电磁兼容超网络研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
61101006
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
25.0万
负责人：
戴飞
依托单位：
北京航空航天大学
学科分类：
F0119.电磁场与波
结题年份：
2014
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2014-12-31

项目参与者：
吴龙刚；陈爱新；徐坚；贾云峰；曹成；宋振飞；
关键词：
超图电磁兼容变分不等式超网络

项目摘要

本项目将研究复杂系统电磁兼容的"超网络"特性，探索一种用于分析系统级电磁兼容性的新方法。由于复杂系统的电磁特性难以精确表述，准确的电磁兼容分析、评估和设计方法仅适用于芯片、电路板和小型设备，对飞行器、车辆等大型复杂系统的效果有限，需要进一步突破。本研究拟利用"超网络理论"适于表述和分析复杂关系的优势，借助"变分不等式"、"超图"等数学方法，描述系统级电磁兼容性的复杂关系。课题将通过分析典型电磁兼容模型的统计特性和拓扑结构，研究电磁兼容超网络建模的基本方法，明晰其关键参数与性质，得到一种电磁兼容综合优化和设计的新方法。希望通过本项目，为系统级电磁兼容性分析、评估与预测的研究提供一种新思路。

结项摘要

本项目研究了复杂系统电磁兼容的超网络特性，提出超网络描述电磁兼容性的规律，给出了2种电磁兼容超网络建模方法；项目研究了复杂系统电磁兼容性的统计规律和网络性质，提出一种电磁兼容超网络的“博弈论”优化设计方法，为电磁兼容量化分析与设计提供了新的研究方向。.传统的电磁兼容研究一般从电磁场、电路、信号层面分析电磁兼容三要素：干扰源、耦合通道、敏感体，且紧紧围绕三要素，采用了数值仿真、电路仿真、实验测试等研究手段。然而，电磁兼容性只是系统诸多性能的一种，并受到其它性能制约。单纯将研究聚焦在电磁兼容性，并不能从全局把握系统性能，往往导致电磁兼容要求与其它要求产生矛盾，这是复杂系统电磁兼容性研究的一个难点。另一方面，复杂系统内构成电磁兼容三要素的组合众多，相互交织、制约，如何抽丝剥茧、掌握系统电磁兼容性的主要矛盾也是本领域研究的另一个难点。. 本项目为解决车辆、飞机等大型复杂系统电磁兼容性的分析与评估，利用超网络适于研究复杂关系全局与局部特性的优势，进行了电磁兼容超网络的探索性研究。首先，本项目以三要素为基础构建了一种电磁兼容超网络基本模型，证明了这种模型的合理性与可行性，引入节点度、度分布、聚类系数、平均路径长度、介数等网络参数，明确了它们在电磁兼容超网络中的物理意义。研究表明，这些参数从不同侧面反映系统电磁兼容的局部特性。项目进一步研究了电磁兼容超网络的鲁棒性，鲁棒性表明电磁干扰的坚固性，是一种全局特性。项目提出3种鲁棒性度量指标，分析了基本模型在各种攻击（整改）策略下的鲁棒性强弱，为复杂系统电磁兼容性最优设计提供了理论指导。为兼顾复杂系统电磁兼容的全局和局部性能，项目研究并提出一种电磁兼容超网络节点重要度指标。通过对节点重要度量化排序，能够准确把握系统的关键设备及其关键要素，为复杂系统电磁兼容性分析、评估与设计提供了一种理论方法。项目研究以轨道客车验证了基本模型与上述分析方法。. 进一步，项目构建了性能指标子网络，形成电磁兼容超网络扩展模型，使系统电磁兼容性与其他性能可以进行综合一体化分析与设计。课题对扩展模型的网络特性进行研究，引入电磁兼容性试验考核指标子网络，以飞机验证了扩展模型及其分析方法。. 最后，课题在扩展模型中引入博弈论，实现了系统电磁兼容性与其他性能的优化设计，应用该方法实现了飞机测控信号作用距离与机间电磁兼容性的优化。