1985
– Volume 10 – No 1
Some
system theory applications of block-pulse functions
Quelques
applications de fonctions par blocs-impulsions à la théorie des systèmes
By N.K. Sinha, Department
of Electrical, and Computer Engineering, McMaster University, Hamilton,
Ontario, and Zhou Qi-Jie, Department
of Automatic Control, South China Institute of Technology, China.
Pages:
This paper discusses the application of block-pulse
functions to a number of problems in system theory. These include the numerical
solution of state equations, identification of multivariable systems from the
samples of input-output data, estimating the states from the samples of the
input and output, and analysis and identification of distributed-parameter
systems.
Cette étude traite de l¹application de
fonctions par blocs-impulsions à un certain nombre de problèmes dans la théorie
des systèmes. Ceux-ci comprennent la solution numérique d¹équations
d¹état, l¹identification de
systèmes multivariables à partir des échantillons des données d¹entrée-sortie, l'estimation
des états à partir des échantillons d¹entrée et de sortie, ainsi que l¹analyse
et l¹identification de systèmes à paramètres répartis.
Similarity of graphs and
enumeration of dissimilar nth order symmetric sign patterns
Similarité de graphiques et
énumération de diagrammes de signes symétriques de nième ordre
dissemblables
By K. Thulasiraman, Concordia University, Montreal,
and M.G.G. Naidu and P.S. Reddy,
Indian Institute of
Technology, Madras, India.
Pages: 9-14
This paper introduces the concepts of similarity of nth
order symmetric sign patterns and
similarity of n-vertex labelled
directed graphs. Two sign patterns are similar if and only if their
corresponding directed graphs are similar. The main contributions of this paper
are a formula to count the maximum number of mutually dissimilar directed
graphs and two algorithms. One algorithm generates a set of mutually dissimilar
directed graphs and the other tests similarity of two directed graphs.
Cette étude présente
les concepts de similarité des diagrammes de signes symétriques de nième
ordre
et de similarité de graphiques orientés marqués à n-sommets. Deux
diagrammes de signes sont similaires si, et seulement si, leurs graphes
orientés correspondants sont similaires. Une formule est présentée pour compter
le nombre maximum de graphes orientés mutuellement dissemblables et deux
algorithmes—un pour créer un ensemble de graphes orientés mutuellement
dissemblables et l¹autre pour tester la similarité de deux graphes orientés.
SCR controlled induction machines: transients and
regeneration
Machines à induction commandées par redresseur à
thyristors: transitoires et régénération
By G .J. Berg, and L.X. Le, Department of Electrical Engineering,
University of Calgary, Calgary, Alberta.
Pages: 15-21
An
efficient method of transient performance analysis of three-phase SCR voltage
controlled induction machines is presented based on phasevariable
modelling. The induction machine is modelled in a three-phase stationary frame.
Consideration is given to transition from motor to generator operation with the
in-line thyristors present. Examples illustrate applications of the proposed
method and the results obtained.
Cette étude présente une méthode efficace
d¹analyse de performance des transitoires de machines à induction commandées
par un redresseur à thyristors triphasé, basée sur une modélisation à variables
de phase. La machine à induction est modélisée dans un cadre stationnaire
triphasé. Un examen est proposé qui porte sur la transition d¹un
fonctionnement de moteur à générateur en présence de thyristors en série. Des
exemples sont présentés pour illustrer les applications de la méthode proposée
ainsi que les résultats obtenus.
On the exact model matching of 3-D discrete systems using
feedback control
Sur le problème de
congruence exacte de modèles de systèmes discrets à 3 dimensions à l¹aide d¹une
régulation par réaction
By S.G. Tzafestas, University
of Patras, Patras, Greece, and N.J. Theodorou, Airforce and Development,
Center (KETA). Delta Falirou,
Athens, Greece.
Pages: 22-31
The exact model matching problem of single
input-single output (SISO) systems using feedback control is considered. The
closed loop transfer function of a given system is described by its 3-D
transfer function, equal to a ³desired² transfer function. Since the numerator
of a SISO transfer function is not affected by static state feedback,
series compensation is used in order to achieve the desired numerator. The
problem of selecting the series compensators in the present 3-D case is
generally quite involved. However, this paper notes that the model matching
problem is very much simplified if the desired 3-D transfer function is
factorizable and the state feed-back control is used to factorize the given
transfer function. This paper provides a step-by-step example to illustrate the
procedures.
Cette étude
présente le problème de congruence exacte de modèles de systèmes à entrée
simple-sortie simple à l¹aide d¹une régulation par réaction. La fonction de
transfert à circuit fermé d¹un système donné est décrite par sa fonction de
transfert à 3 dimensions, égale à une fonction de transfert
³désirée.² Étant donné que le numérateur d¹une fonction de transfert d¹un
système à entrée simple-sortie simple n¹est pas affecté par une réaction d¹état
statique, une compensation-série est utilisée pour réaliser le numérateur
désiré. Le problème de la sélection des compensateurs-série dans notre cas à 3
dimensions est généralement assez important. Cependant, cette étude remarque
que le problème de congruence de modèles peut être très simplifié si la
fonction de transfert dérivée à 3 dimensions peut âtre factorisée et si la
régulation de réaction est utilisée pour factoriser la fonction de transfert
donnée. L¹étude présente un exemple étape par étape pour illustrer les
procédures.
Optimum load frequency control of multi-area interconnected
power systems
Contrôle optimum de fréquence de charge pour systèmes électriques
interconnectés multizones
By M .A. Abdel-Halim, G.S. Christensen, and D. H. Kelly, Department of Electrical Engineering,
University of Alberta, Edmonton, Alberta.
