逆变型分布式电源微网小信号稳定性动态建模分析

现有微网小信号稳定性分析中,通常忽略网络和负荷的实际动态特性且对分布式电源逆变器采用理想建模,导致分析结果产生一定误差。为更准确分析微网和大容量逆变器的动态性能,建立了逆变型分布式电源微网的小信号动态模型,主要包括2个子模型:网络及负荷小信号动态子模型和电压、电流双闭环控制逆变器的小信号动态子模型。利用该模型计算了有功负荷增加20%情况下的阶跃响应,并运用PSCAD/EMTDC软件对相同运行状态进行了仿真,两者对比验证了所提出模型的正确性。应用该模型时,通过计算其特征值便可直观分析微网的小信号稳定性,在进一步对特征值进行敏感度分析的基础上,找出影响主低频特征值的状态变量。该模型的建立可为控制器参数的优化设计提供依据,且有助于提高微网小信号的稳定性。

纳秒级不同脉宽的信号对电容分压器的影响

为选择和设计适用的电容分压器以完善测量系统 ,先简析了电容分压器测量不同脉宽信号的不同结果 ,再研制了自积分模式电容分压器 (分压比为 1370 ,方波脉冲响应时间 0 .6 5ns)来测量脉宽分别为 10 0和 10ns的信号 ,实验结果与理论分析一致。

含电穿孔的细胞膜和核膜跨膜电位仿真

细胞膜和核膜跨膜电位的计算是实现电穿孔效应准确预测的关键所在。基于球形细胞全电路等效模型,引入介电参数阶跃模型来表征细胞膜的电穿孔效应,定量计算了包含细胞膜电穿孔效应的细胞膜和核膜跨膜电位的幅频特性。结果表明:频率大于104 Hz的脉冲电场作用时细胞膜的跨膜电位明显减小,尤其当频率大于108 Hz时,细胞膜的跨膜电位减小7 d B;频率小于106 Hz的脉冲电场作用时核膜的跨膜电位将显著增加,尤其当频率小于102 Hz时,核膜的跨膜电位增加高达19 d B。因此,当脉冲电场作用于生物细胞时,引入电穿孔效应才能准确揭示其跨膜电位的规律。

火电厂主汽压力的IMC-PI控制系统设计

针对电厂主汽压被控对象的大惯性、大滞后特点,采用炉膛辐射能作为中间被调量,构成了一种内模－比例积分串级控制系统。内回路采用比例积分控制,以快速消除燃料量引起的扰动;外回路采用内模控制,以有效地补偿对象的大滞后特性。采用具有纯滞后的一阶惯性环节作为广义被控对象的内部模型,给出了广义被控对象模型的建立方法及控制系统的设计步骤。对控制系统进行仿真试验,试验结果表明,所提出的控制方案有很好的克服扰动和给定值响应能力。

适用于保护控制的同步相量测量方法

近年来,电力系统电力电子化特征导致输配电网动态特性耦合紧密,系统性故障频发。同步相量测量单元(PMU)在动态安全控制中作用愈发重要。适用于智能配电网的同步相量测量装置的研究也得到广泛开展。如何在当前复杂电气信号条件下保证相量测量精度的同时,缩短其阶跃条件下的响应时间对保护控制应用至关重要。文中提出一种适用于保护控制的同步相量测量方法。该方法揭示了阶跃信号对相量测量的影响机理,分析了相量模型参数在阶跃信号条件下的行为规律,提出了信号阶跃识别方法。进一步,揭示了阶跃量大小与动态相量模型参数突变量的线性关系,提出了阶跃过程中相量修正方法,减少了相量计算的响应时间。仿真与实际录波数据测试验证了所提方法可有效减少响应时间,为智能配电网保护控制提供快速准确的测量数据。

带恒功率负载的DC/DC变换器阶跃响应过程分析

由于恒功率负载负阻抗输入特性,Buck直直变换器带恒功率负载与阻性负载阶跃负载响应过程不同,且带恒功率负载时不能保证系统性能不受影响。并基于平均大信号模型,借助相平面法,针对恒功率负载以及阻性负载,详细分析了平均电流控制Buck变换器两种情形下的阶跃响应动态过程。分析表明,变换器带恒功率负载阶跃响应过程存在2类4种类型。通过限制阶跃负载所导致的电压跌落的大小可以确保变换器级联后阶跃负载动态性能不受影响。具体可以通过增大源变换器电感电流限流值及提高其电流环带宽实现。实验结果验证了理论分析的正确性。

电磁脉冲测试系统的非线性辨识建模与性能补偿

给出了准阶跃信号激励下电磁脉冲测试系统非线性模型参数在连续域的直接辨识算法。结合实际研制的光纤传输式脉冲电压测试系统及其时域动态校准数据,建立了由4阶多项式非线性环节和3阶传递函数线性环节组成的测试系统Hammerstein模型,实测结果验证了辨识模型的准确性。在此基础上,构建了由动态线性补偿滤波器和静态非线性校正器组成的补偿环节,将测试系统的下限截止频率由数十kHz拓展至直流,稳态响应时间由μs级降至ns级,有效改善了系统的动态性能,实测脉冲波形的重建结果验证了补偿环节设计的有效性。

宽带取样示波器Nose-to-Nose校正理论的新进展

本文根据电路、信号与系统理论并结合实际校测工作对一种适于高速 /宽带取样示波器性能校正的新方法———Nose to Nose (NTN)法的理论基础作了研究 ,分析了该方法中的重要信号kick out脉冲 ,推导了其数学表达式 ,提出了“kick out脉冲与示波器取样系统的阶跃响应成比例”的新观点 。

