留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

一种不确定性捆扎线束电磁耦合效应的广义等效建模方法

肖培 李佳维 贺佳港 李锦新 刘柱 李高升

肖培, 李佳维, 贺佳港, 李锦新, 刘柱, 李高升. 一种不确定性捆扎线束电磁耦合效应的广义等效建模方法[J]. 机械工程学报, 2021, 70(10): 100702. doi: 10.7498/aps.70.20201723
引用本文: 肖培, 李佳维, 贺佳港, 李锦新, 刘柱, 李高升. 一种不确定性捆扎线束电磁耦合效应的广义等效建模方法[J]. 机械工程学报, 2021, 70(10): 100702. doi: 10.7498/aps.70.20201723
Xiao Pei, Li Jia-Wei, He Jia-Gang, Li Jin-Xin, Liu Zhu, Li Gao-Sheng. A generalized simplified modeling method for electromagnetic coupling effects of uncertainty strapping cable harness[J]. JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING, 2021, 70(10): 100702. doi: 10.7498/aps.70.20201723
Citation: Xiao Pei, Li Jia-Wei, He Jia-Gang, Li Jin-Xin, Liu Zhu, Li Gao-Sheng. A generalized simplified modeling method for electromagnetic coupling effects of uncertainty strapping cable harness[J]. JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING, 2021, 70(10): 100702. doi: 10.7498/aps.70.20201723

一种不确定性捆扎线束电磁耦合效应的广义等效建模方法

doi: 10.7498/aps.70.20201723
详细信息
    通讯作者:

    E-mail: gaosheng7070@vip.163.com

  • 中图分类号: 07.05.Tp, 41.20.Jb, 41.90.+e

A generalized simplified modeling method for electromagnetic coupling effects of uncertainty strapping cable harness

More Information
  • 摘要: 线束在实际布线过程中存在空间布局特性, 其芯线数目大、空间任意弯曲以及位置不确定等特点给线束耦合干扰的建模与分析带来了挑战. 不确定性全线束模型耦合干扰的数值仿真对计算能力提出了更高要求, 甚至无法进行有效计算. 因此, 本文提出了不确定性捆扎弧形线束电磁耦合效应的广义简化建模方法, 考虑了捆扎线束内导线相对位置的不确定性. 基于高斯分布和样条插值方法, 建立了不确定性捆扎线束内导线的位置, 根据多导体传输线理论确立了等效线束的几何截面结构参数, 通过圆弧和正弦捆扎线束数值算例验证了本文方法的有效性.

     

  • 图  控制器信号线缆束

    Figure  1.  Controller signal cable bundle..

    图  设备互连线束示意图 (a)弧形捆扎线束; (b)线束电路连接示意图

    Figure  2.  Schematic diagram of equipment interconnection wiring cable harness: (a) Arc-shaped binding cable harness; (b) circuit connection diagram.

    图  不确定性捆扎线束简化建模

    Figure  3.  Simplification modeling of uncertainty binding cable harness.

    图  双导体传输线几何截面结构

    Figure  4.  Cross-sectional geometry of double conductors.

    图  不确定性线束建模步骤 (a)线束始端的确立; (b)基于样条插值法的线束位置; (c)分段级联

    Figure  5.  Modeling steps for uncertainty cable harness: (a) Determination of the beginning end; (b) location of the cable harness based on spline interpolation; (c) sectional cascade.

    图  线束内导线之间的换位示意图

    Figure  6.  A schematic diagram of transposition between conductors in the cable harness.

    图  共模负载的确立

    Figure  7.  Determination of the common mode load impedance.

    图  平面波照射下21根圆弧捆扎线束模型示意图

    Figure  8.  Schematic diagram of a 21-conductor circular arc-shaped binding cable harness model illuminated by the plane wave.

    图  圆弧不确定性捆扎线束简化前后负载耦合电流对比 (a)近端; (b)远端

    Figure  9.  Comparison of the load coupling current on the circular arc-shaped binding cable harness: (a) Near end; (b) far end.

    图  10  平面波照射下21根正弦弧形不确定性捆扎线束模型

    Figure  10.  Schematic diagram of a 21-conductor sine arc-shaped binding cable harness model illuminated by the plane wave.

    图  11  正弦不确定性捆扎线束简化前后负载耦合电流对比 (a)近端; (b)远端

    Figure  11.  Comparison of the load coupling current on the sine arc-shaped binding cable harness: (a) Near end; (b) far end.

    表  1  直角坐标系中21-线束模型近端位置(单位: mm)

    Table  1.   Coordinates of each conductor near end of the 21-conductor cable harness (unit: mm).

    导线编号 1 2 3 4 5 6 7
    坐标x, y –8, 4 –8, 0 –8, –4 –4, 8 –4, 4 –4, 0 –4, 4
    导线编号 8 9 10 11 12 13 14
    坐标x, y –4, –8 0, 4 0, 4 0, 0 0, –4 0, –8 4, 8
    导线编号 15 16 17 18 19 20 21
    坐标x, y 4, 4 4, 0 4, –4 4, –8 8, 4 8, 0 8, –4
    下载: 导出CSV

    表  2  本文方法的FSV评价结果

    Table  2.   The FSV evaluation results of the proposed method.

