電磁兼容超網路研究

《電磁兼容超網路研究》是依託北京航空航天大學，由戴飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：電磁兼容超網路研究
• 依託單位：北京航空航天大學
• 項目負責人：戴飛
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

本項目將研究複雜系統電磁兼容的超網路特性，探索一種用於分析系統級電磁兼容性的新方法。由於複雜系統的電磁特性難以精確表述，準確的電磁兼容分析、評估和設計方法僅適用於晶片、電路板和小型設備，對飛行器、車輛等大型複雜系統的效果有限，需要進一步突破。本研究擬利用超網路理論適於表述和分析複雜關係的優勢，藉助變分不等式、超圖等數學方法，描述系統級電磁兼容性的複雜關係。課題將通過分析典型電磁兼容模型的統計特性和拓撲結構，研究電磁兼容超網路建模的基本方法，明晰其關鍵參數與性質，得到一種電磁兼容綜合最佳化和設計的新方法。希望通過本項目，為系統級電磁兼容性分析、評估與預測的研究提供一種新思路。

結題摘要

本項目研究了複雜系統電磁兼容的超網路特性，提出超網路描述電磁兼容性的規律，給出了2種電磁兼容超網路建模方法；項目研究了複雜系統電磁兼容性的統計規律和網路性質，提出一種電磁兼容超網路的“博弈論”最佳化設計方法，為電磁兼容量化分析與設計提供了新的研究方向。 傳統的電磁兼容研究一般從電磁場、電路、信號層面分析電磁兼容三要素：干擾源、耦合通道、敏感體，且緊緊圍繞三要素，採用了數值仿真、電路仿真、實驗測試等研究手段。然而，電磁兼容性只是系統諸多性能的一種，並受到其它性能制約。單純將研究聚焦在電磁兼容性，並不能從全局把握系統性能，往往導致電磁兼容要求與其它要求產生矛盾，這是複雜系統電磁兼容性研究的一個難點。另一方面，複雜系統內構成電磁兼容三要素的組合眾多，相互交織、制約，如何抽絲剝繭、掌握系統電磁兼容性的主要矛盾也是本領域研究的另一個難點。 本項目為解決車輛、飛機等大型複雜系統電磁兼容性的分析與評估，利用超網路適於研究複雜關係全局與局部特性的優勢，進行了電磁兼容超網路的探索性研究。首先，本項目以三要素為基礎構建了一種電磁兼容超網路基本模型，證明了這種模型的合理性與可行性，引入節點度、度分布、聚類係數、平均路徑長度、介數等網路參數，明確了它們在電磁兼容超網路中的物理意義。研究表明，這些參數從不同側面反映系統電磁兼容的局部特性。項目進一步研究了電磁兼容超網路的魯棒性，魯棒性表明電磁干擾的堅固性，是一種全局特性。項目提出3種魯棒性度量指標，分析了基本模型在各種攻擊（整改）策略下的魯棒性強弱，為複雜系統電磁兼容性最優設計提供了理論指導。為兼顧複雜系統電磁兼容的全局和局部性能，項目研究並提出一種電磁兼容超網路節點重要度指標。通過對節點重要度量化排序，能夠準確把握系統的關鍵設備及其關鍵要素，為複雜系統電磁兼容性分析、評估與設計提供了一種理論方法。項目研究以軌道客車驗證了基本模型與上述分析方法。 進一步，項目構建了性能指標子網路，形成電磁兼容超網路擴展模型，使系統電磁兼容性與其他性能可以進行綜合一體化分析與設計。課題對擴展模型的網路特性進行研究，引入電磁兼容性試驗考核指標子網路，以飛機驗證了擴展模型及其分析方法。 最後，課題在擴展模型中引入博弈論，實現了系統電磁兼容性與其他性能的最佳化設計，套用該方法實現了飛機測控信號作用距離與機間電磁兼容性的最佳化。