1986 Volume 11 No 1

 

 

Instantaneously adaptive delta sigma modulator

Modulateur delta sigma instantanément adaptatif

By M. P. Jaggi, EME School, Baroda, India and C.V. Chakravarthy, Department of Electrical Engineering, Stevens Institute of Technology, Hoboken, New Jersey.

Pages: 3-6

 

An instantaneously adaptive delta sigma modulator, where the pulse amplitude is increased or decreased by a constant value, is proposed. Its perfor­mances for sinusoidal signals and speech have been studied. While an adaptive delta modulator operating at similar bit rates will perform better, the delta sigma modulator is useful in signal processing applications.

 

On propose un modulateur delta sigma instantanément adaptatif lorsque l¹amplitude d¹impulsions augmente ou diminue par suite d¹une valeur con­stante. On a étudié sa performance pour conversation et signaux sinusoïdaux. Bien qu¹un modulateur delta adaptatif fonctionnant à un débit binaire similaire donne de meilleurs résultats, le modulateur delta sigma est utile dans les applications de traitement des signaux.

 

Bounds for byte-oriented error-correcting codes with application to teletext systems

Marges pour codes de correction d¹erreurs à tendance multiplets avec applications aux systèmes de télétexte

By Michael J. Moore and Brian C. Mortimer, Department of Mathematics and Statistics, Carleton University, Ottawa, Ontario

Pages: 7-9

 

Codes formed from bytes of known parity with one byte of check bits are considered. A lower bound on the number of weight four codewords is ob­tained, An application to the choice of error-correcting code for the North American Broadcast Teletext Specification is discussed.

 

On envisage des codes formés à partir de multiplets de parité connue avec un multiplet de bits de contrôle. On obtient une plus petite marge sur le nombre de mots de code de poids quatre. On est en train de discuter d¹une application possible pour le choix de code de correction d¹erreurs pour la Norme de tététexte diffusé nord-américaine.

 

Unit models for capacity reliability studies using the Canadian Electrical Association database

Modèles pour études de fiabilité de capacité à partir de la base de données de l¹Association électrique canadienne

By R. Billinton and A.A. Chowdhury, University of Saskatchewan, Saskatoon, Saskatchewan.

Pages: 10-17

 

The need for availability information has grown tremendously during the last decade. This has led to the development of various data collection and analysis systems by different organizations in North America. The Equipment Reliability Information System (ERIS) of the Canadian Electrical Association (CEA) was developed to satisfy the needs of Canadian utilities for a uniform method of recording the performance of generation and transmission equipment and for the centralized processing of these data. This paper presents unit models for capacity reliability studies which are compatible with the data provided in the present CEA data collection system.

 

Depuis dix ans, le besoin de renseignements de disponibilité se fait de plus en plus sentir. Cela a abouti à la mise au point de divers systèmes d¹entrée et d¹analyse de données par différentes organisations en Amérique du Nord. Le système d¹information de fiabilité d¹équipement (SIFE) de l¹Associa­tion électrique canadienne (AEC) a été mis au point pour répondre aux besoins des services publics canadiens pour une méthode uniforme d¹enregistrer la performance de l¹équipement de production et de transmission et pour le traitement centralisé de ces données. Ce document présente des modèles individuels pour études de fiabilité de capacité qui sont compatibles avec les données fournies parle système actuel d¹entrée de données de I¹AEC.

 

Realization of a class of two-dimensional zero-phase recursive digital filters with variable cutoff boundary

Mise au point d¹une catégorie de filtres digitaux récurrents de phase zéro à deux dimensions avec limite de coupure variable

By S. Erfani, Department of Electrical Engineering, University of Michigan-Dearborn, Dearborn, Michigan, U.S., B. Peikari, Department of Electrical Engineering, Southern Methodist University, Dallas, Texas and M. Ahmadj, MCSEE, Department of Electrical Engineering, University of Windsor, Windsor, Ontario.

Pages: 18-22

 

In this paper, digital realization of a class of two-dimensional, zero-phase filters with variable cutoff boundary is given. The derivation of the 2-D transfer function is based on the transformation of a 1-D analog reference filter using a two-variable reactance function. Digital realization of the resulting 2-D transfer function is derived by using the generalized delay unit concept and cascade connections of two-port networks represented by their scattering matrices.

 

Ce document étudie la réalisation digitale d¹une catégorie de filtres de phase zéro à deux dimensions avec limite de coupure variable. La dérivation de la fonction de transfert 2-D est basée sur la transformation d¹un filtre de référence analogue 1-D utilisant une fonction de réactance à deux variables. La réalisation digitale de la fonction de transfert 2-D qui en résulte est obtenue en utilisant le principe d¹unité de retard généralisé et les branchements en cascade de réseaux à deux portes représentés par leurs matrices de dispersion.

 

A theoretical bound for the processing of SARSAT signals

Limite théorique pour traitement des signaux SARSAT

By C. R. Carter, Department of Electrical and Computer Engineering and Communications Research Laboratory, McMaster University,

Hamilton, Ontario.

Pages: 23-27

 

Search and rescue satellite-aided tracking (SARSAT) has been responsible for saving the lives of many victims of airplane crashes and boating ac­cidents. The system, in operation since 1982, employs satellites in low polar orbits which relay the emergency signals from distressed platforms to an earth station where signal processing techniques are used to measure Doppler frequency shift. This paper provides a theoretical bound which can be used to evaluate the performance of SARSAT signal processors. Results show that, for a processing duration of 125 ms, an emergency locator transmitter (ELT) signal can be detected within ± 8 Hz when the carrier-to-noise density ratio is only 15 dB-Hz.

