Globally Exponential Synchronization and Parameter Regulation for Coupled Chaotic System via Adaptive Control

Based on Lyapunov stability theory, an adaptive controller is designed for a class of chaotic systems. Globally exponential synchronization and parameter regulation for couple chaotic systems can be carried out simultaneously. The controller and the regulating law of parameters are directly constructed by analytic formula. Simulation results with some chaotic systems show the effectiveness of the proposed controller.

Tuning method for governor control parameters of hydropower generator in isolated grid considering primary frequency performance and small-signal stability

This paper presents a method of tuning governor control parameters of an isolated hydropower generator considering the primary frequency performance and small-signal stability. First, generators that can be operated in isolated state are identified. Second, different schemes are proposed for generator mode switching from on-grid to off-grid state through comparison and mechanism analysis. Third, the time domain model and frequency domain model of the isolated generator governor are constructed to respectively estimate the primary frequency performance and small signal stability. Parameter sets that satisfy the primary frequency performance and small signal stability are acquired as optimal values of governor control parameters. Finally, the measurement-based parameters of the governor are identified and validated using simulations to demonstrate the feasibility and effectiveness of the method.

Effects of Tianda 2116 Plant Growth Regulator on Growth and Yield of Winter Wheat (Triticum aestivum L.)

To achieve optimum yield of wheat, supplementation of soil and foliar applied fertilizers with plant growth regulators is vital to assure effective assimilation of nutrients by plants. A trial was conducted at Gwebi Agricultural College Farm in Mashonaland West Province of Zimbabwe, during the 2012 winter wheat season (May to August), to evaluate the effects of differing times of application of Tianda 2116 plant growth regulator on the growth and yield of wheat (variety SC Sekuru). The trial was laid out in a Randomized Complete Block Design with three replications. The treatments were: Tianda 2116 applied at the following weeks after planting (WAP): 2 WAP, 3 WAP, 4 WAP, 5 WAP, 6 WAP, 14 WAP and no Tianda 2116 applied (control). No significant differences (P > 0.05) were noted among treatments for mean number of tillers per plant and mean number of spikes per plant. Application of Tianda 2116 at 2 and 3 WAP delayed flowering and physiological maturity. Early application of Tianda 2116 increased the number of spikelets per spike, thousand grain weight and grain yield. Conclusively, Tianda 2116 applied 2 or 3 WAP is effective in reducing growth while enhancing yield parameters in wheat production.

改进下垂控制下的中压直流配电系统双时间尺度分层调控方法

针对中压直流配电系统,在负荷激增、可再生能源出力突变等特殊工况下,传统优化调度方案与协调控制策略存在系统运行经济性有待提升、直流母线电压易越限的问题。为此,提出一种基于改进下垂控制的中压直流配电系统双时间尺度分层调控方法。首先,构建一种具备直流故障穿越能力的3端混合型模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)环状±10 kV中压直流配电系统,该系统含电动汽车充电站、储能系统、分布式光伏与风电等灵活性资源。其次,制定各单元协调控制策略,并采用tan函数改进传统下垂控制,以提高系统应对大幅功率波动的能力。然后,基于改进控制策略提出一种双时间尺度分层优化调控方法:在长时间尺度的系统调度层,以运行总成本最小为优化目标,确定各换流器参考功率;在短时间尺度的换流器间协调控制层,改进下垂曲线,并优化控制系数,以兼顾系统运行经济性与电能质量。最后,以典型算例验证该文所提优化调度方案及协调控制策略的有效性:通过灵活调度多种柔性资源,系统运行总成本可降低约11%;在某数据中心负荷激增100%的工况下,各直流母线电压波动仍能维持在±3%UN(额定电压)的允许范围内。

基于卷积神经网络与可视图像的类滑动放电模式识别

为了提高机器学习算法对类滑动放电模式识别的准确率,提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neuralnetworks,CNN)与可视图像识别电晕放电、弥散放电和类滑动放电等模式的方法。通过选取气体体积流量0~16 L/min、电极间隙2~10 mm、脉冲频率0.5~3 kHz等不同条件下的类滑动放电图像构建图像库,搭建CNN模型并优化影响CNN识别性能的超参数,包括网络层数、全连接层(full connected layer,FC)神经元数、卷积核尺寸以及激活函数类型,最后比较了CNN与决策树(decision tree,DT)算法和随机森林(random decision forests,RF)算法的识别效果。结果表明,CNN识别准确率为100%,高于传统机器学习方法。此外,本文还给出了放电模式及条件参数,通过基于反向传播神经网络(back propagation neural networks,BPNN)的聚类分析算法识别弥散放电和类滑动放电,并且准确率为100%。

