当前位置：文档之家 › FSS仿真方法_西电培训

FSS仿真方法_西电培训

  • 格式：pdf
  • 大小：2.59 MB
  • 文档页数：38

下载文档原格式

  / 38

合集下载

CH2 HFSS仿真原理与使用方法

CH2 HFSS仿真原理与使用方法
i 1
求函数u→求系数a 连续→离散 函数→代数 (2)加权残数法：。
0, i j ui , u j 0, i j
u, v u vdV
V
函数通过内积形成泛函，即从矢量 函数空间到标量函数空间的映射。
1 Lu g, 2 Bu q
u近似解：u aiui
注意：HFSS的背景通常 默认为理想导体
2.2 HFSS仿真类型与过程
The four solution types：
Using HFSS, select type of solution needs to calculate： 1. Driven Modal: S-matrix of incident and reflected powers of WG modes. 2. Driven Terminal: S-matrix of terminal voltages and currents. 3. Eigen-mode: resonant frequency and fields at a particular resonance. 4. Transient: Calculating problems in the time domain.
四、HFSS 边界条件
激励设置在端口（Port）处； HFSS有8中激励形式； 选择合适的激励； 常用波端口激励。
六、HFSS 材料设置
3. HFSS的场求解
N 1 2 E k0 r E 0 E aiWi 注：四面体元内ai不为零 i 1 r 权函数 W j 1 2 E k0 rW j E dV 0, j 1, 2,..., N V W j 作内积 r

关于核电厂模拟机DCSFSS仿真技术的研究

关于核电厂模拟机DCSFSS仿真技术的研究

关于核电厂模拟机DCSFSS仿真技术的研究摘要：随着DCS在核电行业的普及和模拟机技术在电厂中重要性的提升，DCS仿真技术已经成为核电厂模拟机教员和模拟机维护人员关注的焦点，本文中对DCSFSS工程设计流程及各种组态/工具做了简要的研究和讲解，以实现仿真技术的控制逻辑功能。

关键词：DCS 模拟机核电厂仿真技术1.模拟机仿真技术基础1.1引言首先EDPF-NU工程师设计组态的使用方法、工程组织工具的功能及使用、以及分散控制系统的主要架构和在模拟机中的位置，需熟练掌握。

熟悉NU分散控制整体架构，域和站点类型，以及机柜类型、控制器、IO卡件及其他硬件等内容。

学会组态软件的使用并能自主建立SAMA图组态和过程画面组态以及数据库。

1.2 EDPF-NU介绍1)EDPF-NU系统综述2)EDPF-NU系统组态介绍3)EDPF-NU系统组织工具介绍4)EDPF-NU操作使用介绍5)DCSFSS特有功能介绍2.仿真技术体系2.1NU控制架构NU控制架构是以站加网的方式，站类型包括HMI站、DPU站、和软DPU（虚拟DPU站），其中HMI站包括历史服务器、报警/挂牌服务器、计算/报表服务器、规程服务器等。

其中历史服务器和报警服务器不能装在一台计算机上。

2.2虚拟DPU站虚拟DPU站适合仿真，或作为接口机以通讯方式与第三方交换非关键数据，它没有硬实时功能，虽然能够处理逻辑，但不适合控制对时间精度要求高的对象，它不连接IO卡件。

漳州项目的IO卡件共26个，卡件地址为A1-A7、B1-B7、C1-C6、D1-D6，相应的顺序编码为1-26。

2.3域域是一个站点的集合。

一个域内包含0-253个站，每个域有一个不重复的站号。

其中：LOT1:电气区域设备LOT2:核岛+部分常规岛设备LOT3:常规岛设备2.4以太网机组上的以太网配置方式，DPU站：A网为172.100+域号.1.1B网为172.100+域号.2.1上位机站：A网为172.100+域号.1.200B网为172.100+域号.2.200子网掩码为统一的255.255.255.0对于模拟机的仿真系统，以太网配置A网为172.100+域号.1.站号B网为192.168.2.站号（2代表DOMAIN1）192.168.3.站号（3代表DOMAIN2）2.5点记录包括以下三种测点：AP——模拟量测点DP——开关量测点GP——打包点点记录共有四种品质：GOOD-正常的点记录。

