一种多导体传输线辐射敏感度分析方法技术

本发明专利技术涉及一种多导体传输线辐射敏感度分析方法，根据输入变量对应的分布类型确定对应的广义混沌多项式的展开式，并设定截断阶数，然后利用广义混沌多项式的展开式计算多导体传输线辐射敏感度感应电流或感应电压的概率分布，利用全局灵敏度分析方法分析输入变量的全局灵敏度度。广义混沌多项式模型可以有效的降低原模型的复杂度，在利用广义混沌多项式模型对多导体传输线辐射敏感度感应电流或感应电压的相关统计参数进行计算时，可以在保证计算精度的前提下大幅提高计算速度，提高了多导体传输线辐射敏感度不确定性问题的分析效率，并将广义混沌多项式的展开式与全局灵敏度分析方法相结合，提高了模型输入变量的全局灵敏度分析的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多导体传输线辐射敏感度分析方法
本专利技术涉及多导体传输线领域，特别是涉及一种多导体传输线辐射敏感度分析方法。
技术介绍
随着技术的发展与进步，现实生活中的电磁环境越来越复杂，电信号的频率也越来越高，传输线作为电气设备中传输能量的主体，其辐射敏感度问题越来越突出。由于电磁环境的复杂性，多导体传输线的辐射敏感度具有很强的不确定性，因此对多导体传输线的辐射敏感度的不确定性进行分析十分重要，由于电磁环境中不确定因素主要集中于入射场，存在多种不确定的输入变量，如入射场的仰角，方位角，偏振角以及电平幅值，每个不确定性变量服从不同的随机分布，同时每个不确定性变量对系统整体的影响是不同的，研究每个变量以及变量间的相互作用对于系统整体的影响程度也十分必要，因此本专利技术同时也对多导体传输线的辐射敏感度的全局灵敏度进行了研究。本专利技术所提出的多导体传输线辐射敏感度不确定性问题以及全局灵敏度分析方法能够为系统线缆电磁兼容设计和整改提供有效理论依据。传统的蒙特卡洛法，计算成本高，计算效率低下，并且没有针对输入变量进行全局灵敏度分析，无法准确的分析出各个变量对系统整体的影响程度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多导体传输线辐射敏感度分析方法，提高了多导体传输线辐射敏感度不确定性问题的分析效率以及对输入变量的全局灵敏度分析的效率。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种多导体传输线辐射敏感度分析方法，所述方法包括：根据多导体传输线所处的电磁环境以及入射场，确定输入变量和所述输入变量对应的分布类型；根据所述输入变量对应的分布类型确定所述输入变量对应的正交基底；根据所述输入变量的正交基底，结合传输线理论，建立多导体传输线辐射敏感度的广义混沌多项式模型，并得到所述广义混沌多项式的展开式；设定所述广义混沌多项式的展开式的截断阶数得到截断后的广义混沌多项式的展开式；根据所述截断后的广义混沌多项式的展开式的系数，得到多导体传输线辐射敏感度感应电流的均值和方差或多导体传输线辐射敏感度感应电压的均值和方差，并计算所述多导体传输线辐射敏感度的概率分布；将所述截断后的广义混沌多项式转换为递增求和的形式，利用全局灵敏度分析方法分析所述输入变量的全局灵敏度指标；所述全局灵敏度指标包括：总灵敏度指标和一阶灵敏度指标。可选的，所述广义混沌多项式的展开式为：其中，表示n阶的混合正交多项式，是多维标准随机变量的函数，∞是混合正交多项式的最高次幂，和Φi分别与和对应，为所述广义混沌多项式的展开式的系数，Φi(ξ)为各随机变量所对应的一维正交多项式基函数的乘积。可选的，所述截断后的广义混沌多项式的展开式为：其中，P为截断阶数。可选的，利用投影法计算所述截断后的广义混沌多项式的展开式的系数可选的，所述多导体传输线辐射敏感度感应电流的均值或所述多导体传输线辐射敏感度感应电压的均值均为：其中，为所述截断后的广义混沌多项式的展开式的常数项；所述多导体传输线辐射敏感度感应电流的方差或所述多导体传输线辐射敏感度感应电压的方差为：可选的，所述将所述截断后的广义混沌多项式转换为递增求和的形式，利用全局灵敏度分析方法分析所述输入变量的全局灵敏度指标，具体包括：将所述截断后的广义混沌多项式转换为递增求和的形式的展开式；利用积分方法对所述递增求和的形式的展开式进行递归计算，求解分解项的对应系数，得到系数已知的递增求和的形式的展开式；对所述系数已知的递增求和的形式的展开式两边同时取方差，得到方差分解式；根据所述方差分解式得到全局灵敏度指标。可选的，所述递增求和的形式的展开式为：其中，ξ表示n维输入变量[ξ1,ξ2,…,ξn]，y0是常数且为Y(ξ)的均值，各分解项之间满足正交关系；y1,2,...,n表示将多项式按照递增的形式排列后，含有n个输入变量的多项式。可选的，所述方差分解式为：D1,2,...,n表示所述递增求和的形式的展开式中各项同时取方差的结果。可选的，所述灵敏度指标为：所述总灵敏度指标为：其中，Si为一阶灵敏度指标。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：广义混沌多项式模型可以有效的降低原模型的复杂度，在利用广义混沌多项式模型对多导体传输线辐射敏感度感应电流或感应电压的相关统计参数进行计算时，可以在保证计算精度的前提下大幅提高计算速度，与传统的蒙特卡洛法相比，提高了对多导体传输线辐射敏感度不确定性问题分析的效率，并将广义混沌多项式的展开式与全局灵敏度分析方法相结合，提高了模型输入变量的全局灵敏度分析的效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的多导体传输线辐射敏感度分析方法的流程示意图；图2为入射平面波与传输线位置关系立体示意图；图3为入射平面波与传输线位置关系平面示意图；图4为为y-x平面上多导体传输线横截面示意图；图5为20000次MC均值与不同截断阶数的广义混沌多项式计算结果对比示意图；图6为20000次MC标准差不同截断阶数的广义混沌多项式计算结果对比示意图；图7为50MHz频点处20阶截断广义混沌多项式计算#3传输线右端响应电流概率分布函数对比；图8为100MHz频点处20阶截断广义混沌多项式计算#3传输线右端响应电流概率分布函数对比；图9为50MHz频点处25阶截断广义混沌多项式计算#3传输线右端响应电流概率分布函数对比；图10为100MHz频点处25阶截断广义混沌多项式计算#3传输线右端响应电流概率分布函数对比；图11为广义混沌多项式法计算得到响应电流上限曲线与20000次MC仿真曲线对比图；图12为150MHz各输入变量的总灵敏度指标计算结果示意图；图13为150MHz各输入变量的一阶灵敏度指标计算结果示意图；图14为频段[10MHz,1GHz]上仰角θ对传输线辐射敏感度的影响程度的总灵敏度指标；图15为频段[10MHz,1GHz]上方位角ψ对传输线辐射敏感度的影响程度的总灵敏度指标；图16为频段[10MHz,1GHz]上偏振角η对传输线辐射敏感度的影响程度的总灵敏度指标；图17为频段[10MHz,1GHz]上电平幅值E0对传输线辐射敏感度的影响程度的总灵敏度指标。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多导体传输线辐射敏感度分析方法，其特征在于，所述方法包括：/n根据多导体传输线所处的电磁环境以及入射场，确定输入变量和所述输入变量对应的分布类型；/n根据所述输入变量对应的分布类型确定所述输入变量对应的正交基底；/n根据所述输入变量的正交基底，结合传输线理论，建立多导体传输线辐射敏感度的广义混沌多项式模型，并得到所述广义混沌多项式的展开式；/n设定所述广义混沌多项式的展开式的截断阶数得到截断后的广义混沌多项式的展开式；/n根据所述截断后的广义混沌多项式的展开式的系数，得到多导体传输线辐射敏感度感应电流的均值和方差或多导体传输线辐射敏感度感应电压的均值和方差，并计算所述多导体传输线辐射敏感度的概率分布；/n将所述截断后的广义混沌多项式转换为递增求和的形式，利用全局灵敏度分析方法分析所述输入变量的全局灵敏度指标；所述全局灵敏度指标包括：总灵敏度指标和一阶灵敏度指标。/n

