漏到接收端,从而与干扰源在非线性器件上形成互调。交叉调制也是由于接收机非线性引起的,在非线性的接收器件上,扰系统的调幅发射信号,与靠近接收频段的窄带干扰信号相混合,将产生交叉调制。

3、阻塞干扰

阻塞干扰并不是落在扰系统接收带宽内的,但由于干扰信号功率太强,而将接收机的低噪声放大器(LNA)推向饱和区,使其不能正常工作。扰系统可允许的阻塞干扰功率一般要求低于LNA的1dB压缩点10dB。当较强功率加于接收机端时,可能导致接收机过载,使它的增益下降。原因是放大器有一个线性动态范围,在此范围内,放大器的输出功率随输入功率线性增加,这两个功率之比就是功率增益G。随着输入功率的继续增大,放大器进入非线性区,其输出功率不再随输入功率的增大而线性增大,也就是说,其输出功率低于所预计的值。

二、天线隔离标准

为保证好的系统性能,上述三种性能下降必须避免或最小化。因此必须保证两个同址基站的天线间有好的隔离度。一般来说工程上对以上三种干扰应遵守以下准则:

1、扰基站从干扰基站接收到的杂散辐射信号强度应比它的接收噪声底限低10dB。

2、在扰基站生成的三阶互调干扰(IMP3)电平应比接收机噪声限低10dB,原因与第一条准则相同。

3、受干扰站从干扰站接收到的总载波功率应比接收机的1dB压缩点低5dB,这主要是因为工程上为了避免放大器工作在非线性区,常把工作点从1dB压缩点回退5dB。如果系统间的隔离度能够满足以上准则,受干扰系统的接收机的灵敏度将只下降0.5dB左右,这对于绝大多数通信系统来说都是可以接受的。

4、CMMB系统与G***系统间的干扰与隔离分析。

综上所述,产生干扰的最终原因与共址站之间的天线隔离度有很大关系。为了将性能损失降到最小而不修改现有的发送和接收单元,在共址站间需要保持适当的隔离。所以问题主要集中在CMMB系统对G***系统的干扰上。

三、结 论

宏站天线之间的隔离度需求以杂散隔离度要求与阻塞隔离度要求之间取大值,综上所述,CMMB系统与G***系统之间最大的干扰为CMMB系统对G***系统的杂散干扰,隔离要求为62dB。在工程中只要能满足最大干扰的隔离要求,其他干扰的隔离要求也能满足。在本工程中,由于第一次采用共址建设,并且工期要求比较紧,不再进行主设备的投资,同时又不能改变G***网现网的结构,所以,可以通过对天线空间隔离度进行分析,计算出所需的空间隔离距离以满足实际工程的需要。

四、天线空间隔离度

天线距离与隔离度之间有对数线性关系。Celwave和kathrein天线公司以及麦罗拉等在试验的基础上,总结出了空间隔离计算的经验公式,符合一般的计算要求,是具有高通用性和公认的特定情况下的蜂窝移动天线隔离度计算公式,是分析不同运营商基站隔离度状况,解决隔离度计算分歧,达到统一的判断标准。

五、结束语

需要指出的是本文只是根据规范对接收机和发射机的性能要求而提出的一种隔离度计算方法,这种要求是设备至少应满足的要求。同时,关于目前各电信运营商共址建设系统间干扰的结论性成果已经有很多,本文之所以取材这个题目主要是因为在实际工作当中遇到CMMB系统与通信系统进行共址建设的问题,而当时施工时也没有理论依据,所以特对其进行分析、计算并指导施工。

参考文献:

《移动多媒体广播 第1部分:广播信道帧结构、信道编码和调制》(GY/T 220.1-2006)

《移动多媒体广播 第2部分:复用》(GY/T 220.2-2006)

《地面数字电视广播单频网适配器技术要求和测量方法》(GYT 229.1-2008)

《地面数字电视广播发射机技术要求和测量方法》(GY/T 229.4-2008)

《无线电发射机杂散发射功率电平的限值和测量方法》(GB 13421-92)

《无线电发射设备参数通用要求和测量方法》(GB/T 12572-2008)

《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》(GB 20600-2006)

干扰设计论文篇(10)