HFSS西电教程--基础教程

HFSS西电教程--基础教程

工 的 新 立 建 要 若 � hctaptols 为 名 命 新 重 程 工 将 们 我 � 计 设 和 程 工 认 默 个 一 建 创 户 用 给 会 序 程 �SSFH 开 打 � 1 骤 步 境环行运及程工建创、一
图构结线天片贴合耦隙缝 4图
。法方本基的线 天 真 仿 件 软 该 用 利 习 学 来 骤 步 作 操 的 细 详 过 通� 论 理 述 上 合 结将们 我�图 构结的型 模线天 的建创要 将是� 示所图如 。作操本基的 件软明说体具例为线天片贴合耦隙缝以面下�示演例实
方 元 限 有 场 磁 电 于 基 的 出 推 司 公tfosnA 是 � 器 真 仿 构 结 频 高 ,rotalumiS erutcurtS ycneuqerF hgiH 称 全 � SSFH tfosnA
� noitcudortnI feirB � 介 简 、 一
8.9002
用 应 及 理 原 本 基 的 件 软 SSFH tfosnA
----------------------------------
秋年 9002
�增应尹�学大技科子电安西
DAC 线天
c i t e n g a m o r t c e l E �I M E /� y t i l i b i t a p m o C c i t e n g a m o r t c e l E �C M E
器 压 变 、 器 感 电 旋 螺 �sA aG/nociliS 器接连导波、器振谐导波、器波滤导波�导波 渡 过 、 板 底\ 器 接 连 轴 同 � 器 接 连 射辐场远�场近、罩蔽屏��
秋年 9002 �增应尹�学大技科子电安西
.5 .4 .3
ecnereg retnI

高级培训-FSS仿真方法

高级培训-FSS仿真方法

HF高级培训FSS 仿真方法袁勇ANSYS公司，高级应用工程师内容提要•FSS 概述•HFSS设计FSS要点•设计步骤1.单元选型与设计2.阵列设计3.共形FSS名词缩写缩写释义AMC Artificial magnetic conductor（人工磁导体）EBG Electromagnetic bandgap（电磁带隙）FDTD Finite‐difference time‐domain（时域有限差分法）FEM Finite Element Method（有限元法）FSS Frequency selective surface （频率选择性表面）Ph i b dPBG Photonic bandgap（光子带隙）PML Perfect match layer（理想匹配层）FSS 概述•频率选择性表面（FSS）–空间传播平面波的“滤波器”，多通过周期结构来实现属于典型的电磁散射问题；–多通过周期结构来实现，属于典型的电磁散射问题；应用•特定频带内提供通/阻带•降低带外噪声；控制低Q 值宽带天线的带宽，起到结构•常由周期性重复的金属薄片图形或金属层上掏空的缝隙组成重要参数:•带宽•插入损耗•极化特性频率选择反射器的作用•为天线提供隐蔽的带外收发频率•EMI 防护•通常伴随有介质衬底用作匹配•有时也采用三维介质结构•折射/衍射典型应用天线罩新型天线隐身PCB PI 设计设计难点和重点•对于单元的选取和设计，由于其多样化导致等效电路模型复杂且缺乏一致性，不便采用解析法计算；•设计指标不但对垂直入射的反射/透射相位/模有要求，还要兼顾斜入射角的工作频带稳定性，而后者的设计往往难度最大；•由于金属和介质的材料选取和加工工艺对FSS性能有重要影响，在以实测加工件为主要手段的设计中，需要大量的实验数据和设计经验；•除此之外，FSS结构的鲁棒性，即加工误差、材料特性的非一致性、外界环境（如温度）变化对结构的性能影响都会增加设计的困难和复杂度；基于HFSS的FSS设计流程HFSS 中与FSS设计相关功能高性能的全波有限元求解器•任意入射波类型、任意入射角度本征模式求解器•在无外在激励情况下直接对模型的本征模式进行•强大的网格剖分和收敛精度控制能力•ALPS 快速扫频算法Floquet端口技术Screening impedance边界条件连锁边界条件LBC抽取PML 边界•适用于偏转波束（steered-beam）阵的辐射边界功能强大的场计算器•可对任意输出场量进行复数、代数、微积分和编程运算连锁边界条件-LBCs•无限大周期性重复结构只需单元建模•主从边界的数目与方向不受限•专为FSS求解设计的辐射边界多种类型入射波源•多种极化平面波(线极化、圆极化、椭圆极化)、渐弱平面波、高斯波束、柱面波、赫兹极子源、线天线源FSS 设计单元选型与设计组阵设计共形FSS•类似于Wave port ，区别在于:邻近的边界必须是链接边界条件（LBCs 如周期性主从边界）Floquet Floquet Port Port–邻近的边界必须是链接边界条件（LBCs，如周期性主从边界）–端口材料必须是各向同性且匀质的–模式由解析方法生成，而非本征解HFSS模型HFSS 模型端口Floquet端口设置设置Floquet在Floquet port中定义入射波角度求解、扫频设置定义入射波极化仿真结果斜入射Theta=60 degFSS设计单元选设计单元选型与设计组阵设计共形FSS 向量格和结构单元Master/Slave 边界设置•不同Master/Slave边界的结合实现不同的阵列拓扑结构矩形阵Master/Slave 边界设置三角形阵边界设置Master/Slave 边界设置Master/Slave任意三角形阵边界设置Master/Slave 边界设置Master/Slave六角形阵IncidentWave Incident Wave•波的种类–Plane Wave–Hertzian-Dipole Wave–Cylindrical Wave–Gaussian Beam–Linear Antenna Wave–Far Field Wave–Near Field WavePlane Wave•平面波–Cartesian•直角坐标系的定义•E0 Vector ：电场矢量方向•k Vector ：波传播方向–Spherical•极坐标系定义•E0 Vector ：电场矢量方向•IWavePhi和IWaveTheta：波传播方向•Step：角度间隔FSS设计单元选设计单元选型与设计组阵设计共形FSS整机RCS仿真中FSS进气道屏蔽网孔结构求解一个单元Port1Screen ImpedancePort2求解个单元网孔结构产生大量网格，影响求解效率转换为边界条件单元设置与求解单元设置与求解结果Screen Impedance Screen Impedance 结果小结单元选型•Floquet端口与设计组阵设计•Master/Slave 边界•入射波激励共形FSS•Screen Impedance 边界。