 

La poursuite par satellite de recherche et sauvetage (SARSAT) a réussi à sauver la vie de nombreuses victimes d¹accidents d¹avion et de bateau. Le système qui fonctionne depuis 1982, utilise des satellites dans de faibles orbites polaires qui transmettent les signaux d¹urgence depuis les plate­formes en détresse jusqu¹à une station sur terre où des techniques de traitement des signaux servent à mesurer le décalage de fréquence Doppler. Ce document fournit une limite théorique qui peut servir à évaluer la performance des processeurs de signaux SARSAT. Les résultats montrent que, pour une durée de traitement de 125 ms, un signal d¹émetteur localisateur d¹urgence (ELT) peut être détecté dans des limites de ± 8Hz lorsque le rapport onde-porteuse-bruit n¹est que de 15 dB-Hz.

 

Design and implementation of TORNET—a slotted-ring local area network

Conception et réalisation de TORNET—un réseau régional local à anneau rainuré

By Zvonko G. Vranesic, V. Carl Hamacher, Safwat G. Zaky, MCSEE,  and Wayfle M. Loucks, Department of Electrical Engineering, University of Toronto, Toronto, Ontario.

Pages: 28-34

 

TORNET is a local area network whose basic design is a variation of the slotted ring where register insertion is used because of its operational advan­tages. The complete network consists of a number of local rings connected to a central ring. Small computers and the terminals that access them are the normal devices found on a local ring, while expensive shared components, such as large disk files or printers, are attached to the central ring. Two packet lengths are implemented at the ring level. A short packet (one data byte) facilitates interactive communications between terminals and com­puters. The long packet format (129 data bytes) is used for efficiency in file transfer operations. Two types of units are used to attach devices to a ring. The simpler one, called a character station, is used for simple devices such as teminals, and can only handle short packets. A block station, which can handle both long and short packets, is configured to support multiple virtual connections, and is used for computers. Software is designed using the ISO layered protocol, and has been implemented in the high-level language Concurrent Euclid. A bridge has been implemented for connecting local rings to the central ring, and an initial prototype for an X.25 gateway has been built.

 

TORNET est un réseau régional local dont la conception est basée sur une variation de l¹anneau rainuré dans laquelle on utilise l¹insertion du registre pour certains avantages opérationnels. Le réseau complet se compose d¹un certain nombre d¹anneaux locaux réunis à un anneau central. De petits or­dinateurs et les terminaux qui y donnent accès sont les dispositifs que l¹on trouve généralement sur un anneau local, tandis que des éléments communs dispendieux, tels que de grands fichiers sur disques ou des imprimantes, sont reliés à l¹anneau central. On a prévu deux longueurs de paquets au niveau de lŒanneau. Un paquet court (un multiplet de données) facilite l¹échange de communications entre les terminaux et les ordinateurs. Le format long (129 multiplets de données) sert aux opérations efficaces de transfert de dossiers. On utilise deux types d¹appareils pour fixer les dispositifs sur l¹anneau. Le plus simple, que l¹on appelle une station de caractères, sert pour les dispositifs simples comme les terminaux et ne peut traiter que des pa­quets courts. Une station de bloc, qui peut traiter à la fois les paquets longs et courts, a la configuration nécessaire pour soutenir des raccordements potentiels multiples et sert pour les ordinateurs. Le logiciel est conçu pour utiliser le protocole en couches ISO et a été réalisé dans le langage évolué Concurrent Euclid. On a prévu un pont pour relier les anneaux locaux à l¹anneau central et on a construit un prototype initial pour une porte X.25.

 

Effect of temperature on burst phenomena in aged mineral oil under non-uniform fields

Effet de la température sur les phénomènes d¹éclatement de l¹huile minérale vieillie dans des champs non uniformes

By Abdulaziz A. El-Sulaiman, Abobakr S. Ahmed, and M. lqbal Qureshi, College of Engineering, King Saud University, Riyadh, Saudi Arabia.

Pages: 35-39

 

This paper presents the experimental results of high field conduction current burst phenomena in aged transformer oil using point-plane configura­tion. The effects of temperature and field strength variations on burst parameters are emphasized. It was found that bursts can be classified according to their direction. Generally, the amplitude of bursts increases with the increase in temperature, up to a certain value, after which the trend reverses. The total number of bursts per minute peaks at about 60—70°C. This observation suggests that bursts may be attributed to the electrode-film-liquid interface and not to micro bubble mechanisms.

 

Ce document présente les résultats expérimentaux sur les phénomènes d¹éclatement du courant de conduction dans un champ de haute fréquence dans l¹huile de transmission vieillie, sur la base d¹une configuration point-plan. L¹effet des variations de température et de résistance du champ sur les paramètres d¹éclatement est mis en valeur. On a trouvé que l¹on peut classer les éclatements selon leur direction. Généralement, l¹amplitude des éclatements augmente lorsque la température augmente, jusqu¹à concurrence d¹une certaine valeur, après quoi la tendance s¹inverse. Le nombre total d¹éclatements par minute atteint son maximum à environ 60—70 °C. Cette observation suggère que l¹on peut attribuer les éclatements à la liaison électrode/film/liquide et non aux mécanismes de micro-bulles.