中***分类号:TN972 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)13-0017-01

卫星导航系统主要用于全球区域内的空中及地面目标定位和授时。在卫星导航系统广泛应用的同时,大量复杂电磁干扰环境也在不断影响系统设备工作。复杂电磁环境很可能会造成大量谐波信号及交调信号侵入到卫星接收频段内,在部分范围内很容易超出系统干扰容限,严重时便会导致系统接收设备工作异常。提高卫星系统抗干扰性能成为目前卫星系统建设发展的重要内容。因此,加强有关卫星系统干扰监测技术的分析,对于改善系统工作质量具有重要的现实意义。

1 卫星系统干扰监测方法

依据卫星链路特征及干扰信号特点,在卫星干扰监测中可采用多种方法相结合的方式来改善系统干扰监测水平。具体方法如下。

1)AGC电平监测。地面测控站可利用测控系统的遥测解调数据获取卫星转发器接收信号中的AGC电平信号。相关的AGC信号电平会根据跟踪接收有用信号的功率增加量而不断升高,当AGC信号电平过高时,其误码率也会增大,原因可能是同频干扰信号的影响。应答机出现错锁时跟踪的为干扰信号。不相关的AGC信号电平会根据输入信号功率的增加量而不断升高,在输入信号功率接近正常接收门限值时,接收机的正常锁定动作不能完成,则表明接收机遭受异常干扰。

2)误码率监测。不同干扰的最终效果是影响信号的实际接收质量,所以利用误码率可有效、直接改善干扰大小及有无的判断效果。对于某一调制系统来说,设备自身出现的解调损失可实现进行测定,通常的信号噪声导致的接收信号信噪比恶化量也可以进行估计,因此利用实际接收信号的误码率便可分析计算系统的外部干扰[1]。

由于误码率具有反应灵敏、测量方便、定义准确、诊断门限清晰等特点,将其作为基本监测参数非常有利。若误码率偏高则表示信道部分受到干扰,若误码率在正常值范围以内则表示信号基本未受到任何干扰。

3)载噪比监测。地面测控站还可利用测控系统中的遥测解调数据获取卫星转发器接收信号的载噪比状况。若载噪比偏高,但在系统正常工作的门限区域内,同时接受误码率也较高,则可基本推断系统受到外来同频信号干扰;若载噪比小于系统设定接收载噪比值,则可基本推断系统受到宽带噪声干扰。

4)螺流监测。地面监控站能够利用遥测解调数据获取卫星转发器行波管的螺流值。当上行信号的输入功率升高到一定值时卫星接收器的螺流值也会出现饱和,所以通过分析处理螺流值,便可对系统受到的干扰进行初步推断。当螺流超过安全工作范围内时表明系统受到干扰;当螺流在安全工作范围以内时则表明系统未受到任何干扰。[2]

2 卫星系统干扰监测关键技术

1)干扰识别技术。根据卫星导航接收机的实际数据分析,可以发现空间爱你环境中存在着各类复杂形势的干扰,且并非只有稳定的脉冲、宽带及窄带等类型。①干扰识别的原理:为保证系统能够有效应对多变复杂的干扰,保证卫星系统在干扰条件中的工作稳定性,应依据对空间无线电信号的长期监测数据,利用干扰样本综合分析干扰信号特征,形成干扰数据库和干扰频谱模板,然后在识别干扰信号调制方式的过程中将实际干扰特征与数据库指标特征进行比较,以此提高干扰识别的效率及应对干扰反应的灵活性。②干扰线号自动调制识别通常采用统计模式识别和决策论两种方法,统计模式方法主要以模式识别作为理论基础,而决策论方法主要以假设检验作为理论基础。③干扰信号特征识别主要是指对信号调制方式的判断,调制识别是指判断干扰信号调制种类的方式,常使用的调制判别方法有:星座***聚类分析调制识别方法;利用支持向量基的数字调制识别方法;神经网络BP法;利用小波分解的调制识别方法;利用高阶累积量的调制识别方法等。当前这些算法通常在通信信号调制方式识别中应用,对于卫星导航信号干扰识别还不太广泛,在实际研究中应注意算法与卫星系统信号特征的

结合。

2)干扰检测技术。作为干扰监测的基础工作,干扰检测是开展系统防干扰的重要依据。信号检测的方法主要油循环平稳特征检测法、匹配滤波器检测法与能量检测法,当前应用于干扰检测的方法主要有高阶统计量分析法、能量检测法、数字信号处理方法、循环平稳分析法、极化分析法及时频分析法等。