FSSS系统在600MW火电机组仿真机的开发和应用

FSSS系统在600MW火电机组仿真机的开发和应用

FSSS系统在600MW火电机组仿真机的开发和应用引言目前，火力发电在我国电力工业中占绝对主导地位，随着大容量、高参数机组的投入运行和新技术应用于火电机组中，电站系统日趋复杂。

为确保机组运行的安全性及经济性，对运行人员的熟练操作和事故处理能力，以及管理人员的监控管理水平都有了更高的要求。

因此，针对具体机组开发1：1全范围仿真培训系统，以培训新的运行人员和轮训在职人员显得越来越重要。

电厂仿真系统原本是作为实验的辅助工具而应用的，而后又用于训练目的，现在仿真系统的应用包括：系统概念研究、系统的可行性研究、系统的分析与设计、系统开发、系统测试与评估、系统操作人员的培训、系统预测、系统的使用与维护等各个方面。

它的应用领域已经发展到军用以及与国民经济相关的各个重要领域。

电站控制仿真系统[1][2]是一个复杂的高新技术，它是在以建模理论[3]、计算方法、计算机技术、网络技术、多媒体技术、信息处理、自动控制及系统工程等理论的基础上，建立操作站、操作系统、数据库系统、仿真系统软件开发支撑系统、模型软件等软硬件系统。

1．FSSS系统简介FSSS系统，即炉膛安全监控系统（Furnace Safeguard SupervisorySystem），也可称作燃烧器管理系统(Burner Management System )，简称BMS。

炉膛安全监控系统[4] [5]是现代大型火电机组锅炉必须具备的一种监控系统，它能在锅炉正常工作和起停等各种运行方式下，连续密切监视燃烧系统的大量参数与状态，不断的进行逻辑判断和运算，必要时发出动作指令，通过种种连锁装置，使燃烧设备中的有关部件严格按照既定的合理程序，完成必要的操作或处理未遂性事故，以保证锅炉燃烧系统的安全。

实际上它是把燃烧系统的安全运行规程用一个逻辑控制系统来实现。

采用BMS系统不仅能自动完成各种操作和保护动作，还能避免运行人员在手动操作时的误动作，并能及时执行手操来不及的快动作，如紧急切断和跳闸等。

西电HFSS培训教程—天线设计

西电HFSS培训教程—天线设计

Ansoft高级培训班教材ISM天线射频特性的Ansoft HFSS分析李磊谢拥军编著西安电子科技大学Ansoft培训中心目录第一章序言第二章 创建项目第三章 构造模型第四章 优化第一章序言本讲义主要是引导学员学习使用Ansoft HFSS的优化功能进行微波工程设计。

