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机载网络化测试系统专用IEEE1588千兆交换机设计
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作者 李峰 《中国测试》 北大核心 2025年第7期120-128,共9页
针对机载网络化测试系统中存在的IEEE1588-2002(文中简称为v1)与IEEE1588-2008(文中简称为v2)协议设备无法兼容互联、千兆以太网环境下v1协议实现困难、v1级联同步精度差、数据过滤效率低等技术难题,提出一种基于FPGA+CPU异构架构的专... 针对机载网络化测试系统中存在的IEEE1588-2002(文中简称为v1)与IEEE1588-2008(文中简称为v2)协议设备无法兼容互联、千兆以太网环境下v1协议实现困难、v1级联同步精度差、数据过滤效率低等技术难题,提出一种基于FPGA+CPU异构架构的专用交换机设计方案。通过构建协议转换服务中间件突破v1-v2混合设备异构组网壁垒,采用低抖动千兆物理层芯片与FPGA协同完成v1协议精密授时,提出基于透明时钟修正的v1级联同步方法,并基于三态内容寻址存储器(ternary content addressable memory,TCAM)预处理架构实现512规则并行匹配的高速数据过滤引擎。实验室测试表明,该方案在-40~70℃环境下可实现级联时千兆v1/v2同步误差小于200 ns,数据过滤时延稳定在80 ns以内。装机试飞验证证实,该交换机能够满足机载网络化测试系统对亚微秒级时钟同步、混合协议设备兼容、高性能数据过滤的需求。 展开更多
关键词 机载测试 交换机 ieee1588 数据过滤
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适用于数字化变电站的IEEE1588测试仪的研制 被引量:2
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作者 陈炯聪 崔全胜 +1 位作者 魏勇 郑运召 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2012年第14期137-142,共6页
针对数字化变电站中智能设备的IEEE1588协议测试需求,提出了一种适用于数字化变电站的IEEE1588测试仪的研制方案。该方案分析了IEEE1588测试仪的系统功能要求、介绍了其硬件及软件设计,并研究了测试案例控制模式和测试自动化实现。利用... 针对数字化变电站中智能设备的IEEE1588协议测试需求,提出了一种适用于数字化变电站的IEEE1588测试仪的研制方案。该方案分析了IEEE1588测试仪的系统功能要求、介绍了其硬件及软件设计,并研究了测试案例控制模式和测试自动化实现。利用该测试仪构成的闭环测试系统,可以实现数字化变电站中智能设备的IEEE1588协议一致性测试。实际应用效果表明该测试仪能正确完成智能设备的IEEE1588协议实时闭环测试,可显著提高智能设备IEEE1588协议测试效率,确保智能设备IEEE1588协议实现的正确性和可靠性。 展开更多
关键词 ieee1588测试仪 数字化变电站 ieee1588协议一致性测试 测试自动化 ieee1588管理机制
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基于NTP和IEEE1588海底观测网时间同步系统 被引量:17
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作者 李德骏 汪港 +2 位作者 杨灿军 金波 陈燕虎 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期1-7,共7页
为了实现深海海底观测网时间同步,针对海底观测网通信网络拓扑结构,提出基于网络时间协议(NTP)和IEEE1588协议的时间同步应用方案.介绍NTP和IEEE1588(PTP)协议时钟同步原理.设计岸基站、接驳盒层、观测仪器层进行时间同步的硬件结构.该... 为了实现深海海底观测网时间同步,针对海底观测网通信网络拓扑结构,提出基于网络时间协议(NTP)和IEEE1588协议的时间同步应用方案.介绍NTP和IEEE1588(PTP)协议时钟同步原理.设计岸基站、接驳盒层、观测仪器层进行时间同步的硬件结构.该系统以岸基站PTP主时钟接收到的GPS/北斗双参考源的卫星信号为时间源,解码输出NTP同步信号和PTP同步信号经由光纤以太网通过深海光电复合缆进行远程传输,利用各层时间同步装置获取精确时间.开展实验室环境下的时间同步监测实验.结果表明,PPS信号时间同步精度小于500ns,NTP时间同步精度小于400μs,PTP时间同步精度小于3μs. 展开更多