 

 

1986 – Volume 11 – No 2

 

 

Emergency Locator Transmitter (ELT) signal models for SARSAT

Modèles de signaux type positionneur-transmitteur d¹urgence pour les signaux de SARSAT

By C. R. Carter, E. Casas and T. Chung, Department of Electrical and Computer Engineering and Communications Research Laboratory, McMaster University, Hamilton, Ontario.

Pages: 43-49

 

In this paper, three different models for Emergency Locator Transmitter (ELI) signals are proposed. The first model, the Ideal Coherent Model ELT, produces a highly idealized spectrum which does not exist in practice. The second model, the Non-Ideal Coherent Model ELI, is capable of producing a wide range of spectra which can be closely related to actual ELI signals. Mathematical analysis identifies a design problem not previous­ly recognized and provides the basis for a new design specification which should become mandatory. The third model, the Non-Coherent Model ELI, represents a class of ELT signals having very poor spectral properties. This type of ELT design should be avoided.

 

Dans cet article, on décrit trois modèles différents pour les signaux type positionneur-transmetteur d¹urgence (ELI). Le premier modèle, appelé modèle cohérent idéal, produit un spectre idéalisé qui, en pratique, n¹existe pas. Le seconde modèle, appelé modèle non idéal cohérent, produit une gamme de spectre qui correspond aux signaux ELI. L¹analyse mathématique identifie un problème de conception nouveau; on établit ainsi une base de design qui devrait devenir obligatoire. Le troisième modèle, appelé modèle non cohérent, représente une classe des signaux ELI ayant des caractéristiques de spectre peu intéressantes. Il est conseillé d¹éviter un design en se basant sur ce modèle.

 

Effets des courants sur les humains: physiopathologie et limites

Effects of currents on human beings: physical pathology and limits

By O. Maamarbachi, P. Blondeau et D. Mukhedkar, Département de Génie Électrique. École Polytechnique de Montréal, Montréal, Québec.

Pages: 50-57

 

Variant entre 500 et 4000 ohms, l¹impédance du corps humain se situe en moyenne aux environs de 1000Omega. Les courants de pas et de lâcher sont en deçà de 12 mA pour les hommes et de 9 mA pour les femmes. Les courants qui causent la fibrillation ventriculaire suivent en général une distribution statistique normale dont la moyenne varie entre 20 et 100 mA pour des durées de choc allant de 0.3 ms à 5 s. Les courants de l¹ordre de 0.5 A et plus peuvent causer des brûlures plus ou moins profondes dépendant du trajet du courant et de la tension appliquée. Les courants induits par le champ électrique ne sont pas dangereux (12 μA) mais les effets réels de ces courants sur l¹organisme ne sont pas encore complètement connus. Il est donc très important de concevoir la protection en fonction des risques inhérents à chaque situation. Lorsque des instruments médicaux sont reliés à des élec­trodes situées à proximité du coeur, par exemple, des critères d¹isolation très sévères sont observés pour éviter de provoquer une fibrillation ven­triculaire. Dans les installations à basse tension (telles que les applications domestiques à 120 ou 240 volts), une technique de mise à terre commune avec le réseau d¹aqueduc est exigée par la réglementation nord-américaine. Dans certains pays d¹Europe, on recommande l¹usage de disjoncteurs différentiels qui assure une meilleure protection en cas de défaut à la terre.

 

The impedance of human beings varies between 500 and 4000 Ohms, with the average value being 1000 Ohms. The step and holding currents are of the order of 12 mA for men and 9 mA for women. The currents that cause the ventricular fibrillation follow, in general, a normal distribution whose mean value varies between 20 mA and 100 mA for a shock lasting from 0.3 ms to five seconds. Currents in the order 0.5A and over can cause bums whose depths depend on the trajectory of the current and the applied voltage. The induced currents due to an electrical field are not dangerous (12 μA). However, their real effects on human organisms are not yet well known. It is, therefore, very important to conceive the protection pro­cedures in relation to the inherent risks associated with each situation. For example, when medical instruments are connected to electrodes situated close to the heart, stringent criteria on electrical isolation must be observed in order to avoid ventricular fibrillation. In low voltage installations, such as domestic applications where 120 V and 220 V are used, North American rules require the ground to be connected to the water mains. In certain European countries, the use of differential circuit breakers ensures a better protection against ground faults.

 

Simulation study of a signalling protocol for cellular mobile radio systems with hybrid voice channel assignment and a blocked-calls-held service discipline

Étude par simulation d¹un protocole pour les systèmes radio mobiles cellulaires avec assignation des canaux de voix hybride et une discipline de service ³appels-bloqués-retenus²

By M. McDonnell, Bell Northern Research, Ottawa, Ontario and N.D. Georganas, Department of Electrical Engineering, University of Ottawa, Ottawa, Ontario.

Pages:58-63

 

Presented are computer simulation results of a signalling protocol included in the AMPS system of AT&T in Chicago. In addition to signaling, we consider a hybrid voice channel assignment scheme with a blocked-calls-held queuing discipline for the voice channels. The system performance in terms of various system measures is evaluated.

 

On présente des résultats de simulation d¹un protocole appartenant au système AMPS de AT&T à Chicago. En plus du système de signalisation, on considère également un système d¹assignation des canaux de voix, avec une discipline de service du type ³appels-bloqués-retenus.² Les caractéristi­ques de performance sont évaluées en fonction de diverses mesures.

 

Real-time interpolation with cubic splines and polyphase networks

Interpolation en temps réel avec splines cubiques et réseaux polyphasés

By Joao Marques de Carvalho, Departamento de Engenharia Electrica-CCT, Universidade Federal da Paraiba, Campina Grande-Pb-Brazil and John V. Hanson, Department of Electrical Engineering, University of Waterloo, Waterloo, Ontario.