Pages: 32-29
In this paper, the problem of designing decentralized
optimal controllers for the load frequency control (LFC) of interconnected
power systems is considered. An especially attractive feature of the proposed
scheme is that it implements current practice in the area of LFC and current
optimal control techniques to design the system supplementary controllers.
The control law is assumed to have a proportional and / or integral form and is
a function only of the measurable states (present-day-practice). The LFC
problem is formulated in a parameter optimization form. By employing Pantryagin
minimum principle, the optimal control parameters are obtained by solving a
nonlinear two-point-boundary-value problem (present-daycontrol theory).
The values obtained for these parameters do not depend on the strength of the
disturbance.
Cette étude traite
du problème de la conception de stabilisateurs optimaux décentralisés pour le
contrôle de fréquence de charge (CFC) de systèmes électriques interconnectés.
Une des caractéristiques particulièrement attrayantes du schéma proposé est
qu¹il met en application une pratique courante dans le domaine du CFC et des
techniques courantes de contrôle optimal pour concevoir les stabilisateurs
supplémentaires des systèmes. On suppose que la loi de contrôle a une forme
proportionnelle et/ou intégrale et qu¹elle est fonction des états mesurables
seulement (pratique actuelle). Le problème du CFC est formulé sous une forme
d¹optimisation des paramètres. En employant le principe minimal de Pantryagin,
on obtient les paramètres de contrôle optimal en résolvant un problème de
valeurs limites à deux points non linéaires (théorie de contrôle actuelle). Les
valeurs obtenues pour ces paramètres ne dépendent pas de l¹intensité de la
perturbation.
Analysis of an induction motor with square wave currents in the
rotor
Analyse d¹un moteur à
induction avec des courants à onde carrée dans le rotor
By V. Subrahmanyam, and V. Mouly, Department of Electrical Engineering.
Indian Institute of Technology, Madras, India.
Pages: 40-45
A method of analysis for a slip ring induction motor
with quasi square wave currents in the rotor and sinusoidal voltages in the
stator is presented using the machine equations in terms of Park¹s vector.
A close form solution to the stator flux linkages is obtained. The analysis
shows that the stator currents are essentially sinusoidal superimposed by slip
dependent harmonics. The torque developed is found to contain pulsations both
at six times and twelve times the rotor frequency. At lower speeds where the
rotor frequency is large, the higher order torque pulsations become
insignificant. At very low rotor frequencies, the frequency range of these
pulsations may cause dangerous vibrations.
Cette étude
présente une méthode d¹analyse pour un moteur à induction à bagues, avec des
courants à ondes quasi-carrées dans le rotor et des tensions sinusoïdales
dans le stator, en ayant recours aux équations-machine en termes de vecteur
Park. Une solution à forme fermée aux couplages inductifs du stator est
obtenue. L¹analyse montre que les courants du stator sont essentiellement des
courants sinusoïdaux superposés par des harmoniques qui sont fonction des
bagues. On constate que le couple développé renferme des pulsations à six fois
et douze fois la fréquence du rotor. A des vitesses plus basses, lorsque la
fréquence du rotor est grande, les pulsations du couple d¹un ordre élevé
deviennent insignifiantes. A de très basses fréquences du rotor, la gamme
de fréquences de ces pulsations peut causer des vibrations dangereuses.
Sub-micron camera for interdigital
transducer fabrication
Appareil photographique sous-micron pour fabrication de transducteurs
lamellaires
By D. Gregoris, and V.M.
Ristic, member CSEE. Department of Electrical Engineering, University of
Toronto, Toronto, Ontario.
Pages: 46-48
This paper describes the structure and operation of a
sub-micron resolution camera system for fabricating high frequency interdigital
electrode transducers (IDTs). A high resolution, 10 x reduction lens is central
to the system which produces IDTs by direct optical projection lithography. The
camera resolution was determined experimentally to be approximately 0.75 μm. The system was subsequently used to fabricate a
modified chirp transducer with linewidths ranging from 1 μm to 2.4 μm.
Cette étude
présente la structure et la fonctionnement d¹un appareil photographique au
pouvoir de résolution sous-micron pour la fabrication de transducteurs
lamellaires à haute fréquence. Une lentille de réduction 10 X à pouvoir de
résolution élevée est essentielle au système qui produit des transducteurs
lamellaires par un procédé lithographique à projection optique directe. Le
pouvoir de résolution de l¹appareil photographique a été expérimentalement
établi à 0,75 μm Ce système est
par la suite utilisé pour fabriquer un transducteur modifié à piaulements avec
des largeurs de raie variant de 1 μm à 2,4 μm.
1985
– Volume 10 – No 2
Frequency
of losing two rights-of-way due to tornadoes
Fréquence de perte de deux droits de
passages due aux tornades
By
G.J. Anders, P.L. Dandeno, MCSEE, and E.G. Neudorf, Ontario Hydro, Toronto, Ontario.
Pages:
50-53
A
mathematical model is presented for computing the frequency of losing two
rights-of-way due to tornadoes. Relevant tornado characteristics are discussed
and the usefulness of the model is demonstrated in an example. It is shown that
the model can provide useful information for the transmission planning
process.
Un modèle mathématique est présenté pour
permettre le calcul de la fréquence de perte de deux droits de passage due aux
tornades. Les caractéristiques appropriées des tornades y sont discutées.
L¹utilité d¹un modèle est démontrée dans un exemple. On nous montre que le
modèle peut fournir des renseignements utiles pour le processus de
planification des transmissions.
