基于矢量拟合法的交流接触器EMI高频模型

随着交流接触器的智能化,越来越多的交流接触器控制系统采用了电力电子器件。但开关器件的引入会产生大量的电磁干扰,影响控制系统的工作稳定性。交流接触器作为控制系统中电磁干扰流经的重要路径,需要对其高频电路模型进行精确建模。针对不易建立高精度、宽频带的交流接触器电磁干扰(EMI)高频模型问题,提出了一种基于矢量拟合法的交流接触器EMI高频模型和建模方法。首先将交流接触器的阻抗表示成网络函数形式。然后使用矢量网络分析仪测取线圈出线端口的阻抗特性数据,对测得的数据进行矢量拟合,求出极点和留数。之后根据网络函数与电路参数的关系,对拟合出的极点和留数进行电路等效,并在电路仿真软件中搭建交流接触器高频电路模型并进行仿真。仿真实验结果表明该高频电路模型在150 kHz~30 MHz频段范围内有较高的精度。最后将交流接触器EMI高频模型代入交流接触器控制系统EMI模型中进行时域仿真。仿真实验结果显示在150 kHz~30 MHz频率范围内,建立的接触器EMI高频模型可用于接触器控制系统的传导电磁干扰分析。

基于矢量拟合法的局部放电电流传感器的模型参数辨识

宽频带局部放电检测技术能够全面地研究局部放电的特征。应用矢量拟合法对宽频带局部放电检测电流传感器的传输特性进行研究。首先测量传感器的频域传输特性曲线,然后利用矢量拟合法快速辨识该传感器等效模型的参数,为进一步应用数字频率均衡网络,消除局部放电电流传感器给局部放电检测信号带来的畸变打下基础。该方法简单有效,拟合误差小。

基于矢量拟合的过孔等效电路提取方法

提出了一种用于提取过孔的等效电路模型的方法,该方法通过使用矢量拟合法对散射参数或者导纳参数进行有理函数形式的拟合,建立起与有理函数相对应的等效电路模型.该电路模型既保存了实际印刷电路板过孔的物理结构信息,又很好地解决了信号完整性仿真速度的问题.文章还对单个过孔和差分对过孔进行了等效电路的建模分析,为解决包含过孔的信号完整性仿真问题提供了一种有效的解决方案,并通过与电磁场分析软件Ansoft HFSS仿真结果的对比很好地验证了所建电路模型的有效性和正确性.

基于矢量拟合与渐进空间映射的微波滤波器调试

为快速诊断调试微波滤波器,缩短调试时间,提出了一种基于矢量拟合与渐进空间映射算法的计算机辅助调试方法.首先采用矢量拟合方法提取出滤波器的等效电路参数,再采用空间映射算法预测调谐螺钉的伸入量,从而实现微波滤波器的快速调试.采用提出的方法分别对四阶交叉耦合和六阶切比雪夫滤波器进行调试,仅通过3次和4次迭代便可以逼近理想响应,从而验证了所提方法的准确性与有效性.

有源集成器件PDN矢量拟合建模方法

基于矢量拟合(VF,Vector Fitting)原理和电路综合理论,提出了一种有源集成器件宽带电路建模方法,用于电磁兼容仿真.将在直流偏置下测量获得的端口参数采用矢量拟合方法转化为极点-留数与时域状态方程的形式;然后创建时域电路模型,将状态方程转化为与SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)兼容的网表电路模型.该网表可以代替原芯片PDN(Power Distribution Network)用于电路仿真,最后使用该方法对样本芯片PDN模块建模并与相应的集成电路等效模型(ICEM,IC Electromagnetism Modeling)进行对比,结果表明:矢量拟合模型相比ICEM模型具有更宽的有效带宽以及更小的模型误差.