Pages: 64-72

 

This work deals with the development of a new approach to the problem of real-time interpolation of digital signals. Whereas the traditional methods of performing this operation make use of digital filters (FIR or IIR), this approach utilizes local cubic polynomial interpolative routines known as cubic spline functions. By using cubic splines, an algorithm has been obtained which can be implemented in a simple and economical way, yielding the desired real-time interpolator. The properties of this system include conceptual and structural simplicity, local control, speed of operation, and versatility.

 

Ce travail est consacré au développement d¹une approche nouvelle au problème d¹interpolation en temps réel des signaux numériques. Les méthodes traditionnelles utilisent les filtres numériques (FIR ou IlR) pour effectuer cette opération; ici, on présente une méthode qui utilise les routines d¹in­terpolation polynômes connues sous le nom fonctions cubiques splines. En utilisant ces splines cubiques, on obtient un algorithme qui permet l¹im­plantation d¹une manière simple et économique l¹interpolation en temps réel. Les caractéristiques de ce système sont: simplicité de conception et implantation, commande locale, vitesse d¹opération et versatilité.

 

A decentralized adaptive tree search algorithm for broadcast local area networks

Un algorithme adaptif et décentralisé pour la recherche d¹un arbre dans les réseaux d¹aire locale en émission

By Alan Jacobsen, Stanford Telecommunications Inc. and Jeremiah F. Hayes, Department of Electrical Engineering, Concordia University, Montreal, Quebec.

Pages: 73-81

 

A new decentralized access control technique for broadcast local area networks is presented. Based on adaptive tree search techniques, the algorithm provides the performance of random access protocols at low traffic levels and that of deterministic protocols at high traffic levels. The algorithm¹s performance is assessed through computer simulation and compared with 1-persistent CSMA / CD, the random access protocol of Xerox¹s Ethernet.

 

On présente une nouvelle technique de commande décentralisée pour les réseaux d¹aire locale appliqués en émission. En se basant sur les techniques de recherche adaptatives d¹un arbre, l¹algorithme donne une performance type protocole d¹accès aléatoire à faible taux de circulation; genre pro­tocole déterministe, lorsque le taux de circulation est dense. On évalue la performance de l¹algorithme par simulation sur ordinateur et le résultat est comparé avec celui obtenu par la méthode 1-persistent CSMA/CD, un protocole de type accès aléatoire de Ethernet de Xerox.

 

SPICE Circuit Extractor (SCE) program for semicustom analog IC design

Logiciel pour l¹extraction du circuit adapté à SPICE pour la conception d¹un circuit intégré analogique sur mesure

By S.C. Toh and T. L. Viswanathan, Wilùfrid Laurier University, Waterloo, Ontario.

Pages: 82-86

 

The feasibility of developing a circuit extraction tool in the form of the SPICE Circuit Extractor (SCE) program is established to help in the computer-aided analysis of semicustom chips. The structure of the base file needed to store the model parameters, the mode of retrieval of this infor­mation based on the layout information, is explained. The program facilitates the simulation of special on-chip conditions which arise on semicustom chips. The input language has been designed to simplify the task of layout description.

 

On établit la faisabilité de développement d¹un outil d¹extraction sous forme d¹un programme nommé ³SPICE Circuit Extractor² (SCE) qui aide à analyser des puces électroniques sur mesure assistée par ordinateur. On décrit la structure du fichier de base nécessaire pour le stockage des paramètres de modèle, et le mode de recouvrement de ces paramètres à partir de la disposition du circuit. Ce programme facilite la simulation des conditions spéciales qui se trouvent dans le cas des puces sur mesure. La conception de ce programme est telle qu¹elle simplifie la tâche de description du montage.

 

A VT generator.

Un générateur VT

By T.R. Viswanathan and K. Nagaraj, Department of Electrical Engineering, University of Waterloo, Waterloo, Ontario.

Pages: 87-88

 

In MOS circuits, there is a need to generate a voltage equal to the threshold voltage VT of the MOSFETs and a current equal to KV2T (where K is the conduction parameter of a MOSFET) for the purposes of supply-independent biasing and temperature compensation. A circuit which generates these quantities is presented in this paper.

 

Dans les circuits MOS, on a besoin de générer une tension égale à une tension de seuil VT des transistors à effet de champ (MOSFET) et un courant égal à KV2T (où K représente un paramètre de conduction d¹un MOSFET) dans le but de réaliser une polarisation qui ne dépendent pas de l¹amplitude de tension et une compensation par rapport aux variations de la température. On décrit un circuit qui possède ces caractéristiques.

 

 

1986 – Volume 11 – No 32

 

 

Nonlinear point operators for edge detection

Détection de bord par les opérateurs de point non linéaires

By X.Z. Sun and A.N. Venetsanopoulos, Department of Electrical Engineering, University of Toronto, Toronto, Ontario.

Pages: 90-103

 

In this paper, an edge detection scheme is proposed. This scheme employs a nonlinear point operator, followed by a usual edge detector, e.g. the Sobel edge detector. Three point operator functions are defined and their effects on edge detection are analyzed. The performance of the Sobel edge detector and the nonlinear point operators in the presence of noise is evaluated. Examples of simulated and actual images are given, and the results show that a suitable point operator can improve the edge detection process.

