Impulse Response Identification Based on Varying Scale Orthogonal Wavelet Packet Transform

In this paper, by applying a group of specific orthogonal wavelet packet to Eykho?algorithm, a new impulse response identification algorithm based on varying scale orthogonal WPTis provided. In comparison to Eykho? algorithm, the new algorithm has better practicability andwider application range. Simulation results show that the proposed impulse response identificationalgorithm can be applied to both deterministic and random systems, and is of higher identificationprecision, stronger anti-noise interference ability and better system dynamic tracking property.

高频纳秒脉冲调制器的分立磁耦合驱动器设计

随着高压纳秒固态脉冲发生器在生物、工业和环境等领域的应用日益广泛和深入,脉冲波形、电压幅值、脉冲持续时间、脉冲重复频率等参数已成为特定脉冲功率应用所需的基本可控变量。为了进一步减小电源的体积、降低成本,提出一款以正极性Marx为主电路、多个脉冲变压器为核心驱动器、具有纳秒级前沿高重复频率的高压纳秒脉冲调制器。提出的驱动器结构紧凑,无需提供多路隔离供电的驱动电源,可以在高重复频率下实现两个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFETs)的栅极电压快速同步上升和下降,获得百纳秒以内、幅值可控的栅极驱动电压。不仅最大脉宽不受磁芯饱和的限制,而且负偏置电压使开关管可控关断,同时在一定程度上避免了电流流过MOSFET米勒电容而引起的寄生导通,提高了电路工作的可靠性。此外,研究了不同匝数和磁芯材料对驱动波形的影响。搭建了一台14级脉冲调制器样机,测试结果表明,基于该驱动器下的调制器输出电压和脉宽都连续可调,具有改变脉冲轮廓的能力,最大输出电压可达5.5 kV,脉宽调节范围为100 ns~50 ms,最小上升时间约18 ns,重复频率为100 kHz。

Wavelet-Based Response Computation for Base-Isolated Structure under Seismic Excitation

This paper presents a wavelet-based approach for estimating the response of the base-isolated structure under seismic ground motions. The seismic ground motion record is expressed as the multi-scale wavelet coefficients which presents the time frequency characteristics of the seismic excitation. The wavelet domain governing differential equation between the wavelet coefficients of the excitation and response is derived. Numerical study on a one-storey base isolated structure is performed. The result shows that the wavelet based response computation method is of high precision.

垂直磁偶源频率域电磁测深法一维正演及响应特征

为了探究磁偶源频率域电磁法的测深能力,以垂直磁偶源频率域电磁剖面装置为例,从垂直磁偶极子在一维层状介质的Z方向磁场公式出发,在低感应系数条件下推导了视电导率的表达式,最终实现了垂直磁偶源频率域电磁测深法的一维正演;然后通过对典型层状模型进行一维正演模拟,分析了磁偶源频率域电磁测深法的响应特征。结果表明:通过同时减小发射频率和增大收发距并保持频率与收发距平方的乘积不变能够实现电阻率测深,属于频率和几何测深联合方式,可见该方法能够准确地反映地下介质视电阻率的垂向变化信息。

曲流河道井震联合识别技术及应用——以大庆长垣西部斜坡区为例

以大庆长垣西部斜坡区萨尔图油层萨Ⅰ组为例,利用高密度三维地震资料横向信息丰富、测井资料纵向分辨率高的优势,采用井震结合的方法,以海拉尔曲流河现代沉积的4种典型模式为指导,在地震剖面上分析点坝和废弃河道的响应特征,建立了点坝和废弃河道的地震响应模式;由于常规分频解释技术受限于短时窗,为此,在地震数据分频计算中引入小波分频变换算法,将地震数据由时间域数据体转换为频率域数据体,应用“基于小波分频变换的RGB属性融合技术”识别点坝边界、内部废弃河道及物性变差带,精准预测了点坝和废弃河道的展布特征;首次利用地震储层预测成果建立了古河道内部单一侧积体长度、宽度与河流满岸宽度之间的关系,相关系数达0.9以上,为西部斜坡区稠油开发提供了精准的地质依据。结果表明:研究区废弃河道在平面上呈“S”形,平面上精细识别出与现代曲流河沉积对应的4种典型模式,完成了萨Ⅰ1废弃河道精细识别和平面组合;应用废弃河道和点坝识别成果指导井位部署197口,其中99口直井成功率为100%,98口水平井平均钻遇水平段426 m,水平段含油砂岩钻遇率为92.6%,利用地震资料解释成果规模部署近百口开发水平井。

