1989
– Volume 14 – No 1
Random access systems:
ALOHA¹s progeny
Systèmes d¹accès aléatoire:
la progéniture d¹ALOHA
By J. F. H ayes and M. Mehmet Ali, Department of Electrical and
Computer Engineering, Concordia University, Montreal, Quebec.
Pages: 3-10
Random access algorithms allow a large number of bursty data
sources to share a common transmission medium. Such algorithms are essentially
refinements of the distributed algorithm first introduced in the ALOHA system.
Unlike techniques such as Time Division Multiple Access (TDMA), Frequency Division Multiple Access
(FDMA) and polling, the performance of random access algorithms is insensitive
to the number of stations in the system. The weakness of early random access
systems is extreme sensitivity to traffic, resulting in instability. Later
implementations of the technique have improved throughput, eliminating
instability. This paper discusses the three forms of random access techniques:
stable backoff algorithms, tree search algorithms and carrier sensing
techniques. Forms of the last of these have been used in an optical-fibre Local
Area Network. The particular application of random access techniques to
satellite communication systems is also considered.
Les algorithmes d¹accès
aléatoire permettent plusieurs stations émettrices de partager un même canal de
communications. Toutes ces techniques sont essentiellement des raffinements de l¹algorithme d¹ALOHA.
Contrairement aux techniques TDMA, FDMA et élection/sélection, la performance d¹un
système d¹accès aléatoire dépend peu sur le nombre de stations émettrices. La
principale faiblesse des systèmes d¹accès aléatoires est leur instabilité innée. Par contre, dans les
algorithmes de ce genre plus récemment conçus ce problème d¹instabilité a été
réglé. Dans le présent article nous
discutons les trois algorithmes d¹accès aléatoire communément
rencontrés, voir : ceux dites ³stable backoff², ceux qui reposent sur un arbre
de décision et finalement ceux qui utilisent l¹écoute de la porteuse (CSMA).
Cette dernière méthode a été récemment utilisée dans un réseau dont le canal
est en fibre optique. Nous discutons également l¹application de ces méthodes
d¹accès à un système de communication par satellite.
An interactive simulator for unbalanced systems
Un simulateur interactif
pour systèmes déséquilibrés
By Adam Semlyen and Doko Corovic (visiting professor), Department of
Electrical Engineering,
University of Toronto, Toronto, Ontario
Pages: 11-17
Unbalances due to faults and
line switching have traditionally been calculated using symmetrical components.
By contrast, compensation methods or their mathematical equivalent, the Matrix
Modification Lemma (MML), a powerful tool for the solution of modified
networks, are still employed primarily for contingency calculations. However,
they can be efficiently applied to the calculation of voltages and currents due
to faults and/or line switching. In the paper, the MML is applied for closing
or opening of a switch which may also represent a fault. For better efficiency,
the computations are performed in symmetrical components and sparsity
techniques are used. To determine the effect of the switching operations, these
are performed interactively and sequentially. Generators and loads are
represented by appropriate Norton equivalents. Illustrative results are
presented.
Déséquilibres dus aux fautes et la commutation des lignes ont été
traditionnellement calculés en utilisant les composantes symétriques. D¹autre part,
les méthodes de compensation et leur équivalent mathématique, la Lemme de
Modification de Matrice (LMM), un outil puissant pour la solution des réseaux
modifiés, sont toujours employées en premier pour des calculs d¹urgence.
Toutefois, elles peuvent être appliquées effectivement au calcul des tensions
et courants dus aux fautes et/ou la commutation des lignes. Pour cette raison,
dans cet article, la LMM est appliquée pour fermer ou ouvrir un interrupteur
qui peut aussi représenter une faute. Pour un meilleur rendement, les calculs
sont faits en utilisant les composantes symétriques et les techniques de faible
densité. Pour observer l¹effet des opérations de commutation, celles-ci sont
effectuées d¹une façon interactive ou séquentielle si désirée. Les générateurs
et charges sont représentés par l¹équivalent Norton approprié. Des résultats d¹illustration sont présentés.
Worst-case error analysis of the balanced-matrix method
of model reduction
L¹analyse de la pire-erreur
de la méthode de matrice équilibrée de modèle réduit
By G. J. Lastman, Department of Applied
Mathematics, University of Waterloo, Waterloo, Ontario and N. K. Sinha, Department of Electrical &
Computer Engineering, McMaster University, Hamilton, Ontario.
Pages: 18-23
Worst-case error analysis,
which was previously obtained for the aggregation method of model reduction, is
given for the balanced-matrix method. A worst-case error is constructed for
balanced reduced-order models approximating a given linear time-invariant,
completely controllable, completely observable balanced system. Also, it is
shown that the worst-case error bounds can apply to reduced-order models
obtained using other reduction methods. When the model and the full-scale
system are balanced, the computations to obtain the error bounds are
simplified. Several numerical examples are given.
Un nouveau genre d¹analyse d¹erreur, l¹analyse de la pire-erreur qui a
été obtenu auparavant pour la méthode d¹agrégation de modèle réduit, est
présenté pour la méthode de la matrice équilibrée. Une erreur pour le pire des
cas est construite pour les modèles équilibrés à ordre réduit en approximant un
système spécifié, linéaire, invariant de temps, complètement contrôlable et
complètement observable. Aussi, il est démontré que les limites de la
pire-erreur peuvent être appliquées pour les modèles à ordre réduit obtenus à
l¹aide d¹autres méthodes de réduction. Quand le modèle et le système à pleine
échelle sont équilibrés, les calculs pour obtenir les limites d¹erreur sont
simplifiés. Plusieurs exemples numériques sont présentés.
