1987 – Volume 12 – No 1
The performance analysis of the Homogeneous Multiprocessor
Proper
Analyse de
performance d¹un multiprocesseur homogène
By Kin Fun Li and Nikitas J. Dimopoulos Electrical Engineering
Department, Concordia University, Montreal, Quebec.
Pages: 3-10
In this work, we present the structure and
implementation details of a simulator which was written for the Homogeneous
Multiprocessor Proper. The Homogeneous Multiprocessor is a tightly coupled MIMD
architecture composed of a number of processing elements and a distributively
controlled network of switches, which permits each processor to access the
resources of its two immediate neighbours. In addition, a fast Local Area
Network permits each processor to communicate with all other processors in a
point-to-point or broadcast mode. In this work, we also present results of two
simulation experiments which were carried out using the simulator. The first
experiment was designed to test the behaviour of the network of switches under
a varying interprocessor communication demand, while the second experiment was
designed to obtain a performance measure of the multiprocessor by simulating a
distributed algorithm for the calculation of the autocorrelation functions of a
given signal.
Dans ce travail,
les auteurs présentent les détails sur la structure et sur l¹implantation d¹un
simulateur destiné à analyser un multiprocesseur homogène. Le multiprocesseur
possède une architecture bien couplée comprenant plusieurs éléments de
traitement et un réseau d¹interrupteurs à commande répartie. Ce réseau
d¹interrupteurs permet à chaque processeur d¹accéder aux ressources disponibles
aux deux voisins immédiats. De plus, un réseau d¹aire local rapide permet à
chaque processeur de communiquer avec tous les autres processeurs par les deux
modes, à savoir: point par point et émission. Les auteurs présentent,
également, les résultats de simulation, obtenus dans deux expériences, à l¹aide
du simulateur. Dans la première expérience, on évalue le comportement du réseau
d¹interrupteurs lorsque la demande de communications entre les processeurs est
variable. La deuxième expérience a pour but d¹obtenir un indice de performance
du multiprocesseur en simulant un algorithme distribué pour le calcul de la
fonction autocorrélation d¹un signal donné.
Antenna phase centre movement in UHF radio positioning
systems
Mouvement du centre de
phase d¹antenne dans les systèmes de positionnement de radio UHF
By J .M. Tranquilla and S .R. Best, Department of
Electrical Engineering, University of New Brunswick, Fredericton, N.B.
Pages: 11-18
Yagi array configurations, such as those commonly used
in UHF Electronic Distance Measuring (EDM) systems, are analysed to show that
antenna phase centre movements may occur within the antenna main-beam pattern
and the movement of phase centre is directly related to the angular derivative
of the polar radiation pattern. A simple technique is proposed for
qualitatively estimating the suitability of any antenna for this type of EDM
application. A complete model is presented to evaluate the error introduced for
any transmitter-receiver antenna orientation. Extensive results are presented
for 7- and 12-element Yagis such as are commonly used in the SYLEDIS UHF radio
positioning system.
Dans ce travail,
les auteurs analysent la matrice ³yagi² des configurations qui sont communément
utilisées dans les systèmes de mesure de distance électronique ³EDM² UHF; les
auteurs démontrent que les mouvements du Centre de phase d¹antenne peuvent
survenir à l¹intérieur du patron du faisceau principal de l¹antenne et que ces
mouvements sont directement liés à la dérivée angulaire du patron de
rayonnement polaire. On propose une technique simple afin d¹évaluer
l¹adaptabilité d¹une antenne pour ce type d¹application EDM. On propose
également un modèle complet dans le but d¹évaluer l¹erreur introduite pour une
orientation d¹un émetteur—récepteur donnée. Les auteurs présentent les
résultats expérimentaux dans le cas de 7 et 12 yagis qui sont utilisés dans les
systèmes de positionnement Radio SYLEDIS UHF.
An approach to extract the
parameters of source-heave dynamics for marine seismic applications
Une approche pour extraire
les paramètres de la dynamique du soulèvement de source dans les applications
marines séismiques
By Ferial El-Hawary, Technical University of Nova
Scotia, Halifax, Nova Scotia.
Pages: 19-23
An
important pre-processing step in shallow marine seismic data analysis involves
compensation for an inherent source heave component. The Kalman filtering
approach requires a model for the heave process. Identifying optimum model
parameters is the subject of this paper. This paper discusses problem
formulation based on the available frequency spectrum record of the heave
process. The problem reduces to solving a set of nonlinear equations. Here
the Newton-Raphson method is applied to actual field data to obtain the optimal
model parameters.
Une étape importante dans le prétraitement de
l¹analyse des données reliées aux applications séismiques marines, comprend une
compensation du composant due au soulèvement de source inhérent.
Une approche utilisant le filtre Kalman
requiert un modèle pour le procédé de soulèvement. Le but principal de cet
article est d¹identifier les paramètres optimaux du modèle. Cette communication
établit l¹énoncé du problème à partir du spectre disponible pour le procédé de
soulèvement. Ce problème consiste à résoudre un système d¹équations non
linéaires. On utilise la méthode de Newton-Raphson à partir des données
recueillies pour obtenir les paramètres optimaux du modèle.