矿井瓦斯抽采参数调控实验教学系统研制

为了满足工程流体专业相关课程的教学需求,自主研发了煤矿井下瓦斯抽采参数调控实验教学系统,可实现不同管道阻力、漏气程度、抽采负压等条件下瓦斯-空气流动规律的实验模拟。该系统由井下煤层抽采环境和瓦斯压力状态子系统,井下瓦斯抽采管网、阀门、动力结构子系统,气体体积流量、瓦斯体积分数、气体压力等气体参数采集子系统以及参数上传和数据分析处理子系统四部分组成;利用单片机控制各个阀门的开度、泵的转速,实时监测各个区域流经的气体体积流量、瓦斯体积分数、气体压力等数据。该系统可以开展工程流体专业相关课程的教学实验,培养学生对专业的认识,提升学生的动手能力。

调水调沙期黄河下游河道洪峰增值预测方法研究

准确预测黄河调水调沙期出现的洪峰增值现象,不仅是水库工程调度和下游防洪工程防护的迫切需要,同时也是水力学及河流动力学学科研究面临的新课题。以增值比例为因变量,以小浪底沙峰、含沙量涨峰期平均涨率、含沙量起涨前基流、悬沙粒径等小浪底出库水沙特征参数为自变量,基于相关性分析筛选出沙峰、含沙量涨峰期平均涨率作为洪峰增值的预判参数。研究发现,当小浪底含沙量涨峰期平均涨率超过22.9 kg/(m^(3)·h)时,小浪底至花园口河段可能发生洪峰增值现象,并可基于小浪底沙峰与增值比例之间的相关关系预测增值区间;对2023年调水调沙期小浪底水文站实时水情、沙情进行跟踪,在小浪底水文站第一个沙峰出现后,对小浪底至花园口河段洪峰增值进行了预测预报,预测结果与实测结果基本一致。

入料速度动态调节式马铃薯切条机设计与试验

针对目前马铃薯切条机切削质量差、切削薯条破损率高以及自动化程度低等问题,对马铃薯切条机结构进行改进设计。采用激光传感器和入料分流装置检测入料速度并对入料速度进行调控,提高入料均匀性与切削稳定性。通过对关键部件的分析确定了影响切条质量的关键因素与取值范围。以离心滚筒转速、推料叶片倾角和切片刀安装角为试验因素,以切条合格率和分切破损率为试验指标,进行三因素三水平响应面试验,利用Design-Expert 10.0.1软件对试验结果进行方差分析,通过响应面分析交互因素对试验指标的影响规律。运用软件优化得出试验因素的最优组合并进行验证试验,结果表明:当离心滚筒转速为224.6r/min、推料叶片倾角为19.4°、切片刀安装角为292°时,切条合格率为96.7%、分切破损率为2.0%。在此基础上进行入料速度控制调节试验,试验结果显示:切条合格率为96.2%,分切破损率为2.4%,产量达3.3t/h,切条合格率提高7%,分切破损率降低4%,切削效率提高28%,提高了马铃薯切条机流水线工作时的切削质量与效率。

“双支柱”政策调控与企业金融资产配置时变关系研究:基于TVP-SV-VAR模型的实证检验

金融科技发展和市场制度变革给传统金融体系带来的巨大冲击,使得“双支柱”政策调控的有效性面临严峻考验。借助TVP-SV-VAR模型,实证检验“双支柱”政策调控对企业金融资产配置的动态脉冲效应。研究表明,货币政策和宏观审慎政策的调控效果呈现出阶段性的演化特征,二者的协同效应能够有效抑制企业金融资产的过度配置。相比制度环境冲击,“双支柱”政策调控在面对金融环境冲击时表现出更强的作用效果和力度。进一步研究发现,“双支柱”政策通过资本流动管理、资产价格稳定和金融风险缓释途径影响企业金融资产配置,且对流动性与非流动性金融资产配置的作用效果存在显著差异。研究结论为理解实体企业金融化和完善金融市场制度提供了新的理论视角,也为政府相关部门依据金融环境和制度环境进行“双支柱”政策调控的动态调整提供决策依据。

基于环境调节的个性化智能促眠系统

随着生活节奏的加快和工作压力的增大,睡眠障碍发病率显著升高,因此促眠研究具有重要意义。在先前非穿戴无感知睡眠监测系统的设计基础上,研发了一种智能促眠系统。该系统基于实时监测到的体温、体动、呼吸和心率等人体生理数据,对灯光、白噪声和温度等环境参数进行调节,促进用户睡眠。同时,结合用户历史睡眠数据、用户反馈问卷和用户主动调控等综合因素制定个性化环境调节策略,实现了该系统的个性化睡眠调控功能。该系统的优势在于可基于多种环境参数调控睡眠,并结合用户数据进行个性化睡眠调控。