 

On décrit une méthode pour la détection de bord. La méthode proposée emploie un opérateur non linéaire, suivi d¹un détecteur de bord; par exem­ple, le détecteur de bord Sobel. On définit les fonctions d¹opérateur de trois points et analyse leurs effets sur la détection du bord. On évalue les caractéristiques de performance en présence du bruit pour le détecteur Sobel et pour le détecteur proposé. On donne quelques exemples des images actuelles et des résultats de simulation. On démontre, à partir des résultats obtenus, qu¹il est possible d¹améliorer le procédé de détection du bord avec un choix convenable de l¹opérateur.

 


Analysis of six-pulse and twelve-pulse forced commutated HVDC converters

Analyse des convertisseurs HTCC six-pulse et douze-pulse à commutation forcée

By Prem Ku mar Kalra, Department of Electrical Engineering, University of Manitoba, Winnipeg, Manitoba. .

Pages: 104-109

 

This paper deals with steady-state analysis of six pulse and twelve pulse forced commutated HVDC converters with and without ac filters. To carry out these studies, a general computer program of Fast Steady State Analysis of HVDC Converters method has been developed. The effects of varia­tion of system parameters on angle of overlap and ac/dc harmonics are studied.

 

Dans cet article, on donne les résultats d¹analyse des convertisseurs six-pulse et douze-pulse à commutation forcée en régime permanent. Ces conver­tisseurs sont destinés aux applications dans le domaine de la transmission en HTCC; on analyse deux types de configurations: (1) ayant les filtres har­moniques sur le coté c.a. (2) pas de filtres harmoniques. On utilise pour l¹analyse un logiciel généralisé qui aide à calculer le régime permanent d¹une façon efficace. On analyse les effets des variations de paramètres du système sur l¹angle de commutation, et sur les harmoniques tant du coté continue que du coté alternatif.

 


Silicone oil as replacement fluid for PCBs in transformers

Huile silicone pour transformateurs comme fluide remplaçant de BPC

By Jean-Pierre Crine, Institut de Recherche d¹Hydro-Québec, Varennes, Quebec.

Pages: 110-113

 

A brief critical review of the electrical, thermal and flammability properties of silicone oil for transformers is presented in comparison to the same properties for PCB and mineral oil. It is deduced that silicone oil is an acceptable substitute for PCBs. Despite a significantly lower fire resistance, silicone oil is not toxic and is compatible with traces of PCBs and mineral oil. It is therefore perfectly suited for the retrofilling of PCB contaminated transformers.

 

Une brève revue critique des propriétés électriques, thermiques et de résistance au feu de l¹huile silicone pour transformateurs est présentée en com­paraison avec les mêmes propriétés des BPC et de l¹huile minérale. On en déduit que l¹huile silicone est un substitut acceptable aux BPC bien que sa résistance au feu soit significativement inférieure. Par ailleurs, l¹huile silicone n¹est pas toxique et est compatible avec des traces d¹huile minérale et de BPC ce qui permet de l¹utiliser dans des transformateurs contaminés.

 


Steady-state analysis of nonlinear dynamic systems with periodic excitation based on linearization in harmonic space

Analyse en régime permanent des systèmes dynamiques à excitatIon périodique par linéarisation dans l¹espace des harmoniques

By A. Semlyen, Department of Electrical Engineering, University of Toronto, Toronto, Ontario.

Pages: 114-117

 

This paper considers a very general formulation of the differential equations of a dynamic system in periodic steady state. These are linearized around an operating point, in algebraic form in terms of incremental harmonic phasor components. The solution is iterative, either Newton-type with quadratic convergence in the neighborhood of the solution, or it linear convergence if the Jacobian is not updated at each iteration.

 

On considère pour un système dynamique la formulation généralisée des équations différentielles en régime permanent. On linéarise ces équations autour d'un point de fonctionnement sous forme algébrique par moyen des composantes harmoniques incrémentales. La solution est obtenue par une méthode d¹itération, soit de convergence quadratique de type Newton, ou de convergence linéaire si la matrice Jacobien n¹est pas recalculée pour chaque itération.

 


New analytical approach for long-term optimal operation of a parallel multireservoir power system based on functional analysis

Méthode nouvelle à l¹aide d¹analyse fonctionnelle d¹un système de puissance multiréservoir en fonctionnement optimal à long terme

By G .S. Christensen and S A. Soliman, Department of Electrical Engineering, University of Alberta, Edmonton, Alberta.

Pages: 118-127

Pages:

On décrit, pour un système de puissance multiréservoir parallèle ayant en aval les réservoirs de type "rivière à écoulement normal², une méthode d¹analyse fonctionnelle et de la formulation de norme minimale afin d¹optimiser les bénéfices. La génération de puissance par les centrales hydroélectriques est une fonction très complexe et non linéaire qui dépend de stockage et de décharge. La méthode proposée tient compte de la variation de la pression en tète de réservoir et la nature stochastique de l¹écoulement de l¹eau des rivières. La méthode proposée est plus efficace de point de vue du temps de calcul par rapport aux méthodes existantes. On pressente les résultats de calcul dans le cas d¹un système réel qui comprend trois rivières -a première a deux réservoirs séries contrôlables: la seconde a deux séries de réservoirs, avec le réservoir en amont qui est contrôlable et celui en aval est de type "rivière a écoulement normal²: a troisième a deux séries des réservoirs séries contrôlables.