Effect of rotor rectifier on motor performance in slip recovery
drives
Effet de la présence du
redresseur rotorique sur la performance d¹un entraînement à moteur asynchrone à
récupération de puissance de glissement
By B.A.T. Al Zahawi and B.L. Jones, University of Newcastle upon Tyne,
England and W. Drury, NEI
Electronics Ltd., Gateshead, England.
Pages: 24-32
Despite its simplicity, the static
Kramer drive presents a formidable analytical challenge. Rigorous analysis is
particularly difficult and there is need for a simpler form of analysis when
calculating ratings and steady-state performance. One aspect which is not well
documented is the influence of commutation overlap within the rotor rectifier
upon motor power factor and peak attainable torque. The paper deals with this
point and also shows how system performance can be predicted by largely
analytical means, allowing fully for motor resistances, diode voltage drops,
and the several possible rectifier overlap modes.
Malgré
sa simplicité apparente, la cascade hyposynchrone présente un formidable
problème analytique. Une analyse rigoureuse est particulièrement difficile; une
méthode analytique plus simple permettant d¹évaluer les valeurs en régime
établi de même que de dimensionner les composants du système s¹avère nécessaire.
Un des aspects qui est méconnu est l¹influence du phénomène d¹empiètement dans
le redresseur rotorique sur le facteur de puissance et sur le couple de
décrochage. En plus de traiter de ce problème, l¹article montre comment les
performances du système peuvent être largement prédites par des moyens
analytiques qui tiennent compte des résistances du moteur, des chutes de
tension de diode et des divers modes d¹empiètement.
Processing of real ELT
signals for SARSAT
Traitement des signaux ELT
réels dans les applications SARSAT
By T. Chung and C. R. Carter, Department of Electrical Engineering and
Communications Research Laboratory, McMaster University, Hamilton, Ontario.
Pages: 33-44
A significant number of lives have been saved by using
a new system called search and rescue satellite aided tracking (SARSAT). The
program initially involved Canada, the United States and France with the
Soviet Union forming a parallel project called COSPAS. Since then, the United
Kingdom, Norway and Sweden have joined the program and it is expected that the
system will be used worldwide. In this paper, we evaluate the performance of
several different signal processors using real emergency locator transmitter
(ELT) signals. These signals have an unusual modulation characteristic which
produces unwanted interference due to sidebands. The periodogram gives good performance
for coherent ELT signals especially when a ranking and averaging technique
is applied. However, the method is incapable of determining carrier frequency
for non-coherent ELT signals. Use of the maximum entropy method (MEM) in
detecting these non-coherent ELT signals is demonstrated and it is shown that
an effective carrier frequency can be deduced when the signal-to-noise ratio is
high.
Le système SARSAT
aide à sauver un nombre important de vies humaines; ce système de repérage
assisté par satellite de recherche et de sauvetage est un abréviatif anglais
SARSAT. Dans ce programme, le Canada, les États-unis d¹Amérique, la France et
l¹Union Soviétique participent à un projet en commun COSPAS. Dernièrement,
l¹Angleterre, la Norvège et la Suède se joignent à ce programme. Dans cet
article, les auteurs évaluent la performance des systèmes de traitement
des données utilisant les signaux ELT. Ces signaux ont une caractéristique
particulière de modulation qui produit l¹interférence indésirable due aux
bandes latérales. Le périodogramme donne une bonne performance dans les signaux
ELT cohérents, surtout lorsque l¹on utilise une technique de rangement et le
calcul de moyennes. On démontre l¹efficacité de la méthode d¹entropie maximale
afin de détecter les signaux non cohérents. On démontre également qu¹il est
possible de calculer la fréquence de l¹onde porteuse lorsque le rapport de
signal et bruit est élevé.
Performance analysis of thyristor-controlled static
phase-shifters in power systems
Analyse de performance d¹un
déphaseur statique
By M. R. Iravani, University of Windsor, Windsor,
Ontario and R.M. Mathur, University
of Manitoba, Winnipeg, Manitoba.
Pages: 45-49
The application of thyristor-controlled phase-shifters
for damping power system oscillations as a result of small signal perturbations
is studied. A simple method for detailed representation of phase-shifters in
the studies of power system dynamics is presented. The method is based on the
calculation of the complex torque coefficient. The proposed method is used
to study and to optimize the parameters of the control system of a
phase-shifter, for damping subsynchronous resonance (SSR) in AC Systems. The
studies are performed on the first IEEE benchmark of SSR. The analytical results
are verified by detailed digital computer simulation studies, using the BPA¹s
Electro-Magnetic Transients Program (EMTP).
Les auteurs
étudient l¹application des déphaseurs statiques à thyristors dans les réseaux
électriques de puissance, afin d¹amortir les oscillations dues aux
perturbations de faible amplitude. On décrit une méthode simple pour la
représentation détaillée des déphaseurs de phase dans le but d¹étudier la
dynamique du système de puissance. Cette méthode est basée sur le calcul d¹un
coefficient de couple complexe. La méthode proposée est utilisée pour l¹étude
et l¹optimisation des paramètres du système de régulation du déphaseur dans le
but d¹amortir les oscillations résultantes de résonance sous synchrone. On
étudie un cas typique bien connu à savoir ³IEEE Bench Mark². On note une bonne
concordance entre les résultats obtenus par simulateur EMTP et les résultats
analytiques de calcul.