A new technique for
unconstrained and constrained linear LAV parameter estimation
Une nouvelle technique
d¹estimation des paramètres minimisant la valeur absolue avec ou sans
contraintes
By G .S. Christensen and A. H. Rouhi, Department of Electrical Engineering,
University of Alberta, Edmonton, Alberta and S.A. Sohman, Electrical Power and Machines Department, Ain Shams
University, Cairo, Egypt.
Pages: 24-30
This paper presents a new
technique for least absolute value (LAV) linear parameter estimation. The
technique can be applied to unconstrained as well as equality- and/or
inequality-constrained problems. The estimation problem is stated first. The
least squares (LS) solution of the estimation problem is then presented and
compared to the LAV solution. The new LAV technique is offered and compared to
the standard LAV algorithm which uses linear programming (LP). Several examples
which compare results obtained using the LP and this new technique are
presented. The examples provide the basis for the conclusions presented in the
final section of the paper. The preliminary application of the new algorithm to
the power system state estimation problem is also given.
On présente une nouvelle technique d¹estimation linéaire utilisant la
valeur absolue comme critère. Cette technique s¹applique aux problèmes avec ou
sans contraintes. On compare en premier lieu l¹estimateur basé sur l¹erreur
quadratique avec l¹estimateur basé sur la valeur absolue. Ensuite on compare
l¹algorithme nouveau proposé dans ce papier à l¹algorithme standard qui utilise
la programmation linéaire. Finalement on démontre comment cet algorithme
nouveau peut s¹appliquer au problème de l¹estimation de l¹état d¹un système de
distribution de puissance.
Digital quasi-impulse shaping for multi-level QAM and QPRS systems
Sur la modification par
quasi-impulsions digitales pour systèmes QAM et QPRS à niveaux multiples
By Iwao Sasase, Department of Electrical
Engineering, Keio University, Yokohama, Japan, Jinxing Li, Academy of Posts and Telecommunications,
Beijing, China and Kamilo Feher, Department
of Electrical and Computer Engineering, University of California, Davis,
California, U.S.A.
Pages: 31-34
Digital quasi-impulse-shaped
signals for the transmission of Nyquist-shaped raised-cosine filtered signals
and partial response signals are considered. Quasi-impulse signals do not
require conventionally used phase-equalized x/sin(x)-shaped aperture
equalizers. A simple logic circuit reduces the pulse-width of the conventional
NRZ format, binary or multi-level input data. The finite pulse-width duration
of these signals, as compared with the theoretically infinite impulse duration,
permits a practical realization with negligible performance degradation.
Experimental and computer simulation results demonstrate that pulse-widths of
25% for 225-QPRS class I, 18.75% for 64-QAM and 12.5% for 256-QAM lead to a
performance degradation of only 0.2 dB at a Pe = 10-8.
Les signaux modifiés par quasi-impulsions digitales, pour la
transmission de signaux ayant la forme Nyquist filtrés à cosinus élevé, et de
signaux de réponse partielle, sont considérés. Un simple circuit de logique
réduit la largeur d¹impulsion de données en format NRZ conventionnel, soit
binaire ou à niveaux multiples. Les signaux par quasi-impulsions ne nécessitent
pas l¹emploi d¹une ouverture compensatrice de convention, ayant la forme
x/sin(x) à phases compensées. La durée finie de largeur d¹impulsion de ces
signaux (comparée à la durée infinitésimale théorique d¹impulsion) permet une
réalisation pratique, et entraîne une dégradation de performance négligeable.
Les résultats de nos simulations expérimentales et par ordinateur, démontrent
qu¹une largeur d¹impulsion de 25% pour la classe 225-QPRS-I, 18.75% pour 64-QAM
et 12.5% pour 256-QAM mène à une dégradation de performance de seulement 0.2 dB
avec Pe = l0-8.
1989
– Volume 14 – No 2
A fast high-performance array processing technique
for angle-of-arrival estimation and detection of the number of incident signals
Technique rapide et
efficace de traitement des ensembles de capteurs pour l¹estimation de l¹angle
d¹arrivée et la détection du nombre de signaux incidents
By James P. Reilly and Ming Kin Law, Communications Research Laboratory,
McMaster University, Hamilton, Ontario.
Pages: 38-45
Anew projection-based
algorithm is proposed for estimating the angles of arrival of plane waves
incident onto arrays of sensors. The method is based on a single QR decomposition of the signal covariance matrix; hence,
it is much faster than eigen-based methods, which require many QR decompositions. It is shown that optimum performance
is attained only if the columns of the covariance matrix are permuted in a
prescribed manner before the QR decomposition
proceeds. An adjunct to the angle-of-arrival estimation process is a new
eigenvalue-free technique for estimating the number of incident signals. The
performance penalty associated with these new methods is insignificant The
real-time performance of this technique is enhanced through the use of systolic
arrays. A novel systolic array structure is proposed for extracting both the Q
and R matrices generated by the QR
decomposition.
On propose un nouvel algorithme utilisant les projections pour
l¹estimation des angles d¹arrivée d¹ondes planes sur des ensembles de capteurs.