关键词 海底观测网 接驳盒 网络时间协议(NTP) ieee1588 时间同步
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IEEE1588时钟同步协议在数字化变电站中的应用探讨 被引量:23
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作者 史先好 高厚磊 +1 位作者 向珉江 崔川 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期132-135,共4页
针对IEC61850对变电站内不同应用层面的同步精度要求,比较了硬接线同步方式、简单网络时间协议(SNTP)和IEEE1588精确时间协议(PTP)的优缺点。介绍了IEEE1588时间协议的时钟类型以及它们之间的关系,详细分析了IEEE1588时间同步的基本原... 针对IEC61850对变电站内不同应用层面的同步精度要求,比较了硬接线同步方式、简单网络时间协议(SNTP)和IEEE1588精确时间协议(PTP)的优缺点。介绍了IEEE1588时间协议的时钟类型以及它们之间的关系,详细分析了IEEE1588时间同步的基本原理。应用目前硬件支持条件,论证了在数字化变电站中应用IEEE1588实现高精度时间同步的可行性。基于未来变电站自动化系统对高精度时间同步信息的需求,提出了IEEE1588时间协议在IEC61850数字化变电站中的2个工程应用方案,其一为单变电站型,其二为多变电站型。在应用方案中,讨论了利用北斗卫星定位系统、全球卫星定位系统(GPS)和原子时钟构建最高级时钟的冗余配置方案。 展开更多
关键词 ieee1588 数字化变电站 时钟同步 以太网 IEC61850 时间孤岛
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IEEE1588时钟同步技术在数字化变电站中的应用 被引量:32
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作者 汪祺航 吴在军 +1 位作者 赵上林 黄伟 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2010年第19期137-141,169,共6页
介绍了国内现阶段数字化变电站时钟同步技术的应用,比较了现阶段变电站时钟同步技术的技术特点。针对基于IEC61850标准的新型数字化变电站高精度时钟同步指标要求,引入能达到亚微秒级对时精度的IEEE1588时钟同步对时技术,阐述了IEEE158... 介绍了国内现阶段数字化变电站时钟同步技术的应用,比较了现阶段变电站时钟同步技术的技术特点。针对基于IEC61850标准的新型数字化变电站高精度时钟同步指标要求,引入能达到亚微秒级对时精度的IEEE1588时钟同步对时技术,阐述了IEEE1588时钟同步技术原理。重点讨论基于IEEE1588时钟同步技术的两种变电站配置方案——基于边界时钟的对时网络和基于透明时钟的对时网络,论述了基于透明时钟的对时网络的优越性。提出了对时装置的设计方案,并分析了影响IEEE1588对时性能的重要因素和补偿手段。 展开更多
关键词 时钟同步 ieee1588 数字化变电站
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IEEE1588时钟同步系统应用分析与现场测试 被引量:22
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作者 刘巍 熊浩清 +1 位作者 石光 赵勇 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期127-131,共5页
介绍了数字化变电站IEEE1588同步对时系统的结构及特点,重点分析了不同模式情况下的实现机制与差别,提出了合并单元同步性能、主备时钟切换性能等项目的测试方法,通过实际工程测试得出了2个合并单元输出的采样值角差的变化以及主备时钟... 介绍了数字化变电站IEEE1588同步对时系统的结构及特点,重点分析了不同模式情况下的实现机制与差别,提出了合并单元同步性能、主备时钟切换性能等项目的测试方法,通过实际工程测试得出了2个合并单元输出的采样值角差的变化以及主备时钟切换各环节延时等数据。最后结合测试中遇到的问题,提出了过程层网络主备时钟切换试验的重要性,并给出了对于合并单元的一些建议。 展开更多
