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 à l¹aide 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 à l¹aide 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 à l¹aide d¹un
microprocesseur. Afin de rendre
l¹implantation de
ces algorithmes utiles, il est important que le logiciel soit interactif par
rapport à l¹usager. 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 procédé d¹extraction: période d¹échantillonnage, bruit
et polarisation. Ors étudie également le SNR
avec la déviation standard
du bruit de Gauss choisi comme paramètre.
Notons que le procédé d¹extraction 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 à l¹implantation 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.