基于最优初始条件和动态辨识参数的灰色时程数据预测

在传统的灰色预测模型中 ,白化微分方程的初始条件和辨识参数一旦确定便不再改变 ,这不太适合于动态及长期的数据预测 .针对这种情况 ,提出了一种能动态选择最优初始条件及相应辨识参数的新型灰色 GM( 1 ,1 )预测模型 .该模型先对每个预测初始值都用 GM( 1 ,1 )进行预测 ,并计算平均相对预测误差 ,使平均相对预测误差最小的那个观测值即为微分方程的最优初始条件 .然后将用此初始条件预测的新信息数据替换原来最老的那个数据 ,算出新的参数 ,即动态求解辨识参数 .将此模型用于时程数据的预测中 。

基于同步相量频谱拟合的电力系统次/超同步振荡的动态参数辨识

“双高”新型电力系统中的次同步振荡主要由风电、光伏的电力电子设备谐振引起,且可能伴随与之频率耦合的超同步振荡,振荡传播广且变化快,因此有必要对其进行同步动态监测。该文提出一种基于同步相量频谱拟合的电力系统次/超同步振荡动态参数辨识方法。通过构建矩阵形式的方程组还原同步相量频谱的叠加特性,可准确辨识频移基波、次/超同步分量的频率、幅值和相位。该文算法相比于现有算法的优势在于,大幅将频谱分析方法必要的时间窗长缩短至200 ms,实现利用基波同步相量的次同步振荡百毫秒量级的动态同步监测;实现了同步相量数据丢失下的参数辨识;以频谱幅值作为误差权重,提升了参数辨识结果的精度。基于模拟和仿真的同步相量数据的算例结果表明,受噪声影响且数据丢失条件下,该文所提方法仍可行有效。

应用草原放牧算法的机器人动态参数迭代辨识

准确的动态模型参数是机器人导纳控制、轨迹跟踪和力控制的基础.常用的最小二乘法难以满足动态参数辨识的高精度要求.应用草原放牧算法,通过迭代更新各采样点的数据权重,能够避免观测数据中的异常值干扰辨识计算.同时,为充分激发机器人各连杆的动态特性,采用fmincon函数优化参数辨识实验所用的激励轨迹,并设计对照实验以探究激励轨迹优化对参数辨识的影响.辨识方法在六自由度机器人身上得到实验验证:相比加权最小二乘法,运用草原放牧算法辨识的动态参数来预测机器人各关节的驱动力矩,残差平均降低18.12%.这为机器人的力矩跟踪控制提供了一种新思路.

基于测功法甩负荷试验的汽轮发电机组主要动态特性参数的辨识

结合汽轮发电机组系统模型的已有成果 ,分析了汽轮发电机组主要动态特性参数 ,提出利用测功法甩负荷试验提供的关键测量数据辨识汽轮发电机组主要动态特性参数 ,并对这些参数进行了可分离辨识的讨论。将遗传算法应用于参数辨识 ,效果良好。辨识得到的汽轮发电机组动态特性参数可用于转速飞升过程等动态特性分析 ,对提高测功法甩负荷试验的技术水平和经济效益具有实际意义。

基于直流阶跃电压试验与NSGA Ⅱ算法的同步电机动态参数辨识方法

三相突然短路试验是同步电机动态参数辨识最常用的方法,但对于大型同步电机而言,由于突然短路过程的电流非常大,给电机系统造成损伤的风险较大,且试验及保护系统十分复杂。为解决上述问题,提出一种基于直流阶跃电压试验的同步电机动态参数辨识方法。首先,推导基于直流阶跃电压试验的参数解析表达式,建立参数与电流响应的关系;然后,针对实测电流响应波形的噪声问题,提出一种改进的小波阈值去噪方法,从含噪信号中提取出真实的电流响应信号;最后,利用第二代非支配排序演化算法(NSGAⅡ)多目标优化算法对电流响应信号进行时域拟合,得到了电流响应的解析表达式,进而推算得到同步电机d、q轴的稳态与动态参数。通过对一台376MV·A同步电机的样机进行动模试验,验证所提出的参数辨识方法的有效性和准确性。直流阶跃电压试验可以实现d、q轴参数的独立辨识,该方法试验设备少,简单易行,安全可靠。

飞行器引气系统预冷器动态模型搭建及辨识研究

飞机发动机引气作为热端气体,经引气系统预冷后,用于座舱温度调节及机翼防冰。为了实现数字化智能控制,建立精准的预冷器控制模型,从而提高飞机引气系统的温度控制精度、响应速度和稳定性。重点研究了飞机引气系统中的预冷器动态模型参数辨识,利用有限元法建立了预冷器换热过程偏微分方程,分析了预冷器的换热机理。通过建立预冷器热端、冷边及间壁偏微分方程分析了预冷器换热性能的影响因素。通过辨识36组工况下的预冷器时间常数,搭建36点正交实验,从而拟合预冷器时间常数,并与实测结果进行了对比,验证了动态模型的拟合精度和模型真实性,从而用于仿真实验及控制器设计。

基于代数法和优化法的异步电动机动态参数辨识方法对比研究

针对在线应用中的电动机动态参数辨识问题,描述了异步电动机数模混合建模框架,提出了一种基于数据驱动及显式解析的数模混合辨识方法。分别以电机负荷电压/幅值及有功/无功功率两类PMU量测数据作为输入输出,基于PSASP三阶异步机动态方程,利用代数分析建立了电机惯性系数、暂态电抗、稳态电抗、转子回路时间常数4种基本参数的解析表达式;介绍了一类基于状态空间模型的数模混合参数优化辨识方法,通过遗传算法求取了最优参数使负荷有功/无功功率模型模拟信号与PMU测量信号拟合误差最小;在改进的3机9节点系统中,对基于模拟生成的PMU时序数据进行了对比分析。研究结果表明:代数法在辨识准确性和计算效率上均优于优化辨识法。