A two-op-amp non-inverting VCVS
Source de tension
commandable en tension à l¹aide d¹un amplificateur opérationnel dual à sortie
non inversable
By T.S. Rathore, and K.R. Pal, Indian Institute of Technology Bombay,
India
Pages: 50-52
A
two-op-amp non-inverting voltage-controlled voltage source (VCVS) is proposed
in this paper. Detailed investigation of its performance has led to optimum
design and simple tuning. The practical results obtained are in close agreement
with theoretical ones.
On étudie une source de tension commandable en
tension à l¹aide de deux amplificateurs opérationnels. On donne les détails de
dessein de cette source à partir d¹analyse de sa performance. La mise au point
de cette source est simple. On démontre la bonne concordance entre les
résultats théoriques et les résultats expérimentaux.
1987 – Volume 12 – No 2
Wiener Filters for the restoration of radiographs
Filtres Wiener pour la
restauration de radiographiques
By George Mitsiadis and Anastasios Venetsanopoulos, Department of
Electrical Engineering, University of Toronto, Toronto, Ontario.
Pages: 54-61
In this paper, a new model of
the radiologic process is developed. The model is based on a block diagram
representation involving a nonlinear transformation. The optimal linear filter,
in the mean square error sense (Wiener), retrieves information from a certain
layer of the exposed object. It is derived by considering the contribution of
the other layers as additive noise. Closed-form expressions are given for
special cases to illustrate the filter behaviour for low and high frequencies.
It is shown that the filter can be determined even if the focal spot is
modelled as a point source. The effect of the distortion caused by the focal
spot is found to be minimal compared to that of the superposition of the images
produced by the other layers of the object. Experimental results show that
optimal filtering exhibits improved performance over inverse filtering, which
was previously used in a similar application.
Dans cet article, on développe un nouveau modèle pour le processus
radiologique. On utilise une transformation non-linéaire à l¹aide d¹une
représentation en schéma fonctionnel. En tenant compte de la contribution des
autres couches comme bruit, on établit à partir d¹une couche d¹un objet exposé,
un filtre linéaire et optimal ayant l¹erreur moyenne carrée minimale (critère
Wiener). On établit les expressions analytiques dans certains cas spéciaux pour
expliquer le fonctionnement du filtre à basses et à hautes fréquences. On
démontre qu¹il est possible de déterminer le filtre même si le foyer est
modélisé comme source de point. Les effets de distorsion dus au point foyer
sont minimes par rapport à ceux obtenus par superposition des images produites
par les autres couches de l¹objet. On démontre à l¹aide des résultats
expérimentaux, l¹amélioration dans la performance du filtre optimal par rapport
au filtre ³over-inverse² qui est utilisé dans des applications similaires.
Array factor considerations of space-fed planar phased arrays
Considérations de facteur
d¹ordre dans les matrices de phase planaires alimentées par espace
By K. Sudhakar Rao, Spar Aerospace Limited, Ste
Anne de Bellevue, Quebec, and L.
Shafai, Department of Electrical Engineering, The University of Manitoba,
Winnipeg, Manitoba.
Pages: 61-66
The array factor analysis of
planar phased array fed with a scalar horn is described in this paper. The
effect of quantization and collimation phase errors on the space factor of the
array is studied and it is noted that the collimation phase error of space-fed
arrays can be utilized to reduce the sidelobe levels considerably. Further, a
simple and computationally efficient analysis for the array factor of space-fed
rectangular arrays is described.
On analyse le facteur d¹ordre dans le cas d¹une matrice de phase
planaire lorsqu¹elle est alimentée par une corne scalaire. On étudie l¹effet
des erreurs de quantisation et de collimation de phase sur le facteur d¹espace
de la matrice. On souligne la possibilité d¹utiliser l¹erreur de collimation de
phase dans le but de minimiser les lobes latérales. Par ailleurs, on donne une
analyse simple et efficace du point de vue de calcul dans le cas des matrices
rectangulaires alimentées par espace.
General response formulae for
Fornasini-Marchesini¹s models with variable coefficients
Formules généralisées pour
les modèles Fornasini-Marchesini à coefficients variables
By Tadeusz Kaczorek, Technical University of
Warsaw. Poland
Pages: 67-70
Fomasim-Marchesini¹s models,
Roesser¹s model and general 2-D system model with variable coefficients are
considered. A new definition of the transition matrix for the second
Fornasini-Marchesini¹s model with variable coefficients is presented. General
response formulae for first and second Fornasini-Marchesini¹s models with
variable coefficients are derived.
On considère pour cette étude les modèles de Fornasini-Marchesini,
modèle de Roesser et modèle 2-D généralisé à coefficients variables. On
présente une nouvelle définition pour la matrice de transition dans le cas du
modèle Fornasini-Marchesini à coefficients variables. On établit une formule
pour la réponse générale dans le cas des modèles de premier et second ordres de
Fornasini-Marchesini à coefficients variables.
