嵌入式Linux设备的高精度IEEE 1588时钟同步实现

IEEE 1588时钟同步协议用于解决分布式网络测控系统中远距离仪器设备之间的同步问题;在分析IEEE 1588时钟同步实现原理的基础上,提出一种嵌入式Linux设备的高精度IEEE 1588时钟同步实现方案;采用专用PHY芯片DP83640在物理层为PTP报文加盖硬件时间戳,设计网络设备驱动与PTP硬件时钟控制驱动,并在用户层利用Linux系统标准API实现IEEE 1588协议软件;实验结果表明,两台设备直接相连时,时钟同步精度可稳定在±100 ns以内。     

基于STM32F407的时钟同步系统的实现

随着电力系统复杂程度的提高,智能化变电站对系统内各节点时钟同步精度的要求越来越高;IEEE1588 精确时钟同步协议的应用使得系统内时钟同步精度达到纳秒级别;文章对IEEE1588时钟同步的原理进行了分析,设计了基于STM32F407处理器的时钟同步系统;介绍了本地时钟向量调节与频率调节两种时钟调节方式;最后测试主从时钟同步精度,结果表明同步精度在200 ns以内,满足智能变电站对系统内时钟同步精度的要求。     

基于IEEE 1588的多基地声呐湿端时钟同步技术研究

多基地声呐技术将会在未来发挥越来越重要的作用;而基于以太网的声呐湿端数据采集与传输系统在多基地声呐应用中对时间同步技术提出了更高的要求和挑战;文章提出了基于IEEE1588 v2标准的精确时间同步协议方案,并用支持IEEE1588的以太网交换机和PHY芯片实现了多基地声呐设备间的同步;测试结果表明,同步精度达到了亚微秒级别。     

不同机载测试网络环境对IEEE 1588时钟同步系统性能的影响分析

为深入研究不同机载测试网络环境对IEEE 1588时钟同步系统性能的影响,提出了使用正态分布曲线描绘时钟同步误差的方法。通过分析IEEE1588时钟同步系统的工作原理,决定采用硬件方式测量时钟同步误差分布,并利用统计学的分析方法,分析不同的机载测试网络环境对IEEE 1588时钟同步系统性能的影响。分析结果表明网络拓扑结构、网络节点负载和外部环境温度都对IEEE 1588时钟同步系统的性能有一定影响,其中网络拓扑结构的变化对IEEE1588时钟同步精度的影响比较大。这一研究成果对网络化机载测试系统的设计与使用具有一定的借鉴意义。     

船舶电力系统时钟同步及改进技术研究

为了提高船舶电力系统时钟同步精度,减少由于测试时间基准不同带来的误差,提出了一种新的船舶综合平台时钟同步方案;利用PTP同步报文中时间戳的精确值于每周期利用偏差对从时钟进行修正的同时,将多周期的时钟漂移进行综合,改进同步精度;利用Matlab进行时钟误差建模,进行算法改进及硬件验证;仿真和测试结果表明,该算法能够在IEEE1588同步方案的基础上将同步精度进一步提升至60 ns左右,在不改变以太网同步策略的基础上进一步改进同步精度,具有重大的研究价值和工程实践意义。     

IEEE1588时钟同步技术在飞行试验遥测网络系统中的应用

随着遥测网络系统在飞行试验遥测传输领域的发展,尤其是INET概念的提出,利用无线网络传输数据已成为飞行试验遥测发展的新方向。本文以无线网实现飞行试验数据传输为基础,探讨了几种时钟同步技术在无线网传输环境下应用的优缺点,并着重研究了IEEE1588时钟同步协议的实现原理及其在遥测网络系统中实现时钟同步的方法。     

IEEE1588v2时间同步技术在新一代电力骨干网中应用研究

针对传统的时钟同步方法已经无法适应新一代电力系统对时钟同步提出的更高要求,引入了一种能达到亚微秒级同步精度的1588v2时间同步技术,可以完全满足新一代电力系统中数字化变电站等电力二次终端设备高精度时间同步的要求;在对OTN和PTN进行同步技术分析的基础上,提出了基于OTN+PTN统一同步网络组网模型的应用场景,探讨了1588v2时钟信号在混合网络中的传递方式,并在现网中进行了时间同步性能测试验证,时间精度优于±100 ns;研究结果表明,基于1588v2时间同步技术的OTN+PTN组网模型能够满足电力系统业务的同步需求。     