一种六自由度机械手动态参数辨识的研究

针对六自由度机械手动态参数的辨识,提出了一种用于动态参数识别的激励轨迹优化方法。采用逆动力学模型和最小二乘(LS)估计方法估计机械臂的动态参数,通过改进型的傅里叶级数产生持久的激励轨迹,在保留基本动力学参数的基础上,利用Hadamard不等式对动态参数进行估计,简化了优化过程的计算时间。通过对六自由度TX-90机器人进行了模型验证,利用扭矩预测精度验证了动力学参数的可靠性,并与现有方法进行了比较,结果表明所提方法的预测均方根误差较小,优化计算时间得到大幅度减少。

单边直线感应电机动态最大推力输出的滑差频率优化控制

为了实现单边直线感应电机(single-sided linearinduction motors,SLIMs)的高效动态控制,提出了一种在SLIM运行过程中动态输出最大电磁推力的滑差频率优化控制方法。以SLIM的T型一相等值数学模型为基础,研究了不计及边端效应时,基于恒滑差频率的绝对最大电磁推力控制;为了减缓推力受边端效应影响而衰减的速度,研究了计及边端效应时的相对最大电磁推力变滑差控制策略。结合一台低速磁浮用SLIM,给出了涉及初次级阻抗互感的5个动态参数的离线辨识算法。实验测试表明了所提控制方法的有效性,该方法不仅能细化研究SLIM的电磁推力输出特性,还能为SLIM的滑差优化控制提供参考。

六自由度装配机器人的动态柔顺性控制

为了提升工业机器人装配的精确性与柔顺性,提出适合工业六自由度装配机器人的动态柔顺性控制策略,使之不仅能够实现快速高精度的参考轨迹跟踪,而且能够动态地切换到工件装配时的接触力控制,并能够保持良好的柔顺性接触力.构建机器人关节空间的标准动力学模型,并变换到末端执行器操作空间,获得操作空间的动态特性.给出该控制策略,主要包含参考轨迹给定模块、内环的轨迹跟踪控制器以及动力学参数辨识模块等.采用滑模算法设计轨迹跟踪控制器;采用阻抗滤波器,生成装配作业时末端执行器的期望运动轨迹;采用sigmoid函数设计轨迹跟踪与接触力控制的判别模块;采用最小二乘算法,设计动力学参数辨识模块.采用Lyapunov函数证明了该控制策略的大范围渐进稳定性和收敛性.基于装配实验台上进行现场装配和动态轨迹跟踪的对比性仿真实验研究.仿真实验结果表明:与典型的比例微分(PD)控制相比,动态柔顺性控制能够在较宽广的范围内实现更精确的空间轨迹跟踪和接触力柔性控制,平均相对误差可以有效地控制在-4%到+4%之内.

电力系统在线安全稳定计算分析技术综述与展望

在线安全稳定计算分析技术是电力调度部门准确感知电网实时运行状态并做出正确评估决策的重要支撑。随着新型电力系统动态特性愈发复杂与随机,以稳态、非同步量测数据为基础的传统在线安全稳定分析体系逐渐表现出实时性和准确性上的不足,而以动态、同步相量量测数据为基础的新一代在线安全稳定分析技术愈发受到国内外相关科研及工程领域的关注。基于此,该文就实时状态感知、动态参数辨识和在线稳定评估3个核心组成部分对现有在线安全稳定计算分析体系所涉及的关键技术及瓶颈难题进行综述,并进一步提出新一代在线安全稳定计算分析技术的总体框架和未来研究方向,以期为新型电力系统安全稳定运行提供可靠技术保障。

卫星电源系统的数字伴飞建模方法

电源系统是卫星的重要部件,为在轨卫星提供连续稳定的能源。建立卫星电源系统数字伴飞模型,对于其在轨状态的监测、模拟、控制、预测等具有重要的意义。针对现有模型保真度较低、虚实同步困难的问题,本文提出一种卫星电源系统的数字伴飞建模方法。首先,通过电路等效法、数学等效法,状态空间平均的小信号建模等方法建立卫星电源系统高保真机理模型。其次,使用遥测数据动态参数辨识和参数提取的方法获取模型的动态输入输出,驱动机理模型动态更新。最后,利用高轨遥感卫星开展模型的数字伴飞实验验证。实验结果表明,本文提出的卫星电源伴飞模型典型输出参数的准确率高于95%,且可与在轨卫星实现0.5 s/次的虚实同步映射与数字伴飞。

新陈代谢GM(1,1)建模与应用

给出了一种能动态选择最优初始条件及相应辨识参数的新型灰色GM(1, 1)预测模型,文中称为GM(1, 1)新陈代谢模型。这种改良的GM(1, 1)模型在对深圳市民中心大型屋顶网架健康智能监测系统时程数据的动态预测中,取得了良好的应用效果。

含粘接缺陷的共形承载天线力学性能演化机理

共形承载天线兼具电磁辐射及承担外载功能,综合性能良好,在航空领域具有重要的应用价值和广阔的发展前景。由于共形承载天线由层合结构构成,在不同材料的粘接及热压过程中,容易在粘接层形成裂纹等粘接缺陷,而失效往往在裂纹处发生,所以研究含粘接缺陷的共形承载天线力学性能演化机理具有重要意义。文中首先根据实验数据辨识了共形承载天线层间界面的动态等效断裂能并将其应用于双线性内聚力模型;其次,建立了共形承载天线的有限元模型并根据模态实验结果验证了模型的准确性;最后,依据仿真结果给出了结构服役过程中允许的最大层间裂纹半径,为合理确定工程制造精度提供了依据。