随着越来越多的民用科研产品集中在ISM频段，这一频段的微波元器件设计也就越来越受到射频工程师的关注。

对于民用产品来说，微带天线适应了其集约化、小型化的需求，从而成为产品设计中的关键。

Ansoft HFSS提供的优化设计功能，特别适合于微波产品的优化设计。

在这一优化功能中，结构参数、媒质本构常数等可以作为待优化的参数，元件的S参数、本征值和场分布等都可以作为优化的目标函数。

学员通过可以本讲义的练习，熟悉这一功能。

这本手册的后边部分描述将引导你如何使用软件去建立、仿真和优化一个ISM天线的axial ratio（轴比）。

本例假设使用者已经学习过并理解指南中的“The Getting Started”的内容。

备注：如果你对该内容不熟悉，请翻看指南中“Using the 3D Solid Modeler”部分。

该天线是一个右手圆极化天线（RHCP），工作在2.4GHz的ISM频率 (Bluetooth, 802.11b, etc. )第二章创建项目本章中你的目标是：√保存一个新项目。

√把一个新的HFSS设计加到已建的项目√为项目选择一种求解方式√设置设计使用的长度单位时间：完成这章的内容总共大约要5分钟。

一.打开HFSS并保存一个新项目1.双击桌面上的HFSS9图标，这样就可以启动HFSS。

启动后的程序工作环境如图：图2－1 HFSS工作界面1．打开File选项(alt+F),单击Save as。

2．找到合适的目录，键入项目名hfopt_ismantenna。

图2－2 保存HFSS项目二.加入一个新的HFSS设计1．在Project菜单，点击insert HFSS Design选项。

Ansoft高级培训教材

Ansoft高级培训教材

Ansoft高级培训班
（2）插值函数的选择。在每一个离散单元的结点上的值是我 们要求的未知量，在其内部的其它点上的值是依靠结点值对其 进行插值。我们在以上的一维例子中选择了线性插值，很多复 杂的问题中如果选用高阶多项式插值精度应该更高，但是公式 也更复杂。Ansoft HFSS软件中有两种插值方式可供选择，我 们将在下节中的介绍。
图2.1 平板电容器示意图
Ansoft高级培训班
如果我们假设电场只有x方向的分量，问题就可以简化为一 维问题。问题的支配方程为： ∂ ∂V − ∇⋅ ε∇V = ε = −ρ （2.10） ∂x ∂x 其边界条件为： （2.11） V (10) = 100
V (0) = 0
利用（2.10）式与权函数构成内积，仿照（2.3）式的方法 我们可以给出这里的误差泛函：
Ansoft高级培训班 2．1 电磁场边值问题及其变分原理
电磁场的边值问题和很多的物理系统中的数学模型 中的边值问题一样， 中的边值问题一样，都可以用区域 内的控制微分方程 电磁场问题中可以是泊松方程、 （电磁场问题中可以是泊松方程、标量波动方程和矢量 波动方程等）和包围区域的边界Γ上的边界条件 上的边界条件（ 波动方程等）和包围区域的边界 上的边界条件（可以 是第一类的Dirichlet条件和第二类的 是第一类的 条件和第二类的Neumann条件， 条件， 条件和第二类的 条件 或者是阻抗和辐射边界条件等）来定义。 或者是阻抗和辐射边界条件等）来定义。微分方程可表 示为： 示为： Lφ = f （2.1） ） f φ 式中， 是微分算符， 是激励函数，是未知量。 式中，L是微分算符， 是激励函数，是未知量。
Ansoft高级培训班
很自然的，人们认为如果采用组成全域的子域上的一组基 函数能够提高近似解对于真实解的逼近精度。这就是有限元方 法。下面我们通过一个简单的一维例子来看看有限元方法的建 模过程和其方法的特点。 考虑一个均匀充填介电常数为ε的平板电容器，如图2.1所示:

智能变电站仿真

智能变电站仿真

FS智能变电站仿真
1．加密狗的问题
加密狗U盘是我们保护知识产权，防伪的主要手段，请您一定要保管好！每次运行软件，加密狗U盘需要安装在教员机上（学员机不需），否则软件无实时数据。

2．网络连接问题
网络连接包括：网络的物理连接、IP地址的设置、软件的通讯文件SimuRoomMan.exe等，若不能正常工作，查看硬件和软件，或者咨询有关专业人员。

