一种基于电磁发射的脉冲电源分析方法及系统与流程

本发明属于电磁发射，具体地说是一种基于电磁发射的脉冲电源分析方法及系统。

背景技术：

1、随着科技的不断进步，电磁技术也受到了国家的关注，一般的脉冲电源可以通过电容储能、飞轮储能和超导储能的方式，在将脉冲电源投入使用的前，需要对其进行一系列的检测，判定是否符合实际所需的要求，而且在将脉冲电源投入使用的过程中，也需要对其进行实时的监测，及时对脉冲电源所产生的故障类型进行确定。

2、公开号为cn116341431a的一项中国专利申请公开了一种基于自洽迭代的电磁脉冲计算方法及系统，基于高空电磁脉冲产生和电磁脉冲环境构建模型，包括康普顿电流模型、次级电子模型及空间电磁场模型，并分析模型关键参数之间的自洽关系；基于模型关键参数之间的自洽关系，采用迭代自洽方法进行迭代；将满足误差要求的k+1次迭代的电场作为电磁脉冲计算结果输出。

3、现有技术中，只通过采用迭代自洽方法进行迭代，对电磁场和康普顿电子之间的自洽效应以及电磁场和次级电子之间的相互作用进行处理，利用迭代仿真方案实现广域范围内电磁脉冲的自洽仿真，可用于广域hemp的仿真研究和统计，但是，在上述中没有提及在将脉冲电源投入使用的前，需要对其进行一系列的检测，判定是否符合实际所需的要求，而且在将脉冲电源投入使用的过程中，也需要对其进行实时的监测，及时对脉冲电源所产生的故障类型进行确定的内容。

4、为此，本发明提供了一种基于电磁发射的脉冲电源分析方法及系统

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于电磁发射的脉冲电源分析方法及系统，主要包括以下：

3、步骤一，对脉冲电源的电路结构进行设计，得到电路拓扑结构；

4、步骤二，采集脉冲电路拓扑结构的参数，对脉冲电源的性能进行优化；

5、在步骤二中，将采集的脉冲电路拓扑结构内的脉冲宽度、脉冲频率和脉冲幅度数据处理得到平均输出功率数值，将平均输出功率数值与预设的平均输出功率数值区间进行比较；

6、若平均输出功率数值在预设的平均输出功率数值区间内，则判定脉冲电源平均功率符合实际所需求的条件，得到正向信号；

7、若平均输出功率数值不处于预设的平均输出功率数值区间内，则判定脉冲电源平均功率不符合实际所需求的条件，得到负向信号。

8、作为本发明进一步的方案：将电路拓扑结构内的脉冲宽度记为l；将脉冲频率记为p；将脉冲幅度记为f，通过公式k＝(l×p×f)×α计算得到平均输出功率数值k；

9、对干扰系数α进行求取，具体求取过程如下：

10、s1，获取脉冲电源多次运行过程中的电阻值和脉冲电源电路的散热效率；

11、s2，将多组电阻值与预设的电阻阈值进行作差，将差值进行求和取平均值，平均值定义为电阻偏差干扰系数；

12、s3，获取多组脉冲电源电路在运行时的散热效率进行求和取平均值，平均值定义为脉冲电源电路散热效率帧值；

13、s4，通过电阻偏差干扰系数和脉冲电源电路散热效率帧值对干扰系数α的数值大小进行求取：

14、s5，将电阻偏差干扰系数记为r；将脉冲电源电路散热效率帧值记为p；通过公式计算得到干扰系数α。

15、作为本发明进一步的方案：基于正向信号，脉冲频率p、脉冲宽度l和脉冲幅度f进行处理：

16、将脉冲频率p与预设的脉冲频率p范围区间进行比较；

17、将脉冲宽度l与预设的脉冲宽度l范围区间进行比较；

18、将脉冲幅度f与预设的脉冲幅度f范围区间进行比较；

19、若脉冲频率p、脉冲宽带l和脉冲幅度f至少存在一项不在设定的值域区间内，则判定脉冲电源不符合实际所需求的条件，得到电源异常信号；

20、若脉冲频率p、脉冲宽带l和脉冲幅度f三项均同时在设定的值域区间内，则判定脉冲电源符合实际所需求的条件，得到电源正常信号。

21、作为本发明进一步的方案：基于正向信号，观测脉冲电源的波纹频率，采集脉冲电源的周期波纹信号，基于周期波纹信号强度和脉冲电源的波纹频率对脉冲电源噪音数据进行评估，具体分析过程如下：