La méthode se fonde sur une décomposition QR unique de la matrice de
covariance des signaux, de sorte qu¹elle est beaucoup plus rapide que les
méthodes basées sur les valeurs propres1-3, qui exigent un grand nombre de
décompositions QR. Il est démontré que l¹efficacité optimale est atteinte
seulement si les colonnes de la matrice de covariance sont permutées selon une
méthode déterminée avant qu¹on ne procède à la décomposition QR. À titre de
complément à la technique d¹estimation de l¹angle d¹arrivée, on propose une
nouvelle méthode non fondée sur les valeurs propres pour l¹estimation du nombre
de signaux incidents. La perte d¹efficacité associée à ces nouvelles méthodes
est négligeable. L¹efficacité en temps réel de cette technique peut être
améliorée par l¹usage de structures systoliques. Une nouvelle structure
systolique proposée pour les ensembles de capteurs permet d¹extraire tant la
matrice Q que la matrice R produites par la décomposition QR.
Threshold extension of the modified FBLP algorithm
Extension du seuil de
l¹algorithme FBLP modifié
By James P. Reilly, Xin Ping Huang and K.M. Wong, Communications Research Laboratory,
McMaster University, Hamilton, Ontario.
Pages: 46-54
In this paper, two methods
are presented for extending the threshold characteristics of the modified
forward-backward linear prediction (MFBLP) algorithm due to Tufts and
Kumaresan.1 This algorithm estimates angles of arrival of plane
waves onto linear arrays of sensors. The first technique proposed, referred to
as modified-modified FBLP (M2FBLP), offers 4-to 6-dB threshold
extensions over MFBLP for a large number of snapshots, for a particular set of
simulation parameters. The second technique, called optimized FBLP (opt-FBLP),
offers similar threshold extensions when the number of snapshots is low. The
opt-FBLP method is most successful when the number of incident signal
components K is 2. The method is therefore viewed as being particularly
applicable to the low-angle tracking problem in radar, since it has been shown
that there is strong justification to fix the value of K at 2 in this situation. The increase in computational
complexity required for M2FBLP over MFBLP is virtually negligible.
For opt-FBLP, the increase in computational complexity is minimal for K = 2.
Dans cette communication, on présente deux méthodes d¹extension des caractéristiques
du seuil de l¹algorithme modifié de prédiction linéaire avant-arrière (MFBLP)
proposé par Tufts et Kumaresan.1 Cet algorithme permet d¹estimer les
angles d¹arrivée d¹ondes planes sur des ensembles linéaires de capteurs. La
première technique qu¹on propose, qui est désignée comme l¹algorithme FBLP
modifié modifié (M2FBLP), permet des extensions de seuil de 4 à 6 dB
par rapport à la technique MFBLP dans le cas d¹un grand nombre d¹instantanés,
pour un ensemble particulier de paramètres de simulation. La deuxième
technique, appelée FBLP optimisée (opt-FBLB) offre des extensions de seuil
similaires lorsque le nombre d¹instantanés est peu élevé. La méthode opt-FBLP
est le plus efficace lorsque le nombre de composantes Kdes signaux incidents
est de 2. Elle est donc considérée comme particulièrement adaptée au problème
de l¹observation des faibles angles d¹arrivée en détection radar, car il a été
démontré qu¹il y a d¹excellentes raisons de fixer K à 2 dans cette
situation. L¹accroissement de la complexité de calcul qu¹exige la méthode M2FBLP
par rapport à la méthode MFBLP est pratiquement négligeable. Dans le cas de l¹algorithme
opt-FBLP, l¹accroissement de la complexité de calcul est minimal pour K = 2.
Co-ordination of thyristor-controlled VAr
compensator and auxiliary controller of excitation system for small signal
stability enhancement
Coordination des
compensateurs statiques à thyristors et des commandes auxiliaires des systèmes
d¹excitation en vue d¹améliorer la stabilité en présence de faibles
fluctuations de signal
By R. M. Hamouda, Department of Electrical
Engineering, University of Windsor, Windsor, Ontario, M. R. Iravani, Department of Electrical
Engineering, University of Toronto, Toronto, Ontario and R. Hackam, Department of Electrical
Engineering, University of Windsor, Windsor, Ontario.
Pages: 55-62
Technical advantages of
co-ordinating thyristor-controlled static VAr compensators (SVC) and power
system stabilizers (PSS) for stability enhancement during small signal dynamics
are presented. The technical feasibility of the co-ordinated scheme for
simultaneous damping of inertial and torsional oscillatory modes in a
series-capacitor-compensated system is demonstrated. The investigations show
that the co-ordinated scheme not only increases the overall system damping, but
also prevents undesirable interactions between oscillatory modes. New control
schemes for SVC and PSS, based on multi-input control concepts, are given. The
studies are performed on system-1 of the second IEEE benchmark model, using an
eigenvalue analysis method. The analytical results are verified by digital
computer simulation studies, using the Bonneville Power Administration¹s
Electromagnetic Transients Program (EMTP).
La communication présente les avantages techniques de la coordination
des compensateurs statiques à thyristors et des stabilisateurs de puissance des
systèmes d¹excitation des groupes turbo-générateurs, en vue d¹améliorer la
stabilité en présence de faibles fluctuations de signal. Les résultats ont
établi la faisabilité technique de cette méthode coordonnée pour
l¹amortissement simultané des modes oscillatoires inertiels et de torsion dans
un système à compensation par condensateurs série. Les recherches ont en outre
montré que la méthode coordonnée permet non seulement d¹accroître
l¹amortissement global du système, mais aussi de prévenir les interactions nuisibles
entre les modes oscillatoires. De nouvelles méthodes de commande de
compensateurs statiques et de stabilisateurs de puissance fondées sur une
approche de commande à entrées multiples, sont présentées. Les études ont été
réalisées sur le système 1 du second modèle de référence de l¹IEEE, à l¹aide
d¹une méthode d¹analyse des valeurs propres. Les résultats analytiques ont été
vérifiés par des études de simulation numérique sur ordinateur, à l¹aide du
programme sur les transitoires électromagnétiques BPA.
