基于MATLAB GUI的交流电路频率特性仿真教学平台设计

为了使学生更加直观地理解交流电路中的频率特性,构建了一种基于MATLAB GUI的交流电路频率特性仿真教学平台。该仿真平台包括RC滤波电路和RLC谐振电路两个模块,其中RC滤波电路能够实现低通滤波、高通滤波和带通滤波电路频率特性的仿真研究,RLC谐振电路能够实现串联谐振和并联谐振电路频率特性的仿真研究。借助该仿真平台,只需手动输入电路元件参数,就能获得各交流电路的幅频和相频特性曲线,最后将源程序封装成.exe文件。该仿真平台操作简单,便于任课教师和学生使用,能够显著地提高课堂教学质量。

某型航空发动机主燃油控制系统频率特性研究

为研究某型航空发动机数控系统主燃油控制系统频率特性,基于力平衡方程和流量连续方程建立元件和系统的动态数学模型。在其稳态工作点附近采用小偏离线性化建立等压差模块、主燃油计量模块、停车控制模块和整个系统的传递函数,并通过Fluent流场仿真重点研究了关键元件的稳态液动力及影响因素。在此基础上建立了主燃油控制系统的Simulink仿真模型,研究了控制系统的频率特性和关键活门固有频率。结果表明:主燃油控制系统的频率特性与实际工程经验一致,稳定裕度较高;系统的固有频率与系统中固有频率最低的元件基本一致;当元件结构确定时,稳态液动力对固有频率的影响较大。研究结果为燃油控制系统频率域优化设计提供了理论支持。

考虑电流瞬时频率特性的水上浮吊供电系统定时限过流保护方法

水上浮吊供电系统中,通常含有多台大功率异步电动机,多个电动机在并网启动时会产生较大的启动电流,当各电机启动电流叠加,可能导致变压器电流激增,触发过电流保护误动,给工业生产带来巨大损失。本文首先基于异步电动机等效模型,揭示了冲击电流的产生机理和箱式变压器保护误动原因;接着针对水上浮吊电机断续周期工作场景,提出了随机运行场景生成方法,基于希尔伯特黄变换技术,对系统的故障短路和电机启动状态下变压器的电流信号进行瞬时频率特性分析,揭示不同状态下箱式变压器电流的瞬时频率特性差异,在此基础上构建定时限过电流主动闭锁模块,确保浮吊供电系统正常工作时的可靠供电;最后通过湖南省某水上浮吊系统的仿真模型对所提出的保护方案进行了验证。

基于小波变换的惯测装置角振动频率特性研究

频率特性是惯性测量与导航装置测量通道的重要指标之一。为了更准确地对惯测装置角速度通道频率特性进行研究,保证惯测装置测量的准确性与可靠性,提高测试效率,设计了一种基于正弦扫频方案的惯测装置角速度通道频率特性测试方案与数据处理方法,分析了惯测装置闭环光纤陀螺模型,并设计了仿真试验,验证试验方案的可行性。MATLAB仿真结果表明,通过基于Morlet小波的连续小波分析,计算惯测装置角速度通道-3 dB带宽相对误差小于3%,-3 dB处相位计算误差小于6%,验证了所提出的方法的有效性。

多节λ/4阻抗变换器的频率特性与变换比

多节λ/4阻抗变换器是微波工程中一种常用的匹配元件,能很好地改善频率特性,且变换比不同,改善的程度也不同,但一般教材却没有详细分析这一结论,容易引起读者的困惑。基于此,对两节λ/4阻抗变换器的频率特性与变换比进行了理论推导与仿真分析,在验证其频率特性的同时,找到仅与负载有关的最佳变换比使得多节λ/4阻抗变换器具有最佳频率特性,为宽带阻抗变换器的快速设计提供依据。

