基于改进变步长爬山法的潮流能发电MPPT算法

针对传统变步长爬山法在潮流能发电系统中对潮流流速突变和随机性波动的适应能力较差,易出现扰动方向判断错误和速度追踪过快的问题,在变步长爬山法的基础上提出一种改进变步长最大功率追踪(MPPT)算法。该方法能够准确判断多种最大功率跟踪的情况并采用两次采样点下的功率和转速的变化程度确定下一时刻步长的大小,自动根据获能系数大小进行分阶段调节,实现对潮流流速突变情况的应对,从而实现最大功率的跟踪。在MATLAB/Simulink环境下搭建基于PID控制与自抗扰控制的仿真系统进行仿真试验,结果表明,改进的变步长爬山法不仅能够实现最大功率的跟踪,而且对潮流流速的随机性波动和突变情况的适应能力更强,具有良好的稳态特性。

基于模糊变步长算法的微生物燃料电池最大功率跟踪控制

针对微生物燃料电池输出效率低的问题,提出一种变步长算法和模糊控制相结合的最大功率跟踪算法。根据满足最大功率的条件,将Boost变换器和微生物燃料电池构成完整系统,通过调节占空比从而实现最大功率跟踪,同时引入扰动观察法(P&O)和电导增量法(INC)组成最大功率跟踪控制器。常规算法受到步长的影响跟踪效果较差,在此基础上通过改进固定步长为变步长,有效提高了算法的动态性能和稳定性。针对算法产生振荡造成的能量损失,将算法和模糊控制结合在一起构成完整的跟踪系统,有效提高了算法的稳定性,减少了能量损失。仿真结果表明:改进的模糊变步长算法较3种常规算法具有更快的收敛速度、更小的波动幅度和跟踪误差。

变步长精细Runge-Kutta法非等温输气管道泄漏检测与定位

针对复杂工况下输气管道的泄漏检测与定位准确率低、效率不高这一难题,结合等温定位法和Runge-Kutta法(龙格-库塔法)的原理及优缺点提出改进的变步长精细Runge-Kutta法。根据管道中的气体流动过程及温度的不同处理方式,以管道的温度、压力和流速为参数确定步长求得管道从首端到末端各截面的参数,通过测量管道首末端的流量和压力可判定出输气管道泄漏的位置。通过对非等温气体管道的仿真实验,以泄漏率和定位精度作为评价指标,对等温定位法和变步长精细Runge-Kutta法定位效果进行了对比分析。仿真结果表明,对于非等温气体管道的泄漏,变步长精细Runge-Kutta法的检测与定位精度准效率高。

变步长微分控制的超声波换能器共振频率追踪

超声波洁牙器在医疗领域,特别是口腔医学中成效卓越。然而,频率的突变和漂移对超声振动系统的稳定性和可靠性构成了挑战。本文针对医用口腔超声波洁牙器的工作特性,设计了一种新的谐振频率检测机制,并引入了一种基于最大电流法的变步长微分控制方法。结合相位锁定技术,笔者提出了一种复合控制方法,旨在提高超声波洁牙器的清洁效率和可靠性。模拟试验的结果验证了该方法的有效性和稳定性,表明新的频率追踪方法能在不同工作条件下精确追踪超声波换能器的频率,并具有较高的抗干扰能力。本研究为超声波设备的频率控制提供了新的思路,有望为超声波技术在口腔医疗中的应用提供更可靠和高效的支持。

基于PSO和变步长电导增量法的5G基站充电策略

在出现局部阴影的情况下,光伏阵列的输出特性具有高度的非线性、时变性以及功率极值点增加的特性,因此,导致传统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)算法失效。针对这一问题,提出了一种基于粒子群优化算法和变步长电导增量法的改进MPPT算法。首先分析太阳能电池数学模型,选择Simulink的PV Array模块模拟太阳能电池,搭建完整仿真电路模型。然后编写基于粒子群优化算法和变步长电导增量法的改进MPPT算法程序。最后在温度为25℃,光照强度为1000 W/m2条件下,对比不同方法的仿真结果。实验结果表明:所提算法能够在系统的快速启动以及光照情况发生变化时完成最大功率点的快速定位,并可以根据设定的情况将最大功率点稳定在一个较为精确的范围。