Conditionally optimal state estimation for systems
governed by difference equations
Estimation d¹état optimal
conditionnel de systèmes décrits par des équations de différence
By J. R. Raol and N. K. Sinha, Department of Electrical and Computer
Engineering, McMaster University, Hamilton, Ontario.
Pages: 71-77
The problem of estimation of
the states of nonlinear systems described by difference equations is considered
in a rather general setting and conditionally optimal filters are obtained.
Several general and special cases are studied and methods of computation of the
optimal gains and selection of the structural functions of these estimators are
discussed. The computations of the gains can be carried out before collecting
the measurement data, rendering the processing of these data very simple.
On considère le problème d¹estimation des états de systèmes décrits par
des équations différences dans le but d¹obtenir des filtres optimaux conditionnels.
On considère plusieurs cas généraux et particuliers afin d¹établir les méthodes
de calcul des gains optimaux et des fonctions structurelles de ces estimateurs.
Le calcul de gains peut être fait avant de faire la collecte de données de
mesure, ce qui simplifierait le traitement de ces données.
Effects of induction motor load on the transient performance of a
power system
Effets de charge à moteurs
asynchrones sur la performance transitoire d¹un système électrique de puissance
By G .J. Berg and H. Truong, Department of Electrical Engineering,
The University of Calgary, Calgary, Alberta.
Pages: 78-84
Effects of system frequency
fluctuations on the performance of an induction motor load in stability studies
are simulated. A modelling technique involving this type of load is presented.
The model takes into account all major transient electrical/mechanical effects
and also recognizes system frequency variations during power system
disturbances. Application of this modelling technique in a single generator/load
system is carried out and comparisons between results for the constant and
variable frequency cases are given.
On étudie par simulation les effets de fluctuation de la fréquence du
réseau sur la performance d¹un moteur asynchrone. On présente une technique de
modélisation de ce type de charge; on tient compte pour le développement du
modèle, des effets transitoires électriques et mécaniques et des variations de
la fréquence de réseau suite aux perturbations. On démontre l¹application de
cette technique dans le cas d¹un système comprenant un générateur-charge et en
donnant les résultats comparatifs entre le cas de fréquence constante et
variable.
Shunt reactors as counter measure for reactive
power surplus: location and impact on system stability performance
Réactances shunts comme
mesure de surplus de puissance réactive: positionnement et effet sur la
stabilité de système
By A.A. Al-Ohaly and Z. Elrazaz, College of
Engineering, King Saud University, P.O. Box 800, Riyadh 11421, Saudi Arabia
Pages: 85-88
This paper presents a new
criterion for shunt reactor location selection. This criterion is based
directly upon the total reactive power absorbed by the rotating units. The
impact of both the inductive VAR compensation location and magnitude upon the
transient stability performance of a recent fast developing power system is
given. Moreover, the coordination among these SVC reactors has been investigated.
Comparison with previous published work is given and the results show the
superiority of the newly developed criterion.
On présente un nouveau critère pour la sélection d¹une réactance shunt.
Ce critère est basé sur la puissance réactive totale absorbée par les machines
tournantes. On considère l¹effet du positionnement et de l¹amplitude de
compensateur de puissance réactive sur la stabilité transitoire d¹un réseau
électrique de puissance. On étudie également sur les aspects de coordination
entre les divers compensateurs statiques utilisés dans le système. On démontre
à l¹aide d¹une étude comparative l¹avantage du nouveau critère proposé.
1987 – Volume 12 – No 3
Recirculation of input data in frequency-domain adaptive
filtering
Filtrage adaptatif dans le
domaine de fréquence par récirculation de données d¹entrée
By S. J. Chern and K. M. Wong, Department of Electrical and Computer
Engineering and Communications Research Laboratory, McMaster University,
Hamilton, Ontario.
Pages: 90-98
The recirculation of the
input data is proposed in the application of frequency-domain adaptive
filtering when the supply of input data is limited. An analysis of the
performance of such an algorithm is presented and it indicates that superior
performance can be achieved. Examples of its applications in adaptive filtering
confirm the results of analysis and demonstrate the effectiveness of the
proposed algorithm.
En filtrage adaptatif dans le domaine de fréquence, lorsque le nombre
des données est limité, on propose un algorithme basé sur la récirculation de
données d'entrée. On présente une analyse de la performance d¹un tel algorithme
et démontre que l¹on peu obtenir une performance améliorée. On donne des
exemples d¹application en filtrage adaptatif qui confirment les résultats
d¹analyse et qui démontrent l¹efficacité de l¹algorithme proposé.
Channel hand-off strategies in cellular mobile communication
systems
Stratégies de changement
automatique des canaux dans les systèmes de communication mobile cellulaire.
By Esper Bitar Telesat Canada, Ottawa, Ontario, Michael McDonnell Bell-Northern Research, Ottawa,
Ontario, and Nicolas D. Georganas Department
of Electrical Engineering, University of Ottawa, Ottawa, Ontario.
