基于混沌時域反射的電纜故障測試系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著設(shè)備自動化水平的不斷提高，電纜作為電能和信息傳輸?shù)闹饕d體，在飛機(jī)、動車、艦船、航天器、復(fù)雜儀器儀表等大型裝備中的使用逐漸增多，且系統(tǒng)布線越來越復(fù)雜。由于電纜絕緣老化、安裝運(yùn)行環(huán)境以及外力等原因，不可避免會發(fā)生斷路和短路等故障。發(fā)展高精度、智能化的電纜故障測試儀器，實現(xiàn)對電纜故障點的準(zhǔn)確定位和識別，有利于快速排除故障，減小電纜故障帶來的損失。國內(nèi)現(xiàn)有的電纜故障測試儀主要存在兩個方面的缺陷，首先是測量精度低，測量結(jié)果無法達(dá)到厘米級的分

2、辨率，需要輔助儀器才能對故障點進(jìn)行精確定位；其次是無法進(jìn)行在線檢測，現(xiàn)有儀器普遍采用脈沖反射法，脈沖信號對在線信號干擾嚴(yán)重，無法進(jìn)行實時在線檢測。
　　為實現(xiàn)對電纜故障的高精度定位和在線檢測，探索了寬帶微波混沌信號在電纜故障檢測方面的應(yīng)用，研制了一種基于混沌時域反射技術(shù)的電纜故障測試儀。本文針對電纜故障檢測展開研究，主要研究內(nèi)容包括：
　　1.分析了常見的電纜故障類型及產(chǎn)生原因，總結(jié)了國內(nèi)外現(xiàn)有檢測技術(shù)的優(yōu)缺點，提出了混沌時

3、域反射法。
　　2.研究了寬帶微波混沌信號的在電域中產(chǎn)生的方法，重點探究了布爾混沌信號在電纜故障檢測方面的優(yōu)勢。通過實驗研究了布爾混沌電路非線性特性的產(chǎn)生機(jī)理、進(jìn)入混沌的路徑、最大李雅普諾夫指數(shù)和自相關(guān)曲線的峰值噪聲比等。并分析了周期態(tài)和混沌態(tài)下輸出信號的時域、頻域以及自相關(guān)特性。
　　3.自主研制了基于混沌時域反射技術(shù)的電纜故障測試儀樣機(jī)，并詳細(xì)介紹了該樣機(jī)的軟、硬件系統(tǒng)和核心算法設(shè)計。
　　4.用電纜故障測試儀樣機(jī)

4、進(jìn)行了離線故障檢測，對該儀器的實際測試性能進(jìn)行了實驗分析。測量結(jié)果表明，該儀器可對同軸電纜短路、斷路和阻抗失配等故障實現(xiàn)準(zhǔn)確定位，在200 m的測量范圍內(nèi)，相對誤差穩(wěn)定在0.18％范圍內(nèi)，即測量絕對誤差在36 cm以下，在1600 m的測量范圍內(nèi)，定位結(jié)果相對誤差在4.3%以下。
　　5.利用研制的電纜故障測試儀樣機(jī)對構(gòu)建的通信系統(tǒng)進(jìn)行了在線故障檢測，測試結(jié)果表明混沌信號對通信系統(tǒng)引入的誤碼率為E-09量級，滿足電纜故障在線檢測的