基于系统辨识RLS算法的PWM变换器小信号建模

提出一种利用时域仿真数据来建立脉宽调制(PWM)开关变换器小信号模型的新方法。这种利用仿真软件PSpice和MATLAB所得到的数据基于黑箱理论来辨识PWM开关变换器系统的方法是较为简便和独特的。首先推导出PWM开关变换器的离散小信号线性等效模型,然后将开关变换器看做一个黑箱模型,利用电路仿真软件PSpice仿真得到的阶跃响应数据,采用系统辨识的递推最小二乘参数估计的方法来拟合阶跃响应曲线,得到开关变换器的离散時不变小信号模型,利用零阶保持器将此离散系统连续化,最终得到PWM开关变换器的连续小信号模型(控制—输出传递函数)。采用此方法对BUCK变换器和有源箝位倍压变换器(ACPDC)进行建模,并将所建模型与状态空间平均建模方法进行比较,验证了此建模方法的准确性。

基于脉宽调制静止无功补偿器的模糊变结构控制方式研究

将模糊控制引入变结构控制,可以减弱变结构系统存在的抖动问题。脉宽调制静止无功补偿器(PSVC),与其它静止无功补偿器(SVC)相比,它具有结构简单、控制方便、响应速度快、谐波小等特点。文中首先建立了PSVC的数学模型,设计了PSVC模糊变结构控制器。仿真结果验证了该控制器对外部扰动具有较强的鲁棒性,能够减小控制系统趋于稳态时的抖动,并能够有效地提高控制系统的稳定性及改善控制系统的动态性能。

近场滑冲型地震对某五跨两联桥的影响

滑冲型地震动可能会引起结构更大的地震响应,为近场地震造成灾害的主要来源之一。为了探索滑冲型地震作用下桥梁的地震响应特性,本文基于OpenSEES软件建立了某五跨两联桥的非线性分析模型,且考虑碰撞效应,以等效脉冲模型、收集并处理的地震动记录等作为激励源,进行了时程分析、理想单边脉冲的参数分析、实测地震动与理想单边脉冲的对比分析等。结果表明:基线修正对于滑冲型地震动有着一定的必要性;碰撞效应改变了滑冲地震下桥梁结构的响应特征;脉冲分量及剩余分量在结构分析中均具有不可忽视的作用。

基于改进虚拟正交信号的单相PWM整流器模型预测功率控制

针对单相整流器内环动态响应性能受限于虚拟正交分量的重构速度,提出一种基于改进虚拟正交信号的模型预测功率控制算法。针对控制系统中电感设定值与实际值存在偏差,导致单相脉冲宽度调制(PWM)整流器的控制电感参数和系统实际电感参数失配,从而影响模型预测控制的鲁棒性问题,提出一种解决电感失配的补偿算法,该算法通过比例积分环节实时补偿无功功率,消除了电感失配对功率因数的影响。实验结果表明,所提算法不仅明显地提高了单相PWM整流器模型预测的内环动态响应速度,而且能实现模型预测单位功率因数的要求,在一定程度上解决了模型预测电感敏感性问题。

基于梳齿间距偏差的硅微加速度计冲击与阶跃信号响应模型

源于概率统计理论,针对梳齿电容的微细加工偏差,给出了当各梳齿间距偏差在一定范围内独立且均匀分布时,单边电容和双边电容驱动的硅微加速度计冲击与阶跃信号响应物理模型.经过有限元仿真和Monte Carlo模拟验证,结果表明理论模型与仿真值之差小于10%.模型指出,当梳齿间距偏差由0变化到20%,加速度计在受到冲击与阶跃加速度信号作用时,其可靠工作范围将比无偏差理想情况下降10%~15%.该模型可望应用于实际有加工偏差的微加速度计可靠工作范围预先评估与设计.

基于最小二乘参数估计的PWM开关变换器小信号建模

提出采用拟合阶跃响应曲线的方法建立开关变换器的小信号模型。该方法从系统辨识的角度出发,将开关变换器看做一个黑匣子,采用最小二乘参数估计的方法,根据PSPICE仿真输出的阶跃响应数据,最终得到开关变换器的小信号模型。用此方法对BUCK及BUCK-BOOST变换器进行建模,并将此方法与以往的方法比较,验证了此方法所建模型的可行性。

用于EMI测量接收机脉冲响应校准的标准脉冲信号产生方法

EMI测量接收机作为电磁兼容测试中的关键仪器应用越来越广泛,但目前该类仪器的脉冲响应校准所用的标准源完全依赖于进口,国内尚无可替代的标准脉冲信号产生器。介绍一种用于EMI测量接收机脉冲响应校准的标准脉冲信号产生方法,首先建立标准脉冲信号的参数模型并对其进行数值分析和仿真,验证其符合CISPR 16-1-1标准的要求,之后搭建实验系统,利用标准脉冲信号生成软件控制任意脉冲信号发生器输出标准脉冲信号并对其进行补偿修正,获得符合CISPR 16-1-1标准要求的标准脉冲信号,该信号可用于EMI测量接收机脉冲响应的校准。

获取开关变换器小信号模型的阶跃响应法

文章讨论从阶跃响应波形中获取开关变换器小信号模型的方法。通过对处于稳态的变换器施加小信号阶跃扰动并将输出结果与原稳态输出作差,获得能正确反映该稳态工作点处小信号特性的阶跃响应波形;应用小信号激励和响应之间的线性关系可将阶跃响应波形换算为同一系统的斜坡响应波形;通过对斜坡响应波形等间隔采样并采用最小二乘法进行参数估计,可以拟合出系统的脉冲传递函数;由离散系统的脉冲传递函数可以导出连续系统小信号模型的解析表达式。文中给出建模过程和实例,测试结果与使用状态空间平均法所得结果的比较证明了该方法的有效性。