Short Term Stability Using Phase Plane

One of the most important problems in the study of transient stability of power systems is the determination of perturbation’s maximum time of permanence without losing the synchronism of the generators that feed the network. The problem is generally solved by either the application of the equal-area criterion or through numerical integration methods. In the present work, the phase-plane is proposed as an alternative tool to solve the above-mentioned problem with greater efficiency.

面向短时/断续工作制的电机系统固–液相变热管理技术及应用发展

固–液相变现象表现出的潜热特性可有效平抑瞬时温升,将其应用于航天航空、奔越式机器人、新能源汽车、数控机床等电机热管理系统,可有效提高短时工作制或断续周期性工作制(S2—S8)下运行的伺服电驱动系统的瞬态性能。为了总结归纳固–液相变材料的电机系统热管理技术及其应用现状,该文针对固–液相变材料特性、系统数值计算与仿真模拟、样机实验测试方法、相变热管理系统结构等4个方面开展调研,并提出亟待解决的关键技术问题。研究发现:目前阶段石蜡和低温熔盐是适合电机系统的最佳相变介质,但仍存在导热系数较低的问题,需通过改性强化解决;通过机壳灌注相变材料,可有效实现温升平抑,但尚缺乏有针对性的热路拓扑设计;采用焓–多孔方法是模拟相变过程的理想手段,但糊状区参数的取值缺乏理论指导;最后,固–液相变过程的测试中侵入式传感器易对电磁、热、流场的自然演变过程产生干扰。

基于LSTM联合卷积网络的低信噪比干涉相位解缠方法

针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)干涉测量处理技术中的缠绕相位解缠的问题,提出了一种基于LSTM联合卷积网络的低信噪比干涉相位解缠方法。该方法采用复合损失函数对网络进行训练,并利用空间四向长短时记忆(Spatial Quadrature-Difference Long Short-Term Memory,SQD-LSTM)网络模块将相位解缠分解为一个回归问题,以避免典型卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)难以学习局部空间特征参数的困难。实验结果表明,所提方法在低信噪比的情况下性能指标优于现有相位解缠方法,同时计算速度快,不需大规模训练数据集,相位解缠精度高,在SNR=0 dB时,归一化均方根误差达到了1.3%,提升了干涉测量的精准性。

原子频标光纤长距离传递的稳定度损失分析

为研究利用长距离光纤链路进行原子频标传递遭受的稳定度损失,建模分析了光纤传输系统中强度噪声、色散和温度对光纤频标传递系统的影响。分析结果表明,除强度噪声外,其他因素的影响大小均与频标频率值无关;气温导致光纤链路长度的变化是劣化长期稳定度的主要因素,必须利用数十纳秒范围的高分辨率时延补偿才能保证频标的无损传递;激光器的频率噪声和光纤色散的综合作用会劣化频标传递的中短期稳定度,但可以通过色散控制与补偿技术抑制消除其影响;强度噪声是影响原子频标短期稳定度的主要因素,对于10 MHz的频标信号而言,接收端信噪比在110dB以上才能保证原子频标秒稳定度损失优于10-13/s。

全固体Ag/AgCl电极的制备工艺研究

探讨了制备全固体Ag/AgCl电极所用的AgCl前驱粉体的工艺技术,对其进行了形貌和物相分析,并对工艺改进后制备电极的短期稳定性、电化学噪声水平进行了测试。结果表明,以AgNO3和NaCl为原料,利用乙醇作为助磨剂,球磨8h后,利用冷冻干燥法所制备的AgCl粉体分散性极好,大小均匀,在490℃下烧结后所制备的Ag/AgCl复合电极一致性好,同种电极之间的极差电位约为0.006mV。该电极具有良好的短期稳定性能,电极电位波动量不超过0.080mV/24h,电极电压噪声密度在1Hz处可降低至8.34nV/Hz1/2。

小型化10 MHz恒温晶体振荡器设计

设计了用于高精度铷原子频标的一种小型化恒温压控晶体振荡器.振荡电路采用了稳定性好的并联型皮尔斯电路方案,采用2级?型LC级联滤波器抑制谐杂波,利用互补对称式金属-氧化物-半导体(CMOS)反相器实施隔离.振荡和放大电路选用了低噪声晶体管.晶体的温度控制在频率-温度曲线拐点处.实现了体积为4 mL晶振样件.晶振的短期频率稳定度为1.8?10-12/s,相噪对铷频标频率稳定度的贡献仅为3.2?10-13-1/2.