关键词 变电站 同步对时 测试 ieee1588 通信
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基于IEEE1588的时钟同步算法软件实现 被引量:36
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作者 刘明哲 徐皑冬 赵伟 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z3期2009-2011,共3页
基于工业以太网通信技术,本文给出了一种精准时间协议的软件实现方法。它基于划分时隙的以太网确定性调度通信机制,有效地消除了以太网冲突的影响,并通过硬件定时、中断补偿等手段,大大提高了时钟同步的精度。经测试的结果表明,它可以... 基于工业以太网通信技术,本文给出了一种精准时间协议的软件实现方法。它基于划分时隙的以太网确定性调度通信机制,有效地消除了以太网冲突的影响,并通过硬件定时、中断补偿等手段,大大提高了时钟同步的精度。经测试的结果表明,它可以达到亚微秒级的时钟抖动精度,满足大部分工业系统的要求。 展开更多
关键词 ieee1588 以太网 时钟同步 精准时间协议
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IEEE1588协议在分布式系统保护信息传输中应用 被引量:12
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作者 张振 许扬 +2 位作者 陆于平 朱国防 林霞 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期83-87,97,共6页
将IEEE61850标准应用在分布式发电系统后,由于空间距离和节点的变化,使保护信息传输的同步精度与实时性变成一个难题。提出采用IEEE1588标准的时间同步协议(PTP)实现方法,通过采用现场可编程门阵列(FPGA)芯片单独设立时标生成器,其时间... 将IEEE61850标准应用在分布式发电系统后,由于空间距离和节点的变化,使保护信息传输的同步精度与实时性变成一个难题。提出采用IEEE1588标准的时间同步协议(PTP)实现方法,通过采用现场可编程门阵列(FPGA)芯片单独设立时标生成器,其时间精度大幅提高。采用IEEE1588协议设计的硬件由接收/发送、CPU接口、存储控制、状态控制、事件触发、时钟校准、最佳主时钟(BMC)等模块组成;软件由PTP协议、UDP/IP通信、实时调度、时间戳接口、硬件驱动接口等模块组成,采用JAVA和C语言混合编程。通过实验得到平均时钟偏差为2.1μs,验证了所提方案的可行性。 展开更多
关键词 分布式系统 同步精度 可编程门阵列 保护信息 ieee1588
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基于IEEE1588的智能变电站时钟同步网络 被引量:29
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作者 曾祥君 黎锐烽 +1 位作者 李泽文 王阳 《电力科学与技术学报》 CAS 2011年第3期3-8,共6页
时钟同步系统是实现变电站设备智能化的关键技术.介绍智能化变电站对时间统一系统的要求,分析IEEE 1588时钟同步原理;论述智能变电站PTP时钟同步网组网方式;搭建智能变电站PTP时间同步网络模型并设计同步时钟的冗余配置方案.该时间同步... 时钟同步系统是实现变电站设备智能化的关键技术.介绍智能化变电站对时间统一系统的要求,分析IEEE 1588时钟同步原理;论述智能变电站PTP时钟同步网组网方式;搭建智能变电站PTP时间同步网络模型并设计同步时钟的冗余配置方案.该时间同步网络能够满足智能电网自愈性要求,可以用于指导智能化变电站时间统一系统的构建. 展开更多
关键词 智能变电站 ieee1588 冗余网络 时间统一系统
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智能变电站IEEE1588时钟同步冗余技术研究 被引量:15
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作者 李俊刚 刘星 +3 位作者 张爱民 张杭 耿英三 魏勇 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2015年第20期97-101,共5页