Pages: 99-104
This paper describes a
computer simulation study of a cellular, land-mobile radio communications
system with and without frequency hand-off strategies. We assume that cell
boundary crossings for calls-in-progress exist. In the hand-off procedure, we
have studied several strategies where channels are specifically reserved for
hand-offs. These strategies have been evaluated in terms of the new-call
rejection rate and the rate of premature terminations of calls-in-progress. In
a second method, we have found the additional base station transmitter power
required to service all the calls in progress without switching them to new
channels. In addition, the cochannel interference introduced by this method has
been evaluated and studied as a function of the additional transmission
distance, with different partitions of channels, while maintaining a blocking
probability of 2% or less.
Dans cette communication, on décrit une étude de simulation d¹un système
de communication de radio, mobile-terrestre et cellulaire dans les deux cas
suivants: (1) utilisant une stratégie appelée "frequency hand-off" et
(2) non-utilisant la stratégie de ³frequency hand-off". On supposera pour
cette étude que les chevauchements des fenêtres de cellules soient admissibles pour
les appels en cours. On étudie dans la méthode dite changement automatique
("Hand-off"), plusieurs stratégies où les canaux sont exclusivement
réservés pour le changement automatique. On évalue la qualité de performance de
ces stratégies en fonction du taux de rejet des appels-neufs et du taux de
terminaison prématurée des appels en cours. Dans la deuxième méthode, on
calcule la puissance supplémentaire du transmetteur requise pour pouvoir servir
tous les appels en cours sans les commander aux nouveaux canaux. Par ailleurs,
on évalue et étudie l¹interférence engendrée par cette méthode entre les divers
canaux en fonction de la distance de transmission, avec les diverses partitions
des canaux tout en maintenant une probabilité de blocage de 2% ou inférieure.
A dual polarized line source feed for cylindrical reflector
antennas
Une source d¹alimentation
double polarisée pour les antennes réflectrices cylindriques
By L. Shafai, A. Ittipiboon and J.A. Dobrowolski Department of Electrical Engineering
University of Manitoba, Winnipeg, Manitoba
Pages: 105-111
A line source feed for an
offset cylindrical parabolic reflector antenna is described. The line source
consists of two transverse and longitudinal dipole arrays over a ground plane.
The elements of each array are fed separately from a feed waveguide through a
coaxial line, which is connected to a probe inserted into the waveguide. Within
each waveguide these probes form a tapered array. The probes are treated as an
N-port network to determine their penetration depth for a required Taylor
distribution along the line source. The line source is then constructed and
tested for both aperture field distribution and the input impedance. Its
performance as a feed for an offset cylindrical parabolic reflector antenna is
also studied.
On décrit une source d¹alimentation pour une antenne parabolique
cylindrique réflectrice. Cette source consiste en deux matrices de dipôles
longitudinales et transversales par rapport au plan de terre. Les éléments de
la matrice sont alimentées à partir d¹un guide d¹onde passant par une ligne
coaxiale; la ligne coaxiale est branchée à une sonde insérée dans le guide
d¹onde. A l¹intérieur de chaque guide d¹onde, ces sondes constituent en elle
même une matrice conique qui peut être assimilée comme un réseau ayant n-ports;
on utilise ce réseau pour calculer la profondeur de pénétration pour une
distribution Taylor le long de la source-ligne. On a construit la source-ligne
et l'a testée afin de déterminer la distribution de l¹ouverture de champ et de
l¹impédance d¹entrée. On étudie également la performance de cette source-ligne
comme source d¹alimentation pour une antenne réflectrice
parabolique-cylindrique.
Approach to a suitable directional antenna for UHF radio
positioning applications
Antenne directionnelle dans
les applications de positionnement pour le radio UHF
By J. M. Tranquilla and S. R. Best, Department of Electrical Engineering,
University of New Brunswick, Fredericton, N. B.
Pages: 112-115
The phase centre properties
of log-periodic dipole (LPD) arrays are examined for suitability in UHF radio
positioning systems and are compared with phase properties of commonly used
Yagi arrays. LPD arrays offer gain nearly comparable to that obtained from
short Yagis, exhibit nearly 180° main lobe coverage with no front quadrant
nulls, and show very small phase centre movement over the entire front
hemisphere.
On examine les caractéristiques de centre de phase des matrices de
10g-périodique dipôles (LPD) dans le but d¹évaluer leurs applications dans les
systèmes de positionnement pour radio UHF. On étudie ces caractéristiques par
rapport à celles de phase des matrices Yagis. Les matrices LPD assurent un gain
comparable à celui obtenu dans le case des matrices yagis courtes; elles
démontrent une couverture de lobe d¹environ 180° sans introduire les nuls
quadrants frontals et ayant un très faible mouvement du centre de phase sur
tout le hémisphère frontal.
Long-term optimal operation of series-parallel
reservoirs for critical period with specified monthly generation.
Fonctionnement à long terme
des réservoirs série-parallèle durant la période critique à taux de génération
mensuelle spécifique
By S.A. Soliman and G.S. Christensen Electrical Engineering Department,
University of Alberta, Edmonton, Alberta.
