电力系统状态估计可观测性分析中关于量测岛合并的理论分析

分析了电网量测岛的特点和可观测性的概念。在此基础上,根据电路理论中的两个基本性质,得出了量测岛内最多只含一个复电压未知状态量的基本结论,并由此给出了量测岛间可合并的理论依据。出于简化网络分析的目的,提出了内网等值和节点分裂这两个合并分析时的基本处理手段,为新的可观测性拓扑算法的提出做了理论上的准备。文中所提量测岛合并的理论依据得到了实际系统的验证。

基于条件数理论的高维组合导航系统可观测性分析

为了更好地完善惯导系统误差补偿和抑制技术,对SINS/GPS组合导航系统进行可观测性分析,从而对系统误差进行补偿,提高导航精度。利用分段线性定常理论得到系统的提取可观测性矩阵,再计算该矩阵的条件数,根据条件数分析在不同量测及不同机动方式下系统的可观测性。针对SINS/GPS组合导航系统,建立高维数学模型,设置复杂运动轨迹,比较不同量测下误差源的可观测性。仿真结果表明:与机动方式的激励作用相比,增加量测能更有效地提高系统的可观测性。

利用固定模态判定线性定常大系统的能控性和能观测性

讨论了具有维数高、多目标、关联性、分散性等特点的线性定常大系统,讨论这种大系统的能控性和能观测性的一般方法是先将大系统分解为若干个孤立的子系统,在每个子系统是能控性和能观测的前提下,利用大系统的可连通性来判定线性定常大系统的能控性和能观测性,此外介绍了另一种利用固定模态判定线性定常大系统的能控性和能观测性的有效方法。

GNSS/SINS松组合系统的可观测性分析

针对GNSS/SINS松组合系统中误差状态量不可观测,因而无法被准确估计的问题,提出对当地水平坐标系下的GNSS/SINS组合导航系统进行可观测性分析,从而揭示系统参数与状态量估计之间的内在联系,为工程实践中快速实现高精度定位定姿提供参考:以18维状态量的松组合滤波模型为对象,研究当地水平坐标系下载体运动状态与杆臂误差、姿态误差以及加计零偏可观测性的关系;最后通过仿真数据对可观测性理论分析的结论进行验证。结果表明:杆臂误差的可观测性与载体的直线运动无关,而载体的角运动将提高杆臂误差的估计;载体直线运动时,姿态误差与水平向加计零偏耦合,与天向加计零偏解耦。

连续型线性定常系统的能控性与能观测性研究

介绍连续型线性定常系统的能控性和能观测性,给出并证明了系统完全能控和完全能观测的充分必要条件,并通过实例介绍了判断系统的完全能控性和能观测性的方法.

GPS/SINS超紧组合导航系统可观测性分析

系统状态的可观测性决定了系统的滤波精度.目前,分析系统状态可观测性的主要方法是针对线性系统的,其中奇异值分解(SVD,Singular Value Decomposition)法可以对系统进行事前分析,并且计算简单,成为广泛使用的方法之一.然而集中滤波结构的全球定位系统/捷联惯性导航系统(GPS/SINS,Global Positioning System/Strapdown Inertial Navigation System)超紧组合模型的量测方程是非线性的,对非线性系统进行可观测性分析是非常困难的.针对这个问题,推导出了超紧组合模型线性的量测方程,并证明了该模型满足分段定常系统(PWCS,Piece-Wise Constant System)定理;使用奇异值分解法对其做可观测性仿真,并对实验结果做了全面分析.结果表明:系统状态的可观测性受载体运动状态影响,载体机动性越强,可观测的状态越多,可观测性越高.