针对智能变电站时钟同步系统现状,提出了基于IEEE1588的时钟同步系统冗余方案。在分析IEEE1588的实现原理及其特点的基础上,提出了单钟方案、双钟互备方案和双钟双扩展方案。重点对双钟互备方案进行了阐述,并详细分析了时钟冗余切换原... 针对智能变电站时钟同步系统现状,提出了基于IEEE1588的时钟同步系统冗余方案。在分析IEEE1588的实现原理及其特点的基础上,提出了单钟方案、双钟互备方案和双钟双扩展方案。重点对双钟互备方案进行了阐述,并详细分析了时钟冗余切换原理和过程。同时,进一步对双钟互备方案在变电站单网和双网模式下,不同网络方案对时钟冗余造成的影响进行了研究。 展开更多
关键词 ieee1588 变电站 时钟冗余 网络方案
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基于IEEE1588的时钟同步技术研究 被引量:8
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作者 李智 张景宇 +1 位作者 牛军浩 覃斌毅 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2012年第12期99-102,共4页
分布式测量控制系统的快速发展对时钟同步精度提出了更高的要求,IEEE1588协议是关于网络测量和控制系统的协议,可实现高精度的时间同步;深入分析了IEEE1588协议的最佳主时钟(BMC)算法原理和本地时钟同步主时钟的过程;提出了一种在物理... 分布式测量控制系统的快速发展对时钟同步精度提出了更高的要求,IEEE1588协议是关于网络测量和控制系统的协议,可实现高精度的时间同步;深入分析了IEEE1588协议的最佳主时钟(BMC)算法原理和本地时钟同步主时钟的过程;提出了一种在物理层加盖时间戳的IEEE1588实现方案,提供了硬件设计方法,阐述了主从时钟的软件设计流程。在此基础上对主从时钟的同步进行了验证。实验证明:该方法是切实可行的,时钟同步精度可达亚微秒级;通过不同网络电缆长度的测试,证明该设计基本消除了固定网络延迟造成的影响。 展开更多
关键词 时钟同步 ieee1588 最佳主时钟算法 时间戳
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IEEE1588 V2在全数字化保护系统中的应用 被引量:9
12
作者 杨丽 赵建国 +1 位作者 Peter A Crossley 陈大超 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期98-102,共5页
通过分析IEEE1588 V2的特点,提出了支持IEEE1588 V2同步标准的全数字化保护系统组网测试方案。该方案针对网格型接线变电站的数字化保护系统设计,选用保护智能电子设备,建立网格角母线保护柜、馈线差动和距离保护柜、变压器高压/低压侧... 通过分析IEEE1588 V2的特点,提出了支持IEEE1588 V2同步标准的全数字化保护系统组网测试方案。该方案针对网格型接线变电站的数字化保护系统设计,选用保护智能电子设备,建立网格角母线保护柜、馈线差动和距离保护柜、变压器高压/低压侧保护柜;提出以太网交换机的过程层应用方案,利用保护测试仪的时间码转换接口与上述以太网交换机配合完成时间同步。冗余时间源机制提高了过程层采样值时间同步的可靠性和准确性。 展开更多
关键词 ieee1588 V2 时间同步 数字化变电站 过程总线 继电保护
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IEEE1588对时同频算法 被引量:8
13
作者 叶品勇 魏建功 陈新之 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期113-115,119,共4页
为了提高IEEE1588对时精度,满足1μs以内对时精度的要求,需要在对从钟偏移量调整的基础上进行从钟频率调整以实现与主钟同频同相。现有的时钟同频算法仅根据相邻2次SYNC报文的收、发时间戳计算时钟频率差实现主、从钟同频。在IEEE1588V... 为了提高IEEE1588对时精度,满足1μs以内对时精度的要求,需要在对从钟偏移量调整的基础上进行从钟频率调整以实现与主钟同频同相。现有的时钟同频算法仅根据相邻2次SYNC报文的收、发时间戳计算时钟频率差实现主、从钟同频。在IEEE1588V2透明时钟对时模式下,由于没有考虑到SYNC报文Correction域的影响,该算法无法收敛。提出了对该算法的改进,加入SYNC报文Correction域和时钟偏移量的修正,该算法可以快速收敛,快速实现从钟与主钟同频。通过实际测试系统,验证了改进后算法的可行性和准确性。 展开更多
