用信号流图编制时域状态方程

用状态变量法研究电路或系统问题,首先应编制状态方程。使用矩阵的系统编写法,手续麻烦、运算复杂不太适用;直观编写法又只能适用于没有电容回路和电感割集情况,而且仍存在消去非状态变量的繁琐运算。本文提出的信号流图法既不象矩阵系统编写法那样复杂,也不受直观编写法电容回路和电感割集的限制。基本思想是:以状态变量作源点,状态变量的一阶导数作阱点,非状态变量既非源点也非阱点,而是中间变量,作出信号流图。根据所得流图,使用梅逊传输公式,就可得到状态方程。文中通过两个例子全面地说明了方法的实质及其应用。     

用状态变量和状态转移流图分析直流电动机速度调节系统

用状态方程来表述动态系统是现代控制理论的基础。状态方程和状态变量既能用于线性系统,也能用于非线性系统。状态变量法不仅注意系统输出与输入的关系,把输出当作系统的状态,并且把系统内部各部分参数综合起来研究系统的特性。采用状态向量和矩阵,另一个突出的优点,是可将多变量的系统和单变量系统一样处理,还便于用计算机求解。尤其应用状态转移流程图来分析,更为简洁方便。1 状态转移矩阵如果 U 表示一个系统的输入变量集;Y 为输出变量集;X 为系统内部的状态变量集,它     

用状态变量法计算TSC的投入过程

状态变量法是近代对网络的过渡过程进行分析计算的一种重要方法,随着计算机的发展,日益获得重视。本文应用状态方程推导出TSC投入过程中电流、电容电压的变化规律。     

基于目标全息反馈的Back-stepping自适应励磁控制器的研究

针对实际中含有较多的状态变量,通过目标全息反馈法将实际中比较关系放至同一个状态方程中,根据新的状态方程,逐步设计对应的李雅普诺夫函数,根据函数的正定性和导数的负定性来保证系统的稳定性。由于控制函数的表达式中含有较多的系统参数,设计了二阶的扩张状态跟踪器来跟踪和补偿这些扰动,保证系统的鲁棒性。     

一种无速度传感器的直接转矩控制方案

基于以电机定子电流和定子磁链为状态变量的状态方程的推导 ,提出了一种速度自适应磁链观测器 ,实现了定子磁链和转速的估计 ;用在无速度传感器直接转矩控制系统中 ,具有一定的实用价值。     

水轮机调速系统的状态方程

一、水轮机调速系统的状态方程动力学系统的状态变量,是确定该系统状态的最小一组变量。也就是说,当t≤t。时的输入作用和t=t。时的初始状态给定之后,这几个变量就完全可以描述系统的动态行为。如果我们把这些状态变量,看成是一个向量的各个分量,那么,这些状态变量的集合,就表示了一个状态向量,而这些状态变量的坐标轴就组成了一个空间,我们称其为状态空间。例如,对于我们熟知的笛卡尔直角坐标系来说,x、y、z就是三个状态变量。显然,如果减少其中任一个变量,就不足以确定空间一点的状态;而如果再增多一个变量,则其中一个变量     

对《对“应用动态规划法选择梯级水电站的最优死水位”的一些看法》一文的答复

本刊1985年第二期刊登了许自达同志的《对“应用动态规划选择梯级水电站的最优死水位”的一些看法》一文(下称许文),实质是围绕顺序递推中一些概念问题,特别是状态方程逆转的问题而提出的。现一一答复如下,不妥之处尚请指正。状态转移方程是动态规划数学模型的重要组成部分之一,它将状态变量、决策变量和递推(或决策)方向有机地组合在一起,用函数的形式表达出来。逆序递推时通式为S_(i 1)=T_i(S_i,D_i)对顺序递推,如果阶段序号i和状态变量S_i的定义不变,而决策变量D_i定义为D_i=S_i,则顺序递推时状态转移方程通式为     

电力系统动态分析中特征向量的分析研究

本文从状态变量的时间响应出发，分析了动态电力系统中，线性状态方程组系数矩阵各特征及其对应的左、右特征向量的物理意义，并分析了在动态电力系统中左、右特征向量各分量对其状态响应中频模的振幅和相位的影响。     

双轴励磁同步发电机的实用线性最优励磁控制

本文研究了双轴励磁同步发电机的实用线性最优励磁控制。以易于测量的物理量作为状态变量,并推导出相应的双轴机系统线性状态方程以及线性最优励磁控制规律.计算机仿真结果表明:采用该励磁控制的双轮机能较大幅度地提高系统的静态稳定性和暂态稳定性.     

自激异步发电机投切负载的暂态过程分析

投切负载是异步发电机运行中的重要暂态过程,对其进行分析可以为优化电机运行方案和合理设计电机保护措施提供理论支持。以异步发电机ab0坐标系下的暂态等值电路为基础,列写异步发电机空载运行和带电阻负载运行情况下的自治状态方程。首先用非线性电路理论判断自治状态方程稳定性,再用4阶Runge-Kutta法分别求解投切负载时的状态方程,得到各状态变量的瞬时数值。把计算数据从ab0坐标系转换到abc坐标系下,根据各时刻数值画出波形得到异步发电机投切负载时的暂态过程。给出相一致的实验结果和仿真计算结果,验证了所用分析方法的正确性。     

异步电机机群自激的分析方法

与串联电容相联的异步电机机群,由于机电参数配合不当,有可能发生自激。本文提出了一种分析异步电机机群自激的条件和计算方法,用状态变量法建立了与串联电容相联的异步电机机群系统的状态方程,并根据状态方程系数矩阵特征根的性质,对异步电机机群系统是否发生自激进行了判定。根据这个方法,对嘉兴地区新丰35千伏配电网络进行了计算,得出了与浙江省电力部门及水电部电力科学研究院等单位共同进行的现场试验数据基本一致的结果。     