3)高质量数字接收机技术。接收机是干扰检测系统的关键,接收机的性能质量直接关系着卫星系统的整体质量。干扰监测系统需要接收视场导航各频段内的多种不同信号,且要估计分析信号空域、频域参数。通常地面接收到的卫星信号功率在-140dBm左右,而干信比一般在-30~-120dB,相应的干扰功率一般在-110~-20dBm的范围内,这就要求干扰监测接收机具备两方面的性能:一是动态范围要大,以便能够对较大功率干扰信号进行监测;二是灵敏度较高,从而利于对较弱干扰信号实时有效监测[3]。

在天线阵测向系统内部,各振源都与其信号通道一一对应,然而不同通道间却包含差别较大的特性,在实际分析中应采取校正措施才能获取较高的一致性。

4)干扰源定位技术。在对干扰实施监测、测向的同时,利用多台干扰监测接收机组网技术,完成对空间电磁环境的监测与干扰源的定位,进而实现控制周围电磁环境、检查及排除干扰源的功能。无线电定位通常包括有源定位与无源定位两种,对于导航频段干扰源的定位是无线电无源定位的一种。依据测向站的使用数量,无源定位一般又分为多站定位与单站定位,无线电干扰源定位通常使用多站定位方式,其往往通过三台以上的接收机组网,来降低定位模糊度对定位精度的干扰。采用的定位方法主要有FDOA、AOA、TDOA等,使用中将多种方法结合可有效提高定位精度。

3 结束语

干扰监测的质量将直接关系着卫星系统的运行安全性与可靠性,因此,相关技术与研究人员应加强有关卫星系统干扰监测技术的研究,总结干扰监测技术方法及具体实施要点,以逐步改善卫星系统干扰监测水平。

参考文献

干扰设计论文篇(11)

中***分类号TM63 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)66-0164-02

随着国民经济的快速发展,社会电力需求的日益增加,各行各业对电能质量要求的不断提高,各种智能设施的普遍应用,使得电力稳定供应的要求不断增加。综合自动化变电站的微机保护抗干扰系统运用现代先进的计算机科学技术、现代电子通信通讯技术和信息处理技术等达到对变电站二次设备(包括微机保护、测量、信号、控制、故障录波、远动装置及自动装置等等)的功能进行优化设计的目的,对自动化变电站的运转情况执行监视、测量、协调和控制的一种综合系统。其主要特征是将保护、监控、协调、通信等功能通过互联网联系起来,分功能模块进行结构化设计组装,通过各种可是设备将抗干扰能力全方位提高,使变电站的管理更加先进,工作更加稳定可靠。在电力系统的运转过程中,不可避免的会产生大量的电磁场,而这一电磁场反作用于电力设备特别是二次设备。因此,必须展开对自动化变电站微机保护抗干扰系统的研究,以便早日找到最优化的变电站抗干扰的办法,供广大同仁互相借鉴。

1微机保护的原理

微机保护装置应该具有一定的抗干扰能力,同时这些装置本身不可以对周围的电子装置产生电磁干扰。微机保护装置不仅要求自身有较高的性能,同时要求可以抑制电子线路之间的相互干扰,尤其是高频数字、模拟混合电路,即应有良好的电磁兼容性。

2 综合自动化变电站内电磁干扰产生的原因

由于发电厂和变电站本身就是一个强大的电磁干扰源,在正常工作和出现故障时,都会产生各种电磁干扰。同一个电力系统内的各种电力设备,无论是改变运行方式,出现故障或进行开、关等操作时,都会引发电磁振荡,这些电磁场的波会对很多电力设备的工作性能产生影响。电磁干扰主要表现在一次设备与一次设备、一次设备与二次设备、二次设备与二次设备之间,包括工作频率、谐波、冲击和高频振荡。

1)开、关操作引起电磁干扰;

2)二次回路的操作引起电磁干扰;

3)短路产生的大电流对二次设备产生干扰;

4)大型变压器、发动机和电动机、高压导线等都会产生射频干扰;

5)雷雨天气时会产生雷电干扰,雷电流最高可达200KA,经避雷器导入地面,使得地面上的电网电位分布极不均匀;

6)电力系统一次设备和二次设备之间不断发生电磁的耦合,会产生耦合干扰。

3 综合自动化变电站微机保护抗干扰的原理

抵御电磁干扰的一个基本理念,就是设计一个合理的能够最大程度抵消电磁场量的方案。要想实现自动化变电站微机保护系统抗干扰的要求,应该找到干扰源抑制、削弱干扰源,切断电磁耦合的所有路径,降低电力设备对电磁干扰的敏感性。外部干扰源产生于不受控制的自动化变电站的外部,基本上是无法将其消除的,但是可以对其进行抑制。