22、j1，制定二维坐标系，将所采集到的周期波纹信号传输到二维坐标系上，解析波纹信号中各个频率的分布；

23、j2，观测二维坐标系上各个频率范围的分布，将频率范围幅度高的进行实时记录；

24、j3，将周期分为若干个相同时间长度的时间子单元，分别获取每个时间子单元波纹信号的波纹图，对比每个时间子单元内波纹频率范围的幅度；

25、j4，在j3的基础上，对波纹频率内始终保持较大的幅度进行记录，通过波纹幅度与设定阈值进行比较；

26、若波纹幅度小于或者等于设定阈值，则判定噪音较小；

27、若波纹幅度大于设定阈值，则判定噪音较大。

28、作为本发明进一步的方案：对判定噪音较大的情况结合二维坐标系上波纹的幅度或者形状进行分析，具体分析过程如下：

29、若二维坐标系上的波纹幅度有明显的增大，则判定为由于电源内部的噪声引起的；

30、若二维坐标系上的波纹呈周期性变化，则判定为由于电源内部开关管的开关动作或者负载的周期性变化引起的；

31、若二维坐标系上的波纹的形状呈不规则，则判定为由于随机噪声或者电磁干扰引起的。

32、作为本发明进一步的方案：还包括步骤三，对设计后的脉冲电源进行故障检测，并确定故障类型。

33、作为本发明进一步的方案：在步骤三中，将分析脉冲电源运行过程中是否出现故障和判定出现故障的类型，具体分析过程如下：

34、a1，对脉冲电源运行过程中的数据进行采集，并建立历史数据库；

35、a2，在历史数据库的基础上，基于脉冲电源运行过程中出现故障的历史数据，通过处理得到判定故障的阈值；

36、在a2中，将脉冲电源运行过程中出现故障的历史数据进行求和取平均值，将平均值作为判定故障的阈值；

37、a3，在a2的基础上，实时监测脉冲电源运行电路中的脉冲频率、脉冲幅度和脉冲宽度与判定故障的阈值进行比较，判定是否出现故障；

38、a4，在a3的基础上，判定故障类型并报警。

39、作为本发明进一步的方案：在a3中，基于脉冲电源运行过程中所监测的脉冲频率、脉冲宽度和脉冲幅度进行处理；

40、将脉冲频率与预设的脉冲频率阈值进行比较；

41、将脉冲宽度与预设的脉冲宽度阈值进行比较；

42、将脉冲幅度与预设的脉冲幅度阈值进行比较；

43、若脉冲频率、脉冲幅度和脉冲宽度三项均大于或者等于阈值，则判定脉冲电源无故障，得到正常判定信号；

44、若脉冲频率、脉冲幅度和脉冲宽度存在至少一项小于阈值，则判定脉冲电源出现故障，得到异常判定信号。

45、作为本发明进一步的方案：基于异常信号，判定故障类型，判定过程如下：

46、a31，将脉冲电源正常状态下的脉冲频率、脉冲幅度和脉冲宽度的数据与脉冲频率、脉冲幅度和脉冲宽度的阈值进行作差，得到加权偏差值；

47、a32，将脉冲频率、脉冲幅度和脉冲宽度的加权偏差值进行求和得到加权和值；

48、a33，将所求得的加权和值作为故障类型判定阈值，将实时监测得到的脉冲频率、脉冲幅度和脉冲宽度偏差值求和得到的加权和值与故障类型判定阈值大小进行比较；

49、a34，获取正常信号下脉冲电源电路中的脉冲频率、脉冲幅度和脉冲宽度的偏差值，将偏差值作为判定故障类型偏差阈值，将异常信号下脉冲电源电路中的脉冲频率、脉冲幅度和脉冲宽度与判定故障类型偏差阈值进行比较；

50、a35，基于加权和值域故障类型判定阈值以及脉冲频率、脉冲幅度和脉冲宽度偏差值和判断故障类型偏差阈值的综合比较，对所出现故障的类型进行判定。

51、作为本发明进一步的方案：主要包括数据处理模块、数据监测模块和数据分析模块；

52、数据处理模块用于对脉冲电源的电路结构进行设计，得到电路拓扑结构，采集脉冲电路拓扑结构的参数，对脉冲电源的性能进行优化；

53、数据监测模块主要用于对矩形脉冲电路拓扑结构中的脉冲宽度、脉冲频率和脉冲幅度数据进行实时的监测；

54、数据分析模块主要用于将平均输出功率数值与预设的平均输出功率数值区间进行比较，判定脉冲电源平均功率是否符合实际所需的条件。

55、本发明的有益效果如下：

56、1.本发明所述的一种基于电磁发射的脉冲电源分析方法，通过将脉冲电源电路结构设置成电路拓扑结构，实时监测电路拓扑结构中的脉冲幅度、脉冲频率和脉冲宽度数据，根据脉冲幅度、脉冲频率和脉冲宽度数据计算整合得到脉冲电源的平均输出功率，通过脉冲的平均输出功率与设定的阈值进行比较，判定脉冲电源是否符合实际所需条件，从而可以根据所采集得到的数据作为判定依据，对判定的结果具有可靠性，对不符合实际需求脉冲电源的噪声来源进行排查，通过判定脉冲电源中波纹的幅度和形状判定脉冲电源噪声的来源，进而可以有针对性的做出优化方案，且在后期进行维护修理的时候，方便工作人员对其进行维护修理。

57、2.本发明所述的一种基于电磁发射的脉冲电源分析方法，通过实时监测脉冲电路在运行过程中的数据，将采集记录后的数据进行保存建立历史数据库，在历史数据库的基础上，建立故障模式库，通过故障模式库对常见的故障的特征和数据进行记录，通过故障历史数据推算出判定出现故障的阈值，通过监测模块实时监测脉冲电路中的数据，通过公式将所得到的数据进行整合，将整合后得到的判定帧值与通过故障历史数据推算出的判定阈值进行比较，通过脉冲频率、脉冲宽度和脉冲幅度三项数据对脉冲电源是否出现故障进行判定并确定故障类型。