 

 

In this paper, functional analysis and the minimum norm formulation are applied to maximize the total benefits from a parallel multireservoir power system, which may contain run-of-river downstream reservoirs. The hydroelectric power generation is a highly nonlinear function of the storage and the discharge. The method takes into account the water head variation (conversion factor variation) and the stochasticity of the river flows. The pro­posed method is computationally efficient compared to previous techniques. Numerical results are presented for a real system in operation consisting of three rivers. The first river has two series controllable reservoirs: the second river has two series reservoirs, the upstream reservoir is a controllable reservoir and the downstream reservoir is a run-of-river reservoir: and the third river has two series controllable reservoirs.

 


An automated signal processing system for the signature analysis of radar waveforms from bridge decks

Système automatique de traitement des signaux pour l¹analyse-signature des formes d¹onde du radar obtenues à partir des ponts

By C.R. Carter, T. Chung, Communications Research Laboratory, McMaster University, Hamilton, Ontario, F.B. Holt, Donohue Engineers and Architects of Sheboygan, WI and D.G. Manning, Ontario Ministry of Transportation and Communications, Research and

Development Branch, Ontario. .

Pages: 128-137

 

This paper describes the results of a project which employed impulse radar to detect faults existing beneath the surface of an asphalt-covered bridge deck at Papineau Creek, Ontario. A simple but enlightening mathematical analysis is provided which accurately predicts the waveforms actually observed. The methodology clearly demonstrates the usefulness of impulse radar as a diagnostic tool in remote sensing. Amongst the problems discussed and solved are: the identification of faults due to debonding, scaling, and delamination; the measurement of asphalt thickness at selected locations on the bridge deck and hence the determination of average thickness over the entire bridge deck; and the automated processing of the data using a computer. A comparison of the radar detected faults with those detected using conventional methods is provided. A set of parameters has been developed which permits data to be reduced to a simple set of measurements that can be plotted for visual inspection.

 

Dans cet article, on décrit les résultats d¹un projet dans lequel on a utilisé un radar impulsionnel pour détecter les défauts sur la surface d¹un pont asphalté à Papineau Creek, Ontario. On utilise une méthode d¹analyse simple qui calcule avec précision les formes d¹onde observées. La méthodologie démontre clairement l¹application du radar impulsionnel comme un outil pratique dans les applications de détection des objets éloignés. On étudie les problèmes suivants: l¹identification des défauts dus aux ³debonding, scaling² et à la "délamination.² On fait une étude com­parative pour la détection des défauts observés paria méthode proposée et par d¹autres méthodes usuelles. On établit un ensemble des paramètres qui permet la réduction des données en un ensemble de mesures pour inspection visuelle. .

 


A proposed fault-tolerant microcomputer system

Un système à micro-ordinateur supportant les défauts-tolérants

By Tao Yang and K.C. Smith, Member CSEE, Department of Electrical Engineering. University of Toronto, Toronto, Ont.

Pages: 138-144

 

Past experience with fault-tolerant and other reliability techniques has focused on such specialized systems as spacecraft control computers and telephone switches. However, current technology trends strongly suggest that specific reliability techniques should be developed and implemented for a large number of low-cost systems such as microprocessor-based controllers, instruments, and other industrial devices. In this paper, we propose a fault-tolerant microcomputer architecture which is particularly designed for industrial control and manufacturing. For this system, voting has been considered as a very appropriate fault-tolerant technique. However, voting at the component level and at the bus-level have been ruled out due to the unreliability of the voters required and their high cost. System voting without an explicit voter is finally selected. Analysis shows that the system has a higher reliability than either a non-redundant system or a bus-level voting system. Its mission time has been-increased by a factor of 2.5 over non-redundant systems.

 

On utilise présentement les techniques de fiabilité et de défauts-tolérants pour des systèmes spécialisés tels que: le système d¹ordinateurs dans les ap­plications spatiales et dans les interrupteurs téléphoniques. Cependant, la tendance de la technologie actuelle indique qu¹il est nécessaire de dévelop­per les techniques de fiabilité susceptibles d¹être implantées dans un très grand nombre de systèmes à faible coût tels que: contrôleurs par microprocesseur, instrumentations industrielles. Dans cet article, on se propose d¹étudier une architecture à la base d¹un micro-ordinateur spéciale­ment orientée dans les applications de production et de commande industrielle. La technique utilisée dans ce système est basée sur scrutin. Cepen­dant, le système de scrutin au niveau des composants et au niveau de bus n¹est pas retenu puisqu¹il est coûteux et aussi il n¹est pas fiable. On choisit, donc, un système de scrutin qui n¹exige pas la présence d¹un votant explicite. L¹analyse de la fiabilité du système développé démontre que le niveau de fiabilité est plus élevé que les systèmes non redondants ou un système ayant un scrutin au niveau de bus; on évalue un facteur d¹amélioration de fiabilité d¹environ 25%.

 

 

1986 – Volume 11 – No 4

 

 

An efficient-method Of PWM waveform generation using a microprocessor

Une méthode efficace pour la génération de la forme d¹onde MLI par microprocesseur

By G. Sridhara Rao, S. Vadivel, and M. Soundararajan, Department of Electrical Engineering, Indian Institute of Technology, Madras, India.

