[发明专利]一种建立多芯屏蔽动力电缆频变多导体传输线模型的方法

摘要

一种建立多芯屏蔽动力电缆频变多导体传输线模型的方法，测量多芯屏蔽动力电缆的共模阻抗与差模阻抗，建立共模阻抗与差模阻抗的等效电路模型，间接推导出多芯屏蔽动力电缆多导体传输线中频变单位长度电参数，分别反演出电阻、电感、电容与电导的极点‑留数形式的有理函数多项式逼近，此时系统为稳定系统，当该稳定系统与无源网络、有源网络连接时，分别处理，实现单位长度频变电参数宽频等效电路中元件的无源化。本发明不仅考虑其结构不对称性对多导体传输线模型中电参数频变特性的影响，而且有效隔离了周围电磁干扰对阻抗测量结果的影响，提高了其测量精度；该方法适用于结构简单的动力电缆，通信线缆以及分裂导线等模型的频变多导体传输线建模。

主权项

1.一种建立多芯屏蔽动力电缆频变多导体传输线模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：根据共模阻抗与差模阻抗的定义，在电磁屏蔽室中，采用阻抗分析仪分别测量多芯屏蔽动力电缆不同接线方式时的共模阻抗与差模阻抗；第二步：在第一步基础上，建立共模阻抗与差模阻抗的等效电路模型，间接推导出多芯屏蔽动力电缆多导体传输线中频变单位长度电参数，包括电阻、电感、电容与电导；第三步：依据第二步得出的多芯屏蔽动力电缆多导体传输线中频变单位长度电参数，分别反演出电阻、电感、电容与电导的极点‑留数形式的有理函数多项式逼近，该有理函数多项式包括常数项和比例项，实数极点项以及共轭复数极点对项；由于该有理函数多项式的极点的实数部分小于零，因此该多项式逼近系统为稳定系统；当该稳定系统与无源网络连接时生成不稳定的新系统时，此时的系统端口是有源的，则进行步骤四；当该稳定系统与无源网络连接时生成稳定的新系统时，此时的系统端口是无源的，则进行步骤五；第四步：在第三步的基础上，使用留数摄动法，即保持极点不变，根据端口无源约束条件，修改相应留数值，以误差最小作为目标函数，从而获得端口无源的频变参数模型；第五步：基于电路综合原理，分别获得单位长度频变电阻、电感、电容与电导的极点‑留数形式的有理函数多项式逼近中的常数项和比例项，实数极点项以及共轭复数极点对项对应的等效电路，将所得3个等效电路并联之后得到单位长度频变电参数的宽频等效电路；当单位长度频变电参数的宽频等效电路中元件有负值时，即是有源的，则进行步骤六；当单位长度频变电参数的宽频等效电路中元件无负值时，即是无源的，实现了单位长度频变电参数宽频等效电路中元件的无源化；第六步：以单位长度频变电参数的宽频等效电路中元件值大于0作为约束变量，采用优化算法进行优化，以优化后的多芯屏蔽动力电缆多导体传输线中频变单位长度电参数与测量得出的多芯屏蔽动力电缆多导体传输线中频变单位长度电参数之间的误差最小作为目标函数，从而实现单位长度频变电参数宽频等效电路中元件的无源化。