信管学年论文课程要求

科学实践与学年论文（课程编号: 0610463）

课程要求

科学实践与学年论文是信息管理与信息系统专业的一门重要的必修课程，是学生各种能力综合训练的重要环节，在本科生培养工作中占有很重要的地位。其目的在于培养学生实际运用理论知识的能力，集中体现学生在专业学习中获得的新发明、新见解。根据学分制教学方案的相关要求，结合信息管理与信息系统专业特色，制定如下具体要求：

一、学时安排

按照专业教学方案，科学实践与学年论文一般安排在三年级下学期进行，时间为一周。

二、选题要求

1、当前信息管理与信息系统领域的热点问题；

2、信息管理与信息系统学科理论在实际工作中的应用问题；

3、本学科领域发展进程中的重大事件和重要情况的调研报告；

4、探讨本学科中主要理论观点或概念的历史发展、现状和前沿问题；

5、与专业基础课、专业课内容相结合

三、指导安排

在确定指导老师和对应学生后，指导教师应与学生进行及时交流（面谈、电话或电子邮件等方式均可），明确论题写作目的和具体要求，指定必读的参考资料，指导解决学生具体问题。

四、学年论文要求

1、学生能系统、明确、完整地阐明论题所包括的主要问题；

2、学生在写作学年论文中，应融会贯通所掌握的材料，并体现出一定的独立科研能力；

3、文理通顺，书写整洁，合乎论文格式（具体要求见附件）；

4、署名时第二作者应为指导教师；

5、论文版面不得少于4页，参考文献不得少于6篇，论文为左侧装订。

4、论文篇幅应在4000至5000字；

5、用A4纸按标准格式打印。

五、论文评定

指导教师在批阅学生论文后，应在论文后面写下评语，指出论文优点及缺点，并根据评分标准给出评定成绩。

六、写作时间安排：

第一阶段：选题及撰写论文提纲2天

第二阶段：撰写论文初稿6天

第三阶段：论文辅导2天

第四阶段：交定稿和成绩评定1天

七、学生无故不按期完成学年论文或学年论文成绩不合格者，不能按期毕业。

附件：学年论文格式要求

复镜像法中的一种自适应采样方法

张波，崔翔

(华北电力大学电力工程系，河北保定071003)

摘要：为了分析土壤的结构从而进一步分析变电站接地网的性能，使用复镜像法逼近多层土壤中的格林函数，提出了一种采样的自适应选取方法。该方法使采样步长和采样点数根据土壤的层数和各层土壤的厚度自动调整，有利于计算机编程。在逼近过程中，使用了Prony法。比较了逼近后获得的函数与原函数，逼近效果非常好。使用该方法，由一组土壤视电阻率值反演得到了一个6层土壤结构。

关键词：多层土壤；格林函数；复镜像法；Prony法；自适应方法

A self-adaptation sampling scheme in complex image method

ZHANG Bo, CUI Xiang

(Department of Electrical Engineering, North China Electric Power University, Baoding 071003, China)

Abstract: In order to analyze the soil structure and to use the result to analyze the performance of grounding grids in substation, this paper presents a self adaptation-sampling scheme when complex image method is used to approach Green's function in multi-layer soil. The method can decide the sampling interval and the number of sampling points according to the number of the soil's layers and the thickness of each layer. Thus, it is propitious to develop computer programs. Prony's method is used in the process of approach. The new function is compared with the previous one and the result is very good. Based on the presented method, the paper deduces a six-layer soil model form a group of apparent resistivities.

Key words: multi-layer soil; Green's function; complex image method; Prony's method; self-adaptation method

引言

电力系统中的接地网所处的土壤通常可视为多层土壤。使用矩量法分析接地网性能时，需要求多层土壤中的格林函数[1,2]。由于该格林函数包含贝塞尔函数的广义积分，使用传统的镜像法计算很费时。目前流行的解决方案是复镜像法[3~6]，即将贝塞尔函数前的关于积分变量的函数[1,2]展开成有限项复指数项和的形式，再利用Lipschitz积分等式求解，从而避免了广义积分，大大缩短了计算时间，计算精度也很高。

使用复镜像法时，采样步长和采样点数的选定将影响到计算的精度和计算所用的时间，而实际土壤模型即使只考虑水平分层结构也是千变万化，各种模型下的采样步长和采样点数也不一样。因而，需要对采样点及其数目进行研究，找出一种可以根据土壤的层数和各层土壤的厚度自动决定采样步长和采样点数的方法。

