端接复杂电路传输线网络的电磁耦合时域并行计算方法

针对端接复杂电路传输线(TL)网络的电磁耦合问题,仍缺乏高效的场路协同仿真技术。该文将传输线方程与时域有限差分(FDTD)方法、诺顿定理和置换定理以及NGSPICE软件相结合,并引入消息传递接口(MPI)并行技术,提出一种高效的时域混合并行算法(FDTDTL-NGSPICE)。首先,根据诺顿定理和置换定理,将传输线网络分解为传输线子系统和复杂电路子系统,并构建对应的等效电路模型。然后,使用FDTDTL并行算法计算传输线子系统沿线各点的电压和电流,并获取对应诺顿等效电路的电流源和等效导纳大小。最后,使用NGSPICE对复杂电路子系统进行传导干扰分析,获得复杂电路各元件上的瞬态响应,并将端口电压反馈给传输线子系统作为边界,实现传输线网络电磁耦合的场线路联合协同仿真。通过对3类典型场景的计算实例,分别使用时域混合并行算法和电磁仿真软件CST电缆工作室(CS)进行数值模拟并对比,验证所提算法的置信度。

基于模极大值小波域和TLS-ESPRIT的振荡瞬态识别方法

对于电能质量扰动检测和定位中振荡瞬态的检测、识别,目前普遍采用的是时频特征矢量提取和智能模式识别方法,此类方法无法准确提取电能质量振荡瞬态信号不同频率分量的组成。结合模极大值小波域和总体最小二乘法旋转不变技术的信号参数估计(total least squares-estimation of signal parameters via rotational invariancete chniques,TLS-ESPRIT)可以很好地实现振荡信号的检测与识别。对于输入信号,首先采用模极大值小波域检测振荡发生的起始时刻和终止时刻,然后利用振荡时间间隔内的信号建立观测空间矩阵,通过奇异值分解和总体最小二乘法实现特征值截尾,将采样信号观测空间分解为信号子空间和噪声子空间,得到振荡信号每个构成频率分量的相应参数。仿真结果证实了所提出方法的可行性。

立体弯折线缆线束电磁耦合分析的时域混合算法

受复杂系统布线空间的制约,线缆通常为线束结构,并呈现弯折和空间立体分布形态。目前,针对立体弯折线缆线束(BSCs)的电磁耦合,仍缺乏高效的时域建模分析方法。因此,该文基于时域有限差分(FDTD)方法和传输线(TL)方程,提出自适应线缆网格技术,结合高效插值技术和电荷守恒定律,研究了一种高效的时域混合算法,实现立体弯折线缆线束的电磁耦合时域快速同步计算。首先,将立体弯折线束整体结构按照弯折节点分解成多段独立的子线束。然后,基于传输线方程和FDTD方法,结合自适应线缆网格技术和插值技术,构建各段空间立体分布的子线束电磁耦合模型,并求解得到线束沿线各点的瞬态响应。最后,根据电荷守恒定律,构建弯折节点的等效电路模型并求解得到节点处的电压,实现各段子线束之间的干扰信号传输。通过理想导电板上和屏蔽机箱内立体弯折线束电磁耦合的数值模拟,从计算精度和耗用时间方面与CST和FDTD-SPICE的仿真结果进行对比,验证所提方法的正确性和高效性。

基于多尺度残差网络的域适应轴承故障识别方法

不同工况下的故障轴承原始振动信号存在分布差异较大的问题,在进行故障诊断时也会存在特征提取不充分,从而导致故障诊断模型诊断精度较低的问题,为此,提出了一种基于多尺度残差网络的对数相关对齐(logCORAL-MsRN)的域适应轴承故障识别方法(模型)。首先,对轴承原始振动信号进行了预处理,将其转换为二维灰度图像;然后,使用多尺度残差块和空洞卷积对残差神经网络ResNet50的网络结构进行了改进,设计了一种多尺度残差网络(MsRN),以充分提取轴承的故障特征,避免深层网络结构的梯度消失问题;提出了一种对数相关对齐(logCORAL)域适应方法,更好地进行了域间分布对齐;最后,采用交叉熵损失和logCORAL损失作为目标优化函数,对上述模型(方法)进行了训练,在美国凯斯西储大学(CWRU)公开数据集上进行了变工况下的对比实验和消融实验。研究结果表明:logCORAL-MsRN方法在变工况条件下的轴承故障诊断的平均准确率高达96.53%,并且优于其他对比方法,即特征提取网络MsRN可以提取出不同尺度的、更加丰富的轴承故障信息,域适应方法logCORAL可以有效地对齐源域和目标域之间的特征分布,验证了该方法的有效性及优越性。