Integral load frequency controller with
time-varying weighting coefficients
Stabilisateur intégral de fréquence de charge avec coefficients
pondérateurs à durée variable
By O.P. Malik, University of Calgary, Calgary,
Alberta, M.A. Sheirah, Ain-Shams
University, Cairo, Egypt. M.M.
Ibrahim, Electrical Power Authority, Cairo, Egypt, and G .S. Hope, University of Calgary, Calgary,
Alberta.
Pages: 54-56
Area
Control Error (ACE) is used as the input variable conventional load-frequency
controllers. ACE is a sum of total tie-line powder deviation and area frequency
error with constant weights on each variable. Because the systems are
non-linear, the relative strength of these two variables should be adjusted to
match the system operating conditions. A modified algorithm to form ACE with
time-varying weights on the two variables is proposed in this paper. Results
for a two-area system show improved system performance over conventional linear
control with constant weights.
L¹erreur de contrôle de zone (ECZ) est utilisée
en tant que variable d¹entrée dans les stabilisateurs conventionnels de
fréquence de charge. L¹ECZ et la somme de la déviation de puissance de ligne
privée et de l¹erreur de fréquence de zone avec coefficients pondérateurs
constants sur chaque variable.
Étant donné que ces systèmes ne sont pas
linéaires, il est préférable que la force relative de ces deux variables soit
ajustée pour tenir compte des conditions d¹utilisation du système. Cet
exposé propose un algorithme modifié pour former I¹ECZ avec coefficients
modérateurs à durée variable. Les résultats pour un système à deux zones
montrent que la performance du système est améliorée par rapport à ceux qui
utilisent des coefficients pondérateurs constants.
Loss of load probability evaluation based on real-time
emergency dispatch
Évaluation de perte de
probabilité de charge basée sur une distribution d¹urgence réelle
By M.A. El-Kady, M.S. El-Sobki and N.K. Sinha, Department of Electrical and Computer
Engineering, McMaster University, Hamilton, Ontario.
Pages: 57-60
The
Loss of Load Probability (LOLP) represents an important index in the
reliability evaluation of electric power systems. The LOLP denotes the
probability of customer demand curtailments due to random outages of various
system components. This paper presents a combined optimization /
reliability technique in which the system control parameters are optimized.
This simulates practical contingency situations where suitable controls
are invoked in order to preserve, as much as possible, the continuity of supply.
A DC representation of the power network is used and the optimization
problem is solved by linear programming. The active component of the net
injected power and the voltage angles at all buses represent the optimization
variables of the problem. The optimal solution maximizes the load power
supplied subject to the power flow equations as well as upper and lower bounds
on the optimization variables. This paper also includes a description of the
computerized algorithm developed and numerical results for a test power system.
La perte de probabilité de charge représente un
indice important dans l¹évaluation de la fiabilité des systèmes à courant
électrique. La PPC dénote la probabilité de réductions de la demande des
clients occasionnées par des pannes aléatoires de divers éléments du système.
Cet exposé présente une technique combinée par optimisation / fiabilité qui
optimise les paramètres de contrôle du système pour simuler les situations
imprévisibles pratiques dans lesquelles les contrôles convenables préservent,
dans la mesure du possible, la continuité de l¹approvisionnement. On utilise
une représentation en CC du réseau d¹approvisionnement et le problème
d¹optimisation est résolu par programmation linéaire. L¹élément actif de la
puissance nette injectée et les angles de tension à tous les circuits
communs représentent les variables d¹optimisation du problème. La solution
optimale porte au maximum le courant de charge fourni sous réserve des
équations de débit de courant, ainsi que les limites maximales et minimales sur
les variables d¹optimisation. Cet exposé comprend une description de
l¹algorithme informatisé ainsi mis au point et des résultats numériques pour un
système de courant de test.
Segmentation of digitized images through label
propagation method
Segmentation des images
chiffrées au moyen de la méthode de propagation marquée
By M.
Shridhar and M .V. Prasada Rao, Department
of Electrical Engineering, University of Windsor, Windsor, Ontario.
Pages: 61-68
In
this paper, a comprehensive region clustering and region labelling algorithm
based on label propagation is described. The segmentation algorithms developed
can provide, in addition to the features of the image, the boundaries of each
feature, a label map (each region is associated with a specific name) and the
region adjacency matrix for identifying the inter-regional relations. Using
this algorithm, an efficient microprocessor implementation can be realized
since the algorithm does not involve any computational complexities.
Performance criteria for effective segmentation are developed and tested
extensively on a variety of images.
Dans cet exposé, les auteurs décrivent un
algorithme de groupage de régions et de marquage de région basé sur la
propagation des indications. L¹algorithme de segmentation ainsi mis au point
peut fournir les limites de chaque caractéristique, une carte de chaque
indication (chaque région se voit attribuer un nom déterminé), la matrice de
voisinage de la région pour identifier les relations interrégionales, ainsi que
les caractéristiques de l¹image. En utilisant cet algorithme, on peut réaliser
une mise en oeuvre d¹un microprocesseur efficace étant donné que l¹algorithme
n¹implique pas de complexités de calculs. Les critères de performance pour une
segmentation efficace sont mis au point et testés d¹une manière intensive sur
un certain nombre d¹images.
On the design of RC-active highpass filters using 2-OA GIC
Sur la conception de
filtres passe-haut RC actifs utilisant 2-OA GIC
By K.
Ramakrishna and K. Rajgopal, Department
of Electrical Engineering, Indian Institute of Science, Bangalore, India.