一种用于重载列车纵向动力学仿真的变步长积分算法

目前列车纵向动力学仿真的积分算法多以Newmark-β法为基础的固定步长算法为主,但随着列车编组数量增加以及工况变化,固定步长算法难以获得最佳的计算效率。基于此,文章采用显式预测-隐式迭代校正的方法,在Newmark-β法的基础上,通过限制迭代次数的方法变化步长,将其演变为一种变步长的积分算法。通过算例验证了变步长算法在动力学方程解变化剧烈的时候具有更高的计算精度,将该算法应用至1万t单编列车的全制动停车工况的纵向动力学仿真,结果表明,相较于其他算法,变步长的积分算法在保证精度的同时计算效率更高。

利用变步长Runge-Kutta法分析换流变压器油纸绝缘结构瞬态电场

换流变压器极性反转瞬态电场仿真往往采用定步长方法,为了保证计算精度,往往采用较小的时间步长,计算量较大.为了有效地降低换流变压器极性反转瞬态电场仿真分析时的计算代价,根据各时步的局部截断误差,提出采用变步长显式Runge-Kutta法分析极性反转瞬态电场.并用所提方法对换流变压器阀侧绕组典型模型在极性反转电压下的瞬态电场进行了分析,计算结果表明本文提出的方法可以有效地降低计算代价,能够用于换流变压器极性反转瞬态电场的分析计算.

变步长爬山法在双馈风力发电系统最大风能跟踪控制中的应用

变步长爬山法能不依赖风速检测或风机功率—转速特性曲线而实现风力发电系统的最大风能跟踪,具有良好的应用前景。首先根据风机运行特性给出了直流机模拟风机方案,详细论述了变步长爬山法的原理及在双馈风力发电系统中的实现方法。然后将该方法应用于基于定子电压定向的双馈发电机矢量控制策略中,搭建了带直流机模拟风机的双馈风力发电系统实验平台。实验结果验证了在风速变化的情况下系统能自动搜索达到对应风速的最佳转速,实现风机最大风能捕获,并具有对快变风速的响应能力,验证了控制方案的正确性和可行性。

基于改进变步长电导增量法的MPPT控制

针对光伏系统最大功率点跟踪控制速度不稳定的问题,提出一种改进的变步长电导增量法。对电导增量法变步长的触发条件进行改进,确定变步长的使用范围,并选取适当的缩放系数,使光照强度发生变化时可稳定地跟踪最大功率点。仿真结果表明,该算法在光照强度发生大幅度变化时,具有较快的响应速度和较高的跟踪精度。

自适应变步长MPPT算法

为减小光伏电池因环境变化造成的功率损失,提高系统的光电转换效率及跟踪响应速度,在传统电导增量法的基础上结合自适应变步长最小均方差LMS(least mean squre)算法,提出了一种自适应变步长最大功率跟踪算法,并在Matlab环境下利用SimPowerSystem功能模块建立了光伏电池的数学模型及自适应变步长算法的控制器模型。仿真结果表明,该算法在光照、温度等系统参数扰动的情况下都能快速找到新的工作点,表现出良好的动态及稳态特性,证实了算法的正确性和有效性。

改进功率预测变步长扰动法在光伏MPPT中的研究

针对最大功率点跟踪技术在光伏发电系统中的应用和研究现状,提出一种改进功率预测变步长扰动法。首先分析光照强度在一个采样周期内非线性变化时功率预测法会因功率预估值偏差较大而产生误判这一现象,为减少功率振荡损失,基于牛顿插值法建立三点采样函数模型以减少预测功率值与实际功率值的偏差。其次在确定变步长的过程中纳入光照强度变化这一动态因素,通过引入对光照强度变化的修正系数提出一种变步长的确定方法。最后搭建光伏系统模型及车载光伏实验平台进行最大功率点追踪仿真,结果表明改进功率预测变步长扰动法在改善误判和失效问题的同时能更加平稳地追踪最大功率点。

基于MPPT的新型变步长增量电导法的研究

针对目前太阳能发电技术,光伏阵列输出最大功率点的跟踪精度低,光电转化效率有待提高的现状,选取了最大功率点跟踪技术(MPPT)为研究对象。在综合分析了现工程应用的各种控制算法的原理基础上,并且根据光伏输出特性,提出了"基于MPPT的新型变步长增量电导法"的控制策略。在Matlab/Simulink环境下对该方法进行了仿真验证。该控制策略具有跟踪精度高,功率输出稳定,对外界光照,温度等环境变化抗干扰能力强的优点。