3.1 屏蔽

1)电机设备与自动化系统的输入输出的连接电缆的两端有屏蔽部分,也可以对电磁干扰有一定的削弱作用;

2)电机设备内部,某些自动化系统中的某些互感器中有可起到相当明显的削弱干扰作用的屏蔽部分;

3)电机的机箱或机柜的电力输入端对地接一个耐受高压的小电容,可有效抑制外部的高频干扰,在有效遏制电流变化是对微机保护的干扰上取得了显著效果;

4)变电站系统所使用的金属材料也可以对干扰起到一定程度的屏蔽作用。

3.2 与地面连接

1)虽然将电气设备与地面连接是以防雷击为主要的目的,但是也可以在减弱电磁干扰方面起到一定作用。

2)二次系统接地可从工作和保护两大方面出发。工作接地可以有效保证电机设备电流的稳定性,从而减少干扰的发生。而保护接地是采取的辅助手段。

3.3 隔离

采取合理的隔离措施,可以减小传到系统的电磁干扰。

1)由于在电力企业中各个仪器如应用自动化所用到的各种计算机系统所采集到的数据,大部分来自于最初系统的各个电气设备经过一定变化产生的,并经由强电回路输出,并不能直接流入自动化系统,必须经过隔离变压器的有效隔离,并且隔离变压器一次、二次之间的屏蔽层必须配合接地措施,才能有效起到屏蔽效果;

2)自动化系统开关量的输入和输出,主要是受断路器、隔离开关的辅触点和主变压器分接头位置等的控制。并且这些开关都处于强电回路中,如果将这些开关都与自动化系统直接连接,就会引入强电磁干扰。因此,要对光电耦合装置或继电器触点进行隔离;

3)其他隔离的手段主要有:在二次回路中在布置线路时应采取隔离措施;信号线的传输应进行分类使用;并且传输信号的电缆应与其他用途的电缆分开使用;给电气设备中的二次设备配导线时,需注意避免各回路的相互感应所引起的干扰。

3.4 雷电天气加强保护的措施

加装雷电过电压保护装置是消除系统内模拟量输入通道干扰的主要手段之一。

3.5 计算机导线抗干扰

由于绝大多数的微机保护抗干扰系统和其他一些电气设备其供电电源线通常采用民用电流,任何因素对电网造成的冲击、电压和频率的大幅波动都可直接或间接影响微机系统的正常运行,甚至会造成计算机死机,其中计算机的电源导线是计算机受到干扰的主要途径。所以,对计算机交流供电系统的抗干扰措施的大力实施至关重要。

4 提高自动化变电站微机保护抗干扰能力的措施

1)加强设备管理,不断钻研新的合理化的组装方法,找出更多解决问题的解决方法,不断对设备进行同步升级,使其适用于新的发展方向;2)加强工作人员工作能力,不断学习新的科学文化知识,并将理论与实际相结合,改善以往的不足之处,不断的改革创新;3)多与同行业的优秀代表切磋交流,学习新的经验与技术,使自动化变电站微机保护抗干扰系统的技术水平不断提高。

5结论

随着综合变电站自动化的水平不断提高,大量的计算机和互联网通信技术的使用使变电站自动化系统的抗干扰能力也有了很大的进步。但是,对于抗干扰工作的进一步加强和改进,我们要做的工作还有很多,可以说是任重而道远。我们既要保护现有的仪器设备和电气自动化装置,又要继续加大力度去争取更加先进的技术,学习更加先进的理论知识。在对现有知识结构的不断深化的前提下,也要继续吸取更多领域的精华,将其融会贯通,应用到变电站自动化微机保护抗干扰系统中来。本文较全面的阐述了自动化装置抗干扰的原理,也揭示了各种干扰源产生的原因,并给出了如何继续加强抗干扰工作的几点建议,希望以此作为业界各个工作岗位有意义的参考指导。

参考文献

[1]国家电力公司.防止电力生产重大事故的二十五项重点要求[S],2000.

[2]朱安,帅***庆.关于110kV、35kV变电站综合自动化系统的功能要求[J].电网技术,2010,21(1):55-57.

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