Pages: 116-122
This paper presents an
attractive and efficient approach to solve the long-term optimal operating
problem of multireservoir power systems for critical water conditions. The
systems described in this paper are characterized by a variable monthly load.
This load is equal to a certain percentage from the total hydrogeneration at
the end of the year, ak. We
construct a cost functional which penalizes state (storage) and control
(release) variables. The cost functional is augmented by using Lagrange and
Kuhn-Tucker multipliers to adjoin the equality and inequality constraints. The
problem is formulated as a minimum norm problem in the framework of functional
analysis optimization technique. A new set of optimal equations is obtained.
Numerical results are reported for a real system in operation consisting of two
rivers, with each river having two series reservoirs.
Cette communication présente une méthode efficace dans le but de
résoudre le problème de fonctionnement optimal à long-terme des systèmes de
puissance multiréservoirs lors des conditions critique de l¹eau. On caractérise
par une charge mensuelle variable les systèmes étudiés dans cet article; cette
charge est égale à un certain pourcentage de la génération totale
hydroélectrique à la fin de l¹année, soit ak. On construit un
indice de performance de coût qui pénalise l¹état de stockage et les variables
de commande. On augmente l¹indice de performance en utilisant les
multiplicateurs de Lagrange et de Kuhn-Tucker dans le but d¹adjoindre les
contraintes d¹égalité et d¹inégalité. On formule ainsi un problème de
minimisation qui peut utiliser les techniques d¹optimisation d¹analyse fonctionnelle.
On établit un nouveau système d¹équations optimales. On donne les résultats
numériques dans le cas d¹une système réel qui comprend deux rivières; chaque
rivière possède deux réservoirs en série.
A fast and exact method for real-time overhead conductor
ampacity evaluation
Méthode rapide et exacte
pour l¹évaluation en temps réel de l¹ampacité des conducteurs des lignes
aériennes
By E.D. Crainic and X.D. Do, École
Polytechnique, Montréal, Québec, and P. Meyere, Hvdro-Québec International,
Montréal, Québec.
Pages: 123-130
The paper presents a new
method to evaluate conductor ampacity which combines accuracy and rapidity.
With the proposed model, the conductor temperature in a large number of lines
can be evaluated in real-time using a computer and a centralized data
acquisition system.
Cette étude présente une nouvelle méthode combinant la précision et la
rapidité pour évaluer la capacité en courant des conducteurs. Avec le modèle
proposé, la température des conducteurs dans un grand nombre de lignes peut
être évaluée en temps réel, à l¹aide d¹un ordinateur et d¹un système centralisé
de collecte des données.
Effets bénéfiques de la
rétro-action positive de courant dans la commande des moteurs à c.c.
Beneficial effects of positive current feedback
control of DC motors
By A.B. Turgeon and J. O¹Shea Professeurs,
Ecole Polytechnique Montréal, Quebec
Pages: 131-136
L¹utilisation accrue des moteurs à courant continu dans les servomécanismes
et la robotique exige une bonne connaissance de toutes les techniques élaborées
de commande. On a habituellement recours aux capteurs de vitesse et de position
pour assurer un bon fonctionnement en régulateur de vitesse ou en
positionnement angulaire. Ce travail montre qu¹en plus de ces éléments la
mesure du courant d¹induit par une petite résistance shunt et la rétroaction
positive de cette variable offre de nombreux avantages. En effet, le retour de
courant positif permet de réduire considérablement la pointe du courant de
démarrage en régime transitoire et d¹améliorer notablement la précision,
particulièrement en régulation de vitesse. La traitement du problème s¹effectue
dans l¹espace d¹état et la méthode de positionnement des racines de la boucle
fermée est appliquée. De nombreuses simulations rendent bien compte des
propriétés dynamiques et statiques de divers types de commandes possibles.
The widespread use of DC
motors for servomechanisms and robots requires good design expertise of every
possible type of control systems. Tachometers and position sensors play a vital
role to insure good performances of speed regulators and position followers.
This paper shows that the use of an armature current sensor in a positive
feedback loop allows for more design freedom when building speed regulators and
servomechanisms. Indeed, positive current feedback decreases the transient
current peaks and improves precision, especially for speed regulators. The
study is based on state space approach and pole placement method. Numerous
cases were simulated and results are conclusive.
1987 – Volume 12 – No 4
DC harmonics of HVDC series tapping stations
Harmoniques du côté courant
continu d¹un poste de dérivation série à HTCC
By S. Arabi, Department of Electrical Engineering,
Concordia University, Montreal, Quebec, and M.Z. Tarnawecky, Department of Electrical Engineering, University of
Manitoba, Winnipeg, Manitoba.
Pages: 138-141
The DC characteristic
harmonics of an HVDC series tapping station are analyzed from three points of
view: the generated magnitudes; the magnitudes entering the DC transmission
line sections; and reduction of the generated magnitudes by various
differential firing algorithms. The theoretical analysis is supported by
digital simulation studies of a 10% series tap incorporated in the Bipole II of
the Nelson River HVDC system. The application or elimination of DC harmonic
filters at the tapping station depends, among other factors, on the lengths of
the DC line sections between the tapping and the main converter stations.