短路电流法与变步长扰动观察法结合的MPPT算法研究

针对小型家用光伏系统的特点,设计了一种有效的改进型最大功率点跟踪(MPPT)控制方法。当外界环境突变时,采用改进的短路电流法进行初步跟踪,调整光伏阵列的工作点到最大功率点附近。在此基础上再使用双阶段变步长扰动观察法,使得工作点进一步调节到最大功率点,并有效减少了光伏阵列输出功率在最大功率点的振荡。对该结合方法及相关的常用MPPT算法分别仿真,结果表明,该方法可以在外界环境剧烈变化下快速、有效、准确地跟踪最大功率点,同时有效减少在光伏阵列最大功率点附近振荡所带来的能量损失,提高了光伏发电系统的效率。

一种用于光伏MPPT的分阶段变步长电导增量法

针对传统的光伏系统最大功率点控制算法跟踪精度和速度不能兼顾的问题,提出一种分阶段变步长电导增量法。该算法将光伏电池输出曲线划分为两阶段,根据不同阶段的曲线特性分析比较,从而进行步长模式的切换,在远离最大功率点的动态阶段采用大步长跟踪,而在最大功率点附近的稳态阶段则采用小步长跟踪。仿真结果表明,该方法快速跟踪到最大功率点,且有效降低了系统最大功率点附近的振荡,提高了光伏电池的利用效率。

基于改进变步长电导增量法光伏阵列MPPT研究

通过分析光伏阵列特性,针对变步长电导增量I(NC)法在光照强度发生大幅度变化时由于错误计算步长引起的系统振荡的缺点,采用了一种改进的变步长INC法,能够快速并准确地进行最大功率点跟踪(MPPT)。最后搭建了Boost MPPT控制的硬件电路进行实验验证。结果表明,在光照强度发生大幅度变化时,改进后的算法能快速、准确地跟踪到最大功率点(MPP)并很好地稳定在MPP工作,表现出良好的动态性能。

基于变步长的混合图像自适应盲分离算法

根据混合信号的分离程度,提出了一种新的图像信号分离算法,通过建立分离矩阵控制步长因子变化,利用自适应不完整自然梯度法实现图像的有效分离。新算法既很好地解决了固定步长算法收敛速度和稳态误差之间的矛盾,也解决了其他变步长算法须选择较小初始步长才能实现分离的问题。仿真结果表明新算法收敛速度快,稳态误差小,综合分离性能明显优于其他算法。

隐式Taylor级数暂态稳定计算变步长方法初探

隐式调谐Taylor级数暂态稳定算法是一种具有A稳定性的高精度时域仿真算法。为了进一步改善算法的性能,文中在该算法基础上利用其基于预估-校正迭代格式的特点对其暂态稳定计算步长进行动态控制。该方法充分利用其实现过程中迭代格式的特点,在不增加额外计算量的基础上实现了变步长算法。计算与分析结果表明,该步长的动态控制方法很好地利用了原算法具有A稳定性可进行大步长计算的特点,既保持了算法的高精度优点,又显著提高了计算速度,进一步提升了算法的实用价值。

改进型光伏最大功率跟踪自适应变步长算法

由于现今光伏系统使用场所的环境因素变化较大,需要有更高的转换效率和适应度,为了改善定步长电导增量法控制能力的局限性,使其适应在多变环境下的最大功率点跟踪控制。因此在定步长电导增量法的基础上,结合自适应最小均方差LMS(Least Mean Squre)算法,提出了一种改进的自适应变步长最大功率跟踪算法,并在Matlab环境下利用Simulink平台搭建光伏电池仿真模块及自适应变步长算法的S函数控制模块。仿真结果表明,该算法能够快速准确地跟踪最大功率点,并能保持系统的稳定性。

改进的变步长LMS算法及其在自适应消噪中的应用

通过建立误差信号e(n)和步长因子μ(n)之间一种新的非线性函数关系,提出了一种改进的变步长LMS算法。该算法较固定步长LMS算法收敛速度快、稳定性好,和已有的基于S函数的变步长LMS算法相比,不需要进行复杂的复数运算,大大减化了计算量。将该算法应用于自适应噪声对消系统的仿真中,计算机仿真结果与理论分析相一致。

基于改变比例因子的变步长最大功率跟踪算法

通过仿真模拟分析光伏电池特性,针对传统的变步长电导增量(INC)法存在无法同时满足跟踪速率和减少振荡的问题,提出了一种基于改变步长比例因子的变步长最大功率算法,实时判断工作点的状态来选择不同的步长比例因子,从而解决MPPT控制过程中动态响应和稳态波动的这一矛盾关系。仿真结果表明:改进的算法和传统的变步长INC相比,跟踪过程更快速,跟踪结果更精确,系统输出功率在最大功率点处的振荡得以有效降低,动态性能和稳态性能都更优异。