基于PTP的多节点微震数据同步采集技术研究

为了同步微震监测系统中各分布式采集节点时钟和提高其精度,提出一种基于PTP(precision time protocol)时钟协议的微震数据同步采集设计方案。该方案将计算机时钟作为系统主时钟,以STM32为处理器,IP178CH为网卡驱动设计时钟分配器,并在其中植入PTP时钟协议,然后通过时钟分配器向网络中各采集节点周期性发送同步信号,最后通过时间偏差和网络延迟时间对每个节点的RTC时钟进行校准,使其与主时钟保持一致,从而实现了节点数据同步采集,其时钟同步精度达到了μs级。     

基于EPL的分布式时钟同步方法

工业以太网协议Ethernet POWERLINK(EPL)分布式站点的时钟同步方法并不能在实时运行过程中保持很高的同步精度,无法满足特定环境下的控制要求。研究了工业以太网协议EPL的两种时钟同步机制,通过数理计算分析了时钟同步误差产生的原因,针对误差较大的缺点,提出了减小误差的方法。通过迭代计算消除了主从站同步报文往返的路径延迟,并设计基于现场可编程门阵列(FPGA)的集线器(Hub)用于EPL菊花链网络拓扑结构,有效地克服了时钟同步报文往返传输延时不一致的缺点,测试结果表明新方法明显优于协议自身的时钟同步方法,对于实现基于EPL的高精度分布式时钟同步网络具有重要意义。     

EtherCAT时钟同步技术研究

EtherCAT是一种实时工业以太网协议;基于EtherCAT实时性强的特点,重点研究了EtherCAT分布时钟机制,并提出了在嵌入式设备上基于实时操作系统μC/OS II完成主站设计的方案;通过分析传输延时补偿、初始偏移补偿、动态漂移补偿等时钟同步过程,完成了对主站系统时钟同步技术的设计;基于环形冗余结构搭建了一主三从的EtherCAT测试系统,并通过计算机、示波器等设备采集得到从站间产生SYNC0信号的时间差值数据;最后,根据SYNC0周期为1 ms的数据,分析得到系统时钟误差维持在55 ns以内的同步性能,为时钟同步技术的理论研究提供了数据支持。     

Study on Proportional Synchronization of Hyperchaotic Circuit System

In this paper, the proportional synchronization between drive system and response system is achieved by using the concept of generalized synchronization. The phase space of all variables in response system can be expanded and compressed flexibly. Meanwhile, the 6-D hyperchaotic chua's circuit is considered as an illustrative example to demonstrate the effectiveness of the proposed approach. Furthermore, focusing on the shortcoming of the long transient behavior during the process of synchronization, a feedback method is adopted to shorten the transitional time of synchronization, which will provide an effective way for speeding up the transmitting velocity of code in chaotic multiple access communication.     

Synchronization on coupled dynamical networks

In this paper, partial synchronization (PaS) in networks of coupled chaotic oscillator systems and synchronization in sparsely coupled spatiotemporal systems are explored. For the PaS, we reveal that the existence of PaS patterns depends on the symmetry property of the network topology, while the emergence of the PaS pattern depends crucially on the stability of the corresponding solution. An analytical criterion in judging the stability of PaS state on a given network are proposed in terms of a comparison between the Lyapunov exponent spectrum of the PaS manifold and that of the transversal manifold. The competition and selections of the PaS patterns induced by the presence of multiple topological symmetries of the network are studied in terms of the criterion. The phase diagram in distinguishing the synchronous and the asynchronous states is given. The criterion in judging PaS is further applied to the study of synchronization of two sparsely coupled spatiotemporal chaotic systems. Different synchronization regimes are distinguished. The present study reveals the intrinsic collective bifurcation of coupled dynamical systems prior to the emergence of global synchronization.     