S变换在电力电缆局部放电信号时频分析中的应用

针对电力电缆局部放电检测,介绍了基于新型S变换的时频分析方法,用于提取及分辨淹没在现场噪声干扰中的局放脉冲信号。局放信号是典型非平稳信号,单纯使用时域或者频域信息都不能很好地表示奇异信号的时变信息。最近发展的S变换是连续小波变换和短时傅里叶变换的一种结合与延伸,引入了幅度和宽度均随频率变换的高斯窗,具有与频率相关的渐进分辨率特性。局放信号的S变换图谱,在信号高频分量部分获得较高的时域分辨率,而在低频分量部分获得较高的频域分辨率,并可提取局放脉冲发生时刻及信号中心振荡频率等特征信息。对仿真信号和现场采集的电力电缆接地线上的局放信号应用S变换进行时频分析,并与短时傅里叶变换及Gabor变换等传统时频分析方法比较,结果显示S变换的时频分析可有效获取局放脉冲信息。

一种结构紧凑重频高压ns脉冲电源的设计

为了满足介质阻挡放电、臭氧制取和材料表面处理等工业应用需求,设计了一种结构紧凑重频高压ns脉冲电源,该脉冲电源主要由初级能源、磁芯脉冲变压器,螺旋脉冲形成线和气体开关组成。通过电路和电磁场理论分析、TPpice电路仿真及KARAT程序模拟计算,该电源在阻抗约25Ω时能够输出100 kV,脉冲宽度>150 ns,重复频率能够达到1 kHz的高电压脉冲。该电源结构紧凑,造价低,并且输出脉冲的上升前沿<20 ns,具有重要的应用前景。

百ns直线型脉冲变压器模块仿真及初步试验

短脉冲直线型脉冲变压器(LTD)是近年发展的一种新型脉冲功率驱动源新技术,LTD模块化后可方便地串、并联使用。为了紧跟国际上短脉冲LTD技术,进一步拓宽其应用领域,介绍了LTD的基本原理后根据国内脉冲电容器、高频磁芯和绝缘子的技术水平,提出了一种电流上升时间约100ns、电流峰值约100kA的一级LTD模块的技术方案;重点介绍了设计模块的结构及磁芯材料的选取;利用通用电路仿真软件Pspice建立了相应的模拟电路模型,并计算了输出参数;在充电±35kV时对设计方案进行的一路单元初步实验中得到短路电流幅值7kA,上升时间(10%～90%)约86ns,单个回路电感约270nH。实验结果表明,设计方案能达到预期指标。

同轴电缆测量纳秒脉冲信号衰减的数字补偿

为了减小较长的信号传输电缆对纳秒量级前沿测量信号波形的畸变,提出了一种同轴电缆信号衰减数字补偿的方法。该方法利用信号在电缆中传输的衰减特性,结合标定或者扫频所得频响进行拟合,得到电缆的频响特性函数,再对电缆的出口信号进行反补,可以重建入口信号。经过实验验证,此补偿方法可以明显改善信号传输系统的频响特性,对于实验中的100m的SYV-50-7-2同轴电缆,补偿前传输带宽-3dB约在40MHz处,补偿后传输带宽约为1GHz。

频响阻抗法诊断变压器绕组变形

变压器绕组变形是变压器的主要故障类型之一,严重威胁电网安全。为此,提出频响阻抗法诊断变压器绕组变形。研究了变压器绕组在低频和中频段的阻抗频率特性,以频率响应的测试接线为基础,测量相关的电压和电流值,对测得的电气数据进行处理以获得阻抗频率曲线,通过对比曲线间的差异实现对变压器绕组变形的诊断。建立了变压器绕组变形的仿真模型,通过改变模型中不同类型元件的参数值模拟绕组故障。仿真结果表明该方法能明显反应绕组故障,验证了频响阻抗法的有效性。