昆柳龙特高压三端混合直流输电线路边界频率特性研究

为研究电网换相换流器和模块化多电平换流器并联型特高压三端混合直流线路行波边界保护,有必要研究电网换相换流器和模块化多电平换流器并联型特高压三端混合直流线路边界频率特性。特高压三端混合直流输电线路边界不对称,分析了昆北侧边界、柳北侧边界、昆柳段线路末端边界、柳龙段线路首端边界、龙门侧边界的拓扑结构。建立特高压多端混合直流输电线路边界频域模型,分析线路边界的频率特性,研究高频和中低频暂态信号在输电线路边界作用下的衰减特性。研究结果表明:昆北、柳北、龙门侧边界,对高频暂态信号呈高阻特性,有较强的衰减作用;昆柳段线路末端边界和柳龙段线路首端边界,对中低频暂态信号具有一定衰减作用,对高频暂态信号衰减较弱。

高渗透率新能源并网对电网频率特性参数的影响分析

新能源发电不具备惯量能力和一次调频能力,随着电网中新能源渗透率的不断增加,会严重影响系统的频率稳定性。在MATLAB/Simulink中建立考虑新能源发电接入的电力系统频率响应模型,在此基础上理论分析了频率响应过程中各参数的解析表达式,并利用频率响应综合评估模型对不同新能源渗透率下的电网频率响应进行仿真,从新能源渗透率角度分析了电力系统频率特性指标受影响程度,为从新能源渗透率角度分析电力系统频率特性指标提供了参考。

基于敏感频段的高风电渗透率电力系统频率特性研究

本文从敏感频段的角度分析单机电力系统的敏感频段,并推广到多机电力系统,利用特定的方法进而识别得到准确的多机电力系统敏感频段,在得到了多机电力系统敏感频段范围的基础上,根据风电场实际发出的有功功率,分析在敏感频段下电力系统频率受该风电场功率波动的影响。

基于时域光度探测的卫星频率特性反演研究

卫星的行为特性、意图判断、健康状态诊断等对于空间态势感知具有重要意义,而传统的探测手段无法确定在轨卫星是否正常运行。时域光度探测作为一种新型遥感探测技术,利用高速、低噪声的探测器对卫星机动调制的光学信号进行采样,解调后可反演卫星频率、振动等特性。文章针对低轨卫星目标,首先建立基于形态学滤波来抑制自然天体干扰的空间目标跟踪定位模型,获取目标时域光度信息,再采用频谱分析方法,获取目标频率特性与运行特征。结果表明,文章提出的时域光度探测技术,在卫星频率特性反演和卫星运行状态识别方面具有较好的应用前景。

建筑隔声频率特性与主观感受的关系研究

现行建筑隔声评价标准采用计权隔声量作为建筑隔声单值量,但过往研究发现,基于声压级差的隔声参量与主观感受的隔声效果之间仍存在差异。利用六种不同的建筑构件对三种噪声源的隔声结果,进行建筑隔声特性与响度级差之间的关系分析。结果表明,计权隔声量这一单值量可以在一定程度上体现人的主观感受,但并没有一种单值量可适用于评价各种噪声源所产生的响度级差。对于中高频较丰富的白噪声,不同构件产生的响度级差的差异较大,对于低频较丰富的交通噪声,不同构件产生的响度级差的差异较小。相比之下,R_(w)+C_(100-3150)有可能更适合描述交通噪声的响度级差。对于隔声单值量高且隔声频率特性斜率大的建筑构件,可能会出现主观隔声效果不够理想的问题。

计及光伏并网的电力系统频率特性和网络方程电压可解性分析

随着新能源大容量并网,电力系统面临转动惯量不足、电压支撑能力弱等问题,电力系统频率和电压稳定问题突出。考虑光伏并网情况,提出了量化电力系统频率特性和网络方程可解性的分析方法。一方面,基于电力系统近似全状态模型,通过状态变量时域响应的解析解,分析了系统参数对频率特征量的影响,证明了在全状态模型下光伏附加频率控制不改变系统惯量但能够增加系统阻尼。进一步,指出系统频率响应主要由主导模式决定,给出了主导特征值的解析计算式。另一方面,聚焦网络方程,分析雅可比矩阵奇异性等值条件,基于实对称矩阵的最小特征值提出一种量化电压可解性的负定性指标。并应用该负定性指标,借助图论分析方法论证了随着电网中光伏渗透率增加,电压可解性下降,电压稳定性恶化。最后,在4机11节点经典算例和实际电网中验证了上述分析方法的有效性。