Fast-decoupled transient
stability
Méthode à découplage rapide
pour les calculs de stabilité dynamique
By M .A. El-Kady (also affiliated with Ontario
Hydro) and R .W. D. Ganton, McMaster
University, Hamilton, Ontario.
Pages: 63-66
The paper presents an
improved method for computing transient stability using a fast-decoupled
formulation of the transient energy function. The new formulation offers
significant savings in computer time as compared to the existing Newton-Raphson
formulation. It therefore represents a suitable technique for on-line transient
stability computations in utility control centres.
Cet article présente une méthode améliorée pour déterminer la stabilité
dynamique. La méthode utilise une formulation à découplage rapide pour la
fonction d¹énergie transitoire. Notre formulation permet de réaliser des
économies appréciables en temps machine comparativement à la méthode de
Newton-Raphson utilisée jusqu¹ici. Elle est donc particulièrement appropriée
aux calculs de stabilité dynamique dans les lignes de transmission
d¹électricité.
Minimal multiplexer realization of logic functions
Réalisation minimale de
fonctions logiques par multiplexeurs
By Behrooz Parhami, Department of Electrical &
Computer Engineering, University of California,
Santa Barbara, California, U.S.A.
Pages: 67-71
It is well known that any
n-variable logic function can be realized by a multiplexer (selector) with no
additional external logic. Thus multiplexers have come to be known as universal
logic modules. This approach to logic function realization requires the use of
a 2n-input multiplexer with constant data inputs, or a 2n-1 -input
multiplexer whose data inputs are constants and single-variable functions; that
is, each input is 0, 1, x, or x'
for some variable x. This paper deals
with conditions and algorithms for realizing some logic functions using smaller
multiplexers. More precisely, a computationally simple condition is formulated
to determine whether a given n-variable logic function is realizable by a
multiplexer having 2n-2 or fewer inputs, and an algorithm is
presented for finding the smallest subset of variables, containing n-2 or fewer
members, to be used as control inputs in a minimal multiplexer realization.
Once the control inputs are known, the data input functions can be readily
computed.
Il est bien connu que n¹importe quelle fonction logique de n variables
peut être réalisée à l¹aide d¹un multiplexeur (sélecteur) ne nécessitant aucun
circuit logique externe supplémentaire. C¹est pourquoi les multiplexeurs sont
connus sous le nom de modules logiques universels. Cette approche à la
réalisation des fonctions logiques requiert l¹utilisation d¹un multiplexeur à 2n
entrées constituées uniquement de constantes, ou d¹un multiplexeur à2n-1 entrées
constituées de constantes et de fonctions à une variable; i.e., chacune des
entrées est 0, 1, x ou x¹ pour un x quelconque. Dans Cet article, on traite des
conditions et des algorithmes qui permettent la réalisation de quelques
fonctions logiques à l¹aide de multiplexeurs plus petits. Plus précisément, on
formule une condition qui est simple à calculer et qui établit si une fonction
logique de n variables peut être réalisée par un multiplexeur possédant au plus
2n-2 entrées et on présente un algorithme qui permet de trouver le
plus petit sous-ensemble de variables contenant au plus n-2 éléments qui seront
utilisés comme entrées de contrôle dans une réalisation minimale par
multiplexeur. Une fois les entrées de contrôle connues, les constantes et
fonctions d¹entrée peuvent être calculées.
Quantization noise and eigenvalue statistics in the
stochastic gradient polarity adjustment of an adaptive equalizer
Bruit de quantization et
statistiques des valeurs propres dans le réglage de pente stochastique de
polarité d¹un compensateur adaptable
By C.F. Weaver, Raytheon Canada, Waterloo, Ontario
and D.P. Taylor, McMaster
University, Hamilton, Ontario.
Pages: 72-80
An experimental adaptive
decision feedback equalizer (DFE), with jointly adjusted sampling phase, and
which employs a decision-directed stochastic gradient polarity (DDSGP)
algorithm, is described. Measured performance with respect to odd-order
multipath frequency response is found to be significantly worse than the
calculated mean square error performance which does not include quantization
noise and misadjustment noise. The discrepancy is predicted from a theorem of
Gersho.1 Gersho¹s theorem predicts the excess noise due to the
gradient polarity (GP) algorithm as a function of eigenvalue statistics, which
are calculated as a function of multipath distortion.
Un compensateur expérimental, à réaction de décision adaptable (DFE)
avec réglage conjoint de la phase d¹échantillonnage, est décrit. Le
compensateur emploie un algorithme dirigé par décision, de pente stochastique
de polarité (DDSGP). Le fonctionnement mesuré, en ce qui concerne la réponse de
fréquence pour ordres impairs de voies multiples, est pire, d¹une manière
significative, que le fonctionnement calculé de l¹erreur moyenne carrée, qui
n¹inclut pas les bruits de quantization et de réglage. Cette différence est
prédite parle théorème de Gersho1. Le théorème de Gersho prédit que
le surplus de bruit, dû à l¹algorithme de pente de polarité (GP), est une
fonction des statistiques des valeurs propres, qui sont calculées en fonction
de la distorsion dû aux voies multiples.