关键词 ieee1588 精度 算法 同步 时钟
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基于IEEE1588的智能变电站时钟同步技术 被引量:12
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作者 王康 胡永辉 马红皎 《电力科学与技术学报》 CAS 2011年第3期9-14,共6页
随着IEC61850标准在智能变电站领域的推广应用,智能电子设备IED(Intelligent Electronic Device)对时钟精度要求已达到了T5等级(1μs).介绍IEEE 1588时间同步原理,对研制的PTP 925d时钟模块进行性能测试,证明在硬件辅助条件下IEEE 1588... 随着IEC61850标准在智能变电站领域的推广应用,智能电子设备IED(Intelligent Electronic Device)对时钟精度要求已达到了T5等级(1μs).介绍IEEE 1588时间同步原理,对研制的PTP 925d时钟模块进行性能测试,证明在硬件辅助条件下IEEE 1588标准的时间同步精度可以达到纳秒量级.并分析IEC 61850标准在智能变电站的功能结构,以PTP 925d时钟模块为基本构件,设计智能变电站站内与站间的PTP时间同步方案,论述与分析相关技术细节,为IEEE 1588在智能变电站的工程应用提供参考. 展开更多
关键词 ieee1588 PTP 时间同步 IEC61850 智能变电站
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IEEE1588高精度同步算法的研究和实现 被引量:31
15
作者 桂本烜 刘锦华 《电光与控制》 北大核心 2006年第5期90-94,共5页
随着网络技术的发展,分布式控制系统中对时间同步的要求越来越高。为了满足某些领域中微秒级时间同步的要求,本文对IEEE1588高精度时间同步进行了研究,对该算法实现高精度同步的方法进行了阐述,同时对实际系统中存在的问题进行了剖析,... 随着网络技术的发展,分布式控制系统中对时间同步的要求越来越高。为了满足某些领域中微秒级时间同步的要求,本文对IEEE1588高精度时间同步进行了研究,对该算法实现高精度同步的方法进行了阐述,同时对实际系统中存在的问题进行了剖析,根据分析结果,采用系统晶振补偿和OffsetTime滤波的方法对系统进行了完善,并进行了实验。实验结果表明,通过晶振补偿和OffsetTime滤波很大程度上提高了同步精度,达到了高精度同步系统的要求。 展开更多
关键词 ieee1588 时间同步 线路延时 时间偏差 时钟补偿
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IEEE1588协议在智能变电站应用的模型分析及测试研究 被引量:4
16
作者 潘丁 谢梦雪 +2 位作者 王志立 袁亮 梅林常 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2013年第19期140-146,共7页
为了解决普通对时模式在分布式以太网络中对时精度低或专网施工复杂等问题,在智能变电站以太网络中引入IEEE1588时钟同步协议。分析和研究了IEEE1588普通时钟、边界时钟和透明时钟模型的校准特性和时钟属性,并搭建智能变电站仿真网络结... 为了解决普通对时模式在分布式以太网络中对时精度低或专网施工复杂等问题,在智能变电站以太网络中引入IEEE1588时钟同步协议。分析和研究了IEEE1588普通时钟、边界时钟和透明时钟模型的校准特性和时钟属性,并搭建智能变电站仿真网络结构模型,进行模型验证和校准特性仿真测试验证。仿真测试结果表明IEEE1588协议应用在智能变电站以太网络中提高了时钟同步精度,简化了智能变电站网络结构,具有推广应用的现实价值。 展开更多
关键词 ieee1588 时钟模型 普通时钟 边界时钟 透明时钟 PTP 时钟同步
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基于IEEE1588协议的精确时钟同步算法改进 被引量:11
17
作者 李学桥 陈园 梁爽 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2011年第2期42-45,共4页