罗氏线圈电流互感器谐波计量特性研究

电力系统中的非线性负荷会引起交流正弦波畸变产生各次谐波,对电能计量的准确性及继电保护的可靠性产生严重影响。针对新一代站对电子式电流互感器谐波计量及继电保护的更高要求,研究了罗氏线圈的传感原理和传变特性,并根据其数学模型,分析了影响罗氏线圈频率响应特性的两个主要因素为线圈内阻和分布电容,再结合外积分电路的结构参数模型,分析了积分时间常数对罗氏线圈电流互感器整体频率响应特性的影响。最后通过Multism12.0仿真电路模型,模拟了罗氏线圈电流互感器在2~13次谐波电流下的频率响应输出,并进行了试验验证。仿真与试验结果表明,罗氏线圈电流互感器能够满足电力系统关于谐波功率计量的0.2级准确度要求,能够可靠测量电网中的谐波分量。

数字化变电站电能质量检测问题研究

首先介绍了电子互感器结构及其在数字化变电站中的应用,其次分析了光电流互感器、光电压互感器、电流互感器、GIS电压互感器、独立式电子互感器的原理,并仿真了电流互感器、GIS电压互感器的幅频和相频响应曲线,最后讨论了数字化变电站电能质量测试装置应具有的功能,并提出了检定检测装置准确度的可行方法。

低频脉冲磁场对带质粒大肠杆菌生化特性及质粒DNA的影响

本文用频卒１５Ｈｚ、场强１５０ｍＴ的脉冲磁场对携带ｍｄｍ２ＣＤＮＡ片段的重组ｐＵＣ１８质粒，和携带ｐ５３ＣＤＮＡ片段的重组ｐＵＣ１８质粒的大肠杆菌（ＨＢ１０１）分别进行６小时和１２小时的辐照，检测其染色性及临床生化指标，并提取辐照组及对照组的质粒，琼脂糖电泳进行比较。结果表明，辐照６小时组的细菌约２０％的革兰氏染色性发生了改变，辐照１２小时组约３５％革兰氏染色性发生了改变，生化检测中，靛基质试验结果由阳性转变为阴性，麦芽糖和蔗糖虽为阳性，但与对照组相比显色有明显改变，琼脂糖电冰结果显示辐村组与对照组质粒无明显差异。提示低频脉冲磁场辐照可能影响大肠杆菌中某些酶的活性及代谢。

现场变压器油纸绝缘时频域介电特征量提取及状态评估

油浸式变压器的绝缘状态决定了变压器的运行寿命。为将时频域介电响应技术应用于变压器油纸绝缘状态的无损评估,对一台停运的500kV变压器进行了极化/去极化电流(PDC)与频域介电谱(FDS)测量。通过时域介电谱融合理论及FDS技术提取了反映变压器油纸绝缘状态变化的时域介电特征量与频域介电特征量,并分析了其变化规律。研究结果表明,时频域介电特征量对变压器油纸绝缘的老化情况较为敏感,可定性评估变压器的绝缘状况。

感应电压叠加器模块对方波脉冲的响应

为了解感应电压叠加器(IVA)对馈入脉冲的响应特性,尤其对上升前沿、平顶的影响,从理论和实验两个方面对IVA模块进行了研究。介绍了IVA的工作原理,利用集总参数方法建立了相应的电路模型,通过拉普拉斯变换分析了感应电压叠加器对方波脉冲上升前沿和平顶的响应,并在一个特定的IVA模块上进行了实验研究。选择输出阻抗约1.2Ω、脉宽约1μs的脉冲形成网络作为馈源,在匹配负载上得到的波形与输入波形在幅值、上升前沿方面达到了很好的吻合,平顶出现略微的顶降,与理论预期相一致。