多直流馈入受端电网短期频率稳定性的实时协调控制方法

近年来,直流闭锁事故频发,严重威胁受端电网的安全运行。目前,我国虽然投运了多直流馈入受端电网频率紧急协调控制系统,但仍采用离线控制方法,难以适应电网运行方式的时变性,往往增加不必要的控制成本,且存在欠控并导致电网短期频率失稳的风险。针对该问题,该文提出一种应对大容量直流故障引发的短期频率稳定性风险的实时协调控制方法,基于在线更新的频率响应模型,将电网受扰后包括紧急需求响应、直流调制和储能在内的多种频率控制手段的协调规范为一个约束优化问题,并实时求解而得到确保电网频率高于稳定阈值且成本最优的协调控制方案。算例分析表明,与离线控制方法相比,该方法更能适应电网参数的实时变化和可再生能源出力波动的场景,在保证电网短期频率动态稳定性和降低控制成本方面更具优势。

正弦振动条件下原子钟的频率稳定度分析

振动对原子钟(原子频标)的影响可分为对原子谐振的影响、对伺服环路的影响和对晶体振荡器(晶振)的影响.在振动频率范围内,晶振的输出相位噪声只与晶振的加速度灵敏度、峰值加速度和振动频率有关,与静态相位噪声没有关系,但在振动频率范围之外,晶振的输出相位噪声就是其静态相位噪声.由原子钟的稳定性传递到输出晶振的频率稳定度公式,就可通过伺服环路把晶振的振动分析融入到原子钟的振动分析之中.利用相位噪声转换为阿仑方差的积分公式,根据留数定理推导出直接计算阿仑方差的解析表达式,得到增加伺服环路带宽可以有效抑制振动对原子钟频率稳定度影响的结论;分析了通过减振和选择加速度灵敏度较小的晶振这2种方法改善原子钟振动性能的问题.

低相噪介质稳频振荡器的设计

介绍一种高稳定低相位噪声介质振荡器的微波源的设计方法,通过合理选择振荡管,提高回路负载Q值,减少电源纹波等方法有效地降低相噪。给出实验结果。应用表明,该振荡器具有噪声低,频率稳定度高,高Q值等特点。在多个领域具有较广泛的实用价值。

光纤频标传递系统的稳定度仿真

为了评估光纤频率传递的性能,仿真分析了几种主要因素对传递系统稳定性的影响,得到了与相关精密测算一致的结果。理清了频标稳定度损失的来源与机理,证实除强度噪声外几种主要因素的影响大小均与频标的中心频率无关。总结得出,强度噪声是影响频标短期稳定度的最大因素,而消除温度的影响是提高长期稳定度的关键所在。对于常用的日稳定度在10E-16量级的原子频标,要在100km的传递距离上实现近似无损失的传递,必须采取有效的温度补偿措施。

铷原子频标低噪声9次倍频链设计

铷原子频标短期频率稳定度由物理系统和电路系统共同决定.微波链的相位噪声是电路系统影响铷频标短期频率稳定度的主要因素.本文分析了传统铷频标微波链的结构和工作原理,指出9次倍频器和调制器是微波链相噪的主要来源.为抑制微波链噪声,采用肖特基二极管倍频和提高载波频率的调制方案,设计出一种低噪声9次倍频链.实验结果表明,该倍频链输出90MHz信号的相噪比传统方案降低了12dB以上,可将微波链噪声对铷频标1s频率稳定度的贡献控制在1.9E-13.将该倍频链应用于铷频标,测得铷频标短稳为3.53E-13(1s)、1.27E-13(10s)和3.97E-14(100s).

卫星双向与单向载波联合的北斗星载钟短稳评估方法

卫星导航系统评估星载钟稳定度通常需要大型地面监测网的观测数据和复杂的钟差确定算法,不能基于单站观测数据实现。论文在分析利用单站观测数据评估星载钟短稳方法的基础上,提出了一种相对容易实现的联合卫星双向载波测距值与GNSS单向载波观测值的星载钟短稳评估方法。该方法通过卫星双向载波测距确定星地几何距离,基于消除星地几何距离的GNSS接收机载波相位观测值估算卫星相对钟差,进而实现其短稳评估。利用北斗系统观测数据进行了有效性验证,并与复杂钟差确定算法以及利用平滑广播星历的方法(SBE法)进行了对比,本文方法与复杂钟差确定算法计算的结果相符,在1000s平滑间隔内与SBE法结果一致,相对误差小于10%,1000s以上好于SBE法。

基于光纤传输的1.5GHz信号的稳相系统设计与测试

设计了一款基于光纤传输的1.5 GHz的稳相频标传输系统,实现系统在光纤介质中传输的相位校准。文中对系统的稳相原理和性能进行了分析和评估,然后对光纤稳相系统的性能进行了测试分析。包括实验室中的高低温箱测试以及地埋长光纤的实测。结果表明,基于目前的测试系统,与未稳相时相比,稳相系统对相位波动的长时间改善效果达到130多倍。文中还对光纤本身的温度系数进行了测试与分析,得到了光纤温漂系数。为了解决频率稳定度和相噪恶化的问题,文中还引入了一款高稳定度的晶振锁相模块,并给出了多组实测数据,使得频率稳定度和相噪都得到了明显的改善。该系统将应用到上海天马65 m射电望远镜系统的频标信号传输中。