Pages: 69-75
The
design philosophy for RC-active highpass filters has not received as much
consideration as lowpass and bandpass structures. The highpass filter (HPF) has
a reasonable passband behaviour at high frequencies, at least up to 10 times
the corner frequency. This is difficult to achieve due to the deteriorating
behaviour of the practical operational amplifier (GA). In high order ladder
structures, widely used because of their low sensitivity, improving the
HPF behaviour is equivalent to designing a high quality grounded inductor at
high frequencies. This evolves a procedure for the appropriate design of
2-OA GIC (Generalized Impedence Converter) simulated inductances, suitably
compensated for the nonideal aspects of the GA such as finite bandwidth, signal
handling capability, output resistance, etc. Experimental results for 0.1dB 7th
order Cauer-Chebyshev highpass filters with corner frequencies at 10 KHz and 30
Khz have been presented to evaluate the procedure. The two filters are studied
at different signal levels using two types of GAs with gain-bandwidth products
of 3 and 4.5 MHz.
La philosophie de conception des filtres
passe-haut dans la réalisation RC active n¹a pas reçu autant de considérations
que les structures passe-haut et passe-bande. Le filtre passe-haut (HPF)
présente les besoins d¹un comportement passe-bande à hautes fréquences, avec au
moins jusqu¹à 10 fois la fréquence d¹ouverture. Ceci constitue une réalisation
comparativement difficile en raison du comportement dégénérateur de
l¹amplificateur opérationnel (OA). Les structures à échelle à ordre élevé,
largement utilisées pour la faible sensibilité qui améliore le comportement du
filtre passe-haut équivaut à concevoir un inducteur à la terre de haute qualité
à hautes fréquences. Cette contribution implique une technique pour un concept
approprié des inductances simulées de 2 convertisseurs d¹impédances
généralisées à amplificateur opérationnel, convenablement compensé en tenant
compte des aspects non idéals de l¹amplificateur opérationnel comme la largeur
de bande limitée, la capacité de manutention des signaux, la résistance de
sortie, etc. Les résultats expérimentaux pour les filtres passe-haut
Cauer-Chebyshev du 7e ordre à 0,1dB avec fréquences d¹ouverture ont
été présentés pour évaluer cette technique. Les deux filtres sont étudiés à différents
niveaux de signaux, en utilisant deux types d¹amplificateurs opérationnels avec
des produits de gain—largeur de bande de 3 et 4,5 MHz.
A VLSI implementation of finite impulse response
digital filters using residue number systems
Une mise en application
VLSI des filtres numériques a réponse d¹impulsion limitée en utilisant des
systèmes de nombres résiduels
By M
.A. Bayoumi, G .A. Jullien, and W.C. Miller, Department of Electrical
Engineering, University of Windsor, Windsor, Ontario.
Pages:76-80
An array
architecture is presented for implementing a finite impulse response (FIR)
digital filter in a residue number system (RNS). A FIR filter requires
only the high speed residue operations, i.e. addition and multiplication. VLSI is
used as a fabrication medium to support the modular implementation. A
general computation element is proposed as a building block unit. It is a multi
look-up table module whose function is determined by the programmed contents of
its associated tables. The proposed array is based on the systolic concept
which provides high throughput and simplicity offered by identical processing
elements, all operating in parallel on data synchronously flowing through the
structure. The proposed architecture lends itself to the pipelining
systems. It offers most efficient performance for continuous input data stream
applications. This paper also gives an example of implementing a 24th-order
filter. The performance measures (area and time) of this filter are analyzed based
on a developed memory model.
Une architecture déployée est présentée pour la
mise en application d¹un filtre numérique à réponse d¹impulsion limitée (RIL)
dans un système de nombres résiduels. Un filtre RIL n¹a besoin que d¹opérations
résiduelles à haute vitesse, p. ex. des additions et des multiplications. Un
VLSI est utilisé en tant que médium de fabrication pour appuyer la mise en
application modulaire. Un élément de calcul général est proposé en tant que
module. Il s¹agit d¹un module de table d¹exploration dont la fonction est
déterminée par les contenus programmés de ses tables connexes. Le déploiement
proposé est basé sur le concept systolique qui permet le haut rendement et
la simplicité offerte par les éléments de traitement identiques, fonctionnant
tous en parallèle sur des données passant d¹une façon synchronisée par la
structure. L¹architecture proposée se prête bien aux systèmes de liaison. Elle
offre un rendement plus efficace pour les applications de flux de données
d¹entrée continues. L¹exemple donné porte sur la mise en application d¹un
filtre du 24e ordre. Les mesures de réalisation (zone et temps) de
ce filtre sont analysées en se basant sur un modèle de mémoire mis au point.
A new 3-dimensional modulation-coding system
Un nouveau système de
modulation-codage à 3 dimensions
By A.
K. Elhakeem, Department of Electrical Engineering, Concordia University,
Montreal, Quebec.
Pages:81-88
The classic problem of transmitting digital information
with minimum probability of error in the presence of noise, fading and various
interferences is investigated in this paper. The multi-gap shift keying MGSK
technique is introduced and used in conjunction with the classic MFSK and MPSK
techniques to increase the signal¹s immunity to noise and interferences. The
same bits of information will control the phase, frequency and gap location
of a composite MGSK/ MPSK/MFSK signal (word) and, at the composite receiver,
maximum likelihood decisions will minimize the probability of word errors.
Modest amount of convolution error correction is needed so that the total
effective rate is not sacrificed. This paper analyzes the average performance
of the new 3-dimensional signaling scheme and finds the average probability of
bit errors with and without coding in the presence of AWON and Raleigh fading.