基于改进粒子群优化算法的PID控制器参数整定

针对标准粒子群优化算法优化PID控制器参数存在的早熟以及陷入局部最优等问题,引入粒子二阶振荡环节、反向学习、自适应惯性权重,并结合设计的惯性权重动态调整策略、粒子越界随机反射墙,提出一种新型分阶段迭代的改进粒子群优化算法。在6个标准测试函数上进行测试,其性能相比于一些已有的改进粒子群优化算法更加优秀。将这些算法用于自动电压调节器系统的PID控制器参数整定,仿真结果表明,所提出的改进粒子群优化算法整定的PID控制器的控制效果更好。

电站调节阀阀体结构参数对流阻特性的影响

为了系统研究阀体结构参数对调节阀流阻特性的影响,采用数值模拟的方法,建立电站调节阀阀体模型,结合正交试验设计,研究调节阀阀体不同结构参数对流阻特性的影响。结果表明:调节阀阀体的结构参数对流阻系数的影响程度依次为上腔半径>下腔高度>上腔高度>阀体半长>下腔半径>中腔半径,同时再对阀体的入口角度进行优化分析,得到入口角度越小,流阻系数越小。通过正交实验优化和入口角度优化后得到的最优结构,其流阻系数与原结构相比降低了19.45%,且流量特性曲线也更加理想。研究成果能够为套筒式调节阀的结构优化提供理论支持。

变入口压力下大容量压缩空气储能电站空气透平动态过程及调节特性研究

压缩空气储能系统的空气透平入口压力变化较大,为了掌握该条件下透平的特性及规律,使用多学科仿真平台MSP和模块化建模工具PowerBuilder搭建了全工艺流程的300MW级压缩空气储能系统,分析空气透平在入口压力大幅变化情况下的运行特性和调节过程,揭示储气室压力大幅变化下透平膨胀比、出口温度和效率等关键参数的变化规律,确定了透平的功率调节过程及响应特性,并分析了透平入口温度对机组功率的影响和限制,为大容量压缩空气储能系统空气透平的运行和调节提供了数据支撑和科学依据。

混合式潮流控制器关键参数设计与控制策略研究

随着分布式光伏等新能源接入电网的规模快速增长,给新能源电力汇聚、疏散、消纳和电网潮流优化控制带来严峻挑战。基于电力电子技术的柔性交流输电系统装置可有效提升输电网络的传输容量,由大容量Sen变压器(sen transformer,ST)和小容量统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)组成的混合式潮流控制器(hybrid unified power flow controller,HPFC)在实现潮流连续调节的基础上,能够有效提升装置的经济性,具有很好的应用前景。为了确保HPFC调节潮流的准确性和可靠性,给出了HPFC容量分配的一般性方法及其主电路参数确定方法;为解决ST机械有载分接开关和UPFC电力电子开关二者响应速度的协调问题,提出了一种基于预测电流控制的潮流控制策略,并在Simulink中搭建220 kV双回线路及三机九节点系统进行仿真。仿真结果验证了HPFC容量分配方法正确有效,且预测电流控制策略能够合理计算抽头位置,减缓过渡电流对HPFC控制系统的冲击,使系统功率快速调节至目标值。

基于动网格技术的压力调节器弹簧参数快速设计方法

【目的】提出一种高效的压力调节器弹簧参数快速设计方法,加快相关设备的研发速度和设计精度。【方法】该文基于动网格技术,以一种移动部件为“杯”式结构的压力调节器为例,根据力的平衡原理和胡克定律,构建了弹簧参数求解模型。通过3D打印试样进行水力性能实测,验证了弹簧参数设计结果的可靠性和精准程度【结果】在所建立模型的基础上,提出了弹簧参数快速设计方法,该方法的预置压力设计绝对误差RE小于2%;得到了预置压力设计值0.10 MPa条件下,压力调节器主要结构参数对配置弹簧参数的影响规律并构建了弹簧参数回归模型。【结论】对于某一固定结构的压力调节器,其预置压力随配置弹簧紧力的增大而线性增大。预置压力确定时,弹簧预紧力与移动部件上游受压面面积和调压断面高度线性负相关,与移动部件下游受压面面积线性正相关。在预置压力规格、调压稳定性、调压范围和适用流量均满足设计要求的前提下,压力调节器结构参数对弹簧预紧力的交互影响不显著,但对弹簧刚度和弹簧压缩长度存在显著的交互影响,因此导致了传统压力调节器设计中,优化某一性能指标而导致其他性能指标劣化的问题。