1989
– Volume 14 – No 3
Technique superrésolutive
d¹identification de sources totalement corrélées
Super-resolutive technique
for correlated sources identification
Par Dominic Grenier et Gilles Y. Delisle, Département
de génie électrique, Faculté des sciences et de génie, Université Laval, Québec
(Québec).
Pages : 82-88
On propose un nouvel algorithme spécifiquement conçu pour localiser un
ensemble de sources totalement corrélées. Cet algorithme utilise une recherche
multidimensionnelle à l¹aide de plusieurs vecteurs directionnels, dans un
espace de dimension égal au nombre de sources. On compose diverses matrices de
propagation dans le but de vérifier l¹erreur quadratique entre deux vecteurs
issus de la partition du front d¹onde composite. Celui-ci est caractérisé par
l¹unique vecteur propre de la matrice interspectrale composant l¹espace source.
Une extension au cas de plusieurs ensembles de sources totalement corrélées est
suggérée.
A new algorithm specifically
developed for the localization of totally correlated sources is proposed. This
algorithm uses a multidimensional search with many steering vectors, in a space
dimension equal to the number of sources. Many computed propagation matrices
aim at the verification of quadratic error between two vectors resulting from
the partition of the composite wavefront. This wavefront is described by the
cross-spectral matrix eigenvector that spans the signal subspace. An extension
for the case of many groups of fully correlated sources is suggested.
An analysis/simulation program for power electronic
circuits
Un programme d¹analyse et
de simulation conçu pour l¹électronique de puissance
By D. Vincenti, M. Boost, P.O. Ziogas and R. Patel, Department of Electrical Engineering,
Concordia University, Montreal, Quebec.
Pages : 89-97
Digital simulation programs
for power electronic converters can significantly facilitate the process of
product design and development. Existing programs typically employ detailed
active component models which require long run times and a large amount of
memory space. This situation worsens when personal computers are used as host
computers. The proposed simulation program minimizes these disadvantages by
avoiding these switch models and replacing the switches with open and closed
terminals. It is limited by an inability to incorporate small signal switch
models; as a result, it cannot differentiate among the various types of
switches. Therefore, this program is suited for case studies where the exact
type of switch used is not essential in predicting the steady state or
transient behavior of the circuit being considered.
Les programmes de simulation des circuits d¹électronique de puissance
peuvent nettement faciliter le procédé de développement et d¹analyse des
convertisseurs. Les programmes actuellement existant utilisent des modèles
sophistiqués pour la représentation des semi-conducteurs, ce qui demande un
assez long temps d¹exécution et occupe beaucoup d¹espace mémoire. Le programme
de simulation proposé ici, minimise ces désavantages en considérant un modèle
simplifié, c¹est-à-dire en remplaçant le dispositif semi-conducteur par un
simple interrupteur en état ouvert ou fermé. Ceci ne permet pas de différencier
les divers types de semi-conducteurs. Pourtant ce logiciel n¹est valable que
pour analyser le comportement des convertisseurs en régime stationnaire ou en
régime transitoire.
A new algorithm for optimal parameter estimation of
a synchronous machine from frequency tests
based on LAV approximations
Un nouvel algorithme, fondé
sur approximations LAV, pour l¹estimation optimale de paramètres de machine
synchrone
By S.A. Soliman and S. E .A. Emam, Electrical Power and Machines Department,
Faculty of Engineering Ain Shams University, Cairo, Egypt and G. S. Christensen, Electrical Engineering
Department, University of Alberta, Edmonton, Alberta.
Pages : 98-102
Many techniques exist for
estimation of synchronous machine parameters from tests. In these techniques, a
good initial guess is essential for convergence of the parameters. This paper
presents a new algorithm to estimate synchronous machine parameters from tests.
The proposed algorithm is based on least absolute value (LAV) error
approximations. It does not require an initial guess, and it is a non-iterative
technique. The solution is obtained in two steps. In the first step, the
problem is formulated as a linear least squares (LS) estimation problem, as
formulated in Reference 2. The solution to this problem yields approximate
parameter values. The residual of each measurement is then calculated. In the
second step, a number of residuals equal to the rank of the matrix Hare put to
zero. The residuals selected are those with the smallest values. A numerical
example from the literature is reported, in which results obtained using the
proposed algorithm are compared with those obtained using the standard least
squares algorithm.
Plusieurs techniques existent pour l¹estimation de paramètres de machine
synchrone, à partir d¹essais. Avec ces techniques, une bonne estimation
initiale est essentielle pour la convergence de ces paramètres. L¹algorithme
proposé est fondé sur l¹approximation de la moindre valeur absolue (LAV)
d¹erreur. Le nouvel algorithme ne nécessite pas d¹estimation initiale, et n¹est
pas une technique itérative. La solution est obtenue en deux étapes.
Premièrement, le problème est formulé comme un problème d¹estimation linéaire
de moindres carrés, comme donné dans la Référence 2. La solution de ce problème
donne des valeurs approximatives des paramètres. Le résidu de chaque mesure est
calculé. Ayant cette information pour la deuxième étape, nous mettons à zéro un
nombre de résidues, égal au rang de la matrice H. Les résidus choisis ont les
plus petites valeurs. Un exemple numérique de la littérature est présenté dans
ce papier, où nous comparons les résultats obtenus en utilisant l¹algorithme
proposé avec ceux obtenus en utilisant l¹algorithme normal de moindres carrés.
