金属化膜电容器寿命预测方法

为了提高金属化膜电容器寿命预测精度,保证脉冲功率系统安全稳定的运行,提出一种新的基于粒子滤波算法的电容器寿命预测方法。该方法不需要大量寿命数据,能通过历史数据不断更新模型参数,准确地预测单个电容器寿命。对54个金属化膜电容器进行3种工况下的寿命退化实验,可以得到,相比于传统Weibull分布模型方法和Birnbaum-Saunders分布模型方法,所提方法的预测精度更高,3种工况下的平均预测偏差都〈100次,验证了所提出方法的有效性。

电磁发射用脉冲功率电源放电建模分析

为高效研究电磁发射用脉冲功率电源放电性能,为电磁发射提供技术支持,降低研发成本,电磁发射过程的相关建模与仿真工作需要重点研究。对弹丸在轨道中实际运动物理过程建立数学模型,对脉冲功率电源建立电路模型,采用联合两种模型的方法对脉冲功率电源放电系统进行研究,提出一种基于发射过程多物理现象的脉冲功率电源放电系统仿真模型。通过实验验证了提出方法的有效性,为后续脉冲功率电源放电研究提供了依据。

基于各层材料传热特性的晶闸管结温计算等效电路模型

晶闸管作为脉冲功率系统中重要的开关元件,在实际运用过程中晶闸管的结温既影响晶闸管运行的可靠性,又影响其使用寿命,因此对晶闸管的热阻分析与建模具有极高实用价值。该文运用导热微分方程计算晶闸管内部不同材料元件热阻抗特性,分别求得到其对应的Foster网络参数模型。然后把各层材料的Foster参数进行变化得到应的Cauer网络参数,最终把各层材料的Cauer模型级联起来得到整个晶闸管的结温计算模型。结合实际晶闸管结构和对应材料热物理参数,分析接触热阻与压接力关系,在新模型中加入相应的接触热阻。将所求得的晶闸管的新的Cauer电路网络模型的单位阶跃响应、ANSYS有限元建模计算结果及晶闸管手册中提供的热阻抗曲线进行对比,验证提出新的结温计算方法的可行性。同时针对实际工况的脉冲电流曲线幅值脉宽进行分析且建立试验平台研究相同电流脉宽,不同电流幅值的单次浪涌电流工况温升情况,通过新模型与传统模型相比较,验证提出的新模型的有效性。通过理论分析和实验验证,为晶闸管热特性设计及电热耦合计算提供一种实用的电路暂态等效计算模型。

脉冲功率电源放电效果评价体系研究

为了对脉冲功率电源放电性能进行横向对比,以便有效提高脉冲功率电源放电性能,对脉冲功率电源放电评价体系进行研究,提出了基于SMART准则开展的脉冲功率电源放电评价体系设计。首先,从电磁发射应用需求出发,利用层次分析法分析影响脉冲功率电源放电的关键要素,建立了全面反映脉冲功率放电特性的综合评价指标体系;然后,采用德尔菲法建立放电统一标准的指标权重;最后,通过对每项指标设定评价判据,拟合得到每项指标的评分函数,从而形成能够用于不同电磁发射工况下的横向对比的脉冲功率电源放电评价体系。实验算例结果表明:该评价体系能够反映脉冲功率电源放电优化的发展水平;横向对比不同发射工况下的优劣,可以找到该工况下的薄弱环节,为脉冲功率电源在电磁发射应用下的优化提供参考。

脉冲功率电源能量传递效率优化研究

研究电磁发射中脉冲功率电源系统时序放电的优化问题.在弹丸的质量和目标速度固定的前提下,提出一种基于模式搜索的时序优化方法提高发射效率.将脉冲电容器组的初始充电电压和放电时序作为优化参数,采用约束模型方法使多目标问题变成单目标优化问题,采用迭代模式搜索算法对问题进行优化,得到满足要求的优化的结果,并将结果与其他文献中的优化结果进行比较,发现发射性能有所提高,证明了提出方法的可行性.同时通过实际发射实验对此方法进行研究,发现采用此方法效率提高7%.

基于OMNeT++的岸海短波通信网建模研究及分析

针对短波通信组网中的岸海短波通信网的特殊问题,通过网络仿真软件OMNeT++对岸海通信网进行仿真建模研究与分析。通过OMNeT++实现岸海短波通信网的建模,并研究分析通信网中的数据包接受成功和信道利用率等网络性能指标。基于OMNeT++的岸海短波通信网建模有效地解决了岸海短波通信网建模仿真研究问题,通过进一步研究分析改善网络中模块建模的准确性问题,可以达到更高精确度的仿真。

基于OPNET动态调度时隙分配数据链研究及仿真

战术数据链是数字通信技术在军事方面的典型应用,时分多址接入技术是数据链里面的核心技术。针对战术数据链网络中传统时隙分配算法无法适应战场多变环境,时隙资源浪费严重,无法动态分配等问题,提出一种基于优先级调度策略的动态时隙分配算法,利用OPNET仿真平台设计实现基于此算法的舰艇海上通信仿真系统,对应用系统进行了详细网络规划,并对系统网络性能进行仿真分析和比较。

大规模PFN充电回路电气参数精确辨识和故障诊断

为实现超大能级电磁发射用大规模脉冲成型网络(pulsed forming network,PFN)电路在线故障诊断,提出基于等效电路和参数辨识的诊断方法。考虑电路杂散参数、各元器件分布参数,将原电路等效为特定电气参数等效电路并建立详细的数学模型。通过各支路电流曲线几何特性和数学变换完成电气参数的初步辨识。对数学模型进行等效变化,将参数辨识问题转化为多参数目标优化问题,并应用遗传算法实现高精度参数辨识。根据实际应用情况,分析了电气参数偏差大小与故障诊断关系,得出快速故障诊断方法。考虑各种干扰,构建Simulink仿真模型,仿真结果表明等效电感最大辨识误差1.6μH,等效电容和电阻最大相对辨识误差1%,完全满足PFN系统故障诊断要求。最后,基于某实际大型电磁发射系统,开展故障诊断实验,实验表明:提出的方法在线诊断出了全部3次电容器故障和2次充电隔离二极管短路击穿故障,具有工程实用价值。

脉冲功率电源故障诊断方法研究

脉冲功率电源是电磁发射系统中最容易发生故障的薄弱环节,脉冲功率电源故障会使整个系统性能下降。针对脉冲功率电源故障,提出基于多层小波分析提取故障信息的模式搜索支持向量机故障诊断方法。通过建立脉冲功率电源的软故障模型,进行仿真分析获得电流故障数据样本,对故障样本进行离散小波分解,获得指定层细节信息的小波系数作为故障特征量;对故障特征量进行主成分分析,将小波系数进行降维,以便有效地进行故障诊断。通过实验,将所提方法故障诊断结果与其他三种故障诊断结果进行比较,验证了所提方法的有效性。

离散网络控制系统的时变时延稳定性分析

针对依赖网络时延的离散时间网络化控制系统的不稳定性问题,通过选取恰当的李亚谱诺夫泛函并利用新的矩阵不等式界定方法,得到了依赖于时滞上、下界的系统鲁棒均方渐近稳定的充分条件。该稳定性条件描述了网络状态相关变量间的联系,因此具有较小的保守性。仿真结果表明了该方法的有效性。