直驱永磁同步风力发电系统的降阶模型研究

研究了适用于小干扰稳定分析的直驱永磁同步风力发电系统降阶模型.建立了直驱永磁同步风力发电系统的13阶详细模型;对于通过传输线接入无穷大母线系统的单个直驱永磁同步风力发电系统,应用特征值分析方法,保留其与主导特征值相关的状态变量,消去其它状态变量,将系统状态方程阶数降为4阶;再用时域仿真法,对降阶模型与详细模型的动态特性进行了比较.结果表明,提出的降阶模型与详细模型具有较好的一致性,也具有较高的精度.     

永磁同步电机新型转子磁链滑模观测器

针对传统永磁同步电机反电势滑模观测器转子位置估计存在的信号抖振和相位滞后问题,提出一种以电机定子电流与转子磁链为状态变量的四阶新型转子磁链滑模观测器.首先,以电机定子电流与转子磁链为状态变量构建四阶状态方程,选取定子电流观测误差为滑模面构建转子磁链滑模观测器.其次,设计一种新型锁相环对转子位置和转速进行进一步估算,避免引入反正切函数和微分运算带来的位置估算不精确问题.实验结果验证了新型滑模观测器在位置估算精度和抖振抑制方面的优势.     

复合实心转子磁阻电动机起动性能分析

运用状态变量法,建立磁阻电动机暂态性能的数学模型,导出了磁阻电动机状态方程的直接表达式,并采用定步长四阶龙格-库塔法对复合实心转子磁阻电动机的起动性能进行数字仿真计算,所得结果与试验值较为一致。与凸极实心转子磁阻电动机相比,复合实心转子磁阻电动机转矩、转速脉动小,暂态过程短。     

新疆电网电力系统稳定器设计与仿真

采用传统频域方法进行电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)参数设计时只考虑本机组的运行,忽视了电网的整体运行情况。为此,文章基于降阶选择模式分析法对PSS参数进行优化,形成了系统的降阶状态方程。通过计算状态方程特征根与状态变量的相关性及灵敏度,确定了PSS的配置点。文中的方法不必计算系统全部特征根,所需的计算时间较少。针对新疆实际电网,文章还进行了PSS参数设计,确定了PSS的安装地点及安装机组,仿真结果表明文中的PSS抑制振荡的效果良好,验证了文中方法的正确性和有效性。     

发电机组非线性预测综合控制设计

定义状态变量和它们的参考轨迹之间的偏差为目标状态方程,并以此状态方程为基础,运用预测控制理论知识进行非线性预测控制设计,找到了一种新的非线性控制设计方法.针对单机无穷大系统,对发电机进行非线性预测综合控制设计,得到了新的发电机组非线性综合控制规律.反馈系统包含了跟踪误差的未来信息,以便改善发电机的跟踪速度和控制效果.仿真结果表明,该方法能很好地协调发电机的动、静态性能,解决了由于电压调节或有功功率调节而引起的有功功率或发电机机端电压对给定值的偏移,改善了发电机的动态响应特性.     

水力发电系统状态空间法自适应建模研究

对反映引水系统结构信息的节点进行了分类,并推导了主要类型节点状态变量的排序和状态方程的通用写法,从而使系统结构信息数字化,在此基础上提出了水力发电系统状态空间自适应建模方法并编写了自适应建模程序,通过具有复杂系统的梯级串联电站的算例说明了其自适应建模能力。为复杂的现代水力发电系统的状态空间法动态仿真和控制方案研究提供了强有力的工具。     

直线同步电动机磁悬浮系统的模糊分数阶滑模控制

针对直线磁悬浮同步电动机(LMLSM)悬浮系统的控制性能问题,提出一种模糊分数阶滑模控制方法.根据LMLSM的悬浮系统的电压方程、磁链方程以及运动方程,推导出磁悬浮力方程和系统的状态方程;构造积分型滑模面,保证系统的全局鲁棒性,引入误差的低次项,使状态变量在有限时间内收敛到零;为了削弱引入积分带来的抖振加剧,采用模糊推...     

三相PWM整流器H∞鲁棒控制策略研究

基于三相PWM整流器在d,q同步旋转坐标系下的数学模型,提出了一种H∞鲁棒控制器.首先,根据H∞鲁棒控制的基本原理,选取状态变量,建立了满足H∞鲁棒控制标准型的增广状态方程.通过选择合适的权函数,以及求解Riccati不等式的正定解,得到所设计的H∞鲁棒控制器.最后,通过仿真和实验证明了所提出的H∞鲁棒控制策略的可行性...     

计及氢气注入与压缩因子的综合能源系统能流计算

为实现“双碳”目标,综合能源系统(integrated energy systems, IES)成为了近几年的重要研究方向之一,然而传统的IES能流计算已经无法精确地反映电制气(power-to-gas, P2G)技术带来的氢气注入天然气网络后的混合燃气的参数变化对IES的影响。为此,在传统天然气系统稳态分析方法的基础上加入了SRK(Soawk-Redlich-Kwong)气体状态方程,将压缩因子作为状态变量,提出可以反映氢气注入天然气系统,对气体流量和混合燃气热值产生影响的稳态分析方法。以此为基础,提出了计及氢气注入与压缩因子的电-热-气IES能流分解求解计算方法。最后通过算例验证了所提方法可有效反映混合燃气的参数变化对IES的影响。