基于矢量拟合的直流输电线路建模

针对线路传播过程中的频变现象,采用矢量拟合法进行频变直流线路建模并对其建模影响因素进行分析。通过对线路进行阻抗频率特性测量,采用矢量拟合法对测量得到的离散点进行有理函数逼近,拟合的带宽为10^(0)~10^(6) Hz,得到考虑频变特性的直流线路数学分析模型,以此为基础建立其3阶线路等效模型,并对线路建模效果的影响进行了深入分析。所建立的线路等效模型与在基于实际参数的PSCAD/EMTDC(power systems computer aided design)软件中建立的直流线路仿真模型进行对比分析,其误差最大处不超过10^(-2),且在故障行波主要传输频段10^(3)~10^(5) Hz内具有很高的精度。其结果验证了该方法具有良好的精确性和适用性。

基于矢量拟合模型的交联聚乙烯电缆中局部放电传播特性仿真研究

近些年来交联聚乙烯电缆由于诸多优点在配电网中的用量越来越大。局部放电信号的检测及定位技术是电力电缆中绝缘状态监测的重要环节,因此研究局部放电信号在电缆中的传播特性是十分必要的。文中给出了考虑导体集肤效应和半导体层特性的单芯交联聚乙烯电缆模型,为了分析局部放电脉冲在时域中的传播特性,首先使用矢量拟合的方法对频域模型进行有理逼近,并在拟合结果的基础上,提出了电力电缆π单元集总参数模型。最后基于该模型对局部放电脉冲在两种具有不同半导体层特性的交联聚乙烯电缆中的传播进行了仿真。计算结果表明:电缆中的高频局部放电脉冲幅值具有较强的衰减;所述模型能够对电缆中的局部放电传播特性进行分析,为电力电缆的局部放电检测和故障诊断提供指导。

基于矢量拟合法的永磁同步电机EMI模型

电动汽车中永磁同步电机常采用星型联结,因此建立星型联结的永磁同步电机高频阻抗模型是有必要的。首先,采用常见的电机EMI模型(π型)作为星型联结的永磁同步电机EMI模型,使用矢量拟合法推导电机EMI模型等效电路的阶数。在20 Hz~30 MHz范围内,永磁同步电机π型EMI模型的等效电路需要225个储能元件,为了降低电机EMI模型等效电路的复杂性,进一步分析了Γ型阻抗模型和反Γ型阻抗模型,将星型联结的永磁同步电机EMI模型的等效电路储能元件数降到56个。通过对比3种阻抗模型的端口阻抗特性,验证EMI模型优化方法的可行性。将电机EMI模型的等效电路代入电机驱动EMI仿真系统中进行时域仿真,仿真时域波形经EMI接收机模型处理得到噪声频谱。在150 kHz~30 MHz频率范围内,电动机驱动系统EMI接收机测试结果与仿真结果基本一致。

基于遗传优化与矢量拟合的滤波器参数提取

针对传统参数提取方法不适用于有耗滤波器或提取极点不精确,且移除相移复杂或限制条件太多的问题,该文首先通过遗传算法对待处理数据进行优化,提取出由端口高阶模和传输线引入的相位加载,根据采样数据与理论数据的关系移除相移;然后对Y参数矢量拟合推导出耦合矩阵,从而实现参数提取。最后结合五阶梳状滤波器和四阶交叉耦合滤波器的设计来验证该方法的正确性。

矢量拟合法在滤波器参数提取中的应用

文章介绍了对滤波器进行参数提取的解析方法,并对关键的导纳参数Y曲线拟合准确性进行研究。通过与常规的最小二乘法求解超定方程组进行结果对比,给出了一种用于准确拟合导纳矩阵Y参数的方法——矢量拟合法,最后用8阶滤波器的S参数进行验证。

基于矢量拟合下的电缆半导电层测量及其建模方法的研究

近些年来交联聚乙烯电缆由于诸多优点在配电网中的用量越来越大。局部放电信号的检测及定位技术是电力电缆中绝缘状态监测的重要环节，而电缆半导电层对于电缆检测及定位的影响也受到了更多的重视，因此研究电缆半导电层的参数特性十分重要。给出电缆半导电层的测量方法及其参数特性，为了进一步分析半导电层对电缆检测及定位的影响，首先采用矢量拟合算法，得出参数在拟合结果的基础上，提出了电缆半导电层的等效电路参数模型，基于该仿真模型电缆中半导电层对电缆中参数特性的影响进行了对比分析。计算结果表明：电缆半导电层等效模型可以很好地表征电缆中半导电层的特性，经过对比研究可以得出，与忽略半导电层的情形相比，电缆含有半导电层时的衰减变大，波速也变慢。