Cette étude porte
sur le problème classique présenté par la transmission d¹informations
numériques avec probabilité d¹erreur réduite en présence de bruits, d¹affaiblissements
et de divers parasites. La technique de manipulation avec décalage à écarts
multiples est présentée et utilisée en relation avec les techniques classiques
de manipulation MFSK et MPSK pour accroître l¹immunité du signal au bruit et
aux parasites. Les mêmes unités d¹information contrôleront la fréquence et
l¹emplacement d¹écart d¹un signal (mot) composé MGSK/ MPSK/ MFSK et à la
réception, des décisions maximales probables réduiront la probabilité des
erreurs de mots. Une quantité modeste de corrections d¹erreurs de composition
est nécessaire de façon à ce que le taux efficace total ne soit pas sacrifié.
Cet exposé analyse les réalisations moyennes d¹un nouveau système de
signalisation en trois dimensions et trouve la probabilité moyenne d¹erreurs
d¹information avec ou sans codage en présence de manipulation AWGN et
d¹affaiblissement Raleigh.
1985
– Volume 10 – No 3
Characterization
of the electromagnetic environment with the installation of industrial
rectifiers
Caractérisation du milieu électromagnétique
avec l¹installation de redresseurs industriels
By B.
Szabados, McMaster University, Hamilton, Ontario.
Pages:
90-95
A
simple method of measuring harmonic flows and potential electromagnetic
interference levels in power systems and communication circuits is proposed.
Harmonic emission is correlated with existing plant susceptibility, leading to
valuable information for rectifier design and filtering requirement
identification. A theoretical model based on an actual Canadian utility proves
that modelling at harmonic frequencies is very limited. This model also points
out the need for field tests versus simulation for design purposes.
Une simple méthode pour mesurer le flux
harmonique et les niveaux d¹interférence électromagnétique possibles dans les
systèmes électriques et dans les circuits de communication est proposée.
L¹émission harmonique est mise en corrélation avec les possibilités réelles de
l¹usine, ce qui amène des renseignements intéressants quant au concept du
redresseur et à l¹identification des besoins de filtrage. Un modèle théorique
basé sur un service public canadien réel prouve que le modelage aux fréquences
harmoniques est très limité et précise en outre la nécessité de tests sur place
par rapport à une simulation aux fins de conception.
Characterization of spiral
microstripline inductors
Caractérisation des
inducteurs en spiral à ligne microbande
By G. F. Liu, Chinese Aeronautical Radio and
Electronic Research Institute, Shanghai, People¹s Republic of China and D. P. Taylor, McMaster University, Hamilton,
Ontario.
Pages: 96-102
Equations
for estimating the true inductance, the apparent inductance and the self-resonant
frequency of spiral stripline inductors are presented. Estimates of the
unloaded Q and the frequency at which the maximum unloaded Q will appear are
found both experimentally and analytically. This paper also shows that
optimizing the properties of the inductors for given application is
straightforward.
Des équations pour l¹estimation de l¹inductance
réelle, l¹inductance apparente et la fréquence autorésonnante des inducteurs en
spiral sont présentées. Les estimés du Q déchargé et de la fréquence à laquelle
le Q déchargé maximum apparaîtra sont obtenus par méthodes expérimentales et
analytiques. Ce document montre aussi que l¹optimisation des propriétés des
inducteurs pour des applications données peut s¹effectuer directement.
Digital signal implementation of the discrete Wigner
distribution function
Réalisation d¹un signal
numérique par la fonction de répartition discrète de Wigner
By R.N. Gorgui-Naguib, A.S. Kwabwe and R.A. King, Electrical Engineering Department,
Imperial College of Science and Technology, London, England.
Pages: 103-107
A
computationally efficient representation of the discrete Wigner distribution
function is suggested. It allows the investigation of the spectral properties
of a real analytic signal to be performed and the possibility of its recovery
from the distribution. A 2-D discrete representation is also introduced
with special applications to image processing.
Une représentation de la fonction de Wigner,
efficace au point de vue de sa réalisation sur ordinateur, est suggérée. Elle
permet l'étude des propriétés spectrales d¹un signal réel analytique et la
possibilité de sa restitution à partir de la distribution de Wigner. Une
représentation bidimensionelle discrète est également présentée avec des applications
particulières au traitement de l¹image.
Generation of conical patterns from circular patch antennas
and their performance
Création d¹un mode de
formes coniques à partir d¹antennes circulaires rapportées
By G.
Kumar and L. Shafai, Department
of Electrical Engineering, University of Manitoba, Winnipeg, Manitoba.
Pages: 108-112
The
input and radiation characteristics of circular microstrip antennas operated at
higher order modes to generate conical patterns are studied. The effects of
varying the substrate parameters on characteristics such as radiation pattern,
directivity, bandwidth, efficiency, and location of the feed-point to match a
50 ohm line are investigated. Also, a multi-feed technique to operate the
antenna at any particular higher order mode is proposed. Successful experiments
have used this technique to operate the antenna at the desired higher order
modes and the experimental results are in close agreement with the theoretical
analysis.
Les caractéristiques d¹entrée et de radiation
des antennes circulaires à microbande, opérées à des modes d¹ordres plus élevés
pour créer des formes coniques, ont été étudiées. Les effets de la variation
des paramètres sous-jacents sur ces caractéristiques tels que le mode de
radiation, la directivité, la largeur de la gamme, l¹efficacité et
l¹emplacement du point d¹alimentation pour faire sortir une ligne de 50 ohms,
font l¹objet d¹une recherche. D¹autre part, une technique à multi-alimentation
pour faire fonctionner l¹antenne à un mode particulier d¹un ordre plus élevé
est proposée. Des expériences ont été réalisées en utilisant cette
technique avec succès pour faire fonctionner l¹antenne à des modes d¹ordres
plus élevés. Les résultats expérimentaux se conforment de très près à
l'analyse théorique.