调相白噪声对频率传递短期稳定度的影响分析

详细分析了调相白噪声对频率稳定度的影响。经过理论分析,得出了频率传递系统信噪比的开方与稳定度成正比,调制信号频率与稳定度成正比。经过分析得到,在一定范围内,提高激光器光功率可以提高频标传递的稳定度;调制频率和传递系统信噪比是影响短期稳定度的两个重要因素;通过增加EDFA的方法不能提高传递系统短期稳定度,反而每增加4到5个EDFA,稳定度下降1个数量级。

三频载波多普勒组合的北斗星载钟短稳评估方法

针对北斗系统目前尚无公开的精密钟差产品,一般用户无法获取精确的卫星钟短期稳定度参数的问题,提出一种适用于北斗系统的较容易实现的星载钟短稳评估方法。该方法基于单站接收机的观测数据,构建三频无电离层载波多普勒组合量,估算星载钟的相对频偏,并以此评估其稳定度特性。利用北斗观测数据对该方法进行有效性验证,并与通常的精密定轨与时间同步算法(ODTS法)以及平滑广播星历方法(SBE法)进行对比,最后,给出利用该方法对目前在轨的所有14颗北斗卫星(截止至2012-12)星载钟短稳的评估结果:6×10-12(τ=1 s),1×10-12(τ=10 s),4×10-13(τ=100 s)和2×10-13(τ=1 000 s)。该方法与这2种算法的结果一致,10 000 s平滑间隔内相对误差小于10%,三频组合相比单频评估精度大幅度提高,以较简单的方法实现了与复杂算法相当的精度。

提高短期频率稳定性的紧急需求响应分散协调控制方法

短期频率稳定问题是多(特)高压直流馈入受端电网面临的重大安全隐患,紧急需求响应(emergency demand response,EDR)为解决该问题提供了一种思路。针对此前集中式EDR控制依赖高速专网、实现成本高而分散式EDR控制精度低的问题,提出一种多EDR资源的分散协调控制方法,将分散决策与集中决策通过慢速通信互联起来,利用全网惯性中心频率变化率的一致性,解决了无高速专用信道条件下多EDR控制的协同优化问题。在典型受端电网仿真模型上应用该方法,验证了其在馈入直流双极闭锁等场景下提高系统短期频率稳定性的良好控制性能。

提高铷原子频标短期稳定度的研究

对影响铷原子频标短期稳定度的三个因素进行了分析,在此基础上提出了改善短期稳定度的方法和措施,并通过试验进行了验证,获得改进后的铷原子频标的短期稳定度指标,短期稳定度从7×10-12/1s提高到1.20×10-12/1s。

相参高频雷达发射信号的相位噪声测量

叙述了短期频率稳定度、相位噪声的基本概念和重要性、在时域和频域中的表达方法以及各种相位噪声的测量方法,并且分别比较了各种方法间的优缺点。指出了在高频雷达发射信号相位噪声的测量,特别是近载频低相位噪声的测量。指出在高频雷达发射信号相位噪声测量中应注意的问题,并对影响高频雷达发射信号相位噪声测量的因素进行了分析。

一种高稳定性频率源的低接近载波相位噪声的测量方法

针对高稳定性频率源在收发共用及收发分置系统中的广泛应用,而传统的对普通频率源的分析方法已不适用于高稳定性频率源,建立了高稳定性频率源的信号模型,提出了一种基于中频采样的测量高稳定性频率源的低接近载波相位噪声的方法.该方法先通过中频采样和信号预处理得出频率源的相位起伏值,然后采用匹配滤波精确搜索并补偿高稳定性频率源输出信号的一阶频差和二阶频差,再计算获得高稳定性频率源的中短期频率稳定度和低接近载波相位噪声.最后给出了针对某雷达高稳定性数字频率源实测数据的分析结果.

X波段雷达频率综合器设计与分析

讨论并介绍了一种用于动目标显示的雷达频率综合器的设计考虑。分析了相位噪声对动目标改善因子的影响。本振锁相环环路带宽的正确设计是降低相位噪声的关键。对石英晶体振荡器和压控振荡器相位嗓声的测全可以估算出环路带宽。给出了整个系统的的框图与频率综合器的相位嗓声测量结果，也给出了整个频带内的杂散指标测量结果。结果表明：相位噪声在离载波１ｋＨＺ处达—９３ｄＢｃ／Ｈｚ，带内杂散优于—５５ｄＢｃ。