基于分段线性化的泥浆一维电渗脱水模型

为进一步深入探讨泥浆电渗脱水的影响因素,基于分段线性化方法,建立了泥浆一维电渗脱水模型。该模型考虑了电势梯度、孔隙比等因素对泥浆电渗透系数的综合影响,可以描述泥浆的非线性应力应变关系和大变形效应。与相关解析解及室内模型试验的对比结果表明:所提模型分析结果的误差不超过5%。在此基础上,分析了加载电压、压缩指数、电渗透系数等参数对泥浆电渗脱水过程的影响,结果表明:增大加载电压和电渗透系数,可提高最终脱水量和缩短稳定时间;随着泥浆压缩性的提高,泥浆最终脱水量增大、稳定时间延长。

计及高阶方程分段线性化的港口电-氢综合能源系统优化调度

现有电-氢综合能源系统模型存在制氢、储氢装置模型不准确的问题,影响了系统运行调度的安全性。考虑储氢装置内氢气在高压状态下温度-压强的动态特性,建立港口电-氢综合能源系统优化调度模型。通过电解水制氢技术储存风光发电多余的电能,在此基础上协调电力和氢气的负荷需求,有效地提高了新能源利用率并保证了系统的安全稳定运行。对高压储气罐的温度-压强高阶非线性模型进行分段线性化处理,在保障较高精度的同时大幅提高了求解效率。典型港口综合能源系统算例验证了所提方法的有效性。

考虑轮胎非线性特性的分段线性化处理

在四轮转向汽车操纵稳定性的研究中,难以直接利用线性控制理论来处理轮胎非线性模型。针对这一问题,论文提出了根据轮胎的侧偏特性建立轮胎分段线性化模型,利用MATLAB软件将分段线性后轮胎模型的侧偏特性与“魔术公式”轮胎模型的轮胎侧偏特性进行仿真对比。结果表明,分段线性化轮胎模型与“魔术公式”轮胎模型的侧偏特性曲线变化趋势一致,进而表明该模型可以通过线性处理简便得到轮胎侧偏刚度从而运用到四轮转向汽车操纵稳定性研究中。

轴流转桨式水轮机调节系统分段线性化建模

水轮机调节系统仿真建模是水电机组优化控制的基础,其模型精度至关重要。为此,研究了模型精度易调整的轴流转桨式水电机组分段线性化建模方法。首先,介绍了模型精度易调整的轴流转桨式水轮机线性化建模方法;然后,结合模型试验数据、差分法和MATLAB构建精度可灵活调整的水轮机线性化模型;进一步,搭建包含引水系统、水轮机、发电机、调速器及其随动系统模型的水轮机调节系统整体分段线性化模型;最后,对比分析所得整体分段线性化模型与实际运行数据,验证了模型精度及有效性。该方法充分考虑水轮机模型精度需求,为轴流式水电机组优化控制等研究提供建模依据。

内嵌式永磁同步电动机弱磁控制分段线性化研究

在对内嵌式永磁同步电动机数学模型进行分析的基础上,详细研究了弱磁控制过程,提出了分段线性化的弱磁控制策略。根据电动机弱磁各阶段运行的特点,将弱磁控制分为三个区域,对每个区域分别线性化,得到了各区域工作点的直轴、交轴电流和控制方程。线性化后的弱磁控制策略节省了电动机工作点计算时间,提高了系统实时性能,可实现最大转矩输出。结果表明,分段线性化弱磁控制策略使内嵌式永磁同步电动机在宽调速范围内获得了更好的调速性能,电动机可控性和可靠性增强。

基于Lyapunov方法的一类非线性系统分段线性化自适应控制

非仿射非线性系统在非线性系统领域的研究中还不够成熟.本文针对一类非仿射单输入单输出的非线性系统,采用分段线性化方法来处理对象的非线性,基于Lyapunov第二方法对分段线性化后的系统进行了自适应律的设计,并旦证明了其渐近稳定性,这为使用分段线性化方法来处理一类非线性系统提供了理论支持,基于所设计的自适应律,以电弧炉电极调节系统的自适应控制为例,进行了数字仿真.仿真结果表明了该设计方法的有效性,为处理一类非线性系统提供有益的思路.