Mobile Network Architecture
Architecture de réseau
mobile
By Gary W. Kenward, Linh Vuong, William Waung and Mike Walker, Mobile Data International Inc., Richmond,
British Columbia.
Pages : 103-109
The Mobile Network Architecture
(MNA) is designed to provide a cohesive, consistent framework for the
development of a new generation of mobile data communications systems. This new
generation of systems is required to meet the varying needs of current and
future users, providing integrated support for the development, attachment and
operation of diverse mobile applications. This paper describes the form and
function of the three component architectures of the MNA, and how these
components provide service to the users of an integrated mobile data network.
The Communications Architecture, which is based upon the CCITT Open Systems
Interconnection reference model, supports a layering of communications services
and protocols for mobile data transport. The Operations, Administration and
Maintenance Architecture, which is derived from the ISO OSI Management
Framework, facilitates centralized management and control of a mobile network.
Finally, the Applications Architecture, which uses a transaction-based model
derived from experience with existing mobile applications, supports user
applications in the harsh mobile environment.
L¹architecture de réseau mobile est conçu pour pourvoir une structure
cohésive et compatible pour le développement d¹une nouvelle génération de
systèmes de communications mobiles. Cette nouvelle génération de systèmes doit
répondre, couramment et à l¹avenir, aux besoins de quantités d¹usagers,
fournissant un support intégré pour le développement, l¹attache et l¹opération
d¹applications mobiles différentes. Ce papier décrit la forme et fonction de
trois architectures composants de l¹architecture de réseau mobile, et comment
ces composantes rendent service aux usagers d¹un réseau mobile d¹informations
intégré. L¹architecture des communications, qui est fondée sur le modèle CCITT
Open Systems Interconnection, supporte des couches de services de
communications et de protocoles pour le transport mobile d¹informations.
L¹architecture d¹opérations, d¹administration et de direction, tirée de ISO OSI
Management Framework, facilite la direction et le contrôle centralisés d¹un
réseau mobile. L¹architecture d¹applications, qui utilise un modèle fondé sur
transactions et établi par expériences avec les applications mobiles courantes,
soutient les applications d¹usagers dans le difficile environnement mobile.
Design of a clamped series inverter for induction
heating
Étude d¹un inverseur bridé
en série pour chauffage par induction
By Praveen Jain, Space Systems Group, Canadian
Astronautics Ltd., Ottawa, Ontario and S.
B. Dewan, Department of Electrical Engineering, University of Toronto,
Toronto, Ontario.
Pages : 110-116
This paper presents the
design of a clamped series inverter for induction heating. Possible faults in
the inverter system are investigated, and it is shown how the inverter system
can be designed to be self-protecting against these faults. A design criterion
to select the inverter input filter is given. The requirements of the logic
circuit are discussed, and a control philosophy is presented to meet the
requirements. A design procedure is illustrated to select the system components
for a 100 kW static power supply for induction heating applications.
Ce papier présente l¹étude d¹un inverseur bridé en série pour chauffage
par induction. Les défauts éventuels du système inverseur sont examinés, et il
est démontré comment ce système peut être conçu pour se protéger
automatiquement contre ces défauts. Un critère est donné pour la sélection de
filtre d¹entrée de l¹inverseur. Les nécessités du circuit sont discutées, et
une philosophie de contrôle est présentée pour répondre à ces nécessités. Un
procédé d¹étude est illustré par la sélection de composants d¹une source
d¹alimentation statique de 100 KW pour des applications de chauffage par
induction.
The effect of mutual coupling on the input impedance of
microstrip arrays
L¹effet de couplage sur
l¹impédance d¹entrée d¹un système d¹antennes microruban
By A. K. Bhattacharyya, Department of Electrical
Engineering University of Saskatchewan, Saskatoon, Saskatchewan and L. Shafai, Department of Electrical Engineering,
University of Manitoba, Winnipeg Manitoba.
Pages : 117-120
Mutual coupling between
microstrip patch antennas is formulated using the cavity model and the reaction
concept. The method is applied to obtain the mutual admittance of two identical
circular patches. Expression for the mutual admittance is used to determine
active input impedances of elements in a 19-element hexagonal phased array
antenna. Numerical results reveal the importance of mutual coupling effects in
the performance of a phased array antenna.
Le couplage entre les antennes microruban a été formulé en utilisant le
modèle de cavité et le concept de réaction. La méthode a été appliquée pour
obtenir l¹admittance mutuelle de deux régions circulaires identiques.
L¹expression pour l¹admittance mutuelle a été utilisée pour déterminer
l¹impédance d¹entrée active d¹un réseau hexagonal d¹antennes phasées, composé
de 19 éléments. Les résultats numériques découvrent l¹importance des effets de
couplage sur le fonctionnement d¹un réseau d¹antennes phasées.
1989
– Volume 14 – No 4
Scattering by two concentric spheres using the
impedance boundary conditions on the inner surface
Dispersion par deux sphères
concentriques en utilisant les conditions aux limites d¹impédance sur la
surface intérieure
By A. Helaly and L. Shafai, Department of Electrical Engineering, University of
Manitoba, Winnipeg, Manitoba.