一种基于遗传优化与矢量拟合的双工器耦合参数提取方法

双工器的调试过程耗时耗力,近年来许多专家和学者都在对其计算机辅助调试技术进行研究。耦合参数提取是机辅助调试技术中的关键,由于实测的双工器响应含有非理想因素(端口高次模,测量传输线和色散效应)的影响,使其耦合参数的正确提取变得比较困难。介绍了一种基于遗传算法和矢量拟合法提取耦合谐振双工器耦合参数的解析方法。通过采用遗传算法提取双工器各端口的加载相位,利用矢量拟合法求出修正后双工器导纳参数的极点和所有留数,得到各谐振腔的无载品质因数及其耦合矩阵。通过实际的7阶耦合谐振双工器响应,对该方法的有效性进行了验证。

一种基于矢量拟合及神经网络的贴片天线建模技术

本文介绍了一种新的方法来创建一个快速的参数化神经网络模型,此模型在传统的神经网络基础上嵌入了SPICE兼容的等效电路模型[1-3]。此方法结合了矢量拟合技术[4,5]和空间映射[6,7]技术。此方法在贴片天线的建模过程中,首先我们用电磁仿真软件,例如HFSS或ADS等电磁仿真软件来产生神经网络训练所需要的Y参数。采用空间映射技术来完成器件几何尺寸参数到有理函数的系数零点和极点的映射。将得到的系数零点和极点转化为SPICE兼容的等效电路模型中,并提取出电路模型中的元件值。本技术的主要贡献是通过使用神经网络训练算法和空间映射技术解决了由零点和极点转化为等效电路模型时产生的负阻抗问题。此方法的优点是最终的神经网络模型可以表征一个很大的频率范围和很广的贴片天线几何尺寸。同时空间映射技术很好的解决负阻的问题。与电磁仿真器相比,此方法更加的快捷。与矢量拟合技术相比,此模型是以器件几何尺寸为变量的,最终的模型可用于做电路优化并可进行时域分析。

基于矢量拟合的主从控制微电网稳定性分析

目前对微电网稳定性分析的研究主要集中于采用下垂控制的微网,对主从控制的微电网尚缺乏深入的研究;此外,现广泛采用的基于状态空间模型和阻抗模型的分析方法需要获取每个分布式电源的详细参数,在实际工程应用中难以实施。为解决上述问题,提出了基于矢量拟合的主从控制微电网稳定性分析方法:将各分布式电源视为黑盒模型测量其频率响应;基于系统拓扑计算系统聚合阻抗;采用矢量拟合技术获取聚合阻抗传递函数进而分析系统稳定性。在MATLAB/Simulink平台建立了微电网仿真模型,通过在并网和孤岛模式下的仿真验证了所提方法的有效性,分析了线路阻抗、负荷等参数变化对微电网稳定性的影响。所提方法无需获取电源内部详细参数,具有较高的工程实用性。

高阶S_(21)拟合策略在耦合矩阵提取方法中的运用

对测试或仿真得到的采样数据进行有理函数拟合是滤波器耦合矩阵提取方法的重要一步,针对拟合数据与采样数据在幅度值较小的传输零点附近偏差较大的问题,提出一种高阶传输系数(S_(21))拟合策略。该策略通过对采样的传输系数使用具有N阶(N为滤波器阶数)分子多项式的有理函数进行拟合以提高拟合准确度,从而准确定位传输零点。然后从N个拟合得到的传输零点中选取N_(z)个(N_(z)为实际滤波器的传输零点个数)有效传输零点重构传输系数的分子多项式,以保证提取的耦合矩阵的传输零点个数与实际滤波器相同。为验证效果,使用具有三个传输零点的九阶同轴滤波器对传统柯西方法、应用高阶传输系数拟合策略的柯西方法与基于模型的矢量拟合方法(MVF)进行试验,结果显示应用了该策略的柯西方法相较于传统柯西方法与MVF可以提高传输零点的拟合准确度。由于柯西方法对噪声的健壮性不高,最后结合柯西方法与MVF的步骤,提出一种通过矢量拟合定位S参数零点的耦合矩阵提取方法,该方法相较于MVF可以更加精确地拟合上S参数的零点,同时相较于柯西方法对噪声的抗性更好。