管式换热器分布参数模型的分段线性化方法研究

管式换热器动态过程分布参数模型的解析求解是比较困难的,分段线性化是近似求解的有效办法。对不同扰动因素,各段之间的连接方式不同,不能简单处理成串联结构,否则将导致错误的结果。对于入口温度扰动,各段之间的联系为串联结构;对流量和加热量扰动,由于这些扰动在系统空间上具有同时性,因此各段之间的联系为串并联结构。该文针对三种不同扰动,分别推导出分段线性化的总传递函数的形式,并证明当分段数量趋于无穷大时,其结果与分布参数模型的解析解完全相同,从而也证明了可以通过提高分段数量改善仿真计算结果的精度。该文进行了实例仿真计算,主要针对温度和加热量扰动进行,仿真结果很好地验证了理论分析。

基于分段线性化模型的冷连轧机PID解耦控制

针对冷连轧机采用基于工作点的线性化模型进行动态规格变换控制时系统误差和张力波动较大的问题,提出了一种基于递推分段线性化模型的PID解耦控制方案。通过对五机架冷连轧机进行动态规格变换仿真表明,该方案可保证系统的控制精度,满足动态规格变换的控制要求。

基于分段线性化法的改进自主优化控制

现有自主优化控制方法(Self-optimizing control,SOC)均基于系统名义工作点的线性化模型,过程的非线性较强时,由线性化误差导致的损失将显著影响控制系统的自主优化性能.提出了一种基于分段线性化模型的改进自主优化控制方法,获取不同扰动工况下的分段线性化模型,分别应用线性化SOC方法并构造总的被控变量.新方法能够在更大范围的操作空间内最小化平均损失,具有更加优异的自主优化效果.对一个数值算例和一个放热反应过程的研究验证了提出方法的有效性.

一类非线性系统模型参考自适应控制的分段线性化方法

研究了采用分段线性化方法进行一类非线性系统模型参考自适应控制的方案．首先给出了系统的描述，然后将非线性环节分段线性化，在此基础上得到了模型参考自适应控制的方案．仿真结果表明，自适应控制系统比ＰＩＤ控制具有更好的动态性能和更强的抗扰动能力．

某型涡扇发动机分段线性化模型的建立

基于某型涡轮风扇发动机非线性动态模型,建立并实现了该发动机的分段线性化模型。介绍了拟合法建立涡轮风扇发动机线性状态空间模型的建模方法,并以发动机高压转子转速为参考参数选取发动机的稳态工作点,分别求取了这些工作点处的线性状态空间模型。以这些线性状态空间模型为基础,在S imu link仿真平台下,采用S-function模块建立了分段线性化发动机模型,并实时地对模型进行求解,得到所需要的高低压转子转速、涡轮落压比以及燃烧室温度等发动机参数。分段线性化模型与非线性模型的仿真结果比较表明此种建模方法输出精度高,能够很好的反映该型发动机的特性。

一种基于分段线性化的低邻道泄漏预失真方法

本文基于预失真技术提出一种记忆非线性系统的线性化处理方法.与传统预失真模型(直接学习型、间接学习型)获取系统逆传递函数的方式不同,这里采用直接获取记忆非线性系统传递函数的方式,将传递函数表示为分段线性化形式后,应用于所提出的预失真方法中.验证结果显示,该方法与无预失真情况相比,记忆非线性系统输出的归一化均方误差改善约80dB,且邻道泄漏比的改善值超过70dB,克服系统的记忆性、非线性,让记忆非线性系统的输出和输入呈现线性关系.

超高层建筑气动参数识别的分段线性化-最小二乘法

柔性超高层建筑在强风作用下会产生气动反馈效应,在结构振动分析中通常通过附加的非线性/线性气动阻尼和气动刚度来考虑其影响。因此,提出了一种用于此类非线性系统识别的谐波分段线性化-最小二乘回归方法。该方法不但可以识别灰箱系统,即已知典型非线性振动系统方程,仅需识别其系统参数,还可以识别黑箱系统,即非线性振动系统的方程和参数均未知。该方法首先把非线性振动系统视为分段的线性振动系统并识别出时变的阻尼比,然后根据最小二乘回归分析获得阻尼比与时间或振幅的关系表达式,最终建立其非线性振动方程。最后,以492m的上海环球金融中心为研究对象进行了气动弹性模型振动测量风洞试验,首先采用随机减量法对横风向振动位移响应进行处理获得其自由振动响应,然后应用谐波分段线性化-最小二乘法识别其横风向非线性/线性气动阻尼比和气动刚度,并讨论了其平均气动阻尼比(线性)、气动刚度、非线性气动参数随风速的变化情况。研究结果表明:该方法对识别柔性超高层建筑在强风作用下的此类非线性振动黑箱系统是可行的。