Pages: 122-126
The concept of impedance
boundary conditions has proven to be a useful tool for obtaining solutions to certain
electromagnetic scattering or propagation problems. It is normally defined on
the surface of an imperfectly conducting or coated object located in free
space. This paper examines the validity of the concept when the impedance
surface is inside a lossy medium. The model chosen for this study is a lossy sphere
coated with a lossy shell. The plane wave scattering problem is formulated in
two ways: first, by an exact analytic method using appropriate potential
functions for the interior sphere, its lossy coating and the exterior region;
and second, by replacing the interior sphere with an impedance surface. The
results show that the impedance boundary conditions can be applied and accurate
solutions can be obtained with relatively simple formulations.
Le concept de conditions aux limites d¹impédance s¹est avéré un outil
très utile pour l¹obtention de solutions à certains problèmes de propagation et
de dispersion électromagnétiques. Ces conditions sont habituellement définies à
la surface d¹un objet de conductivité finie situé dans le vide. Ici, la
validité du concept est examinée pour le cas de l¹impédance d¹une surface à
l¹intérieur d¹un milieu dissipatif. Le modèle choisi pour cette étude est une
sphère dissipative recouverte d¹une couche dissipative. Le probléme de la
dispersion d¹une onde plane dans ce milieu est formulé de deux façons : (1) à l¹aide
d¹une méthode analytique exacte en utilisant des fonctions de potentiel pour la
sphère intérieure, sa couche dissipative et le milieu extérieur (2) en
remplaçant la sphère intérieure par une impédance de surface. Les résultats
montrent que les conditions aux limites d¹impédance peuvent être appliquées et
que des solutions précises peuvent être obtenues à partir de formulations
simples.
An optical fibre-based Local Backbone Network
Un réseau local central à
base de fibre optique
By M. Mehmet All and J.F. Hayes, Department of Electrical and Computer
Engineering, Concordia University, Montreal, Quebec.
Pages: 127-134
The paper describes an
optical fibre system for local distribution which is under development. Based
on its function of serving a limited number of high-volume sources, the system
is called a Local Backbone Network. The network has a star topology and is
designed to carry both interactive and bulk data, voice and video teleconferencing.
Up to eight arms, each consisting of full-duplex optical links operating at a
rate of 40 Mbps, radiate from a central switch. User traffic enters the system
through user access nodes at the ends of the arms. The guiding philosophy of
the system is based on taking advantage of the large available transmission
bandwidth in order to simplify processing in the central switch. Within the
switch a form of time slot interchange is used to route traffic between the
arms. A flexible strategy based on time division multiplexing is used to divide
the bandwidth among users in a way which guarantees an upper bound for user
delay. The network design philosophy, as well as a detailed description of the
operation of the network, are presented.
Ce papier décrit un système à fibre optique pour distribution locale qui
est sous développement. On l¹appelle un réseau local central vu sa fonction
d¹origine de servir un nombre limité de sources à grand volume. Le réseau
possède une topologie étoile et est conçu pour transmettre des données,
interactives et en masse, voix et vidéo en téléconférence, Il possède jusqu¹à
huit bras, chacun consistant de liaisons optiques à duplex intégral
fonctionnant à un taux de 40 Mbps, et commençant à un commutateur central. Le
trafic d¹utilisateur entre le système à travers des noeuds d¹accès utilisateur
aux extrémités des bras. La philosophie de base de ce système est d¹utiliser
l¹avantage de la grande largeur de bande de transmission disponible pour
simplifier le traitement de données au commutateur central. Dans ce commutateur
une forme d¹échange d¹intervalle de temps est utilisée pour diriger les données
entre les bras. Une stratégie flexible basée sur le multiplexage en division de
temps est utilisée pour partager la largeur de bande entre les utilisateurs de
façon qu¹un délai maximum est garanti à tout le monde. La philosophie de
conception de réseau et son opération détaillée sont présentées.
Impedance of tubular stock at high frequencies
Impédance d¹un tube aux
hautes fréquences
By F.N. Trofimenkoff, R.H. Johnston, J.W. Haslett and
B. Hriskevich, Department of
Electrical Engineering, University of Calgary, Calgary, Alberta.
Pages: 135-137
The well-known equations for
the axial internal impedance of tubular stock at high frequencies are examined
and approximate solutions valid for all frequencies, diameters and wall
thicknesses are formulated.
Les équations bien connues de l¹impédance axiale interne d¹un tube aux
hautes fréquences sont examinées et des solutions approximatives valides pour
toutes les fréquences, diamètres et épaisseurs de paroi sont formulées.
Local communication networks for industrial
automation
Réseaux de communications
locale pour l¹automatisme industriel
By S. Ayandeh, Department of Electrical
Engineering, University of Western Ontario, London, Ontario.
Pages: 138-146
This paper presents a study
of the physical and data link layers of the dynamic token-passing bus protocol.
This protocol is a variant of the IEEE 802.4 token-passing bus protocol and can
therefore be applied to communication systems which support industrial
automation. Simulation results have been used for operational validation and extensive
evaluation of the communication network¹s performance. The complex process of
allocating a portion of the channel bandwidth to scheduling control, in a
completely distributed fashion, has been investigated. The dynamic
token-passing scheme exhibits random channel assignment for low bus utilization
and token-assigned behaviour for heavy utilizations. Therefore, the protocol is
capable of efficient operation for the full range of channel utilization, while
its dual-phase behaviour provides for a reliable and flexible channel
assignment scheme. The efficient range of each phase is
configuration-dependent. Thresholds have been determined for switching between
the modes, and a hardware unit has been proposed which monitors the bus
activities and, using existing signals, generates the switch-over command. Two
recommendations for modification of the existing 802.4 standard are also
proposed which increase the reliability and reduce the overheads of the logical
ring maintenance functions.
