粮食补贴政策的运行机制与改革逻辑——基于不确定性状态依存方法的解释

从种粮主体视角出发,引入劳动市场收入跨度概念,基于空间向量和不确定性状态依存方法构建了粮食补贴政策运行机制与改革逻辑的理论分析框架。基于该理论框架发现:(1)粮食补贴政策的核心作用之一是为粮食产业吸引较高技能禀赋的种粮者;(2)不同类型粮食补贴都会被当成收入性补贴,其产生的收入效应会起到扩大粮食种植面积和促进粮食科技进步的作用。因此应从政策空间、政策目标和政策弹性3个维度改革完善我国粮食补贴政策:一是进一步聚焦政策目标,提高技能型经营主体种粮意愿;二是充分发挥政策乘数效应,补贴聚焦产业链中后端;三是着力优化政策响应机制,抓住信息技术革命契机。

基于复矢量及HSS的MMC交直流侧阻抗建模

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)具有运行稳定、控制多样化等优点,对其精确建模成为当前研究热点。提出了一种基于复矢量的MMC交直流侧阻抗建模方法。该方法根据复矢量建模的基本原理分析了换流器的正负序转换关系,并在考虑三相耦合的前提下,从差共模角度简述了三相MMC的建模要点,建立了三相系统的完整时域模型。引入谐波状态空间理论(harmonic state space,HSS)对所建模型进行处理来提高建模精度,并利用接口矩阵及阻抗求解的基本原理建立了MMC的交直流侧阻抗模型。最后在仿真平台进行了对比实验,证实了建模方法的可行性。

基于拓展控制集的PMSM有限控制集无模型预测电流控制策略

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)具有高效率、高功率密度与高可靠性等优势,已在工业界得到广泛应用。文中针对PMSM驱动系统,提出基于拓展控制集的有限控制集无模型预测电流控制(finite-control-set model-free predictive current control,FCS-MFPCC)。首先,分析PMSM系统的数学模型并详述有限控制集模型预测电流控制(finite-control-set model predictive current control,FCS-MPCC)的原理。其次,介绍基于线性扩张状态观测器(linear extended state observer,LESO)的传统FCS-MFPCC。针对传统FCS-MFPCC稳态性能不足的问题,采用基于离散空间矢量调制(discrete space vector modulation,DSVM)的控制集拓展方案,将控制集的电压矢量数目拓展至25。然后,为解决拓展控制集带来的高计算量问题,提出一种快速寻优策略,阐述该策略的实施原理与流程。最后,基于一台500 W PMSM实验平台,对比传统FCS-MFPCC与所提FCS-MFPCC的控制性能,验证所提算法的有效性与优越性。实验结果表明,所提算法能够有效提升系统稳态性能,且定子绕组电流总谐波畸变率由10.07%降低至6.48%。

三相全桥逆变器分岔特性研究

三相全桥逆变器是一种得到广泛应用的电力电子拓扑结构,由于其固有非线性特性,在运行时可能经历快、慢时间尺度上的分岔进入混沌失稳状态。该文在同步旋转坐标系中,分别建立三相全桥逆变器在采用正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)和空间矢量调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)时的状态空间平均模型和离散时间模型,从而完成对三相全桥逆变器发生在快、慢时间尺度上分岔行为的理论分析。并比较了两种调制算法下三相全桥逆变器的单周期运行边界,得出在连续导通下,就稳定域而言,SPWM要优于SVPWM的结论。通过实验对所提理论进行了验证。该文所得模型可对三相全桥逆变电路的分岔边界进行预测,为三相全桥逆变器的分析和设计提供参考。

基于K近邻模型的空中交通流量短期预测

为了准确预测空中交通短期流量,减轻空管协调压力,基于K近邻算法构建了空中交通短期预测模型。首先,通过多次取K值比较相对误差来确定合适的K值。之后,对原有的K近邻模型进行改进,引入空间参数,提出了3种状态向量组合的K近邻模型:时间维度模型、向台航路-时间维度模型与时空参数模型。以某扇区雷达数据对该模型进行检测,结果表明:同时引入时空参数的K近邻模型误差最小,平均为14.16%;基于指数权重的距离衡量方式均能达到预测精度优化的效果;高斯权重预测法在时间维度模型下优于反函数法,引入空间参数则反之;指数权重距离下的反函数法预测的时空参数模型误差为13.94%。改进后的K近邻模型对不同流量情况都具有普适性,预测结果可为空中交通流量管理提供理论参考。

背靠背变流系统中优化前馈控制策略的研究

在背靠背变流系统中,直流母线电压受负载和电网等因素的影响而上下波动,这极大影响了系统的安全可靠运行。为了抑制直流母线电压的波动,提高系统动态响应能力,文中采用小信号模型的分析方法,分析了传统前馈控制策略提高母线电压动态响应的原理以及优缺点,提出了一种优化的前馈控制策略,不仅抑制了由负载和电网变化引起的母线电压波动,使系统的动态响应能力得到了提高,而且应用状态观测器取代电流传感器对负载电流进行测量,降低了成本并解决了电流传感器给系统带来的各种问题,提高了系统的稳定性。最后,仿真结果和基于4kVA实验平台的试验结果都证明了该控制策略的有效性。