基于扩张状态观测器的电力系统非线性鲁棒协调控制

该文提出了一种基于扩张状态观测器的非线性鲁棒协调控制方法(Extended-State-Observer based Nonlinear RobusCoordinated Control, ENRCC):将电力系统对象归纳为一类内环为非线性系统、外环为伪线性系统的多输入多输出对象。在此基础上,完整地阐述了 ENRCC 的控制原理:利用一簇低阶扩张状态观测器对内环非线性系统进行动态反馈线性化和解耦设计,利用线性鲁棒控制方法对已线性化的内环系统和外环伪线性系统进行预期动力学设计,最终可实现观测器+线性化+鲁棒协调控制三者的有机结合。实例仿真结果表明:该控制规律严谨简单,方法原理直观清晰,便于工程应用,具有很强的适应性和鲁棒性,能有效地解决一类 不确定+非线性+分散性的电力系统多输入多输出(MIMO)对象的控制问题。

一类非线性系统观测器与算例

给出了非线性系统状态观测器的一种提法 ,对所给非线性系统作了必要的假设 .对非线性系统状态观测器存在的条件进行了分析 ,进而讨论了一类非线性系统观测器的构造方法 ,并给出了算例 .

捷联惯导系统动基座对准中的可观测性分析与研究

建立了捷联惯导系统动基座对准的误差模型,利用分段定常系统可观测性分析理论和方法对系统动基座初始对准时的可观测性进行了全面分析,定性地得出了载体不同运动对系统可观测性的影响结果.分析结果表明,在动基座对准过程中,无论载体是线运动还是角运动,在一定条件下都能够提高系统的可观测性,进而提高卡尔曼滤波器的估计速度和精度.并采用卡尔曼滤波方法,对平台误差角进行了估计,给出了仿真曲线,验证了分析结论.这为研究捷联惯导系统的快速精确对准方法奠定了理论基础.

一种自主式车载组合导航系统的可观测性研究

为了解决SINS/GPS组合导航系统信号易受干扰和导航精度爱影响的问题,设计了一种SINS/OD/电子地图组合的自主式车载导航系统。利用电子地图提供的位置信息和里程仪提供的速度信息,设计kalman滤波器;并在分段式定常系统模型(PWCS)的基础上,采用奇异值分解法对系统的可观测性进行了分析,研究了系统在静止、匀速和转弯三种不同机动条件下的可观测性,得出一些具有实用价值的结论。仿真结果表明:对系统的可观测性分析结果有效,提高了组合导航系统的精度,并为载体在导航中最佳机动方案的选择提供了理论依据。

线性定常单变量系统稳态输出的可控性问题

对线性定常单变量系统常值稳态输出的可控性问题进行讨论。给出了常值稳态输出可控的充要条件，并给出判断系统输出可控性的新方法，最后证明了线性定常系统常值稳态输出的可控性与系统存在鲁棒调节器是等价的。

线性连续定常系统状态比例积分反馈控制

在状态反馈控制的基础上 ,提出了状态比例积分反馈控制的概念 ,并证明了线性定常系统状态比例积分反馈控制系统的能控性。

基于降雨量数据的程潮铁矿涌水量时序性预测模型

无底柱分段崩落法开采必然形成大范围的地表塌陷区,所分布的导水裂隙将导致大量的地表降水向下渗透,引起巷道涌水量骤增,程潮铁矿现已进入-500 m开采水平,大气降雨与崩落法开采所引发的裂隙持续动态发展之间的相互作用机制十分复杂。因此,为科学准确地预测井下涌水量,本研究提出了一种以降雨量为输入数据的涌水量灰色GM(1,2)时序性预测模型。以程潮铁矿2019—2021年的降雨量、涌水量实际数据为训练样本,充分考虑崩落法开采对上覆岩体的持续影响,引入时序性系数K对模型进行优化,最终建立的灰色GM(1,2)时序性预测模型与传统的GM(1,2)预测模型相比,预测精度平均提高了7.79%。运用该模型对2022年的涌水量进行预测检验结果表明,其旱、雨两季的预测精度分别为93.51%、93.58%,预测效果较好。研究成果是通过地表降雨量数据直接预测矿山井下涌水量数据的一种有效方法。

基于SVD的SINS多位置对准可观测性分析

针对捷联式惯导系统多位置对准可观测性的问题,以捷联式惯导十状态误差方程为研究对象,利用卡尔曼滤波分别得到固定位置对准与二位置对准以及二位置对准与三位置对准时的方位失准角估计误差收敛情况。在分段线性定常系统理论的基础上,利用奇异值分解的方法,分别对固定位置对准以及二位置对准时的系统各状态变量的可观测性进行分析。仿真结果表明,三位置对准和二位置对准时的方位失准角估计误差达到的稳态误差是一致的,并且多位置对准能够改善捷联惯导系统各状态变量的可观测度。该研究结果不仅为确定并提高捷联惯导系统各状态的可观测度提供了途径,而且为捷联式惯导系统的可观测性达到最佳以及捷联惯导系统对准精度的快速提高提供了理论基础。