FSNet:基于频率特性的烟雾图像分割网络

烟雾图像分割是对烟雾进行识别与精准定位的基础,是火灾预警的重要手段.针对烟雾分割时存在过分割、欠分割以及边界拟合粗糙的问题,本文提出一种基于频率分离特性的烟雾图像分割网络.所提出的频率分离模块将特征图中的烟雾区域分离为低频主体部分和高频边界部分,同时基于多任务学习设计多模块权重自适应损失函数对烟雾整体、主体、边界分别监督学习,起到细化烟雾边界和改善烟雾整体分割结果的作用;此外,结合可变形卷积提出改进的空洞空间金字塔池化模块以解决其信息利用率低和特征关联性差的问题.在对比实验中,FSNet的烟雾交并比为76.55%,比基线网络提高了4.25%.可视化分割结果可以看出,FSNet能有效缓解过分割、欠分割,所得烟雾边界更平滑,烟雾图像分割的整体性能获得较大提升.

GIL中金属尖端缺陷的PD频率特性及传播特性研究

气体绝缘输电线路(GIL)是现代电网中的一种重要设备,其内部局部放电会导致电网严重中断,因此对其内部局放进行检测具有重要意义。采用一个220 kV单相GIL实验平台,研究金属尖端缺陷产生的特高频局放信号的频率特性及传播特性,实验结果表明特高频信号在GIL中穿透能力很强,在L型拐角处虽然有衰减,但仍然能够获得较高的检测灵敏度。该实验结果为特高频局放传感器的布置规则提供了实验依据。

大型抽水蓄能电站厂房局部结构自振频率特性研究分析

为了避免或解决大型抽水蓄能电站厂房局部结构共振问题,需要精准研究分析局部结构的自振频率特性。本文以已投运的某大型抽蓄电站厂房为研究对象,采用弹簧阻尼边界模拟厂房结构周边约束进行仿真计算,并且采用冲击法进行现场实测验证,准确分析获得了该抽水蓄能电站厂房局部结构自振频率特性。通过分析,全面了解了该抽水蓄能电站厂房的原型结构动力特性,并进行了共振复核分析。分析结果对比表明,采用合理的仿真建模分析和正确的测试试验分析,可以准确得到抽水蓄能电站厂房局部结构自振频率特征。

城市轨道交通地下线振动源机理和频率特性

基于我国24个城市轨道交通地下线35个断面振动源的实测数据,分析了城市轨道交通地下线的振动源机理和时频特性,并利用钢轨、道床、隧道壁的实测振动数据识别车辆簧下质量和轨道耦合系统P2共振频率,导出扣件刚度;通过力锤敲击试验识别了轨道第1阶自振频率,导出扣件刚度。提出了P2共振和车轮磨耗激励频率是城市轨道交通环境振动和室内二次结构噪声的主要激励源之一,扣件垫板老化后刚度增大使P2共振频率提高,对二次结构噪声的贡献比对环境振动的贡献更为显著。Pined-Pined共振、轮轨粗糙度是城市轨道交通环境噪声和车内噪声的主要激励源。