基于磁——结构耦合场的变压器绕组形变分析

在短路电流作用下,变压器绕组受到电磁力发生形变,严重时会直接造成变压器损坏,影响系统安全运行。文中以有限元方法为研究基础,利用有限元软件建立变压器磁—结构耦合模型,实现变压器电磁场和结构场的仿真,进行绕组形变分析,对比现场频响分析法、短路阻抗法及绕组电容量法试验结果,验证了仿真模型的正确性,为变压器绕组形变检测与分析提供一种可靠的方法。

电子式电压互感器谐波计量特性研究

电力系统中存在的非线性负荷会引起交流正弦波畸变产生各次谐波,对电能计量的准确性产生严重的影响。针对新一代智能变电站对新型电子式互感器电能计量的要求,研究了基于同轴电容分压原理的电子式电压互感器的工作原理,建立了其数学模型,分析了其传变特性,使用Multism12.0仿真电路模拟了电子式电压互感器在1~13次谐波时的频率响应特性,并进行了实验验证。仿真与试验结果表明,电子式电压互感器可工作在从工频到高频的宽频率测量范围,能够准确计量电网中的谐波分量。

基于BSWT-DDTFA方法的地球天然脉冲电磁场震前信号时频分析研究

地球天然脉冲电磁场(ENPEMF)信号,可理解为地球天然变化磁场的瞬间扰动,携带了大量有用的地质构造及其动力学信息.研究ENPEMF信号所蕴含的时间-频率联合分布特点,有利于深入了解目标对象的地球物理现象及其地质动力学原理.本文针对ENPEMF信号的非平稳特点,在数据驱动时频分析方法(DDTFA)的基础上提出了基于二值化同步压缩小波变换的改进算法(BSWT-DDTFA).该算法可以实现数据驱动初始相位自动赋值的功能,具有自适应性.实验仿真和实际数据均证明了该改进算法不仅能够得到较为精确的频率曲线和更加清晰的时频分布,而且具有较强的抗噪声能力.以2013年芦山MS7.0地震为例,利用BSWT-DDTFA方法提取ENPEMF信号的时频特性,结果表明ENPEMF信号的时间-频率-幅度分布在震前有明显的异常特征.

地震勘探检波器原理和特性及有关问题分析

在地震勘探工作中,由于对检波器的原理和性能了解和认识得不够,致使在检波器的选择和使用上存在着一些不当之处,不清楚检波器的参数与响应特性之间的关系,以及这些参数对地震信号的影响,在检波器使用和对比时往往针对性不强。为此,从检波器的振动力学原理入手,分析了位移、速度和加速度3种类型检波器的频率响应特性,并阐述了检波器不同的机电转换原理;在此基础上,深入分析了检波器的特性参数对地震信号的影响以及地震勘探对检波器性能和参数的要求。根据地震勘探中地震波冲击振动信号的特点,认为具有频率范围宽、动态范围大、失真度小、灵敏度高、检波器允差小等特点的检波器才能满足地震勘探的需要。同时,对目前检波器使用中的一些做法进行了探讨,尤其是检波器对比试验中存在的问题。综合分析认为,只有掌握了检波器的原理、性能和参数,才能正确地选择和使用检波器。

汽车非平稳随机振动统计特性求解的一种新方法

本文中针对汽车变车速行驶时路面不平度在空间域是平稳随机过程的特性,提出求解汽车非平稳随机振动响应统计特性的一种新方法。建立了时间域汽车振动2自由度单轮模型,基于时间域与空间域变量及其导数变换关系,推导了相应的空间域汽车振动模型。采用空间频率傅里叶变换,建立了汽车振动空间频率响应特性和时间域振动响应量的空间频率响应特性。采用路面分类标准表示路面不平度的空间域统计特性,建立了由空间频率响应特性求取非平稳振动响应量统计特性的公式。选取某汽车参数和包含匀加速、匀速和匀减速的典型行驶工况,分析了非平稳振动响应量统计特性的变化规律。结果表明,汽车非平稳振动响应量的统计特性随车速的变化而变化,具有时变特性。