本文關(guān)鍵詞：基于混沌時域反射的電纜故障測試系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)　出處：《太原理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著設(shè)備自動化水平的不斷提高,電纜作為電能和信息傳輸?shù)闹饕d體,在飛機(jī)、動車、艦船、航天器、復(fù)雜儀器儀表等大型裝備中的使用逐漸增多,且系統(tǒng)布線越來越復(fù)雜。由于電纜絕緣老化、安裝運(yùn)行環(huán)境以及外力等原因,不可避免會發(fā)生斷路和短路等故障。發(fā)展高精度、智能化的電纜故障測試儀器,實現(xiàn)對電纜故障點的準(zhǔn)確定位和識別,有利于快速排除故障,減小電纜故障帶來的損失。國內(nèi)現(xiàn)有的電纜故障測試儀主要存在兩個方面的缺陷,首先是測量精度低,測量結(jié)果無法達(dá)到厘米級的分辨率,需要輔助儀器才能對故障點進(jìn)行精確定位;其次是無法進(jìn)行在線檢測,現(xiàn)有儀器普遍采用脈沖反射法,脈沖信號對在線信號干擾嚴(yán)重,無法進(jìn)行實時在線檢測。為實現(xiàn)對電纜故障的高精度定位和在線檢測,探索了寬帶微波混沌信號在電纜故障檢測方面的應(yīng)用,研制了一種基于混沌時域反射技術(shù)的電纜故障測試儀。本文針對電纜故障檢測展開研究,主要研究內(nèi)容包括:1.分析了常見的電纜故障類型及產(chǎn)生原因,總結(jié)了國內(nèi)外現(xiàn)有檢測技術(shù)的優(yōu)缺點,提出了混沌時域反射法。2.研究了寬帶微波混沌信號的在電域中產(chǎn)生的方法,重點探究了布爾混沌信號在電纜故障檢測方面的優(yōu)勢。通過實驗研究了布爾混沌電路非線性特性的產(chǎn)生機(jī)理、進(jìn)入混沌的路徑、最大李雅普諾夫指數(shù)和自相關(guān)曲線的峰值噪聲比等。并分析了周期態(tài)和混沌態(tài)下輸出信號的時域、頻域以及自相關(guān)特性。3.自主研制了基于混沌時域反射技術(shù)的電纜故障測試儀樣機(jī),并詳細(xì)介紹了該樣機(jī)的軟、硬件系統(tǒng)和核心算法設(shè)計。4.用電纜故障測試儀樣機(jī)進(jìn)行了離線故障檢測,對該儀器的實際測試性能進(jìn)行了實驗分析。測量結(jié)果表明,該儀器可對同軸電纜短路、斷路和阻抗失配等故障實現(xiàn)準(zhǔn)確定位,在200 m的測量范圍內(nèi),相對誤差穩(wěn)定在0.18%范圍內(nèi),即測量絕對誤差在36 cm以下,在1 600 m的測量范圍內(nèi),定位結(jié)果相對誤差在4.3%以下。5.利用研制的電纜故障測試儀樣機(jī)對構(gòu)建的通信系統(tǒng)進(jìn)行了在線故障檢測,測試結(jié)果表明混沌信號對通信系統(tǒng)引入的誤碼率為E-09量級,滿足電纜故障在線檢測的要求。此外,搭建了模擬濕電弧的實驗裝置,用樣機(jī)進(jìn)行了濕電弧在線檢測,測試結(jié)果表明電纜故障測試儀可以有效檢測電力傳輸系統(tǒng)中線纜的濕電弧故障。6.基于混沌時域反射技術(shù),利用便攜式數(shù)字采集卡重新搭建了一套電纜故障檢測裝置�；贚abVIEW進(jìn)行了程序二次開發(fā),編寫了配套軟件。用搭建的系統(tǒng)對同軸通信電纜線進(jìn)行了故障測試,并和電纜故障測試儀樣機(jī)的測試結(jié)果進(jìn)行對比,對整個系統(tǒng)性能進(jìn)行了分析。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM75

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