3.工况调入问题
软件可设置工况100种，但是实际使用的工况只有几种，本软件工况1~50为变电站的设定工况。

51～100用户可自己命名设定保存。

4．软件安装问题
软件在安装过程中可能会出现一些问题，有可能是防毒软件问题，也有可能是软件之间的冲突问题或系统本身的问题。

根据具体问题，请您解决好程序之间的冲突问题。

5．程序运行异常
运行过程若出现某些异常问题，请您退出程序甚至重启电脑，重新运行软件。

6．学员机与教员机初始化问题
学员机与教员机连接好后，学员机最好不要自己先初始化，需要通过教员机来初始化。

若学员机先初始化，请退出后重新启动程序。

7．软件升级后程序安装可能出现的问题
本公司变电站仿真软件终身免费升级。

软件升级后，需要完全卸载老的版本才能重新安装新的版本，否则可能出现冲突。

【注意】若您在使用中还有疑虑，请与我们联系！。

CST仿真FSS详细步骤

CST仿真FSS详细步骤

CST仿真FSS详解（非原创）[table=1120px][tr][td]1.建模首先在CST中建立单个阵列单元的模型，软件就会将该单元在x和y’（阵列的两个周期方向）方向上进行周期延拓，从而得到FSS二维无限阵列结构。

建模时，可应用窗口上方的建模工具栏。

应用相应的布尔运算，可进行结构之间的加减。

我建立了几个基本的FSS模型，供您参考。

2.设置需设置的条件有：①仿真频率段，工具栏上方的图标②边界条件，工具栏上方的图标a). z方向的将z方向的两个端口的边界条件改为“open（add space）”（默认为open）。

b). Floquet端口模式数“Open Boundary”按钮可以更改端口的Floquet模式数设置。

当不会产生栅瓣时，Floquet模式数为2即可；当会产生栅瓣时，需设置高阶模式数。

c). 阵列的排布方式“Unit Cell”选项卡可以设置FSS阵列的排列方式。

阵列的倾斜角度由“Grid angle”设置，x 和y’为阵列的延拓方向，此处应填写两个方向上的阵列周期。

③激励及参数扫描选择频域仿真按钮，进行激励及扫描参数设置。

激励源端需选择Zmax。

若要进行参数扫描，需选择“Par. Sweep”按钮。

在参数扫描对话框中左边窗口为设置的扫描参数以及扫描范围；右边窗口为选择关心的结果项，通常选择“Postprocessing template”进行选择。

1.仿真计算及结果观察当设置好扫描参数和观察结果项后，就可以点击“Start”按钮进行仿真计算了。

此时，CST会逐个对扫描参数依次仿真。

仿真结束后，在左边窗口中最下方的Tables树中，可以观察仿真结果。

若不进行参数扫描，则在选择频域求解器并设置好激励源后，可以直接点Start按钮进行仿真，并且此时结果中会显示相位等很多基本信息。

补充：CST中端口模式与栅瓣的关系CST对FSS结构的仿真，按照Floquet模式计量透射系数和反射系数，这允许我们评估栅瓣的影响。

电源辐射仿真流程

电源辐射仿真流程

电源辐射仿真流程
电源辐射仿真流程主要包括以下步骤：
确定目标和范围：明确仿真的目的，例如评估电源对周围环境的电磁辐射影响，以及仿真的范围，如特定频率范围内的辐射。

建立模型：根据电源的实际结构和工作环境，使用仿真软件建立三维模型。

这包括电源本身、连接线、周围环境等。

设置仿真参数：根据仿真目标和模型，设置仿真参数，如仿真频率范围、边界条件、材料属性等。

运行仿真：将设置好的模型和参数输入仿真软件，运行仿真程序。

结果分析和优化：根据仿真结果，分析电源的辐射特性，如辐射强度、方向性等，并根据分析结果对电源设计进行优化。

通过这一流程，可以有效地预测和评估电源的电磁辐射特性，为电源的设计和优化提供有力支持。

Ansoft高级培训班教材1

Ansoft高级培训班教材1

Ansoft高级培训班教材PCB板立体布线射频特性的Ansoft HFSS分析（I）－线间耦合苏涛谢拥军编著西安电子科技大学Ansoft培训中心目录第一章序言第二章 创建项目第三章 建立几何模型第四章 设定端口和边界第五章 解的产生第六章 在Schematic Capture中做电路分析第一章序言随着现代电子信息科学向着小型化、集约化方向发展，很多的电子元器件集成在PCB 板上完成一项或几项特定的功能。