Cet article présente une étude des couches physiques et de liaisons de
transmission de données du protocole du bus à passage de jeton dynamique. Ce
protocole est une modification de celui de IEEE 802.4 et en conséquence peut
être utilisé pour les systèmes de communication qui supportent l¹automatisme
industriel. Les résultats de simulation ont été utilisés pour valider
l¹opération et pour l¹évaluation approfondie de la performance des réseaux de
communication. Le processus complexe pour l¹allocation d¹une portion de la largeur
de bande du canal pour le contrôle de cédule, d¹une façon complètement
distribuée, a été analysé. Ce principe de passage de jeton dynamique démontre
une distribution aléatoire de canaux pour une utilisation faible du bus et un
comportement assigné de jeton pour l¹utilisation forte. Pour ces raisons, le
protocole est capable d¹opérer avec efficacité pour la gamme totale de
l¹utilisation du canal, tandis que son comportement à double phase fournit un
assignement fiable et flexible du canal. La gamme efficace de chaque phase est
indépendante de la configuration. Des seuils ont été déterminés pour la
commutation entre les modes et une unité de matériel a été proposée pour
surveiller les activités du bus et qui, en utilisant les signaux disponibles,
génère la commande de commutation. Deux recommandations sont proposées pour la
modification du 802.4 pour augmenter la fiabilité et réduire la charge
supplémentaire des fonctions d¹entretien de l¹anneau logique.
An interactive power system simulator with enhanced
features
Un nouveau simulateur
interactif de système de puissance
By Adam Semlyen, Department of Electrical
Engineering, University of Toronto, Toronto, Ontario, and Doko Corovic, on leave from Energoinvest, Sarajevo,
Yugoslavia.
Pages: 147-151
An interactive power system
simulator was presented in a previous paper1 for the calculation of the
unbalanced condition of a power system with transposed lines. This paper
presents a more advanced simulator with the following features: the transmission
line on which switching operations are performed can be untransposed, while the
rest of the system is still represented as symmetrical; and the effect of
induction motor dynamics can be represented by the time domain simulation of
varying speed, slip and machine impedance. The simulator is designed to permit
interactive experimentation for examining diverse phenomena in balanced or
unbalanced steady state, produced by any sequence of switching, such as fault
inception, clearing, temporary overvoltages, effects of compensation, motor
starting, and so on. It can be used for educational purposes and for planning
and design. Illustrative examples are given for both line and fault switching
and for induction motor dynamics.
Dans un article antécédent noua avons proposé un simulateur interactif
pour le calcul de la condition déséquilibrée d¹un système de puissance avec
lignes transposées. Dans le présent article nous présentons un simulateur plus
performant ayant, entre autres, les caractéristiques suivantes : la ligne de
transmission, sur laquelle la commutation se fait, peut être détransposée,
alors que le reste du système demeure symétrique; l¹effet d¹un moteur à induction
est obtenu via la simulation, dans le domaine temporel, de la vitesse variable,
le glissement et l¹impédance de la machine. Le but du simulateur est de
permettre l¹expérimentation interactive afin d¹examiner les divers phénomènes
en régime permanent équilibré ou déséquilibré provoqués par une suite de
commutations tel que l¹introduction de fautes, l¹élimination de fautes,
survoltages temporaires, effets de compensation, démarrage de moteurs, etc. Ce
simulateur peut être utilisé pour buts éducatifs ou comme aide dans la
conception de systèmes. Quelques exemples illustratives sont présentés.
Optimal scheduling of
multichain hydro systems power
Horaires optimales de
systèmes hydro-électriques à plusieurs réservoirs
By G.S. Christensen, Department of Electrical
Engineering, University of Alberta, Edmonton, Alberta and S.A. Soliman and A. M. Atallah, Iah, Electrical Power and Machines Department, Ain
Shams University, Cairo, Egypt.
Pages: 152-156
In this paper, which is part
of a long-term study, the minimum norm formulation within the framework of
functional analysis optimization technique is used to maximize the total hydro
energy of multichain reservoirs (general configuration) during the dry period
of the year. The optimal control problem is formulated as a mathematical
problem by constructing a cost function in which the total energy generated by
all hydro plants during the entire dry period is maximized, taking into account
the hydro constraints. The proposed technique is computationally efficient
compared to existing techniques, and is able to deal with real systems.
Numerical results for a system of nine reservoirs are reported in this paper.
Dans ce papier, qui fait partie d¹une étude à long terme, la formulation
de norme minimum, dans le cadre de technique d¹optimisation pour analyse
fonctionnelle, a été utilisée pour porter au maximum l¹hydro-énergie totale de
plusieurs réservoirs (configuration générale) durant la période de sécheresse.
Le problème de contrôle optimal est formulé comme un problème mathématique par
la construction d¹une fonction de coût, dans laquelle on porte au maximum
l¹énergie totale générée par toutes les usines hydro-électriques durant la
période entière de sécheresse, en considérant les contraintes
hydro-électriques. La technique proposée est efficace en calculs, en
comparaison des techniques existantes, et capable de traiter des systèmes
réels. Des résultats numériques sont rapportés, dans ce papier, pour un système
de neuf réservoirs.