基于分段线性化模型的一维流变固结分析

为进一步认识饱和软黏土的黏滞效应对其一维固结过程的影响,引入考虑时间效应的统一硬化(UH)本构模型来描述其变形的弹黏塑性,从而改进了一维分段线性化(CS2)固结模型.通过与已有研究成果的对比,证明了UH本构模型以及修正后CS2模型的有效性.在此基础上,探讨UH本构模型参数对固结进程的影响.数值分析表明,饱和软黏土的黏滞效应使得靠近不排水面处的土体在加载初期出现了超孔隙水压力升高的现象,随后减缓了加载中后期地基超孔隙水压力的整体消散,增大了地基的沉降量.同时,随着回弹指数和初始超固结参数的增大,上述流变固结特性更加明显.

基于趋势的时间序列分段线性化算法

通过分析时间序列的几何形态特征,研究时间序列向上、向下趋势的几何形态。根据时间序列的变化特征,提出了高、低滤波点和高、低滤波线概念,利用高低滤波线判断时间序列的向上趋势、向下趋势,提出了一种基于时间序列变化趋势的分段线性化方法。实验结果表明,这样分段线性化便于实现,运行速度快,保持了时间序列的形态特征,有较好的逼近性及线段个数也很少等优点。

瞬态曲线分段线性化方法研究及其程序实现

核电厂的瞬态数据是相关设备应力分析和评定的必要输入。然而,电厂实际运行记录数据或设计瞬态计算数据通常由时间间隔很短的大量数据点构成,直接作为应力分析的输入将会导致大量不必要的计算。为了简化分析,一般需要将瞬态数据曲线进行分段线性化处理。本文基于最小二乘法,开发了一种瞬态曲线分段线性化的方法,并且通过编写PLTC(PiecewiseLinearization forTransientCurves)程序予以实现。分别采用标准正弦函数曲线和核电厂典型瞬态曲线对本文的方法进行了验证,结果表明,本文的方法和程序能够很好地实现瞬态曲线的分段线性化。本文的研究有助于提高核电厂瞬态曲线分段线性化的效率和精度。

重型燃气轮机分段线性化状态空间模型的建立

基于西门子V64.3重型燃气轮机非线性动态模型,建立了该重型燃机的分段线性化状态空间模型。介绍了重型燃机模型的线性化方法,对燃机不同功率稳态工作点进行线性化,得到该工况下的燃机状态空间模型,选取燃机功率为参数建立燃机分段线性化状态空间模型。通过对重型燃机稳态工作点小扰动和加载过程的线性化模型和非线性模型仿真结果对比,表明了本文所建立的分段线性化状态空间模型的准确性。

规范化分段线性化网络的可控开关模型

本文提出应用PSpice提供的可控开关和多维受控源构成各种规范化分段线性化器件的模型,它使得可用PSpice来分析一般的规范化分段线性化网络,这是有工程意义的。文中有详尽的算例。

基于超稳定性理论的一类非线性系统分段线性化自适应控制

本文分析了以电弧炉电极调节系统为代表的一类非仿射非线性系统 ,用分段线性化的方法处理了系统的非线性 ,然后基于Popov超稳定性原理 ,设计了稳定的模型参考自适应律 ,并且证明了该自适应律的全局稳定性。通过数值仿真研究表明 ,这种处理方法能够有效地对这一类非线性系统进行自适应控制 ,从而为这类系统的现场控制提供了可靠的仿真依据。

混凝土构件的一种新的分段线性化损伤模型

本文根据Ｎａｊａｒ损伤理论，提出了一种应用于混凝土构件损伤分析的分段线性化模型．文中给出了这种模型的损伤列式和有限元计算方法。数值算例表明，这种方法有较好的精度，可以在混凝土结构损伤分析中应用．