任意形状孔径的干涉图像波面拟合的数学矢量模型

文中利用移相干涉术的特点提出了自动检测任意形状孔径中有干涉条纹区域的方法。测试中 ,当测试波前相对于参考波前的光程差是照明波长的整数倍时形成干涉条纹 ,由此而形成的二维图就是干涉图像。干涉术是一种从干涉图像提取测试波面信息的光学测试技术 ,它包括对干涉图像的采样、条纹定级次和波面拟合三步。这里提出了一个对干涉图像拟合处理的线性代数矢量模型。应用线性代数矢量矩阵的知识详细地推导出了一种对干涉图像的处理带有一般性的矢量拟合公式。由最小二乘法逼近多项式拟合的相位值数据 ,用Gram Schmidt算法正交化处理多项式组 ,用反向替代法技术来求解最初多项式组的权因子系数。

矢量拟合方法在燃气轮机涡轮叶片故障监测中的应用

减少燃气轮机系统故障的发生是实现燃气轮机安全运行的前提。涡轮叶片是燃机的重要部件,长期工作在恶劣的环境中极易出现故障。涡轮叶片发生的故障通常可通过温度表现出来。本研究对不同工况下燃气轮机涡轮叶片上的温度信号分布进行了研究,重点分析温度信号的特征,对数据进行相应的处理,并且通过矢量拟合的方法,得出叶片在不同的工作环境下的温度数据方程,从而达到检测故障的作用,为涡轮叶片故障的在线监测奠定了基础。

基于有理式拟合的微波耦合谐振滤波网络的计算机辅助调试

微波耦合谐振网络,包括带通滤波器和双工器等,在无线通信系统中有广泛的应用。严格的产品指标和制造误差之间的矛盾是大规模生产这类器件的主要困难所在。这篇文章回顾并总结了当前常用的一类有助于降低产品调试难度、降低整个生产成本的计算机辅助调试技术。这类方法利用有理式拟合方法,例如柯西方法和矢量拟合法,来提取网络的耦合矩阵。通过比较提取出的耦合矩阵和目标矩阵,可以诊断出一个耦合谐振器件的问题所在,从而帮助调试。文中给出了一些实际的例子来展示这些方法的可行性和有效性。

一种快速的混合参数宏模型无源性补偿方法

针对高速数字系统的混合参数宏建模,采用模态矢量拟合算法具有模型拟合精度高,易于电路仿真集成的优点,但是初始生成的宏模型可能会在局部频带内不满足系统无源性。该文提出一种基于特征值模态的混合参数宏模型无源性补偿方法。首先构建了包含宏模型特征对的无源性目标函数,利用特征对加权的形式来控制参数扰动带来的模型精度变化,然后结合相应的无源性约束条件,将无源性补偿过程等效为可以解析求解的最小二乘优化问题。该方法在补偿混合参数宏模型无源性的同时,兼顾模型在任意端接激励源条件下的应用要求。结合实例并与留数扰动、模态扰动等无源性补偿方法进行比较,结果表明该方法在精度或效率方面均具有一定的优势。

基于稳健Capon波束形成技术的矢量相关测向方法

为了弥补阵列天线导向矢量失配对测向性能的影响,提出基于稳健Capon波束形成技术的矢量相关测向方法。与直接使用相位差的常规相关干涉测向技术不同,该方法首先利用稳健Capon波束形成技术估计目标信号的真实导向矢量;然后通过导向矢量的相关拟合确定目标信号方向。通过仿真分析,得出了以测向为衡量标准时不确定集约束参数的选择原则。仿真结果表明该方法能够弥补阵列流型失配的影响、准确测量目标信号方向。