Co-ordination des systèmes de
transport CCHT multibornes parallèles
Co-ordination of parallel
multiterminal HVDC systems
Par Serge Lefebvre et Silvano Casoria, Institut de
Recherche d¹Hydro-Québec, Varennes, Québec.
Pages: 113-121
Cette publication examine des méthodes de co-ordination
des convertisseurs pour les systèmes de transport d¹énergie en courant continu ayant
une configuration multi borne parallèle. La co-ordination des convertisseurs
est obtenue grâce à un équilibrage des références de courant de ces convertisseurs.
Pour ce faire deux types d¹équilibreurs sont proposés. L¹un est un équilibreur
centralisé tandis que l¹autre, moins performant est décentralisé.
L¹équilibreur décentralisé peut servir de réserve en cas de panne du système de
communications. Ces équilibreurs ainsi qu¹un simulateur de retards de communication
sont décrits. Les performances des contrôles proposés sont évaluées sur le
simulateur en courant continu de I¹IREQ. Le système simulé est un réseau CCHT
multi borne parallèle comportant deux redresseurs et deux onduleurs.
This paper considers methods for co-ordinating
the converters of parallel multiterminal HVDC systems. The principle is based
on balancing the converter current orders and two different balancing
methods are described. The first uses a centralized current reference balancer and
therefore requires some means of communication. The second method is
slower but it is decentralized. The decentralized current reference balancer
may be used to back-up the first when communication links are not operational.
These current reference balancers and a telecommunication delay simulator are
described. The performances of both controls are evaluated on the IREQ dc
simulation of a parallel multiterminal HVDC system with two rectifiers and two
inverters.
Interferences rejection by testing-telling spread
spectrum systems
Rejet des interferences par
action-reaction dans des systèmes a spectre étalé
By
Dr. A. K. Elhakeem, Department of Electrical Engineering, Concordia
University, Montreal, Quebec.
Pages: 122-128
A new system for narrowband interference
rejection using a two-way Spread Spectrum (SS) communication has been
presented.1 The system employs the inherent capability in a two-way Frequency
Hopping (FH) channel to reject these hops hit by narrowband interference
(intentional or unintentional). Following the initial acquisition of
synchronization, the system undergoes a testing-telling process and, once these
interference tones are detected, simple convolutional codes can be effectively
used without interleaving or other sophisticated coding techniques. Error
bounds are formulated for a noncoherent Frequency Shift Keying (FSK)
channel under worst case jamming plus White Gaussian noise. These bounds show
the adequacy of the new technique for narrowband interference rejection in
two-way SS channel.
Un
nouveau système servant à rejeter les interférences de gamme étroite en
utilisant une communication bilatérale avec spectre étalé a été soumis (1). Ce
système utilise la capacité propre à un canal de fréquence d¹ondes réfléchies à
2 voix de rejeter les ondes réfléchies heurtées volontairement ou non par une
interférence dans la gamme étroite. Après l¹acquisition de synchronisation
initiale, le système subit un processus (action-réaction) et une fois que ces
tonalités d¹interférence ont été décelées, on peut utiliser de simples codes
convolutionnels sans interfoliage ou autres techniques de codage compliquées.
Les marges d¹erreur sont déterminées dans le cas d¹une bande où la formation
des signaux par modulation serait incohérente et ce pour un cas très grave de
brouillage incluant le bruit blanc gaussien. Ces marges nous montrent combien
la nouvelle technique est adéquate pour rejeter les interférences dans la
banque de fréquence étroite à l¹intérieur d¹un canal à spectre étalé à 2 voix.
1985 – Volume 10 – No
4
Impulse voltage distribution and transfer in
barrel-type distribution transformers
Distribution de tension d¹impulsion et
transfert dans des transformateurs de distribution type à barillet
By W.E. Kazibwe and M.R. Raghuveer, University of Manitoba, Winnipeg,
and B. Klaponski, Carte Electric
Ltd., Winnipeg.
Pages: 130-136
A
barrel-type distribution transformer is modelled by an electrical network and
methods of calculating the values of the network elements are discussed. The
response of the network to standard and chopped impulse waves is evaluated
through the use of the Electromagnetics Transients Program (EMTP) with
comparison of experimental and computed results included. The phenomenon of
surge transfer is also considered by application of the EMTP to the detailed
models of two different designs of the same transformer. A method of
simplifying the electrical network is also discussed.
Un transformateur de distribution du type à
barillet est modelé par un réseau électrique. Les méthodes de calcul des
valeurs des éléments du réseau sont discutées. La réponse du réseau aux ondes
standard et aux ondes d¹impulsion coupées est évaluée par l¹utilisation d¹un
programme de transitoires électromagnétiques (EMTP). On y trouve une
comparaison des résultats expérimentaux et calculés. Le phénomène de transfert
d¹ondes de choc est aussi envisagé par l¹application du EMTP aux modèles
détaillés de deux différents concepts du même transformateur. Une méthode de
simplification du réseau électrique est aussi discutée.