多机系统PSVR与PSS的参数协调

目的为了整体改善多机电力系统的功角和电压振荡特性,方法在包含电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)的多机系统中引入电力系统电压调节器(power system voltage regulator,PSVR),考虑电压振荡模式与功角振荡模式的相互影响,合理整定PSVR参数。本文首先采用相频特性分析法和根轨迹法选择PSS与PSVR的参数初值;其次以控制器的增益系数和时间常数为控制变量,系统功角振荡模式和电压振荡模式的稳定性指标为优化目标,控制器参数取值范围为约束条件,建立多机系统PSS与PSVR的参数联合优化模型;最后采用非线性规划方法求解。结果通过实际算例分析,经过协调优化PSS与PSVR参数,系统的功角振荡模式和电压振荡模式得到了改善,二者阻尼比均能达到期望水平。在8机系统中,经过优化最小阻尼功角模式的阻尼比由0.0841变为0.1029,最小阻尼电压模式的阻尼比由0.0475变为0.0911;在某实际系统算例中,优化后功角、电压振荡模式中的最小阻尼模式也均能满足阈值要求。结论在包含PSS的多机系统中引入PSVR,利用本文所提多机系统PSS与PSVR参数联合优化模型,可以整体改善系统的功角和电压振荡特性。

基于热特性及供热参数预测的热力站调控方法研究

基于预测的热力站调控对实现供热系统的节能降耗和按需供热具有重要意义,但是输入数据的质量影响预测结果的准确性,而模型复杂度则限制了实际应用推广。针对这2个问题,提出了一种融合建筑热特性k值及BiGRU预测供热参数的调控方法。为了提高预测模型输入数据的质量,利用历史数据回归得到热力站的综合热特性k值,并根据k值对热力站进行分组,将每组热力站供热参数的平均值作为预测模型的输入。然后,基于BiGRU建立每组热力站的供热参数预测模型,用于指导热力站的运行调控。实际案例分析结果表明,预测值与各热力站的实际供热参数的均方根误差(RMSE)不大于0.53℃,平均绝对百分比误差(MAPE)小于1.5%,验证了该方法的有效性,为实现按需供热提供了理论基础。

基于瞬态搜索优化的电压型分布式光伏-VSG功频参数整定优化

随着分布式光伏渗透率的提高,传统能源机组占比持续下降,电力系统所具备的惯量和一次调频能力不断降低。因此,挖掘低惯量系统下分布式光伏的频率支撑能力显得十分关键。基于此,文中首先提出了改进变备用率的电压型分布式光伏虚拟同步机(VSG)频率主动支撑方法,以增强系统惯量、减少响应时延,提升分布式光伏主动参与系统频率支撑的能力。然后,提出了基于瞬态搜索优化算法的功频参数整定优化选取模型,以求解分布式光伏最优初始备用功率和最佳调频参数,改进了光伏初始备用功率固定的局限性。最后,将所提模型分别应用于单机模型及高渗透率分布式光伏接入的实际台区,以验证其有效性。

全功率型风电机组调频控制器的实用化辨识方法

建立和实际调频响应特性一致的风电机组模型,是分析高比例新能源电力系统频率安全稳定的前提和基础。目前,针对风电机组涉频仿真建模的研究较少,多在调频控制器结构已知的前提下采用智能算法进行控制参数的辨识,缺乏通用性与工程实用性。首先,文中建立了能够涵盖国内主流型号全功率型风电机组的通用电磁暂态模型,并在此基础上,针对风电机组的可行调频控制策略,构建了包括超速减载控制、桨距角控制、虚拟惯量控制和下垂控制的全要素综合调频控制系统。然后,基于机组调频响应特性与调频控制策略/参数的对应关系,提出了采用机组实测频率响应特性曲线形态辨识调频控制器结构、采用机组实测频率响应特性曲线特征值辨识调频控制器参数的实用化辨识方法。最后,通过所提实用化调频控制器辨识方法建立的机组电磁暂态模型与厂家“黑盒”模型及现场试验的调频响应特性的对比,验证了所提调频控制器辨识方法的有效性。

高参数高压差流量调节无死区控制阀的研究与应用

目前高参数高压差控制阀广泛采用迷宫式和多级套筒式结构,由于迷宫片的工艺结构因素(每一碟片流道间均存在轴向上的高度)和多级套筒式(笼罩式)开孔布局等情况,均存在流量控制调节死区问题,即控制阀的流量特性曲线不是连续变化的。通过对套筒式(笼罩式)节流元件进行大量研究和模拟试验,在流量调节控制无死区方面有所创新和突破,解决了控制类阀门内件等关键零部件设计的重大问题。经多家用户长期使用,证明该控制阀具有调节性能好、无调节死区、工作可靠等特点。