计及储能的低惯量电力系统频率特性分析

双碳目标下,电源结构清洁低碳转型将成为我国未来电力系统必然发展趋势,随着风光资源大规模开发利用,新能源发电装机比例持续快速增长,系统逐步呈现“低惯量”特征,频率安全稳定面临挑战。该文首先阐述系统惯量的重要量化表征指标之一——惯性时间常数的物理意义。基于电源装机结构,分析我国电力系统惯性时间常数的演化趋势。基于经典频率响应模型,给出计及储能的电力系统频率响应模型,借助传递函数推导开展频率稳态及动态特性分析,并给出功率缺额扰动下系统频率输出表达式;在此基础上,围绕频率跌落最低点,剖析储能及系统惯性时间常数对于抑制低惯量电力系统频率下降风险的作用规律,并结合时域仿真开展不同惯量水平下场景仿真论证。研究表明,储能通过直接减小系统不平衡功率,可快速有效抑制频率变化,且惯性时间常数越小的系统,效果越为显著。

典型因素耦合影响下电容式电压互感器频率特性分析与仿真研究

电容式电压互感器含有多个动态元件,电网频率的随机变化会破坏其额定频率下的阻抗匹配关系,影响一次高压信号的准确测量。通过建立典型因素耦合影响下电容式电压互感器的等值电路模型,对工程中常用的电容式电压互感器误差计算公式进行修正,以提升电网频率影响下电容式电压互感器的分析精度。基于110 kV电容式电压互感器的实际运行参数建立了仿真模型,结果表明电网频率变化在(50±0.5)Hz时,电容式电压互感器的附加误差较大,超出标准规定的误差限值要求。

广义边界下含双相流水平井钻柱频率特性分析

钻柱在内流作用和旋转因素的影响下容易产生耦合振动,发生疲劳失效。本文基于微分求积法(DQM)对含双相流水平井钻柱耦合动力学特性进行了研究。利用扩展的Hamilton变分原理建立了计入内流、轴向压力及旋转等因素影响的水平井钻柱动力学方程。在振动问题中考虑了广义边界条件,通过改变边界等效弹簧刚度将模型简化为简支、悬臂等简单边界条件模型进行研究。通过分析旋转角速度、轴向压力、液相流速、气体体积分数等因素对模型频率特性的影响,得到了无量纲固有频率随不同参数变化的特征曲线。分析结果表明:不同边界条件下模型的频率特性曲线有很大的差别;气体体积分数对临界流速的影响在悬臂管系统中表现的更为明显;在简支管模型中,随着轴力的增大会产生模态耦合颤振。此外,通过液相流速和旋转角速度的频率云图展示了两种因素对钻柱频率特性的影响。

考虑UFLS响应的大规模风电并网系统频率特性分析

大规模风电并网系统在受到大功率缺额扰动后,电网会出现频率骤降,而低频减载(Under Frequency Load Shedding,UFLS)控制是防止频率失稳的有效手段。首先,基于含UFLS的改进系统频率响应模型(System Frequency Model,SFR),研究了新型电力系统受到大功率扰动下的频率特征,基于经典频率响应模型建立改进的系统频率响应模型,考虑火电、风电联合调频控制策略,并引入UFLS频率控制;然后,根据所建立的系统频率响应模型对大规模风电并网系统参数进行整定,并建立多资源参与调频下的大规模风电并网系统频率特征表达式;最后,通过Matlab/Simulink仿真平台,验证UFLS控制策略参与调频的可行性及UFLS控制参数对频率调制效果的影响。

基于动态模式分解的新能源场站频率特性估计

为检验新能源场站参与电网调频控制的实际效果,提出一种基于动态模式分解的新能源场站虚拟惯量与有功-频率下垂系数估计方法。首先,分析了新能源机组有功-频率表达式的重构原理,揭示了场站虚拟惯量和有功-频率下垂系数同系统状态特征之间的解析关系;在此基础上,构建了基于动态模式分解算法的新能源场站频率特性估计模型,利用提取出的系统特征重构了场站的有功出力和频率变化,将非线性微分方程转变为线性方程组进行求解,简化了场站虚拟惯量和有功-频率下垂系数的估计难度。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建新能源场站接入IEEE 9节点系统和IEEE 68节点系统,验证了所提方法的有效性和准确性。