这些元器件之间的信号依靠PCB板上的微带连接线传递，而且在实际结构中不可避免地会出现拐角等不连续性，这些导线之间的距离也比较接近。

大量的科研实际中发现脉冲信号在经过这些传输线传递后会出现变形，这些形变有时会影响到信息传递的准确性。

另外，由于线间距离较近，线间的相互耦合会引起不同线路间信息的干扰，也会加大误码率。

因此，深入地研究PCB板上立体布线的这些效应对于实际科研具有非常重要的意义。

Ansoft HFSS软件是一个很好的分析此类问题的软件。

我们知道，脉冲信号具有很宽的频谱，正是其射频分量在微带线上传输时具有的分布参数效应会引起拐角反射、线间耦合等情况的出现，从而影响了信号特性的变化。

我们可以利用Ansoft HFSS这一有限元方法分析的工具研究PCB板上立体布线的这些射频特性，得出其宽带频谱内的频域特性的变化，从而研究其引起的时域特性变化。

这一手册着重研究线间耦合的射频特性，耦合微带的结构如图所示，使用Ansoft HFSS9.0建模分析。

第二章创建项目1、打开Ansoft HFSS 9，并在缺省工程中点击鼠标右键，加入一个HFSS设计项目，见图1。

结果如图2，屏幕主要部分自左向右依次为工程管理区（Project Manager）、对象列表和3D绘图区（与对象列表一起通称为3D Modeler window）。

2、解的类型。

在菜单中选择HFSS/Solution Type（图2），并在弹出窗口中选择Driven Terminal（图3）。

FSS仿真方法_西电培训

FSS仿真方法_西电培训

¾ 专门针对FSS结构的连锁边界条件设置
¾ 无限大周期性重复结构只需单元建模
¾ 主从边界的数目与方向不受限
¾ 专为FSS求解设计的辐射边界
¾ 本征模式求解器
¾ 在无外在激励情况下直接对模型的本征模 式进行抽取
¾ 自动生成 PML 边界
¾ 适用于偏转波束（steered-beam）阵的 辐射边界
¾ 功能强大的场计算器
值，可见SRR异向介质谐振响应是由Floquet凋落模所引起。 25
仿真结果－矩阵数据
TM00 TM0-1
prop or cut-off
[S]
一个FSS单元的典型仿真设置
sub1 metal1 sub2 sub3
sub4
sub5 sub6 metal2 sub7
Layers sub1 metal1 sub2 sub3 sub4 sub5 sub6 metal2 sub7
=
Rmpq (1 − Tp2q ) 1 − Rm2pqTp2q
S mpq 21
=
Tpq
(1
−
R2 mpq
)
1− Rm2pqTp2q
Rmpq
Tpq = exp(−iγ pqd )
γ pq

为反射系数，
为传输因子。可以看出,
将随着传输因子的减小而减小.当 变为纯虚数,意味着电磁
波将随离激励源的距离增加而指数衰减,从而导致S21出现极小
单位元法 ：需使用 HFSS及其优化模块OptimetricsTM。 可应用于复杂的表面PBG/EBG无限大周期结构。
Floquet port介绍
如前所述，FSS属于典型的散射体结构，物理上多采用周期结构 实现。在采用数值分析方法研究其散射特性时，可以结合周期边界条 件对其单元进行离散化剖分，并利用前文介绍的有限元法、矩量法或 者时域有限差分等数值计算方法直接计算其散射特性。但是，这些方 法由于计算机内存的限制对于分析问题的规模造成局限，因此， Floquet模式方法结合数值计算在分析频率选择表面等周期结构2.5维 问题时显示出越来越重要的作用。

变电站仿真

变电站仿真

FS变电站系统调研、培训及验收
FS变电站仿真系统配套培训资料
武汉世纪华胜科技限公司
FS系列变电站仿真
FS变电站仿真系统的特点和意义
•
• • • • • • •
1．对电脑配置要求低，软件容量小（约300MB），运行速度快；
2．设置几百种故障和不正常工作状态，涵盖变电站值班员职业技能鉴定 的考试范围； ３．全中文界面提示，易学易用； ４．基于典型的变电站，可根据用户的要求适当修改仿真系统； ５．局域网连接，可集中或分散培训，一机在手，随时学习； 6．降低培训费用，一次性投入，反复培训，无需维护、管理人员； ７．实用性强，适合不同层次变电运行人员的培训； ８．提高变电运行人员的技术水平和变电站值班员职业技能鉴定考试能 力，培养变电站运行人员快速准确的判断和处理异常事故的能力，避免 变电站各种事故特别是人为原因误操作事故的发生。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