一种基于局部加权均值的领域适应学习框架

最大均值差异(Maximum mean discrepancy,MMD)作为一种能有效度量源域和目标域分布差异的标准已被成功运用.然而,MMD作为一种全局度量方法一定程度上反映的是区域之间全局分布和全局结构上的差异.为此,本文通过引入局部加权均值的方法和理论到MMD中,提出一种具有局部保持能力的投影最大局部加权均值差异(Projected maximum local weighted mean discrepancy,PMLWD)度量,结合传统的学习理论提出基于局部加权均值的领域适应学习框架(Local weighted mean based domain adaptation learning framework,LDAF),在LDAF框架下,衍生出两种领域适应学习方法:LDAF MLC和LDAF SVM.最后,通过测试人工数据集、高维文本数据集和人脸数据集来表明LDAF比其他领域适应学习方法更具优势.

左手材料微波带通滤波器的滤波特性分析

研究了多层复合左右手传输线结构微波滤波器的滤波特性.用有限时域差分法对结构滤波特性进行了数值模拟和优化,结果表明结构的几何参数得到优化匹配时,在带内衰减-10 dB处左手通带带宽0.46 GHz,插入损耗-0.38 dB,带内没有波纹等滤波特性.表明结构的几何参数得到优化匹配时,可得到通带带宽更宽,插入损耗降低,带内平坦度提高的滤波特性.

功率因数校正电路大信号暂态稳定性分析和模拟

从功率因数校正电路特点入手，建立了用于大信号分析的ＴＬ域准稳态近似模型，并依此对闭环系统的Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性进行分析，得出为保证大范围渐近稳定性的恰当反馈函数。最后，依据ＴＬ域准稳态近似模型的计算机模拟与实验结果吻合，验证了模型的正确性。

基于时域滤波技术的土壤阻抗模型研究

时域分析场线耦合问题对于线缆电磁脉冲防护研究具有重要意义.针对时域传输线方程中土壤阻抗与电流卷积计算的复杂性,提出了一种基于数字滤波技术的土壤阻抗模型估算方法.介绍了所采用的土壤阻抗模型以及数字滤波方法的基本原理和建模结果.这一数字滤波建模方法的引入避免了复杂的卷积计算,可用于分析非均匀场入射或终端连接非线性负载条件下场线耦合的时域计算.

屏蔽腔内任意高度线缆端接TVS管电路的电磁耦合时域分析

该文基于时域有限差分(FDTD)方法和传输线方程,结合插值技术和牛顿迭代法,提出一种新的时域混合算法,能够快速模拟屏蔽腔内任意高度线缆端接瞬态电压抑制(TVS)管电路的电磁耦合问题,并实现空间电磁场与线缆和电路瞬态响应的同步计算。该算法首先利用FDTD方法结合STL网格剖分技术实现屏蔽腔结构的快速建模以及腔体内空间电磁场分布的准确模拟。然后利用传输线方程结合插值技术建立腔体内线缆的场线耦合模型,结合FDTD方法,迭代求解出线缆上的电压和电流响应。对于线缆端接的TVS管电路,列写电压电流方程,采用牛顿迭代法计算得到电路端口的电压响应。通过与电磁仿真软件的计算结果进行对比,验证了所提时域混合算法的正确性。研究表明,该算法能够很好地应用于屏蔽腔内线缆端接负载的TVS管限幅防护设计。