一種快速預測車用線束串擾頻域動態(tài)特性的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速預測車用線束串擾頻域動態(tài)特性的方法，第一步：把車用線束內(nèi)的導線視為無耗弱耦合的；第二步：通過第一步中的計算式然后根據(jù)變量為均勻分布類型選擇其混沌多項式法對應的基函數(shù)為Legendre正交多項式；第三步：隨機過程Y(θ)可用正交多項式來展開；第四步：利用Legendre正交多項式對單位互電感Lm和單位互電容Cm進行展開；第五步：獲得車用線束導線間的單位互電感Lm和單位互電容Cm的均值和方差后，對線束導線間串擾的均值和方差進行計算，有益效果：實現(xiàn)了車用線束串擾頻域動態(tài)特性的快速預測，為車輛電磁兼容性的前期設計提供重要依據(jù)；使測定方法更完善；減小仿真的計算時間和對計算機內(nèi)存的需求；計算結(jié)果更準確。
【專利說明】 一種快速預測車用線束串擾頻域動態(tài)特性的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種快速預測車用線束串擾動態(tài)特性的方法，特別涉及一種快速預測車用線束串擾頻域動態(tài)特性的方法。
【背景技術】
[0002]近年來，越來越多的電氣電子設備被應用到汽車及軌道客車上，用來改善車輛的安全和乘駕等方面的性能。但與此同時，這也在車輛內(nèi)部形成了更為復雜的電路網(wǎng)絡和電磁環(huán)境，其中線束是車輛電路的網(wǎng)絡主體，連接著車輛內(nèi)部的電氣電子部件，并使之發(fā)揮功能，但四通八達的線束也在車輛內(nèi)部的電磁干擾中起著重要作用，它為干擾信號的傳播提供載體，干擾信號通過各種耦合途徑沿導線傳播，使整車的電磁兼容性能劇烈下降，因此在車輛電磁兼容性能設計初期，串擾是首要的預測目標。串擾對于線束內(nèi)導線隨機位置極為敏感。由于線束導線間相互位置的變化，導致串擾的變化最高達可到20dB。車用線束的捆扎和安裝，以及車輛在運動過程中由于加減速、轉(zhuǎn)向及振動等狀態(tài)都可能導致線束內(nèi)導線的對地高度和相互間距離發(fā)生變化，從而使線束導線間的串擾因幾何位置的不確定性而具有不確定性。由于傳統(tǒng)的導線串擾計算方法(如矩量法(MOM)、多導體傳輸線法(MTL)、時域有限差分法(FDTD)等)只是針對幾何位置固定的導線進行計算，因此所得結(jié)果并不能完全表現(xiàn)出車用線束在不同的捆扎和安裝方式下，以及在車輛運動過程中的各種行駛狀態(tài)下，線束導線串擾值所具有的特征。國內(nèi)對于車用線束串擾頻域動態(tài)特性的研究剛剛起步，而國外學者針對車用線束串擾動態(tài)特性問題的研究已經(jīng)取得了一定成果。目前，針對車用線束串擾頻域動態(tài)特性預測的主要方法有以下幾種。
[0003]1.蒙特卡羅法:該方法首先在以線束中心為圓心，以R_r為半徑的圓內(nèi)生成兩點，其中R為線束半徑，r為導線半徑，且該兩點間距離必須滿足不大于線束與導線直徑之差，不小于導線直徑。生成若干對符合上述要求的點，依次通過頻域串擾計算公式進行計算，可獲得汽車線束串擾頻域動態(tài)特性的預測結(jié)果。但蒙特卡羅法處理低維度變量時需要大量的樣本，具有對計算機內(nèi)存占用率高，計算時間長的問題，同時該方法并未考慮由于車輛在運動過程中由于加減速、轉(zhuǎn)向及振動等原因?qū)е碌木€束整體對地高度發(fā)生變化對串擾動態(tài)特性的影響。
[0004]2.分形理論法:S.salio和F.Canaveix)等人根據(jù)分形理論提出了隨機中點位移法對線束串擾頻域動態(tài)特性進行預測，該方法利用分形曲線來描述導線沿線束的隨機位置，線束內(nèi)導線的連續(xù)性由分形維數(shù)和線束所分段數(shù)來描述，但該方法所生成的線束中導線位置與實際線束相比其連續(xù)性并不好，所以Shishuang Sun等人對該方法進行了改進，在線束所分的各段之間進行高斯插值，更好的保證了線束的連續(xù)性，與實際線束中導線的分布形式更為接近。將通過上述方式獲得的線束各段橫截面導線的位置信息代入串擾公式中進行計算后相加，獲得一次依據(jù)分形理論計算的導線串擾值，進行若干次仿真獲得車用線束串擾頻域動態(tài)特性的預測結(jié)果。同樣，該方法所需仿真次數(shù)較多，消耗大量的計算機資源與計算時間，并且為考慮線束整體對地高度發(fā)生變化對串擾動態(tài)特性的影響。[0005]3.最好-最壞串擾預測方法:該方法通過尋找滿足線束橫截面中產(chǎn)生導線串擾最大值和最小值所對應的極限位置來確定車用線束頻域串擾的動態(tài)特性。當導線對地高度最大，相互間距離最小時，導線的串擾值最大；當導線對地高度最小，相互間距離最大時，導線的串擾值最小。因此通過上述方法可以獲得車用線束串擾動態(tài)特性的預測結(jié)果，但實際情況中，該方法存在對車用線束頻域串擾的動態(tài)特性高估或低估的問題，使預測區(qū)間過大，不利于為車輛電磁兼容性的前期設計提供依據(jù)。
[0006]上述方法中，都是針對線束內(nèi)導線相對位置發(fā)生變化的情況對車用線束串擾頻域動態(tài)特性進行預測，并未考慮由于車用線束在不同的捆扎和安裝方式下，以及在車輛運動過程中的各種行駛狀態(tài)下導致的線束整體對地高度發(fā)生變化對串擾動態(tài)特性的影響。同時也存在車用線束串擾頻域預測區(qū)間過大、對計算機內(nèi)存占用率高、計算時間長等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的車用線束串擾頻域動態(tài)特性預測方法中存在的諸多問題而提供的一種快速預測車用線束串擾頻域動態(tài)特性的方法。
[0008]本發(fā)明所述的快速預測車用線束串擾頻域動態(tài)特性的方法，其具體方法如下所述:
[0009]第一步:把車用線束內(nèi)的導線視為無耗弱耦合的，導線間的單位分布參數(shù)主要為單位互電感Lm和單位互電容Cm，由于線束中導線具有絕緣層，因此根據(jù)鏡像法可知帶有絕緣層導線的單位互電感Lm和單位互電容Cm的計算式如下(I)、(2)所示:
[0010]
【權利要求】
1.一種快速預測車用線束串擾頻域動態(tài)特性的方法，其特征在于:其具體方法如下所述: 第一步:把車用線束內(nèi)的導線視為無耗弱耦合的，導線間的單位分布參數(shù)主要為單位互電感Lm和單位互電容Cm，由于線束中導線具有絕緣層，因此根據(jù)鏡像法可知帶有絕緣層導線的單位互電感Lm和單位互電容Cm的計算式如下(I)、(2)所示:
【文檔編號】G01R29/08GK104007326SQ201410268026
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權日:2014年6月16日
【發(fā)明者】高印寒, 王天皓, 高樂, 楊開宇, 安占揚, 張俊東 申請人:吉林大學