【技术特征摘要】
1.一种多导体传输线辐射敏感度分析方法，其特征在于，所述方法包括：
根据多导体传输线所处的电磁环境以及入射场，确定输入变量和所述输入变量对应的分布类型；
根据所述输入变量对应的分布类型确定所述输入变量对应的正交基底；
根据所述输入变量的正交基底，结合传输线理论，建立多导体传输线辐射敏感度的广义混沌多项式模型，并得到所述广义混沌多项式的展开式；
设定所述广义混沌多项式的展开式的截断阶数得到截断后的广义混沌多项式的展开式；
根据所述截断后的广义混沌多项式的展开式的系数，得到多导体传输线辐射敏感度感应电流的均值和方差或多导体传输线辐射敏感度感应电压的均值和方差，并计算所述多导体传输线辐射敏感度的概率分布；
将所述截断后的广义混沌多项式转换为递增求和的形式，利用全局灵敏度分析方法分析所述输入变量的全局灵敏度指标；所述全局灵敏度指标包括：总灵敏度指标和一阶灵敏度指标。


2.根据权利要求1所述的多导体传输线辐射敏感度分析方法，其特征在于，所述广义混沌多项式的展开式为：



其中，表示n阶的混合正交多项式，是多维标准随机变量的函数，∞是混合正交多项式的最高次幂，和Φi分别与和对应，为所述广义混沌多项式的展开式的系数，Φi(ξ)为各随机变量所对应的一维正交多项式基函数的乘积。


3.根据权利要求2所述的多导体传输线辐射敏感度分析方法，其特征在于，所述截断后的广义混沌多项式的展开式为：



其中，P为截断阶数。


4.根据权利要求3所述的多导体传输线辐射敏感度分析方法，其特征在于，利用投影法计算所述截断后的广义混沌多项式的展开式的系数


5.根据权利要求3所述的多导体传输线辐射敏感度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天皓，于全毅，高乐，于显利，杨开宇，迟耀丹，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22