基于函数矩阵的一类混沌系统同步

研究了一类混沌系统的同步问题、基于稳定性理论和极点配置技术,设计了两个混沌系统之间的同步方案,实现两个混沌系统之间的同步,通过函数矩阵,实现驱动系统和响应系统的状态变量按给定的函数矩阵同步,同时证明了该方法同样适用于两个混沌系统之间的滞后同步,通过对Lorenz混沌系统和Lorenz超混沌系统的数值模拟,进一步验证了所提方案的有效性。     

Lorenz系统族采样同步研究

从对连续时间混沌系统进行数字测量的角度，提出了连续时间混沌系统的采样同步问题. 利用控制理论的结果，设计了Lorenz系统族的采样同步系统. 仅需测量一个状态分量，就可在采样时刻实现同步. 数值模拟例证了同步的性能. 关键词： 混沌同步 Lorenz系统族 采样同步     

Robust synchronization of uncertain chaotic systems

This paper investigates robust unified (lag, anticipated, and complete) synchronization of two coupled chaotic systems. By introducing the concepts of positive definite symmetrical matrix and Riccati inequality and the theory of robust stability, several criteria on robust synchronization are established. Extensive numerical simulations are also used to confirm the results.     

两个非耦合Hindmarsh-Rose神经元同步的非线性特征研究

利用Hindmarsh-Rose(HR)神经元输出的膜电压作为刺激调整两个具有不同初始条件的非耦合HR神经元的电流输入，通过分析神经元放电峰峰间期(ISI)的分布揭示了两个神经元同步过程轨道演化的机理.在周期信号刺激下，两个具有相同参数原处于混沌状态的神经元可以 实现完全同步，且可以同步到不同于刺激信号频率的周期响应上；两个具有不同参数的神经 元可以实现相位同步，参数差别较小的两个神经元可以相位同步到与刺激信号不同频率的周 期响应上，参数差别较大的两个神经元只可能相位同步到与刺激信号相同频率的周期响应上 .混沌信号刺激两个神经元只可能同步到产生混沌信号神经元的放电模式上，可见混沌刺激 更有利于神经元信息编码与解码.分析两个被调整神经元系统的最大条件Lyapunov 指数(Lmc )与刺激强度k的关系表明当k达到某一阈值时两个系统的Lmc均为负值是两个系统实现同 步的必要条件.平均发放率相同的混沌刺激和周期刺激相比较混沌刺激更容易使两个神经元 实现同步，表明混沌刺激产生的效应更强，该结论与实验结果相符合. 关键词： 放电峰峰间期 同步 相位同步 条件Lyapunov 指数     

Effects of Quantum Noise on Quantum Clock Synchronization

In laboratory environment, the channel apparatus will generate particular dominant quantum noise. The noise then will give rise to some errors during synchronization. In this work, the accuracies of one qubit transport protocol and entangled states transport protocol in the presence of noise have been studied. With the help of three important and familiar noise models, the quantum noise will degrade the accuracy has been proved. Due to the influence of quantum noise, the accuracy of entangled qubits decrease faster than that of one qubit. The entangled states will improve the accuracy in noise-free channel, and will degrade the accuracy in noise channel.     

长短脉冲振荡器同步输出的研究

本文首次报道—种新的负反馈技术和快速电路。在这基础上,两台脉冲振荡器同步输出,其间的相对抖动约±1ns。     

Adaptive generalized functional synchronization of chaotic systems with unknown parameters

A universal adaptive generalized functional synchronization approach to any two different or identical chaotic systems with unknown parameters is proposed, based on a unified mathematical expression of a large class of chaotic system. Self-adaptive parameter law and control law are given in the form of a theorem. The synchronization between the three-dimensional R6ssler chaotic system and the four-dimensional Chen＇s hyper-chaotic system is studied as an example for illustration. The computer simulation results demonstrate the feasibility of the method proposed.     

Segmented Spiral Waves and Anti-phase Synchronization in a Model System with Two Identical Time-Delayed Coupled Layers

In this paper, we consider a model system with two identical time-delayed coupled layers. Synchronization and anti-phase synchronization are exhibited in the reactive system without diffusion term. New segmented spiral waves, which are constituted by many thin trips, are found in each layer of two identical time-delayed coupled layers, and are different from the segmented spiral waves in a water-in-oil aerosol sodium bis（2-ethylhexyl） sulfosuccinate （AOT） microemulsion （ME） （BZ-AOT system）, which consists of many small segments. ＂Anti-phase spiral wave synchronization＂ can be realized between the first layer and the second one. For different excitable parameters, we also give the minimum values of the coupling strength to generate segmented spiral waves and the tip orbits of spiral waves in the whole bilayer.