On analyse par trois points de vue le taux d¹harmoniques
caractéristiques du côté courant continu dans un poste de dérivation série à
HTCC.
Les trois points de vue choisis sont: les amplitudes générées, les amplitudes
générées entrant dans le système de transmission en CC et la réduction des
amplitudes générées par les divers algorithmes de commande des amorçages.
L¹analyse théorique est validée par des études de simulation d¹une prise série
de 10% incorporée dans le Bipôle II du système de HTCC Nelson River.
L¹utilisation ou l¹élimination des filtres d¹harmoniques du côté CC au poste de
dérivation dépend, entre autres, de la longueur des sections de la ligne de
transmission entre le poste de prise série et le poste des convertisseurs
principaux.
Error mechanisms in a four-level pulse width modulated
optical fibre system.
Sources d¹erreur dans un
système optique de fibre en modulation, de largeur d¹impulsion à quatre-niveaux
By K.H. Teo, C.G. Englefield, P.A. Goud, Department
of Electrical Engineering, University of Alberta, Edmonton, Alberta and X.D. Dai, Beijing Institute of Aeronautics and
Astronautics, Beijing People¹s Republic of China.
Pages: 142-146
The error mechanisms in a
four-level PWM optical fibre communication system are investigated. The error
mechanisms are related to the noise, variance and amplitude of the received
signal at the sampling instants. This theory, referred to as the ³amplitude theory²,
is shown to be more generally applicable than an earlier theory, referred to as
the ³slope theory². The slope theory is an extension of the noise analysis for
an analog PWM system. Theoretical and experimental results show that the slope
theory generally underestimates the BER and that the amplitude theory gives a
more accurate evaluation.
On étudie les sources d¹erreur dans le cas d¹un système de communication
de libre optique à MLI (modulation de largeur d¹impulsion) à quatre-niveaux.
Ces sources d¹erreur sont reliées à la variance de bruit et à l¹amplitude du
signal reçu aux instants d¹échantillonnage. Cette théorie, nommée dans ce
travail ³théorie d¹amplitude² se prête mieux à l¹étude que la théorie appelée
³théorie de pente². La théorie de pente est une extension de l¹analyse de bruit
dans le cas d¹un système MLI analogique. Les résultats théoriques et
expérimentaux démontrent que la théorie de pense sous-estime le BER et que la
théorie d¹amplitude donne une mesure plus précise.
A new formulation of load flow equations in balanced radial
distribution systems
Formulation nouvelle
d¹équations d¹écoulement de puissance pour des systèmes de distribution radiaux
By A. Chandrasekaran and R.P. Broadwater, Center for Electric Power, Tennessee
Technological University, Cookeville, Tennessee.
Pages: 147-151
A new formulation of load
flow equations ins balanced three-phase distribution system is developed.
Voltage magnitudes and real and reactive power losses in the sections are
chosen as variables, and Newton¹s method is applied for the solution of the set
of equations. Computer implementation of the formulation is presented. The
convergence characteristics are found to be good, and results for a
representative system are included. Advantages and drawbacks of the algorithm
are discussed in the conclusion.
On donne une nouvelle méthode de formulation des équations d¹écoulement
de puissance dans le cas d¹un système de distribution triphasée et équilibrée.
On choisit comme variables les amplitudes de tension et les pertes de puissance
active et réactive dans les sections et on utilise la méthode de Newton pour la
solution du système d¹équations. On présente également les étapes
d¹implantation pour ordinateur de la méthode proposée. On vérifie pour la
méthode proposée que les caractéristiques de convergence sont bonnes et on
présente les résultats d¹analyse d¹un système typique. En conclusion, on
présente les avantages et les inconvénients de la méthode.
Conception d¹un moteur à
répulsion à commutateur électronique à commande numérique
Design of a repulsion motor with digital
electronically-controlled commutator
By S. Saadate, E. Gudefin and
C.
Goeldel, Groupe de Recherches en Électrotechnique et Electronique de Nancy, Nancy,
Cedex France.
Pages: 152-157
Le moteur à répulsion à position des balais fixe a une caractéristique
couple-vitesse hyperbolique (type moteur à courant continu série) et convient
donc pour des applications en traction électrique; en modifiant la position des
balais, on peut obtenir un fonctionnement à vitesse variable. Cette étude
présente un moteur à répulsion avec un commutateur électronique, qui, commandé
numériquement en boucle fermée, remplace le collecteur mécanique du moteur à
répulsion classique. Elle décrit d¹abord le prototype et les deux types de
commutateur qui sont utilisés. Ensuite elle présente la boucle et le processus
de commande numérique du commutateur du moteur. Les résultats expérimentaux
obtenus sur ce prototype et les conclusions constituent la dernière partie de
cette étude:
The repulsion motor with
spatially fixed brushes provides; as the series-connected oc motor, a
hyperbolical torque-speed characteristic and can be used in electrical traction
applications. Variable speed operation is obtained by changing the position of
the brushes. This paper presents a repulsion motor with a static commutator
that substitutes the classical repulsion motor commutator using digital
operation through a control-loop. The prototype and the two types of commutator
used in this project are explained, and the control-loop and control-process
are studied. The experimental results and the conclusions follow.