基于无源性理论的H桥级联STATCOM非线性控制策略

采用传统的线性控制方法控制高压大功率条件下的静止同步补偿器(STATCOM)时,动态稳定性较差。因此,通过对STATCOM系统的数学模型与工作原理的分析,建立EL(Euler-Lagrange)系统模型,提出基于无源性理论的非线性控制策略,该策略可以保证系统的Lyapunov函数的稳定性。通过控制d轴有功电流维持功率单元直流侧电容电压稳定,减少系统期望平衡点数量。为了提高系统的收敛速度,对系统注入阻尼,加速系统能量耗散,并对注入阻尼的量进行了分析;构造离散状态观测器对系统参考指令电流进行预测,以消除参考指令电流滞后1个采样周期造成的影响。仿真与实验结果表明,所提控制策略具有良好的动态性能和较强的鲁棒性,有效地降低了STATCOM输出电流的谐波。

捷联惯导系统误差状态可观性分析

捷联惯导系统误差状态可观性分析是为了确定卡尔曼滤波器对系统误差状态的估值效果。本文根据分段常值理论分析了捷联惯导系统误差状态的可观性 ,得到相应的可观性结论 ,并且分析了水平通道的误差状态可观性。所得到的分析结论对设计滤波器时的运动路径设置提供了参考依据。

基于拓扑结构和个体动态层面的多智能体系统可控性分析

针对一般线性多智能体系统中网络拓扑及个体动态这两个层面的可控性对系统整体可控性的关系进行了研究,提出了一种新的描述一般线性多智能体系统的模型。利用PBH(Popov-Belevitch-Hautus)判据,得到并证明了在此模型下多智能体系统可控性在网络拓扑结构与个体动态层面的充要条件。结合具体的例子解释了系统矩阵中出现重复特征值时对定理2充分性的影响,并且提供了一种避免重复特征值出现的方法。特别地,推导出了此模型下系统矩阵为实对称矩阵这一特殊情况时可以判定该系统不可控的两种判定条件,即比较系统矩阵中最大的特征值代数重数与控制矩阵中1元素的个数,满足条件即判定系统不可控。

基于局部可观测性分析的惯性平台连续自标定路径优化设计

针对惯性平台连续自标定的标定路径优化设计问题,提出了一种基于局部可观测性分析的优化设计方法。首先基于局部可观测性的定义和分段定常系统(PWCS)理论推导了一类非线性时变系统的局部可观测条件,在此基础上,定义了系统状态量的相对可观测度。对连续自标定系统的状态空间方程进行局部线性化和离散化后,对其系统局部可观测性和状态量相对可观测度进行分析,并以系统状态量相对可观测度最大为原则,对惯性平台连续自标定的标定路径进行了优化设计。仿真结果表明,优化设计的自标定路径能够以优于0.7%的相对误差标定出所有的平台误差系数,具有一定的实际应用价值。

旋转式捷联惯导系统精对准方法

针对静基座捷联惯导系统初始对准时可观测性差的缺点,提出了捷联式惯导系统四位置转停的单轴旋转方案,以及在此方案下的精对准方法。将陀螺常值漂移和加速度计零位误差调制成周期变量,通过改变惯导系统误差模型中的捷联矩阵改善系统的可观测性。为了使捷联惯导系统的误差方程适合卡尔曼滤波模型,将加速度计误差和陀螺漂移扩充为状态变量,采用卡尔曼滤波方法实现旋转式捷联惯导系统的精对准。仿真结果表明,IMU旋转状态下的对准方法大大提高了系统失准角的可观测性,从而提高了对准精度。

两个并联部件的可修系统的谱分析及其应用(英文)

研究了一类两个并联部件的可修系统的动力算子,应用泛函分析方法和C0半群理论,获得了系统算子的较细致的谱分布的结果.据此结果获得了系统解的有限表示和某些可靠性指标.