本文对用复镜像法逼近多层土壤中的格林函数时的采样点的选取进行了讨论,提出了一种采样的自适应选取方法，有利于计算机编程，逼近结果也非常好。在逼近过程中，本文使用了Prony法。为了说明本文方法的有效性，本文使用该方法采样，得到了用复镜像法逼近

的多层土壤中的格林函数，由一组土壤视电阻率值反演得到了一个6层土壤结构[7]。

1 多层土壤中的格林函数（段前、后各空1行）

多层土壤中的格林函数非常复杂[1,2],场点与源点所在层不同，所对应的格林函数也不一样。

……

需要重新计算，因而不宜使用数值积分求。

1.2 用复镜像法逼近多层土壤中的格林函数（段前空1行）

求传统的方法是镜像法，即将式（1）中的通过泰勒级数展开成如式（2）所示的无穷项指数项求和的形式[1]，

……

同时，若取总的采样点数为，即式（5）中取，则实践证明，采样的窗宽足够宽，矩阵的条件数足够好，逼近的结果非常满意。图2给出了土壤分别为2层、3层、4层和5层，取不同值时，用Prony逼近得到的与的真实值之间的比较结果，所用土壤电阻率参数分别见表1~表4。

表1 某2层土壤电阻率模型参数

Tab.1 Resistivity parameters of a two-layer soil

……

减小了计算机截断误差和矩阵的条件数，并且便于计算机编程。实践证明，当源点和场点在地下任意位置时，上述采样方法均成立，限于篇幅，这里不再给出比较结果。

……

图1 某层土壤模型

作为本文的采样方法的实际应用，本文以一组测量得到的

f

x

y （1）

(z

)

,

4 应用

作为本文的采样方法的实际应用，本文以一组测量得到的土壤视电阻率[7]为例，反演土壤的电阻率模型[7]。在反演过程中，由于每次迭代的结果不同，需要多次使用复镜像法来逼近多层土壤的格林函数，从而验证了本文的采样方法的自适应能力。测量得到的土壤视电阻率见表5。

……

从上面的应用也可以看出，使用本文的采样方法，复镜像法的逼近效果非常好，采样的自适应能力也非常强，从而进一步说明了本文方法的有效性。

5 结论

本文对用复镜像法逼近多层土壤中的格林函数时采样点的选取进行了讨论,提出了一种采样的自适应选取方法，该方法使采样点的步长、采样点数以及复镜像逼近的项数随土壤层数及土壤各层的厚度的变化而变化，减小了计算机截断误差和矩阵的条件数，并且便于计算机编程。

本文使用该方法采样，得到了用复镜像法逼近的多层土壤中的格林函数，由一组土壤视电阻率值反演得到了一个六层土壤结构，反演结果也非常好，验证了本文的采样方法的自适应能力。

参考文献：

[1]谢广润.电力系统接地技术[M].北京：水利电力出版社,1991.26.

[2]Takehiko Takahashi, Taro Kawase. Calculation of earth resistance for a deep-driven rod in a

multi-layer earth structure[J].IEEE Transactions on Power Delivery,1991,6(2): 608-614. [3]Leonard Chow Y, Jian Jun Yang, Gregory E Howard. Complex images for electrostatic field

computation in multilayered media[J].IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,1991,39(7):1120-1125.

[4]Hamming R W. Numerical method for scientists and engineers[M].New York:Dover,1973.75.

[5]Yingbo Hua, Tapan K Sarkar. Generalized pencil of function method for extracting poles of

an EM system from its transient response[J].IEEE Trans. Antennas Propagat., 1989,37(2):229-234.

[6]袁建生,李中新.求解多层媒质中电源电场问题的复镜像法[J].清华大学学报, 1999,39(5):

51-53.

[7]Bo Zhang, Xiang Cui, Lin Li. Analysis of Earth Structure Using Genetic Algorithms at Initial

Step[C].Proceedings of The Fourth International Conference on Electromagnetic Field Problems and Applications.Tianjin,2000.178-181.

基金项目：国家自然科学基金项目（50077006）、教育部高等学校优秀青年教师奖励基金计划和骨干教师资助计划共同资助。

[说明]

1.文中出现的英文缩写应给出全称。

2.按出现的次序在文中标出参考文献号码。

3.请特别注意参考文献的格式，即各种类型的文献均应给出其要求项目，请勿遗漏。

4.表格、图等要标明对应的英文。表格格式不作限制。