在工业控制领域,时钟同步精度是影响工业以太网实时性的一个重要因素。为了满足工业以太网对时钟同步的高精度要求,本文对IEEE1588精确时间同步协议进行了研究,阐述了该算法实现高精度同步的原理,并针对以太网通讯路径不对称的情况,提... 在工业控制领域,时钟同步精度是影响工业以太网实时性的一个重要因素。为了满足工业以太网对时钟同步的高精度要求,本文对IEEE1588精确时间同步协议进行了研究,阐述了该算法实现高精度同步的原理,并针对以太网通讯路径不对称的情况,提出了一种同步改进算法,通过对同步延迟计算进行加权修正,提高了时钟同步精度。最后,在自行设计的测试系统中进行了测试,测试结果表明,改进算法有效提高了路径不对称条件下的时钟同步精度。 展开更多
关键词 ieee1588 时钟同步 线路延迟 同步偏差
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基于ARM的IEEE1588精密时钟同步协议的实现 被引量:7
18
作者 孔亚广 孙祥祥 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2013年第A01期315-317,323,共4页
为了达到以太网纳秒级的时钟同步,概述了IEEE1588(网络化测量及控制系统的精确时钟同步协议)的机理,对该算法实现纳秒级同步的方法进行细述,同时从工程实践的角度提出一种基于ARM的实现方法,软硬件结合实现IEEE1588协议,给出了实现方案... 为了达到以太网纳秒级的时钟同步,概述了IEEE1588(网络化测量及控制系统的精确时钟同步协议)的机理,对该算法实现纳秒级同步的方法进行细述,同时从工程实践的角度提出一种基于ARM的实现方法,软硬件结合实现IEEE1588协议,给出了实现方案和流程图,并给出相关的测试结果,证明其符合现代工业以太网应用对高精度时钟同步的要求。 展开更多
关键词 ieee1588协议 时间戳 以太网 时钟同步 延迟
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基于遗传算法与PID原理的IEEE1588从时钟同步研究 被引量:7
19
作者 李德新 钟俊 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2016年第18期96-101,共6页
高精度的时钟同步技术是电力系统稳定运行的前提。环境温度对时钟同步设备精度会造成严重影响。在IEEE1588协议原理的基础上,提出一种基于遗传算法和PID控制原理的从时钟自适应误差修正方法。建立PID控制模型,将从时钟函数模型作为被控... 高精度的时钟同步技术是电力系统稳定运行的前提。环境温度对时钟同步设备精度会造成严重影响。在IEEE1588协议原理的基础上,提出一种基于遗传算法和PID控制原理的从时钟自适应误差修正方法。建立PID控制模型,将从时钟函数模型作为被控对象,以从时钟与理想时钟源之间的差值为系统误差,采用时间乘平方误差积分准则(ITSE)作为目标函数。通过遗传算法对PID的三个参数进行遗传操作,进而达到PID优化,实现自适应修正从时钟时间误差的目的。Matlab仿真结果表明,该方法在不同的温度环境下均具备很好的自适应能力,同步精度达到1 ns。 展开更多
关键词 ieee1588 时钟同步 遗传算法 PID控制 ITSE
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一种基于IEEE1588协议的同步误差修正算法 被引量:3
20
作者 张大帅 葛文萍 +1 位作者 赵俊飞 李华杰 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期46-49,54,共5页
为了减小网络传输抖动误差对IEEE1588时间同步协议的影响,提高网络授时精度,本文对IEEE1588协议的原理进行了研究,并提出了卡尔曼平滑滤波修正算法。首先,详细分析了影响同步精度的几个因素,依据IEEE1588延迟请求响应机制,分析推导了偏... 为了减小网络传输抖动误差对IEEE1588时间同步协议的影响,提高网络授时精度,本文对IEEE1588协议的原理进行了研究,并提出了卡尔曼平滑滤波修正算法。首先,详细分析了影响同步精度的几个因素,依据IEEE1588延迟请求响应机制,分析推导了偏移测量值的噪声模型,并在此基础上对卡尔曼平滑滤波算法进行仿真,仿真中对比滤波前后的同步精度,验证了该设计的可行性和算法的有效性。 展开更多
关键词 ieee1588 同步精度 时钟偏移 误差分析 卡尔曼平滑滤波
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