Scattering of an E-polarized plane wave by a dielectric
filled slotted cylinder
Diffusion d¹une onde plane
TM polarisée par un cylindre fendu rempli d¹ondes diélectriques
By R. A. Hurd, National Research Council of Canada,
Ottawa, Ontario, E. Luneburg and
B. Röde, Deutsche Forschungs-und Ver-suchanstalt für
Luft-und Raumfahrt e. V. (DFVLR), West Germany.
Pages: 137-146
This
paper studies scattering by a dielectric filled, slotted metal cylinder. The
incident field is a plane wave with E-vector
parallel to the axis of the cylinder. The problem is solved using a convergent
low frequency solution as well as by the method of moments, and the two
solutions are found to be in good agreement. They also agree quite well with
experiment. Explicit expressions for the scattered far field are obtained in
the low frequency limit, and many curves are presented in the range 1 ¾ 2 ¼ X radius/wavelength ¾ 10.
Ce document étudie la diffusion par un cylindre
de métal fendu. Le champ incident est une onde plane avec vecteur E parallèle à l¹axe
du cylindre. Le problème est résolu en utilisant une solution de basse
fréquence convergente ainsi que par la méthode des moments et les deux
solutions se confirment mutuellement. Les solutions correspondent aussi assez
bien avec l¹expérience. Les expressions explicites des deux champs divergents
éloignés sont obtenues dans la limite de basse fréquence et de nombreuses
courbes sont présentées dans la gamme de 1 ¾ 2 ¼
X rayon/longueur d¹onde ¾ 10.
The induction heating of fossil fuels in-situ by electric and
magnetic fields
Le chauffage par induction de carburants fossiles in-situ par champs
électriques et magnétiques
By F. E. Vermeulen and F. S. Chute, Department of Electrical Engineering,
University of Alberta, Edmonton, Alberta.
Pages: 147-151
The
authors have conducted a study of induction heating of fossil fuels for the
Alberta Oil Sands Technology and Research Authority (AOSTRA) as part of a
comprehensive evaluation of electromagnetic heating techniques for in-situ
recovery of bitumen from the Athabasca Oil Sands.7-10 The results of this study
provide a proper description of the mechanisms whereby currents are induced,
and the heating that will occur when an induction coil is embedded in a fossil
fuel formation. This article describes how some of these findings relate to the
coil configurations proposed by Fisher and presents several relevant results of
physical scale model experiments of buried induction coil systems. The
information provided permits an engineering assessment of Fisher¹s
induction heating proposal to be made.
Les auteurs ont réalisé une étude de chauffage
par induction des combustibles fossiles pour l¹Alberta Oil Sands Technology and
Research Authority (AOSTRA) dans le cadre d¹une évaluation complète des
techniques de chauffage électromagnétique pour la récupération in-situ du
bitume des sables bitumineux d¹Athabasca.7-10 Les résultats de cette étude
donnent une description appropriée des mécanismes par lesquels les courants
sont induits et la chaleur qui se produira lorsqu¹une bobine d¹induction sera
enchâssée dans une formation de carburants fossiles. Cet article décrit comment
certaines de ces découvertes se rapportent aux configurations de bobine
proposées par Fisher et présentent plusieurs résultats intéressants des expériences
physiques de modèle à l¹échelle pour des systèmes de bobine à induction
enterrés. Les renseignements fournis permettent d¹effectuer une évaluation
technique des propositions de chauffage par induction de Fisher.
A procedure for determining the optimal sampling
interval for system identification using a digital computer
Une procédure pour déterminer un intervalle d¹échantillonnage optimal
pour l¹identification d¹un système en utilisant un ordinateur digital
By S. Puthenpura and N. K. Sinha, MCSEE, Department of Electrical and
Computer Engineering, McMaster University, Hamilton, Ontario.
Pages: 152-157
The
effect of choosing a very small sampling interval for the identification of
continuous-time systems for input-output data samples is illustrated and a
method to obtain the optimum sampling interval is proposed. This method allows
one to start with an arbitrarily small sampling interval without computational
problems and at length converge to the proper sampling interval. Several
simulated examples show the usefulness of the method even if the measurements
are contaminated with a considerable amount of noise.
L¹effet de choisir un très petit intervalle
d¹échantillonnage pour l¹identification de systèmes à temps continu à partir
d¹échantillons de données d¹entrée-sortie est illustré dans cet exposé. On
propose une méthode pour obtenir un intervalle d¹échantillonnage optimal. Cette
méthode permet de commencer par un intervalle d¹échantillonnage arbitrairement
petit sans problème de calcul et de converger vers l¹intervalle
d¹échantillonnage convenable. Plusieurs exemples simulés montrent
l¹utilité de la méthode même si les mesures sont contaminées avec une quantité
de bruit considérable.
Buffer analysis in random multiple access broadcast
communication systems
Analyse de circuit
intermédiaire dans des systèmes de communication d¹émission à accès multiple
aléatoires
By K. K. Mittal, GTE Laboratories Inc., and A. N. Venetsanopoulos, Department of Electrical
Engineering, University of Toronto, Toronto.
Pages: 158-162
In
much of the literature related to the queuing analysis of random multiple
access schemes, the analysis has been made assuming user buffer lengths of
either one unit or infinity. However, the buffer lengths used in practice are
finite and, in general, larger than one unit. In this paper, the authors
describe an approximate queuing model to evaluate system performance for finite
buffer lengths larger than one unit. The system state is represented by a
two-dimensional vector v = (n, k),
where n and k are the number of busy terminals and the total number
of outstanding packets in the system, respectively. A numerical procedure is
described to calculate the expected delay, expected throughput, expected buffer
occupancy and the probability of buffer overflow. Numerical results showing the
effect of buffer length variations on the system performance are presented for
the Optimal Aloha and the Urn schemes.
