专利名称：一种基于数据的强电磁脉冲电磁耦合建模方法
技术领域：
本发明涉及ー种基于数据的强电磁脉冲电磁耦合建模方法，它适合ESD、NEMP、 LEMP、HPM、UWB等具有瞬时性、宽频带、高场强、作用范围大特点的瞬变电磁场电磁耦合建模
而Oし
背景技术：
电磁脉冲效应评估包括实验测试和效应仿真两方面，EMP效应仿真已成为国内外电磁兼容领域的研究热点，而电磁耦合模型研究是开展EMP效应仿真研究、防护设计、实现系统电磁兼容性的前提，对于提高电子系统的安全性、可靠性具有重要意义。但已有的研究成果远不能满足EMP方针研究需要，主要体现在(1)耦合路径多样性、机理的复杂性使得基于机理的理论建模日益困难；(2)建模仿真研究对象主要集中于电缆、孔缝、器件等较简单目标上，对于复杂系统实现难度较大；(3)耦合模型线性化、简单化、而模型參数估计缺少足够的先验知识，仿真结果与实际存在较大差距。因此，探索行之有效的EMP能量耦合建模和效应仿真新方法，是EMP防护工程的迫切需要。基于数据的辩识建模方法可以有效解决上述问题，该方法通过实验测取强电磁脉冲耦合到EUT前后的数据，利用频谱估计方法辨识系统的Volterra核函数模型。该方法的优点一方面在于测取强电磁脉冲耦合到EUT前后的数据较为容易，与机理分析法相比，不需要较多的关于EUT的先验知识；另一方面ニ阶或高阶Volterra核函数模型可以有效解系统不同非线性程度给建模带来的影响，非线性系统的Volterra时域、频域核它不依赖于系统的输入，因而能够完全反映系统的本质特性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供ー种基于数据的强电磁脉冲电磁耦合建模方法， 解决机理建模方法在EUT结构复杂、电磁耦合路径多祥、非线性耦合强等条件下电磁耦合建模存在的不足。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是基于数据的强电磁脉冲电磁耦合建模方法主要是针对ESD、NEMP、LEMP、HPM、UWB等5中强电磁脉冲电磁耦合建模需求，分析确定EUT (典型电子设备)输入输出端ロ变量，通过强电磁脉冲辐照实验测取输入输出数据， 利用频谱估计方法建立电磁耦合过程的Volterra核函数模型。技术特征在于利用电磁耦合过程前后可观测的实验数据进行瞬时建摸；电磁耦合过程输入、输出是同步测得的时间序列。模型结构采用Volterra ニ阶或高阶核，以满足不同非线性程度系统建模的需要。频域辨识算法为高阶谱估计，从而解决了自谱估计的局限性，使频域辨识的实用性大大增強。
本发明的有益结果在于基于数据的强电磁脉冲电磁耦合建模方法可以应用于耦合路径多祥、耦合机理复杂、耦合过程非线性因素強烈的强电磁脉冲建模实际之中；建模对象可以从电缆、孔缝、器件等较简单目标向大型复杂系统转变；实验数据获取较为容易，不需要较多的先验知识使得该方法简单易行，从而为解决复杂的强电磁脉冲电磁耦合建模问题开辟了一条全新的途径。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明进ー步说明。附图1基于数据的强电磁脉冲电磁耦合建模流程图；附图2基于数据的强电磁脉冲电磁耦合建模实验设计；附图3 UffB条件下，测得输入输出实验数据；附图4强电磁脉冲电磁耦合ニ阶Volterra核函数模型结构。
具体实施例方式如图1和2，第一歩，分析确定EUT的输入输出端ロ的可观测时间序列，这里先将 EUT视作弱非线性系统，将开始辐照进入EUT的强电磁脉冲信号(ESD、NEMP、LEMP、HPM、UWB) U作为输入，将EUT上感生的电压信号V作为输出，如图3所示。第二歩，有了输入输出数据，强电磁脉冲电磁耦合过程可以用Volterra级数表述为
权利要求
1.ー种基于数据的强电磁脉冲电磁耦合建模方法，其特征是强电磁脉冲主要包括静电放电(Electrostatic Discnarge，ESD)、fe电石兹脉/中(Nuclear Electromagnetic Pulse, NEMP)、雷电电磁脉冲(Lightning Electromagnetic Pulse, LEMP)、高功率微波(High Power Microwave，HPM)、超宽谱(Ultra-wide Band, UffB)等5种形式的瞬变电磁场皆在本专利保护范围内。
2.根据权利要求1所述的ー种基于数据的强电磁脉冲电磁耦合建模方法，其特征是 利用强电磁脉冲以辐照的形式作用于受试设备(EUT)，采集EUT输入输出端口数据，按照 Volterra核函数理论，利用频谱估计方法建立EUT强电磁脉冲电磁耦合过程的辨识模型。 模型结构采用的是Volterra ニ阶或更高阶核函数，依据Volterra级数理论衍生出的核函数亦受本专利保护。
全文摘要
本发明公开了基于数据的强电磁脉冲电磁耦合建模方法，它适合ESD、NEMP、LEMP、HPM、UWB等具有瞬时性、宽频带、高场强、作用范围大特点的瞬变电磁场电磁耦合建模需求。特征在于利用电磁耦合过程前后可观测的实验数据进行瞬时建模；输入数据为开始辐照进入EUT的强电磁脉冲信号(ESD、NEMP、LEMP、HPM、UWB)，输出数据为EUT上感生的电压信号；电磁耦合过程输入、输出是同步测得的时间序列。模型结构采用二阶或高阶Volterra核函数，以满足不同非线性程度系统建模的需要。频域辨识算法为高阶谱估计。该方法为解决复杂的强电磁脉冲电磁耦合建模问题开辟了一条全新的途径。
文档编号G06F19/00GK102567610SQ20101061478
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者房立清, 马久河, 高永生, 魏明 申请人:中国人民解放军军械工程学院