    线束终端 FSV
    ADMtot FDMtot GDMtot
    圆弧线束 近端 0.265/good 0.181/very good 0.317/good
    远端 0.289/good 0.200/very good 0.345/good
    正弦线束 近端 0.313/good 0.172/very good 0.376/good
    远端 0.290/good 0.157/very good 0.350/good
    下载: 导出CSV

    表  3  全模型和简化模型仿真时间分析

    Table  3.   Analysis time of the simplified and complete model.

    模型 圆弧全
    模型
    圆弧简化
    模型
    正弦全
    模型
    正弦简化
    模型
    计算时间/s 3222 420 2919 336
    下载: 导出CSV
  • [1] 任丹, 杜平安, 聂宝林, 曹钟, 刘文奎 2014 物理学报 63 120701 doi: 10.7498/aps.63.120701

    Ren D, Du P A, Nie B L, Cao Z, Liu W Q 2014 Acta Phys. Sin. 63 120701 doi: 10.7498/aps.63.120701
    [2] 曹钟, 杜平安, 聂宝林, 任丹, 张其道 2014 物理学报 63 124102 doi: 10.7498/aps.63.124102

    Cao Z, Du P A, Nie B L, Ren D, Zhang Q D 2014 Acta Phys. Sin. 63 124102 doi: 10.7498/aps.63.124102
    [3] 叶志红, 张杰, 周健健, 苟丹 2020 物理学报 69 060701 doi: 10.7498/aps.69.20191214

    Ye Z H, Zhang J, Zhou J J, Gou D 2020 Acta Phys. Sin. 69 060701 doi: 10.7498/aps.69.20191214
    [4] 吴振军, 王丽芳, 廖承林 2009 物理学报 59 6146 doi: 10.7498/aps.58.6146

    Wu Z J, Wang L F, Liao C L 2009 Acta Phys. Sin. 59 6146 doi: 10.7498/aps.58.6146
    [5] 孙亚秀, 卓庆坤, 姜庆辉, 李千 2015 物理学报 64 044102 doi: 10.7498/aps.64.044102

    Sun Y X, Zhuo Q K, Jiang Q H, Li Q 2015 Acta Phys. Sin. 64 044102 doi: 10.7498/aps.64.044102
    [6] 王海龙, 吴群, 孟繁义, 李乐伟 2007 物理学报 56 2608 doi: 10.7498/aps.56.2608

    Wang H L, Wu Q, Meng F Y, Li Y W 2007 Acta Phys. Sin. 56 2608 doi: 10.7498/aps.56.2608
    [7] Andrieu G, Kone L, Bocquet F 2008 IEEE Trans. Electromagn. Compat. 50 175 doi: 10.1109/TEMC.2007.911914
    [8] Andrieu G, Reineix A, Bunlon M 2009 IEEE Trans. Electromagn. Compat. 51 108 doi: 10.1109/TEMC.2008.2007803
    [9] Andrieu G, Reineix A 2013 IEEE Trans. Electromagn. Compat. 55 798 doi: 10.1109/TEMC.2012.2231941
    [10] Schetelig B, Keghie J, Kanyou R 2010 Adv. Radio Sci. 8 211 doi: 10.5194/ars-8-211-2010
    [11] Li Z, Shao Z J, Ding J 2011 IEEE Trans. Electromagn. Compat. 53 1040 doi: 10.1109/TEMC.2011.2146258
    [12] Li Z, Liu L L, Ding J 2012 IEEE Trans. Electromagn. Compat. 54 940 doi: 10.1109/TEMC.2012.2200042
    [13] Li Z, Liu L L, Yan J 2013 IEEE Trans. Electromagn. Compat. 55 975 doi: 10.1109/TEMC.2012.2237033
    [14] 汪泉弟, 郑亚利, 刘青松, 曾铉, 俞集辉 2012 电工技术学报 7 160

    Wang Q D, Zheng Y L, Liu Q S, Zeng X, Yu J H 2012 Transactions of China Electrotechnical Society 7 160
    [15] 高印寒, 安占扬, 王举贤 2015 吉林大学学报 45 946

    Gao Y H, An Z Y, Wang J X 2015 J. Jilin Univ. 45 946
    [16] 王天皓, 高印寒, 高乐 2017 吉林大学学报 47 392

    Wang T H, Gao Y H, Gao L 2017 J. Jilin Univ. 47 392
    [17] Paul C R 2008 Analysis of Multiconductor Transmission Lines (New Jersey: John Wiley & Sons)
    [18] 高印寒, 王瑞宝, 马玉刚, 王莹莹, 杨开宇 2011 吉林大学学报 19 1088

    Gao Y H, Wang R Z, Ma Y G, Wang Y Y, Yang K Y 2011 J. Jilin Univ. 19 1088
    [19] Sun S, Liu G, Drewniak J L 2007 IEEE Trans. Electromagn. Compat. 49 708 doi: 10.1109/TEMC.2007.897142
    [20] Duffy A P, Martin A J M, Orlandi A, Antonini G 2006 IEEE Trans. Electromagn. Compat. 48 449 doi: 10.1109/TEMC.2006.879358
    [21] Orlandi A, Duffy A P, Archambeault B, Antonini G 2006 IEEE Trans. Electromagn. Compat. 48 460 doi: 10.1109/TEMC.2006.879360
  • 加载中
图(11) / 表(3)
计量
  • 文章访问数:  227
  • HTML全文浏览量:  280
  • PDF下载量:  0
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-10-16
  • 修回日期:  2020-12-18
  • 网络出版日期:  2021-05-27
  • 发布日期:  2021-05-27

目录

    /

    返回文章
    返回