Dans la plupart des textes se rapportant à
l¹analyse des projets d¹accès multiples aléatoires, l¹analyse a été effectuée
en supposant une longueur du circuit intermédiaire d¹utilisateur d¹une
seule unité ou d¹une infinité. Toutefois, les longueurs de circuit
intermédiaire utilisées dans la pratique sont finies et en général plus grandes
qu¹une seule unité. Dans ce document, nous décrivons un modèle approximatif de
file d¹attente pour évaluer les performances du système pour des longueurs
de circuit intermédiaire plus longues qu¹une seule unité. L¹état du système est
représenté par deux vecteurs dimensionnels y = (n,k), alors que n et k sont le nombre des
terminaux occupés et le nombre total des paquets dans le système,
respectivement. Une procédure numérique est décrite pour calculer le délai
prévu, le rendement probable, l¹utilisation prévue de la ligne intermédiaire et
la probabilité de ligne intermédiaire par rapport au débit. Les résultats
numériques indiquant les effets des variations de longueur de ligne
intermédiaire sur la réalisation du système sont présentés pour le projet
optimal Aloha et Um.
Optimal design of tidal power plants: the effects of
alternative criteria
Concept optimal des usines
marimotrices: les effets des critères d¹alternative
By Eldon A. Gunn, Department of Industrial
Engineering. Technical University of Nova Scotia, Halifax, Nova Scotia and J. Scott Rogers, Department of Industrial
Engineering. University of Toronto, Toronto. Ontario.
Pages:163-172
The
design of tidal power plants is one of the most important engineering
challenges in Canada. In a previous study sponsored by the Bay of Fundy Tidal
Power Review Board, consulting firms developed detailed civil, mechanical and
electrical designs for plant subsystems. They gathered extensive data on
the tidal basins and then used the criterion of minimum ³at-site cost of
energy² to design the tidal power plant at a given location. This paper focuses
on a new optimization model in which the economic design of the plant depends
on the characteristics of the electric power system in which it is embedded. We
incorporate the data from the previous study into our optimization model to
obtain the two different views of the economic design problem, one based on the
criterion of maximum net benefits and the other on maximum benefit-cost ratio.
The computational results give the optimal design for each of the new criteria
and the sensitivity of each design to changes in some system parameters and
design variables. We show that the strengths and weaknesses of criteria such as
net benefits and benefit-cost ratio differ from those of the ³at-site cost of
energy² criterion used in the previous study. The appendices describe the new
optimization model in greater detail and clarify the computational results with
analytic results displaying similar properties.
Le concept des usines marimotrices constitue
l¹un des défis techniques les plus importants au Canada. Dans une étude
précédente, commandée par le Conseil de révision de l¹énergie marimotrice pour
la Baie de Fundy, des maisons d¹experts-conseils ont mis au point des concepts détaillés
de génie civil, mécanique et électrique pour des sous-systèmes d¹usine. Ils ont
recueilli de nombreuses données sur les bassins des eaux de marée et ont
utilisé le critère de ³coût minimum au chantier de l¹énergie² pour concevoir
une usine marimotrice à un emplacement donné. Ce document met l¹accent sur
l¹utilisation d¹un nouveau modèle d¹optimisation dans lequel le concept
économique de l¹usine dépend des caractéristiques du système hydroélectrique
dans lequel il est incorporé. Nous avons inclus les données de l¹étude
précédente dans notre modèle d¹optimisation pour obtenir deux points de vue
différents des problèmes de nature économique, l¹un basé sur les critères de
bénéfices nets maximums et l¹autre sur le rapport maximum bénéfice-coût.
Les résultats ainsi calculés donnent le concept optimal pour chacun des
nouveaux critères et la sensibilité de chaque concept aux changements dans
certains paramètres du système et certaines variables de conception. Nous
montrons que les points forts et les points faibles des critères tels que les
bénéfices nets et le rapport bénéfice-coût diffèrent de ceux des critères du
³coût de l¹énergie au chantier² qui ont été utilisés dans l¹étude précédente.
Dans les annexes, nous décrivons un nouveau modèle d¹optimisation en plus de
détails pour clarifier les résultats des calculs avec les résultats analytiques
données dans des propriétés similaires.
A coded frequency diversity system for HF data
transmission
Un système de diversité de
fréquence codée pour transmission des données en FR
By Alberto Leon-Garcia, Department of Electrical
Engineering. University of Toronto, Toronto, Sherman Chow and Nur
Serinken, Department of Communications, Ottawa.
Pages: 173-179
An error control scheme based on convolutionally-coded
frequency diversity transmission and soft-decision Viterbi decoding is proposed
for HF data transmission. Simulation and experimental results are presented
that show that the block error rate performance of the system is much better
than that of conventional frequency diversity systems. It is also shown that
the new scheme achieves significant throughput under channel conditions where
conventional systems fail. A real-time microprocessor implementation of the
system is described.
Un processus de
contrôle d¹erreur basé sur la transmission de diversité de fréquence codée
convolutionnellement et décodage Viterbi à décision molle pour transmission de
données FR. La simulation et les résultats expérimentaux sont présentés et
montrent que la réalisation du taux d¹erreur de bloc du système est meilleure
que celle obtenue par les systèmes de diversité de fréquence conventionnels. On
montre aussi que le nouveau système donne des résultats importants dans les
conditions de canaux où les systèmes conventionnels échouent. On y trouve une
description de la mise en oeuvre du système avec microprocesseur à temps réel.