中国能源效率与其影响因素的动态关系研究

本文利用1978-2006年样本数据,首先通过状态空间模型分析了经济结构、技术进步、能源消费结构和能源价格对能源效率的单向动态变化过程及成因;接着使用向量误差修正模型估算出能源效率与其影响因素之间的长期均衡和短期波动关系;在此基础上利用脉冲响应函数和方差分解模型就我国能源效率与其影响因素之间的动态关系作进一步分析。结果表明:改革开放以来我国能源效率与其影响因素之间存在长期均衡关系,经济体制改革和一些相关政策对能源效率有着深远的影响。从长期均衡关系来看,技术进步对能源效率的正面影响最大,能源价格和一些不可观测变量对能源效率有着促进作用,而经济结构和能源消费结构未能对能源效率起推动作用。从各因素对能源效率的贡献百分比来看,能源价格对能源效率的贡献最大,然后依次是经济结构、能源消费结构和技术进步。

分段式滑模变结构无刷直流电机直接转矩控制

针对无刷直流电机直接转矩控制策略中反电动势获取困难的特点,提出了一种分段式滑模变结构反电动势状态重构的直接转矩控制方法。滑模变结构控制在本质上的不连续开关特性将会引起系统的抖振,指出了滑模变结构控制在实际控制系统中当滑模输入误差在较小范围内时产生抖振的原因,提出了采用分段式滑模变结构状态重构的方法抑制系统抖振并重构反电势。根据电磁转矩与反电势、磁链的关系,采用电压空间矢量的控制方法实现了无刷直流电机的直接转矩控制。由于滑模变结构控制与系统参数变化和外干扰无关,因此滑模变结构控制系统的鲁棒性要比常规的连续系统强。实验结果验证了分段式滑模变结构控制能有效改善系统的抖振问题,并进一步提高了系统的快速性与鲁棒性。

基于SVM的入库径流混沌时间序列预测模型及应用

针对常用的入库径流混沌预测模型只能做短期预测,且需要大量样本数据的问题,将支持向量机理论与混沌预测理论相耦合,建立基于支持向量机的入库径流混沌时间序列预测模型。该模型利用混沌理论中的相空间重构技术将原始入库径流序列映射到一个高维相空间,以相空间中的相点为基础构造训练样本和测试样本,然后利用支持向量机理论进行预测。经实例计算,模型比基于最大Lyapunov指数的混沌预测模型、人工神经网络模型和自回归模型拟合效果好,预测精度高,丰富和发展了入库径流预测理论和方法。

基于支持向量机的连续状态空间Q学习

针对连续状态空间下的强化学习控制问题,提出一种基于支持向量机的Q学习方法.支持向量机不易陷入局部极小,且有优良的泛化性能,对系统状态-动作对的Q值进行估计计算,解决状态空间泛化中易出现的"维数灾"问题.引入滚动时间窗机制实现支持向量机的在线学习:系统实时检测得到的新数据若不包含新信息,则保持学习的样本集不变;若包含新信息,则滚动时间窗,更新样本集,从而更新支持向量机的回归模型,并对时间窗内的数据分配不同的权值以充分利用数据的信息.倒立摆平衡控制的仿真结果表明该方法能够有效解决具有连续状态的非线性系统的强化学习控制.

基于分形和支持向量机矿井涌水量的预测

针对矿井涌水量预测问题,提出一种新的非线性预测方法。首先利用分形理论对矿井涌水量的时间序列进行相空间重构,应用自相关系数法确定最小嵌入维数,并以最小嵌入维数作为支持向量机的输入节点,根据支持向量机原理建立矿井涌水量的预测模型。将河南鹤壁四矿1982—1997年的矿井涌水量作为时间序列的训练样本,在Matlab环境下,利用所建立的预测模型预测不同嵌入维数时2000和2001年的矿井涌水量。结果表明:与其他维数相比,当嵌入维数为4时,井筒涌水量的预测值误差最小,预测精度最高。为检验该方法预测的可靠性,分别将不同维数下井筒、巷道和工作面涌水量1988—2001年的预测值与观测值进行对比,发现预测值与观测值较一致。

基于支持向量机的航空发动机振动预测模型研究

提出了一种基于支持向量机的航空发动机振动参数预测方法。分析了支持向量机用于时间序列预测的基本理论,对时间序列进行了相空间重构,采用互信息法计算了延迟时间,运用平均一步绝对误差选取了嵌入维数,在此基础上建立了基于支持向量机的时间序列一步预测模型。应用某发动机飞参记录数据对发动机振动参数进行预测,预测精度比RBF神经网络更高,研究结果验证了应用支持向量机模型进行发动机参数预测的正确性和可行性。