Pages: 146-150

 

A Z-80 microprocessor-based control for a three-phase PWM inverter employing thyristors is discussed. This PWM inverter combines the advan­tages of hardware modules and software algorithms to improve the flexibility and accuracy of the operation. A floating point arithmetic unit developed in software forms a vital link of the software structure that calculates the PWM pulsewidths from the basic equation of a regular sampled PWM. During PWM waveform generation the inherent time delay involved in the execution of instructions in the interrupt subroutines results in shifting of the edges of the PWM pulses and thus introduces a certain degree of harmonic distortion. The cumulative nature of this time delay will alter the frequency of the output waveform in a continuous way. By employing a suitable hardware structure the time delay involved in the interrupt subroutine is minimized to a great extent and the cumulative effect of the time delay is nullified. To handle the interrupts arising during PWM waveform generation a simple and novel interrupt controller that is capable of handling the interrupts effectively is built around conventional TTL ICs instead of using a standard integrated interrupt controller module like 8259.

 

On décrit un circuit de commande pour un onduleur triphasé à thyristors par le microprocesseur Z-80. Ce circuit présente à la fois l¹avantage de modules matériels et de logiciels afin d¹améliorer la précision et la flexibilité de fonctionnement. Une unité de logiciel pour le calcul arithmétique en point flottant constitue un lien important pour le calcul des largeurs d¹impulsions à partir des équations MLI. On minimise effet de délai engendré par le calcul en mode d¹interruption en utilisant un matériel approprié; Par ailleurs, ce matériel l'effet cumulatif de délai. On utilise les cir­cuits logiques TTL dans le but de traiter les interruptions àaide d¹un contrôleur nouveau.

 

Design-aspects of logic control circuits for direct frequency changers

Dessein des circuits logiques:pour les convertisseurs directs de fréquence

By Shahidul I. Khan, M.H. Rashid, and Phoivos D. Ziogas, Department of Electrical Engineering, Concordia University, Montreal, Quebec.

Pages: 151-158

 

Industrial trends towards full automation and the declining prices of power semiconductor devices have stimulated a considerable interest in the design and development of the compact ³silicon-intensive² class of power converters known as Direct Frequency Changers (DFCs). It has been demonstrated that such converters have special logic-control requirements because of the complexities of associated power circuits and power con­version techniques. This paper focuses on the design aspects of logic-control circuits for DFCs. These aspects include: the derivation of the ap­propriate switching functions for DFCs, the processing of the DFC gating signals from their respective functions, and the development of the cir­cuitry required to implement these functions and signal processing.

 

La tendance actuelle dans les applications industrielles de convertisseurs électroniques de puissance dits Convertisseurs de fréquence directs (DFC) est d¹utiliser plus en plus des semiconducteurs de puissance et de minimiser des éléments inductifs et capacitifs. La commande de ces convertisseurs DFC est très complexe à cause de la complexité des configurations de circuits de puissance. Cet article décrit les aspects de dessein suivants des circuits logiques: le développement d¹équations pour les fonctions de commutation; l¹analyse et le traitement de ces équations et finalement le développe­ment de circuits pour réaliser l'ensemble des circuits de commande.

 

Microprocessor-based universal adaptive controllers

Régulateurs adaptatifs universels par microprocesseur

By O.P. Malik, A. Ghosh, and G.S. Hope, Department of Electrical Engineering, University of Calgary, Calgary, Alla.

Pages: 159-164

For an adaptive controller to be effective in cases where the system dynamics are completely unknown and change with operating conditions it is desirable that the control action be regulated by a single parameter; Two control algorithms which have this characteristic are presented in this paper. One is based on the linear quadratic control theory and the other is based on pole placement technique. The microcomputer implementation of these two control algorithms is presented. For such control algorithms to be successful, the on-line program should be user-interactive so that the user can influence the control action. The interactive features are explained. Experimental results are presented to show the successful operation of the con­troller.

 

Pour qu¹un régulateur soit efficace dans le cas d¹un système dont la dynamique est inconnue et variante en fonction des conditions de fonctionne­ment, il est souhaitable que la commande soit faite àaide d¹un seul paramètre. On propose deux algorithmes de commande ayant la caractéristique désirée: l¹un est basé sur la théorie de la commande quadratique linéaire et l¹autre est basé sur la technique de placement de pôles. On présente les étapes d¹implantation de ces deux algorithmes àaide d¹un microprocesseur. Afin de rendre l¹implantation de ces algorithmes utiles, il est important que le logiciel soit interactif par rapport àusager. On explique ces caractéristiques du logiciel et présente également quelques résultats expérimen­taux.

 

The application of time domain Prony¹s method to three basic radar targets

L¹application d¹une méthode de Prony temporelle aux trois cibles fondamentaux en radar

By Asoke K. Bhattacharyya Department of Electrical Engineering, Concordia University, Montreal and D.K. Pande, Department of Aero Engineering, Airforce Training College, Bangalore, India.

Pages: 165-171

 

Time-domain Prony¹s method has been used to extract the dominant complex natural resonances of three simple radar targets: a conducting sphere, a finite cone and a finite right circular cylinder. The sliding window technique has been used to locate the consensus pole set. The effects of sampling interval, noise and polarization on the extraction process have been studied. The SNR has been studied with standard deviation of additive white Gaussian noise as a variable parameter. The extraction process is sensitive to sampling rate. A reasonable and acceptable sampling interval has been found for each of these cases.

 

On applique la méthode de Prony temporelle pour extraire les fréquences naturelles complexes et dominantes dans le cas de trois radars cibles suivants: une sphère conductrice, un cône fini et un cylindre circulaire droit et fini. On utilise la technique de fenêtre glissant pour identifier le set de pôle consensus. On étudie l¹effet de variation des paramètres suivants sur le procédéextraction: période d¹échantillonnage, bruit et polarisation. Ors étudie également le SNR avec la déviation standard du bruit de Gauss choisi comme paramètre. Notons que le procédéextraction est très sensible à la période d¹échantillonnage. On trouve dans chaque cas la période d¹échantillonnage convenable.