HFSS 中与FSS结构设计相关的功能特点（三）
¾ 强大的自适应网格剖分能力：自动调整网格剖分使其满足对模型电性
能求解的需要，大大减少了设计者的工作量，降低了对设计经验的要求。
初始网格
自适应加密后的网格
¾ 专为工程设计量身定制的收敛精度控制：可实时显示并更新自适应求解的结果
¾ 矩阵求解结果 ¾ 场解
矩形阵
¾ 三角形阵
Master / Slave
Master / Slave
¾ 任意三角形阵
¾ 六角形阵
Master / Slave
HFSS的算法与网格剖分技术是其灵活的组阵能力的保证！
FSS设计
单元选型与设计 组阵设计 共形FSS
FSS的常见共形载体
FSS求解配合Screening Impedance 边界条 件处理整机RCS仿真时的进气道
名词缩写表
¾ AMC ¾ EBG ¾ FDTD ¾ FEM ¾ FSS ¾ PBG ¾ PML
Artificial magnetic conductor（人工磁导体） Electromagnetic bandgap（电磁带隙） Finite-difference time-domain（时域有限差分法） Finite Element Method（有限元法） Frequency selective surface （频率选择性表面） Photonic bandgap（光子带隙） Perfect match layer（理想匹配层）
画向量格
Floquet设置步骤2－指定单元相位延迟
¾设定扫描角或者相移
¾扫描角度设定与LBCs同步
Floquet设置步骤3－求解模式设定
Floquet port 的模式
打开模式计算器 来设置
模式计算
¾模式的自动计算 ¾用户可以采用不 同的频率和扫描方案
Floquet设置步骤4－指定影响网格加密的模 式
Screening impedance
Screened air intake
Screening impedance BC
¾ Homogenization is a general method to replace periodic structures ¾ Introducing anisotropic impedance BC makes the method even more accurate
HFSS 中与FSS结构设计相关的功能特点（五）
¾ 全面的工程设计材料库功能：包含所有常用材料，并可自定义并扩充
材料库。
FSS设计
单元选型与设计 组阵设计 共形FSS
FSS单元在HFSS中的仿真方法
¾ 以下是PBG/EBG等典型FSS结构在HFSS中的常用仿真手段，AMC属 于后者
波导法: 仅需使用HFSS，可输出传递特性随频率 变化的关系，适用于某些对称且在波传播方向上 仅有限几个周期的结构。这种较简单的三维PBG 结构和仿真方法也可使用其它的FEA/FDTD软件 设计。
仿真结果（v11） 斜入射 theta=60 deg（v11）
FSS设计
单元选型与设计 组阵设计 共形FSS
向量格和结构单元（一）
Master / Slave
¾ Use different combinations of Master and Slave boundary conditions to create different array topologies
Floquet设置步骤5－后处理（可选）
¾ FSS 散射体或者天线 口径Floquet参考相位
端口处的凋落模问题
当满足
(λ / dx )2 + (λ / 2d y )2 ≥ (1+ sinθ )2
2(λ / dx ), (λ / d y ) ≥ (1+ sinθ )
p=q=0 时，只有 模能
的主
够传播， 而对于其它情 况，
高次模则能够传播。
模式数的选择
24
参考相位平面的选取
对于凋落模（γ pq 为负的纯虚数），Floquet模在方向没有相位
变化，但存在幅度的衰减，从而导致传输阻带。因为SRR异向 介质的谐振响应通常表现为S21参数的极小值,故考虑SRR异向 介质层的S参数
S mpq 11
射到FSS结构上都会对FSS的通带/阻带特性产生重要影响
FSS的典型应用领域
天线罩
新型天线
隐身
PCB PI设计
FSS结构设计难点和重点
¾ 对于单元的选取和设计，由于其多样化导致等效电路模型复杂且缺 乏一致性，不便采用解析法计算；
¾ 设计指标不但对垂直入射的反射/透射相位/模有要求，还要兼顾斜 入射角的工作频带稳定性，而后者的设计往往难度最大；
Port2
Deemt2
Equivalent, homogeneous Impedance extraction