空间矢量调制型凸极同步电动机直接转矩控制

凸极同步电动机的定子磁链变化时间常数通常较小,采用传统的双滞环直接转矩控制(DTC)策略使得电机的电磁转矩和定子磁链存在着较大的脉动。将空间矢量调制型直接转矩控制(SVM-DTC)策略引入到凸极同步电动机,优化的空间电压矢量组合实现了转矩、磁链误差的精确补偿,同时保证功率器件开关频率恒定。仿真结果表明,与凸极同步电动机传统DTC相比,基于SVM-DTC策略的控制系统能够使电机定子电流畸变率明显降低;转矩和定子磁链脉动显著减小;转矩响应速度快;运行平稳。

基于状态反馈线性化的矩阵变换器非线性控制

针对矩阵变换器输出电流易受电网电压、负载不对称影响的问题,设计了一种基于状态反馈线性化的矩阵变换器非线性控制器,实现对输出电流的实时准确的跟踪。根据矩阵变换器的拓扑结构,构建矩阵变换器的输出端数学模型。利用Park变换将该数学模型变换为标准的仿射非线性系统,构建了反馈线性化控制器。利用MATLAB/Simulink将采用所设计的控制器的矩阵变换器与传统矩阵变换器进行仿真对比。仿真结果表明,设计的控制器有效地改善了系统在三相输入电压不对称、三相负载不平衡的非正常工况下的输出电流性能。将设计的控制器应用在搭建的矩阵变换器样机上,样机调试结果进一步说明了所设计的控制器的可行性。

矩阵变换器驱动异步电动机仿真研究

论述了空间矢量调制矩阵变换器基本原理,深入分析了空间矢量调制策略,推导出矩阵变换器开关状态表,在MATLAB/SIMULINK平台上,建立了矩阵变换器简单实用的仿真模型,并针对矩阵变换器驱动异步电动机起动、运行的开环系统进行了仿真,仿真结果验证了空间矢量调制策略的可行性和正确性,表明矩阵变换器具有优良的输入输出特性,为矩阵变换器在高性能的交流调速闭环系统中的具体实用打下基础。

对量子力学中表象及其变换的理解

从表象的定义出发,把表象变换与数学上几何坐标和线性代数进行了类比,并从物理学角度来理解表象及其变换。

亏损阻尼系统的模态灵敏度分析算法

提出了亏损振动系统的模态灵敏度分析的算法。首先将N维向量空间中描述的亏损振动系统转入2N维广义状态空间中,再利用广义状态向量及其伴随向量系的解耦性能,解耦广义状态空间中的灵敏度控制方程,并利用移频技术求解广义状态向量的灵敏度;其次建立了2N维广义状态向量与N维亏损系统模态向量之间的联系;最后将广义状态向量灵敏度算法平移至模态向量,从而建立了亏损振动系统模态向量灵敏度分析的移频算法。该算法可用于拥有各种类型Jordan块的亏损系统,结构紧凑,应用灵活,具有较强的工程应用性。数值算例的结果说明了该算法是可行且有效的。

基于电流观测器的三相逆变电路开路故障在线诊断

为了保障三相逆变电路运行的可靠性,提高逆变电路功率管开路故障后的检修效率,提出一种基于电流观测器的逆变电路功率管开路故障在线诊断方法。首先,在建立三相逆变电路状态空间模型基础上,分析开路故障后其状态空间模型的附加函数,构建三相逆变电路电流观测器。然后,根据三相电流测量值与观测值之间的误差,利用误差周期平均值以尽可能地避免噪声等引起的干扰,随后误差周期平均值经坐标变换后,得到故障矢量角。结合三相电流测量值的绝对值之和,获取其标准化处理后所得到的故障参数,实现了开路故障的实时在线诊断和故障功率管的定位。最后,利用Matlab/Simulink和dSPACE平台进行了仿真和实验验证。

空间矢量PWM算法及波形分析

对空间矢量PWM算法进行了分析,提出了比较直观且适于操作的具体计算公式。同时,从中央处理器DSP功能模块易于实现的目的出发,进一步转化为用时问常数表达的形式。最后,通过对不同调制比下的PWM波形品质进行对比,得出调制比为奇数或偶数不是唯一影响波形质量因素的结论。

三相电流型脉宽调制整流器的功率因数控制新方法

该文建立了三相电流型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的基于开关函数的abc三相静止坐标系下的一般数学模型和dq同步旋转坐标系下的简化数学模型,详细分析了它的稳态特性,尤其是系统的无功功率及功率因数特性。在此基础上,提出一种三相电流型PWM整流器的功率因数控制新方案。不同于传统的基于静止abc坐标系的控制方法,该文将控制算法建立在dq同步旋转坐标系上,提出了基于交流侧电容电压定向的矢量控制,使得直流侧电流和交流侧功率因数得以解耦控制。该控制方法对系统参数的依赖性小,能够自动调节到其可以达到的最大功率因数运行点。该控制方案的有效性和可行性通过仿真进行了验证,并进一步在一个5kVA的试验样机上进行了验证。