 

Image segmentation: a comparative study

Segmentation d¹image: une étude comparative

By M. Shridhar, A.S. Sethi, and M. Ahmadi, Department of Electrical Engineering, University of Windsor, Windsor, Ontario N9B 3P4 Canada.

Pages: 172-183

 

Machine extraction of meaningful features from the digitized representation of an image (picture, scene etc.) is of great interest to investigators working in such diverse fields as robotic vision, scene analysis, pattern recognition, and automatic part identification in manufacturing processes. In this paper the authors describe in detail their algorithms for implementing different segmentation strategies. These are a label propagation segmentation scheme (using the region growing algorithm) and a linked pyramid segmentation scheme. The two techniques are analyzed and compared with respect to their ability to satisfactorily segment a wide class of images (scenes, radiographs, machine parts etc.): computational overheads; memory overheads; and sensitivity to additive noise (Gaussian). In addition to the critical analysis and evaluation of the two techniques, the authors have in­troduced the following enhancements: new predicates (similarity criteria) that are applicable to a broad class of images; incorporation of impulse noise suppression; hierarchical two-level processing to refine segmentation by label propagation: and use of a weighting function to improve the segmentation process.

 

Extraction de caractéristiques particulières à partir d¹une représentation numérique d¹image est un problème d¹importance dans plusieurs disciplines: vision robotique, reconnaissance de patrons, identification des pièces dans le procédé de fabrication. Dans cet article, on décrit deux algorithmes qui aident àimplantation des stratégies de segmentation. Ces algorithmes sont: (1) Schéma de segmentation par propagation d¹éti­quette et (2) Schéma de segmentation par pyramide liée. On analyse ces deux techniques et fait une étude comparative sur: (a) leur capacité de segmenter une large classe d¹images (b) temps et frais de calcul (c) capacité de mémoire requise et (d) sensibilité au bruit additif de type Gauss. Les auteurs présentent également une étude préliminaire sur (i) critères que s¹appliquent à une classe plus large d¹images (ii) techniques de suppression du bruit impulsionnel (iii) procédé type hiérarchique à deux niveaux afin de raffiner la segmentation par propagation d¹étiquette et (iv) utilisation de fonc­tions de pondération dans le but d¹améliorer le procédé de segmentation.

 

Weekly peak load forecasting for fast-developing cities

Prévision hebdomadaire de charge crête pour les villes en développement rapide

By Z. El-Razaz and N. Al-Mohawes, Electrical En gineering Department, College of Engineering, King Saud University, Riyadh, Saudi Arabia.

Pages: 184-187

 

The fast pace of the development activities in the Kingdom of Saudi Arabia (KSA) has resulted in the pressing need for more dependable forecasts for expanding industrial and residential electrical demands. Rapid-developing countries like the KSA experience a large, varying load growth rate, which has dynamic rather than static characteristics. This paper presents a method for developing adequate time series models for the dynamic characteristics of the electrical power demands of a typical rapid-developing electric utility from actual five-year load demand time series. Two models have been developed. The first uses a long-trend component modelled by a polynomial function and a seasonal-cyclic component modelled by Fourier expansion. The second uses an auto-regressive time series model for the seasonal-cyclic component. These models have been used to generate weekly peak-load forecasts for one year ahead.

 

Les activités de développement croissantes et rapides dans le pays comme l¹Arabie Saoudite exigent qu¹une prévision plus exacte de ses besoins en électricité. La croissance de charge électrique dans le pays en voie de développement rapide présente des caractéristiques plutôt dynamiques que stati­ques. Dans cet article, les auteurs présentent une méthode qui permet de développer une série de modèles temporels à partir des demandes de charge au cours de cinq dernières années. On discute, en particulier, deux modèles: l¹un utilise pour la composante de prévision à long terme, une fonction polynôme et pour la composante cyclique saisonnière, une série de Fourier; le second, utilise un modèle en se basant sur une série temporelle auto­régressive pour la composante cyclique saisonnière. On utilise ces modèles pour la prévision de charges crêtes sur une période d¹un an.

 

An improved model for the an isotropic trapezoidal antenna

Un modèle amélioré pour l¹antenne trapézoïdale anisotropique

By J. M. Tranquilla, and L. H. Cobb, Department of Electrical Engineering. University of New Brunswick, Fredericton, New Brunswick, and K.G. Balmain, Department of Electrical Engineering, University of Toronto, Toronto, Ontario.

Pages: 188-192

 

An analytical model of the anisotropic trapezoidal antenna is developed by showing that this antenna can be treated as a modified compressed ³dispersionless² log-periodic dipole array. This model accounts for all resonant behaviour caused by element mutual coupling. Theoretical and ex­perimental results indicate that, although this array displays characteristic strong, narrow-band resonances, a useful operating band can be obtained by adjusting the feedline characteristic impedance and termination.

 

On développe pour une antenne trapézoïdale anisotropique un modèle en démontrant que l¹antenne peut être assimilée comme une matrice dipôle log­périodique et sans distorsion. Ce modèle tient compte du comportement en régime résonnant causé parle couplage mutuel. L¹étude théorique et ex­périmentale démontre que malgré cette matrice présente un comportement fort résonnant à bande étroite, il est possible de choisir une bande de fonc­tionnement par l¹ajustement de l¹impédance caractéristique d¹entrée et de terminaison.