Static and small signal analysis of a
series-resonant converter operating above its resonant frequency.
Analyses statique et en
régime de faible perturbations d¹un convertisseur à circuit résonant
fonctionnant à fréquence au-dessus de la fréquence de résonance
By K. Al Haddad, Y. Cheron and
H.
Foch, Laboratoire d¹électrotechnique et d¹électronique industrielle, Cedex,
France, and V. Rajagopalan, Département d¹ingénierie,
Université du Québec, Trois-Rivières, Québec.
Pages: 158-164
A study of static and dynamic
characteristics of a series-resonant power converter incorporating dual
thyristor switches is presented. In a series-resonant converter (SRC), the dual
thyristor operates at a frequency above its resonant frequency and this
operation is efficiently achieved because of negligible turn-on and turn-off
losses even at high frequencies. After reviewing the characteristics of a dual
thyristor, we plot normalized static characteristics that are useful in
designing SRC incorporating dual thyristors. For small signal perturbations,
Bode diagrams of the control to output voltage transfer function are obtained
by calculation and compared with experimental measurements. The effects of
large signal perturbation on the stability of the SRC are also presented.
On étudie en régimes statique et dynamique un convertisseur de puissance
à circuit résonant série incorporant les interrupteurs à thyristors duaux. Dans
un convertisseur à circuit résonant série (CCRS), les thyristors duaux
fonctionnent à une fréquence supérieure à la fréquence de résonance; Par
ailleurs, on obtient ce fonctionnement avec excellent rendement même aux
fréquences élevées dû aux pertes négligeables lors d¹amorçage et de
désamorçage. Après avoir rappelé les caractéristiques d¹un thyristor dual, on
calcule les caractéristiques statiques des convertisseurs CCRS incorporant les
thyristors duaux. On donne, ensuite, en régime de faibles perturbations, les
diagrammes de Bode théoriques et les résultats de mesure pour la fonction de
transfert entre les tensions de commande et de sortie. Finalement, on analyse
l¹effet de perturbation de forte amplitude sur la stabilité de fonctionnement
du CCRS.
Effects of geomagnetically-induced currents in
power transformers from power systems point of view
Effets de courants induits
par couplage géomagnétique dans les transformateurs de puissance —
point-de vue de systèmes de puissance
By S. Arabi and M.M. Komaragiri, Department of Electrical Engineering, Concordia
University, Montreal, Quebec, and M.Z.
Tarnawecky, Department of Electrical Engineering, University of Manitoba,
Winnipeg, Manitoba.
Pages: 165-170
Geomagnetically-induced
currents (GICs), passing through the grounded neutral leads of power transformers,
produce simultaneous AC-DC excitations causing some degree of half-cycle
transformer saturation which may cause a number of associated problems. A
quantitative evaluation of produced harmonics, VAr demand, copper loss, and iron loss of the transformer
under GIC is presented. The impact of these effects depends on the ratio of GIC
to the critical GIC necessary to cause full transformer saturation. Theoretical
results are supported by digital simulation results using the Electro-Magnetic
Transients Program (EMTP).
Les courants induits par couplage géomagnétique (GIC) passent dans les
fils de neutre des transformateurs de puissance; ces courants engendrent
simultanément le courant d¹excitation CA et CC qui résultent dans la saturation
des transformateurs. Dans cet article, on calcule le taux d¹harmonique, la
consommation de la puissance réactive, les pertes cuivre et les pertes fer d¹un
transformateur soumis par des courants GIC. Le rapport entre le GIC et le GRC
critique donne une mesure de l¹état de saturation du transformateur. On valide
les résultats de calcul théorique par les résultats de simulation utilisant le
logiciel EMTP.
Real-time processing of transformer tap positions
Calcul en temps réel des
positions de prises d¹un transformateur
By V. H. Quintana, Department of Electrical and
Computing Engineering, University of Waterloo, Waterloo, Ontario and Th. Van Cutsem, University of Liege, Department of
Electrical Engineering, Liege, Belgium
Pages: 171-180
This paper reviews the
methods for network parameter estimation and correction in power system state
estimation and proposes a sequential-type method for real-time processing of
transformer tap positions. The method exploits the information contained in the
measurement residuals to estimate a better tap position; it uses a linearized
sensitivity model to relate the measurement residuals to the tap position
error. Based on part of the Belgium HV system, several testing results are
reported in the paper.
Dans cet article, on donne un rappel des méthodes d¹estimation et de
correction des paramètres du réseau dans l¹étude de l¹estimation d¹état d¹un
système de puissance. On propose une méthode de type séquentielle pour le
calcul en temps réel des positions de prises d¹un transformateur. Cette méthode
utilise pour l¹évaluation de la position de prise requise, l¹information
provenant des mesures résiduelles: de plus, elle utilise un modèle de
sensibilité linéarisée pour pouvoir relier les mesures résiduelles à l¹erreur
de position de prise. Les résultats de mesure sont obtenus sur un système de
haute tension belge.