Port1
Zh
Port2
Frequency dependent
New Anisotropic Impedance BC
y
Anisotropic shields
¾ 结构:
¾ 通常由周期性重复的金属薄片图形或金属层上掏空的缝隙组成 ¾ 通常伴随有介质衬底用作匹配 ¾ 有时也采用三维介质结构
¾ 一个FSS结构的重要参数:
¾ 带宽 – 在所需要的频带内呈现的阻带或通带特性 ¾ 其测量值可通过测量FSS结构随入射波角度和频率变化的的传输和反射 特性得到
¾ 插入损耗 – FSS结构在相应频带内的损耗 ¾ 极化 （需要时才考虑） ¾ 折射/衍射–在雷达的天线罩设计中，波束的斜入射、散射、或以球面波形式入
¾ 专门针对FSS结构的连锁边界条件设置
¾ 无限大周期性重复结构只需单元建模
¾ 主从边界的数目与方向不受限
¾ 专为FSS求解设计的辐射边界
¾ 本征模式求解器
¾ 在无外在激励情况下直接对模型的本征模 式进行抽取
¾ 自动生成 PML 边界
¾ 适用于偏转波束（steered-beam）阵的 辐射边界
¾ 功能强大的场计算器
扫频设置
在采用Reference for FSS的 PML边界时，可支持的扫频方式 有 离散扫频（Discrete）和插值 扫频（Interpolating），后者的速 度更快。
定义入射波的极化
e e − jkx x − jky y
其中，波数 k x 定义为
kx
=
2π a
m+ψx a
而 k y采用相同方式定义
值，可见SRR异向介质谐振响应是由Floquet凋落模所引起。 25
仿真结果－矩阵数据
TM00 TM0-1
prop or cut-off
[S]
一个FSS单元的典型仿真设置
sub1 metal1 sub2 sub3
sub4
sub5 sub6 metal2 sub7
Layers sub1 metal1 sub2 sub3 sub4 sub5 sub6 metal2 sub7
单位元法 ：需使用 HFSS及其优化模块OptimetricsTM。 可应用于复杂的表面PBG/EBG无限大周期结构。
Floquet port介绍
如前所述，FSS属于典型的散射体结构，物理上多采用周期结构 实现。在采用数值分析方法研究其散射特性时，可以结合周期边界条 件对其单元进行离散化剖分，并利用前文介绍的有限元法、矩量法或 者时域有限差分等数值计算方法直接计算其散射特性。但是，这些方 法由于计算机内存的限制对于分析问题的规模造成局限，因此， Floquet模式方法结合数值计算在分析频率选择表面等周期结构2.5维 问题时显示出越来越重要的作用。
Floquet Port vs Wave Port
Floquet port类似于Wave port ，区别在于Floquet port
¾ 邻近的边界必须是链接边界条件 （LBCs，如周期性主从边界）
¾ 端口材料必须是各向同性且匀质的 ¾ 模式由解析方法生成，而非本征解
Floquet设置步骤1－画栅格向量
Computer housing in HFSS
HFSS 模型
Material0.3 copper
Material0.1 Material0.3 Material6 Material0.3 Material0.1 copper Material0.3
Material0.1 Material0.3 Material6
Relative Permittivity
=
Rmpq (1 − Tp2q ) 1 − Rm2pqTp2q
S mpq 21
=
Tpq
(1
−
R2 mpq
)
1− Rm2pqTp2q
Rmpq
Tpq = exp(−iγ pqd )
γ pq

为反射系数，
为传输因子。可以看出,
将随着传输因子的减小而减小.当 变为纯虚数,意味着电磁
波将随离激励源的距离增加而指数衰减,从而导致S21出现极小
频率选择性表面仿真方法
西安电子科技大学天线系统设计高级培训 2008/06/19
刘莹 高级应用工程师 aliu@
Ansoft 公司
内容大纲
¾ FSS概述 ¾ HFSS与FSS结构设计相关的功能特点 ¾ 单元选型与设计 ¾ 阵列设计 ¾ 共形FSS ¾ 左手媒质在微波工程中的应用
各种不同的FSS单元 [1]
FSS 概 述
¾ 频率选择性表面（FSS）功能上就是对空间中传播的平面波的“滤波 器”，物理上多通过周期结构来实现，属于典型的电磁散射问题；
¾ 它在特定的频带内或提供通带，或提供阻带
¾ 降低带外噪声；控制低Q值宽带天线的带宽，起到频率选择反射器的作用 （或二向色性表面）